JPH04327621A

JPH04327621A - 角形鋼管柱と鋼はりの接合部および接合金物

Info

Publication number: JPH04327621A
Application number: JP9692291A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ichinohe; 康生一戸; Masashi Kitahama; 雅司北濱; Nobuo Watanabe; 渡辺　伸生; Akio Otake; 大竹　章夫
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1991-04-26
Publication date: 1992-11-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は角形鋼管柱とＨ形鋼はり
等の上下にフランジを有する鋼はりとの接合部および該
接合部に用いられる接合金物に関するもので、主として
鉄骨造の建築構造物に利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼管柱とＨ形鋼はりの接合部の構
造としては、以下のようなものがある。

【０００３】（１）　ダイアフラム形式従来、鋼管柱と
Ｈ形鋼はりの接合を溶接で行う場合、図１１に示すよう
にダイアフラム２１を用いることが多く、はり２の上下
フランジ接合位置にダイアフラム２１を介して短いはり
２’を溶接し、短いはり２’と、長いはり２をスプライ
スプレート２２を介して、高力ボルト２３で接合する。

【０００４】（２）　スチフナーリング形式図１２に示
すようにスチフナーリング２８を鋼管柱１の周囲に溶接
し、このスチフナーリング２８を介して、はりを溶接あ
るいは高力ボルトにより接合する。

【０００５】（３）　長締め高力ボルト引張接合形式高
力ボルト接合の一例としては、図１３に示されるように
、コンクリートを充填した鋼管柱１に、はり２端部のエ
ンドプレート２４を介して、長締め高力ボルト２５では
り２を引張接合したものがある。（松井、津田他；長締
め高力ボルト引張接合による鋼管コンクリート柱梁接合
部に関する実験研究、日本建築学会大会学術講演梗概集
、１９８９年１０月参照）。

【０００６】（４）　内挿ダイアフラム形式図１４の例
も高力ボルト接合の例であり、エンドプレート２４と鋳
鉄製の内挿ダイアフラム２６を介して柱１およびはり２
を高力ボルト２７で接合している（特開昭６３−２５１
５４０公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術には次のような問題点がある。

【０００８】（１）　のダイアフラム形式の場合、組立
て段階において加工工数が非常に多く、コストが増大す
る上、柱を切断して溶接することは架構の精度上好まし
くない。また、溶接接合の際に設けられるスカラップは
構造上の致命的な欠陥であるとの指摘もある（金谷、田
渕他；鋼管柱・はり接合部の力学性状に与える接合部詳
細の影響−その４　　はりフランジの２次曲げ応力の影
響−、日本建築学会大会学術講演梗概集、１９８９年１
０月参照）。

【０００９】（２）　のスチフナーリングを用いる形式
では、工場での溶接作業が避けられないため、部材断面
によっては工場設備の制約を受けること、建設コストが
高くつくこと等の問題点があるほか、柱部材に大きな突
出部ができるため嵩が大きくなり、現場への運搬につい
ても不利となる。また、（１）　と同様に、スカラップ
による問題も生じる。

【００１０】（３）　の長締め高力ボルト引張接合形式
では、現場において左右のはりを同時に接合しなければ
ならず、コンクリートの充填は接合部の補強上必要なも
のであるが、これらの点は施工時の大きなマイナスとな
る。

【００１１】（４）　の内挿ダイアフラム形式では、組
立段階の手数は省けるものの、仕口部が閉断面であるた
め、複雑な構造となり、コスト面での問題が考えられる
。

【００１２】本発明は従来技術における上述のような問
題点の解決を図ったものであり、角形鋼管柱と鋼はりの
接合を容易にするとともに、コストを低減し、さらに鉄
骨構造の精度および強度を高めることを目的としたもの
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の角形鋼管柱と鋼
はりの接合部は垂直部と水平部とを有する接合金物を用
い、接合金物の垂直部で上下方向所要幅の帯状の補剛部
を形成するとともに、水平部に対しＨ形鋼はり等の鋼は
りの上下フランジをボルト接合できるようにしたもので
ある。

【００１４】接合金物は鋼はりのフランジ高さにおいて
、角形鋼管柱を取り囲むように複数配置し、各接合金物
の垂直部を角形鋼管柱の外周面に当接させ、ボルト接合
または溶接により角形鋼管柱に取り付ける。この接合金
物は角形鋼管柱との接合部における鉛直断面がＴ字形と
なり、水平部に対し鋼はりのフランジを高力ボルト等で
ボルト接合する。

【００１５】本発明の接合金物の一つは、水平断面が十
字状の垂直部と、互いに直交する方向の鋼はりのフラン
ジを接合するための２つの水平部とを有する。この接合
金物では十字状の垂直部を角形鋼管柱外周面の隅角部に
当接させ、角形鋼管柱の外周面にボルト接合により取り
付け、２つの水平部に対し互いに直交する方向の鋼はり
のフランジ部をボルト接合する。

【００１６】また、本発明のもう一つの接合金物は、水
平断面がＬ字状の垂直部と、互いに直交する方向の鋼は
りのフランジを接合するためのＬ字状の垂直部の外側に
形成された連続的な１つの水平部とを有する。この接合
金物ではＬ字状の垂直部を角形鋼管柱外周面の隅角部に
当接させ、角形鋼管柱の外周面にボルト接合により取り
付け、水平部に対し互いに直交する方向の鋼はりのフラ
ンジ部をボルト接合する。

【００１７】これらの接合金物は、アングルやチャンネ
ル等の形鋼あるいは鋼板等を加工することにより製作す
ることができる。また、形状が単純であるので、工場の
ラインで比較的容易に大量生産することができる。

【００１８】複数の接合金物を角形鋼管柱の４隅を覆う
ように取り付けることにより、一方の鋼はりから伝達さ
れる応力を直交する面へも確実に伝達し、鋼はりから伝
達される応力を分散して角形鋼管柱に伝達する。

【００１９】また、垂直部と水平部とで鉛直断面をＴ字
形とした接合金物で角形鋼管柱を取り囲み、垂直部によ
る上下方向所要幅の帯状補剛部を形成するとともに、各
水平部を連続させることで、角形鋼管柱を取り囲む連続
的なスチフナーリングを構成することもできる。この場
合、フランジレベルに形成されたスチフナーリングを介
して鋼はりから伝達される応力を、分散して角形鋼管柱
に伝達することができる。

【００２０】また、以上の接合作業は全て高力ボルト等
を用いたボルト接合により行うことができるので、現場
における溶接作業を大幅に減少させることができる。

【００２１】

【作用】一般に、柱はり接合部パネルゾーンが十分な耐
力、剛性を発揮するためには、接合パネルのはりフラン
ジレベルにおいて、鋼管壁の局部的な変形に対する適切
な補剛がなされている必要がある。そのためには、はり
から伝達される応力をいかに分散して鋼管に伝えるか、
鋼管をいかに補剛するかがポイントとなる。

【００２２】本願の発明の一つにおいては、鋼はりから
の応力をまず接合金物の水平部によって角形鋼管柱の全
幅にまで広げ、さらに接合金物が角形鋼管柱の４隅で連
続することから、直交方向の面へも確実に応力を分散し
、伝えることができる。また、角形鋼管柱の周囲を接合
金物で取り囲むため、鋼はりフランジレベルで角形鋼管
柱が補剛されることにもなる。この結果、角形鋼管柱が
局部変形するのを防止し、パネル部のせん断耐力および
剛性を増大させることができる。

【００２３】本願のもう一つの角形鋼管柱と鋼はりの接
合部においては、力学上、従来の技術の項で述べたスチ
フナーリング形式による補剛と共通点が多いが、接合金
物を角形鋼管柱の外周面にボルト接合して、スチフナー
リングを形成することができる。

【００２４】鋼はりのフランジから伝達される応力を角
形鋼管柱に直接伝達せずに、角形鋼管柱の外周面に形成
されたスチフナーリングにも流すことで、角形鋼管柱が
局部変形するのを防止する。この結果、角形鋼管柱が局
部変形するのを防止し、パネル部のせん断耐力および剛
性を増大させることができる。

【００２５】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【００２６】図１〜図３は本発明の一実施例を示したも
ので、角形鋼管柱１と複数の接合金物３、および接合金
物３とＨ形鋼はり２がそれぞれ複数の高力ボルト７によ
り接合されている。

【００２７】接合金物３は水平断面が十字状の垂直部４
に水平部５として２枚の水平リブを設けたもので、角形
鋼管柱１との接合部における鉛直断面はＴ字形となる。垂直部４および水平部５にはそれぞれ複数のボルト孔６
が形成されており、高力ボルト７により、角形鋼管柱１
およびＨ形鋼はり２と接合される。

【００２８】図に示すように接合金物３はＨ形鋼はり２
の上下フランジに対応する高さに、角形鋼管柱１の４隅
を覆う形で合計８個取り付けられ、角形鋼管柱１の局部
変形を防止するとともに、各接合金物３が互いに直交す
る方向のＨ形鋼はり２を接合している。

【００２９】本実施例において、接合金物３は角形鋼管
柱１に対し、ボルト接合されているが、溶接でもよい。また、Ｈ形鋼はり２からのせん断力の伝達は接合金物３
と角形鋼管柱１に生じる摩擦力等によってもよいが、図
４に示すように角形鋼管柱１にウェブ接合用金物８を設
け、これとＨ形鋼はり２をボルト接合あるいは溶接接合
してもよい。

【００３０】図５は他の実施例を示したもので、本実施
例では接合金物として、水平断面がＬ字状の垂直部４ａ
に水平部５ａとしての水平リブを分割することなく取り
付けた構造の接合金物３ａを用いている。

【００３１】本実施例では角形鋼管柱１の４隅を覆う８
個の接合金物３ａの水平部５ａがスチフナーリングを形
成し、応力の流れが明確になる。

【００３２】図６〜図８は本発明のさらに他の実施例を
示したもので、接合金物として、垂直部の水平断面がコ
字形のもの（接合金物３ｂ）と、Ｌ字形のもの（接合金
物３ｂ’）の２種類を用いている。各々の接合金物３ｂ
，３ｂ’の垂直部４ｂ，４ｂ’には水平部５ｂ，５ｂ’
が取り付けられ、角形鋼管柱１に対する接合部において
、ともに垂直断面がＴ字形となる。

【００３３】図に示すように全ての接合金物３ｂ，３ｂ
’の水平部５ｂ，５ｂ’が同一平面上に位置するように
、高力ボルト７で角形鋼管柱１にボルト接合し、直接角
形鋼管柱１の外周面に接して帯状の補剛部をなす垂直部
４ｂとその外周に連続する水平部５ｂ，５ｂ’とで連続
的なスチフナーリングを形成する。

【００３４】なお、本実施例において、接合金物３ｂの
垂直部４ｂは角形鋼管柱１に対し、ボルト接合されてい
るが、溶接でもよい。また、Ｈ形鋼はり２からのせん断
力の伝達は接合金物３ｂと角形鋼管柱１に生じる摩擦力
等によってもよいが、図９に示すように角形鋼管柱１に
ウェブ接合用金物８を設け、これとＨ形鋼はり２をボル
ト接合あるいは溶接接合してもよい。

【００３５】図１０の実施例は接合金物の分割方式を変
化させた場合の変形例であり、図６〜図８の実施例では
角形鋼管柱１の接合部において、２種類の接合金物３ｂ
，３ｂ’を合計１６ピース使用しているのに対し、図１
０の実施例では２種類の接合金物３ｃ，３ｃ’を合計８
ピース使用する。図６〜図８の実施例と同様、垂直部４
ｃ，４ｃ’が上下方向所要幅の帯状の補剛部をなし、水
平部５ｃ，５ｃ’とともにスチフナーリングを形成して
いる。

【００３６】

【発明の効果】■　　角形鋼管の４隅を覆うように接合
金物を取り付けることで、鋼管の局部的な変形を防止し
、柱はり接合部パネルゾーンの耐力、剛性を飛躍的に高
めることができる。

【００３７】■　　複数の接合金物で角形鋼管柱を取り
囲み、接合金物の水平部を連続させたスチフナーリング
を形成した場合にも、■と同様な効果が得られる。

【００３８】■　　接合金物は垂直部と水平部およびボ
ルト孔からなる簡単な構造であり、製作が容易である。

【００３９】■　　角形鋼管柱および鋼はりの接合を全
てボルトのみで行うこともでき、現場における溶接作業
を排し、作業効率および運搬効率を著しく向上させ、コ
ストを低減することができる。

【００４０】■　　柱およびはりを短く切断することも
ないため、骨組の精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す水平断面図である。

【図２】図１の実施例における立面図である。

【図３】図１の実施例における鉛直断面図である。

【図４】図１の実施例の変形例を示す鉛直断面図である
。

【図５】本発明の他の実施例を示す水平断面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例を示す水平断面図で
ある。

【図７】図６の実施例における立面図である。

【図８】図６の実施例における鉛直断面図である。

【図９】図６の実施例の変形例を示す鉛直断面図である
。

【図１０】本発明のさらに他の実施例を示す水平断面図
である。

【図１１】従来例を示す斜視図である。

【図１２】他の従来例を示す斜視図である。

【図１３】さらに、他の従来例を示す斜視図である。

【図１４】さらに、他の従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…鋼管柱、２…はり、３…接合金物、４…垂直部、５
…水平部、６…ボルト孔、７…高力ボルト、８…ウェブ
接合用金物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　角形鋼管柱と上下フランジを有する鋼
はりとの接合部において、前記角形鋼管柱の外周面に当
接する所要幅の垂直部と前記垂直部に対し直角に設けら
れた水平部とを有する複数の接合金物を、前記鋼はりの
フランジ高さに配置し、前記各接合金物の前記垂直部を
前記角形鋼管柱に接合することにより前記角形鋼管柱を
取り囲む帯状の補剛部を形成するとともに、前記接合金
物の水平部と前記鋼はりのフランジとをボルト接合した
ことを特徴とする角形鋼管柱と鋼はりの接合部。
【請求項２】　　前記接合金物の前記垂直部は、前記角
形鋼管柱外周面の隅角部に跨がる隣り合う面に当接する
直角な２面を有する請求項１記載の角形鋼管柱と鋼はり
の接合部。
【請求項３】　　互いに直交する方向の鋼はりのフラン
ジを角形鋼管柱の外周面に接合するための接合金物であ
って、前記角形鋼管柱の外周面の隅角部に跨がる隣り合
う２面に当接し、該２面に対しボルト接合するためのボ
ルト孔を形成した水平断面が十字状の垂直部と、それぞ
れ前記鋼はりのフランジ面に当接し、前記フランジ面に
ボルト接合するためのボルト孔を形成した２つの水平部
とを有する接合金物。
【請求項４】　　互いに直交する方向の鋼はりのフラン
ジを角形鋼管柱の外周面に接合するための接合金物であ
って、前記角形鋼管柱の外周面の隅角部に跨がる隣り合
う２面に当接し、該２面に対しボルト接合するためのボ
ルト孔を形成した水平断面がＬ字状の垂直部と、前記互
いに直交する方向の両鋼はりのフランジ面に当接し、前
記フランジ面にボルト接合するためのボルト孔を形成し
た連続的な１つの水平部とを有する接合金物。
【請求項５】　　前記複数の接合金物の各水平部は前記
角形鋼管柱を取り囲む連続的なスチフナーリングを構成
する請求項１記載の角形鋼管柱と鋼はりの接合部。