(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記主ブラケット部の前記ウェブと前記鉄骨梁の前記ウェブとの連結は、前記主ブラケット部の前記ウェブの両面と前記鉄骨梁の前記ウェブの両面とにわたり複数のボルト挿通孔が形成された接続用プレートがあてがわられ、それらウェブの両面にあてがわられた両側の前記接続用プレートと前記主ブラケット部の前記ウェブとに挿通した前記ボルトに前記ナットを締結させ、かつ、両側の前記接続用プレートと前記鉄骨梁の前記ウェブとに挿通した前記ボルトに前記ナットを締結させることでなされ、
前記主ブラケット部の上下の前記フランジの上下両面と前記鉄骨梁の上下の前記フランジの上下両面とにわたり複数のボルト挿通孔が形成された接続用プレートがあてがわられ、
前記主ブラケット部の上側の前記フランジと前記鉄骨梁の上側の前記フランジとの連結は、それらの両面にあてがわられた両側の前記接続用プレートと前記主ブラケット部の上側の前記フランジとに挿通した前記ボルトに前記ナットを締結させ、かつ、両側の前記接続用プレートと前記鉄骨梁の上側の前記フランジとに挿通した前記ボルトに前記ナットを締結させることでなされ、
前記主ブラケット部の下側の前記フランジと前記鉄骨梁の下側の前記フランジとの連結は、それら両面にあてがわられた両側の前記接続用プレートと前記主ブラケット部の下側の前記フランジとに挿通した前記ボルトに前記ナットを締結させ、かつ、両側の前記接続用プレートと前記鉄骨梁の下側の前記フランジとに挿通した前記ボルトに前記ナットを締結させることでなされる、
ことを特徴とする請求項4記載の柱梁接合部と梁との連結構造。
【発明を実施するための形態】
【0008】
次に本実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
まず、柱梁接合部と梁との連結構造の第1の実施の形態から説明する。
図1、
図3に示すように、柱梁接合部10Aは、上下に隣り合う鋼管柱12A、12B間に設けられ、それら鋼管柱12A、12Bを連結しており、柱梁接合部10Aに鉄骨梁14が連結されている。本実施の形態では、鋼管柱12A、12Bは断面が矩形であるが、鋼管柱12A、12Bの断面形状は円形など従来公知の様々な断面形状が採用可能である。
柱梁接合部10Aは、接合部本体16とブラケット18とを備えている。
【0009】
図2、
図3、
図4に示すように、接合部本体16は、上側ダイヤフラム20Aと下側ダイヤフラム20Bと鋼管部22とを含んで構成されている。
上側ダイヤフラム20Aは、上側の鋼管柱12A、12Bの下端に溶着され鋼管柱12A、12Bの断面よりも大きく鋼管柱12A、12Bの内部空間を閉塞する矩形を呈している。
下側ダイヤフラム20Bは、下側の鋼管柱12A、12Bの上端に溶着され鋼管柱12A、12Bの断面よりも大きく鋼管柱12A、12Bの内部空間を閉塞する矩形を呈している。
鋼管部22は、鋼管柱12A、12Bと同一の輪郭を有し、言い換えると、鋼管柱12A、12Bと同一の断面形状を有し、上側ダイヤフラム20Aと下側ダイヤフラム20Bとを連結している。
【0010】
図1(A)、
図2に示すように、ブラケット18は、接合部本体16の高さと同一寸法の梁成を有し、接合部本体16に溶着され接合部本体16から水平方向に突設されている。
ブラケット18は、上下のフランジ1802、1804とそれらフランジ1802、1804を接続するウェブ1806とを有するI形鋼で構成されている。
ブラケット18を構成するI形鋼の上フランジ1802の上面は、上側ダイヤフラム20Aの上面と同じ高さで設けられ、下フランジ1804の下面は、下側ダイヤフラム20Bの下面と同じ高さで設けられている。したがって、上フランジ1802の水平方向を向いた端面と、上側ダイヤフラム20Aの水平方向を向いた端面とは溶着されている。
図2、
図3に示すように、接合部本体16と離れた上フランジ1802の端部および下フランジ1804の端部には複数のボルト挿通孔1810が設けられている。
また、接合部本体16と離れたウェブ1806の端部で略上半部には複数のボルト挿通孔1812が設けられている。
【0011】
図1(A)に示すように、鉄骨梁14は、ブラケット18の梁成よりも小さい寸法の梁成を有し、ブラケット18にボルト24、ナット26を介して着脱可能に締結されている。
図5、
図6に示すように、鉄骨梁14は、上下のフランジ1402、1404とそれらフランジ1402、1404を接続するウェブ1406とを有するI形鋼で構成されている。
図5に示すように、鉄骨梁14の端部の上フランジ1402には、複数のボルト挿通孔1410が設けられている。
また、鉄骨梁14の端部のウェブ1406には、複数のボルト挿通孔1412が設けられている。
【0012】
図1(A)、(B)、
図5、
図6に示すように、ブラケット18に連結される鉄骨梁14の端部の下フランジ1404の下面に補強部材28が溶着されている。
補強部材28を含んだ鉄骨梁14の端部の梁成は、ブラケット18の梁成と同一の寸法で形成されている。
補強部材28は、フランジ2802とウェブ2804とを有し鉄骨梁14の下フランジ1404にウェブ2804が溶着されたT形鋼で構成されている。
また、
図5に示すように、補強部材28の端部のフランジ2802には、複数のボルト挿通孔2810が設けられている。
鉄骨梁14の上フランジ1402の上面は、ブラケット18の上面と同一の高さに位置し、鉄骨梁14の上フランジ1402の下面は、ブラケット18の下面と同一の高さに位置している。
また、補強部材28のフランジ2802の上面は、ブラケット18の下フランジ1804の上面と同一の高さに位置し、補強部材28のフランジ2802の下面は、ブラケット18の下フランジ1804の下面と同一の高さに位置している。
すなわち、ブラケット18の上フランジ1802と鉄骨梁14の上フランジ1402とは同一の厚さを有し、また、ブラケット18の下フランジ1804と補強部材28のフランジ2802とは同一の厚さを有している。
鉄骨梁14のウェブ1406は、ブラケット18のウェブ1806と同一の厚さを有し、鉄骨梁14のウェブ1406の両面と、ブラケット18のウェブ1806の両面は同一面上に位置している。
さらに補強部材28のウェブ2804も、鉄骨梁14のウェブ1406と同様に、ブラケット18のウェブ1806と同一の厚さを有し、補強部材28のウェブ2804の両面と、ブラケット18のウェブ1806の両面は同一面上に位置している。
【0013】
図1(A)、(B)、(C)に示すように、ブラケット18と鉄骨梁14との連結は、ブラケット18のウェブ1806と鉄骨梁14のウェブ1406とを連結し、ブラケット18の上フランジ1802と鉄骨梁14の上フランジ1402とを連結することでなされる。
詳細に説明すると、ブラケット18のウェブ1806と鉄骨梁14のウェブ1406との連結は、
図1(A)、(C)に示すように、ブラケット18のウェブ1806の両面と鉄骨梁14のウェブ1406の両面とにわたり複数のボルト挿通孔が形成された接続用プレート30をあてがい、両側の接続用プレート30とブラケット18のウェブ1806と鉄骨梁14のウェブ1406とに挿通したボルト24にナット26を締結させることでなされる。
また、ブラケット18の上フランジ1804と鉄骨梁14の上フランジ1402との連結は、
図1(A)、(B)に示すように、ブラケット18の上フランジ1802の上下両面と鉄骨梁14の上フランジ1402の上下両面とにわたり複数のボルト挿通孔が形成された接続用プレート32A、32Bをあてがい、両側の接続用プレート32A、32Bとブラケット18の上フランジ1802と鉄骨梁14の上フランジ1402とに挿通したボルト24にナット26を締結させることでなされる。
また、ブラケット18と補強部材28の連結は、ブラケット18の下フランジ1804の上下両面と補強部材28のフランジ2802の上下両面とにわたり複数のボルト挿通孔が形成された接続用プレート34A、34Bをあてがい、両側の接続用プレート34A、34Bとブラケット18の下フランジ1804と補強部材28のフランジ2802とに挿通したボルト24にナット26を締結させることでなされる。
【0014】
第1の実施の形態によれば、柱梁接合部10Aから離れた側の補強部材28の端部に隣接する鉄骨梁14の箇所は、補強部材28が溶着された鉄骨梁14の部分に比べ断面係数が急激に小さく変化する箇所となっている。
したがって、この箇所に地震時に確実に塑性ヒンジを発生することが可能となり、柱梁接合部10A側に位置するブラケット18および鉄骨梁14の端部の損傷を防止し、耐震性を確保しつつ建物全体の安定性を高める上で有利となる。
また、鉄骨梁14の中央部と、鉄骨梁14の梁端に相当するブラケット18とで、異なる梁成の梁材を用いることで、ブラケット18の梁成と同一の寸法で全長を形成した鉄骨梁14よりも鋼材の使用量を低減し、コストダウンを図れる。
また、鉄骨梁14を構成する梁材の端部に、補強部材28を構成するT形鋼を溶接で取付けるほかは特別な加工が必要ないため、鉛直ハンチ加工やBH加工によって作成される梁材よりも加工が簡単でありコストダウンが図れる。
また、鉄骨梁14はその端部に、鉄骨梁14よりも梁成の大きいブラケット18を有することで、従来の柱梁接合部10Aに連結される鉄骨梁14の梁端での破壊を防ぎ、ノンブラケット工法より耐震性能の向上が図れるとともに、鉄骨梁14とブラケット18との接合部を梁断面の切替部に使用することで、接続部分を減らし、梁材の補強に必要な加工を低減し、加工の簡便化とコストダウンを図れる。
また、補強部材28をT形鋼とすることで鉄骨梁14の下フランジ1404から、ウェブ2804を介して端部の梁材であるブラケット18への応力伝達が滑らかになり、一部分への応力集中を防ぐ上で有利となる。
また、補強部材28を鉄骨梁14に取付けることで、ブラケット18の長さに補強部材28の必要長さを考慮する必要がなくなり、ブラケット18の合理的な設計をする上で有利となる。
また、鉄骨梁14の上フランジ1402の上面と下面は、ブラケット18の上面と下面と同一の高さに位置し、鉄骨梁14の上フランジ1402の上面と下面は、ブラケット18の上面と下面と同一の高さに位置し、さらに、鉄骨梁14のウェブ1406の両面と、ブラケット18のウェブ1806の両面は同一面上に位置している。
そのため、ブラケット18と鉄骨梁14との連結を、平鋼からなる接続用プレート30、34A、34Bを用いて簡単にかつ確実に行なうことが可能となり、連結作業を簡易化し、コストダウンを図る上で有利となる。
【0015】
(第2の実施の形態)
次に第2の実施の形態について
図7から
図10を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態では、第1の実施の形態と同様の部分、部材については第1の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図7(A)に示すように、柱梁接合部10Bは、接合部本体16とブラケット36とを備え、柱梁接合部本体16の構成は第1の実施の形態と同様であり、上側ダイヤフラム20Aと下側ダイヤフラム20Bと鋼管部22とを含んで構成されている。
【0016】
ブラケット36は、接合部本体16の高さよりも梁成の小さい主ブラケット部38と、主ブラケット部38の上または下に連結され主ブラケット部38よりも梁成の小さい補強部材40とで構成されている。
本実施の形態では、主ブラケット部38は、柱梁接合部10Bの高さよりも小さい寸法の梁成を有し、鋼管部22の高さ方向の中間部に溶着されている。
主ブラケット部38は、水平方向に向けた上下のフランジ3802、3804とそれらフランジ3802、3804を接続するウェブ3806とを有するI形鋼で構成されている。
主ブラケット部38に、ボルト24、ナット26を介して鉄骨梁42の一端が着脱可能に連結されている。
図8に示すように、柱梁接合部10Bから離れた主ブラケット部38の端部の上下のフランジ3802、3804には、複数のボルト挿通孔3810が設けられている。
また、柱梁接合部10Bから離れた主ブラケット部38の端部のウェブ3806には、複数のボルト挿通孔3812が設けられている。
【0017】
本実施の形態では、補強部材40は、主ブラケット部38の上下に配置される上補強部材40Aと下補強部材40Bで構成されている。本実施の形態では、上補強部材40Aの高さは、下補強部材40Bの高さよりも小さな寸法で形成されているが、上補強部材40Aと下補強部材40Bとを同一の高さで形成してもよい。
図8、
図10に示すように、上補強部材40Aは、主ブラケット部38の上フランジ3802と鋼管部22にウェブ4004Aが溶着されフランジ4002Aが上側ダイヤフラム20Aに溶着されたT形鋼で構成されている。
下補強部材40Bは、主ブラケット部38の下フランジ3804と鋼管部22にウェブ4004Bが溶着されフランジ4002Bが下側ダイヤフラム20Bに溶着されたT形鋼で構成されている。
上側ダイヤフラム20Aの水平方向を向いた端面と、上補強部材40Aのフランジ4002Aの水平方向を向いた端面とは溶着され、上補強部材40Aのフランジ4002Aの上面は、上側ダイヤフラム20Aの上面と同一の高さに位置している。
下側ダイヤフラム20Bの水平方向を向いた端面と、下補強部材40Bのフランジ4002Bの水平方向を向いた端面とは溶着されている。
また、下補強部材40Bのフランジ4002Bは、下側ダイヤフラム20Bの厚さ方向の中央部に位置している。
【0018】
図7(A)、
図9に示すように、鉄骨梁42は、主ブラケット部38の梁成と同一寸法の梁成を有し、主ブラケット部38にボルト24、ナット26を介して着脱可能に締結されている。
鉄骨梁42は、第1の実施の形態と同様に、上下のフランジ4202、4204とそれらフランジ4202、4204を接続するウェブ4206とを有するI形鋼で構成されている。
鉄骨梁42の上フランジ4202の上面と下面は、主ブラケット部38の上フランジ3802の上面と下面と同一の高さに位置し、鉄骨梁42の下フランジ4204の上面と下面は、主ブラケット部38の下フランジ3804の上面と下面と同一の高さに位置している。
すなわち、主ブラケット部38の上フランジ3802と鉄骨梁42の上フランジ4202とは同一の厚さを有し、また、主ブラケット部38の下フランジ3804と鉄骨梁42の下フランジ4204とは同一の厚さを有している。
鉄骨梁42のウェブ4206は、主ブラケット部38のウェブ3806と同一の厚さを有し、鉄骨梁42のウェブ4206の両面と、主ブラケット部38のウェブ3806の両面は同一面上に位置している。
さらに補強部材40A、40Bのウェブ4004A、4004Bも、鉄骨梁42のウェブ4206と同様に、主ブラケット部38のウェブ3806と同一の厚さを有し、補強部材40A、40Bのウェブ4004A、4004Bの両面と、主ブラケット部38のウェブ3806の両面は同一面上に位置している。
図9に示すように、鉄骨梁42の端部の上下のフランジ4202、4204には、複数のボルト挿通孔4210が設けられている。
また、鉄骨梁42の端部のウェブ4206には、複数のボルト挿通孔4212が設けられている。
【0019】
図7(A)、(C)に示すように、主ブラケット部38と鉄骨梁42との連結は、主ブラケット部38のウェブ3806と鉄骨梁42のウェブ4206とを連結し、主ブラケット部38の上下のフランジ3802、3804と鉄骨梁42の上下のフランジ4202、4204とを連結することでなされる。
詳細に説明すると、主ブラケット部38のウェブ3806と鉄骨梁42のウェブ4206との連結は、主ブラケット部38のウェブ3806の両面と鉄骨梁42のウェブ4206の両面とにわたり複数のボルト挿通孔が形成された接続用プレート44をあてがい、両側の接続用プレート44と主ブラケット部38のウェブ3806と鉄骨梁42のウェブ4206とに挿通したボルト24にナット26を締結させることでなされる。
また、
図7(B)、(C)に示すように、主ブラケット部38の上下のフランジ3802、3804と鉄骨梁42の上下のフランジ4202、4204との連結は、主ブラケット部38の上下のフランジ3802、3804の上下両面と鉄骨梁42の上下のフランジ4202、4204の上下両面とにわたり複数のボルト挿通孔が形成された接続用プレート46をあてがい、両側の接続用プレート46と主ブラケット部38の上下のフランジ3802、3804と鉄骨梁42の上下のフランジ4202、4204とに挿通したボルト24にナット26を締結させることでなされる。
【0020】
第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に、ブラケット36の端部と鉄骨梁42の端部との間の箇所は、ブラケット36に比べて断面係数が急激に小さく変化する箇所となっている。
したがって、鉄骨梁42の端部に地震時に確実に塑性ヒンジを発生することが可能となり、柱梁接合部10B側に溶着されたブラケット36の損傷を防止し、建物全体の安定性を高め耐震性を確保する上で有利となる。
また、ブラケット18にT形鋼からなる補強部材40A、40Bを取付けることで、鉄骨梁42に特別な加工が不要となり、コストダウンを図る上で有利となる。
また、補強部材40A、40Bの取り付け位置を、ブラケット本体38の下面または上下両面と選択できることで、柱梁接合部10Aにおいて、両側の梁成が異なる段差梁の、相手の梁成に関わらず効率的に鉄骨梁42を設置でき、コストダウンを図る上で有利となる。この際、鉄骨梁42のフランジ4202、4204を接合部本体16に接合せず、ブラケット本体38のフランジ3802、3804に接合することで、柱梁接合部10Bのダイヤフラムを1段減らすことができる。
また、T形鋼からなる補強部材40A、40Bは、フランジ4002のみでなく、ウェブ4004もブラケット本体38に接続することができる。これにより耐力が必要な場合に対応する上で有利となる。
また、鉄骨梁42の上フランジ4202の上面と下面は、主ブラケット部38の上フランジ3802の上面と下面と同一の高さに位置し、鉄骨梁42の下フランジ4204の上面と下面は、主ブラケット部38の下フランジ3804の上面と下面と同一の高さに位置し、さらに、鉄骨梁42のウェブ4206の両面と、主ブラケット部38のウェブ3806の両面は同一面上に位置している。
そのため、主ブラケット部38と鉄骨梁42との連結を、平鋼からなる接続用プレート44、46を用いて簡単にかつ確実に行なうことが可能となり、連結作業を簡易化し、コストダウンを図る上で有利となる。
【0021】
(第3の実施の形態)
次に第3の実施の形態について
図11から
図14を参照して説明する。
第3の実施の形態では、補強部材48の構造が第2の実施の形態と異なっている。
すなわち、
図11(A)に示すように、第3の実施の形態では、補強部材48は、主ブラケット部38の下に配置され主ブラケット部38よりも梁成の小さい下補強部材48Aで構成されている。
上側ダイヤフラム20Aの水平方向を向いた端面と、主ブラケット部38の上フランジ3802の水平方向を向いた端面とは溶着されている。
主ブラケット部38の上フランジ3802の下面は、上側ダイヤフラム20Aの下面と同一の高さに位置している。
下補強部材48Aは、フランジ4802とウェブ4804とを有するT形鋼で構成されている。
下補強部材48Aのウェブ4804は、主ブラケット部38の下フランジ3804と鋼管部22に溶着され、下補強部材48Aのフランジ4802の水平方向を向いた端面と、下側ダイヤフラム20Bの水平方向を向いた端面とは溶着されている。
また、下補強部材48Aのフランジ4802は、下側ダイヤフラム20Bの厚さ方向の中央部に位置している。
図12に示すように、柱梁接合部10Cから離れた主ブラケット部38の端部の上下のフランジ3802、3804には、複数のボルト挿通孔3810が設けられている。
また、柱梁接合部10Cから離れた主ブラケット部38の端部のウェブ3806には、複数のボルト挿通孔3812が設けられている。
【0022】
図11(A)に示すように、鉄骨梁42は、主ブラケット部38の梁成と同一寸法の梁成を有し、主ブラケット部38にボルト24、ナット26を介して着脱可能に締結されている。
図11(A)、
図14に示すように、鉄骨梁42は、第2の実施の形態と同様に、上下のフランジ4202、4204とそれらフランジ4202、4204を接続するウェブ4206とを有するI形鋼で構成されている。
図11(A)に示すように、鉄骨梁42の上フランジ4202の上面と下面は、主ブラケット部38の上フランジ3802の上面と下面と同一の高さに位置し、鉄骨梁42の下フランジ4204の上面と下面は、主ブラケット部38の下フランジ3804の上面と下面と同一の高さに位置している。
鉄骨梁42のウェブ4206は、主ブラケット部38のウェブ3806と同一の厚さを有し、鉄骨梁42のウェブ4206の両面と、主ブラケット部38のウェブ3806の両面は同一面上に位置している。
さらに補強部材48のウェブ4804も、鉄骨梁42のウェブ4206と同様に、主ブラケット部38のウェブ3806と同一の厚さを有し、補強部材48のウェブ4804の両面と、主ブラケット部38のウェブ3806の両面は同一面上に位置している。
すなわち、主ブラケット部38の上フランジ3802と鉄骨梁42の上フランジ4202とは同一の厚さを有し、また、主ブラケット部38の下フランジ3804と鉄骨梁42の下フランジ4204とは同一の厚さを有している。
図13に示すように、鉄骨梁42の端部の上下のフランジ4202、4204には、複数のボルト挿通孔4210が設けられている。
また、鉄骨梁42の端部のウェブ4204には、複数のボルト挿通孔4212が設けられている。
【0023】
図11(A)、(C)に示すように、主ブラケット部38と鉄骨梁42との連結は、第2の実施の形態と同様であり、接続用プレート44、ボルト24、ナット26を用いて主ブラケット部38のウェブ3806と鉄骨梁42のウェブ4206とを連結し、また、
図11(A)、(B)に示すように、接続用プレート46A、46B、ボルト24、ナット26を用いて主ブラケット部38の上下のフランジ3802、3804と鉄骨梁42の上下のフランジ4202、4204とを連結することでなされる。
【0024】
第3の実施の形態によれば、鉄骨梁42の端部に地震時に確実に塑性ヒンジを発生することが可能となり、柱梁接合部10C側に溶着されたブラケット36の損傷を防止し、耐震性を確保しつつ建物全体の安定性を高める上で有利となるなど、第2の実施の形態と同様な効果が奏される。
【0025】
なお、ブラケット18、36は、断面が矩形の接合部本体16の少なくとも2面、あるいは、3面、あるいは4面に設けられる。
また、柱の断面は円形などであってもよく、矩形に限定されない。
また、本実施の形態では、本発明の柱梁接合部と梁との連結構造が適用される柱が鋼管柱である場合について説明したが、柱は、RC造,SRC造,CFT造などであってもよく、柱は鋼管柱に限定されない。柱がCFT造の場合、本発明は本実施の形態と同様に適用できる。また、柱が、例えば、RC造,SRC造の場合、上側の柱の下端と下側の柱の上端に袋ナットやスタッドボルトを埋め込んでおき、それら袋ナットやスタッドボルトを利用しボルトやナットを締結することで、上側の柱の下端と下側の柱の上端に上側ダイヤフラムと下側ダイヤフラムを連結すればよい。