(57)【要約】【課題】厚さが全面に亘ってほぼ一様なフラットスラブを鋼管柱が貫通する形式の鋼管柱とフラットスラブの接合部において、鋼管柱回りに対する補強に要する鋼材の使用量を削減し、鋼管柱回りにおける配筋作業性を高める。【解決手段】鋼管柱１に接合されるフラットスラブ４の厚さの範囲において、孔あきジベル２を鋼管柱１の外周面に対し、少なくとも２方向に向けて固定し、この孔あきジベル２の挿通孔２ａを貫通させてフラットスラブ４中に貫通鉄筋３を配筋する。  孔あきジベル２をフラットスラブ４中に配筋されるスラブ筋５に交差させ、貫通鉄筋３をスラブ筋５に交差させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管柱に接合されるフラットスラブの厚さの範囲において、孔あきジベルが前記鋼管柱の外周面に対し、少なくとも２方向を向いて固定状態を維持し、この孔あきジベルの挿通孔を貫通して前記フラットスラブ中に貫通鉄筋が配筋されていることを特徴とする鋼管柱とフラットスラブの接合部。
【請求項２】
前記孔あきジベルは複数枚組み合わせられて前記鋼管柱を包囲していることを特徴とする請求項１に記載の鋼管柱とフラットスラブの接合部。
【請求項３】
前記孔あきジベルは前記フラットスラブ中に配筋されるスラブ筋に交差する方向を向き、前記貫通鉄筋は前記スラブ筋に交差する方向を向いていることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の鋼管柱とフラットスラブの接合部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全面に亘ってほぼ一様な厚さのフラットスラブを鋼管柱が貫通する形式の鋼管柱とフラットスラブの接合部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットスラブ構造は梁が不在であることで、階高が抑えられる利点を有する半面、パンチングシア破壊に対する安全性を確保するために、原則的には鋼管柱周囲の、フラットスラブの下面側に支板、またはキャピタルが形成されることが多い。しかしながら、支板等の形成は階高低減の効果が失われ、施工が煩雑になる不利益を伴うため、階高低減と施工性の面からは支板等を形成しないことが望ましい。
【０００３】
また鋼管柱がフラットスラブを挟んで上下に分断される形式にすることは接合部における水平せん断力に対する処理が難しくなり、鋼管柱の内部と外部に跨る補強は施工が著しく困難になる上、鋼管柱の断面欠損を考慮しなければならず、いずれにも問題がある。
【０００４】
以上のことから、接合部は全面に亘ってほぼ一様な厚さのフラットスラブを鋼管柱が貫通する形式で、且つ鋼管柱回りへの補強により完成する形式であることが適切である。
【０００５】
これらの条件を満たしつつ、接合部においてフラットスラブからの曲げモーメントとせん断力が鋼管柱に伝達されるようにする上では、通常は鋼管柱の回りにブラケットを突設することが行われる（特許文献１、２参照）。ブラケットの内、水平な板はフラットスラブの上下面、もしくはその近傍に揃えられ、フラットスラブからの曲げモーメントと水平せん断力を鋼管柱に伝達する役目を持つ。
【０００６】
ところが、鋼管柱の回りにブラケットを突設することは多量の鋼材を使用することになるため、鋼管柱の製作コストが上昇する。またブラケットがフラットスラブ側へ張り出すことで、スラブ筋との取合いが制限されるため、現場でのスラブ筋の配筋作業が複雑になる等、施工性が低下する可能性が高い。
【０００７】
これに対し、鋼管柱の外周面に上下に並列するフランジ（鍔）を突設し、各フランジから放射状に鉄筋（連結筋等）を突設することによりスラブ筋との干渉を少なくし、スラブ筋の配筋作業への阻害を軽減する方法がある（特許文献３参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１６０６８５号公報（請求項１、段落００２１〜００２２、図１、図２）
【特許文献２】特開２００３−９００９７号公報（請求項１、段落０００８〜０００９、図１〜図５）
【特許文献３】特開２００２−７０１６４号公報（請求項１、段落０００９〜００１３、図１〜図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３では鋼管柱の外周面に突設される鍔にループ状の連結筋が溶接され、連結筋内にスラブ筋が差し込まれることにより、鋼管柱とフラットスラブの接合部がフラットスラブからの鉛直せん断力に対する耐力を確保している（段落０００６、０００９〜００１１）。
【００１０】
しかしながら、フラットスラブからの鉛直せん断力を鋼管柱に伝達する上で、スラブ筋を連結筋内に挿通させることによりスラブ筋を連結筋に係合させ、連結筋から鍔に伝達しているため、鋼管柱回りに連結筋を密に配筋する形になり、鉄筋を混在させている。結果的に、鋼管柱回りのコンクリートの充填性が低下し、コンクリート中に空隙を形成する可能性がある。
【００１１】
また特許文献３の鍔は鉛直せん断力を支圧力として負担するが、フラットスラブのコンクリートからの鉛直せん断力は直接的には鍔に突設された連結筋に付着力として伝達されるため、十分な付着力を確保する目的からも、多くの連結筋を配筋することが必要になっている。
【００１２】
本発明は上記背景より、使用鋼材量が少なく、鋼管柱回りにおける配筋作業性のよい鋼管柱とフラットスラブの接合部を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の鋼管柱とフラットスラブの接合部は、鋼管柱に接合されるフラットスラブの厚さの範囲において、孔あきジベルが前記鋼管柱の外周面に対し、少なくとも２方向を向いて固定状態を維持し、この孔あきジベルの挿通孔を貫通して前記フラットスラブ中に貫通鉄筋が配筋されていることを構成要件とする。請求項１は全面に亘って実質的に一様な厚さを有し、支板やキャピタルのないフラットスラブを対象とする。
【００１４】
孔あきジベルはフラットスラブからの鉛直せん断力を負担できる程度に鋼管柱の外周面に固定された状態を維持できればよく、溶接やボルトにより直接的に固定される場合の他、摩擦力により固定状態を維持できる場合を含む。孔あきジベルが少なくとも２方向を向くことで、貫通鉄筋も少なくとも２方向を向いてフラットスラブ中に配筋される。２方向は水平の２方向を指す。
【００１５】
鋼管柱の外周面に突設された孔あきジベルに貫通鉄筋が挿通し、貫通鉄筋が鋼管柱回りのフラットスラブ中に配筋されることで、フラットスラブからの鉛直せん断力は貫通鉄筋が負担し、貫通鉄筋から孔あきジベルに伝達され、孔あきジベルから鋼管柱に伝達される。また孔あきジベルがフラットスラブのコンクリート中に埋設されることで、孔あきジベルが直接、コンクリートからのせん断力を負担しながら鋼管柱に伝達する働きもする。
【００１６】
貫通鉄筋が貫通する孔あきジベルの挿通孔は貫通鉄筋の径より大き目に形成される。孔あきジベルはフラットスラブのコンクリート中に埋設されることで、孔あきジベルの表面における付着力と、挿通孔の水平投影面積分の支圧力をせん断力に対する抵抗力として発揮する。加えて、挿通孔内に存在するコンクリートの、孔あきジベル表面と同一面上のせん断耐力と、挿通孔を貫通している貫通鉄筋のせん断耐力がせん断抵抗力として付加されるため、鉄筋の付着力のみに依存する場合より鉛直せん断力に対する抵抗力が大きい。
【００１７】
スラブ筋からの引張力はそのスラブ筋に平行な、または直交等、交差する方向の貫通鉄筋にコンクリートとの間の付着力を介して伝達され、その貫通鉄筋から孔あきジベルを通じて鋼管柱に伝達される。貫通鉄筋が複数本集合して鋼管柱の回りを包囲する場合には、引張力の作用側に位置する貫通鉄筋と、鋼管柱を挟んだ反対側に位置する貫通鉄筋と孔あきジベルを介して引張力が鋼管柱に伝達される。
【００１８】
鋼管柱回りを補強する上では、鋼管柱回りに孔あきジベルを突設し、孔あきジベルを貫通させて貫通鉄筋を配筋するのみであるから、鋼管柱寄りでせん断力伝達部材が密集することがないため、コンクリートの充填性を阻害することがない。併せてスラブ筋との干渉を生じないように孔あきジベルと貫通鉄筋を配置することができるため、フラットスラブのコンクリートを密実に充填することが可能である。
【００１９】
加えて鋼管柱回りへの補強が孔あきジベルと貫通鉄筋の配置のみで済むことで、鋼管柱回りにブラケット等を突設する場合より使用鋼材量を低減することができるため、鋼管柱の製作コストが低減される。孔あきジベルは予め、現場への搬入前に鋼管柱に溶接されることが合理的であるが、予め溶接されても鋼管柱の外周面からの突出幅を抑えることができるため、現場での配筋やコンクリート充填等の作業性を阻害することは回避される。
【００２０】
孔あきジベルは前記のように溶接やボルトにより、または摩擦力を利用して鋼管柱の外周に接合されるが、摩擦力を利用する場合には、例えば請求項２に記載のように複数枚組み合わせられて鋼管柱を包囲することにより、鋼管柱に固定された状態を維持する。
【００２１】
この場合、孔あきジベルはそれと鋼管柱との間に楔等が打ち込まれることにより、鋼管柱を挟んだ側に位置する孔あきジベルが鋼管柱に密着しようとし、その圧力に応じた摩擦力により固定状態を維持する。請求項２では、孔あきジベルの固定に溶接もボルトも使用しないため、溶接熱による鋼管柱への残留応力の発生、ボルト挿通孔の形成による断面欠損の問題は一切生じない。
【００２２】
鋼管柱回りへの孔あきジベルの固定と貫通鉄筋の配筋では鋼管柱回りにおける補強が十分でない場合には、請求項３に記載のように孔あきジベルがフラットスラブ中に配筋されるスラブ筋に交差する方向を向き、貫通鉄筋がスラブ筋に交差する方向を向いて配筋される。
【００２３】
水平せん断力等によるフラットスラブにおけるコンクリートのひび割れは平面上、４本の鋼管柱で区画された四辺形の対角線方向に生ずる傾向がある。この対角線方向のひび割れの発生を抑制する上では、ひび割れを発生させる引張力に抵抗するように貫通鉄筋を配置することが適切であり、請求項３の貫通鉄筋はスラブ筋に交差することで、引張力に抵抗し、ひび割れの発生を抑制する働きをする。
【００２４】
請求項１、または請求項２において、孔あきジベルの鋼管柱からの突出幅を大きくし、貫通鉄筋を水平方向に並列させて配筋することができれば、鋼管柱回りに多数の貫通鉄筋が配筋されることになる。このため、貫通鉄筋をスラブ筋に交差させることをしなくても、鋼管柱回りにおいてひび割れを発生させる引張力に抵抗できるだけの補強を施すことが可能である。
【発明の効果】
【００２５】
鋼管柱の外周面に突設された孔あきジベルに貫通鉄筋を貫通させ、貫通鉄筋を鋼管柱回りのフラットスラブ中に配筋することで、フラットスラブからの鉛直せん断力を貫通鉄筋から孔あきジベルを経て鋼管柱に伝達すると共に、孔あきジベルが直接、鉛直せん断力を負担しながら鋼管柱に伝達することができる。
【００２６】
鋼管柱回りには孔あきジベルを突設し、孔あきジベルを貫通させて貫通鉄筋を配筋するのみであるため、鋼管柱寄りでせん断補強材が密集することがなく、コンクリートの充填性を阻害することがない。また鋼管柱回りにブラケット等を突設する場合より使用鋼材量が低減されるため、鋼管柱の製作コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２８】
図１は鋼管柱１に接合されるフラットスラブ４の厚さの範囲において、孔あきジベル２が鋼管柱１の外周面に対し、少なくとも２方向を向いて固定状態を維持し、この孔あきジベル２の挿通孔２ａを貫通してフラットスラブ４中に貫通鉄筋３が配筋されている鋼管柱とフラットスラブの接合部の具体例を示す。（ａ）は平面を、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面を示す。
【００２９】
図面では鋼管柱１に角形鋼管を使用した場合を示しているが、鋼管柱１は円形鋼管の場合もあり、その場合も孔あきジベル２は平面上、少なくとも２方向を向いて固定される。鋼管柱１内にはコンクリートやモルタル等が充填され、鋼管柱１はＣＦＴ柱を構成することもある。孔あきジベル２には図示するような鋼板（プレート）の他、Ｈ形鋼やＴ形鋼等が使用され、形鋼の場合にはウェブが鉛直面をなして配置される。例えばＴ形鋼はフランジによるコンクリート支持の効果を得る意味から、フランジがウェブの下側に位置した形で使用される。
【００３０】
スラブ筋５は図１−（ａ）に示すように２方向に格子状に配筋され、孔あきジベル２は（ｂ）に示すように縦断面上、スラブ筋５である上端主筋５１と下端主筋５２との間に納まるように配置される。孔あきジベル２が上端主筋５１と下端主筋５２との間に納まることで、貫通鉄筋３とスラブ筋５との干渉が生じないため、平面上、貫通鉄筋３をスラブ筋５と重ねて配筋することができる。鋼管柱１が円形鋼管の場合、貫通鉄筋３はスラブ筋５と交差する方向に、例えば４５度の角度をなして配筋される。この関係で、円形鋼管の場合には、孔あきジベル２は２方向の貫通鉄筋３に平行な、円形鋼管の中心線の両側に、互いに平行に配置される。
【００３１】
図１は高さ方向に複数個形成した挿通孔２ａを一列に配列させた孔あきジベル２を鋼管柱１（角形鋼管）の各隅角部に付き、水平２方向に向けて配置した場合である。鋼管柱１の各方向の表面（フランジ）に対しては貫通鉄筋３を支持するために、孔あきジベル２は少なくとも２枚、突設される。図１では挿通孔２ａを高さ方向に３個形成しているが、挿通孔２ａの個数、及び横方向（水平方向）の配列数は任意である。図１は最も簡潔な構造の例を示す。
【００３２】
孔あきジベル２が少なくとも水平の２方向を向いて配置されることで、貫通鉄筋３も平面上、少なくとも２方向に配筋され、２方向の貫通鉄筋３、３は鋼管柱１の隅角部の延長線上で交差する。このため、２方向の貫通鉄筋３、３は互いに段差が付いて配筋される。２方向の貫通鉄筋３、３が交差した点から先端までの区間はフラットスラブ４からの鉛直せん断力に対してアンカーとして機能するが、各貫通鉄筋３の交点から先端までの距離は任意に設定される。
【００３３】
図示しないが、例えば孔あきジベル２を鋼管柱１の隅角部に、角形鋼管である鋼管柱１の対角線方向に突設すると共に、鋼管柱１の表面（フランジ）の中間部にその面に垂直に突設すれば、貫通鉄筋３を鋼管柱１の表面に平行な方向と対角線方向に配筋することができる。その場合も、鋼管柱１の表面に平行な方向と対角線方向の２方向の貫通鉄筋３、３は高さ方向に互いに干渉しないように配筋される。
【００３４】
この場合、鋼管柱１の対角線方向を向く貫通鉄筋３は水平せん断力等によるフラットスラブ４におけるコンクリートのひび割れに対して有効になる。コンクリートのひび割れは平面上、４本の鋼管柱で区画された四辺形の対角線方向、あるいは隣接する鋼管柱の中心を結ぶ直線に対して４５度、傾斜した方向に生ずる傾向がある。このことから、鋼管柱１の対角線方向を向く貫通鉄筋３が四辺形の対角線方向、もしくは４５度の方向のひび割れを発生させる引張力に抵抗するように配置されれば、貫通鉄筋３はこの引張力に抵抗することによりひび割れの発生を抑制する働きをすることになる。
【００３５】
図１−（ａ）では鋼管柱１の対角線方向を向く貫通鉄筋３を二点鎖線で示している。この二点鎖線で示す貫通鉄筋３は正負の繰り返しのせん断力に抵抗するために、上下で対になった形で配筋される。対になる貫通鉄筋３、３は両者間に跨り、双方に溶接されるラチス筋、または両端にフックを有するフック筋等によって互いに連結され、拘束される。
【００３６】
図２は高さ方向に複数個形成した挿通孔２ａを横方向に複数列、配列させた孔あきジベル２を鋼管柱１の各隅角部に付き、２方向に向けて配置し、各方向に付き、貫通鉄筋３を横方向に複数列、配列させた場合である。図１、図２に示す孔あきジベル２は例えば端面において鋼管柱１の表面に溶接されるが、孔あきジベル２は鋼管柱１を貫通することもある。
【００３７】
図２の場合、高さ方向に複数段配置され、水平方向に配列する複数本の貫通鉄筋３がフラットスラブ４からの鉛直せん断力を分担することから、全貫通鉄筋３による鉛直せん断力の負担能力が上昇するため、フラットスラブ４から鋼管柱１への鉛直せん断力の伝達効率が向上する。貫通鉄筋３の本数の増加によりスラブ筋５からの引張力の貫通鉄筋３への伝達効率も向上する。
【００３８】
図２の場合にはまた、水平方向に挿通孔２ａが複数列、配列することで、孔あきジベル２の鋼管柱１からの突出幅が大きくなるが、鋼管柱１に予め溶接される場合には、現場での作業性に影響しない程度に突出幅を抑えることができる。
【００３９】
図３は孔あきジベル２が複数枚、具体的には４枚組み合わせられて鋼管柱１を包囲する場合の接合部を示す。この場合、複数枚の孔あきジベル２が互いに連結されることにより鋼管柱１の外周に固定された状態になることから、鋼管柱１には角形鋼管の使用が適するが、孔あきジベル２を湾曲させることで、円形鋼管にも使用は可能である。
【００４０】
図３に示す孔あきジベル２は挿通孔２ａが形成される支持部２１と、鋼管柱１に固定される固定部２２とに長さ方向に区分される。鋼管柱１が角形鋼管の場合、孔あきジベル２は鋼管柱１の各面（フランジ）の幅に、その両側から突出し得る長さを加えた程度の大きさの長さを持ち、鋼管柱１回りに配置されたときに鋼管柱１から幅方向に突出する部分に挿通孔２ａが形成される。孔あきジベル２の、鋼管柱１の表面に重なる区間が固定部２２になり、鋼管柱１から突出する部分が支持部２１になる。
【００４１】
直交等、交差する２方向の孔あきジベル２、２の、互いに連結される側には例えば図４に示すように切欠き２ｂが形成されており、双方の切欠き２ｂ、２ｂが互いに対向した状態で、相手側に嵌合することにより２方向に係合し、交差する孔あきジベル２、２が連結される。この場合も、鋼管柱１から突出する部分の突出幅は任意に設定される。切欠き２ｂの深さは孔あきジベル２の幅（高さ）の半分程度の大きさになる。孔あきジベル２は切欠き２ｂの位置を挟んで支持部２１と固定部２２とに区分される。
【００４２】
互いに連結された２方向の孔あきジベル２、２は鋼管柱１の表面との間に楔６が打ち込まれることにより鋼管柱１に固定された状態を維持する。楔６は孔あきジベル２の固定部２２と鋼管柱１との間に打ち込まれる。
【００４３】
楔６が打ち込まれることで、鋼管柱１を挟んで楔６に対向する側に位置する孔あきジベル２が鋼管柱１の表面側へ引き寄せられるため、対向する両孔あきジベル２、２がそれぞれ楔６によって鋼管柱１側へ引き寄せられることにより、両孔あきジベル２、２が鋼管柱１に固定された状態になる。孔あきジベル２は楔６の両面と鋼管柱１の表面との間、及び孔あきジベル２の鋼管柱１側の面との間の摩擦力により固定状態を維持する。
【００４４】
図３の例においても、鋼管柱１から幅方向に突出する部分（支持部２１）に挿通孔２ａを水平方向に複数列、配列させ、その端部寄りの挿通孔２ａを孔あきジベル２の板厚方向に対して傾斜させることで、貫通鉄筋３を鋼管柱１の表面に平行な方向と対角線方向に配筋することができる。図３−（ａ）でも鋼管柱１の対角線方向を向く貫通鉄筋３を二点鎖線で示しているが、二点鎖線で示す貫通鉄筋３が配筋されることで、フラットスラブ４におけるコンクリートのひび割れに対して有効になる。
【００４５】
図５は孔あきジベル２の面、または挿通孔２ａがフラットスラブ４中に配筋されるスラブ筋５に交差する方向を向き、貫通鉄筋３がスラブ筋５に交差する方向を向いて配筋される場合の接合部を示す。図５は貫通鉄筋３が鋼管柱１の対角線方向に配筋されることで、フラットスラブ４におけるコンクリートのひび割れに対して有効な接合部になる。
【００４６】
図５では屈曲、もしくは湾曲した孔あきジベル２、２を重ねた状態で、鋼管柱１の隅角部に溶接等により接合することで、孔あきジベル２を鋼管柱１の対角線方向に突設している。ここでも孔あきジベル２は挿通孔２ａが形成される支持部２１と、鋼管柱１に固定される固定部２２とに長さ方向中間部で区分され、支持部２１は固定部２２に対して例えば約４５度、傾斜する。図５に示す孔あきジベル２は鋼管柱１に対し、固定部２２においてボルトにより接合されることもある。
【００４７】
図１〜図５に示す例では挿通孔２ａを孔あきジベル２の板厚方向に形成し、貫通鉄筋３を孔あきジベル２の板厚方向に配筋しているが、挿通孔２ａの形成の方向によって貫通鉄筋３の配筋方向を調整することができる。例えば図１〜図３の例において、板厚方向に対し、４５度、傾斜させて挿通孔２ａを形成すると共に、孔あきジベル２を鋼管柱１の隅角部に寄せて接合することで、図５のように貫通鉄筋３をスラブ筋５に対し、交差させて配筋することもできる。その場合、図１〜図３に示す孔あきジベル２を図５に示すように屈曲等させる必要がない。
【００４８】
また図５の例において、挿通孔２ａを孔あきジベル２の板厚方向に対し、４５度の２方向に形成しておけば、貫通鉄筋３を鋼管柱１の表面に平行に配筋することもできる。更にそれに加えて挿通孔２ａを板厚方向にも形成しておけば、貫通鉄筋３を鋼管柱１の表面に平行な方向と対角線方向に配筋することができるため、コンクリートのひび割れに対して有効になる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（ａ）は孔あきジベルを鋼管柱の隅角部に２方向に向けて接合し、貫通鉄筋を一列に配筋した場合の接合部の配筋状態を示した平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は孔あきジベルを鋼管柱の隅角部に２方向に向けて接合し、貫通鉄筋を複数列に配筋した場合の接合部の配筋状態を示した平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（ａ）は４枚の孔あきジベルを組み合わせて鋼管柱を包囲させた場合の接合部の配筋状態を示した平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】図３に示す孔あきジベルの組み合わせ例を示した斜視図である。
【図５】（ａ）は２枚の孔あきジベル２を組み合わせて鋼管柱に接合し、貫通鉄筋をスラブ筋に交差させて配筋した場合の接合部の配筋状態を示した平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１………鋼管柱
２………孔あきジベル
２ａ……挿通孔
２ｂ……切欠き
２１……支持部
２２……固定部
３………貫通鉄筋
４………フラットスラブ
５………スラブ筋
５１……上端主筋
５２……下端主筋
６………楔
【図１】
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【図２】
2008088639.tif 000004
【図３】
2008088639.tif 000005
【図４】
2008088639.tif 000006
【図５】
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