(57)【要約】【課題】接合部の耐力を確保することができると共に、効率よく施工することができる。【解決手段】フラットスラブ３に接合用鋼管４が埋設され、接合用鋼管４内に柱２が挿入されて、柱２の外周面と接合用鋼管４の内周面との間にはクリアランス６が設けられている。クリアランス６には充填材５が充填されている。接合部１０に位置する柱２の外周面には第一のリブ１１が形成されて、接合用鋼管４の内周面には第二のリブ２１が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットスラブ構造における柱とフラットスラブとの接合部の構造であって、
前記柱が挿入される接合用鋼管が前記フラットスラブに埋設されて、前記柱の外周面と前記接合用鋼管の内周面との間に充填材が充填されていて、
前記接合部に位置する前記柱の外周面には第一のリブが設けられて、前記接合用鋼管の内周面には第二のリブが設けられていることを特徴とする柱とフラットスラブの接合構造。
【請求項２】
前記接合部の下端部に位置する前記柱の外周面には、柱から突出し前記接合用鋼管を受けるプレートが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の柱とフラットスラブの接合構造。
【請求項３】
前記プレートは前記柱の外周面と前記接合用鋼管の内周面との間の下端部を塞ぐことを特徴とする請求項２に記載の柱とフラットスラブの接合構造。
【請求項４】
前記接合用鋼管は外周面に第三のリブが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の柱とフラットスラブの接合構造。
【請求項５】
前記接合用鋼管は前記フラットスラブの鉄筋と接合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の柱とフラットスラブの接合構造。
【請求項６】
前記柱は前記接合用鋼管を貫通していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の柱とフラットスラブの接合構造。
【請求項７】
前記柱は端部にエンドプレートが設置され、前記接合用鋼管は内部に前記接合用鋼管の軸方向に直交するダイアフラムが配設されていて、前記柱が前記ダイアフラムの上下に配設されると共に、前記エンドプレートが前記ダイアフラムとメタルタッチされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の柱とフラットスラブの接合構造。
【請求項８】
前記エンドプレートは前記柱の断面よりも大きい形状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の柱とフラットスラブの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットスラブ工法における柱とフラットスラブの接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットスラブ構造は、構造体の架構を鋼管柱やＲＣ柱などの柱とフラットスラブとで構成し梁を使用していないので、内部空間を広くとることができ自由度の高い設計が可能となる。フラットスラブ構造の柱とフラットスラブとの接合部には荷重が集中するので、フラットスラブのパンチングや曲げ破壊を防止するために柱頭部にフラットスラブを受けるキャピタルやドロップパネルが設けられている。
例えば、特許文献１による鋼管柱とフラットスラブの接合構造によれば、ドロップパネルを形成したフラットスラブが補強リブで鋼管柱本体に支持され、鋼管柱本体がドロップパネルの開口部に挿入され、開口部が下側に向かって漸次拡大している。開口部が下側に向かって漸次拡大したことにより、ドロップパネルを補強リブに引っ掛けることなく落とし込んで鋼管柱本体に設置することができる。
【０００３】
また、キャピタルやドロップパネルが設けられることによって、内部空間が圧迫されるため、柱とフラットスラブとの接合部の剛性を高めて、キャピタルやドロップパネルを設けないフラットスラブ構造が提案されている。
例えば、特許文献２による鋼管柱とフラットスラブの接合構造によれば、鋼管柱の周面に、連結筋が平面放射状に突設され、連結筋とスラブ筋とが重ね配筋されてフラットスラブが接合されている。鋼管柱の連結筋とスラブ筋とが重ね配筋されているため、鋼管柱とフラットスラブとの接合部の剛性が高められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９００９５号公報
【特許文献２】特開２００２−７０１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の鋼管柱とフラットスラブの接合構造では以下のような問題があった。
特許文献２による鋼管柱とフラットスラブの接合構造では、現場において鋼管柱とフラットスラブの接合部に鋼管柱の連結筋とスラブ筋とを重ね配筋し、接合部の型枠を設定して、コンクリートを打設し硬化後に型枠を外してフラットスラブを構築している。これらの建設現場における作業には労力が必要となり、工期もかかるという問題があった。また、鋼管柱とフラットスラブの接合部の耐力は十分に確保されなければならず、十分に検討される必要がある。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、柱とフラットスラブの接合部の耐力が十分に確保されると共に、柱とフラットスラブの接合にかかる労力を軽減させて工期を短縮させることができる柱とフラットスラブとの接合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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る柱とフラットスラブの接合構造は、フラットスラブ構造における柱とフラットスラブとの接合部の構造であって、柱が挿入される接合用鋼管がフラットスラブに埋設されて、柱の外周面と前記接合用鋼管の内周面との間に充填材が充填されていて、接合部に位置する柱の外周面には第一のリブが設けられて、接合用鋼管の内周面には第二のリブが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、柱が挿入される接合用鋼管がフラットスラブに埋設されて、柱の外周面と前記接合用鋼管の内周面との間に充填材が充填されていることにより、柱とフラットスラブとが接合される。そして、接合部に位置する柱の外周面に第一のリブが設けられて接合用鋼管の内周面には第二のリブが設けられていることにより、第一および第二のリブが接合部の機械的ずれ止めとなって柱および接合用鋼管が充填材と一体化すると共に、第一のリブと第二のリブとの間に圧縮ストラットが形成されて、フラットスラブの鉛直荷重を柱に伝達することができる。
また、フラットスラブをプレキャスト化し予め接合用鋼管をフラットスラブに埋設しておくことによって、建設現場においては接合用鋼管に柱が挿入されるようにフラットスラブを所定の位置に配設して、立設された柱と接合用鋼管との間に充填材を充填すればよいので労力を軽減させ工期を短縮することができる。
【０００９】
また、本発明に係る柱とフラットスラブの接合構造では、接合部の下端部に位置する柱の外周面には、柱から突出し接合用鋼管を受けるプレートが設けられていることを特徴とする。
本発明では、接合部の下端部に位置する柱の外周面には、柱から突出し接合用鋼管を受けるプレートが設けられていることにより、フラットスラブの下端部の高さはプレートの高さとなるので、フラットスラブを配置する際に、フラットスラブの高さが決めやすく配置が容易である。
【００１０】
また、本発明に係る柱とフラットスラブの接合構造では、プレートは柱の外周面と接合用鋼管の内周面との間の下端部を塞ぐことが好ましい。
本発明では、プレートがクリアランスの下側を塞ぐことにより、充填材を充填する際に柱の外周面と接合用鋼管の内周面との間の下側を塞ぐ型枠を設置する必要がなく、労力を軽減させ、工期を短縮させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る柱とフラットスラブの接合構造では、接合用鋼管は外周面に第３のリブが設けられていることが好ましい。
本発明では、接合用鋼管は外周面にリブが設けられていることにより、第３のリブが接合用鋼管の機械的ずれ止めとなり、接合用鋼管とフラットスラブのコンクリートとを一体化させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る柱とフラットスラブの接合構造では、接合用鋼管はフラットスラブの鉄筋と接合されていてもよい。
本発明では、接合用鋼管はフラットスラブの鉄筋と接合されていることにより、接合用鋼管とフラットスラブとを一体化させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る柱とフラットスラブの接合構造では、柱は接合用鋼管を貫通していてもよい。
本発明では、柱は接合用鋼管を貫通していてもよいので、柱が通し柱の場合に適用できる。
【００１４】
また、本発明に係る柱とフラットスラブの接合構造では、柱は端部にエンドプレートが設置され、接合用鋼管は内部に接合用鋼管の軸方向に直交するダイアフラムが配設されていて、柱がダイアフラムの上下に配設されると共に、エンドプレートがダイアフラムとメタルタッチされていてもよい。
本発明では、柱は端部にエンドプレートが設置され、接合用鋼管は内部に接合用鋼管の軸方向に直交するダイアフラムが配設されていて、柱がダイアフラムの上下に配設されると共に、エンドプレートがダイアフラムとメタルタッチされていることにより、上階の柱の軸力とフラットスラブの鉛直荷重を下階の柱へ伝達することができ、柱が階ごとに分離して配設される場合に適用することができる。
【００１５】
また、本発明に係る柱とフラットスラブの接合構造では、エンドプレートは柱の断面よりも大きい形状に形成されていることが好ましい。
本発明では、エンドプレートは柱の断面よりも大きい形状に形成されていることにより、柱の外周面から突出するので、機械的ずれ止めを兼ねることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フラットスラブに接合用鋼管が埋設されて、柱の外周面と接合用鋼管の内周面とのクリアランスに充填材が充填され、接合部に位置する柱の外周面と接合用鋼管の内周面には第一および第二のリブが形成されていることにより、柱および接合用鋼管は充填材と一体化し、フラットスラブの鉛直荷重を柱に伝達することができるので、接合部の耐力を確保することができると共に、フラットスラブをプレキャスト化し、立設された柱と接合用鋼管との間のクリアランスに充填材を充填することで柱とフラットスラブとを接合できるので、労力を軽減させ工期を短縮することができて効率よく施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明の第一の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造の概要を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は第一の実施の形態による柱とフラットスラブの接合方法を説明する図である。
【図３】（ａ）は本発明の第二の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造の概要を示す図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第三の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造の概要を示す図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は第三の実施の形態による柱とフラットスラブの接合方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第一の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造について、図１および図２に基づいて説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、第一の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造１は、架構を柱２とフラットスラブ３とで構成し、梁を使用しないフラットスラブ工法の接合部１０の構造である。フラットスラブ３にはフラットスラブ３を貫通する接合用鋼管４が埋設され、接合用鋼管４は柱２が挿入されて、柱２と接合用鋼管４との間のクリアランス６に充填材５が充填されている。
【００１９】
柱２は、断面形状が円形の中空の鋼管柱である。柱２は、通し柱で図示しない基礎に立設されている。柱２は、接合部１０に位置する外周面に環状の第一のリブ１１が複数設けられていて、接合部１０の下端部に位置する外周面に柱２から突出する環状のリブプレート１２が設けられている。
【００２０】
第一のリブ１１は、丸鋼やフラットバーなどで、複数の第一のリブ１１間には所定の間隔をあけて柱２の外周面に接合されている。
リブプレート１２は、外周部１２ａが接合用鋼管４の外周面よりも突出し、柱２と接合用鋼管４との間のクリアランス６を塞ぐことができる大きさに形成されている。リブプレート１２はフラットバーなどで形成されている。
第一のリブ１１およびリブプレート１２は、工場などで柱２に設置されている。
【００２１】
フラットスラブ３は鉄筋コンクリートのスラブで、例えば４００ｍｍ〜６００ｍｍ程度の厚さに形成されて、必要な主筋１６や補助筋が配設されている。また、フラットスラブ３は、接合用鋼管４の周囲に接合用鋼管４を囲うように斜め補強筋１７が配設されている。斜め補強筋１７を配設することによって接合部１０のフラットスラブ３が補強されている。
フラットスラブ３は、工場などで形成されたプレキャスト部材である。
【００２２】
接合用鋼管４は、断面形状が柱２よりも大きい円形の中空の鋼管である。接合用鋼管４の内部に柱２が挿入された際には、柱２の外周面と接合用鋼管４の内周面との間にクリアランス６が形成される。接合用鋼管４は、フラットスラブ３の厚さと同じ高さで、接合用鋼管４の上端部および下端部は、フラットスラブ３の上端面および下端面の高さに位置している。
【００２３】
接合用鋼管４は、内周面に環状の第二のリブ２１が所定の間隔をあけて複数設けられていて、外周面に環状の第三のリブ２２が所定の間隔をあけて複数設けられている。このとき、第三のリブ２２はフラットスラブ３のコンクリートに定着していて、第三のリブ２２が接合用鋼管４の機械的ずれ止めとなり、接合用鋼管４とフラットスラブ３のコンクリートとを一体化する。
接合用鋼管４は、工場などでフラットスラブ３を製造する際に、フラットスラブ３に埋設されている。
【００２４】
充填材５は、モルタルや無収縮グラウト、コンクリートやポリマーセメントモルタル、エポキシ樹脂などである。
充填材５は柱２と接合用鋼管４との間に充填されて硬化することによって、柱２とフラットスラブ３とを接合している。そして、柱２の第一のリブ１１および接合用鋼管４の第二のリブ２１が、充填材５に定着することによって、第一のリブ１１および第二のリブ２１が、柱２および接合用鋼管４の機械的ずれ止めとなり、柱２および接合用鋼管４が充填材５と一体化する。
また、柱２の第一のリブ１１と接合用鋼管４の第二のリブ２１との間には圧縮ストラットが発生し、この圧縮ストラットによってフラットスラブ３の鉛直荷重が柱２に伝達されている。
このとき、充填材５を介してフラットスラブ３の鉛直荷重が柱２に伝達されるので、充填材５は十分な強度を有する材料を選択する。
【００２５】
次に、本発明の第一の実施の形態による柱とフラットスラブの接合方法について、図２（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、フラットスラブ３をクレーンで吊り上げる。そして、図２（ｂ）に示すように、基礎上に立設されている柱２を接合用鋼管４に貫通させて所定の高さまでフラットスラブ３を落とし込む。このとき、柱２にリブプレート１２が設けられていることにより、フラットスラブ３の下端面が柱２のリブプレート１２に接する位置までフラットスラブ３を落とし込めばよいので、容易にフラットスラブ３の高さを決めることができる。
そして、柱２の外周面と接合用鋼管４の内周面との間のクリアランス６にクサビを打ち込んでフラットスラブ３の水平方向の位置を決定する。
【００２６】
次に、図２（ｃ）に示すように、柱２と接合用鋼管４との間のクリアランス６に充填材５を充填する。このとき、リブプレート１２がクリアランス６の下側を塞いでいるので、現場にてクリアランス６の下側を塞ぐ型枠を設置する必要がなく、手間を省くことができる。
そして、充填材５が硬化し、第一のリブ１１および第二のリブ２１が充填材５に定着することによって、柱２とフラットスラブ３とが接合される。
【００２７】
次に、上述した第一の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造の作用について図面を用いて説明する。
第一の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造１では、柱２と接合用鋼管４との間のクリアランス６に充填材５が充填されていることによって、柱２とフラットスラブ３とが接合されている。そして、柱２の外周面に第一のリブ１１が設けられて、接合用鋼管４の内周面に第二のリブ２１が設けられていることにより、第一のリブ１１および第二のリブ２１が柱２および接合用鋼管４の機械的ずれ止めとなり、柱２および接合用鋼管４と充填材５とを一体化させることができる。
【００２８】
また、第一のリブ１１と第二のリブ２１との間に圧縮ストラットが発生することによって、フラットスラブ３の鉛直荷重を柱２に伝達することができる。
また、接合用鋼管４の外周面に第三のリブ２２が設けられていることにより、第三のリブ２２が接合用鋼管４の機械的ずれ止めとなり、接合用鋼管４とフラットスラブ３のコンクリートとを一体化させることができる。
【００２９】
上述した第一の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造１では、柱２と接合用鋼管４との間に充填材５が充填されていて、第一のリブ１１と第二のリブ２１が設けられていることにより、柱２および接合用鋼管４は充填材５と一体化し、第一のリブ１１と第二のリブ２１との間に発生する圧縮ストラットによって、フラットスラブ３の鉛直荷重を柱２に伝達することができるので、柱２とフラットスラブ３とを確実に接合し、接合部１０の耐力を確保することができる効果を奏する。
また、フラットスラブ３はプレキャスト化されていて、接合用鋼管４も予めフラットスラブ３に配設されていることにより、建設現場における作業を軽減させることができるので、労力を軽減でき工期を短縮させることができて、効率よく柱２とフラットスラブ３とを接合することができる。
【００３０】
次に、他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、第二の実施の形態による柱とフラットスラブとの接合構造３１では、フラットスラブ３３の主筋３７が接合用鋼管３４に溶接されている。接合用鋼管３４は、内周面に第二のリブ２１が設けられているが、外周面にはリブが設けられていない。また、接合用鋼管３４の周囲には斜め補強筋は配設されていなく、接合用鋼管３４に溶接された主筋３７によってフラットスラブ３３が補強されている。
【００３１】
第二の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造３１では、接合用鋼管３４がフラットスラブ３３の主筋３７と溶接されていることにより、接合用鋼管３４がフラットスラブ３３と一体化しているので、第一の実施の形態による柱とフラットスラブとの接合構造と同様の効果を奏する。
【００３２】
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、第三の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造４１では、柱４２が通し柱でなく階ごとに分離されている。図４（ｂ）に示すように、柱４２は上端部および下端部に柱４２の断面形状よりも大きく形成されたエンドプレート４８が配設されている。エンドプレート４８の外周部４８ａは柱４２の外周面から突出している。また、柱４２の外周面に第一の実施の形態では設けられていた第一のリブは第三の実施の形態では設けられていない。
接合用鋼管４４は、内部の高さ方向の中間部にダイアフラム４７が配設されている。
【００３３】
第三の実施の形態による柱とフラットスラブとの接合方法は、まず、図５（ａ）に示すように、フラットスラブ４３を吊り上げて、図５（ｂ）に示すように、基礎または下階のフラットスラブ３３に立設された柱４２の上部にフラットスラブ４３を配設し、柱４２の上端部のエンドプレート４８にダイアフラム４７を接触させる。そして、図５（ｃ）に示すように、フラットスラブ４３の上階側の柱４２を吊り上げて、図５（ｄ）に示すようにフラットスラブ４３の上側に柱４２を配設し、柱４２の下端部のエンドプレート４８をダイアフラム４７に接触させる。
【００３４】
そして、柱４２の外周面と接合用鋼管４４の内周面との間のクリアランス４９に充填材５を充填し、充填材５が硬化することによって、柱４２とフラットスラブ４３とが接合される。このとき、ダイアフラム４７にはダイアフラム４７の下側のクリアランス４９に充填材５を充填するための充填材５の注入口が設けられている。なお、フラットスラブ４３の上階側の柱４２を立設する前に、ダイアフラム４７の下側のクリアランス４９に充填材５を充填してもよい。
【００３５】
第三の実施の形態による柱とフラットスラブの接合構造４１によれば、柱４２のエンドプレート４８がダイアフラム４７にメタルタッチされているので、上階の柱４２の軸力とフラットスラブ４３の鉛直荷重を下階の柱４２へ伝達することができる。そして、柱４２の外周面から突出するエンドプレート４８の外周部４８ａが、機械的ずれ止めとなり柱４２と充填材とを一体化させることができるので、第一の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００３６】
以上、本発明による柱とフラットスラブの接合構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、柱２、４２は中空鋼管柱であるが、コンクリート充填鋼管柱でもよく、ＲＣ柱でもよい。また、断面形状も円形や角型、Ｈ型などでもよい。
また、上記の実施の形態では、接合用鋼管４、３４、４４は断面形状が円形の鋼管であるが、断面形状が四角形やその他の形状の鋼管としてもよい。
また、上記の実施の形態では、柱２にリブプレート１２が設けられていて、リブプレート１２がフラットスラブ３の位置決めや充填材５の型枠を兼ねているが、リブプレート１２の代わりに柱２に充填材５の型枠を設置して、この型枠をフラットスラブ３の位置決めに使用してもよい。
また、第二の実施の形態において接合用鋼管３４の周囲に斜め補強筋を配設してもよい。
また、第三の実施の形態では、フラットスラブ４３の主筋と接合用鋼管４４は溶接されていないが、フラットスラブ４３の主筋と接合用鋼管４４を溶接してもよい。また、フラットスラブ４３の主筋と接合用鋼管４４を溶接した場合には、接合用鋼管４４の外周面の第三のリブ２２を設けなくてもよい。
また、第三の実施の形態では、柱４２の外周面に第一のリブを設けていないが、設けてもよい。また、第三の実施の形態ではエンドプレート４８の外周部４８ａを機械的ずれ止めとしているが、エンドプレート４８の外周部４８ａを柱４２の外周面から突出させずに、柱４２の外周面に第一のリブを設けてこれを機械的ずれ止めとしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１、３１、４１  柱とフラットスラブの接合構造
２、４２  柱
３、３３、４３  フラットスラブ
４、３４、４４  接合用鋼管
５  充填材
６、４９  クリアランス
１１  第一のリブ
１２  リブプレート
２１  第二のリブ
２２  第三のリブ  
【図１】
2010270521.tif 000003
【図２】
2010270521.tif 000004
【図３】
2010270521.tif 000005
【図４】
2010270521.tif 000006
【図５】
2010270521.tif 000007