(57)【要約】      （修正有）【課題】シアーコネクタのような追加の部材を取り付けることなく、鉄骨鉄筋コンクリート柱に対する鉄筋コンクリート梁の下方へのずれを防止する地下躯体構造を提供する。【解決手段】Ｈ形鋼２１からなる鉄骨を含む鉄骨鉄筋コンクリート柱２と、Ｈ形鋼２１の断面における弱軸方向にのみ延びて鉄骨鉄筋コンクリート柱２に接合される鉄筋コンクリート梁３とを備える地下躯体構造が提供される。鉄筋コンクリート梁３の主筋３１１を構成する少なくとも一部の鉄筋３１１Ａは、Ｈ形鋼２１のウェブ２１３に形成された貫通孔２１４に挿通される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ形鋼からなる鉄骨を含む鉄骨鉄筋コンクリート柱と、
前記Ｈ形鋼の断面における弱軸方向にのみ延びて前記鉄骨鉄筋コンクリート柱に接合される鉄筋コンクリート梁と
を備え、
前記鉄筋コンクリート梁の主筋を構成する少なくとも一部の鉄筋は、前記Ｈ形鋼のウェブに形成された貫通孔に挿通される地下躯体構造。
【請求項２】
前記Ｈ形鋼は、下部が基礎台柱に埋め込まれた構真柱を形成する、請求項１の地下躯体構造。
【請求項３】
前記貫通孔の直径は、前記鉄筋の直径の２倍以下である、請求項１または請求項２に記載の地下躯体構造。
【請求項４】
前記貫通孔は水平方向に複数並設されていて、隣り合う前記貫通孔の間の間隔は、前記鉄筋の直径の２．５倍以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の地下躯体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下躯体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超高層ビルの地中階の構造には、逆打ち工法（構真柱工法）が広く採用されている。逆打ち工法は、通常、地下躯体の柱形成位置などに基礎台柱を構築し、基礎台柱の真などに鋼管、Ｈ形鋼、クロスＨ形鋼などの本設または仮設の柱（以下、構真柱ともいう）を建て込み、構真柱の上に上部の躯体を構築しながら、それと並行して下部躯体を逆打ちによって構築していくものである。従来の逆打ち工法では、超高層ビルの地中階の柱を鉄骨鉄筋コンクリート造とするのが一般的である。この場合、例えば、クロスＨ形鋼などの鉄骨に、梁取付位置でガセット、ブラケット、またはスチフナなどの補強部材を取り付けたものを構真柱とし、アースドリル工法、ベノト工法、リバースサーキュレーションドリル工法などによって構真柱の下部を基礎台柱に埋め込み、逆打ちによってＳＲＣ柱を構築する。
【０００３】
ここで、特許文献１には、地下躯体の柱形成位置に形成した小径の縦穴の下部にセメントミルクを注入して圧延Ｈ形鋼の構真柱を建て込んで基礎台柱を形成するとともに構真柱の下部を基礎台柱に固定する工程と、地盤を順次根切りしながら各階の梁形成位置に対応する構真柱の部分の周囲にＲＣ梁の梁主筋の仕口の部分を位置させ、逆打ちによってＲＣ梁、ＲＣ床およびこれらに対応するＳＲＣ柱の短い部分のみを形成する工程と、各階の室空間に略対応する構真柱の周囲に柱鉄筋を配置し、地下躯体の下方の階から上方の階に向けて順次、構真柱および柱鉄筋の周囲にコンクリートを打設して構真柱を主鉄骨とするＳＲＣ柱を形成する工程とを含む逆打ち工法が記載されている。これによって、鉄骨工場での構真柱の製作が不要になり、地下躯体のＳＲＣ柱とＲＣ梁との取り合いがよくなり、施工性が向上する。
【０００４】
さらに、特許文献１には、ＲＣ梁およびＲＣ床が荷重によって下方にずれるのを防止するために、地下躯体のＲＣ梁の形成位置に対応する構真柱の部分に、例えば先端に膨出部が形成された頭付きスタッドなどのシアーコネクタを固定することも記載されている。特許文献１に記載された逆打ち工法では、各階の室空間に略対応する構真柱の周囲で構真柱を柱鉄骨とするＳＲＣ柱が形成されており、ＲＣ梁およびＲＣ床に作用する荷重がＳＲＣ柱のＲＣ部分で支持されているため、シアーコネクタを簡単な構成にすることが可能であり、建築現場で構真柱の建て込みの前後に取り付けることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１５６６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された逆打ち工法においてシアーコネクタを取り付ける場合、簡単な構成であっても、ＲＣ梁の主筋とシアーコネクタとが柱梁接合部で交錯することになるため、現場での配筋やコンクリート打設の工程が煩雑なものになる可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明は、シアーコネクタのような追加の部材を取り付けることなく、鉄骨鉄筋コンクリート柱に対する鉄筋コンクリート梁の下方へのずれを防止することが可能な、新規かつ改良された地下躯体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある観点によれば、Ｈ形鋼からなる鉄骨を含む鉄骨鉄筋コンクリート柱と、Ｈ形鋼の断面における弱軸方向にのみ延びて鉄骨鉄筋コンクリート柱に接合される鉄筋コンクリート梁とを備える地下躯体構造が提供される。鉄筋コンクリート梁の主筋を構成する少なくとも一部の鉄筋は、Ｈ形鋼のウェブに形成された貫通孔に挿通される。Ｈ形鋼は、下部が基礎台柱に埋め込まれた構真柱を形成していてもよい。また、貫通孔の直径は、鉄筋の直径の２倍以下であってもよい。さらに、貫通孔は水平方向に複数並設されていて、隣り合う貫通孔の間の間隔は、鉄筋の直径の２．５倍以上としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
上記の構成によれば、Ｈ形鋼のウェブに形成された貫通孔が鉄筋コンクリート梁のジベル（ずれ止め）として機能するため、シアーコネクタのような追加の部材を取り付けることなく、鉄骨鉄筋コンクリート柱に対する鉄筋コンクリート梁の下方へのずれを防止することができる。さらに貫通孔のジベル効果は、貫通孔に鉄筋を通すことでさらに強度上昇が期待できる。すなわち、鉄筋コンクリート梁の鉄筋を貫通孔に通すことでより強固な柱と梁のずれ止めの機構を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る地下躯体構造の断面図である。
【図２】図１の鉄骨鉄筋コンクリート柱付近の拡大図である。
【図３】図２の異なる方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る地下躯体構造の簡略化された断面図である。図１に示されているように、地下躯体構造１は、鉄骨鉄筋コンクリート柱２と、鉄筋コンクリート梁３と、鉄筋コンクリート床４と、鉄筋コンクリート壁５とを含む。鉄筋コンクリート梁３は鉄骨鉄筋コンクリート柱２に接合され、鉄筋コンクリート床４は鉄筋コンクリート梁３および鉄筋コンクリート壁５に接合される。鉄骨鉄筋コンクリート柱２は、Ｈ形鋼２１からなる鉄骨を含む。
【００１３】
図示されているように、本実施形態において、鉄筋コンクリート梁３は、Ｈ形鋼２１の断面における弱軸方向（図中のｙ方向）にのみ延びる。ここで、本明細書において、部材の断面における弱軸方向は、断面の対称軸のうち、断面二次モーメントが最小になる軸の方向を意味する。Ｈ形鋼２１の場合は、断面においてウェブの中央を通過しウェブに対して垂直な軸の方向が弱軸方向になる。これによって、後述するように、鉄筋コンクリート梁３の主筋がＨ形鋼２１の弱軸方向にのみ延び、主筋を構成する少なくとも一部の鉄筋をＨ形鋼２１のウェブに形成された貫通孔に挿通することが可能になる。
【００１４】
地下躯体構造１では、鉄筋コンクリート梁３が図中のｙ方向に直交する図中のｘ方向、すなわちＨ形鋼２１の断面における強軸方向には延びていない。しかしながら、地下躯体構造１において、鉄筋コンクリート床４は地盤を順次根切りしながら構築されるため、地盤を構築時の支持体として利用することができる。従って、地下躯体構造１の構築にあたって、ｘ方向に鉄筋コンクリート梁３が延びていなくても鉄筋コンクリート床４の施工は容易である。また、地下躯体構造１では、地震時などに発生する大きな水平荷重が鉄筋コンクリート壁５を介して地盤へと逃がされるため、ｘ方向に鉄筋コンクリート梁３が延びていないことは地下躯体構造１の耐荷重性に実質的な影響を及ぼさない。
【００１５】
上記のような地下躯体構造１の構築にあたっては、まずＨ形鋼２１を地盤に掘削された縦穴に建て込む。例えば、縦穴の下部にセメントミルクを注入した上でＨ形鋼２１を縦穴に建て込むことによって、下部が基礎台柱に埋め込まれた構真柱が形成される。次に、地盤を順次根切りしながら、地下躯体構造１の各階の室空間を構成する鉄骨鉄筋コンクリート柱２、鉄筋コンクリート梁３、および鉄筋コンクリート床４を構築する。具体的には、Ｈ形鋼２１の周囲に柱鉄筋を配筋し、根切りによって露出された地盤上に梁鉄筋および床鉄筋を配筋し、その後それぞれの鉄骨および鉄筋の周囲にコンクリートを打設する。既に述べたように、このように地盤を構築時の支持体として利用できるため、鉄筋コンクリート梁３が図中のｘ方向に延びていなくても鉄筋コンクリート床４の施工は容易である。
【００１６】
図２は、図１に示す地下躯体構造における鉄骨鉄筋コンクリート柱付近の拡大図であり、図３は図２の異なる方向の断面図である。図２および図３には、それぞれの図の断面がII−II線およびIII−III線で示されている。図示されているように、鉄骨鉄筋コンクリート柱２は、鉄骨を構成するＨ形鋼２１と、Ｈ形鋼２１の周囲に配筋される柱鉄筋２２と、Ｈ形鋼２１および柱鉄筋２２の周囲に打設されるコンクリート２３とを含む。Ｈ形鋼２１は、フランジ２１１，２１２とウェブ２１３とからなり、ウェブ２１３には複数の貫通孔２１４が形成される。本実施形態の場合、貫通孔２１４は水平方向に２つ並設されていて、図３に示すものの場合、２つの貫通孔２１４，２１４の組を異なる高さに複数段設けたもののとなっている。ここで、Ｈ形鋼２１の断面における弱軸方向（図中のｙ方向、図１と共通）は、ウェブ２１３の中央を通過しウェブ２１３に対して垂直な軸の方向である。従って、ウェブ２１３に形成される貫通孔２１４はＨ形鋼２１の弱軸方向に向けて開口する。
【００１７】
また、図示されているように、鉄筋コンクリート梁３は、梁鉄筋３１と、梁鉄筋３１の周囲に打設されるコンクリート３２とを含む。梁鉄筋３１は主筋３１１と肋筋３１２とを含む。上述の通り、本実施形態において鉄筋コンクリート梁３はＨ形鋼２１の断面における弱軸方向にのみ延びるため、鉄筋コンクリート梁３の主筋３１１もＨ形鋼２１の断面における弱軸方向にのみ延び、主筋３１１を構成する鉄筋３１１ＡをＨ形鋼２１のウェブ２１３に形成された貫通孔２１４に挿通することが可能になる。このように、鉄筋コンクリート梁３の主筋３１１を構成する鉄筋３１１Ａを貫通孔２１４に挿通することによって、貫通孔２１４が、鉄筋コンクリート梁３が荷重によって鉄骨鉄筋コンクリート柱２に対して下方にずれることを防止するジベル（ずれ止め）として機能する。
【００１８】
ここで、鉄骨鉄筋コンクリート柱２のコンクリート２３、および鉄筋コンクリート梁３のコンクリート３２が打設された後、Ｈ形鋼２１および鉄筋３１１Ａはいずれもコンクリート中に定着する。従って、鉄筋３１１Ａと貫通孔２１４との間に隙間がある場合にも、貫通孔２１４はジベルとして機能することができる。具体的には、例えば、貫通孔２１４の直径が鉄筋３１１Ａの直径の２倍以下であれば、貫通孔２１４はジベルとして機能することができる。
【００１９】
なお、図示された例において、主筋３１１を構成する別の鉄筋３１１Ｂは貫通孔２１４に挿通されていない。このように、本実施形態では、鉄筋コンクリート梁３の主筋３１１を構成する少なくとも一部の鉄筋が貫通孔２１４に挿通されていればよい。他の実施形態では、鉄筋コンクリート梁の主筋を構成する全部の鉄筋が、Ｈ形鋼のウェブに形成された貫通孔に挿通されていてもよい。
また、水平方向に並設された隣り合う貫通孔２１４，２１４の間の間隔ｄ（貫通孔２１４の周縁間の間隔）は鉄筋の定着を確保する観点では主筋３１１の直径の２．５倍以上とすることが望ましい。これらの貫通孔２１４，２１４の間の間隔は、複数併設される鉄筋の間にコンクリートの骨材が十分に充填されて、鉄筋の間のコンクリートが所定の強度をより安定的に発揮するために必要な間隔である。隣り合う貫通孔２１４，２１４の間の間隔が２．５倍以上の場合には、鉄筋の間にコンクリートの骨材が十分に充填されるため、鉄筋の定着をより安定的に確保することができ、これにより、鉄筋の間のコンクリートの強度が不足することによる早期の割裂破壊や付着破壊が一層安定的に防止される。なお、隣り合う貫通孔間の間隔の上限については特に規定はないが、Ｈ形鋼のウェブの幅や貫通孔の大きさ、鉄筋の直径等の諸条件に応じた可能な範囲で適宜設定することができる。
【００２０】
上記で説明したような本実施形態の構成によれば、シアーコネクタやガセット、ブラケット、スチフナのような梁取付用の補強部材を用いることなく、鉄筋コンクリート梁３が荷重によって鉄骨鉄筋コンクリート柱２に対して下方にずれることを防止できる。梁取付用の補強部材が不要になることによって、例えば梁鉄筋３１とシアーコネクタとが柱梁接合部で交錯することがなく、現場での配筋やコンクリート打設の工程が簡略化される。また、梁取付用の補強部材がＨ形鋼の断面から突出することがないため、Ｈ形鋼を地盤に掘削された縦穴に建て込むときに穴径を最小化することができる。
【００２１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００２２】
１…地下躯体構造、２…鉄骨鉄筋コンクリート柱、３…鉄筋コンクリート梁、４…鉄筋コンクリート床、５…鉄筋コンクリート壁、２１…Ｈ形鋼、２１３…ウェブ、２１４…貫通孔、２２…柱鉄筋、３１…梁鉄筋、３１１…主筋群、３１１Ａ，３１１Ｂ…鉄筋。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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