(57)【要約】【課題】本発明は、柱主筋や柱フープ筋等の鉄筋材の干渉を防止して施工を容易にすることができるとともに、高軸力に対応するとともに曲げや剪断力に抵抗する仕口部を形成することで、耐力と変形性とに優れた構造物を提供することを目的としている。【解決手段】間隔をあけて立設された鉄筋コンクリート造の複数の柱２と、隣り合う柱２の間に上下に間隔をあけて架設された複数の梁３とが備えられている構造物１において、柱２と梁３とが接合される仕口部７の外周には、柱２と同軸上に延在する中空の鋼管が巻かれ、鋼管内には鉛直方向に延在する複数の柱主筋が挿通されているとともに充填コンクリートが打設されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をあけて立設された鉄筋コンクリート造の複数の柱と、隣り合う該柱の間に上下に間隔をあけて架設された複数の梁とが備えられている構造物において、
前記柱と前記梁とが接合される仕口部の外周には、前記柱と同軸上に延在する中空の鋼管が巻かれ、該鋼管内には鉛直方向に延在する複数の柱主筋が挿通されているとともに充填コンクリートが打設されていることを特徴とする構造物。
【請求項２】
請求項１記載の構造物において、
前記柱は、複数のプレキャストコンクリート柱部材が該柱の軸方向に連続的に接合されて形成され、連続する複数の該プレキャストコンクリート柱部材は、上下で対向する前記梁の間隔である階高の中央で接合されることを特徴とする構造物。
【請求項３】
請求項１または２記載の構造物において、
前記鋼管は前記仕口部から該仕口部の上方または下方のうち少なくとも一方にかけて形成されていることを特徴とする構造物。
【請求項４】
請求項３記載の構造物において、
隣り合う前記柱と上下で対向する前記梁とによって形成された架構フレーム内には、斜めに延在するブレースが配置され、前記仕口部の上方或いは下方のうち少なくとも一方の前記鋼管には、前記梁の上方或いは下方のうち少なくとも一方に配置されて前記ブレースの端部が接合されるガセットプレートが接合されていることを特徴とする構造物。
【請求項５】
請求項３または４記載の構造物において、
前記仕口部の上方或いは下方のうち少なくとも一方の前記鋼管内には、鉛直方向に延在する補強リブプレートが接合されていることを特徴とする構造物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか記載の構造物において、
前記ガセットプレートは、前記梁の上方或いは下方のうち少なくとも一方から該梁内に形成され、該梁には該梁の軸方向に延在する梁鉄骨材が備えられ、該梁鉄骨材の端部は前記梁内の前記ガセットプレートに接合されることを特徴とする構造物。
【請求項７】
請求項６記載の構造物において、
前記鋼管内には水平に延在する第１のずれ止め部材が設けられ、該第１のずれ止め部材は、該鋼管の内側面、前記補強リブプレート、または前記鋼管内の前記ガセットプレートのうち少なくとも一方に接合されていることを特徴とする構造物。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか記載の構造物において、
前記梁には前記鋼管に当接する梁コンクリートが備えられ、該梁コンクリートが当接する該鋼管の外側面には、該外側面に沿って水平に延在する第２のずれ止め部材が接合されていることを特徴とする構造物。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の構造物において、
前記仕口部内には前記梁の軸方向に延在する筒状の鞘管が配置され、該鞘管内には該仕口部を貫通する前記梁の梁主筋の端部が挿通され、該梁主筋の端部には前記鋼管を両側から挟み込む複数のナットが螺合されていることを特徴とする構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱と梁とが備えられている構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、制震ダンパー等のブレースを鉄筋コンクリート造構造物の柱と梁とで形成された架構内に組み入れることで、鉄筋コンクリート造構造物の地震時応答変位を低減し、変形性能の劣る鉄筋コンクリート造構造物の損傷を軽減させる構造物が提案されている。一般的に、ブレースは鋼構造の架構内に組み入れ、鋼製接合部（ガセットプレート）に接合されている。したがって、従来、鉄筋コンクリート構造の架構内にブレースを組み入れる場合には、ブレースを組み入れる架構を形成する梁或いはブレースを組み入れる架構を鉄骨構造や鉄骨鉄筋コンクリート構造にする方法、或いは柱側面に添柱を接合してこの添柱に鋼製接合部（ガセットプレート）を接合する方法が提案されている。
【０００３】
前者の従来の方法は、ブレースが組み入れられる架構を形成する柱や梁に鉄骨材を設け、この鉄骨材にブレースが接合されるガセットプレートを溶接する方法である。この方法によれば、鉄骨材によって鋼構造の架構或いは梁が形成され、架構の上辺を形成する梁鉄骨の中央下部にガセットプレートが垂設されるとともに、架構の下両隅部にガセットプレートがそれぞれ設けられる。これによって、架構内に斜めに延在するブレースを組み入れることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
後者の従来の方法は、鉄筋コンクリート造の柱の側面に添柱がスタッドなどで接合され、この添柱にガセットプレートが接合されるとともに梁から突設するガセットプレートが梁中央に埋め込まれている方法である。この方法によれば、柱および梁が鉄筋コンクリート構造となり、施工コストを低減することができるとともに、高軸力に対応することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２１３２０１号公報  （第３−５頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した前者の従来の方法では、柱主筋や柱フープ筋等の鉄筋材が柱と梁との仕口部内で梁の鉄骨材に干渉するため、柱主筋や柱フープ筋の配筋作業が難しくなり手間がかかるという問題が存在する。また、架構を形成する際に鉄骨材を組み入れる作業が必要となり、工期延長の要因となるとともに施工コストが嵩むという問題が存在する。
【０００７】
また、上記した後者の従来の方法では、仕口部が、鉄筋コンクリート構造となり、変形性能に劣り、曲げや剪断力に対してひび割れや破壊が生じ易い（靭性に劣る）という問題が存在する。特に仕口部に引張り軸力が作用する場合には、仕口部の剪断耐力は更に低下するという問題が存在する。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題を考慮したものであり、柱主筋や柱フープ筋等の鉄筋材の干渉を防止して施工を容易にすることができる構造物を提供することを目的としている。また、高軸力に対応するとともに曲げや剪断力に抵抗する仕口部を形成することで、耐力と変形性とに優れた構造物を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、間隔をあけて立設された鉄筋コンクリート造の複数の柱と、隣り合う該柱の間に上下に間隔をあけて架設された複数の梁とが備えられている構造物において、前記柱と前記梁とが接合される仕口部の外周には、前記柱と同軸上に延在する中空の鋼管が巻かれ、該鋼管内には鉛直方向に延在する複数の柱主筋が挿通されているとともに充填コンクリートが打設されていることを特徴としている。
【００１０】
このような特徴により、仕口部は、柱主筋が埋設された充填コンクリートを鋼管で巻いている構成からなり、柱主筋が他の部材に干渉することはない。また、仕口部が鋼管によって補強されているため、仕口部の剪断耐力は大きく増大する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構造物において、前記柱は、複数のプレキャストコンクリート柱部材が該柱の軸方向に連続的に接合されて形成され、連続する複数の該プレキャストコンクリート柱部材は、上下で対向する前記梁の間隔である階高の中央で接合されることを特徴としている。
【００１２】
このような特徴により、仕口部の直上或いは直下に比べて曲げ応力が小さく、プレキャストコンクリート柱部材の接合箇所での曲げ耐力が小さくてもよい階高の中央で、上下のプレキャストコンクリート柱部材は接合される。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構造物において、前記鋼管は前記仕口部から該仕口部の上方または下方のうち少なくとも一方にかけて形成されていることを特徴としている。
【００１４】
このような特徴により、仕口部のみならず仕口部の上方または下方の柱も鋼管で補強される。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の構造物において、隣り合う前記柱と上下で対向する前記梁とによって形成された架構フレーム内には、斜めに延在するブレースが配置され、前記仕口部の上方或いは下方のうち少なくとも一方の前記鋼管には、前記梁の上方或いは下方のうち少なくとも一方に配置されて前記ブレースの端部が接合されるガセットプレートが接合されていることを特徴としている。
【００１６】
このような特徴により、構造物はブレースによって耐震性が向上する。また、ブレースは鋼管に接合されたガセットプレートに接合され、ブレース軸力はガセットプレートから鋼管を介して柱に伝達される。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の構造物において、前記仕口部の上方或いは下方のうち少なくとも一方の前記鋼管内には、鉛直方向に延在する補強リブプレートが接合されていることを特徴としている。
【００１８】
このような特徴により、柱の軸力によって発生する鋼管の外側への膨らみは、補強リブプレートによって抑制される。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか記載の構造物において、前記ガセットプレートは、前記梁の上方或いは下方のうち少なくとも一方から該梁内に形成され、該梁には該梁の軸方向に延在する梁鉄骨材が備えられ、該梁鉄骨材の端部は前記梁内の前記ガセットプレートに接合されることを特徴としている。
【００２０】
このような特徴により、梁鉄骨材は仕口部内に貫入されることなく柱間に架設され、柱主筋と梁鉄骨材とが干渉することはない。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の構造物において、前記鋼管内には水平に延在する第１のずれ止め部材が設けられ、該第１のずれ止め部材は、該鋼管の内側面、前記補強リブプレート、または前記鋼管内の前記ガセットプレートのうち少なくとも一方に接合されていることを特徴としている。
【００２２】
このような特徴により、充填コンクリート内には第１のずれ止め部材が埋設され、鋼管と充填コンクリートとは、ずれることなく一体性が確保される。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれか記載の構造物において、前記梁には前記鋼管に当接する梁コンクリートが備えられ、該梁コンクリートが当接する該鋼管の外側面には、該外側面に沿って水平に延在する第２のずれ止め部材が接合されていることを特徴としている。
【００２４】
このような特徴により、柱と梁との接合面の剪断耐力が確保され、梁端部の剪断力に対抗される。
【００２５】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の構造物において、前記仕口部内には前記梁の軸方向に延在する筒状の鞘管が配置され、該鞘管内には該仕口部を貫通する前記梁の梁主筋の端部が挿通され、該梁主筋の端部には前記鋼管を両側から挟み込む複数のナットが螺合されていることを特徴としている。
【００２６】
このような特徴により、梁主筋は仕口部の充填コンクリート内に埋設された鞘管内にコンクリート硬化後に挿入され、螺合された２つのナットが鋼管にそれぞれ圧接されることで梁主筋は固定される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る構造物の第１、第２の実施の形態について、図面に基いて説明する。
【００２８】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る構造物１の立面図である。
【００２９】
図１に示すように、構造物１には、間隔をあけて立設された複数の柱２と、隣り合う柱２の間に架設された複数の梁３と、隣り合う柱２と上下で対向する梁３とで形成された架構フレーム４内に斜めに配置されたブレース５とがそれぞれ備えられている。柱２は、柱２の軸方向に連続的に接合された複数のプレキャストコンクリート構造からなるＰＣ柱部材６から形成されており、梁３は現場打ちの鉄筋コンクリート構造から形成されている。
【００３０】
連続する複数のＰＣ柱部材６は、上下で対向する梁３の間隔である階高Ｈの中央で接合されており、連続する複数のＰＣ柱部材６中央には、柱２と梁３とが接合される仕口部７がそれぞれ形成されている。一個おきのＰＣ柱部材６の中央にはブレース５の一端が接合される接合部８が形成されており、ＰＣ柱部材６には接合部８が備えられた第１のＰＣ柱部材６ａと接合部８が備えられていない第２のＰＣ柱部材６ｂとの２種類から構成されている。
【００３１】
第２のＰＣ柱部材６ｂは、いずれも図示せぬ四角柱形のプレキャストコンクリートと、第２のＰＣ柱部材６ｂの軸方向に延在する柱主筋および柱主筋を囲うフープ筋から構成される柱鉄筋籠とから形成されている。第２のＰＣ柱部材６ｂの柱主筋の上端には図示せぬスリーブ部材が接合されており、柱主筋の下端は第２のＰＣ柱部材６ｂの端面から突出されている。
【００３２】
図２は接合部８が形成された第１のＰＣ柱部材６ａの断面図である。図１、図２に示すように、第１のＰＣ柱部材６ａは、接合部８と、接合部８の上下方に形成されたＰＣ柱部材端部９とから構成されている。ＰＣ柱部材端部９は、四角柱形に成形されたプレキャストコンクリート１０と、第１のＰＣ柱部材６ａの軸方向に延在する複数の柱主筋１１と、複数の柱主筋１１を囲うフープ筋１２とから構成されている。柱主筋１１およびフープ筋１２は、プレキャストコンクリート１０内にそれぞれ埋設されている。第１のＰＣ柱部材６ａの一端（上端）側の柱主筋１１端部には筒状のスリーブ部材１３が接合されており、第１のＰＣ柱部材６ａの他端（下端）側の柱主筋１１端部はＰＣ柱部材６の端面から突出されている。スリーブ部材１３内には、充填材１４が注入され、上方に位置する第２のＰＣ柱部材６ｂの突出された柱主筋端部が挿嵌されるとともに、第１のＰＣ柱部材６ａと第２のＰＣ柱部材６ｂの主筋が一体化される。
【００３３】
図３は接合部８の内部構造を表す斜視図であり、図４は接合部８の外形を表す斜視図である。図２、図３、図４に示すように、接合部８は、柱２の軸方向に延在する中空四角柱形の鋼管１５と、上方のＰＣ柱部材端部９から下方のＰＣ柱部材端部９にかけて延在され鋼管１５内に挿通された複数の柱主筋１１と、鋼管１５内に打設された充填コンクリート１６と、鋼管１５内から鋼管１５の側方に張り出されているとともに梁３および仕口部７を上下で貫通する第１のガセットプレート１７と、仕口部７の上方および下方の鋼管１５内にそれぞれ配置された補強リブプレート１８と、仕口部７の鋼管１５内に配置された水平方向に延在する第１のずれ止め部材１９と、梁３が接合される鋼管１５の外側面に接合された第２のずれ止め部材２０とから構成されている。
【００３４】
鋼管１５は、２枚のコ形鋼板１５ａを向かい合わせに接合して口形に形成され、２枚のコ形鋼板１５ａの間には第１のガセットプレート１７が挟み込まれている。鋼管１５の側方に張り出された第１のガセットプレート１７の上下隅には、斜めに延在する斜めリブプレート３６が直角に接合されている。補強リブプレート１８は鋼管１５内の第１のガセットプレート１７に直角に接合されており、第１のガセットプレート１７と補強リブプレート１８とは、上視した場合の形状が十字形になるように形成されている。
【００３５】
図５は第１のガセットプレート１７に接合された第１のずれ止め部材１９を表す断面図である。図３、図５に示すように、第１のずれ止め部材１９は棒状の鉄筋材からなり、第１のずれ止め部材１９は上下２本に並べられ、鋼管１５内の第１のガセットプレート１７を挟んで２組設けられている。複数の第１のずれ止め部材１９は、鋼管１５内の第１のガセットプレート１７に沿ってそれぞれ配置され、第１のガセットプレート１７の両面にそれぞれフレア溶接されている。
【００３６】
図２、図４に示すように、梁３が接合される鋼管１５の外側面に接合された第２のずれ止め部材２０は、Ｌ形アングル（山形鋼）からなり、上下２本に並べられ、鋼管１５外の第１のガセットプレート１７を挟んで２組設けられている。第２のずれ止め部材２０の両側部は鋼管１５の外側面に当接されて隅肉溶接されている。また、梁３が接合される鋼管１５の外側面、および鋼管１５内の第１のガセットプレート１７には複数の貫通孔３７がそれぞれ形成されており、この貫通孔３７には梁３の梁主筋３８が挿通されている。
【００３７】
図６は梁３を表す側面図である。図１、図６に示すように、梁３は、隣り合う鋼管１５からそれぞれ水平に突出されて対向する複数の梁主筋３８と、梁主筋３８を囲う複数のスタラップ筋３９と、対向する梁主筋３８を接続する添え筋４０とが現場打ちの梁コンクリート４１内に埋設されている構成からなっている。対向する梁主筋３８は梁３の中央部で接続されており、梁主筋３８と添え筋４０とは重ね合わされている。また、複数のスタラップ筋３９は所定の間隔をあけて配置されている。
【００３８】
図１に示すように、第１のガセットプレート１７の斜め上方、或いは斜め下方に位置する梁３の中央には、下端両隅がカットされブレース５の他端が接合される第２のガセットプレート２１が設けられている。第２のガセットプレート２１は、梁３の上方から下方にかけて梁３を貫通して形成され、梁３の上面および下面からそれぞれ突出されている。梁３の上下面から突出する第２のガセットプレート２１の上下端には、梁３の上下面に接して水平方向に延在する水平スチフナ２２と、２本平行に配置されている鉛直方向に延在する縦リブプレート２３とが付設されている。また、第２のガセットプレート２１の四隅には、第２のガセットプレート２１の下端両隅から第２のガセットプレート２１の中央点に向けて斜めに延在する斜めリブプレート２４が直角に接合されている。
【００３９】
図７はブレース５を表す平面図であり、図８はブレース５の断面図である。図７、図８に示すように、ブレース５は、芯材２５と、芯材２５を囲むように設けられた筒状の補剛体２６とを備えた構成となっている。芯材２５は、低降伏点鋼によって形成されており、その降伏応力度は、通常の本体鉄骨以下のものとなっている。芯材２５は中央部２５ａが両端部２５ｂより幅が狭まった形状のものであり、芯材２５の両端部２５ｂには軸方向に延在するリブプレート２７が直角にそれぞれ溶接されている。
【００４０】
補剛体２６は、二つの溝形鋼２８のフランジ２８ａ同士をカバープレート（鋼板）２９とツヅリボルト３０によってそれぞれ接合し、内部に断面視矩形状の閉鎖空間３１を形成するようにしたものである。これら溝形鋼２８およびツヅリボルト３０は、芯材２５に比較して降伏応力度の大きい鋼材により形成されている。二つの溝形鋼２８の中間部には、軸方向と直交する方向に延在するリブプレート３２が中央およびその両側に間隔をあけてそれぞれ溶接されており、間隔をあけて配置されたリブプレート３２の間には軸方向に延在するリブプレート３３がそれぞれ溶接されている。
【００４１】
閉鎖空間３１には、芯材２５の中央部２５ａが挿通されており、補剛体２６と芯材２５の中央部２５ａとの間には、ゴムパッキン（押圧材）３４が、板状に形成された芯材２５の両面に接するように配置されている。ゴムパッキン３４は、補剛体２６の長さ寸法と略同一の長さ寸法を有するものとされており、芯材２５は、このゴムパッキン３４を介して補剛体２６側から均等に押圧されている。
【００４２】
図１、図７に示すように、芯材２５の両端部２５ｂは、スプライスプレート３５を介して第１のガセットプレート１７または第２のガセットプレート２１にそれぞれ高力ボルトにより２面摩擦接合されており、芯材２５の両端部２５ｂに設けられたリブプレート２７は、第１のガセットプレート１７に設けられた斜め方向に延在する斜めリブプレート３６、または第２のガセットプレート２１に設けられた斜め方向に延在する斜めリブプレート２４にスプライスプレート３５を介してそれぞれ高力ボルトにより２面摩擦接合されている。
【００４３】
次に、上記した構成からなる構造物１の施工方法について説明する。
【００４４】
予め、図２、図３、図４に示すように、工場等にて、接合部８が備えられた第１のＰＣ柱部材６ａを製作する。矩形板からなる第１のガセットプレート１７の上下隅部の両面に斜めリブプレート３６を直角にそれぞれ接合するとともに、第１のガセットプレート１７の上下端部の両面に補強リブプレート１８を直角にそれぞれ接合する。また、第１のガセットプレート１７の中央部の両面に第１のずれ止め部材１９をそれぞれフレア溶接によって接合するとともに、第１のガセットプレート１７の中央部に梁主筋３８が挿通される貫通孔３７をあける。
【００４５】
次に、２枚のコ形鋼板１５ａを第１のガセットプレート１７を挟んで向かい合わせに設置し、２枚のコ形鋼板１５ａの端部と第１のガセットプレート１７とを接合するとともに、コ形鋼板１５ａの中央部と補強リブプレート１８の端部とを接合し、口形の鋼管１５を形成する。鋼管１５には梁主筋３８が挿通される貫通孔３７をあけるとともに、梁３が接合される鋼管１５の外側面に第２のずれ止め部材２０を接合する。
【００４６】
次に、鋼管１５内に複数の柱主筋１１を挿通させるとともに、複数の貫通孔３７に梁主筋３８をそれぞれ挿通させる。このとき、鋼管１５から突出した各々の柱主筋１１の一端（上端）にスリーブ部材１３を接合するとともに柱主筋１１周りにフープ筋１２を配筋し、鋼管１５から突出した他端（下端）の柱主筋１１周りにフープ筋１２を配筋する。
【００４７】
次に、鋼管１５から突出した柱主筋１１および該柱主筋１１周りに配筋されたフープ筋１２を囲うように、鋼管１５の上方および下方に筒状の図示せぬ柱形枠を建て込む。そして、図示せぬ柱形枠内および鋼管１５内にコンクリートを打設して、ＰＣ梁部材端部９のプレキャストコンクリート１０を形成するとともに接合部８の充填コンクリート１６を形成する。このとき、プレキャストコンクリート１０は、スリーブ部材１３の上端がＰＣ梁部材端部９の端部と面一になるように形成し、また柱主筋１１の下端がＰＣ梁部材端部の端面から突出するように形成する。
【００４８】
また、予め工場等にて、第１のＰＣ柱部材６ａに連結される第２のＰＣ柱部材６ｂを製作する。一方向に延在する複数の柱主筋をフープ筋で囲み、柱鉄筋籠を組み立てる。そして、この柱鉄筋籠の周りを図示せぬ柱形枠を建て込み、該柱方枠内にコンクリートを打設してプレキャストコンクリートを形成し、第２のＰＣ柱部材６ｂを製作する。
【００４９】
次に、上記した方法によって製作された第１のＰＣ柱部材６ａと第２のＰＣ柱部材６ｂとを現場に搬入し、第１のＰＣ柱部材６ａと第２のＰＣ柱部材６ｂとを交互に接合して柱２を形成する。また、隣り合おう２本の柱２の間に現場打ち鉄筋コンクリート造の梁３を形成する。
【００５０】
図１、図２に示すように、第１のＰＣ柱部材６ａを第２のＰＣ柱部材６ｂの上方に配置する。そして、第２のＰＣ柱部材６ｂの上端部内に埋設された図示せぬスリーブ部材内に充填材を注入し、第１のＰＣ柱部材６ａの下端から突出されている複数の柱主筋１１の端部を第２のＰＣ柱部材６ｂの上端部内に埋設された図示せぬスリーブ部材内に挿嵌して固定する。
【００５１】
次に、図１、図６に示すように、隣り合う第１のＰＣ柱部材６ａの接合部８の間に梁３を形成する。隣り合う柱２の鋼管１５外側面からそれぞれ突出して対向する複数の梁主筋３８を添え筋４０によってそれぞれ接続し、複数の梁主筋３８の周りに複数のスタラップ筋３９を配筋する。複数のスタラップ筋３９は、複数の梁主筋３８を囲うように形成し、所定の間隔をあけて配筋する。そして、図示せぬ梁形枠を梁主筋３８およびスタラップ筋３９の周りに建て込み、この梁形枠内にコンクリートを打設して梁コンクリート４１を形成する。
【００５２】
次に、図１、図７に示すように、柱２と梁３とで形成された架構フレーム４内にブレース５を設置する。鋼管１５の外側に張り出された第１のガセットプレート１７と梁３の中央に埋め込まれた第２のガセットプレート２１との間にブレース５を配置する。第１のガセットプレート１７側に向けられたブレース５の一端部は、スプライスプレート３５を介して第１のガセットプレート１７に接合する。突き合わされた芯材２５の端部２５ｂと第１のガセットプレート１７とを２枚のスプライスプレート３５で挟み込み、スプライスプレート３５と芯材２５の端部２５ｂおよびスプライスプレート３５と第１のガセットプレート１７とを高力ボルトによってそれぞれ２面摩擦接合する。
【００５３】
また、突き合わされた芯材２５の端部２５ｂに設けられたリブプレート２７と第１のガセットプレート１７に設けられた斜め方向に延在する斜めリブプレート３６とを突き合わせるとともに２枚のスプライスプレート３５で挟み込む。そして、スプライスプレート３５と端部２５ｂに設けられたリブプレート２７、およびスプライスプレート３５と斜めリブプレート３６とを高力ボルトによってそれぞれ２面摩擦接合する。
【００５４】
また、第２のガセットプレート２１側に向けられたブレース５の他端部は、スプライスプレート３５を介して第２のガセットプレート２１に接合する。突き合わされた芯材２５の端部２５ｂと第２のガセットプレート２１とを２枚のスプライスプレート３５で挟み込み、スプライスプレート３５と芯材２５の端部２５ｂ、およびスプライスプレート３５と第２のガセットプレート２１とを高力ボルトによってそれぞれ２面摩擦接合する。また、突き合わされた芯材２５の端部２５ｂに設けられたリブプレート２７と第２のガセットプレート２１に設けられた斜め方向に延在する斜めリブプレート２４とを２枚のスプライスプレート３５で挟み込む。そして、スプライスプレート２５と芯材２５の端部２５ｂに設けられたリブプレート２７、および１０、スプライスプレート２５と斜めリブプレート２４とを高力ボルトによってそれぞれ２面摩擦接合する。
【００５５】
上記した構成からなる構造物１によれば、仕口部７の外周には鋼管１５が巻かれ、鋼管１５内には柱主筋１１が挿通されているとともに充填コンクリート１６が打設されているため、柱主筋１１が他の部材に干渉することはなく、また仕口部７内にフープ筋が配筋されない。これによって、柱主筋１１と梁主筋３８とが交差する仕口部７内の配筋作業を容易にすることができる。また、仕口部７は鋼管１５によって補強されているため、仕口部７の剪断耐力は大きく増大する。これによって、仕口部７に引張り軸力が生じた場合にも所定の剪断耐力は確保され、構造物１を耐力と変形性能に優れたものとすることができる。
【００５６】
また、柱２は第１のＰＣ柱部材６ａと第２のＰＣ柱部材６ｂとが交互配置され、連続的に階高Ｈの中央で接合されて形成されている。階高Ｈの中央の柱２は、仕口部７の直上或いは直下の柱２に比べて曲げ応力が小さくなるため、階高Ｈの中央で接合された場合の接合箇所での曲げ耐力は小さくてよい。これによって、上下の第１のＰＣ柱部材６ａと第２のＰＣ柱部材６ｂとを接合する際の、接合構造を軽減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００５７】
また、鋼管１５は仕口部７から仕口部７の上方および下方にかけて形成されているため、仕口部７のみならず仕口部７の上方および下方の柱２も鋼管１５で補強される。これによって、耐力と変形性とがより優れた構造物１にすることができる。
【００５８】
また、架構フレーム４内にはブレース５が配置され、鋼管１５にはブレース５の端部が接合される第１のガセットプレート１７が接合されているため、構造物１はブレース５によって耐震性が向上されるとともに、ブレース５は鋼管１５に接合された第１のガセットプレート１７に接合され、ブレース５の軸力は第１のガセットプレート１７から鋼管１５を介して柱２に確実に伝達される。これによって、構造物１は地震時の変形性能を向上させることができる。
【００５９】
また、仕口部７の上方および下方の鋼管１５内には補強リブプレート１８が接合されているため、柱２の軸力によって発生する鋼管１５の外側への膨らみは、補強リブプレート１８によって抑制される。これによって、柱２に高軸力が作用する場合、例えば高層建物における下階の柱にも適用することができる。
【００６０】
また、鋼管１５内の第１のガセットプレート１７には第１のずれ止め部材１９が接合されているため、充填コンクリート１６内には第１のずれ止め部材１９が埋設され、鋼管１５と充填コンクリート１６との一体性は確保される。これによって、ずれ止め部材１９と接する充填コンクリート１６の支圧により、梁３およびブレース５からの鉛直方向の軸力を柱２に円滑に伝達することができる。
【００６１】
また、梁コンクリート４１が当接する鋼管１５の外側面には第２のずれ止め部材２０が接合されているため、柱２と梁３との接合面の剪断耐力が確保され、梁３端部の剪断力に対抗される。これによって、柱２と梁３との一体性を確保することができ、鋼管１５と梁コンクリート４１とが分断されることを防止することができる。
【００６２】
また、ブレース５を接合する第１のガセットプレート１７は鋼管１５に接合されているため、一つの柱２から第１のガセットプレート１７を多方面に複数設けることができ、ブレース５を多方面に設置することができる。また、ブレース５の両端は高力ボルトによって２面摩擦接合されているため、ブレース５の長さ誤差に対して容易に対応することができる。また、柱２を構成するＰＣ柱部材６は予め工場で製作されるため、寸法精度や品質管理を向上させることができるとともに、工期短縮を図ることができる。
【００６３】
また、仕口部７は鋼管１７により外形が形成されているため、一般に行われる現場打ちの鉄筋コンクリート構造の場合に最も複雑となる仕口部７の形枠が省略される。これによって、施工の手間を軽減することができるとともにコストダウンを図ることができる。
【００６４】
また、第１のガセットプレート１７に斜めリブプレート３６が直角に接合されているため、第１のガセットプレート１７の面外座屈を防止することができる。さらに、第２のガセットプレート２１には水平スチフナ２２が直角に接合されているため、梁３の上面および下面で確実に第２のガセットプレート２１の面外変位と局部座屈とを防止することができ、補剛効果を確保することができる。
【００６５】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。図９は本発明に係る構造物１００の柱１０１および梁１０２を表す側面図である。
【００６６】
図９に示すように、間隔をあけて立設された複数の柱１０１は、柱１０１の軸方向に連続的に接合された複数のＰＣ柱部材１０３から形成されている。隣り合う柱１０１の間には複数の梁１０２が架設されており、梁１０２は現場打ちの鉄骨鉄筋コンクリート構造から形成されている。また、隣り合う柱１０１間には斜めに延在するブレース１１４が配置されている。
【００６７】
図１０はＰＣ柱部材１０３の断面図であり、図１１はＰＣ柱部材１０３の斜視図である。図１０、図１１に示すように、連続する複数のＰＣ柱部材１０３は、柱１０１の軸方向に延在する中空四角柱形の鋼管１０４と、鋼管１０４内に挿通された複数の柱主筋１０５と、鋼管１０４内に打設された充填コンクリート１０６と、鋼管１０４内に設けられているとともに図９に示すブレース１１４の端部が接合されるガセットプレート１０７と、鋼管１０４内のガセットプレート１０７に直角に接合されている補強リブプレート１０８とから構成されている。鋼管１０４の製造に当っては、まず、ガセットプレート１０７と補強リブプレート１０８を十字形に溶接組立して、次いでＬ形に加工した４つの鋼材をとりつけることにより田形の鋼管１０４を形成する。
【００６８】
鋼管１０４はＰＣ柱部材１０３の全長にわたって形成されており、鋼管１０４は上下方向に配置されて接合されるＰＣ柱部材１０３の鋼管１０４に当接されている。ガセットプレート１０７は鋼管１０４内に鉛直に形成されているとともに梁１０２内に突出する凸部１０７ａが形成されており、凸部１０７ａは梁１０２の上方から梁１０２内に形成されている。凸部１０７ａの上部には斜めに延在する斜めリブプレート１０９が直角に接合されている。
【００６９】
鋼管１０４内を挿通する複数の柱主筋１０５の上端には筒状のスリーブ部材１１２がそれぞれ接合されており、スリーブ部材１１２はその上端面が鋼管１０４内に打設された充填コンクリート１０６の上端面と面一になるように鋼管１０４内に配置されている。また、複数の柱主筋１０５の下端は、鋼管１０４の下端からスリーブ部材１１２の孔長さより短くそれぞれ突出されている。スリーブ部材１１２内には、充填材１１３が注入されるとともに上方に配置されるＰＣ柱部材１０３の柱主筋１０５の下端が嵌入される。
【００７０】
また、梁１０２が当接する鋼管１０４には複数の貫通孔１１０が形成されており、複数の貫通孔１１０には梁１０２の梁主筋１１１が挿通されている。梁１０２は、軸方向に延在する複数の梁主筋１１１と、梁主筋１１１に平行に配置される梁鉄骨材１１５と、複数の梁主筋１１１を囲う図示せぬ複数のスタラップ筋と、現場打ちコンクリートからなる梁コンクリート１１６とから構成されている。
【００７１】
梁鉄骨材１１５の端部は梁１０２内に突出されたガセットプレート１０７の凸部１０７ａに接合されており、梁鉄骨材１１５は柱１０１間に架設されている。ガセットプレート１０７の凸部１０７ａの下部と梁鉄骨材１１５の端部とは、スプライスプレート１１７を介して高力ボルトにより２面摩擦接合されている。
【００７２】
図１２は梁主筋の仕口部との接合法に関する別の形態を示すもので、柱１０１と梁１０２との仕口部１１８を表す断面図である。図１２に示すように、仕口部１１８内には梁１０２の軸方向に延在する筒状の鞘管１１９が複数配置されている。鞘管１１９は鋼管１０４に形成された貫通孔１１０の間に架設されており、鞘管１１９内には梁主筋１１１の端部が挿通されている。柱１０１を挟んで両側に同軸上に配置された２本の梁１０２の梁主筋１１１は一本のねじ鉄筋から形成され、梁主筋１１１には鋼管を両側から挟み込む複数のナット１２０が螺合されている。
【００７３】
上記した構成からなる構造物１００によれば、梁鉄骨材１１５の端部は鋼管１０４に接合されたガセットプレート１０７の凸部１０７ａに接合されているため、梁鉄骨材１１５は仕口部１１８内に貫入されることなく柱１０１間に架設され、柱主筋１０５と梁鉄骨材１１５とは干渉することはない。これによって、梁鉄骨材１１５の設置作業、および柱主筋１０５の配筋作業を容易にすることができる。
【００７４】
また、仕口部１１８内には鞘管１１９が配置され、鞘管１１９内には梁主筋１１１が挿通され、梁主筋１１１には鋼管１０４を両側から挟み込むナット１２０が螺合されているため、ナット１２０を締め付けることで梁主筋１１１は鋼管１０４に固定される。これによって、ＰＣ柱部材１０３を製作する際に鞘管１１９を埋め込んでおくことで、梁主筋１１１を後から配筋することができ、ＰＣ柱部材１０３を搬入および設置する際にＰＣ柱部材１０３から突出する梁主筋１１１がなく、輸送効率が良く施工性を向上させることができる。また、突出した梁主筋１１１が作業員に接触することがないため、安全性を向上させることができる。
【００７５】
また、鋼管１０４は柱１０１の全長にわたって巻き付けられているため、柱１０１のモーメントに対しての断面性能を向上させることができる。また、上下のＰＣ柱部材１０３は階高の中央で接合されており、鋼管１０４同士は接合する必要はない。このため、現場での溶接作業を省略することができる。
【００７６】
以上、本発明に係る構造物の実施の形態について説明したが、本発明は上記した第１、第２の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した第１の実施の形態では梁３は鉄筋コンクリート構造であり、第２の実施の形態では鉄骨鉄筋コンクリート構造であるが、本発明は、図１３に示すように、梁２００を鉄骨構造としてもよい。この場合、梁２００は柱２０１に巻き付けられた鋼管２０２に接合されたガセットプレート２０３に接合されている。
【００７７】
また、上記した第１、第２の実施の形態では、梁３、１０２には現場打ちコンクリートからなる梁コンクリート４１、１１６がそれぞれ備えられているが、本発明は、図１４に示すように、梁３００をプレキャストコンクリートからなるＰＣ梁部材３０１によって形成してもよい。この場合、ＰＣ梁部材３０１は隣り合う柱３０２の間に隙間をあけて配置される。ＰＣ梁部材３０１の端面からは梁主筋３０３が突出されており、また柱３０２の仕口部３０４には梁３００の軸方向に延在する梁主筋連結筋３０５が貫通されている。梁主筋連結筋３０５の両端と梁主筋３０３の端部とは機械式の鉄筋継手３０６によって接続されており、仕口部３０４とＰＣ梁部材３０１との隙間にはコンクリート３０７が打設される。
【００７８】
また、上記した第１の実施の形態では、第１のずれ止め部材１９は鉄筋材からなり、第１のガセットプレート１７にフレア溶接されているが、本発明は、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、平鋼からなる第１のずれ止め部材４００や山形鋼からなる第１のずれ止め部材４０１を使用してもよい。この場合、第１のずれ止め部材４００、４０１は第１のガセットプレート４０２に上下を隅肉溶接される。また、第１のずれ止め部材は第１のガセットプレート１７以外にも、鋼管１５の内側面や補強リブプレート１８に接合してもよく、或いは鋼管１５の内側面や補強リブプレート１８や第１のガセットプレート１７の間に架設させて接合してもよい。
【００７９】
また、第２の実施の形態では、柱の全長を鋼管巻きとしたが、これは建物内の全ての柱を鋼管巻きとするのでなく、曲げや剪断応力の大きい部位を鋼管巻きとして、その他をＲＣとすることもできる。さらに、柱主筋は階高中央でスリーブ継手としているが、必ずしも主筋全数を継手する必要はなく、間引くことも可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の構造物によれば、仕口部の外周には鋼管が巻かれ、鋼管内には柱主筋が挿通されているとともに充填コンクリートが打設されているため、柱主筋が他の部材に干渉することはなく、また仕口部内にフープ筋が配筋されず、柱主筋と梁主筋とが交差する仕口部内の配筋作業を容易にすることができる。また、仕口部が鋼管によって補強されているため、仕口部の剪断耐力は大きく増大し、仕口部に引張り軸力が生じた場合にも所定の剪断耐力が確保され、構造物を耐力と変形性能に優れたものとすることができる。
【００８１】
また、請求項２記載の構造物によれば、柱を形成するプレキャストコンクリート柱部材は、連続的に階高Ｈの中央部で接合されているため、接合箇所での曲げ耐力は小さくなり、上下のプレキャストコンクリート柱部材を接合する際の、接合構造を軽減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００８２】
また、請求項３記載の構造物によれば、鋼管は仕口部から仕口部の上方または下方のうち少なくとも一方にかけて形成されているため、仕口部のみならず仕口部の上方または下方の柱も鋼管で補強され、耐力と変形性能により優れた構造物にすることができる。
【００８３】
また、請求項４記載の構造物によれば、架構フレーム内にはブレースが配置され、鋼管にはブレースの端部が接合されるガセットプレートが接合されているため、構造物はブレースによって耐震性が向上するとともに、ブレースは鋼管に接合されたガセットプレートに接合され、ブレースの軸力はガセットプレートから鋼管を介して柱に確実に伝達される。これによって、構造物は地震時の変形性能を向上させることができる。
【００８４】
また、請求項５記載の構造物によれば、仕口部の上方または下方のうち少なくとも一方の鋼管内には補強リブプレートが接合されているため、柱の軸力によって発生する鋼管の外側への膨らみは、補強リブプレートによって抑制され、柱に高軸力が作用する場合、例えば高層建物における下階の柱にも適用することができる。
【００８５】
また、請求項６記載の構造物によれば、梁鉄骨材の端部は鋼管に接合されたガセットプレートに接合されているため、梁鉄骨材は仕口部内に貫入されることなく柱間に架設され、柱主筋と梁鉄骨材とが干渉することはなく、梁鉄骨材の設置作業、および柱主筋の配筋作業を容易にすることができる。
【００８６】
また、請求項７記載の構造物によれば、鋼管の内側面、補強リブプレート、或いは鋼管内のガセットプレートには第１のずれ止め部材が接合されているため、充填コンクリート内には第１のずれ止め部材が埋設され、鋼管と充填コンクリートとの一体性は確保され、ずれ止め部材に接する充填コンクリートの支圧により、梁およびブレースからの鉛直方向の軸力を柱に円滑に伝達することができる。
【００８７】
また、請求項８記載の構造物によれば、梁コンクリートが当接する鋼管の外側面には第２のずれ止め部材が接合されているため、柱と梁との接合面の剪断耐力が確保され、梁端部の剪断力に対抗され、柱と梁との一体性を確保することができ、鋼管と梁コンクリートとが分断されることを防止することができる。
【００８８】
また、請求項９記載の構造物によれば、仕口部内には鞘管が配置され、鞘管内には梁主筋が挿通され、梁主筋には鋼管を両側から挟み込むナットが螺合されているため、ナットを締め付けることで梁主筋が鋼管に固定され、梁主筋を仕口部を形成した後から配筋することができ、施工性を向上させることができるとともに安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態を説明する立面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態を説明する部分断面図である。
【図３】本発明に係る第１の実施の形態を説明する部分斜視図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態を説明する部分斜視図である。
【図５】本発明に係る第１の実施の形態を説明する部分断面図である。
【図６】本発明に係る第１の実施の形態を説明する断面図である。
【図７】本発明に係る第１の実施の形態を説明する部分平面図である。
【図８】本発明に係る第１の実施の形態を説明する部分断面図である。
【図９】本発明に係る第２の実施の形態を説明する側面図である。
【図１０】本発明に係る第２の実施の形態を説明する部分断面図である。
【図１１】本発明に係る第２の実施の形態を説明する部分斜視図である。
【図１２】本発明に係る第２の実施の形態を説明する部分断面図である。
【図１３】本発明のその他の実施の形態を説明する側面図である。
【図１４】本発明のその他の実施の形態を説明する部分断面図である。
【図１５】本発明のその他の実施の形態を説明する部分断面図である。
【符号の説明】
１、１００  構造物
２、１０１、２０１、３０２  柱
３、１０２、２００、３００  梁
４  架構フレーム
５、１１４  ブレース
６、１０３  ＰＣ柱部材（プレキャストコンクリート柱部材）
７、１１８、３０４  仕口部
１１、１０５  柱主筋
１５、１０４、２０２  鋼管
１６、１０６  充填コンクリート
１７、１０７、２０３、４０２  第１のガセットプレート（ガセットプレート）
１８、１０８  補強リブプレート
１９、４００、４０１  第１のずれ止め部材
２０  第２のずれ止め部材
４１、１１６  梁コンクリート
１１５  梁鉄骨材
１１９  鞘管
１２０  ナット
Ｈ  階高
【図１】
2005023705.tif 000003
【図２】
2005023705.tif 000004
【図３】
2005023705.tif 000005
【図４】
2005023705.tif 000006
【図５】
2005023705.tif 000007
【図６】
2005023705.tif 000008
【図７】
2005023705.tif 000009
【図８】
2005023705.tif 000010
【図９】
2005023705.tif 000011
【図１０】
2005023705.tif 000012
【図１１】
2005023705.tif 000013
【図１２】
2005023705.tif 000014
【図１３】
2005023705.tif 000015
【図１４】
2005023705.tif 000016
【図１５】
2005023705.tif 000017