(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート造の壁に上下方向に延びるように埋設されたＨ型鋼の一方のフランジに、床又は梁の鉄筋又は鉄骨が接続されてなる、コンクリート造の壁と床又は梁との接合部を補強する補強構造であって、
前記Ｈ型鋼の両フランジ間に亘って補強部材が接続され、この補強部材は、その中間部が、少なくとも一方のフランジとの接続部よりも前記Ｈ型鋼のウエブに近づくように湾曲していることを特徴とする壁と床又は梁との接合部の補強構造。
【請求項２】
前記補強部材は、棒状部材を湾曲させてなることを特徴とする請求項１記載の壁と床又は梁との接合部の補強構造。
【請求項３】
請求項２記載の壁と床又は梁との接合部の補強構造であって、
一又は複数の前記鉄筋又は鉄骨に対応する位置に、一又は複数の前記補強部材が設けられていることを特徴とする壁と床又は梁との接合部の補強構造。
【請求項４】
請求項３記載の壁と床又は梁との接合部の補強構造であって、
一の前記鉄筋又は鉄骨に対応して一の前記補強部材が設けられ、当該補強部材の前記鉄筋又は鉄骨が接続される側のフランジへの接続位置は、前記鉄筋又は鉄骨の接続位置と表裏で同じ位置であることを特徴とする壁と床又は梁との接合部の補強構造。
【請求項５】
前記壁は地中壁であることを特徴とする請求項１から４のうち何れかに記載の壁と床又は梁との接合部の補強構造。
【請求項６】
請求項５記載の補強構造を有する壁と床又は梁との接合部の構築方法であって、
前記補強部材を前記Ｈ型鋼の両フランジ間に亘るように取り付け、
前記補強部材が取り付けられた状態の前記Ｈ型鋼が埋設されるように前記地中壁を構築し、
前記地中壁の前記スラブ又は梁側の表面のコンクリートをはつり、前記Ｈ型鋼の前記スラブ又は梁側のフランジの外側の面の少なくとも一部を露出させ、
前記露出したフランジの外側の面に前記鉄筋又は鉄骨の端部を接続し、
前記鉄筋又は鉄骨が埋設されるように前記スラブ又は梁を構築することを特徴とする壁と床又は梁との接合部の構築方法。
【請求項７】
コンクリート造の壁に上下方向に延びるように埋設されたＨ型鋼の一方のフランジに、床又は梁の鉄筋又は鉄骨が接続されてなる、コンクリート造の壁と床又は梁との接合部を補強する方法であって、
前記Ｈ型鋼の両フランジ間に亘って、その中間部が、少なくとも一方のフランジとの接続部よりも前記Ｈ型鋼のウエブに近づくように湾曲する補強部材を接続することを特徴とする壁と床又は梁との接合部の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平方向に延びるように鉄筋又は鋼材が埋設されたスラブ又は梁と、上下方向に延びるようにＨ型鋼が埋設されたコンクリート壁との接合部を補強する構造及び方法、並びにこの接合部の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＳＣ連壁や鋼製連続壁などの地中壁を建物のスラブや梁に接合して、地中壁を建物の一部として利用することが行われている。このような場合には、建物のスラブや梁に埋設された鉄筋の端部を、地中壁に埋設されたＨ型鋼のフランジに定着することにより、地中壁とスラブや梁とを一体化させていた。
【０００３】
このように、Ｈ型鋼のスラブ又は梁側のフランジに鉄筋や鉄骨を定着すると、その引張力がフランジにスラブ又は梁に向かって作用するが、Ｈ型鋼のフランジのスラブ又は梁側の表面にはかぶりコンクリートしか存在しない。このため、ほぼフランジの変形耐力のみでこの引張力に抵抗することとなり、フランジに変形が生じる虞がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１には、Ｈ型鋼（Ｈ型断面を有する鋼矢板）の両フランジの間を結ぶように複数の棒状の補強部材を取り付ける構成が記載されている。かかる構成によれば、スラブ又は梁側のフランジに作用する荷重の一部が他方のフランジに伝達され、両フランジ及びこれらフランジの間のコンクリートにより引張力に抵抗することができるため、フランジの変形を抑えることができる。
【０００５】
【特許文献１】特許２６７３６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の構成では、埋設されたＨ型鋼の間隔が狭い地中壁を構築する場合に、上記のようにＨ型鋼の両フランジ間を結ぶように補強部材を取り付けてしまうと、隣接するＨ型鋼に取り付けられた補強部材の間にトレミー管を挿入することが困難となり、コンクリートの打設の作業性が損なわれてしまう。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、コンクリートの打設の作業性を損なうことなく、Ｈ型鋼が埋設されたコンクリート壁とスラブ又は梁との接合部おいてＨ型鋼に生じる変形を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の壁と床又は梁との接合部の補強構造は、コンクリート造の壁に上下方向に延びるように埋設されたＨ型鋼の一方のフランジに、床又は梁の鉄筋又は鉄骨が接続されてなる、コンクリート造の壁と床又は梁との接合部を補強する補強構造であって、前記Ｈ型鋼の両フランジ間に亘って補強部材が接続され、この補強部材は、その中間部が、少なくとも一方のフランジとの接続部よりも前記Ｈ型鋼のウエブに近づくように湾曲していることを特徴とする。
【０００９】
上記の壁と床又は梁との接合部の補強構造において、前記補強部材は、棒状部材を湾曲させてなるものであってもよい。
また、上記の壁と床又は梁との接合部の補強構造において、一又は複数の前記鉄筋又は鉄骨に対応する位置に、一又は複数の前記補強部材が設けられていてもよい。さらに、一の前記鉄筋又は鉄骨に対応して一の前記補強部材が設けられ、当該補強部材の前記鉄筋又は鉄骨が接続される側のフランジへの接続位置は、前記鉄筋又は鉄骨の接続位置と表裏で同じ位置であってもよい。
また、前記壁は地中壁であってもよい。
【００１０】
また、本発明の壁と床又は梁との接合部の構築方法は、上記の補強構造を有する壁と床又は梁との接合部の構築方法であって、前記補強部材を前記Ｈ型鋼の両フランジ間に亘るように取り付け、前記補強部材が取り付けられた状態の前記Ｈ型鋼が埋設されるように前記地中壁を構築し、前記地中壁の前記スラブ又は梁側の表面のコンクリートをはつり、前記Ｈ型鋼の前記スラブ又は梁側のフランジの外側の面の少なくとも一部を露出させ、  前記露出したフランジの外側の面に前記鉄筋又は鉄骨の端部を接続し、前記鉄筋又は鉄骨が埋設されるように前記スラブ又は梁を構築することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の壁と床又は梁との接合部の補強方法は、コンクリート造の壁に上下方向に延びるように埋設されたＨ型鋼の一方のフランジに、床又は梁の鉄筋又は鉄骨が接続されてなる、コンクリート造の壁と床又は梁との接合部を補強する方法であって、前記Ｈ型鋼の両フランジ間に亘って、その中間部が、少なくとも一方のフランジとの接続部よりも前記Ｈ型鋼のウエブに近づくように湾曲する補強部材を接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、梁やスラブの鉄筋又は鉄骨からＨ型鋼のフランジに作用する引張力は補強部材に伝達される。補強部材は引張力が作用すると、変形を生じようとするが、周囲のコンクリートの支圧力により変形が拘束されるため、この引張力は軸力として伝達され、他方のフランジに伝達される。これにより、梁やスラブの鉄筋又は鉄骨から作用する引張力に対して、両フランジ及びこれらフランジ間のコンクリートにより抵抗することができ、Ｈ型鋼に生じる変形を抑えることができる。さらに、補強部材の中間がウエブに近づくように湾曲しているため、コンクリートを打設する際にトレミー管を挿入する際の障害とならず、作業性が損なわれることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の壁と梁又はスラブとの接合部の補強構造の一実施形態を、スラブと地中壁との接合部に適用した場合を例として図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の補強方法が適用された地中壁２０とスラブ３０との接合構造１０を示す図であって、（Ａ）は水平方向断面図であり、（Ｂ）は鉛直方向断面図である。同図に示すように、地中壁２０は、コンクリート２５内に上下方向に延びるようにＨ型鋼２１が埋設されてなる鉄骨コンクリート造の地中壁であり、建物の基礎工事中には、土留め壁として利用されるとともに、建物完成後は、建物の地中部の壁として本体利用されるものである。また、スラブ３０は、コンクリート３１内に複数のスラブ筋３２が埋設されてなる鉄筋コンクリート造のスラブである。
【００１４】
図１に示すように、地中壁２０とスラブ３０との接合構造１０は、スラブ３０を構成するスラブ筋３２が、地中壁２０を構成するＨ型鋼２１のスラブ３０側のフランジ２３の外面に溶接接続されるとともに、地中壁２０に埋設されたＨ型鋼２１の両フランジ２２、２３の間に亘って補強部材４０が取り付けられて構成されている。
【００１５】
補強部材４０としては、スラブ３０を構成するスラブ筋３２と同じ径の鉄筋が用いられている。補強部材４０の一端は、フランジ２３の内側の面の、外側の面のスラブ筋３２が接続された位置と表裏で一致する位置に溶接接続されており、他端はＨ型鋼２１の地山側（すなわち、スラブ３０が接続される側と逆側）のフランジ２２の内側の面に溶接接続されている。また、補強部材４０の中間部はＨ型鋼２１のウエブ２４側に向かって湾曲している。なお、後述するようにスラブ筋３２から引張力が伝達され、この引張力により補強部材４０が直線状に伸びるように変形しようとした際に、地中壁２０を構成するコンクリート２５がこの変形を拘束する。補強部材４０の曲率は、その際に、補強部材４０から作用する支圧力によりコンクリート２５が破壊しないように、補強部材４０に作用する引張力と地中壁２０を構成するコンクリート２５の支圧強度との関係に基き決定されている。
【００１６】
スラブ３０に荷重が作用するとスラブ筋３２には引張力が作用し、この引張力はＨ型鋼２１のフランジ２３に伝達される。フランジ２３に伝達された引張力は補強部材４０に作用する。その際、補強部材４０は直線状に伸びるように（すなわち、中間部がウエブ２４から離れるように）変形しようとするが、周囲のコンクリート２５からこの変形に抵抗するように支圧力が作用し、補強部材４０の変形が拘束されるため、補強部材４０は湾曲した形状を保たれる。このため、補強部材４０に作用した引張力は軸力として補強部材４０を伝わり、地山側のフランジ２２に伝達される。これにより、スラブ筋３２から伝達される引張力に対して、両フランジ２２、２３及びこれらフランジ２２、２３間のコンクリート２５が一体となって抵抗することができ、フランジ２３に生じる変形を抑えることができる。
【００１７】
かかる地中壁２０とスラブ３０との接合構造１０は以下のようにして構築することができる。
まず、建物の外周に沿って地盤を掘削して掘削孔を形成し、この掘削孔内に補強部材４０が取り付けられたＨ型鋼２１を建て込む。そして、図２に示すように、掘削孔内の隣接するＨ型鋼２１の間にトレミー管５０を挿入し、このトレミー管５０を通してコンクリート２５の打設を行う。上述のように、補強部材４０は中間部がウエブ２４側に湾曲した形状であるため、トレミー管５０を隣接するＨ型鋼２１の間に挿入する際に補強部材４０が干渉することがなく、スムーズにコンクリートの打設作業を行うことができる。そして、打設したコンクリート２５が硬化することで、地中壁２０が構築される。
【００１８】
次に、この地中壁２０を土留め壁として利用し、地盤の建物の地中部に当たる部分を掘削する。
次に、地中壁２０を建物の一部として利用して建物の地中部を構築する。なお、地中壁２０に接合されるスラブ３０を構築する際には、地中壁２０のスラブ筋３２が接続される部分のコンクリート２５をはつり、Ｈ型鋼２１のフランジ２３の外側の面を露出させる。そして、フランジ２３の内側の面の補強部材４０が接続されている位置と一致するように、フランジ２３の外側の面にスラブ筋３２を溶接接続し、このスラブ筋３２を埋設するようにスラブ３０を構築する。
【００１９】
以上の工程により地中壁２０とスラブ３０との接合構造１０が構築される。
本実施形態によれば、地中壁２０に埋設されるＨ型鋼２１の両フランジ２２、２３の間に、その中間においてウエブ２４側に向かって湾曲する形状の補強部材４０を取り付けることとしたため、地中壁２０を構成するコンクリート２５を打設する際にＨ型鋼２１の間にトレミー管５０を挿入する際に障害とならず、施工性が損なわれない。
【００２０】
また、本実施形態の補強構造は、フランジ２２、２３間に取り付けられる補強部材４０のみからなるため、溶接の手間も少なく、材料費や溶接にかかる費用を抑えることができる。
【００２１】
ところで、壁とスラブとの接合部を補強する方法として、図３に示すように、地中壁１２０に埋設されたＨ型鋼１２１のウエブ１２４に沿って補強用鋼板１４０を取り付けるとともに、この補強用鋼板１４０と両フランジ１２２、１２３とを結ぶように、板状の斜材１４１、１４２を取り付けることも考えられる。かかる構成によっても、フランジ１２３に作用する引張力が斜材１４１、１４２及び補強用鋼板１４０を介してフランジ１２２に伝達されるため、引張力に対して両フランジ１２２、１２３及びこれらの間のコンクリート１２５により抵抗し、フランジ１２３に生じる変形を抑えることができる。
【００２２】
しかしながら、図３の補強方法では、スラブ筋１３２から伝達される引張力は局所的な荷重としてフランジ１２３を介して斜材１４２に伝達され、斜材１４２や鋼板１４０内を伝達される際に地山側に向かって次第に拡散される。このため、スラブ１３０側に位置する斜材１４２や鋼板１４０のスラブ筋１３２が接続された箇所の近傍にあたる部位には、局所的に大きな応力が作用することとなる。このため、斜材１４２及び鋼板１４０を設計する際には、このように応力が集中するような部位において降伏しないように設計しなければならず、設計に手間がかかっていた。また、斜材１４２や鋼板１４０として、応力が最大となる部位において降伏が生じないような厚さを有する鋼材を用いており、応力が小さい部位に必要以上の耐力を持たせることとなるため、補強のために必要となる鋼材量が増加する原因となっていた。これに対して、本実施形態によれば、上記のように補強部材４０の軸力により引張力を伝達するため、補強部材４０の断面において応力が略一定となり、設計が容易であるとともに、補強部材４０の鋼材量を必要最小限に抑えることができ、コストを削減することができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、補強部材４０の端部がフランジ２３に接続された箇所と、スラブ筋３２の接続された箇所とが表裏で一致するように補強部材４０を溶接接続するものとしたが、必ずしも、補強部材４０の端部が接続された箇所とスラブ筋３２の接続された箇所とを一致させる必要はない。ただし、補強部材４０の端部が接続された箇所とスラブ筋３２の接続された箇所とが離れてしまうと、フランジ２３の補強部材４０とスラブ筋３２の接続された部位の間に応力が作用することとなるため、補強部材４０の端部が接続された箇所とスラブ筋３２の接続された箇所とは一致させることが好ましい。
【００２４】
また、本実施形態では、図１に示すように、補強部材４０のフランジ２２、２３との両接合位置がウエブ２４から略同じ距離であるものとしたが、これに限らず、上記の両接合位置との距離は異なってもよい。例えば、補強部材４０の地山側の端部をフランジ２２のウエブ２４の近傍に溶接接続してもよく、このような場合には、図４に示すように中間部から地山側の部分は湾曲しておらず、直線状に形成された補強部材６０を用いることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、各スラブ筋３２に対応して、スラブ筋３２と同じ径の鉄筋からなる補強部材４０を設けることとしたが、これに限らず、複数のスラブ筋に対して、その中心付近に対応する位置にスラブ筋より径の大きな補強部材を接続する構成としてもよいし、また、１本のスラブ筋に対して、対応する位置にスラブ筋より径の小さな補強部材を複数設ける構成としてもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、コンクリート３１内にスラブ筋３２が埋設されてなるスラブ３０と地中壁２０とを接合する場合について説明したが、これに限らず、地中壁と建物の地中部の梁とを接合する場合にも本発明を適用できる。この場合には、地中壁のＨ型鋼に梁筋を溶接接続すればよい。さらに、鋼材が埋設されてなるスラブや梁と地中壁とを接合する場合にも本発明を適用することができ、この場合、地中壁のＨ型鋼に鋼材を溶接接続すればよい。
【００２７】
また、本実施形態では、補強部材として鉄筋を用いることとしたが、これに限らず、中間部においてウエブ側に湾曲するような形状の鋼板を用いてもよい。
【００２８】
さらに、本実施形態では、地中壁２０と建物の地中部のスラブ３０とを接合する場合について説明したが、これに限らず、建物の地上階におけるコンクリートにＨ型鋼が埋設されてなる壁と、建物の梁又はスラブとを接合する場合にも適用することができる。このような場合であっても、壁に埋設されるＨ型鋼の梁又はスラブ側のフランジに梁筋又はスラブ筋を溶接接続するとフランジに変形が生じる虞があり、また、フランジの間を結ぶように棒状の補強部材を取り付けると、壁を構成するコンクリートを打設する際に、補強部材にポンプ車のホースが干渉してしまうため、施工性が損なわれてしまう。これに対して、本発明を適用することにより、フランジの変形を防止でき、また、コンクリートを打設する際に、ポンプ車のホースをＨ型鋼の間にスムーズに挿入することができ、施工性が損なわれることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態の地中壁とスラブとの接合構造を示す図であって、（Ａ）は水平断面図であり、（Ｂ）は鉛直断面図である。
【図２】トレミー管を挿入してコンクリートを打設している状態を示す地中壁の鉛直断面図である。
【図３】従来の地中壁とスラブとの接合構造を示す図である。
【図４】中間部から地山側が直線状に形成された補強部材を用いた補強構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  接合部
２０  地中壁
２１  Ｈ型鋼
２２  （地山側の）フランジ
２３  （スラブ側の）フランジ
２４  ウエブ
２５  コンクリート
３０  スラブ
３１  コンクリート
３２  スラブ筋
４０  補強部材
５０  トレミー管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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