(57)【要約】【課題】  フルＰＣａ床板を鉄骨梁に対して接合するための有効なジョイント構造およびジョイント方法を提供する。【解決手段】  フルＰＣａ床板１に埋設した鋼管５内に鉄骨梁２の上面に溶接したスタッドジベル８を配設し、鋼管内に無収縮モルタル９を拘束状態で充填することにより、無収縮モルタルにより鋼管とスタッドジベルとを一体化するとともに無収縮モルタルをそれらの間の応力伝達手段として機能せしめる。フルＰＣａ床板にＵ形ジョイント筋７を配筋して先端曲部７ａを鋼管の外側に巻回する。フルＰＣａ床板の縁部にシアコッターとしての凸部３と凹部４を交互に形成してその凸部に鋼管を埋設し、鉄骨梁の上部両側に架設した双方のフルＰＣａ床板のシアコッターどうしを噛合せしめ、それらの間に後打ちコンクリート１０を充填する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルＰＣａ床板を鉄骨梁に接合するためのジョイント構造であって、フルＰＣａ床板に埋設されてその上下両端がフルＰＣａ床板の表裏面において開口している鋼管内に、鉄骨梁の上面に溶接したスタッドジベルを配設した状態でフルＰＣａ床板が鉄骨梁上に架設され、鋼管内に無収縮モルタルが充填されることにより、鋼管とスタッドジベルとが無収縮モルタルを介して一体化されかつその無収縮モルタルが鋼管とスタッドジベルとの間の応力伝達手段として機能する構成とされていることを特徴とするフルＰＣａ床板のジョイント構造。
【請求項２】
請求項１記載のフルＰＣａ床板のジョイント構造であって、フルＰＣａ床板にはＵ形ジョイント筋が配筋されてその先端曲部が鋼管の外側に巻回されていることを特徴とするフルＰＣａ床板のジョイント構造。
【請求項３】
請求項１または２記載のフルＰＣａ床板のジョイント構造であって、フルＰＣａ床板の縁部にシアコッターとしての凸部と凹部が交互に形成されてその凸部に鋼管が埋設され、鉄骨梁の両側にそれぞれフルＰＣａ床板が架設されて双方のフルＰＣａ床板の凸部と凹部とが鉄骨梁上において相互に噛合せしめられ、かつ鉄骨梁の上面中央部に溶接されたスタッドジベルが双方のフルＰＣａ床板の鋼管内に配設され、各鋼管内に無収縮モルタルが充填されかつ双方のフルＰＣａ床板の凸部と凹部との間の間隙に後打ちコンクリートが充填されていることを特徴とするフルＰＣａ床板のジョイント構造。
【請求項４】
フルＰＣａ床板を鉄骨梁に接合するためのジョイント方法であって、フルＰＣａ床板に予め鋼管を埋設してその上下両端をフルＰＣａ床板の表裏面において開口させておくとともに、フルＰＣａ床板を架設するべき鉄骨梁の上面にはフルＰＣａ床板に埋設されている鋼管の位置に対応させてスタッドジベルを溶接しておき、フルＰＣａ床板を鉄骨梁上に架設してその鋼管内にスタッドジベルを配設し、しかる後に鋼管内に無収縮モルタルを充填することにより、鋼管が無収縮モルタルを拘束して鋼管とスタッドジベルとが一体化するようにその無収縮モルタルを鋼管とスタッドジベルとの間の応力伝達手段として機能せしめることを特徴とするフルＰＣａ床板のジョイント方法。
【請求項５】
請求項４記載のフルＰＣａ床板のジョイント方法であって、フルＰＣａ床板の縁部にシアコッターとしての凸部と凹部を交互に形成してその凸部に鋼管を埋設しておき、鉄骨梁の両側にそれぞれフルＰＣａ床板を架設して双方のフルＰＣａ床板の凸部と凹部とを鉄骨梁上において相互に噛合せしめるとともに、鉄骨梁の上面中央部に溶接したスタッドジベルを双方のフルＰＣａ床板の鋼管内に配設し、しかる後に各鋼管内に無収縮モルタルを充填するとともに双方のフルＰＣａ床板の凸部と凹部との間の間隙に後打ちコンクリートを充填することを特徴とするフルＰＣａ床板のジョイント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物施工におけるＰＣａ（プレキャストコンクリート）工法に係わり、特にフルＰＣａ床板を鉄骨梁に対して接合するためのジョイント構造およびジョイント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、鉄骨造の建物における床板の合理化工法としてフルＰＣａ床板を用いる工法が提案されている。この種の工法におけるフルＰＣａ床板と鉄骨梁とのジョイント部の構造としては、合理的な施工が可能であることはもとより、ジョイント部での応力伝達、特にフルＰＣａ床板から鉄骨梁への常時荷重の伝達と地震時の慣性力の伝達を確実に行い得るものであることが要求される。
【０００３】
そのようなフルＰＣａ床板と鉄骨梁とのジョイント部の構造として、たとえば特許文献１には、フルＰＣａ床板の端部にコッター部を設けてそこにジベル筋挿入用の穴を形成しておき、その穴内に鉄骨梁に固着したジベル筋を挿入して無収縮モルタルを充填するというものが開示されており、ジベル筋挿入用の穴をスパイラル筋で補強したり、穴の周囲に穴形成用の型枠兼補強板を取り付けておくことについての記載もある。
【特許文献１】特開平９−３２１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示される構造ではジョイント部の強度を充分に確保できず、したがってジョイント部での応力伝達を必ずしも充分に行えるものではなく、より有効なジョイント構造およびジョイント方法の開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明のジョイント構造は、フルＰＣａ床板に埋設されてその上下両端がフルＰＣａ床板の表裏面において開口している鋼管内に、鉄骨梁の上面に溶接したスタッドジベルを配設した状態でフルＰＣａ床板が鉄骨梁上に架設され、鋼管内に無収縮モルタルが充填されることにより、鋼管とスタッドジベルとが無収縮モルタルを介して一体化されかつ、鋼管により拘束された無収縮モルタルが鋼管とスタッドジベルとの間の応力伝達手段として機能する構成とされているものである。
【０００６】
請求項２の発明のジョイント構造は、フルＰＣａ床板にＵ形ジョイント筋が配筋されてその先端曲部が鋼管の外側に巻回されているものである。
【０００７】
請求項３の発明のジョイント構造は、鉄骨梁の両側にそれぞれフルＰＣａ床板が架設されてジョイントされる場合の適用例であって、フルＰＣａ床板の縁部にシアコッターとしての凸部と凹部が交互に形成されてその凸部に鋼管が埋設され、鉄骨梁の両側にそれぞれフルＰＣａ床板が架設されて双方のフルＰＣａ床板の凸部と凹部とが鉄骨梁上において相互に噛合せしめられ、かつ鉄骨梁の上面中央部に溶接されたスタッドジベルが双方のフルＰＣａ床板の鋼管内に配設され、各鋼管内に無収縮モルタルが充填されかつ双方のフルＰＣａ床板の凸部と凹部との間の間隙に後打ちコンクリートが充填される構成とされているものである。
【０００８】
請求項４の発明のジョイント方法は、フルＰＣａ床板に予め鋼管を埋設してその上下両端をフルＰＣａ床板の表裏面において開口させておくとともに、フルＰＣａ床板を架設するべき鉄骨梁の上面にはフルＰＣａ床板に埋設されている鋼管の位置に対応させてスタッドジベルを溶接しておき、フルＰＣａ床板を鉄骨梁上に架設してその鋼管内にスタッドジベルを配設し、しかる後に鋼管内に無収縮モルタルを充填することにより、鋼管が無収縮モルタルを拘束して鋼管とスタッドジベルとが一体化するようにその無収縮モルタルを鋼管とスタッドジベルとの間の応力伝達手段として機能せしめるようにしたものである。
【０００９】
請求項５の発明のジョイント方法は、鉄骨梁の両側にそれぞれフルＰＣａ床板を架設してジョイントする場合の適用例であって、フルＰＣａ床板の縁部にシアコッターとしての凸部と凹部を交互に形成してその凸部に鋼管を埋設しておき、鉄骨梁の両側にそれぞれフルＰＣａ床板を架設して双方のフルＰＣａ床板の凸部と凹部とを鉄骨梁上において相互に噛合せしめるとともに、鉄骨梁の上面中央部に溶接したスタッドジベルを双方のフルＰＣａ床板の鋼管内に配設し、しかる後に各鋼管内に無収縮モルタルを充填するとともに双方のフルＰＣａ床板の凸部と凹部との間の間隙に後打ちコンクリートを充填するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、鋼管内に充填された無収縮モルタルを介して鋼管とスタッドジベルとが一体化し、かつ無収縮モルタルがそれらの間の応力伝達手段として機能し、しかも無収縮モルタルは鋼管により拘束されて容易に破壊されることがないので応力伝達効果が確実に得られる。
【００１１】
特に、フルＰＣａ床板にＵ形ジョイント筋を配筋して鋼管に巻回することにより、フルＰＣａ床板に作用する地震慣性力をＵ形ジョイント筋から鋼管、無収縮モルタル、スタッドジベルを介して鉄骨梁に対して確実に伝達することができる。
【００１２】
また、フルＰＣａ床板の縁部にシアコッターとしての凸部と凹部を設けて鉄骨梁の上部において双方のシアコッターどうしを噛合させた状態で架設し、それらの間隙に後打ちコンクリートを充填することにより、隙間のない床面を自ずと形成できるばかりでなく、後打ちコンクリートを介して双方のフルＰＣａ床板どうしが連続して双方のずれを制御できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態を図１〜図３に示す。本実施形態は、図１に示すように大梁により囲まれた１スパンのグリッド内に４枚のフルＰＣａ床板１を架設する場合の適用例であって、各フルＰＣａ床板１の縁部を鉄骨梁２（大梁および小梁）により支持した状態でそれら鉄骨梁２に対して接合することを基本とするものである。
【００１４】
図１〜図２に示すように、各フルＰＣａ床板１の縁部にはシアコッターとしての台形状の凸部３と凹部４とが交互に形成されており、鉄骨梁２上ではその両側に架設された双方のフルＰＣａ床板１の凸部３と凹部４どうしが相互に噛合する状態で配置されるようになっている。
【００１５】
図２に示すように、各フルＰＣａ床板１の各凸部３には、上下両端をフルＰＣａ床板１の表裏面に開口させた状態で鋼管５が予め埋設されており、また、フルＰＣａ床板１には格子状に配筋された床筋６に加えてＵ形ジョイント筋７が配筋されており、そのＵ形ジョイント筋７の先端曲部７ａは鋼管５の外側に巻回されている。なお、各フルＰＣａ床板１における鋼管５のピッチ（すなわち凸部３のピッチ）はたとえば４００ｍｍ程度とすれば良い。
【００１６】
上記のフルＰＣａ床板１を鉄骨梁２に架設してジョイントするには、鉄骨梁２の上面中央部に双方のフルＰＣａ床板１の各鋼管５の位置に対応させてスタッドジベル８を溶接しておく。つまり、各フルＰＣａ床板１における鋼管５のピッチが４００ｍｍの場合には、スタッドジベル８を２００ｍｍのピッチで溶接しておく。なお、それらスタッドジベル８は鉄骨梁２を製作する段階でその上面フランジに予め溶接しておくと良いが、あるいはフルＰＣａ床板１の架設に先立って現場にて鉄骨梁２に溶接するか、もしくは検査および清掃が可能であればフルＰＣａ床板１を鉄骨梁２に架設してから鋼管５の内側にスタッドジベル８を鉄骨梁２に溶接することでも良い。
【００１７】
そして、鉄骨梁２の両側にそれぞれフルＰＣａ床板１を架設して、双方のフルＰＣａ床板１の凸部３と凹部４とを鉄骨梁２上において相互に噛合せしめた状態でそれらの縁部を鉄骨梁２上に支持すると同時に、双方のフルＰＣａ床板１の鋼管５内にスタッドジベル８を配設せしめる。しかる後に、各鋼管５内に超硬性の無収縮モルタル９を充填するとともに、双方のフルＰＣａ床板１の凸部３と凹部４との間の間隙に後打ちコンクリート１０を充填する。
【００１８】
上記構成のフルＰＣａ床板１を上記のようにして鉄骨梁２に対してジョイントすることにより、フルＰＣａ床板１はＵ形ジョイント筋７、鋼管５、無収縮モルタル９、スタッドジベル８を介して鉄骨梁２に対して構造的に確実強固に一体化され、それにより、常時荷重がフルＰＣａ床板１から鉄骨梁２に対して面外せん断力として伝達されることはもとより、地震時においてもそれらの間で確実な応力伝達がなされる。
【００１９】
すなわち、図３（ａ），（ｂ）に示すように、図示Ｘ方向（鉄骨梁２に直交する方向）の応力伝達に関しては、地震時にＵ形ジョイント筋７に作用する引っ張り力が鋼管５にせん断力として伝達され、鋼管５からその内部の無収縮モルタル９を介してスタッドジベル８にせん断力として伝達されるのであるが、その際、鋼管５内の無収縮モルタル９は超硬性であるばかりでなく鋼管５により外側から拘束されるので破壊されるようなことはなく、したがって鋼管５とスタッドジベル８との間で無収縮モルタル９を介しての力学的な応力伝達が確実に期待できる。換言すれば、鋼管５を省略してスタッドジベル８の周囲に単に無収縮モルタル９を充填しただけでは、その無収縮モルタル９が超硬性であったとしても容易に破壊されてしまって充分な応力伝達は期待できない。
【００２０】
また、図示Ｙ方向（鉄骨梁２の長さ方向）の応力伝達に関しては、図３（ｃ）に示すように、フルＰＣａ床板１の凸部３のコンクリート自体のせん断力とＵ形ジョイント筋７の支圧力が、鋼管３および無収縮モルタル９を介してスタッドジベル８にせん断力として有効に伝達される。
【００２１】
そして、鋼管５によって無収縮モルタル９を確実に拘束することによる上記のようなメカニズムでの応力伝達が可能となるためには、鋼管５のせん断耐力をスタッドジベル８のせん断耐力以上とし、Ｕ形ジョイント筋７の引っ張り耐力をそれ以上とすることが好ましく、したがって鋼管５の断面積やその板厚、Ｕ形ジョイント筋７の径寸法やその所要本数をスタッドジベル８の径寸法と関連づけて設定すれば良い。
【００２２】
具体的には、たとえば表１に示すように、スタッドジベル８の呼び径が１６ｍｍである場合、鋼管５の断面積を７．３〜１３．１ｃｍ２、鋼管５の板厚を２〜６ｍｍ、Ｕ形ジョイント筋７としてＳＤ２９５Ａを用いる場合にはその所要本数を１〜３本（ＳＤ３４５の場合には１〜２本）とすれば良い。同様に、スタッドジベル８の呼び径が１９ｍｍである場合には、鋼管５の断面積を１０．２〜１８．４ｃｍ２、鋼管５の板厚を４〜８ｍｍ、Ｕ形ジョイント筋７としてＳＤ２９５Ａを用いる場合にはその所要本数を２〜４本（ＳＤ３４５の場合には２〜３本）とすれば良い。さらに、スタッドジベル８の呼び径が２２ｍｍである場合には、鋼管５の断面積を１３．７〜２４．７ｃｍ２、鋼管５の板厚を５〜１１ｍｍ、Ｕ形ジョイント筋７としてＳＤ２９５Ａを用いる場合にはその所要本数を３〜５本（ＳＤ３４５の場合には２〜４本）とすれば良い。なお、鋼管５の断面は角形とすることでも良いが、無収縮モルタル９に対する拘束機能からして上記のように円形断面とすることがより好ましい。また、無収縮モルタルは圧縮強度で３０Ｎ／ｍｍ２以上のもので良いが、スタッドジベル８の周囲に密実に充填するように流動性に優れたものを選ぶ必要がある。
【表１】
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【００２３】
以上で本発明の一実施形態を説明したが、以下に補足的な説明と他の実施形態について説明する。
【００２４】
上記実施形態のように、縁部にシアコッターとしての凸部３と凹部４を有するフルＰＣａ床板１は図４に示すような型枠１１を用いることで容易に製作することができる。すなわち、形成するべき凸部３と凹部４に対応する形状の凹部１２と凸部１３を形成した型枠１１を用い、その凹部１２内にＵ形ジョイント筋７および鋼管５を配置した状態で、鋼管５の内側を除いてコンクリートを打設してフルＰＣａ床板１を製作すれば良い。それにより鋼管５の上下両端を自ずと表裏面に開口させた状態で埋設することができるし、型枠１１は繰り返し転用できるのでフルＰＣａ床板１の製作コスト削減を図ることができる。なお、本実施形態のフルＰＣａ床板１は端面にジョイント筋の類が突出しているものではないので、そのような形態のものに比べて遙かに容易に製作できるし、搬送時等にも取り扱い易いものである。
【００２５】
上記実施形態では１スパンのグリッドに４枚のフルＰＣａ床板１を架設するものとしたが、より大判のフルＰＣａ床板１を採用し、たとえば図５に示すように２枚のフルＰＣａ床板１のみを架設することも可能である。その場合、フルＰＣａ床板１の縁部を上記実施形態と同様の構造で鉄骨梁２に対してジョイントすることに加え、フルＰＣａ床板１の中間部も同様の構造で鉄骨梁２にジョイントすれば良い。つまり、フルＰＣａ床板１の中間部にも鋼管５を埋設しておくとともに、それを支持する鉄骨梁２にもスタッドジベル８を溶接し、鋼管５内に無収縮モルタル９を充填してスタッドジベル８と鋼管５とを一体化すれば良い。
【００２６】
上記実施形態では、フルＰＣａ床板１の縁部にシアコッターとしての凸部３と凹部４とを形成しておき、鉄骨梁２上において両側のフルＰＣａ床板１の縁部どうしを噛合させるようにしたが、必ずしもそうすることはなく、鉄骨梁２の梁幅が大きいような場合にはたとえば図６〜図７に示すように鉄骨梁２の上面両側にスタッドジベル８を２列をなすように溶接し、それら各列のスタッドジベル８に対して双方のフルＰＣａ床板１をそれぞれジョイントすることでも良い。そのようにすればフルＰＣａ床板１に敢えて凸部３と凹部４を形成する必要はなく、フルＰＣａ床板１をより単純な形状とでき、製作コストも削減できる。なお、図示例では２列のスタッドジベル８の位置を交互にずらしているが、必ずしもそうすることはなく同位置に並べることでも良く、その場合は当然に両側のフルＰＣａ床板１における鋼管５の位置も同位置に揃えておけば良い。
【００２７】
上記実施形態のように鉄骨梁２の上部において両側のフルＰＣａ床板１どうしを突き合わせる場合、双方のフルＰＣａ床板１の端面間の間隙に後打ちコンクリート１０を充填すれば、隙間のない床面を自ずと形成できるばかりでなく、後打ちコンクリート１０を介して双方のフルＰＣａ床板１どうしが連続して双方のずれを制御できる効果があるので、そのようにすることが好ましく現実的であるが、双方のフルＰＣａ床板１どうしは鉄骨梁２を介して構造的に一体化しているのでそれらを直接的に一体化する必要はなく、後打ちコンクリート１０も力学的には省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態であるジョイント構造によるフルＰＣａ床板の架設パターンの一例を示す図である。
【図２】同、ジョイント構造の一例を示す詳細図（図１におけるII部拡大図）である。
【図３】同、ジョイント部における応力伝達メカニズムを示す説明図である。
【図４】同、フルＰＣａ床板の製作工程の一例を示す図である。
【図５】同、フルＰＣａ床板の架設パターンの他の例を示す図である。
【図６】同、フルＰＣａ床板の架設パターンのさらに他の例を示す図である。
【図７】同、ジョイント構造の他の例を示す詳細図（図６におけるVII部拡大図）である。
【符号の説明】
【００２９】
１  フルＰＣａ床板
２  鉄骨梁
３  凸部
４  凹部
５  鋼管
６  床筋
７  Ｕ形ジョイント筋
７ａ  先端曲部
８  スタッドジベル
９  無収縮モルタル
１０  後打ちコンクリート
１１  型枠
１２  凹部
１３  凸部
【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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