(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材の材軸方向に沿って配置された鉄骨部材と、該鉄骨部材を含むように部材外形を形成するコンクリートとを備えた鉄骨コンクリート構造であって、
軸方向長さが前記鉄骨部材の端部が接合される柱梁接合部間距離より短く、幅方向長さが前記部材外形幅より所定の被り分だけ短く、同径の材軸方向鉄筋と材軸直交方向鉄筋が縦横配筋された格子状鉄筋パネルを備え、
格子状鉄筋パネルは、前記材軸方向鉄筋の一方の隅角部の鉄筋が除いて配筋され、前記材軸直交方向鉄筋の両端部にフックが形成され、
前記格子状鉄筋パネルが、前記鉄骨部材を四方から囲むように前記部材外形の各辺に倣って配置され、前記材軸直交方向鉄筋の各前記フックが、隣接して配置された前記格子状鉄筋パネルの各隅角部に位置する前記材軸方向鉄筋に係止され、隣接した前記格子状鉄筋パネル間が連結されたことを特徴とする鉄骨コンクリート構造。
【請求項２】
前記フックは、９０度フックであることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨コンクリート構造。
【請求項３】
さらに、前記部材の軸方向の材端部に、前記部材外形を囲む被覆鋼板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の鉄骨コンクリート構造。
【請求項４】
前記格子状鉄筋パネルは、溶接金網からなることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨コンクリート構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄骨コンクリート構造に係り、格子状鉄筋による効率的な補強を施した鉄骨コンクリート構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨鉄筋コンクリート構造（ＳＲＣ構造）は鉄筋コンクリート構造（ＲＣ構造）に比べ、耐力、変形性能が大きく、優れた耐震性能を有することが知られている。しかし、ＲＣ構造に比べると、設計法が煩雑であったり、現場での作業工程が多いことから、ＳＲＣ構造建物の建設は減少の傾向にある。そこで、ＳＲＣ構造の利点を生かすために、鉄骨を主構造材として、コンクリートで鉄骨を囲む鉄骨コンクリート構造（ＳＣ構造）が種々提案され、それらの構造的な有効性を確認する実験がなされている（非特許文献１，２）。これらのＳＣ構造では、部材の辺に当たる断面内に格子状の鉄筋や金網が配置され、コンクリートが補助的に補強されている。
【０００３】
ところで、断面内に配した格子状の鉄筋等をコンクリートのひび割れに対して有効に機能させるためには、これらの鉄筋の両端をコンクリートに定着させる必要がある。非特許文献１の試験体では、部材断面を囲むように位置する横方向の鉄筋を閉鎖型に加工し、配筋している。非特許文献２の試験体では、溶接金網の横方向の鉄筋端部に１３５度フックを設けて鉄筋籠状の配筋を行っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】南宏一ほか、「新しい形式の鉄骨コンクリート構造の開発、日本建築学会学術講演梗概集、２００６年９月、ｐ．１０７３−１０７４
【非特許文献２】後藤康明ほか、「鉄骨コンクリート柱の耐震性能に及ぼすワイヤーメッシュ筋の影響に関する実験的研究」、日本建築学会北海道支部研究報告集Ｎｏ．８３、２０１０年７月、ｐ．８９−９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１，２に開示されたように、横方向（断面方向）の鉄筋を溶接によって完全閉鎖型あるいは１３５度フックを設けた閉鎖型に加工し、あらかじめ縦方向（長手方向）の鉄筋と一体で籠状にする方法では、鉄骨の建て方に先立ち所定本数の横方向鉄筋を所定位置に設置しておき、その後鉄筋を籠状に組み立てる必要がある。そのため、鉄筋工事と鉄骨工事が干渉することになり施工管理が煩雑となる。また、鉄筋があらかじめ配置されているため鉄骨の建て方工事の作業性が低下するという問題がある。同様に、従来のＳＲＣ構造のように縦方向の鉄筋と横方向の鉄筋を別々に製作し、鉄筋籠を組み立てる方法では、現場で鉄筋籠を組み立てる際、多数の縦方向鉄筋を自立させるための手段が必要となる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、現場において、補助部材としての鉄筋を、籠状に効率よく組み込むことができる鉄骨コンクリート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に、本発明の鉄骨コンクリート構造は、部材の材軸方向に沿って配置された鉄骨部材と、該鉄骨部材を含むように部材外形を形成するコンクリートとを備えた鉄骨コンクリート構造であって、軸方向長さが前記鉄骨部材の端部が接合される柱梁接合部間距離より短く、幅方向長さが前記部材外形幅より所定の被り分だけ短く、同径の材軸方向鉄筋と材軸直交方向鉄筋が縦横配筋された格子状鉄筋パネルを備え、
格子状鉄筋パネルは、前記材軸方向鉄筋の一方の隅角部の鉄筋が除いて配筋され、前記材軸直交方向鉄筋の両端部にフックが形成され、前記格子状鉄筋パネルが、前記鉄骨部材を四方から囲むように前記部材外形の各辺に倣って配置され、前記材軸直交方向鉄筋の各前記フックが、隣接して配置された前記格子状鉄筋パネルの各隅角部に位置する前記材軸方向鉄筋に係止され、隣接した前記格子状鉄筋パネル間が連結されたことを特徴とする。
【０００９】
前記フックは、９０度フックとすることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記部材の軸方向の材端部に、前記部材外形を囲む被覆鋼板を備えることが好ましい。この場合、部材の材軸方向中央部に位置する材軸直交方向鉄筋には前記フックを設けなくてもよい。
【００１１】
前記格子状鉄筋パネルは、溶接金網とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の鉄骨コンクリート構造の一実施形態としての鉄骨コンクリート柱の鉄筋籠の組立状態を示した組立斜視図。
【図２】図１に示した組立状態における平面図と正面図。
【図３】図１に示した鉄筋籠の組立後の状態を示した斜視図。
【図４】他の実施形態による鉄筋籠の組立状態を示した平面図。
【図５】さらに他の実施形態による鉄筋籠の組立状態を示した平面図。
【図６】鉄骨コンクリート柱の他の実施形態の組立後の状態を示した正面図、各部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態で取り扱う鉄骨コンクリート構造の鉄骨と鉄筋籠の組立状態及びその施工手順について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１４】
図１は、施工階１において、下層階、施工階、上階との間を貫通するように立設された鉄骨柱２の周囲に補助鉄筋としての鉄筋籠１０（図３）を組み立てている状態を示した組立斜視図である。同図には鉄骨柱２を周囲から囲むように配置された４枚の格子状鉄筋パネルが示されている。本実施形態の格子状鉄筋パネル１１は、図１、図２（ａ）、（ｂ）に示したように、横方向鉄筋１２（材軸直交方向鉄筋）、縦方向鉄筋１３（材軸方向鉄筋）を縦横方向に等間隔の目合いで配筋し、各交点を溶接固定した網状体（メッシュ）からなる。横方向鉄筋１２は、図２（ａ）に示したように、柱断面に対して所定の被りを確保した長さ（短辺長さ）を有し、両端に折り曲げ定着部として機能する所定長さの９０度フックが形成され、平面視して扁平な略Ｕ字形をなす。縦方向鉄筋１３は、図２（ｂ）に示したように、各階の柱３の内法高さに相当する長さ（長辺長さ）よりわずかに短い長さの直筋からなる。なお、各図には細幅系Ｈ形鋼を組み立ててなる十字型断面の鉄骨柱２が示されているが、鉄骨柱の断面形、使用鋼材はどのようなものでも対応することができることはいうまでもない。
【００１５】
このような格子状鉄筋パネル１１は、既製の溶接金網を加工して使用することができる。その寸法としては、素線の線径がφ６ｍｍ、縦横の目合いが７５〜１５０ｍｍ（好ましくは１００ｍｍ）の正方形メッシュ等が好ましい。また、所定の線径の異形棒鋼（Ｄ６、Ｄ１０等）を図２各図に示すような形状に加工して組み立てて構成することもできる。なお、組立に用いられる各格子状鉄筋パネル１１は、図２（ａ）に示したように、並列配置された縦方向鉄筋１３のうち、片方の端部には鉄筋が配筋されていない。これは、格子状鉄筋パネル１１が、図３に示したように、平面視して□形状に組み立てられた際に、各隅角部に１本の縦方向鉄筋１３が配置されるようにするためである。
【００１６】
これらの格子状鉄筋パネル１１を組み合わせて鉄筋籠１０を組み立てるためには、まず図１、図２（ａ）に示したように、すでに立設されている鉄骨柱２のフランジを挟んで対向するように、柱外形から所定の被りを確保して２枚の格子状鉄筋パネル１１を立設する。このとき鉄骨柱２のフランジ外面にスペーサーを兼ねた鉄筋保持治具５を配置し、格子状鉄筋パネル１１の縦方向鉄筋１３の一部を保持させることが好ましい。対向した２枚の格子状鉄筋パネル１１Ａが位置決め固定されたら、隅角部の縦方向鉄筋１３Ｃが配筋されていない折り曲げ定着部側に、側方から格子状鉄筋パネル１１Ｂの折り曲げ定着部を、図２（ａ）に示した矢印方向のように差し込んで、格子状鉄筋パネル１１Ｂの縦方向鉄筋１３Ｃを鉄筋籠１０（図３）の隅角部に配置し、鉄骨柱２の外周を包囲する鉄筋籠１０を組み立てることができる。また、鉄筋籠１０の別の組立方法として、図２（ａ）に示した形状のそれぞれの格子状鉄筋パネル１１Ａ（１１Ｂ）の隅角部縦方向鉄筋１３Ｃが配筋された折り曲げ定着部側に対して、隣接して組み立てられる他の格子状鉄筋パネル１１Ｂ（１１Ａ）の隅角部縦方向鉄筋１３Ｃが配筋されていない折り曲げ定着部を組み合わせて、順に反時計回りに４枚の格子状鉄筋パネル１１Ａ，１１Ｂ，１１Ａ，１１Ｂの隅角部を接合して鉄筋籠１０を組み立てることもできる。さらに、図２（ｃ）に示したように、横方向鉄筋１２の両側に隅角部縦方向鉄筋１３Ｃを有する格子状鉄筋パネル１１Ａに、隅角部縦方向鉄筋１３Ｃを有しない格子状鉄筋パネル１１Ｂを被せるように組み合わせて鉄筋籠１０を組み立てるようにしてもよい。
【００１７】
図４各図は、隣り合う２辺を、平面視してＬ字形をなす１枚の格子状鉄筋パネル１１（図４（ａ））で構成し、この格子状鉄筋パネル１１を対角位置から鉄骨柱２を挟み込むようにして組み合わせ、平面視して□形状の鉄筋籠１０（図４（ｃ））を組み立てる実施形態を示している。このＬ字形をなす格子状鉄筋パネル１１の両端には９０度フック１４と１３５度フック１５が形成されている。２枚の格子状鉄筋パネル１１を組み合わせるには、図４（ｂ）に示したように、あらかじめ鉄骨柱２側に固定されている一方の格子状鉄筋パネル１１の９０度フック１４に、他方の格子状鉄筋パネル１１の１３５度フック１５側の隅角部の縦方向鉄筋１３Ｃに係止させて縦方向鉄筋１３Ｃ周りに格子状鉄筋パネル１１を矢印方向に回転させ、他方の格子状鉄筋パネル１１の隅角部の縦方向鉄筋１３Ｃに９０度フック１４を係止する。これにより、容易に精度良く鉄筋籠１０を組み立てることができる。なお、この実施形態の場合にも、図４（ａ）に示したように、９０度フック１４の折り曲げ部（隅角部）には縦方向鉄筋１３Ｃが配筋されていない。これにより、格子状鉄筋パネル１１が、図４（ｃ）に示したように組み立てられた際に、各隅角部に１本の隅角部縦方向鉄筋１３Ｃが配置されることとなる。
【００１８】
図５各図は、鉄骨柱２を囲む、平面視して略コ字形をなすように、３辺を構成する格子状鉄筋パネル１１（図５（ａ））に対して、他の格子状鉄筋パネル１１で開放側である残りの１辺を閉塞し、平面視して□形状の鉄筋籠１０（図５（ｂ））を組み立てる実施形態を示している。本実施形態では、略コ字形をなす格子状鉄筋パネル１１の両端に１３５度フック１５が形成され、１辺を構成する格子状鉄筋パネル１１の両端に９０度フック１４が形成されているが、それぞれの格子状鉄筋パネル１１の両端に９０度フック１４と１３５度フック１５とをそれぞれ形成し、図４（ｂ）のようにして鉄筋籠１０を組み立ててもよい。
【００１９】
図６（ａ）は、鉄骨柱２の周囲を囲む格子状鉄筋パネル１１に加え、ＳＣ柱３としてのコンクリート部分の脚部と頂部の外周面の所定範囲を被覆鋼板２０で覆うようにした実施形態を示している。被覆鋼板２０は、柱成Ｄに対して０．５〜１．０Ｄ程度の範囲で柱梁接合部の発生応力に応じて設定することが好ましい。本実施形態では、被覆鋼板２０として、通常の一般構造用圧延鋼材の加工鋼板が用いられている。被覆鋼板２０としての所定の補強強度が得られれば、平板状の鋼板に代えて所定の開口率を有するパンチングメタル、エキスパンドメタルを用いることもできる。なお、本実施形態では、柱の脚部、頂部のように部材両端に被覆鋼板を設けているが、補剛の必要性の判断を行うことで、たとえば柱脚のみなど、部材の一方のみとすることもできる。
【００２０】
本実施形態では、柱梁接合部から所定範囲には被覆鋼板２０が施工され、柱端に発生する応力を補助的に補強している。これに対してＳＣ柱３の材長方向中央部は柱方向軸力が支配的であるため、柱フープ方向の拘束は小さくてよい。そこで、本実施形態の格子状鉄筋パネル１１では、図６（ａ）に示したように、端部にフックが形成されていない平板パネルとして構成されている。なお、図１、図４、図５に示した各実施形態においても柱の作用応力が小さい場合には、ＳＣ柱３の材長中央部のフックを省略することもできる。
【００２１】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。すなわち、各実施形態は、鉄骨コンクリート柱（ＳＣ柱）を例に説明したが、鉄骨コンクリート梁（ＳＣ梁）においても同様の構成が成り立ち、さらに各請求項に示した範囲内での種々の変更も可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２２】
１  施工階
２  鉄骨柱
３  鉄骨コンクリート柱（ＳＣ柱）
１０  鉄筋籠
１１  格子状鉄筋パネル
１２  横方向鉄筋
１３  縦方向鉄筋
１３Ｃ  隅角部縦方向鉄筋
１４  ９０度フック
１５  １３５度フック
２０  被覆鋼板
【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】
0006570896.tif 000006
【図６】
0006570896.tif 000007