JP 2021-195804 A 2021.12.27(57)【要約】【課題】架構剛性を高めることができる柱と梁との接合構造を提供する。
【解決手段】柱と梁との接合構造１００は、鉛直方向に延び、円筒形に形成された鋼管２１と、鋼管２１の内部に配置され、鉛直方向に延びる主筋２２と、鋼管２１の内部に充填されたコンクリート部２３と、を有するコンクリート充填鋼管造の柱とＨ形鋼の梁との接合構造であって、鋼管２１の外面２１ａに設けられるとともに外形が平面視円形状をなし、梁１の上下のフランジ１１，１２と接合される上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２と、鋼管２１の外面２１ａから外側に突出し、上下端部がそれぞれ上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２に接合された複数の補強材３３と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

(2)JP 2021-195804 A 2021.12.27【特許請求の範囲】【請求項１】
鉛直方向に延び、円筒形に形成された鋼管と、該鋼管の内部に配置され、鉛直方向に延びる主筋と、前記鋼管の内部に充填されたコンクリート部と、を有するコンクリート充填
鋼管造の柱とＨ形鋼の梁との接合構造であって、前記鋼管の外面に設けられるとともに外形が平面視円形状をなし、前記梁の上下のフランジと接合される上部ダイアフラム及び下部ダイアフラムと、前記鋼管の外面から外側に突出し、上下端部がそれぞれ上部ダイアフラム及び下部ダイアフラムに接合された複数の補強材と、を備えることを特徴とする柱と梁との接合構造。
【請求項２】
前記複数の補強材は、前記上部ダイアフラム及び前記下部ダイアフラムの設計時に想定される降伏線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の柱と梁との接合構造。
【請求項３】
平面視で、前記複数の補強材は放射線状に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の柱と梁との接合構造。
【請求項４】
前記柱に対して、４本の前記梁が直交配置され、平面視で、前記鋼管の中心と前記梁の延在方向とを結んだ線を第一仮想線とし、平面視で、前記鋼管の中心から直交する２本の前記第一仮想線の中間に延びる線を第二仮想線とし、前記補強材は、前記第一仮想線と前記第二仮想線との間に配置されている請求項１から３のいずれか一項に記載の柱と梁との接合構造。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】
本発明は、柱と梁との接合構造に関するものである。
【背景技術】【０００２】
従来から、鋼管の内部に鉄筋及びコンクリートが充填されたコンクリート充填鋼管構造（ＣＦＴ造）柱と、鉄骨造（Ｓ造）の梁との接合構造が知られている。
【０００３】
特許文献１には、柱の側面から内部に窪む凹所（切欠き部）を設けて、梁の端部を凹所に挿入して柱の内部まで到達させて、柱と梁とを接合する梁貫通形式が提案されている。
【０００４】
特許文献２には、柱の外側面に外ダイアフラムを溶接して、外ダイアフラムと梁のフランジとを溶接して柱と梁とを接合する外ダイアフラム形式が提案されている。
【０００５】
平面視で円形の環状をなす円形外ダイアフラムを採用すると、平面視で矩形の環状をなす矩形外ダイアフラムよりも、外壁等との納まりにおいて無駄のない架構計画を立案できたり、斜め梁の接合ディテールを簡略化できたりする。
【先行技術文献】【特許文献】【０００６】【特許文献１】特開２０１６−１４２０６２号公報【特許文献２】特開２０１７−１６０７５４号公報【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【０００７】
しかしながら、円形外ダイアフラムでは、外ダイアフラムが梁からの引張力に抵抗する

1020304050

(3)JP 2021-195804 A 2021.12.27

際に矩形外ダイアフラムと比較して板面内方向及び板面外方向に変形しやすく、架構剛性の低下につながるという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、架構剛性を高めることができる柱と梁との接合構造を提供する。
【課題を解決するための手段】【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る柱と梁との接合構造は、鉛直方向に延び、円筒形に形成された鋼管と、該鋼管の内部に配置され、鉛直方向に延びる主筋と、前記鋼管の内部に充填されたコンクリート部と、を有するコンクリート充填鋼管造の柱とＨ形鋼の梁との接合構造であって、前記鋼管の外面に設けられるとともに外形が平面視円形状をなし、前記梁の上下のフランジと接合される上部ダイアフラム及び下部ダイアフラムと、前記鋼管の外面から外側に突出し、上下端部がそれぞれ上部ダイアフラム及び下部ダイアフラムに接合された複数の補強材と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された柱と梁との接合構造では、鋼管の外面から外側に突出するように、上下端部がそれぞれ上部ダイアフラム及び下部ダイアフラムに接合された複数の補強材が設けられている。よって、補強材が設けられることによって、梁引張方向の引張剛性が補強され、架構剛性を高めることができる。
【００１１】
また、本発明に係る柱と梁との接合構造では、前記複数の補強材は、前記上部ダイアフラム及び前記下部ダイアフラムの設計時に想定される降伏線上に配置されていてもよい。
【００１２】
このように構成された柱と梁との接合構造では、上部ダイアフラム及び下部ダイアフラムの設計時に一般的に（指針などで）想定される降伏線上に複数の補強材を配置することによって、降伏線上での上部ダイアフラム及び下部ダイアフラムの損傷が抑制される。
【００１３】
また、本発明に係る柱と梁との接合構造は、平面視で、前記複数の補強材は放射線状に配置されていてもよい。
【００１４】
このように構成された柱と梁との接合構造では、平面視で複数の補強材は放射線状に配置されているため、架構剛性を均一に高めることができる。
【００１５】
また、本発明に係る柱と梁との接合構造は、前記柱に対して、４本の前記梁が直交配置され、平面視で、前記鋼管の中心と前記梁の延在方向とを結んだ線を第一仮想線とし、平面視で、前記鋼管の中心から直交する２本の前記第一仮想線の中間に延びる線を第二仮想線とし、前記補強材は、前記第一仮想線と前記第二仮想線との間に配置されていてもよい。
【００１６】
このように構成された柱と梁との接合構造では、第一仮想線と第二仮想線との間の降伏線上に補強材を配置することによって、降伏線上での上部ダイアフラム及び下部ダイアフラムの損傷が抑制される。
【発明の効果】【００１７】
本発明に係る柱と梁との接合構造によれば、架構剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】【００１８】【図１】本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造を示し、（ａ）水平断面図であり、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

1020304050(4)JP 2021-195804 A 2021.12.27【図２】本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造において、補強材の効果を確認する解析結果を示す。
【発明を実施するための形態】【００１９】本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造を示し、（ａ）水平断面図であり、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図１に示すように、本実施形態の柱と梁との接合構造１００では、コンクリート充填鋼管造の柱２に鉄骨造の梁１が接合されている。本実施形態では、柱２に対して、４本の梁１が、平面視直交配置されている。なお、梁１の本数は適宜設定可能である。
【００２０】
各梁１は、Ｈ形鋼で構成されている。梁１は、上部フランジ１１及び下部フランジ１２と、ウェブ１３と、を有している。
【００２１】
上部フランジ１１と下部フランジ１２とは、上下方向に離間して配置されている。上部フランジ１１及び下部フランジ１２は、板状に形成されている。上部フランジ１１及び下部フランジ１２の板面が水平面に沿うように配置されている。
【００２２】
ウェブ１３は、上部フランジ１１と下部フランジ１２とを連結している。ウェブ１３は、板状に形成されている。ウェブ１３の板面は、鉛直面に沿うように配置されている。
【００２３】
柱２は、鋼管２１と、複数の主筋２２と、コンクリート部２３と、を有している。鋼管２１は、鉛直方向を軸線方向として円筒状に形成されている。鋼管２１は、梁１の上方及び下方に配置される鋼管本体２１ｂと、梁１に対応する高さに配置されるふさぎ板２１ｃと、を有している。
【００２４】
主筋２２は、鋼管２１の内側に沿って配置されている。主筋２２は、周方向に間隔を有して配置されている。主筋２２は、鉛直方向に延びている。本実施形態では、主筋２２は２４本配置されているが、主筋２２の本数は適宜設定可能である。コンクリート部２３は、鋼管２１の内部に充填されている。主筋２２は、コンクリート部２３に定着されている。
【００２５】
柱と梁との接合構造１００は、上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２と、複数の補強材３３と、を備えている。
【００２６】
上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２は、梁１から柱２へと荷重を伝達する機能を有している。上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２は、鋼管２１の外面２１ａから径方向の外側に突出するように設けられている。上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２は、鋼管２１に溶接等により接合されている。本実施形態では、上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２は、鋼管本体２１ｂとふさぎ板２１ｃとの間に接合されている。
【００２７】
上部ダイアフラム３１は、梁１の上部フランジ１１と略同一の高さに配置されている。
上部ダイアフラム３１の厚さは、上部フランジ１１の厚さよりも僅かに厚い。上部ダイアフラム３１は、上部フランジ１１に溶接等により接合されている。
【００２８】
下部ダイアフラム３２は、梁１の下部フランジ１２と略同一の高さに配置されている。
下部ダイアフラム３２の厚さは、下部フランジ１２の厚さよりも僅かに厚い。下部ダイアフラム３２は、下部フランジ１２に溶接等により接合されている。
【００２９】

1020304050

(5)JP 2021-195804 A 2021.12.27

上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２は、鉛直方向に所定の厚さを有し、環状をなした板状に形成されている。図１（ａ）に示すように、上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２の外周面３０ａは、略円形状をなしている。上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２の外周面のうち上部フランジ１１及び下部フランジ１２に接合される接合部３０ｂは、上部フランジ１１及び下部フランジ１２の端面に対応して直線状をなしている。
【００３０】
補強材３３、鋼管２１の外面２１ａから径方向の外側に突出するように設けられている。本実施形態では、補強材３３、ふさぎ板２１ｃの外面に溶接等により接合されている。
補強材３３は、鋼板等の金属材料で構成されている。
【００３１】
補強材３３は、周方向に所定の厚さを有する板状部材である。補強材３３の上端部は、梁１の上部フランジ１１に溶接等により接合されている。補強材３３の下端部は、梁１の下部フランジ１２に溶接等により接合されている。
【００３２】
平面視で、複数の補強材３３は、放射線状に配置されている。補強材３３は、上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２の設計時に一般的に（指針などで）想定される降伏線Ｌ３上（降伏線Ｌ３に沿う位置）、且つ梁１と上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２との溶接箇所ｗを避けた位置に配置されている。降伏線Ｌ３は、鋼管２１の中心Ｏと、梁１と上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２との交差部ｃ１とを結ぶ線である。溶接箇所ｗは、上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２の接合部３０ｂに沿って設けられている。なお、図１（ａ）では、降伏線Ｌ３及び溶接箇所ｗは、１領域のみ示しているが、各梁１と上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２との関係においても、降伏線Ｌ３及び溶接箇所ｗは同様の位置となる。
【００３３】
具体的には、平面視で、鋼管２１の中心Ｏと梁１の延在方向とを結んだ線を第一仮想線Ｌ１とする。平面視で、鋼管２１の中心Ｏから直交し、隣り合う２本の第一仮想線Ｌ１の中間（中央）に延びる線を第二仮想線Ｌ２とする。補強材３３は、第一仮想線Ｌ１と第二仮想線Ｌ２との間に配置されている。
【００３４】
次に、上記の柱と梁との接合構造１００の解析について説明する。
補強材３３の効果について確認した。
上部フランジ１１及び下部フランジ１２を幅３００ｍｍ、板厚２８ｍｍとした。上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２を板厚４５ｍｍとした。実施例１では補強材３３の厚さを６ｍｍとし、実施例２では補強材３３の厚さを９ｍｍとし、実施例３では補強材３３の厚さを１２ｍｍとした。また、比較のため、鋼管（ふさぎ板）のみ（補強材無し）についても解析を行った。いずれの解析ケースでも、鋼管（ふさぎ板）の影響を考慮したものである。
【００３５】
図２に示すように、降伏耐力（２７５０ｋＮ）レベルでの変形は、鋼管のみ（補強材無し）では約５ｍｍ、実施例１では約３ｍｍであり、実施例２，３では３ｍｍ以下である。
よって、補強材３３による補剛効果が大きいことが分かる。
【００３６】
このように構成された柱と梁との接合構造１００では、鋼管２１の外面２１ａから外側に突出するように、上下端部がそれぞれ上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２に接合された複数の補強材３３が設けられている。よって、補強材３３が設けられることによって、梁引張方向の引張剛性が補強され、架構剛性を高めることができる。
【００３７】
また、上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２の設計時に一般的に（指針などで）想定される降伏線上に複数の補強材３３を配置することによって、降伏線上での上部1020304050(6)JP 2021-195804 A 2021.12.27

ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２の損傷が抑制される。
【００３８】
また、平面視で複数の補強材３３は放射線状に配置されているため、架構剛性を均一に高めることができる。
【００３９】
また、第一仮想線Ｌ１と第二仮想線Ｌ２との間の降伏線上に複数の補強材３３を配置することによって、降伏線上での上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２の損傷が抑制される。
【００４０】
なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４１】
例えば、複数の補強材３３は上部ダイアフラム３１及び下部ダイアフラム３２の設計時に想定される降伏線上に配置されていることが好ましいが、本発明はこれに限られない。
補強材は、鋼管の外面から外側に突出し、上下端部がそれぞれ上部ダイアフラム及び下部ダイアフラムに接合されていれば、配置位置は適宜設定可能である。
【符号の説明】【００４２】１ 梁
２ 柱
１１ 上部フランジ
１２ 下部フランジ
２１ 鋼管
２１ａ 外面
２２ 主筋
２３ コンクリート部
３１ 上部ダイアフラム
３２ 下部ダイアフラム
３３ 補強材
１００ 柱と梁との接合構造
Ｌ１ 第一仮想線
Ｌ２ 第二仮想線
Ｏ 中心

102030

(7)

【図１】

【図２】

JP 2021-195804 A 2021.12.27

(8)JP 2021-195804 A 2021.12.27

̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶
フロントページの続き(72)発明者 小倉賢人

東京都中央区京橋二丁目１６番１号(72)発明者 菅野

清水建設株式会社内英幸

東京都中央区京橋二丁目１６番１号
Ｆターム(参考) 2E125 AA03

AA13AB13 AC01

清水建設株式会社内
AC16AE13AG03

AG49CA90