JP4639012B2 - 箱形断面柱とh形断面梁の高力ボルト接合構造およびその施工方法 - Google Patents
箱形断面柱とh形断面梁の高力ボルト接合構造およびその施工方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、鋼構造建築物を構成する角形鋼管柱などの箱形断面柱とH形鋼梁を、スプリットティを介して高力ボルト接合する高力ボルト接合構造および接合施工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、箱形断面柱とH形断面梁の一般的な高力ボルト接合構造としては、図9に示すように、箱形断面柱1に上下一対のスプリットティー2a、2bのフランジ2fを高力ボルト3で接合し、この上下のスプリットティ2a、2bの水平ウエブ2p間にH形断面梁4の端部を位置させ、上スプリットティ2aの水平板2pの下面側にH形断面梁4の上フランジ4aの上面を、また、下スプリットティ2bの水平板2pの上面側にH形断面梁4の下フランジ4bの下面を当接して高力ボルト5で接合する、溶接負担を軽減した箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造が知られている。
【0003】
このような高力ボルト接合構造においては、柱材が箱形断面柱1であるため、この箱形断面柱1にスプリットティ2a、2bを高力ボルト3で接合する場合には、一般の高力ボルト(JIS B1186に規定される摩擦接合用六角ボルトや日本鋼構造協会規格の構造用トルクシア形高力ボルトなど)を用いた通常の施工方法では施工は困難である。
そのため、箱形断面柱1の外側から挿入して締付が可能なワンサイドボルトが開発され実用されるようになった。しかし、ワンサイドボルトは高価であり接合コスト増の問題に加え、強度に限界があるため大きな荷重を受ける大型構造物の柱・梁接合には適用できないという問題があった。
【0004】
一方、工場または建て方前に、一般の高力ボルトを、特殊な装置により箱形断面柱の内部側からこの箱形断面柱と当接されたスプリットティのフランジのボルト孔に挿入し、高力ボルトに外側でナットを螺着して締め付けることによってスプリットティの垂直板を箱形断面柱に接合する方法が提案されている。
この方法では、ワンサイドボルトを使用しない高力ボルト接合が可能であるため、ワンサイドボルトを使用する方法に比較して、コスト面、強度面で改善可能であるが、箱形断面柱の1側面側を示す図10(a)、(b)のように、上下のスプリットティ2a、2bは水平ウエブ2pが箱形断面柱1の軸方向と直角になるように配置され、このスプリットティ2a、2bがH形断面梁4の取り付け前に箱形断面柱1に固定された場合には、建て方現場で箱形断面柱1にH形断面梁4を取り付ける際に、H形断面梁4の上下フランジ4fを上下のスプリットティ2a、2bの水平ウエブ2p間にセットする作業に手間とり、施工性が低下するという問題があり、結果的に接合施工コストの上昇につながっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基本的には、特殊なワンサイドボルト締め付け機構を有しない高力ボルトだけを用い、スプリットティを例えば工場で箱形断面柱に固定しても問題がない接合施工ができる、スプリットティを介した箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造および接合施工方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、以下の(1)〜(4)を要旨とするものである。
(1) 箱形断面柱とH形断面梁を、箱形断面柱に接合したスプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造において、スプリットティの水平ウエブの先端にH形断面梁のフランジの先端が突き当たるように配置されており、スプリットティの水平ウエブの内側およびH形断面梁のフランジの内側に跨がって当接されたジョイントアングルの水平板と、スプリットティの水平ウエブの外側およびH形断面梁のフランジの外側に跨がってジョイントアングルの水平板に相対するように当接された添板が、スプリットティの水平ウエブ側とH形断面梁のフランジ側で高力ボルトにより緊結されていることを特徴とする箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造。
【0007】
(2) 箱形断面柱とH形断面梁を、箱形断面柱に接合した上・下スプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造において、下側スプリットティの水平ウエブより短い上側スプリットティの水平ウエブの先端にH形断面梁の上フランジが突き当たるように、また、H形断面梁の下フランジが下側スプリットティの水平ウエブの上面に支持されるように配置され、上側スプリットティの水平ウエブの内側およびH形断面梁の上フランジの内側に跨がって当接されたジョイントアングルの水平板と、スプリットティの水平ウエブの外側およびH形断面梁の上フランジの外側に跨がってジョイントアングルの水平板に相対するように当接された添板が、スプリットティの水平ウエブ側とH形断面梁のフランジ側で、それぞれ高力ボルトにより緊結されており、H形断面梁の下フランジの下面とその先端側に配置したフィラープレートの下面が下側スプリットティの水平ウエブの上面に当接され、H形断面梁の下フランジの上面およびフィラープレートの上面に跨がって下側スプリットティの水平ウエブに相対するように当接された補強アングルの水平板が、スプリットティの水平ウエブとH形断面梁のフランジ部およびフィラープレート部で高力ボルトにより緊結されていることを特徴とする箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造。
【0008】
(3) 工場あるいは施工現場の地組み場で箱形断面柱の建て方前に、上下スプリットティを、その水平ウエブが柱の材軸方向と直角になるように配置してフランジを箱形断面柱に高力ボルトにより接合し、箱形断面柱の建て方後、H形断面梁の上下フランジを上下スプリットティの水平ウエブに突き当たるように配置し、H形断面梁の上下フランジを、上下スプリットティの水平ウエブの内側およびH形断面梁のフランジの内側に跨がって当接したジョイントアングルの水平板と、上下スプリットティの水平ウエブの外側およびH形断面梁の上下フランジの外側に跨がってジョイントアングルの水平板に相対するように当接した添板で挟持した状態で、上下スプリットティの水平ウエブとH形断面梁の上下フランジとジョイントアングルと添板を、上下スプリットティの水平ウエブ側とH形断面梁の上下フランジ側で高力ボルトにより緊結することを特徴とする箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合施工方法。
【0009】
(4) 工場あるいは施工現場の地組み場で箱形断面柱の建て方前に、水平ウエブ長さの異なる上下スプリットティを、その水平ウエブが柱の材軸方向と直角になるように配置してフランジを箱形断面柱に高力ボルトにより接合し、箱形断面柱の建て方後、H形断面梁の上フランジを上側スプリットティの水平ウエブに突き当たるように、またH形断面梁の下フランジおよびフィラープレートを水平ウエブの長さが上側スプリットティの水平ウエブより長い下側スプリットティの水平ウエブの上面で支持させるように配置して、H形断面梁の上フランジの内側と上側スプリットティの水平ウエブの内側に跨がってジョイントアングルの水平板を当接するとともに、H形断面梁の上フランジの外側と上側スプリットティの水平ウエブの外側に跨がってジョイントアングルの水平板と相対するように添板を当接して、H形断面梁の上フランジ側と上側スプリットティの水平ウエブ側で高力ボルトにより緊結するとともに、H形断面梁の下フランジの内側およびフィラープレートの内側に跨がるように補強アングルの水平板を当接して、下側スプリットティの水平ウエブにH形断面梁の下フランジ側およびフィラープレート側で高力ボルトにより緊結することを特徴とする箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合施工方法。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明は、角形や円形の箱形断面柱に、H形断面梁を、垂直部(垂直フランジ)と水平部(水平ウエブ)を有するスプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とH形断面梁との接合構造において、スプリットティの水平ウエブを柱の材軸方向と直角に配置し、このスプリットティの垂直フランジを、予め箱形断面柱の所定の位置に固定しておき、このスプリットティの水平ウエブとH形断面梁を、H形断面梁から箱形断面柱へ応力を良好に伝達するL形ジョイントアングル(以下「ジョイントアングル」という。)や添板、L形の補強アングル(以下「補強アングル」という。)などの連結金物や、フィラープレートを用いて高力ボルトにより緊結・接合するものであり、少なくともH形断面梁の上フランジ側はスプリットティの水平ウエブに直接に接合しない高力ボルト接合構造である。
【0011】
以下に、本発明をより具体的に説明する。ここでは、箱形断面柱が角形の箱形断面柱の場合について説明する。
(1)の発明では、ジョイントアングルの水平板を、箱形断面柱に固定された上下のスプリットティの水平ウエブの内側とこれに突き当たるように配置したH形断面梁の上下フランジの内側に跨がるように当接し、スプリットティの水平ウエブの外側とH形断面梁のフランジの外側に跨ってジョイントアングルと相対するように当接した添板とともに、スプリットティの水平ウエブ領域とH形断面梁領域で、それぞれ高力ボルト接合するものであり、ジョイントアングルの垂直板は非接合部とするものである。
【0012】
(2)の発明では、上側スプリットティ側では、ジョイントアングルの水平板を、箱形断面柱に固定された上側スプリットティの水平ウエブの内側とこれに突き当たるように配置したH形断面梁の上フランジの内側に跨がるように当接し、上側スプリットティの水平ウエブの外側とH形断面梁の上フランジの外側で跨がってジョイントアングルと相対するように当接した添板とともに、スプリットティの水平ウエブ領域とH形断面梁領域で、それぞれ高力ボルト接合する。垂直板は非接合部とするものである。
一方、下側スプリットティ側では、補強アングルの水平板を、箱形断面柱に固定された下側スプリットティの水平ウエブの上面に当接したH形断面梁の下フランジの上面とH形断面梁の下フランジの先端側に配設したフィラープレートの上面に跨がって当接し、下側スプリットティの水平ウエブ領域で下側スプリットティの水平ウエブと、H形断面梁の下フランジおよびフィラープレートを高力ボルト接合するものであり、補強アングルの垂直板は非接合部とするものである。
【0013】
本発明では、基本的には箱形断面柱とスプリットティの接合を、箱形断面柱の建て方前に完了させておくものであることから、
▲1▼箱形断面柱にH形鋼梁を取り付ける際、ジョイントアングル、添板、補強アングルの位置調整が容易にできることから、H形断面梁の位置調整作業時の制約が緩和され施工性が改善される。
▲2▼工場あるいは施工現場の地組場で箱形断面柱の建て方前に、例えば特開2000−213070号公報記載の装置(ボルト搬送装置と引出治具)などを用いて箱形断面柱の内部側から高力ボルトを挿入して箱形断面柱にスプリットティを高力ボルト接合することができ、高価で締め付けが複雑なワンサイド締め付け機構を有しない高強度の高力ボルトのみによる高力ボルト接合構造が可能になる。その結果、コストを大幅に低減するとともに、大型構造物を対象としても力学的品質の安定化が図れ、より安全性の高い接合構造の実現が可能になる。
【0014】
本発明で用いるスプリットティは、上下で独立させたものでもよいし、上下一体にしたものでもよく、いずれの場合も上下対称な形状のものであることは不可欠ではない。また、ジョイントアングルは、矩形を基本形状とする垂直板と水平板からなるL形断面材であり、水平板がH形断面梁のフランジ、スプリットティの水平ウエブ、添板との接合部となり、垂直板は非接合になるものである。また、添板は、高摩擦助材および接合安定材として機能するものであり、基本形状は平板である。
ジョイントアングルの水平板とスプリットティの水平ウエブとの接触面、ジョイントアングルの水平板とH形断面梁との接触面に0.6以上のすべり係数が得られる高摩擦化処理を施して接合摩擦を高めることが有効である。
【0015】
補強アングルは、スプリットティとH形断面梁の接合部に作用する曲げモーメントに対する耐力を補強するためのもので、主に下側スプリットティ側に配設するものであり、ジョイントアングルと同様、基本形としては矩形を基本形状とする水平板と垂直板からなるL形断面であり、水平板の下面がH形断面梁の下フランジの上面、フィラープレートの上面との接合面となり、垂直板は非接合部となる。補強アングルの水平板におけるH形断面梁の下フランジの上面およびフィラープレートの上面との接触面に0.6以上のすべり係数が得られる高摩擦化処理を施して接合摩擦を高めることが有効である。
【0016】
フィラープレートは、高摩擦助材および接合安定材として機能するものであり、基本形状は平板であり、補強アングルと同様、接触面に0.6以上のすべり係数が得られる高摩擦化処理を施して接合摩擦を高めることが有効である。
ジョイントアングル、補強アングル、添板の形状およびサイズ、ボルト孔の大きさ、ボルト孔数は、H形断面梁からスプリットティを介して箱形断面柱に伝達される応力に応じて連結金物として十分に機能できる範囲で設定する。
なお、本発明においては、ワンサイドボルトの部分使用も考慮することができる。
【0017】
【実施例】
[実施例1]
以下に本発明の実施例1について、図1〜図5に基づいて説明する。
図1〜図3は、箱形断面柱1の側面の上下に所定の間隔をおいて配置され高力ボルト接合された上下一対のスプリットティ2a、2bを介して、H形断面梁4を高力ボルト接合した箱形断面柱とH形断面梁の接合構造例の基本形を示したものである。
H形断面梁4は、通常の場合、箱形断面柱1の1〜4側面にスプリットティ2a、2bを介して取り付けられるが、ここでは、箱形断面柱の1側面に1本のH形断面梁4を取り付け場合について代表説明する。
【0018】
図1〜図3において、1は箱形断面柱で、側面に上下一対のスプリットティ2aと2bが高力ボルト3aにより接合されている。スプリットティ2a、2bは、図4に示すように、箱形断面柱1に高力ボルト3aで接合するフランジ2fと、H形断面梁4を高力ボルト5aで接合するための水平ウエブ2uからなり断面がT形に形成され、フランジ2fには複数(ここでは4隅部にそれぞれ1個)のボルト孔2hと水平ウエブ2uに複数(ここでは左右1個)のボルト孔2hを有するものである。
【0019】
H形断面梁4は、複数(ここでは先端部に左右1個)のボルト孔4hを有する上下フランジ4a、4bの先端面がスプリットティ2a、2bの水平ウエブ2uの先端面に突き当たるように(ただし、間隙があり突き当たらない)配置されている。
H形断面梁4の上フランジ4aの下面と上側スプリットティ2aの水平ウエブ2uの下面に跨がって、左右一対のジョイントアングル6a、6bの水平板fbが当接され、H形断面梁4の上フランジ4aの上面と上側スプリットティ2aの水平ウエブ2uの上面に跨がって左右一対のジョイントアングル6a、6bの水平板fbと相対するように添板7a、7bが当接されており、スプリットティ2aの水平ウエブ2u側では、ジョイントアングル6a、6bの水平板fbと添板7a、7bがスプリットティ2aの水平ウエブ2uを挟持するような状態で高力ボルト5aにより接合され、H形断面梁4のフランジ4a側では、ジョイントアングル6a、6bの水平板fbと添板7a、7bがH形断面梁4のフランジ4aを挟持するような状態で高力ボルト5aにより接合されている。
【0020】
一方、H形断面梁4の下フランジ4bの上面と下側スプリットティ2bの水平ウエブ2uの上面に跨がって、左右一対のジョイントアングル6c、6dの水平板fbが当接され、H形断面梁4の下フランジ4bの下面と下側スプリットティ2bの水平ウエブ2uの下面に跨がって左右一対のジョイントアングル6c、6dの水平板fbと相対するように添板7c、7dが当接されており、下側スプリットティ2bの水平ウエブ2u側では、ジョイントアングル6c、6dと添板7c、7dがスプリットティ2bの水平ウエブ2uを挟持するような状態で高力ボルト5aにより接合され、H形断面梁4の下フランジ4b側では、ジョイントアングル6c、6dと添板7c、7dがH形断面梁4の下フランジ4bを挟持するような状態で高力ボルト5aにより接合されている。
【0021】
ジョイントアングル6a〜6dは、図5(a)、(b)に示すように、複数 (ここではスプリットティ側とH形断面梁側に各1個)のボルト孔6hを有する水平板fbとボルト孔を有しない垂直板faからなる断面が山形のもので、水平板fbがスプリットティ2a、2bの水平ウエブ2uの内側面とH形断面梁4の上下フランジ4a、4bの内側面に跨がって当接されてスプリットティの水平ウエブ2u側とH形断面梁のフランジ4a、4b側で高力ボルト5aにより接合されるものであり、垂直板faは非接合部になっており、左右で相対するジョイントアングルの垂直板fa間には、H形断面梁4のウエブ4uが位置する空間が形成される。
添板7a、7b、7c、7dは、図5(c)に示すように平板で複数(ここではスプリットティ側とH形断面梁側に各1個)のボルト孔7hを有するものであり、スプリットティ2a、2bの水平ウエブ2uの外側面とH形断面梁4の上下フランジ4a、4bの外側面に跨がって当接されて高力ボルト5aにより接合されるものであり、内側面に当接された各ジョイントアングルの水平板fbに相対するように当接されてスプリットティの水平ウエブ2u側とH形断面梁のフランジ4a、4b側で高力ボルト5aにより接合される。
【0022】
この箱形断面柱1とH形断面梁4の高力ボルト接合構造の施工手順について1例を以下に説明する。
(1).工場において、箱形断面柱1に上下一対のスプリットティ2a、2bを高力ボルト3aにより接合して取り付ける。この際、高力ボルト3aを箱形断面柱1の内部側からボルト孔に挿入して外部側で締め付けを行うが、この挿入、締付作業には、例えば特開2000−213070号公報記載の装置(ボルト搬送装置と引出治具)などを用いることができる。
(2).上下一対のスプリットティ2a、2bを取り付けた箱形断面柱1を建て方現場に運ぶ。
【0023】
(3).建て方現場において、箱形断面柱1を建てた状態で、上下のスプリットティ2a、2bの水平ウエブ2uの先端にH形断面梁4の上下フランジ4a、4bの先端を突き合わせるように配置する。
(4).上側スプリットティ2aの水平ウエブ2uの内側面とH形断面梁4の上フランジ4aの内側面に跨がって左右一対のジョイントアングル6aと6bの水平板fbを当接するとともに、スプリットティ2aの水平ウエブ2uの外側面とH形断面梁4の上フランジ4aの外側面に跨がって左右一対のジョイントアングル6a、6bの水平板fbに相対するように添板7aと7bを当接して、スプリットティ2aの水平ウエブ2u側ではスプリットティの水平ウエブ2uとジョイントアングル6a、6bと添板7a、7bを各1本の高力ボルト5aにより接合し、H形断面梁4の上フランジ4a側ではH形断面梁4の上フランジ4aとジョイントアングル6a、6bと添板7a、7bを各1本の高力ボルト5aにより接合する。
【0024】
(5).下側スプリットティ2bの水平ウエブ2uの内側面とH形断面梁4の下側フランジ4bの内側面に跨がって左右一対のジョイントアングル6cと6dの水平板fbを当接するとともに、スプリットティ2bの水平ウエブ2uの外側面とH形断面梁4の下フランジ4bの外側面に跨がって左右一対のジョイントアングル6c、6dの水平板fbに相対するように添板7cと7dを当接して、スプリットティ2bの水平ウエブ2u側ではスプリットティの水平ウエブ2uとジョイントアングル6c、6dと添板7c、7dを各1本の高力ボルト5aにより接合し、H形断面梁4の下フランジ4b側ではH形断面梁4の下フランジ4bとジョイントアングル6c、6dと添板7c、7dを各1本の高力ボルト5aにより接合する。
このようにして、図1〜図3で示すような箱形断面柱とH形断面梁の接合部構造が得られる。
【0025】
このような箱形断面柱とH形断面梁の接合部構造の施工に際しては、例えば工場で箱形断面柱に上下スプリットティの高力ボルト接合を完了させて建て方現場に搬送し、建て方の際に、箱形断面柱にH形断面梁をジョイントアングルを介して高力ボルト接合する際に、H形断面梁の位置調整作業を安定的に行うことができ施工性を改善することができる。
また、箱形断面柱1にスプリットティを取り付ける際には、例えば特開2000−213070号公報記載の装置(ボルト搬送装置と引出治具)を用い、スプリットティの取付作業を工場や施工現場の地組み場で完了させておくことができることから、高価なワンサイドボルトを必要としない高力ボルト接合が可能であり、接合施工コストを大幅に低減することができる。また、ワンサイドボルトより高強度を有する、例えば、15Tクラスの高力ボルトを用いることができ、接合部強度を強化することができる。
【0026】
[実施例2]
以下に本発明の実施例2について、図6〜図8に基づいて説明する。この実施例2では、実施例1と同様、箱形断面柱とH形断面梁の接合部構造において、本発明を適用した場合のものであるが、スプリットティの形状とスプリットティに対するH形断面梁の取付方において、実施例1とは一部異なるものである。
H形断面梁4は、通常の場合、箱形断面柱1の1〜4側面にスプリットティを介して取り付けられるが、ここでは、箱形断面柱の1側面にスプリットティ2c、2dを介して1本のH形断面梁4を取り付ける場合について代表説明する。
【0027】
図6において、1は箱形断面柱で、側面に上側スプリットティ2cと下側スプリットティ2dが高力ボルト3aにより接合されている。スプリットティ2cは、図7(a)に示すように、箱形断面柱1に高力ボルト3aで接合するフランジ2fと、H形断面梁4を高力ボルト5aで接合するための短い水平ウエブ2uからなり断面がT形に形成され、フランジ2fには複数(ここでは4隅部にそれぞれ1個)のボルト孔2hを有し水平ウエブ2uに複数(ここでは左右各2個)のボルト孔2hを有するものである。
また、スプリットティ2dは、図7(b)に示すように、箱形断面柱1に高力ボルト3で接合するフランジ2fと、H形断面梁4を高力ボルト5aで接合するための長い(スプリットティ2cの水平ウエブ2uより倍以上の長さの)水平ウエブ2uからなり断面がT形に形成され、フランジ2fには複数(ここでは4隅部にそれぞれ1個)のボルト孔2hを有し水平ウエブ2uに複数(ここでは左右各4個)のボルト孔2hを有するものである。
【0028】
H形断面梁4は、複数(ここでは先端部に左右各2個)のボルト孔4hを有する上フランジ4aの先端面がスプリットティ2cの水平ウエブ2uの先端面に突き当たるように(ただし、間隙があり突き当たらない)配置され、複数(ここでは先端部に左右各2個)のボルト孔4hを有する下フランジ4bの先端部が下側スプリットティ2dの水平ウエブ2uの先端部上面に支持されるように配置されており、H形断面梁4の下フランジ4bの先端と下側スプリットティ2dのフランジ2f間の空間部には、H形断面梁4の下フランジ4bと略同じ厚さでボルト孔を有する左右一対のフィラープレート10a、10bが並置されている。
【0029】
H形断面梁4の上フランジ4aの下面と上側スプリットティ2cの水平ウエブ2uの下面に跨がって、左右一対のジョイントアングル8a、8bの水平板fbが当接され、H形断面梁4の上フランジ4aの上面と上側スプリットティ2cの水平ウエブ2uの上面に跨がって、ジョイントアングル8a、8bの水平板fbと相対するように添板7a、7bが当接されており、上側スプリットティ2cの水平ウエブ2u側では、ジョイントアングル8a、8bの水平板fbと添板7a、7bが上側スプリットティ2cの水平ウエブ2uを挟持するような状態で高力ボルト5aにより接合されている。また、H形断面梁4の上フランジ4a側では、ジョイントアングル8a、8bの水平板fbと添板7a、7bがH形断面梁4のフランジ4aを挟持するような状態で高力ボルト5aにより接合されている。
【0030】
一方、下側スプリットティ2dの水平ウエブ2uの上面に支持された、H形断面梁4の下フランジ4bの上面とフィラープレート10a、10bの上面に跨がって、左右一対の補強アングル9a、9bの水平板ppが当接され、下側スプリットティ2dの水平ウエブ2u側では、補強アングル9a、9bと下側スプリットティ2dの水平ウエブ2uでフィラープレート10a、10bを挟持するような状態で高力ボルト5aにより接合されている。また、H形断面梁4の下フランジ4b側では、補強アングル9a、9bと下側スプリットティ2dの水平ウエブ2uでH形断面梁4の下フランジ4bを挟持するような状態で高力ボルト5aにより接合されている。
【0031】
ジョイントアングル8a〜8bは、図8(a)に示すように、複数(ここではスプリットティ側に2個とH形断面梁側に2個)のボルト孔8hを有する水平板fbとボルト孔を有しない垂直板faからなる断面が山形のもので、水平板fbがスプリットティ2cの水平ウエブ2uの下面とH形断面梁4の上フランジ4aの下面に跨がって当接されて、上側スプリットティ2cの水平ウエブ2u側とH形断面梁の上フランジ4a側で高力ボルト5aにより接合されるものであり、垂直板faは非接合部になっており、左右で相対するジョイントアングルの垂直板fa間には、H形断面梁4のウエブ4uが位置する空間が形成される。
添板7a、7bは、図8(b)に示すように平板で複数(ここではスプリットティ側の左右に各1個、H形断面梁側にその長さ方向に2個)のボルト孔7hを有するものであり、上側スプリットティ2cの水平ウエブ2uの上面とH形断面梁4の上フランジ4aの上面に跨がって、各ジョイントアングルの水平板fbに相対するように当接され、上側スプリットティ2cの水平ウエブ2u側とH形断面梁のフランジ4a、4b側で高力ボルト5aにより接合される。
【0032】
補強アングル9a、9bは、基本的形状は前記ジョイントアングルと同様のもので、図8(c)に示すように、複数(ここではスプリットティ側に1個とH形断面梁側に2個)のボルト孔9hを有する水平板ppとボルト孔を有しない垂直板paからなる断面が山形のもので、水平板ppが下側スプリットティ2dの水平ウエブ2uの上面に支持されたH形断面梁4の下フランジ4bの上面とフィラープレートの上面に跨がって当接されて、下側スプリットティ2dの水平ウエブ2u側とH形断面梁の下フランジ4b側で高力ボルト5aにより接合されるものであり、垂直板paは非接合部になっており、左右で相対する補強アングルの垂直板pa間には、H形断面梁4のウエブ4uが位置する空間が形成される。
フィラープレート10a、10bは、図8(d)に示すように平板で複数(ここでは1個)のボルト孔10hを有するものであり、下側スプリットティ2dの水平ウエブ2uの上面と補強アングル9a、9bの水平板pp間に挟持された状態で高力ボルト5aにより接合される。
【0033】
この実施例2における箱形断面柱1とH形断面梁4の高力ボルト接合構造の施工手順について1例を以下に説明する。
(1).工場において、箱形断面柱1に上下一対のスプリットティ2c、2dを高力ボルト3aにより接合して取り付ける。この際、高力ボルト3aを箱形断面柱1の内部側からボルト孔に挿入して外部側で締め付けを行うが、この挿入、締付作業には、例えば特開2000−213070号公報記載の装置(ボルト搬送装置と引出治具)などを用いることができる。
(2).上下一対のスプリットティ2c、2dを取り付けた箱形断面柱1を建て方現場に運ぶ。
【0034】
(3).建て方現場において、箱形断面柱1を建てた状態で、上側スプリットティ2cの先端にH形断面梁4の上フランジ4aの先端を突き合わせ、H形断面梁4の下フランジ4bと左右のフィラープレート10a、10bを、下側スプリットティ2dの水平ウエブ2u上に支持されるように配置する。
(4).下側スプリットティ2dの水平ウエブ2uで支持状態のH形断面梁4の下フランジ4bとフィラープレート10a、10bの上面に跨がって左右一対の補強アングル9aと9bの水平板ppを当接して、H形断面梁4の下フランジ4bとフィラープレート10a、10bを下側スプリットティ2dの水平ウエブ2uと補強アングル9a、9bで挟持した状態で、H形断面梁4の下フランジ4bは左右各2本の高力ボルト5aにより、またフィラープレート10a、10bは各1本の高力ボルト5aにより接合する。
【0035】
(5).上側スプリットティ2cの水平ウエブ2uの下面とH形断面梁4の上フランジ4aの下面に跨がって、左右一対のジョイントアングル8a、8bの水平板fbを当接するとともに、上側スプリットティ2cの水平ウエブ2uの上面とH形断面梁4の上フランジ4aの上面に跨がって、ジョイントアングル8a、8bの水平板fbに相対するように添板7aと7bを当接して、上側スプリットティ2cの水平ウエブ2u側では上側スプリットティ2cの水平ウエブ2uとジョイントアングル8a、8bと添板7a、7bを左右各2本の高力ボルト5aにより接合し、H形断面梁4の上フランジ4a側ではH形断面梁4の上フランジ4aとジョイントアングル8a、8bと添板7a、7bを各2本の高力ボルト5aにより接合する。
このようにして、図6〜図7で示すような箱形断面柱1とH形断面梁4の接合部構造が得られる。
【0036】
この実施例2の箱形断面柱1とH形断面梁4の接合部構造においては、実施例1の場合と概ね同様の効果が得られ、また、スプリットティにH形断面梁を高力ボルト接合する場合、H形断面梁の下フランジを下側スプリットティの水平ウエブで支持した状態で、ジョイントアングルと添板、補強アングルとフィラープレートを用いた接合施工を安定した状態で行うことができ、接合施工性を改善することができる。
また、下側のスプリットティでH形断面梁の下フランジを支持し、フィラープレートと補強アングルを用いた接合構造になっているので、実施例1の場合より曲げモーメントに対する耐力を強化することができる。
なお、本発明は、上記の実施例の内容に限定されるものではない。例えば、上記の実施例は、柱が角形の箱形断面柱で、梁がH形断面梁の場合に適用したものであるが、柱が円形の箱形断面柱やH形断面柱の場合にも本発明の適用が可能であり、梁は、通常、柱の1側面のみではなく、2〜4側面で上下1〜複数段取り付けるものである。
また、スプリットティの形状、サイズ、配置、固定などの設定条件、ジョイントアングルや補強アングル、添板、フィラープレートの形状サイズ、配置、ボルト孔径、配置などの設計条件、高力ボルトおよびナット・座金の設定条件、接合面に対する高摩擦処理、施工手順などについては、接合対象物、接合部位、材料強度、設計強度などに応じて、上記請求項を満足する範囲内で変更のあるものである。
【0037】
【発明の効果】
本発明では、スプリットティの水平ウエブを箱形断面柱の材軸方向と平行に配置して箱形断面柱に固定し、このスプリットティにH形断面梁をジョイントアングルと添板を介して高力ボルト接合するものであるから、箱形断面柱にH形断面梁を取り付ける際、ジョイントアングルと添板の位置調整が容易にできることからH形断面梁の位置調整作業時の制約が緩和され施工性が改善される。
また、梁の補強アングルとフィラープレートを用いる場合には、H形断面梁の下フランジを下側スプリットティの水平ウエブで支持した状態で接合するので、施工が容易であり、曲げモーメントに対する耐力を強化できる。
工場あるいは施工現場の地組場で箱形断面柱の建て方前に、その内部側から複雑なワンサイド締め付け機構を有しない高強度の高力ボルトのみによる高力ボルト接合構造が可能になることから、コストを大幅に低減するとともに、大型構造物を対象としても力学的品質の安定化が図れより安全性の高い接合構造の実現が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)図は、本発明の実施例1における箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す一部断面正面説明図。
【図2】図は、図1の側面説明図。
【図3】図1の平面説明図。
【図4】図1〜図3のスプリットティの立体説明図。
【図5】(a)図および(b)図は、図1〜図3のジョイントアングルの立体説明図。
(c)図は、図1〜図3の添板の立体説明図。
【図6】(a)図は、本発明の実施例2における箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す一部断面正面説明図、(b)図は、(a)図の側面説明図、 (c)図は、(a)図の平面説明図。
【図7】(a)図および(b)図は、図6(a)および(b)図のスプリットティの立体説明図。
【図8】(a)図は、図6(a)〜(b)図のジョイントアングルの立体説明図、(b)図は、図6(a)〜(b)図の添板の立体説明図、(c)図は、図6(a)〜(b)図の補強アングルの立体説明図、(d)図は、図6(a)〜(b)図のフィラープレートの立体説明図。
【図9】従来から知られている箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す立体説明図。
【図10】図9に示すような従来の箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造例における箱形断面柱とスプリットティとH形断面梁の接合構造例を示す一部断面正面説明図、(b)図は、(a)図の側面説明図。
【符号の説明】
1 箱形断面柱 2 スプリットティ
2a〜2d スプリットティ 2f フランジ(スプリットティ)
2p、2u 水平ウエブ(スプリットティ)
2h ボルト孔
3 高力ボルト(ワンサイドボルト)
3a 高力ボルト 4 H形断面梁
4a 上フランジ 4b 下フランジ
4u ウエブ 4h ボルト孔
5、5a 高力ボルト 6a〜6d ジョイントアングル
6h ボルト孔 7a〜7d 添板
7h ボルト孔 8a、8b ジョイントアングル
fa 垂直板 fb 水平板
8h ボルト孔(水平板) 9a、9b 補強アングル
pa 垂直板 pp 水平板
10a、10b フィラープレート 10h ボルト孔
Claims (4)
- 箱形断面柱とH形断面梁を、箱形断面柱に接合したスプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造において、スプリットティの水平ウエブの先端にH形断面梁のフランジの先端が突き当たるように配置されており、スプリットティの水平ウエブの内側およびH形断面梁のフランジの内側に跨がって当接されたジョイントアングルの水平板と、スプリットティの水平ウエブの外側およびH形断面梁のフランジの外側に跨がってジョイントアングルの水平板に相対するように当接された添板が、スプリットティの水平ウエブ側とH形断面梁のフランジ側で高力ボルトにより緊結されていることを特徴とする箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造。
- 箱形断面柱とH形断面梁を、箱形断面柱に接合した上・下スプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造において、下側スプリットティの水平ウエブより短い上側スプリットティの水平ウエブの先端にH形断面梁の上フランジが突き当たるように、また、H形断面梁の下フランジが下側スプリットティの水平ウエブの上面に支持されるように配置され、上側スプリットティの水平ウエブの内側およびH形断面梁の上フランジの内側に跨がって当接されたジョイントアングルの水平板と、スプリットティの水平ウエブの外側およびH形断面梁の上フランジの外側に跨がってジョイントアングルの水平板に相対するように当接された添板が、スプリットティの水平ウエブ側とH形断面梁のフランジ側で、それぞれ高力ボルトにより緊結されており、H形断面梁の下フランジの下面とその先端側に配置したフィラープレートの下面が下側スプリットティの水平ウエブの上面に当接され、H形断面梁の下フランジの上面およびフィラープレートの上面に跨がって下側スプリットティの水平ウエブに相対するように当接された補強アングルの水平板が、スプリットティの水平ウエブとH形断面梁のフランジ部およびフィラープレート部で高力ボルトにより緊結されていることを特徴とする箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造。
- 工場あるいは施工現場の地組み場で箱形断面柱の建て方前に、上下スプリットティを、その水平ウエブが柱の材軸方向と直角になるように配置してフランジを箱形断面柱に高力ボルトにより接合し、箱形断面柱の建て方後、H形断面梁の上下フランジを上下スプリットティの水平ウエブに突き当たるように配置し、H形断面梁の上下フランジを、上下スプリットティの水平ウエブの内側およびH形断面梁のフランジの内側に跨がって当接したジョイントアングルの水平板と、上下スプリットティの水平ウエブの外側およびH形断面梁の上下フランジの外側に跨がってジョイントアングルの水平板に相対するように当接した添板で挟持した状態で、上下スプリットティの水平ウエブとH形断面梁の上下フランジとジョイントアングルと添板を、上下スプリットティの水平ウエブ側とH形断面梁の上下フランジ側で高力ボルトにより緊結することを特徴とする箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合施工方法。
- 工場あるいは施工現場の地組み場で箱形断面柱の建て方前に、水平ウエブ長さの異なる上下スプリットティを、その水平ウエブが柱の材軸方向と直角になるように配置してフランジを箱形断面柱に高力ボルトにより接合し、箱形断面柱の建て方後、H形断面梁の上フランジを上側スプリットティの水平ウエブに突き当たるように、またH形断面梁の下フランジおよびフィラープレートを水平ウエブの長さが上側スプリットティの水平ウエブより長い下側スプリットティの水平ウエブの上面で支持させるように配置して、H形断面梁の上フランジの内側と上側スプリットティの水平ウエブの内側に跨がってジョイントアングルの水平板を当接するとともに、H形断面梁の上フランジの外側と上側スプリットティの水平ウエブの外側に跨がってジョイントアングルの水平板と相対するように添板を当接して、H形断面梁の上フランジ側と上側スプリットティの水平ウエブ側で高力ボルトにより緊結するとともに、H形断面梁の下フランジの内側およびフィラープレートの内側に跨がるように補強アングルの水平板を当接して、下側スプリットティの水平ウエブにH形断面梁の下フランジ側およびフィラープレート側で高力ボルトにより緊結することを特徴とする箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合施工方法。
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