(57)【要約】【課題】コンクリート造部と鉄骨造部からなる混合構造梁の鉄骨造部のてこ作用によるせん断力を低下させ、補強筋を低減または不要とし、建設コストを低減すると共に施工性を向上させる。【解決手段】コンクリート造部１１内に埋め込んだ鉄骨造部１２のウェブ２２にスリット３１を形成して断面切欠部３を形成し、埋め込んだ鉄骨造部１２のてこ作用によるせん断力を減少させ、接合部におけるせん断補強筋の配筋量を低減し、接合部のコンクリートの充填性を改善した。断面切欠部３はウェブ２２のほぼ全高にわたって切欠させてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート造部に鉄骨造部が埋設接合される混合構造梁において、コンクリート造部内に埋設された部分の鉄骨造部のウェブに断面切欠部が形成されている混合構造梁。
【請求項２】
請求項１において、断面切欠部がウェブの中央部に設けたスリットである混合構造梁。
【請求項３】
請求項１において、ウェブのほぼ全断面を切欠いてある混合構造梁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、コンクリート造部の端部にエンドプレートが設けてあり、このエンドプレートは、コンクリート部材に定着部を有するアンカーによって固定されている混合構造梁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、コンクリート造部にプレストレスが付与してある混合構造梁。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかにおいて、コンクリート造部がプレキャストコンクリート部材である混合構造梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、両端部をコンクリート造とし中央部を鉄骨造とした混合構造梁に関するものであり、特に、鉄骨造部のてこ作用による接合部のせん断力を軽減した混合構造梁に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、両端部をコンクリート造部１１で中央部を鉄骨造部１２とした混合構造梁２の建築物が知られており、コンクリート造部１１と鉄骨造部１２の接合部は、図１に示すように、コンクリート柱１から延びる短いコンクリート造部１１に鉄骨造部１２が埋めこんで接続されている。コンクリート造部１１に鉄骨造部１２を埋め込んだ接合構造の場合、コンクリート造部１１には鉄骨造部１２のてこ作用によるせん断力が作用することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
両端部をコンクリート造とし中央部を鉄骨造とした混合構造梁において、コンクリート造部には鉄骨造部のてこ作用によるせん断力が発生し、このせん断力に対抗するため、接合部分にせん断補強筋を多数配筋しなければならず、コストを上昇させるだけでなく、せん断補強筋が密に配筋されるためコンクリートが十分充填されなかったり、断面内でのコンクリートと鉄骨の肌別れによって一体性が失われるなどの問題が生じていた。
また、鉄骨造部のコンクリートからの抜け出し作用により、コンクリート部材の耐力の低下が起きている。
【０００５】
本発明は、以上に述べた従来技術の問題点を解消しようとするものであり、鉄骨造部のてこ作用によるせん断力を低下させることによって接合部のコンクリート造部内に配筋するせん断補強筋を低減または不要とし、建設コストを低コストとすると共に施工性を向上させるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
鉄骨造部部材のウェブに、端面から一定長さにわたって断面切欠部を設けることにより埋め込んだ鉄骨部材のてこ作用によるせん断力を減少させ、接合部におけるせん断補強筋の配筋量を低減し、接合部のコンクリートの充填性を改善したものである。
断面切欠部は細長いスリット状でもよく、また、ウェブのほぼ全高にわたって切欠いてもよい。スリットの幅は任意であり、ウェブの中央部に数ｍｍの幅から上下のフランジ近くに１０ｍｍ程度のウェブを残した状態までの間で任意に定めることができる。
また、鉄骨造部の端面にエンドプレートを設置することによって、接合端面において、鉄骨造部のてこ作用によるせん断力がコンクリート造部に伝達できないようにし、エンドプレートを介してせん断力がコンクリート造部の断面全体に均等に伝達され、接合部におけるせん断補強筋の配筋量を低減し、接合部のコンクリートの充填性を改善したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の接合構造は、鉄骨部材のウェブに、端面から一定長さにわたって断面切欠部を設けることによって埋め込んだ鉄骨造部のてこ作用によるせん断力がコンクリートに伝達されないようにしてコンクリート部材に発生する応力を軽減させたものであり、接合部におけるせん断力に対抗するせん断補強筋の配筋量を低減することができ、コストの削減を図ることができる。
また、せん断補強筋を密に配筋する必要がなくなるため、コンクリートが接合部に空隙を生じることなく充填され、接合部の強度が保たれると共に、施工性が改善される。
鉄骨造部の端面にエンドプレートを設置することによって鉄骨部材のてこ作用によるせん断力がコンクリートに伝達されなくなり、エンドプレートを介してせん断力がコンクリート造部の断面全体に均等に伝達されるようになり、同様に接合部におけるせん断補強筋の配筋量を低減でき、接合部のコンクリートの充填性が改善される。
また、エンドプレートは、鉄骨造部がコンクリートから抜け出すのを防止しており、かつ、鉄骨部材の曲げモーメントをコンクリート造部に伝達しやすくする機能を有しており、力学的に合理的な梁とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の混合構造梁の断面図。
【図２】鉄骨造部のウェブにスリットを設けた混合構造梁の断面図。
【図３】鉄骨造部のウェブに切欠を設けた混合構造梁の断面図。
【図４】端部にエンドプレートを設けた混合構造梁の断面図。
【図５】エンドプレートの有無による接合部のせん断力の伝達状態説明図。
【図６】プレストレストコンクリート部材への適用例の説明図。
【図７】プレキャストコンクリート部材への適用例説明図。
【図８】混合構造梁の構造物の概念図。
【符号の説明】
【０００９】
１    コンクリート柱 
２    混合構造梁
１１  コンクリート造部
１２  鉄骨造部
２１  フランジ 
２２  ウェブ
３    断面切欠部
３１  スリット
４    エンドプレート 
１５  緊張鋼材の定着部の凹部
１６  緊張鋼材
１７  コーベル
２５  定着板
４０  鉄筋
４１  定着部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図２に示すように、コンクリート柱１に短いコンクリート造部１１が接続してあり、上下のフランジ２１とウェブ２２とからなるＨ形鋼の鉄骨造部１２が一定長さコンクリート造部１１に埋設して一体化してあり、混合構造梁２としてある。
鉄骨造部１２のウェブ２２の中央部には、コンクリート造部１１に埋設してある埋設部のほぼ全長にわたってスリット３１が形成してあり、ウェブ２２の断面をスリットの分だけ切欠いてある。
【００１２】
この混合構造梁２に繰り返し荷重を載荷して試験をおこなったところ、本発明のスリット３１を形成した混合構造梁２は、スリット３１を形成しない混合構造梁に比較してひび割れの数については差異は認められなかったが、ひび割れの大きさ、及び幅はスリットの無い場合が大きかった。このことから、コンクリート造部と鉄骨造部の混合構造梁において、鉄骨造部にスリットを設けることで、鉄骨造部１２のてこ作用によって生じる接続部におけるせん断力を低下させることが確認できた。
また、鉄骨造部１２のコンクリート造部１１への埋め込み長さを変化させてその影響を見たところ、スリット３１によるてこ作用の軽減効果は、鉄骨造部の埋め込み長さが長いほど顕著であることが認められた。
【実施例２】
【００１３】
図３に示すように、実施例１と同様に鉄骨造部１２がコンクリート造部１１に埋め込んである。本実施例では、鉄骨造部１２のウェブ２２に、埋設部の全長にわたってほぼ全断面に断面切欠部３が形成してあり、コンクリート造部１１の内部には鉄骨造部１２の上下のフランジ２１が埋設してある。ウェブ２２の断面が接続部において不連続に変化することを避けるため、断面切欠部３の端部は円形に形成してあり、ウェブ２２の断面が上下方向に徐々に減少していくようにしてある。
【実施例３】
【００１４】
図４に示すように、コンクリート造部１１の端部にエンドプレート４を設けたものである。
このエンドプレート４は、コンクリート柱１に定着部４１を有する鉄筋（主筋）４０を使用してコンクリート造部１１の端部に定着してある。
エンドプレート４の有無による接合部のせん断力の伝達状態を図５に示す。接合端面において、エンドプレート無しの場合、鉄骨造部１２のせん断力Ｑは、フランジ位置でコンクリートを押すように作用し、フランジの下のコンクリート断面だけにせん断応力を集中的に伝達させている。一方、エンドプレート４を設けた場合、エンドプレート４を介してせん断力Ｑがコンクリート造部の断面全体に（ｑ）で示すように均等に伝達させることができる。
また、この実施例では、鉄骨造部１２のフランジ２１の引張応力がコンクリートの付着を介してコンクリート造部１１の鉄筋４０に伝達されるため、より確実に、かつ、円滑に曲げモーメントがコンクリート造部１１に伝達される。
エンドプレート４は、鉄骨造部１２が埋設してあるコンクリート造部１１からの抜け出しをも防止する機能を有している。
【００１５】
実施例３のコンクリート造部の端面にエンドプレートを設けたものにおいては、鉄骨構造部１２のせん断力がエンドプレートとコンクリート造部の界面の摩擦及び鉄筋４０のダボ効果によってコンクリート造部に伝達される。繰り返し荷重を受けている間にエンドプレート４とコンクリート造部１１の界面に隙間が生じ、摩擦によるせん断力の伝達ができなくなる可能性があるが、この場合、鉄筋４０のダボ効果のみによってせん断力を伝達させることが可能である。
また、界面に隙間が生じても、剪断力を伝達する面積を減少させないため、プレストレスによってエンドプレート４とコンクリート造部１１の界面に圧縮力を与えて密着させるようにしたものである。エンドプレート４がコンクリート造部１１の端面にプレストレス力によって押し付けられるので界面において摩擦力が上昇し、せん断力の伝達効率が上昇する。従って、せん断力がエンドプレート４で殆ど伝達され、コンクリート部材に作用するせん断力が減少する。
【実施例４】
【００１６】
図６に示す例は、コンクリート造部１１の部分をプレストレストコンクリートとしたものである。コンクリート造部１１にプレストレスを導入するためにコンクリート柱１に緊張鋼材１６の定着部の凹部１５が設けてあり、緊張鋼材１６が定着してある。
鉄骨造部１２の上下のフランジ２１に定着板２５が設けてあり、緊張鋼材１６の他の端部が定着してある。エンドプレート４が設けてある場合は、緊張鋼材１６はエンドプレート４に定着するか、または、定着板２５に定着される。
【実施例５】
【００１７】
図７に示す例は、コンクリート造部１１をプレキャストコンクリート製としたものである。コンクリート柱１に梁が接続される位置にはコーベル１７が設けてあり、このコーベル１７にプレキャスト製のコンクリート梁１１が載置され、緊張鋼材１６によってプレストレス力が導入されて柱１と梁１１が一体化される。緊張鋼材１６の一端はコンクリート柱１に形成された凹部に定着され、他端はフランジ２１に設けた定着板２５に定着される。エンドプレート４が設けてある場合は、緊張鋼材１６はエンドプレート４、または、プレキャストコンクリート造部１１に設けた定着板２５に定着される。
【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８】
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【図６】
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【図７】
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