JP7251038B2 - Column-beam connection structure - Google Patents

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Description

本発明は、柱と梁を接合する柱梁接合構造に関する。 The present invention relates to a column-to-beam joint structure for joining a column and a beam.

従来、ノンブラケット形式で鉄骨の柱に鉄骨の梁を接合する際には、梁を柱に溶接して接合する。 Conventionally, when joining a steel frame beam to a steel frame column in a non-bracket format, the beam is welded to the column.

このような柱梁接合構造においては、柱と梁との接合部に応力が集中しやすい。このため、塑性ヒンジ位置を梁の中央側へ移動させる設計が行われることがある。 In such a column-to-beam joint structure, stress tends to concentrate on the joint between the column and the beam. For this reason, designs are sometimes made to move the plastic hinge position toward the center of the beam.

塑性ヒンジ位置を移動させる構造として、梁の端部における上フランジ及び下フランジに補強板を接合して上フランジ及び下フランジの端部を拡幅する柱梁接合構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a structure for moving the plastic hinge position, a column-to-beam joint structure is known in which a reinforcing plate is joined to the upper and lower flanges at the end of the beam to widen the ends of the upper and lower flanges (for example, patent Reference 1).

特開２０００－３０９９８０号公報JP-A-2000-309980

しかしながら、このような柱梁接合構造にあっては、梁の上フランジ及び下フランジに補強板を接合しなければならず、梁の加工に多くの手間を要する。 However, in such a column-to-beam joint structure, reinforcing plates must be joined to the upper and lower flanges of the beam, requiring much labor for processing the beam.

本発明は、梁の加工手間を低減することができる柱梁接合構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a beam-to-column joint structure capable of reducing the labor required for beam processing.

態様１は、鋼製の柱と、前記柱に上フランジ及び下フランジが接合されたＨ形鋼により形成された梁と、前記上フランジの上に形成されたコンクリート製の床スラブと、前記下フランジの端部に設けられ、前記柱に接合された拡幅部と、前記上フランジに設けられ、前記床スラブに埋設されたスタッドと、を備えた柱梁接合構造である。 Aspect 1 includes a steel column, a beam formed of H-shaped steel in which an upper flange and a lower flange are joined to the column, a concrete floor slab formed on the upper flange, and the lower The beam-to-column joint structure includes a widened portion provided at the end of the flange and joined to the column, and a stud provided to the upper flange and embedded in the floor slab.

すなわち、梁を構成する下フランジは、拡幅部によって端部が拡幅され補強される。 That is, the lower flange that constitutes the beam is reinforced by widening the end portion with the widening portion.

また、梁の上フランジには、スタッドが設けられており、このスタッドは、床スラブに埋設され、梁の上フランジと床スラブとが一体化される。このため、梁に加えられた力は、床スラブを介して柱へ伝達される。このようにして、梁を構成する上フランジは、梁と一体化された床スラブにより端部が補強される。 Moreover, the upper flange of the beam is provided with a stud, and this stud is embedded in the floor slab to integrate the upper flange of the beam and the floor slab. Thus, forces applied to the beam are transmitted to the column through the floor slab. In this way, the upper flanges that make up the beam are reinforced at the ends by the floor slab that is integral with the beam.

そして、梁の下フランジに設けられた拡幅部及び上フランジと一体化された床スラブとによって梁の端部が補強されることにより、塑性ヒンジの位置を梁の端部から中央側へ移動することができる。 The end of the beam is reinforced by the widened portion provided on the lower flange of the beam and the floor slab integrated with the upper flange, so that the position of the plastic hinge is moved from the end of the beam toward the center. be able to.

また、梁を構成する上フランジに拡幅部を設けることなく、塑性ヒンジの位置を移動できるので、梁の加工手間を低減することができる。 Moreover, since the position of the plastic hinge can be moved without providing a widened portion in the upper flange that constitutes the beam, the labor for processing the beam can be reduced.

さらに、上フランジに拡幅部を設けていないので、梁の端部に近接した設備配管用の貫通孔を床スラブに形成することも可能となる。 Furthermore, since the upper flange is not provided with a widened portion, it is also possible to form through holes for facility piping in the floor slab close to the ends of the beams.

態様２は、前記上フランジの端部上には、前記柱へ延在する補強鉄筋が配置され前記床スラブに埋設されている、態様１に記載の柱梁接合構造である。 Aspect 2 is the column-to-beam connection structure according to Aspect 1, wherein a reinforcing reinforcing bar extending to the column is arranged on the end of the upper flange and embedded in the floor slab.

本態様では、補強鉄筋により、梁に生じる曲げモーメントを効率よく柱へ伝達することができる。 In this aspect, the reinforcing reinforcing bar can efficiently transmit the bending moment generated in the beam to the column.

本態様によれば、梁の加工手間を低減することができる。 According to this aspect, it is possible to reduce the labor for processing the beam.

柱と梁の接合部分を示す要部の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a joint portion between a column and a beam; 図１のＡ－Ａ断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1; 図１のＢ－Ｂ断面を示す一部透明図である。FIG. 2 is a partially transparent view showing a BB cross section of FIG. 1; 応用例を示す一部透明図である。It is a partially transparent view showing an application example.

以下、本実施形態に係る柱梁接合構造を図面に従って説明する。 Hereinafter, the column-to-beam joint structure according to this embodiment will be described with reference to the drawings.

図１は、鉄骨建物の柱１０と梁１２との接合部分を示す図である。柱１０は鋼材の一例である角形鋼管で構成されている。 FIG. 1 is a diagram showing joints between columns 10 and beams 12 of a steel frame building. The column 10 is made of a rectangular steel pipe, which is an example of steel.

梁１２は、鋼材の一例であるＨ形鋼で構成されており、梁１２は、ウエブ１２Ａと、ウエブ１２Ａの上端に設けられた上フランジ１２Ｂと、ウエブ１２Ａの下端に設けられた下フランジ１２Ｃとを備えている。ウエブ１２Ａの長さ方向の端部には、上フランジ１２Ｂ及び下フランジ１２Ｃ側にスカラップ１２Ｄが形成されている。 The beam 12 is made of H-section steel, which is an example of a steel material. The beam 12 includes a web 12A, an upper flange 12B provided at the upper end of the web 12A, and a lower flange 12C provided at the lower end of the web 12A. and Scallops 12D are formed on the ends of the web 12A in the longitudinal direction on the upper flange 12B and lower flange 12C sides.

柱１０の外周部には、一対の外ダイアフラム１４が上下に離間して設けられている。 A pair of outer diaphragms 14 are vertically spaced apart from each other on the outer periphery of the column 10 .

上側に配置された外ダイアフラム１４の端面には、梁１２の上フランジ１２Ｂの端面が突き当てられており、この突当部分には、外ダイアフラム１３と上フランジ１２Ｂとを溶接で接合した溶着部１６が形成されている。また、下側に配置された外ダイアフラム１４の端面には、梁１２の下フランジ１２Ｃの端面が突き当てられており、この突当部分には、外ダイアフラム１４と下フランジ１２Ｃとを溶接で接合した溶着部１８が形成されている。 The end face of the upper flange 12B of the beam 12 is abutted against the end face of the outer diaphragm 14 arranged on the upper side, and the abutment portion is a welded portion where the outer diaphragm 13 and the upper flange 12B are joined by welding. 16 are formed. In addition, the end surface of the lower flange 12C of the beam 12 is abutted against the end surface of the outer diaphragm 14 arranged on the lower side, and the outer diaphragm 14 and the lower flange 12C are joined by welding to this abutting portion. A welded portion 18 is formed.

ここで、本実施形態では、柱１０の外周部に外ダイアフラム１４を設けて柱１０に梁１２を接合したが、これに限定されるものではなく、鋼製の柱１０に鋼製の梁１２を接合する構造であれば、他の方式の例えば内ダイアフラムを用いてもよい。 Here, in the present embodiment, the outer diaphragm 14 is provided on the outer peripheral portion of the column 10 and the beam 12 is joined to the column 10, but it is not limited to this, and the steel beam 12 is attached to the steel column 10. For example, an inner diaphragm of another method may be used as long as it is a structure that joins the .

梁１２の下フランジ１２Ｃの端部には、図２に示すように、柱１０に接合された拡幅部２０が設けられている。 At the end of the lower flange 12C of the beam 12, a widened portion 20 joined to the column 10 is provided as shown in FIG.

具体的に説明すると、柱１０側に位置する梁１２の下フランジ１２Ｃの各側縁には、板状の拡幅板２２の側縁が溶接で接合されており、各拡幅板２２の柱１０側の基端面は、外ダイアフラム１４の端面に溶接で接合されている。この拡幅板２２により下フランジ１２Ｃは、拡幅部２０を備えない上フランジ１２Ｂと比較して、端部の幅寸法Ｈが広く設定されており、梁１２には、拡幅部２０によって補強された補強領域ＨＲが設定されている。 Specifically, the side edges of the plate-like widening plates 22 are welded to the side edges of the lower flange 12C of the beam 12 positioned on the column 10 side, and the widening plates 22 are joined to the column 10 side. is joined to the end face of the outer diaphragm 14 by welding. The widened plate 22 allows the lower flange 12C to have a wider end width dimension H than the upper flange 12B without the widened portion 20, and the beam 12 is reinforced by the widened portion 20. A region HR is set.

ここで、梁１２の端部とは、補強領域ＨＲを示し、この補強領域ＨＲによって梁１２に加えられた力が集中しやすい塑性ヒンジの位置を、補強領域ＨＲの長さ分、柱１０との接合部分から梁１２の中心側へ移動する（ヒンジリロケート）。 Here, the end portion of the beam 12 indicates the reinforcing region HR, and the position of the plastic hinge where the force applied to the beam 12 by the reinforcing region HR is likely to be concentrated is the length of the reinforcing region HR and the column 10. , toward the center of the beam 12 (hinge relocate).

拡幅板２２は、例えば下フランジ１２Ｃと同じ厚み寸法の鋼板で構成されており、拡幅板２２の長さ寸法は、塑性ヒンジの位置を移動する長さに応じた所定の寸法に設定されている。梁１２の中心側に位置する拡幅板２２の先端部には、幅寸法が先端へ向かうに従って狭くなる先狭部２２Ａが設けられている。 The widened plate 22 is made of, for example, a steel plate having the same thickness as the lower flange 12C, and the length of the widened plate 22 is set to a predetermined size corresponding to the length of movement of the plastic hinge. . At the tip of the widening plate 22 located on the center side of the beam 12, there is provided a narrowed portion 22A whose width dimension narrows toward the tip.

また、図１に示したように、梁１２の上フランジ１２Ｂの上面には、複数のスタッド２４が設けられている。スタッド２４は、鋼材で構成されており、上フランジ１２Ｂの上面に溶接で固定された円柱状の首部２４Ａと、首部２４Ａの上端に設けられ首部２４Ａより大径の頭部２４Ｂとを備えている。 Further, as shown in FIG. 1, a plurality of studs 24 are provided on the upper surface of the upper flange 12B of the beam 12. As shown in FIG. The stud 24 is made of steel and has a cylindrical neck portion 24A welded to the upper surface of the upper flange 12B and a head portion 24B provided at the upper end of the neck portion 24A and having a larger diameter than the neck portion 24A. .

各スタッド２４は、梁１２の柱１０側の端から拡幅部２０の先端に対応する位置までの補強領域ＨＲに設けられており、スタッド２４は、梁１２の長さ方向に等間隔をおいて配置されている。 Each stud 24 is provided in the reinforcing region HR from the end of the beam 12 on the side of the column 10 to the position corresponding to the tip of the widened portion 20, and the studs 24 are equally spaced in the longitudinal direction of the beam 12. are placed.

スタッド２４は、梁１２の補強領域ＨＲのみに設けてもよい。この場合、スタッド２４の数を増大し、スタッド２４を密に配置すれば、より効果的である。 The studs 24 may be provided only in the reinforcement regions HR of the beams 12 . In this case, it is more effective if the number of studs 24 is increased and the studs 24 are densely arranged.

ここで、本実施形態では、スタッド２４を梁１２の補強領域ＨＲのみに設けた場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。例えばスタッド２４を梁１２の全長にわたって設けてもよい。 Here, in this embodiment, the case where the studs 24 are provided only in the reinforcing region HR of the beam 12 will be described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, studs 24 may be provided over the entire length of beam 12 .

この場合、補強領域ＨＲのスタッド２４の数を増大し、補強領域ＨＲにおいてスタッド２４を密に配置すれば、より効果的である。 In this case, it is more effective to increase the number of studs 24 in the reinforcing region HR and arrange the studs 24 densely in the reinforcing region HR.

梁１２の上フランジ１２Ｂの上には、図１及び図３に示したように、鉄筋コンクリート製の床スラブ２６が形成されており、床スラブ２６は、図示しない隣接する梁１２に架け渡されている。 A reinforced concrete floor slab 26 is formed on the upper flange 12B of the beam 12, as shown in FIGS. there is

床スラブ２６には、図３に示したように、格子状に配筋された鉄筋２８が埋設されている。また、床スラブ２６には、上フランジ１２Ｂに設けられたスタッド２４が埋設されている。これにより、上フランジ１２Ｂと床スラブ２６とがスタッド２４を介して一体化され、梁１２の上フランジ１２Ｂは、スタッド２４が設けられた補強領域ＨＲが床スラブ２６によって補強されている。 In the floor slab 26, as shown in FIG. 3, reinforcing bars 28 arranged in a lattice are embedded. Further, the studs 24 provided on the upper flange 12B are embedded in the floor slab 26. As shown in FIG. As a result, the upper flange 12B and the floor slab 26 are integrated through the studs 24, and the upper flange 12B of the beam 12 is reinforced by the floor slab 26 in the reinforcing region HR where the studs 24 are provided.

梁１２の上フランジ１２Ｂの端部には、柱１０へ延在する補強鉄筋３０が配置されており、この補強鉄筋３０は、床スラブ２６に埋設されている。補強鉄筋３０は、図１に示したように、梁１２の上部において上下二段配筋されるとともに、図３に示したように、上フランジ１２Ｂの上及び拡幅板２２の上に配筋されている。 A reinforcing bar 30 extending to the column 10 is arranged at the end of the upper flange 12B of the beam 12, and the reinforcing bar 30 is embedded in the floor slab 26. As shown in FIG. As shown in FIG. 1, the reinforcing bars 30 are arranged in two stages above and below the beam 12. As shown in FIG. ing.

補強鉄筋３０は、図３に示したように、床スラブ２６を構成する鉄筋２８に対して追加的に設けた鉄筋であり、上フランジ１２Ｂの端部に設定された補強領域ＨＲでは、他の部位より鉄筋が密に配筋されている。 As shown in FIG. 3, the reinforcing bar 30 is a reinforcing bar provided in addition to the reinforcing bar 28 constituting the floor slab 26. In the reinforcing region HR set at the end of the upper flange 12B, other Reinforcing bars are densely arranged from the part.

補強鉄筋３０は、上フランジ１２Ｂに沿って延在する延在部３０Ａと、延在部３０Ａの端部より柱１０に沿って側方へ延出した側方延出部３０Ｂと、側方延出部３０Ｂの端部より柱１０の側面に沿って延在する側面延在部３０Ｃとを備えている。補強鉄筋３０の延在部３０Ａは、スタッド２４が設けられた補強領域ＨＲ内に配置されており、延在部３０Ａは、図１に示したように、拡幅板２２の先狭部２２Ａの基端の位置まで延びている。 The reinforcing bar 30 includes an extension portion 30A extending along the upper flange 12B, a side extension portion 30B extending sideways along the column 10 from the end of the extension portion 30A, and a side extension portion 30B. and a side extending portion 30C extending along the side surface of the pillar 10 from the end portion of the projecting portion 30B. The extending portion 30A of the reinforcing reinforcing bar 30 is arranged in the reinforcing region HR provided with the stud 24, and the extending portion 30A is located at the base of the narrowed portion 22A of the widened plate 22 as shown in FIG. It extends to the end position.

ここで、本実施形態では、梁１２の上フランジ１２Ｂの端部を補強鉄筋３０で補強する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、梁１２の上フランジ１２Ｂの端部に対応する床スラブ２６の上面に炭素繊維シートを貼って上フランジ１２Ｂの端部を補強してもよい。 Here, in the present embodiment, the case where the ends of the upper flanges 12B of the beams 12 are reinforced with the reinforcing bars 30 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, a carbon fiber sheet may be applied to the upper surface of the floor slab 26 corresponding to the end of the upper flange 12B of the beam 12 to reinforce the end of the upper flange 12B.

（作用・効果）
以上の構成に係る本実施形態の作用を説明する。 (action/effect)
The operation of this embodiment according to the above configuration will be described.

梁１２を構成する下フランジ１２Ｃは、拡幅部２０によって端部が拡幅され補強される。 A lower flange 12</b>C forming the beam 12 is widened and reinforced at the end portion by the widened portion 20 .

また、梁１２の上フランジ１２Ｂには、スタッド２４が設けられており、このスタッド２４は、床スラブ２６に埋設され、梁１２の上フランジ１２Ｂと床スラブ２６とが一体化されている。このため、梁１２に加えられた力は、床スラブ２６を介して柱１０へ伝達される。このようにして、梁１２を構成する上フランジ１２Ｂは、梁１２と一体化された床スラブ２６により端部が補強される。 A stud 24 is provided on the upper flange 12B of the beam 12, and the stud 24 is embedded in the floor slab 26 so that the upper flange 12B of the beam 12 and the floor slab 26 are integrated. Forces applied to the beam 12 are thus transmitted to the column 10 through the floor slab 26 . Thus, the upper flanges 12B forming the beams 12 are reinforced at the ends by the floor slabs 26 integrated with the beams 12. As shown in FIG.

このように、梁１２の下フランジ１２Ｃに設けられた拡幅部２０及び上フランジ１２Ｂと一体化された床スラブ２６によって梁１２の端部が構成する補強領域ＨＲを補強することができる。これにより、応力が集中しやすい塑性ヒンジの位置を、梁１２の端部から中央側へ移動することができる（ヒンジリロケーション）。 In this way, the reinforcing region HR formed by the ends of the beams 12 can be reinforced by the floor slabs 26 integrated with the widened portions 20 provided on the lower flanges 12C of the beams 12 and the upper flanges 12B. As a result, the position of the plastic hinge where stress tends to concentrate can be moved from the end of the beam 12 toward the center (hinge relocation).

また、梁１２を構成する上フランジ１２Ｂに拡幅部２０を設けることなく、塑性ヒンジの位置を移動できるので、梁１２の加工手間を低減することができる。 Moreover, since the position of the plastic hinge can be moved without providing the widened portion 20 on the upper flange 12B constituting the beam 12, the labor for processing the beam 12 can be reduced.

そして、上フランジ１２Ｂの端部上には、柱１０へ延在する補強鉄筋３０が配置されており、補強鉄筋３０は、床スラブ２６に埋設されている。 A reinforcing reinforcing bar 30 extending to the column 10 is arranged on the end of the upper flange 12B, and the reinforcing reinforcing bar 30 is embedded in the floor slab 26. As shown in FIG.

このため、補強鉄筋３０により梁１２に生じる曲げモーメントを効率よく柱１０へ伝達することができる。 Therefore, the bending moment generated in the beam 12 by the reinforcing reinforcing bar 30 can be efficiently transmitted to the column 10 .

図４は、本実施形態の応用例を示す図であり、本実施形態の柱梁接合構造では、梁１２の上フランジ１２Ｂに拡幅部２０を設けていない。このため、図４に示すように、梁１２の端部に近接した設備配管３２用の貫通孔３４を床スラブ２６に形成することもできる。 FIG. 4 is a diagram showing an application example of the present embodiment. In the column-to-beam joint structure of the present embodiment, the widened portion 20 is not provided on the upper flange 12B of the beam 12. As shown in FIG. For this reason, as shown in FIG. 4, the floor slab 26 may be provided with through-holes 34 for the facility piping 32 near the ends of the beams 12 .

なお、本実施形態の柱梁接合構造では、下フランジ１２Ｃに拡幅部２０を設けることで下フランジ１２Ｃの端部を補強した。また、スタッド２４を床スラブ２６に一体化して上フランジ１２Ｂの端部を補強した。さらに、上フランジ１２Ｂに加わる力を補強鉄筋３０で柱１０へ伝達することにより上フランジ１２Ｂの端部を補強した。 In addition, in the column-to-beam joint structure of this embodiment, the edge part of the lower flange 12C was reinforced by providing the widened part 20 in the lower flange 12C. Also, the studs 24 are integrated with the floor slab 26 to reinforce the ends of the upper flange 12B. Further, the end portion of the upper flange 12B was reinforced by transmitting the force applied to the upper flange 12B to the column 10 with the reinforcing steel bar 30 .

これらによって、塑性ヒンジの位置を梁１２の端部から中央側へ移動させたが、これらのうち、梁１２に加えられた力を柱１０へ伝達する上で、特にスタッド２４が効果的である。 With these, the position of the plastic hinge is moved from the end of the beam 12 to the center side, and among these, the stud 24 is particularly effective in transmitting the force applied to the beam 12 to the column 10. .

１０ 柱
１２ 梁
１２Ｂ 上フランジ
１２Ｃ 下フランジ
２０ 拡幅部
２４ スタッド
２６ 床スラブ
３０ 補強鉄筋
ＨＲ 補強領域 10 Column 12 Beam 12B Upper flange 12C Lower flange 20 Widened portion 24 Stud 26 Floor slab 30 Reinforcement bar HR Reinforcement region

Claims (4)

鋼製の柱と、
前記柱に上フランジ及び下フランジが接合されたＨ形鋼により形成された梁と、
前記上フランジの上に形成されたコンクリート製の床スラブと、
前記下フランジの端部に設けられ、前記柱に接合された拡幅部と、
前記上フランジに設けられ、前記床スラブに埋設されたスタッドと、
を備え、
前記スタッドは、前記拡幅部で補強された補強領域に他の領域よりも高密度に設けられている、
柱梁接合構造。 steel pillars,
a beam formed of H-shaped steel in which an upper flange and a lower flange are joined to the column;
a concrete floor slab formed over the upper flange;
a widened portion provided at the end of the lower flange and joined to the column;
studs on the upper flange and embedded in the floor slab;
with
The studs are provided in a reinforced region reinforced by the widened portion with a higher density than other regions,
Column-beam connection structure. 鋼製の柱と、
前記柱に上フランジ及び下フランジが接合されたＨ形鋼により形成された梁と、
前記上フランジの上に形成されたコンクリート製の床スラブと、
前記下フランジの端部に設けられ、前記柱に接合された拡幅部と、
前記上フランジに設けられ、前記床スラブに埋設されたスタッドと、
を備え、
前記スタッドは、前記拡幅部で補強された補強領域のみに設けられている、
柱梁接合構造。 steel pillars,
a beam formed of H-shaped steel in which an upper flange and a lower flange are joined to the column;
a concrete floor slab formed over the upper flange;
a widened portion provided at the end of the lower flange and joined to the column;
studs on the upper flange and embedded in the floor slab;
with
The studs are provided only in the reinforced region reinforced by the widened portion,
Column-beam connection structure. 前記上フランジの端部の直上には、前記柱へ延在する第一の補強鉄筋が前記梁に沿って配置され前記床スラブに埋設されている、 A first reinforcing bar extending to the column is placed along the beam and embedded in the floor slab immediately above the end of the upper flange,
請求項１又は請求項２に記載の柱梁接合構造。 The column-to-beam joint structure according to claim 1 or 2. 前記拡幅部の直上には、前記柱へ延在する第二の補強鉄筋が前記梁に沿って配置され前記床スラブに埋設されている、 A second reinforcing reinforcing bar extending to the column is arranged along the beam and embedded in the floor slab immediately above the widened portion,
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の柱梁接合構造。 Column-to-beam joint structure according to any one of claims 1 to 3.

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