(57)【要約】【課題】鋼管柱に対して木質床板を合理的に接合するための有効適切な構造を提供する。【解決手段】下側鋼管柱１Ａの上端部に中空鋼管を主体とする差し込み継手３を密着状態で装着し、上側鋼管柱１Ｂの下端部に固着した接合用鋼管８を差し込み継手に対して密着状態で挿入することにより、下側鋼管柱と上側鋼管柱とを差し込み継手および接合用鋼管を介して曲げモーメントを伝達可能な状態で軸方向に接合する。差し込み継手には木質床板を支持可能なブラケット５を下側鋼管柱の周囲に突出せしめた状態で一体に設けておき、そのブラケットに対して木質床板を接合する。【選択図】図３
2013224534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物における任意の階に設置される鋼管柱の上端部に、その直上階に設置される他の鋼管柱の下端部を接合するとともに、それら鋼管柱どうしの接合部に対して前記直上階の床としての木質床板を接合するための構造であって、
任意の階に設置される下側鋼管柱の上端部に対して中空鋼管を主体とする差し込み継手を密着状態で装着するとともに、その直上階に設置される上側鋼管柱の下端部に接合用鋼管を固着して該接合用鋼管を前記差し込み継手に対して密着状態で挿入することにより、前記下側鋼管柱と前記上側鋼管柱とを前記差し込み継手および前記接合用鋼管を介して曲げモーメントを伝達可能な状態で軸方向に接合するとともに、
前記差し込み継手に、前記下側鋼管柱に装着された状態で前記木質床板の縁部を支持可能なブラケットを前記下側鋼管柱の周囲に突出せしめた状態で一体に設けて、前記木質床板を前記ブラケットに対して接合してなることを特徴とする鋼管柱と木質床板との接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の鋼管柱と木質床板との接合構造であって、
前記下側鋼管柱および前記上側鋼管柱を同一断面形状かつ同一寸法の角形鋼管柱とし、
前記差し込み継手における前記中空鋼管を、前記下側鋼管柱の断面を縦横に４分割した形状・寸法の角形鋼管により形成し、
前記上側鋼管柱に固着した前記接合用鋼管を、前記差し込み継手における前記中空鋼管としての前記角形鋼管に対して密着状態で挿入可能な形状・寸法とされた４本の角形鋼管により形成し、
前記ブラケットを、前記差し込み継手における前記中空鋼管としての前記角形鋼管の上端部において隣接する２面に対して直交状態で固着したアングル状のＬ型鋼板により形成し、
前記ブラケットとしてのＬ型鋼板の上部を前記中空鋼管としての前記角形鋼管の上部に対して前記下側鋼管柱の肉厚に相当する厚さを有する鋼板からなるスペーサを介して一体に溶接して固着することにより、前記Ｌ型鋼板の下部に前記下側鋼管柱の肉厚相当分の隙間を確保した構成とし、
４台の前記差し込み継手をそれぞれ前記隙間に前記下側鋼管柱の上端部を差し込んだ状態で、かつ互いの周面を密着させた状態で前記下側鋼管柱の上端部に対して装着するとともに、該差し込み継手におけるそれぞれの中空鋼管としての角形鋼管に対して前記上側鋼管柱の下端部に固着した前記接合用鋼管としての角形鋼管を密着状態で挿入してなることを特徴とする鋼管柱と木質床板との接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物の構造に関連し、特に鋼管柱と木質床板とを接合するための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、木造建物は従来においては戸建て住宅やごく小規模の低層建物に限定されていたが、近年においては木材資源の有効活用や地球温暖化防止対策の一環として、中層程度の規模の建物に対しても木質構造を適用する気運がある。
【０００３】
中層程度の建物に木質構造を適用するためには木造柱と木造梁とを構造的に確実にかつ十分に安定に接合し得ることが前提であるし、しかもその施工を可及的に効率的に実施し得ることが必要であるので、そのためにはたとえば特許文献１〜３に示されるような接合構造や接合方法が採用可能であると考えられる。
【０００４】
ところで、従来一般的な通常の木造に代わって中層程度の建物に適用可能な木質構造として、いわゆるクロスラミナパネルを主体とする構造も知られている。これは、数枚の単板を繊維方向が直交するように積層させて形成した構造用のクロスラミナパネルを壁材や床材として使用するもので、一般的な木造における柱や梁を実質的に省略してそれらパネルどうしを直接接合することを基本とする一種のパネル構造である。
これによれば、建物全体を高度に木質構造化できるし、工業化手法による経済性や施工性の点でも有利であると考えられ、中層程度の建物を対象とする木質構造として今後広く普及することが期待されている。
【０００５】
しかし、建物全体をパネル構造とする場合には建物内が多数の壁パネルにより細かく分断されてしまって大空間が確保し難いから、クロスラミナパネルによるパネル構造の建物を商業ビルや事務所ビル等の用途に適用することは現時点では必ずしも現実的ではない。
そこで、クロスラミナパネルを主体とする木質構造の利点を生かしつつ上記のような課題を解決し得る構造として、柱と梁とによる通常の軸組を構成したうえでクロスラミナパネルを壁材や床材として利用するという構造も検討されている。
特に、主架構としての柱や梁を鋼材による鉄骨造とすることを基本として床や壁をクロスラミナパネルにより形成するという一種の木鋼混合構造とすれば、鉄骨造の軸組により構造安定性や設計上の自由度を十分に確保し得るので、中層程度の建物に適用する構造形式としては有利であり合理的であると考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２２００６号公報
【特許文献２】特開２００５−３６４５８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１６７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、建物の構造を主架構を鉄骨造とし床や梁をクロスラミナパネル等による木質構造とするという混合構造の場合には、異種の構造部材である鉄骨柱とクロスラミナパネル等の木質床板とを合理的に接合することが必要となるが、そのための有効適切な接合手法は現時点では確立されていない。
すなわち、上記のような特殊な木鋼混合構造に対しては、特許文献１〜３に示されるような従来一般的な木造の場合における木造柱と木造梁との接合手法はそのまま適用し得ないし、通常の鉄骨造の場合には多用される溶接による接合は当然に不可能であり、ボルト締結による接合も膨大な作業量を必要とするので施工性の点で好ましくないので、それらの在来の接合手法はいずれも現実的ではない。
【０００８】
特に、上記のような木鋼混合構造を中層程度の建物に適用する場合には、その柱としては純鉄骨造の場合のような大断面の重量鉄骨を用いるまでもなく比較的小断面の鋼管柱で十分であると考えられるので、そのような構造を真に有効なものとして実現しその普及を図るためには、鋼管柱に対して木質床板を接合するための有効適切な接合手法の開発が必要不可欠である。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は鋼管柱に対して木質床板を合理的に接合するための有効適切な構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、建物における任意の階に設置される鋼管柱の上端部に、その直上階に設置される他の鋼管柱の下端部を接合するとともに、それら鋼管柱どうしの接合部に対して前記直上階の床としての木質床板を接合するための構造であって、任意の階に設置される下側鋼管柱の上端部に対して中空鋼管を主体とする差し込み継手を密着状態で装着するとともに、その直上階に設置される上側鋼管柱の下端部に接合用鋼管を固着して該接合用鋼管を前記差し込み継手に対して密着状態で挿入することにより、前記下側鋼管柱と前記上側鋼管柱とを前記差し込み継手および前記接合用鋼管を介して曲げモーメントを伝達可能な状態で軸方向に接合するとともに、前記差し込み継手に、前記下側鋼管柱に装着された状態で前記木質床板の縁部を支持可能なブラケットを前記下側鋼管柱の周囲に突出せしめた状態で一体に設けて、前記木質床板を前記ブラケットに対して接合してなることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の鋼管柱と木質床板との接合構造であって、前記下側鋼管柱および前記上側鋼管柱を同一断面形状かつ同一寸法の角形鋼管柱とし、前記差し込み継手における前記中空鋼管を、前記下側鋼管柱の断面を縦横に４分割した形状・寸法の角形鋼管により形成し、前記上側鋼管柱に固着した前記接合用鋼管を、前記差し込み継手における前記中空鋼管としての前記角形鋼管に対して密着状態で挿入可能な形状・寸法とされた４本の角形鋼管により形成し、前記ブラケットを、前記差し込み継手における前記中空鋼管としての前記角形鋼管の上端部において隣接する２面に対して直交状態で固着したアングル状のＬ型鋼板により形成し、前記ブラケットとしてのＬ型鋼板の上部を前記中空鋼管としての前記角形鋼管の上部に対して前記下側鋼管柱の肉厚に相当する厚さを有する鋼板からなるスペーサを介して一体に溶接して固着することにより、前記Ｌ型鋼板の下部に前記下側鋼管柱の肉厚相当分の隙間を確保した構成とし、４台の前記差し込み継手をそれぞれ前記隙間に前記下側鋼管柱の上端部を差し込んだ状態で、かつ互いの周面を密着させた状態で前記下側鋼管柱の上端部に対して装着するとともに、該差し込み継手におけるそれぞれの中空鋼管としての角形鋼管に対して前記上側鋼管柱の下端部に固着した前記接合用鋼管としての角形鋼管を密着状態で挿入してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上下の鋼管柱どうしの接合作業およびその接合部に対する木質床板の接合作業を面倒かつ煩雑な工程を必要とせずに極めて容易に行うことが可能である。また、差し込み継手は所定規格で大量生産することで十分に安価に製作することができるから、これを用いることによるコスト増は些少であり、全体として施工性改善による十分なコストダウンを図ることができる。
したがって本発明の接合構造は、鋼管柱と木質床板とによる複合構造の建物に適用するものとして有効であり、そのような複合構造の普及に十分に寄与し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態である接合構造を示すもので、（ａ）は接合部の立断面図、（ｂ）は接合部の平断面図（（ａ）におけるｂ−ｂ線視図）、（ｃ）は同じく接合部の平断面図（（ａ）におけるｃ−ｃ線視図）である。
【図２】同、組み立て状態を示す斜視図である。
【図３】同、組み立て状態を示す斜視図である。
【図４】同、組み立て状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１〜図４を参照して本発明の実施形態を説明する。
本実施形態は、図１（ａ）に示すように、建物における任意の階に設置される鋼管柱１（下側鋼管柱１Ａ）の上端部に、その直上階に設置される他の鋼管柱１（上側鋼管柱１Ｂ）の下端部を接合するとともに、それら鋼管柱１どうしの接合部に対して直上階の床としての木質床板２（クロスラミナパネル）を接合するための構造である。
【００１５】
本実施形態においては、下側鋼管柱１Ａの上端部に対して４台の差し込み継手３（図２参照。詳細後述）を密着状態で装着するとともに、上側鋼管柱１Ｂの下端部には底板７を溶接してその底板７には４本の接合用鋼管８（図３参照）を下方に突出させて溶接しておき、その接合用鋼管８を上記の差し込み継手３に対して密着状態で挿入することにより、下側鋼管柱１Ａと上側鋼管柱１Ｂとを差し込み継手３および接合用鋼管８を介して曲げモーメントを伝達可能な状態で軸方向に構造的に接合することを主眼とする。
【００１６】
そして、上記の差し込み継手３には、下側鋼管柱１Ａに装着された状態で木質床板２の縁部を支持可能なブラケット５を下側鋼管柱１Ａの周囲に放射状に突出せしめた状態で一体に設けておき、図１（ａ）、図４に示すように木質床板２（図４では一部のみを示す）の縁部をブラケット５により支持してそのブラケット５に対して接合するようにしている。
【００１７】
以下、本実施形態の具体的な構成について詳細に説明する。
本実施形態では、下側鋼管柱１Ａおよび上側鋼管柱１Ｂは、図２〜図４に示されるように、いずれも同一断面形状かつ同一寸法の角形鋼管柱とされている。
【００１８】
本実施形態における差し込み継手３は、図２に示すように中空鋼管４を主体として形成されるものであるが、その中空鋼管４は下側鋼管柱１Ａの断面を縦横に４分割した形状・寸法の角形鋼管により形成されている。
また、上側鋼管柱１Ｂの下端部に突出して固着されている４本の接合用鋼管８は、図３に示すように、それぞれの差し込み継手３における中空鋼管４としての角形鋼管の内面に対して密着状態で挿入可能な形状・寸法の（すなわちその中空鋼管４よりも肉厚相当分だけ小断面とされた）角形鋼管により形成されている。
【００１９】
差し込み継手３におけるブラケット５は、図２に示すように、差し込み継手３における中空鋼管４（角形鋼管）の上端部において隣接する２面に対して直交状態で固着したアングル状のＬ型鋼板により形成されている。
ブラケット５としてのＬ型鋼板は、その上部が中空鋼管４（角形鋼管）の上部に対して、下側鋼管柱１Ａの肉厚に相当する厚さを有する鋼板からなるスペーサ６を介して一体に溶接されて固着されており、したがってブラケット５としてのＬ型鋼板の下部と中空鋼管４の周面との間にはスペーサ６の厚み相当分（下側鋼管柱１Ａの肉厚相当分）の隙間が確保されている。
そして、図２や図１（ａ）に示すように４台の差し込み継手３がそれぞれの隙間に下側鋼管柱１Ａの上端部を差し込んだ状態で、かつ図１（ｂ），（ｃ）に示すようにそれぞれの差し込み継手３が互いの周面を密着させた状態で、下側鋼管柱１Ａの上端部に挿入されてその内面に密着する状態で装着されている。
【００２０】
さらに、それら４台の差し込み継手３におけるそれぞれの中空鋼管４（角形鋼管）に対して、図４に示すように、上側鋼管柱１Ｂの下端部に固着されている４本の接合用鋼管８（角形鋼管）がそれぞれ密着状態で挿入されている。（図４では接合部の内部を透視するために、下側鋼管柱１Ａに装着されている４台の差し込み継手３のうちの手前側の１台のみを図示して、他の３台の図示は省略している。）
【００２１】
これにより、下側鋼管柱１Ａと上側鋼管柱１Ｂとはそれらの間にスペーサ６が介在した状態で差し込み継手３および接合用鋼管８を介して接合され、その接合部の周囲には図１（ｂ），図３に示すように全８枚のブラケット５が周囲に放射状に突出する状態で設置される。
そこで、それらブラケット５により木質床板２（クロスラミナパネル）の縁部を支持し、ブラケット５および木質床板２の双方に予め形成しておいたボルト孔を合致させてボルト９（図１（ａ）参照）を挿通して締結することにより、木質床板２をブラケット５に対して接合する。
【００２２】
なお、図４ではブラケット５および木質床板２の一部を図示するに留めているが、鋼管柱１が建物内部に位置している場合には通常はその周囲全体に木質床板２を全面的に設置する必要があるので、そのためのブラケット５を図１〜図３に示したように鋼管柱１の周囲全体に放射状に設置しておいて木質床板２を全面的に設置すれば良い。
しかし、鋼管柱１が建物の外周部や隅部あるいは吹き抜け部に位置しているような場合においては鋼管柱１の周囲全体に木質床板２を設置する必要がないから、その場合には木質床板２を設置するために必要となるブラケット５のみを設置して不要なブラケット５は省略すれば良い。そのためには、外周部や吹き向け部に面する位置における鋼管柱１に対して装着する差し込み継手３として、所定のブラケット５を省略した形態の差し込み継手３を用意しておいてそれを用いれば良い。つまり、そのための差し込み継手３としては、中空鋼管４に対して必要なブラケット５のみを必要な位置に取り付けた形態のものを用いれば良い。
【００２３】
本実施形態の接合構造によれば、下側鋼管柱１Ａの断面形状に対応する形状・寸法の差し込み継手３を予め工場製作しておいて、下側鋼管柱１Ａを建て込んだ時点でその差し込み継手３を下側鋼管柱１Ａの上端部に挿入して装着し、また上側鋼管柱１Ｂを建て込む際にその下端部に底板７を介して接合用鋼管８を溶接してそれを差し込み継手３に挿入することのみで、下側鋼管柱１Ａと上側鋼管柱１Ｂとを差し込み継手３および接合用鋼管８を介して曲げモーメントを伝達可能な状態で構造的に確実にしかも容易に接合することが可能である。
そして、その状態では接合部の周囲に自ずとブラケット５が配置されるから、それらブラケット５により木質床板２の縁部を支持することのみで木質床板２の敷設作業を極めて容易に行うことができ、最終的に木質床板２をブラケット５に対してボルト締結することにより木質床板２を下側鋼管柱１Ａと上側鋼管柱１Ｂの接合部に対して容易にかつ確実に接合することが可能である。
【００２４】
以上のように、本実施形態の接合構造によれば、上下の鋼管柱１どうしの接合作業およびその接合部に対する木質床板２の接合作業を、現場溶接や膨大な本数のボルトの締結作業といった面倒かつ煩雑な工程を一切必要とせずに極めて容易に行うことが可能である。また、差し込み継手３は所定規格で大量生産することで十分に安価に製作することができるから、これを用いることによるコスト増は些少であり、全体として施工性改善による十分なコストダウンを図ることができる。
したがって本発明の接合構造は、鋼管柱１と木質床板２とによる複合構造の建物に適用するものとして有効であり、そのような複合構造の普及に十分に寄与し得るものである。
【００２５】
以上で本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば、すなわち下側鋼管柱１Ａと上側鋼管柱１Ｂとを差し込み継手３および接合用鋼管８を介して接合するとともに、差し込み継手３に設けたブラケット５により木質床板２を支持して接合部に対して接合する構成とする限りにおいて、たとえば以下に列挙するような適宜の設計的変更や応用が可能である。
【００２６】
上記実施形態では差し込み継手３における中空鋼管４を下側鋼管柱１Ａの断面を縦横に４分割した形態の角形鋼管により形成するものとしたが、本発明においては必ずしも４分割することに限らず、たとえば２分割した横長矩形の異形鋼管を中空鋼管４とすることも可能である。
また、上記実施形態のように下側鋼管柱１Ａを縦横に４分割することに代えて対角線方向に３角形状に４分割（ないし２分割）した形態の異形鋼管を中空鋼管４とすることも考えられる。いずれにしても、中空鋼管４の形状に応じて接合用鋼管８の形状・寸法も変更することはもとより、ブラケット５の形状・寸法も適宜変更すれば良い。
【００２７】
上記実施形態では、鋼管柱１（下側鋼管柱１Ａおよび上側鋼管柱１Ｂ）を角形鋼管柱としたが、本発明においては鋼管柱１を円形鋼管柱とすることも可能であり、それに応じて差し込み継手３の形状・寸法も円形鋼管柱としての下側鋼管柱１Ａの上端部に対して装着し得るものに変更すれば良い。その場合、円形鋼管柱としての下側鋼管柱１を周方向にたとえば２〜４分割した形態の扇形の異形鋼管を中空鋼管４として用いれば良く、それに対応して接合用鋼管８の形状・寸法も変更すれば良い。
【００２８】
差し込み継手３における中空鋼管４およびそれに挿入される接合用鋼管８は接合部における曲げモーメントを伝達し得る強度を必要とするので、所望の肉厚寸法を確保することはもとより、必要であれば接合用鋼管８の内部や中空鋼管４の下端部（接合用鋼管８の挿入を妨げない位置）にはダイヤフラムや補強リブ等の補剛材を設けておくことも考えられる。
また、接合部も含めて鋼管柱１の内部全体にコンクリートを充填してコンクリート充填型鋼管柱（ＣＦＴ）としたり、あるいは接合部のみにコンクリートを充填することで、柱全体ないし接合部の剛性を高めることも考えられる。
【００２９】
なお、鋼管柱１が特に小断面であるような場合には、上記のように鋼管柱１に対して複数に分割した形態の差し込み継手３を用いることに代えて、下側鋼管柱１Ａに対してそのまま挿入可能な単一の中空鋼管４により形成した差し込み継手３を用いることとし、それに対して上側鋼管柱１Ｂに設ける接合用鋼管８もその中空鋼管４に挿入可能な単一の鋼管とすることも考えられ、本発明においてはそのように構成することも妨げるものではない。
しかし、その場合には差し込み継手３が大型大重量のものとなるので取り扱いが不便であるし施工性も低下し、また曲げモーメントに対する座屈強度を確保し難くもなるので、その点では上記実施形態（請求項２記載の発明に相当）のように差し込み継手３における中空鋼管４を下側鋼管柱１Ａに対して４分割程度に分割して各差し込み継手３を取り扱いが容易な小型軽量のものとしたうえで、複数の差し込み継手３どうしを互いに密着状態で下側鋼管柱１Ａに対して装着することでそれらの全体で接合部の剛性を確保する構造とすることが現実的であり好適である。
【００３０】
木質床板２としてはクロスラミナパネルを用いることが好適であり現実的であるが、それに限るものでもなく、床材として使用可能なものであれば他の木質床板を用いることも勿論可能である。
また、上記実施形態のように木質床板２自体が構造的に梁や無梁床板として機能するように設置すれば良いが、あるいは鋼管柱１に対して適宜の梁を架設してそれにより単なる床材としての木質床板２をブラケット５により支持して設置することでも良い。
【符号の説明】
【００３１】
１  鋼管柱
１Ａ  下側鋼管柱
１Ｂ  上側鋼管柱
２  木質床板
３  差し込み継手
４  中空鋼管
５  ブラケット
６  スペーサ
７  底板
８  接合用鋼管
９  ボルト
【図１】
2013224534.tif 000003
【図２】
2013224534.tif 000004
【図３】
2013224534.tif 000005
【図４】
2013224534.tif 000006