(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨梁材の両側に接合用端部が設置され、該接合用端部はコンクリート体の下部接合部材と、該下部接合部材の上面に設置された鉄骨部材とからなり、該鉄骨部材が下部接合部材よりも幅狭で、その先端部が下部接合部材の先端から突出して設置すると共に、該鉄骨部材の両側における下部接合部材の上面からスターラップの上部が突出し、このスターラップの上部が鉄骨部材にまで配筋されたことを特徴とする梁。
【請求項２】
鉄骨梁材には外ケーブルが配線され、該外ケーブルでプレストレスが付与されたことを特徴とする請求項１に記載の梁。
【請求項３】
柱の梁接合用顎に請求項１乃至２のいずれかの梁が接合用端部を介して架設され、該接合用端部が、接合用端部から柱にかけて配設されたＰＣ鋼材で接合され、鉄骨部材の両側における下部接合部材にはコンクリートが打設されてなることを特徴とする梁と柱の接合構造。
【請求項４】
ＰＣ鋼材は、梁の断面中央部よりも上側に配設されたことを特徴とする請求項３に記載の梁と柱の接合構造。
【請求項５】
接合用端部は支圧板を介して柱に接合されたことを特徴とする請求項３または４に記載の梁と柱の接合構造。
【請求項６】
柱の梁接合用顎に請求項１乃至２のいずれかの梁を接合用端部を介して架設し、該接合用端部と柱とにかけて配設したＰＣ鋼材を所定の力で緊張した後、鉄骨部材の両側における下部接合部材にコンクリートを打設することを特徴とする梁と柱の接合方法。
【請求項７】
柱の梁接合用顎に請求項１乃至２のいずれかの梁を接合用端部を介して架設し、該接合用端部と柱とにかけてＰＣ鋼材を配設した後、鉄骨部材の両側における下部接合部材にコンクリートを打設し、該コンクリートが硬化した後に前記ＰＣ鋼材を所定の力で緊張することを特徴とする梁と柱の接合方法。
【請求項８】
梁の接合用端部と柱との接合部に支圧板を介在させることを特徴とする請求項６または７に記載の梁と柱の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は梁、および梁と柱の接合構造ならびにその接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の梁と柱の接合方法は、図１３に示すように、柱４１の梁接合用顎４２に鉄骨梁４３を設置し、この鉄骨梁４３と柱４１との接合部（鉄骨梁と柱との間）４４に目地モルタル４５を充填し、この目地モルタル４５が硬化した後に、ＰＣ鋼材４６で所定のプレストレスを付与していた。また、その他の梁と柱の接合方法としては、例えば、特開２００６−１８８８６４号公報の発明が知られている。
【特許文献１】特開２００６−１８８８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の梁と柱の接合方法は、鉄骨梁と柱との接合部（鉄骨梁と柱との間）に充填した目地モルタルが硬化した後に、ＰＣ鋼材で所定のプレストレスを付与して接合していたため、目地モルタルが硬化するまで梁の接合ができないという問題があった。
【０００４】
本願発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、目地モルタルの硬化に左右されずに梁を柱に接合できる梁、および梁と柱の接合構造、ならびにその接合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するための梁は、鉄骨梁材の両側に接合用端部が設置され、該接合用
端部はコンクリート体の下部接合部材と、該下部接合部材の上面に設置された鉄骨部材と
からなり、該鉄骨部材が下部接合部材よりも幅狭で、その先端部が下部接合部材の先端か
ら突出して設置すると共に、該鉄骨部材の両側における下部接合部材の上面からスターラップの上部が突出し、このスターラップの上部が鉄骨部材にまで配筋されたことを特徴とする。また鉄骨梁材には外ケーブルが配線され、該外ケーブルでプレストレスが付与されたことを含むものである。
また梁と柱の接合構造は、柱の梁接合用顎に請求項１乃至２のいずれかの梁が接合用端部を介して架設され、該接合用端部が、接合用端部から柱にかけて配設されたＰＣ鋼材で接合され、鉄骨部材の両側における下部接合部材にはコンクリートが打設されてなることを特徴とする。またＰＣ鋼材は、梁の断面中央部よりも上側に配設されたことを含む。また接合用端部は支圧板を介して柱に接合されたことを含むものである。
また梁と柱の接合方法は、柱の梁接合用顎に請求項１乃至２のいずれかの梁を接合用端部を介して架設し、該接合用端部と柱とにかけて配設したＰＣ鋼材を所定の力で緊張した後、鉄骨部材の両側における下部接合部材にコンクリートを打設することを特徴とする。また梁の接合用端部と柱との接合部に支圧板を介在させることを含むものである。
また梁と柱の接合方法は、柱の梁接合用顎に請求項１乃至２のいずれかの梁を接合用端部を介して架設し、該接合用端部と柱とにかけてＰＣ鋼材を配設した後、鉄骨部材の両側における下部接合部材にコンクリートを打設し、該コンクリートが硬化した後に前記ＰＣ鋼材を所定の力で緊張することを特徴とする。また梁の接合用端部と柱との接合部に支圧板を介在させることを含むものである。
【発明の効果】
【０００６】
接合用端部をＰＣ鋼材で柱に接合できる梁を提供することができる。また柱に梁の接合用端部を、断面中央部より上側に配設（ＰＣ鋼材が梁の断面中央部と偏心した箇所に配設）したＰＣ鋼材で接合したことにより、梁端部に偏心曲げモーメントが発生して梁の長さ方向の中央部を上側にむくらせることができる。また梁の長さ方向の中央部を上側にむくらせて、中央部に常時作用する曲げモーメントを小さくすることができるので、梁のスパンを大きくすることができる。また梁の長さ方向の中央部を上側にむくらせてスラブのコンクリートを打設することにより、長期荷重が作用したときでも、梁の長さ方向の中央部は圧縮応力が保持された状態になり、ひび割れの発生を防ぐことができる。また梁の接合用端部を柱に支圧板を介して接合したことにより、ＰＣ鋼材をすぐに緊張することができる。従来のように、梁と柱の接合部に充填した目地モルタルの硬化を待つことなく、梁の接合用端部を接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本願発明の梁、および梁と柱の接合構造、ならびにその接合方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。はじめに、梁について説明し、次に、梁と柱の接合構造について説明し、その後に、梁と柱の接合方法について説明する。また各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。
【０００８】
図１〜図４は第１の実施の形態の梁１であり、この梁１は鉄骨梁材２と、その両端部に設置された接合用端部３とから構成されている。この梁１の特徴は、鉄骨梁材２の両側に設置した接合用端部３にある。この鉄骨梁材２はＨ形鋼であり、上部フランジ４にスタッドボルト５が適宜間隔ごとに設置され、長さ方向の両端に設置されたエンドプレート６に接合用端部３の梁用エンドプレート１７がボルト７および連結プレート１８で接合されている。
【０００９】
この接合用端部３は柱の梁接合用顎に設置するものであり、下部接合部材８と、その上面に設置された鉄骨部材９とからなっている。この下部接合部材８は梁接合用顎と同じ幅、同じ厚さのプレキャストコンクリート体１０の上面両側からスターラップ１１の一部が突出して形成されている。なお下部接合部材８はプレキャストコンクリート体だけではなく、現場打ちコンクリートによっても製造することができる。
【００１０】
このスターラップ１１は上部が所定の幅切断され、この切断された上部が、これらの間に設置された鉄骨部材９の上部フランジ４に点溶接されている。なおスターラップ１１は、上記のように上部を切断せずに、リング状のままで鉄骨部材９の上部フランジ４の上に配筋することもできる。すなわちスターラップ１１の下側に鉄骨部材９が設置されたようになる。
【００１１】
この鉄骨部材９は鉄骨梁材２と同じ幅のＨ形鋼であるため下部接合部材８よりも幅狭であるが、この下部接合部材８よりも長いため、プレキャストコンクリート体１０の上面中央部（プレキャストコンクリート体１０の長さ方向の中心軸と鉄骨部材９の長さ方向の中心軸とを合致させた位置）にアンカーボルト１２で固定すると、その先端部がプレキャストコンクリート体の先端面１３から突出して、これが梁接合用顎の上面に設置する掛止部１４となり、この掛止部１４とプレキャストコンクリート体の先端面１３とで、梁接合用顎に嵌め合わせる嵌合部１５が形成される。
【００１２】
この鉄骨部材の上部フランジ４には、鉄骨梁材２と同じようにスタッドボルト５が適宜間隔ごとに設置される他、先端部には柱用エンドプレート１６が設置され、後端部には梁用エンドプレート１７が設置され、この梁用エンドプレート１７が鉄骨梁材２のエンドプレート６と同じ長さになって、下部接合部材であるプレキャストコンクリート体１０の後面下端まで延びている。
【００１３】
また柱用エンドプレート１６と梁用エンドプレート１７および鉄骨梁材のエンドプレート６には、上部ＰＣ鋼材を挿入する上部挿入孔１９が開口され、下部接合部材８であるプレキャストコンクリート体１０と鉄骨梁材のエンドプレート６にも、下部ＰＣ鋼材を挿入する下部挿入孔２０が開口されている。
【００１４】
このようにプレキャストコンクリート体１０の上面にＨ形鋼からなる鉄骨部材９を載置し、この下部フランジ２１をアンカーボルト１２で固定して接合用端部３を形成し、この接合用端部３を鉄骨梁材２にボルト７で接続することにより、本願発明の梁１を形成することができるので、この梁１は工場または現場において簡単に組み立てることができる。
【００１５】
また図５は第２の実施の形態の梁２２であり、この梁２２は鉄骨梁材２に外ケーブル２３でプレストレスが付与されたものであり、これ以外は第１の実施の形態の梁１と同じ構成である。このプレストレスにより鉄骨梁材２の長さ方向の中央部に上側へのむくりを与えることができる。
【００１６】
なお、上記の第１および第２の実施の形態の梁１、２２は、下部接合部材８からスターラップ１１が突出して配筋されていたが、このスターラップ１１が配筋されていない梁を形成することもできる。
【００１７】
次に、上記の第１の実施の形態の梁１を使用した梁と柱の接合構造（以下接合構造という）について説明する。図６および図７は第１の実施の形態の接合構造２４であり、建物の内側に位置した柱２５を対象にしたものである。
【００１８】
この接合構造２４は、柱２５の四側面における梁接合用顎２６に接合用端部３を介して梁１が架設され、対向設置された梁の接合用端部３同士がＰＣ鋼材２７、２８で接合されて構成されている。この柱２５は、プレストレスが付与されたプレキャストコンクリート柱または鋼管コンクリート柱であり、梁の接合箇所に梁接合用顎２６が突設されている。
【００１９】
この梁接合用顎２６の上面から柱の側面にかけては支圧板２９が設置され、この支圧板２９と目地モルタル３０を介して接合用端部３が設置されている。すなわち鉄骨部材９の掛止部１４が支圧板２９を介して梁接合用顎２６の上面に設置されるとともに、プレキャストコンクリート体の先端面１３が目地モルタル３０を介して梁接合用顎２６の前面に当接されることにより、掛止部１４とプレキャストコンクリート体も先端面１３とからなる嵌合部１５が梁接合用顎２６に嵌め合わされ、支圧板２９を除く接合用端部３と柱２５との間（接合用端部３と柱２５との接合部）には目地モルタル３０が充填されている。
【００２０】
また鉄骨部材９の両側における下部接合部材８の上面には、スターラップ１１を覆うように現場打ちコンクリート３１が打設され、これが上部フランジ４の上面と同一面になるように打設されて上部接合部材３２が形成されている。したがって、この上部接合部材３２は下部接合部材８であるプレキャストコンクリート体１０と、この上面に設置された鉄骨部材９と、この鉄骨部材９の両側におけるプレキャストコンクリート体上面に打設された現場打ちコンクリート３１とから構成されている。
【００２１】
そして、一方の梁の接合用端部３における上部接合部材３２の上部挿入孔１９から柱２５を通って、対向する梁の接合用端部３における上部接合部材３２の上部挿入孔１９に上部ＰＣ鋼材（ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒およびストランドケーブル）２７が配設され、この上部ＰＣ鋼材２７に所定のプレストレスが付与されて上部接合部材３２同士が接合されている。
【００２２】
この上部ＰＣ鋼材２７は、このように梁１の断面中央部よりも上側に配設（ＰＣ鋼材が梁の断面中央部と偏心した箇所に配設）したことにより、梁端部に偏心曲げモーメントが発生して梁の長さ方向の中央部を上側にむくらせることができ、この上側にむくらせた状態でスラブのコンクリート３３が打設されている。なお、この上部ＰＣ鋼材２７は、このように偏心した箇所ではなく、梁１の断面中央部に配設することもできる。
【００２３】
また、一方の梁の接合用端部３における下部接合部材８の下部挿入孔２０から柱２５を通って、対向する梁の接合用端部３における下部接合部材８の下部挿入孔２０にも下部ＰＣ鋼材（ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒およびストランドケーブル）２８が配設されている。この下部ＰＣ鋼材２８は所定の力で緊張するか、あるいは全く緊張せずに配設されている。
【００２４】
この上部ＰＣ鋼材２７と下部ＰＣ鋼材２８とは、一方の鉄骨梁材のエンドプレート６から、対向する他方の鉄骨梁材のエンドプレート６にかけて配設されているため、鉄骨梁材２と接合用端部３とを接合する働きをする他、この接合用端部３を介して鉄骨梁材２が柱２５に接合している。すなわち、接合用端部３を挟むようにして梁１が柱２５に接合されている。
【００２５】
図８および図９は第２の実施の形態の梁と柱の接合構造３４であり、建物の外側に位置した柱を対象としている。この梁と柱の接合構造３４は、柱２５の三側面における梁接合用顎２６に接合用端部３を介して梁１が架設され、対向設置された梁の接合用端部３同士がＰＣ鋼材２７、２８で接合されている。このように柱２５の三側面に梁１が架設された以外は、上記の梁と柱の接合構造２４と同じ構成である。
【００２６】
また図１０は第３の実施の形態の梁と柱の接合構造３５であり、この梁と柱の接合構造３５は、下部ＰＣ鋼材２８を、一方の梁における上部接合部材３２の上面から下部接合部材８および柱２５を通って、対向する他方の梁における下部接合部材８から上部接合部材３２の上面にまで配設したものであり、これ以外は第１の実施の形態の梁と柱の接合構造２４と同じ構成である。
【００２７】
また図１１は第４の実施の形態の梁と柱の接合構造３６であり、この梁と柱の接合構造３６は、建物の外側に位置した柱を対象とし、これ以外は上記の第３の実施の形態の梁と柱の接合構造３５と同じ構成である。
【００２８】
次に、第１の実施の形態の梁と柱の接合構造２４を基にして、その接合方法について説明する。はじめに、図１および図２に示すような第１の実施の形態の梁１を組み立て形成する。これは、図４に示すように、プレキャストコンクリート体１０の上面にアンカーボルト１２で鉄骨部材９を固定する。次に、スターラップ１１の上部を鉄骨部材９の上部フランジ４の下側に点溶接すると、図３に示すような接合用端部３が形成される。
【００２９】
次に、この接合用端部３を鉄骨梁材２に設置するが、鉄骨部材の梁用エンドプレート１７を鉄骨梁材のエンドプレート６にボルト７で接合すると、図１および図２に示すような鉄骨梁材２の両側に接合用端部３が設置された梁１が形成される。
【００３０】
次に、この梁の接合用端部３を柱の梁接合用顎２６に設置して、梁１を柱間に架設する。この梁接合用顎２６の上面から柱の側面にかけては支圧板２９が設置されているので、この支圧板２９を介して接合用端部３が梁接合用顎２６に設置されたことになる。
【００３１】
次に、図７に示すように、上部ＰＣ鋼材２７を配設する。これは、一方の梁の接合用端部３における上部挿入孔（鉄骨部材の柱用エンドプレート、梁用エンドプレートおよび鉄骨梁材のエンドプレートに開口されたもの）１９から柱２５を通って、対向する梁の接合用端部３における上部挿入孔（上記と同じ）１９に配設する。この上部ＰＣ鋼材２７はＨ形鋼である鉄骨部材のウエブ３７の両側、すなわちスターラップ１１とウエブ３７との間に配設される。
【００３２】
次に、下部ＰＣ鋼材２８を配設する。これは、一方の梁の接合用端部３における下部接合部材８の下部挿入孔２０から柱２５を通って、対向する梁の接合用端部３における下部接合部材８の下部挿入孔（鉄骨部材の梁用エンドプレート、鉄骨梁材のエンドプレートおよびプレキャストコンクリート体に開口されたもの）２０に配設する。この時点で、図１２の（１）に示すように、柱２５の四側面の梁接合用顎２６に接合用端部３を介して梁１が架設されたことになる。
【００３３】
次に、支圧板２９が柱と梁の接合部３９に介在されているため、この接合部３９に目地モルタル３０を充填することなく、上部ＰＣ鋼材２７を所定の力で緊張して定着すると、プレストレスが付与されて接合用端部３が柱２５に接合される。また下部ＰＣ鋼材２８も所定の力（上部ＰＣ鋼材よりも弱い力）で緊張する。なお、この下部ＰＣ鋼材２８は、緊張しなくてもよい。
【００３４】
この上部ＰＣ鋼材２７を梁の断面中央部よりも上側に配設（ＰＣ鋼材が梁の断面中央部と偏心した箇所に配設）したことにより、梁端部には偏心曲げモーメントが発生して梁の長さ方向の中央部を上側にむくらせることができる。そして、この接合用端部３と柱２５との間に目地モルタル３０を充填する。
【００３５】
次に、図１２の（２）に示すように、上部接合部材３２を形成するために、鉄骨部材９の両側に現場コンクリート３１を打設するが、この現場打ちコンクリート３１を打設するための型枠３８を組み立てる。そして、この型枠にスラブ用のデッキプレート４０を設置し、このデッキプレート４０の上面および型枠３８内に現場打ちコンクリート３１を打設して、スラブ３３および上部接合部材３２を形成する。そして、このコンクリート３１が硬化した後に、型枠３８を解体すると、梁１を上側にむくらせた状態で梁と柱の接合構造２４が完成する。
【００３６】
一方、他の実施の形態として、スラブ３３および上部接合部材３２を形成する現場打ちコンクリート３１を打設した後に、上部ＰＣ鋼材２７を緊張することもできる。これは柱２５の四側面の梁接合用顎２６に接合用端部３を介して梁１を架設し、この各接合用端部３に上部ＰＣ鋼材２７と下部ＰＣ鋼材２８を配設した後に、各接合用端部３と柱２５との間に目地モルタル３０を充填する。
【００３７】
次に、上部接合部材３２を形成するための型枠３８を組み立て形成し、この型枠にスラブ用のデッキプレート４０を設置し、このデッキプレート４０の上面および型枠３８内に現場打ちコンクリート３１を打設して、スラブ３３および上部接合部材３２を形成する。
【００３８】
そして、このコンクリート３１が硬化した後に、型枠３８の解体および、上部ＰＣ鋼材２７を所定の力で緊張して梁と柱の接合構造２４を完成させる。また下部ＰＣ鋼材２８も所定の力（上部ＰＣ鋼材よりも弱い力）で緊張することもでき、あるいは緊張しなくてもよい。
【００３９】
なお、第２の実施の形態の梁２２を使用した梁と柱の接合方法、および第２〜第４の実施の形態における梁と柱の接合構造２４，３４、３５、３６も上記と同じ方法によって接合するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施の形態の梁であり、（１）は正面図、（２）は（１）のＡ−Ａ線断面図、（３）は同Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図２】第１の実施の形態の梁の平面図である。
【図３】第１の実施の形態の梁の接合用端部の斜視図である。
【図４】第１の実施の形態の梁の接合用端部であり、（１）は分解斜視図、（２）は同斜視図である。
【図５】第２の実施の形態の梁であり、（１）は正面図、（２）は（１）のＣ−Ｃ線断面図、（３）は同Ｄ−Ｄ線断面図である。
【図６】第１の実施の形態の梁と柱の接合構造の平面図である。
【図７】第１の実施の形態の梁と柱の接合構造であり、（１）は断面図、（２）は（１）のＥ−Ｅ線断面図、（３）は同Ｆ−Ｆ線断面図である。
【図８】第２の実施の形態の梁と柱の接合構造の平面図である。
【図９】第２の実施の形態の梁と柱の接合構造の断面図である。
【図１０】第３の実施の形態の梁と柱の接合構造の断面図である。
【図１１】第４の実施の形態の梁と柱の接合構造の断面図である。
【図１２】第１の実施の形態の梁と柱の接合方法であり、（１）は斜視図、（２）は上部接合部材の現場打ちコンクリートを打設した断面図である。
【図１３】従来の梁と柱の接合構造の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１、２２、４３  梁
２  鉄骨部材
３  接合用端部
４  上部フランジ
５  スタッドボルト
６  エンドプレート
７  ボルト
８  下部接合部材
９  鉄骨部材
１０  プレキャストコンクリート体
１１  スターラップ
１２  アンカーボルト
１３  先端面
１４  掛止部
１５  嵌合部
１６  柱用エンドプレート
１７  梁用エンドプレート
１８  連結プレート
１９  上部挿入孔
２０  下部挿入孔
２１  下部フランジ
２３  外ケーブル
２４、３４，３５，３６  接合構造
２５、４１  柱
２６、４２  梁接合用顎
２７、４６  上部ＰＣ鋼材
２８  下部ＰＣ鋼材
２９  支圧板
３０、４５  目地モルタル
３１  現場打ちコンクリート
３２  上部接合部材
３３  スラブのコンクリート
３７  ウエブ
３８  型枠
３９、４４  接合部
４０  デッキプレート
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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