JP6401960B2 - Beam structure with studs - Google Patents
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Description
本発明は、建物内の隣接する柱間に架設される梁において、梁材軸方向の中間に間柱を取り付けた間柱付き梁構造に関する。 The present invention relates to a beam structure with an inter-column, in which an inter-column is attached in the middle of the beam material axial direction in a beam constructed between adjacent columns in a building.
建物内の柱間に架設される梁は、床や屋根などの鉛直荷重を柱に伝達すると共に、地震発生時に作用する水平荷重に抵抗する構造材でもある。
従来、大空間に架設される梁構造は、緊張力が導入されたプレストレストコンクリート梁や、軽量で、比較的大きな梁せいを実現することが可能な鉄骨梁が採用されることが多かった。
上記に述べた梁構造であっても、架設長さ（以下、スパン長と呼ぶ）が長くなると、スパン長に比例するように梁に生じる撓み量が増加するため、第一の解決手段として梁の断面を大きくするか、あるいは、第二の解決手段としてスパン長を短くするために梁の材軸方向中間部に柱や壁等を設けることで、梁に生じる撓み量の抑制を図っていた。
しかし、第一の解決手段による梁を大断面化する方法は、具体的には梁の曲げ剛性を高めるために梁せいを大きくするため、床面から梁下端までの有効天井高さが小さくなり、所定の階高を確保することができない場合があった。また、鉄骨梁の場合、梁断面を大きくすると、鋼材量が増加してコスト高になっていた。
また、第二の解決手段による梁の材軸方向中間部に柱や壁等を設ける方法は、建物内の居室空間が小分割化されるために、大空間を実現することが困難であった。また、柱や壁自体は、強固に設計されるために大断面となることが多く、建物内の居室空間にて使い勝手が悪くなることがあった。
そのため、梁部材の断面の最小化を図る架構構造として、特許文献１には、一対の柱において一方の柱から他方の柱に向けて延出する片持ち梁と、この片持ち梁の先端に固定されるとともに当該片持ち梁と交差する連結部材と、連結部材を利用して一対の柱間に架設された複数本の梁構成材とを有する架構構造が開示されている。
また、特許文献２には、梁部材を挟んで上下にそれぞれ間柱が配設された架構構造であって、一方の間柱の梁部材への剛接合位置が、他方の間柱の梁部材への剛接合位置と、梁部材の材軸方向で離間している架構構造が開示されている。
また、従来、梁に接合される中空断面の鋼製柱は、柱と梁の仕口部分の剛性を高めるために、柱材の内部に板状の補強材（ダイアフラム）が溶接される場合が多いが、柱材に補強材を溶接させるため、鋼材費用と溶接費用が嵩むと共に、柱材を水平抵抗材として機能させるために、柱材が大断面化される傾向となり、建物空間内にて使い勝手が悪くなることがあった。
Beams installed between pillars in a building are structural materials that transmit vertical loads such as floors and roofs to the pillars and resist horizontal loads that act when an earthquake occurs.
Conventionally, a beam structure constructed in a large space often employs a prestressed concrete beam in which tension is introduced or a steel beam that is lightweight and can realize a relatively large beam.
Even with the beam structure described above, as the construction length (hereinafter referred to as the span length) becomes longer, the amount of bending generated in the beam increases in proportion to the span length. In order to shorten the span length as a second solution, a column or wall is provided in the middle part of the beam in the material axis direction to suppress the amount of bending that occurs in the beam. .
However, the method of increasing the cross section of the beam by the first solution means that the effective ceiling height from the floor surface to the lower end of the beam is reduced because the beam is increased in order to increase the bending rigidity of the beam. In some cases, the predetermined floor height could not be secured. In the case of a steel beam, if the cross section of the beam is increased, the amount of steel material is increased and the cost is increased.
In addition, the method of providing a column, a wall, or the like in the middle part of the beam axial direction of the beam by the second solution means that it is difficult to realize a large space because the living room space in the building is subdivided. . In addition, the pillars and walls themselves are often designed to have a large cross section because they are firmly designed, and the usability in the room space in the building may be poor.
Therefore, as a frame structure for minimizing the cross-section of the beam member,
Also, conventionally, a steel column with a hollow cross section joined to a beam may be welded with a plate-shaped reinforcing material (diaphragm) inside the column material in order to increase the rigidity of the joint portion of the column and the beam. In many cases, because the reinforcing material is welded to the column material, the steel material cost and the welding cost increase, and the column material tends to be enlarged in order to function as a horizontal resistance material, and in the building space There were times when usability deteriorated.
特許文献１の架構構造は、架構を構成する部材数が多く、且つ部材同士の接合部構造が複雑であるため、施工に手間がかかって建設コストが高額となっていた。
また、特許文献２の架構構造は、間柱を梁に剛接合させることで、梁の座屈荷重および曲げ剛性を増大させるものであり、間柱と梁の接合部は全溶接等を行う必要があるとともに、間柱の部材寸法は、梁の曲げ耐力およびせん断耐力を上回るように大きくする必要があった。
The frame structure of
Further, the frame structure of
本発明は、前記の問題点を解決するものであり、簡単な構造形式で、かつ、架構を構成する各部材について簡易な接合部構造を構成することを可能とする間柱付き梁構造を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and provides a beam structure with a stud that makes it possible to form a simple joint structure for each member constituting the frame in a simple structural form. For the purpose.
本発明者らは、建物架構を構成する鉄骨梁の鉛直撓み量の抑止構造として、鉄骨梁の材軸方向中間部に間柱を配置し、鉄骨梁と間柱との接合部を半剛接合（ピン接合に近い）構造とすることで、地震時に間柱に過大な水平荷重が作用することなく、殆ど軸力材として配置できることに着眼し、鉄骨大梁を対象とした間柱付き梁構造を発明するに至った。
前記課題を解決するために、第一の発明の間柱付き梁構造は、主柱同士の間に横架される鉄骨大梁と、前記主柱と剛接合部構造をなす前記鉄骨大梁の材軸方向中間部において上下に隣り合う前記鉄骨大梁に接合される鋼製間柱と、前記鋼製間柱の柱頭部に固定された取付板とを備えており、前記取付板は、前記鋼製間柱の外形形状よりも大きな面積で、かつ、前記鉄骨大梁の材軸方向に沿った当該取付板の幅は前記鋼製間柱の外形幅を上回る鋼板であり、前記鋼製間柱の柱頭部は、前記取付板のボルト孔に挿通された棒状鋼材が上側の前記鉄骨大梁の下フランジに設けられた係止孔に挿入された状態で、前記上側の鉄骨大梁と接合されていることを特徴としている。
また第二の発明の間柱付き梁構造は、主柱同士の間に横架される鉄骨大梁と、前記鉄骨大梁の材軸方向中間部において上下に隣り合う前記鉄骨大梁に接合される鋼製間柱と、前記鉄骨大梁の上面に固定された脚部部材と、前記鉄骨大梁の上面側に設けられるコンクリートスラブとを備えており、前記鋼製間柱は、前記鋼製間柱の柱頭部に溶接接合された取付板に接合された棒状鋼材を上側の前記鉄骨大梁の下フランジに設けられた係止孔に挿入し、前記鋼製間柱と前記下フランジとがナットで締結されている、あるいは前記鋼製間柱の柱頭部と前記上側の鉄骨大梁の下面側が部分的に溶接接合されているとともに、前記鋼製間柱の柱脚部に溶接接合された取付板と前記脚部部材の上端に溶接接合された取付板とが重ね合わされた状態でボルト締結され、さらに、前記鋼製間柱の柱脚部が前記コンクリートスラブで根固めされていることを特徴としている。
また、第三の発明の間柱付き梁構造は、主柱同士の間に横架される鉄骨大梁と、前記鉄骨大梁の材軸方向中間部において上下に隣り合う前記鉄骨大梁に接合される鋼製間柱と、前記鉄骨大梁の上面側に設けられるコンクリートスラブとを備えており、前記鋼製間柱は、本体間柱部と、前記本体間柱部の下側に設けられる脚部間柱部とを有し、前記鋼製間柱の柱頭部に溶接接合された取付板に接合された棒状鋼材を上側の前記鉄骨大梁の下フランジに設けられた係止孔に挿入し、前記鋼製間柱と前記下フランジがナットで締結されている、あるいは前記鋼製間柱の柱頭部と上側の前記鉄骨大梁の下面側が部分的に溶接接合されているとともに、前記本体間柱部と前記脚部間柱部は、接合部分の双方の鋼材面に添わせた添え板で挟み込み、高力ボルトで摩擦接合されており、前記高力ボルトを挿通させた前記本体間柱部または前記脚部間柱部の貫通孔は建込み精度調整用に長穴形状であり、さらに、前記脚部間柱部の柱脚部が前記コンクリートスラブで根固めされていることを特徴としている。
或いは、第一から第三の発明の間柱付き梁構造にあっては、鋼製間柱が接合された鉄骨大梁の上フランジと下フランジとの間に、当該上フランジと当該下フランジとを接合する鋼材が設置されていないことを特徴としてもよい。
かかる間柱付き梁構造によれば、鉄骨大梁の長スパン化によって顕著となる撓み量を抑制する方法として、鉄骨大梁の材軸方向中間部に間柱（鋼製間柱）を設けることで梁本体のスパン長を短くできることに着眼し、鉄骨大梁と間柱との接合部を簡易な接合方法による半剛接合（ピン接合に近い）構造とすることで、間柱を主として鉛直荷重のみに抵抗する鉛直抵抗材として間柱断面の最小化を可能にしたものである。
また、間柱により鉄骨大梁の撓みを抑制するとともに、スパン長が大きい鉄骨大梁について断面の最小化を図ることができる。
また、間柱は、鉄骨大梁に生じた曲げモーメントに対して、柱部材のようにせん断抵抗させるのではなく、間柱の断面がほとんど軸力材として機能するように、鉄骨大梁と間との接合部をボルト接合または部分的に溶接接合として半剛接合（ピン接合に近い）状態とした。その結果、間柱断面の最少化を図ることができる。
また、鉄骨大梁と間柱とをボルト接合または部分的な溶接接合とするので、全溶接により剛接合とする場合に比べて施工性に優れている。
さらに、間柱の柱脚部はコンクリートスラブに埋め込まれているため、間柱とコンクリートスラブとの接合面を介して、間柱が負担する軸力に見合う水平力を伝達させることができる。
As a structure for suppressing the vertical deflection of the steel beam that constitutes the building frame, the present inventors have arranged a stud in the middle of the steel beam in the axial direction of the steel beam, and the joint between the steel beam and the stud is semi-rigid (pin Focusing on the fact that it can be arranged as an axial force material without excessive horizontal load acting on the studs in the event of an earthquake, it led to inventing a beam structure with studs for steel beams. It was.
In order to solve the above-mentioned problem, a beam structure with a stud column according to a first aspect of the present invention is a steel beam that is horizontally mounted between main columns, and the axial direction of the steel beam that forms a rigid joint structure with the main column. A steel stud that is joined to the steel girder adjacent in the middle in the middle and a mounting plate fixed to a column head of the steel stud, the mounting plate having an outer shape of the steel stud and a large area, than the width of the mounting plate along the timber axis direction of the steel girders is a steel plate over the outer width of the steel studs, stigma portion of the steel studs, the mounting plate The rod-shaped steel material inserted into the bolt hole is joined to the upper steel beam in a state where it is inserted into a locking hole provided in the lower flange of the upper steel beam.
Moreover, the beam structure with a stud of the second invention is a steel stud that is joined to the steel girder that is adjacent to the steel girder vertically adjacent to the steel girder in the middle in the axial direction of the steel girder. And a leg member fixed to the upper surface of the steel beam, and a concrete slab provided on the upper surface side of the steel beam. The steel stud is welded to the column head of the steel stud. The rod-shaped steel material joined to the mounting plate is inserted into a locking hole provided in the lower flange of the upper steel beam, and the steel stud and the lower flange are fastened with a nut, or the steel The column head of the stud and the lower surface of the upper steel beam are partially welded and welded to the mounting plate welded to the column base of the steel stud and the upper end of the leg member. Bolt with the mounting plate overlapped It is sintered, further characterized in that the pedestal portion of the steel studs are roots encased in the concrete slab.
In addition, the beam structure with the inter-columns of the third invention is a steel beam that is installed between main columns, and a steel beam that is joined to the steel beam that is adjacent to the steel beam in the axial direction in the middle of the steel beam. It comprises a stud and a concrete slab provided on the upper surface side of the steel beam, and the steel stud has a body stud and a leg stud provided on the lower side of the stud. A rod-shaped steel material joined to a mounting plate welded to a column head of the steel stud is inserted into a locking hole provided in a lower flange of the upper steel beam, and the steel stud and the lower flange are nuts. Or the lower part of the steel large beam on the upper side of the steel stud is partially welded and joined. Insert it with a plate attached to the steel surface, The through-holes of the inter-body inter-column part or the inter-leg inter-column part through which the high-strength bolt is inserted are in the shape of a long hole for adjusting the mounting accuracy, and further, The column base is solidified by the concrete slab.
Alternatively, in the first to third invention of the beam structure with the studs, the upper flange and the lower flange are joined between the upper flange and the lower flange of the steel large beam to which the steel studs are joined. It is good also as the feature that the steel materials are not installed.
According to such a beam structure with studs, as a method of suppressing the amount of bending that becomes prominent due to the long span of steel beams, the span of the beam body is provided by providing a stud (steel stud) in the middle of the steel beam in the axial direction. Focusing on the fact that the length can be shortened, and by adopting a semi-rigid connection (similar to pin connection) structure with a simple joining method for the joint between the steel beam and the intercolumn, the intercolumn is mainly used as a vertical resistance material that resists only vertical loads. This makes it possible to minimize the cross section of the stud.
In addition, it is possible to minimize the cross section of the steel beam having a large span length while suppressing the bending of the steel beam by the studs.
In addition, the intercolumn does not cause shear resistance to the bending moment generated in the steel beam like a column member, but the joint between the steel beam and the space so that the cross-section of the column functions almost as an axial force material. Was made into a semi-rigid joint (close to pin joint) as a bolt joint or partially welded joint. As a result, it is possible to minimize the cross section of the stud.
In addition, since the steel beam and the intermediate column are bolt-bonded or partially welded, the workability is excellent compared to the case of rigid welding by full welding.
Furthermore, since the column base portion of the stud is embedded in the concrete slab, a horizontal force corresponding to the axial force borne by the stud can be transmitted via the joint surface between the stud and the concrete slab.
前記鋼製間柱は、本体間柱部と、前記本体間柱部の下側に設けられる脚部間柱部とを有し、前記本体間柱部と前記脚部間柱部は、接合部分の双方の鋼材面に添わせた添え板で挟み込み、高力ボルトで摩擦接合されていてもよい。
また、前記鉄骨大梁の座屈または面外変形を防止するための第２の鉄骨梁が、前記鉄骨大梁と交差する方向で、当該鉄骨大梁の少なくとも片側に接合されていれば、鉄骨大梁は間柱を安定的に支持することができ、ゆえに、鉄骨大梁の最適断面化を図ることができる。
また、前記鋼製間柱の柱脚部の側面に、スタッドジベルが形成されていれば、間柱とコンクリートスラブとの固定度合いを増大させることができるとともに、双方間での力の伝達性を向上させることができる。但し、間柱脚部にスタッドジベルを設けない場合であっても、間柱の周囲にはコンクリートスラブが設けられており、間柱とスラブ間にて水平力を伝達できる。
なお、第２の鉄骨梁は、断面サイズや接合方式を考慮すると小梁（鉄骨大梁と比較して断面形状が小さく、且つ地震力に対する抵抗部材としての機能が要求されない梁）が望ましいが、大梁（鉄骨大梁と同等の断面形状を有した梁）であってもよい。
また、間柱と鉄骨大梁、または間柱、鉄骨大梁、及び第２の鉄骨梁は、同一の交点位置で接合されていることで、鉄骨大梁の負担応力や撓み量を間柱で安定的に支持させることができる。
The steel stud has a main body stud and a leg stud provided on the lower side of the main stud, and the main stud and the leg stud are on both steel surfaces of the joint portion. It may be sandwiched between attached plates and friction bonded with high strength bolts.
Further, if the second steel beam for preventing buckling or out-of-plane deformation of the steel beam is joined to at least one side of the steel beam in a direction intersecting the steel beam, the steel beam is a stud. Can be stably supported. Therefore, the optimal cross section of the steel beam can be achieved.
Moreover, if the stud gibber is formed in the side surface of the column base part of the said steel studs, while the fixation degree of a stud and a concrete slab can be increased, the transmissibility of the force between both is improved. be able to. However, even when the stud pillar is not provided on the stud pillar, a concrete slab is provided around the stud, so that a horizontal force can be transmitted between the stud and the slab.
The second steel beam is preferably a small beam (a beam whose cross-sectional shape is smaller than that of a large steel beam and does not require a function as a resistance member against seismic force) in consideration of the cross-sectional size and joining method. (A beam having a cross-sectional shape equivalent to that of a steel beam).
In addition, the stud and the steel beam, or the stud, the steel beam, and the second steel beam are joined at the same intersection point so that the stress and deflection of the steel beam are supported stably by the stud. Can do.
本発明の間柱付き梁構造によれば、簡単な構造形式で、かつ、架構を構成する各部材について簡易な接合部構造が実現可能となる。また、施工性が向上し、かつ、各部材の断面の最小化が可能となる。
さらに、本発明では、間柱を半剛接合状態で鉄骨大梁に接合しているため、間柱には曲げモーメントが生じ難い。そのため、間柱は、断面のほとんどが軸力材として機能することになり、間柱断面の最小化が可能である。
また、本発明の間柱付き梁構造によれば、床荷重の一部を間柱および小梁が負担することで、主柱の負担が軽減されることで主柱の断面の最小化が可能である。
According to the beam structure with the studs of the present invention, it is possible to realize a simple joint structure for each member constituting the frame in a simple structure form. Moreover, workability is improved and the cross section of each member can be minimized.
Furthermore, in the present invention, since the stud is joined to the steel beam in a semi-rigid joint state, a bending moment is hardly generated in the stud. For this reason, most of the cross section of the stud functions as an axial force member, and the cross section of the stud can be minimized.
In addition, according to the beam structure with the studs of the present invention, it is possible to minimize the cross section of the main pillar by reducing the burden of the main pillar, because the floor pillar and the small beam bear a part of the floor load. .
本実施形態の間柱付き梁構造１は、鉄骨大梁と間柱を完全溶込み溶接等で剛接合部構造とするのではなく、間柱の頭部に接合された棒状鋼材やボルトを鉄骨大梁の下面側に挿入させることで、間柱に過大な水平荷重が作用しないようにするとともに、間柱を軸力材として機能させ、かつ水平移動を拘束するものである。
間柱は、殆ど軸力材として機能させるものとし、断面の最小化にて簡易な接合部構造を実現することを可能としている。
本実施形態の間柱付き梁構造１は、図１に示すように、鉄骨大梁２と、間柱３と、コンクリートスラブ４と、第２の鉄骨梁（小梁５）とを備えている。
鉄骨大梁２は、一対のフランジ２１，２１とウェブ２２とを備えて断面Ｈ型状に形成された材軸方向に長い鋼材（いわゆるＨ形鋼）により構成されている。
なお、鉄骨大梁２を構成する材料は、Ｈ形鋼に限定されるものではなく、例えば、Ｉ形鋼であってもよい。
鉄骨大梁２は、図２に示すように、主柱６，６同士の間に横架されている。一対の主柱６，６には、上下に間隔をあけて、複数の鉄骨大梁２，２が横架されている（図１参照）。
また、鉄骨大梁２の材軸方向中間部には、２本の間柱３，３が配置されている。
間柱３は、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造間柱）やＨ型鋼等を用いた鋼製材（鋼製間柱）からなり、本体間柱部３ａと脚部間柱部３ｂで構成される場合と、単一材のみの場合がある。
ＲＣ造間柱の場合は、両端部においてコンクリートの棒状鋼材やボルトを埋設して当該棒状部材等を利用して鉄骨大梁に接合すればよい。また、鋼製間柱の場合は、材端部に少なくとも一方に取付板３１を溶接接合し、その取付板３１に取り付けた棒状鋼材やボルトにより鉄骨大梁に接合すればよい。但し、鋼製間柱と鉄骨大梁２が溶接接合させる場合は、取付板３１を設けずに、直接、鋼製間柱と鉄骨大梁２とを溶接接合する。
本実施形態の間柱３は、Ｈ形鋼（鋼製間柱）により形成されており、本体間柱部３ａと脚部間柱部３ｂとで構成されている。また、間柱３の両端部には、図１および図３に示すように、取付板３１，３１が固定されている。
なお、取付板３１は、必要に応じて設置すればよい。
また、間柱３を構成する材料はＨ形鋼に限定されるものではなく、例えば、一対の溝形鋼のウェブ同士を接合することにより構成された鋼材あってもよい。
また、間柱３は、図４の（ａ）に示すように、間隔をあけて対向する一対の溝型鋼により形成してもよいし、図４の（ｂ）および（ｃ）に示すように、鋼管により形成してもよい。
The
The stud is made to function almost as an axial force member, and a simple joint structure can be realized by minimizing the cross section.
As shown in FIG. 1, the
The steel
In addition, the material which comprises the
As shown in FIG. 2, the
In addition, two
The
In the case of an RC steel stud, concrete bar-like steel materials and bolts may be embedded at both ends and joined to the steel beam using the bar-like member. In the case of a steel stud, the
The
Note that the mounting
Moreover, the material which comprises the
Moreover, as shown to (a) of FIG. 4, the
本実施形態では、間柱３と主柱６との間隔ａよりも、間柱３同士の間隔ｂの方が小さくなるように、間柱３，３を配置している。
なお、間柱３の配設ピッチは限定されない。また、鉄骨大梁２の材軸方向に沿って配設される間柱３の本数も限定されない。
間柱３の柱頭部は、上側に設けられた鉄骨大梁２に、取付板３１を介してボルト接合されている。なお、間柱３の柱頭部は、鉄骨大梁２と取付板３１とを挿通する棒状鋼材を介して接合されていてもよい。
取付板３１は、図３に示すように、間柱３の外形状（一対のフランジと両フランジの端部同士を結ぶ直線により形成される矩形）よりも大きな面積を有した鋼板であって、間柱３の端面に全溶接されている。
取付板３１には、複数のボルト孔３２，３２，…が形成されている。本実施形態では、間柱３のウェブと一対のフランジに囲まれた空間にボルト孔３２，３２が２カ所ずつ（計４カ所）形成されている。ボルト孔３２には、ボルト（棒状鋼材）７（図１参照）が挿通される。なお、複数のボルト孔３２，３２，…の配置は限定されないが、取付板３１の中心部に近い位置に配置するのが望ましい。
鉄骨大梁２と間柱３との接合面位置（鉄骨大梁２の係止孔の位置）を、間柱３のフランジ間の内部側（取付板３１の中心部に近い位置）に設けることで、鉄骨大梁２と間柱３との接合面がピン支承に近い状態で接合する。このように幾何学的に接合面位置を限定することで、間柱２に想定外の外荷重が作用しないようする。
間柱３は、脚部間柱部３ｂの上端に、本体間柱部３ａをメタルタッチで建て込んだ後、脚部間柱部３ｂおよび本体間柱部３ａのフランジまたはウェブに配設された一対のスプライスプレート（添え板）３５，３５で挟み込み、高力ボルト３６で摩擦接合している（剛接合継ぎ手）。なお、間柱３に形成された高力ボルト３６を挿通するための貫通孔は、縦方向に建込み精度調整用の長穴形状とされている。
間柱３は、脚部間柱部３ｂと本体間柱部３ａを剛接合継ぎ手で接合することで、間柱３の建込み時における鉛直方向の精度調整を可能とした。なお、剛接合継ぎ手は、作業効率の面から床面上の１ｍ程度の高さ位置に設けられることが多い。
本体間柱部３ａ（間柱３の柱頭部）は、取付板３１のボルト孔３２および鉄骨大梁２のフランジ２１に形成された図示しない係止孔を挿通したボルト７，７により、鉄骨大梁２に接合されている（図１参照）。なお、間柱３の柱頭部は、ボルト接合に代えて、あるいは、ボルト接合と併用して、鉄骨大梁２のフランジ２１に部分溶接してもよい。
脚部間柱部３ｂ（間柱３の柱脚部）は、図１に示すように、下側に設けられた鉄骨大梁２（直下階の鉄骨大梁２）の上面に、取付板３１を介してボルト接合されているとともに、鉄骨大梁２の上面に設けられたコンクリートスラブ４に根固めされている。
間柱３の柱脚部は、取付板３１のボルト孔３２および鉄骨大梁２のフランジ２１に形成された図示しない係止孔を挿通したボルト７，７により、鉄骨大梁２に接合されている（図１参照）。なお、間柱３の柱脚部は、ボルト接合に代えて、あるいは、ボルト接合と併用して、鉄骨大梁２のフランジ２１に部分溶接してもよい。
ここで、間柱３の柱脚部に設けられた取付板３１の詳細は、間柱３の柱頭部に設けられた取付板３１と同様なため、詳細な説明は省略する。
コンクリートスラブ４は、鉄骨大梁２の上面に設けられた鉄筋コンクリート部材である。コンクリートスラブ４は、現場打ちコンクリートにより、間柱３の柱脚部を巻き込んだ状態で形成されている。
In the present embodiment, the
In addition, the arrangement | positioning pitch of the
The column heads of the
As shown in FIG. 3, the mounting
A plurality of bolt holes 32, 32,... Are formed in the mounting
By providing the joint surface position (position of the locking hole of the steel beam 2) between the
The
The
The main
As shown in FIG. 1, the
The column base portion of the
Here, the details of the mounting
The
図２および図５に示すように、鉄骨大梁２の材軸方向中間部の側面には、鉄骨大梁２と交差する方向に延びる小梁５が接合されている。
本実施形態では、一対の小梁５，５が鉄骨大梁２を挟むように、配置されており、かつ、当該鉄骨大梁２の両側に接合されている。小梁５は、隣り合う鉄骨大梁２，２間に架設されている。
小梁５は、間柱３が接合されている位置において、鉄骨大梁２に接合されている。
本実施形態の小梁５は、一対のフランジとウェブを備えたＨ形鋼により構成されているが、小梁５を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、溝形鋼やＩ形鋼等でもよい。
鉄骨大梁２のウェブ２２には、ガセットプレート２３が固定されている。
小梁５は、図５に示すように、ボルト７によりガセットプレート２３に接合する。
ガセットプレート２３は、鉄骨大梁２のウェブ２２に溶接接合された鋼板である。本実施形態では、鉄骨大梁２の上側のフランジ２１にガセットプレート２３の上端を溶接接合している。なお、ガセットプレート２３の構成は限定されない。
小梁５の上面は、鉄骨大梁２の上面と一致している。
また、小梁５の上面には、コンクリートスラブ４が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 5, a
In the present embodiment, the pair of
The
Although the
A
The
The
The upper surface of the
A
本実施形態の間柱付き梁構造１によれば、間柱３を半剛接合Ｆ（ピン接合に近い）状態で鉄骨大梁２に接合しているため（図６の（ａ）参照）、間柱３に曲げモーメントが生じ難い。そのため、間柱の断面のほとんどが軸力材として機能することになり、間柱３の断面の最小化が可能となる。
また、間柱３は、鉄骨大梁２に対して全溶接することなく固定しているため、施工性に優れている。
同様に、小梁５は、半剛接合Ｆ（ピン接合に近い）状態で鉄骨大梁２に接合しているため（図６の（ｂ）参照）、小梁５に曲げモーメントが生じ難い。ゆえに、小梁５の断面の最小化が可能である。
また、小梁５も、鉄骨大梁２に対して全溶接することなく固定しているため、施工性に優れている。
鉄骨大梁２の材軸方向中間部において間柱３，３により支持されているため、撓みが抑止され、また、鉄骨大梁２の横方向への全体座屈が抑制されている。
また、鉄骨大梁２の材軸方向中間部に、小梁５，５がさらに配設されているため、鉄骨大梁２の座屈および面外変形が抑制されている。
すなわち、間柱付き梁構造１によれば、間柱３および小梁５が配設されているため、鉄骨大梁２の撓み量が低減されるとともに、スパン長が大きい鉄骨大梁２の座屈が防止され、さらに、間柱３および小梁５が鉄骨大梁２の軸力の一部を負担するようになる。
ゆえに、間柱付き梁構造１によれば、鉄骨大梁２の断面の最小化が可能となる。
鉄骨大梁２の材軸方向中間部に２本の間柱３を設置した場合（図７の（ｃ）参照）は、間柱３が無い場合（図７の（ａ））および間柱３が１本の場合（図７の（ｂ））に比べて、鉄骨大梁２に生じる最大曲げモーメントＭｍａｘが小さい。すなわち、間柱３の本数を増加させることで、鉄骨大梁２に生じる最大曲げモーメントＭｍａｘを縮小させることができる。
According to the
Moreover, since the
Similarly, since the
Moreover, since the
Since it is supported by the
Moreover, since the
That is, according to the
Therefore, according to the
When two
また、図７の（ａ）〜（ｃ）に示すように、鉄骨大梁２に生じる撓み量δは、間柱３の本数が増加するに従って小さくなる。
すなわち、本実施形態の間柱付き梁構造１によれば、床荷重の一部を間柱３および小梁５が負担することで、主柱６の負担を軽減し、ひいては主柱６の断面の最小化が可能となる。
また、間柱３がコンクリートスラブ４に根固めされているため、間柱３とコンクリートスラブ４との接合部においてせん断力を伝達させることができる。すなわち、想定外の力が間柱３に作用した場合であっても、コンクリートスラブ４に伝達させることで負担を軽減させることができる。
Further, as shown in FIGS. 7A to 7C, the amount of deflection δ generated in the
That is, according to the
Further, since the
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、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。
前記実施形態では、一対の小梁５，５により鉄骨大梁２を挟む場合について説明したが、小梁５の配置は限定されない。例えば、鉄骨大梁２の片側のみから小梁５が接合されていてもよい。また、小梁５は、必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。
前記実施形態では、第二の鉄骨梁として小梁を採用したが、第二の鉄骨梁の断面形状は限定されない。
また、図８の（ａ）に示すように、間柱３の根固め部分（コンクリートスラブ４に埋め込まれた部分）の柱脚部の側面には、スタッドジベル３３，３３が形成されていてもよい。
なお、スタッドジベル３３の形成方法は限定されるものではなく、例えば、ボルトを間柱３の側面に溶接接合することにより形成してもよい。また、スタッドジベル３３の本数や配置も限定されない。
また、間柱３の脚部は、必ずしもコンクリートスラブ４に根固めされている必要はない。
前記実施形態では、間柱３を、鉄骨大梁２の上面に直接ボルト接合または溶接する場合について説明したが、間柱３と鉄骨大梁２との接合方法は限定されない。
例えば、図８の（ｂ）に示すように、鉄骨大梁２の上面に溶接された脚部部材３４を介して、間柱３と鉄骨大梁２とを接合してもよい。
脚部部材を設けた間柱付き梁構造によれば、コンクリートスラブの現場打設の施工性が向上するとともに、高い精度管理のもと間柱を建込み、鉄骨大梁と接合させることができる。
The embodiment of the present invention has been described above. However, 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.
In the embodiment, the case where the
In the said embodiment, although the small beam was employ | adopted as a 2nd steel beam, the cross-sectional shape of a 2nd steel beam is not limited.
Moreover, as shown to (a) of FIG. 8, the stud dowels 33 and 33 may be formed in the side surface of the column base part of the solidified part (part embedded in the concrete slab 4) of the
In addition, the formation method of the
Moreover, the leg part of the
Although the said embodiment demonstrated the case where the
For example, as shown in FIG. 8 (b), the
According to the beam structure with the studs provided with the leg members, the workability of on-site placement of the concrete slab can be improved, and the studs can be built and joined to the steel beam with high accuracy control.
１ 間柱付き梁構造
２ 鉄骨大梁
２１ フランジ
２２ ウェブ
２３ ガセットプレート
３ 間柱
３ａ 本体間柱部
３ｂ 脚部間柱部
３１ 取付板（鋼板）
３２ ボルト孔
３３ スタッドジベル
３４ 脚部部材
３５ スプライスプレート（添え板）
３６ 高力ボルト
４ コンクリートスラブ
５ 小梁（第２の鉄骨梁）
６ 主柱
７ ボルト
1 Beam structure with
3b
32
36 High-
6
Claims (4)
前記主柱と剛接合部構造をなす前記鉄骨大梁の材軸方向中間部において、上下に隣り合う前記鉄骨大梁に接合される鋼製間柱と、
前記鋼製間柱の柱頭部に固定された取付板と、を備える間柱付き梁構造であって、
前記取付板は、前記鋼製間柱の外形形状よりも大きな面積で、かつ、前記鉄骨大梁の材軸方向に沿った当該取付板の幅は前記鋼製間柱の外形幅を上回る鋼板であり、
前記鋼製間柱の柱頭部は、前記取付板のボルト孔に挿通された棒状鋼材が上側の前記鉄骨大梁の下フランジに設けられた係止孔に挿入された状態で、上側の前記鉄骨大梁と接合されていることを特徴とする間柱付き梁構造。 A steel girder laid horizontally between the main pillars,
In the intermediate direction in the axial direction of the steel beam that forms a rigid joint structure with the main column, a steel stud that is bonded to the steel beam adjacent to the top and bottom,
A mounting plate fixed to a column head of the steel stud, and a beam structure with a stud, comprising:
The mounting plate has a larger area than the outer shape of the steel stud, and the width of the mounting plate along the material axis direction of the steel beam is a steel plate exceeding the outer width of the steel stud,
The column head of the steel stud is connected to the upper steel beam in a state where a rod-shaped steel material inserted through the bolt hole of the mounting plate is inserted into a locking hole provided in the lower flange of the upper steel beam. Beam structure with studs, characterized by being joined.
前記主柱と剛接合部構造をなす前記鉄骨大梁の材軸方向中間部において、上下に隣り合う前記鉄骨大梁に接合される鋼製間柱と、
前記鉄骨大梁の上面に固定された脚部部材と、
前記鉄骨大梁の上面側に設けられるコンクリートスラブと、を備える間柱付き梁構造であって、
前記鋼製間柱は、
前記鋼製間柱の柱頭部に溶接接合された取付板に接合された棒状鋼材を上側の前記鉄骨大梁の下フランジに設けられた係止孔に挿入し、前記鋼製間柱と前記下フランジがナットで締結されている、あるいは前記鋼製間柱の柱頭部と上側の前記鉄骨大梁の下面側が部分的に溶接接合されているとともに、
前記鋼製間柱の柱脚部に溶接接合された取付板と前記脚部部材の上端に溶接接合された取付板とが重ね合わされた状態でボルト締結され、
さらに、前記鋼製間柱の柱脚部が前記コンクリートスラブで根固めされていることを特徴とする間柱付き梁構造。 A steel girder laid horizontally between the main pillars,
In the intermediate direction in the axial direction of the steel beam that forms a rigid joint structure with the main column, a steel stud that is bonded to the steel beam adjacent to the top and bottom,
Leg members fixed to the upper surface of the steel beam,
A concrete slab provided on the upper surface side of the steel beam, and a beam structure with a stud, comprising:
The steel stud is
A rod-shaped steel material joined to a mounting plate welded to a column head of the steel stud is inserted into a locking hole provided in a lower flange of the upper steel beam, and the steel stud and the lower flange are nuts. Or the bottom of the steel large beam on the upper side of the steel stud and the upper part of the steel frame is partially welded,
The mounting plate welded to the column base of the steel stud and the mounting plate welded to the upper end of the leg member are bolted together,
Furthermore, the column base part of the said steel studs is solidified with the said concrete slab, The beam structure with a stud.
前記主柱と剛接合部構造をなす前記鉄骨大梁の材軸方向中間部において、上下に隣り合う前記鉄骨大梁に接合される鋼製間柱と、
前記鉄骨大梁の上面側に設けられるコンクリートスラブと、を備える間柱付き梁構造であって、
前記鋼製間柱は、
本体間柱部と、前記本体間柱部の下側に設けられる脚部間柱部とを有し、
前記鋼製間柱の柱頭部に溶接接合された取付板に接合された棒状鋼材を上側の前記鉄骨大梁の下フランジに設けられた係止孔に挿入し、前記鋼製間柱と前記下フランジがナットで締結されている、あるいは前記鋼製間柱の柱頭部と上側の前記鉄骨大梁の下面側が部分的に溶接接合されているとともに、
前記本体間柱部と前記脚部間柱部は、接合部分の双方の鋼材面に添わせた添え板で挟み込み、高力ボルトで摩擦接合されており、
前記高力ボルトを挿通させた前記本体間柱部または前記脚部間柱部の貫通孔は、建込み精度調整用に長穴形状であり、
さらに、前記脚部間柱部の柱脚部が前記コンクリートスラブで根固めされていることを特徴とする間柱付き梁構造。 A steel girder laid horizontally between the main pillars,
In the intermediate direction in the axial direction of the steel beam that forms a rigid joint structure with the main column, a steel stud that is bonded to the steel beam adjacent to the top and bottom,
A concrete slab provided on the upper surface side of the steel beam, and a beam structure with a stud, comprising:
The steel stud is
A main body inter-column part, and a leg inter-column part provided on the lower side of the main body inter-column part,
A rod-shaped steel material joined to a mounting plate welded to a column head of the steel stud is inserted into a locking hole provided in a lower flange of the upper steel beam, and the steel stud and the lower flange are nuts. Or the bottom of the steel large beam on the upper side of the steel stud and the upper part of the steel frame is partially welded,
The main body inter-column portion and the leg inter-column portion are sandwiched between the attachment plates attached to both steel surfaces of the joint portion, and are friction-joined with high-strength bolts ,
The through hole of the main body column part or the leg part column part through which the high-strength bolt is inserted is a long hole shape for adjusting the building accuracy,
Furthermore, the column base part of the said pillar part between pillar parts is solidified by the said concrete slab, The beam structure with a stud.
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