(57)【要約】【課題】柱の曲げ耐力を高めることができる柱と梁との接合構造を提供する。【解決手段】柱と梁との接合構造１００は、コンクリート充填鋼管造の柱と鉄骨造の梁２との接合構造であって、ふさぎ部材３と、接合コンクリート部４と、上下の補強プレート５Ａ，５Ｂと、を備え、上下のフランジ２２は、対応する上下の補強プレート５Ａ，５Ｂに連結され、ふさぎ部材３の内部に、フランジ２２及びウェブ２３が配置され、ふさぎ部材３は、フランジ２２及びウェブ２３を囲繞する複数のふさぎ板３１を有し、フランジ２２には鉄筋１２に対応する位置に貫通孔２５が形成されるとともに、鉄筋１２は貫通孔２５に挿通されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート充填鋼管造の柱と鉄骨造の梁との接合構造であって、
前記柱は、鉛直方向に延びる鋼管と、該鋼管の内部に配置され鉛直方向に延びる複数の鉄筋と、前記鋼管の内部に充填された柱コンクリート部と、有し、
前記梁は、上下のフランジと、該フランジどうしを連結するウェブと、を有し、
前記柱どうしの接合箇所に、前記柱から突出する前記鉄筋を囲繞するように設けられたふさぎ部材と、
該ふさぎ部材の内部に充填された接合コンクリート部と、
前記ふさぎ部材の外周面から外方に突出し、上下の前記フランジとそれぞれ対応する高さに設けられた上下の補強プレートと、を備え、
上下の前記フランジは、それぞれ上下の前記補強プレートに連結され、
前記ふさぎ部材の内部に、前記フランジ及び前記ウェブが配置され、
前記ふさぎ部材は、前記フランジ及び前記ウェブを囲繞する複数のふさぎ板を有し、
前記フランジには前記鉄筋に対応する位置に貫通孔が形成されるとともに、前記鉄筋は前記貫通孔に挿通されていることを特徴とする柱と梁との接合構造。
【請求項２】
複数の前記梁は直交配置され、
前記補強プレートは、隣り合う前記梁の前記フランジにそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項１に記載の柱と梁との接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱と梁との接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼管の内部にコンクリートが充填されたコンクリート充填鋼管柱と、鉄骨造の梁とを接合させた複合構造が実用化されている。例えば、鉄骨梁が直交配置され、鉄骨梁の上下に鋼管が設けられ、鉄骨梁の直交部分を囲うように複数の塞ぎ板が設けられ、複数の塞ぎ板内から上下の鋼管内にわたって柱鉄筋が配置されるとともにコンクリートが充填された仕口構造が提案されている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０７３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１の仕口構造において、柱の曲げ耐力を向上させるためには、柱鉄筋の本数を増やす必要がある。しかしながら、複数の塞ぎ部材で囲まれた部分には鉄骨梁が貫通しているため、柱鉄筋の本数を増やそうとしても、柱鉄筋と鉄骨梁のフランジ等とが干渉しない箇所は限られた範囲であり、柱鉄筋を増やすことが困難であるという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、柱の曲げ耐力を高めることができる柱と梁との接合構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、コンクリート充填鋼管造の柱と鉄骨造の梁との接合構造であって、前記柱は、鉛直方向に延びる鋼管と、該鋼管の内部に配置され鉛直方向に延びる複数の鉄筋と、前記鋼管の内部に充填された柱コンクリート部と、有し、前記梁は、上下のフランジと、該フランジどうしを連結するウェブと、を有し、前記柱どうしの接合箇所に、前記柱から突出する前記鉄筋を囲繞するように設けられたふさぎ部材と、該ふさぎ部材の内部に充填された接合コンクリート部と、前記ふさぎ部材の外周面から外方に突出し、上下の前記フランジとそれぞれ対応する高さに設けられた上下の補強プレートと、を備え、上下の前記フランジは、それぞれ上下の前記補強プレートに連結され、前記ふさぎ部材の内部に、前記フランジ及び前記ウェブが配置され、前記ふさぎ部材は、前記フランジ及び前記ウェブを囲繞する複数のふさぎ板を有し、前記フランジには前記鉄筋に対応する位置に貫通孔が形成されるとともに、前記鉄筋は前記貫通孔に挿通されていることを特徴とする。
【０００７】
このように構成された柱と梁との接合構造では、コンクリート充填鋼管造の柱どうしの接合箇所にふさぎ部材が設けられ、ふさぎ部材の内部には柱から突出する鉄筋が配置され接合コンクリート部が充填されている。これにより、ふさぎ部材と柱とは連結されている。鉄骨造の梁のフランジ及びウェブがふさぎ部材と連結されることで、梁と柱とが連結されている。梁のフランジ及びウェブはふさぎ部材の内部を貫通するものの、フランジには貫通孔が形成され、貫通孔に鉄筋が挿通されている。よって、柱と梁とが接合されるとともに、ふさぎ部材の内部に配置し得る鉄筋の本数を増やすことができ、柱の曲げ耐力を高めることができる。
【０００８】
また、本発明に係る柱と梁との接合構造は、複数の前記梁は直交配置され、前記補強プレートは、隣り合う前記梁の前記フランジにそれぞれ連結されていることが好ましい。
【０００９】
このように構成された柱と梁との接合構造では、補強プレートは隣り合う梁のフランジにそれぞれ連結されているため、梁は曲げに対する面外方向への剛性が高められ、変形が抑制される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る柱と梁との接合構造によれば、柱の曲げ耐力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】比較例に係る柱と梁との接合構造の水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の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、本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造を示す縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１では、説明のため、後述するフランジ２１，２２の貫通孔２５に挿通された柱鉄筋１２を実線で示している。
図１及び図２に示すように、コンクリート充填鋼管造の柱１に、鉄骨造の梁２が接合されている。上下の柱１どうしの接合箇所に、梁２も接合されている。本実施形態では、一方向の延びる梁２に対して２本の梁２が平面視直交配置されている。
【００１３】
各柱１は、柱鋼管（鋼管）１１と、柱鋼管１１の内部に配置された複数の柱鉄筋（鉄筋）１２と、柱鋼管１１の内部に充填された柱コンクリート部１３と、を有している。
【００１４】
柱鋼管１１は、円筒状をなし、鉛直方向に延びている。各柱鉄筋１２は、鉛直方向に延びている。柱鉄筋１２は、柱鋼管１１の内周側に、周方向に間隔を有して配置されている。本実施形態では、上下の柱１の柱鉄筋１２は、連続して構成されている。
【００１５】
各梁２は、Ｈ型鋼で構成されている。梁２は、鉛直方向に離間して配置された上フランジ２１及び下フランジ２２と、上フランジ２１と下フランジ２２とを連結するウェブ２３と、を有している。
【００１６】
上下のフランジ２１，２２は、板状に形成され、板面が水平面に沿うように配置されている。ウェブ２３は、板状に形成され、板面が鉛直面に沿うように配置されている。
【００１７】
柱１と梁２とを接合する接合構造１００は、ふさぎ部材３と、接合コンクリート部４と、上補強プレート５Ａ及び下補強プレート５Ｂと、を備えている。
【００１８】
ふさぎ部材３は、４枚の同形状のふさぎ板３１で構成されている。各ふさぎ板３１は、平面視で円弧状をなし、鉛直方向に延びている。ふさぎ板３１の高さは、梁２の高さと略同一である。ふさぎ板３１は、平面視で、円形状に沿うように互いに隙間Ｓａを有して配置されている。
【００１９】
ふさぎ板３１の上下端部は、梁２の上下のフランジ２１，２２との干渉部分において、それぞれ下方及び上方に凹む凹部（不図示。以下同じ。）が形成されている。
【００２０】
ふさぎ部材３は、柱鋼管１１と略同一断面形状で形成されている。ふさぎ部材３は、上下の柱１の間において、上下の柱鋼管１１と同軸上に配置されている。
【００２１】
ふさぎ部材３は、全ての柱鉄筋１２を囲繞するように配置されている。換言すると、ふさぎ部材３の内部には、柱鉄筋１２が配置されている。柱鉄筋１２は、ふさぎ部材３の内周側に、周方向に間隔を有して配置されている。
【００２２】
隣り合うふさぎ板３１の間の隙間Ｓａには、梁２のウェブ２３が配置されている。ふさぎ板３１の上下の凹部には、梁２の上下のフランジ２１，２２が配置されている。つまり、４枚のふさぎ板３１で構成されるふさぎ部材３の内部に、梁２のフランジ２１，２２及びウェブ２３が貫通されている。換言すると、４数のふさぎ板３１は、フランジ２１，２２及びウェブ２３を囲繞している。ふさぎ板３１の周方向の両端部とウェブ２３とは、ガセットプレート及びボルト等の手段や溶接等により連結されている。本実施形態では、直交配置された梁２の交差する部分が、ふさぎ部材３の内部に配置されている。
【００２３】
ふさぎ部材３の内部に配置された梁２のフランジ２１，２２には、柱鉄筋１２に対応する位置に鉛直方向に貫通する貫通孔２５が形成されている。貫通孔２５には、柱鉄筋１２が挿通されている。本実施形態では、各フランジ２１，２２の幅方向に離間して２箇所の貫通孔２５が形成されている。
【００２４】
接合コンクリート部４は、ふさぎ部材３の内部に充填されている。図１では、接合コンクリート部４は、柱コンクリート部１３と別に充填する構成で示されているが、柱コンクリート部１３と一体に充填する構成であってもよい。
【００２５】
ふさぎ部材３の内部に配置された梁２のフランジ２１，２２及びウェブ２３は、ふさぎ部材３の内部で接合コンクリート部４に接している。
【００２６】
上下の補強プレート５Ａ，５Ｂは、各ふさぎ板３１の外周面から外方に突出し、周方向に沿って設けられている。補強プレート５Ａ，５Ｂは、ふさぎ板３１の上下端部にそれぞれ設けられている。本実施形態では、上下の補強プレート５Ａ，５Ｂはふさぎ板３１に溶接固定されている。
【００２７】
本実施形態では、補強プレート５Ａ，５Ｂは、隣り合う梁２の間にそれぞれ設けられ、４枚で構成されている。
【００２８】
各補強プレート５Ａ，５Ｂは、平面視でふさぎ板３１の外面に沿う内周辺部５１と、内周辺部５１よりも外周側に配置された外周辺部５２と、内周辺部５１の周方向の端部と外周辺部５２の周方向の端部とを連結する連結辺部５３と、を有している。
【００２９】
各連結辺部５３は、対応する梁２のフランジ２１，２２に当接配置されている。連結辺部（補強プレート５Ａ，５Ｂの周方向の両端部）５３とフランジ２１，２２とは、溶接等やボルト等の手段により連結されている。
【００３０】
上下の補強プレート５Ａ，５Ｂは、梁２の上下端部に対応する高さに配置されている。本実施形態では、補強プレート５Ａ，５Ｂは、それぞれ梁２の各フランジ２１，２２と略同一高さに配置されている。補強プレート５Ａ，５Ｂの厚さは、それぞれ梁２の各フランジ２１，２２の厚さと略同一であっても、異なっていてもよい。
【００３１】
このように構成された柱と梁との接合構造１００では、上下の柱１の柱鋼管１１の間にふさぎ部材３が設けられ、ふさぎ部材３の内部には柱鉄筋１２が配置され接合コンクリート部４が充填されている。これにより、ふさぎ部材３と柱１とが連結されている。梁２の上下のフランジ２１，２２及びウェブ２３がふさぎ部材３と連結されることで、梁２とふさぎ部材３とが連結されている。フランジ２１，２２及びウェブ２３は凹部及び隙間Ｓａを通り、ふさぎ部材３の内部に配置され、接合コンクリート部４に接している。フランジ２１，２２には貫通孔２５が形成され、貫通孔２５には柱鉄筋１２が挿通されている。よって、柱１と梁２とが接合されるとともに、ふさぎ部材３の内部に配置し得る柱鉄筋１２の本数を増やすことができ、柱１の曲げ耐力を高めることができる。
【００３２】
また、補強プレート５Ａ，５Ｂは梁２の上下のフランジ２１，２２及びふさぎ部材３に連結されるため、ふさぎ部材３の面外剛性を高め、梁２の曲げ応力によるふさぎ部材３の変形を抑制することができる。
【００３３】
また、補強プレート５Ａ，５Ｂの周方向の両端部はそれぞれ梁２のフランジ２１，２２に連結されているため、梁２は曲げに対する面外方向への剛性が高められ、変形が抑制される。
【００３４】
（実施例、比較例）
ここで、本実施形態及び変形例に係る柱と梁との接合構造１００の優位性について、一例を挙げて説明する。
実施例は、上記に示す実施形態の構成である。比較例は、従来のように直交配置された梁がふさぎ鋼管の内部を貫通する（補強プレート等が設けられておらず、上下のフランジに貫通孔が形成されていない）構成である。
実施例、比較例ともに、ふさぎ鋼管は径８００ｍｍ、柱鉄筋は異形鉄筋で径４１ｍｍ、梁はＨ型鋼であり梁幅２５０ｍｍ、（Ｈ−７００×２５０×１４×２５）、接合コンクリート部の強度ＦＣ６０Ｎ／ｍｍ２とする。実施例では、上下の補強プレートの厚さは２２ｍｍである。
この条件では、実施例では、図２に示すように、２０本の柱鉄筋が配置可能である。一方、図３に示す比較例では、十文字状に配置された梁（フランジ等）２Ａと干渉しない位置に、１２本（平面視で９０度の範囲内に３本ずつ）の柱鉄筋１２Ａが配置可能である。このように、実施例では、より多くの柱鉄筋を配置可能なことが分かる。
【００３５】
なお、上述した実施の形態において示した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。
【００３６】
例えば、上記に示す実施形態では、十文字状に形成されているが、本発明はこれに限られず、梁の本数は適宜設定可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…柱
２…梁
３…ふさぎ部材
４…接合コンクリート部
５Ａ…上補強プレート
５Ｂ…下補強プレート
１１…柱鋼管（鋼管）
１２…柱鉄筋（鉄筋）
１３…柱コンクリート部
２１…上フランジ
２２…下フランジ
２３…ウェブ
３１…ふさぎ板
１００…接合構造
Ｓａ…隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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