JP4660009B2 - Building structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨構造の建物における躯体構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
鉄骨構造の一例として、予め矩形のフレーム(仕口金物)の対角線上に筋交い(ブレース)を配して耐力壁パネルを形成しておき、この耐力壁パネルを、躯体本体を構成する柱及び梁に囲まれた矩形領域に組み込んで構成したものがある。図9には、そのような従来の躯体構造の一部が示されており、矩形のフレーム1(図9には、フレーム1の一角部のみが示されている)の対角線上に筋交い2を設けて、耐力壁パネル3が構成され、この耐力壁パネル3が、柱4を挟む位置に対をなして配置されている。また、柱4は、断面矩形の角形鋼で構成されており、この角形鋼の両側面に各耐力壁パネル3,3を固定することで、柱4を補強している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した構造では、耐力壁パネル3,3が並ぶ方向と、それに直交する方向とでは、柱4への補強強度が大きく異なり、補強バランスが非常に悪い。このために、補強が弱い方向に対する強度を確保すべく、柱4全体が大型化されて、重量が大きくなるという問題があった。
【0004】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、柱の軽量化を図ることが可能な建物の躯体構造の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係る建物の躯体構造は、矩形のフレームの対角線上に筋交いを配してなる耐力壁パネルを、躯体本体のうち柱及び梁に囲まれた矩形領域内に組み付けて構成した建物の躯体構造において、躯体本体のうち梁同士が直交する仕口に位置して、少なくとも3つの矩形領域の共通の一辺をなす柱を、H形鋼で構成し、それら各矩形領域に嵌め込んだ耐力壁パネルを、H形鋼の各側面に固定したところに特徴を有する。
【0006】
本発明の構成によれば、各矩形領域内に組み付けた3つの耐力壁パネルのうち2つは、柱を構成するH形鋼の両側に配され、残りの1つの耐力壁パネルは、前記2つの耐力壁パネルと直交する方向に配されて、それぞれ前記H形鋼を補強する。即ち、柱を構成するH形鋼は、建物のはり間方向と桁行き方向の両方向において、それら各方向に並行した各耐力壁パネルにて補強される。これにより、柱がバランス良く補強されて負担が軽減され、柱の軽量化を図ることができる。
【0007】
前記した柱を構成するH形鋼に耐力壁パネルを固定するための構成として、柱を構成するH形鋼の溝には、長手方向の複数位置に、架橋部材が溝の幅方向に差し渡されて固着され、一の耐力壁パネルのフレームを、架橋部材にボルトで固定し、他の耐力壁パネルのフレームを、H形鋼のフランジにボルトで固定した構造にしてもよい(請求項2の発明)。また、仕口で直交した梁を、溝形鋼又はH形鋼又はI形鋼のいずれかの形鋼で構成し、その形鋼に備えたフランジと耐力壁パネルのフレームとをボルトで固定した構造にしてもよい(請求項3の発明)。
【0008】
さらに、梁同士を直交して結合する仕口の構造として、仕口で直交した各梁を、溝形鋼又はH形鋼又はI形鋼のいずれかの形鋼で構成し、一方の梁を構成する第1の形鋼に備えた溝の内側には、形鋼結合金具が配され、形鋼結合金具は、溝内に勘合される溝形壁の内側に、溝と直行するリブ壁を一体に備えてなり、溝形壁の側部及び底部を、第1の形鋼のウェブ及びフランジにボルトで固定すると共に、リブ壁の一端を他方の梁を構成する第2の形鋼のウェブにボルトで固定してもよい(請求項4の発明)。
【0009】
このような構成にすれば、形鋼結合金具が、溝形壁の内側にリブ壁を一体に備えることで、その溝形壁の両側部及び底部とリブ壁とが互いに補強し合い、大きな外力を受けても変形し難くなる。そして、この溝形壁が、第1の形鋼の溝に勘合されてボルトで固定されることで、第1の形鋼のウェブ及びフランジと一体化して補強する役目を果たす。これにより、形鋼で構成した梁同士の仕口の強度アップを図ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した建物の一実施形態について、図1〜図8を参照しつつ説明する。本実施形態の建物は、例えば、2階建て構造をなすと共に、けた行方(図1の左右方向)で4分割されて、上下に4世帯、計8世帯の住居50を連ねた集合住宅になっている。
【0011】
この建物の躯体は、図2に側面構造が示されており、柱と梁とで躯体本体51が構成され、それら柱及び梁に囲まれた矩形領域S1に、予め形成しておいた耐力壁パネル52が組み付けられる。ここで、耐力壁パネル52は、図3に示すように、例えば、溝形鋼を枠状に接合して矩形のフレーム53を形成し、そのフレーム53の両対角線上に、筋交い54,54を差し渡した構造をなす。また、フレーム53を構成する各溝形鋼の両端部には、ボルト孔55が貫通形成されている。なお、筋交い54,54は、図3に示すように、平板部材で構成してもよいし、図示しないが、丸棒材やアングル材で構成してもよい。
【0012】
耐力壁パネル52は、図1の太線で示されており、各住居50ごと見ると、各住居50の四隅の角部に沿って、2つの耐力壁パネル52,52がL字状に配置されている。これを建物全体で見ると、隣り合った住居50,50同士の戸境部96では、前記L字の1辺の耐力壁パネル52が共有されて、3つの耐力壁パネル52がT字状に配置されており、この部分に本発明が適用されている。
【0013】
なお、各住居50の両平側の耐力壁パネル52は、建物全体で見た場合に、図1に示すように、一列に並んで耐力壁列56,56を構成しており、それら耐力壁列56,56の外側には、さらに、それら耐力壁列56と並行した耐力壁列57が設けられている。そして、これら耐力壁列56,57よりなる一対の耐力壁列郡58,58の間に建物全体が挟まれて、強度アップが図られている。また、図1において下側に示した耐力壁列56,57同士の間は、バルコニー97をなし、上側に示した耐力壁列56,57同士の間は、各住居50を繋ぐ通路98になっている。
【0014】
さて、図3〜図8には、前述した耐力壁パネル52をT字状に配置した部位の詳細が示されている。図3において符号10は、戸境部96に沿って延びた梁(以下、説明の便宜上、適宜、「戸境梁10」という)である。この戸境梁10の両側部には、建物の桁行き方向に沿って延びた一対の梁20,20(以下、説明の便宜上、適宜、「桁行梁20」という)の各先端が垂直に結合され、もって、梁同士が直交する仕口が構成されている。そして、この梁構造が建物全体で3層に設けられると共に、上下方向に並んだ仕口同士の間に、大柱30が設けられ、さらに、この大柱30と並行した3つの小柱37が、仕口から3方に延びた各梁10,20,20に沿って所定の間隔を開けて設けられている。これにより、柱及び梁に囲まれた3つの矩形領域S1が、大柱30を共通の1辺とし形成されている。
【0015】
上記した各梁10,20及び柱30,37は、共にH形鋼で構成されている。各梁10,20及び小柱37は、それらを構成するH形鋼のフランジFの平坦面が、矩形領域の内側を向くように配されており、各フランジFの平坦面に、耐力壁パネル52の縁部が接合される。
【0016】
また、大柱30を構成するH形鋼の一対のフランジF,Fは、戸境梁10に沿った方向に並ぶように配されており、一方のフランジFの平坦面に、耐力壁パネル52の縁部に接合される。さらに、大柱30を構成するH形鋼の溝には、仕口側の端部寄りに、架橋部材36を差し渡して固着してあり、これら架橋部材36の外面に、耐力壁パネル52の縁部が接合される。
【0017】
また、各梁10,20及び各柱30,37を構成するH形鋼のフランジF及び前記架橋部材36には、耐力壁パネル52の四隅に形成したボルト孔55と整合するように、ボルト孔が形成されている。そして、図4に示すように、架橋部材36の裏面には、前記ボルト孔と同軸上に、ナットNが溶着されており、これにより、フレーム53側からボルトを差し込んで回すだけで、耐力壁パネル52が大柱30に固定される。
【0018】
ところで、戸境梁10と両桁行梁20,20とは、以下のようにして結合されている。即ち、図5に示すように、戸境梁10を構成するH形鋼の両溝内には、形鋼結合金具40,40が収容されている。形鋼結合金具40は、図6に全体が示されており、前記H形鋼の溝の内面に沿って角U字状に形成した溝形壁41を備え、その溝形壁41の内側に、前記溝と直行するリブ壁44を溶着してなる。そして、図5に示すように、溝形壁41の底部及び両側部を、戸境梁10を構成するH形鋼のフランジF及びウェブWに共締めして固定されている。
【0019】
また、大柱30を構成するH形鋼の両端面には、そのH形鋼における溝の端部開口を塞ぐように、固定板32が固着されている。そして、前記形鋼結合金具40と戸境梁10のフランジFとを固定するためのボルトを、前記固定板32にも貫通形成させて共締めしてある。
【0020】
さらに、桁行梁20を構成するH形鋼と形鋼結合金具40とは、以下のようにして結合されている。即ち、桁行梁20を構成するH形鋼のウェブWと、形鋼結合金具40のリブ壁44とは、互いに端面同士を対向させて、一直線上に配され、その両側方から当板33,33を宛い、これら当板33,33を前記ウェブW及びリブ壁44にボルトで共締めしてある。
【0021】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
躯体本体51に備えた矩形領域S1には、以下のようにして耐力壁パネル52が組み付けられる。まずは、図8に示すように、戸境梁10に沿った矩形領域S1に、耐力壁パネル52を嵌め込む。そして、耐力壁パネル52に形成したボルト孔55(図3参照)を、戸境梁10及び柱30,37の各フランジFに形成したボルト孔(図3参照)に整合させて、それら各ボルト孔にボルトを通しかつ反対側でナットNを締める。このとき、戸境梁10及び柱30,37を構成するH形鋼の溝は、側方に開放されているから、その溝内でナットN又はボルトを保持して、締め付け作業を容易に行うことができる。以上により、耐力壁パネル52が、各戸境梁10及び柱30,37にボルトにて共締め固定される。
【0022】
次いで、図7に示すように、桁行梁20に沿った両矩形領域S1,S1に、それぞれ耐力壁パネル52を嵌め込む。そして、耐力壁パネル52に形成したボルト孔55(図3参照)を、桁行梁20及び小柱37の各フランジF、及び、大柱30に溝に備えた架橋部材36に形成したボルト孔(図3参照)に整合させて、それら各ボルト孔にボルトを通す。このとき、大柱30の溝は、耐力壁パネル52により閉塞されているが、架橋部材36の裏面側には、図4に示すように、ボルト孔と整合する位置にナットNを固着してあるから、単に、ボルトを回すだけで、締め付け作業を行うことができる。また、桁行梁20及び小柱37を構成するH形鋼は、前述の通り、溝が側方に開放しているから、その溝内でナットN又はボルトを保持して、締め付け作業を行うことができる。以上により、耐力壁パネル52が、各桁行梁20及び柱30,37にボルトにて共締め固定される。
【0023】
このようにして、3つの耐力壁パネル52が躯体本体51に組み付けられると、それら耐力壁パネル52のうち2つは、大柱30を構成するH形鋼の両側に配され、残りの1つの耐力壁パネル52は、前記2つの耐力壁パネル52,52と直交する方向に配されて、それぞれ大柱30を補強する役目を果たす。即ち、大柱30を構成するH形鋼は、建物のはり間方向と桁行き方向の両方向において、それら各方向に並行した各耐力壁パネル52にて補強される。これにより、大柱30がバランス良く補強されて負担が軽減され、軽量化が図られる。換言すると、H形鋼は、軽量化や施工の簡便さに有利な反面、柱軸方向の座屈に対して弱いという難点があったが、耐力壁パネル52のフレーム53と一体化することで、その難点を解決することができ、柱の断面を有効に利用することができる。
【0024】
また、本実施形態では、梁同士を結合する形鋼結合金具40が、溝形壁41にリブ壁44を溶着して一体に備えた構造をなすから、溝形壁41の両側部及び底部とリブ壁44とが互いに補強し合い、大きな外力を受けても変形し難い。そして、図7に示すように、溝形壁41が、戸境梁10のH形鋼の溝に勘合されてボルトで固定されることで、そのH形鋼のウェブW及びフランジFに一体化して補強する役目を果たす。しかも、本実施形態では、戸境梁10のH形鋼の両溝のそれぞれに形鋼結合金具40が配されて、バランス良く補強される。これにより、H形鋼で構成した梁同士の仕口の強度アップが図られる。
【0025】
さらに、本実施形態の施行の簡便さについて、従来のものと比較して述べると以下のようである。即ち、図9に示すように、従来のものでは、柱4を構成する角形鋼の筒壁が、その内外を完全に区画するために、例えば、筒壁にボルトを通して、その裏側からナットを締めたり、或いは、裏側に予めナットを溶接しておくことができなかった。これに対し、本実施形態の大柱30を構成するH形鋼では、前述したように、フランジFにボルトを貫通して裏側からナットを締めたり、或いは、フランジFに差し渡した架橋部材36の裏側に予めナットを溶接する作業を容易に行うことができ、従来のものに比べて、柱と耐力壁パネルとの取り合いの自由度が高くなる。
【0026】
<他の実施形態>
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)前記実施形態では、大柱30を共通の1辺とする3つの矩形領域S1に、耐力壁パネル52を配した構造であったが、本発明では、少なくとも3つの矩形領域の共通の1辺をなす柱に、耐力壁パネルを固定すればよいから、例えば、4つの矩形領域の共通の1辺をなす柱に、4つの耐力壁パネルを固定した構造であってもよい。
【0027】
(2)前記実施形態では、耐力壁パネル52を躯体本体51にボルトで固定する構成であったが、例えば、耐力壁パネルを溶接にて躯体本体に固定する構成としてもよい。
【0028】
(3)前記実施形態では、架橋部材36の背面にナットNを固着した構成であったが、例えば、ナットNを固着せずに、耐力壁パネル52のフレーム53のうち大柱30への接合面に作業孔を形成し、その作業孔から指を差し込んでナットNを保持してボルトを締め付ける構成にしてもよい。また、架橋部材36に、ボルトを螺合させるための雌ねじ孔を切ってもよい。
【0029】
(4)前記実施形態の梁10,20は、H形鋼で構成されていたが、I形鋼又は溝形鋼でこれら梁を構成してもよい。
【0030】
(5)前記実施形態では、耐力壁パネル52のフレーム53が、梁10,20に直に接合される構成であったが、梁と耐力壁パネルのフレームとの間に、例えば、コンクリート等の別部材を介在させた構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る建物の平断面図
【図2】建物の躯体の側面図
【図3】仕口の周辺の構造を示す斜視図
【図4】仕口に設けられた柱の平断面図
【図5】仕口を斜め下方から見た斜視図
【図6】形鋼結合金具の斜視図
【図7】図4のA−A切断面における側断面図
【図8】図7のB−B切断面における側断面図
【図9】従来の躯体構造を示す斜視図
【符号の説明】
10,20…梁
30,37…柱
36…架橋部材
40…形鋼結合金具
41…溝形壁
44…リブ壁
51…躯体本体
52…耐力壁パネル
53…フレーム
54…筋交い
F…フランジ
S1…矩形領域
W…ウェブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a frame structure in a steel structure building.
[0002]
[Prior art]
As an example of a steel structure, a bearing wall panel is formed by arranging braces on diagonal lines of a rectangular frame (joint fitting) in advance, and this bearing wall panel is made up of columns and beams that constitute the main body of the frame. Some are built in a rectangular area surrounded by. FIG. 9 shows a part of such a conventional housing structure. The
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned structure, the reinforcement strength to the
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a building frame structure capable of reducing the weight of a pillar.
[0005]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to achieve the above object, a building frame structure according to the invention of
[0006]
According to the configuration of the present invention, two of the three load-bearing wall panels assembled in each rectangular region are arranged on both sides of the H-shaped steel constituting the pillar, and the remaining one load-bearing wall panel is the 2 It arrange | positions in the direction orthogonal to one load-bearing wall panel, and reinforces the said H-section steel, respectively. That is, the H-section steel constituting the pillar is reinforced by the load-bearing wall panels parallel to each direction in both the beam-to-beam direction and the girder direction of the building. Thereby, the pillar is reinforced in a well-balanced manner, the burden is reduced, and the weight of the pillar can be reduced.
[0007]
As a structure for fixing the load-bearing wall panel to the H-shaped steel constituting the above-mentioned pillar, the H-shaped steel groove constituting the pillar has bridge members extending in the width direction of the groove at a plurality of positions in the longitudinal direction. The frame of one load-bearing wall panel may be fixed to the bridging member with a bolt, and the frame of the other load-bearing wall panel may be fixed to the flange of the H-shaped steel with a bolt. Invention). In addition, the beam that is orthogonal to the joint is made of channel steel, H-shaped steel, or I-shaped steel, and the flange provided to the shaped steel and the frame of the load-bearing wall panel are fixed with bolts. A structure may be used (the invention of claim 3).
[0008]
Furthermore, as the structure of the joint that connects the beams at right angles, each beam that is orthogonal at the joint is made of either a section steel, H-section steel, or I-section steel, and one of the beams Inside the groove provided in the first structural steel, the structural steel fitting is arranged, and the structural steel fitting has a rib wall perpendicular to the groove inside the grooved wall to be fitted in the groove. A second structural steel web which is integrally provided, and which fixes the side and bottom of the channel wall to the first structural steel web and flange with bolts, and one end of the rib wall constitutes the other beam. It may be fixed with bolts (invention of claim 4).
[0009]
With such a configuration, the shaped steel coupling bracket is integrally provided with a rib wall on the inner side of the grooved wall, so that both side portions and the bottom of the grooved wall and the rib wall mutually reinforce each other, resulting in a large external force. Even if it receives, it becomes difficult to deform. And this groove-shaped wall is engaged with the groove | channel of the 1st shape steel, and plays the role which integrates and reinforces with the web and flange of the 1st shape steel. Thereby, the strength improvement of the joint of the beams comprised with the shape steel can be aimed at.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a building to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. The building of the present embodiment has, for example, a two-story structure and is divided into four by the figure of whereabouts (left-right direction in FIG. 1), and is a collective housing in which four households are arranged vertically, and a total of eight
[0011]
FIG. 2 shows a side structure of the building frame. A column
[0012]
The load-bearing
[0013]
Note that the load-bearing
[0014]
3 to 8 show details of a portion where the above-described load-
[0015]
Each of the
[0016]
Further, the pair of flanges F, F of the H-shaped steel constituting the
[0017]
Further, the H-shaped steel flange F and the bridging
[0018]
By the way, the door-to-
[0019]
In addition, fixing
[0020]
Furthermore, the H-section steel and the structural steel coupling fitting 40 constituting the
[0021]
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
The load-
[0022]
Next, as shown in FIG. 7, the load-
[0023]
When the three load-
[0024]
Moreover, in this embodiment, since the structural steel fitting 40 which couple | bonds beams makes the structure which welded the
[0025]
Furthermore, it is as follows when the simplicity of enforcement of this embodiment is described compared with the conventional one. That is, as shown in FIG. 9, in the prior art, in order to completely separate the inside and outside of the square steel tube wall constituting the
[0026]
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.
(1) In the above embodiment, the load-
[0027]
(2) In the above-described embodiment, the load-
[0028]
(3) In the above-described embodiment, the nut N is fixed to the back surface of the bridging
[0029]
(4) Although the
[0030]
(5) In the above embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan sectional view of a building according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of a building frame. FIG. 3 is a perspective view showing a structure around a joint. FIG. 5 is a perspective view of the joint viewed obliquely from below. FIG. 6 is a perspective view of the section steel fitting. FIG. 7 is a side sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 9 is a sectional side view taken along the line BB in FIG. 7. FIG. 9 is a perspective view showing a conventional housing structure.
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記躯体本体のうち梁同士が直交する仕口に位置して、少なくとも3つの前記矩形領域の共通の一辺をなす柱を、H形鋼で構成し、それら各矩形領域に嵌め込んだ耐力壁パネルを、前記H形鋼の各側面に固定したことを特徴とする建物の躯体構造。In the frame structure of a building constructed by assembling a load-bearing wall panel formed by bracing on the diagonal of a rectangular frame in a rectangular area surrounded by columns and beams in the frame body,
A load-bearing wall panel, which is located at a joint in which the beams are orthogonal to each other in the frame body, and which is made of H-shaped steel and has a pillar that forms a common side of at least three of the rectangular regions, and is fitted in each rectangular region Is fixed to each side of the H-shaped steel.
一の前記耐力壁パネルのフレームを、前記架橋部材にボルトで固定し、
他の前記耐力壁パネルのフレームを、前記H形鋼のフランジにボルトで固定したことを特徴とする請求項1記載の建物の躯体構造。In the groove of the H-shaped steel constituting the column, a bridging member is passed and fixed in a plurality of positions in the longitudinal direction in the width direction of the groove,
Fixing one frame of the load-bearing wall panel to the bridging member with a bolt;
The frame structure of a building according to claim 1, wherein a frame of another load-bearing wall panel is fixed to the flange of the H-shaped steel with a bolt.
前記形鋼結合金具は、前記溝内に勘合される溝形壁の内側に、前記溝と直行するリブ壁を一体に備えてなり、
前記溝形壁の側部及び底部を、前記第1の形鋼のウェブ及びフランジにボルトで固定する共に、前記リブ壁の一端を他方の梁を構成する第2の形鋼のウェブにボルトで固定したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の建物の躯体構造。Each beam perpendicular to the joint is made of either a section steel, H-section steel or I-section steel, and inside the groove provided in the first section steel constituting one of the beams , Shaped steel joints are arranged,
The shaped steel coupling metal fitting is integrally provided with a rib wall perpendicular to the groove on the inner side of the groove-shaped wall fitted into the groove,
The side and bottom of the groove wall are bolted to the first shape steel web and flange, and one end of the rib wall is bolted to the second shape web constituting the other beam. The building frame structure according to claim 1, which is fixed.
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