JP3858480B2

JP3858480B2 - Splice plate and beam joint structure

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Publication number: JP3858480B2
Application number: JP31423598A
Authority: JP
Inventors: 久哉加村; 茂樹伊藤; 忠輝形山; 卓也植木
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: JP2000144901A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は梁継ぎ手部材及び梁継ぎ手構造、特に柱−梁継ぎ手部において、梁端の破断を防止し、構造物の減衰を有効に付加するようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在の建築耐震設計法においては、中小地震時には弾性限内に止まるように、大地震時には主に梁端部の塑性化によって地震入力エネルギーを吸収し、倒壊を防ぐ設計を行う。
一方、柱及び梁の仕口部（梁端部）及び継ぎ手部は、保有水平耐力時（メカニズム形成時、倒壊するまでの最高耐力）に作用する力を安全に伝達し、また、そこに塑性化が想定される場合には、想定した塑性変形を生じるまで破断しないように設計しなければならない。
従って、梁継ぎ手部は塑性化が想定される梁端部（柱からスパンの１／１０又は梁せいの２倍の距離の範囲、即ち通常１ｍ〜１．２ｍの範囲）を避けて設けられる。
また、塑性化が想定される場所に梁継ぎ手分を設けざるを得ない場合は、安全率α（１．２〜１．３）を乗じた力（曲げ及びせん断）に対して、継ぎ手部が破断しないよう設計する。
【０００３】
図１３は従来の梁継ぎ手部構造を示す斜視図である。
図１３に示す従来の梁継ぎ手部構造は、Ｈ形鋼柱２１の強軸方向の接合部に梁２２が溶接により剛接合され、弱軸方向の接合部に梁２２が梁継手２３により剛接合された場合である。
図１４は特開平１０−１５９１７６号公報に示されるもう１つの従来の梁継ぎ手部構造を示す斜視図である。
図１４に示すもう１つの従来の梁継ぎ手部構造は、梁端が破断しないように梁端に工夫を凝らした例で、Ｈ型鋼梁２６の端部に形成された仕口２７は溶接２８とボルト２９により箱形支柱２５に接続され、Ｈ型鋼梁２６のフランジ部材２６ａ、２６ｂのいずれか一方は不均一なテーパを有し、幅を小さくした部位に損傷を集中させるとともに、梁端の応力をある程度に押さえようとするものである。
【０００４】
図１５は特開平６−３４１２４６号公報に示される別のもう１つの従来の梁継ぎ手部構造を示す斜視図である。
図１５に示す別のもう１つの従来の梁継ぎ手部構造は、梁端部に極軟鋼を用いて梁端部の曲げモーメントの大きい部分を高強度材と低強度材を重ね合わせて一体化した例で、低降伏応力鋼材３３に開孔３４または３５を設け、低降伏応力鋼材３３の外周部および開孔３４または３５を、構造材３６に溶接して低降伏応力鋼材３３と構造材３６とを一体化することにより複合鋼材を構成し、その複合構造材を柱３１と梁３２の接合部等に用いたものである。これ以外に梁端部に極軟鋼を用いた例としては、特開平３−２３３０８３号公報及び文献１『「鋼構造骨組の極低降伏点鋼による履歴エネルギー吸収特性に関する実験的研究（ｐ１４４１〜ｐ１４４３）」−日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸）、［１９９２年８月発行］』に記載のものがある。
【０００５】
さらに、図１６は文献２『「部材端取付方式履歴ダンパーの実用化に関する研究（ｐ７０３〜ｐ７０６）」−日本建築学会大会学術講演梗概集（関東）、［１９９７年３月発行］』に示されるさらに別のもう１つの従来の梁継ぎ手部構造を示す斜視図である。
図１６に示す別のもう１つの従来の梁継ぎ手部構造は、柱−梁接合部４１の隅各部に三角形状のダンパー４２を配置することにより、低強度材の塑性変形によってエネルギーを吸収し、減衰を付与するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１３に示す従来の梁継ぎ手部構造は、梁継ぎ手部の破断は防止できるが、梁継ぎ手部より応力の大きくなる梁端部の破断は防止できない。
というのは、この梁端部の部分はスカラップ等があり応力集中しやすいからである。また、溶接条件によっては、溶接欠陥、材質劣化等が生じ易い。兵庫県南部地震では梁端溶接部の破断が多く発生した。さらに、溶接部が健全で大地震に耐えたとしても、梁端部に塑性化が生じる。
このように、地震により梁端部が破断したり、梁端部に塑性化が生じたときには梁を交換する必要が生じ、補修に多大なコストと手間がかかるという問題があった。
【０００７】
図１４に示す特開平１０−１５９１７６号公報に示されるもう１つの従来の梁継ぎ手部構造は、母材であるＨ型鋼梁のフランジ部を切り欠いているため、耐力のみならず剛性も低下してしまう。また、断面性能を切り欠いて低下させるために、不経済となる。さらに、地震時に切り欠いている部分が集中的に塑性化するため、その部分の靱性や伸び能力が要求され、品質の高い鋼材であることが求められ、不経済である。
また、地震後の補修も梁母材が塑性化するために切断、再接合行わなければならず、支保工も必要であり、困難であるという問題があった。
【０００８】
また、図１５の特開平６−３４１２４６号公報に示される別のもう１つの従来の梁継ぎ手部構造（特開平３−２３３０８３号公報及び文献１）及び図１６の文献２に示されるさらに別のもう１つの従来の梁継ぎ手部構造は、梁端部にエネルギーを吸収する部材を設けるタイプの例で、主要構造と低強度材又はダンパーの歪みの差が小さく、効率よくエネルギーを吸収できないという欠点があった。
さらに、図１６の文献２に示されるものは、効率よくエネルギーを吸収させるためには、主要構造の梁フランジとの距離を大きくしなければならず、ダンパーが大型化してしまう。また、梁のみならず柱にも接合しなければならず、特に柱が角形鋼管などの閉断面材の場合は接合が困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、主要構造部材である梁を塑性化させないようにして地震時に補修を容易にする梁継ぎ手部材及び梁継ぎ手構造を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のスプライスプレートは、鋼柱に設けられたブラケットのフランジと梁のフランジとを接合するスプライスプレートであって、該スプライスプレートの略中央部分に塑性化部を形成してなり、該スプライスプレートは該塑性化部の塑性変形を許容し、かつ面外変形を抑制する補剛リブを具備するものである。
【００１１】
本発明の請求項２のスプライスプレートの塑性化部はその略中央部分を細首化して形成されている。
【００１２】
本発明の請求項３のスプライスプレートの塑性化部はその略中央部分が両側部分より降伏点が低い鋼材で形成されてなるものである。
【００１３】
本発明の請求項４の梁継ぎ手構造は、鋼柱に設けられたブラケットに梁のフランジを略中央部分に塑性化部を具備するスプライスプレートを介して固定手段により接合した梁継ぎ手構造であって、該スプライスプレートは該塑性化部の塑性変形を許容し、かつ面外変形を抑制する補剛リブを具備するものである。
【００１４】
本発明の請求項５の梁継ぎ手構造は、上記スプライスプレートと上記固定手段との間に添え板を介在させたものである。
【００１７】
本発明の請求項１においては、鋼柱に設けられたブラケットのフランジと梁のフランジとを接合するスプライスプレートであって、該スプライスプレートの略中央部分に塑性化部を形成してなるから、従来の同一断面で形成されたスプライスプレートでは梁継ぎ手部材として用いられた場合にボルト穴の断面欠損部で塑性化が進行し、局部的に歪みが集中するため、破断し易くなり、スプライスプレートの取り替えが頻繁になり、さらにスプライスプレートが塑性化すると、板厚がやせ、ボルトの導入軸力が減少し、摩擦力が小さくなるため、ボルトが滑るという問題があるのに対し、略中央部分に形成した塑性化部が歪みを塑性疲労特性に支障のない範囲に押さえることができるため、塑性化が進行し、局部的に歪みが集中することはなくなり、破断しにくくなり、スプライスプレートの取り替えも頻繁ではなくなった。
さらに、スプライスプレートは該塑性化部の塑性変形を許容し、かつ面外変形を抑制する補剛リブを具備するから、塑性化部が塑性化して剛性を失ったときには補剛リブがスプライスプレートが面外座屈するのを抑制する。
【００１８】
本発明の請求項２においては、スプライスプレートの塑性化部はその略中央部分を細首化して形成されているから、スプライスプレートを切削加工するだけで塑性化部を簡単に形成することができる。
【００１９】
本発明の請求項３においては、スプライスプレートの塑性化部はその略中央部分が両側部分より降伏点が低い鋼材で形成されてなるから、略中央部分に細首化した塑性化部を形成したものに比べて常時荷重時の剛性を大きくすることができ、しかも延び能力が大きいためにダンパーとしても有効である。
【００２０】
本発明の請求項４においては、梁継ぎ手構造が鋼柱に設けられたブラケットに梁のフランジを略中央部分に塑性化部を具備するスプライスプレートを介して固定手段により接合したものであるから、スプライスプレートの塑性化部が母材である梁に先行して塑性化するため、スプライスプレートのみを交換すればよく、母材が塑性化する場合に比べて支保工も不要で補修が容易で経済的にも楽である。
さらに、梁継ぎ手構造のスプライスプレートは塑性化部の塑性変形を許容し、かつ面外変形を抑制する補剛リブを具備するから、塑性化部が塑性化して剛性を失ったときには補剛リブがスプライスプレートが面外座屈するのを抑制する。
【００２１】
本発明の請求項５においては、梁継ぎ手構造のスプライスプレートと固定手段との間に添え板を介在させたから、固定手段による押さえによる局部応力を分散し、さらに塑性化部が塑性化して剛性を失ったときには添え板がスプライスプレートが面外座屈するのを抑制する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の梁継ぎ手部材を示す斜視図である。図において、１は普通鋼からなる長方形の梁継ぎ手部材であるスプライスプレート、２はスプライスプレート１の中央部分に両側よりテーパーを持たせ細首化して形成された塑性化部、３はスプライスプレート１１に設けられた複数のボルト穴である。
このスプライスプレート１は中央部分に両側よりテーパーを持たせ細首化して塑性化部２が形成されているから、中央部分がそれ以外のボルトをしめる摩擦接合部に比較して断面積が小さくなっている。
このスプライスプレート１の中央部分と摩擦接合部との断面積比は、ボルト穴３の欠損を考慮し、さらに塑性化部２の降伏比を考慮して塑性化が摩擦接合部に広がらないように決定される。塑性化部２の長さは、最大梁の回転を考慮し、スプライスプレート１の歪み量である１０％特に望ましくは５％を越えない範囲とする。
【００２５】
図１３などに示される従来の同一断面で形成された梁継手であるスライスプレートが梁継ぎ手部材として用いられた場合にボルト穴の断面欠損部で塑性化が進行し、局部的に歪みが集中するため、破断し易くなり、梁継手の取り替えが頻繁になり、さらにスプライスが塑性化すると、板厚がやせ、ボルトの導入軸力が減少し、摩擦力が小さくなるため、ボルトが滑るという問題があった。
これに対し、本発明の実施の形態１の梁継ぎ手部材であるスプライスプレート１は、中央部分にテーパーを持たせ細首化して形成された塑性化部２が歪みを塑性疲労特性に支障のない範囲に押さえることができため、塑性化が進行し、局部的に歪みが集中することはなくなり、破断しにくくなり、スプライスプレート１の取り替えも頻繁ではなくなった。
【００２６】
実施の形態２．
図２は本発明の実施形態２の梁継ぎ手部材を示す斜視図である。図において、１は普通鋼からなる長方形の梁継ぎ手部材であるスプライスプレート、３はスプライスプレート１に設けられた複数のボルト穴、４はスプライスプレート１の中央部分に低降伏点鋼で形成された塑性化部である。塑性化部４を形成する低降伏点鋼としては強度の低い鋼材、例えば、ＬＹ１００、ＬＹ１６０、ＬＹ２３５などが用いられる。この場合、スプライスプレート１の中央部分以外は普通鋼で形成され、塑性化部４となる中央部分が低降伏点鋼で形成され、両者が溶接などにより接合される。
【００２７】
このスプライスプレート１の低降伏点鋼で形成された塑性化部４である中央部分と摩擦接合部との断面積比も、実施の形態１の梁継ぎ手部材と同様に、ボルト穴３の欠損を考慮し、さらに塑性化部４の降伏比を考慮して塑性化が摩擦接合部に広がらないように決定される。
この実施の形態２の梁継ぎ手部材の場合は、中央部分と摩擦接合部との断面積比を大きくできるので、継ぎ手部材の剛性を大きくすることができる。塑性化部４の長さは、最大梁の回転を考慮し、スプライスプレート１の歪み量である２０％望ましくは１０％を越えない範囲とする。（一様伸びが普通鋼で２０％、低降伏鋼で４０％程度であるため、この１／２を越えないこと、塑性疲労を考慮するとさらにその１／２が望ましい）
【００２８】
本発明の実施の形態２の梁継ぎ手部材であるスプライスプレート１は、中央部分に低降伏点鋼で形成された塑性化部４が歪みを塑性疲労特性に支障のない範囲に押さえることができため、塑性化が進行し、局部的に歪みが集中することはなくなり、破断しにくくなり、スプライスプレート１の取り替えも頻繁ではなくなった。
また、本発明の実施の形態２の梁継ぎ手部材は、実施の形態１の略中央部分にテーパーを持たせ細首化した塑性化部２を形成したものに比べて常時荷重時の剛性を大きくすることができ、しかも延び能力が大きいためにダンパーとしても有効である。なお、この実施の形態２の梁継ぎ手部材の塑性化部４は中央部分が低降伏点鋼で形成されているが、中央部分が両側部分より降伏点が低い鋼材で形成された場合も、本発明が適用されることはいうまでもない。
【００２９】
なお、図３は本発明の実施の形態２の梁継ぎ手部材の変型例を示す。この変型例はスプライスプレート１の中央部分の低降伏点鋼で形成された塑性化部４の幅が、スプライスプレート１の両端側の幅より広いものである。
また、図４は本発明の実施の形態２の梁継ぎ手部材の別の変型例を示す。この変型例はスプライスプレート１の中央部分の低降伏点鋼で形成された塑性化部４の幅が、スプライスプレート１の両端側の幅より狭いものである。
いずれ変型例も本発明の実施の形態２の梁継ぎ手部材と同様の作用効果を有するものである。
【００３０】
実施の形態３．
図５は本発明の実施形態３の梁継ぎ手部材を示す斜視図である。
この実施の形態３のスプライスプレート１はその一表面の幅方向中心位置に細首化した塑性化部２の塑性変形を許容し、かつ面外変形を抑制する２個の補剛リブ５を具備する。この２個の補剛リブ５はスプライスプレート１の中央部分に隙間があくように間隔を置いて配置されている。この隙間は梁継ぎ手部の回転によってスプライスプレート１の塑性化部２の伸縮を吸収できるようにしたものである。
【００３１】
この２個の補剛リブ５は、細首化した塑性化部２が塑性化して剛性を失ったときにはスプライスプレート１が面外座屈するのを抑制する。
この実施の形態３では補剛リブ５は２個具備しているが、１個でもよく、また設けられる位置も限定されるものではない。
更に、補剛リブ５を具備するスプライスプレート１は細首化した塑性化部２を有するものであるが、低降伏点鋼で形成された塑性化部４を有するものであってもよいことは勿論である。
【００３２】
実施の形態４．
図６は本発明の実施形態４の梁継ぎ手部材を示す斜視図である。
この実施の形態４では、細首化した塑性化部２を有するスプライスプレート１に２個の添え板６をあてがうようにしたものである。７は添え板６に設けられた複数のボルト穴である。
後述するようにスプライスプレート１と固定手段であるボルトとの間に添え板６を介在させることにより、ボルトの押さえによる局部応力を添え板６で分散し、さらに塑性化部２が塑性化して剛性を失ったときには添え板６がスプライスプレート１の面外座屈を抑制する。
また、２個の添え板６はスプライスプレート１の中央部分で隙間があくように配置されている。この隙間は梁継ぎ手部の回転によってスプライスプレート１の塑性化部２の伸縮を吸収できるようにしたものである。
この実施の形態４ではスプライスプレート１は細首化した塑性化部２を有するものであるが、低降伏点鋼で形成された塑性化部４を有するものであってもよいことは勿論である。
【００３３】
実施の形態５．
図７は本発明の実施の形態５の梁継ぎ手構造を示す断面図である。
この実施の形態５は、鋼柱１０に接合されたＨ形ブラケット１１の上下フランジ部１１ａ、１１ｂに梁１２の上下フランジ１２ａ、１２ｂをそれぞれ中央部分に塑性化部２又は４が形成されたスプライスプレート１を介して固定手段であるボルト１３とナット１４により接合したものである。また、Ｈ形ブラケット１１のウエブ部１１ｃと梁１２のウエブ１２ｃとが連結板１５を介してボルト１３とナット１４で連結されている。このとき、Ｈ形ブラケット１１の上下フランジ部１１ａ、１１ｂ及びウエブ部１１ｃと梁１２の上下フランジ１２ａ、１２ｂ及びウエブ１２ｃとの間に隙間があけられている。この隙間は梁継ぎ手部の回転によってスプライスプレート１の塑性化部２の伸縮を吸収できるようにしたものである。
【００３４】
このように構成された本発明の実施形態５の梁継ぎ手構造では、鋼柱１０に設けたＨ形ブラケット１１の上下フランジ部１１ａ、１１ｂに梁１２の上下フランジ１２ａ、１２ｂを中央部分に塑性化部２又は４を具備するスプライスプレート１を介して固定手段であるボルト１３とナット１４により接合したものであるから、大地震時にはスプライスプレート１の塑性化部２又は４が母材である梁１２に先行して塑性化する。
従って、塑性化したスプライスプレート１のみを交換すればよく、母材の梁１２が塑性化する場合に比べて支保工も不要で補修が容易で経済的にも楽である。
【００３５】
実施の形態６．
図８は本発明の実施形態６の梁継ぎ手構造を示す断面図である。
この実施の形態６で、実施の形態５と異なるところは、補剛リブ５を具備したスプライスプレート１を用いること、Ｈ形ブラケット１１の上下フランジ部１１ａ、１１ｂと梁１２の上下フランジ１２ａ、１２ｂのそれぞれに対して２枚のスプライスプレート１を用いて接合したことである。それ以外の構成は実施の形態５と同様である。
この実施形態６の梁継ぎ手構造も、実施の形態５と同様に、大地震時にはスプライスプレート１の塑性化部２又は４が母材である梁に先行して塑性化し、その場合には塑性化したスプライスプレート１のみを交換すればよく、母材の梁１２が塑性化する場合に比べて支保工も不要で補修が容易で経済的にも楽である。
また、２枚のスプライスプレート１を用いることにより、Ｈ形ブラケット１１の上下フランジ部１１ａ、１１ｂと梁１２の上下フランジ１２ａ、１２ｂとの接合の剛性が高まり、各スプライスプレート１が補剛リブ５を具備することにより、塑性化部２又は４が塑性化して剛性を失ったときにはスプライスプレート１が面外座屈するのを抑制する。
【００３６】
実施の形態７．
図９は本発明の実施の形態７の梁継ぎ手構造を示す断面図である。
この実施の形態７で、実施の形態５と異なるところは、Ｈ形ブラケット２０の上下フランジ部と梁の上下フランジのそれぞれに対して２枚のスプライスプレート１１を用い、さらにスプライスプレート１１と固定手段であるボルトとの間に一対の添え板を介在させたことである。それ以外の構成は実施の形態５と同様である。
この実施形態７の梁継ぎ手構造も、実施の形態５と同様に、大地震時にはスプライスプレート１の塑性化部２又は４が母材である梁１２に先行して塑性化し、その場合には塑性化したスプライスプレート１のみを交換すればよく、母材の梁１２が塑性化する場合に比べて支保工も不要で補修が容易で経済的にも楽である。
また、２枚のスプライスプレート１を用いることにより、Ｈ形ブラケット１１のフランジ部１１ａ、１１ｂと梁１２の上下フランジ１２ａ、１２ｂとの接合の剛性が高まった。
さらに、スプライスプレート１と固定手段であるボルト１３との間に一対の添え板６を介在させたことにより、ボルト１３の押さえによる局部応力を添え板６で分散し、さらに塑性化部２が塑性化して剛性を失ったときには添え板６がスプライスプレート１が面外座屈するのを抑制する。
【００３７】
実施の形態８．
図１０は本発明の実施の形態８の梁継ぎ手構造を示す断面図である。
この実施の形態８で、実施の形態５と異なるところは、Ｈ形ブラケット１１の上下フランジ部１１ａ、１１ｂと梁１２の上下フランジ１２ａ、１２ｂのそれぞれに対して２枚のスプライスプレート１を用い、さらにＨ形ブラケット１１と梁１２の外側に位置するスプライスプレート１については補剛リブ５を具備したものであり、Ｈ形ブラケット１１と梁１２の内側に位置するスプライスプレート１についてはスプライスプレート１と固定手段であるボルト１３との間に一対の添え板６を介在させたことである。それ以外の構成は実施の形態５と同様である。
【００３８】
この実施の形態８の梁継ぎ手構造も、実施の形態５と同様に、大地震時にはスプライスプレート１の塑性化部２又は４が母材である梁１２に先行して塑性化し、その場合には塑性化したスプライスプレート１のみを交換すればよく、母材の梁１２が塑性化する場合に比べて支保工も不要で補修が容易で経済的にも楽である。
また、２枚のスプライスプレート１を用いることにより、Ｈ形ブラケット１１の上下フランジ部１１ａ、１１ｂと梁１２の上下フランジ１２ａ、１２ｂとの接合の剛性が高まった。
さらに、この実施の形態８は実施の形態６、７に比べて施工性が良く、現実的なものである。
【００３９】
この図１０の実施の形態８の梁継ぎ手構造で、スプライスプレート１の塑性化部２がＬＹ２３５の低降伏点鋼で、板厚１２ｍｍ、断面積比が０７の場合、図１１の柱と梁の十字形試験体について、図１２に示す試験結果である柱と梁の荷重−変位関係を示す線図を見ると、実線で示すように荷重に対する変形が小さく、梁１２の耐力に拘わらず、梁１２の塑性耐力以下でスプライスプレート１の塑性化部２が降伏し、梁の塑性化を防止できた。
また、図７の実施の形態５の梁継ぎ手構造で、スプライスプレート１の塑性化部２がＬＹ２３５の低降伏点鋼で、板厚１２ｍｍ、断面積比が０７の場合、図１１の柱と梁の十字形試験体について、図１２に示す試験結果である柱と梁の荷重−変位関係を示す線図を見ると、破線で示すように荷重に対する変形が大きく、最大変形近傍でスプライス１の塑性化部２の面外座屈が発生し、耐力低下が生じ、塑性化部２が形成されたスプライスプレート１の取り替えが必要になる。
なお、従来の梁継ぎ手構造で、通常の普通鋼で形成されたスプライスプレートの場合、耐力は実施の形態５と同様であるが、最大変形近傍でボルトの滑り、３回目の繰り返しでスプライスプレートが破断した。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１によれば、鋼柱に設けられたブラケットのフランジと梁のフランジとを接合するスプライスプレートであって、該スプライスプレートの略中央部分に塑性化部を形成してなるから、従来の同一断面で形成されたスプライスプレートでは梁継ぎ手部材として用いられた場合にボルト穴の断面欠損部で塑性化が進行し、局部的に歪みが集中するため、破断し易くなり、スプライスプレートの取り替えが頻繁になり、さらにスプライスプレートが塑性化すると、板厚がやせ、ボルトの導入軸力が減少し、摩擦力が小さくなるため、ボルトが滑るという問題があるのに対し、略中央部分に形成した塑性化部が歪みを塑性疲労特性に支障のない範囲に押さえることができるため、塑性化が進行し、局部的に歪みが集中することはなくなり、破断しにくくなり、スプライスプレートの取り替えも頻繁ではなくなるという効果がある。
さらに、スプライスプレートは塑性化部の塑性変形を許容し、かつ面外変形を抑制する補剛リブを具備するから、塑性化部が塑性化して剛性を失ったときには補剛リブがスプライスプレートが面外座屈するのを抑制するという効果がある。
【００４１】
本発明の請求項２によれば、スプライスプレートの塑性化部はその略中央部分を細首化して形成されているから、スプライスプレートを切削加工するだけで塑性化部を簡単に形成することができるという効果がある。
【００４２】
本発明の請求項３によれば、スプライスプレートの塑性化部はその略中央部分が両側部分より降伏点が低い鋼材で形成されてなるから、略中央部分に細首化した塑性化部を形成したものに比べて常時荷重時の剛性を大きくすることができ、しかも延び能力が大きいためにダンパーとしても有効であるという効果がある。
【００４３】
本発明の請求項４によれば、梁継ぎ手構造が鋼柱に設けたブラケットに梁のフランジを略中央部分に塑性化部を具備するスプライスプレートを介して固定手段により接合したものであるから、スプライスプレートの塑性化部が母材である梁に先行して塑性化するため、スプライスプレートのみを交換すればよく、母材が塑性化する場合に比べて支保工も不要で補修が容易で経済的にも楽であるという効果がある。
さらに、梁継ぎ手構造のスプライスプレートは塑性化部の塑性変形を許容し、かつ面外変形を抑制する補剛リブを具備するから、塑性化部が塑性化して剛性を失ったときには補剛リブがスプライスプレートが面外座屈するのを抑制するという効果がある。
【００４４】
本発明の請求項５によれば、梁継ぎ手構造のスプライスプレートと固定手段との間に添え板を介在させたから、固定手段による押さえによる局部応力を分散し、さらに塑性化部が塑性化して剛性を失ったときには添え板がスプライスプレートが面外座屈するのを抑制するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の梁継ぎ手部材を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態２の梁継ぎ手部材を示す斜視図である。
【図３】同梁継ぎ手部材の変型例を示す斜視図である。
【図４】同梁継ぎ手部材の別の変型例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態３の梁継ぎ手部材を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態４の梁継ぎ手部材を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態５の梁継ぎ手構造を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態６の梁継ぎ手構造を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態７の梁継ぎ手構造を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態８の梁継ぎ手構造を示す断面図である。
【図１１】柱と梁の十字形試験体を示す模式図である。
【図１２】梁継ぎ手構造の柱と梁の荷重−変位関係を示す線図である。
【図１３】従来の梁継ぎ手構造を示す斜視図である。
【図１４】従来のもう１つの梁継ぎ手構造を示す斜視図である。
【図１５】従来の別のもう１つの梁継ぎ手構造を示す斜視図である。
【図１６】従来のさらに別のもう１つの梁継ぎ手構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１スプライスプレート
２塑性化部
３ボルト穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a beam joint member and a beam joint structure, and in particular, to a column-beam joint portion which prevents breakage of a beam end and effectively adds damping of a structure.
[0002]
[Prior art]
The current building seismic design method is designed to prevent collapse by absorbing the seismic input energy mainly by plasticizing the beam end during large earthquakes so that it stays within the elastic limit during small and medium earthquakes.
On the other hand, the joints of the columns and beams (beam ends) and joints safely transmit the force acting during the possessed horizontal proof stress (the maximum proof strength until collapse when the mechanism is formed), and plastic When it is assumed that the material will be broken, it must be designed not to break until the assumed plastic deformation occurs.
Therefore, the beam joint portion is provided avoiding the beam end portion (in the range of 1/10 of the span from the column or twice the span of the beam, that is, usually in the range of 1 m to 1.2 m) where plasticization is assumed.
In addition, when a beam joint is unavoidable at a place where plasticization is expected, the joint portion is against the force (bending and shearing) multiplied by the safety factor α (1.2 to 1.3). Design not to break.
[0003]
  FIG. 13 is a perspective view showing a conventional beam joint structure.
  The conventional beam joint structure shown in FIG.ofThis is a case where the beam 22 is rigidly joined to the joint by welding and the beam 22 is rigidly joined to the joint in the weak axis direction by the beam joint 23.
  FIG. 14 is a perspective view showing another conventional beam joint structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-159176.
  The other conventional beam joint structure shown in FIG. 14 is an example in which the beam end is devised so that the beam end does not break, and the joint 27 formed at the end of the H-shaped steel beam 26 is welded 28 and The bolt 29 is connected to the box-shaped column 25, and either one of the flange members 26a and 26b of the H-shaped steel beam 26 has a non-uniform taper and concentrates the damage at a portion where the width is reduced, and stress at the beam end. Is intended to hold down to some extent.
[0004]
FIG. 15 is a perspective view showing another conventional beam joint structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-341246.
Another conventional beam joint structure shown in FIG. 15 uses ultra-soft steel at the beam end and integrates a portion having a large bending moment at the beam end by superimposing a high-strength material and a low-strength material. In the example, the low yield stress steel material 33 is provided with an opening 34 or 35, and the outer periphery of the low yield stress steel material 33 and the opening 34 or 35 are welded to the structural material 36, and the low yield stress steel material 33 and the structural material 36 Are combined to form a composite steel material, and the composite structure material is used for the joint between the column 31 and the beam 32, and the like. In addition to this, examples of using extremely mild steel at the end of the beam include Japanese Patent Laid-Open No. 3-233083 and Literature 1 “Experimental Study on Hysteresis Energy Absorption Characteristics of Steel Structure Frame with Extremely Low Yield Point Steel (p1441-p1443 ) ”-Summary of the Annual Meeting of the Architectural Institute of Japan (Hokuriku), [issued in August 1992]”.
[0005]
Further, FIG. 16 is shown in Reference 2 ““ Research on Practical Use of Member End Mounting History Damper (p703-p706) ”— Abstracts of the Architectural Institute of Japan Conference (Kanto), [March 1997]]. It is a perspective view which shows another another conventional beam joint part structure.
Another conventional beam joint structure shown in FIG. 16 absorbs energy by plastic deformation of a low-strength material by disposing a triangular damper 42 at each corner of the column-beam joint 41. Attenuation is given.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional beam joint portion structure shown in FIG. 13 can prevent the beam joint portion from being broken, but cannot prevent the beam end portion from being stressed more than the beam joint portion.
This is because the end portion of the beam has scallops and the like, and stress is easily concentrated. Further, depending on welding conditions, welding defects, material deterioration, etc. are likely to occur. In the Hyogoken-Nanbu Earthquake, many beam end welds broke. Furthermore, even if the welded portion is sound and can withstand a large earthquake, plasticization occurs at the beam end.
As described above, when the beam end portion is broken due to an earthquake or the beam end portion is plasticized, it is necessary to replace the beam, and there is a problem that a great deal of cost and labor are required for repair.
[0007]
Another conventional beam joint structure shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-159176 shown in FIG. 14 has a notch in the flange portion of the H-shaped steel beam as a base material, so that not only the proof stress but also the rigidity is reduced. End up. Moreover, since the cross-sectional performance is cut out and lowered, it becomes uneconomical. Furthermore, since the notched portion is plasticized intensively at the time of an earthquake, the toughness and elongation capacity of that portion are required, and it is required to be a high quality steel material, which is uneconomical.
In addition, the repair after the earthquake has to be performed by cutting and rejoining because the beam base material becomes plastic, and also requires a support work, which is difficult.
[0008]
  Also, another conventional beam joint structure shown in Japanese Patent Laid-Open No. 6-341246 in FIG.Reference 1)And another conventional beam joint structure shown in Reference 2 in FIG. 16 is an example of a type in which a member that absorbs energy is provided at the end of the beam. There was a drawback that the difference was small and energy could not be absorbed efficiently.
  Further, in the document 2 shown in FIG. 16, in order to absorb energy efficiently, the distance from the beam flange of the main structure must be increased, and the damper becomes large. In addition, there is a problem that it is difficult to join not only the beam but also the column, particularly when the column is a closed section material such as a square steel pipe.
[0009]
The present invention has been made to solve such problems, and to obtain a beam joint member and a beam joint structure that facilitate repair in the event of an earthquake without plasticizing the beam that is the main structural member. With the goal.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  A splice plate according to a first aspect of the present invention is a splice plate for joining a flange of a bracket and a flange of a beam provided on a steel column, wherein a plasticized portion is formed at a substantially central portion of the splice plate.The splice plate includes a stiffening rib that allows plastic deformation of the plasticized portion and suppresses out-of-plane deformation.Is.
[0011]
The plasticizing portion of the splice plate according to claim 2 of the present invention is formed by narrowing the substantially central portion.
[0012]
The plasticized portion of the splice plate according to claim 3 of the present invention is formed by a steel material having a substantially central portion whose yield point is lower than both side portions.
[0013]
  Claim 4 of the present inventionThe beam joint structure is a beam joint structure in which a flange of a beam is joined to a bracket provided on a steel column by a fixing means via a splice plate having a plasticizing portion at a substantially central portion,The splice plate is provided with stiffening ribs that allow plastic deformation of the plasticized portion and suppress out-of-plane deformation.
[0014]
The beam joint structure according to claim 5 of the present invention isA splicing plate is interposed between the splice plate and the fixing means.Is.
[0017]
  In claim 1 of the present invention, a splice plate that joins a flange of a bracket and a flange of a beam provided on a steel column, and a plasticized portion is formed at a substantially central portion of the splice plate. In conventional splice plates formed with the same cross section, when used as a beam joint member, plasticization progresses at the cross-sectional defect part of the bolt hole, and distortion is concentrated locally, so it is easy to break, and the splice plate If the replacement is frequent and the splice plate is plasticized, the thickness of the plate will be reduced, the axial force of the bolt will be reduced, and the frictional force will be reduced. The formed plasticized part can suppress the strain to the extent that there is no hindrance to the plastic fatigue characteristics, so plasticization proceeds and the strain does not concentrate locally Ri, less likely to break, no longer is also frequent replacement of the splice plate.
  Further, since the splice plate includes a stiffening rib that allows plastic deformation of the plasticized portion and suppresses out-of-plane deformation, when the plasticized portion plasticizes and loses rigidity, the stiffening rib is not attached to the splice plate. Suppresses out-of-plane buckling.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, since the plasticized portion of the splice plate is formed by narrowing the substantially central portion thereof, the plasticized portion can be easily formed simply by cutting the splice plate. .
[0019]
In claim 3 of the present invention, since the plasticized portion of the splice plate is formed of a steel material having a lower yield point than the both side portions, a plasticized portion having a narrow neck is formed in the substantially central portion. Compared to those, the rigidity at the time of loading can be increased, and the extension ability is large, so that it is effective as a damper.
[0020]
  In claim 4 of the present invention,Since the beam joint structure is formed by joining the flange of the beam to the bracket provided on the steel column by a fixing means through a splice plate having a plasticized portion at the substantially central portion, the plasticized portion of the splice plate is the base material. Therefore, it is only necessary to replace the splice plate in order to plasticize before the beam, and, compared to the case where the base material is plasticized, no support work is required, and repair is easy and economical.
In addition, the beam joint structureSince the splice plate has a stiffening rib that allows plastic deformation of the plasticized portion and suppresses out-of-plane deformation, when the plasticized portion loses rigidity due to plasticization, the splicing plate becomes out of plane. Suppress bending.
[0021]
  In claim 5 of the present invention, a beam joint structure is provided.Since the splicing plate is interposed between the splicing plate and the fixing means, the local stress due to the pressing by the fixing means is dispersed, and when the plasticizing part is plasticized and loses its rigidity, the splicing plate becomes out-of-plane Suppress bending.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing a beam joint member according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is a splice plate which is a rectangular beam joint member made of ordinary steel, 2 is a plasticized portion formed by narrowing the central portion of the splice plate 1 from both sides with a taper, and 3 is a splice plate 11. These are a plurality of bolt holes provided in.
Since this splice plate 1 has a taper at the center part from both sides and is narrowed to form a plasticized part 2, the cross-sectional area is smaller than that of the friction joint where the center part fastens other bolts. ing.
The cross-sectional area ratio between the center portion of the splice plate 1 and the friction joint is determined in consideration of the defect of the bolt hole 3 and further in consideration of the yield ratio of the plasticizer 2 so that plasticization does not spread to the friction joint. It is determined. The length of the plasticized portion 2 is set in a range not exceeding 10%, particularly preferably 5%, which is the strain amount of the splice plate 1 in consideration of the maximum beam rotation.
[0025]
When a slice plate, which is a conventional beam joint formed with the same cross section shown in FIG. 13 or the like, is used as a beam joint member, plasticization proceeds at the cross-sectional defect portion of the bolt hole, and strain is concentrated locally. Therefore, it becomes easy to break, the replacement of the beam joint becomes frequent, and if the splice becomes plastic, the thickness of the plate becomes thin, the axial force of the bolt decreases, and the frictional force decreases. there were.
On the other hand, in the splice plate 1 which is the beam joint member according to the first embodiment of the present invention, the plasticized portion 2 formed by having a taper at the center portion and having a narrow neck does not interfere with the plastic fatigue characteristics. Since it can be held within the range, plasticization has progressed, strain is not concentrated locally, it is difficult to break, and the splice plate 1 is not frequently replaced.
[0026]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a perspective view showing a beam joint member according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, 1 is a splice plate which is a rectangular beam joint member made of ordinary steel, 3 is a plurality of bolt holes provided in the splice plate 1, and 4 is a low yield point steel formed in the central portion of the splice plate 1. It is a plasticizing part. As the low yield point steel forming the plasticized portion 4, a steel material having low strength, for example, LY100, LY160, LY235, or the like is used. In this case, a portion other than the central portion of the splice plate 1 is formed of ordinary steel, a central portion that becomes the plasticized portion 4 is formed of low yield point steel, and both are joined by welding or the like.
[0027]
Similarly to the beam joint member of the first embodiment, the cross-sectional area ratio between the central portion, which is the plasticized portion 4 formed of the low yield point steel of the splice plate 1, and the friction joint portion is also reduced. In consideration of the yield ratio of the plasticized portion 4, the plasticization is determined not to spread to the friction joint.
In the case of the beam joint member according to the second embodiment, since the cross-sectional area ratio between the center portion and the friction joint portion can be increased, the rigidity of the joint member can be increased. The length of the plasticized portion 4 is set in a range not exceeding 20%, preferably 10%, which is the strain amount of the splice plate 1 in consideration of the maximum beam rotation. (Since the uniform elongation is 20% for ordinary steel and 40% for low yield steel, it should not exceed 1/2, and 1/2 is more desirable considering plastic fatigue.)
[0028]
In the splice plate 1 which is a beam joint member according to the second embodiment of the present invention, the plasticized portion 4 formed of low yield point steel at the center portion can suppress the strain within a range that does not hinder the plastic fatigue characteristics. As plasticization progresses, strains are not concentrated locally, it becomes difficult to break, and the splice plate 1 is not frequently replaced.
In addition, the beam joint member according to the second embodiment of the present invention has a greater rigidity at the time of constant load than the one in which the plasticized portion 2 having a tapered shape is formed at the substantially central portion of the first embodiment. In addition, it is effective as a damper because of its large extension ability. In addition, although the plastic part 4 of the beam joint member according to the second embodiment has a central portion formed of a low yield point steel, the central portion may be formed of a steel material having a lower yield point than both side portions. It goes without saying that the invention is applied.
[0029]
FIG. 3 shows a modification of the beam joint member according to Embodiment 2 of the present invention. In this modification, the width of the plasticized portion 4 formed of low yield point steel at the center portion of the splice plate 1 is wider than the width at both ends of the splice plate 1.
FIG. 4 shows another modification of the beam joint member according to Embodiment 2 of the present invention. In this modified example, the width of the plasticized portion 4 formed of the low yield point steel at the center portion of the splice plate 1 is narrower than the width at both ends of the splice plate 1.
Any of these modifications has the same function and effect as the beam joint member according to the second embodiment of the present invention.
[0030]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a beam joint member according to Embodiment 3 of the present invention.
The splice plate 1 according to the third embodiment includes two stiffening ribs 5 that allow plastic deformation of the plasticized portion 2 narrowed at the center in the width direction of one surface and suppress out-of-plane deformation. To do. The two stiffening ribs 5 are arranged at intervals so that there is a gap in the central portion of the splice plate 1. This gap is designed to absorb the expansion and contraction of the plasticizing portion 2 of the splice plate 1 by the rotation of the beam joint portion.
[0031]
The two stiffening ribs 5 prevent the splice plate 1 from buckling out of plane when the plasticized portion 2 having a narrow neck is plasticized and loses rigidity.
In the third embodiment, two stiffening ribs 5 are provided. However, one stiffening rib 5 may be provided, and the position to be provided is not limited.
Furthermore, although the splice plate 1 having the stiffening rib 5 has the plasticized portion 2 with a narrow neck, it may have the plasticized portion 4 formed of low yield point steel. Of course.
[0032]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a beam joint member according to Embodiment 4 of the present invention.
In the fourth embodiment, two splicing plates 6 are applied to the splice plate 1 having the plasticized portion 2 with a narrow neck. Reference numeral 7 denotes a plurality of bolt holes provided in the accessory plate 6.
As will be described later, by interposing the splicing plate 6 between the splice plate 1 and the bolt as the fixing means, local stress due to the pressing of the bolt is dispersed by the splicing plate 6, and the plasticizing portion 2 is plasticized and rigid. When the plate is lost, the splicing plate 6 suppresses out-of-plane buckling of the splice plate 1.
Further, the two attachment plates 6 are arranged so that there is a gap at the center portion of the splice plate 1. This gap is designed to absorb the expansion and contraction of the plasticizing portion 2 of the splice plate 1 by the rotation of the beam joint portion.
In the fourth embodiment, the splice plate 1 has the plasticized portion 2 with a narrow neck, but it is needless to say that the splice plate 1 may have a plasticized portion 4 formed of low yield point steel. .
[0033]
Embodiment 5. FIG.
FIG. 7 is a sectional view showing a beam joint structure according to a fifth embodiment of the present invention.
In the fifth embodiment, the upper and lower flange portions 11a and 11b of the H-shaped bracket 11 joined to the steel column 10 and the upper and lower flanges 12a and 12b of the beam 12 are respectively formed in the center portion and the spliced portion 2 or 4 is formed in the center portion. These are joined by bolts 13 and nuts 14 as fixing means via the plate 1. Further, the web portion 11 c of the H-shaped bracket 11 and the web 12 c of the beam 12 are connected by a bolt 13 and a nut 14 via a connecting plate 15. At this time, gaps are formed between the upper and lower flange portions 11a and 11b and the web portion 11c of the H-shaped bracket 11 and the upper and lower flanges 12a and 12b and the web 12c of the beam 12. This gap is designed to absorb the expansion and contraction of the plasticizing portion 2 of the splice plate 1 by the rotation of the beam joint portion.
[0034]
In the beam joint structure according to the fifth embodiment of the present invention configured as described above, the upper and lower flange portions 11a and 11b of the H-shaped bracket 11 provided on the steel column 10 are plasticized at the center portion of the upper and lower flanges 12a and 12b of the beam 12. Since the splicing plate 1 having the portion 2 or 4 is joined by the bolt 13 and the nut 14 which are fixing means, the plasticized portion 2 or 4 of the splice plate 1 is the base material in the event of a large earthquake. Plasticize prior to.
Therefore, it is only necessary to replace the plasticized splice plate 1, and compared to the case where the base beam 12 is plasticized, no support work is required, and repair is easy and economical.
[0035]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 8 is a sectional view showing a beam joint structure according to Embodiment 6 of the present invention.
The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that the splice plate 1 having the stiffening rib 5 is used, the upper and lower flange portions 11a and 11b of the H-shaped bracket 11 and the upper and lower flanges 12a and 12b of the beam 12. In other words, two splice plates 1 are used for each of the above. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment.
Similarly to the fifth embodiment, the beam joint structure according to the sixth embodiment is plasticized prior to the beam that is the base material of the plasticizing portion 2 or 4 of the splice plate 1 in the event of a large earthquake. It is only necessary to replace the splice plate 1 and the support 12 is not required and repair is easy and economical compared to the case where the base beam 12 is plasticized.
Further, by using two splice plates 1, the rigidity of joining between the upper and lower flange portions 11 a and 11 b of the H-shaped bracket 11 and the upper and lower flanges 12 a and 12 b of the beam 12 is increased, and each splice plate 1 is provided with the stiffening rib 5. By preventing the splicing plate 1 from buckling out of plane when the plasticizing portion 2 or 4 is plasticized and loses rigidity.
[0036]
Embodiment 7 FIG.
FIG. 9 is a sectional view showing a beam joint structure according to a seventh embodiment of the present invention.
The seventh embodiment is different from the fifth embodiment in that two splice plates 11 are used for each of the upper and lower flange portions of the H-shaped bracket 20 and the upper and lower flanges of the beam. This is that a pair of support plates are interposed between the bolts. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment.
Similarly to the fifth embodiment, the beam joint structure of the seventh embodiment is plasticized prior to the beam 12 which is the base material of the plasticizing portion 2 or 4 of the splice plate 1 in the event of a large earthquake. It is only necessary to replace the spliced plate 1 which has been made, and compared to the case where the base beam 12 is plasticized, no support work is required, and repair is easy and economically easy.
Further, by using the two splice plates 1, the rigidity of joining the flange portions 11a, 11b of the H-shaped bracket 11 and the upper and lower flanges 12a, 12b of the beam 12 is increased.
Further, by interposing a pair of splicing plates 6 between the splice plate 1 and the bolts 13 which are fixing means, local stress due to pressing of the bolts 13 is dispersed by the splicing plates 6, and the plasticizing portion 2 is plastic. When the rigidity is lost due to the change, the splicing plate 6 prevents the splice plate 1 from buckling out of plane.
[0037]
Embodiment 8 FIG.
FIG. 10 is a sectional view showing a beam joint structure according to an eighth embodiment of the present invention.
In the eighth embodiment, the difference from the fifth embodiment is that two splice plates 1 are used for each of the upper and lower flange portions 11a and 11b of the H-shaped bracket 11 and the upper and lower flange portions 12a and 12b of the beam 12. Further, the splice plate 1 located outside the H-shaped bracket 11 and the beam 12 is provided with stiffening ribs 5, and the splice plate 1 located inside the H-shaped bracket 11 and the beam 12 is connected to the splice plate 1. That is, a pair of accessory plates 6 are interposed between the bolts 13 serving as fixing means. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment.
[0038]
Similarly to the fifth embodiment, the beam joint structure of the eighth embodiment is plasticized in advance of the beam 12 that is the base material of the plasticizing portion 2 or 4 of the splice plate 1 in the event of a large earthquake. Only the plasticized splice plate 1 needs to be replaced. Compared to the case where the base beam 12 is plasticized, no support work is required, and repair is easy and economical.
Further, by using the two splice plates 1, the rigidity of joining between the upper and lower flange portions 11a and 11b of the H-shaped bracket 11 and the upper and lower flanges 12a and 12b of the beam 12 is increased.
Further, the eighth embodiment is more practical than the sixth and seventh embodiments, and is realistic.
[0039]
In the beam joint structure of the eighth embodiment of FIG. 10, when the plasticized portion 2 of the splice plate 1 is a low yield point steel of LY235, the plate thickness is 12 mm, and the cross-sectional area ratio is 07, the column and beam of FIG. With respect to the cross-shaped specimen, when the diagram showing the load-displacement relationship between the column and the beam, which is the test result shown in FIG. 12, the deformation with respect to the load is small as shown by the solid line, and the beam The plasticized portion 2 of the splice plate 1 yielded at a plastic strength of 12 or less, and the plasticization of the beam could be prevented.
Further, in the beam joint structure of the fifth embodiment shown in FIG. 7, when the plasticized portion 2 of the splice plate 1 is a low yield point steel of LY235, the plate thickness is 12 mm, and the cross-sectional area ratio is 07, the column and beam shown in FIG. 12 shows the load-displacement relationship between the column and the beam, which is the test result shown in FIG. 12. As shown by the broken line, the deformation with respect to the load is large, and the plasticity of the splice 1 near the maximum deformation is shown. The out-of-plane buckling of the plasticizing portion 2 occurs, the yield strength is reduced, and the splice plate 1 on which the plasticizing portion 2 is formed needs to be replaced.
In the case of a splice plate made of ordinary ordinary steel with a conventional beam joint structure, the proof stress is the same as in the fifth embodiment, but the bolt is slipped near the maximum deformation, and the splice plate is removed by the third repetition. It broke.
[0040]
【The invention's effect】
  As described above, according to the first aspect of the present invention, a splice plate for joining a flange of a bracket provided on a steel column and a flange of a beam, wherein a plasticized portion is formed at a substantially central portion of the splice plate. Therefore, in the conventional splice plate formed with the same cross section, when used as a beam joint member, plasticization progresses at the cross-sectional defect part of the bolt hole, and distortion is concentrated locally, so it is easy to break. However, if the splice plate is frequently replaced and the splice plate becomes plastic, the thickness of the plate decreases, the bolt axial force decreases, and the frictional force decreases. Because the plasticized part formed in the substantially central part can suppress the strain to the extent that does not hinder the plastic fatigue characteristics, the plasticization progresses and the strain concentrates locally No longer with, less likely to break, there is an effect that replacement of the splice plate also become less frequent.
  In addition, since the splice plate has a stiffening rib that allows plastic deformation of the plasticized portion and suppresses out-of-plane deformation, when the plasticized portion plasticizes and loses rigidity, the stiffening rib faces the splice plate. There is an effect of suppressing buckling outside.
[0041]
According to the second aspect of the present invention, since the plasticized portion of the splice plate is formed by narrowing the substantially central portion thereof, the plasticized portion can be easily formed simply by cutting the splice plate. There is an effect that can be done.
[0042]
According to the third aspect of the present invention, the plasticized portion of the splice plate is formed of a steel material having a substantially central portion whose yield point is lower than that of both side portions, so that a plasticized portion having a narrow neck is formed in the substantially central portion. Compared to the above, the rigidity at the time of loading can be increased, and the extension ability is large, so that it is effective as a damper.
[0043]
  According to claim 4 of the present invention,Since the beam joint structure is a bracket provided on a steel column, the flange of the beam is joined to the substantially central portion by a fixing means via a splice plate having a plasticized portion, so the plasticized portion of the splice plate is a base material. Since it is plasticized prior to a certain beam, it is only necessary to replace the splice plate. Compared to the case where the base metal is plasticized, there is no need for support work and it is easy to repair and economically easy. .
In addition, the beam joint structureThe splice plate has a stiffening rib that allows plastic deformation of the plasticized portion and suppresses out-of-plane deformation. There is an effect of suppressing bending.
[0044]
  According to claim 5 of the present invention, a beam joint structure is provided.Since the splicing plate is interposed between the splicing plate and the fixing means, the local stress due to the pressing by the fixing means is dispersed, and when the plasticizing part is plasticized and loses its rigidity, the splicing plate becomes out-of-plane Suppress bendingThere is an effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a beam joint member according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a beam joint member according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a modified example of the beam joint member.
FIG. 4 is a perspective view showing another modified example of the beam joint member.
FIG. 5 is a perspective view showing a beam joint member according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a beam joint member according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a beam joint structure according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a beam joint structure according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view showing a beam joint structure according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing a beam joint structure according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross-shaped specimen of columns and beams.
FIG. 12 is a diagram showing a load-displacement relationship between a column of a beam joint structure and a beam.
FIG. 13 is a perspective view showing a conventional beam joint structure.
FIG. 14 is a perspective view showing another conventional beam joint structure.
FIG. 15 is a perspective view showing another conventional beam joint structure.
FIG. 16 is a perspective view showing still another conventional beam joint structure.
[Explanation of symbols]
1 Splice plate
2 Plasticization part
3 Bolt hole

Claims

鋼柱に設けられたブラケットのフランジと梁のフランジとを接合するスプライスプレートであって、
該スプライスプレートの略中央部分に塑性化部を形成してなり、該スプライスプレートは該塑性化部の塑性変形を許容し、かつ面外変形を抑制する補剛リブを具備することを特徴とするスプライスプレート。A splice plate for joining a flange of a bracket and a flange of a beam provided on a steel column,
Ri Na to form a plasticized portion at a substantially central portion of the splicing plate, the splice plate and characterized by allowing the plastic deformation of該塑resistance section, and comprises a suppressing stiffening rib out-of-plane deformation Splice plate.

上記塑性化部はスプライスプレートの略中央部分を細首化して形成されていることを特徴とする請求項１記載のスプライスプレート。 2. The splice plate according to claim 1, wherein the plasticizing portion is formed by narrowing a substantially central portion of the splice plate.

上記塑性化部はスプライスプレートの略中央部分が両側部分より降伏点が低い鋼材で形成されてなることを特徴とする請求項１記載のスプライスプレート。 2. The splice plate according to claim 1, wherein the plasticized portion is formed of a steel material having a lower yield point than that of both side portions of a substantially central portion of the splice plate.

鋼柱に設けたブラケットに梁のフランジを略中央部分に塑性化部を具備するスプライスプレートを介して固定手段により接合した梁継ぎ手構造であって、
該スプライスプレートは該塑性化部の塑性変形を許容し、かつ面外変形を抑制する補剛リブを具備することを特徴とする梁継ぎ手構造。A beam joint structure in which a flange of a beam is joined to a bracket provided on a steel column by a fixing means via a splice plate having a plasticized portion at a substantially central portion ,
The splice plate includes a stiffening rib that allows plastic deformation of the plasticizing portion and suppresses out-of-plane deformation .

上記スプライスプレートと上記固定手段との間に添え板を介在させたことを特徴とする請求項４記載の梁継ぎ手構造。5. The beam joint structure according to claim 4 , wherein a splicing plate is interposed between the splice plate and the fixing means.