(57)【要約】【課題】優れた耐力を維持しつつ、さらに生産性に優れた複合構造を提供する。【解決手段】鋼管２ｂ内にコンクリートが充填された充填鋼管コンクリート造の柱１と、鉄骨造の梁１０ａ，１０ｂとからなる複合構造１００Ｃにおいて、梁１０ａ，１０ｂの下側に鋼管２ｂが設けられ、梁１０ａ，１０ｂの側部に鋼管２ｂと上下方向に重なるように配置された塞ぎ板１３，１３…が接合され、梁１０ａ，１０ｂの上側にコンクリートスラブＳが設けられ、鋼管２ｂの内部、および梁１０ａ，１０ｂと塞ぎ板１３，１３…とに囲まれた空間にコンクリート２０が充填され、コンクリート２０には、上下方向に延びて梁１０ａ，１０ｂと塞ぎ板１３，１３…とに囲まれた空間１５を貫通する鉄筋３０が埋設され、鉄筋３０は、上端部がコンクリートスラブＳに達し、上端部にコンクリートスラブＳに定着する定着板（定着部）３１を有する。【選択図】図６
2019011675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管内にコンクリートが充填された充填鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造の梁とからなる複合構造において、
前記梁の下側に前記鋼管が設けられ、前記梁の側部に前記鋼管と上下方向に重なるように配置された塞ぎ板が接合され、前記梁の上側にコンクリートスラブが設けられ、
前記鋼管の内部、および前記梁と前記塞ぎ板とに囲まれた空間にコンクリートが充填され、該コンクリートには、上下方向に延びて前記梁と前記塞ぎ板とに囲まれた空間を貫通する鉄筋が埋設され、
該鉄筋は、上端部が前記コンクリートスラブに達し、上端部に前記コンクリートスラブに定着する定着部を有することを特徴とする複合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管内にコンクリートが充填された充填鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造の梁とからなる複合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼管内にコンクリートが充填された充填鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造の梁とからなる複合構造の建築物が建設されている。例えば、特許文献１には、このような複合構造の建築物における仕口部の構造が示されている。
【０００３】
このような複合構造は、鋼管が内部のコンクリートを外側から締め付けて変形を拘束することから優れた耐力を得ることができるとともに、鋼管が型枠・支保工を兼ねるため、型枠大工作業が不要で生産性に優れ、工期短縮を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４０１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような複合構造は、大規模な建築物にも採用されており、優れた耐力を維持しつつ、さらに生産性に優れ、工期短縮を図ることが望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、上記要望に応えるものであって、その目的は、優れた耐力を維持しつつ、さらに生産性に優れた複合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る複合構造は、鋼管内にコンクリートが充填された充填鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造の梁とからなる複合構造において、前記梁の下側に前記鋼管が設けられ、前記梁の側部に前記鋼管と上下方向に重なるように配置された塞ぎ板が接合され、前記梁の上側にコンクリートスラブが設けられ、前記鋼管の内部、および前記梁と前記塞ぎ板とに囲まれた空間にコンクリートが充填され、該コンクリートには、上下方向に延びて前記梁と前記塞ぎ板とに囲まれた空間を貫通する鉄筋が埋設され、該鉄筋は、上端部が前記コンクリートスラブに達し、上端部に前記コンクリートスラブに定着する定着部を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、鋼管および塞ぎ板の内部のコンクリートに埋設され、上下方向に延びて梁と塞ぎ板とに囲まれた空間を貫通する鉄筋を介して、梁、柱およびコンクリートスラブを確実に接合することができ、優れた耐力を得ることができる。
また、鉄筋は、上端部に定着部を有することにより、他の部材を用いることなく鉄筋をコンクリートスラブに容易に定着させることができるため、生産性を高めることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る複合構造は、優れた耐力を得ることができるとともに、生産性を高めることができ、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複合構造を示す図で図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る複合構造の分解斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る複合構造の縦断面図で図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る複合構造の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１乃至図３に基づいて説明する。
図１乃至図３に示すように、本発明の第１実施形態に係る複合構造１００Ａは、充填鋼管コンクリート造の柱１と、鉄骨造の梁１０とからなる建築物の構造である。柱１と梁１０とが接合されている部分を仕口部Ａとして以下説明する。
【００１２】
柱１は、梁１０の上方に設けられる階上柱１ａと、梁１０の下方に設けられる階下柱１ｂとからなり、これらの階上柱１ａと階下柱１ｂとが軸心を同一にし、中間に梁１０を挟んで設けられている。これら階上柱１ａ及び階下柱１ｂは、それぞれ断面視が所定の同一径の円形からなる鋼管２ａ、２ｂと、鋼管２ａ，２ｂ内に充填されたコンクリート２０と、コンクリート２０に埋設された鉄筋３０，３０…と、を有している。
なお、階上柱１ａ及び階下柱１ｂのそれぞれの長さは、それぞれ配置される階の階高に合せて設定されている。また、ｎ階の梁１０の上方に設けられる階上柱１ａは、ｎ＋１階の梁１０の下方に設けられる階下柱１ｂに相当するものとする。
【００１３】
梁１０は、フランジ１１ａ，１１ｂが上下に配置されたＨ形鋼からなり、２つの梁１０ａ、１０ｂが、平面視において十字形状に交差するように設けられている。これらの梁１０ａ、１０ｂは、それぞれの上側のフランジ１１ａが同じ高さに配置されるとともに、それぞれの下側のフランジ１１ｂが同じ高さに配置され、かつ、それぞれのウェブ１２が同じ高さに配置されている。
梁１０ａと梁１０ｂとは、当接箇所が溶接されて一体化している。
これらの梁１０ａ、１０ｂの端部には、他の梁１４（図１および２参照）がジョイントプレート（不図示）や溶接（不図示）によって接合されている。
【００１４】
また、仕口部Ａには、２本の梁１０ａ、１０ｂの交差部分を側方から囲繞するように４つの塞ぎ板１３，１３…が設けられている。
これらの塞ぎ板１３，１３…は、それぞれ断面形状が略１/４円の円弧の円弧板状に形成され、軸方向を上下方向とする向きで、二本の梁１０ａ、１０ｂの交差部分を中心として鋼管２ａ，２ｂの周方向に隣り合う梁１０ａ，１０ｂの間にそれぞれ配置されている。
このように配置された塞ぎ板１３，１３…は、平面視において鋼管２ａ、２ｂと同一の円をなすようにして、鋼管２ａ、２ｂと上下方向に重なった位置に配置されている。そして、塞ぎ板１３，１３…は、それぞれ梁１０ａ、１０ｂの上下のフランジ１１ａ、１１ｂ及びウェブ１２にそれぞれ溶接されている。
なお、本実施形態では、塞ぎ板１３，１３…は、鋼管２ａ、２ｂとは接合されていない。
【００１５】
鋼管２ａ、２ｂの内部、塞ぎ板１３と梁１０ａ，１０ｂのウェブ１２とに囲まれた空間１５には、コンクリート２０が一体に充填されている。また、このコンクリート２０中には、上下方向に延びて塞ぎ板１３と梁１０ａ，１０ｂのウェブ１２とに囲まれた空間１５を貫通する複数の鉄筋３０，３０…が埋設されている。
図１乃至図３には、各塞ぎ板１３に対して３本の鉄筋３０が鋼管２ａ，２ｂの周方向に互いに所定の間隔をあけて設けられていて、１つの仕口部Ａに対して１２本の鉄筋３０が設けられている様子が示されている。
【００１６】
このような仕口部Ａを施工するには、予め梁１０ａ，１０ｂを十字状に交差させ、さらに塞ぎ板１３を一体に取り付けたものを仕口部材として用意しておき、これを階下柱１ｂの鋼管２ｂ上に溶接することなく載置し、さらに鉄筋３０，３０…を配筋した後に階下柱１ｂの鋼管２ａをセットし、ここにコンクリート２０を打設・充填する。そして、各梁１０ａ，１０ｂの端部に、それぞれ他の梁１４を接合する。
なお、鉄筋３０，３０…は、予め梁１０ａ，１０ｂ及び塞ぎ板１３に一体に取り付けておくようにしてもよい。
【００１７】
次に、上述した複合構造１００Ａの作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した複合構造１００Ａでは、鋼管２ａ，２ｂおよび塞ぎ板１３，１３…が内部のコンクリート２０を外側から締め付けて変形を拘束することから優れた耐力を得ることができる。また、鋼管２ａ，２ｂおよび塞ぎ板１３の内部のコンクリート２０には、上下方向に延びて梁１０ａ，１０ｂと塞ぎ板１３とに囲まれた空間１５を貫通する鉄筋３０，３０…が埋設されていることにより、梁１０ａ，１０ｂと階上柱１ａおよび階下柱１ｂとを確実に接合することができるとともに、階上柱１ａと階下柱１ｂとの荷重の伝達を確実に行うことができて、優れた耐力を得ることができる。
また、鋼管２ａ，２ｂが型枠・支保工を兼ねるため、型枠大工作業が不要で、工期短縮を図ることができる。これにより、生産性を高めることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
【００１８】
また、鋼管２ａ，２ｂや鉄筋３０、梁１０ａ，１０ｂ、および塞ぎ板１３，１３…などの形態を規格化することで、より生産性を高めることができる。特に、柱１や梁１０などの構造材のスパンが均等の建築物において、鋼管２ａ，２ｂや鉄筋３０、梁１０ａ，１０ｂ、および塞ぎ板１３，１３…などの形態が規格化された複合構造１００Ａを採用すると、更なる工期短縮を図ることができ、より生産性を高めることができる。
【００１９】
（他の実施形態）
次に、他の実施形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１実施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、実施形態と異なる構成について説明する。
（第２実施形態）
図４及び図５に示すように、本発明の第２実施形態に係る複合構造１００Ｂでは、第１実施形態による複合構造１００Ａに、梁１０ａ，１０ｂと接合された上側フランジ接合鉄筋３０ａ，下側フランジ接合鉄筋３０ｂ（図４参照）および補強リブ４０がさらに設けられている。
【００２０】
上側フランジ接合鉄筋３０ａは、梁１０ａ，１０ｂの上側の鋼管２ａ内に設けられ、下端部が梁１０ａ，１０ｂの上側のフランジ１１ａの上面に溶接又はねじ止め等により接合されている。上側フランジ接合鉄筋３０ａは、上端部（不図示）の位置が鉄筋３０の上端部（不図示）の位置と略同一となるように設けられている。
【００２１】
下側フランジ接合鉄筋３０ｂは、梁１０ａ，１０ｂの下側の鋼管２ｂ内に設けられ、上端部が梁１０ａ，１０ｂの下側のフランジ１１ｂの下面に溶接又はねじ止め等により接合されている。下側フランジ接合鉄筋３０ｂは、下端部（不図示）の位置が鉄筋３０の下端部（不図示）の位置と略同一となるように設けられている。
上側フランジ接合鉄筋３０ａと下側フランジ接合鉄筋３０ｂとは、上下方向に重なる位置に配置されている。
【００２２】
図４および図５には、上側フランジ接合鉄筋３０ａおよび下側フランジ接合鉄筋３０ｂは、２つの梁１０ａ，１０ｂのそれぞれの延在方向において交差部分を挟んだ両側にそれぞれ２本ずつ設けられていて、１つの仕口部Ａに対して８本の上側フランジ接合鉄筋３０ａと８本の下側フランジ接合鉄筋３０ｂとが設けられている様子が示されている。
また、上側フランジ接合鉄筋３０ａおよび下側フランジ接合鉄筋３０ｂは、仕口部Ａを貫通する鉄筋３０，３０…とともに平面視において円をなすように配置されている。
なお、上側フランジ接合鉄筋３０ａおよび下側フランジ接合鉄筋３０ｂの本数は適宜選択されてよい。
【００２３】
補強リブ４０は、鋼製の板材からなり、上側フランジ接合鉄筋３０ａおよび下側フランジ接合鉄筋３０ｂと上下方向に重なる位置において、上側のフランジ１１ａ及び下側のフランジ１１ｂの間に溶接により梁１０ａ，１０ｂに接合されている。すなわち、補強リブ４０は、上側フランジ接合鉄筋３０ａと下側フランジ接合鉄筋３０ｂとを上下方向に連結している。
本実施形態では、補強リブ４０は、その板面が接合される梁１０ａ，１０ｂの延在方向を向くように配置されている。
【００２４】
第２実施形態による複合構造１００Ｂでは、上側フランジ接合鉄筋３０ａおよび下側フランジ接合鉄筋３０ｂが設けられて鋼管２ａ，２ｂ内の鉄筋数が増加するため、柱１の強度をより高めることができる。また、上側フランジ接合鉄筋３０ａと下側フランジ接合鉄筋３０ｂとが補強リブ４０を介して上下方向に連続するため、梁１０ａ，１０ｂと柱１とを確実に接合することができるとともに、階上柱１ａと階下柱１ｂとの荷重の伝達を確実に行うことができて、より優れた耐力を得ることができる。
【００２５】
（第３実施形態）
図６に示すように、第３実施形態による複合構造１００Ｃは、仕口部Ａの上部に屋上のコンクリートスラブＳが配置されている。屋上のコンクリートスラブＳは、上面に排水の為の勾配が形成されている。
【００２６】
なお、コンクリートスラブＳの上面には勾配が形成されていても、仕口部Ａにおける梁１０ａ，１０ｂは、それぞれ水平方向に延在し、上側のフランジ１１ａの上面が水平面となるように設けられている。そして、これらの梁１０ａ，１０ｂに接合される他の梁１４が、コンクリートスラブＳの上面の勾配に対応するように水平面に対して傾いた状態で梁１０ａ，１０ｂに接合されている。
仕口部Ａを貫通する鉄筋３０，３０…は、上端部がコンクリートスラブＳに達しており、この上端部には定着板３１が設けられている。なお、鉄筋３０，３０…の上端部には定着板３１に代わってフックが設けられていてもよい。
【００２７】
また、図示の例では、勾配を有するコンクリートスラブＳの上方に部屋が存在しないため上述した階上柱１ａ（図１参照）は省略されているが、階上柱１ａが設けられていて、コンクリートスラブＳの上方に部屋が存在していてもよいし、コンクリートスラブＳの上方が室外であって階上柱１ａに支持された屋根が設けられていてもよい。
このように、第３実施形態による複合構造１００Ｃは、コンクリートスラブＳの上面に勾配が形成される場合にも容易に適用することができる。
【００２８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２９】
例えば、上記の実施形態では、梁１０ａ，１０ｂが平面視十字状に交差する構成としたが、その交差角度は適宜選択することができ、また、上記の実施形態では、仕口部Ａにおいて柱１に対して四方から梁１０が接合されている形態であるが、柱１に対して、梁１０が一方のみ、二方のみあるいは三方に接合されている形態としてもよい。
もちろんその場合、塞ぎ板１３は、仕口部Ａの全周を囲うように設ける。
【００３０】
また、上記の実施形態において、鉄筋３０、上側フランジ接合鉄筋３０ａおよび下側フランジ接合鉄筋３０ｂを柱１の全長にわたって連続させて配筋してもよい。鉄筋３０、上側フランジ接合鉄筋３０ａおよび下側フランジ接合鉄筋３０ｂの長さはそれぞれ設定されてよい。
また、上記の第２実施形態では、上側フランジ接合鉄筋３０ａ、下側フランジ接合鉄筋３０ｂおよび補強リブ４０が設けられているが、これらのうちのいずれか１つ、または２つのみ設けられていてもよい。
また、上記の第１実施形態および第２実施形態では、梁１０の上側および下側に柱１が設けられているが、最上階の梁１０の下側のみに柱１が設けられている形態や、最下の梁１０の上側のみに柱１が設けられている形態において、第１実施形態および第２実施形態における複合構造１００Ａ，１００Ｂを採用してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  柱
１ａ  階上柱
１ｂ  階下柱
２ａ，２ｂ  鋼管
１０  梁
１０ａ，１０ｂ  梁
１１ａ  上側のフランジ
１１ｂ  下側のフランジ
１２  ウェブ
１３  塞ぎ板
１５  空間
２０  コンクリート
３０  鉄筋
３０ａ  上側フランジ接合鉄筋
３０ｂ  下側フランジ接合鉄筋
３１  定着板（定着部）
４０  補強リブ
１００Ａ〜１００Ｃ  複合構造
Ａ  仕口部
Ｓ  コンクリートスラブ
【図１】
2019011675.tif 000003
【図２】
2019011675.tif 000004
【図３】
2019011675.tif 000005
【図４】
2019011675.tif 000006
【図５】
2019011675.tif 000007
【図６】
2019011675.tif 000008