(57)【要約】【課題】鉄筋コンクリート梁を鋼管コンクリート柱に接合するにあたり、現場での施工性に優れると共に、梁主筋と鉄筋コンクリート柱との定着強度を確保することができる構造及び方法を提供する。【解決手段】鉄筋コンクリート梁１０とコンクリート充填鋼管柱２０との接合構造は、梁主筋１２の端部がコンクリート充填鋼管柱２０の角型鋼管２２内に挿入され、梁主筋１２の端部にネジ部３２が設けられ、ネジ部３２に螺合した定着板３６が角型鋼管２２内に充填されたコンクリートに埋設されている、【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート梁とコンクリート充填鋼管柱との接合構造であって、
梁主筋の端部が前記コンクリート充填鋼管柱の鋼管内に挿入され、前記端部にネジ部が設けられ、前記ネジ部に螺合した定着具が前記鋼管内に充填されたコンクリートに埋設されている、鉄筋コンクリート梁とコンクリート充填鋼管柱との接合構造。
【請求項２】
前記梁主筋は異形鉄筋であり、前記異形鉄筋の端部に前記ネジ部が圧接により接合され、前記ネジ部と前記異形鉄筋との境界に外径方向に張出した張出部が設けられており、前記定着具は、前記張出部に当てられて前記ネジ部に締め付けられた定着板である、請求項１に記載の鉄筋コンクリート梁とコンクリート充填鋼管柱との接合構造。
【請求項３】
鉄筋コンクリート梁とコンクリート充填鋼管柱との接合方法であって、
梁主筋の端部にネジ部を設けて該端部を前記コンクリート充填鋼管柱の鋼管内に挿入し、前記ネジ部に定着具を螺合させ、前記鋼管内にコンクリートを充填して前記定着具を該コンクリート内に埋設する、鉄筋コンクリート梁とコンクリート充填鋼管柱との接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート梁とコンクリート充填鋼管柱との接合構造及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート梁とコンクリート充填鋼管柱（ＣＦＴ柱）との接合構造として、鉄筋コンクリート梁の梁主筋を鋼管の外周部のダイアフラムに溶接したもの（例えば、特許文献１参照）、あるいは、鉄筋コンクリート梁の梁主筋を鋼管に貫通させて鋼管の両側で梁主筋をナットで固定したもの（例えば、特許文献２参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８８９０９号公報
【特許文献２】特開２０００−７３４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の方法では、鉄筋の溶接という複雑な作業を多数実施しなければならず、施工性に劣る。また、梁主筋とコンクリート充填コンクリート柱との引張に対する定着強度は、梁主筋とダイアフラムとの溶接の強度に依存することになるため、梁主筋とダイアフラムとの溶接の強度を確保することが重要になり、溶接作業の重要度が増す。一方、特許文献２に記載の方法では、梁主筋がコンクリート充填コンクリート柱を貫通するが、鋼管内に柱筋を配筋する場合には、両者の干渉を防止する必要が有り、配筋作業が複雑になる。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、鉄筋コンクリート梁をコンクリート充填鋼管柱に接合するにあたり、現場での施工性に優れると共に、梁主筋とコンクリート充填鋼管柱との定着強度を確保することができる構造及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る鉄筋コンクリート梁とコンクリート充填鋼管柱との接合構造は、梁主筋の端部が前記コンクリート充填鋼管柱の鋼管内に挿入され、前記端部にネジ部が設けられ、前記ネジ部に螺合した定着具が前記鋼管内に充填されたコンクリートに埋設されている。
【０００７】
前記鉄筋コンクリート梁とコンクリート充填鋼管柱との接合構造において、前記梁主筋は異形鉄筋であり、前記異形鉄筋の端部に前記ネジ部が圧接により接合され、前記ネジ部と前記異形鉄筋との境界に外径方向に張出した張出部が設けられており、前記定着具は、前記張出部に当てられて前記ネジ部に締め付けられた定着板であってもよい。
【０００８】
また、本発明に係る鉄筋コンクリート梁とコンクリート充填鋼管柱との接合方法は、梁主筋の端部にネジ部を設けて該端部を前記コンクリート充填鋼管柱の鋼管内に挿入し、前記ネジ部に定着具を螺合させ、前記鋼管内にコンクリートを充填して前記定着具を該コンクリート内に埋設する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、鉄筋コンクリート梁をコンクリート充填鋼管柱に接合するにあたり、現場での施工性に優れると共に、梁主筋とコンクリート充填鋼管柱との定着強度を確保することができる構造及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るＲＣ梁とＣＦＴ柱との接合構造をコンクリートを透かして示す平断面図である。
【図２】一実施形態に係るＲＣ梁とＣＦＴ柱との接合構造を示す立断面図（図１の２−２断面図）である。
【図３】一実施形態に係るＲＣ梁とＣＦＴ柱との接合構造を示す平断面図（図２の３−３断面図）である。
【図４】定着機構を拡大して示す立断面図である。
【図５】ＲＣ梁をＣＦＴ柱に接合する手順を示す立断面図である。
【図６】ＲＣ梁をＣＦＴ柱に接合する手順を示す立断面図である。
【図７】ＲＣ梁をＣＦＴ柱に接合する手順を示す立断面図である。
【図８】ＲＣ梁をＣＦＴ柱に接合する手順を示す立断面図である。
【図９】ＲＣ梁をＣＦＴ柱に接合する手順を示す立断面図である。
【図１０】他の実施形態に係る定着機構を拡大して示す立断面図である。
【図１１】梁主筋及びプレートナットを柱梁仕口部に取り付ける手順を示す立断面図である。
【図１２】梁主筋及びプレートナットを柱梁仕口部に取り付ける手順を示す立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る鉄筋コンクリート梁（以下、ＲＣ梁という）１０とコンクリート充填鋼管柱（以下、ＣＦＴ柱という）２０との接合構造をコンクリートを透かして示す平断面図であり、図２は、該接合構造を示す立断面図（図１の２−２断面図）であり、図３は、該接合構造を示す平断面図（図２の３−３断面図）である。これらの図に示すように、ＣＦＴ柱２０は、角型鋼管２２の中にコンクリートが充填された柱であり、ＲＣ梁１０との接合部には、上下一対の内ダイアフラム２４と上下一対の通しダイアフラム２６とが設けられている。
【００１２】
一対の内ダイアフラム２４は、矩形状の鋼板であり、その外縁部の全周が鋼管２２の内壁面に溶接されている。また、この内ダイアフラム２４の中央部にはコンクリート打設用の孔２４Ａが形成されている。
【００１３】
一対の通しダイアフラム２６は、一対の内ダイアフラム２４の上下に配された矩形状の鋼板であり、その上下面に角型鋼管２２の下端又は上端が溶接されている。この通しダイアフラム２６の一辺の長さは角型鋼管２２の一辺の長さよりも大きくなっており、通しダイアフラム２６の外縁部は、角型鋼管２２の外周面から張出している。また、上側の通しダイアフラム２６は、ＲＣ梁１０の上端の高さに配され、下側の通しダイアフラム２６は、ＲＣ梁１０の下端の高さに配されている。また、通しダイアフラム２６の中央部にはコンクリート打設用の孔２６Ａが形成されている。
【００１４】
ＲＣ梁１０の材軸方向の端部には、上下にそれぞれ１段ずつ配筋された梁主筋１２と、上側の梁主筋１２と下側の梁主筋１２とを囲うように配筋された梁あばら筋１４とが備えられている。上側の梁主筋１２は、上側の内ダイアフラム２４及び通しダイアフラム２６の間の高さに配筋され、下側の梁主筋１２は、下側の内ダイアフラム２４及び通しダイアフラム２６の間の高さに配筋されている。
【００１５】
ＲＣ梁１０の梁主筋１２よりも材軸方向中央側には、各梁主筋１２と機械式継手（図示省略）により繋ぎ合わされる梁主筋（図示省略）が配筋されている。ここで、梁主筋１２は、異形鉄筋であり、その梁端側は角型鋼管２２内に孔２２Ａを通して挿入されて定着機構３０によりＣＦＴ柱２０に定着されている。また、梁主筋１２と材軸方向中央側の梁主筋とは、グラウト充填式鋼管スリーブ又は圧接により繋ぎ合わされている。
【００１６】
図４は、定着機構３０を拡大して示す立断面図である。この図に示すように、梁主筋１２の端部には、定着機構３０が設けられている。この定着機構３０は、異形鉄筋１２の端部に摩擦圧接により接合されたネジ部３２と、ネジ部３２と異形鉄筋部分との境界に形成されたバリ３４と、ネジ部３２に螺合した定着板３６とを備えている。
【００１７】
ネジ部３２は、全長に亘ってネジ溝が形成された鋼棒である。ここで、ネジ部３２のネジピッチは、普及品であるねじ節鉄筋のピッチよりも小さい。また、バリ３４は、ネジ部３２を異形鉄筋の端部に摩擦圧接により接合する際に生じたものであり、異形鉄筋及びネジ部１２Ａよりも大径であり、角型鋼管２２内に配されている。また、定着板３６は、板厚が１５〜３５ｍｍ程度、直径が４０〜１００ｍｍ程度の円形の鋼板であり、バリ３４に当接された状態でネジ部３２に締結されている。
【００１８】
定着板３６は、角型鋼管２２の内壁面から離して配されて角型鋼管２２内のコンクリートに埋設されている。即ち、定着板３６と角型鋼管２２の内壁面との間にはＣＦＴ柱２０のコンクリートが介在している。また、異形鉄筋である梁主筋１２は、ＲＣ梁１０の端部のコンクリートに埋設されている。これにより、定着板３６の支圧作用と異形鉄筋である梁主筋１２の付着作用とによって、梁主筋１２が、ＲＣ梁１０とＣＦＴ柱２０との接合部に定着されている。
【００１９】
ここで、定着機構３０を用いた機械式定着工法としては、ＥＧ定着板工法（（財）日本建築総合試験所の建築技術性能証明（性能証明第０１−１３号改２），性能証明発効日：２００７年７月３日）が挙げられる。また、ＥＧ定着板工法で用いる定着板３６としては、合同製鐵株式会社製のＥＧ定着板が挙げられる。このＥＧ定着板工法によれば、定着板３６とネジ部３２との間へのグラウトを注入しなくても、定着板３６は、鉄筋母材の規格引張強さの荷重を受けても損傷しない性能を有し、梁主筋１２の定着部は、設計で保証すべき長期荷重時、短期荷重時および終局耐力時の要求性能を満足する。
【００２０】
図５〜図９は、ＲＣ梁１０をＣＦＴ柱２０に接合する手順を示す立断面図である。まず、図５に示すように、柱梁仕口部２２Ｃの下の柱部２２Ｂを建て込むと共に、図６及び図７に示すように、柱梁仕口部２２Ｃの上下に梁主筋１２及び定着機構３０を取り付ける。これらの図に示すように、通しダイアフラム２６は、柱部２２Ｂの上下両端に溶接し、これらの間の内ダイアフラム２４は、柱梁仕口部２２Ｃに溶接しておく。
【００２１】
図６に示すように、梁主筋１２の端部のネジ部３２及びバリ３４を、柱梁仕口部２２Ｃの孔２２Ａから柱梁仕口部２２Ｃ内に挿入して、図７に示すように、定着板３６をバリ３４に当ててネジ部に締め付ける。
【００２２】
次に、図８に示すように、梁主筋１２及び定着機構３０を取り付けた柱梁仕口部２２Ｃを、建込済の柱部２２Ｂの上に設置し、柱梁仕口部２２Ｃの下端とその下の通しダイアフラム２６の上面とを溶接する。そして、図９に示すように、柱梁仕口部２２Ｃの上に柱部２２Ｂを設置し、柱部２２Ｂの下端の通しダイアフラム２６の下面と柱梁仕口部２２Ｃの上端とを溶接する。その後、梁あばら筋１４を配筋し、ＲＣ梁１０の端部を、コンクリートを現場打ちすることにより構築する。そして、角型鋼管２２の建込が終了した後に、圧入工法又は落とし込み工法により角型鋼管２２内にコンクリートを充填する。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態に係るＲＣ梁１０とＣＦＴ柱２０との接合構造では、梁主筋１２の端部がＣＦＴ柱２０の角型鋼管２２内に挿入され、梁主筋１２の端部にネジ部３２が設けられ、ネジ部３２に螺合した定着板３６が角型鋼管２２内に充填されたコンクリートに埋設されている。これによって、梁主筋１２を溶接によらずにＣＦＴ柱２０に定着させることができ、現場での施工性を向上できる。また、定着板３６と角型鋼管２２の内壁面とに挟まれたコンクリートの支圧作用により、梁主筋１２とＣＦＴ柱２０との引張に対する定着強度を確保できる。さらに、梁主筋１２の端部をＣＦＴ柱２０の外周部に配置できることにより、鋼管内に柱筋を配筋する場合でも、梁主筋１２と柱主筋とを、これらの干渉を気にすることなく配筋でき、配筋作業が容易になる。
【００２４】
また、本実施形態に係るＲＣ梁１０とＣＦＴ柱２０との接合構造では、異形鉄筋である梁主筋１２の端部にネジ部３２が摩擦圧接により接合され、ネジ部３２と異形鉄筋との境界に外径方向に張出したバリ３４が設けられており、定着板３６がバリ３４に当てられて前記ネジ部３２に締め付けられている。ここで、本実施形態の定着機構３０では、定着板３６をバリ３４に当てて締め付けるだけ、即ち、グラウトの注入をすることなく、梁主筋１２をＣＦＴ柱２０に定着させることができる。従って、現場での施工性をより一層向上できる。
【００２５】
図１０は、他の実施形態に係る定着機構を拡大して示す立断面図である。この図に示すように、本実施形態に係る接合構造では、梁主筋１１２が、全長がネジ状の節を有するねじ節鉄筋であり、その端部は、角型鋼管２２内に挿入されており、定着金具１３０が螺合している。この定着金具１３０は、胴部１３０Ａと胴部１３０Ａの先端に設けられた拡径した円板部１３０Ｂとを備えている。胴部１３０Ａにはグラウト注入口１３０Ｃが形成されており、このグラウト注入口１３０Ｃから胴部１３０Ａ内に注入されたグラウトにより定着金具１３０が梁主筋１１２に結合されている。
【００２６】
定着金具１３０は、角型鋼管２２内のコンクリートに埋設されている。ここで、定着金具１３０の円板部１３０Ｂと角型鋼管２２の内壁面との間にはＣＦＴ柱２０のコンクリートが介在している。また、ねじ節鉄筋である梁主筋１１２は、ＲＣ梁１０の端部のコンクリートに埋設されている。これにより、定着金具１３０の円板部１３０Ｂの支圧作用とねじ節鉄筋である梁主筋１１２の付着作用とによって、梁主筋１１２が、ＲＣ梁１０とＣＦＴ柱２０との接合部に定着されている。
【００２７】
ここで、プレートナット１３０を用いた機械式定着工法としては、プレートナット工法（（財）日本建築センターの一般評定（評定番号：ＢＣＪ認定−ＲＣ０１５２−０５（ＳＤ４９０以下）、ＢＣＪ認定−ＲＣ０２１３−０２（ＵＳＤ５９０−６８５））や機械式定着工法（（財）日本建築総合試験所の建築技術性能証明  ＧＢＲＣ（性能証明第０７−１８号改，性能証明発効日：平成２１年３月３日）等が挙げられる。また、プレートナット工法で用いる定着金具としては、東京鉄鋼株式会社製のプレートナットが挙げられる。一方、機械式定着工法で用いる定着金具としては、ＪＦＥ条鋼株式会社製のＤＳネジプレートが挙げられる。
【００２８】
図１１及び図１２は、梁主筋１１２及びプレートナット１３０を柱梁仕口部２２Ｃに取り付ける手順を示す立断面図である。まず、図１１に示すように、梁主筋１１２の端部を、柱梁仕口部２２Ｃの孔２２Ａから柱梁仕口部２２Ｃ内に挿入して、図１２に示すように、定着金具１３０を梁主筋１１２の端部に締め付ける。そして、グラウト注入口１３０Ｃから胴部１３０Ａと梁主筋１１２との隙間にグラウトを注入する。
【００２９】
なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、現場において梁主筋１２、１１２を柱梁仕口部２２Ｃに取り付けたが、当該作業は予め工場で実施してもよい。また、定着板３６や定着金具１３０を予め柱梁仕口部２２Ｃに溶接等により取り付けておき、柱梁仕口部２２Ｃに取り付けられた定着板３６や定着金具１３０に梁主筋１２、１１２を取り付ける等してもよい。
【００３０】
また、ＣＦＴ柱２０の鋼管を角型鋼管にすることは必須ではなく、丸型鋼管にしてもよい。さらに、内ダイアフラム２４や通しダイアフラム２６を設けてＣＦＴ柱２０の耐力を向上させることにより、角型鋼管２２を薄肉にすることが可能になっているが、内ダイアフラム２４や通しダイアフラム２６を設けることは必須ではない。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ＲＣ梁、１２  梁主筋、１４  梁あばら筋、２０  ＣＦＴ柱、２２  角型鋼管、２２Ａ  孔、２２Ｂ  柱部、２２Ｃ  柱梁仕口部、２４  内ダイアフラム、２４Ａ  孔、２６  通しダイアフラム、２６Ａ  孔、３０  定着機構、３２  ネジ部、３４  バリ、３６  定着板、１１２  梁主筋、１３０  定着金具、１３０Ａ  胴部、１３０Ｂ  円板部、１３０Ｃ  グラウト注入口
【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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【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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