JP4688012B2 - Middle and high-rise buildings using HFC pillars and beams - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、HFC柱、HFC梁等を用いた中高層建造物に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の7階〜15階程度の中高層の集合住宅の構造計画を行なう場合の最も一般的な構造種別は、鉄筋コンクリート造(RCという)で、高さやスパンが大きくなるに従って鉄骨鉄筋コンクリート造(SRCという)を用いることが多かった。
従来のH形鋼の鉄骨とそのフランジ間のみにあって鉄骨に付着したコンクリート層とで構成された梁(この明細書ではHFC梁という、HFC梁と同様の構成の柱をこの明細書ではHFC柱という)には、例えば、次の(a)及び(b)がある。
(a)H形の横断面の鉄骨梁のウェブに間隔をおいて肋筋を通す貫通孔を穿ち、上側のフランジと下側のフランジとの間のウェブの両側に複数の梁主筋をそれぞれ配筋し、多数の肋筋を間隔をおいて前記各主筋を取り囲むように前記貫通孔に通して配筋し、前記の主筋及び肋筋が配筋されたウェブの両側の上側のフランジの下側の面と、ウェブの両側面と、下側のフランジの上側の面と、フランジの幅方向の端面を含む平面と、フランジ及びウェブの長手方向の端面を含む平面とで囲まれた空間をコンクリートでそれぞれ満たしたHFC梁。
(b)H形の横断面の鉄骨梁のウェブの両側に、上側及び下側のフランジと平行にかつ鉄骨梁の長手方向に延在させて、狭い幅(すなわち、フランジの幅からウェブの厚さを除した値の半分以下の幅)の鋼製の板体を配し、この板体をウェブに固着し、ウェブの両側の上側のフランジの下側の面と、ウェブの両側面と、下側のフランジの上側の面と、フランジの幅方向の端面を含む平面と、フランジ及びウェブの長手方向の端面を含む平面とで囲まれた空間をコンクリートで満たしたHFC梁(例えば、特開平9−41559号公報参照)。
従来の鉄骨造の梁とプレキャストコンクリート造の柱を接合した柱梁接合部には、例えば、次ぎの(c)がある。
(c)プレキャストコンクリート造の柱の複数の梁取付部の下部に梁受部がそれぞれ設けられ、H形の横断面の鉄骨梁の所定の長さにわたる端部の外側に梁主筋及び肋筋を配筋し、又は前記梁主筋及び肋筋の内側の鉄骨梁のウエブの両側の両方のフランジの間に、フランジの幅からウェブの厚さを除した値の半分より大きい幅のスチフナをそれぞれ間隔をおいて複数枚配し、各スチフナの下端を下側のフランジに溶接にて固着し、各スチフナのウェブ側の端をウェブに溶接にて固着し、梁主筋、肋筋、スチフナ等の周囲をコンクリートで覆って、鉄骨梁の端部を鉄骨鉄筋コンクリート造とし、鉄骨梁の端部及び柱の梁取付部のコンクリート層に複数の緊張材を通す挿通孔を設け、鉄骨梁の端部を柱の梁受部で受けて支持した状態にして、鉄骨梁の端部の各挿通孔及び柱の梁取付部の各挿通孔に鋼撚線等の緊張材をそれぞれ通して、各緊張材の端を鉄骨梁の鉄骨鉄筋コンクリート造の端部の内側面より突出させて、各緊張材に引張力を導入して、導入した引張力を緊張材の端に嵌めた定着具にて保持して、鉄骨梁の端部の端面を柱の梁取付面に圧接して、梁と柱とを接合した柱梁接合部(例えば、実開平6−73203号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
地震国の日本においては、大地震に耐える強度や剛性を確保するため、従来のRC造及びSRC造の何れの構造種別を採用するにしても、柱や梁の断面が大きくなったり耐震壁が必要になったりして、フリープランやリフォームに対応することが難しかった。また、RC造の柱梁接合部は鉄筋が複雑に交差したり、SRC造の柱梁接合部では鉄骨の溶接が必要になったりするため、柱と梁との脱着が極めて困難であった。さらに、RC造及びSRC造の構造体では、建設時の投入資源量や将来の解体時における廃棄物量が多く、解体や分別も容易ではないため、省資源、循環型の集合住宅には程遠い状態であった。
従来のSRC柱は、H形の横断面の柱鉄骨の周囲が多数の柱主筋及び帯筋で補強されたコンクリート層で覆われているため、柱が周囲のコンクリート層の厚さ分だけ太くなり、高強度でスリムな柱が得られない欠点があった。
従来の前記(a)のHFC梁は、梁鉄骨のウェブに貫通孔を穿ったり、肋筋を前記貫通孔に通して梁主筋の周囲に配筋したりなどする配筋のための作業に多くの工数を必要とする欠点がある。
従来の前記(b)のHFC梁は、梁鉄骨の全長に亘ってそのウェブの両側に固着した長くて狭い幅の鋼製の板体が梁の下側に作用する引張力を分担するとともに、前記板体がウェブへのコンクリートの付着をよくする長所を有しているが、長くて狭い幅の鋼製の板体を梁鉄骨の全長に亘ってそのウェブの両側の所定位置に溶接にて接合する場合には、その溶接作業に高度の熟練と多くの工数とを必要とする欠点があり、また、長くて狭い幅の鋼製の板体を鉄骨梁の全長に亘ってそのウェブの両側の所定位置にボルト・ナットにて接合する場合には、板体及びウェブの所定位置に多数のボルト孔を穿設する必要があり、このボルト孔の穿設等に多くの工数を必要とする欠点があり、狭い幅の鋼製の板体を梁鉄骨のウェブに固着しただけでは、梁鉄骨へのコンクリートの付着が充分であるとはいえない。
従来の前記(c)の柱梁接合部は、H形の横断面の鉄骨梁の端部を所定の長さに亘って鉄筋コンクリートで覆って鉄骨鉄筋コンクリート造とするため、鉄骨梁の外側に梁主筋及び肋筋があり、又は前記梁主筋及び肋筋の内側の各スチフナの端が鉄骨梁の両方のフランジの幅方向の端縁間から側方に突出するため、梁主筋、肋筋、スチフナ等をコンクリートで覆って造った鉄骨鉄筋コンクリート造の梁の端部が、鉄骨梁の鉄骨鉄筋コンクリート造の端部以外の鉄骨だけの部分に比して極端に大きくなってしまい、建物の有効な室空間を狭めてしまう欠点がある。
そして、従来のSRC柱、前記(a)のHFC梁、前記(b)のHFC梁、前記(c)の柱梁接合部の鉄骨梁等を用いたのでは、SRC柱が肥大化し、室空間に大きく梁型が露出し、鉄骨とコンクリートとからなるスリムな構造体を得ることができない。
この発明の解決しようとする課題は、従来の技術の上記のような欠点を有しないHFC柱、HFC梁等を用いた中高層建造物を提供すること、換言すると、居住者の将来のニーズの変化や社会環境の変化に容易に対応できて、耐震壁又は耐震ブレース壁架構が少なくかつ室内に梁型が全く表れないか或いは梁型が少ししか表れない広い無柱空間を有する次世代型集合住宅に適し、また、地球環境問題の観点から、資源を有効に活用でき、地震の無い欧米並みにスリム化した鉄骨とコンクリートとからなる構造体で、かつ脱着可能な簡素化された柱梁接合部とすることにより、再利用可能な長寿命の資源循環型のHFC柱、HFC梁等を用いた中高層建造物を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この発明のHFC柱、HFC梁等を用いた中高層建造物は、地盤に基礎が構築され、この基礎の上側に下部支持基体が構築され、基礎と下部支持基体との間の多数の箇所に免震手段がそれぞれ配設され、下部支持基体上にHFC柱、耐震壁又は耐震ブレース壁架構、HFC梁、床スラブ等からなる上部多層躯体が構築されている平面視が長い矩形の中高層建造物において、下部支持基体上に、多数本の第1HFC柱が前記矩形の一方の長辺に沿って一定の間隔をおいて樹立され、多数本の第2HFC柱が前記矩形の他方の長辺に沿って前記と同じ間隔をおいて樹立され、多数の第1HFC柱の列の1本〜数本おきの第1HFC柱とこれに対向する第2HFC柱との中間に前記短辺と平行に耐震壁又は耐震ブレース壁架構が樹立され、多数の第1HFC柱の列のほかの第1HFC柱とこれに対向する第2HFC柱との中間部付近に第3HFC柱が樹立され、前記長辺に沿った各第1HFC柱及び各第2各HFC柱の梁取付部間に配された第1HFC梁が第1HFC柱又は第2HFC柱の梁取付部に接合され、各第1HFC柱及び各第2HFC柱の梁取付部と第3HFC柱の梁取付部との間に配された第2HFC梁又は第2梁鉄骨が第3HFC柱及び第1HFC柱又は第2HFC柱の梁取付部に接合され、第1HFC柱及び第2HFC柱の梁取付部と耐震壁又は耐震ブレース壁架構の梁取付部との間に配された第3HFC梁又は第3梁鉄骨が耐震壁又は耐震ブレース壁架構及び第1HFC柱又は第2HFC柱の梁取付部に接合され、第2HFC梁又は第2梁鉄骨と第3HFC梁又は第3梁鉄骨との間、及び第2HFC梁又は第2梁鉄骨と耐震壁又は耐震ブレース壁架構との間に、プレキャストされた床板がそれぞれ配され、各床板の端部が、第2HFC梁の梁鉄骨、第3HFC梁の梁鉄骨、第2梁鉄骨又は第3梁鉄骨の下側のフランジの上面或いは耐震壁又は耐震ブレース壁架構の床板受け部の支持面で直接支持され、或いは前記上面又は前記支持面上に載設した間隔保持部材を介して支持され、各床板又は各床板上に設けられた床形成材により床スラブが形成されていることを特徴とするものである。
この発明の好適な形態では、第1及び第2HFC柱の柱鉄骨のフランジ面が前記矩形の短辺と平行になり第3HFC柱の柱鉄骨のフランジ面が前記長辺と平行になるように第1乃至第3HFC柱が配置される。
上記中高層建造物は、例えば、7階〜15階程度の集合住宅である。
【0005】
この発明の好ましい形態では、各HFC柱と各HFC梁との接合及び耐震壁又は耐震ブレース壁架構と各HFC梁との接合は、着脱可能な接合手段により行なう。着脱可能な接合手段としては、例えば、長ボルト(締め)接合、圧着接合、又はビン接合等による乾式接合法を採用する。なお、解体の容易性を求めない場合には、各HFC柱のフランジと各HFC梁の梁鉄骨の端部と接合は、溶接による剛接合とすることもできる。
着脱可能な接合手段として圧着接合を採用し、使用するHFC梁にプレストレスを導入してその強度を高める場合には、必要に応じて、HFC梁にプレストレスを付与するために緊張材に導入された緊張力が、HFC梁の端部をHFC柱の梁取付部に圧着させるための力として作用するようにする。
そして、第3HFC柱の梁取付部と第1HFC柱及び第2HFC柱の梁取付部との間に第2HFC梁を配し、第2HFC梁を着脱可能な接合手段により第1HFC柱乃至第3HFC柱の梁取付部に接合し、耐震壁又は耐震ブレース壁架構の梁取付部と第1HFC柱及び第2HFC柱の梁取付部との間に第3HFC梁を配し、第3HFC梁を着脱可能な接合手段により耐震壁又は耐震ブレース壁架構及び第1HFC柱又は第2HFC柱の梁取付部に接合する。又は、第3HFC柱の梁取付部と第1HFC柱及び第2HFC柱の梁取付部との間に第2梁鉄骨を配し、第2梁鉄骨を着脱可能な接合手段により第1HFC柱乃至第3HFC柱の梁取付部に接合し、耐震壁又は耐震ブレース壁架構の梁取付部と第1HFC柱及び第2HFC柱の梁取付部との間に第3梁鉄骨を配し、第3梁鉄骨を着脱可能な接合手段により耐震壁又は耐震ブレース壁架構及び第1HFC柱又は第2HFC柱の梁取付部に接合する。
【0006】
この発明の好適な形態では、例えば、次の(A)及び(B)のようにする。
(A)所望の層の所望の箇所の第1HFC柱とこれに対向する第2HFC柱との中間に第3HFC柱(或は耐震壁又は耐震ブレース壁架構)を設けないようにする場合において、前記箇所に対応する前記層の上側に配する第2HFC梁又は第2梁鉄骨の代わりに、長い第4HFC梁が前記箇所に対応する前記層の上側の第1HFC柱と第2HFC柱との間に配され、第4HFC梁が着脱可能な接合手段により第1HFC柱及び第2HFC柱に接合され、複数本の緊張材が第4HFC梁のコンクリート層中に梁の長手方向に延在させてコンクリートに付着しないように埋め込まれ、各緊張材に引張力を導入した状態が維持されて第4HFC梁にプレストレスが付与されている状態にする。
(B)第2及び第3HFC梁又は第2及び第3梁鉄骨を取付ける柱第1HFC柱及び第2HFC柱の梁取付部を、第1HFC梁を取付ける第1HFC柱及び第2HFC柱の梁取付部よりも第2及び第3HFC梁又は第2及び第3梁鉄骨の成と略同じ寸法だけ上方に位置させるようにする。
必要に応じて、上記(A)の第4HFC梁を第1HFC柱及び第2HFC柱に圧着接合する場合において、第4HFC梁のコンクリート層中に複数本の緊張材が梁の長手方向に延在させてコンクリートに付着しないように埋め込まれ、各緊張材の両方の端よりの部分が第1HFC柱及び第2HFC柱の挿通孔に通されて、各HFC柱の外側に出され、各緊張材に引張力が導入され、導入した引張力が、各HFC柱の外側に配された定着具にて保持され、第4HFC梁の端部と各HFC柱の梁取付部との圧着に寄与するようにする。
【0007】
この発明の好適な形態では、第1HFC柱、第2HFC柱及び第2HFC柱として、成と幅との差が小さいH形鋼の鉄骨にそのウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設して柱鉄骨又は前記H形鋼の鉄骨の上側及び下側のフランジの内側面にフランジの長手方向の略全域にわたって延在させて配した異形棒鋼をフランジの内側面に固定した柱鉄骨と、柱鉄骨の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、柱鉄骨のフランジの幅方向の端面を含む平面、柱鉄骨の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して柱鉄骨に付着させたコンクリート層とで構成されたHFC柱を使う。
この発明の好適な形態では、第1HFC梁として、フランジの幅の広いH形鋼の鉄骨にそのウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設して梁鉄骨又は前記H形鋼の鉄骨の上側及び下側のフランジの内側面にフランジの長手方向の略全域にわたって延在させて配した異形棒鋼をフランジの内側面に固定した梁鉄骨と、梁鉄骨の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、梁鉄骨のフランジの幅方向の端面を含む平面、梁鉄骨の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して梁鉄骨に付着させたコンクリート層とで構成されたHFC梁を使う。
第2HFC梁及び第2HFC梁として、フランジの幅の広いH形鋼の鉄骨にそのウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設して梁鉄骨又は前記H形鋼の鉄骨の上側及び下側のフランジの内側面にフランジの長手方向の略全域にわたって延在させて配した異形棒鋼をフランジの内側面に固定した梁鉄骨と、梁鉄骨の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、梁鉄骨のフランジの幅方向の端面を含む平面に平行で前記端面からウェブ側に少々寄った平面、梁鉄骨の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して梁鉄骨に付着させたコンクリート層とで構成されたHFC梁を使う。
【0008】
この発明の建造物においては、例えば、次の(C)及び(D)のようにして床スラブを形成する。
(C)複数のHFC梁を互い平行でかつ水平に配し、各HFC梁の端を複数の柱に接合してなる建造物の床スラブの形成において、各HFC梁がH形鋼の柱鉄骨とそのフランジ間のみにあって柱鉄骨に付着したコンクリート層とで構成され、前記コンクリート層の表面が各フランジの幅方向の端部の内側面を露出させるようなウェブ面に略平行な面にされ、HFC梁とHFC梁との間にプレキャストコンクリート造の複数の床板を配し、各床板の両方の端部をHFC梁の梁鉄骨の下側のフランジの幅方向の端部の内側面の上面で直接支持し、又は前記上面上に載設した間隔保持部材を介して支持し、各床板の上側にスラブ鉄筋を配し、スラブ鉄筋をHFC梁の梁鉄骨に固着し、床板及びHFC梁の上側にコンクリートを打設して、床スラブを形成するとともに、床板の端面とHFC梁のコンクリート層の表面との間の隙間をコンクリートで満たし、床板が動かないようにする。
【0009】
(D)複数のH形鋼の梁鉄骨を互いに平行でかつ水平に配し、各梁鉄骨の端を複数の柱に接合してなる建造物の床スラブの形成において、梁鉄骨と梁鉄骨との間にプレキャストコンクリート造の複数の床板を配し、各床板の両方の端部を梁鉄骨の下側のフランジの上面で直接支持し、又は前記上面上に載設した間隔保持部材を介して支持し、各床板の上側にスラブ鉄筋を配し、スラブ鉄筋を梁鉄骨に固着し、床板の端部と梁鉄骨との隙間をコンクリートで満たして、各梁鉄骨をHFC梁化とするとともに、床板及び梁鉄骨の上側にコンクリートを打設して床スラブを形成する。
上記(D)の場合には、梁鉄骨として、例えば、H形鋼のウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設した梁鉄骨又はH形鋼の上側及び下側のフランジの内側面にフランジの長手方向の略全域にわたって延在させて配した異形棒鋼をフランジの内側面に固定した梁鉄骨を用いる。
【0010】
【実施例】
実施例1は、図1〜図24に示され、この発明を多層の集合住宅に適用した例である。
初めに、構成要素となるHFC柱10A〜10C、HFC梁20A〜20C、耐震壁30等の構成及びそれらの接合の仕方等を説明する。
HFC柱10A〜10Cは、図3及び図4に示すように、H形鋼の柱鉄骨11とそのフランジ11a,11a間のみにあって柱鉄骨11に付着したコンクリート層12とで構成される。図示のHFC柱10A〜10Cでは、その柱鉄骨11の成Hとフランジ幅Wとが同じであるが、成Hと幅Wとが異なっていてもよい。
HFC柱10A〜10Cは、各柱鉄骨11のウェブ11bの両側に、多数本の頭付スタッドSdを、その略全域にわたって長手方向及び幅方向に間隔をおいて、それらの基端部がウェブ11bに対して直角になるように溶接にて固着してある。
HFC柱10A〜10Cのコンクリート層12は、柱鉄骨11のウェブ11bの両側の両方のフランジ11aの内側の面、ウェブ11bの表面、両方のフランジ11aの幅方向の端面を含む平面、柱鉄骨11の長手方向の両方の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して形成される。
【0011】
HFC柱10A〜10Cのフランジ11aの面にHFC梁20Aを長ボルト接合する場合には、HFC柱10Aの梁取付部の左側及び右側のフランジ11a及びコンクリート層12bに、図15及び図16に示すように、長ボルトLbを通す挿通孔11a2,12b1を設ける。HFC柱10A,10Bのコンクリート層12bの面にHFC梁20B,20Cを長ボルト接合する場合には、HFC柱10A,10Bの梁取付部のウェブ11b及びコンクリート層12bの下部及び上部に、図17及び図18に示すように、長ボルトLbを通す挿通孔11b1,12b2を設ける。
HFC柱10A〜10Cのフランジ面にHFC梁20A,20Bを圧接接合する場合には、HFC柱10A〜10Cの梁取付部のフランジ11a及びコンクリート層12bの下部及び上部に、図21〜図22に示すように、緊張材Tdを通す挿通孔11a3,12b3を設ける。HFC柱10Aのコンクリート層の面にHFC梁20B,20Cを圧接接合する場合には、HFC柱10A,10Bの梁取付部のウェブ11b及びコンクリート層12bの下部及び上部に、図23及び図24に示すように、緊張材Tdを通す挿通孔11b2,12b4を設ける。
【0012】
コンクリート層を形成する際に、コンクリートを充填する空間内の挿通孔の形成個所に、挿通孔となる中空部のある鞘管を配置してから、コンクリートを充填すると、コンクリート層への挿通孔の形成が容易になる。
圧接接合の場合には、必要に応じて、梁取付部の下側にここに取り付けるHFC梁20A〜20Cの端部を受ける梁受アングル14,24をボルト止め又は溶接にて固着しておくとよい。
HFC柱10A〜10Cは、必要に応じて、図21に示すように、その梁取付部に対応する柱鉄骨11のウェブ11bの両側のフランジ11a間に鋼板製のスチフナ11c,11cを配し、スチフナ11c,11cをフランジ11aの内側面に直角に溶接にて固着し、梁取付部の近傍の柱鉄骨11を補強する。
【0013】
HFC柱10A〜10C同士を長ボルト接合する場合には、図13及び図14に示すように、10A〜10Cの端部のウェブ11bの両側のフランジ11a及びコンクリート層12aに、長ボルトLbを通す挿通孔11a1,12a1を設け、HFC柱の端部の両方のフランジ11aの外側に鋼板からなる添え板Spを当て、添え板Spのボルト孔およびHFC柱の挿通孔11a1,12b1に長ボルトLbを通し、長ボルトLbの端部のねじ部にナットをねじ込んで、HFC柱同士を接合する。
HFC柱10A〜10C同士を圧着接合する場合には、図19及び図20に示すように、HFC柱のウェブ11bの両方の側のコンクリート層12の端部からある程度はなれた処にコンクリートのない空部13を設け、端部よりのコンクリート層12aにHFC柱の端面から前記空部14に通じる緊張材Tdを通す対の挿通孔12a2を設ける。そして、下側のHFC柱10A〜10Cの上側の端面と上側のHFC柱10A〜10Cの下側の端面とをそれらの間にモルタルMtを介在させて密着させ、コンクリート層の挿通孔12a2に、緊張材Tdを通して、それらTdの端部を各空部13に出して、これらの空部13に適宜の引張力導入手段を入れて、緊張材Tdに引張力を導入して、導入した引張力を緊張材Tdの端部に嵌めた定着具Adにて保持して、一方のHFC柱の端面を他方のHFC柱の端面に強く圧接した状態を保持し、前記空部13をモルタル又はコンクリートで満たし、HFC柱同士を接合する。なお、HFC柱10A〜10Cの長さは、運搬に適するように、階高寸法の2倍〜3倍程度にする。
【0014】
HFC梁20Aは、図5及び図6に示すように、H形鋼の梁鉄骨21とそのフランジ21a,21a間のみにあって梁鉄骨に付着したコンクリート層22とで構成される。図示のHFC梁20Aでは、その梁鉄骨21の成Hとそのフランジ幅Wとが同じになっているが、成Hと幅Wとが異なっていてもよい。
HFC梁20Aの梁鉄骨21には、そのウェブ21bの両側に、多数本の頭付スタッドSdが、その略全域にわたって長手方向及び幅方向に間隔をおいて、それらの基端部をウェブ11bに対して直角になるように溶接にて固着されている。
HFC梁20Aのコンクリート層22は、梁鉄骨21のウェブ21bの両側のフランジ21aの内側の面、ウェブ21bの表面、両方のフランジ21aの幅方向の端縁を含む平面、梁鉄骨21の長手方向の両方の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して形成される。
なお、HFC柱10A〜10C、HFC梁20A及び後記HFC梁20B,20Cの梁鉄骨としては、鉄骨11,21のウェブ11b,21bに多数本の頭付スタッドSdを固着する代わりに、図8に示すように、鉄骨11,21の両方のフランジ11a,21aの内側面に、ウェブ11b,21bと平行に異形棒鋼(異形鉄筋)Dbをそれぞれ配し、それらの異形棒鋼Dbをフランジ11a,21aの内側面に溶接にて固着するようにして製作したものを使ってもよい。
【0015】
HFC梁20AをHFC柱10A,10Bに長ボルト接合する場合には、梁鉄骨21の端よりの部分のウェブ21bの両側の両方のフランジ21a及びコンクリート層22aに、図15及び図16に示すように、長ボルトLbを通す挿通孔21a1,22a1を設ける。
そして、所定の位置に建てたHFC柱10A,10Bのフランジ11aの梁取付部の下側に梁受アングル25Aの垂直部をそれぞれ当てがい、梁受アングル25の垂直部のボルト孔及びHFC柱10Aの挿通孔11a2,12b1に長ボルトLbを通し、長ボルトLbのねじ部にナットnをねじ込んで、下側の梁受アングル25Aの垂直部をHFC柱10A,10Bに固定する。
HFC柱10A,10Bに固定した下側の梁受アングル25Aの水平部の上側にHFC梁20Aの端部を載置し、HFC梁20Aの端部の上側に梁受アングル25Bの水平部を当てがい、梁受アングル25Bの垂直部のボルト孔及びHFC柱の挿通孔11a2,12b1に長ボルトLbを通し、長ボルトLbのねじ部にナットnをねじ込んで、上側の梁受アングル25Bの垂直部をHFC柱に固定するとともに、上側の梁受アングル25Bの水平部のボルト孔、HFC梁20Aの端部の挿通孔21a1,22a1及び下側の梁受アングル25Aの水平部のボルト孔に長ボルトLbを通し、長ボルトLbのねじ部にナットnをねじ込んで、HFC梁20Aの端部を上側及び下側の梁受アングル25A,25Bに固定する。
【0016】
HFC梁20AをHFC柱10A,10Bに圧着接合する場合には、図21及び図22に示すように、HFC梁20Aの端部から所定の距離はなれた処のウェブの両側にコンクリートのない空部23を設け、HFC梁20Aの端部よりコンクリート層22aにHFC梁の端面から前記空部23に通じる緊張材Tdを通す対の挿通孔22a3を設ける。そして、HFC柱10A,10Bの両側の梁取付面にHFC梁20Aの端面をそれらの間にモルタルMtを介在させて密着させ、各HFC梁20Aの挿通孔22a3及びHFC柱10A,10Bの挿通孔11a3,12b3に、緊張材Tdを通して、それらの緊張材Tdの端部を各空部23に出して、適宜の引張力導入手段により、緊張材Tdに引張力を導入し、導入した引張力を緊張材の端部に嵌めた定着具Adにて保持して、HFC梁20Aの端面をHFC柱10Aの梁取付面に強く圧接した状態を保持し、前記空部23をモルタル又はコンクリートで満たし、HFC梁20AをHFC柱10A,10Bに接合する。
【0017】
HFC梁20Bは、図7、図23及び図24に示すように、HFC梁20Aと同様にH形鋼の梁鉄骨21とそのフランジ21a,21a間のみにあって梁鉄骨21に付着したコンクリート層22とで構成される。図示のHFC梁10Bでは、その梁鉄骨21の成Hとそのフランジ幅Wとが同じであるが、成Hと幅Wとが異なっていてもよい。
HFC梁20Bの梁鉄骨21への頭付スタッドSdの配設の仕方等はHFC梁20Aの場合と同じある。HFC梁20Bのコンクリート層22は、図7に示すように、梁鉄骨21のウェブ21bの両側のフランジ21aの内側の面、ウェブ21bの表面、両方のフランジ21aの幅方向の端面を含む平面と平行でウェブ21b側に少々寄った平面22f、梁鉄骨21の長手方向の両方の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して形成される。
HFC梁20Cは、その長さがHFC梁20Bより短いがその構成はHFC梁20Bと同じである。
なお、平面視が長い矩形の建物の長辺方向の両端のHFC柱10A,10Bに接合するHFC梁20Cは、その短辺の外側に面するコンクリート層22の表面をフランジ21aの幅方向の外側の端面を含む平面と面一にしてある。
【0018】
HFC梁20B,20CをHFC柱10A,10Bに長ボルト接合する場合は、図17及び図18に示すように、HFC柱10A,10Bのコンクリート層12bの梁取付部の下側及び上側に梁受アングル25Aの垂直部をそれぞれ当てがい、梁受アングル25Aの垂直部のボルト孔及びHFC柱10A,10Bの挿通孔11b1,12b2に長ボルトLbを通し、長ボルトLbのねじ部にナットnをねじ込んで、梁受アングル25Aの垂直部をHFC柱10A,10Bに固定する。
HFC柱10A,10Bに固定した下側の梁受アングル25Aの水平部の上側にHFC梁20B,20Cの端部を載置し、HFC梁20B,20Cの端部の上方に上側の梁受アングル25Bの水平部を当てがい、この梁受アングル25Bの垂直部のボルト孔及びHFC柱の挿通孔11b1,12b2に長ボルトLbを通し、長ボルトLbのねじ部にナットnをねじ込んで、上側の梁受アングル25の垂直部をHFC柱に固定するとともに、上側の梁受アングル25Bの水平部のボルト孔、HFC梁20B,20Cの端部の挿通孔21a2,22a2及び下側の梁受アングル25Aの水平部のボルト孔に長ボルトLbを通し、長ボルトLbのねじ部にナットnをねじ込んで、HFC梁20B,20Cの端部を上側及び下側の梁受アングル25A,25Bに固定する。
HFC梁20BのHFC柱10Cへの固着の仕方は、HFC梁20AをHFC柱10A,10Bへ長ボルト接合する場合と同じである。
HFC柱10Cの両方のフランジにHFC梁20Bを圧着接合する場合のHFC梁20Bの端部の構成及びそのHFC柱10Cへの固着の仕方は、HFC梁20AをHFC柱10A,10Bへ圧着接合する場合と同じである。
【0019】
HFC梁20A〜20Cの端部をHFC柱10A,10Bのコンクリート層の面に圧着接合する場合には、図23及び図24に示すように、HFC梁20B,20Cの端部から所定の距離はなれた処のウェブ21bの両側にコンクリートのない空部23を設け、端部よりのコンクリート層22aにHFC梁20B,20Cの端面から前記空部23に通じる緊張材Tdを通す対の挿通孔22a3を設ける。
そして、HFC柱10A,10Bの内側のコンクリート層22aの梁取付面にHFC梁20B,20Cの端面をそれらの間にモルタルMtを介在させて密着させ、HFC梁20B,20Cの挿通孔22a3及びHFC柱10A,10Bの挿通孔11b2,12b4に、緊張材Tdを通して、それらの一方の端部をHFC梁20B,20Cの各空部23に出し、他方の端部をHFC柱10A,10Bの外側に出して、適宜の引張力導入手段にて緊張材Tdに引張力を導入し、導入した引張力を緊張材Tdの端部に嵌めた定着具Adにて保持して、HFC梁20B,20Cの端面をHFC柱10A,10Bの梁取付面に強く圧接した状態を保持し、前記空部23をモルタル又はコンクリートで満たし、HFC梁20B,20CをHFC柱10A,10Bに接合する。
なお、実施例1では、HFC柱10A,10Bの挿通孔11b1,12b2,11b2,12b4,は、その挿通孔11a2,12b1,11a3,12b3よりHFC梁20B,20Cの成と略同じ寸法だけ高い位置のHFC柱10A,10Bのウェブ11b及びコンクリート層12bに設けられている。
【0020】
また、建物の長辺方向の両方の端に位置するHFC柱10A,10BにHFC梁20Aを圧着接合する場合には、HFC柱10A,10Bの一方のフランジの梁取付面にHFC梁20Aの端面をそれらの間にモルタルを介在させて密着させ、HFC梁20Aのコンクリート層12aの挿通孔22a3及びHFC柱の挿通孔11a3,12b3に、緊張材Tdを通して、それらの一方の端部を各空部23に出して、それらの他方の端部をHFC柱10A,10Bの外側に出して、適宜の引張力導入手段にて緊張材Tdに引張力を導入し、導入した引張力を緊張材Tdの端部に嵌めた定着具Adにて保持して、HFC梁10Aの端面をHFC柱10A,10Bの梁取付面に強く圧接した状態を保持し、前記空部23をモルタル又はコンクリートで満たし、前記HFC梁20Aを前記HFC柱10A,10Bに接合する。
【0021】
耐震壁30は、例えば、図11及び図12に示されている構成を有し、縦方向に間隔(例えば、200mm)をおいて配した多数の縦鉄筋(例えば、D16)31aと横方向に間隔(例えば、200mm)をおいて配した多数の横鉄筋(例えば、D16)31bとを結合してなる格子状鉄筋31の2枚を間隔をおいて平行に配置し、これらの格子状鉄筋31,31の周りに型枠を配置し、型枠内にコンクリート32を打設して、横断面が長い矩形の厚くて長いプレキャストコンクリート造の板状体として形成される。耐震壁30の縦方向の寸法は、運搬に適するように、階高寸法、又は階高寸法の2〜3倍程度の長さにする。
耐震壁30にHFC梁20Bをボルト接合する場合には、耐震壁30の梁取付部の下側及び上側に、山形鋼からなる梁受部材33を固定するために用いるボルトをねじ込む埋込ナットを耐震壁30の梁取付部の下側及び上側に予め埋設(ボルトの一方の端を埋め込んでもよい)して、耐震壁30を形成する。
耐震壁30にHFC梁20Cを圧着接合する場合には、耐震壁30の梁取付部に対応する部分に緊張材を通す挿通孔を複数箇設けて耐震壁を形成する。そして耐震壁30の各挿通孔とHFC梁20Cの各挿通孔22a3に緊張材をそれぞれ通し、それらの緊張材に引張力を導入し、導入した引張力を定着具にて保持して、HFC梁10Cを耐震壁30に接合する。
【0022】
耐震壁30の側面の床板取付部には、床板41の端部41aを挿入する水平方向の溝を形成しておくか、或は、図11及び図12に示すように、床板取付部に山形鋼又は溝形鋼からなる床板受部材34を適宜の接合手段、例えば、ボルト接合にて耐震壁30の側面に接合する。
下側の耐震壁30の上端に上側の耐震壁30の下端を接合する場合には、例えば、下側のHFC柱10A,10Bの上端に上側のHFC柱10A,10Bの下端を接合する場合のやり方、すなわち、図13及び図14に示す長ボルト接合又は図19及び図20に示す圧着接合と同様のやり方にて行なうが、それ以外のやり方で接合してもよい。
なお、圧着接合する場合には、必要に応じて、HFC柱10A〜10Cの空部13内及びHFC梁20A〜20Cの空部23内に、ウェブ11b,21bに立設した多数本の頭付スタッドSdのうちの少なくとも1本の少なくともその頭部が位置するようにする。
【0023】
次に、図1及び図2に示す多層の集合住宅の構築の仕方を説明する。
図2に示すよに、集合住宅が構築される箇所の地盤中に多数のコンクリート造の現場打ち杭1を構築し、地表面GLから所定の深さのところに杭頭と一体にコンクリート造の平らな基盤2を構築し、この基盤2の上側に基礎2との間に隙間をあけて、基礎梁等からなる鉄筋コンクリート造の下部支持躯体4を構築する。そして、基盤2の上側の多数の設置部2aと下部支持躯体4の下側の前記設置部2aに対応する受け部4aとの間に免震装置3をそれぞれ配し、免震手段3の下側を設置部2aに取り付け、免震手段3の上側を各受け部4aに取り付ける。免震装置3としては、積層ゴム等からなる免震装置、滑り支承体を使う免震装置等を用いる。
下部支持躯体4の柱及び耐震壁の樹立位置には、鉛直方向の凹部4a,4bがそれぞれ設けられ、各凹部4a内にHFC柱10A〜10C及び耐震壁30の下部を差し込み、それらの下部と凹部4aの内周面との間の隙間にモルタル又はコンクリートを充填して、下部支持躯体4の所定位置にHFC柱及び耐震壁を樹立する。
【0024】
建物の平面視が長い矩形の一方の長辺に沿って同じ間隔をおいて多数本の第1HFC柱10Aを樹立し、他方の長辺に沿って同じ間隔をおいて多数本の第2HFC柱10Bを樹立し、第1HFC柱10Aと第2HFC柱10Bの中間には、第3HFC柱10C又は耐震壁30を樹立する。
各HFC柱10A,10Bは、その柱鉄骨11のフランジ11a面が建物の平面視が長い矩形の短辺に平行になるように配置し、各HFC柱10Cは、その柱鉄骨11のフランジ11a面が建物の前記矩形の長辺に平行になるように配置する。
建物の前記矩形の長辺の両端においては、第1HFC柱10Aと第2HFC柱10Bとの間には、通常は耐震壁30を配置するが、耐震壁30の代わりにHFC柱10Cを配置してもよい。
また、建物の前記矩形の長辺の両端以外の第1HFC柱10Aと第2HFC柱10Bとの間においても、第1HFC柱10A列の1本又は複数本おいた第1HFC柱10Aとこけに対向する第2HFC柱10Bと間にも耐震壁30を配置する。耐震壁30を配置しない第1HFC柱10Aと第2HFC柱10Bとの間には、通常はHFC柱10Cを配置する
実施例1では、下部支持躯体4上に、例えば、プレキャストコンクリート造の床板を配置して、1階の床を形成する。
【0025】
各HFC柱10A,10Bの2階の梁取付部間に、HFC梁20Aをそれぞれ配し、それらの端部を、前述した長ボルト接合又は圧着接合にて、各HFC柱10A,10Bに接合する。
HFC柱10A,10Bの2階の梁取付部と、耐震壁30の2階の梁取付部との間にHFC梁20Cをそれぞれ配し、それらのHFC梁20Cの端部を前述した長ボルト接合又は圧着接合にて各HFC柱10A,10B及び耐震壁30に接合する。
各HFC柱10A,10Bの2階の内側の梁取付部と、各HFC柱10Cの2階の両側の梁取付部との間にHFC梁20Bをそれぞれ配し、それらのHFC梁20Bの端部を前述した長ボルト接合又は圧着接合にて各HFC柱10A〜10Cに接合する。
第1実施例では、各HFC柱10A,10BへのHFC梁20B,20Cの取付位置は、各HFC柱10A,10BへのHFC梁20Aの取付位置よりも、HFC梁20B,20Cの成と略同じ寸法だけ高い位置になっている。
【0026】
2階のHFC梁20BとHFC梁20Cと間、2階のHFC梁20BとHFC梁20Bと間、2階のHFC梁20Bと耐震壁30の床板取付部との間に、図10に示すようなプレキャストコンクリート造の床板41を配し、床板41の両方の端部41aをHFC梁20B,20Cの梁鉄骨21の下側のフランジ21aの幅方向の端よりの部分の上面又は耐震壁30に固着した床板受部材34の上面にて支持する。
それから、図9図及び10に示すように、床板41の上側に格子状のスラブ鉄筋42を配し、スラブ鉄筋42を梁鉄骨21の上側のフランジ21aに固着し、床板41の上側にコンクリート43を打設して、2階の床スラブ40を形成する。
なお、床板41には、そのコンクリート部41aにその幅方向に間隔をおいて互いに平行な長手方向に延びる多数の開口部41bが形成され、そのコンクリート部41aの下側の部分に幅方向に間隔をおいて長手方向に延びる多数本のPC鋼材41cが埋め込まれ、それらのPC鋼材41cに引張力を導入することにより床板41にプレストレスが導入されている。
コンクリート43を打設する際に、床板41の端面と、HFC梁20B,20C等のコンクリート層22の表面、フランジ21aの表面等との間の隙間にもコンクリートを充填し、床板41がHFC梁に対して移動できないようにする。
【0027】
上記と同様のやり方にて、各HFC柱10A,10Bの3階の梁取付部間に配したHFC梁20Aを、前述した長ボルト接合又は圧着接合にて、各HFC柱に接合し、各HFC柱10A,10Bの3階の梁取付部と耐震壁30の3階の梁取付部との間にHFC梁20Cを配したHFC梁20Cを、前述した長ボルト接合又は圧着接合にて、各HFC柱及び耐震壁に接合し、各HFC柱10A,10Bの3階の内側の梁取付部と各HFC柱10Cの3階の両側の梁取付部との間に配したHFC梁20Bを、前述した長ボルト接合又は圧着接合にて、各HFC柱に接合する。そして、3階のHFC梁20BとHFC梁20Cと間、3階のHFC梁20B間、3階のHFC梁20Bと耐震壁30の床板受部材34との間に床板41を配して、3階の床スラブ40を形成する。
そして、下側のHFC柱10A〜10Cの上端に上側のHFC柱10A〜10Cを、前述した長ボルト接合又は圧着接合にて接合して継ぎ足し、下側の耐震壁30の上端に上側の耐震壁30を、前述した長ボルト接合又は圧着接合にて継ぎ足し、上記と同様のやり方にて更に上層の階を構築し、例えば、9階の集合住宅の建物躯体を構築する。
例えば、長辺方向の1スパンを7.2mとし、短辺方向の1スパンを7.25mとし、一戸当たりの占有空間を、長辺方向の2スパンと短辺方向の2スパンとで区切られる空間とし、図1に示すように、長辺方向の一方の辺に沿って部分をバルコニー51とし、他方の辺に沿って部分を廊下52とするために、長辺に沿ってそれぞれ壁53,54を設ける。また、建物の短辺に沿って配置したHFC柱10A,10Bと耐震壁30とを連結する各HFC梁10Cの外側には、それぞれ壁55を設ける。
【0028】
実施例2は、図25〜図28に示され、この発明を多層の集合住宅に適用した例である。
HFC柱10A〜10C、HFC梁20A〜20C及び耐震壁30の構成、スラブ40の形成の仕方等は実施例1と同じであるが、例えば、一戸当たりの占有空間の中央には第3HFC柱10Cを設けないようにする点と、このHFC柱10Cを設けない処の上側に、実施例1で用いたHFC梁20Bに替えて、HFC梁20Dを配置する点が実施例1のものと相違している。
HFC梁20Dとしては、プレストレスを導入したアンボンドPCプレキャストHFC梁20Dを用いる。その端部はHFC柱10A,10Bのコンクリート層の面(弱軸方向の面)に接合する。この場合は,梁成やたわみに対する十分な配慮が必要である。
HFC梁20Dの長さは、HFC梁20Bの長さの2倍にHFC柱10Cの柱鉄骨21の成を加えた寸法であり、頭付スタッドSdやコンクリート層22の配置は、HFC梁20A〜20Cと同じであるが、HFC梁20Dでは、長い緊張材Td1を、梁鉄骨21のウェブ21bの両側のコンクリート層22中に、その両方の端をコンクリート層の長手方向の端面から出しかつコンクリートに接着しない状態にして、それぞれ埋め込み、各緊張材Td1に引張力を導入し、導入した引張力を緊張材Td1の端部に嵌めた定着具Ad1にて保持して、梁鉄骨21及びコンクリート層22にプレストレスを導入して、製作されている。
【0029】
第1HFC柱10Aと第2HFC柱10Bとの間に、HFC梁20Dを配し、HFC梁20Dの両端を、前述した長ボルト接合又は圧着接合にて、各HFC柱10A,10Bに着脱可能に接合する。
HFC梁10DをHFC柱10A,10Bに圧着接合する場合に、例えば、図28に示すように、前記各緊張材Td1の両方の端部よりの部分をHFC柱10A,10Bに設けておいた挿通孔に通してHFC柱10A,10Bの外側に出し、他の圧着接合用の緊張材TdをHFC梁10Dの端部よりのコンクリート層の部分の挿通孔及びHFC柱10A,10Bに設けた挿通孔に通してHFC柱10A,10Bの外側に出し、緊張材Tdに引張力を導入し、導入した引張力をHFC柱10A,10Bの外側に配した定着具Adにて保持してから、HFC梁10Dの端部から所定距離はなれた処の空部をコンクリートで満たし、このコンクリートが硬化してから、緊張材Td1に引張力を導入し、その導入した引張力をHFC柱10A,10Bの外側に配した定着具Ad1にて保持するようにすると、緊張材Td1を圧着接合とHFC梁10Dのプレストレス化とに兼用することができる。
実施例2では、一戸当たりの占有空間の中央に第3HFC柱10Cを設けないようにすることができるから、前記占有空間内において所望の広さの空間をつくることができる。
なお、実施例2において、HFC梁20Dの中央部の上側に上階のHFC柱10Cがある場合は、HFC梁20Dの中央部を上階のHFC柱10Cの下端に連結する。
【0030】
実施例3は、図29〜図32に示され、この発明を多層の集合住宅に適用した例である。
HFC柱10A〜10C、HFC梁20A及び耐震壁30の構成、HFC柱10A,10BとHFC梁20Aとの接合の仕方等は実施例1と同じであるが、結果としてHFC梁となる第2梁鉄骨20E及び第3梁鉄骨20F、梁鉄骨20E,20FとHFC柱10A〜10C又は耐震壁30と接合の仕方、及びスラブの形成の仕方等が実施例1のものと少々相違している。
梁鉄骨20E,20Fとしては、図31に示すように、実施例1のHFC梁20B,20Cの梁鉄骨21と同じ構成のものを用いる。
例えば、HFC柱10A〜10Cの柱鉄骨にはH−458×417×30×50を用い、HFC梁20Aの梁鉄骨にはH−400×400×13×21を用い、梁鉄骨20E,20FにはH−300×300×10×15を用い、HFC柱10A〜10C及びHFC梁20Aのコンクリート層にはFc42を用いる。
【0031】
次に、図29及び図30に示す多層の集合住宅の構築の仕方を説明する。
図29に示すよに、現場打ち杭1、基盤2、下部支持躯体4、免震装置3の設置の仕方等は実施例1と概ね同じである。
下部躯体4のHFC柱又は耐震壁の樹立位置の凹部内にHFC柱10A〜10C及び耐震壁30の下部を差し込み、それらの下部と凹部4aの内周面との間の隙間にモルタル又はコンクリートを充填して、各HFC柱及び耐震壁を樹立する。
建物の平面視が長い矩形の両方の長辺に沿って一定の間隔で配置した多数(図示例では一長辺あたり10本)の第1HFC柱10A及び第1HFC柱10Bは、その柱鉄骨11のフランジ11a面が建物の短辺と平行になるように配置され、第1HFC柱10Aと第2HFC柱10Bとの中間に配置した多数(図示例では6本)の第3HFC柱10Cは、その柱鉄骨11のフランジ11a面が建物の長辺と平行になるように配置される。
図示例では、前記矩形の一方の長辺に沿って配置した第1HFC柱10A列の1番目、第4番目、7番目及び10番目の第1HFC柱10Aと、これらと対向する他方の長辺に沿って配置した第2HFC柱10B列の1番目、第4番目、7番目及び10番目の第2HFC柱10Bとの間に、耐震壁30がそれぞれ配置され、各耐震壁30はそれらの広い表面が前記矩形の短辺と平行になるように配置され、前記第1HFC柱10A列の2番目、3番目、第5番目、第6番目、8番目及び9番目の第1HFC柱10Aと、第2HFC柱10B列の2番目、3番目、第5番目、第6番目、8番目及び9番目の第2HFC柱10Bとの間に、第3HFC柱10Cが配置されている。1階の床は実施例1の1階の床と同じやり方で形成される。
【0032】
建物の各HFC柱10A,10Bの2階の梁取付部間に第1HFC梁20Aをそれぞれ配し、それらのを前述した長ボルト接合又は圧着接合にて各HFC柱に接合する。
各耐震壁30の2階の梁取付部とこれらに対向する各第1HFC柱10A及び各第2HFC柱10Bの2階の梁取付部と間に第3梁鉄骨20Fをそれぞれ配し、それらの端部を、例えば、長ボルト接合にて、各HFC柱及び耐震壁の梁取付部に着脱可能に接合する。
各第3HFC柱10Cの2階の梁取付部とこれらに対向する第1HFC柱10A及び第2HFC柱10Bの2階の梁取付部との間に、第2梁鉄骨20Eをそれぞれ配し、それらを、例えば、長ボルト接合にて、各HFC柱10A〜10Cに着脱可能に接合する。
上記のように長ボルト接合する場合には、その幹部にコンクリートの付着を防ぐアンボンド処理を施した長ボルトを使い、第2及び第3梁鉄骨20E,20FをHFC梁化した後でも、着脱可能とする。
各HFC柱10A,10Bへの第2梁鉄骨20E又は第3梁鉄骨20Fの取付位置は、実施例1と同様に各HFC柱10Aへの第1HFC梁20Aの取付位置よりも、梁鉄骨梁20E,20Fの成と略同じ寸法だけ高い位置にするが、各HFC柱10A,10BへのHFC梁20Aの取付位置と各HFC柱10A,10Bへの梁鉄骨20E又は20Fの取付位置とを同じレベルしてもよい。
【0033】
2階の第2梁鉄骨20Eと第3梁鉄骨20Fとの間、2階の第2梁鉄骨20E間、2階の第2HFC梁20Eとこれに対応する耐震壁30の床板受け部とに間に、図32に示すように、プレキャストコンクリート造の床板41を配し、床板41の両方の端部41aを梁鉄骨20E,20Fの下側のフランジ21aの上面又は耐震壁30の床板受部材34の支持面にて支持する。
それから、図31に示すように、床板41の上側に格子状のスラブ鉄筋42を配し、スラブ鉄筋42を梁鉄骨20E,20Fの上側のフランジ21aに固着し、床板41の上側にコンクリート43を打設して、2階の床スラブ40を形成する。
コンクリート23を打設する際に、床板41の端部と梁鉄骨20E,20Fのフランジ21aの内側面及びウェブ21bの表面との間の隙間にコンクリートを充填し、床板41が鉄骨梁20E,20Fに対して移動できないようにするとともに、梁鉄骨20E,20Fを、H形鋼の梁鉄骨とそのフランジ間にあって梁鉄骨に多数の頭付スタッドSdを介して付着したコンクリート層22とで構成されたHFC梁とする。
【0034】
上記と同様のやり方にて、各HFC柱10A,10Bの3階の梁取付部間にそれぞれ配した第1HFC梁20Aを、前述した長ボルト接合又は圧着接合にて、各HFC柱に着脱可能に接合し、各HFC柱10A,10Bの3階の梁取付部と耐震壁30の3階の梁取付部材との間にそれぞれ配した鉄骨梁20Fを、例えば、長ボルト接合にて、各HFC柱及び耐震壁に着脱可能に接合し、各HFC柱10Cの3階の両側の梁取付部と各HFC柱10A,10Bの3階の内側の梁取付部との間にそれぞれ配した梁鉄骨20Eを、例えば、長ボルト接合にて、各HFC柱に着脱可能に接合する。
そして、3階の梁鉄骨20Eと梁鉄骨20Fとの間、3階の梁鉄骨20E間、3階のHFC梁20Eとこれに対応する耐震壁30の床板受け部との間に、プレキャストコンクリート造の床板41を配して、前記と同様のやり方にて3階の床スラブ40を形成する。
そして、下側のHFC柱10A〜10Cの上に上側のHFC柱10A〜10Cを前述した長ボルト接合又は圧着接合にて接合して継ぎ足し、下側の耐震壁30の上に上側の耐震壁30を前述した長ボルト接合又は圧着接合にて接合して継ぎ足し、上記と同様のやり方にて更に上層階の建物躯体を構築し、9階の集合住宅の建物躯体を構築する。
なお、各HFC柱の各節の長さは、図示例では、第1節の各HFC柱10A〜10Cが階高寸法の2.5倍に凹部への差込長さを加えた寸法、第2節及び第3節の各HFC柱が階高寸法の2倍の寸法、第4節の各HFC柱が階高寸法の略2.5倍の寸法になっている。
長辺方向の1スパンの寸法、短辺方向の1スパンの寸法は、実施例1と同じにし、実施例1と同様に、長辺方向の一方の辺に沿って部分をバルコニーとし、他方の辺に沿って部分を廊下とするために、長辺方向にそれぞれ壁を設ける。
【0035】
実施例4は、図33及び図34に示され、この発明を多層の集合住宅に適用した例であり、HFC柱、HFC梁及び耐震壁の構成、HFC柱とHFC梁との接合の仕方等は実施例3と同じであるが、床スラブの形成の仕方が実施例3のものと少々相違している。
図33に示すように、実施例3のH形鋼の鉄骨梁20E,20Fとこれと平行に設けられたH形鋼の鉄骨梁と間に、例えば、下部41d1がコンクリート中に埋め込まれ上部41d2が畝状又は凸状にコンクリート層の上面から突出するようになっいるトラス状の部分のある鉄筋41dを備えたプレキャストコンクリート造の床板41Aを配して、床板41Aの端部を鉄骨梁20E,20Fの下側のフランジ21aの上面で支持し、各床板41Aの上側に格子状のスラブ鉄筋42を配し、スラブ鉄筋42を梁鉄骨20E,20Fの上側のフランジ21aに固着し、床板41Aの上側及び床板41Aと鉄骨梁との間の隙間にコンクリート43を打設して、床スラブ40Aを形成する。
成の大きい鉄骨梁20E,20Fを使う場合には、図34に示すように、鉄骨梁20E,20Fの下側のフランジ21aの上側面上に、例えば、プレキャストコンクリート造の長い間隔保持部材Slを配し、必要に応じて、間隔保持部材Slをフランジ21aの上側面に固着し、床板41Aの端部を前記間隔保持部材Slの上側面で支持して、床板41上に形成する現場打ちコンクリート層の厚さが所望の厚さになるようにする。コンクリート層の形成の仕方は、図33に示す場合と同じである。
鉄骨梁20E,20Fとしては、例えば、図31に示されているようなH形鋼のウェブの両側の略全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設した梁鉄骨、又は図8に示されているようなH形鋼の上側及び下側のフランジの内側面にフランジの長手方向の略全域にわたって延在するように異形棒鋼を配して該異形棒鋼をフランジの内側面に溶接にて固定した梁鉄骨を用いる。
なお、図34に示すH型鋼の鉄骨梁の下側のフランジの上側面上に、間隔保持部材Slを載設し、床板の端部を間隔保持部材Slの上側面で支持し、床板を鉄骨梁の下側のフランジの上側面よりも高い位置に支持する支持方法は、実施例1において、床板41を第2HFC梁20E、第3HFC梁20F及び耐震壁30に支持させる場合にも適用することができる。
【0036】
実施例5は、図35〜図38に示され、この発明を多層の集合住宅に適用した例である。図11及び図12に示す耐震壁30の代わりに、図35〜図38に示す耐震ブレース壁架構30Aを用いる点が実施例3と相違している。
耐震ブレース壁架構30Aは、例えば、次のように製作される。
中央部の鋼製のガセット板35aにてH形鋼のブレース部材35b,35b,35c,35cをX字状に互いに結合してX形ブレース35を製作する。階高寸法の略2倍の長さのH形鋼からなる対の縦材36,36を同じ平面上に一定の間隔をおいて平行に配置し、各縦材36の前側のフランジの上部及び中央部にそれぞれ鋼製のガセット板37Aを配置し、上部の各ガセット板37Aの下側の縦材の取付部37bを縦材36の上部の前側のフランジにボルト・ナットb・nにて固定し、中央部の各ガセット板37Aの上側及び下側の縦材の取付部37a,37bを縦材36,36の中央部の前側のフランジにボルト・ナットb・nにて固定する。縦材36,36の上半分間に上側のX形ブレース35を配し、上側のX形ブレース35の上側のブレース部材35b,35bの外方の端部を、上部の各ガセット板37Aの下側の取付部37dにボルト・ナットb・nにて固定し、上側のX形ブレース35の下側のブレース部材35c,35cの外方の端部を、中央部のガセット板37Aの上側の取付部37cにボルト・ナットb・nにて固定する。縦材36,36の下半分間に下側のX形ブレース35を配し、下側のX形ブレース36の上側のブレース部材36b,36bの外方の端部を、中央部の各ガセット板37Aの下側の取付部37dにボルト・ナットb・nにて固定する。
【0037】
上部及び中央部のガセット板37A間に第4の鉄骨梁となるH形鋼の鉄骨梁38をそれぞれ配し、各鉄骨梁38の端部のウェブの部分を中央部のガセット板37Aの内側の梁取付部37eにボルト・ナットb・nにて固定する。さらに、各縦材36の後側のフランジの上部及び中央部にも前記ガセット板37Aに対応させて鋼製のガセット板37Bをそれぞれ配し、各ガセット板37Bを上記ガセット板37Aと同じやり方で、各縦材36、上側のX形ブレース35の上側及び下側のブレース部材35b,35c又は下側のX形ブレース35の上側のブレース部材35bに固着して、耐震ブレース壁架構30Aが製作される。
なお、耐震ブレース壁架構30Aの上部及び中央部のガセット板37Aの外側には梁取付部37fがそれぞれ設けられている。この梁取付部37fには、例えば、実施例3のH形鋼の第3鉄骨梁20Fの端部のウェブの部分をボルト・ナットb・nにて固定することにより、第3鉄骨梁20Fを耐震ブレース壁架構30Aの縦材36,36に固着するようになっている。なお、ガセット板37Bは、ガセット板37Aの外側の梁取付部37f及び内側の梁取付部37eを欠いているものであってもよい。
【0038】
耐震ブレース壁架構30Aを使って実施例3の図29及び図30に示されている多層の集合住宅を建築する場合は、例えば、次のようにする。
図30に示す下部躯体4の耐震壁の樹立位置の凹部内の両端部に、前記ガセット板37A,37Bと同様に縦材36の取付部とブレース部材35cの取付部とを備えた対のガセット板をそれぞれ埋め込んで固定しておき、それらの対のガセット板に対応させて第1節の耐震ブレース壁架構30Aを立て、それらの対のガセット板の各取付部に第1節の耐震ブレー壁ス架構30Aの縦材36の下部及び下側のX形ブレース35の下側のブレース部材35cをボルト・ナットを使って固定する。耐震ブレース架構30Aの中央部のガセット板37Aの外側の梁取付部37fに、2階の第3鉄骨梁20Fの端部のウェブの部分をボルト・ナットを使って固定し、耐震ブレース壁架構30Aの上部のガセット板37Aの外側の梁取付部37fに、3階の第3鉄骨梁20Fの端部のウェブの部分をボルト・ナットを使って固定する。
それから、第1節の耐震ブレース壁架構30Aの上端のガセット板37A,37B間に第2節の耐震ブレース壁架構30Aの縦材36の下端部を立てて配置し、第1節の耐震ブレース壁架構30Aの上部の各ガセット板37A,37Bの上側の取付部37a,37cに第2節の耐震ブレース壁架構30Aの縦材36の下部及び第2節の下側のX形ブレース35の下側のブレース部材35cの外方の端部をボルト・ナットを使って固定する。上記と同様のやり方で、第2節の耐震ブレース壁架構30Aのガセット板37Aの外側の梁取付部37fに、第4階及び第5階の第3鉄骨梁20Fを取り付ける。
耐震ブレース壁架構30Aの鉄骨梁38は、縦材36と縦材36間とを水平方向に連結する部材であるだけでなく、図11及び図12に示す耐震壁30の床板受部材34と同様な機能を果たすものである。耐震ブレース壁架構30Aの鉄骨梁38の下側のフランジの上面で直接に実施例3の床板41又は実施例4の床板41Aの端部を支持し、或はH形鋼梁38の下側のフランジの上側面上に図34に示す間隔保持部材Slを載設する場合には、該間隔保持部材Slの上側面で床板41,床板41Aの端部を支持して、床板41,41Aの上側にコンクリートスラブ40,40Aを形成するようにする。その他の多層の集合住宅の建築の仕方は実施例3と同じである。
なお、耐震ブレース壁架構30Aは、そのX形ブレース35の両側に適当な板材等を取り付けて仕切壁又は外壁とする。
実施例5の耐震ブレース壁架構30Aは、実施例1又は2において、その耐震壁30の代わりに使用できるものである。
【0039】
各実施例におけるHFC柱同士、耐震壁同士、HFC柱とHFC梁又は梁鉄骨又は耐震壁との間の長ボルト接合部は、長ボルトのねじ部からナットを外して長ボルトを抜くことにより、容易にその接合を解くことができる。
各実施例におけるHFC柱同士、耐震壁同士、HFC柱とHFC梁又は梁鉄骨又は耐震壁との間の圧着接合部は、圧着に使っている緊張材を切断するか、又はその緊張材の定着具を外すことにより、容易にその圧着接合を解くことができる。定着具がコンクリート中に埋まっている場合には、そのコンクリートを壊して定着具を外す。
【0040】
【発明の効果】
この発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載した要件を備えることにより、次の(イ)〜(ヲ)の効果を奏する。
(イ)請求項1の中高層建造物は、次の(1)〜(4)の効果を奏する。
(1)地盤中に構築された基礎の上側に前記基礎との間に隙間をあけて下部支持基体が構築され、基礎と下部支持基体との間の多数の箇所に免震手段が配置され、下部支持基体上にHFC柱、耐震壁又は耐震ブレース壁架構、HFC梁、床スラブ等からなる平面視が長辺と短辺からなる長い矩形の上部多層躯体が構築されているから、建造物の上部多層躯体に入ってくる地震力を大幅に低減させることができ、上部多層躯体をHFC柱、HFC梁等を使ってスリムに構築しても、地震力に充分に耐えることができる。
(2)建造物を構成する少なくとも第1HFC柱乃至第3HFC柱及び第1HFC梁が、H形鋼の柱鉄骨とそのフランジ間にのみあって鉄骨に付着したコンクリート層とで構成されているものであるから、柱及び梁の占有空間を増大させることなく、その強度、剛性及び耐火性能を高めることができる。
(3)第2HFC梁又は第2梁鉄骨と第3HFC梁又は第3梁鉄骨との間、又は第2HFC梁又は第2梁鉄骨と耐震壁又は耐震ブレース壁架構との間に、プレキャストされた床板がそれぞれ配され、各床板の端部が、第2HFC梁の梁鉄骨、第3HFC梁の梁鉄骨、第2梁鉄骨又は第3梁鉄骨の下側のフランジの上面或いは耐震壁又は耐震ブレース壁架構の床板受け部の支持面で直接支持され、或いは前記上面又は前記支持面上に載設した間隔保持部材を介して支持され、各床板又は各床板上に設けられた床形成材により床スラブが形成されるから、上記HFC梁又は梁鉄骨がスラブの下側に張り出す量が少なく、室内に梁型が出ないか又は少ししか出ない極めて快適な住空間を提供できる。
【0041】
(ロ)請求項2の中高層建造物は、前記(1)〜(3)の効果のほかに、次の(4)及び(5)の効果を奏する。
(4)第1及び第2HFC柱の柱鉄骨のフランジ面が建造物の平面視が長い矩形の短辺と平行になり、第3HFC柱の柱鉄骨のフランジ面が前記矩形の長辺と平行になるように配置されているから、第1乃至第3HFC柱が力のかかる方向に応じて、強軸方向(フランジ面に直角な方向)と弱軸方向(フランジ面に平行な方向)とがあっても、その方向による強度差を補うことができ、平面視が長い矩形の中高層建造物を少ない経費で所望の耐力を有するものとすることができる。
(5)第1HFC梁が着脱可能な接合手段により第1HFC柱及び第2HFC柱に接合され、第2HFC梁が着脱可能な接合手段により第1乃至第3HFC柱に接合され、第3HFC梁が着脱可能な接合手段により耐震壁又は耐震ブレース壁架構及び第1又は第2HFC柱に接合されているから、建築する際には施工性がよくなり、解体する際には解体が容易になり、解体した後には、HFC柱、HFC梁等を再利用することができ、資源の再利用(リサイクル)、廃棄物及びエネルギーの削減が可能となる。
(ハ)請求項3の中高層建造物は、前記(1)〜(4)の効果のほかに、次の(6)の効果を奏する。
(6)第1HFC梁が着脱可能な接合手段により第1HFC柱及び第2HFC柱に接合され、第2梁鉄骨が着脱可能な接合手段により第1乃至第3HFC柱に接合され、第3梁鉄骨が着脱可能な接合手段により耐震壁又は耐震ブレース壁架構及び第1又は第2HFC柱に接合されているから、建築の際には施工性がよくなり、解体の際には解体が容易であり、解体の後は、HFC柱、HFC梁等を再利用することができ、資源の再利用(リサイクル)、廃棄物及びエネルギーの削減が可能となる。
【0042】
(ニ)請求項4の中高層建造物は、前記(1)〜(4)の効果のほかに、次の(7)の効果を奏する。
(7)所望の層の所望の箇所の第1HFC柱とこれに対向する第2HFC柱との中間に第3HFC柱を設けないようにする場合には、前記箇所に対応する前記層の上側の第2HFC梁又は第2梁鉄骨の代わりに、長い第4HFC梁が前記箇所に対応する前記層の上側の第1HFC柱と第2HFC柱との間に配され、第4HFC梁が着脱可能な接合手段により第1HFC柱と第2HFC柱の梁取付部に接合され、第4HFC梁のコンクリート層中に複数本の緊張材が梁の長手方向に延在させてコンクリートに付着しないように埋め込まれ、各緊張材に引張力が導入されて第4HFC梁にプレストレスが付与されている状態にされているから、居住者のニーズの変化や社会環境の変化に応じて、室空間の中央に位置する第3HFC柱を省いて、広い室空間を容易に得ることができる。
(ホ)請求項5の中高層建造物は、前記(1)〜(4)及び(7)の効果のほかに、次の(8)の効果を奏する。
(8)第4HFC梁のコンクリート層中に複数本の緊張材が梁の長手方向に延在させてコンクリートに付着しないように埋め込まれ、各緊張材の両方の端よりの部分が第1HFC柱及び第2HFC柱の挿通孔に通されて各HFC柱の外側に出され、各緊張材に引張力が導入され、導入した引張力が、各HFC柱の外側に配された定着具にて保持され、第4HFC梁の端部と各HFC柱の梁取付部との圧着に寄与するようになっているから、第4HFC梁の端部を各HFC柱に圧着接合させるための緊張材の一部又は全部を省くことができる。
【0043】
(ヘ)請求項6の中高層建造物は、前記(1)〜(4)の効果のほかに、次の(9)の効果を奏する。
(9)第2又は第3HFC梁或いは第2又は第3梁鉄骨を取付ける第1HFC柱及び第2HFC柱の梁取付部を第1HFC梁を取付ける第1HFC柱及び第2HFC柱の梁取付部より第2又は第3HFC梁或いは第2又は第3梁鉄骨の成と略同じ寸法だけ上方に位置させるようになっているから、第2又は第3HFC梁或いは第2又は第3梁鉄骨を第1及び第2HFC柱に接合するために、第1及び第2HFC柱の柱鉄骨やコンクリート層に挿通孔を穿設しても、挿通孔の穿設箇所が集中することなく、第1及び第2HFC柱の強度の低下を抑えることができる。
(ト)請求項7の発明の建造物は、前記(1)〜(4)の効果のほかに、次の(10)の効果を奏する。
(10)第1HFC柱、第2HFC柱及び第2HFC柱として、成と幅との差の小さいH形鋼の鉄骨にそのウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設して柱鉄骨又は前記H形鋼の鉄骨の上側及び下側のフランジの内側面にフランジの長手方向の略全域にわたって延在させて配した異形棒鋼をフランジの内側面に固定した柱鉄骨と、柱鉄骨の両方のフランジの内側面、ウェブの両方の表面、柱鉄骨のフランジの幅方向の端面を含む平面、及び柱鉄骨の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して柱鉄骨に付着させたコンクリート層とで構成されたHFC柱を使うから、柱の占有空間を増加させることなく、柱の強度、剛性及び耐火性能を高めることができる。そのうえ、柱鉄骨のウェブの両側に立設した多数本の頭付スタッド又はそのフランジの内側面に固定した異形棒鋼により、柱鉄骨とコンクリート層とを完全に一体化させることができる。
【0044】
(チ)請求項8の中高層建造物は、前記(1)〜(4)の効果のほかに、次の(11)の効果を奏する。
(11)第1HFC梁として、フランジ幅の広いH形鋼の鉄骨にそのウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設して梁鉄骨又は前記H形鋼の鉄骨の上側及び下側のフランジの内側面にフランジの長手方向の略全域にわたって延在させて配した異形棒鋼をフランジの内側面に固定した梁鉄骨と、梁鉄骨の両方のフランジの内側面、ウェブの両方の表面、梁鉄骨のフランジの幅方向の端面を含む平面、及び梁鉄骨の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して梁鉄骨に付着させたコンクリート層とで構成されたHFC梁を使うから、梁の占有空間を増加させることなく、梁の強度、剛性及び耐火性能を高めることができる。そのうえ、梁鉄骨のウェブの両側に立設した多数本の頭付スタッド又はそのフランジの内側面に固定した異形棒鋼により、梁鉄骨とコンクリート層とを完全に一体化させることができる。
(リ)請求項9の中高層建造物は、前記(1)〜(4)及び(11)の効果のほかに、次の(12)の効果を奏する。
(12)第2HFC梁及び第3HFC梁として、フランジ幅の広いH形鋼の鉄骨にそのウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設して梁鉄骨又は前記H形鋼の鉄骨の上側及び下側のフランジの内側面にフランジの長手方向の略全域にわたって延在させて配した異形棒鋼をフランジの内側面に固定した梁鉄骨と、梁鉄骨の両方のフランジの内側面、ウェブの両方の表面、梁鉄骨のフランジの幅方向の端面を含む平面に平行で前記端面からウェブ側に少々寄った平面、及び梁鉄骨の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して梁鉄骨に付着させたコンクリート層とで構成されたHFC梁を使うから、HFC梁であっても、梁間等に配したプレキャストコンクリート造の床板の端部をHFC梁の梁鉄骨の下側のフランジの上面で直接支持し、又は前記上面上に載設した間隔保持部材を介して支持することができ、床板の支持が容易で、床板上でのスラブの形成作業が容易になる。
【0045】
(ヌ)請求項10の方法は、複数のHFC梁が互いに平行でかつ水平に配されて、各HFC梁の端が複数の柱に接合されている建造物の床スラブの形成方法において、HFC梁がH形鋼の柱鉄骨とそのフランジ間にあって柱鉄骨に付着したコンクリート層とで構成され、前記コンクリート層の表面が各フランジの幅方向の端部の内側面が露出するようなウェブ面に略平行な面にされ、HFC梁とHFC梁との間にプレキャストコンクリート造の床板を配し、前記床板の両方の端部をHFC梁の梁鉄骨の下側のフランジの幅方向の端部の内側面の上面で直接支持し、又は前記上面上に載設した間隔保持部材を介して支持し、床板の上側にスラブ鉄筋を配し、スラブ鉄筋を梁鉄骨に固着し、床板及びHFC梁の上側にコンクリートを打設して、床スラブを形成するとともに、床板の端面とHFC梁のコンクリート層の表面との間の隙間をコンクリートで満たすから、床板のHFC梁に対する移動を完全に防止し、上記HFC梁が天井(床板)の下側に張り出す量を少なくし、室内に梁型が出ないか又は少ししか出ない極めて快適な住空間を提供できる。上記HFC梁の成をスラブの厚さ程度にする場合には、経費の増加なしに自由に使用できる室空間を広めることができる。
【0046】
(ル)請求項11の方法は、複数のH形鋼の梁鉄骨が互いに平行でかつ水平に配されて、各梁鉄骨の端が複数の柱に接合されている建造物の床スラブの形成方法において、梁鉄骨と梁鉄骨との間にプレキャストコンクリート造の床板を配し、前記床板の両方の端部を梁鉄骨の下側のフランジの上面で直接支持し、又は前記上面上に載設した間隔保持部材を介して支持し、床板の上側にスラブ鉄筋を配し、スラブ鉄筋を梁鉄骨の上側のフランジに固着し、床板の端部と梁鉄骨との隙間をコンクリートで満たしてHFC梁化とするとともに、梁鉄骨の上側及び床板の上側にコンクリートを打設して床スラブを形成するから、床板の梁鉄骨に対する移動を完全に防止し、梁鉄骨がスラブの下側に張り出す量を少なくし、室内に梁型が出ないか又は少ししか出ない極めて快適な住空間を提供できる。そのうえ、コンクリートの打設時等に梁鉄骨のフランジ間の床板の端部と梁鉄骨との間の隙間をコンクリートで満たすから、梁鉄骨を容易にHFC梁化することができる。
(ヲ)請求項12の方法は、請求項11の方法の前記効果を奏することができるだけでなく、梁鉄骨として、H形鋼のウェブの両側の略全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設した梁鉄骨又は前記H形鋼の上側及び下側のフランジの内側面にフランジの長手方向の略全域にわたって延在させて配した異形棒鋼を固定した梁鉄骨を用いるから、梁鉄骨のウェブの両側に立設した多数本の頭付スタッド又はそのフランジの内側面に固着した異形棒鋼により、梁鉄骨とそのウェブの両側の隙間を満たしたコンクリート層とを完全に一体化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の建物を図2のB−B線で断面した要部の平面図
【図2】図1に示す建物をそのA−A線で断面した側面図
【図3】実施例1の建物のHFC柱の要部の正面図
【図4】図3に示すHFC柱をそのC−C線で断面した平面図
【図5】実施例1の建物のHFC梁の要部の正面図
【図6】図5に示すHFC梁をそのD−D線で断面した側面図
【図7】実施例1の建物の他のHFC梁を図5のD−D線と同じ線で断面した側面図
【図8】実施例1の建物のその他のHFC梁を図5のD−D線と同じ線で断面した側面図
【図9】実施例1の建物のスラブの形成の仕方等を示す断面図
【図10】図9に示すスラブの要部をそのE−E線で断面した側面図
【図11】実施例1の建物の耐震壁の要部の正面図
【図12】図10に示す耐震壁をそのF−F線で断面した平面図
【図13】実施例1のHFC柱同士のボルト接合部を図12のH−H線で断面した平面図
【図14】図13に示すボルト接合部をそのG−G線で断面した正面図
【図15】実施例1のHFC柱とHFC梁とのボルト接合部を図16のK−K線で断面した平面図
【図16】図15に示すボルト接合部をそのJ−J線で断面した平面図
【図17】実施例1のHFC柱と他のHFC梁とのボルト接合部を図18のM−M線で断面した平面図
【図18】図17に示すボルト接合部をそのL−L線で断面した平面図
【図19】実施例1のHFC柱同士の圧接接合部の正面図
【図20】図19に示す圧接接合部の側面図
【図21】実施例1のHFC柱とHFC梁との圧接接合部の正面図
【図22】図21に示す圧接接合部の平面図
【図23】実施例1のHFC柱と他のHFC梁との圧接接合部の正面図
【図24】図23に示す圧接接合部の平面図
【図25】実施例2の建物を図2の線B−Bと同じ線で断面した要部の平面図
【図26】実施例2の建物に使うHFC梁の正面図
【図27】図26に示すHFC梁をそのQ−Q線で断面した正面図
【図28】実施例2のHFC梁をHFC柱に圧接接合した状態の図25のP−P線に沿って見た側面図
【図29】実施例3の建物の基準階の平面図
【図30】図29に示す建物をそのR−R線で断面した正面図
【図31】実施例3の建物で使う鉄骨梁の横断図
【図32】実施例3の建物のスラブの形成の仕方等を示す断面図
【図33】実施例4の建物のスラブの形成の仕方等を示す断面図
【図34】実施例4の建物のスラブのその他の形成の仕方等を示す断面図
【図35】実施例5の建物に使う耐震ブレース壁架構の正面図
【図36】図35に示す耐震ブレース壁架構をそのS−S線で断面した要部の平面図
【図37】図35に示す耐震ブレース壁架構の左側の中間部を拡大した正面図
【図38】図35に示す耐震ブレース壁架構の右側の中間部を拡大した正面図
【符号の説明】
1 杭
2 基板
3 免震手段
4 下部躯体
10A,10B HFC柱
11 柱鉄骨
11a フランジ
11b ウェブ
11a1,〜11a3,11b1,11b2 挿通孔
12 コンクリート層
12a 端よりのコンクリート層
12a1,12a2 挿通孔
12b 梁取付部のコンクリート層
12b1〜12b4 挿通孔
13 空部
14 梁受アングル
20A〜20D HFC梁
20E,20F 鉄骨梁
21 梁鉄骨
21a フランジ
21b ウェブ
22 コンクリート層
22a 端よりのコンクリート層
22a1〜22a3 挿通孔
23 空部
25A,25B 接合用アングル
30 耐震壁
30A 耐震ブレース壁架構
31 格子状の鉄筋
32 コンクリート
33 梁受部材
34 床板受部材
35 X形ブレース
36 縦材
37A,37A ガセット板
38 鉄骨梁
40 コンクリートスラブ
41,41A 床板
42 格子状鉄筋
43 コンクリート
51 バルコニー
52 廊下
53,54,55 壁
Ad,Ad1 定着具
Db 異形棒鋼
Lb 長ボルト
H 成
Mt モルタル
Sd 頭付スタッド
Sl 間隔保持部材
Sp 添え板
Td,Td1 緊張材
W フランジ幅[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a medium to high-rise building using HFC pillars, HFC beams and the like.
[0002]
[Prior art]
The most common type of structure for a conventional high-rise apartment building of about 7 to 15 floors is reinforced concrete (RC), and steel reinforced concrete (SRC) as the height and span increase. Was often used.
A beam composed of a conventional H-shaped steel frame and a concrete layer that is only between the flanges and adhered to the steel frame (in this specification, an HFC beam, a column having the same configuration as an HFC beam is referred to as an HFC beam in this specification) For example, there are the following (a) and (b).
(A) A through-hole through which the reinforcing bar is passed is formed at an interval in the steel beam web having an H-shaped cross section, and a plurality of beam main bars are arranged on both sides of the web between the upper flange and the lower flange. A plurality of barbs are arranged through the through hole so as to surround each main bar at intervals, and the lower side of the upper flange on both sides of the web where the main bar and the barb are arranged A space surrounded by a flat surface including a flange surface, a side surface of the web, an upper surface of the lower flange, a plane including the end surface in the width direction of the flange, and a plane including the end surface in the longitudinal direction of the flange and the web. HFC beams filled with each.
(B) A narrow width (ie, from the width of the flange to the thickness of the web) extending on both sides of the H-shaped cross-section steel beam web in parallel with the upper and lower flanges and in the longitudinal direction of the steel beam. A steel plate having a width less than half of the value excluding the thickness), and fixing the plate to the web, the lower surface of the upper flange on both sides of the web, the both sides of the web, An HFC beam in which a space surrounded by the upper surface of the lower flange, the plane including the end surface in the width direction of the flange, and the plane including the end surface in the longitudinal direction of the flange and the web is filled with concrete (for example, 9-41559).
For example, there is the following (c) in a column beam connection portion in which a conventional steel beam and a precast concrete column are bonded.
(C) A beam receiving portion is provided below each of the plurality of beam mounting portions of the precast concrete column, and the main beam bar and the reinforcing bar are provided outside the end of the steel beam having the H-shaped cross section over a predetermined length. Stiffeners with a width greater than half the width of the flange minus the web thickness between the flanges on both sides of the steel beam web inside the beam main bar and the reinforcing bar A plurality of sheets are arranged, and the lower end of each stiffener is fixed to the lower flange by welding, and the end of each stiffener on the web side is fixed to the web by welding, surrounding the beam main bar, reinforcing bar, stiffener, etc. Is covered with concrete, the end of the steel beam is made of steel reinforced concrete, insertion holes for passing multiple tension materials through the concrete layer of the end of the steel beam and the beam mounting part of the column, and the end of the steel beam is the column The steel frame with the beam receiving part Passing a tension material such as steel stranded wire through each insertion hole at the end of the steel beam and each insertion hole in the beam mounting part of the column, and the end of each tension material protrudes from the inner surface of the steel reinforced concrete end of the steel beam Then, a tensile force is introduced into each tension member, the introduced tensile force is held by a fixing tool fitted to the end of the tension member, and the end surface of the steel beam is pressed against the beam mounting surface of the column. And a beam-to-column connection part (for example, refer to Japanese Utility Model Publication No. 6-73203).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In Japan, an earthquake-prone country, in order to ensure the strength and rigidity that can withstand a large earthquake, regardless of the conventional RC or SRC structure type, the cross-section of columns or beams is large or the seismic walls are It became difficult to deal with free plans and renovations. In addition, the RC beam-column joints have complicated reinforcing bars, and the SRC beam-beam joints require welding of steel frames, making it extremely difficult to attach and detach the columns and beams. Furthermore, the RC and SRC structures have a large amount of input resources at the time of construction and a large amount of waste at the time of dismantling, and are not easy to dismantle and separate. Met.
In the conventional SRC column, the column steel frame with the H-shaped cross section is covered with a concrete layer reinforced with a large number of column main bars and strips, so the column becomes thicker by the thickness of the surrounding concrete layer. There was a drawback that a high-strength and slim pillar could not be obtained.
The conventional HFC beam of (a) is often used for the work of bar arrangement such as drilling a through hole in a beam steel web or arranging a barb around the beam main bar through the through hole. There is a drawback that requires a lot of man-hours.
The conventional HFC beam of (b) shares the tensile force acting on the lower side of a long and narrow steel plate fixed to both sides of the web over the entire length of the beam steel frame, The plate has the advantage of improving the adhesion of concrete to the web, but a long and narrow steel plate is welded to a predetermined position on both sides of the web over the entire length of the beam steel frame. In the case of joining, there is a drawback that the welding work requires a high degree of skill and a lot of man-hours, and a long and narrow steel plate is attached to both sides of the web over the entire length of the steel beam. When bolts and nuts are joined at predetermined positions, it is necessary to drill a large number of bolt holes at predetermined positions on the plate body and the web, and many man-hours are required for drilling the bolt holes. There is a drawback, just sticking a narrow steel plate to the beam steel web, Adhesion of concrete to the bone can not be said to be sufficient.
In the conventional beam-column joint (c), the end of the steel beam having an H-shaped cross section is covered with reinforced concrete over a predetermined length to form a steel reinforced concrete structure. And the end of each stiffener on the inside of the beam main bar and the bar bar project sideways from the edge in the width direction of both flanges of the steel beam, so that the beam main bar, bar bar, stiffener, etc. The end of a steel reinforced concrete beam covered with concrete is extremely large compared to the part of the steel beam other than the steel reinforced concrete end of the steel beam. There is a fault that narrows.
If the conventional SRC column, the HFC beam of (a), the HFC beam of (b), the steel beam of the column beam joint of (c), etc. are used, the SRC column becomes enlarged and the room space The beam shape is exposed greatly, and a slim structure made of steel and concrete cannot be obtained.
The problem to be solved by the present invention is to provide a middle- and high-rise building using HFC pillars, HFC beams and the like that do not have the above-mentioned drawbacks of the prior art, in other words, changes in the future needs of residents. Next-generation housing complex that can easily respond to changes in the social environment, has few seismic walls or seismic brace walls, and has a large column-free space with little or no beam type in the room In addition, from the viewpoint of global environmental problems, it is possible to effectively use resources, and a simplified structure that is made of a steel and concrete structure that is slim like Europe and the United States, and that is detachable. Therefore, it is intended to provide a medium-to-high-rise building using a recyclable long-lived resource circulation type HFC column, HFC beam, or the like.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In the middle- and high-rise building using the HFC pillars, HFC beams, etc. of the present invention, the foundation is constructed on the ground, the lower support base is constructed on the upper side of the foundation, and is exempted at many places between the foundation and the lower support base. In a middle- and high-rise building with a rectangular shape with a long plan view, seismic means are provided, and an upper multi-layer frame composed of HFC columns, seismic walls or seismic brace wall frames, HFC beams, floor slabs, etc. is constructed on the lower support base. On the lower support base, a large number of first HFC columns are established at regular intervals along one long side of the rectangle, and a large number of second HFC columns are formed along the other long side of the rectangle. A seismic wall or seismic wall that is established at the same interval as described above and is parallel to the short side between the first HFC column and the second HFC column that is opposite to the first HFC column in every row of the first HFC columns. Brace wall frame was established and many A third HFC column is established in the vicinity of an intermediate portion between the first HFC column in the row of HFC columns and the second HFC column opposite to the first HFC column, and the beam of each first HFC column and each second HFC column along the long side The first HFC beam arranged between the mounting portions is joined to the beam mounting portion of the first HFC column or the second HFC column, and between the beam mounting portion of each first HFC column and each second HFC column and the beam mounting portion of the third HFC column. The second HFC beam or the second beam steel frame arranged on the beam is joined to the beam mounting portion of the third HFC column and the first HFC column or the second HFC column, and the beam mounting portion of the first HFC column and the second HFC column and the earthquake resistant wall or the earthquake resistant brace wall. The third HFC beam or the third beam steel frame disposed between the beam mounting portion of the frame and the second HFC beam or the second beam is joined to the earthquake-resistant wall or the earthquake-resistant brace wall frame and the beam mounting portion of the first HFC column or the second HFC column. Beam steel frame and 3rd HFC beam or 3rd Precast floor boards are respectively arranged between the steel frames and between the second HFC beam or the second beam steel frames and the earthquake-resistant wall or the earthquake-resistant brace wall frame, and the ends of each floor board are the beam steel frames of the second HFC beam, It is directly supported by the upper surface of the lower flange of the third HFC beam, the second beam steel frame or the third beam steel frame, or the support surface of the floor plate receiving portion of the seismic wall or seismic brace wall frame, or the upper surface or the support surface. A floor slab is formed of a floor forming material provided on each floor board or on each floor board, supported by a spacing member placed thereon.
In a preferred embodiment of the present invention, the flange surfaces of the column steel frames of the first and second HFC columns are parallel to the short side of the rectangle, and the flange surfaces of the column steel frames of the third HFC column are parallel to the long side. First to third HFC pillars are arranged.
The middle- and high-rise building is, for example, an apartment house with about 7th to 15th floors.
[0005]
In a preferred embodiment of the present invention, the connection between each HFC column and each HFC beam and the connection between the earthquake resistant wall or the earthquake resistant brace wall frame and each HFC beam are performed by a detachable joining means. As the detachable joining means, for example, a dry joining method such as long bolt (tightening) joining, crimp joining, or bin joining is adopted. If the ease of disassembly is not required, the connection between the flange of each HFC column and the end of the beam steel frame of each HFC beam can be a rigid connection by welding.
When pressure bonding is adopted as a detachable joining method and prestress is introduced into the HFC beam to be used to increase its strength, it is introduced into the tension material to prestress the HFC beam as required. The applied tension force acts as a force for pressing the end portion of the HFC beam to the beam mounting portion of the HFC column.
Then, the second HFC beam is arranged between the beam mounting portion of the third HFC column and the beam mounting portions of the first HFC column and the second HFC column, and the second HFC beam can be attached to and detached from the first HFC column to the third HFC column. Joining means for joining the beam mounting portion, arranging the third HFC beam between the beam mounting portion of the earthquake-resistant wall or seismic brace wall frame and the beam mounting portions of the first HFC column and the second HFC column, and detaching the third HFC beam Are joined to the beam mounting portion of the seismic wall or seismic brace wall frame and the first HFC column or the second HFC column. Alternatively, the second beam steel frame is arranged between the beam mounting portion of the third HFC column and the beam mounting portions of the first HFC column and the second HFC column, and the first HFC column to the third HFC are joined by a detachable joining means. Join the column beam mounting part, place the third beam steel frame between the beam mounting part of the seismic wall or seismic brace wall frame and the beam mounting part of the 1st HFC column and 2nd HFC column, and detach the 3rd beam steel frame Join the seismic wall or seismic brace wall frame and the beam attachment part of the first HFC column or the second HFC column with possible joint means.
[0006]
In a preferred embodiment of the present invention, for example, the following (A) and (B) are performed.
(A) In the case where a third HFC column (or a seismic wall or a seismic brace wall frame) is not provided between the first HFC column at a desired location in a desired layer and the second HFC column facing the first HFC column, Instead of the second HFC beam or the second beam steel frame arranged above the layer corresponding to the location, a long fourth HFC beam is arranged between the first HFC column and the second HFC column above the layer corresponding to the location. The fourth HFC beam is joined to the first HFC column and the second HFC column by a detachable joining means, and a plurality of tension members extend in the longitudinal direction of the beam in the concrete layer of the fourth HFC beam and do not adhere to the concrete. Thus, the state in which the tensile force is introduced to each tendon is maintained, and the prestress is applied to the fourth HFC beam.
(B) Column mounting portion of the first HFC column and the second HFC column for mounting the second and third HFC beams or the second and third beam steel frames from the beam mounting portion of the first HFC column and the second HFC column for mounting the first HFC beam Also, the second and third HFC beams or the second and third beam steel frames are positioned above the same dimension.
If necessary, when the fourth HFC beam of (A) above is pressure-bonded to the first HFC column and the second HFC column, a plurality of tendons extend in the longitudinal direction of the beam in the concrete layer of the fourth HFC beam. It is embedded so that it does not adhere to the concrete, and the parts from both ends of each tension member are passed through the insertion holes of the first HFC column and the second HFC column, and are put out to the outside of each HFC column. Force is introduced, and the introduced tensile force is held by a fixing tool arranged outside each HFC column so as to contribute to the crimping between the end of the fourth HFC beam and the beam mounting portion of each HFC column. .
[0007]
In a preferred embodiment of the present invention, as a first HFC column, a second HFC column, and a second HFC column, a plurality of headed studs are spaced across the entire area on both sides of the web to an H-shaped steel frame having a small difference in composition and width. The steel bar of the pillar steel or the H-shaped steel frame is fixed to the inner surface of the flange, and the deformed steel bar is arranged on the inner surface of the upper and lower flanges extending substantially over the entire length of the flange. In the space surrounded by the column steel frame, the inner surface of both flanges of the column steel, the surfaces on both sides of the web, the plane including the widthwise end faces of the column steel flange, and the plane including the longitudinal end faces of the column steel frames HFC pillars composed of concrete layers filled with concrete and attached to pillar steel frames are used.
In a preferred embodiment of the present invention, as the first HFC beam, a steel frame of the H-shaped steel having a wide flange is provided with a plurality of headed studs standing at intervals over the entire area of both sides of the web. A beam steel frame in which a deformed steel bar is arranged on the inner surface of the upper and lower flanges of the H-shaped steel and is extended over the entire length in the longitudinal direction of the flange and fixed to the inner surface of the flange. Concrete was filled in the space surrounded by the inner surface of the web, the surfaces on both sides of the web, the plane including the end face in the width direction of the flange of the beam steel, and the plane including the end face in the longitudinal direction of the beam steel, and adhered to the beam steel Use HFC beams composed of concrete layers.
As the second HFC beam and the second HFC beam, the steel frame of the beam steel or the above H-shaped steel is provided by setting up a plurality of headed studs on the steel frame of the H-shaped steel with a wide flange and extending across the entire area on both sides of the web. A beam steel frame in which deformed steel bars arranged on the inner surface of the upper and lower flanges of the steel frame and extending over substantially the entire length of the flange are fixed to the inner surface of the flange, and the inner surfaces of both flanges of the beam steel, Concrete is placed in the space surrounded by the surfaces on both sides of the web, the plane parallel to the plane including the end face in the width direction of the flange of the beam steel frame and a little closer to the web side from the end face, and the plane including the end face in the longitudinal direction of the beam steel frame. HFC beams composed of concrete layers filled and attached to the beam steel frame are used.
[0008]
In the building of the present invention, for example, a floor slab is formed as in the following (C) and (D).
(C) In forming a floor slab of a building in which a plurality of HFC beams are arranged in parallel and horizontally and the ends of each HFC beam are joined to a plurality of columns, each HFC beam is a column steel frame of H-section steel And a concrete layer that is only between the flanges and adhered to the column steel frame, and the surface of the concrete layer is a surface substantially parallel to the web surface that exposes the inner surface of the end portion in the width direction of each flange. A plurality of precast concrete floorboards are arranged between the HFC beams and the HFC beams, and both ends of each floorboard are connected to the inner surface of the end in the width direction of the flange on the lower side of the steel frame of the HFC beams. Directly supported on the upper surface or supported via a spacing member placed on the upper surface, a slab rebar is arranged on the upper side of each floor plate, the slab rebar is fixed to the beam steel frame of the HFC beam, and the floor plate and the HFC beam Concrete is placed on the upper side of the floor and the floor slab As well as formed to fill the gap between the end face and the HFC beam on the surface of the concrete layer of the floor concrete, so that the floor plate from moving.
[0009]
(D) In the formation of a floor slab of a building in which a plurality of H-shaped steel beam steel frames are arranged in parallel and horizontally, and the ends of each beam steel frame are joined to a plurality of columns, A plurality of precast concrete floorboards are arranged between them, and both ends of each floorboard are directly supported by the upper surface of the lower flange of the beam steel frame, or through a spacing member mounted on the upper surface. Supporting, arranging slab reinforcing bars on the upper side of each floor board, fixing the slab reinforcing bars to the beam steel, filling the gap between the end of the floor board and the beam steel with concrete, making each beam steel HFC beam, Concrete is placed on the upper side of the floor plate and beam steel to form a floor slab.
In the case of the above (D), as the beam steel frame, for example, the beam steel frame or the upper and lower sides of the beam steel frame or the H-shaped steel in which a large number of headed studs are erected over the entire region on both sides of the H-shaped steel web. A steel beam is used in which a deformed steel bar is disposed on the inner side surface of the flange and extends over substantially the entire length in the longitudinal direction of the flange.
[0010]
【Example】
Example 1 is shown in FIGS. 1 to 24, and is an example in which the present invention is applied to a multi-layer apartment house.
First, the configuration of the
As shown in FIGS. 3 and 4, the HFC columns 10 </ b> A to 10 </ b> C are configured by an H-shaped steel
In the
The concrete layers 12 of the
[0011]
When the
When the HFC beams 20A and 20B are pressure-welded to the flange surfaces of the
[0012]
When forming a concrete layer, after placing a sheath tube with a hollow part to be the insertion hole in the place where the insertion hole is formed in the space filled with concrete and then filling the concrete, the insertion hole of the concrete layer Formation becomes easy.
In the case of pressure welding, if necessary, the
As shown in FIG. 21, the
[0013]
When the
When the
[0014]
As shown in FIGS. 5 and 6, the
In the
The
As the beam steel frames of the
[0015]
When the
Then, the vertical portions of the
The end of the
[0016]
When the
[0017]
As shown in FIGS. 7, 23 and 24, the
The arrangement of the head stud Sd on the
Although the length of the
In addition, the
[0018]
When the HFC beams 20B and 20C are joined to the
The ends of the HFC beams 20B and 20C are placed on the upper side of the horizontal portion of the lower
The method of fixing the
When the
[0019]
When the ends of the HFC beams 20A to 20C are pressure bonded to the surface of the concrete layer of the
Then, the end faces of the HFC beams 20B and 20C are brought into close contact with the beam mounting surfaces of the
In Example 1, the insertion holes 11b of the
[0020]
When the
[0021]
The earthquake-
When the
When the
[0022]
A horizontal groove for inserting the end portion 41a of the
When joining the lower end of the upper
In addition, in the case of pressure bonding, a large number of heads standing on the
[0023]
Next, the construction method of the multi-layer apartment house shown in FIG.1 and FIG.2 is demonstrated.
As shown in FIG. 2, a large number of concrete cast-in-
Vertical column recesses 4a and 4b are provided at the positions of the columns of the
[0024]
A large number of
Each
At both ends of the long side of the rectangle of the building, a
Further, between the
In the first embodiment, for example, a precast concrete floor board is disposed on the
[0025]
The HFC beams 20A are respectively arranged between the beam attachment portions on the second floor of the
The HFC beams 20C are respectively arranged between the beam mounting portions on the second floor of the
HFC beams 20B are arranged between the beam mounting portions on the second floor of each
In the first embodiment, the mounting positions of the HFC beams 20B and 20C on the
[0026]
As shown in FIG. 10, between the
Then, as shown in FIGS. 9 and 10, a grid-like
The
When placing the concrete 43, the gap between the end face of the
[0027]
In the same manner as described above, the
Then, the
For example, one span in the long side direction is set to 7.2 m, one span in the short side direction is set to 7.25 m, and the occupied space per unit is divided into two spans in the long side direction and two spans in the short side direction. As shown in FIG. 1, in order to form a space along one side in the long side direction as a
[0028]
A second embodiment is shown in FIGS. 25 to 28 and is an example in which the present invention is applied to a multi-layer apartment house.
The configuration of the
As the HFC beam 20D, an unbonded PC precast HFC beam 20D into which prestress is introduced is used. The edge part is joined to the surface (surface of a weak axis direction) of the concrete layer of
The length of the HFC beam 20D is a dimension obtained by adding the formation of the
[0029]
An HFC beam 20D is arranged between the
When the HFC beam 10D is pressure bonded to the
In the second embodiment, it is possible not to provide the
In the second embodiment, when the upper
[0030]
Example 3 is shown in FIGS. 29 to 32, and is an example in which the present invention is applied to a multi-layer apartment house.
The configuration of the
As the
For example, H-458 × 417 × 30 × 50 is used for the
[0031]
Next, a method of constructing the multi-layer apartment house shown in FIGS. 29 and 30 will be described.
As shown in FIG. 29, the method of installing the on-
The
A large number (10 per long side in the illustrated example) of the
In the illustrated example, the first, fourth, seventh and tenth
[0032]
The first HFC beams 20A are respectively arranged between the beam attachment portions on the second floor of the
A third
A second
When long bolts are joined as described above, long bolts that have been unbonded to prevent adhesion of concrete to their trunks can be used, and they can be attached and detached even after the second and third
The mounting position of the second
[0033]
Between the second
Then, as shown in FIG. 31, a grid-
When placing the concrete 23, concrete is filled in the gap between the end of the
[0034]
In the same manner as described above, the
And between the
Then, the
In the illustrated example, the length of each node of each HFC column is the size of each
The length of one span in the long side direction and the size of one span in the short side direction are the same as those in the first embodiment, and as in the first embodiment, a part along one side in the long side direction is a balcony, and the other Walls are provided in the long side direction in order to use the hallway along the side.
[0035]
Example 4 is shown in FIG. 33 and FIG. 34, and is an example in which the present invention is applied to a multi-layer apartment house. The structure of HFC columns, HFC beams and earthquake-resistant walls, the method of joining the HFC columns and HFC beams, etc. Is the same as in Example 3, but the way of forming the floor slab is slightly different from that in Example 3.
As shown in FIG. 33, for example, a lower portion 41d is provided between the
When using
As the
34. A spacing member Sl is placed on the upper surface of the lower flange of the H-shaped steel beam shown in FIG. 34, and the end of the floor board is supported by the upper surface of the spacing member Sl. The support method for supporting the
[0036]
Example 5 is shown in FIGS. 35 to 38, and is an example in which the present invention is applied to a multi-layer apartment house. The point which uses 30 A of earthquake-resistant brace wall frames shown in FIGS. 35-38 instead of the earthquake-
The earthquake-resistant brace wall frame 30A is manufactured as follows, for example.
H-shaped
[0037]
An H-shaped
In addition, the beam attachment part 37f is each provided in the outer side of the upper part of the earthquake-resistant brace wall frame 30A, and the
[0038]
When building a multi-storied apartment building shown in FIGS. 29 and 30 of the third embodiment using the earthquake-resistant brace wall frame 30A, for example, the following is performed.
A pair of gussets each provided with a mounting portion for the
Then, the lower end portion of the
The
The seismic brace wall frame 30A is formed as a partition wall or an outer wall by attaching appropriate plate materials or the like to both sides of the
The seismic brace wall frame 30A of the fifth embodiment can be used in place of the
[0039]
The long bolt joints between the HFC columns in each example, between the earthquake resistant walls, between the HFC columns and the HFC beam or beam steel frame or the earthquake resistant wall are obtained by removing the nut from the threaded portion of the long bolt and removing the long bolt. The joint can be easily broken.
In each of the embodiments, the HFC columns, the earthquake-resistant walls, and the pressure-bonding joint between the HFC column and the HFC beam, the beam steel frame, or the earthquake-resistant wall cut the tension material used for the compression or fix the tension material. By removing the tool, the crimp bonding can be easily released. If the fixing tool is buried in concrete, break the concrete and remove the fixing tool.
[0040]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects (a) to (wo) by providing the requirements described in the claims.
(A) The middle- and high-rise building according to
(1) A lower support base is constructed on the upper side of the foundation constructed in the ground with a gap between the foundation and seismic isolation means are arranged at a number of locations between the foundation and the lower support base. Since a long rectangular upper multi-layered frame consisting of long sides and short sides is constructed on the lower support base, the plan view consisting of HFC columns, seismic walls or seismic brace wall frames, HFC beams, floor slabs, etc. The seismic force entering the upper multi-layer housing can be greatly reduced, and even if the upper multi-layer housing is constructed slim using HFC pillars, HFC beams, etc., it can sufficiently withstand the seismic force.
(2) At least the first to third HFC columns and the first HFC beam constituting the building are composed of a H-shaped steel column steel frame and a concrete layer attached to the steel frame only between its flanges. Therefore, the strength, rigidity, and fire resistance can be increased without increasing the space occupied by the columns and beams.
(3) Floor plate precast between the second HFC beam or the second beam steel frame and the third HFC beam or the third beam steel frame, or between the second HFC beam or the second beam steel frame and the earthquake resistant wall or the earthquake resistant brace wall frame. And the end of each floor plate is the upper surface of the second HFC beam steel beam, the third HFC beam steel beam, the second beam steel frame or the lower beam flange of the third beam steel frame, the earthquake resistant wall or the earthquake resistant brace wall frame The floor slab is supported directly by the support surface of the floor plate receiving portion of the floor plate, or is supported by the upper surface or a spacing member mounted on the support surface, and the floor slab is provided by the floor forming material provided on each floor plate or each floor plate. Since it is formed, the amount of the HFC beam or beam steel projecting to the lower side of the slab is small, and a very comfortable living space can be provided in which there is little or no beam shape in the room.
[0041]
(B) In addition to the effects (1) to (3), the middle-high-rise building according to
(4) The flange surface of the column steel frame of the first and second HFC columns is parallel to the short side of the rectangular long plan view of the building, and the flange surface of the column steel frame of the third HFC column is parallel to the long side of the rectangle Therefore, the first to third HFC columns have a strong axis direction (a direction perpendicular to the flange surface) and a weak axis direction (a direction parallel to the flange surface) depending on the direction in which the force is applied. However, the difference in strength depending on the direction can be compensated, and a rectangular middle-to-high-rise building having a long plan view can have a desired yield strength at a low cost.
(5) The first HFC beam is joined to the first HFC column and the second HFC column by the detachable joining means, the second HFC beam is joined to the first to third HFC pillars by the detachable joining means, and the third HFC beam is detachable. Since it is joined to the seismic wall or seismic brace wall frame and the 1st or 2nd HFC column by a simple joining means, the workability is improved when building, and dismantling becomes easy when dismantling, after dismantling Can reuse HFC pillars, HFC beams, etc., and can reuse resources (recycle), reduce waste and energy.
(C) The middle- and high-rise building of
(6) The first HFC beam is joined to the first HFC column and the second HFC column by the detachable joining means, the second beam steel frame is joined to the first to third HFC columns by the detachable joining means, and the third beam steel frame is joined. Since it is joined to the seismic wall or seismic brace wall frame and the 1st or 2nd HFC column by a detachable joining means, the workability is improved during construction, and dismantling is easy during dismantling. After that, it is possible to reuse HFC pillars, HFC beams, etc., and it becomes possible to reuse resources (recycle) and reduce waste and energy.
[0042]
(D) The middle and high-rise building according to
(7) When the third HFC column is not provided between the first HFC column at a desired position of the desired layer and the second HFC column facing the first HFC column, the first HFC column above the layer corresponding to the location Instead of the 2HFC beam or the 2nd beam steel frame, a long 4th HFC beam is arranged between the 1st HFC column and the 2nd HFC column above the layer corresponding to the location, and the 4th HFC beam is attached by a detachable joining means. Joined to the beam mounting part of the 1st HFC column and the 2nd HFC column, multiple tension members are embedded in the concrete layer of the 4th HFC beam so as to extend in the longitudinal direction of the beam so as not to adhere to the concrete. The third HFC column is located in the center of the room space in response to changes in residents' needs and changes in the social environment. Omit, wide The chamber space may be easily obtained.
(E) In addition to the effects (1) to (4) and (7) described above, the middle and high-rise building according to claim 5 has the following effect (8).
(8) A plurality of tendons are embedded in the concrete layer of the fourth HFC beam so as to extend in the longitudinal direction of the beam so as not to adhere to the concrete, and the portions from both ends of each tendon are the first HFC column and It passes through the insertion hole of the 2nd HFC column and comes out to the outside of each HFC column, a tensile force is introduced to each tension material, and the introduced tensile force is held by a fixing tool arranged on the outside of each HFC column. Since it contributes to the crimping of the end of the fourth HFC beam and the beam mounting portion of each HFC column, a part of the tension material for crimping and joining the end of the fourth HFC beam to each HFC column or You can save everything.
[0043]
(F) The middle- and high-rise building of claim 6 has the following effect (9) in addition to the effects (1) to (4).
(9) The second or third HFC beam or the beam mounting portion of the first HFC column and the second HFC column for mounting the second or third beam steel frame is second from the beam mounting portion of the first HFC column and the second HFC column for mounting the first HFC beam. Alternatively, since the third HFC beam or the second or third beam steel frame is positioned upward by the same dimension as that of the second or third beam steel frame, the second or third HFC beam or the second or third beam steel frame is connected to the first and second HFCs. Even if the through holes are drilled in the column steel frames or concrete layers of the first and second HFC columns in order to join the columns, the strength of the first and second HFC columns can be increased without concentrating the drill holes. The decrease can be suppressed.
(G) The building of the invention of
(10) As a first HFC column, a second HFC column and a second HFC column, a large number of headed studs are provided at intervals across the entire area on both sides of the web on a steel frame of H-section steel with a small difference in composition and width. A column steel frame in which a deformed steel bar is disposed on the inner side surface of the flange or the upper and lower flanges of the column steel frame or on the inner side surface of the flange. Concrete is filled in the space surrounded by the inner surface of both flanges of the column steel, both surfaces of the web, the plane including the widthwise end surface of the column steel flange, and the plane including the longitudinal end surface of the column steel frame. Since the HFC column composed of the concrete layer attached to the column steel frame is used, the strength, rigidity and fire resistance performance of the column can be improved without increasing the column occupation space. In addition, the column steel frame and the concrete layer can be completely integrated by a large number of headed studs standing on both sides of the column steel web or the deformed bar steel fixed to the inner surface of the flange.
[0044]
(H) In addition to the effects (1) to (4), the middle and high-rise building according to the eighth aspect has the following effect (11).
(11) As a first HFC beam, a steel frame of H-shaped steel with a wide flange width is provided with a plurality of head studs standing at intervals over the entire area on both sides of the web, and A beam steel frame that is fixed to the inner surface of the flange with a deformed steel bar extending over the entire length of the flange on the inner surface of the upper and lower flanges. Consists of both surfaces, a plane including the end face in the width direction of the flange of the beam steel frame, and a concrete layer filled with concrete in a space surrounded by the plane including the end face in the longitudinal direction of the beam steel and adhered to the beam steel frame Therefore, the strength, rigidity and fire resistance of the beam can be increased without increasing the space occupied by the beam. In addition, the beam steel frame and the concrete layer can be completely integrated by a large number of headed studs standing on both sides of the beam steel web or the deformed steel bar fixed to the inner surface of the flange.
(L) The middle- and high-rise building according to claim 9 has the following effect (12) in addition to the effects (1) to (4) and (11).
(12) As the second HFC beam and the third HFC beam, a steel frame of the H-shaped steel having a wide flange width is provided with a plurality of headed studs standing at intervals over the entire area on both sides of the web. A steel beam with a deformed steel bar fixed on the inner surface of the flange on the inner surface of the upper and lower flanges of the steel frame and extending over almost the entire length of the flange. In a space surrounded by side surfaces, both surfaces of the web, a plane parallel to the plane including the widthwise end face of the flange of the beam steel frame and a little closer to the web side from the end face, and a plane including the longitudinal end face of the beam steel frame HFC beams composed of concrete layers filled with concrete and adhered to the beam steel frame are used. Even with HFC beams, the end of the precast concrete floorboard placed between the beams is H It can be directly supported on the upper surface of the flange on the lower side of the steel beam of the C beam, or can be supported via a spacing member mounted on the upper surface, the floor plate can be easily supported, and the slab on the floor plate can be supported. The forming operation becomes easy.
[0045]
(Nu) The method of claim 10 is a method for forming a floor slab of a building in which a plurality of HFC beams are arranged in parallel and horizontally, and ends of each HFC beam are joined to a plurality of columns. The beam is composed of an H-shaped steel column steel frame and a concrete layer attached to the column steel frame between the flanges, and the surface of the concrete layer is a web surface in which the inner surface of the end portion in the width direction of each flange is exposed. Pre-cast concrete floorboards are arranged between the HFC beams and the HFC beams, and both ends of the floorboards are connected to the widthwise ends of the lower flanges of the HFC beam steel frames. Directly supported on the upper surface of the inner surface, or supported via a spacing member placed on the upper surface, a slab reinforcing bar is arranged on the upper side of the floor board, the slab reinforcing bar is fixed to the beam steel frame, and the floor board and the HFC beam Place concrete on the top and floor In addition to forming a rub and filling the gap between the end face of the floorboard and the surface of the concrete layer of the HFC beam with concrete, the movement of the floorboard to the HFC beam is completely prevented, and the HFC beam is under the ceiling (floorboard) It is possible to provide a very comfortable living space in which the amount of protrusion to the side is reduced and the beam shape does not appear in the room or only a little. When the HFC beam is formed to the thickness of the slab, the room space that can be freely used can be expanded without increasing the cost.
[0046]
(L) The method of
(V) The method of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a main part of a building according to a first embodiment taken along line BB in FIG.
FIG. 2 is a side view of the building shown in FIG. 1 taken along line AA.
FIG. 3 is a front view of the main part of the HFC pillar of the building of Example 1.
4 is a plan view of the HFC column shown in FIG. 3 taken along the line CC.
FIG. 5 is a front view of the main part of the HFC beam of the building of Example 1.
6 is a side view of the HFC beam shown in FIG. 5 taken along the line DD.
7 is a side view of another HFC beam of the building of Example 1 taken along the line DD in FIG.
8 is a side view of the other HFC beam of the building of Example 1 taken along the same line as the line DD in FIG. 5. FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a method of forming a slab for a building according to the first embodiment.
10 is a side view of the main part of the slab shown in FIG. 9 taken along the line EE.
FIG. 11 is a front view of the main part of the seismic wall of the building of Example 1.
12 is a plan view of the earthquake resistant wall shown in FIG. 10 taken along the line FF.
13 is a plan view in which the bolt joint portion between the HFC columns of Example 1 is sectioned along the line HH in FIG. 12;
14 is a front view of the bolt joint shown in FIG. 13 taken along line GG.
15 is a plan view in which a bolt joint portion between an HFC column and an HFC beam according to the first embodiment is cut along a line KK in FIG. 16;
16 is a plan view of the bolt joint shown in FIG. 15 taken along the line JJ.
17 is a plan view in which a bolt joint portion between the HFC column of Example 1 and another HFC beam is sectioned along the line MM in FIG. 18;
18 is a plan view of the bolt joint shown in FIG. 17 taken along the line LL.
FIG. 19 is a front view of a pressure welded portion between HFC columns according to the first embodiment.
20 is a side view of the press-contact joint shown in FIG.
FIG. 21 is a front view of a pressure-welded joint between an HFC column and an HFC beam in Example 1.
22 is a plan view of the press-contact joint shown in FIG. 21.
FIG. 23 is a front view of a pressure-welded joint between the HFC column of Example 1 and another HFC beam.
24 is a plan view of the press-contact joint shown in FIG.
25 is a plan view of an essential part of the building of Example 2 taken along the same line as line BB in FIG. 2;
FIG. 26 is a front view of an HFC beam used in the building of Example 2.
27 is a front view of the HFC beam shown in FIG. 26 taken along the line QQ.
FIG. 28 is a side view of the HFC beam of Example 2 as seen along the line P-P in FIG. 25 in a state in which the HFC beam is pressure-welded to the HFC column.
FIG. 29 is a plan view of the reference floor of the building according to the third embodiment.
30 is a front view of the building shown in FIG. 29 taken along the line RR.
31 is a cross-sectional view of a steel beam used in the building of Example 3. FIG.
FIG. 32 is a cross-sectional view showing a method of forming a slab for a building of Example 3;
FIG. 33 is a cross-sectional view showing a method of forming a slab for a building of Example 4;
FIG. 34 is a cross-sectional view showing another method for forming the slab of the building of Example 4;
FIG. 35 is a front view of a seismic brace wall frame used in the building of Example 5.
36 is a plan view of an essential part of the seismic brace wall frame shown in FIG. 35 taken along the line SS.
37 is an enlarged front view of an intermediate portion on the left side of the earthquake-resistant brace wall frame shown in FIG. 35.
38 is an enlarged front view of the middle portion on the right side of the earthquake-resistant brace wall frame shown in FIG. 35.
[Explanation of symbols]
1 pile
2 Substrate
3 Seismic isolation means
4 Lower housing
10A, 10B HFC pillar
11 pillar steel frame
11a Flange
11b Web
11a 1 , ~ 11a 3 , 11b 1 , 11b 2 Insertion hole
12 Concrete layer
12a Concrete layer from the edge
12a 1 , 12a 2 Insertion hole
12b Concrete layer of beam mounting part
12b 1 ~ 12b 4 Insertion hole
13 empty space
14 Beam support angle
20A-20D HFC beam
20E, 20F Steel beam
21 Beam steel frame
21a Flange
21b Web
22 Concrete layer
22a Concrete layer from the edge
22a 1 ~ 22a 3 Insertion hole
23 empty part
25A, 25B Joining angle
30 Seismic wall
30A Seismic brace wall frame
31 Lattice rebar
32 concrete
33 Beam receiving member
34 Floor plate receiving member
35 X-shaped brace
36 Longitudinal
37A, 37A Gusset board
38 Steel beam
40 concrete slabs
41, 41A Floor board
42 Lattice rebar
43 concrete
51 Balcony
52 Hallway
53, 54, 55 wall
Ad, Ad 1 Fixing tool
Db deformed steel bar
Lb long bolt
H Nari
Mt mortar
Sd Stud with head
Sl spacing member
Sp plate
Td, Td 1 Tension material
W Flange width
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