JP7335540B1 - 接合構造 - Google Patents

Abstract

この接合構造は、ＲＣ造の壁と合成梁の端部とが接合される接合部の接合構造であって、壁は、壁コンクリートを有し、合成梁は、床スラブと、床スラブを下方から支持する鉄骨梁と、を有し、床スラブは、床コンクリートと、床コンクリート及び壁コンクリートに埋設される複数の鉄筋と、を有し、複数の鉄筋のそれぞれは、床コンクリート及び壁コンクリート内で鉄骨梁の長手方向に延びる鉄筋本体と、壁コンクリートに埋設され、鉄筋本体の径方向の長さが、鉄筋本体の径よりも長い拡径部と、を有し、鉄骨梁は、シアコネクタによって長手方向に離散的又は連続的に床スラブに接合され、複数の鉄筋の断面積比が数式１を満たし、投影定着長さ比が数式２を満たす。

Description

本発明は、接合構造に関する。
本願は、２０２２年２月２８日に、日本に出願された特願２０２２－０２９５２１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

床スラブの鉄筋による接合部の回転拘束効果を考慮した半剛接合が、既往技術として提案されている。これらの半剛接合は、一般に連続梁の中間接合部へ適用される。ここで言う中間接合部とは、半剛接合された梁を支持する部材（支持部材）を挟んで、両側に梁が配置され、床スラブが支持部材を跨いで連続している接合部のことを意味する。
半剛接合は、倉庫や工場、空港ターミナル等、都市の郊外に立地する１階当たりの床面積の大きな物件に適していた。一方で、都心に立地するビルディングでは、以下のような架構形式となることが多い。すなわち、比較的小さな平面の中央に、ＲＣ造のコア壁（以下では、単にＲＣコア壁とも言う。壁、梁等についても同様である）を配置している。そして、ＲＣ壁と外周フレームのＲＣ大梁との間に、単スパンの合成梁を配置している。この種のビルディングでは、連続梁を用いることが少ない。

このような架構形式の場合、床スラブの鉄筋は、ＲＣ壁を跨いで連続させることができない。このため、一般に接合部はピン接合とする。従って、梁のたわみが大きくなり、不経済な設計となっている。

一方、ＲＣ柱とＲＣ梁の接合部には、梁の主筋をＲＣ柱に折曲げ定着する方法が用いられる（例えば、特許文献１及び２参照）。ＲＣ柱とＲＣ梁の接合部の場合、梁の端部に作用する曲げモーメントは、接合部の折曲げ定着筋の引張力とコンクリートの圧縮力によって柱に伝達される。梁の端部に作用するせん断力は、柱と梁のコンクリートを一体打設し、せん断補強筋を配することで伝達される。なお、ＲＣ梁の折曲げ定着筋の引張力によるＲＣ柱の破壊形式は、既往文献によると、掻出し定着破壊（raking out failure）、側方割裂破壊（side splitting failure）、及び局所支圧破壊（local compression failure）の３つが報告されている。

日本国特許第３８２６３５４号公報 日本国特開平１１－１４８１７２号公報

ＲＣ壁と合成梁の接合部に床スラブの鉄筋を活用した半剛接合を用いる場合にも、床スラブの鉄筋を折曲げ（フック）定着する方法が考えられる。しかし、鉄骨梁とＲＣ壁とを接合する場合、異種材料の接合のため、鉄骨梁とＲＣ壁とを以下のように接合する。すなわち、せん断力の伝達手段として、壁コンクリートにシアプレートをシアコネクタ等で定着する。このシアプレートと鉄骨梁のウェブとを、ボルトで接合する。
この接合部をさらにモーメント伝達可能な半剛接合とするために、合成梁の床スラブの鉄筋をＲＣ壁に折曲げ定着する。
ＲＣ壁と合成梁との接合部においても、折曲げ定着筋の引張力によるＲＣ壁の破壊が問題となる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、ＲＣ造の壁と合成梁の端部とが接合される接合部の接合構造において、ＲＣ造の壁の破壊を抑制できる接合構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明の態様１は、ＲＣ造の壁と合成梁の端部とが接合される接合部の接合構造であって、前記壁は、壁コンクリートを有し、前記合成梁は、床スラブと、前記床スラブを下方から支持する鉄骨梁と、を有し、前記床スラブは、床コンクリートと、前記床コンクリート及び前記壁コンクリートに埋設される複数の鉄筋と、を有し、前記複数の鉄筋のそれぞれは、前記床コンクリート及び前記壁コンクリート内で前記鉄骨梁の長手方向に延びる鉄筋本体と、前記壁コンクリートに埋設され、自身における前記鉄筋本体の径方向の長さが、前記鉄筋本体の径よりも長い拡径部と、を有し、前記鉄骨梁は、シアコネクタによって前記長手方向に離散的又は連続的に前記床スラブに接合され、前記複数の鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒが（１）式を満たし、投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）が（２）式を満たす、接合構造である。
ここで、ｉは前記床コンクリート内で配筋される前記複数の鉄筋の層の数、ａ_ｒ，ｉは上方からｉ番目の前記層である第ｉ層における、前記複数の鉄筋の一本当たりの前記複数の鉄筋の前記長手方向に直交する断面積（ｍｍ^２）、ｐ_ｉは前記第ｉ層の前記複数の鉄筋同士の前記床スラブの幅方向におけるピッチ（ｍｍ）、σ_ｒｙ，ｉは前記第ｉ層の前記複数の鉄筋の降伏応力（Ｎ／ｍｍ^２）、σ_ｃは前記壁コンクリートの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）、Ｌ_ｈ，ｉは前記第ｉ層において前記複数の鉄筋のうち前記壁コンクリートに定着される部分の前記長手方向の長さである投影定着長さ（ｍｍ）、ｄ_ｒ，ｉは前記第ｉ層の前記複数の鉄筋の一本当たりの径（ｍｍ）である。

ここで言う壁とは、上下方向及び水平方向にそれぞれ延びる構造物であって、水平面に沿う方向に向く１つの面に、２本以上の鉄骨梁が接合される構造物を意味する。又は、壁とは、上下方向及び水平方向にそれぞれ延びる構造物であって、平面視における自身の厚さに対する自身の幅が２倍以上である構造物を意味する。

この開示では、発明者等は、多数のケーススタディを行う検討の結果、ＲＣ造の壁と合成梁の端部とが接合される接合部の接合構造において、ＲＣ造の壁の破壊を抑制できる条件を検討した。その結果、壁が壁コンクリートを有し、合成梁が、床コンクリート及び複数の鉄筋を有する床スラブと、鉄骨梁と、を有する場合に、以下の条件を見出した。すなわち、複数の鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒが（１）式を満たし、投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）が（２）式を満たすという条件である。
従って、断面積比Ｒ_Ａｒが（１）式を満たし投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）が（２）式を満たすことにより、接合構造において、３つの破壊形式によるＲＣ造の壁の破壊を抑制することができる。

（２）本発明の態様２は、前記接合部において、前記壁コンクリートに定着される前記複数の鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが（３）式を満たす、（１）に記載の接合構造であってもよい。
ここで、前記複数の鉄筋の径比Ｒ_ｄｒは、前記幅方向の単位長さ当たりの前記複数の鉄筋の径（－）である。

この開示では、発明者等は、多数のケーススタディを行う検討の結果、ＲＣ造の壁と合成梁の端部とが接合される接合部の接合構造において、支圧破壊を抑制できる条件を検討した。その結果、複数の鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが（３）式を満たすときに、接合構造において、３つの破壊形式によるＲＣ造の壁の破壊を抑制しながら接合部の剛性と耐力を高めることができることを見出した。
このため、複数の鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが（３）式を満たすことにより、接合構造において、合成梁のたわみを抑制することができる。

（３）本発明の態様３は、前記複数の鉄筋が、前記床スラブの前記接合部における有効幅以上の領域にわたって前記壁コンクリートに定着されている、（１）又は（２）に記載の接合構造であってもよい。
この開示では、壁は、一般的なＲＣ造の柱に比べて幅方向に有効幅以上に長くなる。このため、接合構造において、接合部の剛性と耐力に寄与する有効幅内の最外縁まで複数の鉄筋を壁コンクリートに定着しながら、ＲＣ造の柱との接合構造で生じる可能性がある破壊、すなわち壁コンクリートにおける定着筋（鉄筋）の側方（のかぶり部分の）コンクリートが、幅方向の外側に向かって割れるのを、抑制することができる。

（４）本発明の態様４は、前記拡径部は、前記鉄筋本体における、前記合成梁に対する前記壁側の端部から下方に向かって延びている、（１）から（３）のいずれか一に記載の接合構造であってもよい。
この開示では、前記鉄筋に機械式定着のための特殊な加工を施すことなく、曲げ加工のみで前記壁に適切に定着することができ、低コストで施工性が良い接合構造とすることができる。

（５）本発明の態様５は、前記壁に接合されたシアプレートと、Ｈ形鋼である前記鉄骨梁のウェブ及び前記シアプレートをそれぞれ接合するボルトと、を備え、前記ウェブ及び前記シアプレートの少なくとも一方に形成され、前記ボルトが通されるボルト孔は、前記長手方向に延びた長孔形状である、（１）から（４）のいずれか一に記載の接合構造であってもよい。

例えば、鉄骨梁が有する一対のフランジが上下方向に対向して配置される場合について説明する。鉛直荷重を支持する合成梁の端部の下フランジが、後述するコンタクトプレートや溶接接合等で壁コンクリートに圧縮力を伝達できるよう接合されている場合、鉄骨梁の端部は、その下端（下フランジ）を略中心に回転する。このため、この回転中心となる下端から離間するボルトほど、長手方向の移動量が大きくなる。ボルトが、ウェブ等におけるボルト孔の開口周縁部と接触することで、支圧力が伝達される。一般に、ボルト孔径はボルト軸径に対し若干大きいため、接合部の回転が小さい場合や、回転中心に近い位置にあるボルトは、ボルト孔径とボルト軸径のクリアランスにより、直ちに支圧状態にならず、支圧力の伝達は生じない。

しかし、接合部の回転が大きくなると、回転中心となる下端から遠くにあるボルトほど、クリアランスの大きさに対して回転によるボルトの移動量が大きくなり、ボルトの支圧が生じやすい。鉄骨梁の端部の下端（下フランジ）を中心とした回転は、回転中心となる下端から遠くにあるボルトほど、シアプレートを壁コンクリートから引き抜く方向に支圧力を生じる。シアプレートはアンカー鉄筋や頭付きスタッド等で壁コンクリートに固定されているが、支圧力によりアンカー鉄筋や頭付きスタッドの引き抜き力が作用すると、折曲げ定着筋の引き抜き力との複合力が壁コンクリートに作用するため、壁コンクリートの破壊が生じやすくなり、接合部の荷重支持能力が失われやすくなる。

この開示では、ボルト孔が長手方向に延びた長孔形状であるため、ボルト孔径とボルト軸（軸部）径のクリアランスが大きく、合成梁が曲げモーメントを受けてシアプレートに対して鉄骨梁が相対的に移動しても、ボルト孔内でボルトが長手方向に移動する。
従って、壁コンクリートに対してボルトが移動しても、ボルト孔とボルト軸が支圧状態にならない。このため、シアプレートを壁に接合するアンカー鉄筋や頭付きスタッドに作用する、ボルトの支圧力による引き抜きを抑制し、壁コンクリートの破壊を防止することができる。
特に、何らかのアクシデントにより設計で想定する以上の外的な力が建物に作用した場合、接合部には過大な回転が生じる恐れがある。このような場合にも、壁コンクリートに複合的な引張力が作用するのを防止し、壁コンクリートの破壊を防止することができる。

（６）本発明の態様６は、前記壁に接合されたシアプレートと、Ｈ形鋼である前記鉄骨梁のウェブ及び前記シアプレートをそれぞれ接合するボルトと、を備え、前記ウェブ及び前記シアプレートの少なくとも一方には、前記ボルトが通されるボルト孔が形成され、前記ボルト孔における前記鉄骨梁の高さ方向における平均位置は、前記鉄骨梁における前記高さ方向の中心よりも下方に位置する、（１）から（５）のいずれか一に記載の接合構造であってもよい。
この開示では、前記高さ方向におけるボルト孔の平均位置（重心）が鉄骨梁における前記高さ方向の中心に一致している場合に比べてボルトが全体的に回転中心である下フランジに近くなるため、合成梁が曲げモーメントを受けてシアプレートに対して鉄骨梁が相対的に移動したときに、壁コンクリートに対してボルトが移動し難くなる。
従って、壁コンクリートに対してボルトが移動しても、ボルト孔とボルト軸が支圧状態にならず、シアプレートを壁に接合するアンカー鉄筋や頭付きスタッドに作用する、ボルトの支圧力による引き抜きを抑制し、壁コンクリートの破壊を防止することができる。

本発明の接合構造では、ＲＣ造の壁と合成梁の端部とが接合される接合部の接合構造において、ＲＣ造の壁の破壊を抑制することができる。

本発明の一実施形態の接合構造が用いられる建築物の床組図である。 図１中の切断線Ａ１－Ａ１の断面図である。 図２中の切断線Ａ２－Ａ２の断面図である。 同建築物のシアプレートにおける要部の拡大図である。 本発明の一実施形態の第１変形例の接合構造における要部の断面図である。 本発明の一実施形態の第２変形例の接合構造における要部の断面図である。 本発明の一実施形態の第３変形例の接合構造における要部の断面図である。 掻出し定着破壊を説明するための、同建築物を平面視した断面図である。 掻出し定着破壊を説明するための、同建築物を側面視した断面図である。 支圧破壊を説明するための、同建築物を側面視した断面図である。 側方割裂破壊を説明するための、柱と合成梁の端部とが接合される建築物を平面視した断面図である。 床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒと（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）の値を制限した場合の、ＲＣ壁の破壊の抑制効果を示す図である。 壁厚４００ｍｍの場合の、床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒに対する、壁コンクリートの折り曲げ定着筋の軸剛性の関係を示す図である。 壁厚４００ｍｍの場合の、床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒと、床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒの関係を示す図である。 壁コンクリートの折り曲げ定着筋の軸剛性に対する、合成梁２５のたわみの関係を示す図である。 床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒに対する、壁コンクリートの折り曲げ定着筋の軸剛性を示す図である。

以下、本発明に係る接合構造の一実施形態が用いられる建築物を、図１から図１６を参照しながら説明する。

〔１．接合構造が用いられた建築物の構成〕
図１及び図２に示すように、この建築物１は、コア壁１０と、複数の柱２０と、合成梁２５と、を備える。なお、図１では、合成梁２５（後述する床スラブ２８）を二点鎖線で示す。
コア壁１０は、角筒状である。コア壁１０は、一対の第１壁（壁）１１と、一対の第２壁（壁）１２と、を有する。第１壁１１及び第２壁１２は、それぞれ支持部材である。一対の第１壁１１及び一対の第２壁１２は、それぞれＲＣ（Reinforced Concrete）造である。

図２に示すように、第１壁１１は、壁コンクリート１４と、複数の壁鉄筋１５と、ベースプレート１６と、複数の頭付きスタッド１７と、を有する。
壁コンクリート１４は、自身の厚さ方向に見たときに矩形となる板状である。壁コンクリート１４は、自身の厚さ方向が水平面に沿うとともに、上下方向Ｚに延びた状態に配置されている。本明細書で言う部材がＡ方向に延びるとは、部材が延びる方向とＡ方向とがなす角度が３０度以下であることを意味する。この角度は、１５度以下であることがより好ましい。

複数の壁鉄筋１５は、複数の縦筋１５ａと、複数の横筋１５ｂと、を有する。複数の縦筋１５ａ及び複数の横筋１５ｂは、壁コンクリート１４に埋設されている。複数の縦筋１５ａは、互いに離間するように配置されるとともに、上下方向Ｚに延びている。複数の横筋１５ｂは、水平面に沿って延び、複数の縦筋１５ａにそれぞれ接するように配置されている。

図２及び図３に示すように、ベースプレート１６は、壁コンクリート１４の外面に配置されている。ベースプレート１６は、その主面１６ｂが外部に露出している。
図２に示すように、複数の頭付きスタッド１７は、ベースプレート１６の主面１６ａに固定されている。主面１６ａは、壁コンクリート１４の内側を向く面である。複数の頭付きスタッド１７は、ベースプレート１６から壁コンクリート１４の内側に向かって突出している。複数の頭付きスタッド１７は、壁コンクリート１４に埋設されている。
図１に示すように、一対の第１壁１１は、水平面に沿う方向に対向している。

図２に示すように、ベースプレート１６の主面１６ｂは、ベースプレート１６のうち主面１６ａとは反対側の面である。主面１６ｂには、シアプレート１８が溶接等により接合されている。シアプレート１８は、第１壁１１に接合されている。
シアプレート１８には、図４に示すボルト孔１８ａが形成されている。ボルト孔１８ａは、シアプレート１８の厚さ方向に見たときに、後述する第２鉄骨梁２７の長手方向Ｘに延びた長孔形状である。本実施形態では、長手方向Ｘは、水平面に沿う方向である。しかし、長手方向Ｘは、水平面に対して傾斜する方向であってもよい。
シアプレート１８には、ボルト孔１８ａが複数形成されている。複数のボルト孔１８ａは、互いに上下方向Ｚに離間した状態で並べて配置されている。
なお、シアプレート１８に形成されるボルト孔１８ａの数は、１つでもよい。

図１に示すように、一対の第２壁１２は、一対の第１壁１１と同様に構成される。
第２壁１２は、自身の厚さ方向が水平面に沿うとともに、上下方向Ｚに延びた状態に配置されている。一対の第２壁１２は、水平面に沿う方向に対向している。一対の第２壁１２は、各第１壁１１の幅方向の端部同士を連結している。
コア壁１０内の空間には、図示しないエレベータのシャフトや、階段室等が配置される。

柱２０は、上下方向Ｚに沿って延びている。複数の柱２０は、コア壁１０の周囲に、互いに間隔を開けるとともに、コア壁１０から離間した位置に配置されている。例えば、柱２０は、ＲＣ造である。なお、柱は、鋼製、ＳＲＣ（Steel Reinforced Concrete）造、ＣＦＴ（Concrete-Filled steel Tube）造等でもよい。

図１及び図２に示すように、合成梁２５は、複数の第１鉄骨梁（鉄骨梁）２６と、複数の第２鉄骨梁（鉄骨梁）２７と、床スラブ２８と、を有している。
例えば、第１鉄骨梁２６及び第２鉄骨梁２７は、それぞれ鋼製のＨ形鋼である。なお、第１鉄骨梁２６及び第２鉄骨梁２７は、Ｈ形鋼でなくてもよく、例えばＴ形鋼等でもよい。

第１鉄骨梁２６は、隣り合うコア壁１０と柱２０との間、及び隣り合う柱２０の間にそれぞれかけ渡され、第１鉄骨梁２６の長手方向である水平面に沿う方向に延びている。第２鉄骨梁２７は、隣り合うコア壁１０と第１鉄骨梁２６との間、及び隣り合う第１鉄骨梁２６の間にそれぞれかけ渡され、長手方向Ｘに延びている。
以下では、長手方向Ｘのうち、合成梁２５に対する第１壁１１側を、第１側Ｘ１と言う。長手方向Ｘのうち、第１壁１１に対する合成梁２５側を、第２側Ｘ２と言う。
第１鉄骨梁２６及び第２鉄骨梁２７の構成は、互いに同等であるため、以下では第２鉄骨梁２７を例にとって説明する。

図２及び図３に示すように、第２鉄骨梁２７は、第１フランジ３１と、第２フランジ３２と、ウェブ３３と、を備えている。第１フランジ３１及び第２フランジ３２は、それぞれ水平面に沿って配置され、互いに上下方向Ｚに対向している。以下では、上下方向Ｚ及び長手方向Ｘにそれぞれ直交する方向を、幅方向Ｙと言う。
第１フランジ３１は、第２フランジ３２よりも上方に配置されている。
ウェブ３３は、第１フランジ３１と第２フランジ３２との間に配置されている。ウェブ３３は、第１フランジ３１の幅方向の中心及び第２フランジ３２の幅方向の中心を互いに接合している。
図４に示すように、ウェブ３３の長手方向Ｘの各端部には、複数のボルト孔３３ａが形成されている（図４中には、１つのボルト孔３３ａのみを示す）。例えば、ボルト孔３３ａは、ウェブ３３の厚さ方向に見たときに円形状である。複数のボルト孔３３ａは、互いに上下方向Ｚに離間した状態で並べて配置されている。
なお、ウェブ３３に形成されるボルト孔３３ａの数は、１つでもよい。

図２及び図３に示すように、床スラブ２８は、デッキプレート３６と、床コンクリート３７と、複数の床鉄筋（鉄筋）３８と、複数の連結鉄筋３９と、を有している。
デッキプレート３６は、鋼板を折り曲げること等により形成されている。デッキプレート３６は、第２鉄骨梁２７の第１フランジ３１上に配置されている。
床コンクリート３７は、平板状に形成され、デッキプレート３６上に配置されている。複数の床鉄筋３８は、複数の第１床鉄筋４２と、複数の第２床鉄筋４３と、を有する。

例えば、第１床鉄筋４２は、鉄筋を曲げ加工することにより形成される。第１床鉄筋４２は、床コンクリート３７及び壁コンクリート１４に埋設されている。第１床鉄筋４２は、鉄筋本体４２ａと、折れ部（拡径部）４２ｂと、を有する。
例えば、鉄筋本体４２ａは、円柱状に形成されている。鉄筋本体４２ａは、床コンクリート３７及び壁コンクリート１４内で長手方向Ｘに延びている。
ここで、鉄筋本体４２ａの径（径方向の長さ）は、鉄筋本体４２ａの公称径を意味する。公称径とは、例えばＪＩＳ Ｇ ３１１２ 鉄筋コンクリート用棒鋼の異形棒鋼Ｄ１０、Ｄ１３、Ｄ１６の場合、それぞれ順に１０ｍｍ、１３ｍｍ、１６ｍｍである。

折れ部４２ｂは、鉄筋本体４２ａの第１側Ｘ１の端部から下方に向かって延びている。折れ部４２ｂは、壁コンクリート１４に埋設されている。すなわち、折れ部４２ｂの第１側Ｘ１及び第２側Ｘ２には、それぞれ壁コンクリート１４が配置されている。
折れ部４２ｂを上下方向Ｚに投影した寸法（折れ部４２ｂの鉄筋本体４２ａの径方向の長さ）Ｌ_ｖは、鉄筋本体４２ａの径よりも大きい。寸法Ｌ_ｖは、折れ部４２ｂの鉄筋本体４２ａの径方向の最大長さであることが好ましい。折れ部４２ｂを上下方向Ｚに投影した寸法Ｌ_ｖは、鉄筋本体４２ａの径の１２倍以上であることが好ましい。

なお、拡径部は、鉄筋本体４２ａの径よりも上下方向Ｚに拡大された幅（折れ部４２ｂを上下方向Ｚに投影した寸法Ｌ_ｖ）を持つのみでなく、鉄筋本体４２ａの径よりも幅方向Ｙに拡大された幅（折れ部４２ｂを幅方向Ｙに投影した寸法）を持つように構成されていてもよい。
第１床鉄筋４２は、長手方向Ｘ及び上下方向Ｚにそれぞれ平行な基準面（ＸＺ平面）内で、折り曲げられている。この場合、第１床鉄筋４２において、鉄筋本体４２ａに対して折れ部４２ｂが折り曲げられる角度は、約９０°である。

第２床鉄筋４３は、第１床鉄筋４２と同様に構成される。第２床鉄筋４３は、鉄筋本体４３ａと、折れ部４３ｂと、を有する。
鉄筋本体４３ａは、長手方向Ｘに延びている。鉄筋本体４３ａは、鉄筋本体４２ａよりも下方に配置されている。
折れ部４３ｂは、鉄筋本体４３ａの第１側Ｘ１の端部から下方に向かって延びている。折れ部４３ｂは、壁コンクリート１４に埋設されている。

折れ部４３ｂの下端、及び折れ部４２ｂの下端は、上下方向Ｚにおいて互いに同等の位置である。
折れ部４３ｂを上下方向Ｚに投影した寸法は、折れ部４２ｂの寸法Ｌ_ｖと同様に規定され、鉄筋本体４３ａの径よりも大きい。なお、折れ部４３ｂの下端、及び折れ部４２ｂの下端は、上下方向Ｚにおいて互いに異なる位置に配置されてもよい。

複数の第１床鉄筋４２の鉄筋本体４２ａは、上下方向Ｚにおいて同じ高さに配置されている。複数の第２床鉄筋４３の鉄筋本体４３ａは、上下方向Ｚにおいて同じ高さであって、複数の鉄筋本体４２ａよりも下方に配置されている。
このように、複数の第１床鉄筋４２の鉄筋本体４２ａは、上方から１番目の床鉄筋３８の層３８_１を構成する。複数の第２床鉄筋４３の鉄筋本体４３ａは、上方から２番目の床鉄筋３８の層３８_２を構成する。本実施形態では、床コンクリート３７内で配筋される床鉄筋３８の層の数は、２である。なお、床コンクリート３７内で配筋される床鉄筋３８の層の数は、限定されない。

複数の第１床鉄筋４２の鉄筋本体４２ａ、及び複数の第２床鉄筋４３の鉄筋本体４３ａは、壁コンクリート１４側と床コンクリート３７側に分割され、これらが壁コンクリート１４と床コンクリート３７の境界でネジ式やグラウト注入式のカプラーなどを用いて一体化されていてもよい。

連結鉄筋３９は、幅方向Ｙに延びている。複数の連結鉄筋３９の一部である連結鉄筋３９_１は、複数の第１床鉄筋４２の鉄筋本体４２ａに接している。なお、連結鉄筋３９_１は、複数の第１床鉄筋４２の鉄筋本体４２ａに番線、または溶接で固定されていてもよい。
複数の連結鉄筋３９の残部である連結鉄筋３９_２は、複数の第２床鉄筋４３の鉄筋本体４３ａに接している。
なお、連結鉄筋３９_１は鉄筋本体４２ａに接していればよく、連結鉄筋３９_２は鉄筋本体４３ａに接していればよい。

なお、床スラブ２８は、デッキプレート３６及び複数の連結鉄筋３９を有さなくてもよい。床スラブ２８が有する床鉄筋３８の数は、１つでもよい。この場合、床コンクリート３７内で配筋される床鉄筋３８の層の数は、１である。

第２鉄骨梁２７の第１フランジ３１には、複数の頭付きスタッド（シアコネクタ）４６が固定されている。複数の頭付きスタッド４６は、長手方向Ｘ及び幅方向Ｙに互いに間隔を開けて配置されている。複数の頭付きスタッド４６は、床スラブ２８のデッキプレート３６を通して、床コンクリート３７に埋設されている。
以上のように、第２鉄骨梁２７は、複数の頭付きスタッド４６によって長手方向Ｘに離散的に床スラブ２８に接合される。
なお、シアコネクタは、第２鉄骨梁２７の第１フランジ３１とデッキプレート３６とを長手方向Ｘに連続的に溶接する溶接部であってもよい。この場合、第２鉄骨梁２７は、溶接部によって長手方向Ｘに連続的に床スラブ２８に接合される。

図２に示すように、第２鉄骨梁２７の第２フランジ３２と第１壁１１のベースプレート１６とは、コンタクトプレート４７を介して溶接やメタルタッチ等により接合されている。
複数の床鉄筋３８は、第１壁１１と合成梁２５の端部とが接合される接合部５１において、幅方向Ｙで有効幅（図３中に、Ｂ_ｅｆｆとして示す）以上の領域にわたって壁コンクリート１４に定着されている。ここで言う有効幅は、下記の非特許文献１、非特許文献２等に規定される。
非特許文献１：“Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings”, December 2004, Authority: The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC
非特許文献２：日本建築学会編、「各種合成構造設計指針・同解説」、2010年11月

具体的には、非特許文献１の有効幅Ｂ_ｅｆｆは、（５－１）式及び（５－２）式を用いて、（５－３）式により求められる。

ただし、Ｌは、第２鉄骨梁２７の長さである。Ｌ_ｅは、第２鉄骨梁２７の長手方向Ｘにおける、接合部５１に接する側の負曲げ領域（第２鉄骨梁２７の第２フランジ（下フランジ）３２が圧縮となる領域）の長さである。半剛接合の場合、（５－１）式のように、長さＬ_ｅは、第２鉄骨梁２７の長さＬの０．１５倍以上０．２５倍以下程度となる。

ｂ_ｇは、第２鉄骨梁２７の第１フランジ３１の幅方向における、第２鉄骨梁２７上の頭付きスタッド（シアコネクタ）４６の芯の位置から、その隣の第１鉄骨梁２６又は第２鉄骨梁２７の近い方の梁上の頭付きスタッド（シアコネクタ）４６の芯の位置までの間隔である。頭付きスタッド４６が前記幅方向に２列以上配置されている場合は、前記幅方向における最も内側の頭付きスタッド４６の芯の位置同士の間隔とする（ｂ_ｇが最も小さくなるように頭付きスタッド４６の芯をとる）。
シアコネクタが頭付きスタッド以外の場合にも同様に、前記幅方向におけるシアコネクタの重心を基準に同様の手順で有効幅を得ることができる。

ｂ_０は、合成梁２５の第１フランジ３１に設置された頭付きスタッド４６の、第２鉄骨梁２７の第１フランジ３１の幅方向における間隔である。頭付きスタッド４６が１列配置の場合は、間隔ｂ_０を０とする。
ｂ_{ｅｆｆ，ｉ}は、合成梁２５の床スラブ２８の片側あたりの有効幅である。片側とは、第１フランジ３１の幅方向において第２鉄骨梁２７の軸を境に両側に分割したうちの片側を意味する。両側スラブ（床スラブ２８が両側に延びる）の場合、ｉ＝２、片側スラブ（床スラブ２８が片側のみに延びる）の場合、ｉ＝１となる。
長さＬ等の単位には、ＳＩ単位等が用いられる。

図３及び図４に示すように、第２鉄骨梁２７のウェブ３３及びシアプレート１８は、ボルト４８及びナット４９によりそれぞれ接合されている。より詳しく説明すると、ボルト４８の軸部４８ａは、シアプレート１８のボルト孔１８ａ、及び第２鉄骨梁２７のウェブ３３のボルト孔３３ａにそれぞれ通されている。ボルト４８の頭部４８ｂは、シアプレート１８に、ウェブ３３とは反対側から係止している。

ナット４９は、ウェブ３３に、シアプレート１８とは反対側から係止している。ナット４９は、ボルト４８の軸部４８ａと嵌め合っている。ボルト４８の頭部４８ｂ及びナット４９は、シアプレート１８及びウェブ３３を挟み込んでいる。ナット４９とウェブ３３の間、及びボルト４８の頭部４８ｂとシアプレート１８の間には、図示はしないが、ワッシャが挟まれている。
なお、シアプレート１８のボルト孔１８ａ及びウェブ３３のボルト孔３３ａのうち、ボルト孔１８ａが長孔形状であるとした。しかし、ボルト孔３３ａのみが長孔形状であるとしてもよいし、ボルト孔１８ａ及びボルト孔３３ａが長孔形状であるとしてもよい。

以上のように、第２鉄骨梁２７は、床スラブ２８を、床スラブ２８の下方から支持する。第１鉄骨梁２６は、第２鉄骨梁２７と同様に、床スラブ２８を、床スラブ２８の下方から支持する。
なお、一般的に、第１壁１１の幅方向Ｙの長さは、柱の幅方向Ｙの長さよりも長い。

図２及び図３に示すように、以上のようにして、第１壁１１と合成梁２５の端部とが接合される接合部５１の接合構造５２が構成される。
図１に示すように、第２壁１２についても第１壁１１と同様に、第２壁１２と合成梁２５の端部とが接合される接合部５４の接合構造５５が構成される。
なお、床スラブ２８は、屋根に用いられるスラブ（屋根スラブ）でもよい。
また、第１壁１１の上端は、合成梁２５の上端よりも上方に延びていることが好ましい。第１壁１１が合成梁２５よりも上方に延びる長さは、投影定着長さ（Ｌ_ｈ）以上であることが好ましい。

図２中に、合成梁２５に鉛直荷重等による曲げモーメントが作用したときの第２鉄骨梁２７の変位を二点鎖線で示す。この場合、第２鉄骨梁２７の長手方向Ｘの端部は、その下端を中心に回転する。
このとき、床鉄筋３８には、第２鉄骨梁２７の長手方向Ｘに引張り力が作用する。第２鉄骨梁２７の第２フランジ３２は、コンタクトプレート４７を介してベースプレート１６を圧縮する。

なお、第１床鉄筋４２の構成は、以下のように変形することができる。
図５に示すように、第１床鉄筋６５は、鉄筋本体６６と、拡径部６７と、を有してもよい。拡径部６７は、環状に形成され、鉄筋本体６６の第１側Ｘ１の端部に設けられている。拡径部６７は、第１壁１１の壁コンクリート１４に定着されている。鉄筋本体６６は、長手方向Ｘに延びる直状部６６ａの外面に、環状の第２拡径部６６ｂが設けられて構成されている。なお、拡径部６７は、壁コンクリート１４に定着されていれば、鉄筋本体６６の端部に設けられず、鉄筋本体６６の中間部等に設けられてもよい。
例えば、第１床鉄筋６５は、異形鉄筋により構成される。拡径部６７は、鉄筋本体６６に軸方向の圧縮力を加えた状態で高周波誘導加熱する方法や転造等により形成される。

図６に示すように、第１床鉄筋７０は、前記鉄筋本体４２ａと、拡径部７１と、を有してもよい。拡径部７１は、円や矩形の板状に形成されている。拡径部７１は、鉄筋本体４２ａの端部に、鉄筋本体４２ａと同軸に配置されている。拡径部７１は、前記鉄筋本体４２ａとは別の部品を溶接等で接合したものであってもよく、前記鉄筋本体４２ａに軸方向の圧縮力を加えた状態で高周波誘導加熱する方法や転造等により形成されてもよい。拡径部７１を上下方向Ｚに投影した寸法Ｌ_ｖは、鉄筋本体４２ａの径の１１倍以上であることが好ましい。

図７に示す第１床鉄筋７５のように、鉄筋本体４２ａに対して折れ部（拡径部）４２ｃが折り曲げられる角度θは、約９０°を超えて、１８０°以下でもよい。この場合、第１床鉄筋７５は、長手方向Ｘ及び上下方向Ｚにそれぞれ平行な基準面（ＸＺ平面）上で、折り曲げられることが好ましい。
第１床鉄筋６５，７０，７５でも、本実施形態の第１床鉄筋４２と同様の効果を奏することができる。
なお、角度θによらず、折れ部４２ｃの内側の半径は、折り曲げられる床鉄筋の直径の３倍以上とすることが好ましい。折れ部４２ｃのうちの直線部の長さは、角度θが１８０°の場合は床鉄筋の直径の４倍以上、角度θが１３５°以上１８０°未満の場合は床鉄筋の直径の６倍以上、角度θが９０°以上１３５°未満の場合は床鉄筋の直径の８倍以上とすることが好ましい。

次に、以上のように構成された接合構造５２において、掻出し定着破壊、側方割裂破壊及び支圧破壊の抑制を検討した結果について説明する。

〔２．接合構造の掻出し定着破壊、側方割裂破壊及び支圧破壊の説明〕
まず、掻出し定着破壊、側方割裂破壊及び支圧破壊について、図８から図１１を用いて説明する。なお、図８から図１１では、構成を簡略化するとともに、一部の表示を省略して示している。
図８及び図９に示すように、掻出し定着破壊は、壁コンクリート１４が合成梁２５側にコーン形状の塊Ｒ１０のように掻出され、全床鉄筋３８が耐力を失う破壊のことを意味する。

図１０に示すように、第１床鉄筋４２が折れ曲がっている内側の領域Ｒ１に、壁コンクリート１４がある。支圧破壊は、第１床鉄筋４２が第２鉄骨梁２７の長手方向Ｘに引張られる際に、領域Ｒ１の壁コンクリート１４が支圧を受けて割れる破壊のことを意味する。第１床鉄筋４２が引張られて二点鎖線Ｌ１で示すように移動すると、領域Ｒ１の壁コンクリート１４が領域Ｒ２に移動する。この際に、領域Ｒ２の壁コンクリート１４が、支圧を受けて割れる。

一方で、図１１に示す、比較例の接合構造６０について説明する。接合構造６０は、ＲＣ造の柱６１と合成梁２５の端部とが接合される接合部６２の接合構造である。
柱６１は、第１壁１１に比べて幅方向Ｙの長さが短いため、第１床鉄筋４２が第２鉄骨梁２７の長手方向Ｘに引張られる際に、壁コンクリート１４のうち、第１床鉄筋４２の側方かぶりとなる領域Ｒ４の部分が、柱６１の側方（幅方向Ｙ）に向かって引き裂かれる、側方割裂破壊が生じうる。しかし、本実施形態の接合構造５２の第１壁１１は、柱６１に比べて幅方向Ｙの長さが長いため、側方かぶりとなる壁コンクリート１４が引き裂かれ難く、側方割裂破壊が生じない。

〔３．接合構造の掻出し定着破壊、側方割裂破壊及び支圧破壊の抑制の検討〕
〔３．１．ケーススタディの条件〕
発明者等は、接合構造の仕様を変えて、表１から表３に示すサンプルＮｏ．１から３０のケーススタディ（事例研究法）を行った。サンプルＮｏ．１から３０における床鉄筋３８の層の数は、２である。

例えば、サンプルＮｏ．１は、以下の設計条件で設計した。
第１壁１１の厚さは、４００ｍｍである。壁コンクリート１４の設計強度σ_ｃは、３０Ｎ／ｍｍ^２（ニュートン・パー・平方ミリメートル）である。床鉄筋３８の設計降伏強度σ_ｒｙ，ｉは、５５０Ｎ／ｍｍ^２である。第１壁１１の横筋１５ｂにおいて、直径は、１３ｍｍである。上下方向Ｚのピッチは、２００ｍｍである。

第１床鉄筋４２において、直径は、１６ｍｍである。幅方向Ｙのピッチは、１５０ｍｍである。投影定着長さは、３５０ｍｍである。ここで言う投影定着長さとは、第１床鉄筋４２のうち壁コンクリート１４に定着される部分の長手方向Ｘの長さ（図２における投影定着長さＬ_ｈを参照）である。第１床鉄筋４２において、鉄筋本体４２ａと折れ部４２ｂとの間に、曲げ部を設けた。曲げ部の内側の半径は、９６ｍｍである。なお、曲げ部の内側の半径は、第１床鉄筋４２の直径の６倍とした。これにより、支圧破壊を抑制した。
第２床鉄筋４３において、直径は、１０ｍｍである。幅方向Ｙのピッチは、２００ｍｍである。投影定着長さは、折れ部４２ｂ及び４３ｂから壁１１の表面まで５０ｍｍのかぶり厚を確保し、３５０ｍｍである。曲げ部の内側の半径は、６０ｍｍである。

なお、サンプルＮｏ．１から３０において、有効幅Ｂ_ｅｆｆは１０５０ｍｍとした。床鉄筋３８の配筋領域は、１０５０ｍｍ以上であって、第２鉄骨梁２７の支配幅以下とした。
第１床鉄筋４２及び第２床鉄筋４３の設計降伏強度は、５５０Ｎ／ｍｍ^２であり、設計引張強度は、６５０Ｎ／ｍｍ^２である。

サンプルＮｏ．１から３０において、下記の非特許文献３による掻出し定着破壊耐力が、非特許文献１によるスラブ有効幅内の鉄筋の引張降伏耐力よりも小さいときに、掻出し定着破壊が生じると判定した。すなわち、掻出し定着破壊及び引張降伏のうち、最小の耐力を与える破壊形式になるとした。下記の非特許文献４による折り曲げ定着部の耐力が、非特許文献１によるスラブ有効幅内の鉄筋の引張降伏耐力よりも小さいときに、側方割裂破壊が生じると判定した。支圧破壊については、非特許文献４によれば曲げ部の寸法が非特許文献５の規程を満たせば防止できる。

サンプルＮｏ．１から３０において、非特許文献５の規程を満たすよう、曲げ部の内側の半径は、第１床鉄筋４２の直径の６倍とした。なお、非特許文献４は、側方割裂破壊と支圧破壊の破壊形式によらず同じ耐力式を用いている。
非特許文献３：日本建築学会編、「鉄筋コンクリート造建物の靭性保証型耐震設計指針・同解説」、2001年9月
非特許文献４：藤井ら、「90°折り曲げ鉄筋の定着耐力の再評価」、日本建築学会構造系論文報告集、第429号、1991年11月
非特許文献５：日本建築学会編、「建築工事標準仕様書・同解説 ＪＡＳＳ５ 鉄筋コンクリート工事」、2018年7月
各サンプルＮｏ．１から３０に対して、様々なパラメータを検討した。以下では、その結果について説明する。

〔３．２．掻出し定着破壊を抑制する条件〕
（６）式によって求められる床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒ、及び、（７）式によって求められる投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）について検討を行った。なお、床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒは、床鉄筋と壁コンクリートの強度比で重みづけした床スラブ２８の幅方向Ｙの単位長さ当たりの床鉄筋３８の断面積比である。

ここで、ｉは、床コンクリート３７内で配筋される床鉄筋３８の層３８_１，３８_２の数である。ｉは、自然数である。この例では、ｉは２である。床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒは、（（ａ_ｒ，ｉ／ｐ_ｉ）・（σ_ｒｙ，ｉ／σ_ｃ））の値を、全ての層３８_１，３８_２に対して足した値をとる。
ａ_ｒ，ｉは、上方からｉ番目の層である第ｉ層３８_ｉにおける、床鉄筋３８の一本当たりの床鉄筋３８の長手方向Ｘに直交する断面積（ｍｍ^２）である。第ｉ層３８_ｉが断面積の異なる複数の種類の床鉄筋３８を有する場合には、この断面積は、第ｉ層３８_ｉの各床鉄筋３８の断面積の平均値である。
ｐ_ｉ（ｐ_１，ｐ_２について、図３参照）は、第ｉ層３８_ｉの床鉄筋３８同士の床スラブ２８の幅方向Ｙのピッチ（ｍｍ）である。σ_ｒｙ，ｉは、第ｉ層３８_ｉの床鉄筋３８の設計降伏応力（Ｎ／ｍｍ^２）である。σ_ｃは、壁コンクリート１４の圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）である。σ_ｒｙ，ｉは、５５０Ｎ／ｍｍ^２である。

Ｌ_ｈ，ｉ（ｍｍ）は、第ｉ層３８_ｉの各床鉄筋３８の投影定着長さである。なお、合成梁２５が１つの層を有する場合には、投影定着長さＬ_ｈ（ｍｍ）はその層の投影定着長さである。ｄ_ｒ，ｉは、第ｉ層の床鉄筋３８の一本当たりの径（ｍｍ）である。第ｉ層３８_ｉが断面積の異なる複数の種類の床鉄筋３８を有する場合には、ｄ_ｒ，ｉは、この床鉄筋の径ｄ_ｒ，ｉは、第ｉ層３８_ｉの各床鉄筋３８の径の平均値である。
合成梁２５が複数の層を有する場合には、投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）は、各層の投影定着長さ比（Ｌ_ｈ，ｉ／ｄ_ｒ，ｉ）の最小値である。

図１２及び表４に、試算結果を示す。
図１２において、横軸は、床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒ（ｍｍ^２／ｍｍ）を表す。縦軸は、投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）の値を表す。

例えば、サンプルＮｏ．１において、床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒは、３１．７７ｍｍ^２／ｍｍである。（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）の値は、２１．８７５ある。
図１２において、掻出し定着破壊が生じないと判定したサンプルを、「ＯＫ」として○（白抜きの丸）印で表す。図１２において、掻出し定着破壊が生じると判定したサンプルを、「ＮＧ」として●（塗り潰した丸）印で表す。
図１２から、床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒが３０．７０よりも小さく、（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）の値が１５．６００よりも大きければ、掻出し定着破壊が生じないと判定できることが分かる。すなわち、床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒが、（８）式を満たし、かつ、投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）が（９）式を満たせば、接合構造５２において、掻出し定着破壊を抑制できることが分かった。

〔３．３．支圧破壊及び側方割裂破壊を抑制する条件〕
（１２）式によって求められる床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒについて検討を行った。

床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒは、床スラブ２８の幅方向Ｙの単位長さ当たりの床鉄筋３８の径（－）である。ここでいう単位長さとは、第ｉ層３８_ｉの床鉄筋３８同士の床スラブ２８の幅方向Ｙにおけるピッチｐ_ｉ（ｍｍ）である。この例では、ｉは２であるから、床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒは、（（ｄ_ｒ，ｉ／ｐ_ｉ）・（σ_ｒｙ，ｉ／σ_ｃ））の値を、全ての層３８_１，３８_２に対して足した値をとる。
図１３及び図１４、表４に、試算結果を示す。ここでは、サンプルＮｏ．１から３０のうち、壁の厚さ４００ｍｍの試算結果を抽出して示す。
壁の厚さを一定にしているのは、壁の厚さが変わると、投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）が変わるためである。

図１３及び図１４において、横軸は、床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒ（ｍｍ／ｍｍ）を表す。図１３の縦軸は、床鉄筋の軸剛性ｋ_ｒの値を表す。図１４の縦軸は、床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒの値を表す。
軸剛性ｋ_ｒは、非特許文献１に従い、（１３－１）式、（１３－２）式で計算できる。

ここで、Ｅ_ｒは鉄筋のヤング係数（Ｎ／ｍｍ^２）である。Σａ_ｒ，ｉは第ｉ層３８_ｉの有効幅内にある床鉄筋３８の断面積ａ_ｒ，ｉ（ｍｍ^２）の総和（ｍｍ^２）であり、ｌ_ｊ，ｉは第ｉ層３８_ｉの床鉄筋３８の有効長さ（ｍｍ）である。
例えば、表４に示すように、サンプルＮｏ．１において、床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒは、２．８７２ｍｍ／ｍｍ、軸剛性ｋ_ｒは５８５．８（ｋＮ／ｍｍ）である。
図１３及び図１４において、柱梁接合部を対象とする非特許文献４に基づくと図１１に示すような支圧破壊が生じないと判定したサンプルを○印で表す。図１３及び図１４において、柱梁接合部を対象とする非特許文献４に基づくと図１１に示すような支圧破壊が生じると判定したサンプルを、●印で表す。図１３及び図１４において、非特許文献３に基づくと図８及び図９に示すような掻出し定着破壊が生じると判定したサンプルを、×印で表す。

図１３及び図１４から、床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが１．５７以上の場合、図１１に示すような支圧破壊が生じると判定できることが分かる。ところが、図１１のような破壊は、側方かぶりとなる領域Ｒ４の部分が十分に大きい場合、生じないことを、発明者らは実験により確認した。
図１１の側方割裂破壊は、図１０に示すように第１床鉄筋４２が引張られて二点鎖線Ｌ１で示すように移動することで、第１床鉄筋４２の側方かぶりとなる領域Ｒ４の部分が柱６１の側方（幅方向Ｙ）に向かって引き裂かれて生じる。ところが、側方かぶりとなる領域Ｒ４の部分が十分に大きい場合、第１床鉄筋４２が領域Ｒ４のコンクリートによって拘束されるため、二点鎖線Ｌ１で示すような移動が生じにくいことを、実験により知見した。

すなわち、本発明が対象とする第１壁１１と合成梁２５の端部とが接合される接合部５１の接合構造５２、第２壁１２と合成梁２５の端部とが接合される接合部５４の接合構造５５においては、床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが（１４）式を満たすような過密な鉄筋量の場合でも、支圧破壊及び側方割裂破壊が生じない。
一方で、図１３に示すように、壁コンクリート１４に定着する合成梁２５の床鉄筋３８の量を多くするほど、言い換えればＲ_ｄｒを大きくするほど、接合部５１及び接合構造５２の回転に対して抵抗する鉄筋の剛性は向上し、合成梁２５のたわみは抑制される。床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが１．５７０以上の場合、軸剛性ｋ_ｒが４００ｋＮ／ｍｍ以上となる。軸剛性ｋ_ｒは接合部５１の回転剛性と比例する。回転剛性が増大すると、合成梁２５のたわみが低減される。

図１５に、床鉄筋の軸剛性ｋ_ｒと合成梁２５のたわみの関係の試算例を示す。本試算例は、第１鉄骨梁２６又は第２鉄骨梁２７の断面寸法が７００ｘ２００ｘ９ｘ１２（梁せいｘフランジ幅ｘウェブ厚ｘフランジ厚、単位ｍｍ）のＨ形鋼で、床スラブ２８は厚さ１３０ｍｍ、合成梁２５の長さは１０ｍ、合成梁２５の両端の接合部５１が同じ回転剛性を有するとの条件に基づく。
この条件によると、合成梁２５の梁中央のたわみδの、両端がピン接合で支持される合成梁２５のたわみδpinに対する比率は、軸剛性ｋ_ｒが４００ｋＮ／ｍｍでおおよそδ／δpin＝２／３＝６６．７％まで低減できる。

なお、その他の条件の場合、例えば梁せい１２００ｍｍ、梁長さ２５ｍの場合、軸剛性ｋ_ｒが４００ｋＮ／ｍｍでおおよそδ／δpin＝２／５＝４０％まで低減できる。梁せい４００ｍｍ、梁長さ８ｍの場合、軸剛性ｋ_ｒが４００ｋＮ／ｍｍでおおよそδ／δpin＝４／５＝８０％まで低減できる。これより小さい軸剛性ｋ_ｒでは、たわみの低減効果が小さくなり、第１鉄骨梁２６又は第２鉄骨梁２７に圧延Ｈ形鋼を用いる場合は、同一のたわみ量を保ったまま第１鉄骨梁２６又は第２鉄骨梁２７の断面を軽量化することが難しくなる。
言い換えると、圧延Ｈ形鋼は断面寸法の選択肢が限られるため、軸剛性ｋ_ｒが４００ｋＮ／ｍｍを下回る場合に第１鉄骨梁２６または第２鉄骨梁２７を軽量化すると、たわみの低減効果を上回る断面の軽量化となってしまい、軽量化によりたわみが大きくなってしまう。

以上から、軸剛性ｋ_ｒが４００ｋＮ／ｍｍ以上となると、梁せいや梁長さの条件によらず、半剛接合としての効果が高まり、梁のたわみを有効に抑制できる。これにより、第１鉄骨梁２６又は第２鉄骨梁２７が圧延Ｈ形鋼の場合、断面寸法を小さくでき、軽量化によって省材料化、経済設計が可能になる。
一方で、床鉄筋３８の量を多くするほど、図１４に示すように、前述の掻出し定着破壊は生じやすくなる。

従って、（１４）式を満たすことで接合部５１及び接合構造５２の剛性を高め、（８）式かつ（９）式を満たすことで掻出し定着破壊を防止し、これらにより接合部５１及び接合構造５２が破壊しない安全な範囲で最大限に接合部５１及び接合構造５２の回転抵抗を高め、合成梁２５のたわみを抑制することが可能となる。
なお、図１４において、領域Ｒ１１は、柱梁接合部の場合に支圧破壊、側方割裂破壊及び掻出し定着破壊が生じない領域である。領域Ｒ１２は、柱梁接合部の場合に支圧破壊及び側方割裂破壊が生じ、壁梁接合部の場合は破壊しない領域である。領域Ｒ１３は、掻出し定着破壊が生じる領域である。

図１６に、床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒに対する床鉄筋の軸剛性ｋ_ｒの変化を示す。図１６では、第１壁１１の厚さは、４００ｍｍであるとした。
一般的に、床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒが大きくなるのに従い、床鉄筋の軸剛性ｋ_ｒも大きくなる。床鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒが１３．０以上であると、軸剛性ｋ_ｒが４００ｋＮ／ｍｍを超える。従って、前述の通り、半剛接合としての効果が高まり、梁のたわみを有効に抑制できる。

〔４．本実施形態の効果〕
以上説明したように、本実施形態の接合構造５２では、発明者等は、多数のケーススタディを行う検討の結果、ＲＣ造の第１壁１１と合成梁２５の端部とが接合される接合部５１の接合構造５２において、掻出し定着破壊を抑制できる条件を検討した。その結果、第１壁１１が壁コンクリート１４を有し、合成梁２５が、床コンクリート３７及び床鉄筋３８を有する床スラブ２８と、第２鉄骨梁２７と、を有する場合に、以下の条件を見出した。すなわち、鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒが（８）式を満たし、鉄筋の投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）が（９）式を満たすという条件である。
従って、断面積比Ｒ_Ａｒが（８）式を満たし投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）が（９）式を満たすことにより、接合構造５２において、掻出し定着破壊、側方割裂破壊、及び局所支圧破壊という３つの破壊形式によるＲＣ造の第１壁１１の破壊を抑制することができる。

床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが、（１４）式を満たす。発明者等は、多数のケーススタディを行う検討の結果、第１壁１１と合成梁２５の端部とが接合される接合部５１の接合構造５２において、柱梁接合部で生じうる支圧破壊が壁梁接合部では生じない特性を実験により確認し、これを活用することで、接合部の剛性を向上できる条件を検討した。その結果、鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが（１４）式を満たすときに、接合構造５２において、３つの破壊形式によるＲＣ造の第１壁１１の破壊を抑制しながら接合部５１の剛性と耐力を高めることができることを見出した。
このため、鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが（１４）式を満たすことにより、接合構造５２において、合成梁２５のたわみを抑制することができる。具体的には、鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが（１４）式を満たすことにより、軸剛性ｋ_ｒが４００ｋＮ／ｍｍを超える。従って、前述の通り、半剛接合としての効果が高まり、合成梁２５のたわみを有効に抑制できる。

複数の床鉄筋３８は、床スラブ２８の接合部５１の有効幅以上の領域にわたって壁コンクリート１４に定着されている。これにより、（１４）式で計算される接合部５１、接合構造５２の床鉄筋３８の剛性が大きくでき、接合部の回転抵抗が大きくなるため合成梁２５のたわみが抑制される。第１壁１１は、一般的なＲＣ造の柱に比べて幅方向Ｙに有効幅以上に長くなる。このため、接合構造５２において、接合部５１の剛性と耐力に寄与する有効幅内の最外縁まで複数の床鉄筋３８を壁コンクリート１４に定着しながら、ＲＣ造の柱との接合構造５２で生じる可能性がある破壊、すなわち壁コンクリート１４における複数の床鉄筋３８の側方コンクリートが幅方向Ｙの外側に向かって割れるのを、抑制することができる。

折れ部４２ｂは、鉄筋本体４２ａにおける、合成梁２５に対する第１壁１１側の端部から下方に向かって延びている。このため、例えば、合成梁２５に下方に向かう荷重が作用したときに、鉄筋本体４２ａに作用する引張力の反力が折れ部４２ｂの入隅部から圧縮力として壁コンクリート１４に作用する。この反力は合成梁２５の第２フランジ３２から壁コンクリート１４に作用する圧縮力と釣り合うことで、壁コンクリート１４の内力がより安定的に平衡を保つことができる。

シアプレート１８のボルト孔１８ａは、長手方向Ｘに延びた長孔形状である。鉛直荷重を支持する合成梁２５の端部の第２フランジ３２が、コンタクトプレート４７や溶接接合等で壁コンクリート１４に圧縮力を伝達できるよう接合されている場合、合成梁２５が曲げモーメントを受けると、鉄骨梁の端部は、その下端を中心に回転する。このため、この回転中心となる下端から離間するボルトほど、長手方向の移動量が大きくなり、壁コンクリートに与える支圧（圧縮力）が大きくなる。

この開示では、ボルト孔１８ａが長手方向Ｘに延びた長孔形状であるため、ボルト孔１８ａとボルト４８の軸部４８ａとのクリアランスが大きく、合成梁２５が曲げモーメントを受けてシアプレート１８に対して第２鉄骨梁２７が相対的に移動しても、ボルト孔１８ａ内でボルト４８が長手方向Ｘに移動する。
従って、壁コンクリート１４に対してボルト４８が移動しても、ボルト孔１８ａとボルト４８の軸部４８ａが支圧状態にならず、ボルト４８からシアプレート１８に支圧力が作用しないため、シアプレート１８のアンカー鉄筋や頭付きスタッド１７の引き抜きを抑制し、壁コンクリート１４の破壊を防止することができる。

なお、複数のボルト孔１８ａにおける、第２鉄骨梁２７の高さ方向（第２鉄骨梁２７の梁せい方向）の平均位置は、第２鉄骨梁２７の前記高さ方向の中心よりも下方に位置してもよい。言い換えれば、複数のボルト孔１８ａの重心は、第２鉄骨梁２７の軸心よりも下方に位置してもよい。
このように構成することにより、複数のボルト孔１８ａの前記高さ方向の平均位置が第２鉄骨梁２７の前記高さ方向の中心に一致している場合に比べて、合成梁２５が曲げモーメントを受けてシアプレート１８に対して第２鉄骨梁２７が相対的に移動したときに、壁コンクリート１４に対してボルト４８が移動し難くなる。
従って、壁コンクリート１４に対してボルト４８が移動する量が抑えられ、ボルト４８が壁コンクリート１４に与える支圧を抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、床鉄筋の径比Ｒ_ｄｒは（１４）式を満たさなくてもよい。シアプレート１８のボルト孔１８ａは、シアプレート１８の厚さ方向に見たときに円形状であってもよい。床鉄筋３８（４２，４３）及び連結鉄筋３９は丸鋼でもよく、異形鉄筋でもよい。

接合構造は、ＲＣ造の壁と合成梁の端部とが接合される接合部の接合構造において、ＲＣ造の壁の定着破壊を抑制できる。よって、産業上の利用可能性は大きい。

１１ 第１壁（壁）
１２ 第２壁（壁）
１４ 壁コンクリート
１８ シアプレート
１８ａ ボルト孔
２０ 柱
２５ 合成梁
２６ 第１鉄骨梁（鉄骨梁）
２７ 第２鉄骨梁（鉄骨梁）
２８ 床スラブ
３７ 床コンクリート
３８ 床鉄筋（鉄筋）
３８_１，３８_２ 層
４６ 頭付きスタッド（シアコネクタ）
４８ ボルト
４２，６５，７０，７５ 第１床鉄筋（鉄筋）
４２ａ，６６ 鉄筋本体
４２ｂ，４２ｃ 折れ部（拡径部）
４３ 第２床鉄筋（鉄筋）
５１，５４ 接合部
５２，５５ 接合構造
６７，７１ 拡径部
Ｘ 長手方向

Claims (6)

1. ＲＣ造の壁と合成梁の端部とが接合される接合部の接合構造であって、
   前記壁は、壁コンクリートを有し、
   前記合成梁は、床スラブと、前記床スラブを下方から支持する鉄骨梁と、を有し、
   前記床スラブは、床コンクリートと、前記床コンクリート及び前記壁コンクリートに埋設される複数の鉄筋と、を有し、
   前記複数の鉄筋のそれぞれは、
   前記床コンクリート及び前記壁コンクリート内で前記鉄骨梁の長手方向に延びる鉄筋本体と、
   前記壁コンクリートに埋設され、自身における前記鉄筋本体の径方向の長さが、前記鉄筋本体の径よりも長い拡径部と、を有し、
   前記鉄骨梁は、シアコネクタによって前記長手方向に離散的又は連続的に前記床スラブに接合され、
   前記複数の鉄筋の断面積比Ｒ_Ａｒが（１）式を満たし、
   投影定着長さ比（Ｌ_ｈ／ｄ_ｒ）が（２）式を満たす、接合構造。
   ここで、ｉは前記床コンクリート内で配筋される前記複数の鉄筋の層の数、ａ_ｒ，ｉは上方からｉ番目の前記層である第ｉ層における、前記複数の鉄筋の一本当たりの前記複数の鉄筋の前記長手方向に直交する断面積（ｍｍ^２）、ｐ_ｉは前記第ｉ層の前記複数の鉄筋同士の前記床スラブの幅方向におけるピッチ（ｍｍ）、σ_ｒｙ，ｉは前記第ｉ層の前記複数の鉄筋の降伏応力（Ｎ／ｍｍ^２）、σ_ｃは前記壁コンクリートの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）、Ｌ_ｈ，ｉは前記第ｉ層において前記複数の鉄筋のうち前記壁コンクリートに定着される部分の前記長手方向の長さである投影定着長さ（ｍｍ）、ｄ_ｒ，ｉは前記第ｉ層の前記複数の鉄筋の一本当たりの径（ｍｍ）である。
   

   
2. 前記接合部において、前記壁コンクリートに定着される前記複数の鉄筋の径比Ｒ_ｄｒが（３）式を満たす、請求項１に記載の接合構造。
   ここで、前記複数の鉄筋の径比Ｒ_ｄｒは、前記幅方向の単位長さ当たりの前記複数の鉄筋の径（－）である。
   

   
3. 前記複数の鉄筋が、前記床スラブの前記接合部における有効幅以上の領域にわたって前記壁コンクリートに定着されている、請求項１又は２に記載の接合構造。
4. 前記拡径部は、前記鉄筋本体における、前記合成梁に対する前記壁側の端部から下方に向かって延びている、請求項１又は２に記載の接合構造。
5. 前記壁に接合されたシアプレートと、
   Ｈ形鋼である前記鉄骨梁のウェブ及び前記シアプレートをそれぞれ接合するボルトと、
   を備え、
   前記ウェブ及び前記シアプレートの少なくとも一方に形成され、前記ボルトが通されるボルト孔は、前記長手方向に延びた長孔形状である、請求項１又は２に記載の接合構造。
6. 前記壁に接合されたシアプレートと、
   Ｈ形鋼である前記鉄骨梁のウェブ及び前記シアプレートをそれぞれ接合するボルトと、
   を備え、
   前記ウェブ及び前記シアプレートの少なくとも一方には、前記ボルトが通されるボルト孔が形成され、
   前記ボルト孔における前記鉄骨梁の高さ方向における平均位置は、前記鉄骨梁における前記高さ方向の中心よりも下方に位置する、請求項１又は２に記載の接合構造。

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