JP5107966B2 - 鉄骨構造物 - Google Patents

Description

この発明は、鉄骨構造物に関し、特に、鉄骨構造物を構成する構成部材同士が溶接を行わずに接合されている鉄骨構造物に関する。

従来、鉄骨構造物を建築する際、鉄骨構造物を構成する構成部材（例えば、Ｈ形鋼）と構成部材（例えば、Ｈ形鋼）の接合は、各構成部材に接合されたガセットプレートを介して行われていた。

図３は、従来のガセットプレートを用いて接合した鉄骨構造物の接合部分を示す説明図である。図３に示すように、鉄骨構造物を構成する構成部材である、例えば、Ｈ形鋼からなる大梁１と小梁２は、交差方向に配置されており、大梁１のウェブ１ａに予め溶接（図中、ｗ部参照）された平板状のガセットプレート３に、小梁２のウェブ２ａを高力ボルト４を用いてボルト締結することにより、接合されている。また、ガセットプレート３には、ブレース取付部３ａが溶接されており、このブレース取付部３ａに、屋根ブレース５が高力ボルト４を用いてボルト締結されている。

ところで、図３に示す、従来の接合方法の場合、大梁１とガセットプレート３を溶接していたため、作業姿勢を一定に保つ必要がある溶接作業を取り回しが困難な長く重い大梁１に対して行わなければならず、作業効率が悪かった。また、大梁１は、予めガセットプレート３が溶接された状態で鉄骨構造物の建築現場へ運ばれるが、ガセットプレート３は細長い大梁１の側面から直交状態に突出しているため、運搬時のトラックへの積み込みや保管時の積み上げの際に邪魔になり、運搬効率や保管効率が悪かった。

そこで、ガセットプレートを大梁へ取り付けるために予め工場等で行っていた溶接作業等の予備加工を簡単にすることができる「梁結合構造」（特許文献１参照）、或いは建築現場で大梁に小梁等を取り付ける際に溶接作業を行わない「鉄骨構造物の構築方法」（特許文献２参照）が提案されている。
従来の「梁結合構造」は、２枚のＬ形断面のプレート８をライナープレート９を介して背合わせに溶接しＴ形断面に形成した梁接合金物７を、梁１のウェブ２にボルト接合し、ボルト接合された梁接合金物７の２枚のプレート８間の隙間に小梁４のウェブ５を落とし込み、この状態で小梁４を梁接合金物７に対しボルト接合している。

また、従来の「鉄骨構造物の構築方法」は、大梁２のウェブにボルト・ナットを使用して固定されたＬ形断面の大ガゼットプレート７を、小梁３のウェブにボルト・ナットを使用して固定すると共に、大ガゼットプレート７は、Ｌ形断面の小ガゼットプレート９を介して大梁２の両側のフランジにボルト・ナットを使用して固定されている。

特開平５−２１４７６８号公報 特開平７−１５０６３７号公報

しかしながら、従来の「梁結合構造」（特許文献１参照）においては、梁１と小梁４を接合する梁接合金物７が、２枚のＬ形断面のプレート８をライナープレート９を介して背合わせに溶接して形成されており、従来の「鉄骨構造物の構築方法」（特許文献２参照）においては、大梁２と小梁３を接合する大ガゼットプレート７が、２個の小ガゼットプレート９を用いて大梁２の両フランジに固定されている。このため、部品数の増加による重量の増加が避けられなかった。

この発明の目的は、作業効率の悪化や運搬・保管効率の悪化をもたらす溶接作業を必要とせずに、部品数の増加による重量の増加を招くこと無く鉄骨構造物を構成する部材同士を接合することができる鉄骨構造物を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係る鉄骨構造物は、両フランジ間にウェブを有する断面がＨ形に形成された鋼材からなる第１梁部材と、前記第１梁部材の交差方向側方に配置された、両フランジ間にウェブを有する断面がＨ形に形成された鋼材からなる第２梁部材と、前記第１梁部材のウェブにボルト締結により取り付けられる第１ウェブ取付面、及び前記第２梁部材のウェブにボルト締結により取り付けられる第２ウェブ取付面が、交差配置されたＴ形断面形状に形成されると共に、前記第１ウェブ取付面及び前記第２ウェブ取付面による交差形状を保持する補強部を設けた接合部材とを備え、第１ウェブ取付面には、第１ウェブ取付面を前記第１梁部材のウェブにボルト締結するためのボルト孔が、前記補強部の下方の下フランジ側に設けられ、第２ウェブ取付面には、第１ウェブ取付面を前記第１梁部材のウェブに取り付けた際、前記第１梁部材のフランジの側方上方に上端が位置する、ボルト締結用のボルト取付部が設けられ、前記第１ウェブ取付面を前記第１梁部材のウェブにボルト締結することにより、前記第１ウェブ取付面は、前記第１梁部材のウェブの下フランジ側にボルト締結状態で面接触し、前記第１梁部材の座屈に抗する座屈止めとして機能する。

この発明によれば、接合部材の第１ウェブ取付面が第１梁部材のウェブにボルト締結により取り付けられ、接合部材の第２ウェブ取付面が第１梁部材の交差方向側方に配置された第２梁部材のウェブにボルト締結により取り付けられ、第１ウェブ取付面を第１梁部材のウェブに取り付けた際、第２ウェブ取付面に設けたボルト取付部の上端が第１梁部材のフランジの側方上方に位置し、第１ウェブ取付面を第１梁部材のウェブにボルト締結することにより、第１ウェブ取付面は、第１梁部材のウェブの下フランジ側にボルト締結状態で面接触し、第１梁部材の座屈に抗する座屈止めとして機能するため、作業効率の悪化や運搬・保管効率の悪化をもたらす溶接作業を必要とせずに、接合部材や接合方法において部品数の増加による重量の増加を招くこと無く鉄骨構造物を構成する部材同士を接合することができ、加えて、第１梁部材の座屈を防止することができる。

この発明の一実施の形態に係る鉄骨構造物の接合部分を示す説明図である。 図１のビルトＴの外観形状を示す斜視図である。 従来のガセットプレートを用いて接合した鉄骨構造物の接合部分を示す説明図である。

以下、この発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る鉄骨構造物の接合部分を示す説明図である。図１に示すように、大梁（第１梁部材）１０と小梁（第２梁部材）１１は、大梁１０の交差方向側方に小梁１１が位置するように、即ち、大梁１０を両側から２本の小梁１１で挟むように配置されている。なお、大梁１０は、必ずしも小梁１１で挟まれているものではなく、例えば、建物の端等、小梁１１で挟まれていない部分もある。

これら大梁１０と小梁１１は、鉄骨構造物を構成する構成部材として、倉庫等の鉄骨構造物の屋根部骨組みを構成しており、両フランジ間にウェブを有する断面がＨ形に形成された鋼材により形成されている。このような鋼材として、例えば、Ｈ形鋼があるが、同様な形状を有する形鋼でも良く、或いは鋼板を溶接して断面がＨ形や同様な形状に形成されたものでも良い。

各小梁１１は、大梁１０を連結箇所として、大梁１０に取り付けられたビルトＴ（接合部材）１２を介し、小梁１１の長手方向（延長方向）に沿って連結されている。ビルトＴ１２は、大梁１０との接合部であるＴフランジ取付面（第１ウェブ取付面）１２ａ、小梁１１との接合部であるＴウェブ取付面（第２ウェブ取付面）１２ｂ、及びＴフランジ取付面１２ａとＴウェブ取付面１２ｂを補強するための補強部１２ｃを有している。補強部１２ｃには、屋根（面）ブレース１３が連結される。

図２は、図１のビルトＴの外観形状を示す斜視図である。図２に示すように、ビルトＴ１２は、Ｔフランジ取付面１２ａとＴウェブ取付面１２ｂを交差配置して断面形状がＴ形になるように形成されており、Ｔウェブ取付面１２ｂの両側面とＴフランジ取付面１２ａとの間は、それぞれ補強部１２ｃにより連結され補強されている。なお、この補強部１２ｃは、Ｔウェブ取付面１２ｂの一方の側面にのみ設けられていても良い。

Ｔフランジ取付面１２ａは、大梁１０のウェブ１０ａの両フランジ１０ｂ,１０ｂ間に面接触する板体状に形成され、Ｔウェブ取付面１２ｂは、Ｔフランジ取付面１２ａに対し交差方向に、即ち、略直交状態に突出すると共に、小梁１１のウェブ１１ａに面接触する板体状に形成されている。補強部１２ｃは、板体状に形成されて、交差配置されたＴフランジ取付面１２ａとＴウェブ取付面１２ｂに対し略直交状態に取り付け接合されており、交差形状を保持するように補強している。

このビルトＴ１２は、Ｔフランジ取付面１２ａ、Ｔウェブ取付面１２ｂ及び補強部１２ｃをそれぞれ形成する、例えば、鋼板を溶接により相互に接合して組み立て形成されており、Ｔフランジ取付面１２ａ、Ｔウェブ取付面１２ｂ及び補強部１２ｃには、それぞれボルト締結に用いるボルト孔Ｈが開けられている。

Ｔフランジ取付面１２ａは、ウェブ１０ａの両フランジ１０ｂ,１０ｂ間に面接触するための大きさ及び形状を有した上で、ウェブ１０ｂに取り付け固定することができるために十分な機能及び強度を確保した上で、Ｔウェブ取付面１２ｂはウェブ１１ｂに取り付け固定することができるために十分な機能及び強度を確保した上で、それぞれ小型軽量化が図られている。

また、補強部１２ｃは、Ｔフランジ取付面１２ａとＴウェブ取付面１２ｂにそれぞれ接合されて一体化しており、Ｔフランジ取付面１２ａとＴウェブ取付面１２ｂの補強機能を確保することができるために、十分な機能及び強度を確保した上で小型軽量化が図られている。
従って、ビルトＴ１２は、持ち運びや取り回しが容易な単体部品とすることができる。

上記構成を有するビルトＴ１２は、鉄骨構造物建築時に、Ｔフランジ取付面１２ａと大梁１０のウェブ１０ａがボルト孔Ｈを介して高力ボルトＢを用いたボルト締結により接合されると共に、Ｔウェブ取付面１２ｂと小梁１１のウェブ１１ａがボルト孔Ｈを介して高力ボルトＢを用いたボルト締結により接合される。これにより、大梁１０の一方の側方に位置する小梁１１が、ビルトＴ１２を介して大梁１０と連結される。大梁１０の他方の側方に位置する小梁１１も、同様に、ビルトＴ１２を介して大梁１０と連結される（図１参照）。

また、補強部１２ｃと屋根ブレース１３がボルト孔Ｈを介して高力ボルトＢを用いたボルト締結により接合される。
従って、大梁１０と小梁１１は、例えば、鉄骨構造物建築現場で、小型軽量化されたビルトＴ１２を介し、高力ボルトＢを用いたボルト締結により接合され、また、ビルトＴ１２には、同様に、例えば、鉄骨構造物建築現場で、屋根ブレース１３が高力ボルトＢを用いたボルト締結により接合されることになる。

つまり、鉄骨構造物を構成する構成部材としての大梁１０と小梁１１は、同じく構成部材としての屋根ブレース１３等と共に、作業効率の悪い溶接による接合は全く行わず、高力ボルトＢを用いたボルト締結によってのみ接合している。
なお、それぞれの接合は、高力ボルトＢを用いて行われるが、接合の必要条件を満たすことができるならば、高力ボルトＢ以外のボルトを用いて行っても良い。

Ｔフランジ取付面１２ａは、ウェブ１０ａの両フランジ１０ｂ,１０ｂ間に面接触しているため、小梁１１が、大梁１０の座屈に抗する座屈止めとして機能する。なお、Ｔフランジ取付面１２ａをウェブ１０ａに接合する際、ウェブ１０ａと両フランジ１０ｂ,１０ｂとの接合部分に施されたフィレットと呼ばれるＲ加工を回避するため、Ｔフランジ取付面１２ａを、両フランジ１０ｂ,１０ｂ間全域からフィレット分を除いた長さに形成し、Ｔフランジ取付面１２ａをウェブ１０ａに面接触させている。

このように、鉄骨構造物を構成する構造部材間の接合を、溶接によらずボルトＢ接合によってのみ行っていることから、取り回しが困難な長く重い大梁１０に対して、作業姿勢を一定に保たなければならない溶接作業を行う必要がないので、作業効率が悪い作業そのものを無くすことができる。また、大梁１０には、運搬時のトラックへの積み込みや保管時の積み上げの際に邪魔になる、側面から直交状態に突出するガセットプレートが無いため、運搬効率や保管効率の悪化をもたらすことがない。

更に、大梁１０と小梁１１は、それぞれとの接合部に加え屋根ブレース１３との接合部も備えて、鋼板を溶接により相互に接合して組み立て一体形成された、ビルトＴ１２を介して接合されるので、接合する部品数の増加による重量の増加を招くことが無く、接合部材そのものの小型軽量化を図ることができる。その上、ビルトＴ１２のＴフランジ取付面１２ａにより、小梁１１が接合される大梁１０の座屈を防止することができる。

この発明によれば、作業効率の悪化や運搬・保管効率の悪化をもたらす溶接作業を必要とせずに、接合部材や接合方法において部品数の増加による重量の増加を招くこと無く鉄骨構造物を構成する部材同士を接合することができ、加えて、第１梁部材の座屈を防止することができるので、構成部材同士を接合して組み立て建設する鉄骨構造物として最適である。

１０ 大梁
１０ａ ウェブ
１０ｂ フランジ
１１ 小梁
１１ａ ウェブ
１２ ビルトＴ
１２ａ Ｔフランジ取付面
１２ｂ Ｔウェブ取付面
１２ｃ 補強部
１３ 屋根ブレース
Ｂ 高力ボルト
Ｈ ボルト孔

Claims (3)

1. 両フランジ間にウェブを有する断面がＨ形に形成された鋼材からなる第１梁部材と、
   前記第１梁部材の交差方向側方に配置された、両フランジ間にウェブを有する断面がＨ形に形成された鋼材からなる第２梁部材と、
   前記第１梁部材のウェブにボルト締結により取り付けられる第１ウェブ取付面、及び前記第２梁部材のウェブにボルト締結により取り付けられる第２ウェブ取付面が、交差配置されたＴ形断面形状に形成されると共に、前記第１ウェブ取付面及び前記第２ウェブ取付面による交差形状を保持する補強部を設けた接合部材とを備え、
   第１ウェブ取付面には、第１ウェブ取付面を前記第１梁部材のウェブにボルト締結するためのボルト孔が、前記補強部の下方の下フランジ側に設けられ、
   第２ウェブ取付面には、第１ウェブ取付面を前記第１梁部材のウェブに取り付けた際、前記第１梁部材のフランジの側方上方に上端が位置する、ボルト締結用のボルト取付部が設けられ、
   前記第１ウェブ取付面を前記第１梁部材のウェブにボルト締結することにより、前記第１ウェブ取付面は、前記第１梁部材のウェブの下フランジ側にボルト締結状態で面接触し、前記第１梁部材の座屈に抗する座屈止めとして機能する鉄骨構造物。
2. 前記補強部のみにボルト締結により接合した屋根ブレースを有する請求項１に記載の鉄骨構造物。
3. 前記接合部材は、前記第１ウェブ取付面、前記補強部及び前記第２ウェブ取付面を形成する鋼板を溶接して組み立て形成されている請求項１または２に記載の鉄骨構造物。

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