JP6512431B2 - 柱と梁との接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、柱と梁との接合構造に関するものである。

従来から、鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを接合するＲＣＳＳ構法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ＲＣＳＳ構法で建築された建築物は、鉄筋コンクリート、鉄骨のそれぞれの材料の良さを活かし、高強度で高耐震な構造とされている。

ＲＣＳＳ構法で接合される柱と梁との接合構造として、以下のものが知られている。例えば、コンクリート部と、コンクリート部の上面から上方に突出する複数の主筋と、を有する柱の上部に、下方に突出する支持部が設けられた梁を設置する。柱と梁との接合部分において、支持部を柱のコンクリート部の上面に設置し、柱の上面と梁の下面との間に、コンクリート部から突出する主筋を囲むようにふさぎ型枠を設ける。そして、ふさぎ型枠の内部にコンクリートを打設することで、柱の上部と梁の下部とが接合される。

また、梁の下面に薄板等を設けて、梁の下面とコンクリート部の上面との間に薄板分の隙間が生じるように、梁を柱の上部に設置する。そして、柱の上面と梁の下面との間の隙間であって薄板の周りにグラウト材を注入することで、柱と梁とが接合される構成もある。

特許第２５５４５３５号公報

しかしながら、上記のふさぎ型枠を設けてコンクリートを打設する構成では、ふさぎ型枠の設置や、脱型後に型枠からはみ出た柱のコンクリート部に付着したペースト状のコンクリート（のろ）を除去するケレン作業、清掃等の作業が多い。また、上記のグラウト材を注入して柱と梁とを接合する構成では、柱と梁との隙間からはみ出したグラウト材を取り除かなくてはならない。さらには、いずれの構成でも、はみ出たペースト状のコンクリートやグラウト材が見えないように、耐火被覆を梁から柱の上部付近にかぶせることがある。このように、作業性が悪いという問題点がある。
特に、大空間等階高が高い建築物では高所で作業することになるため安全性を重視し、施工性の良い作業が望まれている。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを、作業性良く接合することができる柱と梁との接合構造を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る柱と梁との接合構造は、コンクリート部と、鉛直方向に延び前記コンクリート部の上面から突出する主筋と、を有する鉄筋コンクリート造の柱と、鉄骨造の梁との接合構造であって、前記コンクリート部の上面から上方に突出し、平面視枠状に形成された支持枠部と、前記梁に接合され、前記支持枠部に支持されるとともに前記主筋を囲うように形成されたふさぎ部材と、前記支持枠部の内部から前記ふさぎ部材の内部にわたって充填された接合コンクリート部と、を備え、前記支持枠部は、前記コンクリート部と一体に形成されていることを特徴とする。

このように構成された柱と梁との接合構造では、柱のコンクリート部の上面には、上方に突出し、平面視枠状に形成された支持枠部が設けられている。これにより、支持枠部で囲まれた部分は、支持枠部の上面から下方に凹む凹部とされている。この凹部から、梁に接合され、支持枠部に支持されるとともに主筋を囲うように形成されたふさぎ部材の内部にわたって、コンクリートが充填された接合コンクリート部が形成されている。よって、柱の上部と梁の下部とを、接合コンクリート部により接合することができる。
また、一般的なコンクリート打設時の型枠を設けなくても、平面視枠状に形成された支持枠部が型枠として機能する。よって、型枠の設置や脱型等の作業が不要なため、作業性を向上させることができる。

また、本発明に係る柱と梁との接合構造は、前記コンクリート部の上面から突出し、前記梁を支持する支持部を、さらに備えることが好ましい。

このように構成された柱と梁との接合構造では、例えば、支持枠部のみで梁を支持するには支持枠部の強度が不足するような場合でも、コンクリート部の上面から突出する支持部も梁を支持するため、柱が梁を確実に支持することができる。

また、本発明に係る柱と梁との接合構造は、コンクリート部と、鉛直方向に延び前記コンクリート部の上面から突出する主筋と、を有する鉄筋コンクリート造の柱と、鉄骨造の梁との接合構造であって、前記コンクリート部の上面から上方に突出し、平面視枠状に形成された支持枠部と、前記梁に接合され、前記支持枠部に支持されるとともに前記主筋を囲うように形成されたふさぎ部材と、前記支持枠部の内部から前記ふさぎ部材の内部にわたって充填された接合コンクリート部と、を備え、前記支持枠部には、上方に立ち上がり、前記ふさぎ部材を支持する不陸調整部が形成されていることを特徴とする。

このように構成された柱と梁との接合構造では、柱のコンクリート部の上面には、上方に突出し、平面視枠状に形成された支持枠部が設けられている。これにより、支持枠部で囲まれた部分は、支持枠部の上面から下方に凹む凹部とされている。この凹部から、梁に接合され、支持枠部に支持されるとともに主筋を囲うように形成されたふさぎ部材の内部にわたって、コンクリートが充填された接合コンクリート部が形成されている。よって、柱の上部と梁の下部とを、接合コンクリート部により接合することができる。
また、一般的なコンクリート打設時の型枠を設けなくても、平面視枠状に形成された支持枠部が型枠として機能する。よって、型枠の設置や脱型等の作業が不要なため、作業性を向上させることができる。
また、例えば、誤差等により柱が若干傾斜しているような場合には、支持枠部から上方に立ち上がる不陸調整部がふさぎ部材を支持する。よって、不陸調整部で柱の傾斜を吸収して、梁を適切な姿勢で支持することができる。

本発明に係る柱と梁との接合構造によれば、鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを、作業性良く接合することができる。

本発明の第一実施形態に係る柱と梁との接合構造を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第一実施形態に係る柱と梁との接合構造の接合対象となる柱を示す斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る柱と梁との接合構造の接合対象となる柱を示す斜視図である。 本発明の第三実施形態に係る柱と梁との接合構造の接合対象となる柱を示す斜視図である。 本発明の第四実施形態に係る柱と梁との接合構造の接合対象となる柱を示す斜視図である。 本発明の第四実施形態に係る柱と梁との接合構造における図１のＡ−Ａ断面図に相当する図である。 本発明の第二実施形態の変形例に係る柱と梁との接合構造の接合対象となる柱を示す斜視図である。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態に係る柱と梁との接合構造について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る柱と梁との接合構造を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。なお、図１において、接合コンクリート部の記載を省略している。

図１及び図２に示すように、鉄筋コンクリート造の柱１と、仕口構造体２Ａとが、柱と梁との接合構造１００により接合されている。

図３は、柱と梁との接合構造１００の接合対象となる柱１を示す斜視図である。
図３に示すように、柱１は、水平方向に所定の間隔を有して配置され、鉛直方向に延びる複数の主筋１０，１０…と、これら複数の主筋１０，１０…を束ねるように鉛直方向に間隔を有して配置された複数の帯筋（不図示。以下同じ。）と、これら複数の主筋１０，１０…及び複数の帯筋を覆うように平面視略矩形状に充填されたコンクリートである柱コンクリート部（コンクリート部）１２とを有している。本実施形態では、柱は、予め工場等で製造され建築現場に搬入されたプレキャストコンクリート部材で構成されている。本実施形態では、例えば、柱１は１０００ｍｍ×１０００ｍｍ角とされている。

柱コンクリート部１２の上面１２Ｙの縁部には、上方に突出し、平面視四方枠状に形成された支持枠部１２Ｓが柱コンクリート部１２と一体に形成されている。これにより、支持枠部１２Ｓで囲まれた部分は、支持枠部１２Ｓの上面１２Ｔから下方に凹む凹部１２Ｚとされている。本実施形態では、例えば、凹部１２Ｚの深さは１００ｍｍであり、支持枠部１２Ｓの幅は１５０ｍｍとされている。

主筋１０，１０…は、柱コンクリート部１２の四隅に各３本ずつ設けられている。各隅に設けられた３本の主筋１０は、角側に配置された主筋１０Ｐと、平面視矩形をなす柱１の一の辺に沿って主筋１０Ｐと所定距離離間した位置に設けられた主筋１０Ｑと、一の辺と直交する他の辺に沿って主筋１０Ｐと所定距離離間した位置に設けられた主筋１０Ｒと、で構成されている。

各主筋１０の上部１０Ａは、柱コンクリート部１２の支持枠部１２Ｓから突出している。
なお、主筋１０，１０…は、主筋１０Ｐ，１０Ｑ，１０Ｒに加えてもう１本の主筋（不図示。以下同じ。）で、４本一組で構成されていてもよい。この場合、もう１本の主筋は、平面視において主筋１０Ｐ，１０Ｑ，１０Ｒとともに矩形の頂点をなす位置に配置することが好ましい。もう１本の主筋は、柱コンクリート部１２の支持枠部１２Ｓから突出していてもよいし、凹部１２Ｚの底面（柱コンクリート部１２の上面）１２Ｙから突出していてもよい。

図１及び図２に示すように、仕口構造体２Ａは、鉄骨造の梁接合部（梁）２と、梁接合部２に接合されたふさぎ板３と、を有している。

梁接合部２は、Ｈ形鋼をなす第一梁接合部２１と第二梁接合部２２とが互いに直交配置され、接合され一体化されて構成されている。第一梁接合部２１は、鉛直方向に離間して配置された上下のフランジ２１Ａ，２１Ａと、これらフランジ２１Ａ，２１Ａを連結するウェブ２１Ｂと、を有している。また、第二梁接合部２２は、鉛直方向に離間して配置された上下のフランジ２２Ａ，２２Ａと、これらフランジ２２Ａ，２２Ａを連結するウェブ２２Ｂと、を有している。

第一梁接合部２１と第二梁接合部２２とが互いに直交する部分において、第一梁接合部２１のフランジ２１Ａと第二梁接合部２２のフランジ２２Ａとは互いに溶接等により一体化されるとともに、第一梁接合部２１のウェブ２１Ｂと第二梁接合部２２のウェブ２２Ｂとは互いに溶接等により一体化されている。

梁接合部２は、柱１の上部に設置されている。詳細には、梁接合部２の下側のフランジ２１Ａ，２２Ａが、柱１の柱コンクリート部１２の支持枠部１２Ｓに載置されている。

ふさぎ板３は、柱１の柱コンクリート部１２の支持枠部１２Ｓの外周に沿って設置されている。このようにして、ふさぎ板３は、全ての主筋１０，１０…を囲うように配置されている。

ふさぎ板３は、平面視矩形をなし、鉛直方向に延びる筒状に形成されている。ふさぎ板３と梁接合部２とは、溶接等で接合され一体化されている。例えば、ふさぎ板として、薄型鋼板を採用することができる。

ふさぎ板３の内部から柱１の凹部１２Ｚにわたって、コンクリートが充填された接合コンクリート部４が形成されている。
本実施形態では、柱１の支持枠部１２Ｓと、ふさぎ板３と、接合コンクリート部４とが、柱と梁との接合構造１００を構成している。

上記の柱と梁との接合構造１００により、柱１と梁接合部２とを接合する際には、柱１をクレーン（不図示）等により吊り上げて、所定の位置に建て込む。次に、柱１の上部に仕口構造体２Ａを設置する。この際に、梁接合部２の下側のフランジ２１Ａ，２２Ａを柱１の柱コンクリート部１２の支持枠部１２Ｓ上に設置し、ふさぎ板３を支持枠部１２Ｓの外周に沿って設置するようにする。

そして、ふさぎ板３の上部と梁接合部２の上側のフランジ２１Ａとの隙間から、コンクリートを打設する。コンクリートは、柱１の凹部１２Ｚからふさぎ板３の内部にわたって充填され、硬化する。この硬化したコンクリートにより形成された接合コンクリート部４により、柱１の上部と仕口構造体２Ａとが接合される。

また、隣接する柱１の各仕口構造体２Ａ，２Ａ間には、鉄骨造の長尺な梁部材（不図示。以下同じ。）を架け渡し、この鉄骨造の梁部材の端部と仕口構造体２Ａとを、溶接やボルト接合等で接合する。
あるいは、予め仕口構造体２Ａと長尺な梁部材とを一体化して、柱１と接合する構成であってもよい。

このように構成された柱と梁との接合構造１００では、柱コンクリート部１２の上面１２Ｙには、上方に突出し、平面視枠状に形成された支持枠部１２Ｓが設けられている。これにより、支持枠部１２Ｓで囲まれた部分は、支持枠部１２Ｓの上面１２Ｔから下方に凹む凹部１２Ｚとされている。この凹部１２Ｚから、支持枠部１２Ｓに支持され柱１の主筋１０を覆うとともに梁接合部２が接合されたふさぎ板３の内部にわたって、コンクリートが充填された接合コンクリート部４が形成されている。よって、柱１の上部と梁接合部２とを、接合コンクリート部４により接合することができる。

また、一般的なコンクリート打設時の型枠を設けなくても、平面視枠状に形成された支持枠部１２Ｓ及びふさぎ板３が型枠として機能する。よって、型枠の設置や、脱型、脱型後に柱のコンクリート部に付着した白い粉末状の粉（のろ）を除去する等の作業が不要なため、作業性を向上させ、工期を短縮することができる。また、特に大空間等階高が高い建築物では、上記作業をしなくてよいため、安全性を確保することができる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係る柱と梁との接合構造について、主に図４を用いて説明する。
以下の実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図４は、本発明の第二実施形態に係る柱と梁との接合構造の接合対象となる柱を示す斜視図である。
図４に示すように、本実施形態において、柱１Ｓには、凹部１２Ｚの底面１２Ｙから突出する支持コンクリート部（支持部）１３が設けられている。

支持コンクリート部１３は、凹部１２Ｚの底面１２Ｙの平面視略中央部から突出している。支持コンクリート部１３は、直方体状をなしている。支持コンクリート部１３の上面１３Ａは、支持枠部１２Ｓの上面１２Ｔと略同一の高さとされている。

このように構成された柱と梁との接合構造では、柱１Ｓの支持枠部１２Ｓのみならず支持コンクリート部１３も梁接合部２を支持するため、柱１Ｓは梁接合部２を確実に支持することができる。例えば、柱１Ｓの支持枠部１２Ｓのみで梁接合部２を支持するには支持枠部１２Ｓの強度が不足するような場合でも、支持コンクリート部１３も梁接合部２を支持するため、柱１Ｓが梁接合部２を確実に支持する。また、支持コンクリート部１３を設けることで、支持枠部１２Ｓの幅を小さくして、柱１と接合コンクリート部４との付着面積を大きく確保することができる。

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態に係る柱と梁との接合構造について、主に図５を用いて説明する。

図５は、本発明の第三実施形態に係る柱と梁との接合構造の接合対象となる柱を示す斜視図である。
図５に示すように、本実施形態において、柱１Ｔの支持枠部１２Ｓの上面１２Ｔの四隅部には、それぞれ上方に立ち上がる段部（不陸調整部）１４が設けられている。段部１４は、平面視Ｌ字状に形成されている。本実施形態では、例えば、段部１４の支持枠部１２Ｓの上面１２Ｔからの立ち上がり高さは、１０ｍｍ程度とされている。

このように構成された柱と梁との接合構造では、例えば、誤差等により柱１Ｔが若干傾斜しているような場合には、凹部１２Ｚの底面１２Ｙから突出する支持コンクリート部１３が梁接合部２を支持し、支持枠部１２Ｓの上面１２Ｔの四隅部から上方に立ち上がる段部１４がふさぎ板３を支持する。よって、支持コンクリート部１３及び段部１４で柱１Ｔの傾斜を吸収して、仕口構造体２Ａを適切な姿勢で支持することができる。

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態に係る柱と梁との接合構造について、主に図６及び図７を用いて説明する。

図６は、本発明の第四実施形態に係る柱と梁との接合構造の接合対象となる柱を示す斜視図である。図７は、本発明の第四実施形態に係る柱と梁との接合構造における図１のＡ−Ａ断面図に相当する図である。
図６及び図７に示すように、本実施形態において、柱コンクリート部１２の上面１２Ｙの縁部から上方に突出する支持枠部１２Ｖの幅寸法は、第一実施形態の支持枠部１２Ｓの幅寸法よりも短い。また、主筋１０，１０…は、支持枠部１２Ｖで囲まれた柱コンクリート部１２の上面から突出している。支持枠部１２Ｖの上面に沿って、ふさぎ板３が設置されている。

また、支持枠部１２Ｖにおける柱コンクリート部１２の上面１２Ｙから立設する縁壁部１２Ｗは、柱コンクリート部１２の上面１２Ｙから上方に向かうにしたがって次第に柱コンクリート部１２の側面に近接するように鉛直面に対して傾斜している。また、支持コンクリート部１３における柱コンクリート部１２の上面１２Ｙから立設する中央壁部１３Ｗは、柱コンクリート部１２の上面１２Ｙから上方に向かうにしたがって次第に対向する縁壁部１２Ｗから離間するように、鉛直面に対して傾斜している。支持枠部１２Ｖ及び支持コンクリート部１３を形成するための型枠（不図示）は脱型しやすい形状とされ、これに対応して、対向する縁壁部１２Ｗ及び中央壁部１３Ｗが上方に向かうにしたがって次第に離間するように形成されている。

このように構成された柱と梁との接合構造では、梁接合部２の荷重を主に支持コンクリート部１３で支持させる構成として、支持枠部１２Ｖの幅寸法を短くすることができる。また、幅寸法の短い支持枠部１２Ｖであっても、ふさぎ板３とともに接合コンクリート部４の型枠として機能する。

（変形例）
次に、本発明の第二実施形態の変形例に係る柱と梁との接合構造について、主に図８を用いて説明する。
図８は、本発明の第二実施形態の変形例に係る柱と梁との接合構造の接合対象となる柱を示す斜視図である。
図８に示すように、本実施形態において、柱１Ｕは、建築現場で施工されるものである。柱１Ｕの外周には、型枠１６が角形をなす筒状に組み付けられている。この型枠１６の内部にコンクリートを打設することで、柱コンクリート部１２が形成される。

また、柱１Ｕの上面には、十字状をなし板状の上型枠１７が設けられている。上型枠１７の中央には、上下方向に貫通する貫通孔１７Ｘが形成されている。上型枠１７の下面において、貫通孔１７Ｘの周りには、下方に向かって突出する四方枠１７Ｂが設けられている。

この柱１Ｕでは、上型枠１７の貫通孔１７Ｘ内にコンクリートを打設することで、四方枠１７Ｂで囲まれた部分に支持コンクリート部１３（図４参照）が形成される。建築現場で施工される柱１Ｕは、プレキャストコンクリートで形成された柱よりもコンクリート打設後の初期材齢の強度が不足しやすいが、柱１Ｕの支持枠部１２Ｓ及び支持コンクリート部１３で梁接合部２を安定的に支持できるため、柱１Ｕが仕口構造体２Ａの荷重により損傷することがない。また、このような建築現場で施工される柱１Ｕも、上記に示す実施形態と同様に、柱と梁との接合構造１００により、仕口構造体２Ａと接合される。

なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記に示す第三実施形態の変形例として、柱には支持部を設けずに、梁の下面に下方に突出する突出部を設ける。この場合には、梁の突出部が柱の凹部１２Ｚの底面１２Ｙに当接して、梁接合部は柱に支持される。よって、例えば、柱が若干傾斜しているような場合には、凹部１２Ｚの底面１２Ｙが梁の突出部を支持し、支持枠部１２Ｓの上面１２Ｔの四隅部から上方に立ち上がる段部１４がふさぎ板３を支持する。よって、突出部及び段部１４で柱１Ｔの傾斜を吸収して、仕口構造体２Ａを適切な姿勢で支持することができる。

１…柱
２…梁接合部（梁）
３…ふさぎ板（ふさぎ部材）
４…接合コンクリート部
１０…主筋
１２…柱コンクリート部（コンクリート部）
１２Ｓ…支持枠部
１２Ｚ…凹部
１３…支持コンクリート部（支持部）
１４…段部（不陸調整部）
１００…柱と梁との接合構造

Claims (3)

1. コンクリート部と、鉛直方向に延び前記コンクリート部の上面から突出する主筋と、を有する鉄筋コンクリート造の柱と、鉄骨造の梁との接合構造であって、
   前記コンクリート部の上面から上方に突出し、平面視枠状に形成された支持枠部と、
   前記梁に接合され、前記支持枠部に支持されるとともに前記主筋を囲うように形成されたふさぎ部材と、
   前記支持枠部の内部から前記ふさぎ部材の内部にわたって充填された接合コンクリート部と、を備え、
   前記支持枠部は、前記コンクリート部と一体に形成されていることを特徴とする柱と梁との接合構造。
2. コンクリート部と、鉛直方向に延び前記コンクリート部の上面から突出する主筋と、を有する鉄筋コンクリート造の柱と、鉄骨造の梁との接合構造であって、
   前記コンクリート部の上面から上方に突出し、平面視枠状に形成された支持枠部と、
   前記梁に接合され、前記支持枠部に支持されるとともに前記主筋を囲うように形成されたふさぎ部材と、
   前記支持枠部の内部から前記ふさぎ部材の内部にわたって充填された接合コンクリート部と、を備え、
   前記支持枠部には、上方に立ち上がり、前記ふさぎ部材を支持する不陸調整部が形成されていることを特徴とする柱と梁との接合構造。
3. 前記コンクリート部の上面から突出し、前記梁を支持する支持部を、さらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の柱と梁との接合構造。

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