(57)【要約】【課題】鉄筋コンクリート部材に対し鉄骨部材を好適に剛接合することを可能にした鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造を提供する。【解決手段】鉄筋コンクリート部材３の内部に鉄骨部材１の端部１ａ側を埋設して接合する鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造Ｂであって、鉄骨部材１の端部１ａに鉄骨部材１の材軸Ｏ１に直交する横方向に延びる水平部材５を一体に設けて接合部６を形成する。そして、接合部６の水平部材５を鉄筋コンクリート部材３に埋設して、あるいは鉄骨部材１の端部１ａ側を鉄筋コンクリート部材３に貫通させつつ水平部材５を鉄筋コンクリート部材３に係止又は接合させて、鉄骨部材１を鉄筋コンクリート部材３に剛接合するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート部材の内部に鉄骨部材の端部側を埋設して接合する鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造であって、
前記鉄骨部材の端部に前記鉄骨部材の材軸に直交する横方向に延びる水平部材を一体に設けて接合部を形成し、
前記接合部の前記水平部材を前記鉄筋コンクリート部材に埋設して、あるいは前記鉄骨部材の端部側を前記鉄筋コンクリート部材に貫通させつつ前記水平部材を前記鉄筋コンクリート部材に係止又は接合させて、前記鉄骨部材を前記鉄筋コンクリート部材に剛接合するように構成されていることを特徴とする鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造において、
前記水平部材に接続し、前記水平部材に直交する方向に突出する突出部材を備えて前記接合部が構成されていることを特徴とする鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばオフィスビルなどの中・高層建物には、中心部のコア部に、ＲＣ造のコアウォール（鉄筋コンクリート部材）を耐震壁として設け、コアウォールに端部を接合して鉄骨梁（鉄骨部材）を配置することにより大スパン化を図り、柱の少ない大空間を形成する構造が多く採用されている。この種の建物は、地震や強風時に作用する水平力の大部分を剛なコアウォール（コア部）で負担することによって優れた耐震性能を発揮する。また、隣り合うコアウォールの間に境界梁として制振ダンパーを設け、この制振ダンパーで振動エネルギーを吸収することによって、さらに優れた耐震性能を発揮する。
【０００３】
一方、この種の建物では、一般に、例えば図２３に示すように、鉄骨梁１の端部１ａにエンドプレート２を取り付け、このエンドプレート２を介してＲＣ造のコアウォール３にアンカーボルト４で固定し、ピン接合としてＲＣ造のコアウォール３と鉄骨梁１の接合構造Ａを設計するケースが多い（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−０６５９６３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、上記の鉄骨梁をＲＣ造のコアウォールに接合する構造では、大スパン化を図るとともに、鉄骨梁がピン接合としてコアウォールに接合されているため、鉄骨梁のたわみ変形が増大し、長期で１／３００以下というたわみ制限に対する照査が厳しくなる。そして、コアウォールと鉄骨梁の接合を剛接合にすることができれば、たわみ変形を１／５程度にすることができ、合理的な設計が可能になるが、アンカーボルトを使用する形式では必要耐力を確保することが難しく、剛接合を実現できないという問題があり、剛接合を可能にする新たな接合構造の開発が強く望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、鉄筋コンクリート部材に対し鉄骨部材を好適に剛接合することを可能にした鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材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】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００８】
本発明の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造は、鉄筋コンクリート部材の内部に鉄骨部材の端部側を埋設して接合する鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造であって、前記鉄骨部材の端部に前記鉄骨部材の材軸に直交する横方向に延びる水平部材を一体に設けて接合部を形成し、前記接合部の前記水平部材を前記鉄筋コンクリート部材に埋設して、あるいは前記鉄骨部材の端部側を前記鉄筋コンクリート部材に貫通させつつ前記水平部材を前記鉄筋コンクリート部材に係止又は接合させて、前記鉄骨部材を前記鉄筋コンクリート部材に剛接合するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造においては、前記水平部材に接続し、前記水平部材に直交する方向に突出する突出部材を備えて前記接合部が構成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造においては、上記のように接合部が構成されていることにより、鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の剛接合を実現することができ、従来のピン接合の工法と比較し、鉄骨部材のたわみ変形を１／５程度に低減することができる。これにより、大スパン化を図る場合であっても合理的な設計が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造を示す横断面図であり、水平部材のみで接合部を構成した接合構造を示す図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図３】図１のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造を示す横断面図であり、水平部材と鉛直部材（突出部材）で接合部を構成した接合構造を示す図である。
【図５】図４のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図６】図４のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造の変更例を示す縦断面図であり、水平部材の下側にのみ鉛直部材（突出部材）を設けた状態の接合構造を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造の変更例を示す縦断面図であり、水平部材の上側にのみ鉛直部材（突出部材）を設けた状態の接合構造を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造の変更例を示す縦断面図であり、鉛直部材（突出部材）としてシアキーを用いた接合構造を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造の変更例を示す縦断面図であり、鉛直部材（突出部材）としてスタッドを用いた接合構造を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造の設計する際に用いる各部の長さの定義を示す図である。
【図１２】図１１のＸ１−Ｘ１線矢視図であり、本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造の設計する際に用いる各部の長さの定義を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造において、水平部材のフランジの曲げ抵抗をモデル化した図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造において、コンクリートの支圧抵抗をモデル化した図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造において、鉛直部材のねじれ抵抗をモデル化した図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造の変更例を示す横断面図であり、壁方向に延びる鉄骨梁を水平部材として利用した接合構造を示す図であるとともに、リブを設けて水平部材を補強した接合構造を示す図である。
【図１７】図１６のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１８】図１６のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造を示す横断面図であり、コンクリートの支圧応力を主筋に伝達するための幅止筋を設けて鉄筋コンクリート部材を構成した接合構造を示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造を示す縦断面図であり、コンクリートの支圧応力を主筋に伝達するための幅止筋を設けて鉄筋コンクリート部材を構成した接合構造を示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造の変更例を示す横断面図であり、リブを設けて水平部材を補強した接合構造を示す図である。
【図２２】図２１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図２３】従来の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１から図２２を参照し、本発明の一実施形態に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造について説明する。
【００１３】
ここで、本実施形態は、ＲＣ造の壁（鉄筋コンクリート部材）にＳ造の梁（鉄骨部材）を接合するための構造に関するものである。そして、本実施形態では、ＲＣ造の壁が、例えばオフィスビルなどの中・高層建物の中心部のコア部に耐震壁として設けられるコアウォールであり、Ｓ造の梁が、このコアウォールに接合して配置することにより大スパン化を図るための鉄骨梁であるものとして説明を行う。
【００１４】
ただし、本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造は、例えば、鉄筋コンクリート部材をコアウォール（壁）に限定する必要はなく、鉄筋コンクリート部材が柱や基礎、橋脚、橋台などであってもよい。また、鉄骨部材を鉄骨梁に限定する必要もなく、鉄骨部材が柱や桁などであってもよい。すなわち、特に鉄筋コンクリート部材をコアウォール（壁）、鉄骨部材を鉄骨梁に限定する必要はなく、本発明は、鉄筋コンクリート製の部材と鉄骨製の部材を接合するあらゆるケースで適用可能である。
【００１５】
本実施形態の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造（以下、本実施形態の接合構造という）では、ＲＣ造のコアウォールにＳ造の鉄骨梁の端部を埋め込み、埋め込んだ鉄骨梁のねじれ抵抗によって、コアウォールと鉄骨梁の剛接合を実現するように構成されている。
【００１６】
具体的に、本実施形態の接合構造Ｂでは、図１から図３に示すように、鉄骨梁１がＨ形鋼であり、この鉄骨梁１の端部１ａに、鉄骨梁１の材軸Ｏ１に直交する横方向に延びる水平部材５を接合して構成されている。また、本実施形態の水平部材５は、Ｈ形鋼の鉄骨部材であり、溶接やボルト接合などによって鉄骨梁１の端部１ａに一体に接合され、この鉄骨梁１の端部１ａに水平部材５を接合した部分によって接合部６が構成されている。
【００１７】
そして、本実施形態の接合構造Ｂでは、水平部材５（接合部６）とともに鉄骨梁１の端部１ａ側が所定の埋設長さをもってコアウォール３の内部に埋設されている。これにより、鉄骨梁１とコアウォール３とがＨ形鋼の水平部材５からなる接合部６を介して剛接合されている。
【００１８】
ここで、本実施形態の接合構造Ｂにおいては、図４から図６に示すように、鉄骨梁１の端部１ａに水平部材５を接続するとともに、この水平部材５に接続して上下方向に突設する鉛直部材（水平部材５に直交する方向（略直交する方向も含む）に突出する突出部材）７を設けて接合部６を構成するようにしてもよい。そして、鉛直部材７としては、例えば、図４から図６、図７、図８に示すＨ形鋼などの鉄骨部材７ａ、図９に示すシアキー７ｂ、図１０に示すスタッド７ｃなどを用いることができる。また、図４から図６に示すように、水平部材５に対して上下の両方に設け、十字形の接合部６を形成するようにしたり、図７、図８に示すように、水平部材５に対して上側と下側のいずれか一方に設けてＴ字形、逆Ｔ字形の接合部６を形成するようにしてもよい。なお、鉛直部材７を備える際の接合部６の形態、構成は、必要耐力や施工性に応じて適宜上記の形態、構成などを使い分けるようにすればよい。
【００１９】
そして、本実施形態の接合構造Ｂにおける埋め込み鉄骨部材（水平部材５、鉛直部材７）のねじれ抵抗は、次の式（１）〜式（４）によって算定し、鉄骨梁１の設計耐力以上を確保できるようにする。また、式（１）〜式（４）中の各部の長さの定義を図１１、図１２に、ねじれ抵抗機構のモデルを図１３から図１５にそれぞれ示す。
【００２０】
なお、式（１）〜式（４）において、各記号の意味は次の通りである。
ｊＭｄ：埋め込み鉄骨部材のねじれ抵抗
ＨＭｄ：水平部材のねじれ抵抗
ｆＭｙ：水平部材のフランジのねじれ抵抗
ｓσｙ：水平部材のフランジの降伏強さ
ｂ：水平部材の幅
ｔｆ：水平部材のフランジ板厚
ｌ：水平部材の長さ
ＶＱ：鉛直部材のせん断抵抗（各形式による）
ｂＭｄ：鉄骨梁の設計耐力
ＶＭｄ：鉛直部材のねじれ抵抗
ｃＭｃ：コンクリートの支圧ねじれ抵抗
ｂ：コンクリートの許容支圧耐力
ｈ：水平部材のせい
Ｖｌ：鉛直部材重心から回転中心までの距離
ｃｆｃ：コンクリートの許容支圧耐力
【００２１】
【数１】
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【００２２】
【数２】
2014227681.tif 000004
【００２３】
【数３】
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【００２４】
【数４】
2014227681.tif 000006
【００２５】
また、埋め込み鉄骨部材（水平部材５）が水平方向に部材せい以上に長くなる場合、単位長さあたりのねじれ抵抗が低下する。このため、この場合には、図１６から図１８に示すように、水平部材５に、部材せいピッチでリブ８を設けることで、単位あたりのねじれ抵抗を上げることができる。また、コアウォールなどの鉄筋コンクリート部材３の配筋については、図１３から図１５に示したねじれに伴うコンクリートの支圧応力を主筋（壁主筋）に伝達できるように、図１９及び図２０に示すように、壁板厚方向（部材厚方向）へ幅止筋９等を適切に配筋する。さらに、鉄骨部材（鉄骨梁）１の入力曲げに伴うパネルせん断力に対しても、埋め込み鉄骨部材（水平部材５）がせん断降伏しないように設計する。この場合、図２１及び図２２に示すように、パネルゾーンをリブ１０で補強することなどが有効である。
【００２６】
したがって、本実施形態の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造Ｂによれば、上記のように接合部６を構成することで、ＲＣ造のコアウォール３と鉄骨梁１の剛接合を実現することができ、従来のピン接合の工法と比較し、鉄骨梁１のたわみ変形を１／５程度に低減することができる。すなわち、大スパン化を図る場合であっても合理的な設計が可能になる。
【００２７】
以上、本発明に係る鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施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。
【００２８】
例えば、鉄骨梁１の端部１ａに接続して接合部６を構成する水平部材５として、図１６から図１８に示すような壁方向に沿って配設される鉄骨梁１１を転用してもよい。
【００２９】
また、鉄骨部材（鉄骨梁）１の端部１ａに設けられる水平部材５、水平部材５及び鉛直部材７からなる接合部６は、必ずしも鉄筋コンクリート部材（コアウォール）３の内部に埋設されていなくてもよく、鉄骨部材１を鉄筋コンクリート部材３に貫通させ、その端部１ａに水平部材５（及び鉛直部材７）からなる接合部６を設け、この接合部６が鉄筋コンクリート部材３に係止され、あるいはボルト接合するなどして、鉄骨部材１が鉄筋コンクリート部材３に剛接合されてもよい。この場合においても、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１      鉄骨梁（鉄骨部材）
１ａ    端部
２      エンドプレート
３      コアウォール（鉄筋コンクリート部材）
４      アンカーボルト
５      水平部材
６      接合部
７      鉛直部材
７ａ    Ｈ形鋼（鉄骨）
７ｂ    シアキー
７ｃ    スタッド
８      リブ
９      幅止筋
１０    リブ
１１    鉄骨梁
Ａ      従来の鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造
Ｂ      鉄筋コンクリート部材と鉄骨部材の接合構造
Ｏ１    鉄骨部材の材軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014227681.tif 000009
【図４】
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【図５】
2014227681.tif 000011
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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