JP6347593B2 - Steel frame - Google Patents
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Description
本発明は、鉄骨造建物の鉄骨架構に関する。 The present invention relates to a steel frame of a steel structure building.
鉄骨造建物では、柱の側面にH形鋼材等からなる梁ブラケットを接合し、当該梁ブラケットを利用して梁鉄骨を横架するブラケット工法を採用する場合がある。
この梁ブラケットには、地震時における柱に対する変形追随性が要求される。
In a steel structure building, there is a case where a bracket method is used in which a beam bracket made of an H-shaped steel material or the like is joined to a side surface of a column and the beam steel frame is horizontally mounted using the beam bracket.
This beam bracket is required to follow the deformation of the column during an earthquake.
特許文献1には、梁ブラケットのフランジの左右両側に三角形状の低降伏点鋼板からなるハンチプレートを添設した柱梁接合構造が開示されている。この柱梁接合構造は、ハンチプレートにより、地震時等における柱に対する梁ブラケットの変形追随性能を向上させるとともに、地震時の履歴エネルギーを吸収することを可能としている。
一方、ハンチプレートの端部(ハンチプレートと梁ブラケットのフランジにより形成される入隅部)では、梁ブラケットの断面形状が急変するので、塑性ひずみが集中する傾向にある。 On the other hand, since the cross-sectional shape of the beam bracket changes abruptly at the end of the haunch plate (the corner formed by the haunch plate and the flange of the beam bracket), plastic strain tends to concentrate.
また、ハンチプレートが設けられた梁ブラケットでは、ハンチプレートによって梁ブラケットの断面積が増大するので、曲げモーメントによる応力が最大となる位置は、梁ブラケットの端部(柱との接合部)からハンチプレートの端部(ハンチプレートとフランジとの入隅部)に移動する。
このように、ハンチプレート付きの梁ブラケットでは、梁ブラケットのフランジとハンチプレートとの入隅部に応力(塑性ひずみ、曲げモーメント)が集中することにより、集中的に損傷が進行するおそれがある。
Also, in the beam bracket provided with a haunch plate, the cross-sectional area of the beam bracket is increased by the haunch plate, so the position where the stress due to the bending moment is maximized starts from the end of the beam bracket (joint to the column). Move to the end of the plate (the corner between the haunch plate and the flange).
As described above, in the beam bracket with the haunch plate, the stress (plastic strain, bending moment) concentrates on the corner of the flange of the beam bracket and the haunch plate, and there is a possibility that the damage proceeds intensively.
特許文献2には、このような入隅部における応力集中を回避することを目的として、梁ブラケットの断面形状が急変する箇所(断面急変位置)を跨ぐように、梁ブラケットのフランジまたはウェブに補強部材を接合する柱梁接合構造が開示されている。かかる柱梁接合構造によれば、補強部材を設置することにより曲げモーメントによる応力が最大となる位置を移動させて、塑性ひずみが集中する箇所と曲げモーメントが最大となる位置を分離することができる。
In
特許文献2の柱梁接合構造は、ハンチプレートとは別に補強部材を梁ブラケットに固定する必要があるので、製造時に手間がかかる。
また、塑性ひずみが集中する箇所と曲げモーメントが最大となる位置を分離しているものの、断面形状が変化する入隅部は残るため、当該部分において塑性ひずみによる影響が懸念される。
In the column beam connection structure of
In addition, although the location where the plastic strain is concentrated and the position where the bending moment is maximized are separated, the corner where the cross-sectional shape changes remains, so there is a concern about the influence of the plastic strain in this portion.
このような観点から、本発明は、簡易な構成で、かつ、応力集中が起きにくい鉄骨架構を提供することを課題とする。 From such a viewpoint, an object of the present invention is to provide a steel frame that has a simple configuration and is less likely to cause stress concentration.
鉄骨架構の一例としては、一対の柱にそれぞれ接合された一対の梁ブラケットと、前記一対の梁ブラケットに両端が接合された梁鉄骨とからなり、前記梁ブラケットと前記梁鉄骨とは、スプライスプレートおよび複数の高力ボルトを介して接合されており、前記梁ブラケットは、ウェブおよびフランジを有する主材と前記フランジを拡幅する拡幅材とを備えていて、前記拡幅材は、前記主材の全長にわたって前記フランジの側面に接合された低降伏点鋼材からなるものがある。
An example of the steel frame is composed of a pair of beam brackets joined to a pair of columns, and a beam steel frame joined at both ends to the pair of beam brackets, and the beam bracket and the beam steel frame are splice plates. And the beam bracket includes a main material having a web and a flange, and a widening material that widens the flange, and the widening material has a total length of the main material. There are those made of a low yield point steel material joined to the side surface of the flange .
かかる鉄骨架構によれば、梁ブラケットのフランジと拡幅材とにより入隅部が形成されないため、梁ブラケットに応力集中が起きにくい。
また、梁ブラケットのフランジを拡幅するのみの簡易な構成なため、製造時の手間も削減することができる。
According to such a steel frame, since the corner portion is not formed by the flange of the beam bracket and the widening material, stress concentration is unlikely to occur in the beam bracket.
Moreover, since it is a simple structure which only widens the flange of a beam bracket, the effort at the time of manufacture can also be reduced.
前記課題を解決するために、第一の発明の鉄骨架構は、一対の柱にそれぞれ接合された一対の梁ブラケットと、前記一対の梁ブラケットに両端が接合された梁鉄骨とからなり、前記梁ブラケットと前記梁鉄骨とは、複数のスプライスプレートおよび複数の高力ボルトを介して摩擦接合されており、前記梁ブラケットは、ウェブおよびフランジを有する主材と、当該フランジを拡幅する拡幅材とを備えるとともに、その長さは前記柱から最も柱側に位置する前記フランジの高力ボルトまでが梁せい以上であり、前記フランジのスプライスプレートは、前記フランジを上下から挟んだ状態で圧着されており、前記拡幅材は、前記フランジの側面に接合された低降伏点鋼材からなり、前記柱から最も柱側に位置する前記フランジの高力ボルトよりも前記梁鉄骨側まで延在して前記フランジのスプライスプレートにかかる長さを有し、かつ、前記拡幅材の長さは前記主材の長さ以下であることを特徴としている。
また、第二の発明の鉄骨架構は、拡幅材の先端が前記柱から複数本目の前記フランジの高力ボルト付近に位置する長さを有していることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a steel frame according to a first aspect of the present invention includes a pair of beam brackets joined to a pair of columns, and a beam steel frame joined at both ends to the pair of beam brackets. the bracket and the beam steel are friction bonded via a plurality of splice plates and a plurality of high-strength bolts, the beam bracket includes a main member having a web and flanges, and a widening member for widening the flange The length from the column to the high-strength bolt of the flange located on the most column side from the column is more than the beam, and the splice plate of the flange is crimped with the flange sandwiched from above and below the widening member is made from a low yield point steel joined to a side surface of the flange, than high strength bolt of the flange located on the most pillar side from said pillar Extends to Kihari steel side has a length according to the splicing plates of the flange, and is characterized in that the length of the wider material is less than the length of said main member.
Moreover, the steel frame of the second invention is characterized in that the end of the widening member has a length located near the high-strength bolt of the plurality of flanges from the column.
かかる鉄骨架構によれば、梁ブラケットのフランジと拡幅部とにより入隅部が形成されるものの、高力ボルトを介してスプライスプレートが摩擦接合されているため、梁ブラケットに応力集中が起きにくい。
また、梁ブラケットのフランジを拡幅するのみの簡易な構成なため、製造時の手間も削減することができる。
According to such a steel frame, although the corner portion is formed by the flange and the widened portion of the beam bracket, the splice plate is frictionally joined via the high-strength bolt, so that stress concentration hardly occurs in the beam bracket.
Moreover, since it is a simple structure which only widens the flange of a beam bracket, the effort at the time of manufacture can also be reduced.
本発明によれば、簡易な構成で、かつ、応力集中が起きにくい鉄骨架構を構築することができる。 According to the present invention, it is possible to construct a steel frame that has a simple configuration and is less likely to cause stress concentration.
<第一の実施形態>
第一の実施形態では、図1に示すように、一対の柱P,Pの間に横架された鉄骨架構1について説明する。
鉄骨架構1は、一対の柱P,Pにそれぞれ接合された一対の梁ブラケット3,3と、一対の梁ブラケット3,3に両端が接合された梁鉄骨5とからなる。つまり、鉄骨架構1は、いわゆるブラケット工法により組み立てられている。
<First embodiment>
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a
The
梁ブラケット3は、柱Pの一部を構成する柱部材2と通しダイアフラム4に固定されている。
The
柱部材2は、図2に示すように、所定の肉厚を有した角形鋼管により構成されていて、柱Pの一部を構成している。
柱部材2の外面には、梁ブラケット3が固定されている。
As shown in FIG. 2, the
A
なお、柱部材2は、必ずしも角形鋼管である必要はなく、柱部材2の断面形状は限定されるものではない。また、柱部材2は、必ずしも鋼管により構成されている必要はなく、例えば、H形鋼により構成してもよい。
In addition, the
梁ブラケット3は、鉄骨架構1の端部を構成しており、柱部材2の側面に固定されている。
梁ブラケット3は、主材30とハンチ(拡幅材)31,32とを有している。
The
The
本実施形態の主材30は、上下一対のフランジ30a,30bとウェブ30cとを有する普通鋼材により構成されている。フランジ30a,30bは、主材の全長にわたって同一の幅を有している。
なお、本実施形態では、主材30として、H形鋼を採用したが、主材30は必ずしもH形鋼である必要はなく、例えば、L形鋼や溝形鋼であってもよい。
The
In the present embodiment, H-shaped steel is used as the
梁鉄骨5は、主材30と同一断面のH形鋼からなる。
梁鉄骨5と主材30は、図2に示すように、端面同士を突き合わせた状態で、互いのウェブ同士およびフランジ同士に跨って配設されたスプライスプレート6,6,…を介して接合されている。
The
As shown in FIG. 2, the
フランジ同士を接合するスプライスプレート6は、フランジの上下それぞれに配置されている。本実施形態では、上フランジの上面には1枚のスプライスプレート6が配置されており、上フランジの下面にはウェブの両側に1枚ずつスプライスプレート6が配置されている。同様に、下フランジには、下面に1枚のスプライスプレート6が、上面にはウェブの両側にそれぞれ1枚ずつスプライスプレート6が配置されている。
The
フランジを上下から挟むスプライスプレート6,6は、図3に示すように、複数の高力ボルト7,7,…によりフランジに圧着されている。なお、本実施形態では、ウェブを挟んで6本ずつ計12本の高力ボルト7,7,…でスプライスプレート6,6を各フランジに圧着したが、高力ボルト7の本数は限定されない。
As shown in FIG. 3, the
ウェブ同士に跨って配設されたスプライスプレート6,6は、梁鉄骨5および主材30のウェブを左右から挟んだ状態で、図2の(b)に示すように、複数の高力ボルト7,7,…によりウェブに圧着されている。なお、本実施形態では、5本ずつ計10本の高力ボルト7,7,…でスプライスプレートをウェブに圧着したが、高力ボルト7の本数は限定されない。
As shown in FIG. 2 (b), the
主材30のウェブ30cは、柱部材2に溶接されており、上下のフランジ30a,30bは、通しダイアフラム4,4に溶接されている。なお、上側のフランジ30aのみを通しダイアフラム4に接合してもよい。
The
梁ブラケット3は、フランジ30a,30bの左右に、ハンチ31,32がそれぞれ取り付けられていることで、拡幅されている。
The
ハンチ31,32は、低降伏点鋼材により形成された鋼板である。本実施形態では、ハンチ31,32の板厚を、フランジ30a,30bの板厚と同等とするが、ハンチ31,32の板厚は、フランジ30a,30bの板厚と異なっていてもよい。
The
ハンチ31,32は、フランジ30a,30bに側端面を突き合わせた状態で溶接されているとともに、基端面がダイアフラム4の端面に溶接されている。
The
上側のフランジ30aに取り付けられたハンチ(以下、「上段ハンチ」という)31は、図2の(a)に示すように、主材30と同じ長さを有している。
A haunch (hereinafter referred to as “upper haunch”) 31 attached to the
また、上段ハンチ31は、全長にわたって、同一の幅を有していて、平面視矩形に形成されている。
なお、上段ハンチ31の幅は、必ずしも全長にわたって同一である必要はなく、例えば、梁鉄骨5側の端部において漸減されていてもよいし、円弧上に隅切されていてもよい。
Further, the
Note that the width of the
下側のフランジ30bに取り付けられたハンチ(以下、「下段ハンチ」という)32は、図1および図2の(b)に示すように、主材30と同じ長さを有している。また、下段ハンチ32は、全長にわたって同一の幅を有していて、平面視矩形に形成されている。
なお、下段ハンチ32は、梁鉄骨5側の端部において隅切されていてもよい。
A haunch (hereinafter referred to as “lower hunch”) 32 attached to the
In addition, the
通しダイアフラム4は、図2の(b)に示すように、柱Pを上下に分断するように配設された鋼板である。つまり、通しダイアフラム4は、上下から柱P(柱部材2)を構成する角形鋼管により挟まれている。
The through
通しダイアフラム4は、図2の(a)に示すように、柱部材2の外形よりも大きな面積を有した板材により構成されていて、通しダイアフラム4の端部は、柱部材2の外面から突出している。
As shown in FIG. 2A, the through
本実施形態では、図2の(b)に示すように、2枚のダイアフラム4が、上下2段に間隔をあけて配設されている。上段のダイアフラム41は、梁ブラケット3の上側のフランジ30aと同じ高さ位置に配置されていて、下段のダイアフラム42は、梁ブラケット3の下側のフランジ30bと同じ高さ位置に配置されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the two
主材30の上下のフランジ30a,30bおよび上下のハンチ31,32は、通しダイアフラム4の突出部分に溶接されている。
The upper and
なお、本実施形態では、上下の通しダイアフラム41,42がそれぞれ上下のフランジ30a,30bと同じ高さに配設されている場合について説明したが、通しダイアフラム4の高さ位置は必ずしも上下のフランジ30a,30bと一致している必要はない。
In the present embodiment, the case where the upper and lower through
以上、本実施形態の鉄骨架構1は、ハンチ31が梁ブラケット3の主材30と同じ長さを有していて、主材30と梁鉄骨5との境界の延長上にハンチ31の端面が位置しているので、梁ブラケット3に入隅部が形成されることがない。
そのため、梁ブラケット3に応力が集中する箇所が形成されることを防止できる。ゆえに、主材30のフランジに亀裂損傷等が生じることを防止できる。
As described above, in the
Therefore, it can prevent that the location where stress concentrates on the
梁ブラケット3は、主材のフランジにハンチ31が固定されたのみの簡易な構成なため、簡易かつ安価に製造することができる。
Since the
梁ブラケット3と梁鉄骨5とは、高力ボルトおよびスプライスプレートにより接合されているため、接合部における力がスプライスプレートを介して伝達される。そのため、ハンチ31の端部における応力集中が緩和される。
Since the
また、大規模な地震時においても概ね弾性範囲の建物において、低降伏点鋼材よりなるハンチ31,32が揺れを吸収するため、地震時の揺れを早期に止めることができる。
そのため、本実施形態の鉄骨架構1を採用することで、耐震性に優れた建物を構築することができる。
Further, even in the case of a large-scale earthquake, the
Therefore, by adopting the
<第二の実施形態>
第二の実施形態に係る鉄骨架構1は、図4に示すように、ハンチ(拡幅材)31,32の長さが、主材30よりも短い点で、第一の実施形態に係る鉄骨架構1と異なっている。
なお、第二の実施形態の柱部材2、主材30、通しダイアフラム4、梁鉄骨5、スプライスプレート6および高力ボルト7の詳細は、第一の実施形態で示したものと同様なため、詳細な説明は省略する。
<Second Embodiment>
As shown in FIG. 4, the
The details of the
本実施形態のハンチ31,32は、低降伏点鋼材からなる。
ハンチ31,32は、主材30の上側のフランジ30aに側端面を突き合わせた状態で固定されているとともに、基端面がダイアフラム4の端面に溶接されている。
The
The
ハンチ31,32は、その先端が柱Pから2本目の高力ボルト6付近に位置する長さを有している。なお、ハンチ31,32の長さはこれに限定されるものではなく、先端の位置が柱Pから1本目の高力ボルト7よりも梁鉄骨5側であればよい。
The
本実施形態のハンチ31,32は、梁鉄骨5側の端部において、梁鉄骨5に近づくにつれて幅が漸減するが、端部以外では同一の幅に形成されている。なお、ハンチ31,32の先端部の形状は限定されるものではなく、必ずしも漸減されている必要はない。例えば、全長にわたって同じ幅を有していてもよい。
The
以上、本実施形態の鉄骨架構1は、ハンチ31,32がスプライスプレート6にかかる長さを有しているため、ハンチ31,32とフランジとにより入隅部が形成されるものの、断面形状の変化により作用する応力は、スプライスプレート6を介して分散される。そのため、ハンチ31,32の端部における応力集中が起きにくく、主材30のフランジに亀裂損傷等が生じることを防止できる。
As described above, in the
この他の第二の実施形態に係る鉄骨架構1の作用効果は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
Since the operational effects of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記各実施形態の鉄骨架構1を採用した建物の使用目的は限定されない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, the purpose of use of a building that employs the
前記各実施形態では、柱部材2から一方向のみに梁ブラケット3が延設されて場合について説明したが、1本の柱部材に対して梁ブラケット3が多方向(2〜4方向)に延設されていてもよい。
なお、柱部材2に多数の梁ブラケット3が多方向から固定されている場合において、各梁ブラケット3の主材30の断面形状は同一である必要はない。
In each of the above embodiments, the
In addition, when the
ハンチ31,32の主材30への溶接は、フルペネ(完全溶込)溶接でもよいし、パーシャル(部分溶込 )溶接でもよい。
The welding of the
1 鉄骨架構
2 柱部材
3 梁ブラケット
30 主材
31,32 ハンチ(拡幅材)
4 通しダイアフラム
5 梁鉄骨
6 スプライスプレート
7 高力ボルト
P 柱
DESCRIPTION OF
4 Through
Claims (2)
前記一対の梁ブラケットに両端が接合された梁鉄骨と、からなる鉄骨架構であって、
前記梁ブラケットと前記梁鉄骨とは、複数のスプライスプレートおよび複数の高力ボルトを介して摩擦接合されており、
前記梁ブラケットは、ウェブおよびフランジを有する主材と、当該フランジを拡幅する拡幅材とを備えるとともに、その長さは前記柱から最も柱側に位置する前記フランジの高力ボルトまでが梁せい以上であり、
前記フランジのスプライスプレートは、前記フランジを上下から挟んだ状態で圧着されており、
前記拡幅材は、前記フランジの側面に接合された低降伏点鋼材からなり、前記柱から最も柱側に位置する前記フランジの高力ボルトよりも前記梁鉄骨側まで延在して前記フランジのスプライスプレートにかかる長さを有し、かつ、前記拡幅材の長さは前記主材の長さ以下であることを特徴とする、鉄骨架構。 A pair of beam brackets respectively joined to a pair of columns;
A steel frame comprising a beam steel frame joined at both ends to the pair of beam brackets,
The beam bracket and the beam steel frame are friction bonded via a plurality of splice plates and a plurality of high strength bolts,
The beam bracket includes a main material having a web and a flange, and a widening material for widening the flange , and the length of the beam bracket extends from the column to the high-strength bolt of the flange located closest to the column. And
The flange splice plate is crimped with the flange sandwiched from above and below,
The widening member is made from a low yield point steel joined to a side surface of the flange, the splice of said flange of high-strength bolts the flanges extend to the beam steel side than that located on the most pillar side from said pillar A steel frame having a length applied to a plate, and the length of the widening material being equal to or less than the length of the main material .
2. The steel frame according to claim 1, wherein the widening member has a length in which a tip thereof is positioned in the vicinity of a high-strength bolt of the plurality of flanges from the column .
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