JP4418330B2

JP4418330B2 - コンクリート材と鉄骨材との結合構造

Info

Publication number: JP4418330B2
Application number: JP2004259351A
Authority: JP
Inventors: 啓一斎藤
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2024-09-07
Also published as: JP2006077399A

Description

本発明は、コンクリート材と鉄骨材との結合構造に関する。さらに詳しくは、鉄骨材の再利用の利便性が図られたコンクリート材と鉄骨材との結合構造に関する。

従来より、鉄骨構造の耐力および剛性を向上させるために、鉄骨材をＲＣスラブ（鉄筋補強コンクリート板）などのコンクリート材と緊結し、補強することが行われている。この場合、コンクリート材は鉄骨材に取り付けられたスタッドボルトにより鉄骨材と結合されるのが一般的である。

図４に、そのようなコンクリート材と鉄骨材との結合構造の一例を示す（特許文献１参照）。この結合構造１００においては、図４に示すように、スタッドボルト１０１先端部分に設けられた雄ねじ１０１ａを、鉄骨材（鉄骨梁）１０２の上側フランジに設けられた雌ねじ孔１０２ａに螺合させ、これによりスタットボルト１０１が鉄骨材１０２に取り付けられている。そして、スタットボルト１０１にコンクリート材１０３を付着させてコンクリート材１０３と鉄骨材１０２との結合がなされている。

このように、従来、鉄骨構造の補強は、鉄骨材１０２をコンクリート材１０３とスタッドボルト１０１を用いて強固に結合することによりなされているため、解体時には、例えば鉄骨材１０２を切断、破壊しながらコンクリート材１０３を鉄骨材１０２と分離していく必要があり、鉄骨材１０２をそのままの形で別の建物に用いるなどの再利用が困難であるといった問題がある。

これを避けるために、例えば結合部分のコンクリート材１０３をはつりながら鉄骨材１０２とコンクリート材１０３とを分離する方法も考えられる。しかしながら、そのような作業は大きな騒音を発生し、大変な手間を要するものであるため、住宅地などでは施工が困難な場合があるとともに、コストの増大を招くといった問題がある。
特開２００３−５６１２７号公報

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、鉄骨材の再利用を容易にすることができるコンクリート材と鉄骨材との結合構造を提供することを目的としている。

本発明のコンクリート材と鉄骨材との結合構造は、ろう付けを用いて固設されたコンクリート固定部材により鉄骨材とコンクリート材とを結合してなることを特徴とする。

本発明のコンクリート材と鉄骨材との結合構造においては、鉄骨材の表面にコンクリート固定部材を嵌装する穴が設けられてなるのが好ましい。

また、本発明のコンクリート材と鉄骨材との結合構造においては、鉄骨材が柱とされ、コンクリート材が根巻コンクリートとされ、前記根巻コンクリートにろう付け用金属からなる空洞生成部材が複数、柱に対して所定配列、例えば柱の軸方向と平行に埋設させてもよい。

さらに、本発明のコンクリート材と鉄骨材との結合構造においては、空洞生成部材が所定形状、例えば棒状部材とされ、その棒状部材が対角線状に埋設されもよい。

本発明によれば、コンクリート材と鉄骨材とを緊結するためのスタッドボルトなどのコンクリート固定部材を低融点の金属により固定しているので、解体時に、前記金属を加熱溶融してコンクリート材と鉄骨材とを容易に分離できるという優れた効果が得られる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

実施形態１
図１に、本発明の実施形態１に係るコンクリート材と鉄骨材との結合構造を示す。

結合構造Ｋは、図１に示すように、例えばＨ形鋼からなる鉄骨材（鉄骨梁）１によりＲＣスラブからなるコンクリート材２を下支えして床１０を形成するように、コンクリート材２と鉄骨材１とを結合するための結合構造とされる。ここで、鉄骨材１にはスタッドボルト(コンクリート固定部材)３が取り付けられており、鉄骨材１に取り付けられたスタッドボルト３がコンクリート材２の内部に埋め込まれて、鉄骨材１とコンクリート材２とが結合される。

実施形態の結合構造Ｋにおいては、図２に示すように、スタッドボルト３の軸部３ａの先端部分３ｂは鉄骨材１の上フランジ上面に穿設された孔１ａに嵌装されており、その周囲に低融点の金属（以下、溶着金属という）４が溶着され、これにより、スタッドボルト３が鉄骨材１に取り付けられるものとされる。つまり、スタッドボルト３は、溶着金属４により鉄骨材１にろう付けされる。ここで、前記溶着金属４には、例えば亜鉛（融点：摂氏４１９度）または錫（融点：摂氏２３２度）が用いられる。

また、結合構造Ｋにおいては、解体時には、前記溶着金属４が加熱溶融され、ろう付けされたスタッドボルト３が鉄骨材１から取り外される。このため、結合部分のコンクリートのはつり作業を行ったり、鉄骨材１を破壊したりすることなく、容易にコンクリート材２と鉄骨材１とを分離することができる。したがって、鉄骨材１を、そのままの形で再利用することが可能となる。

ここで、溶着金属４を溶融するための加熱方法は、例えば通電による発熱（ジュール熱）が利用される。すなわち、亜鉛であれば摂氏４１９度以上、錫であれば摂氏２３２度以上となるように所定電圧（比較的低電圧である）を溶着金属４に印可し、大電流を通ずるものとされる。

また、いわゆる高周波誘導加熱により溶着金属４を溶融するものとしてもよい。高周波誘導加熱は、高周波交流電流が通電されたコイルを金属に近接させ、その金属表面に渦電流を生じさせ、それにより金属を加熱する方法である。

また、ガスバーナにより溶着金属４を加熱溶融するものとしてもよい。

このように、実施形態１の結合構造Ｋによれば、低融点の溶着金属４を用いてスタッドボルト３が鉄骨材１に取り付けられ、このスタッドボルト３によりコンクリート材２と鉄骨材１とが結合される。このため、解体時には、溶着金属４を加熱溶融するだけで簡易にコンクリート材２と鉄骨材１とを分離することができる。

したがって、鉄骨材１を損傷することなくコンクリート材２と分離することが可能となり、鉄骨材１をそのままの形で、例えば別の建物の梁として用いるなどして再利用することができる。

また、解体時に、コンクリートのはつり作業を行う必要がないので、解体作業の低騒音化、低公害化が図れる。

また、スタッドボルト３は鉄骨材１上面の孔１ａに嵌装されるため、その係合関係により鉄骨材１とコンクリート材２との接合面に平行な方向に働く力を受けることができる。したがって、前記接合面に垂直な方向の力（特に、引っ張り力）が働かない構造に適用されるかぎり、強度的な問題を生じることもない。

なお、溶着金属４は亜鉛または錫に限らず、各種低融点の金属（例えば、はんだ）とすることができる。また、錫は亜鉛よりも融点が低く、したがって解体のためには錫を用いる方が有利であるが、錫の単価が亜鉛の７〜８倍と割高であることから実用的には亜鉛が最適であるものといえる。

実施形態２
図３に、本発明の実施形態２を示し、実施形態２の結合構造Ｋ１は実施形態１を改変してなるもので、鋼管柱１Ａの柱脚部分を補強する場合に適用してなるものとされる。

すなわち、図３に示すように、結合構造Ｋ１は、鉄骨材としての鋼管柱１Ａの柱脚に根巻用のコンクリート材２Ａを結合する場合に適用されるものとされる。ここで、結合構造Ｋ１においては、コンクリート材２Ａ内部に、解体時の破壊を容易とするために、所要数の低融点金属（例えば、亜鉛、錫）からなる金属線(空洞生成部材)１４が所定の態様で埋設されるものとされる。金属線１４は、例えばコンクリート材２Ａの横断面の対角線Ｌ１、Ｌ２に沿って軸方向と平行になるように所定間隔で埋設される。なお、金属線１４は前記に限定されるものではなく、適宜配列とすることができる。

この構成により、解体時には、金属線１４を加熱溶融し、これによりコンクリート材２Ａ内部に人工的に「す」を発生させることが可能となる。このため、少しの衝撃を加えるだけでコンクリート材２Ａを破壊することができる。したがって、鋼管柱１Ａを損傷することなくコンクリート材２Ａと容易に分離できる。

なお、鋼管柱１Ａとコンクリート材２Ａとが、鋼管柱１Ａの外周面に取り付けられるスタッドボルト３Ａにより結合される点、スタッドボルト３Ａの軸部先端が鋼管柱外周面に設けられる孔（不図示である）に嵌装される点、および前記孔の周囲に低融点の金属４Ａが溶着され、スタッドボルト３Ａが鋼管柱１Ａにろう付けされる点は実施形態１と同様である。

このように、実施形態２によれば、鋼管柱１Ａとコンクリート材２Ａとを結合するために用いられるスタッドボルト３Ａが低融点の金属からなる溶着金属４Ａによりろう付けされて、鋼管柱１に取り付けられるとともに、同じく低融点の金属からなる金属線１４がコンクリート材２Ａ内部に所定の態様で埋設されるため、それら溶着金属４Ａおよび金属線１４を加熱溶融することによって容易に鋼管柱１Ａからコンクリート材２Ａを取り除くことができる。これにより、鉄骨材としての鋼管柱１Ａをそのままの形で再利用することが容易となる。

本発明は、コンクリート材と鉄骨材との結合構造を有する各種建築物適用できる。

本発明の実施形態１に係るコンクリート材と鉄骨材との結合構造を模式的に示す断面図である。同結合構造要部の拡大図である。本発明の実施形態２のコンクリート材と鉄骨材との結合構造を模式的に示す断面図である。従来のコンクリート材と鉄骨材との結合構造を模式的に示す断面図である。

符号の説明

Ｋ、Ｋ１結合構造
１、１Ａ鉄骨材
２、２Ａコンクリート材
３、３Ａスタッドボルト(コンクリート固定部材)
４、４Ａ溶着金属（低融点の金属）
１４空洞生成部材

Claims

ろう付けを用いて固設されたコンクリート固定部材により鉄骨材とコンクリート材とを結合してなることを特徴とするコンクリート材と鉄骨材との結合構造。
鉄骨材の表面にコンクリート固定部材を嵌装する穴が設けられてなることを特徴とする請求項１記載のコンクリート材と鉄骨材との結合構造。
鉄骨材が柱とされ、コンクリート材が根巻コンクリートとされ、
前記根巻コンクリートにろう付け用金属からなる空洞生成部材が複数、柱に対して所定配列にて埋設されてなることを特徴とする請求項１または２記載のコンクリート材と鉄骨材との結合構造。
空洞生成部材が所定形状とされてなることを特徴とする請求項３記載のコンクリート材と鉄骨材との結合構造。