(57)【要約】【課題】地震等の水平力に起因する応力を剪断力伝達要素及びダイアフラムを介して水平方向に伝達する鋼管又は鋼管コンクリート（ＣＦＴ柱）の柱とフラットスラブとの接合構造を提供する。【解決手段】柱におけるフラットスラブの上面位置及び下面位置の二カ所に、ダイアフラムが設けられ、同上下のダイアフラムのコンクリート接触面側にそれぞれ剪断力伝達要素が設置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管又は鋼管コンクリートの柱と鉄筋コンクリートから成るフラットスラブの接合構造であって、
前記柱におけるフラットスラブの上面位置及び下面位置の二カ所に、ダイアフラムが設けられ、同上下のダイアフラムのコンクリート接触面側にそれぞれ剪断力伝達要素が設置されていることを特徴とする、柱とフラットスラブとの接合構造。
【請求項２】
上下のダイアフラム間には、柱の側面と接合されたリブプレートが設けられ、同リブプレート側面に剪断力伝達要素が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載した柱とフラットスラブとの接合構造。
【請求項３】
ダイアフラムに挟まれたフラットスラブ内にスラブ筋が配置され、前記フラットスラブ内のダイアフラムの先端近傍のスラブ内のスラブ筋には、剪断補強筋が差し入れてスラブコンクリートが打設されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した柱とフラットスラブとの接合構造。
【請求項４】
フラットスラブのスラブ筋は、柱近傍に配置された先端部をＵ字形状に折り返して連続させていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した柱とフラットスラブとの接合構造。
【請求項５】
剪断補強筋は、その略中央部がフラットスラブの上下に配筋されたスラブ筋の上筋から下筋へ斜めに渡す襷がけ部が形成されており、同補強筋は前記襷がけ部がＸ型に交差するように相対峙させて配筋されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した柱とフラットスラブとの接合構造。
【請求項６】
ダイアフラムの張り出し量と板厚は、剪断力伝達要素によりスラブ筋の引張力及び圧縮力を伝達できる最小値に設計されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載した柱とフラットスラブとの接合構造。
【請求項７】
リブプレートの側面に貫通孔が設けられ柱近傍のスラブ筋が通されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載した柱とフラットスラブとの接合構造。
【請求項８】
リブプレートは柱を中心として、４５度間隔で放射状に配置されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載した柱とフラットスラブとの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鋼管又は鋼管コンクリート（ＣＦＴ柱）の柱とフラットスラブとの接合構造の技術分野に属し、更に云うと地震等の水平力に起因する応力を剪断力伝達要素及びダイアフラムを介して水平方向に伝達する接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼管又は鋼管コンクリート構造とする柱（以下、単に鋼管柱と云う。）とＲＣフラットスラブによる架構形式は、鉄筋コンクリートによるラーメン構造に比べて鋼管柱本数が少なくて済み、梁型が室内に出ず室内の有効容積を大きくとれることから、倉庫や駐車場の躯体として広く使用されている。
【０００３】
しかし、上記の鋼管柱とスラブの接合構造は、地震時の水平力の多くを建物周囲に配置した外周壁や建物内部のコア壁に負担させるため、比較的簡便なものとなっており地震時の水平力を鋼管柱とフラットスラブのみで負担する接合構造の開発は課題であった。
【０００４】
上記の課題を顧みて特許文献１には、図５に示すように鋼管柱５０におけるＲＣスラブ５１上面及び下面位置の二カ所に、同鋼管柱を取り巻くように支圧板５２（以下、単にダイアフラムと云う。）がスラブ側に張り出される構成とされ、前記ダイアフラムの張り出し量はスラブ厚と同程度以上で、その板厚はスラブ厚の７．５％乃至１５％程度とする接合方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６０６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１の水平力に起因する曲げモーメントを伝達するメカニズムの特徴は、図６に示す通りである。即ち、スラブ５１の端部には曲げモーメントに応じて剪断力Ｑ１、Ｑ２が作用するが、同剪断力Ｑ１、Ｑ２が上下のダイアフラム５２、５２を押すことで柱に剪断力が伝達される。これらの力をアームの長さが長い偶力として鋼管柱へ作用させ伝達する。
従って、鋼管柱５０から張り出した上下のダイアフラム５２の役割は、同ダイアフラム５２に働く垂直方向の力に抵抗させることにある。このような伝達メカニズムが成り立つためには、ダイアフラム５２の曲げ剛性が相当に高いものである必要がある。同公報にはダイアフラムの板厚はスラブ厚の７．５％乃至１５％程度必要と記載されている。仮にスラブ厚を５００ｍｍとすればダイアフラムの板厚は３７．５ｍｍ乃至７５ｍｍとなる。ダイアフラムは上と下に２枚必要であるためダイアフラム総厚はスラブ厚の１５％〜３０％（７５ｍｍ〜１５０ｍｍ）にもなる。ダイアフラムの板厚は通例２０ｍｍ程度とされていることを考慮すると、相当に厚く運搬や接合時の配置、溶接等の作業は非常に困難となり作業効率が著しく悪くなる問題点がある。のみならず、鋼管柱厚に比べてバランスが悪いことも作業効率を更に悪くするものとなる。
【０００７】
また、この技術は、上下のダイアフラムとＲＣスラブのコンクリートとが接合手段等により接続されていない。従って、地震等により大きな水平力が発生した場合、上下のダイアフラムとスラブとが剥離してしまう虞がある。
【０００８】
本発明の目的は、地震等の水平力に起因する応力を剪断力伝達要素及びダイアフラムを介して鋼管柱へ安定して伝達でき、ダイアフラムの張り出し量と厚さを最小限度に止め、作業効率を向上させ、地震力の全てを鋼管柱とフラットスラブだけの架構で負担してフラットスラブ構造建物への適用範囲を広げることが可能な、鋼管柱とフラットスラブの接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る鋼管柱とフラットスラブの接合方法は、
鋼管又は鋼管コンクリートの柱と鉄筋コンクリートから成るフラットスラブの接合構造であって、
前記柱におけるフラットスラブの上面位置及び下面位置の二カ所に、ダイアフラムが設けられ、同上下のダイアフラムのコンクリート接触面側にそれぞれ剪断力伝達要素が設置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載した発明は、請求項１に記載した柱とフラットスラブとの接合構造において、
上下のダイアフラム間には、前記柱の側面と接合されたリブプレートが設けられ、同リブプレート側面に剪断力伝達要素が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した柱とフラットスラブとの接合構造において、
ダイアフラムに挟まれたフラットスラブ内にスラブ筋が配置され、前記フラットスラブ内のダイアフラムの先端近傍のスラブ内のスラブ筋には、剪断補強筋が差し入れてスラブコンクリートが打設されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した柱とフラットスラブとの接合構造は、
フフラットスラブのスラブ筋は、柱近傍に配置された先端部をＵ字形状に折り返して連続させていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した柱とフラットスラブとの接合構造において、
剪断補強筋は、その略中央部がフラットスラブの上下に配筋されたスラブ筋の上筋から下筋へ斜めに渡す襷がけ部が形成されており、同補強筋は前記襷がけ部がＸ型に交差するように相対峙させて配筋されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一に記載した柱とフラットスラブとの接合構造において、
ダイアフラムの張り出し量と板厚は、剪断力伝達要素によりスラブ筋の引張力及び圧縮力を伝達できる最小値に設計されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一に記載した柱とフラットスラブとの接合構造において、
リブプレートの側面に貫通孔が設けられ柱近傍のスラブ筋が通されていることを特徴とする。  
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一に記載した柱とフラットスラブとの接合構造において、
リブプレートは柱を中心として、４５度間隔で放射状に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１〜８に記載した発明に係る鋼管柱とフラットスラブの接合方法は、以下のような効果を奏する。
鋼管又は鋼管コンクリートの柱（以下単に鋼管柱と云う。）の上側及び下側にダイアフラムが設けられ、同上下のダイアフラムの内側面にそれぞれ剪断力伝達要素が設けらているので、地震等の水平力に起因する応力を、剪断力伝達要素及びダイアフラムを介して安定して伝達することができる。また、前記上下のダイアフラム間に前記鋼管柱の側面と接合されたリブプレートが設けられ、同リブプレート側面に剪断力伝達要素を設けたので、フラットスラブの剪断力はリブプレートを介して直接鋼管柱へ伝達することができる。つまり本願発明は鋼管柱とフラットスラブ接合部に生じる応力のうち、曲げモーメントによる引張力（圧縮力）をダイアフラムが、剪断力をリブプレートが効果的に負担して安定した応力伝達が可能となり高い耐震性能が発揮される。
【００１８】
また、地震力の全てを鋼管柱とフラットスラブによる架構で負担できるので、フラットスラブ構造の建物への適用範囲を広げることができる。
のみならず、ダイアフラムは曲げモーメントによる引張応力又は圧縮応力に対して面の方向力により抵抗するため、その張り出し量と板厚は、剪断力伝達要素によりスラブ筋の引張力及び圧縮力を伝達できる程度、例えば特許文献１の板厚と比較すると、１/２〜１/４の最小値で実施できる。したがって、ダイアフラムの運搬、接合作業等の効率が飛躍的に向上する。
【００１９】
前記ダイアフラムとフラットスラブの境界近傍のスラブ筋には、同スラブ筋に沿ってＸ型に配筋する剪断補強筋を設けたので、応力が集中する境界部のスラブ補強を効果的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、鋼管又は鋼管コンクリートの柱１（以下、単に鋼管柱１と云う。）と鉄筋コンクリートからなるフラットスラブ２の接合構造である。
前記鋼管柱１におけるフラットスラブの上面位置及び下面位置に、ダイアフラム３がスラブ側へ張り出して設けられ、同上下のダイアフラム３の内側面にそれぞれ剪断力伝達要素４が設置されている。
前記上下のダイアフラム３、３間に前記鋼管柱１の側面と接合されたリブプレート５が設けられ、同リブプレート５の側面に剪断力伝達要素６が設けられている。
前記ダイアフラム３に挟まれたフラットスラブ２内にスラブ筋２０が配置され、前記フラットスラブ２の境界部近傍Ｙのスラブ筋２０に、剪断補強筋８が差し入れてスラブコンクリートが打設されている。
【実施例１】
【００２１】
本発明に係る柱とフラットスラブとの接合構造の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明は、鋼管又はＣＦＴ柱と称されるコンクリート充填柱とする鋼管柱１と鉄筋コンクリートで成るフラットスラブ２との接合構造として実施される。特に地震等の水平力に起因する応力を剪断力伝達要素及びダイアフラムを介して鋼管柱１へ伝達可能な構造を特徴としている。前記鋼管柱１は円形鋼管柱のコンクリート充填鋼管柱として図示したが、この限りではなく、鋼管系の角形鋼管柱も同様に実施可能である。  
【００２２】
前記鋼管柱１におけるフラットスラブの上面位置及び下面位置の二カ所に、同フラットスラブ２を両面から挟む配置で鋼製のダイアフラム３がスラブ２側へ張り出して設けられている。
同上下のダイアフラム３、３のコンクリート打設面側（コンクリートの接触面側）に、図２に示すように、それぞれ剪断力伝達要素４が内側に向かって設置されている。前記剪断力伝達要素４は、具体的には頭付きスタッドが好適に使用される。勿論その他の鉄筋コネクタ等を使用することもできる。
符号２０はフラットスラブ２のスラブ筋である。同スラブ筋２０は、前記上下のダイアフラム３、３に挟まれたフラットスラブ２内に、前記鋼管柱１に向かって必要十分な長さに差し込まれており、前記鋼管柱１の近傍に配置される先端部はＵ字型に折り返して環状型に連続される構成とされ、フラットスラブ２内に強固に定着される。
【００２３】
図示したダイアフラム３は基本形を円弧形状とされ、外周柱として無用の建物外周縁にに沿い切断した形状とされている。このダイアフラム３の張り出し量と板厚は、剪断力伝達要素４、４によりスラブ筋２０の引張力及び圧縮力を伝達可能な最小値に設計されている。前記張り出し量及び板厚を最小値に設計できる原理は後述するが、端的に言うと鋼管柱１とフラットスラブ２との接合部に作用するモーメントが、上下のダイアフラム３、３間の水平方向の力による偶力として水平方向に伝達されるからである。したがって、運搬や接合作業時の作業効率を飛躍的に向上することができる。本発明のダイアフラム３の板厚は例えば１６ｍｍ〜１９ｍｍという薄型で実施される。これは特許文献１の板厚を比較すると１/２〜１/４となる。
【００２４】
ダイアフラム３と鋼管柱１との接合は、図２ではダイアフラム３を通して鋼管柱１を溶接する形式（通しダイアフラム）や、図示することは省略したが鋼管柱１の外側にダイアフラム３を溶接する（外ダイアフラム）形式がある。これらの接合は、柱とダイアフラムの接合部強度により決定される。
【００２５】
前記上下のダイアフラム３、３の間には、前記鋼管柱１の側面と接合されたリブプレート５が、同鋼管柱１を中心として、４５度間隔で放射線状に配置されている。前記リブプレート５とは所謂スチフナーと称されるものであり、上下のダイアフラム３、３と一体となって、前記フラットスラブ２の剪断力を鋼管柱１へ伝達するのに寄与するだけでなく、フラットスラブ２と密実に接合して剥離することを防止する。前記フラットスラブ２の剪断力は具体的には前記リブプレート２を介して直接鋼管柱１へ伝達する構成とされている。
【００２６】
前記リブプレート５の側面には、剪断力伝達要素６が同プレート５に対して直交する配置で設けられている。前記剪断力伝達要素６は、やはり頭付きスタッド等であり剪断力を伝達すると共にリブプレート５とフラットスラブ２とを密実に接合して剥離することを防止する。
リブプレート５は更に、その側面に貫通孔７が設けられ図示することは省略したがスラブ筋が通されて定着されている。しかる後に、スラブコンクリートが打設されて鋼管柱１とフラットスラブ２とが応力伝達可能に接合される。
本発明の接合構造は、図示例では建物の外周柱に実施した場合を示しているが、勿論この限りではなく、内周に配置される柱においても同様に実施できることを付言する。
【００２７】
次に、本発明の接合構造の応力伝達のメカニズムを図３に基づいて説明する。
水平力を受けた際に、フラットスラブ２全体に生じる曲げモーメントＭに起因するスラブ２の応力のうち、引張力Ｈはフラットスラブ２の内側面に立設された剪断力伝達要素４、４を介してダイアフラム３へ水平方向に伝達される。ダイアフラム３の引張力Ｈは当然溶接された鋼管柱１へ直接伝達されている。
【００２８】
また、スラブ２の圧縮力Ａは、同様に剪断力伝達要素４を介してダイアフラム３へ水平方向に伝達されると共に鋼管柱１との接触面により鋼管柱１へ伝達される。
上記のように剪断力伝達要素４を設けることで水平力に起因する引張力Ｈと圧縮力Ａを、ダイアフラム３、３間の偶力としてダイアフラム３へ水平方向に確実に伝達し、もっては鋼管柱１へ伝達できる。即ち、ダイアフラム３自体でせん断力に抵抗する必要が無くなり張り出し量及び板厚は同剪断力伝達要素４が引張力（及び圧縮力）を伝達できる最小値に設計できるのである。
【００２９】
したがって、本願発明は、鋼管柱１とフラットスラブ２の接合部に生じる応力のうち、曲げモーメントＭによる引張力Ｈ（及び圧縮力Ａ）をダイアフラム３が、剪断力はダイアフラム３、３に挟まれたリブプレート５が負担して高い耐震性能を発揮させることができるのである。
【００３０】
また、地震時において前記ダイアフラム３とフラットスラブ２の応力が集中するダイアフラム先端部近傍Ｙのスラブ２内であるスラブ筋２０には、同主筋２０に沿って剪断補強筋８がＸ型に配筋される。
剪断補強筋８は具体的には、図４に示すようにその略中央部がフラットスラブ２の上下に配筋されたスラブ筋２０の上筋から下筋へ斜めに渡す襷がけ部８ａが形成されており、同補強筋８の前記襷がけ部８ａをＸ型に交差するように相対峙させて配置したのち、図示することは省略したが番線等でスラブ筋２０に定着させる構成である。従って、地震時に剪断力を確実に伝達すると共にパンチングシヤー耐力の向上も期待できるので耐震性能を飛躍的に向上することができる接合構造に寄与する。
【００３１】
図示例では、建物の外周に配置される鋼管柱１の右側面にのみ剪断補強筋８を配置しているが、建物の内周に配置される鋼管柱１においては、上下左右の四方向に剪断補強筋８を配備してスラブ補強を効果的に行うことが好適に実施される。
【００３２】
以上に本発明の実施例を説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る柱とフラットスラブとの接合構造の概念を示す平面図である。
【図２】図１の立面図を示す。
【図３】本発明の応力伝達のメカニズムの概略を示した概念図である。
【図４】剪断補強筋の具体的構造の一例を示す拡大図である。
【図５】従来例を示す参考図である。
【図６】図５の従来例の応力伝達のメカニズムを示す参考図である。
【符号の説明】
【００３４】
１              鋼管柱
２              フラットスラブ
２０            スラブ筋
３              ダイアフラム
４、６          剪断力伝達要素
７              貫通孔
８              剪断補強筋
８ａ            襷がけ部
５              リブプレート
【図１】
2008156863.tif 000003
【図２】
2008156863.tif 000004
【図３】
2008156863.tif 000005
【図４】
2008156863.tif 000006
【図５】
2008156863.tif 000007
【図６】
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