躯体接合構造
【課題】下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタルによって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０を延長する態様で下節柱１０と上節柱２０とを接合する躯体接合構造において、リングパネル３０を破壊することなく下節柱１０および上節柱２０を解体する。
【解決手段】下節柱１０、上節柱２０またはリングパネル３０へのモルタルの付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁プレート４０を介在した。絶縁プレート４０は、リングパネル３０で覆う下節柱１０および上節柱２０の周囲に沿って複数並設されつつ、リングパネル３０の筒型の延在方向に延びて長手状に設けられて、前記隙間に充填したモルタルによって当該隙間内に固着され、その長手方向の端部（把持部）が隙間に充填したモルタルの外表面から突出している。
【解決手段】下節柱１０、上節柱２０またはリングパネル３０へのモルタルの付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁プレート４０を介在した。絶縁プレート４０は、リングパネル３０で覆う下節柱１０および上節柱２０の周囲に沿って複数並設されつつ、リングパネル３０の筒型の延在方向に延びて長手状に設けられて、前記隙間に充填したモルタルによって当該隙間内に固着され、その長手方向の端部（把持部）が隙間に充填したモルタルの外表面から突出している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば柱または梁として使用される建物の構造部材である躯体を接合するための躯体接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の柱と柱を現地で接合する場合には、現場溶接を必要とせずに柱を互いに接合することのできるリングパネル工法が用いられている。このリングパネル工法は、例えば、特許文献１に示すように、両端に開口を有する筒型形状のリングパネルのそれぞれの開口から２本の柱の接合端部をリングパネルの内部にそれぞれ挿入し、柱の外周面とリングパネルの内周面との間の全周に亘って等間隔に形成された隙間に無収縮モルタルを打設し、２本の柱とリングパネルとを固着することにより、リングパネルを介して２本の柱を接合するものである。この工法によれば、建築時に現場溶接を必要としないことの他に、打設した無収縮モルタルを建物の解体時に除去することにより柱の固着した部分を損傷させず、柱を再利用することができる点で優れている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１８４２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のリングパネル工法によって２本の柱とリングパネルとを無収縮モルタルで固着した場合には、建物を解体する際に、モルタルによって柱とリングパネルとが強く固着されているために、柱をリングパネルから引き抜くことができない。そのため、柱を損傷させずにリングパネルから取り出すためにはリングパネルを破壊しなければならなかった。従って、柱については再利用可能に解体することができるが、リングパネルについては再利用することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて、リングパネルを破壊することなくリングパネルから柱や梁などの構造部材（躯体）を引き抜くことによって、構造部材を再利用すると共に、リングパネルを再利用することができる躯体接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る躯体接合構造は、躯体の外周面を覆う筒型形状のリングパネルを用い、躯体とリングパネルとの間の隙間に充填したモルタルによって躯体にリングパネルを固着することで当該リングパネルを介して躯体同士を接合する躯体接合構造において、躯体またはリングパネルへのモルタルの付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁部材を介在したことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に係る躯体接合構造は、上記請求項１において、前記絶縁部材は、リングパネルで覆う躯体の周囲に沿って複数並設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて長手状に設けられて、前記隙間に充填したモルタルによって当該隙間内に固着され、その長手方向の端部が前記隙間に充填したモルタルの外表面から突出する棒状部材からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に係る躯体接合構造は、上記請求項１において、前記絶縁部材は、リングパネルの内周面に沿って配設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて配設されて、前記隙間に充填したモルタルとリングパネルの内周面側との間の摩擦抵抗を低減するシート状部材からなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に係る躯体接合構造は、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記リングパネルの開口部に、前記隙間に充填したモルタルの外表面に掛かるカバー部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る躯体接合構造では、躯体またはリングパネルへのモルタルの付着力を減らす態様で躯体とリングパネルとの間の隙間に絶縁部材を介在した。躯体を接合した通常時において、リングパネルから躯体を引き抜こうとする力が作用した場合には、隙間に打設したモルタルが引き抜き力に抗する。他方、躯体に曲げ力が作用した場合には、隙間に打設したモルタルがリングパネルの内周面と躯体の外周面との間に作用する圧縮する力に対して抵抗する。特に、建物の解体時においては、モルタルの付着力を減らす態様で躯体とリングパネルとの間の隙間に絶縁部材を介在してあるので、上記通常時と比較して小さい引き抜き力によって躯体をリングパネルから引き抜くことができる。従って、リングパネルを破壊することなく躯体を解体することができ、解体後の躯体とリングパネルとを共に再利用することができる。
【００１１】
また、絶縁部材は、リングパネルで覆う躯体の周囲に沿って複数並設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて長手状に設けられて、前記隙間に充填したモルタルによって当該隙間内に固着され、その長手方向の端部が前記隙間に充填したモルタルの外表面から突出する棒状部材からなる。このため、建物の解体時において、棒状部材の長手方向の端部を把持しモルタルの固着力に抗してリングパネルから棒状部材を引き抜くことで、隙間に打設したモルタルに対して引き抜いた棒状部材による空隙が周方向に沿って形成されることになる。この結果、棒状部材を引き抜いて形成された空隙によって躯体とリングパネルとの間で固まっているモルタルの周方向の断面積を小さくするので、躯体とリングパネルとがモルタルによって結合されている力（付着力）が減少する。すなわち、通常時と比較して小さい引き抜き力によって躯体をリングパネルから引き抜くことができる。従って、リングパネルを破壊することなく躯体を解体することができ、解体後の躯体とリングパネルとを共に再利用することができる。
【００１２】
また、絶縁部材は、リングパネルの内周面に沿って配設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて配設されて、前記隙間に充填したモルタルとリングパネルの内周面側との間の摩擦抵抗を低減するシート状部材からなる構成としてある。このため、建物の解体時において、モルタルとリングパネルの内周面側との間でのモルタルの付着力がシート状部材によって抑えられているので、通常時と比較して小さい引き抜き力によって躯体をリングパネルから引き抜くことができる。従って、リングパネルを破壊することなく躯体を解体することができ、解体後の躯体とリングパネルとを共に再利用することができる。
【００１３】
また、リングパネルの開口部に、前記隙間に充填したモルタルの外表面に掛かるカバー部材を設けたことにより、当該カバー部材がモルタルを介してリングパネルから躯体を引き抜こうとする力に対して抵抗する。このため、リングパネルへの躯体の呑込み長さを抑えることが可能になる。この結果、カバー部材を設けることでリングパネルの筒型の延在寸法を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る躯体接合構造の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る躯体接合構造の縦断面図を示し、図２は図１に示した躯体接合構造の平面図を示す。なお、本願で使用する「構造部材」とは、柱、梁またはブレースなどの骨組みに使用される躯体を総称して示すものである。
【００１６】
本実施の形態における躯体接合構造は、図１および図２に示すように、躯体としての下節柱１０と上節柱２０とをリングパネル３０を介して接合するものである。具体的には、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０によって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０を延長する態様で下節柱１０と上節柱２０とを接合する。特に、本実施の形態における躯体接合構造では、下節柱１０またはリングパネルへのモルタル６０の付着力、上節柱２０またはリングパネルへのモルタル６０の付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁部材４０を介在してある。
【００１７】
下節柱１０および上節柱２０は、図３に示すように、外径寸法がほぼ同一になるように円筒形状に形成されている。図３および図４に示すように下節柱１０は、その接合端部である端面１０ｂ付近に外周面１０ａの周方向に沿って連続して形成されたフランジ部１０ｃを有している。同様に、図３および図５に示すように上節柱２０は、その接合端部である端面２０ｂ付近に外周面２０ａの周方向に沿って連続して形成されたフランジ部２０ｃを有している。これらフランジ部１０ｃ，２０ｃは、例えば鉄筋を周方向に沿って溶接によって固定して形成してある。なお、フランジ部１０ｃ，２０ｃは、平板状のプレートを用いて構成することもできる。詳細には、平面側から見たプレートの外径形状を下節柱１０の外周面１０ａおよび上節柱２０の外周面２０ａの外径形状よりも大きく形成し、かつ、プレートの内径形状を下節柱１０の外周面１０ａおよび上節柱２０の外周面２０ａの外径形状とほぼ同じく形成する。そして、下節柱１０の端面１０ｂおよび上節柱２０の端面２０ｂにプレートをそれぞれ取り付ける。プレートの外周縁部は、下節柱１０の外周面１０ａおよび上節柱２０の外周面２０ａから径外方向に突出する態様で取り付けられ、これにより、フランジ部１０ｃ，２０ｃが形成される。
【００１８】
リングパネル３０は、図６および図７に示すように、両端が開口する筒型形状に形成されている。リングパネル３０の内周面３０ａの内径寸法は、下節柱１０および上節柱２０の外径寸法よりも大きくなるように形成されている。リングパネル３０の筒型形状の内部には、平板形状のプレート１１が設けられている。プレート１１は、リングパネル３０の両端の開口を上下方向に向けた状態で板面が上下方向に向くようにリングパネル３０の延在方向のほぼ中央に取り付けられている。プレート１１の外形形状は、図７に示すように、平面視において円形形状を基に形成されており、その外径寸法がリングパネル３０の内周面３０ａの内径寸法に対してほぼ同一になっている。そして、プレート１１は、外周部がリングパネル３０の内周面３０ａに対して溶接で取り付けられている。このため、プレート１１によってリングパネル３０の筒型形状の内部が上側内部３２ａと下側内部３２ｂとに区分けされている（図６参照）。
【００１９】
プレート１１の外周部分には、図７に示すように、プレート１１の板厚方向に貫通する貫通孔１２が形成されている。この貫通孔１２は、本実施の形態ではプレート１１の円周方向に沿って等間隔をおいて８個（複数）設けられている。
【００２０】
図１および図２に示すように下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０とが組み立てられた状態において、リングパネル３０は、両端の開口が上下方向に向けられて配設されている。下節柱１０は、その上側接合端部がリングパネル３０の下側内部３２ｂによって覆われる態様でリングパネル３０の内部に取り付けられている。下節柱１０の端面１０ｂは、リングパネル３０の下側内部３２ｂにおいてプレート１１の一方（下方）の板面と当接している。この当接により下節柱１０とリングパネル３０との上下方向の位置が決定されている。他方、リングパネル３０の上側の開口からは、上節柱２０の下側接合端部がリングパネル３０の上側内部３２ａに挿入されてリングパネル３０の内部に取り付けられている。上節柱２０の端面２０ｂは、リングパネル３０の上側内部３２ａにおいてプレート１１の他方（上方）の板面と当接している。この当接によりリングパネル３０と上節柱２０との上下方向の位置が決定されている。なお、プレート１１は、リングパネル３０に下節柱１０および上節柱２０を取り付ける際に使用されるものであるが、下節柱１０および上節柱２０の上下方向の位置をリングパネル３０の近辺に仮設した部材などで拘束することができれば、プレート１１を設けずにリングパネル３０を構成することもできる。
【００２１】
下節柱１０および上節柱２０は、それぞれ下節柱１０の上側接合端部の外周面１０ａおよび上節柱２０の下側接合端部の外周面２０ａが略面一になるように配置されている。リングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａとの間には、外周面１０ａの周方向に沿って全周に亘って等間隔に隙間が設けられており、同様に、リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの間にも外周面２０ａの周方向に沿って全周に亘って等間隔に隙間が設けられている。
【００２２】
下節柱１０の外周面１０ａとリングパネル３０の内周面３０ａとの隙間には、図１および図２に示すように、絶縁プレート（絶縁部材：棒状部材）４０が配設されている。絶縁プレート４０は、下節柱１０の外周面１０ａの周方向に沿って連続して複数並設されている。同様に、上節柱２０の外周面２０ａとリングパネル３０の内周面３０ａとの隙間にも、絶縁プレート４０が、上節柱２０の外周面２０ａの周方向に沿って複数連続して並設されている。この絶縁プレート４０は、外周面１０ａ，２０ａの周方向に沿って間隔を置いて並設することもできる。
【００２３】
絶縁プレート４０は、図８に示すように長手状に形成されている。また、絶縁プレート４０は、図９に示すように、平板状の部材の両側部がそれぞれ反対側に折り曲げられて断面略Ｓ字形状に形成されている。図８に示すように、絶縁プレート４０の長手方向の一端部（上端部）４０ａには、絶縁プレート４０の平板状の部材を長手方向に延長する態様で形成された把持部（長手方向の端部）４３が設けられている。把持部４３には、絶縁プレート４０の板厚方向に沿って把持部４３を貫通する孔４３ａが形成されている。
【００２４】
絶縁プレート４０は、図１に示すように、下節柱１０および上節柱２０が延在する方向に長手方向が沿うようにして配置されている。絶縁プレート４０の長手方向の長さ寸法Ｌ３（図８参照。把持部４３を除く）は、組み立てられた状態で、下節柱１０のフランジ部１０ｃの位置からリングパネル３０の開口までの長さＬ１（図１参照）とほぼ等しく形成されており、把持部４３は、リングパネル３０の開口側に位置し、リングパネル３０の開口からリングパネル３０の外側に向かって突出している。すなわち、絶縁プレート４０は、リングパネル３０の筒型の延在方向に延びて配設されている。
【００２５】
リングパネル３０の上側および下側の開口側の端面には、図１に示すように、リング状のカバープレート（カバー部材）５０がそれぞれ設けられている。このカバープレート５０は、リングパネル３０の開口側の両端面に形成されたねじ孔３３（図６参照）と螺合する複数のボルト５１によって取り付けられている。カバープレート５０のリング状の内側部分５０ａの直径は、リングパネル３０の内周面３０ａの直径よりも小さく、下節柱１０および上節柱２０の外周面１０ａ，２０ａの外径よりも大きくなるように形成されている。
【００２６】
上節柱２０の外周面２０ａとリングパネル３０の内周面３０ａとの隙間に配置された絶縁プレート４０は、図８に示す長手方向の一端部４０ａがリングパネル３０の上端部に取り付けられたカバープレート５０と接し、絶縁プレート４０の長手方向の他端部（下端部）４０ｂが上節柱２０のフランジ部２０ｃと接している。同様に、下節柱１０の外周面１０ａとリングパネル３０の内周面３０ａとの隙間に配設された絶縁プレート４０は、図８に示す長手方向の一端部４０ａがリングパネル３０の下端部に取り付けられたカバープレート５０と接し、絶縁プレート４０の長手方向の他端部４０ｂが下節柱１０のフランジ部１０ｃと接している。
【００２７】
リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの隙間には、絶縁プレート４０が配設された状態で、モルタル６０が打設されている（図２参照）。このモルタル６０は、リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの隙間に充填された後、リングパネル３０の上側内部３２ａ側からプレート１１の貫通孔１２を通って下側内部３２ｂ側に流動し、リングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａとの隙間に流動する。これにより、リングパネル３０と下節柱１０、およびリングパネル３０と上節柱２０がモルタル６０によって固着されている。
【００２８】
さらに、リングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａとの隙間、およびリングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの隙間にある絶縁プレート４０も、モルタル６０によって固着されている。すなわち、リングパネル３０と下節柱１０、およびリングパネル３０と上節柱２０は、その間に絶縁プレート４０が介在した状態でモルタル６０によって固着されており、かつ、各隙間内にモルタル６０によって絶縁プレート４０が固着されることでそれぞれが結合している。
【００２９】
モルタル６０は、リングパネル３０の両側の開口の位置まで打設されている。そして、絶縁プレート４０の把持部４３は、リングパネル３０の開口側に形成されたモルタル６０の外表面から突出している。
【００３０】
また、リングパネル３０の外周面３０ｂには、梁６５を支持するための支持部材３１が設けられている。この支持部材３１には、横方向に延びる梁６５を周知の技術で接合することができるようになっている。なお、同様な構造によって、斜め方向に延びるブレースなどもリングパネル３０に接合することができる。すなわち、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０によって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０および上節柱２０とともに、梁６５やブレースを接合する。また、下節柱１０または上節柱２０のいずれか一方にリングパネル３０を固着することで梁６５やブレースを接合するようにしてもよい。なお、図１１に示すように、梁６５（ブレース）を支持せずに下節柱１０および上節柱２０を接合する構造であってもよい。
【００３１】
本発明の実施の形態に係る躯体接合構造は、以下の手順によって組み立てることができる。（１）下節柱１０を鉛直方に向けて建てる。下節柱１０の上側接合端部には、予め複数の絶縁プレート４０を下節柱１０の外周面１０ａの円周方向に沿って配置し、結束線で巻きつけておく。（２）リングパネル３０の一方の開口を下側に向け、リングパネル３０を下節柱１０の上側接合端部に被せるようにして取り付ける。（３）上節柱２０をリングパネル３０の上側の開口から挿入する。（４）リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの間に、絶縁プレート４０を挿入する。絶縁プレート４０は、下節柱１０の外周面１０ａの円周方向に沿って並設しつつ、リングパネル３０の筒型の延在方向に延びるように長手方向がリングパネル３０の開口から上節柱２０の延在する方向に向いて配置する。（５）カバープレート５０を複数のボルト５１を用いてリングパネル３０の開口側の両端面にそれぞれ取り付ける。（６）リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの隙間にモルタル６０を充填する。モルタル６０は、上側内部３２ａの隙間からプレート１１の貫通孔１２を通って下側内部３２ｂの隙間に流動してゆき、リングパネル３０と下節柱１０、およびリングパネル３０と上節柱２０を結合させる。
【００３２】
上述のように組み立てられた躯体接合構造では、例えば、リングパネル３０から下節柱１０または上節柱２０を引き抜こうとする力が作用したときに、図１０に示すように、絶縁プレート４０の一端部４０ａがカバープレート５０と当接するとともに、絶縁プレート４０の他端部４０ｂがフランジ部１０ｃまたはフランジ部２０ｃと当接することにより、絶縁プレート４０が引き抜き力に対して抵抗する（図１０の抵抗力Ｐ）ようになる。また、打設したモルタル６０が、抵抗力Ｐによって絶縁プレート４０が座屈しようとするのを抑えるように作用する。
【００３３】
他方、地震による曲げ力が下節柱１０または上節柱２０に作用した場合、打設したモルタル６０がリングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａまたは上節柱２０の外周面２０ａとの間に作用する圧縮する力に対して抵抗するようになる。
【００３４】
本発明の実施の形態に係る躯体接合構造は、以下の手順によって解体することができる。（１）複数のボルト５１を取り外して、カバープレート５０をリングパネル３０の開口側の両端面からそれぞれ取り外す。（２）リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの間に介在する複数の絶縁プレート４０をモルタル６０の付着力に抗して引き抜く。絶縁プレート４０を引き抜くときには、把持部４３の孔４３ａに引き抜き用の治具を取り付け、リングパネル３０の開口から上節柱２０の延在する方向に沿って上側に引き抜くようにする。（３）上節柱２０をリングパネル３０から引き抜く。（４）リングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａとの間に介在する複数の絶縁プレート４０をモルタル６０の付着力に抗して引き抜く。絶縁プレート４０を引き抜くときには、把持部４３の孔４３ａに引き抜き用の治具を取り付け、リングパネル３０の開口から下節柱１０の延在する方向に沿って下側に引き抜くようにする。（５）リングパネル３０を下節柱１０の上端部から引き抜く。
【００３５】
ここで、躯体接合構造の各部の寸法の一例を示すと、下節柱１０および上節柱２０の直径Ｄ１（図１参照）は約６００ｍｍ、下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０とのそれぞれが固着される長さＬ１（図１参照）は約４５０ｍｍ、絶縁プレート４０の幅寸法Ｌ２（図８参照）は約９０ｍｍ、打設されたモルタル６０の厚み（下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０との隙間）は約２０ｍｍである。絶縁プレート４０の長手方向の寸法Ｌ３（図８参照）は、Ｌ１と同等の長さに形成されている。上述の寸法で絶縁プレート４０および上節柱２０の引き抜き力を測定した結果、絶縁プレート４０を１枚引き抜くのに要した力は約６８６０Ｎであった。
【００３６】
一方、絶縁プレート４０を全く使用しない状態で、上節柱２０をリングパネル３０から引き抜こうとした場合、引き抜きに必要な力は、計算値で７５４ｋＮであるのに対し、絶縁プレート４０を１５枚用いて本実施の形態に係る躯体接合構造を組み立てた後に絶縁プレート４０を全て引き抜き、さらに上節柱２０をリングパネル３０から引き抜くときの引き抜き力を測定した結果、必要な引き抜き力は約９８００Ｎであった。また、引き抜き後の上節柱２０、リングパネル３０、絶縁プレート４０には損傷がなく解体することができ、全ての部材を再利用することができることが確認できた。
【００３７】
本発明の実施の形態１に係る躯体接合構造は、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０によって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０を延長する態様で下節柱１０と上節柱２０とを接合する躯体接合構造において、下節柱１０、上節柱２０またはリングパネル３０へのモルタル６０の付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁プレート（絶縁部材：棒状部材）４０を介在した。具体的に絶縁プレート４０は、リングパネル３０で覆う下節柱１０および上節柱２０の周囲に沿って複数並設されつつ、リングパネル３０の筒型の延在方向に延びて長手状に設けられて、前記隙間に充填したモルタル６０によって当該隙間内に固着され、その長手方向の端部（把持部４３）が隙間に充填したモルタル６０の外表面から突出している。
【００３８】
このため、通常時、リングパネル３０から下節柱１０または上節柱２０を引き抜こうとする力が作用した場合には、隙間に打設したモルタル６０が引き抜き力に抗する。他方、下節柱１０または上節柱２０に曲げ力が作用した場合には、隙間に打設したモルタル６０がリングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａまたは上節柱２０の外周面２０ａとの間に作用する圧縮する力に対して抵抗する。
【００３９】
特に、建物の解体時において、絶縁プレート４０の把持部４３を把持しモルタル６０の固着力に抗してリングパネル３０から絶縁プレート４０を引き抜くことで、隙間に打設したモルタル６０に引き抜いた絶縁プレート４０による空隙が周方向に沿って形成されることになる。この結果、絶縁プレート４０を引き抜いて形成された空隙によって下節柱１０とリングパネル３０との間、および上節柱２０とリングパネル３０との間で固まっているモルタル６０の周方向の断面積を小さくするので、下節柱１０とリングパネル３０、および上節柱２０とリングパネル３０がモルタル６０によって結合されている力（付着力）が減少する。すなわち、上記通常時と比較して小さい引き抜き力によって下節柱１０および上節柱２０をリングパネル３０から引き抜くことができる。従って、リングパネル３０を破壊することなく下節柱１０および上節柱２０を解体することができ、解体後の下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０とを共に再利用することができる。
【００４０】
絶縁プレート４０をリングパネル３０から引き抜くことができるのは、モルタル６０によって固着されている絶縁プレート４０の面積がモルタル６０によって固着されている下節柱１０および上節柱２０の接合端部の外周面１０ａ，２０ａの面積よりも小さいことによる。つまり、絶縁プレート４０の方がモルタル６０によって固定されている力が小さく、それぞれの絶縁プレート４０をリングパネル３０から引き抜くための引き抜き力の方が下節柱１０および上節柱２０をリングパネル３０から引き抜くための引き抜き力と比べて少なくてすむためである。このように、下節柱１０とリングパネル３０、および上節柱２０とリングパネル３０がモルタル６０によって結合されている力は、打設されたモルタル６０の周方向の断面積の大きさによって決まることになる。
【００４１】
なお、棒状部材として、絶縁プレート４０の替わりに、断面形状が丸形の棒状の絶縁部材８０（図１２−１および図１２−２参照）を用いることもできる。また、断面形状が長方形の平板の絶縁部材８１（図１３−１および図１３−２参照）、両側部を同じ方向に折り曲げた断面Ｕ字型の形状の絶縁部材８２（図１４−１および図１４−２参照）、または断面ほぼＨ字型の形状の絶縁部材８３（図１５−１および図１５−２参照）であってもかまわない。これにより、絶縁部材８０〜８３をモルタル６０から引き抜いて、モルタル６０の内部に絶縁部材８０〜８３の外形形状と同形状の空隙を形成することができる。
【００４２】
さらに、絶縁プレート４０（絶縁部材８０，８１，８２，８３）の外側に、グリスなどの潤滑剤を塗布してもよい。潤滑剤は、絶縁プレート４０（絶縁部材８０，８１，８２，８３）とモルタル６０との摩擦力を小さくして、絶縁プレート４０（絶縁部材８０，８１，８２，８３）の引き抜き力を小さくする。このため、絶縁プレート４０（絶縁部材８０，８１，８２，８３）を容易に引き抜けるようにすることができる。従って、躯体の解体性を向上させることができる。
【００４３】
ところで、下節柱１０とリングパネル３０との隙間に打設したモルタル６０は、カバープレート５０とフランジ部１０ｃとの間で、リングパネル３０から下節柱１０を引き抜こうとする力に対して抵抗する。同様に、上節柱２０とリングパネル３０との隙間に打設したモルタル６０は、カバープレート５０とフランジ部２０ｃとの間で、リングパネル３０から上節柱２０を引き抜こうとする力に対して抵抗する。すなわち、カバープレート５０を設けることによって、当該カバープレート５０とフランジ部１０ｃ，２０ｃとの間で下節柱１０および上節柱２０をリングパネル３０から引き抜こうとする引き抜き力に抗することから、リングパネル３０の下側内部３２ｂへの下節柱１０の呑込み長さを抑えることが可能になり、リングパネル３０の上側内部３２ａへの上節柱２０の呑込み長さを抑えることが可能になる。この結果、カバープレート５０を設けることでリングパネル３０の筒型の延在寸法を小さくすることが可能になる。
【００４４】
逆に、リングパネル３０の下側内部３２ｂへの下節柱１０の呑込み長さ、およびリングパネル３０の上側内部３２ａへの上節柱２０の呑込み長さが十分に得られるように、リングパネル３０の筒型の延在寸法を大きくすれば、リングパネル３０の内周面３０ａとモルタル６０との摩擦力が有効に作用するため、カバープレート５０が無くても下節柱１０および上節柱２０の引き抜き力に抵抗することになる。
【００４５】
ここで、図１６〜図２６を参照して柱（ここでは上節柱２０を示す）のせん断力と柱２０の呑込み長さＬ1の関係を考察する。図１６は柱の抜け出しが生じる瞬間の接合内部（上側内部３２ａ）での力の作用状態を示す縦断面図、図１７は図１６で示す力の作用状態を示す平面図、図１８は図１６の円で囲む部分の拡大図、図１９〜図２２はＦＥＭ解析モデルを示す図、図２３は解析諸元を示す図、図２４は解析パラメータを示す図、図２５および図２６はＦＥＭ解析から得られた支圧領域の検討結果を示す図である。
【００４６】
図１６および図１７に示すように柱２０に生じるせん断力をＱｓとすると、Ｑｓの作用によって柱２０は、Ａ点を中心に回転し、そのときに生じる抵抗力として、リングパネル（外鋼管）３０の端部の支圧力ＮEと、当該支圧力ＮEによって生じる摩擦力μＮE、柱２０の端部の支圧力ＮC、さらに、リングパネル３０の端部のカバープレート５０による支圧力ＮBが作用するものとする。Ａ点回りの回転抵抗は、下記式（１）に示すように、これらの力にそれぞれの重心間距離を乗じた値の和となる。
【００４７】
【数１】
【００４８】
上記式（１）において、リングパネル（外鋼管）３０の端部の支圧力ＮEは、下記式（２）で示す。ここで、式（２）のＬEは０．５Ｌ1であり（後述のＦＥＭ解析結果から算出）、ＬPは柱２０からリングパネル３０へ投影した円弧の長さであり（図１７参照）、Ｆmはモルタル６０の圧縮強度である。
【００４９】
【数２】
【００５０】
また、上記式（１）において、柱２０の端部の支圧力ＮCは、下記式（３）で示す。ここで、式（３）のＬCは、０．１２Ｌ1（Ｌ1／Ｄ）-0.85である（後述のＦＥＭ解析結果から算出）。
【００５１】
【数３】
【００５２】
また、上記式（１）において、カバープレート５０による支圧力ＮBは、下記式（４）で示す。ここで、式（４）のｎはＬPの範囲内のボルト５１の本数であり、ＰBは１本のボルト５１の軸降伏耐力である。
【００５３】
【数４】
【００５４】
また、上記式（１）において、摩擦係数μは０．５とし、Ｌ2は柱２０のモーメント分布の反極点までの高さとする。
【００５５】
なお、上記躯体接合構造の接合部の場合は、リングパネル３０の端部の摩擦力μＮEと、柱２０の端部の支圧力ＮCとに対する重心間距離が無視できる値（ほとんど０）になるので、上記式（１）は、下記式（５）に示すように簡略化できる。
【００５６】
【数５】
【００５７】
また、上記式（２）の支圧力ＮEと、上記式（３）の支圧力ＮCＮBを算出する際に用いる有効領域および支圧応力分布は、ＦＥＭ解析（有限要素解析）によって算出した。ＦＥＭ解析モデルとしては、図１９および図２０に示す有効領域とし、図２１および図２２で示す支圧応力分布となる。また、解析諸元を図２３に示し、解析パラメータを図２４に示す。
【００５８】
そして、ＦＥＭ解析から得られた支圧領域の検討結果としては、図２５−１および図２５−２に示すようにリングパネル３０の端部側の支圧領域の高さＬEは、柱２０の呑込み長さＬ1が柱２０の径Ｄに対して０．７５〜１．２５の範囲でほぼ一定の値（柱２０の呑込み長さＬ1の半分）となる。また、図２６−１および図２６−２に示すように柱２０の端部側の支圧領域の高さＬCは、柱２０の呑込み長さＬ1が大きくなると当該ＬCも大きくなる傾向があることがわかる。また、支圧力ＮEとＮCとから摩擦力μＮEとμＮCとを算出する際に用いた摩擦係数μは、安全性を考慮して０．５を採用した。なお、カバープレート５０を省略する場合は、上記式（５）のＮBを０として算定する。
【００５９】
すなわち、カバープレート５０が無くても下節柱１０および上節柱２０の引き抜き力に抵抗するように、リングパネル３０の下側内部３２ｂへの下節柱１０の呑込み長さ、およびリングパネル３０の上側内部３２ａへの上節柱２０の呑込み長さを得ることができる。
【００６０】
［実施の形態２］
図２７は本発明の実施の形態２に係る躯体接合構造の縦断面図、図２８は図２７のＣ−Ｃから見た状態を示す断面図である。なお、以下に説明する実施の形態２において、上述した実施の形態１と同等部分には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
本実施の形態における躯体接合構造は、図２７および図２８に示すように、躯体としての下節柱１０と上節柱２０とをリングパネル３０を介して接合するものである。具体的には、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０によって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０を延長する態様で下節柱１０と上節柱２０とを接合する。特に、本実施の形態における躯体接合構造では、下節柱１０またはリングパネルへのモルタル６０の付着力、上節柱２０またはリングパネルへのモルタル６０の付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁部材７０を介在してある。
【００６２】
リングパネル３０の内周面３０ａには、図２７および図２８に示すように、絶縁シート（絶縁部材：シート状部材）７０が配設されている。絶縁シート７０は、リングパネル３０の周方向に沿って連続する態様でリングパネル３０の内周面３０ａのほぼ全域に貼り付けられている。すなわち、絶縁シート７０は、組み立てられた状態で、下節柱１０の外周面１０ａ、および上節柱２０の外周面２０ａに対向するようにリングパネル３０の筒型の延在方向に延びて配設されている。この絶縁シート７０は、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間の摩擦抵抗を低減する材料（例えばフッ素樹脂など）で形成されている。
【００６３】
本発明の実施の形態に係る躯体接合構造は、以下の手順によって組み立てることができる。（１）下節柱１０を鉛直方に向けて建てる。（２）リングパネル３０の一方の開口を下側に向け、リングパネル３０を下節柱１０の上側接合端部に被せるようにして取り付ける。リングパネル３０の内周面３０ａには、予め絶縁シート７０を配設しておく。（３）上節柱２０をリングパネル３０の上側の開口から挿入する。（４）カバープレート５０を複数のボルト５１を用いてリングパネル３０の開口側の両端面にそれぞれ取り付ける。（５）リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの隙間にモルタル６０を充填する。モルタル６０は、上側内部３２ａの隙間からプレート１１の貫通孔１２を通って下側内部３２ｂの隙間に流動してゆき、リングパネル３０と下節柱１０、およびリングパネル３０と上節柱２０を結合させる。
【００６４】
上述のように組み立てられた躯体接合構造では、例えば、リングパネル３０から下節柱１０または上節柱２０を引き抜こうとする力が作用したときに、下節柱１０とリングパネル３０との隙間に打設したモルタル６０が、カバープレート５０とフランジ部１０ｃとの間で、リングパネル３０から下節柱１０を引き抜こうとする力に対して抵抗する。同様に、上節柱２０とリングパネル３０との隙間に打設したモルタル６０が、カバープレート５０とフランジ部２０ｃとの間で、リングパネル３０から上節柱２０を引き抜こうとする力に対して抵抗する。
【００６５】
他方、地震による曲げ力が下節柱１０または上節柱２０に作用した場合、打設したモルタル６０がリングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａまたは上節柱２０の外周面２０ａとの間に作用する圧縮する力に対して抵抗するようになる。
【００６６】
本発明の実施の形態に係る躯体接合構造は、以下の手順によって解体することができる。（１）複数のボルト５１を取り外して、カバープレート５０をリングパネル３０の開口側の両端面からそれぞれ取り外す。（２）上節柱２０をリングパネル３０から引き抜く。このとき、モルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間は、絶縁シート７０によって摩擦抵抗が低減されている。すなわち、モルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間は、絶縁シート７０によってモルタル６０の付着力が抑えられているので、上節柱２０をリングパネル３０から引き抜く際には、上節柱２０およびモルタル６０が共にリングパネル３０から引き抜かれる。（３）リングパネル３０を下節柱１０の上端部から引き抜く。このとき、モルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間は、絶縁シート７０によって摩擦抵抗が低減されている。すなわち、モルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間は、絶縁シート７０によってモルタル６０の付着力が抑えられているので、リングパネル３０を下節柱１０から引き抜く際には、下節柱１０およびモルタル６０を共に残すようにしてリングパネル３０が引き抜かれる。
【００６７】
ここで、躯体接合構造の各部の寸法の一例を示すと、下節柱１０および上節柱２０の直径Ｄ１（図１参照）は約６００ｍｍ、下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０とのそれぞれが固着される長さＬ１（図１参照）は約４５０ｍｍ、絶縁プレート４０の幅寸法Ｌ２（図８参照）は約９０ｍｍ、打設されたモルタル６０の厚み（下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０との隙間）は約２０ｍｍである。このとき上節柱２０の引き抜き力を測定した結果、約２０ｋＮであった。一方、絶縁シート７０を全く使用しない状態で、上節柱２０をリングパネル３０から引き抜こうとした場合、引き抜きに必要な力は、計算値で７５４ｋＮであった。また、引き抜き後の上節柱２０、リングパネル３０には損傷がなく解体することができ、全ての部材を再利用することができることが確認できた。
【００６８】
本発明の実施の形態２に係る躯体接合構造は、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０によって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０を延長する態様で下節柱１０と上節柱２０とを接合する躯体接合構造において、下節柱１０、上節柱２０またはリングパネル３０へのモルタル６０の付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁シート（絶縁部材：シート状部材）７０を介在した。具体的に絶縁シート７０は、リングパネル３０の内周面３０ａに沿って配設されつつ、リングパネル３０の筒型の延在方向に延びて配設されて、前記隙間に充填したモルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間の摩擦抵抗を低減する。
【００６９】
このため、通常時、リングパネル３０から下節柱１０または上節柱２０を引き抜こうとする力が作用した場合には、隙間に打設したモルタル６０が引き抜き力に抗する。他方、下節柱１０または上節柱２０に曲げ力が作用した場合には、隙間に打設したモルタル６０がリングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａまたは上節柱２０の外周面２０ａとの間に作用する圧縮する力に対して抵抗する。
【００７０】
特に、建物の解体時においては、モルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間でのモルタル６０の付着力が絶縁シート７０によって抑えられているので、上記通常時と比較して小さい引き抜き力によって下節柱１０および上節柱２０をリングパネル３０から引き抜くことができる。従って、リングパネル３０を破壊することなく下節柱１０および上節柱２０を解体することができ、解体後の下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０とを共に再利用することができる。また、実施の形態１における絶縁プレート４０（８１，８２，８３，８４）を必要とせず構成が簡素であり施工を容易にすることができる。また、モルタルを打設する前に隙間が空いているので下節柱１０および上節柱２０の建て方時の施工誤差を吸収することができる。
【００７１】
なお、上述した全ての実施の形態においては、構造部材（躯体）として下節柱１０および上節柱２０を用いて説明したが、横方向へ延びる梁と、該梁を延長する態様で配置された延長梁とを接合する構造についても適用することができる。この場合、リングパネル３０の開口を横方向に向けて配置し、リングパネル３０の内部に梁および延長梁の端部をそれぞれ挿入し、絶縁プレート４０を横方向に引き抜き可能に取り付けるようにする。さらに、斜め方向に向けて延びるブレースについても本願の構造部材に含まれており、リングパネル３０の開口をブレースの延在方向に斜めに向けて配置することにより、同様に接合することができる。
【００７２】
また、下節柱１０および上節柱２０の形状を円筒形状として説明したが、角柱形状や、断面Ｈ型の鋼材であってもそれぞれ接合することができる。この場合、リングパネル３０の筒型形状における断面形状を角柱や断面Ｈ型の鋼材の外周面の形状に合わせて形成し、リングパネル３０の内周面と角柱や断面Ｈ型の鋼材の外周面との隙間を等間隔にする。この隙間に絶縁プレート４０を設けてモルタル６０を打設する。絶縁プレート４０は、リングパネル３０の開口から引き抜くことができるようにする。これにより、下節柱１０および上節柱２０の形状にかかわらず、躯体接合構造を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明に係る躯体接合構造は、建物の建築時に建物の柱と柱または梁と梁などの構造部材（躯体）を接合する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る躯体接合構造の縦断面図である。
【図２】図１に示した躯体接合構造の平面図である。
【図３】図１に示した下節柱および上節柱の縦断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂから見た状態を示す平面図である。
【図５】図３のＡ部を示す拡大図である。
【図６】図１に示したリングパネルの縦断面図である。
【図７】図６に示したリングパネルの平面図である。
【図８】図１に示した絶縁部材の正面図である。
【図９】図８に示した絶縁部材の平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る躯体接合構造の抵抗力を示す概要図である。
【図１１】他の実施の形態に係る躯体接合構造を正面から見た状態の断面図である。
【図１２−１】本発明の実施の形態に係る躯体接合構造に使用する絶縁部材の他の実施例を示す正面図である。
【図１２−２】図１２−１の平面図である。
【図１３−１】本発明の実施の形態に係る躯体接合構造に使用する絶縁部材の他の実施例を示す正面図である。
【図１３−２】図１３−１の平面図である。
【図１４−１】本発明の実施の形態に係る躯体接合構造に使用する絶縁部材の他の実施例を示す正面図である。
【図１４−２】図１４−１の平面図である。
【図１５−１】本発明の実施の形態に係る躯体接合構造に使用する絶縁部材の他の実施例を示す正面図である。
【図１５−２】図１５−１の平面図である。
【図１６】柱の抜け出しが生じる瞬間の接合内部での力の作用状態を示す縦断面図である。
【図１７】図１６で示す力の作用状態を示す平面図である。
【図１８】図１６の円で囲む部分の拡大図である。
【図１９】ＦＥＭ解析モデルを示す図である。
【図２０】ＦＥＭ解析モデルを示す図である。
【図２１】ＦＥＭ解析モデルを示す図である。
【図２２】ＦＥＭ解析モデルを示す図である。
【図２３】解析諸元を示す図である。
【図２４】解析パラメータを示す図である。
【図２５−１】リングパネルの端部側の支圧領域の高さを示す図である。
【図２５−２】リングパネルの端部側の支圧領域の高さを示す図である。
【図２６−１】柱の端部側の支圧領域の高さを示す図である。
【図２６−２】柱の端部側の支圧領域の高さを示す図である。
【図２７】本発明の実施の形態２に係る躯体接合構造の縦断面図である。
【図２８】図２７のＣ−Ｃから見た状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 下節柱
１０ａ 外周面
１０ｂ 端面
１０ｃ フランジ部
１１ プレート
１２ 貫通孔
２０ 上節柱
２０ａ 外周面
２０ｂ 端面
２０ｃ フランジ部
３０ リングパネル
３０ａ 内周面
３０ｂ 外周面
３１ 支持部材
３２ａ 上側内部
３２ｂ 下側内部
３３ ねじ孔
４０ 絶縁プレート（絶縁部材：棒状部材）
４０ａ 一端部
４０ｂ 他端部
４３ 把持部（長手方向の端部）
４３ａ 孔
５０ カバープレート（カバー部材）
５０ａ カバープレートの内側部分
５１ ボルト
６０ モルタル
６５ 梁
７０ 絶縁シート（絶縁部材：シート状部材）
８０，８１，８２，８３ 絶縁部材
Ｐ 抵抗力
Ｄ１ 下節柱および上節柱の直径
Ｌ１ リングパネルの固着長さ
Ｌ２ 絶縁プレートの幅寸法
Ｌ３ 絶縁プレートの長手方向の長さ寸法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば柱または梁として使用される建物の構造部材である躯体を接合するための躯体接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の柱と柱を現地で接合する場合には、現場溶接を必要とせずに柱を互いに接合することのできるリングパネル工法が用いられている。このリングパネル工法は、例えば、特許文献１に示すように、両端に開口を有する筒型形状のリングパネルのそれぞれの開口から２本の柱の接合端部をリングパネルの内部にそれぞれ挿入し、柱の外周面とリングパネルの内周面との間の全周に亘って等間隔に形成された隙間に無収縮モルタルを打設し、２本の柱とリングパネルとを固着することにより、リングパネルを介して２本の柱を接合するものである。この工法によれば、建築時に現場溶接を必要としないことの他に、打設した無収縮モルタルを建物の解体時に除去することにより柱の固着した部分を損傷させず、柱を再利用することができる点で優れている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１８４２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のリングパネル工法によって２本の柱とリングパネルとを無収縮モルタルで固着した場合には、建物を解体する際に、モルタルによって柱とリングパネルとが強く固着されているために、柱をリングパネルから引き抜くことができない。そのため、柱を損傷させずにリングパネルから取り出すためにはリングパネルを破壊しなければならなかった。従って、柱については再利用可能に解体することができるが、リングパネルについては再利用することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて、リングパネルを破壊することなくリングパネルから柱や梁などの構造部材（躯体）を引き抜くことによって、構造部材を再利用すると共に、リングパネルを再利用することができる躯体接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る躯体接合構造は、躯体の外周面を覆う筒型形状のリングパネルを用い、躯体とリングパネルとの間の隙間に充填したモルタルによって躯体にリングパネルを固着することで当該リングパネルを介して躯体同士を接合する躯体接合構造において、躯体またはリングパネルへのモルタルの付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁部材を介在したことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に係る躯体接合構造は、上記請求項１において、前記絶縁部材は、リングパネルで覆う躯体の周囲に沿って複数並設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて長手状に設けられて、前記隙間に充填したモルタルによって当該隙間内に固着され、その長手方向の端部が前記隙間に充填したモルタルの外表面から突出する棒状部材からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に係る躯体接合構造は、上記請求項１において、前記絶縁部材は、リングパネルの内周面に沿って配設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて配設されて、前記隙間に充填したモルタルとリングパネルの内周面側との間の摩擦抵抗を低減するシート状部材からなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に係る躯体接合構造は、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記リングパネルの開口部に、前記隙間に充填したモルタルの外表面に掛かるカバー部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る躯体接合構造では、躯体またはリングパネルへのモルタルの付着力を減らす態様で躯体とリングパネルとの間の隙間に絶縁部材を介在した。躯体を接合した通常時において、リングパネルから躯体を引き抜こうとする力が作用した場合には、隙間に打設したモルタルが引き抜き力に抗する。他方、躯体に曲げ力が作用した場合には、隙間に打設したモルタルがリングパネルの内周面と躯体の外周面との間に作用する圧縮する力に対して抵抗する。特に、建物の解体時においては、モルタルの付着力を減らす態様で躯体とリングパネルとの間の隙間に絶縁部材を介在してあるので、上記通常時と比較して小さい引き抜き力によって躯体をリングパネルから引き抜くことができる。従って、リングパネルを破壊することなく躯体を解体することができ、解体後の躯体とリングパネルとを共に再利用することができる。
【００１１】
また、絶縁部材は、リングパネルで覆う躯体の周囲に沿って複数並設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて長手状に設けられて、前記隙間に充填したモルタルによって当該隙間内に固着され、その長手方向の端部が前記隙間に充填したモルタルの外表面から突出する棒状部材からなる。このため、建物の解体時において、棒状部材の長手方向の端部を把持しモルタルの固着力に抗してリングパネルから棒状部材を引き抜くことで、隙間に打設したモルタルに対して引き抜いた棒状部材による空隙が周方向に沿って形成されることになる。この結果、棒状部材を引き抜いて形成された空隙によって躯体とリングパネルとの間で固まっているモルタルの周方向の断面積を小さくするので、躯体とリングパネルとがモルタルによって結合されている力（付着力）が減少する。すなわち、通常時と比較して小さい引き抜き力によって躯体をリングパネルから引き抜くことができる。従って、リングパネルを破壊することなく躯体を解体することができ、解体後の躯体とリングパネルとを共に再利用することができる。
【００１２】
また、絶縁部材は、リングパネルの内周面に沿って配設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて配設されて、前記隙間に充填したモルタルとリングパネルの内周面側との間の摩擦抵抗を低減するシート状部材からなる構成としてある。このため、建物の解体時において、モルタルとリングパネルの内周面側との間でのモルタルの付着力がシート状部材によって抑えられているので、通常時と比較して小さい引き抜き力によって躯体をリングパネルから引き抜くことができる。従って、リングパネルを破壊することなく躯体を解体することができ、解体後の躯体とリングパネルとを共に再利用することができる。
【００１３】
また、リングパネルの開口部に、前記隙間に充填したモルタルの外表面に掛かるカバー部材を設けたことにより、当該カバー部材がモルタルを介してリングパネルから躯体を引き抜こうとする力に対して抵抗する。このため、リングパネルへの躯体の呑込み長さを抑えることが可能になる。この結果、カバー部材を設けることでリングパネルの筒型の延在寸法を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る躯体接合構造の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る躯体接合構造の縦断面図を示し、図２は図１に示した躯体接合構造の平面図を示す。なお、本願で使用する「構造部材」とは、柱、梁またはブレースなどの骨組みに使用される躯体を総称して示すものである。
【００１６】
本実施の形態における躯体接合構造は、図１および図２に示すように、躯体としての下節柱１０と上節柱２０とをリングパネル３０を介して接合するものである。具体的には、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０によって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０を延長する態様で下節柱１０と上節柱２０とを接合する。特に、本実施の形態における躯体接合構造では、下節柱１０またはリングパネルへのモルタル６０の付着力、上節柱２０またはリングパネルへのモルタル６０の付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁部材４０を介在してある。
【００１７】
下節柱１０および上節柱２０は、図３に示すように、外径寸法がほぼ同一になるように円筒形状に形成されている。図３および図４に示すように下節柱１０は、その接合端部である端面１０ｂ付近に外周面１０ａの周方向に沿って連続して形成されたフランジ部１０ｃを有している。同様に、図３および図５に示すように上節柱２０は、その接合端部である端面２０ｂ付近に外周面２０ａの周方向に沿って連続して形成されたフランジ部２０ｃを有している。これらフランジ部１０ｃ，２０ｃは、例えば鉄筋を周方向に沿って溶接によって固定して形成してある。なお、フランジ部１０ｃ，２０ｃは、平板状のプレートを用いて構成することもできる。詳細には、平面側から見たプレートの外径形状を下節柱１０の外周面１０ａおよび上節柱２０の外周面２０ａの外径形状よりも大きく形成し、かつ、プレートの内径形状を下節柱１０の外周面１０ａおよび上節柱２０の外周面２０ａの外径形状とほぼ同じく形成する。そして、下節柱１０の端面１０ｂおよび上節柱２０の端面２０ｂにプレートをそれぞれ取り付ける。プレートの外周縁部は、下節柱１０の外周面１０ａおよび上節柱２０の外周面２０ａから径外方向に突出する態様で取り付けられ、これにより、フランジ部１０ｃ，２０ｃが形成される。
【００１８】
リングパネル３０は、図６および図７に示すように、両端が開口する筒型形状に形成されている。リングパネル３０の内周面３０ａの内径寸法は、下節柱１０および上節柱２０の外径寸法よりも大きくなるように形成されている。リングパネル３０の筒型形状の内部には、平板形状のプレート１１が設けられている。プレート１１は、リングパネル３０の両端の開口を上下方向に向けた状態で板面が上下方向に向くようにリングパネル３０の延在方向のほぼ中央に取り付けられている。プレート１１の外形形状は、図７に示すように、平面視において円形形状を基に形成されており、その外径寸法がリングパネル３０の内周面３０ａの内径寸法に対してほぼ同一になっている。そして、プレート１１は、外周部がリングパネル３０の内周面３０ａに対して溶接で取り付けられている。このため、プレート１１によってリングパネル３０の筒型形状の内部が上側内部３２ａと下側内部３２ｂとに区分けされている（図６参照）。
【００１９】
プレート１１の外周部分には、図７に示すように、プレート１１の板厚方向に貫通する貫通孔１２が形成されている。この貫通孔１２は、本実施の形態ではプレート１１の円周方向に沿って等間隔をおいて８個（複数）設けられている。
【００２０】
図１および図２に示すように下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０とが組み立てられた状態において、リングパネル３０は、両端の開口が上下方向に向けられて配設されている。下節柱１０は、その上側接合端部がリングパネル３０の下側内部３２ｂによって覆われる態様でリングパネル３０の内部に取り付けられている。下節柱１０の端面１０ｂは、リングパネル３０の下側内部３２ｂにおいてプレート１１の一方（下方）の板面と当接している。この当接により下節柱１０とリングパネル３０との上下方向の位置が決定されている。他方、リングパネル３０の上側の開口からは、上節柱２０の下側接合端部がリングパネル３０の上側内部３２ａに挿入されてリングパネル３０の内部に取り付けられている。上節柱２０の端面２０ｂは、リングパネル３０の上側内部３２ａにおいてプレート１１の他方（上方）の板面と当接している。この当接によりリングパネル３０と上節柱２０との上下方向の位置が決定されている。なお、プレート１１は、リングパネル３０に下節柱１０および上節柱２０を取り付ける際に使用されるものであるが、下節柱１０および上節柱２０の上下方向の位置をリングパネル３０の近辺に仮設した部材などで拘束することができれば、プレート１１を設けずにリングパネル３０を構成することもできる。
【００２１】
下節柱１０および上節柱２０は、それぞれ下節柱１０の上側接合端部の外周面１０ａおよび上節柱２０の下側接合端部の外周面２０ａが略面一になるように配置されている。リングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａとの間には、外周面１０ａの周方向に沿って全周に亘って等間隔に隙間が設けられており、同様に、リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの間にも外周面２０ａの周方向に沿って全周に亘って等間隔に隙間が設けられている。
【００２２】
下節柱１０の外周面１０ａとリングパネル３０の内周面３０ａとの隙間には、図１および図２に示すように、絶縁プレート（絶縁部材：棒状部材）４０が配設されている。絶縁プレート４０は、下節柱１０の外周面１０ａの周方向に沿って連続して複数並設されている。同様に、上節柱２０の外周面２０ａとリングパネル３０の内周面３０ａとの隙間にも、絶縁プレート４０が、上節柱２０の外周面２０ａの周方向に沿って複数連続して並設されている。この絶縁プレート４０は、外周面１０ａ，２０ａの周方向に沿って間隔を置いて並設することもできる。
【００２３】
絶縁プレート４０は、図８に示すように長手状に形成されている。また、絶縁プレート４０は、図９に示すように、平板状の部材の両側部がそれぞれ反対側に折り曲げられて断面略Ｓ字形状に形成されている。図８に示すように、絶縁プレート４０の長手方向の一端部（上端部）４０ａには、絶縁プレート４０の平板状の部材を長手方向に延長する態様で形成された把持部（長手方向の端部）４３が設けられている。把持部４３には、絶縁プレート４０の板厚方向に沿って把持部４３を貫通する孔４３ａが形成されている。
【００２４】
絶縁プレート４０は、図１に示すように、下節柱１０および上節柱２０が延在する方向に長手方向が沿うようにして配置されている。絶縁プレート４０の長手方向の長さ寸法Ｌ３（図８参照。把持部４３を除く）は、組み立てられた状態で、下節柱１０のフランジ部１０ｃの位置からリングパネル３０の開口までの長さＬ１（図１参照）とほぼ等しく形成されており、把持部４３は、リングパネル３０の開口側に位置し、リングパネル３０の開口からリングパネル３０の外側に向かって突出している。すなわち、絶縁プレート４０は、リングパネル３０の筒型の延在方向に延びて配設されている。
【００２５】
リングパネル３０の上側および下側の開口側の端面には、図１に示すように、リング状のカバープレート（カバー部材）５０がそれぞれ設けられている。このカバープレート５０は、リングパネル３０の開口側の両端面に形成されたねじ孔３３（図６参照）と螺合する複数のボルト５１によって取り付けられている。カバープレート５０のリング状の内側部分５０ａの直径は、リングパネル３０の内周面３０ａの直径よりも小さく、下節柱１０および上節柱２０の外周面１０ａ，２０ａの外径よりも大きくなるように形成されている。
【００２６】
上節柱２０の外周面２０ａとリングパネル３０の内周面３０ａとの隙間に配置された絶縁プレート４０は、図８に示す長手方向の一端部４０ａがリングパネル３０の上端部に取り付けられたカバープレート５０と接し、絶縁プレート４０の長手方向の他端部（下端部）４０ｂが上節柱２０のフランジ部２０ｃと接している。同様に、下節柱１０の外周面１０ａとリングパネル３０の内周面３０ａとの隙間に配設された絶縁プレート４０は、図８に示す長手方向の一端部４０ａがリングパネル３０の下端部に取り付けられたカバープレート５０と接し、絶縁プレート４０の長手方向の他端部４０ｂが下節柱１０のフランジ部１０ｃと接している。
【００２７】
リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの隙間には、絶縁プレート４０が配設された状態で、モルタル６０が打設されている（図２参照）。このモルタル６０は、リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの隙間に充填された後、リングパネル３０の上側内部３２ａ側からプレート１１の貫通孔１２を通って下側内部３２ｂ側に流動し、リングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａとの隙間に流動する。これにより、リングパネル３０と下節柱１０、およびリングパネル３０と上節柱２０がモルタル６０によって固着されている。
【００２８】
さらに、リングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａとの隙間、およびリングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの隙間にある絶縁プレート４０も、モルタル６０によって固着されている。すなわち、リングパネル３０と下節柱１０、およびリングパネル３０と上節柱２０は、その間に絶縁プレート４０が介在した状態でモルタル６０によって固着されており、かつ、各隙間内にモルタル６０によって絶縁プレート４０が固着されることでそれぞれが結合している。
【００２９】
モルタル６０は、リングパネル３０の両側の開口の位置まで打設されている。そして、絶縁プレート４０の把持部４３は、リングパネル３０の開口側に形成されたモルタル６０の外表面から突出している。
【００３０】
また、リングパネル３０の外周面３０ｂには、梁６５を支持するための支持部材３１が設けられている。この支持部材３１には、横方向に延びる梁６５を周知の技術で接合することができるようになっている。なお、同様な構造によって、斜め方向に延びるブレースなどもリングパネル３０に接合することができる。すなわち、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０によって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０および上節柱２０とともに、梁６５やブレースを接合する。また、下節柱１０または上節柱２０のいずれか一方にリングパネル３０を固着することで梁６５やブレースを接合するようにしてもよい。なお、図１１に示すように、梁６５（ブレース）を支持せずに下節柱１０および上節柱２０を接合する構造であってもよい。
【００３１】
本発明の実施の形態に係る躯体接合構造は、以下の手順によって組み立てることができる。（１）下節柱１０を鉛直方に向けて建てる。下節柱１０の上側接合端部には、予め複数の絶縁プレート４０を下節柱１０の外周面１０ａの円周方向に沿って配置し、結束線で巻きつけておく。（２）リングパネル３０の一方の開口を下側に向け、リングパネル３０を下節柱１０の上側接合端部に被せるようにして取り付ける。（３）上節柱２０をリングパネル３０の上側の開口から挿入する。（４）リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの間に、絶縁プレート４０を挿入する。絶縁プレート４０は、下節柱１０の外周面１０ａの円周方向に沿って並設しつつ、リングパネル３０の筒型の延在方向に延びるように長手方向がリングパネル３０の開口から上節柱２０の延在する方向に向いて配置する。（５）カバープレート５０を複数のボルト５１を用いてリングパネル３０の開口側の両端面にそれぞれ取り付ける。（６）リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの隙間にモルタル６０を充填する。モルタル６０は、上側内部３２ａの隙間からプレート１１の貫通孔１２を通って下側内部３２ｂの隙間に流動してゆき、リングパネル３０と下節柱１０、およびリングパネル３０と上節柱２０を結合させる。
【００３２】
上述のように組み立てられた躯体接合構造では、例えば、リングパネル３０から下節柱１０または上節柱２０を引き抜こうとする力が作用したときに、図１０に示すように、絶縁プレート４０の一端部４０ａがカバープレート５０と当接するとともに、絶縁プレート４０の他端部４０ｂがフランジ部１０ｃまたはフランジ部２０ｃと当接することにより、絶縁プレート４０が引き抜き力に対して抵抗する（図１０の抵抗力Ｐ）ようになる。また、打設したモルタル６０が、抵抗力Ｐによって絶縁プレート４０が座屈しようとするのを抑えるように作用する。
【００３３】
他方、地震による曲げ力が下節柱１０または上節柱２０に作用した場合、打設したモルタル６０がリングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａまたは上節柱２０の外周面２０ａとの間に作用する圧縮する力に対して抵抗するようになる。
【００３４】
本発明の実施の形態に係る躯体接合構造は、以下の手順によって解体することができる。（１）複数のボルト５１を取り外して、カバープレート５０をリングパネル３０の開口側の両端面からそれぞれ取り外す。（２）リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの間に介在する複数の絶縁プレート４０をモルタル６０の付着力に抗して引き抜く。絶縁プレート４０を引き抜くときには、把持部４３の孔４３ａに引き抜き用の治具を取り付け、リングパネル３０の開口から上節柱２０の延在する方向に沿って上側に引き抜くようにする。（３）上節柱２０をリングパネル３０から引き抜く。（４）リングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａとの間に介在する複数の絶縁プレート４０をモルタル６０の付着力に抗して引き抜く。絶縁プレート４０を引き抜くときには、把持部４３の孔４３ａに引き抜き用の治具を取り付け、リングパネル３０の開口から下節柱１０の延在する方向に沿って下側に引き抜くようにする。（５）リングパネル３０を下節柱１０の上端部から引き抜く。
【００３５】
ここで、躯体接合構造の各部の寸法の一例を示すと、下節柱１０および上節柱２０の直径Ｄ１（図１参照）は約６００ｍｍ、下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０とのそれぞれが固着される長さＬ１（図１参照）は約４５０ｍｍ、絶縁プレート４０の幅寸法Ｌ２（図８参照）は約９０ｍｍ、打設されたモルタル６０の厚み（下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０との隙間）は約２０ｍｍである。絶縁プレート４０の長手方向の寸法Ｌ３（図８参照）は、Ｌ１と同等の長さに形成されている。上述の寸法で絶縁プレート４０および上節柱２０の引き抜き力を測定した結果、絶縁プレート４０を１枚引き抜くのに要した力は約６８６０Ｎであった。
【００３６】
一方、絶縁プレート４０を全く使用しない状態で、上節柱２０をリングパネル３０から引き抜こうとした場合、引き抜きに必要な力は、計算値で７５４ｋＮであるのに対し、絶縁プレート４０を１５枚用いて本実施の形態に係る躯体接合構造を組み立てた後に絶縁プレート４０を全て引き抜き、さらに上節柱２０をリングパネル３０から引き抜くときの引き抜き力を測定した結果、必要な引き抜き力は約９８００Ｎであった。また、引き抜き後の上節柱２０、リングパネル３０、絶縁プレート４０には損傷がなく解体することができ、全ての部材を再利用することができることが確認できた。
【００３７】
本発明の実施の形態１に係る躯体接合構造は、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０によって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０を延長する態様で下節柱１０と上節柱２０とを接合する躯体接合構造において、下節柱１０、上節柱２０またはリングパネル３０へのモルタル６０の付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁プレート（絶縁部材：棒状部材）４０を介在した。具体的に絶縁プレート４０は、リングパネル３０で覆う下節柱１０および上節柱２０の周囲に沿って複数並設されつつ、リングパネル３０の筒型の延在方向に延びて長手状に設けられて、前記隙間に充填したモルタル６０によって当該隙間内に固着され、その長手方向の端部（把持部４３）が隙間に充填したモルタル６０の外表面から突出している。
【００３８】
このため、通常時、リングパネル３０から下節柱１０または上節柱２０を引き抜こうとする力が作用した場合には、隙間に打設したモルタル６０が引き抜き力に抗する。他方、下節柱１０または上節柱２０に曲げ力が作用した場合には、隙間に打設したモルタル６０がリングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａまたは上節柱２０の外周面２０ａとの間に作用する圧縮する力に対して抵抗する。
【００３９】
特に、建物の解体時において、絶縁プレート４０の把持部４３を把持しモルタル６０の固着力に抗してリングパネル３０から絶縁プレート４０を引き抜くことで、隙間に打設したモルタル６０に引き抜いた絶縁プレート４０による空隙が周方向に沿って形成されることになる。この結果、絶縁プレート４０を引き抜いて形成された空隙によって下節柱１０とリングパネル３０との間、および上節柱２０とリングパネル３０との間で固まっているモルタル６０の周方向の断面積を小さくするので、下節柱１０とリングパネル３０、および上節柱２０とリングパネル３０がモルタル６０によって結合されている力（付着力）が減少する。すなわち、上記通常時と比較して小さい引き抜き力によって下節柱１０および上節柱２０をリングパネル３０から引き抜くことができる。従って、リングパネル３０を破壊することなく下節柱１０および上節柱２０を解体することができ、解体後の下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０とを共に再利用することができる。
【００４０】
絶縁プレート４０をリングパネル３０から引き抜くことができるのは、モルタル６０によって固着されている絶縁プレート４０の面積がモルタル６０によって固着されている下節柱１０および上節柱２０の接合端部の外周面１０ａ，２０ａの面積よりも小さいことによる。つまり、絶縁プレート４０の方がモルタル６０によって固定されている力が小さく、それぞれの絶縁プレート４０をリングパネル３０から引き抜くための引き抜き力の方が下節柱１０および上節柱２０をリングパネル３０から引き抜くための引き抜き力と比べて少なくてすむためである。このように、下節柱１０とリングパネル３０、および上節柱２０とリングパネル３０がモルタル６０によって結合されている力は、打設されたモルタル６０の周方向の断面積の大きさによって決まることになる。
【００４１】
なお、棒状部材として、絶縁プレート４０の替わりに、断面形状が丸形の棒状の絶縁部材８０（図１２−１および図１２−２参照）を用いることもできる。また、断面形状が長方形の平板の絶縁部材８１（図１３−１および図１３−２参照）、両側部を同じ方向に折り曲げた断面Ｕ字型の形状の絶縁部材８２（図１４−１および図１４−２参照）、または断面ほぼＨ字型の形状の絶縁部材８３（図１５−１および図１５−２参照）であってもかまわない。これにより、絶縁部材８０〜８３をモルタル６０から引き抜いて、モルタル６０の内部に絶縁部材８０〜８３の外形形状と同形状の空隙を形成することができる。
【００４２】
さらに、絶縁プレート４０（絶縁部材８０，８１，８２，８３）の外側に、グリスなどの潤滑剤を塗布してもよい。潤滑剤は、絶縁プレート４０（絶縁部材８０，８１，８２，８３）とモルタル６０との摩擦力を小さくして、絶縁プレート４０（絶縁部材８０，８１，８２，８３）の引き抜き力を小さくする。このため、絶縁プレート４０（絶縁部材８０，８１，８２，８３）を容易に引き抜けるようにすることができる。従って、躯体の解体性を向上させることができる。
【００４３】
ところで、下節柱１０とリングパネル３０との隙間に打設したモルタル６０は、カバープレート５０とフランジ部１０ｃとの間で、リングパネル３０から下節柱１０を引き抜こうとする力に対して抵抗する。同様に、上節柱２０とリングパネル３０との隙間に打設したモルタル６０は、カバープレート５０とフランジ部２０ｃとの間で、リングパネル３０から上節柱２０を引き抜こうとする力に対して抵抗する。すなわち、カバープレート５０を設けることによって、当該カバープレート５０とフランジ部１０ｃ，２０ｃとの間で下節柱１０および上節柱２０をリングパネル３０から引き抜こうとする引き抜き力に抗することから、リングパネル３０の下側内部３２ｂへの下節柱１０の呑込み長さを抑えることが可能になり、リングパネル３０の上側内部３２ａへの上節柱２０の呑込み長さを抑えることが可能になる。この結果、カバープレート５０を設けることでリングパネル３０の筒型の延在寸法を小さくすることが可能になる。
【００４４】
逆に、リングパネル３０の下側内部３２ｂへの下節柱１０の呑込み長さ、およびリングパネル３０の上側内部３２ａへの上節柱２０の呑込み長さが十分に得られるように、リングパネル３０の筒型の延在寸法を大きくすれば、リングパネル３０の内周面３０ａとモルタル６０との摩擦力が有効に作用するため、カバープレート５０が無くても下節柱１０および上節柱２０の引き抜き力に抵抗することになる。
【００４５】
ここで、図１６〜図２６を参照して柱（ここでは上節柱２０を示す）のせん断力と柱２０の呑込み長さＬ1の関係を考察する。図１６は柱の抜け出しが生じる瞬間の接合内部（上側内部３２ａ）での力の作用状態を示す縦断面図、図１７は図１６で示す力の作用状態を示す平面図、図１８は図１６の円で囲む部分の拡大図、図１９〜図２２はＦＥＭ解析モデルを示す図、図２３は解析諸元を示す図、図２４は解析パラメータを示す図、図２５および図２６はＦＥＭ解析から得られた支圧領域の検討結果を示す図である。
【００４６】
図１６および図１７に示すように柱２０に生じるせん断力をＱｓとすると、Ｑｓの作用によって柱２０は、Ａ点を中心に回転し、そのときに生じる抵抗力として、リングパネル（外鋼管）３０の端部の支圧力ＮEと、当該支圧力ＮEによって生じる摩擦力μＮE、柱２０の端部の支圧力ＮC、さらに、リングパネル３０の端部のカバープレート５０による支圧力ＮBが作用するものとする。Ａ点回りの回転抵抗は、下記式（１）に示すように、これらの力にそれぞれの重心間距離を乗じた値の和となる。
【００４７】
【数１】
【００４８】
上記式（１）において、リングパネル（外鋼管）３０の端部の支圧力ＮEは、下記式（２）で示す。ここで、式（２）のＬEは０．５Ｌ1であり（後述のＦＥＭ解析結果から算出）、ＬPは柱２０からリングパネル３０へ投影した円弧の長さであり（図１７参照）、Ｆmはモルタル６０の圧縮強度である。
【００４９】
【数２】
【００５０】
また、上記式（１）において、柱２０の端部の支圧力ＮCは、下記式（３）で示す。ここで、式（３）のＬCは、０．１２Ｌ1（Ｌ1／Ｄ）-0.85である（後述のＦＥＭ解析結果から算出）。
【００５１】
【数３】
【００５２】
また、上記式（１）において、カバープレート５０による支圧力ＮBは、下記式（４）で示す。ここで、式（４）のｎはＬPの範囲内のボルト５１の本数であり、ＰBは１本のボルト５１の軸降伏耐力である。
【００５３】
【数４】
【００５４】
また、上記式（１）において、摩擦係数μは０．５とし、Ｌ2は柱２０のモーメント分布の反極点までの高さとする。
【００５５】
なお、上記躯体接合構造の接合部の場合は、リングパネル３０の端部の摩擦力μＮEと、柱２０の端部の支圧力ＮCとに対する重心間距離が無視できる値（ほとんど０）になるので、上記式（１）は、下記式（５）に示すように簡略化できる。
【００５６】
【数５】
【００５７】
また、上記式（２）の支圧力ＮEと、上記式（３）の支圧力ＮCＮBを算出する際に用いる有効領域および支圧応力分布は、ＦＥＭ解析（有限要素解析）によって算出した。ＦＥＭ解析モデルとしては、図１９および図２０に示す有効領域とし、図２１および図２２で示す支圧応力分布となる。また、解析諸元を図２３に示し、解析パラメータを図２４に示す。
【００５８】
そして、ＦＥＭ解析から得られた支圧領域の検討結果としては、図２５−１および図２５−２に示すようにリングパネル３０の端部側の支圧領域の高さＬEは、柱２０の呑込み長さＬ1が柱２０の径Ｄに対して０．７５〜１．２５の範囲でほぼ一定の値（柱２０の呑込み長さＬ1の半分）となる。また、図２６−１および図２６−２に示すように柱２０の端部側の支圧領域の高さＬCは、柱２０の呑込み長さＬ1が大きくなると当該ＬCも大きくなる傾向があることがわかる。また、支圧力ＮEとＮCとから摩擦力μＮEとμＮCとを算出する際に用いた摩擦係数μは、安全性を考慮して０．５を採用した。なお、カバープレート５０を省略する場合は、上記式（５）のＮBを０として算定する。
【００５９】
すなわち、カバープレート５０が無くても下節柱１０および上節柱２０の引き抜き力に抵抗するように、リングパネル３０の下側内部３２ｂへの下節柱１０の呑込み長さ、およびリングパネル３０の上側内部３２ａへの上節柱２０の呑込み長さを得ることができる。
【００６０】
［実施の形態２］
図２７は本発明の実施の形態２に係る躯体接合構造の縦断面図、図２８は図２７のＣ−Ｃから見た状態を示す断面図である。なお、以下に説明する実施の形態２において、上述した実施の形態１と同等部分には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
本実施の形態における躯体接合構造は、図２７および図２８に示すように、躯体としての下節柱１０と上節柱２０とをリングパネル３０を介して接合するものである。具体的には、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０によって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０を延長する態様で下節柱１０と上節柱２０とを接合する。特に、本実施の形態における躯体接合構造では、下節柱１０またはリングパネルへのモルタル６０の付着力、上節柱２０またはリングパネルへのモルタル６０の付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁部材７０を介在してある。
【００６２】
リングパネル３０の内周面３０ａには、図２７および図２８に示すように、絶縁シート（絶縁部材：シート状部材）７０が配設されている。絶縁シート７０は、リングパネル３０の周方向に沿って連続する態様でリングパネル３０の内周面３０ａのほぼ全域に貼り付けられている。すなわち、絶縁シート７０は、組み立てられた状態で、下節柱１０の外周面１０ａ、および上節柱２０の外周面２０ａに対向するようにリングパネル３０の筒型の延在方向に延びて配設されている。この絶縁シート７０は、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間の摩擦抵抗を低減する材料（例えばフッ素樹脂など）で形成されている。
【００６３】
本発明の実施の形態に係る躯体接合構造は、以下の手順によって組み立てることができる。（１）下節柱１０を鉛直方に向けて建てる。（２）リングパネル３０の一方の開口を下側に向け、リングパネル３０を下節柱１０の上側接合端部に被せるようにして取り付ける。リングパネル３０の内周面３０ａには、予め絶縁シート７０を配設しておく。（３）上節柱２０をリングパネル３０の上側の開口から挿入する。（４）カバープレート５０を複数のボルト５１を用いてリングパネル３０の開口側の両端面にそれぞれ取り付ける。（５）リングパネル３０の内周面３０ａと上節柱２０の外周面２０ａとの隙間にモルタル６０を充填する。モルタル６０は、上側内部３２ａの隙間からプレート１１の貫通孔１２を通って下側内部３２ｂの隙間に流動してゆき、リングパネル３０と下節柱１０、およびリングパネル３０と上節柱２０を結合させる。
【００６４】
上述のように組み立てられた躯体接合構造では、例えば、リングパネル３０から下節柱１０または上節柱２０を引き抜こうとする力が作用したときに、下節柱１０とリングパネル３０との隙間に打設したモルタル６０が、カバープレート５０とフランジ部１０ｃとの間で、リングパネル３０から下節柱１０を引き抜こうとする力に対して抵抗する。同様に、上節柱２０とリングパネル３０との隙間に打設したモルタル６０が、カバープレート５０とフランジ部２０ｃとの間で、リングパネル３０から上節柱２０を引き抜こうとする力に対して抵抗する。
【００６５】
他方、地震による曲げ力が下節柱１０または上節柱２０に作用した場合、打設したモルタル６０がリングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａまたは上節柱２０の外周面２０ａとの間に作用する圧縮する力に対して抵抗するようになる。
【００６６】
本発明の実施の形態に係る躯体接合構造は、以下の手順によって解体することができる。（１）複数のボルト５１を取り外して、カバープレート５０をリングパネル３０の開口側の両端面からそれぞれ取り外す。（２）上節柱２０をリングパネル３０から引き抜く。このとき、モルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間は、絶縁シート７０によって摩擦抵抗が低減されている。すなわち、モルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間は、絶縁シート７０によってモルタル６０の付着力が抑えられているので、上節柱２０をリングパネル３０から引き抜く際には、上節柱２０およびモルタル６０が共にリングパネル３０から引き抜かれる。（３）リングパネル３０を下節柱１０の上端部から引き抜く。このとき、モルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間は、絶縁シート７０によって摩擦抵抗が低減されている。すなわち、モルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間は、絶縁シート７０によってモルタル６０の付着力が抑えられているので、リングパネル３０を下節柱１０から引き抜く際には、下節柱１０およびモルタル６０を共に残すようにしてリングパネル３０が引き抜かれる。
【００６７】
ここで、躯体接合構造の各部の寸法の一例を示すと、下節柱１０および上節柱２０の直径Ｄ１（図１参照）は約６００ｍｍ、下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０とのそれぞれが固着される長さＬ１（図１参照）は約４５０ｍｍ、絶縁プレート４０の幅寸法Ｌ２（図８参照）は約９０ｍｍ、打設されたモルタル６０の厚み（下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０との隙間）は約２０ｍｍである。このとき上節柱２０の引き抜き力を測定した結果、約２０ｋＮであった。一方、絶縁シート７０を全く使用しない状態で、上節柱２０をリングパネル３０から引き抜こうとした場合、引き抜きに必要な力は、計算値で７５４ｋＮであった。また、引き抜き後の上節柱２０、リングパネル３０には損傷がなく解体することができ、全ての部材を再利用することができることが確認できた。
【００６８】
本発明の実施の形態２に係る躯体接合構造は、下節柱１０とリングパネル３０との間の隙間、および上節柱２０とリングパネル３０との間の隙間にそれぞれ充填したモルタル６０によって下節柱１０および上節柱２０にリングパネル３０を固着することで下節柱１０を延長する態様で下節柱１０と上節柱２０とを接合する躯体接合構造において、下節柱１０、上節柱２０またはリングパネル３０へのモルタル６０の付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁シート（絶縁部材：シート状部材）７０を介在した。具体的に絶縁シート７０は、リングパネル３０の内周面３０ａに沿って配設されつつ、リングパネル３０の筒型の延在方向に延びて配設されて、前記隙間に充填したモルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間の摩擦抵抗を低減する。
【００６９】
このため、通常時、リングパネル３０から下節柱１０または上節柱２０を引き抜こうとする力が作用した場合には、隙間に打設したモルタル６０が引き抜き力に抗する。他方、下節柱１０または上節柱２０に曲げ力が作用した場合には、隙間に打設したモルタル６０がリングパネル３０の内周面３０ａと下節柱１０の外周面１０ａまたは上節柱２０の外周面２０ａとの間に作用する圧縮する力に対して抵抗する。
【００７０】
特に、建物の解体時においては、モルタル６０とリングパネル３０の内周面３０ａ側との間でのモルタル６０の付着力が絶縁シート７０によって抑えられているので、上記通常時と比較して小さい引き抜き力によって下節柱１０および上節柱２０をリングパネル３０から引き抜くことができる。従って、リングパネル３０を破壊することなく下節柱１０および上節柱２０を解体することができ、解体後の下節柱１０および上節柱２０とリングパネル３０とを共に再利用することができる。また、実施の形態１における絶縁プレート４０（８１，８２，８３，８４）を必要とせず構成が簡素であり施工を容易にすることができる。また、モルタルを打設する前に隙間が空いているので下節柱１０および上節柱２０の建て方時の施工誤差を吸収することができる。
【００７１】
なお、上述した全ての実施の形態においては、構造部材（躯体）として下節柱１０および上節柱２０を用いて説明したが、横方向へ延びる梁と、該梁を延長する態様で配置された延長梁とを接合する構造についても適用することができる。この場合、リングパネル３０の開口を横方向に向けて配置し、リングパネル３０の内部に梁および延長梁の端部をそれぞれ挿入し、絶縁プレート４０を横方向に引き抜き可能に取り付けるようにする。さらに、斜め方向に向けて延びるブレースについても本願の構造部材に含まれており、リングパネル３０の開口をブレースの延在方向に斜めに向けて配置することにより、同様に接合することができる。
【００７２】
また、下節柱１０および上節柱２０の形状を円筒形状として説明したが、角柱形状や、断面Ｈ型の鋼材であってもそれぞれ接合することができる。この場合、リングパネル３０の筒型形状における断面形状を角柱や断面Ｈ型の鋼材の外周面の形状に合わせて形成し、リングパネル３０の内周面と角柱や断面Ｈ型の鋼材の外周面との隙間を等間隔にする。この隙間に絶縁プレート４０を設けてモルタル６０を打設する。絶縁プレート４０は、リングパネル３０の開口から引き抜くことができるようにする。これにより、下節柱１０および上節柱２０の形状にかかわらず、躯体接合構造を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明に係る躯体接合構造は、建物の建築時に建物の柱と柱または梁と梁などの構造部材（躯体）を接合する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る躯体接合構造の縦断面図である。
【図２】図１に示した躯体接合構造の平面図である。
【図３】図１に示した下節柱および上節柱の縦断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂから見た状態を示す平面図である。
【図５】図３のＡ部を示す拡大図である。
【図６】図１に示したリングパネルの縦断面図である。
【図７】図６に示したリングパネルの平面図である。
【図８】図１に示した絶縁部材の正面図である。
【図９】図８に示した絶縁部材の平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る躯体接合構造の抵抗力を示す概要図である。
【図１１】他の実施の形態に係る躯体接合構造を正面から見た状態の断面図である。
【図１２−１】本発明の実施の形態に係る躯体接合構造に使用する絶縁部材の他の実施例を示す正面図である。
【図１２−２】図１２−１の平面図である。
【図１３−１】本発明の実施の形態に係る躯体接合構造に使用する絶縁部材の他の実施例を示す正面図である。
【図１３−２】図１３−１の平面図である。
【図１４−１】本発明の実施の形態に係る躯体接合構造に使用する絶縁部材の他の実施例を示す正面図である。
【図１４−２】図１４−１の平面図である。
【図１５−１】本発明の実施の形態に係る躯体接合構造に使用する絶縁部材の他の実施例を示す正面図である。
【図１５−２】図１５−１の平面図である。
【図１６】柱の抜け出しが生じる瞬間の接合内部での力の作用状態を示す縦断面図である。
【図１７】図１６で示す力の作用状態を示す平面図である。
【図１８】図１６の円で囲む部分の拡大図である。
【図１９】ＦＥＭ解析モデルを示す図である。
【図２０】ＦＥＭ解析モデルを示す図である。
【図２１】ＦＥＭ解析モデルを示す図である。
【図２２】ＦＥＭ解析モデルを示す図である。
【図２３】解析諸元を示す図である。
【図２４】解析パラメータを示す図である。
【図２５−１】リングパネルの端部側の支圧領域の高さを示す図である。
【図２５−２】リングパネルの端部側の支圧領域の高さを示す図である。
【図２６−１】柱の端部側の支圧領域の高さを示す図である。
【図２６−２】柱の端部側の支圧領域の高さを示す図である。
【図２７】本発明の実施の形態２に係る躯体接合構造の縦断面図である。
【図２８】図２７のＣ−Ｃから見た状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 下節柱
１０ａ 外周面
１０ｂ 端面
１０ｃ フランジ部
１１ プレート
１２ 貫通孔
２０ 上節柱
２０ａ 外周面
２０ｂ 端面
２０ｃ フランジ部
３０ リングパネル
３０ａ 内周面
３０ｂ 外周面
３１ 支持部材
３２ａ 上側内部
３２ｂ 下側内部
３３ ねじ孔
４０ 絶縁プレート（絶縁部材：棒状部材）
４０ａ 一端部
４０ｂ 他端部
４３ 把持部（長手方向の端部）
４３ａ 孔
５０ カバープレート（カバー部材）
５０ａ カバープレートの内側部分
５１ ボルト
６０ モルタル
６５ 梁
７０ 絶縁シート（絶縁部材：シート状部材）
８０，８１，８２，８３ 絶縁部材
Ｐ 抵抗力
Ｄ１ 下節柱および上節柱の直径
Ｌ１ リングパネルの固着長さ
Ｌ２ 絶縁プレートの幅寸法
Ｌ３ 絶縁プレートの長手方向の長さ寸法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
躯体の外周面を覆う筒型形状のリングパネルを用い、躯体とリングパネルとの間の隙間に充填したモルタルによって躯体にリングパネルを固着することで当該リングパネルを介して躯体同士を接合する躯体接合構造において、
躯体またはリングパネルへのモルタルの付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁部材を介在したことを特徴とする躯体接合構造。
【請求項２】
前記絶縁部材は、リングパネルで覆う躯体の周囲に沿って複数並設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて長手状に設けられて、前記隙間に充填したモルタルによって当該隙間内に固着され、その長手方向の端部が前記隙間に充填したモルタルの外表面から突出する棒状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の躯体接合構造。
【請求項３】
前記絶縁部材は、リングパネルの内周面に沿って配設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて配設されて、前記隙間に充填したモルタルとリングパネルの内周面側との間の摩擦抵抗を低減するシート状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の躯体接合構造。
【請求項４】
前記リングパネルの開口部に、前記隙間に充填したモルタルの外表面に掛かるカバー部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の躯体接合構造。
【請求項１】
躯体の外周面を覆う筒型形状のリングパネルを用い、躯体とリングパネルとの間の隙間に充填したモルタルによって躯体にリングパネルを固着することで当該リングパネルを介して躯体同士を接合する躯体接合構造において、
躯体またはリングパネルへのモルタルの付着力を減らす態様で前記隙間に絶縁部材を介在したことを特徴とする躯体接合構造。
【請求項２】
前記絶縁部材は、リングパネルで覆う躯体の周囲に沿って複数並設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて長手状に設けられて、前記隙間に充填したモルタルによって当該隙間内に固着され、その長手方向の端部が前記隙間に充填したモルタルの外表面から突出する棒状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の躯体接合構造。
【請求項３】
前記絶縁部材は、リングパネルの内周面に沿って配設されつつリングパネルの筒型の延在方向に延びて配設されて、前記隙間に充填したモルタルとリングパネルの内周面側との間の摩擦抵抗を低減するシート状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の躯体接合構造。
【請求項４】
前記リングパネルの開口部に、前記隙間に充填したモルタルの外表面に掛かるカバー部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の躯体接合構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２−１】
【図１２−２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４−１】
【図１４−２】
【図１５−１】
【図１５−２】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２３】
【図２４】
【図２５−１】
【図２５−２】
【図２６−１】
【図２６−２】
【図２７】
【図２８】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２−１】
【図１２−２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４−１】
【図１４−２】
【図１５−１】
【図１５−２】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２３】
【図２４】
【図２５−１】
【図２５−２】
【図２６−１】
【図２６−２】
【図２７】
【図２８】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００７−１６５７７（Ｐ２００７−１６５７７Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６０６８８（Ｐ２００５−２６０６８８）
【出願日】平成１７年９月８日（２００５．９．８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月８日（２００５．９．８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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