(57)【要約】【課題】ＲＣ造の柱とＳ造の梁とを合理的に接合する。【解決手段】ＲＣ造の柱１とＳ造の梁２とを鋼殻コンクリート造の接合部３を介して接合する。その接合部は、外殻鋼板１１と、その内部に充填された充填コンクリート１２と、充填コンクリートおよび柱の双方に定着されるアンカー筋１３からなり、梁の端部を外殻鋼板内に挿入して充填コンクリートに定着せしめる。接合部の先端面の一部または全面を覆う鋼板からなるカバープレート１４を設け、アンカー筋の先端をカバープレートに対して締結する。あるいはアンカー筋の先端に定着頭部を一体に形成する。外殻鋼板の内面や梁の表面には、充填コンクリートに係合する係合凸部１８を形成する。外殻鋼板の上面には充填コンクリートの打設口を設ける。接合部をプレキャスト部材とすることも考えられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート造の柱と鉄骨造の梁とを鋼殻コンクリート造の接合部を介して接合してなることを特徴とする柱と梁の接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の柱と梁の接合構造であって、
鋼殻コンクリート造の接合部は、当該接合部の周面を構成している外殻鋼板と、その内部に一体に充填された充填コンクリートと、該充填コンクリートおよび柱の双方に対して定着されて接合部全体を柱に対して一体化させるアンカー筋からなり、
梁の端部を外殻鋼板内に挿入して充填コンクリートに定着せしめてなることを特徴とする柱と梁の接合構造。
【請求項３】
請求項２記載の柱と梁の接合構造であって、
接合部の先端面の一部または全面を覆う鋼板からなるカバープレートを設け、アンカー筋の先端部をカバープレートに対して締結してなることを特徴とする柱と梁の接合構造。
【請求項４】
請求項２記載の柱と梁の接合構造であって、
アンカー筋の先端部に定着頭部を一体に形成してなることを特徴とする柱と梁の接合構造。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の柱と梁の接合構造であって、
外殻鋼板の内面と梁の表面の双方もしくは少なくともその一方に、充填コンクリートに係合する係合凸部を形成してなることを特徴とする柱と梁の接合構造。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかに記載の柱と梁の接合構造であって、
外殻鋼板の上面には充填コンクリートを打設充填するための打設口を設けてなることを特徴とする柱と梁の接合構造。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれかに記載の柱と梁の接合構造であって、
鋼殻コンクリート造の接合部を外殻鋼板内の全体もしくは一部に充填コンクリートを予め充填したプレキャスト部材とし、該接合部に梁の端部とアンカー筋の先端部を予め定着しておくとともに、アンカー筋の基端部を突出させておくことを特徴とする柱と梁の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）と鉄骨造（Ｓ造）との混合構造の建物に係わり、特にＲＣ造の柱とＳ造の柱とを接合するための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の混合構造は、低コストでの施工が可能であるというＲＣ造の利点と、短工期での施工が可能であるというＳ造の利点の双方を併せもつものであって、たとえば比較的低層の大規模な物販施設や倉庫等を用途とする建物の構造として好適であるとされ、広く普及する気運にある。
【０００３】
ところで、この種の複合構造の建物の施工に際しては、異種の構造部材であるＲＣ造の柱とＳ造の梁とを接合する必要があることから、それらの接合を構造的にも施工的にも合理的に行うための様々な手法が提案されている。
たとえば、特許文献１には梁中央部の鉄骨部の端部を梁端部の端部鉄筋コンクリート部に埋設するようにしたものが示され、特許文献２には鉄筋コンクリート部の主筋の一部を鉄骨に溶接するとともに他の主筋の先端部を鉄筋コンクリート部の端面に緊締するようにしたものが示され、特許文献３には鉄筋コンクリート梁内に埋設される鉄骨梁に支圧プレートを設けておくことが示されている。
【特許文献１】特公平４−３８８５４号公報
【特許文献２】特公平７−６５３８１号公報
【特許文献３】特開２００５−７６３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の構造はいずれも梁端部をＲＣ造とするものであるので、そのＲＣ造とされる梁端部には大きなせん断力が作用するものであり、したがってそこでのせん断耐力を充分に確保するためには充分なるせん断補強を行う必要がある。その点で特許文献１〜３に示されているような従来の接合手法によることでは、いずれも梁端部に大断面のせん断補強筋（肋筋）を密に配筋する必要があり、あるいは高強度鉄筋を用いる必要が生じる場合もあり、そのため施工性が良くないばかりでなく工費の点でも不利であり、混合構造の利点を必ずしも充分に生かせないきらいがあった。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明はＲＣ造の柱とＳ造の梁とをより合理的に接合し得る有効適切な接合構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明の柱と梁の接合構造発明は、ＲＣ造の柱とＳ造の梁とを鋼殻コンクリート造の接合部を介して接合してなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の柱と梁の接合構造であって、鋼殻コンクリート造の接合部は、当該接合部の周面を構成している外殻鋼板と、その内部に一体に充填された充填コンクリートと、該充填コンクリートおよび柱の双方に対して定着されて接合部全体を柱に対して一体化させるアンカー筋からなり、梁の端部を外殻鋼板内に挿入して充填コンクリートに定着せしめてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の柱と梁の接合構造であって、接合部の先端面の一部または全面を覆う鋼板からなるカバープレートを設け、アンカー筋の先端部をカバープレートに対して締結してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明の柱と梁の接合構造であって、アンカー筋の先端部に定着頭部を一体に形成してなることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の発明の柱と梁の接合構造であって、外殻鋼板の内面と梁の表面の双方もしくは少なくともその一方に、充填コンクリートに係合する係合凸部を形成してなることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項２〜５のいずれかに記載の発明の柱と梁の接合構造であって、外殻鋼板の上面には充填コンクリートを打設充填するための打設口を設けてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項２〜６のいずれかに記載の柱と梁の接合構造であって、鋼殻コンクリート造の接合部を外殻鋼板内の全体もしくは一部に充填コンクリートを予め充填したプレキャスト部材とし、該接合部に梁の端部とアンカー筋の先端部を予め定着しておくとともに、アンカー筋の基端部を突出させておくことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明における鋼殻コンクリート造（ＳＣ造）の接合部は外殻鋼板内に充填コンクリートを一体に充填した構造であって、外殻鋼板が充填コンクリートを外側から拘束するとともにせん断補強効果を発揮することにより優れた強度を有する構造部材であるので、本発明ではそのような頑強なＳＣ造の接合部を介してＲＣ造の柱とＳ造の梁との全体を構造的に確実強固に一体化することができ、柱と梁との接合強度を充分に確保できる。
そして、ＳＣ造の接合部は外殻鋼板内に充填コンクリートを充填しただけの簡単な構造であり、接合部をＲＣ造とする場合に比較してせん断補強筋の配筋および型枠工事を不要とできることから、その施工に際しては施工性を大きく改善することができ、充分なコストダウンを図ることができる。
【００１４】
特に、接合部の先端面にカバープレートを設けることにより、充填コンクリートに対する拘束効果をより高めることができるし、そのカバープレートに対してアンカー筋を締結することによりアンカー筋を介して外殻鋼板と柱とをより確実に一体化させることができる。
あるいは、アンカー筋の先端に定着頭部を設けることにより、充填コンクリートに対するアンカー筋の定着強度を充分に高めることができ、アンカー筋および充填コンクリートを介して外殻鋼板と柱とを確実に一体化させることができる。
【００１５】
また、外殻鋼板の内面や梁の外面に係合凸部を設けることにより、充填コンクリートに対して外殻鋼板や梁をより確実に定着することが可能であり、それによって梁の抜け出しをより確実に防止できるし、充填コンクリートに対して圧縮ストラットが形成されてより効果的な応力伝達を行わしめることが可能である。
【００１６】
さらに、その接合部の施工に際しては、外殻鋼板が自ずと打込み型枠としても機能するので、その上部に設けた打設口から充填コンクリートを打設充填することのみで効率的な施工が可能である。
【００１７】
さらになお、鋼殻コンクリート造の接合部を予めプレキャスト部材として製作しておけば、現場作業をより簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜図４に本発明の一実施形態を示す。本実施形態は、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）の柱１と鉄骨造（Ｓ造）の梁２とを鋼殻コンクリート造（ＳＣ造）の接合部３を介して接合することを主眼とするものである。
すなわち、本実施形態における柱１は柱主筋４ａおよび帯筋４ｂからなる柱筋４をコンクリート５中に内蔵する通常のＲＣ造によるものであり、また梁２はＨ形鋼等の通常の鉄骨からなるものであって、本実施形態ではその柱１の周囲４方向に梁２を接合するに際して、通常のように単なるＲＣ造の接合部を介して接合するのではなく（換言すれば特許文献１〜３に示されているように梁の端部をＲＣ造とするのではなく）、ＲＣ造の接合部に代えてＳＣ造の接合部３を設け、そのＳＣ造の接合部３を介してＳ造の梁２をＲＣ造の柱１に対して強固に接合するものとしている。
【００１９】
本実施形態におけるＳＣ造の接合部３は、周面全体を構成している外殻鋼板１１と、外殻鋼板１１内に一体に充填された充填コンクリート１２と、この接合部全体を柱に対して一体化させるためアンカー筋１３から構成されている。
外殻鋼板１１は図１に示すように全体として矩形断面の中空筒状のものであって、この外殻鋼板１１は４枚の鋼板を角筒状に溶接して形成されるか、あるいは所望断面の角形鋼管を所望長さに切断したものが使用されるものである。外殻鋼板１１の基端面（柱１に対向する側の端面）は完全に開放されているが、逆側の先端面の上下にはそれぞれ鋼板からなる横長のカバープレート１４が溶接されており、それらカバープレート１４にはアンカー筋１３を通して締結するための孔１５が形成されている。
アンカー筋１３は、梁２の端部の上下にそれぞれ横一列をなして５本ずつ配筋されるネジ筋からなるもので、それらアンカー筋１３は柱主筋４ａの間を挿通して柱１を貫通する状態でその中間部が柱１に定着され、両端部は柱１の両側にそれぞれ突出して上記の外殻鋼板１１内の充填コンクリート１２に対して定着されるものであり、かつ、アンカー筋１３の先端部は上記のカバープレート１４に形成されている孔１５を挿通してそこにはナット１６が螺着されることにより、アンカー筋１３はカバープレート１４を介して外殻鋼板１１に対して締結されるようになっている。
【００２０】
なお、外殻鋼板１１は充填コンクリート１２を打設充填するための打込み型枠としても機能するものであるので、その上面には充填コンクリート１２の打設口１７（図示例では円形のものが４つ）が形成されているが、そのような打設口１７を設けることでせん断補強効果が損なわれる場合には、最終的には打設口１７に鋼板製の蓋を溶接して塞いでしまえば良い。
また、図２に示すように、外殻鋼板１１の内部の上下面の所望位置には充填コンクリート１２に対して係合する係合凸部１８としての帯鋼が溶接され、また梁２の端部の上下面にも同様の係合凸部１８としての帯鋼が溶接されている。
【００２１】
上記構造により接合される柱１と梁２とによる架構を施工するに当たっては、柱筋４を組み立てる際にアンカー筋１３を配筋してそのアンカー筋１３を柱１の両側に突出させた状態で柱１を先行施工する。
そして、柱１から突出させたアンカー筋１３の外側に外殻鋼板１１を装着し、アンカー筋１３の先端部をカバープレート１４に形成した孔１５に挿通してナット１６により締結し、外殻鋼板１１の内部に梁２の端部を挿入して梁端を柱１の周面に当接させ、その状態で打設口１７から外殻鋼板１１内に充填コンクリート１２を打設充填する。この際、外殻鋼板１１はそれ自体で打込み型枠として機能し、カバープレート１４は妻型枠の一部として機能するので、上下のカバープレート１４の間にのみ、梁２の周囲を塞ぐための妻型枠を別途取り付ければ良い。
【００２２】
以上によりＳＣ造の接合部３が施工され、そのＳＣ造の接合部３を介してＲＣ造の柱１とＳ造の梁２とが構造的に一体に接合されて複合構造の架構が構成される。
【００２３】
本実施形態の構造によれば、接合部３の周面を構成している外殻鋼板１１は内部の充填コンクリート１２を外側から拘束するとともに、通常のＲＣ造の接合部におけるせん断補強筋（肋筋）として機能するものであり、しかも単なる角形筒状の薄肉の外殻鋼板１１のみで優れたせん断補強効果が得られるものであるし、外殻鋼板１１の肉厚の調整のみでせん断補強効果を自由に調整することも可能であり、したがってＲＣ造の接合部の場合には必要とされる大断面の多数の肋筋を必要とせず、接合部３全体の構造を充分に簡略化することができる。
また、その施工に際しては、多数の肋筋の配筋作業に代えて少数のアンカー筋１３の配筋と外殻鋼板１１の装着を行うだけで良いし、その外殻鋼板１１が自ずと打込み型枠として機能するので梁２の周囲に若干の妻型枠を取り付けるだけで良く、したがってＲＣ造の場合に比較して配筋および型枠に関する作業を大幅に簡略化でき、施工性改善を充分に図ることができ、構造の簡略化と相まって充分な工費削減と工期短縮に寄与し得る。
【００２４】
勿論、上記のようなＳＣ構造の接合部３は、外殻鋼板１１がせん断補強効果を発揮するばかりでなくアンカー筋１３が主筋としても機能するものであり、しかもそのアンカー筋１３の先端部をカバープレート１４を介して外殻鋼板１１に締結しているので、接合部３全体はそれ自体が充分に頑強なＳＣ造の構造部材として機能するものであるし、そのような頑強な接合部３の全体がアンカー筋１３および充填コンクリート１２を介して柱１と梁２の双方に対して自ずとかつ確実に一体化することから、接合部３を介して柱１と梁２とを構造的に確実強固に一体化させて充分なる接合強度を確保できるものである。
加えて、必要に応じて外殻鋼板１１の内面や梁２の外面に帯鋼等の係合凸部１８を設けておくことにより、充填コンクリート１２に対する外殻鋼板１１や梁２の定着強度をより増強することが可能であり、それによって梁２の抜け出しをより確実に防止できるし、充填コンクリート１２に対して圧縮ストラットが形成されてより効果的な応力伝達を行わしめることが可能である。
【００２５】
以上で本発明の一実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されることなく、たとえば以下に列挙するような様々な変形や応用が可能である。
【００２６】
上記実施形態では外殻鋼板１１の先端面の上下に横長のカバープレート１４を設けたが、それに代えて図５に示すようにカバープレート１４を外殻鋼板１１の先端面全体を覆うものとして、そのカバープレート１４に梁２の断面に合致する形状の切り込み１４ａを形成しておくことも考えられる。その場合は、カバープレート１４による充填コンクリート１２に対する拘束効果がより高められるし、梁２を切り込み１４ａに通した後にその周囲の隙間を塞ぐだけで現場の妻型枠の取り付けを完全に省略することも可能である。
【００２７】
また、上記実施形態ではアンカー筋１３をカバープレート１４を介して外殻鋼板１１に対して締結するものとしたが、必ずしもそのように構成することはなく、たとえば図６〜図７に示すようにより簡略化した構造とすることも可能である。
図６〜図７に示す他の実施形態では、上記実施形態におけるカバープレート１４を省略するとともに、アンカー筋１３としては異形鉄筋の先端に定着頭部１３ａを一体に形成したものを使用して、そのアンカー筋１３を単に充填コンクリート１２中に埋設状態で定着するようにしたものである。この場合も充填コンクリート１２に対するアンカー筋１３の定着強度を定着頭部１３ａによって充分に確保することができる。
【００２８】
上記実施形態では外殻鋼板１１の内面と梁２の表面に係合凸部１８としての帯鋼を溶接するものとしたが、係合凸部１８の設置位置や数は任意であって適宜増減して良いし、不要であれば図６〜図７に示した実施形態のように係合凸部１８を省略することでも差し支えない。勿論、係合凸部１８としては帯鋼に限らずスタッドをはじめとして適宜のものが採用可能であるし、要は充填コンクリート１２に対する外殻鋼板１１や梁２の定着強度を高めるものであれば良いので、外殻鋼板１１の内面や梁２の表面に凹凸加工を施したり段差を設けてそれらを係合凸部１８として機能させることも考えられる。
【００２９】
上記実施形態では、柱１およびアンカー筋１３を先行施工した後、柱１に外殻鋼板１１を装着するとともに外殻鋼板１１に梁２の端部を挿入し、しかる後に外殻鋼板１１内に充填コンクリート１２を打設するという施工手順を説明したが、あるいは、柱１に対するコンクリート５の打設と外殻鋼板１１への充填コンクリート１２の充填を同時に行うことも考えられる。すなわち、柱筋４およびアンカー筋１３を配筋して柱型枠を組み立てた時点で、柱型枠の外側に外殻鋼板１１を装着してその内部に梁２を挿入し、その状態で柱型枠内と外殻鋼板１１内に一括してコンクリートを打設充填して柱１と接合部３を同時に施工すれば良い。そのような手順によれば施工性をより改善することができるし、外殻鋼板１１に設ける打設口１７を省略することも可能である。
【００３０】
上記実施形態は建物の内部に位置する柱１の周囲に４本の梁２を十字状に交差させた状態で接合する場合の適用例であるので、２方向のアンカー筋１３を交差させた状態で柱１を貫通させて配筋し、各方向のアンカー筋１３の両端部にそれぞれ対向状態で２つの接合部３を設ければ良く、その際には両方向のアンカー筋１３の位置を上下にずらして貫通部における相互の干渉を避ければ良い。但し、２方向のアンカー筋１３を交差状態で貫通させることに代えて、４つの接合部３に対する４方向のアンカー筋１３をそれぞれ独立に配筋することも考えられ、その場合は４方向のアンカー筋１３の基端部をそれぞれ柱１に定着すれば良い。その手法は、建物の角部に位置する柱１に対して２本の梁２を直交状態で接合する場合、あるいは建物の外周部に位置する柱１に対して３本の梁２をＴ状に接合する場合に好適に採用可能である。
【００３１】
上記実施形態では外殻鋼板１１内への充填コンクリート１２の充填を現場で行って接合部３を現場施工するものとしたが、外殻鋼板１１内に充填コンクリート１２を予め充填して接合部３をプレキャスト部材として製作し、それに梁２の端部とアンカー筋１３の先端部を予め定着しておくことも考えられる。その場合、外殻鋼板１１内全体に充填コンクリート１２を充填すればフルプレキャスト部材となり、外殻鋼板１１内の上部を残して一部にのみ充填コンクリート１２を充填すればハーフプレキャスト部材となる。
図８は、図２に示した先の実施形態の接合構造をプレキャスト化し、併せて柱１もプレキャスト化した場合の例を示す。本例における接合部３は、梁２の上フランジのレベルまで充填コンクリート１２が予め充填されたハーフプレキャスト部材とされ、それには梁２の端部が予め定着され、また下側のアンカー筋１３が基端部を後方側（仕口部側）に突出させた状態でその先端部が定着されている。
そして、各方向の接合部３を仕口部の周囲に配置した後に、仕口部を挟んで対向する双方のアンカー筋１３の基端どうしを図示しているようにスリーブジョイント等の継手２０により接合し、上側のアンカー筋１３は仕口部を貫通させて双方の外殻鋼板１１内の上部に配筋し、しかる後に、上階の柱１を建て込み、仕口部および外殻鋼板１１内の上部にコンクリートを一体に打設充填して接合部３を完成させ、同時にスラブを形成すれば良い。
これにより、最終的には図２に示したものと同様にＲＣ造（より厳密にはＰＣａ造）の柱１とＳ造の梁２とをＳＣ造（より厳密にはいわばＰＣａＳＣ造）の接合部３を介して確実強固に接合することができることはもとより、先の実施形態に比べてプレキャスト化による現場施工のより一層の簡略化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の接合構造の一実施形態を示すもので、ＳＣ造の接合部の構成を分解して示す斜視図である。
【図２】同、接合部の立断面図である。
【図３】同、接合部の平断面図である。
【図４】同、接合部の側面図および側断面図である。
【図５】同、外殻鋼板の他の例を示す斜視図である。
【図６】本発明の接合構造の他の実施形態を示すもので、接合部の立断面図である。
【図７】同、接合部の平断面図である。
【図８】本発明の接合構造の他のさらに他の実施形態を示すもので、接合部の立断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  柱（ＲＣ造）
２  梁（Ｓ造）
３  接合部（ＳＣ造）
４  柱筋
４ａ  柱主筋
４ｂ  帯筋
５  コンクリート
１１  外殻鋼板
１２  充填コンクリート
１３  アンカー筋  
１３ａ  定着頭部
１４  カバープレート
１４ａ  切り込み
１５  孔
１６  ナット
１７  打設口
１８  係合凸部（帯筋）
２０  継ぎ手
【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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