JP5940323B2 - 柱とフラットスラブの接合材及びその接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管又は鋼管コンクリートの柱とフラットスラブの接合材及びその接合構造に関し、特に、強固な接合を可能とする鋼管又は鋼管コンクリートの柱とフラットスラブの接合材及びその接合構造に関する。

従来から、コンクリートの柱とＲＣフラットスラブによる架構形式は、梁が室内に出ず、室内の有効容積を大きくとれることから、倉庫や駐車場の躯体として使用されている。

しかし、前述の柱とフラットスラブの接合構造は、柱とスラブの接合部にキャピタルと呼ばれる床裏面に段差があり、また、地震時の水平力の多くを建物周囲に配置した外壁や建物内部の耐震壁に負担させる必要があるため、室内レイアウトが制約を受けた。

そのため、地震時の水平力を柱とキャピタルのないフラットスラブのみで負担可能な柱と床を繋ぐ接合構造の開発は課題であった。

このため、従来では、例えば特許文献１に示すような鋼管又は鋼管コンクリート柱とフラットスラブとの接合構造が提案されている。

この柱とフラットスラブとの接合構造は、柱におけるフラットスラブの上面位置及び下面位置の二ヵ所に、ダイアフラムが設けられ、同上下のダイアフラムのコンクリート接触面にそれぞれ剪断力伝達要素が設置された構造とすることにより、地震等の水平力に起因する応力を剪断力伝達要素及びダイアフラムを介して鋼管又は鋼管コンクリート柱へ安定して伝達でき、ダイアフラムの張り出し量と厚さを最小限に止め、作業効率を向上させ、地震力のすべてを鋼管又は鋼管コンクリート柱とフラットスラブだけの架構で負担可能とすることで、フラットスラブ構造建物への適用範囲を広げるようにしている。

特開２００８−１５６８６３号公報

前記柱とフラットスラブとの接合構造にあっては、柱間のスパンが大きくなるにつれ、フラットスラブが広くなり、ダイアフラムの張り出し量を大きくせざるを得ない。

張り出し量が大きくなるとダイアフラム間へのコンクリートの充填性が低下し、施工性が悪く、信頼性も低くなる上に、ダイアフラムだけではフラットスラブへの応力伝達が不十分となり、接合強度及び剛性がさほど期待できない。

また、ダイアフラムの張り出し量が大きくなると、ダイアフラムと一体である柱の運搬が困難となる。

さらに、前記鋼管又は鋼管コンクリート柱とフラットスラブとの接合構造では、上下のダイアフラム間で挟み込み一体化するため、上下のダイアフラムの表面がフラットスラブより露出してしまい、その数では耐火性能が低下することとなる。

そのため、露出したダイアフラムに対して耐火処理を施さなければならず、特にフラットスラブの上面側では、単に耐火材の塗布による処理は困難であり、耐火性と共に耐久性のある表面処理が必要となる。

本発明の目的は、フラットスラブへの応力伝達性能がよく、接合強度及び剛性を向上させることができ、しかも、柱間のスパンが大きい場合でもダイアフラムへのコンクリートの充填性を確実にして施工性及び信頼性の高い柱とフラットスラブの接合材及びその接合構造を提供することにある。

本発明の他の目的は、柱間のスパンが大きい場合でも柱の運搬を容易に行え、柱間のスパンの大きなフラットスラブに容易に対応することが可能な柱とフラットスラブの接合材及びその接合構造を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、接合材のフラットスラブ表面への露出を極力抑え、耐火性能を向上させると共に、施工性も向上させることのできる柱とフラットスラブの接合材及びその接合構造を提供することにある。

（１）前記目的を達成するため、本発明の柱とフラットスラブの接合材は、鋼管又は鋼管コンクリートの柱と、鉄筋コンクリートからなるフラットスラブとを接合する柱とフラットスラブの接合材であって、
前記柱の前記フラットスラブ形成位置に所定間隔を設けて配置される上下一対のダイアフラムと、
前記ダイアフラムから外周方向へ放射状に配置された片持ち梁と、
前記片持ち梁先端を連結するように配置された外周小梁と、
を備え、
前記外周小梁及び片持ち梁は、前記ダイアフラム間の間隔よりも高さが低く、上側のダイアフラムに上面をあわせて配置され、
前記上下一対のダイアフラムには、それぞれ上面側に複数のスタッドが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、上下一対のダイアフラムの外周に片持ち梁を介して外周小梁を配置したため、外周小梁によってフラットスラブへの応力伝達性能がよく、接合強度及び剛性を向上させることができ、しかも、ダイアフラムと外周小梁との間には片持ち梁によって所定間隔が確保されるため、柱間のスパンが大きい場合でも所定間隔の空間からダイアフラムへのコンクリートの充填性を確実にすることができ、施工性及び信頼性の高いフラットスラブを形成することができる。
また、このような構成とすることにより、上下一対のダイアフラムのそれぞれの上面側にフラットスラブの配筋を施し上側のダイアフラム、片持ち梁及び外周小梁はフラットスラブ内に埋設させ、下側のダイアフラムの下面のみをフラットスラブ下面より露出させるようにすることができ、これによって柱際の接合強度及び剛性を高めると共に、耐火処理はフラットスラブ下面より露出した下側ダイアフラム下面の一部に耐火材を塗布するだけで済ますことができ、施工性を向上させることができることとなる。

（２）本発明においては、（１）において、
前記片持ち梁は、前記フラットスラブの配筋方向に対して斜めに配置することができる。

このような構成とすることにより、片持ち梁の正対方向からの力の伝達に限らず、ねじれ方向からの力に対しても対応可能となる。

（３）本発明においては、（１）又は（２）において、
前記ダイアフラムと前記外周小梁とを分離可能に、前記片持ち梁を分割可能にすることができる。

このような構成とすることにより、柱間のスパンが大きくなった場合でも、ダイアフラムの張り出し量を大きくすることなく、外周小梁の張り出し量で対応することができ、しかも、片持ち梁を分割して外周小梁を分離することにより、柱の運搬を容易にし、ある程度大きなスパンに容易に対応することができる。

（４）本発明の柱とフラットスラブの接合構造は、（１）〜（３）のいずれかに記載の柱とフラットスラブの接合材を用いた柱とフラットスラブの接合構造であって、
前記上下一対のダイアフラムのうち少なくとも上側のダイアフラムの上面側に配筋を施し、少なくとも上側のダイアフラム、片持ち梁及び外周小梁を埋設した状態で前記フラットスラブを形成したことを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも上側のダイアフラム、片持ち梁及び外周小梁はフラットスラブ内に埋設させることで、接合材のコンクリートへの応力伝達性能をよくして接合強度及び剛性を高めると共に、上側のダイアフラム上面への耐火処理及び床表面仕上げ処理を不要とし、耐火処理を最小限で済ますことができ、施工性を向上させることができる。

（５）本発明においては、（４）において、
前記下側のダイアフラムも埋設した状態で前記フラットスラブを形成することができる。

このような構成とすることにより、接合材への耐火処理を不要として、施工性を向上させることができる。

（６）本発明の柱とフラットスラブの接合構造は、（１）に記載の柱とフラットスラブの接合材を用いた柱とフラットスラブの接合構造であって、
前記上下一対のダイアフラムのそれぞれの上面側に配筋を施し、上側のダイアフラム、片持ち梁及び外周小梁を埋設し、下側のダイアフラム下面のみを露出した状態で前記フラットスラブを形成したことを特徴とする。

本発明によれば、上下一対のダイアフラムのそれぞれの上面側にフラットスラブの配筋を施し上側のダイアフラム、片持ち梁及び外周小梁はフラットスラブ内に埋設させ、下側のダイアフラムの下面のみをフラットスラブ下面より露出させるようにすることができ、これによって柱際の接合強度及び剛性を高めると共に、耐火処理はフラットスラブ下面より露出した下側ダイアフラムの一部に耐火材を塗布するだけで済ますことができ、施工性を向上させることができることとなる。

本発明の一実施の形態にかかる柱、特に中柱とフラットスラブの接合材を示す平面図である。 図１の接合材を用いた柱とフラットスラブの接合構造を示す断面図である。 図１の接合材の斜視図である。 側柱とフラットスラブの接合材を示す平面図である。 隅柱とフラットスラブの接合材を示す平面図である。 接合材で柱と接合したフラットスラブの平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図６は、本発明の一実施の形態にかかる柱とフラットスラブの接合材及びその接合構造を示すものである。

図６は、本実施の形態にかかる接合材で柱と接合したフラットスラブの平面図で、フラットスラブ１０が複数本の柱１２、例えば中柱、側柱、隅柱等によって支持された状態となっている。

フラットスラブ１０と各柱１２とは、例えば図１〜図３の中柱の状態で示すように、接合材１４によって接合されている。

フラットスラブ１０は鉄筋コンクリートからなり、柱１２は鋼管又は鋼管コンクリートからなる。

接合材１４は、柱１２のフラットスラブ１０形成位置に所定間隔を設けて配置された上下一対のダイアフラム１６、１８と、ダイアフラム１６、１８の外周にダイアフラム１６、１８と所定間隔Ｐを設けて配置された外周小梁２０と、ダイアフラム１６、１８と外周小梁２０とを連結する片持ち梁２２とを備えている。

すなわち、片持ち梁２２は、ダイアフラムから外周方向へ放射状に配置され、外周小梁２０は、片持ち梁２２先端を連結するように配置されている。

このように、上下一対のダイアフラム１６、１８の外周に片持ち梁２２を介して外周小梁２０を配置したため、外周小梁２０によってフラットスラブ１０への応力伝達性能がよく、接合強度及び剛性を向上させることができ、しかも、ダイアフラム１６、１８と外周小梁２０との間には片持ち梁２２によって所定間隔Ｐが確保されるため、柱１２間のスパンが大きい場合でも所定間隔Ｐの空間からダイアフラム１６、１８へのコンクリートの充填性を確実にすることができ、施工性及び信頼性の高いフラットスラブを形成することができるようになっている。

ダイアフラム１６、１８は、図１及び図３に示すように、四角形のプレートで形成され、中央部に柱１２の外形に相応した貫通孔２４を有し、柱１２を貫通させるようになっている。

また、ダイアフラム１６、１８間には放射状に複数のリブプレート２６が配置されて補強されている。

さらに、上下一対のダイアフラム１６、１８のそれぞれの上面側に複数のスタッド２８が突出して設けられ、フラットスラブ１０のコンクリートと接合を強固にできるようになっている。

外周小梁２０は、Ｈ形鋼を方形状に連結した状態となっており、ダイアフラム１６、１８と辺同士が対向する状態で配置されている。

片持ち梁２２は、外周小梁２０と同様にＨ形鋼を用いており、フラットスラブ１０の配筋方向に対して斜め、すなわちダイアフラム１６、１８と外周小梁２０の角部同士を連結するように配置し、片持ち梁２２の正対方向からの力の伝達に限らず、ねじれ方向からの力に対しても対応可能となるようにしている。

また、片持ち梁２２は、ダイアフラム１６、１８と外周小梁２０とを分離可能に、片持ち梁を分割可能にするジョイント部３０が設けられ、柱１２間のスパンが大きくなった場合でも、ダイアフラム１６、１８の張り出し量を大きくすることなく、外周小梁２０の張り出し量で対応することができ、しかも、片持ち梁２２を分割して外周小梁２０を分離することにより、柱１２の運搬を容易にし、ある程度大きなスパンに容易に対応することができるようにしている。

さらに、外周小梁２０及び片持ち梁２２は、ダイアフラム１６、１８間の間隔よりも高さｔが低く、上側のダイアフラム１６に上面をあわせて配置されるようになっており、下側のダイアフラム１８の上面にフラットスラブ１０の配筋３２を設置できるようにしている。

そして、このような接合材１４を用いた柱とフラットスラブの接合構造では、図２に示すように、上下一対のダイアフラム１６、１８のそれぞれの上面側にフラットスラブ１０の配筋３２を施し上側のダイアフラム１６、片持ち梁２２及び外周小梁２０はフラットスラブ１０内に埋設させ、下側のダイアフラム１８の下面のみをフラットスラブ１０下面より露出させるようにしている。

これによって、接合材１４のコンクリートへの応力伝達性能をよくして接合強度及び剛性を高めると共に、耐火処理はフラットスラブ１０下面より露出した下側のダイアフラム１８下面に耐火材を塗布するだけで済ますことができ、耐火処理を最小限で済ますことができ、施工性を向上させることができることとなる。

図４は、側柱とフラットスラブの接合材を示す図で、この接合材３４は、外周小梁２０が柱１２を中心にして二分の一に形成され、この外周小梁２０とダイアフラム１６、１８とが正対方向の２本の片持ち梁３６と、斜め方向の２本の片持ち梁２２により連結された状態となっている。

図５は、隅柱とフラットスラブの接合材を示す図で、この接合材３８は、外周小梁２０が柱１２を中心にして四分の一に形成され、この外周小梁２０とダイアフラム１６、１８とが正対方向の２本の片持ち梁３６と、斜め方向の１本の片持ち梁２２により連結された状態となっている。

前記実施の形態では、上下一対のダイアフラムのそれぞれの上面側にフラットスラブの配筋を施し、上側のダイアフラム、片持ち梁及び外周小梁はフラットスラブ内に埋設させ、下側のダイアフラムの下面のみをフラットスラブ下面より露出させるようにしているが、この例に限らず、下側のダイアフラムも埋設した状態でフラットスラブを形成することにより、接合材への耐火処理を不要として、施工性を向上させることができる。

また、前記実施の形態では、柱の形状を円形としたが、この例に限らず、角形状その他の形状とすることも可能である。

さらに、前記実施の形態では、ダイアフラム、外周小梁の形状を方形状としたが、この例に限らず、円形その他の形状とすることも可能である。

１０ フラットスラブ
１２ 柱
１４、３４、３８ 接合材
１６、１８ ダイアフラム
２０ 外周小梁
２２，３６ 片持ち梁
２６ リブプレート
２８ スタッド
３０ ジョイント部
３２ 配筋

Claims (6)

1. 鋼管又は鋼管コンクリートの柱と、鉄筋コンクリートからなるフラットスラブとを接合する柱とフラットスラブの接合材であって、
   前記柱の前記フラットスラブ形成位置に所定間隔を設けて配置される上下一対のダイアフラムと、
   前記ダイアフラムから外周方向へ放射状に配置された片持ち梁と、
   前記片持ち梁先端を連結するように配置された外周小梁と、
   を備え、
   前記外周小梁及び片持ち梁は、前記ダイアフラム間の間隔よりも高さが低く、上側のダイアフラムに上面をあわせて配置され、
   前記上下一対のダイアフラムには、それぞれ上面側に複数のスタッドが設けられていることを特徴とする柱とフラットスラブの接合材。
2. 請求項１において、
   前記片持ち梁は、前記フラットスラブの配筋方向に対して斜めに配置されることを特徴とする柱とフラットスラブの接合材。
3. 請求項１又は２において、
   前記ダイアフラムと前記外周小梁とを分離可能に、前記片持ち梁が分割可能にされていることを特徴とする柱とフラットスラブの接合材。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の柱とフラットスラブの接合材を用いた柱とフラットスラブの接合構造であって、
   前記上下一対のダイアフラムのうち少なくとも上側のダイアフラムの上面側に配筋を施し、少なくとも上側のダイアフラム、片持ち梁及び外周小梁を埋設した状態で前記フラットスラブを形成したことを特徴とする柱とフラットスラブの接合構造。
5. 請求項４において、
   前記下側のダイアフラムも埋設した状態で前記フラットスラブを形成したことを特徴と
   する柱とフラットスラブの接合構造。
6. 請求項１に記載の柱とフラットスラブの接合材を用いた柱とフラットスラブの接合構造であって、
   前記上下一対のダイアフラムのそれぞれの上面側に配筋を施し、上側のダイアフラム、片持ち梁及び外周小梁を埋設し、下側のダイアフラム下面のみを露出した状態で前記フラットスラブを形成したことを特徴とする柱とフラットスラブの接合構造。

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