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JP2010203139A - 合成梁、建築物、及び合成梁の施工方法 - Google Patents

合成梁、建築物、及び合成梁の施工方法 Download PDF

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JP2010203139A JP2009049573A JP2009049573A JP2010203139A JP 2010203139 A JP2010203139 A JP 2010203139A JP 2009049573 A JP2009049573 A JP 2009049573A JP 2009049573 A JP2009049573 A JP 2009049573A JP 2010203139 A JP2010203139 A JP 2010203139A
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Abstract

【課題】スラブ上面がH形鋼の上側フランジの上面と同一面とされるものにおいて、ウェブにコンクリートを充填するときのコンクリートの充填性を向上させる。
【解決手段】梁スラブ構造体20は、第1スタッド30と第2スタッド32が接合されたH形鋼22と、H形鋼22に架設された小梁16と、デッキプレート42と、デッキ調整板44と、ウェブコンクリート50と、スラブコンクリート52と、を有している。ここで、デッキプレート42の谷部である端部42Cが上側フランジ24の下方にあるので、上側フランジ24とデッキプレート42との間隔を、上側フランジ24とデッキプレート42の山部42A上面との間隔よりも大きくすることができ、即ち、充填口が広くなって、コンクリートの充填性が向上する。
【選択図】図2

Description

本発明は、合成梁、建築物、及び合成梁の施工方法に関する。
従来、建築物には合成梁が用いられている。合成梁は、H形鋼等からなる鉄骨梁の周囲にコンクリートを打設したものであり、梁としての強度を上げると共に鉄骨梁の火災時の強度劣化を抑制している。
合成梁の例として、H形鋼の上側フランジと下側フランジの間のウェブ両側部に型枠を設けて、上側フランジ上にデッキプレートを載置し、デッキプレート上にコンクリート打設するときに型枠内にもコンクリートを打設して、梁とスラブを一体で構築したものがある(例えば、特許文献1、2参照)。
特許文献1の合成梁は、デッキプレート端部に貫通孔が形成されており、デッキプレート上にコンクリート打設したときに、コンクリートの一部がデッキプレートの貫通孔を通ってウェブの型枠内に流入するようになっている。
特許文献2の合成梁は、H形鋼の上側フランジに貫通孔が形成されており、デッキプレート上にコンクリート打設したときに、コンクリートの一部が上側フランジの貫通孔を通ってウェブの型枠内に流入するようになっている。
このように、特許文献1、2の合成梁は、スラブ上面がH形鋼の上側フランジの上面よりも上方にあり、スラブ上面と上側フランジ上面が同一面とされるものではない。
特開平10−102657 特開平10−102658
本発明は、スラブ上面がH形鋼の上側フランジの上面と同一面とされるものにおいて、ウェブにコンクリートを充填するときのコンクリートの充填性が向上する合成梁、建築物、及び合成梁の施工方法を得ることを目的とする。
本発明の請求項1に係る合成梁は、H形鋼と、前記H形鋼の上側フランジの下面に接合された第1スタッドと、前記H形鋼のウェブの両面に接合された第2スタッドと、前記H形鋼に架設された小梁と、前記小梁に載置された波形のデッキプレートと、コンクリートが打設され又はプレキャスト化されたコンクリートにより前記第2スタッドが内部に埋め込まれ、前記H形鋼のウェブの両面に構築されたウェブコンクリートと、前記デッキプレートの上に打設され、上面が前記H形鋼の上側フランジの上面と同一面とされると共に、前記ウェブコンクリート及び前記第1スタッドと一体とされたスラブコンクリートと、を有する。
上記構成によれば、波形のデッキプレートの端部は谷部であり、この谷部がH形鋼の上側フランジの下方に配置される。このため、H形鋼の上側フランジの下方にデッキプレートの山部が配置されることがない。このように、H形鋼の上側フランジとデッキプレートとの間隔が、H形鋼の上側フランジとデッキプレートの山部上面との間隔よりも大きくなっており、即ち、ウェブにコンクリートを充填するときの充填口が広くなっているので、コンクリートの充填性が向上する。
また、小梁があることにより、スラブコンクリートに作用する鉛直荷重は、デッキプレートから小梁を経由してH形鋼へ伝達され抵抗される。このため、例えば、スラブコンクリートに配力筋を設けるときに、H形鋼のウェブがあることで各スラブコンクリート間で配力筋を連続させることができない場合でも、スラブコンクリートに作用する鉛直荷重に対する耐力が向上する。
本発明の請求項2に係る合成梁は、前記第1スタッドの前記ウェブ側で、前記第1スタッドに沿って前記H形鋼の長さ方向へ配置された鉄筋を有する。この構成によれば、H形鋼の長さ方向で第1スタッドの無い場所に鉄筋があるので、コンクリートの定着性が向上する。
本発明の請求項3に係る合成梁は、前記H形鋼の長さ方向と交差する方向に配設された前記スラブコンクリートの配力筋の端部がU字状フックとされ、該U字状フック、前記第1スタッド、及び前記鉄筋が結束されている。この構成によれば、スラブコンクリートの配力筋のU字状フックがコンクリートに掛かって抜けにくくなるので、配力筋の定着性が向上する。
本発明の請求項4に係る建築物は、請求項1から3のいずれか1項に記載の合成梁が柱に連結されている。この構成によれば、合成梁のコンクリート充填性が向上するので、建築物の施工が容易となる。
本発明の請求項5に係る合成梁の施工方法は、上側フランジの下面及びウェブの両面にスタッドが接合されたH形鋼を架設し、前記H形鋼のウェブに小梁の端部を接合し、波形のデッキプレートを前記小梁に載置し、前記スタッドの内側に鉄筋を配置し、U字状フックを有する配力筋を前記デッキプレートの上側に配置すると共に、前記U字状フックを前記上側フランジの下側に配置し、前記スタッド、前記鉄筋、及び前記U字状フックを結束し、前記H形鋼のウェブの両側に、前記H形鋼の下側フランジの先端から前記デッキプレートの下面まで型枠を取付け、前記上側フランジと前記デッキプレートの間から前記型枠と前記ウェブの間にコンクリートを打設し、前記デッキプレートの上にスラブコンクリートを打設するときに、前記H形鋼の上側フランジの上面と前記スラブコンクリートの上面が同一面となるように、コンクリート面を均す。
上記構成によれば、H形鋼の梁が撓んでいても、その撓みに合わせてスラブコンクリートの上面が均されるので、H形鋼の上側フランジの上面とスラブコンクリートの上面との段差の発生を抑えられる。
本発明は、上記構成としたので、スラブ上面がH形鋼の上側フランジの上面と同一面とされるものにおいて、ウェブにコンクリートを充填するときのコンクリートの充填性が向上する。
本発明の第1実施形態に係る建物の合成梁の平面図である。 本発明の第1実施形態に係る合成梁の各部材の配置状態を示す斜視図である。 (a)、(b)本発明の第1実施形態に係る合成梁の小梁無しの位置、有りの位置での断面図である。 (a)、(b)本発明の第1実施形態に係る合成梁の小梁無しの位置、有りの位置でのコンクリート打設前の状態を示す断面図である。 (a)、(b)本発明の第2実施形態に係る合成梁の小梁無しの位置、有りの位置での断面図である。 (a)、(b)本発明の第2実施形態に係る合成梁の小梁無しの位置、有りの位置でのコンクリート打設前の状態を示す断面図である。
本発明の合成梁、建築物、及び合成梁の施工方法の第1実施形態を図面に基づき説明する。図1には、地盤(図示省略)上に構築された建築物としての建物10の一階層が平面図で示されている。建物10は、複数の柱12と梁スラブ構造体20で構成されている。梁スラブ構造体20は、柱12に架設された合成梁14と、合成梁14に架設されたH形鋼を有する小梁16と、小梁16の上側にコンクリート打設され合成梁14の上面と同一面で広がるスラブ18とを有している。
図3(a)、(b)には、梁スラブ構造体20の断面図が示されている。なお、図3(a)は、合成梁14の小梁16が設けられていない位置での断面図であり、図3(b)は、合成梁14の小梁16が設けられている位置での断面図となっている。
図3(a)に示すように、合成梁14はH形鋼22を有している。H形鋼22は、上側フランジ24、下側フランジ26、及びウェブ28を有しており、上側フランジ24の下面には、鉛直方向を長さ方向とする第1スタッド30が接合されている。
ここで、上側フランジ24の端面から第1スタッド30の軸心までを距離L1とすると、距離L1=4cmとなっている。距離L1=4cmは、各種合成構造設計指針で規定された最小値である。なお、ウェブ28から第1スタッド30の軸心まで(フトコロ寸法)を距離L2としている。また、第1スタッド30のウェブ28側には、第1スタッド30に沿ってH形鋼22の長さ方向に鉄筋34が配置されており、鉄筋34は、第1スタッド30に結束線35で結束されている。
また、ウェブ28両面には、略水平方向を長さ方向とする第2スタッド32が接合されている。第2スタッド32には、合成梁14の補強のための補強筋36が結束線(図示省略)で取付けられている。
一方、図3(b)に示すように、H形鋼22の小梁16の端部に相当する部位には、小梁16に向けて突出した接合面38Aを有するガセットプレート38が配設されている。ここで、小梁16の端部は、ボルト40によって、ガセットプレート38の接合面38Aに接合されている。
次に、図2及び図3(a)、(b)に示すように、小梁16の上面には、山部42Aと谷部42Bが連続形成された波形のデッキプレート42の他方の端部が載置されている。デッキプレート42は、小梁16に載置されていない一方の端部42Cが平面(谷部)となっている。また、デッキプレート42の端部42Cの下側には、デッキ調整板44が配設されている。
図3(a)、(b)に示すように、デッキプレート42の上側には、H形鋼22の長さ方向と交差する方向に配力筋46が配設されている。また、配力筋46と交差してH形鋼22の長さ方向に沿って、主筋48が配設されている。配力筋46の端部はウェブ28に沿うように曲げられた屈曲部46Aとなっており、配力筋46、第1スタッド30、及び鉄筋34が結束線35で結束されている。
ここで、第1スタッド30及び第2スタッド32が内部に埋め込まれるようにして、H形鋼22のウェブ28の両面にコンクリートが打設され、ウェブコンクリート50が形成されている。ウェブコンクリート50は、ウェブ28の両面の第2スタッド32と補強筋36で落下防止が図られている。
また、H形鋼22の上側フランジ24の上面と同一面となるようにして、デッキプレート42上にコンクリートが打設され、スラブコンクリート52が形成されている。ここで、ウェブコンクリート50とスラブコンクリート52は一体となっている。なお、小梁16のH形鋼にもコンクリート打設されているが、図示を省略している。
次に、本発明の第1実施形態の作用について説明する。
図4(a)に示すように、H形鋼22の上側フランジ24の下面に第1スタッド30を接合し、ウェブ28の両面に第2スタッド32を接合する。そして、第2スタッド32の近傍に補強筋36を取付ける。なお、H形鋼22には、予め溶接によりガセットプレート38(図4(b)参照)が設けられている。
続いて、図4(b)に示すように、H形鋼22を柱12(図1参照)の間に架け渡し、上側フランジ24の上面から小梁16の上面までの距離が、スラブコンクリート52(図3参照)の設定厚さに等しくなるように小梁16を配置する。そして、小梁16の端部とH形鋼22をガセットプレート38及びボルト40で接合する。
続いて、小梁16の上面にデッキプレート42を載置する。このとき、デッキプレート42の端部42Cは、上側フランジ24の端部下方に配置する。そして、第1スタッド30のウェブ28側に鉄筋34を配置する。また、デッキプレート42をスポット溶接によって小梁16の上面に固定する。
続いて、図4(a)、(b)に示すように、デッキプレート42の上側に配力筋46と主筋48を配筋する。このとき、配力筋46の屈曲部46Aは、鉄筋34を越えて上側フランジ24の下側に配置される。そして、第1スタッド30、鉄筋34、及び配力筋46を結束線35で結束する。
続いて、H形鋼22のウェブ28の両側に、H形鋼22の下側フランジ26の先端からデッキプレート42の下面に相当する高さまで鉛直方向に型枠54を取付ける。そして、型枠54の上面にデッキ調整板44を配置し、上側フランジ24と、デッキ調整板44及びデッキプレート42の端部42Cとの間から、型枠54とウェブ28の間へコンクリートを打設すると共に、デッキプレート42上にコンクリートを打設する。
ここで、デッキプレート42の端部42Cが谷部であり、上側フランジ24の下方でデッキ調整板44と重ねられて平板状となっているので、上側フランジ24の下方にデッキプレート42の山部42Aが配置されることがない。これにより、上側フランジ24の下面とデッキ調整板44の上面との間隔Aは、上側フランジ24の下面とデッキプレート42の山部42A上面との間隔Bよりも大きくなり、即ち、ウェブ28にコンクリートを充填するときの充填口が広くなって、コンクリートの充填性が向上する。
一方、デッキプレート42上にコンクリートを打設するときは、H形鋼22の上側フランジ24の上面とスラブコンクリート52(図3参照)の上面とが同一面となるように、コンクリート面を均す。なお、コンクリート面を均すとは、上側フランジ24上面の予め設定された高さまでコンクリートを打設することではなく、上側フランジ24の上面高さに合わせながらコンクリートを打設することである。例えば、上側フランジ24が、端部よりも中央部が下がった撓み状態となっているときは、スラブコンクリート52の上面を上側フランジ24の上面に合わせて、端部よりも中央部が下がるように均すことを意味している。
以上の施工工程により、図1〜図3(a)、(b)に示すように、梁スラブ構造体20及び建物10が構築される。
ここで、小梁16があることにより、スラブコンクリート52(図3参照)に作用する鉛直荷重は、デッキプレート42から小梁16を経由してH形鋼22へ伝達されるようになっている。これにより、H形鋼22のウェブ28があることで各スラブコンクリート52間に配力筋46を連続させることができない場合でも、スラブコンクリート52に作用する鉛直荷重に対する耐力を向上させることができる。
また、上側フランジ24の端部から第1スタッド30の軸心までの距離L1が最短距離に設定されている。このため、H形鋼22のウェブ28から第1スタッド30までの距離L2が、設定可能な範囲内で最長距離となっている。これにより、配力筋46の定着長が長くなり、配力筋46の定着性を向上させることができる。
また、H形鋼22の合成梁14が撓んでいても、その撓みに合わせてスラブコンクリート52の上面が均されるので、H形鋼22の上側フランジ24の上面とスラブコンクリート52の上面との段差の発生を抑えられる。さらに、H形鋼22の長さ方向で第1スタッド30の無い場所に鉄筋34があるので、コンクリートの定着性が向上する。
次に、本発明の合成梁、建築物、及び合成梁の施工方法の第2実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部材には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
図5(a)、(b)には、地盤(図示省略)上に構築された建物60の一階層の梁スラブ構造体70の断面図が示されている。なお、建物60は、複数の柱12(図1参照)を有しているが、ここでは図示を省略している。梁スラブ構造体70は、柱12に架設された複数の合成梁72と、合成梁72に架設された小梁90と、小梁90の上側にコンクリート打設され合成梁72の上面と同一面で広がるスラブ74とを有している。
図5(a)に示すように、合成梁72はH形鋼22を有している。H形鋼22のウェブ28の両面には、下側フランジ26の幅で、下側フランジ26の上面から小梁90の上面に相当する高さまでプレキャスト化されたプレキャストコンクリート76が形成されている。また、第2スタッド32の近傍には、合成梁72の補強のための補強筋78が取付けられている。
図5(b)に示すように、H形鋼22の小梁90の端部に相当する部位には、小梁90に向けて突出した接合面92Aを有するガセットプレート92が配設されている。ここで、小梁90の端部は、ボルト40によって、ガセットプレート92の接合面92Aに接合されている。
図5(a)、(b)に示すように、小梁90の上面には、デッキプレート42の他方の端部が載置されている。また、デッキプレート42の端部42Cの下側には、デッキ調整板44が載置されている。
デッキプレート42の上側には、H形鋼22の長さ方向と交差する方向に配力筋80が配設されている。また、配力筋80と交差してH形鋼22の長さ方向に沿って、主筋48が配設されている。配力筋80の端部は、U字状に曲げられたU字状フック80Aとなっており、配力筋80、第1スタッド30、及び鉄筋34が結束線35で結束されている。
さらに、H形鋼22の上側フランジ24の上面と同一面となるようにして、デッキプレート42上にコンクリートが打設され、スラブコンクリート82が形成されている。なお、小梁16のH形鋼にもコンクリート打設されているが、図示を省略している。
次に、本発明の第2実施形態の作用について説明する。
図6(a)に示すように、H形鋼22の上側フランジ24の下面に第1スタッド30を接合し、ウェブ28の両面に第2スタッド32を接合する。そして、第2スタッド32の近傍に補強筋78を取付ける。なお、図6(b)に示すように、H形鋼22の所定位置のウェブ28の両面には、ガセットプレート92が予め溶接により設けられている。
続いて、図6(a)に示すように、型枠(図示省略)を、H形鋼22のウェブ28の両側で、H形鋼22の下側フランジ26の先端から小梁90の上面に相当する高さまで取付ける。そして、型枠とウェブ28の間にコンクリートを打設し、プレキャストコンクリート76を形成する。プレキャストコンクリート76の養生後、プレキャストコンクリート76が固定されたH形鋼22を、柱12(図1と同様)の間に架け渡す。
続いて、図6(b)に示すように、上側フランジ24の上面から小梁90の上面までの距離が、スラブコンクリート82(図5参照)の設定厚さに等しくなるように小梁90を配置する。そして、小梁90の端部とガセットプレート92をボルト40で接合する。
続いて、小梁90の上面にデッキプレート42を載置する。このとき、デッキプレート42の端部42Cは、上側フランジ24の端部下方に配置する。そして、図6(a)に示すように、第1スタッド30のウェブ28側に鉄筋34を配置する。また、デッキプレート42を、スポット溶接によって小梁90の上面に固定する。
続いて、図6(a)に示すように、デッキプレート42の上側に配力筋80と主筋48を配筋する。このとき、配力筋80のU字状フック80Aは、鉄筋34を越えて上側フランジ24の下側に配置される。そして、第1スタッド30、鉄筋34、及び配力筋80を結束線35で結束する。
続いて、プレキャストコンクリート76の上面の一部にデッキ調整板44を配置し、上側フランジ24と、デッキ調整板44及びデッキプレート42の端部42Cとの間から、上側フランジ24の下側の隙間へコンクリートを打設すると共に、デッキプレート42上にコンクリートを打設する。
ここで、デッキプレート42の端部42Cが谷部であり、上側フランジ24の下方でデッキ調整板44と重ねられて平板状となっているので、上側フランジ24の下方にデッキプレート42の山部42Aが配置されることがない。これにより、上側フランジ24の下面とデッキ調整板44の上面との間隔Cは、上側フランジ24の下面とデッキプレート42の山部42A上面との間隔Dよりも大きくなり、即ち、ウェブ28にコンクリートを充填するときの充填口が広くなって、コンクリートの充填性が向上する。
一方、デッキプレート42上にコンクリートを打設するとき、H形鋼22の上側フランジ24の上面とスラブコンクリート82(図5参照)の上面とが同一面となるように、コンクリート面を均す。即ち、上側フランジ24が、端部よりも中央部が下がった撓み状態となっているときは、スラブコンクリート82の上面を上側フランジ24の上面に合わせて、端部よりも中央部が下がるように均す。
以上の施工工程により、図5(a)、(b)に示すように、梁スラブ構造体70及び建物60が構築される。
ここで、小梁90があることにより、スラブコンクリート82(図3参照)に作用する鉛直荷重は、デッキプレート42から小梁90を経由してH形鋼22へ伝達されるようになっている。これにより、H形鋼22のウェブ28があることで各スラブコンクリート82間に配力筋46を連続させることができない場合でも、スラブコンクリート82に作用する鉛直荷重に対する耐力を向上させることができる。
また、H形鋼22の合成梁72が撓んでいても、その撓みに合わせてスラブコンクリート82の上面が均されるので、H形鋼22の上側フランジ24の上面とスラブコンクリート82の上面との段差の発生を抑えられる。
さらに、H形鋼22の長さ方向で第1スタッド30の無い場所に鉄筋34があるので、コンクリートの定着性が向上する。また、配力筋80のU字状フック80Aがスラブコンクリート82に掛かって抜けにくくなるので、配力筋80の定着性が向上する。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
第1スタッド30又は第2スタッド32の本数は、図3〜図6に示した断面図の2本又は4本だけでなく、6本以上の複数本設けてもよい。また、デッキプレート42の端部42Cを平面視で上側フランジ24の端部と重なるように配置してもよい。
10 建物(建築物)
12 柱(柱)
14 合成梁(合成梁)
16 小梁(小梁)
20 梁スラブ構造体
22 H形鋼(H形鋼)
24 上側フランジ(上側フランジ)
28 ウェブ(ウェブ)
30 第1スタッド(第1スタッド)
32 第2スタッド(第2スタッド)
34 鉄筋(鉄筋)
35 結束線(結束線)
42 デッキプレート(デッキプレート)
44 デッキ調整板(デッキ調整板)
46 配力筋(配力筋)
50 ウェブコンクリート(ウェブコンクリート)
52 スラブコンクリート(スラブコンクリート)
54 型枠(型枠)
60 建物(建築物)
70 梁スラブ構造体
72 合成梁(合成梁)
76 プレキャストコンクリート(ウェブコンクリート)
80 配力筋(配力筋)
80A U字状フック(U字状フック)
82 スラブコンクリート(スラブコンクリート)
90 小梁(小梁)

Claims (5)

  1. H形鋼と、
    前記H形鋼の上側フランジの下面に接合された第1スタッドと、
    前記H形鋼のウェブの両面に接合された第2スタッドと、
    前記H形鋼に架設された小梁と、
    前記小梁に載置された波形のデッキプレートと、
    コンクリートが打設され又はプレキャスト化されたコンクリートにより前記第2スタッドが内部に埋め込まれ、前記H形鋼のウェブの両面に構築されたウェブコンクリートと、
    前記デッキプレートの上に打設され、上面が前記H形鋼の上側フランジの上面と同一面とされると共に、前記ウェブコンクリート及び前記第1スタッドと一体とされたスラブコンクリートと、
    を有する合成梁。
  2. 前記第1スタッドの前記ウェブ側で、前記第1スタッドに沿って前記H形鋼の長さ方向へ配置された鉄筋を有する請求項1に記載の合成梁。
  3. 前記H形鋼の長さ方向と交差する方向に配設された前記スラブコンクリートの配力筋の端部がU字状フックとされ、該U字状フック、前記第1スタッド、及び前記鉄筋が結束されている請求項2に記載の合成梁。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の合成梁が柱に連結された建築物。
  5. 上側フランジの下面及びウェブの両面にスタッドが接合されたH形鋼を架設し、
    前記H形鋼のウェブに小梁の端部を接合し、
    波形のデッキプレートを前記小梁に載置し、
    前記スタッドの内側に鉄筋を配置し、
    U字状フックを有する配力筋を前記デッキプレートの上側に配置すると共に、前記U字状フックを前記上側フランジの下側に配置し、
    前記スタッド、前記鉄筋、及び前記U字状フックを結束し、
    前記H形鋼のウェブの両側に、前記H形鋼の下側フランジの先端から前記デッキプレートの下面まで型枠を取付け、
    前記上側フランジと前記デッキプレートの間から前記型枠と前記ウェブの間にコンクリートを打設し、
    前記デッキプレートの上にスラブコンクリートを打設するときに、前記H形鋼の上側フランジの上面と前記スラブコンクリートの上面が同一面となるように、コンクリート面を均す合成梁の施工方法。
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