Mixed structural beam
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SOLUTION: A general part 10a occupying the central area of a beam 10 is constructed of prestressed reinforced concrete construction, at the same time, a joint part occupying the end area connected to a column 12 on both sides of the general part 10a is constructed of H-shaped steel materials, it is constituted of the so-called mixed system, and specially, those reinforced concrete construction part and steel framed construction part are monolithically formed. The general part 10a of the beam is so constructed that a beam main bar 14 and a stirrup 16 are buried in a concrete as well as a usual reinforced concrete beam. Specially, PC steel wires 18 are buried into the lower part of a beam depth of the general part 10a by pretension or post tension, and compressive force is introduced to the lower part of the beam depth by the constitution.
COPYRIGHT: (C)2000,JPO，下面是Mixed structural beam专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は混合構造梁に係り、さらに詳しくは一般部分をプレストレスト製の鉄筋コンクリート構造で構築するようにした混合構造梁に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、鋼管の中にコンクリートを充填するようにして、これら鋼管およびコンクリートそれぞれの特性を相乗的に発揮させるようにした充填型鋼管コンクリート（以下、ＣＦＴという。）構造が広く採用されてきている。
【０００３】このＣＦＴ構造では、コンクリートが鋼管の曲部座屈を防止し、また鋼管が曲げ抵抗性を発揮すると同時に、コンクリートが鋼管に拘束されることにより得られるコンファインド効果によってコンクリートの強度を上昇させることができる。 従って、純鉄骨構造に比べると、鋼管の断面寸法や板厚を低減できるとともに、
型枠工事も不要になることから、施工の省力化を図ることができる。 さらに、耐火性や耐震性なども向上できるので、オフィスや高層集合住宅での採用例が急増している。
【０００４】従来、ＣＦＴ構造の柱を用いた建築物においては、一般に純鉄骨構造の梁が採用されているが、特にロングスパンの梁では、床の居住性や建築物の剛性を十分に確保するため、剛性、耐力、変形能力、並びに耐火性に優れた鉄骨コンクリート構造が採用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、鉄骨コンクリート構造の梁の場合、鉄骨材料を大量に使用する必要があるとともに、鉄骨に突起物等を設けるなどしてコンクリートと鉄骨との付着を確保して確実に応力を伝達させる構造を付加する必要があり、これらのことが施工の煩雑さやコストアップにつながるという課題があった。
【０００６】そこで、この発明はかかる従来の課題に鑑みて、鉄骨コンクリート構造の梁と同等の剛性、耐力、
変形能力、並びに耐火性を確保しつつ、施工性や経済性に優れた混合構造梁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１に係る混合構造梁は、梁の一般部分をプレストレスト製鉄筋コンクリート構造とするとともに、柱と接合される上記梁の接合部分を鉄骨構造とし、該接合部分と上記一般部分とを一体的に形成したことを特徴とする。
【０００８】このように、接合部分を鉄骨構造とし、一般部分をプレストレスト製鉄筋コンクリート構造としてこれらを一体的に形成していて、梁の一般部分をプレストレスト製鉄筋コンクリート構造とすることで、鉄骨コンクリート構造相当の剛性、耐力、変形能力を確保できるとともに、耐火性も付与することができて、ＣＦＴ構造の柱が用いられるようなオフィスや高層集合住宅のロングスパンの梁として好適に採用できる。 また、鉄骨材料の使用量を削減できて経済的である。 さらに、一般部分に連続する柱との接合部分のみを鉄骨構造とすることで、鉄骨コンクリート構造のように鉄骨とコンクリートとの付着を確保する構造を付加する作業量を削減できて施工性に優れるとともに、接合部分の靭性を確保できる。
【０００９】また請求項２の混合構造梁は、前記梁の一般部分がプレキャストコンクリート製であることを特徴とする。
【００１０】梁の一般部分をプレキャストコンクリート製とすることで、現場での施工の省力化が図られ、工期短縮が達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係る混合構造梁の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 図１ないし図４に示したように、混合構造梁は主に、梁１０の中央領域を占める一般部分１０ａがプレストレスト製鉄筋コンクリート構造で構築されるとともに、この一般部分１
０ａの両側で柱１２と接合される端部領域を占める接合部分が鉄骨構造で構築されて、いわゆる混合形式で構成され、特にこれら鉄筋コンクリート構造部分と鉄骨構造部分とが一体的に形成される。
【００１２】梁の一般部分１０ａは、通常の鉄筋コンクリート梁と同様に、コンクリート中に梁主筋１４およびスターラップ筋１６が埋設されて構築される。 そして特に本実施形態では、当該一般部分の梁せい下部に、プレテンション若しくはポストテンションによってＰＣ鋼線１８が埋設され、これにより梁せい下部に圧縮力が導入される。 当該プレストレスの導入箇所は、梁せい下部に限らず、梁せいの両側部分などに適宜導入するようにしても良い。
【００１３】このように構成された梁の一般部分１０ａ
に対し、梁の接合部分には、Ｈ形鋼２０などでなる鉄骨材が設けられる。 このＨ形鋼２０は、上記一般部分の両端部に埋設長さＬで埋設されて一体化される。 特にＨ形鋼２０のウエブ２０ａおよびフランジ２０ｂには、スタッド工法を用いてコンクリートへの応力伝達用のボルト２２が多数接合されている（図２参照）。 応力伝達については、当該スタッド工法に代えて、Ｈ形鋼２０に鉄筋や鉄骨を溶接することで対応するようにしても良い。
【００１４】これらＨ形鋼２０の鉄骨構造でなる接合部分と鉄筋コンクリート構造でなる一般部分１０ａとの一体化は、次のような２つの方法を適用することができる。
【００１５】（１）工場等で一般部分１０ａをプレキャストする際に、当該一般部分１０ａの端部位置にＨ形鋼２０の端部を配置しておいて、当該Ｈ形鋼２０の埋設も同時に行う。 プレテンションでストレスを導入する場合には周知のように、この時点で行うことになる。 他方、
ポストテンションの場合には、工場等であっても現場作業としてもよい。 （２）工場等で一般部分１０ａをプレキャストする際に、当該一般部分１０ａの端部位置にＨ形鋼２０を挿入するのに必要な寸法で箱抜き部を形成しておき、現場でこの箱抜き部にＨ形鋼２０の端部を埋設する。
【００１６】このようにして構築した混合構造梁は、次のようにして柱１２に取り付けられることになる。 図１
ないし図４に示した実施例にあっては、ＣＦＴ構造の柱１２が示されている。 当該ＣＦＴ構造の柱１２は、鋼管１２ａの内部にコンクリート１２ｂを充填することによって構成される。 図示例では鋼管１２ａは断面方形状であるが、その他の断面形状であってもよい。 このようにして構築された柱１２の外周面には、当該柱１２と接合される梁１０との取り合い位置にこれより水平方向へ突出させて、梁１０を接合するための接続ブラケット２４
が溶着される。 この接続ブラケット２４は各混合構造梁に対し、そのＨ形鋼２０のウエブ２０ａを両側から挟み込むように一対設けられる。 そして混合構造梁は、そのＨ形鋼２０がこれら接続ブラケット２４に対しボルト・
ナット等で締結されて、柱１２に接合される。 図示例では柱１２としてＣＦＴ構造柱を例示したが、これに限らず鉄筋コンクリート柱や、鉄骨コンクリート柱、鉄骨・
鉄筋コンクリート柱であっても良い。 また、接続ブラケット２４も、柱の外面に取り付けたものを示したが、柱内部にその基部を埋設した形態の接続ブラケットであっても良い。
【００１７】以上の本実施形態に係る混合構造梁にあっては、梁の一般部分１０ａをプレストレスト製鉄筋コンクリート構造で構成したので、鉄骨量を削減できるとともに、鉄筋コンクリート構造でありながら鉄骨コンクリート構造と遜色のない剛性を確保でき、またせん断や曲げに対しても十分に抵抗できる高い耐力と変形能力を確保できる。
【００１８】また、梁の一般部分１０ａ、ひいては鉄骨構造の接合部分も含めて工場等でプレキャストできるので、現場での施工を省力化でき、施工の短縮化を図れる。
【００１９】さらに、梁の一般部分１０ａについては表面がコンクリートで覆われるため、耐火性も確保することができる。 接合部分については、当該混合構造梁の柱１２への接合後に適宜に耐火被覆を施工すればよい。
【００２０】他方、本実施形態にあっても、鉄骨構造とこれを埋設する部分の鉄筋コンクリート構造との間に応力伝達機構を構成する必要があるけれども、埋設長さＬ
は、梁の全長を鉄骨コンクリート構造とした場合に比べてきわめて短く、従って当該応力伝達機構の付加作業は大幅に簡略化される。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に係る混合構造梁にあっては、接合部分を鉄骨構造とし、一般部分をプレストレスト製鉄筋コンクリート構造としてこれらを一体的に形成していて、梁の一般部分をプレストレスト製鉄筋コンクリート構造としたので、鉄骨コンクリート構造相当の剛性、耐力、変形能力を確保できるとともに、耐火性も付与することができて、ロングスパンの梁として好適に採用できる。 また、鉄骨材料の使用量を削減できて経済的である。 さらに、一般部分に連続する柱との接合部分のみを鉄骨構造とすることで、鉄骨コンクリート構造のように鉄骨とコンクリートとの付着を確保する構造を付加する作業量を削減できて施工性に優れるとともに、接合部分の靭性を確保できる。
【００２２】また請求項２の混合構造梁にあっては、梁の一般部分をプレキャストコンクリート製としたので、
現場での施工の省力化を図れ、工期短縮を達成できる。
【図１】本発明に係る混合構造梁の好適な一実施形態を示す柱との接合部分の一部破断斜視図である。
【図２】図１に示した混合構造梁の接合部分の要部透視図である。
【図３】図１に示した混合構造梁と柱との接合部分の側面図である。
【図４】図１に示した混合構造梁と柱との接合部分の平面図である。
１０ 梁 １０ａ 梁の一般部分 １２ 柱 １２ａ 鋼管 １２ｂ 充填コンクリート １４ 梁主筋 １６ スターラップ筋 １８ ＰＣ鋼線 ２０ Ｈ形鋼 ２０ａ ウエブ ２０ｂ フランジ ２２ 応力伝達用ボルト ２４ 接続ブラケット
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