JP3035205U - 柱・梁接合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄骨構造建築物にも、鉄筋コンクリート柱と
鉄骨梁接合の混合構造にも使用できる柱・梁接合装置を
提供する。 【解決手段】 ２枚の露出型クロスプレート１、２と、
４枚の鋼板から構成されるボックス型柱梁交差部３と、
適宜の枚数の剪断接合プレート３２とを備える柱・梁接
合装置であって、あらかじめ前記ボックス型柱梁交差部
３の鋼板を露出型クロスプレート１、２および剪断接合
プレート３２に溶接しておいてから、ついで梁部材およ
び柱部材と接合させるものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、建築物の柱・梁（はしら・はり）接合装置に関する。さらに詳しく は鉄骨構造建築物の柱・梁の接合に使用できるとともに、鉄筋コンクリート柱と 鉄骨梁との接合という混合構造にも使用できる柱・梁接合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、鉄骨構造建築物については、柱を強く梁を弱くという基本的な設計原 則に基づいて、塑性ヒンジないし塑性的ヒンジである固定端がビーム端に発生す るようにしなければならない。そのためには、もしも塑性ヒンジがビームフラン ジ上に発生したばあいに、柱・梁接合が鉄骨梁のフランジに発生する大きな応力 に抵抗できるだけの強度を備えるとともに、作用力を有効に柱へと伝達できるも のでなければならない。したがって、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、クロ スプレート１０、２０で補強する必要があった。すなわち、梁３０と柱４０との 交差部において、鉄骨梁のフランジに対応する位置に非露出式のクロスプレート １０または露出式クロスプレート２０を設けて、応力を有効に伝達する必要があ った。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、鉄骨柱の内部に露出しないようにクロスプレート１０を配設す ることは施工が困難なものとなるので、通常は非露出式のクロスプレート１０に ついては電気焼融溶接を行なったり、または露出式のクロスプレート２０につい ては柱を分割する方式によって電気溶接を行なっていた。電気焼融溶接は施工コ ストが高い上に品質コントロールが難しく、また、ビームフランジと柱面、およ びビームフランジエッジと露出型クロスプレートエッジは、いずれも溶接線ある いは母材が引っ張り作用力を受けると破断しやすいことは、大地震における鉄骨 構造の破損状況でもよく見かけられることであった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

これまでに、多くの学者や専門家が各種の柱・梁接合装置ならびに方法を開示 し、これらの装置あるいは施工方法によって柱・梁間において応力を有効に伝達 し、また施工コストを削減して施工効率を向上させようとしてきた。そこで、本 考案は、新規な柱・梁接合装置ならびに施工方式を開示するものであって、その 設計原理としては露出型クロスプレートを利用して鉄骨の柱・梁を有利に接合し 、従来の柱・梁接合方式と異なる点は、露出型クロスプレートが柱面から外延さ れるビームフランジ接合プレートによって鉄骨梁のフランジを接合し、好ましく は、クロスプレート位置がビームフランジと異なる高さにあるので、ビームフラ ンジエッジを柱面またはクロスプレートエッジに直接溶接する必要がなく、鉄骨 梁のフランジ面とビームフランジ接合プレートの側面とを溶着、もしくはビーム フランジとビームフランジ接合プレートとをボルト接続することである。

【０００５】 すなわち、本考案の柱・梁接合装置は、４枚の鋼板を有するボックス型柱梁交 差部と、 前記ボックス型柱梁交差部を構成する鋼板の垂直面上に連結されるとともに、 複数個の開孔を有する剪断接合プレートと、 前記ボックス型柱梁交差部の上下２端に連結される露出型クロスプレートと、 前記した露出型クロスプレートの側方に連結される外延ビームフランジ接合プ レートと を具備することを特徴としている。

【０００６】 前記露出型クロスプレートが、ビームフランジと異なる高さに配置されるもの であるのが好ましい。

【０００７】 前記ボックス型柱梁交差部が、鋼管柱と鉄骨梁とをそれぞれ異なる部位に連結 するものであるのが好ましい。

【０００８】 前記ボックス型柱梁交差部が、４枚の鋼板を溶接して形成されるものであるの が好ましい。

【０００９】 前記ボックス型柱梁交差部が、一体成形された四角形または円形の鋼管である のが好ましい。

【００１０】 前記露出型クロスプレートが、外延ビームフランジ接合プレートを同一の鋼板 から成形したものであるのが好ましい。

【００１１】 前記外延ビームフランジ接合プレートが、任意の形状であるとともに、複数個 の開孔を穿設してボルト接続によりビームフランジと接合されるものであるのが 好ましい。

【００１２】 前記外延ビームフランジ接合プレートが、任意の形状であるとともに、溶接に よりビームフランジに接合されるものであるのが好ましい。

【００１３】 前記外延ビームフランジ接合プレートが、任意の形状であるとともに、複数個 の開孔を穿設し、かつ溶接およびボルトの両方によりビームフランジと接合され るものであるのが好ましい。

【００１４】 前記露出型クロスプレートが、いかなる開孔も具備しない平坦な形状であるの が好ましい。

【００１５】 前記露出型クロスプレートが、任意形状の開孔を具備したものであるのが好ま しい。

【００１６】 ビーム端のトルクが柱・梁接合部に伝達されるとき、前記したビームフランジ エッジを柱面またはクロスプレートエッジに接続する従来の柱・梁接合方式では 、その溶接線が大きな引張り作用力を受けることになるが、本考案にかかわる接 合装置においては、その接合方式が溶接またはボルト接続のいずれであっても、 溶接線またはボルトが、いずれも主に剪断力を受けることになるので、良好な靭 性を備えたものとすることができる。またクロスプレートの形状あるいは開孔に は多様なバリエーションが可能であり、鉄鋼柱構造または鉄筋コンクリート柱構 造あるいはコンクリート充填鋼管柱構造のいずれに対しても鉄骨梁との接合が可 能なものとなる。

【００１７】

【考案の実施の形態】

以下、本考案にかかわる好適な実施例を図面に基づいて説明する。

【００１８】 第１実施例 図１および図２とにおいて、本考案にかかわる柱・梁接合装置の第１実施例は 、露出型クロスプレート１、２と、ボックス型柱梁交差部３とを備えている。露 出型クロスプレート１は、１枚のほぼ正方形のクロスプレート本体１１と、複数 枚の長方形の外延ビームフランジ接合プレート１２とから構成されている。露出 型クロスプレート２も、露出型クロスプレート１と同様に、１枚のほぼ正方形の クロスプレート本体２１と、複数枚の長方形の外延ビームフランジ接合プレート ２２とから構成されている。ボックス型柱梁交差部３は、４枚の鋼板３１を溶接 によってボックス型に組み立てたものであり、各鋼板３１外面には剪断接合プレ ート３２が溶接により連結されている（図２参照）。ボックス型柱梁交差部３は 、露出型クロスプレート１、２と接合されるもので、すなわち鋼板３１の上エッ ジ３１１および下エッジ３１２を、露出型クロスプレート１および露出型クロス プレート２にそれぞれ溶接により接続する。この柱・梁接合装置と柱構造体との 接合は、露出型クロスプレート本体１１、２１を鉄骨柱（図示せず）に溶接する ことにより施工される。外延ビームフランジ接合プレート１２、２２には、適宜 の個数のボルト孔１２１、２２１を穿設して、鉄骨梁（ビーム）の上下フランジ （図示せず）とボルト接続し、剪断接合プレート３２もまたボルトまたは溶接に より鉄骨梁のウエブと接合させることができる。この第１実施例の組立状態を図 ２に示している。

【００１９】 第１実施例の第１変形例 図３において、この第１変形例の柱・梁接合装置は、上側のクロスプレート本 体１１に連接される外延ビームフランジ接合プレート１２（いずれも図１参照） を台形ビームフランジ接合プレート１３に変更し、かつ梁との接合方式も溶接に 変更したものである。ビームフランジ接合プレート１３の側面エッジ１３１を鉄 骨梁の上フランジ面に溶接し、下側のクロスプレート本体２１に連接される外延 ビームフランジ接合プレート２２（いずれも図１参照）を鉄骨梁の下フランジ面 に溶接することができる。

【００２０】 第１実施例の第２変形例 図４において、この第２変形例の柱・梁接合装置は、鉄骨梁との接合方式とし てボルト孔１２１でボルト接続すると同時に側面エッジ１２２を溶接するもので ある。

【００２１】 第２実施例 図５および図６において、本考案にかかわる柱・梁接合装置の第２実施例は、 露出型クロスプレート４、５と、ボックス型柱梁交差部３とを備えている。露出 型クロスプレート４は、クロスプレートエリア４１と、外延ビームフランジ接合 プレート４２とから構成されている。クロスプレートエリア４１は、第１実施例 のクロスプレート本体１１（図１参照）の４隅に切り欠き４１１を形成するとと もに、中央開口４１２と、この中央開口４１２を取り巻く複数個の小開口４１３ とを備えている。４つの切り欠き４１１の大きさは、ビームフランジ接合プレー ト４２の幅および鉄筋サイズの大小ならびにピッチによって決定されるものであ る。中央開口４１２は、生コンクリートの打ち込みに必要な大きさに設定される 。小開口４１３の位置および大きさは鉄筋の位置およびサイズによって決まる。 外延ビームフランジ接合プレート４２には、適宜の個数のボルト孔４２１を穿設 して、鉄骨梁のフランジとボルト接続できるようにしている。露出型クロスプレ ート５は、露出型クロスプレート４と同様に、クロスプレートエリア５１と、外 延ビームフランジ接合プレート５２とから構成され、クロスプレートエリア５１ がさらに切り欠き５１１と中央開口５１２と小開口５１３とを備えて、それぞれ の位置ならびに大きさも、露出型クロスプレート４と同様に決定されるものであ る。柱梁交差部３と剪断接合プレート３２とについては、第１実施例と同じなの で説明を省略する。この第２実施例の組立状態は図６に示されている。

【００２２】 第２実施例の第１変形例 図７において、この第１変形例の柱・梁接合装置は、図５のビームフランジ接 合プレート４２の形状を図示したビームフランジ接合プレート４３の形状に変更 するとともに、図５のボルト孔４２１をなくして、ビームフランジ接合プレート ４３の側面エッジ４３１をビームフランジ面に溶接するものである。

【００２３】 第２実施例の第２変形例 図８において、この第２変形例の柱・梁接合装置は、鉄骨梁との接合方式とし てボルト孔４２１でボルト接続すると同時に側面エッジ４２２を溶接するもので ある。

【００２４】 第３実施例 図９および図１０において、本考案にかかわる柱・梁接合装置の第３実施例は 、露出型クロスプレート６、７と、ボックス型柱梁交差部３とを備えている。ボ ックス型柱梁交差部３は、第１実施例と同じなので改めて説明しない。露出型ク ロスプレート６は、クロスプレートエリア６１と、外延ビームフランジ接合プレ ート６２とから構成されている。クロスプレートエリア６１は、第１実施例のク ロスプレート本体１１（図１参照）に複数個の開口６１１を穿設したものである 。この開口６１１の位置や大きさおよび数量は、生コンクリート打ち込みに必要 なデータによって決定される。外延ビームフランジ接合プレート６２には、適宜 の個数のボルト孔６２１を設けて、鉄骨梁のフランジにボルト接続する。露出型 クロスプレート７は、露出型クロスプレート６と同様に、クロスプレートエリア ７１と、外延ビームフランジ接合プレート７２とから構成され、クロスプレート エリア７１にはさらに開口７１１が穿設されている。この第３実施例の組立状態 は図１０に示されている。

【００２５】 第３実施例の第１変形例 図１１において、この第１変形例の柱・梁接合装置は、露出型クロスプレート ６１中の外延ビームフランジ接合プレート６２（いずれも図９参照）を台形また は比較的狭い長方形（図示せず）のビームフランジ接合プレート６３に変えたも のである。それとともに、図９のボルト孔６２１をなくして、ビームフランジ接 合プレートエッジ６３１を鉄骨梁のビームフランジに接合する。下側の露出型ク ロスプレート７の外延ビームフランジ接合プレート７２（いずれも図９参照）は 、長方形とすることで、下側のビームフランジの２本のエッジを溶接することが できる。

【００２６】 第３実施例の第２変形例 図１２において、この第２変形例の柱・梁接合装置は、鉄骨梁との接合方式と してボルト孔６２１でボルト接続すると同時に側面エッジ６２２を溶接するもの である。

【００２７】 第１応用例 図１３および図１〜４において、本考案にかかわる第１応用例の柱・梁接合装 置３００は、ボックス型柱梁交差部３の鋼板３１が、あらかじめ露出型クロスプ レート１と露出型クロスプレート２とのあいだに溶接されており、まず柱・梁接 合装置３００が柱１００と垂直方向において接合されるとともに、水平方向にお いて鉄骨梁２００と接合されるものである。柱・梁接合装置３００と柱１００と の接合は、柱１００の鋼板を露出型クロスプレート１および露出型クロスプレー ト２に溶接することによって行なわれる。柱梁交差部３の鋼板３１は、柱１００ の鋼板と上下方向において対応したものとなっているから、上層階の柱軸力を下 層階に伝達することができる。鉄骨梁２００との接合は、外延ビームフランジ接 合プレート１２がボルト孔１２１を利用して鉄骨梁２００の上下フランジにボル ト接続されるとともに、剪断接合プレート３２を介して鉄骨梁２００のウエブに ボルト接続されることによって行なわれる。ビーム端トルクが鉄骨梁２００から 柱・梁接合装置３００に伝達されるとき、ボルト孔１２１のボルト（図示せず） により剪断力が受け止められるので、適宜の数量のボルトを配置することによっ て、ビーム端トルクを柱１００に伝達することができる。

【００２８】 第２応用例 図１４および図５〜８において、本考案にかかわる第２応用例の柱・梁接合装 置３００は、鉄骨梁２００および鉄筋コンクリート柱４００と接合するものであ る。鉄筋コンクリート柱４００の鉄筋８１１が露出型クロスプレート４の開口４ １３を貫通し、鉄筋８１２が露出型クロスプレート４の切り欠き４１１に配設さ れ、鉄筋コンクリート柱４００のフープ筋８１３が柱・梁接合装置３００の上方 に配置されている。柱・梁接合装置３００のボックス型柱梁交差部３の鋼板３１ は、柱梁交差部位において鉄筋コンクリート柱４００の鉄筋８１１、８１２が必 要とする結束強度を保証するとともに、柱梁交差エリアの剪断力に耐えることが できる。鉄骨梁２００と柱・梁接合装置３００との接合は、ビームフランジ接合 プレート４３を利用して鉄骨梁２００のフランジにビームフランジ接合プレート エッジ４３１を溶接すると同時に、剪断接合プレート３２を鉄骨梁２００のウエ ブにボルト接続することによって行なわれる。

【００２９】 第３応用例 図１５および図９〜１２において、本考案にかかわる第３応用例の柱・梁接合 装置３００は、鋼鉄製の角形柱である鋼管柱１００（図示は一部破断表示）に対 して使用されるもので、細部については図９および図１０に示した柱・梁接合装 置と同じである。鋼管柱１００と鉄骨梁２００と柱・梁接合装置３００との接合 は、図１３の説明とほぼ同じであるので繰り返さないが、露出型クロスプレート ６、７には開口６１１、７１１を設けているので、生コンクリート９を鋼管柱１ ００および柱・梁接合装置３００の内部へ打設することが可能なものとなってい る。

【００３０】 本考案にかかわる好適な実施例を上記のように開示したが、本考案を限定する ためのものではなく、いかなる当業者も本考案の技術思想ならびに技術範囲にお いて、当然のことながら若干の変更や修飾をなすことができるものであるから、 本考案が保護されるべき範囲は実用新案登録請求の範囲に記載されたものを基準 とするものである。

【００３１】

【考案の効果】

以上の構成により、本考案にかかわる柱・梁接合装置は、その接合方式が溶接 またはボルト接続のいずれであっても、溶接線またはボルトが、いずれも主に剪 断力を受けることになるので、良好な靭性を備えたものとすることができる。ま たクロスプレートの形状あるいは開孔には多様なバリエーションが可能であり、 鉄鋼柱構造または鉄筋コンクリート柱構造またはコンクリート充填鋼管柱構造の いずれに対しても鉄骨梁との接合が可能なものとなる。したがって、本考案は、 簡単な構造によって、柱・梁間において応力を有効に伝達し、また施工コストを 削減して施工効率を向上させることができるので、産業上の利用価値が極めて高 いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかわる柱・梁接合装置の第１実施例
を示す斜視図である。

【図２】図１の柱・梁接合装置の組立状態を示す斜視図
である。

【図３】本考案にかかわる第１実施例の第１変形例を示
す斜視図である。

【図４】本考案にかかわる第１実施例の第２変形例を示
す斜視図である。

【図５】本考案にかかわる柱・梁接合装置の第２実施例
を示す斜視図である。

【図６】図５の柱・梁接合装置の組立状態を示す斜視図
である。

【図７】本考案にかかわる第２実施例の第１変形例を示
す斜視図である。

【図８】本考案にかかわる第２実施例の第２変形例を示
す斜視図である。

【図９】本考案にかかわる柱・梁接合装置の第３実施例
を示す斜視図である。

【図１０】図９の柱・梁接合装置の組立状態を示す斜視
図である。

【図１１】本考案にかかわる第３実施例の第１変形例を
示す斜視図である。

【図１２】本考案にかかわる第３実施例の第２変形例を
示す斜視図である。

【図１３】本考案にかかわる柱・梁接合装置の第１応用
例を示す斜視図である。

【図１４】本考案にかかわる柱・梁接合装置の第２応用
例を示す斜視図である。

【図１５】本考案にかかわる柱・梁接合装置の第３応用
例を示す斜視図である。

【図１６】従来の柱・梁接合構造を示す要部説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 露出型クロスプレート ２ 露出型クロスプレート ３ ボックス型柱梁交差部 ４ 露出型クロスプレート ５ 露出型クロスプレート ６ 露出型クロスプレート ７ 露出型クロスプレート １２ 外延ビームフランジ接合プレート ２２ 外延ビームフランジ接合プレート ３１ 鋼板 ３２ 剪断接合プレート ４２ 外延ビームフランジ接合プレート ５２ 外延ビームフランジ接合プレート ６２ 外延ビームフランジ接合プレート ７２ 外延ビームフランジ接合プレート ３００ 柱・梁接合装置

Claims (11)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４枚の鋼板を有するボックス型柱梁交差
   部と、 前記ボックス型柱梁交差部を構成する鋼板の垂直面上に
   連結されるとともに、複数個の開孔を有する剪断接合プ
   レートと、 前記ボックス型柱梁交差部の上下２端に連結される露出
   型クロスプレートと、 前記した露出型クロスプレートの側方に連結される外延
   ビームフランジ接合プレートとを具備することを特徴と
   する柱・梁接合装置。
2. 【請求項２】 前記露出型クロスプレートが、ビームフ
   ランジと異なる高さに配置されるものである請求項１記
   載の柱・梁接合装置。
3. 【請求項３】 前記ボックス型柱梁交差部が、鋼管柱と
   鉄骨梁とをそれぞれ異なる部位に連結するものである請
   求項１記載の柱・梁接合装置。
4. 【請求項４】 前記ボックス型柱梁交差部が、４枚の鋼
   板を溶接して形成されるものである請求項１記載の柱・
   梁接合装置。
5. 【請求項５】 前記ボックス型柱梁交差部が、一体成形
   された四角形または円形の鋼管である請求項１記載の柱
   ・梁接合装置。
6. 【請求項６】 前記露出型クロスプレートが、外延ビー
   ムフランジ接合プレートを同一の鋼板から成形したもの
   である請求項１記載の柱・梁接合装置。
7. 【請求項７】 前記外延ビームフランジ接合プレート
   が、任意の形状であるとともに、複数個の開孔を穿設し
   てボルト接続によりビームフランジと接合されるもので
   ある請求項１記載の柱・梁接合装置。
8. 【請求項８】 前記外延ビームフランジ接合プレート
   が、任意の形状であるとともに、溶接によりビームフラ
   ンジに接合されるものである請求項１記載の柱・梁接合
   装置。
9. 【請求項９】 前記外延ビームフランジ接合プレート
   が、任意の形状であるとともに、複数個の開孔を穿設
   し、かつ溶接およびボルトの両方によりビームフランジ
   と接合されるものである請求項１記載の柱・梁接合装
   置。
10. 【請求項１０】 前記露出型クロスプレートが、いかな
    る開孔も具備しない平坦な形状である請求項１記載の柱
    ・梁接合装置。
11. 【請求項１１】 前記露出型クロスプレートが、任意形
    状の開孔を具備したものである請求項１記載の柱・梁接
    合装置。