JPS59670B2 - Ｈ形断面の柱を用いた建築構造骨組の外周架構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＨ形鋼等のＨ形断面の柱を使用した鉄骨鉄筋コ
ンクリート構造の外周架構に関するものである。

建築構造骨組においてＨ形鋼等のＨ形断面の柱を使用す
ることは、力学的合理性というよりは、生産性の合理化
につながる手法として最近の普及は著しいものがある。

本発明はこうした技術的な背景、社会的な背景のもとに
、生産性の合理化を優先するあまり、ややせすると犠牲
になった力学的合理性を救うことを目的とするものであ
る。

鉄骨鉄筋コンクリート構造の柱にＨ形鋼を用いることは
すでに古くから行なわれてきた。

しかしＨ形断面個有の問題として、断面に強軸と胴軸を
有し、その方向によって耐力および剛性とも著しい差異
があるため、柱にＨ形鋼を用いる場合には従来より柱お
よび梁からなる骨組以外にプレース、耐震要素を併用し
ている。

一方建築物の外周部には、一般的に窓等の開口部がある
。

そしてその開口部はある高さの腰部分を有しており、開
口の上部は最高天井の高さまでである。

そこで本発明は建築物の外周架構において、Ｈ形断面の
柱のウェブを建物の外側方０こ対して直角方向に向けて
柱を配置し、外周壁の開口部（窓）を除いた腰部分と下
り壁部分の範囲、を利用して、隣接する柱同志を筋違状
の結合材により結合したものを内蔵する鉄骨鉄筋コンク
リート壁梁とし、柱はＨ形断面の鉄骨を用いた鉄骨鉄筋
コンクリートの柱としてＨ形断面の柱の胴軸である外周
架構の耐力と剛性を確保することを目指したものである
。

したがって本発明による外周架構に内蔵される鉄骨は、
Ｈ形断面の柱の胴軸方向に、前述したようなプレース等
の耐震要素を付加することなく骨組を構成することが可
能である。

以下図面につき本発明実施の態様を説明する。

第１図および第２図は、建築物の外周部分の骨組の一部
を示すもので、第３図および第４図はその鉄骨要部の詳
細図である。

本発明においては、Ｈ形鋼の柱１のウェブ１ａを建物の
外側方向に対して直角方向（第２図の矢印Ｙ方向）に向
けて柱１を配置し、外周壁の開口部２を除いた範囲内に
おいて、隣接する柱１同志を筋違状の鉄骨の結合材３に
より結合し、第１図および第２図に仮想線で示す柱４お
よび壁梁５内に補強筋あるいはひびわれ防止筋（図示せ
ず）を設置してコンクリートを打設して外周架構を形成
する。

その際外周架構と直交する梁６（第２図参照）は、Ｈ形
鋼の柱１の強軸方向に結合する。

なお図中Ｆは各階の床面である。

上記の建築構造組は、まず柱１を建て、つぎに隣接する
柱１同志を筋違状の結合材３により結合し、しかる後に
床梁６を柱１に剛接合する。

柱１と筋違状の結合材３との接合は、例えば第３図およ
び第４図に示すような接合金物７を使用し、接合金物７
のフランジ部７ａをＨ形鋼の柱１のウェブ１ａに当てが
いボルトにより接合する。

また結合材３と接合金物７ともボルト接合する。

さらに結合材３同志も第３図に示すようにその交点にお
いてボルトにより剛接合する。

上述の如く本発明によってＨ形断面の柱の胴軸方向の骨
組を構成することにより、従来不可能とされていた耐力
と剛性を確保することができる。

また鉄筋コンクリートにより厚みの薄い壁梁を形成し、
それをもって建物の外壁とすることにより建築計画とも
融合し、さらに鉄骨の建方時における安定性も確保でき
る。

また上記実施例による組立方法によれば、溶接接合を一
切用いないため、骨組の質の均一性ならびに生産の合理
化がはかれる。

′第５図および第６図は本発明外周架構に水平力Ｐ
が作用した時に柱および梁に生ずる曲げモーメントを示
すもので、第６図は第５図のＸ−Ｘ線による断面図であ
る。

また第７図ａは第５図における開口高さｈｌに対応する
柱がうける曲げモーメント図で、第７図すは第６図にお
ける開口高さｈ２に対応する柱がうける曲げモーメント
図である。

図に示すように外周フレームに沿う方向（第５図）と、
これに直角な方向（第６図）とでは、開口高さがｈｌ
、ｈ２のように異なっている。

したがって両方向共に等しい水平力Ｐを建物がうけると
すれば、柱に生ずる剪断力Ｑは何れの方向も等しくなる
から、柱の各開口高さに対応する上下端における曲げモ
ーメントは、第７図に示すように、Ｍｌ 、Ｍｌ’およ
びＭ２．Ｍ２’となり、この値は、Ｍｌ：Ｍ２キｈｌ：
ｈ２ あるいは、 Ｍｌ 、Ｍ２−、−ｈｌ 、ｈ２ となる。

また本発明架構の柱４の鉄骨柱１は第８図ａに示すよう
な断面であり、鉄骨鉄筋コンクリート構造として第８図
すに示すような断面であるから、一般にＸ方向よりもＸ
方向の水平力に対する方が大きな耐力および剛性を有し
ている。

したがって前記Ｍｌ、Ｍ２の関係からみても本発明の柱
の向きは妥当であると言える。

また本発明架構の壁梁の構成と曲げモーメントの関係を
みると、第９図および第１０図の通りである。

第９図は鉄骨構造だけの施工途中の場合であり、第１０
図は鉄骨鉄筋コンクリート構造の場合である。

これらの図かられかるように、曲げモーメントの分布と
、本発明架構の壁梁の曲げ耐力の変化する状態ははシ一
致するから、本発明架構の壁梁も応力に見合った構成で
あると言える。

すなわち壁梁の両端をＡ、Ｂとし、中央点を０とすれば
、０点では曲げモーメントが零となり、両端Ａ、Ｂに近
ずくにしたがって曲げモーメントが大きくなり、Ａ、Ｂ
点ではＭＡ、ＭＢとなる。

第１１図は壁梁５の各断面と、その断面に生ずる応力を
示すもので、同図ａは第１０図における両端Ａ、Ｂ点に
おける断面を示し、第１１図すはＡ−０およびＢ−０間
の中間点における断面であり、同図Ｃは中央点Ｏにおけ
る断面である。

この第１１図に示すように、壁梁の上縁に圧縮力が作用
するような曲げ力が加わった時、上部の圧縮側断面には
図に示す逆三角形状の応力が生じ、引張側は主として鉄
骨の結合材３に集中力Ｔが生ずる状態となる。

したがってこの曲げによる応力中心間の距離ＪはｊＡ＞
ｊＡＯ＞ｊＯとなるので、第１０図に示す曲げモーメン
トの変化に適合した断面であることがわかる。

これは壁梁下縁が圧縮側となるような曲げ力が作用した
場合も同様のことが言える。

したがって結合材３は丸鋼でも本発明の効果は発揮でき
る。

なお本発明の壁梁５は曲げモーメントに対して合理的な
構成であるばかりでなく、地震時こと発生するせん断力
に対しても、壁梁５内の結合材３が効果的に働くことが
実験的にも確認されており、この種の壁梁を有する学校
、集合住宅の構造として耐震性においてもすぐれている
。

本発明は上述の通りであるから、これによりＨ形断面の
鉄骨柱の胴軸方向の外周架構の耐力と剛性を第８図すの
ように鉄筋を使用して鉄骨鉄筋コンクリート柱とするこ
とを併用する簡単な手段によって確保することができる
。

そして従来必要としたプレース等の耐震要素を必要とし
ないため、本発明は力学的合理性を確保すると共に、生
産性を向上できると言うすぐれた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明外周架構の立面図、第２図はその平面図
、第３図は第１図の要部の詳細図、第４図はその部分図
、第５図は外周架構の柱および梁に生ずる曲げモーメン
トを示す立面図、第６図は第５図のＸ−Ｘ矢視図、第７
図ａ、ｌ）はモーメント図、第８図ａ、ｂは柱の断面構
造図、第９図および第１０図は壁梁に生ずる曲げモーメ
ント図、第１１図ａ −ｅは壁梁の各断面とその断面に
生ずる応力分布図である。 １・・・・・・Ｈ形断面の柱、２・・・・・・外周壁の
開口部、３・・・・・・筋違状の結合材、４・・・・・
・鉄骨鉄筋コンクリート構造の柱、５・・・・・・壁梁
、６・・・・・・床梁、７・・・・・・接合金物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鉄骨鉄筋コンクリート構造の窓用開口部を有する外
   周架構として、Ｈ形断面の柱のウェブを建物の外側方向
   に対して直角方向に向けて柱を配置し、各階の窓の下端
   付近の位置からその下階の窓の上端付近の位置間におい
   て、隣接する柱同志を筋違状の結合材により結合したも
   のを内蔵する鉄骨鉄筋コンクリ−１〜壁梁とし、柱はＨ
   形断面の鉄骨を用いた鉄骨鉄筋コンクリートの柱とした
   鉄骨鉄筋コンクリート構造の外周架構。