JP2610539B2 - フィーレンディール架構における柱の継手構造、及び同架構を有する構造物の構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高層鉄骨造構造物において柱、梁部材からな
る左右の高層部の架構と、同両高層部の架構の中間にあ
って、前記両高層部の架構を結合し、柱と梁を剛接合し
てなるフィーレンディール（Vierendeel）架構梁とより
構成された構造物における前記フィーレンディール架構
の柱の継手構造、及び同架構を有する構造物の構築方法
に係るものである。

（従来の技術） 前記左右両高層部の架構とフィーレンディール架構と
からなる構造物においては、フィーレンディール架構の
柱継手は通常は剛な継手より構成されている。

（発明が解決しようとする課題） 左右の高層部の架構と、同両高層部の架構の中間にあ
って、両高層部を結合するフィーレンディール架構とか
らなる構造物においては、その構築順序の如何にかかわ
らず、設計時点では、「完成された構造物に荷重（第８
図は鉛直荷重の場合を示す）が作用した時の応力」を基
にして、構造物における各架構の部材断面を設計するこ
とが通常行われている。

上記構造物において、第８図はフィーレンディール架
構（Ｂ）の高さ位置よりも上層の高層部の架構（Ａ）の
柱軸力が、フィーレンディール架構と同じ高さ位置の高
層部の架構の柱梁（特に境界柱梁）を経由してフィーレ
ンディール架構（Ｂ）に加わっても、同架構（Ｂ）に影
響を及ぼさない程度の微小縮みしか生起しない場合の、
フィーレンディール架構（Ｂ）の応力図である。

一方、前記構造物の構築順序は、通常次の通りであ
る。

左右の高層部の架構を、同両架構の中間に結合すべ
きフィーレンディール架構の高さ位置まで構築する。

左右の高層部の架構間にフィーレンディール架構を
架設する。

その場合、フィーレンディール架構の柱の継手は、高
力ボルト締め又は溶接により剛接合（本接合）される。

フィーレンディール架構より上層の左右の高層部の
架構を構築する。

尚、上記構築順序と併行し、或いは後行して床や壁
の躯体工事及び仕上げ工事が進行する。

その場合、上記の構築過程で、高層部の架構の柱
軸力は同架構の下層階へ伝達される他、高層部とフィー
レンディール両架構が結合する近傍の柱梁（特に境界柱
梁）を介してフィーレンディール架構に伝達される。

即ち、第９図は、フィーレンディール架構（Ｂ）より
上層の高層部の架構（Ａ）の柱軸方向力が加わって、高
層部の架構（Ａ）の柱（特に境界柱）が縮む（柱の軸変
形）ことによって、フィーレンディール架構に生じる付
加応力図である。

そこで、構造物の構築順序と、構造物における高層部
の架構からフィーレンディール架構への柱軸力の流れを
考慮したときのフィーレンディール架構の応力（この場
合は鉛直荷重による曲げ応力）は、第８図に第９図を加
算した応力で示される第10図である。

第８図と第10図を比較するとわかるように、構築方法
を考慮すると、第10図は、設計時点のフィーレンディー
ル架構の応力とは全く異なった不均一な応力となる。

即ち、第９図に示す付加応力が生じることにより、フ
ィーレンディール架構内の部材応力は下層と上層とで著
しく異なるため、多種類の部材を要し、部材の製作、架
構の施工が著しく煩雑化し、コストが嵩む等の他、施工
管理上、難点がある。

本発明はこのような実情に鑑みて提案されたもので、
その目的とする処は、前記付加応力の発生を防止し、フ
ィーレンディール架構の応力が下層から上層に亘ってほ
ぼ一様となり、少ない種類で統一した部材設計が可能
で、且つ施工管理が容易となるフィーレンディール架構
における柱の継手構造、及び同架構を有する構造物の構
築方法を提供する点にある。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するため、本発明は柱、梁部材から
なる左右の高層部の架構と、同両高層部の架構の中間に
あって、前記高層部の架構を結合し、梁と柱を剛接合し
てなるフィーレンディール架構とより構成された構造物
において、フィーレンディール架構のＨ型鉄骨柱の継手
部に、柱軸力を伝達せず、剪断力のみが伝達する剪断力
伝達機構を設けたことを特徴とするフィーレンディール
架構における柱の継手構造に係るものである。

また本発明に係るフィーレンディール架構を有する構
造物の構築方法によれば、柱、梁部材からなる左右の高
層部の架構と、同高層部の架構の中間にあって、前記高
層部の架構を結合し、梁と柱を剛接合してなるフィーレ
ンディール架構とより構成する構造物において、左右の
高層部の架構を、同両架構の中間に結合すべきフィーレ
ンディール架構の高さ位置まで先行して構築し、次い
で、左右の高層部の架構の中間に、前記剪断力伝達機構
を設けたＨ型鉄骨柱の継手部をもつフィーレンディール
架構を、同フィーレンディール架構に前記高層部の架構
の柱軸力が伝達されないように前記柱の継手部のフラン
ジ及びウエブの接合を仮接合状態にして構築し、次い
で、フィーレンディール架構の高さ位置より上層の左右
の高層部の架構を構築したのち、前記フィーレンディー
ル架構における剪断力伝達機構を設けた前記柱の継手部
のフランジ及びウエブを本接合することを特徴とするも
のである。

（作用） 本発明によれば前記したように、柱、梁部材からなる
左右の高層部の架構と、同両高層部の架構の中間にあっ
て、同両架構を結合し、梁と柱を剛接合してなるフィー
レンディール架構とからなる構造物において、フィーレ
ンディール架構のＨ型鉄骨柱の継手部を鉛直方向にフリ
ーにして、柱軸力は伝達せず、剪断力のみ伝達する剪断
力伝達機構を設けたので、高層部の架構の柱の縮みの影
響を受けることがなく、フィーレンディール架構には第
９図に示すような付加応力の発生が防止でき、第10図に
示すような不均一な応力が生起することがない。

本発明に係るフィーレンディール架構を有する建築物
の骨組の構築方法によれば柱継手部に剪断力伝達機構を
設けてフィーレンディール架構を構築し、同架構の柱継
手部を鉛直方向にフリーにして、フィーレンディール架
構より上層の構造物の架構の構築し、同架構の柱軸力の
影響が小さくなった時点で、前記フィーレンディール架
構の柱継手部を本接合し、同架構の応力が下層から上層
に亘ってほぼ一様の応力状態となるようにするものであ
る。

（実施例） 以下本発明を図示の実施例について説明する。

第１図はフィーレンディール架構（Ｂ）の柱（１）に
おける柱継手に、柱軸力を伝達せず、剪断力のみを伝達
する剪断力伝達機構（Ｃ）を設けた概念図である。

構造物において、先づ、左右の高層部の架構を、同両
架構の中間に結合すべきフィーレンディール架構の高さ
位置まで構築し、次いで、同両架構の中間に、剪断力伝
達機構を設けたＨ型鉄骨柱の継手部をもつフィーレンデ
ィール架構を構築する。

第２図及び第３図は、上記構築段階における剪断力伝
達機構の一実施例を示し、フィーレンディール架構
（Ｂ）におけるＨ型鉄骨柱より構成された柱（１）のウ
エブに、上下に微小クリアランスを存する合欠き型の柱
継手が設けられ、同合欠きにおける相隣るウエブ（1a）
に配設された取付部片（２）（２）間に、曲げ剛性が極
端に小さい表裏一双のPC鋼棒（３）（３）が連結されて
いる。

図示の実施例は前記したように構成されているので、
柱（１）は剪断力伝達機構（Ｃ）のクリアランス内で鉛
直方向にフリーの状態にある。即ちフィーレンディール
架構（Ｂ）の左右の架構（Ａ）の柱（特に境界柱）の軸
方向力がフィーレンディール架構（Ｂ）に伝達しようと
しても、柱継手の剪断力伝達機構（Ｃ）部のPC鋼棒の曲
げ剛性が極端に小さいため、鉛直方向の動きを拘束する
ことができない。従って前記架構（Ａ）からフィーレン
ディール架構に柱軸方向力は伝達されることがない。

また剪断力伝達機構（Ｃ）に働く剪断力に対してはPC
鋼棒（３）が抵抗することによって水平方向に拘束され
る。

かくしてフィーレンディール架構（Ｂ）には、前記架
構（Ａ）の軸方向力が剪断力として作用するのみであ
り、フィーレンディール架構（Ｂ）全体としては許容さ
れる程度の微小の鉛直方向の変形を生じるが、構築時に
おける安定した状態を保持するものである。

このように剪断力伝達機構（Ｃ）をのフリーの状態に
して、フィーレンディール架構（Ｂ）を下層から上層に
向かって構築したのち、同架構（Ｂ）の左右の高層部の
架構（Ａ）を構築していき、前記架構（Ａ）からの柱の
軸方向力が前記機構（Ｃ）に伝達されない状態で、フィ
ーレンディール架構（Ｂ）のＨ型鉄骨柱の継手部のフラ
ンジ及びウエブを接合プレート（４）及び高力ボルト
（５）、または溶接によって本接合することによって、
前記柱継手は剛継手となる。

なお前記剪断力伝達機構（Ｃ）は、フィーレンディー
ル架構の各層毎に設けてもよいし、２乃至３層毎に設け
ることでも十分に対応できる。

第４図及び第５図は本発明の他の実施例を示し、前記
柱継手における柱（１）のウエブ（1a）（1a）の連結鋼
材として、PC鋼棒（３）の代わりに曲げ剛性の小さい表
裏一双の薄鉄板（６）（６）を使用した場合を示し、同
各薄鉄板（６）が前記ウエブ（1a）に配設した取付片
（７）にボルト（８）を介して取付けられている。

図中、前記実施例と均等部分には同一符号が付されて
いる。

第６図及び第７図は本発明の更に他の実施例を示し、
微小クリアランスを有する水平の柱継手における柱
（１）のフランジ（1b）の両外面に、高分子ポリエチレ
ン、ステンレス鋼板等の滑り板（９）を貼着した鉄骨ピ
ース（10）を仮接合したもので、同滑り板（９）の下半
部のみを柱（１）のフランジ（1b）の下半部に接合ボル
トを構成する高力ボルト（５′）を介して仮接合する同
滑り板（９）付きの鉄骨ピース（10）によって、一方の
柱（１）が滑り板（９）に沿って鉛直方向に滑るため柱
軸方向力は伝達されずに、剪断力のみが同滑り板（９）
に伝達され、水平方向には拘束されるようにしたもの
で、本接合の際にはウエブ（1a）面の接合を行なってか
ら滑り板（９）を取外し、しかるのち柱の上下フランジ
（1b）面を鉄骨ピース（10）と高力ボルト（５′）
（５″）を用いて本接合を行なう。尚（11）はフィラー
プレート、（５″）はフランジ上半部の本接合用の高力
ボルトである。

図中前記各実施例と均等部分には同一符号が付されて
いる。

（発明の効果） 本発明によれば柱梁部材からなる左右の高層部の架構
と同両架構の中間にあって、両架構を結合し、梁と柱を
剛接合してなるフィーレンディール架構より構成し、同
架構の柱継手を、従来のように最初から剛継手によって
下層より上層まで構築することなく、柱継手部に高層部
の架構からの柱軸力を伝達せず、剪断力のみを伝達する
剪断力伝達機構を設けたことによって、Ｈ型鉄骨柱より
構成され、高層部の架構の柱の縮みの影響を受けず、フ
ィーレンディール架構に付加応力が生じるのを防止で
き、同架構の応力を下層から上層に亘ってほぼ一様の応
力状態として構造計画が容易となり、また少ない種類で
統一した部材設計を可能ならしめ、施工を簡略化し、施
工管理を容易ならしめたものである。

請求項２の発明は、前記フィーレンディール架構のＨ
型鉄骨柱に合欠き型の柱継手を設け、同継手部における
ウエブ相互間を曲げ剛性の小さい一双の鋼材で連結し、
同連結鋼材を曲げ剛性の極めて小さい引張材として機能
せしめ、柱軸方向力を剪断力に変換し、フィーレンディ
ール架構の応力が下層から上層に亘ってほぼ一様の応力
状態となるようにしたものである。

請求項３の発明は、前記フィーレンディール架構のＨ
型鉄骨柱よりなる柱に設けた水平の柱継手部におけるフ
ランジ相互間に、滑り板を貼着した接合プレートで連結
して剪断力伝達機構を構成したことによって、柱軸力を
伝達せず剪断力のみ伝達するようにして、フィーレンデ
ィール架構の応力を下層から上層に亘ってほぼ一様の応
力状態となるようにしたものである。

請求項４の発明は、前記柱、梁部材よりなる高層部の
架構と、同両架構の中間にあって、同両架構を結合し、
柱と梁とを剛接合したフィーレンディール架構とより構
成された構造物において、前記高層部の架構を同両架構
に結合すべき前記フィーレンディール架構の高さ位置ま
で先行して構築し、次いで前記両高層部の架構の中間
に、剪断力伝達機構を備えたＨ型鉄骨柱の継手を備えた
フィーレンディール架構を、同架構に前記高層部の架構
の柱軸力が伝達されないように、前記柱の継手部のフラ
ンジ及びウエブの接合を仮接合状態にして構築してお
き、次いでフィーレンディール架構の高さ位置より上層
の左右の高層部の架構を構築したのち、前記フィーレン
ディール架構における剪断力伝達機構を設けた前記柱の
継手部のフランジ及びウエブを本接合して左右の高層部
の架構を結ぶ前記フィーレンディール架構が下層から上
層に亘ってほぼ一様な応力状態となる構造物の骨組を構
築するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明においてフィーレンディール架構内の柱
に剪断力伝達機構を設けた概念図、第２図は剪断力伝達
機構の一実施例を示す正面図、第３図は第２図の矢視II
I−III図、第４図は剪断力伝達機構の他の実施例を示す
正面図、第５図は第４図の矢視Ｖ−Ｖ図、第６図は剪断
力伝達機構の更に他の実施例を示す正面図、第７図は第
６図の矢視VII−VII図、第８図及び第９図並びに第10図
は夫々フィーレンディール架構の応力分布図である。 （Ａ）……左右の高層部の架構、（Ｂ）……フィーレン
ディール架構、（１）……柱、（1a）……ウエブ、（1
b）……フランジ、（２）……取付片、（３）……PC鋼
棒、（４）……接合プレート、（５）……高力ボルト、
（６）……薄鉄板、（７）……取付片、（８）……ボル
ト、（９）……滑り板、（10）……鉄骨ピース、（11）
……フィラープレート。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建造物における柱、梁部材からなる左右の
   高層部の架構と、同両高層部の架構の中間にあって、前
   記両高層部の架構を結合し、梁と柱を剛接合してなるフ
   ィーレンディール架構とより構成された構造物におい
   て、同フィーレンディール架構のＨ型鉄骨柱の継手部
   に、柱軸力を伝達せず、剪断力のみ伝達する剪断力伝達
   機構を設けてなることを特徴とするフィーレンディール
   架構における柱の継手構造。
2. 【請求項２】前記フィーレンディール架構のＨ型鉄骨柱
   に合欠き型の柱継手部を設け、同継手部における柱を構
   成するＨ型鉄骨柱のウエブ相互間を、曲げ剛性の小さい
   一双の鋼材で連結して剪断力伝達機構を構成した請求項
   １記載のフィーレンディール架構における柱の継手構
   造。
3. 【請求項３】前記フィーレンディール架構のＨ型鉄骨柱
   に水平の柱継手部を設け、同柱継手部における柱を構成
   するＨ型鉄骨柱のフランジ相互間に、滑り板を貼着した
   接合プレートを高力ボルトで連結して、剪断力伝達機構
   を構成した請求項１記載のフィーレンディール架構にお
   ける柱の継手構造。
4. 【請求項４】前記左右の高層部の架構と、同両高層部の
   架構を結合するフィーレンディール架構とよりなる構造
   物において、フィーレンディール架構の柱継手部に、フ
   ィーレンディール架構の高さ位置より上層の高層部の架
   構の柱軸力を伝達せず、剪断力のみ伝達する剪断力伝達
   機構を鉛直方向にフリーの状態に設けてフィーレンディ
   ール架構を構築し、同フィーレンディール架構より上層
   の高層部の架構を構築したのち、前記剪断力伝達機構の
   柱継手部を本接合することを特徴とするフィーレンディ
   ール架構を有する構造物の構築方法。