JP6439978B2 - 接合部材 - Google Patents
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Description
また、アウトフレームと建築物との接合部分に偏心モーメントが生じるため、接合部分の面積を大きくして偏心モーメントに抗する必要がある。このため、現場での施工に手間がかかるとともに、接合部分が大型化するという問題点がある。
すなわち、本発明に係る接合部材は、既存の建築物の躯体に耐震補強部材を接合するための接合部材であって、一方向に延びる鋼管の内部にコンクリートが充填され、一端部に前記耐震補強部材が連結される鋼管コンクリート部と、該鋼管コンクリート部の他端部から前記一方向に突出し、前記躯体に固定され、該鋼管コンクリート部と前記躯体との間でせん断力を伝達するコッターと、を備え、前記鋼管コンクリート部は、前記躯体に固定されたアンカー筋が埋設可能とされていることを特徴とする。
また、躯体と鋼管コンクリート部との間のせん断力は、コッターにより伝達される。コッターは鋼管コンクリート部の他端部から一方向に突出し、躯体に固定される構成とされているため、従来のようなせん断力を伝達するためにスラブ等の構造体を設ける必要がなく、簡易な構成で確実に接合することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る接合部材が接合された建築物の斜視図である。図2は、本発明の一実施形態に係る接合部材が接合された建築物の室内側から見た図である。
図1及び図2に示すように、耐震補強の対象とされる既存の建築物1は、鉛直方向に延びる複数の柱(躯体)11,11と、柱11,11間に架設された梁(躯体)12と、を備えている。
梁12は、建築物1の幅方向に延びる複数の主筋12A,12A(図6参照)と、これら複数の主筋12A,12Aを束ねるように配置された複数の帯筋12B,12B(図6参照)と、を有している。
図2及び図3に示すように、上記に示す既存の建築物1に設けられた耐震補強構造10は、梁12に接合された複数の接合体2と、複数の接合体2部材同士を(建築物1の高さ方向及び建築物1の幅方向に対して)斜めに連結する斜めブレース(耐震補強部材)5と、建築物1の幅方向に隣り合う複数の接合体2同士を連結する水平ブレース6A,6Bと、を備えている。
なお、建築物1の高さ方向は鉛直方向に相当し、建築物1の高さ方向に直交する幅方向及び奥行方向は水平方向に相当する。
図4から図7に示すように、接合体2は、予め工場等で製造されたコッター部材(接合部材)20と、コッター部材20と梁12とを接合する複数の接合アンカー筋(アンカー筋)30と、コッター部材20の内部に現場でグラウト材が充填され接合アンカー筋30が埋設された現場打ち充填部42と、を有している。
水平シアコッタープレート26は、鋼管コンクリート部21と梁12とを接合し、梁12と鋼管コンクリート部21との間でせん断力を伝達する。
なお、本実施形態では、水平ブレース用プレート24及び斜めブレース用プレート27は、鋼材により形成されている。
なお、X字状に配置された斜めブレースは、建築物1の奥行方向の位置をずらさずに、同一鉛直平面上に配置される構成であってもよい。この場合には、2本の斜めブレースの交差する部分は、接合されている。
図8は、耐震補強構造10の施工方法を説明する図であって、梁12にコッター用穴12X及びアンカー筋用穴12Yを開けた図である。図9は、耐震補強構造10の施工方法を説明する図であって、アンカー筋用穴12Yに接合アンカー筋30を挿入した図である。図10は、耐震補強構造10の施工方法を説明する図であって、コッター用穴12Xに水平シアコッタープレート26を挿入する直前の図である。
梁12の上側の主筋12Aと下側の主筋12Aとの間及び建築物1の幅方向に離間して配置された帯筋12B,12Bの間に、アンカー筋用穴12Y及びコッター用穴12Xを開ける。アンカー筋用穴12Y,12Y及びコッター用穴12X,12Xは、梁12の正面から内部に向かって、建築物1の奥行方向に延びるように形成する。本実施形態では、一の帯筋12Bにおける建築物1の幅方向一方側にアンカー筋用穴12Y,12Y及びコッター用穴12Xを開け、一の帯筋12Bにおける建築物1の幅方向他方側に別のコッター用穴12Xを開ける。また、コッター用穴12Xは、断面視円形の穴を開けることができるコアドリル等の工具を用いて、断面視円形の穴を建築物1の高さ方向に3個連ねてコッター用穴12Xを形成している。本実施形態では、コッター用穴12Xの建築物1の奥行方向の長さ(深さ)は80mmである。
アンカー筋用穴12Yに接合アンカー筋30を挿入し、アンカー筋用穴12Yとアンカー筋との隙間にグラウト材30Gを注入する(図10参照)。グラウト材30Gが硬化すると、接合アンカー筋30はアンカー筋用穴12Yの内部に固定される。
コッター部材20の水平シアコッタープレート26をコッター用穴12Xに挿入し、接合アンカー筋30の梁12から突出している部分をコッター部材20の内部(鋼管部22の内部における先打ち充填部41が形成されていない部分)に配置する。コッター部材20の水平シアコッタープレート26は、コッター用穴12Xに支持され、梁12に仮固定される。
また、コッター部材20のグラウト注入部28,28から、グラウト材を圧入する。これにより、コッター部材20の鋼管部22の内部は、予め充填された先打ち充填部41及び現場でグラウト材が圧入されることで形成された現場打ち充填部42で満たされる。また、圧入されたグラウト材26Gは、コッター用穴12Xと水平シアコッタープレート26との隙間にも入り込む。グラウト材が硬化すると、コッター部材20は梁12に接合される。上記の作業を、設置するコッター部材20の位置に応じて行う。
図12(c),(d)に示すように、水平シアコッタープレート26と梁12とのせん断力伝達は、支圧伝達を主な伝達機構として想定している。
図13に示すように、本シミュレーションでは、建築物1として鉄筋コンクリート造の4階建て病院を想定している。X方向(建築物1の幅方向)は純ラーメン構造とされ、Y方向(建築物1の奥行方向)は耐震壁付きラーメン構造とされている。X方向に耐震補強構造10を設ける場合について説明する。
柱11,11間7200mmに設けられた耐震補強構造10を1か所と数えて、一階では8か所に耐震補強構造10が設けられている。
なお、鉄骨製のブレース等が設けられた従来の補強方法では、材料費等が高い。このため、表1の従来補強の欄に示すように、設置箇所数を4か所に抑えて、1か所あたり2222kNの耐力を負担させる設計であった。一方、本発明では、設置箇所数を増やしても施工面及びコスト面ともにメリットがあるため、1か所あたりの負担耐力を抑えた構成とすることができる。
想定する水平シアコッタープレート26や梁12のコンクリート部分等の条件を、表2に示す。
表2に示す見付け面積、想定支圧強度より、コンクリート支圧強度QCSは294kNと算出される。1接合部(1個のコッター部材20)は2枚の水平シアコッタープレート26,26で構成されているため、ΣQCS=264×2=584kN、約600kNである。
よって、鉄筋コンクリート造の梁12のコンクリート部分の支圧破壊に基づくコンクリート支圧強度、水平シアコッタープレート26自体がせん断降伏する際の耐力、いずれでも目標耐力600kNをほぼ確保することができることが分かる。
また、梁12と鋼管コンクリート部21との間のせん断力は、水平シアコッタープレート26により伝達される。水平シアコッタープレート26は鋼管コンクリート部21の端部22Aから一方向に突出し、梁12に固定される構成とされているため、従来のようなせん断力を伝達するためにスラブ等の構造体を設ける必要がなく、簡易な構成で確実に接合することができる。
また、接合体2の基端側及び先端側には、建築物1の幅方向一方側に設けられた接合体2と連結された水平ブレース6A,6B及び建築物1の幅方向他方側に設けられた接合体2と連結された水平ブレース6A,6Bがそれぞれ設けられている。つまり、接合体2の基端側及び先端側には、建築物1の幅方向両側にそれぞれ延びる一対の水平ブレース6A,6Bがそれぞれ連結されている。これにより、接合体2の両側に連結された水平ブレース6A,6Bから引張力及び圧縮力が接合体2に伝達され、接合体2と既存の梁12との接合部分に生じる軸力及び偏心モーメントが抑えられる。よって、接合体2における梁12との接合部分を小型化でき、これに伴い接合体2自体も小型化できる。
また、接合体2の設置数等を調整して隣り合う柱11,11等の躯体間の負担せん断力を抑えることができるため、既存の柱11や杭等の補強が不要である。
なお、耐震補強構造10を設ける位置、数量等は、必要とする補強量等に応じて決定する。
2…接合体
5…斜めブレース(耐震補強部材)
6A,6B…水平ブレース
10…耐震補強構造
11…柱
12…梁
12X…コッター用穴
12Y…アンカー筋用穴
20…コッター部材(接合部材)
21…鋼管コンクリート部
22…鋼管部
24…水平ブレース用プレート(水平ブレース連結部)
26…水平シアコッタープレート
26G…グラウト材
27…斜めブレース用プレート
27R…リブ
28…グラウト注入部
30…接合アンカー筋
41…先打ち充填部
42…現場打ち充填部
61…チャンネル鋼材
61A…ウェブ
Claims (2)
- 既存の建築物の躯体に耐震補強部材を接合するための接合部材であって、
一方向に延びる鋼管の内部にコンクリートが充填され、一端部に前記耐震補強部材が連結される鋼管コンクリート部と、
該鋼管コンクリート部の他端部から前記一方向に突出し、前記躯体に固定され、該鋼管コンクリート部と前記躯体との間でせん断力を伝達するコッターと、を備え、
前記鋼管コンクリート部は、前記躯体に固定されたアンカー筋が埋設可能とされていることを特徴とする接合部材。 - 前記鋼管コンクリート部は、水平面上に配置される水平ブレースが連結される水平ブレース連結部を有し、
前記コッターは、前記水平ブレース連結部に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の接合部材。
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