JPH1122001A - 閉鎖形断面柱と梁の接合部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】閉鎖形断面柱と梁の接合部構造において、従来
のような鉄骨柱の切断、ダイヤフラムやブラケット梁の
溶接固定などを必要とせず、通し鉄骨柱に１ピースの鉄
骨梁を直接接合でき、接合部構造の品質の安定化とコス
トダウンを図れ、しかも比較的簡単な柱梁接合部構造に
より力学的な機能も充分に満足できるラーメン構造を構
成できるようにする。 【解決手段】鉄骨柱１の接合部の角部外面に、水平面内
で鉄骨梁２の軸方向に対して傾斜するボルト挿通孔３ａ
を有するコーナー金物３を取付け、鉄骨梁２のフランジ
端に、スリーブ金物４をそのボルト部材挿通孔４ａ中心
軸がコーナー金物のボルト部材挿通孔３ａ中心軸に連続
可能に、その接合端面がコーナー金物３の接合端面に当
接可能に取付け、コーナー金物・スリーブ金物内にボル
ト６または異形鋼棒を挿通し、このボルト先端部にナッ
ト８を取付けて締め付け、コーナー金物３とスリーブ金
物４を緊結して一体化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木、建築の鉄骨
構造物において、ボックス柱（角形鋼管）等の閉鎖形断
面の鉄骨柱と、Ｈ形鋼等の上下フランジとウェブを有す
る鉄骨梁とを接合して、ラーメン構造を構成する閉鎖形
断面柱と梁の接合部構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３(a) に、従来から用いられている
標準的な柱梁接合部を持つラーメン構造を示す。この構
造においては、図１３(a) 、(b) に示すように、角形鋼
管からなる鉄骨柱１は、上柱５０、パネルゾーン５１、
下柱５２に切断分割し、上ダイヤフラム５３と下ダイヤ
フラム５４を各部材間に配設して溶接で一体化し、さら
にブラケット梁５５の上下フランジを上下ダイヤフラム
５３、５４に溶接すると共に、ブラケット梁５５のウェ
ブを柱側板に溶接して構成され、鉄骨柱１からブラケッ
ト梁５５が突出した形で工場製作される。また、工事現
場ではブラケット梁５５の先端に鉄骨梁２のフランジお
よびウェブをそれぞれ継手板５６を用いて高力ボルト接
合している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来形式の接合部構造では、次のような問題点が
ある。

【０００４】 鉄骨柱と鉄骨柱の間に鉄骨梁を架け渡
すために、左右のブラケット梁および現場で取り付ける
鉄骨梁の３ピースが必要となる。

【０００５】 鉄骨柱が上柱、パネルゾーン、下柱に
分かれ、ダイヤフラムを挟んで溶接するので、鉄骨柱材
の耐力はこれらの溶接部を施工する溶接技術に依存し、
かつ鉄骨柱の軸心を一致させる組立工程を必要とするこ
と等から、高度な技術を必要とし、また溶接部が収縮す
るので寸法精度管理が難しい。

【０００６】 ブラケット梁は、中柱では四方に、側
柱では三方に、隅柱では二方に突出するため、鉄骨柱と
の工場溶接が作業姿勢の関係で困難であり、また鉄骨柱
に対するブラケット梁の溶接による歪みがあり、鉄骨柱
に対するブラケット梁の直角度を保持するための精度管
理が難しい。さらに、ブラケット梁があるため、工場か
ら現場への運搬の能率が悪い。

【０００７】 図１３(b)に示すように、多くのピー
スを溶接で集結固定する構造であるから、溶接部の品質
が、ラーメン構造として応力が集中する接合部の耐力を
支配するので、溶接管理がこの接合構法の信頼性を左右
する。

【０００８】 また、現場では、中間の鉄骨梁をブラ
ケット梁先端で継手板を介して高力ボルト接合するた
め、ボルトの穴明け加工と精度確保が必要である。

【０００９】 従って、工場での加工工数が多く、現
場での高力ボルト接合のため、製作段階での品質管理に
細心の配慮が必要である。

【００１０】本発明は、前述のような問題点を解消すべ
くなされたもので、その目的は、従来のような鉄骨柱の
切断、ダイヤフラムやブラケット梁の溶接固定などを必
要とせず、通し鉄骨柱に１ピースの鉄骨梁を直接接合す
ることができ、接合部構造の品質の安定化とコストダウ
ンを図ることができ、しかも比較的簡単な柱梁接合部構
造により力学的な機能も充分に満足できるラーメン構造
を構成することが可能な閉鎖形断面柱と梁の接合部構造
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した従来工法の問題
点は、ダイヤフラムを必要とするために、鉄骨柱を切断
し、ブラケット梁を取付け、さらに現場で鉄骨梁を高力
ボルト接合するために、多くの部材の集結が必要な点で
ある（図１３(a) 、(b) 参照) 。本発明では、図１３
(c) に示すように、鉄骨柱を通し鉄骨柱とし、鉄骨柱と
鉄骨柱に架け渡す鉄骨梁は１ピースで構成されるシンプ
ルな構成とするために、鉄骨柱と鉄骨梁の接合部に工場
で量産が可能な接合金物を用い、加工生産性を向上させ
ると共に、ラーメン構造としての力学的な機能を満足さ
せようとするものである。

【００１２】このため、本発明では、図１、図２に示す
ように、閉鎖形断面の鉄骨柱（角形鋼管からなるボック
ス柱、あるいは円形の鋼管柱など）の側面に、上下フラ
ンジとウェブを有する鉄骨梁（Ｈ形鋼やＩ形鋼など）の
端部を接合するための接合部構造において、鉄骨柱の接
合部における角部外面に、水平面内において鉄骨梁の軸
方向に対して傾斜するボルト部材挿通孔を有するコーナ
ー金物を取付け、鉄骨梁の接合端部におけるフランジ
に、スリーブ金物をそのボルト部材挿通孔中心軸がコー
ナー金物のボルト部材挿通孔中心軸に連続可能に、かつ
その接合端面がコーナー金物の接合端面に当接可能に取
付け、コーナー金物およびスリーブ金物のボルト部材挿
通孔にボルト部材を挿通し、このボルト部材先端部にナ
ットを取付けて締め付けることにより、コーナー金物と
スリーブ金物を緊結して一体化させてなることを特徴と
する（請求項１）。ここで、コーナー金物のボルト部材
挿通孔は、スリーブ金物のボルト部材挿通孔よりも大き
くし、コーナー金物などの製作誤差を吸収するようにす
るのが好ましい。鉄骨梁の接合端部におけるウェブは、
鉄骨柱の接合部における側板に固定されたガセットプレ
ートに直接ボルト接合し、あるいはスプライスプレート
を介してボルト接合する（請求項２）。

【００１３】ボルト部材には通しボルト（高力ボルト）
を使用する（請求項３）。図１は鉄骨柱に四方から鉄骨
梁を接合する中柱の場合であり、コーナー金物の左右に
スリーブ金物が位置する接合金物に対し、ボルト頭付き
の通しボルトを片側から挿通し、他側のボルト先端にナ
ットを取付けて締付ける。側柱、隅柱の場合には、相手
のスリーブ金物が無いので、通しボルトの先端をコーナ
ー金物に直接ナットで固定することになる。

【００１４】また、ボルト部材には凸形の突起を有する
異形鋼棒を使用することもできる（請求項４）。この場
合には、図２(b) に示すように、異形鋼棒をコーナー金
物およびスリーブ金物内に挿通し、両側からナットで締
め付ける。コーナー金物の左右にスリーブ金物がある場
合には、左右のスリーブ金物と異形鋼棒との間にグラウ
ト材（高強度モルタルなど）または接着材を充填し、コ
ーナー金物の片側にのみスリーブ金物がある場合には、
コーナー金物およびスリーブ金物と異形鋼棒との間に、
グラウト材または接着材を充填する。また、グラウト材
が充填されるスリーブ金物またはコーナー金物の内面に
は、所定間隔の凹部を設け、接合効果を高める方法を用
いる。

【００１５】ボルト部材は、図３に示すように、その軸
心が鉄骨柱の板厚中心線の交点Ｏに一致するように、あ
るいは前記交点Ｏの外側または内側に位置するように、
配設する（請求項５）。図３(a) は、組立ボックス柱に
対して、柱側板の板厚中心線の交点Ｏにボルト部材の軸
心を一致させ、後に詳述するように２次応力の発生を避
けたものであり、この場合には、鉄骨柱の隅部を一部切
り欠くなどしてボルト部材が挿通できるようにする。図
３(b) は交点Ｏより外側にボルト部材軸心を通した例で
ある。図３(c) は交点Ｏより内側にボルト軸心を通した
例であり、コーナー金物はテーパーワッシャー状の金物
を鉄骨柱に溶接で固定しており、比較的軽微な構造に用
いられる。図３(d) は鉄骨柱が冷間成形角形鋼管の場合
で隅部が折曲げ加工されたものを対象とした例であり、
交点Ｏとボルト部材の軸心を一致させたものである。一
般に、この折曲げ半径は、板の外側で板厚ｔの２．５〜
３．５倍であるから、交点Ｏを通すボルト部材の軸径は
最大２．２〜２．９ｔまで可能である。

【００１６】鉄骨柱の接合部の耐力が不足する場合に
は、図４に示すように、鉄骨柱の接合部を外側から補強
板により補強する（請求項６）。補強板には、Ｌ形鋼板
などを使用し、鉄骨柱の４隅の外側に溶接で固定し、図
４(b) に示すように、コーナー金物部分を集中的に補強
してもよいし、図４(c) に示すように、Ｌ形鋼板などを
上下連続させて接合部全体を補強するようにしてもよ
い。

【００１７】スリーブ金物には、次に示すものを使用す
ることができる。図５〜図７は、スリーブ金物を鉄骨梁
の梁フランジ面に、溶接で固定する例（必要に応じて脚
部や基板を介在させる）である（請求項７）。図５は、
スリーブ金物の下部に脚部を設け、これを直接梁フラン
ジ面に溶接するものであり、脚部の高さはボルト部材の
ナット締付けが可能な寸法としている。図６は、梁フラ
ンジの側面にタッチする脚部をスリーブ金物の下部から
突出させ、工場製作時における位置決めを容易にし、か
つ溶接長さを確保することを目的としたものである。図
７は、左右一対のスリーブ金物を平面視Ｖ形の基板で一
体化し、この基板を梁フランジ面に溶接で固定するもの
である。この図では異形鋼棒の場合を示しているが、通
しボルトの場合にも適用できる。

【００１８】図８は、スリーブ金物を予め接合板に溶接
で取付け、この接合板を鉄骨梁の梁フランジ面に添接し
て高力ボルト接合した例である（請求項８）。図８(a)
は、鉄骨柱が冷間成形角形鋼管で、柱側板の板厚中心線
の交点Ｏに軸心を一致させたボルト部材を用いたもの、
図８(b) は、鉄骨柱の４隅をＬ形鋼板からなる補強板で
外側から補強した例である。これらの場合には、スリー
ブ金物と接合板が一体となり、コーナー金物とスリーブ
金物にボルト部材を挿通してナットで締付け固定した
後、接合板と梁フランジとを高力ボルト接合するため、
コーナー金物とスリーブ金物の接合端面の面タッチを容
易にし、若干の製作誤差は接合板のボルト穴と梁フラン
ジのボルト穴で吸収することができる。接合板は左右に
分割してそれぞれにスリーブ金物を取付けているが、一
体物とした一枚の接合板の左右にスリーブ金物を取付け
ることもできる。

【００１９】また、前述のような構成のスリーブ金物に
おいて、スリーブ金物あるいは接合板を鉄骨梁の梁フラ
ンジの上下両面に配設することもできる（請求項９）。
図９は接合板を用いた場合の例である。この場合、梁フ
ランジに対して合計４本のボルト部材が用いられるの
で、接合部の耐力を大きくとることができ、本発明の適
用範囲が拡大されることになる。なお、この場合のコー
ナー金物には、図４(c)に示す二穴コーナー金物を用い
ればよい。また、この場合には梁フランジの内側にボル
ト部材が取付けられるため、締付器具のソケットを挿入
可能なボルト締め用の穴を鉄骨梁のウェブに設けてお
く。

【００２０】なお、一般的に多く用いられている冷間成
形角形鋼管は四隅に冷間曲げ加工による塑性領域Ｅがあ
る（図３(d) 参照) 。本発明にかかるコーナー金物は、
梁端曲げモーメントにより、スリーブ金物との接触面の
支圧力で応力が伝達される。

【００２１】従って、コーナー金物は鉄骨柱へ支圧力と
剪断力を与えるので、鉄骨柱に前記冷間成形角形鋼管を
使用する場合には前記塑性領域を避けて鉄骨柱にすみ肉
溶接で固定する（図３(d) 参照) 。これにより、塑性領
域からの溶接による脆性破壊を防ぐことができる。ま
た、鉄骨柱の四隅に補強板を溶接する場合も、塑性領域
Ｅを避けて溶接するが、鉄骨柱の軸方向（縦方向）のす
み肉溶接が主として応力を負担するようになっているの
で（図４参照）、塑性領域部分で生じる欠陥を防ぐこと
ができる。

【００２２】以上のような本発明において、予め工場に
おいて通し鉄骨柱の梁との接合部にコーナー金物および
梁ウェブ接合用ガセットプレートが溶接で固定され、１
ピースの鉄骨梁の接合端部にスリーブ金物が溶接で固定
され、あるいは接合板にスリーブ金物が溶接で固定さ
れ、コーナー金物とスリーブ金物の接合端面同士を面タ
ッチさせた後、これらコーナー金物およびスリーブ金物
のボルト部材挿通孔にボルト部材を挿通し、ボルト部材
先端にナットを取付けて締付けることによりコーナー金
物とスリーブ金物が緊結される。スリーブ金物に接合板
を用いた場合には、接合板を鉄骨梁の接合端部における
梁フランジ面に添接して高力ボルト接合する。ガセット
プレートは梁ウェブに高力ボルト等により固定される。

【００２３】以上のように、本発明では、鉄骨柱を通し
柱とすることができ、この通し鉄骨柱にブラケットなし
に１ピースの鉄骨梁を接合することができ、従来のよう
な鉄骨柱の切断、ダイヤフラムやブラケット梁などの溶
接固定、および現場でのブラケット梁と鉄骨梁のボルト
接合を無くすことができる。これにより、部材数および
加工工数を大幅に低減することができると共に、各部材
の溶接における難しい寸法精度管理を解消することがで
き、ブラケット梁と鉄骨梁のボルト接合におけるボルト
の穴明け加工および精度確保を解消することができ、接
合部構造の品質の安定化とコストダウンを図ることがで
きる。さらに、従来のように鉄骨柱からブラケット梁が
突出することなく、工場から現場への運搬も容易とな
る。

【００２４】また、本発明の接合部構造の応力伝達メカ
ニズムは以下に示す通りであり、充分な力学的機能を有
するラーメン構造を構成することができる。図１０（a)
は、柱梁接合部に加わる応力状態を示すために、鉄骨柱
の片側のみに梁が取付く場合を代表として説明したもの
である。一般に梁端には曲げモーメントＭと剪断力Ｑが
同時に作用する。鉄骨梁がＨ形断面である場合には、曲
げモーメントは主に梁フランジが負担し、剪断力は梁ウ
ェブが負担する。梁フランジに対しては、上下のフラン
ジにそれぞれ引張力Ｔおよび圧縮力Ｎとして置換され、
その大きさは、｜Ｔ｜＝｜Ｎ｜≒Ｍ／ｈである。また、
剪断力は、鉄骨柱に固定されたガセットプレートにより
直接高力ボルト接合されるので、鉄骨柱に伝わる剪断力
Ｑ₀ ＝Ｑとなる。

【００２５】いまフランジに着目して鉄骨柱への応力伝
達メカニズムを説明する。図１０（b)は、本発明にかか
る柱梁接合部の平面図である。いま上フランジに引張力
が加わるものとし、Ａ点でボルト部材によって鉄骨柱の
両サイドのコーナー金物を介して鉄骨柱に伝達するメカ
ニズムである。Ａ点では引張力Ｔは左右に分割され、そ
の開角を２θとすれば、それぞれのボルト部材に加わる
引張力は、Ｔ／２ cosθである。この引張力がコーナー
金物によって鉄骨柱に加わる応力は、鉄骨柱の側板の板
厚中心線の交点Ｂとボルト部材の中心線が一致していれ
ば、鉄骨梁と平行方向の側板にはＴ／２、これと直交方
向の側板にはＴ／２×tan θとして力が釣り合う。即
ち、各部材に対しては軸力のみで釣り合うことになる。

【００２６】一方、Ｂ点にボルト部材の軸心が一致しな
い場合は、２次応力として偏心曲げモーメントＭｅが発
生する。この状態を示したのが図１１である。図１１
(a) では偏心量ｅが鉄骨柱の外側にあり、２次偏心曲げ
モーメントＭｅ＝ｅ×Ｔ／２ cosθとなり、図１１(b)
に示すように、鉄骨柱の側板へ面外曲げモーメントが加
わることになる。また、偏心量ｅが鉄骨柱の内側の場合
も、力学的原理は同じでＭｅの向きが逆転するだけであ
る。

【００２７】本発明においては、ボルト部材の軸心がＢ
点へ向かうようにしているため、鉄骨柱が受ける反力
は、パネルゾーン相当部分の剪断力が支配的に作用し、
この剪断力に対して鉄骨柱の側板が耐えれば、２次応力
としてのＭｅには対応しやすく、ラーメン構造としての
構成が可能である。因みに、パネルゾーンのせん断耐力
は、通常ボックス断面では特に補強しなくてもラーメン
構造が構成できる。また、梁の軸心が柱の中心と一致し
ない場合も前記の力学的原理は同じである。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施例に
基づいて説明する。図１、図２は、建物の中柱に本発明
の閉鎖形断面柱と梁の接合部構造を適用した例の平面図
および立面図である。この図１、図２において、本発明
の閉鎖形断面柱と梁の接合部構造は、角形鋼管からなる
鉄骨柱１の接合部における４つの角部１ａの外面に取り
付けられるコーナー金物３と、Ｈ形断面からなる鉄骨梁
２の接合端部における上下フランジ２ａに直接あるいは
接合板５などを介して取付けられるスリーブ金物４と、
コーナー金物３とスリーブ金物４を緊結する通しボルト
（高力ボルト）６または異形鋼棒７などの通しボルト部
材およびナット８と、鉄骨柱１の側板１ａに取付けられ
て鉄骨梁２の接合端部におけるウェブ２ｂをボルト接合
するガセットプレート９などから構成されている。

【００２９】コーナー金物３は、水平面内において鉄骨
梁２の軸方向に対して例えば４５°で傾斜するボルト挿
通孔３ａを内部に形成しておき、鉄骨梁２の上下フラン
ジ２ａに対応させて上下に配設し、角部１ａの外面に溶
接で固定する。スリーブ金物４は、ボルト挿通孔４ａが
前記ボルト挿通孔３ａに連続し、かつ接合端面がコーナ
ー金物３の接合端面に当接するように、フランジ２ａの
外面に溶接で直接固定され、あるいは接合板５の外面に
溶接で固定される。

【００３０】通しボルト６は、ボルト頭付きのボルトで
あり、コーナー金物３のボルト挿通孔３ａおよびスリー
ブ金物４のボルト挿通孔４ａに挿通され、先端部にナッ
ト８を螺合して締め付けることにより、コーナー金物３
とスリーブ金物４を緊結する。凸形の突起を有する異形
鋼棒７を用いる場合には、図２(b) に示すように、スリ
ーブ金物４のボルト挿通孔４ａの内面に所定間隔の凹部
を設け、異形鋼棒７の両端に雄ねじを切り、ここに座金
１１とナット８を取付けて締め付け、充填孔１２と充填
孔１２の一方からグラウト材１３または接着材などを内
部に充填する。

【００３１】異形鋼棒７とスリーブ金物４の凹凸により
鋼棒の抜き出し耐力が向上する。また、スリーブ金物４
のコーナー金物３側の開口をパッキング材１４で塞ぐ。

【００３２】図３に示すのは、コーナー金物３の例であ
り、図３(a) 、(d) に示すように、ボルト部材の軸心が
鉄骨柱１の側板１ｂの板厚中心線の交点Ｏを通り、ある
いは図３(b) 、(c) に示すように、ボルト部材の軸心が
交点Ｏの外側または内側を通るように構成する。図３
(a) では、鉄骨柱１の角部１ａに対応した切欠部を有す
るコーナー金物３を使用して溶接１０で固定し、鉄骨柱
の角部１ａにはボルト部材が挿通できる切欠きを設け、
あるいはコーナー金物３を溶接１０で固定した後、ボル
ト挿通孔３ａを角部１ａにも連続して穿設する。図３
(b) では、切欠部を有するコーナー金物３の外側にボル
ト挿通孔３ａを設ければよい。図３(c) では、テーパー
ワッシャ状のコーナー金物３を隣接する側板１ｂにそれ
ぞれ溶接１０で固定し、側板１ｂにもボルト挿通孔３ａ
を連続して穿設する。これは、比較的軽微な構造に適用
する。図３(d) は鉄骨柱１に冷間成形角形鋼管を使用し
た場合であり、図３(b) と同様のコーナー金物３を用
い、交点Ｏとボルト部材の軸心を一致させる。この場
合、角部１ａの塑性領域Ｅを避けて溶接１０を行う。

【００３３】図４に示すように、鉄骨柱１の接合部の耐
力が不足するときには、鉄骨柱１を外側から補強する。
補強板１５は、例えばアングル材などのＬ形鋼板とし、
鉄骨柱１の４隅を補強する。補強板１５は溶接１０で鉄
骨柱１に固定し、この補強板１５の上にコーナー金物３
を溶接１０で固定する。また、この補強板１５は、コー
ナー金具３の部分を集中的に補強してもよいし、上下に
連続させてもよい。なお、鉄骨柱１に角部が折曲げ加工
された冷間成形角形鋼管のときには、鉄骨柱１の角部に
おける塑性化領域Ｅを避けて鉄骨柱１と補強板１５の溶
接を行う。

【００３４】スリーブ金物４は、図５〜図８に示すもの
を使用する。図５では、スリーブ金物４の下部に、ボル
ト部材のナット８を締め付けることができるような高さ
の脚部１６を設け、この脚部１６を直接梁フランジ面に
溶接１０で固定する。図６では、スリーブ金物４の下部
から脚部１６を突出させ、この脚部１６の側面を梁フラ
ンジの側面にタッチさせ、溶接１０で固定している。こ
の場合には、工場製作時における位置決めが容易とな
り、かつ溶接長さを確保することができる。図７では、
左右一対のスリーブ金物４を平面視Ｖ形の基板１７で一
体化し、この基板１７を梁フランジ面に溶接１０で固定
する。

【００３５】図８では、スリーブ金物４を予め接合板５
に溶接１０で固定しておき、この接合板５を梁フランジ
面に添接して高力ボルト１８により接合する。接合板５
は、スリーブ金物４の接合端面がコーナー金物３の接合
端面に面タッチできるように、また鉄骨柱１の側板１ｂ
あるいは補強板１５に当たらないように、形成する。

【００３６】このような接合板５を使用すれば、スリー
ブ金物４と接合板５が一体となり、コーナー金物３とス
リーブ金物４にボルト部材を挿通してナット８で締付け
固定した後、接合板５と梁フランジ２ａとを高力ボルト
接合するため、コーナー金物３とスリーブ金物４の接合
端面の面タッチを容易とし、若干の製作誤差は接合板５
のボルト穴と梁フランジ２ａのボルト穴で吸収すること
ができる。接合板５は、左右に分割しているが、一体物
の一枚の接合板５としてもよい。

【００３７】以上は梁フランジの外面にのみスリーブ金
物４を配設する例であるが、これに限らず、図９に示す
ように、スリーブ金物４を梁フランジ２ａの上下両面に
配設することもできる。この場合には、図４(c) に示す
ような上下にボルト挿通孔３ａが形成された二穴コーナ
ー金物３を用い、また鉄骨梁２のウェブ２ｂには締付器
具のソケットを挿入可能なボルト締め用の穴１９を形成
しておく。上下の梁フランジ２ａに対してぞれぞれ合計
４本のボルト部材が用いられるので、接合部の耐力を大
きくとることができる。

【００３８】以上のような接合部構造において、応力伝
達メカニズムは前述した通りである。このような接合部
構造を有するラーメン鉄骨の工事現場での組立ては、次
のような手順で行う。なお、これは、接合板付きのスリ
ーブ金物を使用し、鉄骨梁の接合端部を４本のボルト部
材で接合する場合である。

【００３９】(1) 工場において、通し鉄骨柱１の接合部
にコーナー金物３およびガセットプレート９を溶接で固
定し、このような通し鉄骨柱１を現場へ運搬し、所定の
位置に建て込む。また、工場において、スリーブ金物４
を接合板５に溶接で固定して接合板付きのスリーブ金物
４を製作しておく。

【００４０】(2) 鉄骨柱１から突出したガセットプレー
ト９に鉄骨梁２のウェブ２ｂを高力ボルト等で仮固定
し、鉄骨柱１、１間に鉄骨梁２を架け渡す。同様にし
て、直交方向の鉄骨梁２も架け渡す。

【００４１】(3) 鉄骨梁２の接合端部における梁フラン
ジ２ａに、接合板付きのスリーブ金物４を仮ボルトで仮
固定しておく。

【００４２】(4) 接合端部同士を面タッチさせたコーナ
ー金物３およびスリーブ金物４内に通しボルト６等を挿
通し、ボルト先端に取付けたナット８を締付け、コーナ
ー金物３とスリーブ金物４を緊結する。

【００４３】(5) スリーブ金物４の接合板５を梁フラン
ジ２ａに高力ボルトで本接合する。最後に、梁ウェブ２
ｂとガセットプレート９を高力ボルトで本接合する。

【００４４】接合板５を使用すれば、コーナー金物３と
スリーブ金物４の接合端面の面タッチが容易となり、若
干の製作誤差は接合板５のボルト穴と梁フランジ２ａの
ボルト穴で吸収することができる。接合板５を使用しな
い場合には、工場において、スリーブ金物４を脚部や基
板を介して鉄骨梁２の接合端部に溶接で固定しておき、
コーナー金物３およびスリーブ金物４内に通しボルト６
等を挿通して締結するだけで、接合作業が終了する。こ
のような接合板の無いスリーブ金物４は、極めてシンプ
ルな形状となり、また接合作業も容易となる。この場
合、コーナー金物３とスリーブ金物４の接合端面の面タ
ッチを確実に行えるように、スリーブ金物４を短めに製
作しておき、コーナー金物３とスリーブ金物４との間に
座金等の飼い板を介在させるのが好ましい。

【００４５】また、コーナー金物３の寸法精度を緩和
し、ボルト部材の挿通を容易にするため、コーナー金物
３のボルト挿通孔３ａを大きくする。このボルト挿通孔
が大きくても、本発明ではボルト部材側面とボルト挿通
孔側面との接触部からの応力の伝達はないので、ボルト
挿通孔３ａを大きくしても問題はない。

【００４６】なお、以上は角形鋼管の鉄骨柱とＨ形鋼の
鉄骨梁について説明したが、これに限らず、その他の閉
鎖形断面の鉄骨柱と、上下フランジとウェブを有する鉄
骨梁の接合部、例えば図１２に示す鉄骨柱が円形の鋼管
柱の場合にも、本発明を適用できることはいうまでもな
い。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、以上のような構成からなるの
で、次のような効果を得ることができる。

【００４８】(1) 従来のような鉄骨柱の切断、ダイヤフ
ラムやブラケット梁などの溶接固定、および現場でのブ
ラケット梁と鉄骨梁のボルト接合を無くすことができ、
通し鉄骨柱と１ピースの鉄骨梁でラーメン構造を構成す
ることができる。これにより、部材数および加工工数を
大幅に低減することができると共に、各部材の溶接にお
ける難しい寸法精度管理を解消することができ、ブラケ
ット梁と鉄骨梁のボルト接合におけるボルトの穴明け加
工および精度確保を解消することができる。さらに、従
来のように鉄骨柱からブラケット梁が突出することな
く、通し鉄骨柱と１ピースの鉄骨梁を工場から現場へ運
搬すればよいため、運搬作業も容易となる利点がある。

【００４９】(2) コーナー金物、スリーブ金物、ボルト
部材、梁ウェブ接合用ガセットプレートの４つの接合部
品で、閉鎖断面形の鉄骨柱とＨ形鋼断面の鉄骨梁とを接
合することができ、充分な力学的機能を有するラーメン
構造を最もシンプルな形で具現できる。また、必要に応
じて鉄骨柱の四隅に補強板を設け、スリーブ金物に接合
板を用いるが、これらのオプション部材を用いても、本
発明の目的とする最も単純な構成のラーメン構造の構成
について損なうことはない。

【００５０】(3) 以上のように、溶接部が耐力のクリテ
ィカルポイントにならないような本発明の着想により、
コーナー金物、スリーブ金物、ボルト部材、これを固定
するナット、あるいは高強度モルタルグラウト材の充填
など、接合要素が集約され、製作工程も集約されてい
る。このことは、工場や工事現場での品質管理のポイン
トの集約化を意味し、従来工法に比べて製作工数が激減
できたことは、品質の安定化を意味し、加工工数の低減
はコストダウンの道を開いたことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の閉鎖形断面柱と梁の接合部構造の一例
を示す平面図である。

【図２】(a) は図１の接合部構造の立面図、(b) はボル
ト部材に異形鋼棒を使用した例を示す断面図である。

【図３】本発明で使用するコーナー金物の種々の態様を
示す平面図である。

【図４】本発明の接合部構造における鉄骨柱の補強を示
す(a) は平面断面図、(b) 、(c) は立面図である。

【図５】本発明で使用するスリーブ金物の一例を示す
(a) は平面図、(b) 断面図である。

【図６】本発明で使用するスリーブ金物の他の例を示す
(a) は平面図、(b) 断面図である。

【図７】本発明で使用するスリーブ金物において基板を
用いた例を示す平面図である。

【図８】本発明で使用するスリーブ金物において接合板
を用いた例を示す平面図および側面図である。

【図９】本発明で使用するスリーブ金物を梁フランジの
上下両面に設けた例を示す(a)は平面図、(b) は立面
図、(c) は断面図である。

【図１０】本発明における力の伝達を示す(a) は立面
図、(b) は平面図である。

【図１１】本発明におけるボルト部材が柱角部から偏心
した場合の力の伝達を示す平面図である。

【図１２】本発明の閉鎖形断面柱と梁の接合部構造で、
鉄骨柱を円形の鋼管柱とした例を示す平面図である。

【図１３】(a) は従来の標準的な柱梁接合部によるラー
メン構成を示す立面図、(b) は従来のラーメン構成の組
立図、(c) は本発明の柱梁接合部によるラーメン構成を
示す立面図である。

【符号の説明】

１…鉄骨柱 １ａ…角部 １ｂ…側板 ２…鉄骨梁 ２ａ…上下フランジ ２ｂ…ウェブ ３…コーナー金物 ３ａ…ボルト挿通孔 ４…スリーブ金物 ４ａ…ボルト挿通孔 ５…接合板 ６…通しボルト ７…異形鋼棒 ８…ナット ９…ガセットプレート １０…溶接 １１…座金 １２…充填孔 １３…グラウト材 １４…パッキング材 １５…補強板 １６…脚部 １７…基板 １８…高力ボルト １９…ボルト締め用の穴

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉鎖形断面の鉄骨柱の側面に、上下フラ
   ンジとウェブを有する鉄骨梁の端部を接合するための接
   合部構造において、鉄骨柱の接合部における角部に、水
   平面内において鉄骨梁の軸方向に対して傾斜するボルト
   部材挿通孔を有するコーナー金物を取付け、鉄骨梁の接
   合端部におけるフランジに、スリーブ金物をそのボルト
   部材挿通孔中心軸がコーナー金物のボルト部材挿通孔中
   心軸に連続可能に、かつその接合端面がコーナー金物の
   接合端面に当接可能に取付け、コーナー金物およびスリ
   ーブ金物のボルト部材挿通孔にボルト部材を挿通し、こ
   のボルト部材先端部にナットを取付けて締め付けること
   により、コーナー金物とスリーブ金物を緊結して一体化
   させてなることを特徴とする閉鎖形断面柱と梁の接合部
   構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の閉鎖形断面柱と梁の接
   合部構造において、鉄骨梁の接合端部におけるウェブ
   が、鉄骨柱の接合部における側板に固定されたガセット
   プレートに取付けられていることを特徴とする閉鎖形断
   面柱と梁の接合部構造。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の閉鎖形
   断面柱と梁の接合部構造において、ボルト部材は通しボ
   ルトであることを特徴とする閉鎖形断面柱と梁の接合部
   構造。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２、または請求項３に
   記載の閉鎖形断面柱と梁の接合部構造において、ボルト
   部材は異形鋼棒であり、スリーブ金物にグラウト材また
   は接着材を充填してなることを特徴とする閉鎖形断面柱
   と梁の接合部構造。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項２、請求項３、または
   請求項４に記載の閉鎖形断面柱と梁の接合部構造におい
   て、ボルト部材は、その軸心が鉄骨柱の板厚中心線の交
   点に一致するように、あるいは前記交点の外側または内
   側に位置するように、配設されていることを特徴とする
   閉鎖形断面柱と梁の接合部構造。
6. 【請求項６】 請求項１、請求項２、請求項３、請求項
   ４、または請求項５に記載の閉鎖形断面柱と梁の接合部
   構造において、必要に応じて鉄骨柱の接合部を外側から
   補強板により補強することを特徴とする閉鎖形断面柱と
   梁の接合部構造。
7. 【請求項７】 請求項１、請求項２、請求項３、請求項
   ４、請求項５、または請求項６に記載の閉鎖形断面柱と
   梁の接合部構造において、スリーブ金物は、鉄骨梁の梁
   フランジ面に溶接で固定されていることを特徴とする閉
   鎖形断面柱と梁の接合部構造。
8. 【請求項８】 請求項１、請求項２、請求項３、請求項
   ４、請求項５、または請求項６に記載の閉鎖形断面柱と
   梁の接合部構造において、スリーブ金物は、接合板に取
   付けられ、この接合板が鉄骨梁の梁フランジ面に添接さ
   れてボルト接合されていることを特徴とする閉鎖形断面
   柱と梁の接合部構造。
9. 【請求項９】 請求項７または請求項８に記載の閉鎖形
   断面柱と梁の接合部構造において、スリーブ金物あるい
   は接合板が鉄骨梁の梁フランジの上下両面に配設されて
   いることを特徴とする閉鎖形断面柱と梁の接合部構造。