(57)【要約】【課題】鉄骨梁の取付け高さを自由に設定できる接合部構造を提供する。【解決手段】仕口部構造は、鉄筋コンクリート柱（柱１２）に埋設された角型鋼管３０と、角型鋼管３０の側面に接合され、梁幅（幅Ｗ２）が角型鋼管３０の幅Ｗ１とほぼ等しい複数の鉄骨梁２０と、を備え、鉄骨梁２０のうち、少なくとも１つは他の鉄骨梁２０と取付け高さが異なる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート柱に埋設された角型鋼管と、
前記角型鋼管の側面に接合され、梁幅が前記角型鋼管の幅とほぼ等しい複数の鉄骨梁と、を備え、
前記鉄骨梁のうち、少なくとも１つは他の前記鉄骨梁と取付け高さが異なる、仕口部構造。
【請求項２】
前記角型鋼管は、４枚の鋼板を溶接して組立てられている、請求項１に記載の仕口部構造。
【請求項３】
前記角型鋼管は内ダイヤフラムを備えていない、請求項１又は請求項２に記載の仕口部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仕口部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、互いに直交する梁の成の違いや段差に対応するための、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁との接合部構造が示されている。この接合部構造では、同方向に延設された鉄骨梁同士を定着用金具で連結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２４０７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１の定着用金具では、同方向に延設された鉄骨梁に段差を設けて柱に接合することは難しい。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮して、鉄骨梁の取付け高さを自由に設定できる接合部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】
【０００６】
請求項１の仕口部構造は、鉄筋コンクリート柱に埋設された角型鋼管と、前記角型鋼管の側面に接合され、梁幅が前記角型鋼管の幅とほぼ等しい複数の鉄骨梁と、を備え、前記鉄骨梁のうち、少なくとも１つは他の前記鉄骨梁と取付け高さが異なる。
【０００７】
請求項１の仕口部構造によると、鉄筋コンクリート柱に埋設された角型鋼管に、複数の鉄骨梁が接合されている。これらの鉄骨梁の梁幅は角型鋼管の幅とほぼ等しいため、鉄骨梁と、角型鋼管において鉄骨梁が接合された側面と交わる側面と、の間で軸力を伝達できる。また、鉄骨梁が角型鋼管の側面の幅方向中央部のみに接合される場合と比較して、鉄骨梁が接合された側面が面外変形しにくい。これにより、鉄骨梁の取付け高さを自由に設定しても、それぞれの鉄骨梁に作用する軸力を処理することができる。
【０００８】
請求項２の仕口部構造は、前記角型鋼管は、４枚の鋼板を溶接して組立てられている。
【０００９】
請求項２の仕口部構造によると、角型鋼管が４枚の鋼板を溶接して組立てられているため、角型鋼管の角部はロール成形品のような曲線に沿う形状には形成されず尖って形成される。このため鉄骨梁の梁幅を、角型鋼管の幅と一致させることができる。
これにより、角部に曲面を備えた角型鋼管と比較して、鉄骨梁と、鉄骨梁が接合された板材に溶接された板材と、の間で軸力を伝達しやすい。
【００１０】
請求項３の仕口部構造は、前記角型鋼管は内ダイヤフラムを備えていない。
【００１１】
請求項３の仕口部構造によると、角型鋼管は内ダイヤフラムを備えていないため、コンクリートを充填しやすい。このため内ダイヤフラムを備えた角型鋼管を用いる場合と比較して仕口部を施工し易い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る仕口部構造によると、鉄骨梁の取付け高さを自由に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る仕口部構造を示した、図３における１−１線断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る仕口部構造を示した、図３における２−２線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る仕口部構造を示した平断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る仕口部構造において鉄骨梁の端部に曲げモーメントが作用した状態を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る仕口部構造を示した平断面図であり、（Ｂ）は角型鋼管の角部を示した拡大平断面図である。
【図６】比較例に係る仕口部構造において鉄骨梁の端部に曲げモーメントが作用した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１実施形態］
（仕口部構造）
本発明の実施形態に係る仕口部構造は、図１、図２に示すように、鉄筋コンクリート製の柱１２に、Ｈ型鋼で形成された複数の鉄骨梁２２、２４、２６、２８が接合する仕口部１０に適用される接合構造である。なお、以下の説明において、鉄骨梁２２、２４、２６、２８を総称して鉄骨梁２０と称する場合がある。
【００１５】
（角型鋼管）
仕口部１０には、角型鋼管３０が埋設されている。角型鋼管３０は、図３に示すように４枚の鋼板３２、３４、３６、３８を溶接して組立てた組立て鋼材であり、角型鋼管３０の４つの角部３０Ｅはそれぞれ、例えばロール成形品のような曲線に沿う形状には形成されず、尖って形成されている。
【００１６】
角型鋼管３０は、断面形状が幅Ｗ１の略正方形とされており、外側面にはそれぞれ角型鋼管３０の長さより梁せいが小さい鉄骨梁２２、２４、２６、２８が溶接されている。鉄骨梁２２、２４、２６、２８のフランジ幅Ｗ２は角型鋼管３０の幅Ｗ１と等しく形成されている（幅Ｗ１＝幅Ｗ２）。これにより、鋼板３２、３６（鉄骨梁２４が溶接された鋼板３４に直交して接合する鋼板）の面内方向に沿った中心線Ｌ上に、フランジの端部２４ＦＥが配置される。
【００１７】
また、角型鋼管３０は柱１２の中央に配置され、内部にはダイヤフラム（内ダイヤフラム）が形成されておらず、柱１２を形成するコンクリートが充填されている。
【００１８】
（鉄骨梁）
鉄骨梁２２、２４、２６、２８は、それぞれ角型鋼管３０に対する取付け高さが以下の通りとされている。
【００１９】
図１に示すように、互いに延設方向が等しい（Ｘ方向に沿う）鉄骨梁２２と鉄骨梁２６とは、それぞれの上フランジの取付け高さが異なり、それぞれの下フランジの取付け高さも異なっている。また図２に示すように、鉄骨梁２２、２６と直交する方向（Ｙ方向）に沿って延設された鉄骨梁２４と鉄骨梁２８とは、それぞれの上フランジの取付け高さは等しいが、それぞれの下フランジの取付け高さが異なっている。
【００２０】
このように、本実施形態において「取付け高さが異なる」とは、互いに等しい方向に延設された２つの鉄骨梁において、鉄骨梁２２、２６のように上フランジ及び下フランジの双方の取付け高さが異なる場合（図１）、鉄骨梁２４、２８のように上フランジ及び下フランジの何れか一方の取付け高さが異なる場合（図２）、の何れの場合も含む。換言すると、「取付け高さが等しい」とは２つの鉄骨梁の梁せいが等しく、さらに上フランジの取付け高さ、及び下フランジの取付け高さの双方が等しい場合を指す。
【００２１】
なお、互いに直交する方向へ延設された２つの鉄骨梁については、鉄骨梁２６（Ｘ方向）、鉄骨梁２８（Ｙ方向）のように角型鋼管３０への取付け高さは等しくてもよいし、鉄骨梁２６（Ｘ方向）、鉄骨梁２２（Ｙ方向）のように取付け高さは異なっていてもよい。
【００２２】
また、鉄骨梁２２、２４、２６、２８は同一の仕口部１０に接合する梁である。つまり、本実施形態において「取付け高さが異なる」鉄骨梁は、同一の仕口部１０に接合される各鉄骨梁のことであり、異なる階に形成された２つの仕口部や、異なる柱に形成された２つの仕口部に接合される鉄骨梁のことではない。
【００２３】
（作用・効果）
図４には、角型鋼管３０、鉄骨梁２４、２８が示されており、柱１２の鉄筋コンクリート部分、鉄骨梁２２、２６については説明の便宜上図示が省略されている。
【００２４】
本発明の実施形態に係る仕口部構造によると、図４に示すように例えば鉄骨梁２４の端部に下向きの曲げモーメントＭが作用したとき、鉄骨梁２４の上フランジ２４ＦＵには角型鋼管３０を引っ張る方向の軸力Ｎ１が作用する。また鉄骨梁２４の下フランジ２４ＦＤには角型鋼管３０を圧縮する方向の軸力Ｎ２が作用する。
【００２５】
軸力Ｎ１によって、鉄骨梁２４が接合された角型鋼管３０の鋼板３４は面外方向に引張力を受けるが、本実施形態に係る仕口部構造においては、鋼板３４の面外変形が抑制される。
【００２６】
すなわち、角型鋼管３０の幅Ｗ１が鉄骨梁２４の上フランジ２４ＦＵの幅Ｗ２と等しいため、上フランジ２４ＦＵの幅方向端部２４ＦＥＵが鋼板３４を引っ張った際に、鋼板３４に接合された鋼板３２、３６がこの引張力に抵抗する（抵抗力Ｒｅ１）。これにより鋼板３４の面外変形が抑制される。
【００２７】
同様に軸力Ｎ２によって、鉄骨梁２４が接合された角型鋼管３０の鋼板３４は面外方向に圧縮力を受けるが、本実施形態に係る仕口部構造においては、鋼板３４の面外変形が抑制される。
【００２８】
すなわち、角型鋼管３０の幅Ｗ１が鉄骨梁２４の下フランジ２４ＦＤの幅Ｗ２と等しいため、下フランジ２４ＦＤの幅方向端部２４ＦＥＤが鋼板３４を圧縮した際に、鋼板３４に接合された鋼板３２、３６がこの圧縮力に抵抗する（抵抗力Ｒｅ２）。これにより鋼板３４の面外変形が抑制される。
【００２９】
このように、鉄骨梁２４から角型鋼管３０に対して作用する軸力Ｎ１、Ｎ２に対して、鋼板３２、３６が抵抗することにより鋼板３４の面外変形が抑制される。これにより仕口部１０においては、鉄骨梁２４の軸力を処理できる。
【００３０】
鉄骨梁２４と同じ方向（Ｙ方向）に延設された鉄骨梁２８についても同様に、鉄骨梁２８から角型鋼管３０に対して作用する軸力に対して、鋼板３２、３６が抵抗することにより鋼板３８の面外変形が抑制される。これにより仕口部１０においては、鉄骨梁２８の軸力を処理できる。
【００３１】
すなわち、仕口部１０において角型鋼管３０は、同じ方向（Ｙ方向）に延設された２つの梁（鉄骨梁２４、２８）の取付け高さが異なるが、それぞれの鉄骨梁の軸力を処理できる。同様に角型鋼管３０は、同じ方向（Ｘ方向）に延設された２つの梁（鉄骨梁２２、２６）の取付け高さが異なる（図１参照）が、それぞれの梁の軸力を処理できる。
【００３２】
また、本実施形態においては、鉄骨梁２０の軸力を処理できるため、角型鋼管３０の内部をダイヤフラム（内ダイヤフラム）で補強しなくてもよい。このため角型鋼管３０の内部にコンクリートを充填しやすく、施工性がよい。
【００３３】
これに対し図６に示す比較例に係る仕口部構造１００では、角型鋼管３０の幅Ｗ１は鉄骨梁２４０の上フランジ２４０ＦＵ及び下フランジ２４０ＦＤの幅Ｗ３より大きい。また、角型鋼管３０の内壁間の幅Ｗ４も、幅Ｗ３より小さい。さらに鉄骨梁２４０は、角型鋼管３０の幅方向の中央部に接合されている。鉄骨梁２８０は鉄骨梁２４０とフランジの幅が等しく、取付け高さが異なっている。
【００３４】
仕口部構造１００においては、鉄骨梁２４０の端部に軸力Ｎ１、Ｎ２が作用した際に、鋼板３４はこれらの軸力Ｎ１、Ｎ２に抵抗する一方、鋼板３２、３６は鉄骨梁２４０の上フランジ２４０ＦＵ及び下フランジ２４０ＦＤの幅方向外側に位置するため、これらの軸力Ｎ１、Ｎ２に抵抗しにくく、鋼板３４は面外変形しやすい。このため仕口部構造１００における角型鋼管３０は、鉄骨梁２４０の軸力を処理しにくい。
【００３５】
なお、柱１２において角型鋼管３０の埋設部分では、図３に示すように、フープ筋１４が鉄骨梁２２、２４、２６、２８のウェブを貫通せず、これらのウェブに沿って柱１２の中心側へ折り曲げられている。このため、ウェブに貫通孔を形成する必要がない。
【００３６】
これに対して、一本のフープ筋をこれらのウェブへ貫通させる場合、鉄骨梁２２、２４、２６、２８はそれぞれ角型鋼管３０に対する取り付け高さが異なるため、貫通孔の位置（例えば下フランジから測定した位置）は鉄骨梁２２、２４、２６、２８毎に異なる。このため鉄骨梁２２、２４、２６、２８の加工に手間がかかる。
【００３７】
［第２実施形態］
第１実施形態における角型鋼管３０は、４枚の鋼板３２、３４、３６、３８を溶接して組立てられた組立て鋼材とされているが、第２実施形態における角型鋼管４０は、図５（Ａ）に示すように１枚の鋼板をロール成形により角型に加工した成形鋼材である。このため角型鋼管４０の４つの角部４０Ｅはそれぞれ曲線に沿う形状に形成される。また、角部４０Ｅに挟まれた部分は、平坦に形成される（平面部４０Ｔ）。
【００３８】
図５（Ｂ）に示すように、角型鋼管４０の幅Ｗ５は、２つの角部４０Ｅにおける曲率半径Ｒと、平面部４０Ｔの幅Ｗ６との合計に等しい（Ｗ５＝２Ｒ＋Ｗ６）。また、鉄骨梁２２、２４、２６、２８の幅Ｗ２は平面部４０Ｔの幅Ｗ６に等しい（Ｗ２＝Ｗ６）。
【００３９】
すなわち、本発明における「梁幅が前記角型鋼管の幅とほぼ等しい」とは、第１実施形態のように鉄骨梁２２、２４、２６、２８の幅Ｗ２と角型鋼管３０の幅Ｗ１とが等しい（一致する）場合（幅Ｗ２＝幅Ｗ１）の他、第２実施形態のように角部４０Ｅが曲面状に形成された角型鋼管４０における平面部４０Ｔの幅Ｗ６と、鉄骨梁２２、２４、２６、２８の幅Ｗ２とが等しい場合（幅Ｗ２＝幅Ｗ６）を含む。
【００４０】
さらに、鉄骨梁２２、２４、２６、２８の幅Ｗ２は、この幅Ｗ１、Ｗ６に施工誤差等を考慮して１０ｍｍ以内の寸法を加えた（又は減じた）幅が含まれる（幅Ｗ１−１０ｍｍ≦幅Ｗ２≦幅Ｗ１＋１０ｍｍ、又は、幅Ｗ６−１０ｍｍ≦幅Ｗ２≦幅Ｗ６＋１０ｍｍ）。
【００４１】
このような実施形態においても、例えば鉄骨梁２８に作用する軸力Ｎ３は、角部４０Ｅに沿って、鉄骨梁２８が接合された面と交わる面へ伝達されるため、角型鋼管４０において鉄骨梁２８が接合された面と交わる面は、軸力Ｎ３に抵抗することができる（抵抗力Ｒｅ３）。
【００４２】
第２実施形態においてその他の構成は第１実施形態と同様であり説明を省略する。
【００４３】
なお、第１実施形態において、角型鋼管３０は柱１２の仕口部１０のみに埋設されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば角型鋼管３０を柱１２と同様の長さで形成し、柱１２の全体に埋設してもよい。この場合、柱１２の強度を強くすることができる。第２実施形態における角型鋼管４０についても同様である。
【００４４】
また、第１実施形態における鉄骨梁２０は、鉄骨梁２０が架け渡される２つの角型鋼管３０の間で継ぎ目なく形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。たとえば鉄骨梁２０の端部と中央部とを分けて形成し、ボルト接合してもよい。このようにすれば、角型鋼管３０と鉄骨梁２０の端部を接合した状態で、柱１２を形成するコンクリートを工場で打設し、柱１２をプレキャストコンクリート部材として形成できる。これにより現場でのコンクリート打設作業を軽減できる。第２実施形態における鉄骨梁２０についても同様である。
【００４５】
また、第１実施形態において、Ｘ方向に沿う２つの梁（鉄骨梁２２、２６）と、Ｙ方向に沿う２つの梁（鉄骨梁２４、２８）とは、何れも取付け高さが異なるが、本発明の実施形態はこれに限らず、Ｘ方向に沿う２つの梁、Ｙ方向に沿う２つの梁の何れか１組の高さが異なればよい。
【００４６】
例えば図２に示すようにＹ方向における鉄骨梁２４、２８の取付け高さが異なっていれば、図１に示す鉄骨梁２２の取付け高さを、図１に２点鎖線で示す鉄骨梁２２Ａのように鉄骨梁２６と等しくしてもよい。すなわち、本実施形態においては、角型鋼管３０に接合される鉄骨梁２２、２４、２６、２８のうち、少なくとも１つの鉄骨梁の取付け高さが他と異なるものであればよい。
【００４７】
さらに、鉄骨梁２２、２４、２６、２８の梁せいは、いずれも角型鋼管３０の長さより小さく形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、梁せいが角型鋼管３０の長さと等しい鉄骨梁を用いた場合でも、その他の鉄骨梁のうち少なくとも１本の梁せいが角型鋼管３０の長さより小さければよい。
【００４８】
このように、第１実施形態における仕口部構造によれば、取り付け高さが異なる鉄骨梁の数にかかわらず、角型鋼管３０は鉄骨梁の軸力を負担できる。第２実施形態の角型鋼管４０においても同様である。
【００４９】
また、第１実施形態においては、図３に示すように、フープ筋１４が鉄骨梁２２、２４、２６、２８のウェブを貫通していないが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば鉄骨梁２２、２４、２６、２８のウェブに貫通孔を形成し、平面視で一本に繋がったフープ筋をこれらの貫通孔に通して柱主筋１６の周りに配置してもよい。これにより柱主筋１６の拘束効果を高め、柱１２のひび割れや変形を抑制できる。
【００５０】
なお、これらのフープ筋１４または平面視で一本に繋がったフープ筋は、角型鋼管３０の端部付近において、他の部分より細かいピッチで配置することができる。このようにすれば、鉄骨梁２２、２４、２６、２８から角型鋼管３０へ曲げモーメントが作用した際の、柱１２のひび割れや変形を抑制できる。第２実施形態のフープ筋１４においても同様である。
【符号の説明】
【００５１】
１２                            柱（鉄筋コンクリート柱）
２０（２２、２４、２６、２８）  鉄骨梁
３０、４０                      角型鋼管
３２、３４、３６、３８          鋼板
【図１】
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【図２】
2019007245.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019007245.tif 000006
【図５】
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【図６】
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