(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の水結合材比及び強度を有する高強度コンクリートからなり、梁の断面中央部に配置される梁中央部と、
前記高強度コンクリートに比べて水結合材比が高く強度が低いコンクリートからなり、前記梁中央部の全周面を覆うように梁の断面外周部に配置される梁外周部とを有し、
梁主筋及び肋筋が前記梁外周部のみに配置されており、
少なくとも一部の断面において、前記梁中央部の下面が、中央側から外側に向かうほど上方に向けて傾斜又は湾曲していることを特徴とする複合梁。
【請求項２】
前記梁中央部の側面が、断面において曲線からなる凹凸形状を呈していることを特徴とする請求項１に記載の複合梁。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の複合梁を構築するためのＰＣａ複合梁部材であり、
前記梁中央部が前記高強度コンクリートからなるＰＣａコンクリートにより形成され、
前記梁外周部の少なくとも下部が前記コンクリートからなるＰＣａコンクリートにより形成され、
軸方向の両端において前記梁中央部が前記梁外周部から突出していることを特徴とするＰＣａ複合梁部材。
【請求項４】
互いに剛結合する柱及び梁を有し、部材断面における中央部に配置される柱中央部及び梁中央部が所定の水結合材比及び強度を有する高強度コンクリートからなり、前記柱中央部及び前記梁中央部のそれぞれの全周面を覆うように部材断面における外周部に配置される柱外周部及び梁外周部が前記高強度コンクリートに比べて水結合材比が高く強度が低いコンクリートからなる複合ラーメン構造であって、
少なくとも前記柱中央部が前記高強度コンクリートからなるＰＣａコンクリートにより形成される複数のＰＣａ柱部材と、
一対の前記柱に架け渡され、前記梁中央部が前記高強度コンクリートからなるＰＣａコンクリートにより形成され且つ前記梁外周部の少なくとも下部が前記コンクリートからなるＰＣａコンクリートにより形成されるＰＣａ複合梁部材とを有し、
前記ＰＣａ複合梁部材は、軸方向の両端において前記梁中央部が前記梁外周部から突出するように形成され、前記梁中央部の突出部が前記柱の内部に位置して前記柱中央部と接続するように配置されることを特徴とする複合ラーメン構造。
【請求項５】
前記ＰＣａ複合梁部材の前記梁中央部と前記ＰＣａ柱部材の前記柱中央部とがコッター式継手により接続されていることを特徴とする請求項４に記載の複合ラーメン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面における部材中央部が高強度コンクリートからなり、部材外周部が比較的低強度のコンクリートからなる異種強度コンクリートによる複合梁及びこれを構築するためのＰＣａ複合梁部材並びに異種強度コンクリートによる複合ラーメン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンクリートの高強度化に関する研究開発が盛んに行われており、高性能ＡＥ減水剤による水セメント比の低減や各種混和材の配合による水結合材比の低減によってコンクリート強度が飛躍的に高くなっている。高強度コンクリートの強度（設計基準強度）は、セメントや混和材の種類にもよるが、一般に、水結合材比が小さくなるほど高くなる。このようなコンクリートの高強度化は、建物の超高層化や柱断面の縮小化を可能にし、現在では高層建物において広く使用されるまでに至っている。
【０００３】
高強度コンクリートを柱に用いた例として、超高強度コンクリートを用いたプレキャスト（以下、ＰＣａと記す）コンクリート部材により柱の外郭部を形成し、外殻部の内部を中空に又は強度の低いコンクリートで充填したものが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
高強度コンクリートは用いていないが、梁の一部にＰＣａコンクリート部材を用いた例として、梁断面を縦方向の分割線で３分割したうちの両側部を、２枚のＰＣａ板を対向配置してかつ肋筋で一体化して構成し、当該２枚のＰＣａコンクリート板を梁の構築位置に配置したうえで、梁端部では２枚のＰＣａコンクリート板の間に現場打ちコンクリートを充填し、軸方向中間部では２枚のＰＣａコンクリート板の間を空洞部にした合成地中梁が公知になっている（特許文献３参照）。
【０００５】
ＰＣａコンクリート部材を用いた梁の他の例として、断面の外周部に配置された複数の梁主筋と、複数の梁主筋を囲むせん断補強筋と、上下方向の貫通空間が形成されるように梁の両側下部に対向配置され、主筋及びせん断補強筋の一部が内部に配置された一対のＰＣａコンクリート板とを備えるハーフプレキャスト梁も公知である（特許文献４参照）。
【０００６】
特許文献３や特許文献４に記載の梁では、現場打ちコンクリートを打設する際に、ＰＣａコンクリート板を型枠として利用することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２３３５４８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３２２３６号公報
【特許文献３】特開２００３−４９４３５号公報
【特許文献４】特開２０１２−２４１３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的にＲＣ梁は均一な強度のコンクリートによって構築されることが多い。ここで、断面を縮小化するため或いはせん断耐力や曲げ耐力を向上させるために、梁に高強度コンクリートを用いることを考えた場合、特許文献３や特許文献４の梁の構成を利用して、ＰＣａコンクリート板を高強度コンクリートにより形成することが考えられる。しかしながら、高強度コンクリートは組織が緻密になるために火災時に表面部分が爆裂を起こし易いことが指摘されている。そのため、梁の両側部に高強度コンクリートを用いる場合には、火災時の熱応力を緩和するべく躯体の表面を耐火被覆する、或いは火災時の水蒸気圧を緩和すべくコンクリート中に合成繊維を混入するなどといった対策が必要になる。また、高強度コンクリートは、強度が高くなるにつれて弾性ひずみやクリープひずみ、乾燥収縮ひずみが小さくなる一方、自己収縮ひずみが大きくなる傾向がある。そのため、梁の両側部に高強度コンクリートを用いる場合には、両側部に配置された梁主筋によって高強度コンクリートの自己収縮が拘束され、ひび割れが発生し易くなる。
【０００９】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、耐火性能を確保すると共にひび割れの発生を効果的に防止できるうえ、断面積を小さくでき、或いは耐力を向上できる複合梁及び複合梁に用いるＰＣａ複合梁部材並びに複合ラーメン構造を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、所定の水結合材比及び強度を有する高強度コンクリートからなり、断面中央部に配置される梁中央部（２１）と、前記高強度コンクリートに比べて水結合材比が高く強度が低いコンクリートからなり、前記梁中央部の全周面を覆うように断面外周部に配置される梁外周部（２２）とを有し、梁主筋（２６）及び肋筋（２７）が前記梁外周部のみに配置されていることを特徴とする複合梁（２）を提供する。ここで、高強度コンクリートとは、水結合材比が比較的低いことによって高強度を実現するコンクリートのことであり、結合材以外の物質を混入することによって高強度を実現するコンクリートは含まない。
【００１１】
この構成によれば、高強度コンクリートからなる梁中央部が梁外周部によって覆われるため、梁の耐火性能を確保することができる。また、梁中央部は梁主筋に拘束されることがないため、高強度コンクリートを自由に自己収縮させることができ、自己収縮に起因するひび割れが梁中央部に発生することを防止できる。更に、高強度コンクリートが用いられることにより、梁の断面積を小さくし、或いは梁の耐力を向上させることができる。特に、梁中央部に高強度コンクリートが用いられることにより、梁のせん断耐力を効果的に向上させることができる。
【００１２】
また、本発明は、上記の構成において、少なくとも一部の断面において、前記梁中央部の下面が、中央側から外側に向かうほど上方に進むように傾斜又は湾曲している構成とすることができる。
【００１３】
この構成によれば、梁外周部のコンクリート打設時に梁中央部の下面にエアが溜まることを抑制できる。
【００１４】
また、本発明は、上記の構成において、前記梁中央部の側面が、断面において曲線からなる凹凸形状を呈している構成とすることができる。
【００１５】
この構成によれば、梁外周部のコンクリート打設時に梁中央部の側面にエアが溜まることを抑制しつつ、主筋及び肋筋が配置された梁外周部と梁中央部との結合力を高め、せん断耐力を確実に向上させることができる。
【００１６】
また、上記課題を解決するために本発明は、上記の構成を有する複合梁を構築するためのＰＣａ複合梁部材（２０）として、前記梁中央部と前記梁外周部の少なくとも下部とがＰＣａコンクリートにより形成され、軸方向の両端において前記梁中央部が前記梁外周部から突出していることを特徴とするＰＣａ複合梁部材を提供する。
【００１７】
この構成によれば、梁外周部のＰＣａコンクリートを構築する際に、梁中央部の梁外周部から突出する部分を支持した状態で、型枠や鉄筋の組立及びコンクリートの打設を行うことができる。そのため、ＰＣａ複合梁部材の製造を容易にできる。また、梁中央部の突出部分のみが柱の内部に位置するようにＰＣａ複合梁部材を配置することができる。これにより、ＰＣａ複合梁部材を貫通する柱主筋の本数を低減しつつ、高強度コンクリートからなる梁中央部を柱の内部に進入させることができる。
【００１８】
また、上記課題を解決するために本発明は、互いに剛結合する柱（１）及び梁（２）を有し、部材断面における中央部に配置される柱中央部（１１）及び梁中央部（２１）が所定の水結合材比及び強度を有する高強度コンクリートからなり、前記柱中央部及び前記梁中央部のそれぞれの全周面を覆うように部材断面における外周部に配置される柱外周部（１２）及び梁外周部（２２）が前記高強度コンクリートに比べて水結合材比が高く強度が低いコンクリートからなる複合ラーメン構造（１００）であって、少なくとも前記柱中央部がＰＣａコンクリートからなる複数のＰＣａ柱部材（１０）と、一対の前記柱（１、１）間に架け渡され、前記梁中央部と前記梁外周部の少なくとも下部とがＰＣａコンクリートからなるＰＣａ複合梁部材（２０）とを有し、前記ＰＣａ複合梁部材は、軸方向の両端において前記梁中央部が前記梁外周部から突出するように形成され、前記梁中央部の突出部（２３）が前記柱の内部に位置して前記柱中央部と接続するように配置される構成とする。
【００１９】
この構成によれば、梁外周部のＰＣａコンクリートを構築する際に、梁中央部の両端部（突出する部分）を支持した状態で、型枠や鉄筋の組立及びコンクリートの打設を行うことができる。そのため、ＰＣａ複合梁部材の製造を容易にできる。また、柱中央部及び梁中央部がそれぞれＰＣａ柱部材及びＰＣａ複合梁部材により構成されるため、高強度コンクリートの品質管理を容易にすることができる。更に、ＰＣａ複合梁部材の梁中央部の突出部分のみが柱の内部に位置するため、ＰＣａ複合梁部材の梁中央部をＰＣａ柱部材の柱中央部と接続しつつ、ＰＣａ複合梁部材を貫通する柱主筋の本数を低減することができる。
【００２０】
また、本発明は、上記の構成において、前記ＰＣａ複合梁部材の前記梁中央部と前記ＰＣａ柱部材の前記柱中央部とがコッター式継手（３）により接続されている構成とすることができる。
【００２１】
この構成によれば、梁から柱に伝達する荷重を、ＰＣａ複合梁部材の部材中央部からＰＣａ柱部材の部材中央部に確実に伝達させることができ、高硬度コンクリートの高い圧縮強度を有効に利用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
このように本発明によれば、梁の断面積を小さくできる或いは梁の強度を向上できるうえ、耐火性能を確保すると共にひび割れの発生を効果的に防止できる複合梁及びこれを構築するためのＰＣａ複合梁部材並びに複合ラーメン構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る複合ラーメン構造の側面図
【図２】図１に示すＰＣａ複合柱部材の斜視図
【図３】図１中のIII−III線に沿って示すＰＣａ複合柱部材の断面図
【図４】図１に示すＰＣａ複合梁部材の斜視図
【図５】図４に示すＰＣａ複合梁部材の側面図
【図６】図４に示す梁中央部の要部側面図
【図７】図５中のVII−VII線に沿って示すＰＣａ複合梁部材の断面図
【図８】図５中のVIII−VIII線に沿って示すＰＣａ複合梁部材の断面図
【図９】変形例に係るＰＣａ複合梁部材の断面図
【図１０】変形例に係るＰＣａ複合梁部材の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１に示すように、複合ラーメン構造１００は、複数の複合柱１と、互いに隣接する一対の複合柱１、１に架け渡され、両端が複合柱１に剛結合される複数の複合梁２を有している。複合ラーメン構造１００は、平面上で直交する２方向に沿って複合柱１が配置され、それぞれの方向に沿って延在する複合梁２によって互いに隣接する一対の複合柱１、１が連結される。図１ではそのうちの１方向のみを示している。
【００２６】
複合ラーメン構造１００は、複合柱１及び複合梁２の断面中央部が、水結合材比が比較的低く強度が比較的高い高強度コンクリートからなり、複合柱１及び複合梁２の断面外周部が断面中央部に比べて水結合材比が高く強度が比較的低いコンクリート（以下、普通コンクリートと称する）からなる複合コンクリート構造体である。ここで、高強度コンクリートとは、普通コンクリートに比べて水結合材比が低く強度が高いコンクリートを意味しており、水結合材比の上限値や強度の下限値を定めるものではない。
【００２７】
本実施形態では、複合柱１は１階層の階高に応じた長さを有するＰＣａ複合柱部材１０を順次積み上げて構築され、複合梁２は軸方向の複合柱１のスパンに応じた長さを有するＰＣａ複合梁部材２０を複合柱１（ＰＣａ複合柱部材１０の上端）に剛結合して構築される。他の実施形態では、ＰＣａ複合柱部材１０が１階層の階高よりも短い或いは長い長さとされてもよい。また、複合柱１や複合梁２の一部（例えば、後述する柱外周部１２）が現場打ちコンクリートによって構築されてもよい。なお、後述する柱中央部１１及び梁中央部２１は高強度コンクリートにより形成されるため、工場においてプレキャスト形成されることが好ましい。
【００２８】
図２及び図３に示すように、ＰＣａ複合柱部材１０は、断面中央部に配置される方形断面の柱中央部１１と、柱中央部１１の側面の全面を覆うように断面外周部に配置される外縁が方形の柱外周部１２とを有する。柱中央部１１は、高強度コンクリートからなる実質的に無筋のコンクリート造である。一方、柱外周部１２は、柱中央部１１に比べて水結合材比が高く強度が低い普通コンクリートからなる鉄筋コンクリート造である。
【００２９】
柱中央部１１を形成する高強度コンクリートと柱外周部１２を形成する普通コンクリートとは、どちらが先に打設されていてもよいが、高強度コンクリートが自由に自己収縮することによるひび割れの発生を防止するためには、高強度コンクリートを用いて柱中央部１１を先に構築し（プレキャスト形成を含む）、後から普通コンクリートを用いて柱外周部１２を構築することが好ましい。柱中央部１１と柱外周部１２とは、後に打設される側のコンクリートの付着によって一体となっている。
【００３０】
柱外周部１２の上部には、後述する梁中央部２１を配置するための切欠き１３（仕口穴）が、ＰＣａ複合梁部材２０の接続する側面（図示例では４つの側面）のそれぞれに形成されている。切欠き１３は、ＰＣａ複合柱部材１０の側面及び上面に開口しており、柱外周部１２の厚さの全体にわたって形成されている。従って、切欠き１３が形成された部分では、柱中央部１１の側面が露出している。切欠き１３はＰＣａ複合柱部材１０の側面のみに開口する形態であってもよい。柱中央部１１のこの露出した部分にはコッター式継手３を構成する凹部１４又は凸部１５が形成されている。
【００３１】
また、複合柱１と複合梁２とを接続する仕口部となるＰＣａ複合柱部材１０の上端部には、梁主筋２６（図９参照）を挿通させるための貫通孔１ａが形成されている。
【００３２】
柱外周部１２の内部には、複合柱１の外周縁近傍に配置され、軸方向に延在する複数（ここでは２０本）の柱主筋１６と、複数の柱主筋１６を囲繞するように軸方向に所定間隔をおいて配置された方形の複数の帯鉄筋１７（せん断補強筋）とが埋め込まれている。柱主筋１６及び帯鉄筋１７は柱外周部１２のみに配置されている。
【００３３】
柱主筋１６の上端又は下端（図示例では上端）にはスリーブ継手１８が設けられており、柱主筋１６の下端又は上端（図示例では下端）は、下方又は上方（図示例では下方）に配置されるＰＣａ複合柱部材１０のスリーブ継手１８と接続される。
【００３４】
このように、複合柱１は、断面の一部に高強度コンクリートが用いられていることにより、高強度コンクリートが用いられていない形態（柱外周部１２を形成する普通コンクリートにより全断面が形成されている形態）に比べ、圧縮強度を大きくでき、同一圧縮強度を得るために必要な柱断面積を小さくすることができる。また、高強度コンクリートからなる柱中央部１１が柱外周部１２により被覆されているため、複合柱１の表面部分は火災時に爆裂を起こし難くなっており、複合柱１の耐火性能が確保されている。
【００３５】
なお、柱中央部１１は、完全な無筋コンクリートである必要はなく、ここで言う無筋コンクリートとは、高強度コンクリートの軸方向の自己収縮を拘束する柱主筋１６やＰＣ鋼材を含まないことを意味する。従って、柱中央部１１は、断面方向に延在する中間帯鉄筋が埋め込まれた構成や、軸方向に延在する鉄筋であっても段取り筋のように構造計算で考慮されない鉄筋が埋め込まれた構成であってもよい。
【００３６】
図４及び図５に示すように、ＰＣａ複合梁部材２０は、断面中央部に配置される梁中央部２１と、梁中央部２１の周面を覆うように断面外周部に配置される外縁が方形の梁外周部２２とを有する。梁中央部２１は、高強度コンクリートからなる実質的に無筋のコンクリート造であり、一対の複合柱１、１間の距離よりも大きな長さとされている。一方、梁外周部２２は、梁中央部２１に比べて水結合材比が高く強度が低い普通コンクリートからなる鉄筋コンクリート造であり、一対の複合柱１、１間の距離と概ね等しい長さとされている。つまり、梁外周部２２は、梁中央部２１の一対の複合柱１、１間の配置される部分の周面の全面を覆っている。梁中央部２１の軸方向の両端は、梁外周部２２から突出する突出部２３（ほぞ）となっている。突出部２３は、図２に示すように柱外周部１２の切欠き１３に挿入される。切欠き１３に突出部２３が配置された後、切欠き１３の上部にはコンクリート又はモルタルが充填される。
【００３７】
梁中央部２１の端面のそれぞれには、柱中央部１１の凹部１４又は凸部１５と係合してコッター式継手３を構成する凸部２４又は凹部２５が形成されている。つまり、図２中に想像線で示すＰＣａ複合梁部材２０の梁中央部２１がコッター式継手３により柱中央部１１と一体結合される。ＰＣａ複合梁部材２０とＰＣａ複合柱部材１０との間には図示しない目地が設けられ、この目地には例えば無収縮モルタル等のグラウトが充填される。
【００３８】
なお、本実施形態のＰＣａ複合梁部材２０では、梁外周部２２の全体が予めＰＣａコンクリートによって形成されているが、上部が床スラブに埋まる場合（即ち、複合梁２の側面に床スラブが結合する場合）には、梁外周部２２の上部のコンクリートが未打設の状態とされてもよい。即ち、梁中央部２１及び梁外周部２２の少なくとも下部をＰＣａコンクリートにより形成してＰＣａ複合梁部材２０とし、ＰＣａ複合梁部材２０を現場に配置した後に、現場打ちコンクリートによって床スラブと同時に梁外周部２２の上部を構築してもよい。
【００３９】
図７に併せて示すように、梁外周部２２の内部には、複合梁２の外周縁近傍に配置され、軸方向に延在する複数（ここでは８本）の梁主筋２６と、複数の梁主筋２６を囲繞するように軸方向に所定間隔をおいて配置された方形の複数の肋筋２７（せん断補強筋）とが埋め込まれている。梁主筋２６及び肋筋２７は梁外周部２２のみに配置されている。
【００４０】
但し、柱中央部１１と同様に梁中央部２１も完全な無筋コンクリートである必要はなく、高強度コンクリートの軸方向の自己収縮を拘束する梁主筋２６やＰＣ鋼材を含んでいなければよい。梁中央部２１は、断面方向に延在する幅止め筋や振れ止め筋、斜めに貫通する折り曲げ筋等が埋め込まれた構成や、軸方向に延在する構造計算で考慮されない鉄筋が埋め込まれた構成であってもよい。
【００４１】
梁主筋２６の一端（図示例では左端）にはスリーブ継手２８が設けられており、梁主筋２６の他端（図示例では右端）は、梁外周部２２の端面から突出しており、この突出した部分がＰＣａ複合柱部材１０の貫通孔１ａに挿入され、更にＰＣａ複合柱部材１０を挟んだ位置に配置されるＰＣａ複合梁部材２０のスリーブ継手２８と接続される。或いは、梁主筋２６の他端にもスリーブ継手２８が設けられ、ＰＣａ複合柱部材１０の貫通孔１ａに図示しない差込梁主筋を挿通し、ＰＣａ複合柱部材１０の両側方に配置されたＰＣａ複合梁部材２０の梁主筋２６がスリーブ継手２８と差込梁主筋とを介して接続されてもよい。
【００４２】
図６及び図７に示すように、梁中央部２１の側面のそれぞれには、鉛直方向に対して左右にそれぞれ所定角度傾斜した凹条３１が比較的小さな間隔を空けて形成されている。本実施形態では、凹条３１は左右共に鉛直方向に対して４５度傾斜している。左右に傾斜する２本ずつの合計４本の凹条３１によって囲まれる部分が正方形の突起３２となっており、梁中央部２１の側面に突起３２が形成されていると言うこともできる。これにより、梁中央部２１の側面は、断面において曲線からなる凹凸形状とされている。或いは、梁中央部２１の側面のそれぞれに凹条３１の代わりに凸条が形成され、左右に傾斜する２本ずつの合計４本の凸条によって囲まれる部分が正方形の凹陥部となっていてもよい。
【００４３】
図８に併せて示すように、ＰＣａ複合梁部材２０の軸方向の少なくとも一部の断面において、梁中央部２１の下面は、中央側から外側に向かうほど上方に進むように湾曲する形状とされている。以下、梁中央部２１の下面がこのような形状とされた部分をエア抜き部３３と称する。エア抜き部３３は、梁外周部２２により覆われる部分の少なくとも一部に形成されていればよいが、本実施形態では、軸方向に間隔を空けて複数のエア抜き部３３が形成され、エア抜き部３３の軸方向長さと間隔とが概ね同一寸法とされている。
【００４４】
ＰＣａ複合梁部材２０を構築する際には、高強度コンクリートが自由に自己収縮することでひび割れが発生しないようにするために、高強度コンクリートを用いて梁中央部２１を先に構築し、後から（現場打ちの場合を含む）普通コンクリートを用いて梁外周部２２を構築するとよい。
【００４５】
以上、説明したように、複合梁２が高強度コンクリートからなる梁中央部２１と普通コンクリートからなる梁外周部２２とを有するため、複合梁２の耐火性能が確保される。また、梁主筋２６及び肋筋２７が梁外周部２２のみに配置されていることにより、梁中央部２１の高強度コンクリートが梁主筋２６に拘束されることなく自由に自己収縮できるため、自己収縮に起因するひび割れが梁中央部２１に発生することが抑制される。
【００４６】
更に、複合梁２の一部に高強度コンクリートが用いられていることにより、複合梁２の断面積を小さくすること或いはせん断耐力を向上させることができる。即ち、複合梁２のせん断力は、図５に矢印で示すように梁主筋２６及び肋筋２７に引張力が加わり、これに釣り合う圧縮力をコンクリートが受け持つことで発揮される。従って、梁主筋２６及び肋筋２７の引張耐力が大きいとしてもコンクリートの圧縮耐力が小さい場合には、複合梁２のせん断力は大きくならない。本実施形態では、複合梁２の一部が高強度コンクリートからなるため、せん断力に対抗する圧縮力が大きくなり、複合梁２のせん断耐力が向上する。特に、梁主筋２６及び肋筋２７は梁外周部２２に配置されているが、せん断力に対抗する圧縮力は複合梁２の全体に加わるため、断面中央部に高強度コンクリートが用いられることによってせん断耐力が効果的に高くなる。
【００４７】
ＰＣａ複合梁部材２０を構築する際には、上記のように先に梁中央部２１を構築し、後から梁外周部２２を構築するとよい。ところが、梁外周部２２は梁中央部２１の下面をも覆う必要があり、更に梁外周部２２の下部には複数の梁主筋２６が配置される。そのため、梁外周部２２を構築するための普通コンクリートを打設する際に梁中央部２１の下面にエアが溜まり易い。本実施形態では、少なくとも一部の断面にエア抜き部３３が形成されていることにより、梁外周部２２のコンクリートを打設する際にエアが梁中央部２１の下方から側方に抜け易くなっており、梁中央部２１の下面にエアが溜まることが抑制される。即ち、梁外周部２２の下部にコンクリートを行き渡らせ、密実なコンクリートを構築できる。
【００４８】
また、本実施形態では、断面において梁中央部２１の側面が曲線からなる凹凸形状を呈しているため、梁中央部２１の下方から抜けてくるエアを側面の突起３２に留めることなくコンクリート外部に排出できると共に、梁中央部２１と梁外周部２２の結合力を高くして複合梁２のせん断耐力を向上させることができる。
【００４９】
本実施形態では、複合梁２を構築するために、梁中央部２１及び梁外周部２２の少なくとも下部がＰＣａコンクリートにより形成され、軸方向の両端において梁中央部２１が梁外周部２２から突出するＰＣａ複合梁部材２０を用いている。そのため、梁外周部２２のＰＣａコンクリートを構築する際に、梁中央部２１の梁外周部２２から突出する部分を支持した状態で、型枠や鉄筋の組立及びコンクリートの打設を行うことができ、ＰＣａ複合梁部材２０の製造が容易になる。また、梁中央部２１の突出部２３のみが複合柱１の内部に位置するようにＰＣａ複合梁部材２０を配置することができるため、ＰＣａ複合梁部材２０を貫通する柱主筋１６の本数を低減しつつ、高強度コンクリートからなる梁中央部２１を複合柱１の内部に進入させることができる。
【００５０】
更に本実施形態では、複合ラーメン構造１００が、少なくとも柱中央部１１がＰＣａコンクリートからなる複数のＰＣａ複合柱部材１０と、一対の複合柱１、１間に架け渡され、梁中央部２１及び梁外周部２２の少なくとも下部がＰＣａコンクリートからなるＰＣａ複合梁部材２０とを有する。そのため、複合梁２の梁外周部２２のＰＣａコンクリートを構築する際に、複合梁２の梁中央部２１の梁外周部２２から突出する部分を支持した状態で、型枠や鉄筋の組立及びコンクリートの打設を行うことができ、ＰＣａ複合梁部材２０の製造を容易にできる。また、高強度コンクリートは供給地や供給時間などに制限があるため、多層建物の立地や工程によってはその使用自体が困難な場合もあるが、複合柱１の柱中央部１１及び複合梁２の梁中央部２１がそれぞれＰＣａ複合柱部材１０及びＰＣａ複合梁部材２０により構成されるため、このような問題を解消でき、高強度コンクリートの品質管理を容易にできる。
【００５１】
また、梁中央部２１の軸方向の両端に形成された突出部２３がＰＣａ複合柱部材１０の切欠き１３に配置されて柱中央部１１と接続するようにＰＣａ複合梁部材２０が配置される。これにより、ＰＣａ複合梁部材２０の梁中央部２１をＰＣａ複合柱部材１０の柱中央部１１と接続しつつ、ＰＣａ複合梁部材２０を貫通させる柱主筋１６の本数を低減することができる。
【００５２】
加えて、ＰＣａ複合梁部材２０の梁中央部２１とＰＣａ複合柱部材１０の柱中央部１１とがコッター式継手３により接続されるため、複合梁２から複合柱１に伝達する荷重を梁中央部２１から柱中央部１１に確実に伝達させることができ、高硬度コンクリートの高い圧縮強度を有効に利用することができる。
【００５３】
以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、各要素の具体的形状や、配置、数量、角度、及び施工手順序などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５４】
例えば、図９（Ａ）に示すように、下面にエア抜き部３３が形成されない場合の梁中央部２１や、梁中央部２１のエア抜き部３３が形成されない部分の断面形状を梁外周部２２の輪郭と概ね相似形の矩形としてもよい。また、梁中央部２１の全断面又はエア抜き部３３が形成された部分の断面を図９（Ｂ）〜（Ｈ）のような形状としてもよい。なお、（Ｂ）では、梁中央部２１の下面が外側に向かうほど上方に進むように湾曲した湾曲面となっており、（Ｃ）では、梁中央部２１の下面が外側に向けて上方に進むように傾斜した傾斜面となっている。一方、（Ｄ）〜（Ｈ）では、梁中央部２１の下面が外側に向かうほど上方に進むように湾曲又は傾斜していることに加え、梁中央部２１の上面が外側に向かうほど下方に進むように湾曲又は傾斜している。
【００５５】
或いは、図１０（Ａ）に示すように、梁中央部２１が断面において左右方向に複数に分割されていてもよい。この場合にエア抜き部３３を形成する時には、それぞれの梁中央部２１の下面を、ＰＣａ複合梁部材２０の外側に向かうほど上方に進むように湾曲又は傾斜させればよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、梁中央部２１の側面に鉛直方向に対して左右にそれぞれ傾斜した凹条３１を形成しているが、梁中央部２１の側面は断面において曲線からなる凹凸形状を呈してさえいれば、上記と同様の作用効果を得ることができ、上記構成に限定されるものではない。
【００５７】
また、上記実施形態に示した本発明に係る複合柱１構造の各要素や複合柱１の構築手順の各要素は、必ずしも全てが必須ではなく、適宜取捨選択可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１      複合柱
２      複合梁
３      コッター式継手
１０    ＰＣａ複合柱部材
１１    柱中央部
１２    柱外周部
２０    ＰＣａ複合梁部材
２１    梁中央部
２２    梁外周部
２３    突出部
２６    梁主筋
２７    肋筋
１００  複合ラーメン構造
【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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