JP2010281165A - 柱梁接合部 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性の高い、薄板軽量鉄骨造による柱梁接合部を提供する。
【解決手段】ブレースを取り付けた、薄板軽量鉄骨造の柱梁構造体における、Ｈ形またはＣ形断面を有する梁と、柱の柱梁接合部であって，柱は梁の上下フランジのそれぞれに上下の柱軸が一致するように金物で固定され、金物は柱の相対する側面のそれぞれにおいて当該側面と上下フランジの外面にボルト結合され、金物のうち、ブレース固定冶具を兼用する金物は、両端部に雄ねじ部を有する長締めボルトを上下フランジ間に挿通して、上下フランジの外面に当接する金物から突出する長締めボルトの雄ねじに締結ボルトを螺合して、より好ましくは、梁のフランジの内面側となる軸部に予め螺合した内部ナット間で締結して、上下フランジの外面にボルト結合され、梁のウェブの内外面の少なくとも一方には略上下フランジの内法寸法となる高さと略金物の幅を有する補強板がボルト結合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄板軽量鉄骨造による柱梁接合部に関し、特にＨ形もしくはＣ形断面の梁と、柱の柱梁接合部に好適なものに関する。

軽量鉄骨構造からなる柱梁接合部の場合、接合部周辺の柱や梁をスティフナー、リブ等で補強することで所定の剛性や耐力を確保することが一般的に行われている。

図２は軽量鉄骨構造からなる柱梁接合部の一例を示し、柱１に、取り付け金具４とスティフナ７で、Ｈ形またはＣ形断面の梁２がボルト結合され、柱梁接合部は、リブ８を梁２の上下のフランジ２２間に柱１の柱軸方向に沿うように掛け渡すことと、取り付け金具４で補強される。尚、リブ８は上下端を取り付け金具４の台座４１にボルトで締結され、取り付け金具４はその一部をなす接合用補助プレート４２にブレース３をボルトで結合する取り付け金具も兼用している。

柱梁接合部を補強する他の方法として、手間のかかる溶接を省略して、梁の上下のフランジ間に、長ボルトを挿通して梁にスティフナー，リブ等を固定する方法が提案されている。

特許文献１は，鋼管柱と接合金物の長締め高力ボルト接合構造等に関し、角形鋼管柱とＨ形鋼梁からなる構造において，柱の左右両側にＴ字型金物を長締め高力ボルトで接合し，当該金物に梁を接合することで施工負担を減らし，接合部の強度を確保することが提案されている。

特許文献２は，施工性に優れる柱梁接合部等に関し、角形鋼管柱とＨ形鋼梁からなる構造において，柱側となる梁端部に、柱を挟んで対向するようにボルト穴を有するエンドプレートを溶接し，当該エンドプレート間を，長ボルトで締結することにより，施工負担を軽減することが提案されている。

特許文献３は，鉄筋コンクリート造柱（ＲＣ造柱）と鉄骨梁（Ｓ梁）の接合構法等に関し，柱の両端となる梁フランジにボルト穴を有するエンドプレートを接合し，当該エンドプレート間を柱を貫通する長ボルトで固定する，施工が容易な接合部を提案している。

特許文献４は，Ｈ形鋼を柱と梁とする柱梁剛接合構造に関し、柱の両フランジ間に、両端部が上下フランジに内接するパイプスリープを取り付けたスティフナーを固定し、上下フランジと当該パイプスリープ内を挿通する長締めボルトで上下フランジ間を緊結して、柱梁接合部の剛性を向上させた、溶接が不要でかつ剛性の高い接合部を実現している。

特開２００４−１０７９９２号公報 特開２００１−１５２５５１号公報 特開平１０−２１９８３１号公報 特開平２−２２９３３９号公報

図２に示す、柱梁接合構造の場合、取り付け金具が柱や梁のフランジに接触している部分では、局所的にこれらの領域の剛性が向上するものの、ブレースからの力も接合用補助プレートを介して伝達されるため、ブレースから引っ張られた場合、取り付け金具周辺の梁フランジが早期に局部座屈を起こして耐力が低下する。

また、特許文献１〜４は，いずれも重量鉄骨を対象とするもので，薄板軽量鉄骨構造に適用した場合，特許文献１，２では，梁や柱において荷重が生じた際，早期に局部座屈が生じ、十分な剛性が得がたい。

特許文献３は，コンクリートの充填が必須で，リブ，スティフナーの溶接工程が緩和されるものの，金物とボルト接合のみで柱梁接合部を構築する場合より工期が長くなる。特許文献４は，柱の両端の梁からの荷重を負担するため，柱フランジを挟んで長締めボルトで締結するスティフナーを入れるが，柱が薄板鉄骨である場合，早期にウェブの局部座屈が生じ，十分な剛性が得がたい。

そこで、本発明は、剛性が高く且つ構築することが容易な、薄板軽量鉄骨造の、Ｈ形もしくはＣ形断面の梁と、柱を用いた柱梁接合部を提案することを目的とする。

本発明の課題は以下の手段で達成可能である。本発明は、Ｈ形もしくはＣ形断面の梁を対象とする。
１．ブレースを取り付けた、薄板軽量鉄骨造の柱梁構造体における、Ｈ形またはＣ形断面を有する梁と、柱の柱梁接合部であって，前記柱は前記梁の上下フランジのそれぞれに上下の柱軸が一致するように金物で固定され、前記金物は柱の相対する側面のそれぞれにおいて当該側面と前記上下フランジの外面にボルト結合され、前記金物のうち、ブレース固定冶具を兼用する金物は、両端部に雄ねじ部を有する長締めボルトを前記上下フランジ間に挿通して、前記上下フランジの外面に当接する前記金物から突出する前記長締めボルトの雄ねじに締結ボルトを螺合して、前記上下フランジの外面にボルト結合され、前記梁のウェブの内外面の少なくとも一方には略上下フランジの内法寸法となる高さと略前記金物の幅を有する補強板がボルト結合されていることを特徴とする柱梁接合部。
２．前記ブレース固定冶具を兼用する金物が、前記長締めボルトの雄ねじに螺合した締結ボルトと前記長締めボルトで前記梁のフランジの内面側となる軸部に螺合した内部ナット間で締結されていることを特徴とする１記載の柱梁接合部。

本発明によれば，柱梁構造体に、制振または耐震要素として，ブレースを配置した場合の，ブレースからの力が，梁の上下フランジへと分散するので，柱梁接合部の剛性および耐力が向上する。また、梁ウェブに生じる鉛直方向の荷重による局部座屈が防止されて、溶接を用いずに、高い剛性と耐力を有し、構築が容易な薄板軽量鉄骨造の梁と、柱による柱梁接合部が得られ、産業上極めて有用である。

本発明の一実施例に係る柱梁接合部を示す図で（イ）は梁の断面から見た状態を示す図、（ロ）は側面から見た状態を示す図、（ハ）は柱の断面から見た状態を示す図。 従来例（梁のウェブにリブを溶接して柱梁接合部を補強した構造）。

本発明は、薄板軽量鉄骨造の、梁と柱を用いた柱梁接合部において，梁の上下フランジのそれぞれに柱を固定する金物を、長締めボルトで締結するとともに，当該梁のウェブに鋼板を当てて、座屈補剛することで，リブ，スティフナーを溶接することなく，剛性および耐力の高い柱梁接合部を実現することを目的とする。以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る柱梁接合部を示す図で（イ）は梁の断面から見た状態を示す図、（ロ）は側面から見た状態を示す図、（ハ）は柱の断面から見た状態を示す図でこれらの図において、１は柱、２は梁、３はブレース、４はブレース３の固定冶具を兼用する金物、４ａはスティフナ用の金物、５は長締めボルト、６は補強板、９は締結ナット、１０は内部ナット、２１はウェブ、２２は梁フランジ、４１は金物４のフランジで梁フランジ２２への当接部、４２は金物４におけるブレース３の接合部、４３は金物４のフランジで柱１への当接部を示す。

図示した柱梁接合部は，柱１が梁２の上下の梁フランジ２２のそれぞれに上下の柱の柱軸が一致するように金物４、金物４ａで固定されている。

金物４、金物４ａは柱１の相対する側面のそれぞれにおいて、前記側面と梁フランジ２２の外面の両面にボルト結合される。ブレース３を接合用補助プレート４２を介して柱梁接合部に固定する、ブレース固定冶具を兼用する金物４は、柱１の側面に当接して、ボルト結合されるフランジ４３と梁フランジ２２の外面に当接してボルト結合されるフランジ４１を有する。

金物４ａは柱１の他の側面と前記梁フランジ２２間を固定し、当該側面に当接して、ボルト結合されるフランジ４３と梁フランジ２２の外面に当接してボルト結合されるフランジ４１を有し、フランジ４３とフランジ４１間が斜交材により連結され、スティフナ７として作用する。

本発明に係る柱梁接合部では、梁の上下の梁フランジ２２に、金物４のフランジ４１を、長締めボルト５で締結する。長締めボルト５は、上下の梁フランジ２２間を挿通して、その軸部の両端側に設けた雄ねじ部が、上下の梁フランジ２２に当接する金物４のフランジ４１から突出する長さとする。

金物４のフランジ４１は、長締めボルト５の雄ねじ部に締結ボルト９を螺合することで、梁の上（下）の梁フランジ２２の外面に固定される。長締めボルト５の雄ねじ部を、梁フランジ２２の内面側で内部ナット１０が取り付け可能な長さとすると、上（下）の梁フランジ２２が、長締めボルト５の端部で締結ボルト９と内部ナット１０間で締結されるので、より剛性が向上して好ましい。

上下の梁フランジ２２を長締めボルト５の両端部で締結ボルト９と内部ナット１０間で締結する際、梁２のウェブ２１が座屈しないように、ウェブ２１の内外面の少なくとも一面に補強板６を取り付ける。略梁２の内法寸法と略金物４のフランジ４１の幅長さの大きさとすることが好ましい。補強板６は、ウェブ２１にボルト結合で固定する。

本発明では、長締めボルト５の本数は特に規定しないが、多いほど、剛性が向上し、Ｈ形断面の梁２の場合は、ウェブ２１を挟んで、複数本取り付けることが望ましい。本発明において、金物４の場合と同様に、梁２の上下のフランジ２２に当接する金物４ａのフランジ間を、長締めボルト５でボルト締結することは何等差し支えない。

本発明は、柱１を□７５ｘ７５ｘ３．２（ｍｍ）の角形鋼管，梁２をＨ２５０ｘ１００ｘ４．５ｘ４．５（ｍｍ）のＨ形鋼、金物４のフランジ４１の板厚を１２ｍｍとする柱梁接合部に適用可能である。

１ 柱
２ 梁
３ ブレース
４、４ａ 金物
５ 長締めボルト
６ 補強板
９ 締結ナット
１０ 内部ナット
２１ ウェブ
２２ 梁フランジ
４１、４３ フランジ
４２ 接合用補助プレート

Claims (2)

1. ブレースを取り付けた、薄板軽量鉄骨造の柱梁構造体における、Ｈ形またはＣ形断面を有する梁と、柱の柱梁接合部であって，前記柱は前記梁の上下フランジのそれぞれに上下の柱軸が一致するように金物で固定され、前記金物は柱の相対する側面のそれぞれにおいて当該側面と前記上下フランジの外面にボルト結合され、前記金物のうち、ブレース固定冶具を兼用する金物は、両端部に雄ねじ部を有する長締めボルトを前記上下フランジ間に挿通して、前記上下フランジの外面に当接する前記金物から突出する前記長締めボルトの雄ねじに締結ボルトを螺合して、前記上下フランジの外面にボルト結合され、前記梁のウェブの内外面の少なくとも一方には略上下フランジの内法寸法となる高さと略前記金物の幅を有する補強板がボルト結合されていることを特徴とする柱梁接合部。
2. 前記ブレース固定冶具を兼用する金物が、前記長締めボルトの雄ねじに螺合した締結ボルトと前記長締めボルトで前記梁のフランジの内面側となる軸部に螺合した内部ナット間で締結されていることを特徴とする請求項１記載の柱梁接合部。

Images