JP2000054485A - 鉄骨構造の柱・梁接合用ハンチプレート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンチプレートとフランジとの接続部におけ
る応力集中を回避して、亀裂や脆性的破断の発生を抑制
することができるとともに、さらに柱せいが狭い鉄骨構
造にも適用することができる鉄骨構造の柱・梁接合用ハ
ンチプレートを提供する。 【解決手段】 鉄骨構造の柱２とＨ形鋼梁１のフランジ
１ａとに溶接されて、これらの柱とＨ形鋼梁とを連結す
るハンチプレートにおいて、フランジ１ａとの接合部分
に、厚さ寸法がフランジの厚さとほぼ等しい平行部１１
を設け、この平行部１１に、柱２に接合される端部１０
ａへ向けて漸次その厚さ寸法が増大するハンチ部１２を
一体に連設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨構造の柱と梁
との接合部に設けられて、この接合部における脆性破断
を防止するようにしたハンチプレートに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄骨構造における梁は、図３に
符号１で示すようなＨ形鋼が広く用いられており、上記
梁１の一対のフランジ１ａを、それぞれの端部において
柱２へ溶接することにより上記鉄骨構造を構成するよう
にしている。

【０００３】一方、このような鉄骨構造においては、上
記梁１の端部における塑性変形能力を保証するために、
最大耐力時に梁１の端部にある程度の長さの塑性変形領
域Ｚを確保する必要がある。このような塑性化領域ｚ
は、通常梁せいの１／２〜１倍程度と言われている。し
たがって、図３に示すような応力勾配を有するモーメン
ト分布を想定した場合、梁１の端部に上記塑性変形領域
Ｚを確保すると、上記梁１の接続端部におけるモーメン
トの値は、全塑性モーメントＭｐのα倍となり、このα
の値は、梁スパンＬや梁せい、あるいは鋼材の種類など
によって異なるが、通常、α≧１．３が必要とされてい
る。

【０００４】そこで、従来このような塑性変形領域Ｚを
確保するために、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、上
記梁１のフランジ１ａの端部を、上記柱２へ向けて漸次
幅広となる台形状のハンチプレート３に置き換え、この
ハンチプレート３の短辺部分を上記フランジ１ａの端縁
に溶接（Ｗ）するとともに、長辺部分３ａを上記柱２へ
溶接（Ｗ）し、さらにその裏面側をウエブ１ｂに溶接す
ることにより、このハンチプレート３を介して上記梁１
と柱２とを連結し、上記梁１と柱２との連結部分の断面
積を増大させて、上記梁１の端部における耐力を高める
構造が採用されている。

【０００５】ちなみに、梁１が組立Ｈ形鋼である場合に
は、上記フランジ１ａを形成する平鋼を、ハンチプレー
ト３の長さ分短く形成してこのハンチプレート３の取り
付けスペースを確保し、また上記梁１が圧延Ｈ形鋼であ
る場合には、上記梁１のフランジ１ａの端部を必要とす
る長さ分だけ切断除去してハンチプレート３の取り付け
スペースを確保し、当該スペースに上記ハンチプレート
３を溶接している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
台形状のハンチプレート３を用いて塑性変形領域Ｚを確
保するようにした構成を採った場合には、上記ハンチプ
レート３とフランジ１ａとを、ハンチプレート３の短辺
部分において溶接することになるが、当該短辺部分は、
梁１の長さ方向において断面積が大きく変化する箇所で
あって応力が集中する箇所であり、加えて溶接時におけ
る熱影響により、溶接部分Ｗ近傍の母材が脆くなってい
ることから、これらの複合作用によってハンチプレート
３とフランジ１ａとの溶接部分Ｗに亀裂が生じたり、あ
るいはこの溶接部分Ｗにおいて脆性的破断を生じること
が考えられる。

【０００７】そこで、本発明者等は、先に特願平９−３
４２２２７号において、上記従来のハンチプレートが有
する課題を解決し得るハンチプレートを提案した。この
ハンチプレートは、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、
Ｈ形鋼梁１のフランジ１ａと接合される側に、このフラ
ンジ１ａの幅とほぼ同一幅を有する平行部４を設け、こ
の平行部４に、その端部から鉄骨造の柱２へ向けて漸次
その幅が拡大するハンチ部５を一体に連設したものであ
る。

【０００８】上記構成からなるハンチプレート６によれ
ば、当該ハンチプレート６とフランジ１ａとの接合を、
断面形状が変化しないフランジ１ａと略同一幅を有する
平行部４において行なっているため、ハンチプレート６
とフランジ１ａとの溶接部Ｗにおける応力集中を少なく
することができ、よって当該溶接部Ｗにおける亀裂や脆
性破断の発生を抑制することができるとともに、この平
行部４に連なるハンチ部５は、その幅寸法が柱２に向け
て漸次増大するように形成されているため、梁における
塑性変形能力を十分に確保することができるといった顕
著な効果が得られる。

【０００９】ところが、上記従来のハンチプレート３、
６にあっては、いずれも長辺部分３ａ、６ａを柱２の幅
よりも広げることができないために、柱の幅が狭い鉄骨
構造には、適用することができないという欠点がある。

【００１０】本発明は、このような従来の鉄骨構造の柱
・梁接合用ハンチプレートが有する課題を有効に解決す
べくなされたもので、ハンチプレートとフランジとの接
続部における応力集中を回避して、亀裂や脆性的破断の
発生を抑制することができるとともに、さらに柱の幅が
狭い鉄骨構造にも適用することができる鉄骨構造の柱・
梁接合用ハンチプレートを提供することを目的とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の鉄骨構
造の柱・梁接合用ハンチプレートは、鉄骨構造の柱とＨ
形鋼梁のフランジとに溶接されて、これらの柱とＨ形鋼
梁とを連結するハンチプレートにおいて、上記フランジ
との接合部分に、厚さ寸法が上記フランジの厚さ寸法と
ほぼ等しい平行部を設け、この平行部に、柱に接合され
る端部へ向けて漸次その厚さ寸法が増大するハンチ部を
一体に連設したことを特徴とするものである。

【００１２】請求項１に記載の発明によれば、ハンチプ
レートとフランジとの溶接を、上記ハンチプレートに設
けられ上記フランジと略同一の厚さ寸法を有する平行部
の端部において行なっているので、溶接部における断面
形状の変化を無くして、ハンチプレートとフランジとの
接続部における応力集中を少なくすることができ、この
結果上記接続部における亀裂や脆性破断の発生を抑制す
ることができる。かかる観点から、上記ハンチプレート
の平行部とハンチ部との連続部分についても、応力集中
を緩和するためのアール処理を施せば、一層好適であ
る。

【００１３】加えて、上記平行部から柱との接合端部に
至るハンチ部を、柱側に向けて漸次肉厚になるように形
成しているので、当該ハンチ部の幅寸法を上記フランジ
および平行部と同一に形成した場合においても、柱側に
向けて断面積を次第に増大させることができる。この結
果、柱の幅が狭い鉄骨構造においても、柱との接続端部
近傍において、塑性化領域を確保するのに必要な耐力を
容易に得ることが可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１（ａ）〜（ｃ）および図２
（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る鉄骨構造の柱・梁接合
用ハンチプレートの一実施形態およびその変形例を示す
ものである。図１において、符号１０で示すハンチプレ
ートは、一方の端部１０ａが柱２に溶接されるととも
に、他方の端部１０ｂがＨ形鋼からなる梁１の上下部フ
ランジ１ａに溶接されることにより、これらの柱２とＨ
形鋼梁１とを連結し、上記梁１に曲げモーメントが作用
した際に、この梁１の両端部における塑性変形領域を確
保して、梁１の塑性変形能力を保持するものである。

【００１５】ここで、ハンチプレート１０は、上記梁１
と同一の材料によって形成された板状の部材で、フラン
ジ１ａとの接合部分に形成された幅寸法および厚さ寸法
がフランジ１ａの幅および厚さと等しい平行部１１と、
この平行部１１から柱２との接合端部１０ａへ向けて、
同一の幅寸法で、かつ漸次その厚さ寸法が増大するハン
チ部１２とが一体に形成されたものである。これによ
り、上記ハンチ部１２において、その断面積が平行部１
１側から柱２側に向けて次第に増加するようになってい
る。

【００１６】この平行部１１とハンチ部１２とは、例え
ば図２（ａ）に示すように、ハンチ部１２の板厚を、柱
２との接続端部１０ａに向けて直線状に増加させるとと
もに、平行部１１との境界付近にアール処理１３を施し
て、応力の集中を緩和させてもよく、あるいは同図
（ｂ）に示す変形例のように、ハンチ部１２全体の板厚
が、平行部１１側から柱２側に向けて連続的に凹曲線状
に増加するように形成してもよい。

【００１７】以上の構成からなるハンチプレート１０を
取り付けるには、梁１が組立Ｈ形鋼である場合には、フ
ランジ１ａを形成する平鋼を、ハンチプレート３の長さ
分短く形成してこのハンチプレート１０の取り付けスペ
ースを確保する。また、梁１が圧延Ｈ形鋼である場合に
は、梁１のフランジ１ａの端部を必要とする長さ分だけ
切断除去してハンチプレート１０の取り付けスペースを
確保する。そして、梁１の端部において、フランジ１ａ
の端部から突出するウエブ１ｂ上の上記スペースにハン
チプレート１０を載置し、その平行部１１側の端部１０
ｂをフランジ１ａの端部へ溶接（Ｗ）し、他方ハンチ部
１２側の端部１０ａを柱２に溶接（Ｗ）するとともに、
さらに裏面側に梁１のウエブ１ｂを溶接することによっ
て、この梁１に一体に固着する。

【００１８】上記ハンチプレート１０によれば、ハンチ
プレート１０に塑性変形を生じさせる荷重は、梁１のフ
ランジ１ａからハンチプレート１０の平行部１１を介し
てハンチ部１２に作用するが、これら平行部１１および
ハンチ部１２とフランジ１ａとの幅および厚さを略同一
に形成しているので、フランジ１ａとの溶接部（Ｗ）に
おける応力伝達面の面積変化を無くして、この溶接部
（Ｗ）に応力が集中することを抑制でき、よって当該溶
接部（Ｗ）における亀裂や脆性破断の発生を抑制するこ
とができる。また、応力伝達面の断面積が変化する平行
部１１とハンチ部１２との境界部分に溶接部が無く、し
かもこれらの間にアール処理を施しているので、当該境
界部分においても、亀裂や脆性破断を抑制することがで
きる。

【００１９】さらに、平行部１１から柱２との接合端部
１０ａに至るハンチ部１２を、柱２側に向けて漸次肉厚
になるように形成しているので、上記実施形態のように
ハンチ部１２の幅寸法をフランジ１ａおよび平行部１１
と同一に形成しても、ハンチプレート１０の断面積を柱
２側に向けて次第に増大させることができる。この結
果、柱の幅が狭い鉄骨構造においても、柱２との接続端
部近傍において、塑性化領域を確保するのに必要な耐力
を、容易かつ確実に得ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、ハンチプレートと梁のフランジとの溶接
を、上記ハンチプレートに設けたフランジとほぼ同一の
厚さ寸法を有する平行部を介して行なうことにより、上
記溶接部への作用応力を低減化させて、この溶接部にお
ける亀裂や脆性破断の発生を抑制することができる。ま
た、上記平行部から柱との接合端部に至るハンチ部を、
柱側に向けて漸次肉厚になるように形成しているので、
当該ハンチ部の幅寸法を上記フランジおよび平行部と同
一に形成した場合においても、柱側に向けて断面積を次
第に増大させることができ、よって柱の幅が狭い鉄骨構
造においても、柱との接続端部近傍において、塑性化領
域を確保するのに必要な耐力を容易に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄骨構造の柱・梁接合用ハンチプレー
トの一実施形態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）
は正面図、（ｃ）は側断面図である。

【図２】（ａ）は、図１のハンチプレートの形状を示す
側面図、（ｂ）は、その変形例を示す側面図である。

【図３】一般的な鉄骨構造およびその最大耐力時におけ
る梁の曲げモーメント分布図である。

【図４】従来の鉄骨構造の柱・梁接合用ハンチプレート
の一例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面
図、（ｃ）は側断面図である。

【図５】従来の他のハンチプレートを示すもので、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 梁 １ａ フランジ １ｂ ウエブ ２ 柱 １０ ハンチプレート １０ａ 柱側の接続端部 １０ｂ 梁側の接続端部 １１ 平行部 １２ ハンチ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄骨構造の柱とＨ形鋼梁のフランジとに
   溶接されて、これらの柱とＨ形鋼梁とを連結するハンチ
   プレートにおいて、上記フランジとの接合部分に、厚さ
   寸法が上記フランジの厚さ寸法とほぼ等しい平行部を設
   け、この平行部に、上記柱と接合される端部へ向けて漸
   次その厚さ寸法が増大するハンチ部を一体に連設したこ
   とを特徴とする鉄骨構造の柱・梁接合用ハンチプレー
   ト。