(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱を鉄筋コンクリート造（以下「ＲＣ造」という）、水平２方向の内少なくとも一方向の大梁を鉄骨造（以下「Ｓ造」という）とし、ＲＣ造柱の両側にＳ造大梁が存在する混合構造骨組であり、
前記Ｓ造大梁を柱と梁の境界面（以下「柱フェース面」という）まで伸ばし、且つ前記Ｓ造大梁の端部には前記柱フェース面に接する支圧板を設けて、前記ＲＣ造柱の対面する両側面の外側のみに前記Ｓ造大梁が密着配置されている構成とし、
前記Ｓ造大梁端部の上フランジの上側に上フランジ接続プレートを、下フランジの下側に下フランジ接続プレートを配置しており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記上フランジ接続プレートの上側に上端接合鉄筋を所定の鉄筋間隔をおいて平行に並べ、その両端部を前記上フランジ接続プレートに定着・一体化しており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記下フランジ接続プレートの下側に下端接合鉄筋を所定の鉄筋間隔をおいて平行に並べ、その端部を前記下フランジ接続プレートに定着・一体化しており、
前記Ｓ造大梁端部に配置されている前記支圧板の柱・梁接合部の内側に一枚以上の孔付き鉛直方向板（以下「ＰＢＬジベル」という）が配置されていることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項２】
柱をＲＣ造柱、水平２方向の内少なくとも一方向の大梁をＳ造とし、ＲＣ造柱の両側にＳ造大梁が存在する混合構造骨組であり、
前記Ｓ造大梁を前記柱フェース面まで伸ばし、且つ前記Ｓ造大梁の端部には前記柱フェース面に接する支圧板を設けて、前記ＲＣ造柱の対面する両側面の外側のみに前記Ｓ造大梁が密着配置されている構成とし、
前記Ｓ造大梁端部の上フランジの上側に上フランジ接続プレートを、下フランジの下側に下フランジ接続プレートを配置しており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記上フランジ接続プレートの上側に前記上端接合鉄筋を所定の鉄筋間隔をおいて平行に並べ、その両端部を前記上フランジ接続プレートに定着・一体化しており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記下フランジ接続プレートの下側に前記下端接合鉄筋を所定の鉄筋間隔をおいて平行に並べ、その端部を前記下フランジ接続プレートに定着・一体化しており、
前記Ｓ造大梁端部に配置されている前記支圧板の柱・梁接合部の内側に一枚以上のＰＢＬジベルが配置されており、
前記ＰＢＬジベルの孔に、前記柱・梁接合部の周囲を囲む帯筋を貫通させていることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項３】
請求項１または２に記載の混合構造骨組において、
前記上端接合鉄筋の両端部を前記上フランジ接続プレートの上側に溶接接合により定着・一体化しており、
前記下端接合鉄筋の両端部を前記下フランジ接続プレートの下側に溶接接合により定着・一体化していることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項４】
請求項１または２に記載の混合構造骨組において、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記上フランジ接続プレートの上側および前記下フランジ接続プレートの下側に所定の間隔をおいて平行に鉄筋定着用のカプラーもしくは長ナット（以下、「定着用カプラー」という）が溶接されており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記定着用カプラー内に前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋を挿入してグラウト充填により定着・一体化していることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項５】
請求項１または２に記載の混合構造骨組において、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記支圧板に所定の間隔をおいて鉄筋定着用の貫通孔を設けており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記支圧板の貫通孔に前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋を挿入・貫通させて、前記支圧板の外側もしくは内外両側をナットにより定着・一体化していることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項６】
柱をＲＣ造柱、水平２方向の内少なくとも一方向の大梁をＳ造とし、ＲＣ造柱の片側のみにＳ造大梁が存在する混合構造骨組であり、
前記Ｓ造大梁を前記柱フェース面まで伸ばし、且つ前記Ｓ造大梁の端部には前記柱フェース面に接する支圧板を設けて、前記ＲＣ造柱の外側のみにＳ造大梁が密着配置されている構成とし、
前記Ｓ造大梁端部に配置されている前記支圧板の柱・梁接合部の内側に一枚以上のＰＢＬジベルが配置されており、且つ前記ＰＢＬジベルの孔に、前記柱・梁接合部の周囲を囲む帯筋を貫通させており、
前記Ｓ造大梁端部の上フランジの上側に上フランジ接続プレートを、下フランジの下側に下フランジ接続プレートを配置しており、
前記上フランジ接続プレートの上側には上端接合鉄筋が、前記下フランジ接続プレートの下側には下端接合鉄筋がそれぞれ所定の鉄筋間隔をおいて配置されており、前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋は溶接接合、定着用カプラーによる接合、支圧板へのナット定着のいずれかの構造で定着・一体化されており、
前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋の、前記Ｓ造大梁に定着されている端部と反対側の端部が、機械式定着、折り曲げ定着、両者が折り曲げられ一体化されているＵ型定着、それらの混合方式のいずれかの定着構造を採用していることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記Ｓ造大梁の上フランジおよび下フランジの端部が拡幅されており、予め幅の広い接続プレートとして構成されていることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項８】
請求項１または２に記載の混合構造骨組において、
２方向共に前記Ｓ造大梁を前記柱フェース面まで伸ばし、且つ前記Ｓ造大梁の端部には前記柱フェース面に接する支圧板を設けて、前記ＲＣ造柱の対面する両側面の外側のみにＳ造大梁が密着配置されている構成とし、
前記ＲＣ造柱の両側にある一方向のＳ造大梁は、前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋を溶接により前記Ｓ造大梁のフランジもしくはフランジ接続プレートと接合・一体化しており、
他方向のＳ造大梁は、前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋をナットもしくは定着用カプラーを用いて前記支圧板に定着・一体化していることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記Ｓ造大梁のウェブプレートを前記支圧板よりも内側の前記柱・梁接合部内にまで伸ばしており、前記ＰＢＬジベルを兼用させていることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記支圧板の柱・梁接合部の外側に位置する前記Ｓ造大梁の端部に前記支圧板の面外変形を抑えるための水平および鉛直の補強リブが配置されていることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記支圧板の前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋が通る位置に、前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋の直径よりも僅かに大きな貫通孔もしくはＵ型形状のスリットを設けていることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記支圧板が前記柱フェース面よりも柱・梁接合部の内側で、且つ柱主筋の外側位置に埋設配置されているか、前記支圧板の底部の柱幅が拡幅されているかのいずれかにより、前記支圧板の底部が前記ＲＣ造柱のコンクリートにより支えられていることを特徴とする混合構造骨組。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記柱・梁接合部を構成するコンクリートに乾燥収縮率の小さいコンクリート、もしくは膨張性のコンクリートを採用し、コンクリートの設計基準強度をそれ以外の部位のコンクリートよりも高めていることを特徴とする混合構造骨組。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱を鉄筋コンクリート造（以下、「ＲＣ造」）、梁を鉄骨造（以下、「Ｓ造」）とする混合構造骨組に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
比較的大きなスパンを必要とする建築物・工作物等の構造物において、梁重量が重くならず、長期使用による梁のクリープ撓みの進行の恐れがなく、且つ建物全体としてＳ造骨組よりも高い剛性が確保でき、その上ＲＣ造骨組よりも短工期で建設できる構造骨組として、柱をＲＣ造、梁をＳ造とする混合構造骨組形式が知られている。
【０００３】
この骨組形式では、ＲＣ造の柱とＳ造の梁を如何にして剛接合し、一体化できるかが最重要の課題となり、柱・梁接合部の構成方法、構造詳細が問題となる。
【０００４】
その具体的な解決方法として、Ｓ造梁の端部を柱内に固定するために、ＲＣ造柱の内部に鋼管を内蔵し、この内蔵鋼管とＳ造梁の端部を溶接・一体化する方法を採用し、その内蔵する鋼管柱を円形鋼管とするもの（引用文献１、２）、角形鋼管とするもの（引用文献３、４）、Ｈ型鋼とするもの（引用文献５、６）等がある。
【０００５】
また、１方向の梁端部をＲＣ造とし、直交方向のみにＳ造梁を貫通させる方式（引用文献７）を採用しているもの、柱・梁接合部の周囲を鋼板で囲って拘束しているもの（特許文献６、８）もある。
【０００６】
Ｓ造梁のフランジに着目すると、梁フランジが柱に内蔵されたＳ造柱で止まっているもの（引用文献１、３）と、梁フランジの鉄骨が柱・梁接合部を連続して貫通しているもの（引用文献２、４、５、６、７、８）の両者が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２７２１７０号公報
【特許文献２】特開平１０−２３１５５９号公報
【特許文献３】特開平８−２７００７１号公報
【特許文献４】特開平１１−３６４４９号公報
【特許文献５】特開２０００−１６０６８６号公報
【特許文献６】特開２０００−１６０６８７号公報
【特許文献７】特開平１０−２８０５４１号公報
【特許文献８】特開平８−１３５０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＲＣ造柱、Ｓ造梁の混合構造骨組は、比較的スパンの大きな建築物に対して適した構造形式であるが、これまでに実用化されている混合構造骨組は、その重要ポイントである柱・梁接合部に関して、以下に示すようないくつかの大きな課題を有している。
【０００９】
まず第１の課題は、柱・梁接合部の構成・形体上の問題である。
図１３は従来のＲＣ造柱、Ｓ造梁の混合構造骨組の柱・梁接合部の構成を示す図で、（１）は柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図、（２）は柱・梁接合部付近の鉛直断面図である。符号１はＲＣ造柱、３はＳ造大梁、１１は柱主筋、１２は柱のせん断補強筋（Ｈｏｏｐ筋）、１５は柱・梁接合部の周囲を囲む補強プレート、２４は床スラブをそれぞれ示している。
これまでのＲＣ造柱１とＳ造大梁３の混合構造の柱・梁接合部１６においては、Ｓ造大梁３が柱・梁接合部１６を貫通するもの、内蔵されたＳ造柱で止まるもののいずれのタイプにおいても、鉄骨梁のフランジ３１が柱筋が配置される位置を越えて柱内に挿入されているため、図１３に例示するように、柱筋１１を配置できる位置が柱の隅角部のみに限定され、配置できる柱筋１１の数が制限されてしまう。現実の柱寸法と梁のフランジ幅を考慮すると、殆どの場合柱筋は、柱の隅角部に各３本、合計１２本が最多となる。その結果、柱の曲げ耐力を十分に確保することが難しく、柱の曲げ耐力を上げるには柱寸法を大きくせざるをえないという問題を有している。
【００１０】
課題の第２点は、梁から柱への応力伝達機構に関する力学的性能上の問題である。
Ｓ造大梁が負担している応力を柱・梁接合部内においてＲＣ造柱に伝達しなければならないが、Ｈ型鋼形状の梁部材から柱・梁接合部のコンクリート塊を介して柱へ曲げ応力を伝達するには、極めて複雑な応力伝達機構を想定しなければならず、且つその機構は不明瞭である。また鉄骨梁表面とコンクリートとの界面の付着応力度が小さいため、せん断力の伝達も容易ではなく、柱・梁接合部の周囲を鋼板で囲って、接合部全体のせん断破壊を防止しようという間接的な対策が採用されており、せん断力を直接伝達する明確な応力伝達機構を備えているわけではない、
従来の混合構造骨組の柱・梁接合部を、端的に表現すれば、Ｓ造大梁（Ｈ型鋼）をＲＣ柱のコンクリート内に突っ込み、その周囲を拘束しておけば、鉄骨とコンクリート両者がなんとか力のやりとりを行って曲げ応力もせん断力も伝達してくれる筈である、という考えである。このように従来方式の混合構造の柱・梁接合部における曲げ応力およびせん断力の伝達機構は曖昧且つ不明瞭であり、複雑な応力伝達メカニズムを想定してその説明に苦労しているのが実状である。
【００１１】
課題の第３点は、施工の信頼性の問題である。
柱・梁接合部は、どの構造骨組においても最も重要な部位であるが、特にＲＣ造とＳ造という異なる構造部材を接合する本構造形式では、構造骨組全体の安全性・信頼性を支配する重要性を有している。
これまでの混合構造骨組では、図１３に示すように柱・梁接合部１６内に２つのＳ造大梁３が十字型に交差した状態で挿入されている。施工手順としては、柱筋１１の配筋および梁鉄骨部材３が配置された後で、柱・梁接合部のコンクリートを上方より打設することになる。ところが、Ｓ造大梁３のフランジ３１が通常３００ｍｍ程度の比較的大きな幅を有しているために、そのフランジ３１の直下にコンクリートを完全に充填することが極めて難しい。特にフランジ３１の中央部直下には、Ｓ造大梁３のウェブプレート３４が存在し、コンクリートの水平移動を妨げることになる。通常２方向のＳ造大梁３が十字型に配置され、その交差部はウェブプレート３４が直交し、繋がっているために、コンクリートがどの方向にも流動することができず、最も重要な柱中央部位置の上方のフランジ３１の直下位置には、コンクリートが充分に充填されず、隙間が生じている場合がある。
【００１２】
この問題は、実大寸法の柱・梁接合部のモックアップ実験により確認されている。この問題を充分認識した上で、注意深くコンクリート打設を行った場合でさえ、コンクリートの充填が不十分である事例があり、この問題の解決は容易でないと言える。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、１）ＲＣ造柱内の配筋に制約を受けず、所望の曲げ耐力を充分に確保できる設計の自由度を確保できること、２）Ｓ造梁からＲＣ梁柱への応力伝達、特に柱・梁接合部内における応力伝達機構が明快で信頼性が高いこと、３）構造骨組として最も重要な柱・梁接合部においてコンクリートの充填を確実に行うことができ、信頼性の高い施工が可能であること、これらの課題を解決した設計性能、施工性、信頼性、経済性に優れた「ＲＣ造柱＋Ｓ造梁の混合構造骨組」を実現・提供することを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下の構成は上記の諸課題を解決し、目的を達成するための手段である。
〈構成１〉
柱を鉄筋コンクリート造（以下「ＲＣ造」という）、水平２方向の内少なくとも一方向の大梁を鉄骨造（以下「Ｓ造」という）とし、ＲＣ造柱の両側にＳ造大梁が存在する混合構造骨組であり、
前記Ｓ造大梁を柱と梁の境界面（以下「柱フェース面」という）まで伸ばし、且つ前記Ｓ造大梁の端部には前記柱フェース面に接する支圧板を設けて、前記ＲＣ造柱の対面する両側面の外側のみに前記Ｓ造大梁が密着配置されている構成とし、
前記Ｓ造大梁端部の上フランジの上側に上フランジ接続プレートを、下フランジの下側に下フランジ接続プレートを配置しており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記上フランジ接続プレートの上側に上端接合鉄筋を所定の鉄筋間隔をおいて平行に並べ、その両端部を前記上フランジ接続プレートに溶接接合しており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記下フランジ接続プレートの下側に下端接合鉄筋を所定の鉄筋間隔をおいて平行に並べ、その端部を前記下フランジ接続プレートに溶接接合しており、
前記Ｓ造大梁端部に配置されている前記支圧板の柱・梁接合部の内側に一枚以上の孔付き鉛直方向板（以下「ＰＢＬジベル」という）が配置されていることを特徴とする混合構造骨組。
【００１５】
〈構成２〉
柱をＲＣ造柱、水平２方向の内少なくとも一方向の大梁をＳ造とし、ＲＣ造柱の両側にＳ造大梁が存在する混合構造骨組であり、
前記Ｓ造大梁を前記柱フェース面まで伸ばし、且つ前記Ｓ造大梁の端部には前記柱フェース面に接する支圧板を設けて、前記ＲＣ造柱の対面する両側面の外側のみにＳ造大梁が密着配置されている構成とし、
前記Ｓ造大梁端部の上フランジの上側に上フランジ接続プレートを、下フランジの下側に下フランジ接続プレートを配置しており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記上フランジ接続プレートの上側および前記下フランジ接続プレートの下側に所定の間隔をおいて平行に鉄筋定着用のカプラーもしくは長ナット（以下、「定着用カプラー」という）が溶接されており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記定着用カプラー内に上端接合鉄筋および下端接合鉄筋を挿入してグラウト充填により定着・一体化しており、
前記Ｓ造大梁端部に配置されている前記支圧板の柱・梁接合部の内側に一枚以上のＰＢＬジベルが配置されていることを特徴とする混合構造骨組。
【００１６】
〈構成３〉
柱をＲＣ造柱、水平２方向の内少なくとも一方向の大梁をＳ造とし、ＲＣ造柱の両側にＳ造大梁が存在する混合構造骨組であり、
前記Ｓ造大梁を前記柱フェース面まで伸ばし、且つ前記Ｓ造大梁の端部には前記柱フェース面に接する支圧板を設けて、前記ＲＣ造柱の対面する両側面の外側のみにＳ造大梁が密着配置されている構成とし、
前記Ｓ造大梁端部の上フランジの上側に上フランジ接続プレートを、下フランジの下側に下フランジ接続プレートを配置しており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記支圧板に所定の間隔をおいて鉄筋定着用の貫通孔を設けており、
前記ＲＣ造柱の両側にある前記支圧板の貫通孔に上端接合鉄筋および下端接合鉄筋を挿入・貫通させて、前記支圧板の外側もしくは内外両側をナットにより定着・一体化しており、
前記Ｓ造大梁端部に配置されている前記支圧板の柱・梁接合部の内側に一枚以上のＰＢＬジベルが配置されていることを特徴とする混合構造骨組。
【００１７】
〈構成４〉
柱をＲＣ造柱、水平２方向の内少なくとも一方向の大梁をＳ造とし、ＲＣ造柱の片側のみにＳ造大梁が存在する混合構造骨組であり、
前記Ｓ造大梁を前記柱フェース面まで伸ばし、且つ前記Ｓ造大梁の端部には前記柱フェース面に接する支圧板を設けて、前記ＲＣ造柱の外側のみにＳ造大梁が密着配置されている構成とし、
前記Ｓ造大梁端部の上フランジの上側に上フランジ接続プレートを、下フランジの下側に下フランジ接続プレートを配置しており、
前記上フランジ接続プレートの上側には上端接合鉄筋が、前記下フランジ接続プレートの下側には下端接合鉄筋がそれぞれ所定の鉄筋間隔をおいて配置されており、前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋は溶接接合、定着用カプラーによる接合、支圧板へのナット定着のいずれかの構造で定着・一体化されており、
前記Ｓ造大梁の端部に配置された前記支圧板の柱・梁接合部の内側には一枚以上のＰＢＬジベルが配置されており、
前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋の、前記Ｓ造大梁に定着されている端部と反対側の端部が、機械式定着、折り曲げ定着、両者が折り曲げられ一体化されているＵ型定着、それらの混合方式のいずれかの定着構造を採用していることを特徴とする混合構造骨組。
【００１８】
〈構成５〉
構成１乃至構成４のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記Ｓ造大梁の上フランジおよび下フランジの端部が拡幅されており、予め幅の広い接続プレートとして構成されていることを特徴とする混合構造骨組。
【００１９】
〈構成６〉
柱をＲＣ造柱、水平２方向の内少なくとも一方向の大梁をＳ造とし、ＲＣ造柱の両側にＳ造大梁が存在する混合構造骨組であり、
２方向共に前記Ｓ造大梁を前記柱フェース面まで伸ばし、且つ前記Ｓ造大梁の端部には前記柱フェース面に接する支圧板を設けて、前記ＲＣ造柱の対面する両側面の外側のみにＳ造大梁が密着配置されている構成とし、
前記ＲＣ造柱の両側にある一方向のＳ造大梁は、前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋を溶接により前記Ｓ造大梁のフランジもしくはフランジ接続プレートと接合・一体化しており、
他方向のＳ造大梁は、前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋をナットを用いて前記支圧板に定着・一体化しており、
前記Ｓ造大梁端部に配置されている前記各支圧板の柱・梁接合部の内側に一枚以上のＰＢＬジベルが配置されていることを特徴とする混合構造骨組。
【００２０】
〈構成７〉
構成１乃至構成６のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記Ｓ造大梁のウェブプレートを前記支圧板よりも内側の前記柱・梁接合部内にまで伸ばしており、前記ＰＢＬジベルを兼用させていることを特徴とする混合構造骨組。
【００２１】
〈構成８〉  
構成１乃至構成６のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記ＲＣ造柱の外側にある前記Ｓ造大梁が前記支圧板よりも内側の柱・梁接合部内にまで伸びており、且つ前記ＲＣ造柱の反対側の支圧板およびＳ造大梁に接合・一体化されており、且つ前記柱・梁接合部内に位置する前記Ｓ造大梁のフランジの全断面もしくは一部が切除されていることを特徴とする混合構造骨組。
【００２２】
〈構成９〉  
構成１乃至構成８のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記支圧板の柱・梁接合部の外側に位置する前記Ｓ造大梁の端部に前記支圧板の面外変形を抑えるための水平および鉛直の補強リブが配置されていることを特徴とする混合構造骨組。
【００２３】
〈構成１０〉  
構成１乃至構成９のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記支圧板の前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋が通る位置に、前記上端接合鉄筋および前記下端接合鉄筋の直径よりも僅かに大きな貫通孔もしくはＵ型形状のスリットを設けていることを特徴とする混合構造骨組。
【００２４】
〈構成１１〉  
構成１乃至構成１０のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記支圧板が前記柱フェース面よりも柱・梁接合部の内側に埋設配置されているか、前記支圧板の底部の柱幅が拡幅されているかのいずれかにより、前記支圧板の底部が前記ＲＣ造柱のコンクリートにより支えられていることを特徴とする混合構造骨組。
【００２５】
〈構成１２〉  
構成１乃至構成１１のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記ＰＢＬジベルに設けられた孔に水平方向の鉄筋を貫通させており、且つその貫通鉄筋のいくつかは前記柱・梁接合部の外周部を囲う水平方向のせん断補強筋を兼用していることを特徴とする混合構造骨組。
【００２６】
〈構成１３〉  
構成１乃至構成１２のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記支圧板の柱・梁接合部の内側および柱・梁接合部内に伸びたウェブ面のいずれか、もしくは両者にスタッドボルトが配置されていることを特徴とする混合構造骨組。
【００２７】
〈構成１４〉  
構成１乃至構成１３のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記柱・梁接合部を構成するコンクリートの設計基準強度をそれ以外の部位のコンクリートよりも高めていることを特徴とする混合構造骨組。
【００２８】
〈構成１５〉  
構成１乃至構成１４のいずれかに記載の混合構造骨組において、
前記柱・梁接合部を構成するコンクリートに乾燥収縮率の小さいコンクリート、もしくは膨張性のコンクリートを採用していることを特徴とする混合構造骨組。
【発明の効果】
【００２９】
〈課題１解決の効果〉
本発明では、まずＳ造大梁が柱・梁接合部内に挿入されない構成を基本としている。Ｓ造大梁は柱の外周部の柱フェ−ス位置に設けられた支圧板で止まり、柱内にＳ造大梁は侵入しない。梁のせん断力伝達のために、一部梁のウェブプレートが柱内に挿入される構成（構成７、構成８）が採用されているが、この場合も柱・梁接合部内への侵入はあくまでウェブプレートが中心であり、梁のフランジプレートは最小限の幅に切除されている。従って、梁フランジが柱筋の配置を阻害することはなく、柱断面内に所望の柱筋を自由に配筋することができる。従って、通常の純ＲＣ骨組と同様に柱の曲げ耐力を自由に設定することができるという構造性能、構造設計上の大きな効果を実現している。
【００３０】
また、このことは、柱の曲げ耐力および軸耐力を効果的に設定でき、柱断面を経済的に設計できることを意味する。更に、Ｓ造大梁の部材断面を柱筋の配置に無関係に設定できるので、Ｓ造大梁の部材断面を自由に設定可能で、梁部材の経済設計も行えることに繋がり、骨組設計の経済性の観点でも極めて優れた構造となっている。
【００３１】
〈課題２解決の効果〉
課題の第２点であるＳ造梁からＲＣ造柱への応力伝達機構の観点においても、本発明では極めて明快な応力伝達機構が実現されている。即ち、Ｓ造大梁の曲げ耐力は、梁端部においてフランジの引張降伏耐力以上の引張耐力を有する接合鉄筋に置換されており、柱・梁接合部内は、純ＲＣ造骨組の柱・梁接合部となっている。従って、これまでの混合構造のようにコンクリートの圧縮ストラットやねじり応力伝達などの鉄骨部材からコンクリートへの複雑な応力伝達機構を構成・想定する必要がない。
【００３２】
Ｓ造大梁の曲げによる圧縮側応力の伝達機構としては、梁フランジに一体化された接合鉄筋の圧縮応力でも伝達可能であるが、本発明では柱フェース位置の梁端部に支圧板が設けられており、この支圧板により柱・梁接合部表面への支圧応力として梁フランジの圧縮応力が伝達される。
【００３３】
以上のとおり、Ｓ造大梁端部の曲げ応力は、梁フランジに接続され一体化された接合鉄筋により柱・梁接合部内に伝達され定着されているが、この接合鉄筋の定着の信頼性は純ＲＣ骨組の梁主筋の定着よりも更に信頼性が高いものになっている。即ち、通常のＲＣ骨組においては、地震時の正負逆対象モーメントにより、柱両側の梁主筋は一方に引張応力が、他方に圧縮応力が作用し、柱・梁接合部内に定着されている梁主筋を引張応力側へ移動させようとする力が作用するが、この時定着が不十分な場合には梁主筋のすべり・抜けだしが発生して、地震時応力が負担できず、骨組の安全性が損なわれる。
【００３４】
これに対して本発明では、定着用の接合鉄筋の両側の柱フェ−ス位置にＳ造大梁および接合鉄筋に一体化された支圧板が存在するため、支圧板の支圧抵抗により、接合鉄筋は圧縮応力側で完全に定着・固定されており、接合鉄筋は移動不可能になっている。更に、接合鉄筋の応力状態も、圧縮側応力は支圧板により柱・梁接合部のコンクリートに伝達されているため、接合部内の接合鉄筋には圧縮側応力は殆ど存在しない状態になっており、柱の反対側フェ−ス位置からの引張応力を接合鉄筋の付着応力により柱・梁接合部内のコンクリートに伝達すればよい。従って、接合鉄筋の付着応力による定着性能のみを評価しても、通常のＲＣ造骨組に対して２倍の安全性・信頼性を有していることになる。更に付言すれば、圧縮側支圧板による定着性能はこれを遙かに上回る信頼性を有している。極論すれば、本発明の柱・梁接合部では、接合鉄筋とコンクリート間の付着応力度が無くても接合鉄筋による定着が確保されており、極めて安全性・信頼性の高い接合部が実現されている。
【００３５】
次ぎに、梁のせん断力の伝達機構について説明する。本発明では、梁のせん断力の伝達にはＰＢＬジベルを採用している。ＰＢＬジベルとは、通常直径が３０ｍｍφ〜５０ｍｍφ程度の複数の孔を設けた鋼板をコンクリート内に埋め込むもので、この孔内に貫入したコンクリートの２面せん断抵抗機構により、極めて高い剛性で大きなせん断力を伝達することができるものである。
【００３６】
本発明では、Ｓ造大梁端部に設けられた支圧板の柱・梁接合部側に通常２枚以上の孔付き鋼板（ＰＢＬジベル）を垂直に配置している。これにより、柱・梁接合部内のコンクリート打設を阻害することなく、梁のせん断力を極めて高い剛性で、即ちせん断変形を起こすことなく、確実に柱・梁接合部のコンクリートに伝達することができる。
【００３７】
更に本発明では、ＰＢＬジベルの孔に、柱・梁接合部の周囲を囲む帯筋（Ｈｏｏｐ筋）を貫通させている。ＰＢＬジベルの孔に鉄筋を挿入することによりＰＢＬジベルのせん断力伝達機構としての靭性（変形性能）を高めることができると同時に、柱・梁接合部の周囲をＨｏｏｐ筋で拘束することにより柱・梁接合部のせん断破壊に対する安全性・安定性を確保している。
【００３８】
〈課題３解決の効果〉
本発明では、柱・梁接合部内へのＳ造大梁の侵入を排除しており、Ｓ造大梁フランジ直下へのコンクリート充填の困難さという問題そのものを排除している。柱・梁接合部内に存在するのは接合鉄筋、鉛直方向に配置されたＰＢＬジベルの鋼板および周囲を囲うＨｏｏｐ筋のみであるので、通常のＲＣ造の柱・梁接合部と同じで、コンクリート打設に困難は生じない。しかも柱・梁接合部内の接合鉄筋は柱両側のＳ造大梁を繋ぐ直筋であり、通常のＲＣ造における定着用折り曲げ鉄筋も存在しないので、通常のＲＣ造の柱・梁接合部よりも配筋がスッキリしており、コンクリートの打設・充填は通常のＲＣ造よりもはるかに容易である。
この効果により、構造骨組として最も重要な柱・梁接合部のコンクリート施工を容易に行え、且つ高品質を確保することができ、信頼性の高い構造骨組を構築することができる。この施工性の良さは建設工事の経済性にも繋がるものである。
【００３９】
以上、各課題に対する本発明の解決策による効果を説明したが、本発明の効果を要約すると以下のとおりである。
（１）ＲＣ造柱の全幅に対して柱筋を配筋でき、柱の曲げ耐力を高めることができる。
（２）Ｓ造梁からＲＣ造柱への応力伝達機構が明快で信頼性が高い。
（３）柱・梁接合部のコンクリート打設が容易であり、施工上高い品質が確保できる。
（４）高い構造性能、高品質で高効率の施工が行えるので、施工性・経済性にも優れた構造骨組を実現できる。
更に、本発明の構造骨組を採用すると、以下の利点を有する建築構造物を実現できる効果がある。
（５）鉛直荷重による応力が支配的になる鉛直積載荷重が大きく、スパンの大きな建物に対して、梁下有効寸法の大きな効率的な建築空間を、経済的に構成することができる。
（６）大きなスパンを必要とする建物に本発明の骨組構造を適用すると、鉄骨造骨組みよりも高い剛性が確保でき、ＲＣ造骨組のように重い建物にならないので、経済性、耐震安全性の両観点で優れた建物を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の混合構造骨組の全体構成を示す説明図で、  （１）混合構造骨組のＲＣ造柱およびＳ造梁の位置関係を示す平面図（見下図）、  （２）ＲＣ造柱およびＳ造梁による混合構造骨組の全体形状を示す鉛直断面図、  である。
【図２】本発明の柱・梁接合部の構成を示す詳細図で、接合鉄筋が溶接によりＳ造大梁に一体化される実施例  （１）柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）柱・梁接合部付近の鉛直断面図、  （３）柱・梁接合部付近の下フランジレベルの水平断面図（見下図）  である。
【図３】本発明の柱・梁接合部の構成を示す詳細図で、接合鉄筋が機械式カプラーによりＳ造大梁に一体化される実施例  （１）柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）柱・梁接合部付近の鉛直断面図、  （３）柱・梁接合部付近の下フランジレベルの水平断面図（見下図）  である。
【図４】本発明の柱・梁接合部の構成を示す詳細図で、接合鉄筋が定着ナットにより支圧板に固定される実施例  （１）柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）柱・梁接合部付近の鉛直断面図、  （３）柱・梁接合部付近の下フランジレベルの水平断面図（見下図）  である。
【図５】本発明の柱・梁接合部の構成を示す詳細図で、Ｓ造大梁が柱の片側のみに存在する場合の実施例（接合鉄筋は溶接によりＳ造梁に一体化される場合を例示）  （１）柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）柱・梁接合部付近の鉛直断面図、  （３）柱・梁接合部付近の鉛直断面図  である。
【図６】本発明の柱・梁接合部の構成を示す詳細図で、Ｓ造大梁の端部のフランジが予め拡幅されたビルトＨで構成されている実施例（接合鉄筋は溶接によりＳ造梁に一体化される場合を例示）  （１）柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）柱・梁接合部付近の鉛直断面図、  （３）柱・梁接合部付近の下フランジレベルの水平断面図（見下図）  である。
【図７】Ｘ・Ｙ２方向共にＳ造大梁とする場合の本発明の実施例を示す柱・梁接合部周りの詳細図で、  （１）柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）柱・梁接合部付近の鉛直断面図  である。
【図８】本発明の柱・梁接合部の構成を示す詳細図で、Ｓ造梁の端部のウェブが柱内にまで延長されている実施例（接合鉄筋は溶接によりＳ造梁に一体化される場合を例示）  （１）Ｓ造大梁のウェブが柱内に延長されている柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）Ｓ造大梁のウェブが柱内に延長され、両側梁と連続している実施例の柱・梁接合部付近の鉛直断面図、  （３）Ｓ造大梁のウェブが柱内に延長され、両側梁と連続している実施例の柱・梁接合部付近の下フランジレベルの水平断面図（見下図）  である。
【図９】本発明のＳ造大梁の端部に配置される支圧板の形状を示す詳細図で、  （１）Ｓ造大梁の端部の支圧板とＲＣ造柱の位置関係を示す鉛直断面図、  （２）支圧板の上部に接合鉄筋（上端筋）用Ｕ型スリットを設けた実施例の支圧板形状を示す立面図、  （３）接合鉄筋の上端筋用・下端筋用共に貫通孔を設けた実施例の支圧板形状を示す立面図  である。
【図１０】本発明のＳ造梁の端部の支圧板をＲＣ造柱のコンクリートで支持する実施例の形状を示す詳細図（接合鉄筋は溶接によりＳ造梁に一体化される場合を例示）  （１）柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）柱・梁接合部付近の鉛直断面図（支圧板下部の柱寸法を支圧板厚さ分だけ増した実施例）、  （３）柱・梁接合部付近の鉛直断面図（全階高の柱寸法を支圧板厚さ分だけ増した実施例）  である。
【図１１】本発明のＰＢＬジベルにＨｏｏｐ筋を貫通させた実施例の詳細図（接合鉄筋は溶接によりＳ造梁に一体化する場合を例示）  （１）柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）柱・梁接合部付近の鉛直断面図  である。
【図１２】せん断力伝達にスタッドボルトを使用する実施例の詳細図（接合鉄筋は溶接によりＳ造梁に一体化する場合を例示）  （１）柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）柱・梁接合部付近の鉛直断面図、  （３）柱・梁接合部付近の下フランジレベルの水平断面図（見下図）  である。
【図１３】従来のＲＣ造柱、Ｓ造梁の混合構造の柱・梁接合部の構成を示す詳細図  （１）柱・梁接合部付近の上フランジレベルの水平断面図（見下図）、  （２）柱・梁接合部付近の鉛直断面図  である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明は、ＲＣ造柱とＳ造梁の混合構造であるので、両者の接点となる柱・梁接合部の構成に特徴がある。以下、本発明の実施の形態を実施例を示す図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４２】
実施例１は、柱を鉄筋コンクリート造（ＲＣ造柱）、水平２方向の内少なくとも一方向の大梁を鉄骨造（Ｓ造梁）とする混合構造骨組である。ＲＣ造柱の両側にＳ造大梁が存在する場合において、Ｓ造大梁を柱と梁の境界面（柱フェース面）まで伸ばし、且つそのＳ造大梁端部には前記柱フェース面に接する支圧板を設けて、鉄筋コンクリート造柱の対面する両側面の外側のみにＳ造大梁が密着配置されている構成としている。前記Ｓ造大梁端部の上フランジの上側に上フランジ接続プレートを、下フランジの下側に下フランジ接続プレートを配置している。柱の両側にある前記上フランジ接続プレートの上側に上端接合鉄筋を所定の鉄筋間隔をおいて平行に並べ、その両端部を前記上フランジ接続プレートに溶接接合している。柱の両側にある前記下フランジ接続プレートの下側に下端接合鉄筋を所定の鉄筋間隔をおいて平行に並べ、その端部を前記下フランジ接続プレートに溶接接合している。前記Ｓ造大梁端部に配置されている前記支圧板の柱・梁接合部側に一枚以上の孔付き鉛直方向板（ＰＢＬジベル）が配置されている。
図１および図２は実施例１の鉄筋コンクリート柱とＳ造大梁との混合構造骨組を示す図である。
図１は本発明の混合構造骨組の全体構成、各構成部材の位置関係を示しており、（１）が平面図、（２）が断面図である。
図１（１）に示すとおり、Ｓ造大梁３の両側にＲＣ造柱１がある。ＲＣ造柱１に対して直交する方向の大梁２はＲＣ造とした場合を示しており、これに平行して所定の間隔でＳ造の小梁２３が配置されている。鉄骨大梁３、直交方向大梁２および小梁２３により全体の床スラブ２４が支えられている。符号１６はＲＣ造柱１とＳ造大梁３が交差する柱・梁接合部、３８はＳ造大梁３のボルト接合継手部を示している。
【００４３】
図２は、ＲＣ造柱１とＳ造大梁３が交差する柱・梁接合部１６の詳細を示している。図２（１）はＳ造大梁の上フランジレベルの平面図、図２（２）は鉛直断面図、図２（３）が下フランジレベルの平面図である。
Ｓ造大梁３の端部の上フランジの上に上フランジ接続プレート３５が、下フランジの下側に下フランジ接続プレート３６が配置されている。上フランジ接続プレート３５と下フランジ接続プレート３６とがそれぞれ梁フランジ３１と溶接で一体化されている。その柱両側の接続プレート３５、３６を上端接合鉄筋５１および下端接合鉄筋５２を介して溶接接合することにより、柱両側のＳ造大梁３とＲＣ造柱１を一体化している。
【００４４】
Ｓ造大梁３は柱と梁の境界面（柱フェース面）まで延びている。Ｓ造大梁３の端部に支圧板４が取り付けられ、これがＲＣ造柱１の側面に密着配置されている。この混合構造骨組に地震力が作用すると、Ｓ造大梁３の端部の引張側応力は接合鉄筋の引張力により定着され、圧縮側応力は支圧板４の支圧力により柱側面のコンクリートに伝達される。この支圧板４により、接合鉄筋の圧縮側は完全に固定されているので、支圧板４の柱・梁接合部側の接合鉄筋に圧縮応力は殆ど存在せず、接合鉄筋の反対側端部の引張力を柱・梁接合部内のコンクリートの付着力で充分に定着できる。万一、何らかの理由でこの付着力による定着が不足する事態が生じたとしても、支圧板４の抵抗により接合鉄筋の移動・抜け出しは完全に拘束されるので、Ｓ造大梁端部の固定、定着の安全性は万全である。  
【００４５】
支圧板４の柱・梁接合部側には、多数の孔４４が設けられた鋼板（「ＰＢＬジベル」）４３が鉛直方向向きに配置されている。このＰＢＬジベル４３は、１枚の支圧板４に対して通常２枚以上が配置される。ＰＢＬジベル４３は、孔内に充填されたコンクリートの２面せん断によりせん断力を伝達する機構であり、その孔径と孔数、鋼板厚さ等により、せん断耐力を自由に設定できる。ＰＢＬジベル４３は、大きなせん断耐力を容易に確保できると共に、その際変形が殆ど生じない極めて高い剛性を有していることが特徴である。
【実施例２】
【００４６】
図３は、実施例２の、ＲＣ造柱と水平２方向の内少なくとも一方向のＳ造梁との混合構造骨組を示す図である。
図３は、接合鉄筋の固定構造が異なる実施例を示したもので、（１）はＳ造大梁３の上フランジレベルの平面図、（２）は鉛直断面図、（３）がＳ造大梁３の下フランジレベルの平面図である。
図３に示すように、ＲＣ造柱１の両側にＳ造大梁３が存在する場合において、Ｓ造大梁３を柱フェース面まで伸ばし、且つそのＳ造大梁３の端部には柱フェース面に接する支圧板４を設けて、ＲＣ造柱１の対面する両側面の外側のみにＳ造大梁３が密着配置されている構成としている。Ｓ造大梁３の端部に配置されている支圧板４の柱・梁接合部側には各２枚のＰＢＬジベル４３が配置されている。
柱１の両側にあるＳ造大梁３の端部は予めフランジ幅が拡幅された形状の拡幅フランジ３７となっており、これを上端接合鉄筋５１および下端接合鉄筋５２で接合・一体化している。その構造は、拡幅フランジ３７に鉄筋固定用の機械式カプラー（長ナット）５３が予め溶接接合されており、このカプラー内に接合鉄筋５１、５２を挿入し、両者の隙間に所定のグラウト材を注入することにより一体化されている。
尚、本図ではＳ造大梁３の端部のフランジ幅を予め拡幅した上フランジ３７および下フランジ３７としているが、拡幅フランジ３７の代わりに、図２と同様に上フランジの上側および下フランジの下側に、それぞれの接続用プレート３５，３６を配置してもよい。
この構造は、現場での溶接接合に比較して、天候の影響を受けず、且つ現場作業も比較的迅速に行える利点がある。
【実施例３】
【００４７】
図４は、接合鉄筋をナットで定着する実施例を示したもので、図４（１）はＳ造大梁３の上フランジレベルの平面図、図４（２）および図４（３）は鉛直断面図を示している。
図４に示すように、柱１の両側に位置するＳ造大梁３を柱フェース面まで伸ばし、且つそのＳ造大梁３の端部には柱フェース面に接する支圧板４を設けて、ＲＣ造柱１の外側のみにＳ造大梁３が密着配置されている構成としている。本図ではＳ造大梁３の端部のフランジを上下共に拡幅した３７としているが、図２のように上フランジの上側に上フランジ接続プレート３５を、下フランジの下側に下フランジ接続プレート３６を配置してもよい。上フランジの上側には上端接合鉄筋５１が、下フランジの下側には下端接合鉄筋５２が所定の鉄筋間隔をおいて配置される。
ＲＣ造柱１の両側に位置するＳ造大梁３の端部に配置されている支圧板４に接合鉄筋用の貫通孔を設けており、これに上端接合鉄筋５１および下端接合鉄筋５２を挿入・貫通させて固定用ナット５４で定着・一体化する。図４（２）はＳ造大梁３のフランジの外側のみに接合鉄筋を配置した実施例であり、図４（３）はＳ造大梁３の上下各フランジの上下両側に接合鉄筋を配置した実施例である。
図４（３）には、固定用ナット５４を支圧板４を挟んで両側に取り付けた例を示しており、支圧板４を介して接合鉄筋に圧縮・引張両方向の応力を伝達できる収まりを示している。
この構造も、天候の影響を受けず、現場作業も迅速に行える利点があるが、支圧板４の面外曲げ変形により固定度が低下することのないように、支圧板４の厚さを充分に確保することに注意する必要がある。
【実施例４】
【００４８】
図５は、建物の端部に位置する柱のように、ＲＣ造柱１の片側のみにＳ造大梁３が存在する場合の実施例を示したもので、図５（１）はＳ造大梁３の上フランジレベルの平面図、図５（２）および図５（３）は鉛直断面図を示している。
図５に示すように、ＲＣ造柱１の片側のみにＳ造大梁３が存在する場合において、Ｓ造大梁３を柱フェース面まで伸ばし、且つそのＳ造大梁３の端部には柱フェース面に接する支圧板４を設けて、鉄筋コンクリート造柱１の外側のみにＳ造大梁３が密着配置されている構成としている。Ｓ造大梁３の端部の上フランジの上側に上フランジ接続プレート３５を、下フランジの下側に下フランジ接続プレート３６を配置している。上フランジ接続プレート３５の上側には上端接合鉄筋５１が、下フランジ接続プレート３６の下側には下端接合鉄筋５２が所定の鉄筋間隔をおいて配置されており、それぞれの鉄筋端部は溶接接合、定着用カプラーによる接合、支圧板へのナット定着のいずれかの構造で定着・一体化され。Ｓ造大梁３端部に配置された支圧板４の内側には一枚以上のＰＢＬジベル４３が配置されている。上端接合鉄筋５１および下端接合鉄筋５２のＳ造大梁３に定着されている端部と反対側の端部は、機械式定着、折り曲げ定着、両者が折り曲げられ一体化されているＵ型定着、それらの混合方式のいずれかの定着構造を採用している。
図５では、Ｓ造大梁３と接合鉄筋５１、５２の接合を溶接で行う場合を図示しているが、実施例２あるいは３のようにカプラー接合や支圧板４へのナット定着を適用することもできる。
Ｓ造大梁３がＲＣ造柱１の片側にしか存在しない場合には、接合鉄筋のＳ造大梁３側とは逆側の端部の定着構造が重要になる。図５（２）は、機械式定着具５５を用いる例を示している。また図５（３）は、上端接合鉄筋５１と下端接合鉄筋５２をそれぞれ折り曲げ定着とする構造、もしくは両者を連続させてＵ型定着５６とする構造を示している。
また図５（１）には、機械式定着具５５とＵ型定着５６を混用して配置する実施例を示している。この定着方式を混用することにより、定着部のコンクリートに生じる応力集中が緩和されると共に、鉄筋定着部の間隔が確保され、鉄筋定着部の配筋が無理なくすっきり収まることが示されている。
【実施例５】
【００４９】
図６は、Ｓ造大梁３の端部の構成が異なる実施例を示したもので、（１）はＳ造大梁３の上フランジレベルの平面図、（２）は鉛直断面図、（３）が下フランジレベルの平面図である。
本発明ではＳ造大梁３の端部定着に接合鉄筋を用いるので、その必要本数を所定間隔で平行に並べると、Ｈ型鋼のフランジ幅よりも広い幅が必要になる。この問題を解決するために、実施例１ではＳ造大梁３の端部に接続プレート３５、３６を取り付けたが、本実施例５では、Ｓ造大梁３の端部をビルトＨとして予め所用のフランジ幅に拡幅した拡幅フランジ３７として構成する。Ｓ造大梁３には、図１に示すようにボルト継手部３８を設けているので、この継手部３８と柱１との間に位置する部分のみをビルトＨとして構成すればコストアップも大きくならない。
尚、Ｓ造大梁３の端部を予め拡幅したフランジとしての構成は、図３、図４にも採用している。
【実施例６】
【００５０】
図７は、Ｘ・Ｙ両方向の大梁をＳ造大梁とした実施例を示したもので、（１）はＳ造大梁の上フランジレベルの平面図、（２）は鉛直断面図である。
この実施例６は、２方向共にＳ造大梁３を柱フェース面まで伸ばし、且つそのＳ造大梁３の端部には柱フェース面に接する支圧板４を設けて、ＲＣ造柱１の対面する両側面の外側のみにＳ造大梁３が密着配置されている構成としている。ＲＣ造柱１の両側にある一方向（本図ではＸ方向）のＳ造大梁３は、上端接合鉄筋５１Ｘおよび下端接合鉄筋５２Ｘを溶接によってＳ造大梁３のフランジもしくはフランジ接続プレートと接合・一体化している。他方向（本図ではＹ方向）のＳ造大梁３は、上端接合鉄筋５１Ｙおよび下端接合鉄筋５２Ｙをナットにより支圧板４に定着・一体化している。Ｓ造大梁３端部に配置されている支圧板４の柱・梁接合部の内側に一枚以上（本図では各２枚）のＰＢＬジベル４３が配置されている。
Ｘ・Ｙ方向共にＳ造大梁３を配置する場合、両方向の接合鉄筋を交差させながら、両方向の鉄骨大梁の上端レベルを同じに揃えることが望まれる。
図７（１）に示すように、まずＸ方向(図の水平方向)の梁は梁端部をビルトＨ方式とし、接合鉄筋を溶接で固定する構造を採用してＸ方向の上端接合鉄筋５１Ｘの高さを最小に抑えている。これに対してＹ方向（図の縦方向）のＳ造大梁３の端部には端部接続プレート３５，３６を配置し、且つ接合鉄筋を支圧板４へのナット定着方式を採用することで、ＸＹ方向の接合鉄筋が互いに交差できるレベル差を確保し、ＸＹ両方向の鉄骨大梁の上端レベルを同一に揃えることを実現している。
【００５１】
図７（２）の鉛直断面図に示すように、本方式による柱・梁接合部１６は、上下位置をＸＹ両方向の接合鉄筋で囲われ、周囲はＰＢＬジベル４３の孔を貫通するＨｏｏｐ筋で拘束されている。柱・梁接合部１６の内部にはＰＢＬジベル４３以外にはコンクリートの充填を阻害する鉄骨部材や鉄筋が存在しないので、コンクリ−トの打設・充填が容易であり、品質の高い柱・梁接合部１６を構築することができる。
【実施例７】
【００５２】
図８は、Ｓ造大梁３のウェブプレート３４を柱・梁接合部内にまで侵入させる実施例を示したもので、図８（１）はＳ造大梁の上フランジレベルの平面図、図８（２）は鉛直断面図、図８（３）が下フランジレベルの平面図である。
図８（１）は、Ｓ造大梁３のウェブプレート３４を柱・梁接合部１６内にまで伸ばしており、そのウェブプレート３４に孔４４を開けて、ウェブプレート３４をＰＢＬジベル兼用としている。但し、ウェブプレート３４は連続しておらず、上下のフランジ３２は、柱主筋１１の配置およびコンクリート打設の障害にならないように小さな幅に切除されている。
図８（２）および（３）は、Ｓ造大梁３のウェブプレート３４を柱両側のＳ造大梁３と連続するように伸ばした場合であり、上下のフランジ３２の幅は小さな幅に切除して、柱主筋１１の配置およびコンクリート打設の障害にならないようにしている。
【実施例８】
【００５３】
図９は、Ｓ造大梁３の端部に設ける支圧板４の形状を示す実施例で、図９（１）は側面からみた鉛直断面図、図９（２）および図９（３）は支圧板４の正面から見た立面図である。
図９（１）に示すように、支圧板４の高さは上端接合鉄筋５１・下端接合鉄筋５２の位置よりも大きく、支圧板４の幅は接合鉄筋を水平に並べた全体幅よりも大きく構成する。また支圧板４に圧縮力（支圧力）が作用した場合の面外変形を抑制するために、支圧板用補強リブ４１が配置されている。尚、補強リブ４１を受ける鉛直方向のリブ４２は、支圧板用補強リブ４１の補強と共に、Ｓ造大梁３のフランジ３１および接続プレート３５・３６の面外変形を拘束する役割を有している。
【００５４】
図９（２）に示す支圧板４には、上端接合鉄筋５１の水平位置および鉛直レベルの現場設置の位置調整が容易に行えるように、Ｕ型スリット４６を設けている。これは、上端接合鉄筋５１が直交方向ＲＣ梁の配筋作業の後になっても現場での配筋作業を精度良く行えるように配慮されたものである。
図９（３）は、上端接合鉄筋５１・下端接合鉄筋５２共に、支圧板４の貫通孔を通して配筋する場合であり、Ｓ造大梁３のボルト継手３８の内側（柱側）を予め工場製作する場合を対象にしている。
接合鉄筋の配置のために支圧板４には貫通孔４７を設けるだけで、一枚の連続した矩形板として構成し、更に面外変形防止の補強リブ４１を組み合わせることで、より強固で面外剛性の高い支圧板を実現している。
【実施例９】
【００５５】
図１０は、支圧板４の下端を柱１のコンクリートで支持可能とする実施例で、（１）はＳ造大梁３の上フランジレベルの平面図、（２）および（３）は鉛直断面図である。
本発明では、Ｓ造大梁３は、柱フェ−ス位置で止め、Ｓ造大梁３が柱筋の配置を妨げないことを基本構成としている。そのＳ造大梁３の端部には支圧板４を設けており、Ｓ造大梁３の鉛直荷重（鉛直せん断力）は、その支圧板の内側（柱・梁接合部内側）に設けたＰＢＬジベル４３で伝達させることが基本構成である。
【００５６】
本実施例９は、その支圧板４の下に柱コンクリート１３が存在するように構成したもので、梁から柱に伝達させる鉛直せん断力に対して更に余力を持たせ、安心感を高めたものである。
図１０（２）は、支圧板４の直下のある範囲のみの柱断面を大きくした場合で、その高さの設定により、支圧板４を支えるコンクリート１３による鉛直せん断耐力を調整することができる。
図１０（３）は、支圧板４の厚さを柱内に取り込むための柱断面拡幅部１４を、支圧板４の厚さ分だけ柱の階高全長に渡って大きくした事例である。支圧板４が柱内に隠れて見えなくなるので、意匠的にも美しくなり、耐火安全性の観点からも信頼性が高いものになっている。
【実施例１０】
【００５７】
図１１は、柱・梁接合部１６のせん断耐力に関わるＰＢＬジベル４３とせん断補強筋（Ｈｏｏｐ筋）１２の関係を示したもので、図１１（１）はＳ造大梁３の上フランジレベルの平面図、図１１（２）は鉛直断面図である。
ＰＢＬジベル４３は、直径３５ｍｍφ〜５０ｍｍφ程度の多数の貫通孔４４を有する鋼板で、支圧板４に固定され鉛直方向に配置されている。これらの貫通孔４４に充填されているコンクリートとその周囲コンクリートとの２面せん断によりせん断耐力を発揮する。その貫通孔４４内に鉄筋を貫通させると、せん断力ジベルとしての靱性（変形性能）が向上することが知られている。
この実施例１０は、このＰＢＬジベル４３を柱・梁接合部内に配置すると同時に、柱・梁接合部の外周に配置されるせん断補強筋（Ｈｏｏｐ筋）１２をこの貫通孔４４内に貫通させることにより、ＰＢＬジベル４３の靱性向上と柱・梁接合部１６の拘束およびせん断耐力の確保というＨｏｏｐ筋１２の役割を同時に満足させたものである。
【００５８】
図１１（２）から分かるように、このＨｏｏｐ筋１２で囲われた柱・梁接合部１６内には、鉛直方向のＰＢＬジベル４３が存在するだけなので、コンクリートの打設・充填が容易であり、高品質の柱・梁接合部１６を施工することが容易である。
尚、ＰＢＬジベル４３にＨｏｏｐ筋１６を貫通させるためには、その部分のＨｏｏｐ筋は直線である必要がある。このため、Ｈｏｏｐ筋１６はコ字型、Ｌ字型あるいは直筋に分割したものを貫通孔に挿入・配置した後で、溶接等により閉鎖型Ｈｏｏｐ筋にする。
【実施例１１】
【００５９】
図１２は、Ｓ造大梁３のせん断力を柱・梁接合部に伝える構造としてスタッドボルト４５を使用する実施例を示したもので、（１）はＳ造大梁３の上フランジレベルの平面図、（２）は鉛直断面図、（３）が下フランジレベルの平面図である。
この実施例１１ではＳ造大梁３のウェブプレート３４を柱・梁接合部内に連続させて柱両側のＳ造大梁３を繋いでいる場合を示している。スタッドボルト４５は、支圧板４に打設されていると共に、中央のウェブプレート３４にも取り付けられている。また、その柱・梁接合部内を連続して貫通しているウェブプレート３４には孔４４が配置されており、ＰＢＬジベルとしての機能も併せ持たせている。
更に、図１２（２）に示すとおり、直交方向のＲＣ大梁の主筋２１を通すためにウェブプレート３４には貫通孔４４を設けているが、このウェブプレートにＲＣ梁主筋を貫通させる構成は、柱・梁接合部の終局せん断耐力を大きく高める効果も有している。
【実施例１２】
【００６０】
本発明では、柱・梁接合部を構成するコンクリートに対して以下に記す３点の特別の配慮をしている。まず第１点として、本発明においては、柱・梁接合部のコンクリートの充填性・蜜実性が重要であり、その為に施工においてコンクリートの打設・充填性を抜本的に改善していることである。即ち、従来の混合構造骨組では梁のＨ型鋼が柱・梁接合部内に侵入してくるため、そのフランジ下にコンクリートを隙間なく充填することが極めて難しく、充分な注意を払ってコンクリートを打設してもフランジ下には隙間ができることが実大モックアップ実験により確認されている。本発明では、Ｓ造大梁の侵入を柱・梁接合部から排除することを基本としており、この問題そのものを解消している。またＳ造大梁を柱・梁接合部内に侵入させる場合には、図８および図１２に示したようにウェブプレートを主として、フランジは柱配筋およびコンクリート打設の障害にならないようにフランジ幅を大きく切除している。
【００６１】
第２点は、柱・梁接合部のせん断耐力の確保・上昇策に関する配慮である。これまでの研究により、柱・梁接合部のせん断補強筋（Ｈｏｏｐ筋）を増やしてもせん断耐力は容易には上昇しないことが明らかとなっている。その対策として、本発明では床スラブや直交方向ＲＣ大梁のコンクリートよりもこの柱梁接合部に打設するコンクリートのみ設計基準強度Ｆｃを高める方策を採用する。例えば、建物各部のコンクリート強度として、スラブＦｃ＝２４〜２７（Ｎ／ｍｍ２）、梁Ｆｃ＝２４〜３０（Ｎ／ｍｍ２）、柱Ｆｃ＝２７〜３６（Ｎ／ｍｍ２）程度で設計された建物の場合、柱・梁接合部にはＦｃ＝３６〜４５（Ｎ／ｍｍ２）、場合によってはＦｃ＝６０（Ｎ／ｍｍ２）以上のコンクリートを使用する。強度の高いコンクリートを用いると、その材料費は高くなるが、用いる部位を柱・梁接合部のみに限定しているので、建物全体としては大きなコストアップにならず、柱・梁接合部のせん断耐力を効率的且つ経済的に高めることができる。
【００６２】
更に第３点として、柱・梁接合部のコンクリートとして重要な条件として、接合部コンクリートの収縮を防止することである。柱・梁接合部は、柱寸法により通常各辺１ｍ程度の立方体のような形状になり、マスコンクリートになるので、コンクリート硬化時の発熱と共に乾燥収縮が大きくなる可能性がある。柱・梁接合部のコンクリートが収縮し、支圧板４の裏側に僅かでも隙間が生じると、支圧板４の支圧力発生機能が損なわれるので、柱・梁接合部コンクリートの収縮低減乃至収縮防止を図る必要がある。
コンクリートの硬化・乾燥に伴う収縮には使用材料や環境上の多くの要因が影響するが、特別の配慮を行わない限り、コンクリートの乾燥収縮歪度はε＝（８〜１０）ｘ１０−４程度に達することが知られている。この場合、柱・梁接合部の幅がＬ＝１ｍとすると、その収縮量δはδ＝εｘＬ＝０．８〜１．０ｍｍ程度となり、左右の支圧板で０．４〜０．５ｍｍ程度の隙間が生じる可能性がある。
本発明では、柱・梁接合部に打設するコンクリートの乾燥収縮歪度を上記の半分以下に抑制すること、即ちε＝（０〜４）ｘ１０−４以下に抑制することを品質管理の目標とする。これにより左右の支圧板裏に生じる隙間は０〜０．２ｍｍ以下となり、柱の両側にあるＳ造大梁に対してほぼ完璧な固定度が実現できることになる。
これを実現するには、柱・梁接合部を構成するコンクリートには乾燥収縮率が上記目標値を達成できるように収縮率制御を含めた高度な調合設計を行い、セメント・骨材を含めて収縮性に優れた材料を使用すると共に、収縮率低減に効果的な混和剤・添加剤や膨張剤の添加等の利用を行う。特に柱・梁接合部のコンクリートを膨張性のコンクリートとすることは、柱・梁接合部内にケミカルプレストレスにより圧縮応力場を導入することになり、極めて優れた柱・梁接合部を実現できる。
このように、本発明では柱・梁接合部に乾燥収縮性に優れたコンクリートを採用することで、本発明の優れた構造性能を充分に発揮できる柱・梁接合部の実現を可能としている。
【００６３】
以上のとおり、本発明の混合構造梁を採用すると、柱間距離１０メートルを超えるスパンの大きな建築物や積載荷重が大きく長期鉛直荷重による応力が支配的な大型構造物等を経済的に、施工性よく、且つ高い信頼性で実現できる。しかもスパンの大きな構造物に一般的に採用されているＳ造骨組よりも高い水平剛性が確保できるので、耐震性能・耐風性能にも優れた構造物を実現することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  ：ＲＣ造柱
１１：柱主筋
１２：柱のせん断補強筋（Ｈｏｏｐ筋）
１３：支圧板下のコンクリート部
１４：支圧板厚さを柱内に取り込むための柱断面拡幅部
１５：柱・梁接合部の周囲を囲む補強プレート
１６：柱・梁接合部
２  ：直交方向ＲＣ造大梁
２１：直交方向ＲＣ造大梁の主筋
２２：ＲＣ梁のせん断補強筋
２３：Ｓ造小梁
２４ ：床スラブ
３  ：Ｓ造大梁
３１：Ｓ造大梁のフランジ
３２：柱・梁接合部内の幅切除フランジ
３３：Ｓ造大梁のウェブプレート
３４：柱・梁接合部内まで延長されたＳ造大梁のウェブプレート
３５：Ｓ造大梁端部の上フランジ接続プレート
３６：Ｓ造大梁端部の下フランジ接続プレート
３７：Ｓ造大梁端部のビルトＨによる接続プレート用拡幅フランジ
３８：Ｓ造大梁のボルト接合継手部
４  ：支圧板
４１：支圧板用補強リブ
４２：接続プレートの補強リブ
４３：ＰＢＬジベル
４４：ＰＢＬジベルの孔
４５：スタッドボルト
４６：支圧板のＵ型スリット
４７：支圧板の接合鉄筋用貫通孔
５  ：Ｓ造大梁接合鉄筋
５１：上端接合鉄筋
５１Ｘ：Ｘ方向上端接合鉄筋
５１Ｙ：Ｙ方向上端接合鉄筋
５２：下端接合鉄筋
５２Ｘ：Ｘ方向下端接合鉄筋
５２Ｙ：Ｙ方向下端接合鉄筋
５３：接合鉄筋固定用機械式カプラー
５４：接合鉄筋固定用ナット
５５：接合鉄筋の機械式定着具
５６：接合鉄筋のＵ型折り曲げ定着
【要約】
【課題】長スパンの構造物を合理的に実現できるＲＣ造柱・Ｓ造梁の混合構造骨組で、柱配筋が自由にでき、柱・梁接合部のコンクリート打設も容易に確実に行える、鉄筋コンクリート柱とＳ造大梁との混合構造骨組を提供する。
【解決手段】Ｓ造梁を柱側面のフェ−ス位置で止め、その端部に支圧板を配置する。Ｓ造梁のフランジ端部に幅の広い接続プレートを取り付け、柱両側の接続プレート同志を接合鉄筋を用いて溶接接合して一体化し、曲げ応力に対して固定・定着する。また支圧板に固定した多数の孔を有するＰＢＬジベルを柱・梁接合部内に鉛直方向に配置し、梁のせん断力を柱・梁接合部に伝達させる。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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