JP3129685B2 - 柱・梁の接合部構造 - Google Patents
柱・梁の接合部構造Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボックス柱(角形
鋼管)等の閉鎖形断面の鉄骨柱と、H形鋼等の上下フラ
ンジとウェブを有する鉄骨梁とを接合する柱・梁の接合
部構造に関するものである。
鋼管)等の閉鎖形断面の鉄骨柱と、H形鋼等の上下フラ
ンジとウェブを有する鉄骨梁とを接合する柱・梁の接合
部構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】角形鋼管からなる閉鎖形断面の鉄骨柱の
側面にH形鋼からなる鉄骨梁の接合端部を接合する場
合、一般に、次に示すような通しダイヤフラム形式、外
ダイヤフラム形式、内ダイヤフラム形式などの接合部構
造が採用されている。
側面にH形鋼からなる鉄骨梁の接合端部を接合する場
合、一般に、次に示すような通しダイヤフラム形式、外
ダイヤフラム形式、内ダイヤフラム形式などの接合部構
造が採用されている。
【0003】(1) 通しダイヤフラム形式 図20に示すように、角形鋼管からなる鉄骨柱1を上下
2箇所で切断して接合部50を形成し、この接合部50
の上下面にそれぞれ水平(通し)ダイヤフラム51を溶
接で取付けておき、この水平ダイヤフラム51の上下面
にそれぞれ鉄骨柱1を溶接で取付け、上下一対の水平ダ
イヤフラム51の端部に鉄骨梁2の上下フランジ2aを
突き合わせて溶接で取付けている。
2箇所で切断して接合部50を形成し、この接合部50
の上下面にそれぞれ水平(通し)ダイヤフラム51を溶
接で取付けておき、この水平ダイヤフラム51の上下面
にそれぞれ鉄骨柱1を溶接で取付け、上下一対の水平ダ
イヤフラム51の端部に鉄骨梁2の上下フランジ2aを
突き合わせて溶接で取付けている。
【0004】(2) 外ダイヤフラム形式 図21に示すように、鉄骨柱1の接合部に、上下フラン
ジとウェブからなる外ダイヤフラム60を溶接で取付け
る。外ダイヤフラム60は、隅部で切断して4分割し、
分割した部分同士を溶接で取付けると共に、各分割部分
をそれぞれ鉄骨柱1の側板に溶接で取付けている。な
お、鉄骨梁2は外ダイヤフラム60の先端にボルト接合
される。
ジとウェブからなる外ダイヤフラム60を溶接で取付け
る。外ダイヤフラム60は、隅部で切断して4分割し、
分割した部分同士を溶接で取付けると共に、各分割部分
をそれぞれ鉄骨柱1の側板に溶接で取付けている。な
お、鉄骨梁2は外ダイヤフラム60の先端にボルト接合
される。
【0005】(3) 内ダイヤフラム形式 図22に示すように、鉄骨柱1の接合部の中央部分を水
平に切断し、この切断部分から上下の鉄骨柱1の内部に
それぞれ内ダイヤフラム70を挿入して溶接で固定し、
その後に切断した上下の鉄骨柱1同士を溶接で固定し、
また上下一対の内ダイヤフラム70と鉄骨梁2の上下フ
ランジ2aが一致するように、鉄骨柱1の側面に鉄骨梁
2を溶接で取付けている。
平に切断し、この切断部分から上下の鉄骨柱1の内部に
それぞれ内ダイヤフラム70を挿入して溶接で固定し、
その後に切断した上下の鉄骨柱1同士を溶接で固定し、
また上下一対の内ダイヤフラム70と鉄骨梁2の上下フ
ランジ2aが一致するように、鉄骨柱1の側面に鉄骨梁
2を溶接で取付けている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来形式の接合部構造では、次のような問題点が
ある。
ような従来形式の接合部構造では、次のような問題点が
ある。
【0007】(1) 通しダイヤフラム形式 水平ダイヤフラム51と鉄骨柱1・接合部50との
溶接が4箇所、水平ダイヤフラム51と梁フランジ2a
の溶接が多数箇所と、溶接箇所が多く、応力が集中する
柱・梁接合部の耐力の信頼性は、溶接技術に依存するの
で、溶接の品質管理が製作上の最大のポイントとなる。
鉄骨柱1の鉛直方向の軸心を保ち、しかも鉄骨柱1
の側板の水平ダイヤフラム51を介しての食い違いを防
ぐための精度管理を含み、鉄骨製作での加工工数が多く
なる。 鉄骨柱1と水平ダイヤフラム51の溶接が多
いため、鉄骨柱1の長さ方向に溶接の収縮歪みが発生
し、その収縮量は鉄骨柱1の板厚により変化するので、
その予測は経験に基づく高度な技術が必要となる。
溶接が4箇所、水平ダイヤフラム51と梁フランジ2a
の溶接が多数箇所と、溶接箇所が多く、応力が集中する
柱・梁接合部の耐力の信頼性は、溶接技術に依存するの
で、溶接の品質管理が製作上の最大のポイントとなる。
鉄骨柱1の鉛直方向の軸心を保ち、しかも鉄骨柱1
の側板の水平ダイヤフラム51を介しての食い違いを防
ぐための精度管理を含み、鉄骨製作での加工工数が多く
なる。 鉄骨柱1と水平ダイヤフラム51の溶接が多
いため、鉄骨柱1の長さ方向に溶接の収縮歪みが発生
し、その収縮量は鉄骨柱1の板厚により変化するので、
その予測は経験に基づく高度な技術が必要となる。
【0008】(2) 外ダイヤフラム形式 この外ダイヤフラム形式は、通しダイヤフラム形式
と比較して力学的機能は満足されるが、隅柱や側柱の場
合には、図21(c) に示すように、外ダイヤフラム60
のフランジ部分60aが外側に突出して仕上げ材と干渉
するため、建築計画上の大きな制約となる。 図21
(d) に示すように、外ダイヤフラム60の各分割部分同
士の突き合わせ溶接、各分割部分の鉄骨柱1への溶接な
ど、溶接量が多く、溶接の品質管理と精度管理に伴う加
工工数は、通しダイヤフラム形式に準ずる。
と比較して力学的機能は満足されるが、隅柱や側柱の場
合には、図21(c) に示すように、外ダイヤフラム60
のフランジ部分60aが外側に突出して仕上げ材と干渉
するため、建築計画上の大きな制約となる。 図21
(d) に示すように、外ダイヤフラム60の各分割部分同
士の突き合わせ溶接、各分割部分の鉄骨柱1への溶接な
ど、溶接量が多く、溶接の品質管理と精度管理に伴う加
工工数は、通しダイヤフラム形式に準ずる。
【0009】(3) 内ダイヤフラム形式 図22(c) に示すように、鉄骨柱1の切断面から内
側に向かって内ダイヤフラム70を溶接するため、作業
性が極めて悪い。 また、上下の鉄骨柱1の切断面を
溶接して一体化するとき、内ダイヤフラム70の溶接歪
みのため、上下の鉄骨柱1の側板1a同士に目違いが生
じやすい。 内ダイヤフラム70は、鉄骨柱1の側板
1aを介して梁フランジ2aから加わる引張力あるいは
圧縮力を受け、図22(d) に示すように、段差があると
引張力T等に対して鉄骨柱1の側板1aが破断しやすい
ので、内ダイヤフラム70と梁フランジ2aは段差をな
くして同一レベルとなるようにしなければならない。こ
のため、内ダイヤフラム70の位置を外側に転写する等
の方法が採られるが、鉄骨柱1の切断面の突き合わせ溶
接による収縮の予測を誤ると、段差が生じやすい。
側に向かって内ダイヤフラム70を溶接するため、作業
性が極めて悪い。 また、上下の鉄骨柱1の切断面を
溶接して一体化するとき、内ダイヤフラム70の溶接歪
みのため、上下の鉄骨柱1の側板1a同士に目違いが生
じやすい。 内ダイヤフラム70は、鉄骨柱1の側板
1aを介して梁フランジ2aから加わる引張力あるいは
圧縮力を受け、図22(d) に示すように、段差があると
引張力T等に対して鉄骨柱1の側板1aが破断しやすい
ので、内ダイヤフラム70と梁フランジ2aは段差をな
くして同一レベルとなるようにしなければならない。こ
のため、内ダイヤフラム70の位置を外側に転写する等
の方法が採られるが、鉄骨柱1の切断面の突き合わせ溶
接による収縮の予測を誤ると、段差が生じやすい。
【0010】(4) 冷間成形角形鋼管の塑性化領域、溶接
部の問題 図23に示すのは、鉄骨柱1に最も多用されている冷間
成形角形鋼管の断面図であり、一般的な冷間曲げ成形で
製管された冷間成形角形鋼管の角部には、製管工程の曲
げ加工のために著しく塑性化した領域E(図の斜線部
分)が存在する。
部の問題 図23に示すのは、鉄骨柱1に最も多用されている冷間
成形角形鋼管の断面図であり、一般的な冷間曲げ成形で
製管された冷間成形角形鋼管の角部には、製管工程の曲
げ加工のために著しく塑性化した領域E(図の斜線部
分)が存在する。
【0011】前述した従来の通しダイヤフラム形式、外
ダイヤフラム形式、内ダイヤフラム形式では、何れもこ
の塑性化領域で鉄骨柱とダイヤフラムの溶接が行われて
いる。
ダイヤフラム形式、内ダイヤフラム形式では、何れもこ
の塑性化領域で鉄骨柱とダイヤフラムの溶接が行われて
いる。
【0012】鋼材の塑性化領域では、母材の衝撃値が低
く、溶接部の割れや脆性破壊が発生しやすいため、建物
が地震力や風圧力のような大きな外力を受けたときに、
柱・梁の接合部が塑性化領域の溶接部を起点として崩壊
する危険性がある。このような問題を解決する溶接技術
は、現在のところ確立されていない。
く、溶接部の割れや脆性破壊が発生しやすいため、建物
が地震力や風圧力のような大きな外力を受けたときに、
柱・梁の接合部が塑性化領域の溶接部を起点として崩壊
する危険性がある。このような問題を解決する溶接技術
は、現在のところ確立されていない。
【0013】また、上記問題とは別に、梁フランジを直
接溶接する通しダイヤフラム形式および内ダイヤフラム
形式においては、次のような問題がある。即ち、これら
の形式では、一般に突き合わせ溶接が用いられており、
この場合、図24に示すように、溶接の残留応力は溶接
線の方向にも存在し、梁フランジ2aが引張力を受けた
とき、この溶接部は、引張力の方向と、残留応力が存在
する引張力と直交する方向の溶接線方向とのいわゆる多
軸応力状態となって脆性破壊しやすい。これが原因とい
われる構造物の崩壊は、米国のノースリッジ地震で多く
見られ、溶接部の応力レベルを下げるため、梁フランジ
端に水平ハンチを設けたり、図24(b)、(c) に示すよ
うに、カバープレートを設ける等の措置が採られてい
る。
接溶接する通しダイヤフラム形式および内ダイヤフラム
形式においては、次のような問題がある。即ち、これら
の形式では、一般に突き合わせ溶接が用いられており、
この場合、図24に示すように、溶接の残留応力は溶接
線の方向にも存在し、梁フランジ2aが引張力を受けた
とき、この溶接部は、引張力の方向と、残留応力が存在
する引張力と直交する方向の溶接線方向とのいわゆる多
軸応力状態となって脆性破壊しやすい。これが原因とい
われる構造物の崩壊は、米国のノースリッジ地震で多く
見られ、溶接部の応力レベルを下げるため、梁フランジ
端に水平ハンチを設けたり、図24(b)、(c) に示すよ
うに、カバープレートを設ける等の措置が採られてい
る。
【0014】本発明は、前述のような問題点を解消すべ
くなされたもので、その目的は、従来のようなダイヤフ
ラムを用いることなく、鉄骨柱と鉄骨梁を容易にかつ剛
に接合することができる柱・梁の接合部構造を提供する
ことにある。
くなされたもので、その目的は、従来のようなダイヤフ
ラムを用いることなく、鉄骨柱と鉄骨梁を容易にかつ剛
に接合することができる柱・梁の接合部構造を提供する
ことにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、図1に示すように、閉鎖形断面の鉄骨
柱(角形鋼管からなるボックス柱など)の側面に、上下
フランジとウェブを有する鉄骨梁(H形鋼やI形鋼な
ど)の端部を接合するための接合部構造であり、かつ、
図2に示す隅柱,側柱,中柱のように1つの鉄骨柱に対
して鉄骨梁が互いに直交して取付く接合部構造におい
て、前記鉄骨梁の接合端部における上下フランジの両側
部に、内部にボルト部材挿通穴を有する接合金物を梁長
手方向と平行に固定し、前記鉄骨柱の接合部における側
板には前記接合金物の位置に対応させてボルト部材貫通
穴を穿設し、このボルト部材貫通穴に挿入して柱内部を
貫通させたボルト部材(ボルトや異形鋼棒など)の接合
端部を前記接合金物のボルト部材挿通穴に挿通させ、接
合金物から突出するボルト部材先端部にナットを取付け
て締め付けることにより、接合金物を鉄骨柱に緊結して
なり、図1,図3〜図8に示すように、一方向の鉄骨梁
に、前記ボルト部材挿通穴が穿設された筒部からなる一
穴の接合金物を使用し、他の方向の鉄骨梁に、上下一対
の筒部を連結部で一体的に連結してなる二穴の接合金物
を使用し、前記一穴の接合金物を一方向の鉄骨梁の両側
部に取付け、前記二穴の接合金物をその上下一対のボル
ト部材間に一穴の接合金物のボルト部材が添通するよう
に他の方向の鉄骨梁の両側部に取付けてなることを特徴
とする(請求項1:ボルト貫通タイプ)。
め、本発明では、図1に示すように、閉鎖形断面の鉄骨
柱(角形鋼管からなるボックス柱など)の側面に、上下
フランジとウェブを有する鉄骨梁(H形鋼やI形鋼な
ど)の端部を接合するための接合部構造であり、かつ、
図2に示す隅柱,側柱,中柱のように1つの鉄骨柱に対
して鉄骨梁が互いに直交して取付く接合部構造におい
て、前記鉄骨梁の接合端部における上下フランジの両側
部に、内部にボルト部材挿通穴を有する接合金物を梁長
手方向と平行に固定し、前記鉄骨柱の接合部における側
板には前記接合金物の位置に対応させてボルト部材貫通
穴を穿設し、このボルト部材貫通穴に挿入して柱内部を
貫通させたボルト部材(ボルトや異形鋼棒など)の接合
端部を前記接合金物のボルト部材挿通穴に挿通させ、接
合金物から突出するボルト部材先端部にナットを取付け
て締め付けることにより、接合金物を鉄骨柱に緊結して
なり、図1,図3〜図8に示すように、一方向の鉄骨梁
に、前記ボルト部材挿通穴が穿設された筒部からなる一
穴の接合金物を使用し、他の方向の鉄骨梁に、上下一対
の筒部を連結部で一体的に連結してなる二穴の接合金物
を使用し、前記一穴の接合金物を一方向の鉄骨梁の両側
部に取付け、前記二穴の接合金物をその上下一対のボル
ト部材間に一穴の接合金物のボルト部材が添通するよう
に他の方向の鉄骨梁の両側部に取付けてなることを特徴
とする(請求項1:ボルト貫通タイプ)。
【0016】前記柱・梁の接合部構造において、図9に
示すように、必要に応じて鉄骨柱の接合部を外側または
内側から補強板(L形鋼板など)により補強し、鉄骨柱
が冷間成形角形鋼管でその角部に鋼材の塑性化領域があ
る場合、鉄骨柱の角部以外の箇所で補強板の端部を鉄骨
柱に溶接またはボルト締めする(請求項2)。
示すように、必要に応じて鉄骨柱の接合部を外側または
内側から補強板(L形鋼板など)により補強し、鉄骨柱
が冷間成形角形鋼管でその角部に鋼材の塑性化領域があ
る場合、鉄骨柱の角部以外の箇所で補強板の端部を鉄骨
柱に溶接またはボルト締めする(請求項2)。
【0017】接合金物は、次のような構造の一穴接合金
物と二穴接合金物を用いることができる。図1(e) に示
すように、筒部が梁フランジの側部に直接固着されるも
の(一穴接合金物) 。図3、図4に示すように、筒部
と、この筒部から一体的に突出する脚部とからなり、脚
部が梁フランジの側部に固着されるもの(一穴接合金
物)。図5に示すように、ボルト間寸法Wを精度良く確
保できるように、梁フランジの左右両側に位置する筒部
と、この左右の筒部を一体的に連結する取付板部(左右
の脚部を一体化したもの)からなり、この取付板部が梁
フランジ面に添接されて溶接またはボルトで固定される
もの(一穴接合金物)。
物と二穴接合金物を用いることができる。図1(e) に示
すように、筒部が梁フランジの側部に直接固着されるも
の(一穴接合金物) 。図3、図4に示すように、筒部
と、この筒部から一体的に突出する脚部とからなり、脚
部が梁フランジの側部に固着されるもの(一穴接合金
物)。図5に示すように、ボルト間寸法Wを精度良く確
保できるように、梁フランジの左右両側に位置する筒部
と、この左右の筒部を一体的に連結する取付板部(左右
の脚部を一体化したもの)からなり、この取付板部が梁
フランジ面に添接されて溶接またはボルトで固定される
もの(一穴接合金物)。
【0018】図6、図7に示すように、上下一対の筒部
と、これら筒部同士を一体的に連結する連結部からな
り、連結部が梁フランジの側部に固着されるもの(二穴
接合金物)、あるいは上下一対の筒部と、これら筒部同
士を一体的に連結する連結部と、この連結部から一体的
に突出する脚部からなり、脚部が梁フランジの側部に固
着されるもの(二穴接合金物)。図8に示すように、ボ
ルト間寸法Wを精度良く確保できるように、梁フランジ
の左右両側に位置する上下一対の筒部と、この左右の上
下一対の筒部を一体的に連結する取付板部(左右の連結
部を一体化したもの)からなり、この取付板部が梁フラ
ンジ面に添接されて溶接またはボルトで固定されるもの
(二穴接合金物)。
と、これら筒部同士を一体的に連結する連結部からな
り、連結部が梁フランジの側部に固着されるもの(二穴
接合金物)、あるいは上下一対の筒部と、これら筒部同
士を一体的に連結する連結部と、この連結部から一体的
に突出する脚部からなり、脚部が梁フランジの側部に固
着されるもの(二穴接合金物)。図8に示すように、ボ
ルト間寸法Wを精度良く確保できるように、梁フランジ
の左右両側に位置する上下一対の筒部と、この左右の上
下一対の筒部を一体的に連結する取付板部(左右の連結
部を一体化したもの)からなり、この取付板部が梁フラ
ンジ面に添接されて溶接またはボルトで固定されるもの
(二穴接合金物)。
【0019】以上の柱・梁の接合部構造において、鉄骨
柱のボルト部材貫通穴(ボルト貫通タイプの場合)は、
図1、図9に示すように、鉄骨柱の角部の近傍に穿設す
る(請求項3)。
柱のボルト部材貫通穴(ボルト貫通タイプの場合)は、
図1、図9に示すように、鉄骨柱の角部の近傍に穿設す
る(請求項3)。
【0020】また、鉄骨梁の接合端部におけるウェブ
は、図1に示すように、鉄骨柱の接合部における側板に
固定されたガセットプレートにボルト接合される(請求
項4)。
は、図1に示すように、鉄骨柱の接合部における側板に
固定されたガセットプレートにボルト接合される(請求
項4)。
【0021】図1のようなボルト貫通タイプの場合、ボ
ルト部材は、両端にねじが切られたロッド状のボルト、
あるいはボルト頭付きのボルトを使用する(請求項
5)。
ルト部材は、両端にねじが切られたロッド状のボルト、
あるいはボルト頭付きのボルトを使用する(請求項
5)。
【0022】あるいは、図10に示すように、ボルト部
材に異形鋼棒を使用し、接合金物との間にグラウト材ま
たは接着材を充填する(請求項6)。
材に異形鋼棒を使用し、接合金物との間にグラウト材ま
たは接着材を充填する(請求項6)。
【0023】即ち、本発明においては、 (1) 鉄骨柱に従来のような水平ダイヤフラムを設けな
い。従って、鉄骨柱が冷間曲げ加工の角形鋼管の場合、
四隅の塑性化領域(溶接部割れや脆性破壊が発生しやす
い)に対する溶接を無くすことができる。なお、後述す
るように、接合ボルトを取付ける鉄骨柱を補強するため
に補強板を添設する場合でも、塑性化領域への溶接は避
けることができる。
い。従って、鉄骨柱が冷間曲げ加工の角形鋼管の場合、
四隅の塑性化領域(溶接部割れや脆性破壊が発生しやす
い)に対する溶接を無くすことができる。なお、後述す
るように、接合ボルトを取付ける鉄骨柱を補強するため
に補強板を添設する場合でも、塑性化領域への溶接は避
けることができる。
【0024】(2) 鉄骨柱を切断して柱・梁接合部を製作
しない。即ち、ダイヤフラムがないため、鉄骨柱を切っ
て工作する必要はない。従って、鉄骨柱の長さ方向の溶
接による縮みがないため、寸法精度を確保しやすい。
しない。即ち、ダイヤフラムがないため、鉄骨柱を切っ
て工作する必要はない。従って、鉄骨柱の長さ方向の溶
接による縮みがないため、寸法精度を確保しやすい。
【0025】(3) ボルト貫通タイプの場合、接合ボルト
を鉄骨柱に貫通させ、その接合端部を鉄骨梁の接合金物
の内部を挿通させ、その先端部にナットを取付けて締め
付けることで、鉄骨柱の両側あるいは片側の鉄骨梁を鉄
骨柱に固定する。従って、鉄骨柱と鉄骨梁とは溶接する
ことなく、鉄骨梁の接合金物の柱側端面が鉄骨柱の側板
に圧着される。鉄骨梁の上下フランジを前述のように緊
結すれば、鉄骨柱と鉄骨梁の接合部は剛に接合されるこ
とになる。なお、外柱(隅柱・側柱) の場合は、外側は
ナットか、ボルト頭が突出するだけで、コンパクトな柱
・梁接合部が得られる(ボルト貫通タイプの場合:図2
(a) 参照)。
を鉄骨柱に貫通させ、その接合端部を鉄骨梁の接合金物
の内部を挿通させ、その先端部にナットを取付けて締め
付けることで、鉄骨柱の両側あるいは片側の鉄骨梁を鉄
骨柱に固定する。従って、鉄骨柱と鉄骨梁とは溶接する
ことなく、鉄骨梁の接合金物の柱側端面が鉄骨柱の側板
に圧着される。鉄骨梁の上下フランジを前述のように緊
結すれば、鉄骨柱と鉄骨梁の接合部は剛に接合されるこ
とになる。なお、外柱(隅柱・側柱) の場合は、外側は
ナットか、ボルト頭が突出するだけで、コンパクトな柱
・梁接合部が得られる(ボルト貫通タイプの場合:図2
(a) 参照)。
【0026】(4) 鉄骨柱は穴明け加工のみで製品化で
き、必要に応じて外側または内側から補強する場合で
も、図9に示すように、補強板は、溶接の場合、鉄骨柱
の側板と溶接作業がしやすい隅肉溶接で施工することが
できる。なお、補強板の溶接箇所またはボルト締め箇所
は、鉄骨柱の四隅の塑性化領域を避けて行う。本発明で
は、接合金物、あるいは側柱ではナットまたはボルト頭
によって鉄骨柱の側板を支圧するので、耐力を確保する
ため、また曲げ加工した鉄骨柱の四隅の曲面部に接合ボ
ルトを挿通するとき、接合金物の接合端面が密着しやす
いように、図9に示すようなL形の鋼材(例えばアング
ル材)で補強を施す。この場合、補強板は、鉄骨柱に対
して溶接またはボルト締めしているので、接合ボルト
のボルト穴による鉄骨柱の側板の断面欠損を補うと共
に、支圧力による鉄骨柱の側板の面外曲げ耐力を強化
する。また、ボルト貫通タイプの場合、接合ボルトは
柱断面に対して直交方向に鉄骨柱を拘束するので、例え
ば一方向の支圧力に対して、これに直交する方向の接合
ボルトが鉄骨柱の側板の膨み出しを防ぐので、形状固定
効果により、柱と梁の接合部の耐力と剛性を確保するこ
とができる。このの作用・効果は前述の補強板を用い
ない場合でも同じである。この考え方を次に示す。
き、必要に応じて外側または内側から補強する場合で
も、図9に示すように、補強板は、溶接の場合、鉄骨柱
の側板と溶接作業がしやすい隅肉溶接で施工することが
できる。なお、補強板の溶接箇所またはボルト締め箇所
は、鉄骨柱の四隅の塑性化領域を避けて行う。本発明で
は、接合金物、あるいは側柱ではナットまたはボルト頭
によって鉄骨柱の側板を支圧するので、耐力を確保する
ため、また曲げ加工した鉄骨柱の四隅の曲面部に接合ボ
ルトを挿通するとき、接合金物の接合端面が密着しやす
いように、図9に示すようなL形の鋼材(例えばアング
ル材)で補強を施す。この場合、補強板は、鉄骨柱に対
して溶接またはボルト締めしているので、接合ボルト
のボルト穴による鉄骨柱の側板の断面欠損を補うと共
に、支圧力による鉄骨柱の側板の面外曲げ耐力を強化
する。また、ボルト貫通タイプの場合、接合ボルトは
柱断面に対して直交方向に鉄骨柱を拘束するので、例え
ば一方向の支圧力に対して、これに直交する方向の接合
ボルトが鉄骨柱の側板の膨み出しを防ぐので、形状固定
効果により、柱と梁の接合部の耐力と剛性を確保するこ
とができる。このの作用・効果は前述の補強板を用い
ない場合でも同じである。この考え方を次に示す。
【0027】図11に示すように、本発明による柱・梁
接合部の梁端に加わる応力は、曲げモーメントMと剪断
力Qである。今、曲げモーメントMに着目して応力伝達
メカニズムをみると、曲げモーメントMにより梁端フラ
ンジに引張力T、圧縮力Nが集中する。本発明では、接
合ボルトで締め付けることにより、接合ボルトに張力が
導入され、鉄骨柱の側板と接合金物は、圧着されていわ
ゆる引張接合状態である。従って、梁フランジに引張力
が加わると、この圧着部分の圧縮力は解除され、やがて
離間する。離間すると、接合ボルトには全引張力が加わ
り、反対側に梁がない側柱の場合には、ナットまたはボ
ルト頭、梁がある場合には、接合金物端面と、これに接
する鉄骨柱の側板に支圧力が加わる。
接合部の梁端に加わる応力は、曲げモーメントMと剪断
力Qである。今、曲げモーメントMに着目して応力伝達
メカニズムをみると、曲げモーメントMにより梁端フラ
ンジに引張力T、圧縮力Nが集中する。本発明では、接
合ボルトで締め付けることにより、接合ボルトに張力が
導入され、鉄骨柱の側板と接合金物は、圧着されていわ
ゆる引張接合状態である。従って、梁フランジに引張力
が加わると、この圧着部分の圧縮力は解除され、やがて
離間する。離間すると、接合ボルトには全引張力が加わ
り、反対側に梁がない側柱の場合には、ナットまたはボ
ルト頭、梁がある場合には、接合金物端面と、これに接
する鉄骨柱の側板に支圧力が加わる。
【0028】図11(A)は、鉛直荷重が加わった場
合、引張側の接合金物と鉄骨柱の側板が離間した状態で
の梁端曲げモーメントが伝達する経路を示したものであ
る。(イ)は鉛直荷重のときの立面図で、梁の上フラン
ジ面の接合ボルトは引張り合い、下フランジ面の接合ボ
ルトは鉄骨柱の側板面で圧縮し合う状態を示す。(ロ)
は鉄骨柱の上側の横断面図で、接合ボルトが引張り合う
状態を示す。左右の引張力が等しい場合は釣り合うが、
その値が違うときは、左右の引張力の差の分が、片側の
接合金物端面での支圧力となり、側柱のように片側の梁
がない場合は、その支圧力の大きさはTとなり、次の図
11(B)に準じた状態となる。(ハ)は鉄骨柱の下側
の横断面図で、鉄骨柱の側板面で圧縮し合う状態を示
す。この場合、(ニ)に示すように、圧縮力と直角方向
に鉄骨柱の側板が膨み出す変形が生じるが、本発明で
は、圧縮力に対して直交する方向に配設された接合金物
による接合ボルトが、この膨み出しを拘束することにな
る。
合、引張側の接合金物と鉄骨柱の側板が離間した状態で
の梁端曲げモーメントが伝達する経路を示したものであ
る。(イ)は鉛直荷重のときの立面図で、梁の上フラン
ジ面の接合ボルトは引張り合い、下フランジ面の接合ボ
ルトは鉄骨柱の側板面で圧縮し合う状態を示す。(ロ)
は鉄骨柱の上側の横断面図で、接合ボルトが引張り合う
状態を示す。左右の引張力が等しい場合は釣り合うが、
その値が違うときは、左右の引張力の差の分が、片側の
接合金物端面での支圧力となり、側柱のように片側の梁
がない場合は、その支圧力の大きさはTとなり、次の図
11(B)に準じた状態となる。(ハ)は鉄骨柱の下側
の横断面図で、鉄骨柱の側板面で圧縮し合う状態を示
す。この場合、(ニ)に示すように、圧縮力と直角方向
に鉄骨柱の側板が膨み出す変形が生じるが、本発明で
は、圧縮力に対して直交する方向に配設された接合金物
による接合ボルトが、この膨み出しを拘束することにな
る。
【0029】図11(B)は、骨組が地震力や風圧力に
よって大きな横力を受けたときの状態を示す。(イ)は
応力を示す立面図、(ロ)は梁フランジ上面での横断面
図で、右側の引張力と左側の圧縮力が加算されて鉄骨柱
の片側にT2 /2+N2 /2に相当する圧縮力が、それ
ぞれの接合ボルトを支持する接合金物によって鉄骨柱の
側板に加わる状態を示す。(ハ)は梁フランジ下面の鉄
骨柱の横断面図で、何れも鉄骨柱の片側の側板面に支圧
力を与える。従って、この応力による側方への膨み出し
は、前述と同様に、直交する方向に配設された接合金物
による接合ボルトが、この膨み出しを拘束することにな
る。
よって大きな横力を受けたときの状態を示す。(イ)は
応力を示す立面図、(ロ)は梁フランジ上面での横断面
図で、右側の引張力と左側の圧縮力が加算されて鉄骨柱
の片側にT2 /2+N2 /2に相当する圧縮力が、それ
ぞれの接合ボルトを支持する接合金物によって鉄骨柱の
側板に加わる状態を示す。(ハ)は梁フランジ下面の鉄
骨柱の横断面図で、何れも鉄骨柱の片側の側板面に支圧
力を与える。従って、この応力による側方への膨み出し
は、前述と同様に、直交する方向に配設された接合金物
による接合ボルトが、この膨み出しを拘束することにな
る。
【0030】以上述べたように、本発明においては、接
合ボルトに加わる引張力は、これを固定する接合金物と
鉄骨柱の側板面の圧着力が解除され離間した後は、終局
状態として鉄骨柱の片側の側板面に圧縮力を与えるメカ
ニズムである(ボルト貫通タイプ)。
合ボルトに加わる引張力は、これを固定する接合金物と
鉄骨柱の側板面の圧着力が解除され離間した後は、終局
状態として鉄骨柱の片側の側板面に圧縮力を与えるメカ
ニズムである(ボルト貫通タイプ)。
【0031】(5) ボルト貫通タイプにおいて、鉄骨柱の
両方向に鉄骨梁を同一レベルで取り付ける場合には、鉄
骨柱の内部を貫通する接合ボルトが互いに干渉しないよ
うに、一方向の接合金物を他の方向の接合金物に対して
接合ボルトの軸径以上だけずらしておけばよい。例え
ば、一方向の鉄骨梁に対しては、図3、図4、図5に示
すような一穴の接合金物、他の方向(前記梁に直交する
方向)の鉄骨梁に対しては、図6、図7、図8に示すよ
うな二穴の接合金物を使用し、一方向の接合ボルトが他
方向の上下一対の接合ボルトの間に位置させて、柱内部
での接合ボルトの相互の干渉を防止することができる。
両方向に鉄骨梁を同一レベルで取り付ける場合には、鉄
骨柱の内部を貫通する接合ボルトが互いに干渉しないよ
うに、一方向の接合金物を他の方向の接合金物に対して
接合ボルトの軸径以上だけずらしておけばよい。例え
ば、一方向の鉄骨梁に対しては、図3、図4、図5に示
すような一穴の接合金物、他の方向(前記梁に直交する
方向)の鉄骨梁に対しては、図6、図7、図8に示すよ
うな二穴の接合金物を使用し、一方向の接合ボルトが他
方向の上下一対の接合ボルトの間に位置させて、柱内部
での接合ボルトの相互の干渉を防止することができる。
【0032】(6) 本発明では、鉄骨柱の側板は接合金物
の柱側端面から支圧力を受けるので、側板に面外力を受
けることになる。従って、接合ボルトは鉄骨柱の角部近
くに位置させる方が、側板の面外曲げモーメントが小さ
くなるので、剛性確保(側板の凹み量を小さくする)た
めにも望ましい(図14、図19参照)。このために、
接合金物は、一穴接合金物の脚部の形状や長さを変え、
あるいは二穴接合金物の連結部を偏心させるなどして、
接合金物の筒部を梁フランジ幅より外側に配置すること
で、対応することができる。このように梁フランジ幅と
鉄骨柱の幅との関係から接合ボルト位置が対応できるよ
う接合金物が用意されている。また、接合ボルトの高さ
位置も同様に調整することができる。また、鉄骨梁のフ
ランジ幅や板厚を適宜選択することでも、接合ボルトの
フランジ幅方向位置と高さ位置を調整することができ
る。
の柱側端面から支圧力を受けるので、側板に面外力を受
けることになる。従って、接合ボルトは鉄骨柱の角部近
くに位置させる方が、側板の面外曲げモーメントが小さ
くなるので、剛性確保(側板の凹み量を小さくする)た
めにも望ましい(図14、図19参照)。このために、
接合金物は、一穴接合金物の脚部の形状や長さを変え、
あるいは二穴接合金物の連結部を偏心させるなどして、
接合金物の筒部を梁フランジ幅より外側に配置すること
で、対応することができる。このように梁フランジ幅と
鉄骨柱の幅との関係から接合ボルト位置が対応できるよ
う接合金物が用意されている。また、接合ボルトの高さ
位置も同様に調整することができる。また、鉄骨梁のフ
ランジ幅や板厚を適宜選択することでも、接合ボルトの
フランジ幅方向位置と高さ位置を調整することができ
る。
【0033】(7) 鉄骨梁のウェブは、ガセットプレート
等を用いて鉄骨柱の側板にボルト接合することで、鉄骨
梁に加わる剪断力を鉄骨柱に伝達することができる。
等を用いて鉄骨柱の側板にボルト接合することで、鉄骨
梁に加わる剪断力を鉄骨柱に伝達することができる。
【0034】(8) 図10に示すように、接合ボルトの代
わりに、軸部表面に凸部を有する異形鋼棒などを用い、
穴内部に凹部を有するカップラー状の接合金物と異形鋼
棒との間に充填したグラウト材または接着材で固定する
こともできる。
わりに、軸部表面に凸部を有する異形鋼棒などを用い、
穴内部に凹部を有するカップラー状の接合金物と異形鋼
棒との間に充填したグラウト材または接着材で固定する
こともできる。
【0035】(9) 本発明では、柱・梁接合部にダイヤフ
ラムがないため、コンクリートを容易に充填することが
できる。鉄骨柱を鋼管コンクリート造りとすることによ
り、柱・梁接合部の剛性はもとより、鉄骨柱自体の剛性
も大きくなるので、剛性の高い骨組を構成することがで
きる。
ラムがないため、コンクリートを容易に充填することが
できる。鉄骨柱を鋼管コンクリート造りとすることによ
り、柱・梁接合部の剛性はもとより、鉄骨柱自体の剛性
も大きくなるので、剛性の高い骨組を構成することがで
きる。
【0036】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施例に
基づいて説明する。図1〜図14は、ボルト貫通タイプ
の場合を示し、図15〜図19は、ワンサイドボルトタ
イプの場合を示す。図2に示すように、建物の柱には、
その設置位置により、隅柱(外柱)A、側柱B、中柱C
などがあり、図1は側柱Bに本発明の柱・梁の接合部構
造を適用した例である。この図1において、本発明の柱
・梁の接合部構造は、H形断面からなる鉄骨梁2の接合
端部における上下フランジ2aの両側部に溶接で取付け
られる接合金物3と、角形鋼管からなる鉄骨柱1の接合
部の内部を貫通し接合金物3を挿通する接合ボルト(高
力ボルト)4と、接合金物3から突出する接合ボルト4
の先端に取付けられて接合金物3を鉄骨柱1に緊結する
ナット5と、鉄骨柱1の側板1aに取付けられて鉄骨梁
2の接合端部におけるウェブ2bをボルト接合するガセ
ットプレート6などから構成されている。
基づいて説明する。図1〜図14は、ボルト貫通タイプ
の場合を示し、図15〜図19は、ワンサイドボルトタ
イプの場合を示す。図2に示すように、建物の柱には、
その設置位置により、隅柱(外柱)A、側柱B、中柱C
などがあり、図1は側柱Bに本発明の柱・梁の接合部構
造を適用した例である。この図1において、本発明の柱
・梁の接合部構造は、H形断面からなる鉄骨梁2の接合
端部における上下フランジ2aの両側部に溶接で取付け
られる接合金物3と、角形鋼管からなる鉄骨柱1の接合
部の内部を貫通し接合金物3を挿通する接合ボルト(高
力ボルト)4と、接合金物3から突出する接合ボルト4
の先端に取付けられて接合金物3を鉄骨柱1に緊結する
ナット5と、鉄骨柱1の側板1aに取付けられて鉄骨梁
2の接合端部におけるウェブ2bをボルト接合するガセ
ットプレート6などから構成されている。
【0037】接合金物3は、内部に接合ボルト4の端部
4aが挿通するボルト穴3aを有し、上下フランジ2a
の両側部に梁長手方向と平行に溶接で取り付けられる。
鉄骨柱1の接合部における側板1aには前記接合金物3
の位置に対応させてボルト貫通穴1bを穿設し、このボ
ルト貫通穴1bに接合ボルト4を挿入して柱内部を貫通
させる。側柱Bや中柱Cで鉄骨柱1の両側に鉄骨梁2が
取付く場合には、図示のように、ボルト頭付きのボルト
でもよいし、両端にねじの切られたロッド状の接合ボル
ト4を使用し、その両端部4aを接合金物3に挿通させ
て両締めとしてもよい。隅柱Aや側柱Bで鉄骨柱1の片
側のみに鉄骨梁2が取り付く場合には、ボルト頭付きの
接合ボルトを使用して先端にナット5を取付けて締め付
ける。
4aが挿通するボルト穴3aを有し、上下フランジ2a
の両側部に梁長手方向と平行に溶接で取り付けられる。
鉄骨柱1の接合部における側板1aには前記接合金物3
の位置に対応させてボルト貫通穴1bを穿設し、このボ
ルト貫通穴1bに接合ボルト4を挿入して柱内部を貫通
させる。側柱Bや中柱Cで鉄骨柱1の両側に鉄骨梁2が
取付く場合には、図示のように、ボルト頭付きのボルト
でもよいし、両端にねじの切られたロッド状の接合ボル
ト4を使用し、その両端部4aを接合金物3に挿通させ
て両締めとしてもよい。隅柱Aや側柱Bで鉄骨柱1の片
側のみに鉄骨梁2が取り付く場合には、ボルト頭付きの
接合ボルトを使用して先端にナット5を取付けて締め付
ける。
【0038】また、隅柱A、側柱B、中柱Cにおいて
は、鉄骨梁2が互いに直交して取付いており、各鉄骨梁
2が同一レベルで設置される場合には、鉄骨柱1の内部
で直交配設される接合ボルト4同士の干渉を避けるため
に、一方の接合金物3のボルト穴3aを他方の接合金物
3のボルト穴3aに対して接合ボルト4の軸径以上だけ
ずらしておけばよい。例えば、図1のように、一方の鉄
骨梁2に一穴の接合金物3−1を用い、これに直交する
他方の鉄骨梁2に二穴(双子)の接合金物3−2を用い
ればよい。この場合、二穴接合金物3−2に接続された
上下一対の接合ボルト4の間に一穴接合金物3−1の接
合ボルト4が挿通し、柱内部でのボルト相互の干渉が防
止される。また、工事現場でのボルトの挿通に当たって
は、柱の相対するボルト穴間にまたがって、予め鞘管を
柱外部から挿入してボルト穴部で固定し、これをガイド
としてボルトを挿通することができる。
は、鉄骨梁2が互いに直交して取付いており、各鉄骨梁
2が同一レベルで設置される場合には、鉄骨柱1の内部
で直交配設される接合ボルト4同士の干渉を避けるため
に、一方の接合金物3のボルト穴3aを他方の接合金物
3のボルト穴3aに対して接合ボルト4の軸径以上だけ
ずらしておけばよい。例えば、図1のように、一方の鉄
骨梁2に一穴の接合金物3−1を用い、これに直交する
他方の鉄骨梁2に二穴(双子)の接合金物3−2を用い
ればよい。この場合、二穴接合金物3−2に接続された
上下一対の接合ボルト4の間に一穴接合金物3−1の接
合ボルト4が挿通し、柱内部でのボルト相互の干渉が防
止される。また、工事現場でのボルトの挿通に当たって
は、柱の相対するボルト穴間にまたがって、予め鞘管を
柱外部から挿入してボルト穴部で固定し、これをガイド
としてボルトを挿通することができる。
【0039】図3、図4に示すのは、一穴の接合金物3
−1であり、ボルト穴3aが穿設された筒部7と、この
筒部から一体的に突出する脚部8からなり、脚部8が梁
フランジ2aの両側部に隅肉溶接9で固着される。接合
金物3−1の柱側の端部は、図3(b) 、(c) に示すよう
に、梁フランジ2a・ウェブ2bの端面より突出させ、
柱と梁の接合に際して、接合金物3−1の柱側端面のみ
が鉄骨柱1の側板1aに面タッチできるようにしてい
る。これにより、鉄骨梁2の柱側端面は切断したままの
状態でよく、平滑加工や溶接開先加工などを省くことが
できる。また、図4に示すように、脚部8の形状、取付
角度、あるいは長さを変えることにより、接合金物3−
1すなわち接合ボルト4の梁フランジ2aからの高さh
およびフランジ幅方向の設置間隔Wを適宜選択すること
ができる。
−1であり、ボルト穴3aが穿設された筒部7と、この
筒部から一体的に突出する脚部8からなり、脚部8が梁
フランジ2aの両側部に隅肉溶接9で固着される。接合
金物3−1の柱側の端部は、図3(b) 、(c) に示すよう
に、梁フランジ2a・ウェブ2bの端面より突出させ、
柱と梁の接合に際して、接合金物3−1の柱側端面のみ
が鉄骨柱1の側板1aに面タッチできるようにしてい
る。これにより、鉄骨梁2の柱側端面は切断したままの
状態でよく、平滑加工や溶接開先加工などを省くことが
できる。また、図4に示すように、脚部8の形状、取付
角度、あるいは長さを変えることにより、接合金物3−
1すなわち接合ボルト4の梁フランジ2aからの高さh
およびフランジ幅方向の設置間隔Wを適宜選択すること
ができる。
【0040】図3(a) は標準形であり、長さwは、ボル
トの締付器具、フランジ幅と柱幅との関係で決まる。図
3(c) は、筒部7の両端部のみ座金、鉄骨柱の側板等へ
のタッチ面を大きくし、中間はボルト耐力に見合うだけ
の円筒断面積とした例である。図4(a) は脚部8を二股
として設定されたボルト位置の位置決めをし易くしたも
のである。図4(b) は(a) よりもボルトの位置寸法を大
きくし、締付け易くしたものである。図4(c) は図3
(a) の変形で梁端に近づけたものである。図4(d) はボ
ルト位置の選定に自由度を持たせたものである。図4
(e) ・(f) ・(g) は、ボルトの柱幅に対する適正位置が
選定できる例であり、図4(d) と異なる点は、(e) ・
(f) に示す側面隅肉溶接9に加え、(g) に示す前後面隅
肉溶接9を施した点であり、これにより筒部7の長さを
短くできる。また、図5に示すように、筒部7を取付板
部8’の両端部に一体的に取り付け、この取付板部8’
を梁フランジ面に溶接9あるいはボルトで固定し、ボル
ト間寸法Wを精度良く確保できるようにしたものでもよ
い。
トの締付器具、フランジ幅と柱幅との関係で決まる。図
3(c) は、筒部7の両端部のみ座金、鉄骨柱の側板等へ
のタッチ面を大きくし、中間はボルト耐力に見合うだけ
の円筒断面積とした例である。図4(a) は脚部8を二股
として設定されたボルト位置の位置決めをし易くしたも
のである。図4(b) は(a) よりもボルトの位置寸法を大
きくし、締付け易くしたものである。図4(c) は図3
(a) の変形で梁端に近づけたものである。図4(d) はボ
ルト位置の選定に自由度を持たせたものである。図4
(e) ・(f) ・(g) は、ボルトの柱幅に対する適正位置が
選定できる例であり、図4(d) と異なる点は、(e) ・
(f) に示す側面隅肉溶接9に加え、(g) に示す前後面隅
肉溶接9を施した点であり、これにより筒部7の長さを
短くできる。また、図5に示すように、筒部7を取付板
部8’の両端部に一体的に取り付け、この取付板部8’
を梁フランジ面に溶接9あるいはボルトで固定し、ボル
ト間寸法Wを精度良く確保できるようにしたものでもよ
い。
【0041】図6、図7に示すのは、二穴の接合金物3
−2であり、上下一対の筒部10と、これら筒部同士を
一体的に連結する連結部11と、必要に応じて連結部に
一体的に取付けられる脚部12からなり、連結部11あ
るいは脚部12が梁フランジ2aの両側部に隅肉溶接1
3で固着される。この場合も、接合金物3−2の柱側の
端部は、梁フランジ2a・ウェブ2bの端面より突出さ
せる。また、図7に示すように、連結部11の形状、長
さ、あるいは偏心量、または脚部12の長さを変えるこ
とにより、接合金物3−2すなわち接合ボルト4の梁フ
ランジ2aからの高さhおよびフランジ幅方向の設置間
隔Wを適宜選択することができる。
−2であり、上下一対の筒部10と、これら筒部同士を
一体的に連結する連結部11と、必要に応じて連結部に
一体的に取付けられる脚部12からなり、連結部11あ
るいは脚部12が梁フランジ2aの両側部に隅肉溶接1
3で固着される。この場合も、接合金物3−2の柱側の
端部は、梁フランジ2a・ウェブ2bの端面より突出さ
せる。また、図7に示すように、連結部11の形状、長
さ、あるいは偏心量、または脚部12の長さを変えるこ
とにより、接合金物3−2すなわち接合ボルト4の梁フ
ランジ2aからの高さhおよびフランジ幅方向の設置間
隔Wを適宜選択することができる。
【0042】図6(a) は標準形であり、長さh(=h1
+h2 ) は、ボルトの締付器具の寸法、鉄骨柱内部での
ボルトの交差による干渉を避けるための寸法から決ま
る。図6(b) は(a) の側面図であり、連結部11が筒部
10の端面より後退しているのは、筒部10の端面の平
滑加工を容易にするためである。図6(c) は、筒部10
の両端部のみ座金、鉄骨柱の側板等へのタッチ面を大き
くし、中間はボルト耐力に見合うだけの円筒断面積とし
た例である。
+h2 ) は、ボルトの締付器具の寸法、鉄骨柱内部での
ボルトの交差による干渉を避けるための寸法から決ま
る。図6(b) は(a) の側面図であり、連結部11が筒部
10の端面より後退しているのは、筒部10の端面の平
滑加工を容易にするためである。図6(c) は、筒部10
の両端部のみ座金、鉄骨柱の側板等へのタッチ面を大き
くし、中間はボルト耐力に見合うだけの円筒断面積とし
た例である。
【0043】図7(a) は連結部11をフランジ側に偏心
させボルト位置をフランジの外側に配置できるようにし
たものである。図7(b) はボルト位置を梁フランジ側面
に一致させたものである。図7(c) は側柱などのように
ボルトを柱の外側(梁のない側、接合金物がない場合)
から締め付けることができる場合に上下一対の筒部10
の間隔を小さくし、かつ(b) と同様にボルト位置を梁フ
ランジ側面に一致させたものである。図7(d) はボルト
位置が梁フランジ幅よりも大きくなるようにしたもので
ある。図7(e) は上下一対の筒部10の間隔をさらに狭
め、最もコンパクトとなるようにしたものである。図7
(f) ・(g) ・(h) は、ボルトの柱幅に対する間隔Wを自
由に選べる例であり、連結部11に脚部12を設け、こ
の脚部12を(g) に示す側面隅肉溶接13と(h) に示す
前後面隅肉溶接13により固定することにより、溶接長
さを十分に確保することができ、筒部10の長さを短く
できる。また、図8に示すように、上下一対の筒部10
を連結部11を介して取付板部12’の両端部に一体的
に取り付け、この取付板部11’を梁フランジ面に溶接
13あるいはボルトで固定し、ボルト間寸法Wを精度良
く確保できるようにしたものでもよい。
させボルト位置をフランジの外側に配置できるようにし
たものである。図7(b) はボルト位置を梁フランジ側面
に一致させたものである。図7(c) は側柱などのように
ボルトを柱の外側(梁のない側、接合金物がない場合)
から締め付けることができる場合に上下一対の筒部10
の間隔を小さくし、かつ(b) と同様にボルト位置を梁フ
ランジ側面に一致させたものである。図7(d) はボルト
位置が梁フランジ幅よりも大きくなるようにしたもので
ある。図7(e) は上下一対の筒部10の間隔をさらに狭
め、最もコンパクトとなるようにしたものである。図7
(f) ・(g) ・(h) は、ボルトの柱幅に対する間隔Wを自
由に選べる例であり、連結部11に脚部12を設け、こ
の脚部12を(g) に示す側面隅肉溶接13と(h) に示す
前後面隅肉溶接13により固定することにより、溶接長
さを十分に確保することができ、筒部10の長さを短く
できる。また、図8に示すように、上下一対の筒部10
を連結部11を介して取付板部12’の両端部に一体的
に取り付け、この取付板部11’を梁フランジ面に溶接
13あるいはボルトで固定し、ボルト間寸法Wを精度良
く確保できるようにしたものでもよい。
【0044】このような接合金物3のボルト穴3aに接
合ボルト4の接合端部4aが挿通され、接合金物3から
突出するボルト部材先端部にナット5を取付けて締め付
けることにより、接合金物3すなわち鉄骨梁2が鉄骨柱
1に緊結されるが、接合金物3および接合ボルト4の設
置位置は、鉄骨柱1の角部に近い位置に配置し、鉄骨柱
1の側板1aの面外曲げモーメントを小さくして側板1
aの変形が小さくなるようにする。
合ボルト4の接合端部4aが挿通され、接合金物3から
突出するボルト部材先端部にナット5を取付けて締め付
けることにより、接合金物3すなわち鉄骨梁2が鉄骨柱
1に緊結されるが、接合金物3および接合ボルト4の設
置位置は、鉄骨柱1の角部に近い位置に配置し、鉄骨柱
1の側板1aの面外曲げモーメントを小さくして側板1
aの変形が小さくなるようにする。
【0045】また、鉄骨柱1は、必要に応じて、外側か
ら補強する。図9に示すように、補強板20は、例えば
アングル材などのL形鋼板とし、鉄骨柱1の4隅あるい
は全周を補強し、また接合金物部分のみ、あるいは接合
部全域を補強する。いずれの場合も、鉄骨柱1が冷間曲
げ加工した角形鋼管のときには、鉄骨柱1の角部におけ
る塑性化領域Eを避けて鉄骨柱1と補強板20の溶接を
行う。補強板20の両端部に隅肉溶接21を施す。
ら補強する。図9に示すように、補強板20は、例えば
アングル材などのL形鋼板とし、鉄骨柱1の4隅あるい
は全周を補強し、また接合金物部分のみ、あるいは接合
部全域を補強する。いずれの場合も、鉄骨柱1が冷間曲
げ加工した角形鋼管のときには、鉄骨柱1の角部におけ
る塑性化領域Eを避けて鉄骨柱1と補強板20の溶接を
行う。補強板20の両端部に隅肉溶接21を施す。
【0046】高力ボルト4に限らず、異形鋼棒30など
を用いてもよい。この場合には、図10に示すように、
接合金物に異形鋼棒のカップラー状の接合金物31を使
用し、異形鋼棒30の先端に雄ねじを切り、ここに座金
32とナット33を取付けて締め付け、充填孔34と充
填孔35の一方からグラウト材36または接着材などを
内部に充填する。異形鋼棒30と接合金物31の凹凸に
より鋼棒の抜き出し耐力が向上する。また、必要に応じ
て鉄骨柱1のボルト貫通穴1bをパッキング材37で塞
ぐ。この場合も、接合金物31は図3〜図8に示した一
穴あるいは二穴の接合金物3と同様の構成を採用するこ
とができる。
を用いてもよい。この場合には、図10に示すように、
接合金物に異形鋼棒のカップラー状の接合金物31を使
用し、異形鋼棒30の先端に雄ねじを切り、ここに座金
32とナット33を取付けて締め付け、充填孔34と充
填孔35の一方からグラウト材36または接着材などを
内部に充填する。異形鋼棒30と接合金物31の凹凸に
より鋼棒の抜き出し耐力が向上する。また、必要に応じ
て鉄骨柱1のボルト貫通穴1bをパッキング材37で塞
ぐ。この場合も、接合金物31は図3〜図8に示した一
穴あるいは二穴の接合金物3と同様の構成を採用するこ
とができる。
【0047】次に、従来の柱・梁の接合部構造と本発明
の柱・梁の接合部構造の応力伝達機構について説明す
る。図12は、従来の内ダイヤフラム形式の場合であ
り、図13は本発明の場合であり、ここでは梁端に加わ
る応力(曲げモーメントM、剪断力Q)に注目し、これ
らの応力の鉄骨柱への伝達機構を説明する。なお、鉄骨
梁が鉄骨柱の両側にある場合にも、以下の説明に準じて
考えることができる。
の柱・梁の接合部構造の応力伝達機構について説明す
る。図12は、従来の内ダイヤフラム形式の場合であ
り、図13は本発明の場合であり、ここでは梁端に加わ
る応力(曲げモーメントM、剪断力Q)に注目し、これ
らの応力の鉄骨柱への伝達機構を説明する。なお、鉄骨
梁が鉄骨柱の両側にある場合にも、以下の説明に準じて
考えることができる。
【0048】図12において、梁端に加わる曲げモーメ
ントMは、主に梁上下フランジ2aが負担し、上フラン
ジに加わる引張力T、下フランジに加わる圧縮力Nの形
でそれぞれ負担する。なお、剪断力Qは、鉄骨柱1に固
定されたガセットプレート6と梁ウェブ2bとの高力ボ
ルト接合によって直接鉄骨柱1に伝達される。梁フラン
ジ端に加わる引張力Tはフランジ幅方向に分布し、この
分布した引張力Tは鉄骨柱1の内ダイヤフラム70に直
接伝達され、鉄骨柱1の両側面の側板1a’の溶接部を
介して、分布された剪断力として鉄骨柱1の両側板1
a’に伝達される。従って、内ダイヤフラム70は、柱
・梁接合部の伝達機構上重要な役割を持つ。
ントMは、主に梁上下フランジ2aが負担し、上フラン
ジに加わる引張力T、下フランジに加わる圧縮力Nの形
でそれぞれ負担する。なお、剪断力Qは、鉄骨柱1に固
定されたガセットプレート6と梁ウェブ2bとの高力ボ
ルト接合によって直接鉄骨柱1に伝達される。梁フラン
ジ端に加わる引張力Tはフランジ幅方向に分布し、この
分布した引張力Tは鉄骨柱1の内ダイヤフラム70に直
接伝達され、鉄骨柱1の両側面の側板1a’の溶接部を
介して、分布された剪断力として鉄骨柱1の両側板1
a’に伝達される。従って、内ダイヤフラム70は、柱
・梁接合部の伝達機構上重要な役割を持つ。
【0049】これに対して、本発明では、上記ダイヤフ
ラムを用いることなく鉄骨柱1は管体のままで、柱・梁
接合部の機能を満足させることができる。即ち、図13
に示すように、(1) 鉄骨梁2の上下フランジ2aの両側
部に、接合ボルト4の接合端部を挿通可能な接合金物3
を溶接で固定し、接合金物3の柱側端面は鉄骨柱1の側
板1aに面タッチさせ、他側は、ボルト頭、またはナッ
ト5を締め付けられるよう平滑に仕上げたものとする。
(2) 鉄骨柱1の接合部の予め所定の位置に明けられたボ
ルト貫通穴1bに接合ボルト4を挿通し、鉄骨柱1の外
側面から突出した先端部にナット5を取付け、締め付け
ることで鉄骨柱1と鉄骨梁2を固定する。鉄骨柱1の両
側に鉄骨梁2がある場合には、2つのナット5による両
締めとする。あるいは、片側はボルト頭とする。
ラムを用いることなく鉄骨柱1は管体のままで、柱・梁
接合部の機能を満足させることができる。即ち、図13
に示すように、(1) 鉄骨梁2の上下フランジ2aの両側
部に、接合ボルト4の接合端部を挿通可能な接合金物3
を溶接で固定し、接合金物3の柱側端面は鉄骨柱1の側
板1aに面タッチさせ、他側は、ボルト頭、またはナッ
ト5を締め付けられるよう平滑に仕上げたものとする。
(2) 鉄骨柱1の接合部の予め所定の位置に明けられたボ
ルト貫通穴1bに接合ボルト4を挿通し、鉄骨柱1の外
側面から突出した先端部にナット5を取付け、締め付け
ることで鉄骨柱1と鉄骨梁2を固定する。鉄骨柱1の両
側に鉄骨梁2がある場合には、2つのナット5による両
締めとする。あるいは、片側はボルト頭とする。
【0050】(3) フランジの引張力について:図13
(b) に示すように、梁フランジ2aに加わる引張力T
は、両側の接合金物3に溶接部分を介して1/2づつ伝
達される。伝達された引張力は、接合金物3から接合ボ
ルト4を通して、外側側板1a”のナット5またはボル
ト頭により外側側板1a”に伝達され、外側側板1a”
は支圧力を受ける。この支圧力は、図14(a) に示すよ
うに、外側側板1a”の主にLの領域の曲げ耐力によっ
て両側側板1a’に伝達される。従って、Lの幅は小さ
いほど曲げ応力が小さいので、接合金物3および接合ボ
ルト4は鉄骨柱1の角部に近いほど効果が発揮される。
鉄骨柱1の四隅の曲げ耐力が小さいときには、鉄骨柱1
の角部にL形の補強板20を添えて補強する。鉄骨柱1
が冷間曲げ加工した角形鋼管の場合、この補強板20の
周辺は、角部の塑性化領域Eを避けて溶接することで補
剛される(図9参照)。
(b) に示すように、梁フランジ2aに加わる引張力T
は、両側の接合金物3に溶接部分を介して1/2づつ伝
達される。伝達された引張力は、接合金物3から接合ボ
ルト4を通して、外側側板1a”のナット5またはボル
ト頭により外側側板1a”に伝達され、外側側板1a”
は支圧力を受ける。この支圧力は、図14(a) に示すよ
うに、外側側板1a”の主にLの領域の曲げ耐力によっ
て両側側板1a’に伝達される。従って、Lの幅は小さ
いほど曲げ応力が小さいので、接合金物3および接合ボ
ルト4は鉄骨柱1の角部に近いほど効果が発揮される。
鉄骨柱1の四隅の曲げ耐力が小さいときには、鉄骨柱1
の角部にL形の補強板20を添えて補強する。鉄骨柱1
が冷間曲げ加工した角形鋼管の場合、この補強板20の
周辺は、角部の塑性化領域Eを避けて溶接することで補
剛される(図9参照)。
【0051】(4) 圧縮力について:圧縮力Nが加わる場
合は、図13、図14(b) に示すように、接合金物3と
鉄骨柱1の側板1aの面タッチ面から直接支圧力として
鉄骨柱1に伝わり、接合ボルト4には殆ど応力が伝達さ
れない。この支圧力の両側側板1a’への応力伝達は、
前記引張力が加わった場合の鉄骨柱1の外側側板1a”
に対するものと同原理である。
合は、図13、図14(b) に示すように、接合金物3と
鉄骨柱1の側板1aの面タッチ面から直接支圧力として
鉄骨柱1に伝わり、接合ボルト4には殆ど応力が伝達さ
れない。この支圧力の両側側板1a’への応力伝達は、
前記引張力が加わった場合の鉄骨柱1の外側側板1a”
に対するものと同原理である。
【0052】なお、図2の中柱Cのように、鉄骨柱1に
4方向から鉄骨梁2が取り付く場合は、図13を対称形
としたものとなり、応力伝達機構も前述に準じて考える
ことができる。
4方向から鉄骨梁2が取り付く場合は、図13を対称形
としたものとなり、応力伝達機構も前述に準じて考える
ことができる。
【0053】また、梁端にスプリットティーなどの接合
金物を用い、この金物に接する柱の側板に雌ねじ部材な
どを設けて柱の外側から螺合する方法、あるいは柱内部
で側板の内側にボルト頭が成形できる特殊ボルトなどの
いわゆるワンサイドボルトを用いる方法がある。これら
のワンサイドボルトを用い、本発明にかかる接合金物を
適用すれば、前述のボルト貫通タイプと同様の力学的原
理により、柱の側板に加わる応力が減少するので、継手
効率を上げることができる。
金物を用い、この金物に接する柱の側板に雌ねじ部材な
どを設けて柱の外側から螺合する方法、あるいは柱内部
で側板の内側にボルト頭が成形できる特殊ボルトなどの
いわゆるワンサイドボルトを用いる方法がある。これら
のワンサイドボルトを用い、本発明にかかる接合金物を
適用すれば、前述のボルト貫通タイプと同様の力学的原
理により、柱の側板に加わる応力が減少するので、継手
効率を上げることができる。
【0054】図15、図16(a) は、このワンサイドボ
ルトタイプの場合であり、図15は特殊ボルト40を用
いた例、図16(a) は通常ボルト41と雌ねじ部材42
を用いた例である。特殊ボルト40は、片側だけから締
付け施工が簡単に行えるボルトであり、例えば、主とし
て、閉鎖側に成形用の頭部、締付側に雄ねじの切られた
ボルトと、このボルトの中間部が挿入されるスリーブ
と、ボルトの雄ねじに取付けられるナットからなり、ナ
ットを電動レンチで回転させてボルトを締付側に引き寄
せることで、スリーブの閉鎖側を座屈変形させて膨出特
殊座金(係止部・ボルト頭)を形成し、その後、所定の
トルクを加えて締付け、所定の張力を導入するものであ
る。このような特殊ボルト40を鉄骨梁側から接合金物
3のボルト穴3a、鉄骨柱1のボルト穴1bに挿入し、
係止部40aを形成した後、所定のトルクで締付ける。
ルトタイプの場合であり、図15は特殊ボルト40を用
いた例、図16(a) は通常ボルト41と雌ねじ部材42
を用いた例である。特殊ボルト40は、片側だけから締
付け施工が簡単に行えるボルトであり、例えば、主とし
て、閉鎖側に成形用の頭部、締付側に雄ねじの切られた
ボルトと、このボルトの中間部が挿入されるスリーブ
と、ボルトの雄ねじに取付けられるナットからなり、ナ
ットを電動レンチで回転させてボルトを締付側に引き寄
せることで、スリーブの閉鎖側を座屈変形させて膨出特
殊座金(係止部・ボルト頭)を形成し、その後、所定の
トルクを加えて締付け、所定の張力を導入するものであ
る。このような特殊ボルト40を鉄骨梁側から接合金物
3のボルト穴3a、鉄骨柱1のボルト穴1bに挿入し、
係止部40aを形成した後、所定のトルクで締付ける。
【0055】図16(a) の場合には、補強板を兼ねた略
L字状の雌ねじ部材42を鉄骨柱1の隅角部における内
側に溶接などで固定し、雌ねじ部材42に形成されてい
る雌ねじ穴に通常ボルト41の先端をねじ込み、所定の
トルクで締付ける。
L字状の雌ねじ部材42を鉄骨柱1の隅角部における内
側に溶接などで固定し、雌ねじ部材42に形成されてい
る雌ねじ穴に通常ボルト41の先端をねじ込み、所定の
トルクで締付ける。
【0056】以上のようなワンサイドボルトタイプの場
合、ボルト貫通タイプのように直交側の側板の膨み出し
を防止することはできないが、図17に示すように、補
強板を設けることで膨み出しを防止することができる。
また、図18、図19に示すように、引張力Tが作用し
た場合、ボルト貫通タイプとは異なり鉄骨柱1の側板1
aに面外曲げモーメントが作用するが、ボルト貫通タイ
プと同様に、Lが小さくなるため、前記面外曲げモーメ
ントを小さくすることができる。圧縮力Nが作用した場
合も同様である。さらに、ワンサイドボルトの場合に
は、ボルトが鉄骨柱内を貫通せず、鉄骨柱内部で接合ボ
ルトが互いに干渉することはないため、接合金物の種類
・取付位置を自由に選択することができるという利点が
ある。また、図16(b) に示すように、隅柱・側柱の場
合、外側にボルト頭が突出することがなく、仕上材に影
響を与えることがないという利点もある。
合、ボルト貫通タイプのように直交側の側板の膨み出し
を防止することはできないが、図17に示すように、補
強板を設けることで膨み出しを防止することができる。
また、図18、図19に示すように、引張力Tが作用し
た場合、ボルト貫通タイプとは異なり鉄骨柱1の側板1
aに面外曲げモーメントが作用するが、ボルト貫通タイ
プと同様に、Lが小さくなるため、前記面外曲げモーメ
ントを小さくすることができる。圧縮力Nが作用した場
合も同様である。さらに、ワンサイドボルトの場合に
は、ボルトが鉄骨柱内を貫通せず、鉄骨柱内部で接合ボ
ルトが互いに干渉することはないため、接合金物の種類
・取付位置を自由に選択することができるという利点が
ある。また、図16(b) に示すように、隅柱・側柱の場
合、外側にボルト頭が突出することがなく、仕上材に影
響を与えることがないという利点もある。
【0057】なお、以上は角形鋼管の鉄骨柱とH形鋼の
鉄骨梁について説明したが、これに限らず、その他の閉
鎖形断面の鉄骨柱と、上下フランジとウェブを有する鉄
骨梁の接合部にも、本発明を適用できることはいうまで
もない。
鉄骨梁について説明したが、これに限らず、その他の閉
鎖形断面の鉄骨柱と、上下フランジとウェブを有する鉄
骨梁の接合部にも、本発明を適用できることはいうまで
もない。
【0058】
【発明の効果】本発明は、以上のような構成からなるの
で、次のような効果を得ることができる。
で、次のような効果を得ることができる。
【0059】(1) 閉鎖形断面の鉄骨柱とH形鋼等の鉄骨
梁の接合部において、接合ボルトと接合金物を用いて接
合するようにしたため、従来のようなダイヤフラムを無
くすことができ、鉄骨柱を切断することなく(鉄骨柱は
図2(b) に示すように数階にわたって連続させることが
できる) 、鉄骨柱に対して穴明け加工のみで、工場製作
を行うことができる。従って、従来のような溶接による
縮みがなく鉄骨柱の製品精度を向上させることができ、
穴明け加工のみであるため製作工数も大幅に低減するこ
とができる。また、鉄骨柱の工場製品の荷姿は、従来の
ブラケット付きと比較して突出部が少なく、軽量化を図
れると共に運搬効率も良い。
梁の接合部において、接合ボルトと接合金物を用いて接
合するようにしたため、従来のようなダイヤフラムを無
くすことができ、鉄骨柱を切断することなく(鉄骨柱は
図2(b) に示すように数階にわたって連続させることが
できる) 、鉄骨柱に対して穴明け加工のみで、工場製作
を行うことができる。従って、従来のような溶接による
縮みがなく鉄骨柱の製品精度を向上させることができ、
穴明け加工のみであるため製作工数も大幅に低減するこ
とができる。また、鉄骨柱の工場製品の荷姿は、従来の
ブラケット付きと比較して突出部が少なく、軽量化を図
れると共に運搬効率も良い。
【0060】(2) 鉄骨柱に従来のようなダイヤフラムを
設けないため、鉄骨柱に冷間成形角形鋼管を用いる場
合、4隅の曲げ加工による塑性化領域に対する溶接が不
要となり、溶接部割れや脆性破壊の問題を解消すること
ができ、構造骨組の信頼性を向上させることができる。
また、鉄骨柱を補強するときは、L形の鋼材を隅肉溶接
することで、塑性化領域の溶接を避けることができ、ま
た溶接作業も高度な技術を要せず容易となる。
設けないため、鉄骨柱に冷間成形角形鋼管を用いる場
合、4隅の曲げ加工による塑性化領域に対する溶接が不
要となり、溶接部割れや脆性破壊の問題を解消すること
ができ、構造骨組の信頼性を向上させることができる。
また、鉄骨柱を補強するときは、L形の鋼材を隅肉溶接
することで、塑性化領域の溶接を避けることができ、ま
た溶接作業も高度な技術を要せず容易となる。
【0061】(3) 鉄骨梁の接合端に対しては、梁フラン
ジ両側部に予め工場で量産した接合金物を溶接しておく
ので、鉄骨梁の柱側端面は切断したままでよく、梁ウェ
ブのみボルト穴を設ければよい。従って、鉄骨梁の加工
工数も少なくすることができる。
ジ両側部に予め工場で量産した接合金物を溶接しておく
ので、鉄骨梁の柱側端面は切断したままでよく、梁ウェ
ブのみボルト穴を設ければよい。従って、鉄骨梁の加工
工数も少なくすることができる。
【0062】(4) 鉄骨柱を貫通する接合ボルトは、接合
金物を選択することにより、鉄骨梁の各フランジに対し
て2段または1段とすることができ、鉄骨柱に鉄骨梁が
直交して取付くときは、鉄骨柱内部で接合ボルトが互い
に干渉しないようにすることができる。従って、鉄骨柱
に対して同一の梁成の鉄骨梁が直交するときはもとよ
り、梁成が異なるときも、自由に接合を行うことができ
る。これは、従来のダイヤフラム形式に比べて設計の自
由度をもたらすことになる。
金物を選択することにより、鉄骨梁の各フランジに対し
て2段または1段とすることができ、鉄骨柱に鉄骨梁が
直交して取付くときは、鉄骨柱内部で接合ボルトが互い
に干渉しないようにすることができる。従って、鉄骨柱
に対して同一の梁成の鉄骨梁が直交するときはもとよ
り、梁成が異なるときも、自由に接合を行うことができ
る。これは、従来のダイヤフラム形式に比べて設計の自
由度をもたらすことになる。
【0063】(5) 接合ボルトを鉄骨柱の外側から締め付
けることにより、剛な柱梁接合部が得られ、ボルト・ナ
ットで組み立てを行えるため、工事現場での作業が容易
となり、建方能率の向上・省力化に寄与する。
けることにより、剛な柱梁接合部が得られ、ボルト・ナ
ットで組み立てを行えるため、工事現場での作業が容易
となり、建方能率の向上・省力化に寄与する。
【0064】(6) 接合金物を選択することで、鉄骨柱の
角部に近い位置に接合ボルトを配置させることができ、
鉄骨柱の側板の面外曲げ応力を小さくすることができ
る。図14、図19に示すように、M=T/2×L
(M:鉄骨柱の側板の両端モーメントと中央モーメント
の和)であるから、Lが小さいほど、Mの値、即ち鉄骨
柱の側板に加わる面外曲げモーメントが小さくなる。こ
れは引張力あるいは圧縮力が加わったときも同原理であ
る。従って、接合ボルトを外側(角部)へ寄せることを
基本とした本発明の接合金物、その取付位置を選べるこ
とは、力学的にみて大きな効果を得ることができる。
角部に近い位置に接合ボルトを配置させることができ、
鉄骨柱の側板の面外曲げ応力を小さくすることができ
る。図14、図19に示すように、M=T/2×L
(M:鉄骨柱の側板の両端モーメントと中央モーメント
の和)であるから、Lが小さいほど、Mの値、即ち鉄骨
柱の側板に加わる面外曲げモーメントが小さくなる。こ
れは引張力あるいは圧縮力が加わったときも同原理であ
る。従って、接合ボルトを外側(角部)へ寄せることを
基本とした本発明の接合金物、その取付位置を選べるこ
とは、力学的にみて大きな効果を得ることができる。
【0065】(7) 接合ボルトの代わりに異形鋼棒などを
用い、カップラー状の接合金物に挿通して内部をグラウ
ト材(高強度モルタル材)または接着材で固定すれば、
高力ボルトを用いた場合のように強力な締め付け器具を
用いなくとも、剛な柱梁接合部を得ることができる。
用い、カップラー状の接合金物に挿通して内部をグラウ
ト材(高強度モルタル材)または接着材で固定すれば、
高力ボルトを用いた場合のように強力な締め付け器具を
用いなくとも、剛な柱梁接合部を得ることができる。
【0066】(8) 鉄骨柱の内部にコンクリートを充填す
る構造では、内部のダイヤフラムがないため、コンクリ
ートの内部への充填性が極めて良好となる。
る構造では、内部のダイヤフラムがないため、コンクリ
ートの内部への充填性が極めて良好となる。
【0067】(9) 二穴形の接合金物を用いた場合には、
梁フランジの側面に隅肉溶接で取付けるため、突き合わ
せ溶接に比べて高度な溶接技術を必要とせず、溶接がし
やすく、位置決めも容易である。従って、接合ボルトの
位置精度を確保しやすい。
梁フランジの側面に隅肉溶接で取付けるため、突き合わ
せ溶接に比べて高度な溶接技術を必要とせず、溶接がし
やすく、位置決めも容易である。従って、接合ボルトの
位置精度を確保しやすい。
【0068】(10)一穴形の接合金物を用いた場合には、
軽量で作業性もよく、さらに柱幅に応じて、また柱内部
での接合ボルトの相互干渉を防止するように、位置決め
を行うことができ、汎用性が広い。また、二穴形と同様
に梁フランジの側面に隅肉溶接で取付けるため、溶接が
しやすい。
軽量で作業性もよく、さらに柱幅に応じて、また柱内部
での接合ボルトの相互干渉を防止するように、位置決め
を行うことができ、汎用性が広い。また、二穴形と同様
に梁フランジの側面に隅肉溶接で取付けるため、溶接が
しやすい。
【0069】(11)一般に建物は外柱(側柱)が多く、接
合ボルトの締め付けは外側から容易に締め付けることが
できる。また、中柱に対しては、柱の左右いずれかの側
(ボルト貫通ボルトの場合)からレンチを用いて締め付
けられるように、接合金物の筒部ボルト心とフランジ端
のクリアランスを確保することができるので、工事現場
では締付作業のみで骨組を組み立てることができる。
合ボルトの締め付けは外側から容易に締め付けることが
できる。また、中柱に対しては、柱の左右いずれかの側
(ボルト貫通ボルトの場合)からレンチを用いて締め付
けられるように、接合金物の筒部ボルト心とフランジ端
のクリアランスを確保することができるので、工事現場
では締付作業のみで骨組を組み立てることができる。
【0070】(12)異形鋼棒・接合金物・グラウトを用い
る方法では、既に異形鉄筋のスリーブジョイントで多く
の実績があり、信頼性が高い。本発明では、ナットで接
合金物が鉄骨柱に密着するように締め付けた後に、グラ
ウト材または接着材を注入するので、建方が容易とな
る。
る方法では、既に異形鉄筋のスリーブジョイントで多く
の実績があり、信頼性が高い。本発明では、ナットで接
合金物が鉄骨柱に密着するように締め付けた後に、グラ
ウト材または接着材を注入するので、建方が容易とな
る。
【0071】(13)接合金物は、鋳造または型鍛造で製造
するので、接合ボルト耐力または軸径に応じて標準化し
やすい。従って、量産が可能であるため、品質が安定し
やすい利点がある。
するので、接合ボルト耐力または軸径に応じて標準化し
やすい。従って、量産が可能であるため、品質が安定し
やすい利点がある。
【図1】本発明の柱・梁の接合部構造のボルト貫通タイ
プの一例であり、(a) は鉄骨柱の横断面図、(b) は(a)
のb-b 線断面図、(c) は(a) のc-c 線断面図、(d) は
(a) のd-d 線断面図、(e) は(a) のe-e 線断面図であ
る。
プの一例であり、(a) は鉄骨柱の横断面図、(b) は(a)
のb-b 線断面図、(c) は(a) のc-c 線断面図、(d) は
(a) のd-d 線断面図、(e) は(a) のe-e 線断面図であ
る。
【図2】本発明における鉄骨柱と鉄骨梁の接合部(ボル
ト貫通タイプ)であり、(a) は平面図、(b) は鉄骨骨組
の部分正面図である。
ト貫通タイプ)であり、(a) は平面図、(b) は鉄骨骨組
の部分正面図である。
【図3】本発明で用いる一穴接合金物であり、(a) は正
面図、(b) 、(c) は(a) のb-b線断面図、c-c 線断面図
である。
面図、(b) 、(c) は(a) のb-b線断面図、c-c 線断面図
である。
【図4】本発明で用いる一穴接合金物であり、(a) 〜
(f) は種々の態様を示す正面図、(g) は(f) の側面図で
ある。
(f) は種々の態様を示す正面図、(g) は(f) の側面図で
ある。
【図5】本発明で用いる一穴接合金物であり、別の態様
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図6】本発明で用いる二穴接合金物であり、(a) は正
面図、(b) 、(c) は(a) のb-b線断面図、c-c 線断面図
である。
面図、(b) 、(c) は(a) のb-b線断面図、c-c 線断面図
である。
【図7】本発明で用いる二穴接合金物であり、(a) 〜
(g) は種々の態様を示す正面図、(h) は(g) の側面図で
ある。
(g) は種々の態様を示す正面図、(h) は(g) の側面図で
ある。
【図8】本発明で用いる二穴接合金物であり、別の態様
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図9】本発明で必要に応じて取り付ける補強板を示す
平面図および正面図であり、(a) 〜(c) は外側からの部
分補強あるいは全周・接合部全域補強の場合を示し、
(d) は内側からの部分補強の場合を示す。
平面図および正面図であり、(a) 〜(c) は外側からの部
分補強あるいは全周・接合部全域補強の場合を示し、
(d) は内側からの部分補強の場合を示す。
【図10】本発明でボルトの代わりに異形鋼棒を用いた
場合(ボルト貫通タイプ)を示す部分断面図である。
場合(ボルト貫通タイプ)を示す部分断面図である。
【図11】本発明における接合ボルトの拘束効果(ボル
ト貫通タイプ)を示す説明図である。
ト貫通タイプ)を示す説明図である。
【図12】従来の応力伝達機構を示す(a) は正面図、
(b) は平面図である。
(b) は平面図である。
【図13】本発明の応力伝達機構(ボルト貫通タイプ)
を示す(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は断面図であ
る。
を示す(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は断面図であ
る。
【図14】本発明の面外曲げモーメント(ボルト貫通タ
イプ)を示す平面図である。
イプ)を示す平面図である。
【図15】本発明の柱・梁の接合部構造のワンサイドボ
ルトタイプの一例であり、(a) は鉄骨柱の横断面図、
(b) は正面図、(c) は鉄骨梁の断面図である。
ルトタイプの一例であり、(a) は鉄骨柱の横断面図、
(b) は正面図、(c) は鉄骨梁の断面図である。
【図16】(a) は本発明の柱・梁の接合部構造のワンサ
イドボルトタイプの他の例を示す鉄骨柱の横断面図であ
り、(b) はワンサイドボルトタイプにおける鉄骨柱と鉄
骨梁の接合部を示す平面図である。
イドボルトタイプの他の例を示す鉄骨柱の横断面図であ
り、(b) はワンサイドボルトタイプにおける鉄骨柱と鉄
骨梁の接合部を示す平面図である。
【図17】本発明における接合ボルトの拘束効果(ワン
サイドボルトタイプ)を示す説明図である。
サイドボルトタイプ)を示す説明図である。
【図18】本発明の応力伝達機構(ワンサイドボルトタ
イプ)を示す(a) は正面図、(b)は平面図、(c) は断面
図である。
イプ)を示す(a) は正面図、(b)は平面図、(c) は断面
図である。
【図19】本発明の面外曲げモーメント(ワンサイドボ
ルトタイプ)を示す平面図である。
ルトタイプ)を示す平面図である。
【図20】従来の通しダイヤフラム形式の柱・梁接合部
構造を示す(a) は斜視図、(b) は縦断面図である。
構造を示す(a) は斜視図、(b) は縦断面図である。
【図21】従来の外ダイヤフラム形式の柱・梁接合部構
造を示す(a) は斜視図、(b) は縦断面図、(c) 隅柱・側
柱におけるダイヤフラムの平面図、(d) はダイヤフラム
の取付けを示す平面図である。
造を示す(a) は斜視図、(b) は縦断面図、(c) 隅柱・側
柱におけるダイヤフラムの平面図、(d) はダイヤフラム
の取付けを示す平面図である。
【図22】従来の内ダイヤフラム形式の柱・梁接合部構
造を示す(a) は斜視図、(b) は縦断面図、(c) ダイヤフ
ラムの取付けを示す縦断面図、(d) はダイヤフラムと梁
フランジの段差を示す正面図・部分断面図である。
造を示す(a) は斜視図、(b) は縦断面図、(c) ダイヤフ
ラムの取付けを示す縦断面図、(d) はダイヤフラムと梁
フランジの段差を示す正面図・部分断面図である。
【図23】冷間成形角形鋼管の塑性化領域を示す横断面
図である。
図である。
【図24】一般的な鉄骨梁と鉄骨梁の溶接による接合で
あり、(a) は残留応力を示す平面図、(b) 、(c) はその
対処法を示す正面図、平面図である。
あり、(a) は残留応力を示す平面図、(b) 、(c) はその
対処法を示す正面図、平面図である。
1…鉄骨柱 1a…側板 1b…ボルト貫通穴 2…鉄骨梁 2a…上下フランジ 2b…ウェブ 3…接合金物 3a…ボルト穴 4…接合ボルト 4a…接合端部 5…ナット 6…ガセットプレート 7…筒部 8…脚部 8’…取付板部 9…隅肉溶接 10…筒部 11…連結部 12…脚部 12’…取付板部 13…隅肉溶接 20…補強板 21…隅肉溶接 30…異形鋼棒 31…カップラー状の接合金物 32…座金 33…ナット 34…充填孔 35…充填孔 36…グラウト材 37…パッキング材 40…特殊ボルト 40a…係止部 41…通常ボルト 42…雌ねじ部材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−144228(JP,A) 特開 平7−216987(JP,A) 特開 平2−167938(JP,A) 特開 平7−224461(JP,A) 特開 平4−155028(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04B 1/24 E04B 1/58 508
Claims (6)
- 【請求項1】 閉鎖形断面の鉄骨柱の側面に、上下フラ
ンジとウェブを有する鉄骨梁の端部を接合するための接
合部構造であり、かつ、1つの鉄骨柱に対して鉄骨梁が
互いに直交して取付く接合部構造において、前記鉄骨梁
の接合端部における上下フランジの両側部に、内部にボ
ルト部材挿通穴を有する接合金物を梁長手方向と平行に
固定し、前記鉄骨柱の接合部における側板には前記接合
金物の位置に対応させてボルト部材貫通穴を穿設し、こ
のボルト部材貫通穴に挿入して柱内部を貫通させたボル
ト部材の接合端部を前記接合金物のボルト部材挿通穴に
挿通させ、接合金物から突出するボルト部材先端部にナ
ットを取付けて締め付けることにより、接合金物を鉄骨
柱に緊結してなり、一方向の鉄骨梁に、前記ボルト部材
挿通穴が穿設された筒部からなる一穴の接合金物を使用
し、他の方向の鉄骨梁に、上下一対の筒部を連結部で一
体的に連結してなる二穴の接合金物を使用し、前記一穴
の接合金物を一方向の鉄骨梁の両側部に取付け、前記二
穴の接合金物をその上下一対のボルト部材間に一穴の接
合金物のボルト部材が添通するように他の方向の鉄骨梁
の両側部に取付けてなることを特徴とする柱・梁の接合
部構造。 - 【請求項2】 請求項1に記載の柱・梁の接合部構造に
おいて、必要に応じて鉄骨柱の接合部を外側または内側
から補強板により補強し、鉄骨柱が冷間成形角形鋼管で
その角部に鋼材の塑性化領域がある場合、鉄骨柱の角部
以外の箇所で補強板の端部を鉄骨柱に溶接またはボルト
締めしてなることを特徴とする柱・梁の接合部構造。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の柱・梁
の接合部構造において、鉄骨柱のボルト部材貫通穴は、
鉄骨柱の角部の近傍に穿設されていることを特徴とする
柱・梁の接合部構造。 - 【請求項4】 請求項1、請求項2、または請求項3に
記載の柱・梁の接合部構造において、鉄骨梁の接合端部
におけるウェブが、鉄骨柱の接合部における側板に固定
されたガセットプレートにボルト接合されていることを
特徴とする柱・梁の接合部構造。 - 【請求項5】 請求項1、請求項2、請求項3、または
請求項4に記載の柱・梁の接合部構造において、ボルト
部材は、両端にねじが切られたロッド状のボルト、ある
いはボルト頭付きのボルトであることを特徴とする柱・
梁の接合部構造。 - 【請求項6】 請求項1、請求項2、請求項3、または
請求項4に記載の柱・梁の接合部構造において、ボルト
部材は異形鋼棒であり、接合金物との間にグラウト材ま
たは接着材を充填してなることを特徴とする柱・梁の接
合部構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09277177A JP3129685B2 (ja) | 1997-06-09 | 1997-10-09 | 柱・梁の接合部構造 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15083297 | 1997-06-09 | ||
JP9-150832 | 1997-06-09 | ||
JP09277177A JP3129685B2 (ja) | 1997-06-09 | 1997-10-09 | 柱・梁の接合部構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1161995A JPH1161995A (ja) | 1999-03-05 |
JP3129685B2 true JP3129685B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=26480293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09277177A Expired - Fee Related JP3129685B2 (ja) | 1997-06-09 | 1997-10-09 | 柱・梁の接合部構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3129685B2 (ja) |
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JP5661419B2 (ja) * | 2010-10-20 | 2015-01-28 | 旭化成ホームズ株式会社 | 梁接合部形成方法 |
JP2016108868A (ja) * | 2014-12-09 | 2016-06-20 | Jfeスチール株式会社 | 角形鋼管柱とh形鋼梁との柱梁接合構造 |
KR102039095B1 (ko) * | 2017-12-22 | 2019-11-26 | 삼성물산(주) | 시공성 향상을 위한 무용접 하이브리드 철골 강접합부구조 |
CN108222977B (zh) * | 2018-02-02 | 2024-03-22 | 中交三航局第三工程有限公司 | 一种螺纹筋定位加固装置及其安装方法 |
CN109187241B (zh) * | 2018-11-05 | 2024-02-20 | 郑州大学 | 冷弯薄壁角钢柱低周反复试验端头连接装置及试验装置 |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP09277177A patent/JP3129685B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH1161995A (ja) | 1999-03-05 |
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