特開 2023-100168 鉄骨柱梁接合構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023100168

(43)【公開日】2023-07-18

(54)【発明の名称】鉄骨柱梁接合構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/24 20060101AFI20230710BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20230710BHJP

【ＦＩ】

E04B1/24 L

E04B1/58 508S

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022000657

(22)【出願日】2022-01-05

(71)【出願人】

【識別番号】303056368

【氏名又は名称】東急建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中田 寛二

(72)【発明者】

【氏名】船積 宏彰

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 重仁

【テーマコード（参考）】

2E125

【Ｆターム（参考）】

2E125AA04

2E125AA14

2E125AB01

2E125AB16

2E125AC15

2E125AC16

2E125AG50

2E125BB01

2E125CA05

(57)【要約】

【課題】鉄骨梁に設計通りの塑性化領域が形成されるように、通しダイアフラムの必要幅を規定した鉄骨柱梁接合構造を提供する。
【解決手段】鉄骨柱２に柱幅より幅の狭い鉄骨梁３を接続させる鉄骨柱梁接合構造１である。
そして、鉄骨柱の内部を貫通して外部に張り出されるブラケット部４２を有する通しダイアフラム４と、鉄骨柱側が拡幅されて鉄骨梁側が梁幅に形成されるスプライスプレート５と、スプライスプレートの鉄骨柱側の端部をブラケット部に接合させるとともに、スプライスプレートの鉄骨梁側の端部を鉄骨梁に接合させる複数の高力ボルト６と備え、通しダイアフラムの必要幅が数式で規定される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄骨柱に柱幅より幅の狭い鉄骨梁を接続させる鉄骨柱梁接合構造であって、
前記鉄骨柱の内部を貫通して外部に張り出されるブラケット部を有する通しダイアフラムと、
鉄骨柱側が拡幅されて鉄骨梁側が梁幅に形成されるスプライスプレートと、
前記スプライスプレートの前記鉄骨柱側の端部を前記ブラケット部に接合させるとともに、前記スプライスプレートの前記鉄骨梁側の端部を前記鉄骨梁に接合させる複数の高力ボルトとを備え、
前記通しダイアフラムの必要幅が以下の式で規定されることを特徴とする鉄骨柱梁接合構造。

【請求項2】

前記スプライスプレートの拡幅側の幅は、前記鉄骨柱から最も遠い前記高力ボルトによる高力ボルト接合のボルト孔位置において前記鉄骨梁が降伏する時に降伏せず、かつ前記鉄骨梁が全塑性に至るまで破断しないように設定されることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨柱梁接合構造。

【請求項3】

前記スプライスプレートの梁幅側に配置された前記高力ボルトの接合箇所よりも前記鉄骨梁側に塑性化領域が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄骨柱梁接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄骨柱に柱幅より幅の狭い鉄骨梁を接続させる鉄骨柱梁接合構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

鉄骨造建築物では、特許文献１の図７に開示されているように、柱梁接合部に通しダイアフラムを配置する工法が知られている。また、一般的な通しダイアフラム形式の在来工法における柱梁接合部では、通しダイアフラムと梁状の短梁ブラケットのフランジとが完全溶け込み溶接で接合されている。さらに、柱スキンプレートと短梁ブラケットのウェブとが、隅肉溶接で接合されている。そして、スプライスプレートを介して、短梁ブラケットと梁部材とが高力ボルトによって接合されている。

【0003】

こうした在来工法では、鉄骨製作工場において、柱と短梁ブラケットとが溶接された出来姿の状態になるまでの製作が行われる。すなわち、上記した溶接作業は鉄骨製作工場で行われ、高力ボルトによる接合作業は工事現場で行われることになる。完全溶け込み溶接は、フランジが破断に至るまで、フランジに生じる応力を通しダイアフラムに伝達できる点で非常に優れた溶接方法である。一方で、高い性能が要求されることから、溶接部の品質を確保するために、高度な技術を要する溶接工の確保や、溶接部全数の超音波探傷試験（UT試験）による欠陥の有無の確認など、高度な品質管理が求められている。

【0004】

ここで、在来工法における梁の塑性化領域は、柱と接する梁部材の梁端が塑性化領域の起点となり、梁部材の変形の進展に伴って、梁端から梁部材中央側に向かって塑性化領域が形成されることになる。すなわち、一般に地震時に梁に生じる曲げモーメントが最も大きい部位に、高度な品質管理が要求される完全溶け込み溶接を用いていることになる。

【0005】

一方、特許文献１では、柱から最も遠い高力ボルト接合のボルト孔位置（以下、「第１ボルト位置」という。）が塑性化領域の起点となるように、通しダイアフラムの幅を数式によって規定した発明が開示されている。すなわち地震荷重時に、梁側のみを塑性化させて、通しダイアフラムのブラケット側を弾性内に抑える崩壊機構とすることで、地震後において、梁部のみを補修などして大掛かりな復旧工事が不要となるようにしている。ここで、特許文献１の柱梁接合部のスプライスプレートは、継手全長に渡って同一幅の長方形板状となっている。

【0006】

また、特許文献２にも通しダイアフラム形式の柱梁接合部の発明が開示されているが、通しダイアフラムの幅に関する具体的な規定は開示されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４７７００９６号公報

【特許文献2】特開２０２０－９４３４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載されている数式によって通しダイアフラムの幅を規定したことで想定される崩壊機構は、梁の第１ボルト位置の降伏が必ず先行するための条件が課されていない、梁の塑性変形能力を確保するための条件が課されていない、スプライスプレートが継手全長に渡って同一幅となっているなどの理由から、想定した設計通りに進行するかどうかの疑問が残る。また、特許文献２には、通しダイアフラムの幅に関する規定がない。

【0009】

そこで本発明は、鉄骨梁に設計通りの塑性化領域が形成されるように、通しダイアフラムの必要幅を規定した鉄骨柱梁接合構造を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記目的を達成するために、本発明の鉄骨柱梁接合構造は、鉄骨柱に柱幅より幅の狭い鉄骨梁を接続させる鉄骨柱梁接合構造であって、前記鉄骨柱の内部を貫通して外部に張り出されるブラケット部を有する通しダイアフラムと、鉄骨柱側が拡幅されて鉄骨梁側が梁幅に形成されるスプライスプレートと、前記スプライスプレートの前記鉄骨柱側の端部を前記ブラケット部に接合させるとともに、前記スプライスプレートの前記鉄骨梁側の端部を前記鉄骨梁に接合させる複数の高力ボルトとを備え、前記通しダイアフラムの必要幅が以下の式で規定されることを特徴とする。

【0011】

【0012】

ここで、前記スプライスプレートの拡幅側の幅は、前記鉄骨柱から最も遠い前記高力ボルトによる高力ボルト接合のボルト孔位置において前記鉄骨梁が降伏する時に降伏せず、かつ前記鉄骨梁が全塑性に至るまで破断しないように設定される構成とすることができる。また、前記スプライスプレートの梁幅側に配置された前記高力ボルトの接合箇所よりも前記鉄骨梁側に塑性化領域が形成されるようにすることができる。

【発明の効果】

【0013】

このように構成された本発明の鉄骨柱梁接合構造は、鉄骨梁に設計通りの塑性化領域が形成されるように、通しダイアフラムの必要幅を数式で規定している。さらに、スプライスプレートを拡幅して、継手部に充分な剛性及び耐力を付与することで、確実に第１ボルト位置で鉄骨梁が全塑性に至ることになり、鉄骨梁の所定の塑性変形能力を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造の構成を示した斜視図である。

【図2】鉄骨柱と通しダイアフラムの構成を示した斜視図である。

【図3】本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造の構築方法を説明するための斜視図である。

【図4】本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造で規定する数式を説明するための説明図である。

【図5】本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造の効果を確認するために行った数値解析を説明する図であって、（ａ）は本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造の解析モデルの斜視図、（ｂ）は比較例となる在来工法の柱梁接合部の解析モデルの斜視図である。

【図6】解析結果を説明するグラフである。

【図7】スプライスプレートの拡幅側の幅の決め方を説明するための説明図である。

【図8】実施例１で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例１の平面図である。

【図9】実施例１で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例１の側面図である。

【図10】実施例１で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例２の平面図である。

【図11】実施例１で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例３の平面図である。

【図12】実施例１で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例４の平面図である。

【図13】実施例２で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例５の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の構成を示した斜視図である。また、図２は、鉄骨柱２と通しダイアフラム４の構成を示した斜視図、図３は、鉄骨柱梁接合構造１の構築方法を説明するための斜視図である。

【0016】

本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１は、鉄骨柱２に柱幅より幅の狭い梁幅の鉄骨梁３を接続させる交差部に設けられる。図１－図３では、鉄骨柱２の交差部分のみを抜き出して図示している。

【0017】

鉄骨柱２には、平面視略正方形を含む略長方形の角形鋼管、円形鋼管などの鉄骨を使用することができる。また、鋼管の内部にコンクリートを充填したコンクリート充填鋼管柱（CFT:Concrete Filled Tube）を、鉄骨柱２とすることもできる。

【0018】

梁との交差部においては、鉄骨柱２の内部は、鋼板によって形成される通しダイアフラム４によって塞がれる。通しダイアフラム４は、交差部の上部と下部に間隔を置いて配置される。通しダイアフラム４，４が設けられた鉄骨柱２の交差部は、既製品を用いてもよいし、後述するように溶接によって組み立てることもできる。

【0019】

例えば、交差部における鉄骨柱２は、上部の通しダイアフラム４の上側に配置される部分と、上下の通しダイアフラム４，４の間に配置される部分と、下部の通しダイアフラム４の下側に配置される部分とに分かれている。そして、鉄骨柱２の各部分と通しダイアフラム４とは、ロボット溶接によって接合される。

【0020】

図２を参照しながら、通しダイアフラム４の詳細について説明する。通しダイアフラム４は、鉄骨柱２の内部を貫通する貫通部４１と、外部に張り出されるブラケット部４２とが、一枚の一体の鋼板によって形成されている。

【0021】

例えば、平面視略八角形の鋼板によって形成された通しダイアフラム４では、内縁が略正方形で外縁が略八角形の鉄骨柱２の側方に張り出された環状部分が、ブラケット部４２となる。

【0022】

鉄骨柱２の交差部の上下から張り出された通しダイアフラム４，４のブラケット部４２，４２間は、側面視略長方形の鋼板によって形成されるブラケットウェブ４３によって繋がれる。

【0023】

ブラケットウェブ４３は、鉄骨柱２の側面からの張り出し量がブラケット部４２と同じで、鉄骨柱２の各側面の幅方向略中央に配置される。そして、ブラケットウェブ４３は、鉄骨柱２の側面と上部のブラケット部４２の下面と下部のブラケット部４２の上面とに、隅肉溶接によって接合される。

【0024】

ブラケット部４２及びブラケットウェブ４３には、高力ボルトや超高力ボルトを通すためのボルト孔４４が、複数、穿孔される。ボルト孔４４の数や位置などの詳細については、後述する。

【0025】

図３に示すように、通しダイアフラム４のブラケット部４２及びブラケットウェブ４３は、接続する鉄骨梁３の各部の位置に合わせて設けられる。鉄骨梁３は、例えばＨ形鋼によって形成され、上フランジ３１と、下フランジ３２と、それらを繋ぐウェブ３３とを備えている。ここで、通しダイアフラム４のブラケット部４２の厚さは、鉄骨梁３のフランジ（３１，３２）の厚さと同等以上にする。

【0026】

上部の通しダイアフラム４のブラケット部４２は、鉄骨梁３の上フランジ３１と突き合わせる位置に設けられ、下部の通しダイアフラム４のブラケット部４２は、鉄骨梁３の下フランジ３２と突き合わせる位置に設けられる。そして、通しダイアフラム４のブラケットウェブ４３は、鉄骨梁３のウェブ３３と突き合わせる位置に設けられる。

【0027】

すなわち、本実施の形態の通しダイアフラム４は、在来技術における一般的な「通しダイアフラムとしての機能」と、鉄骨梁３を接続するための「梁ブラケットとしての機能」とを備えている。

【0028】

鉄骨梁３の軸方向端部の上フランジ３１、下フランジ３２及びウェブ３３には、高力ボルトや超高力ボルトを通すためのボルト孔３４が、複数、穿孔される。ボルト孔３４の数や位置などの詳細については、後述する。

【0029】

このようにして突き合せられる通しダイアフラム４と鉄骨梁３とは、スプライスプレート５を介して、超高力ボルトを含む高力ボルト６によって接合される。要するに、スプライスプレート５の鉄骨柱側の端部は、通しダイアフラム４のブラケット部４２に接合され、スプライスプレート５の鉄骨梁側の端部は、鉄骨梁３の端部に接合される。

【0030】

また、スプライスプレート５は、鉄骨柱側が拡幅されて鉄骨梁側が梁幅となるように鋼板によって形成される。すなわち、上部の通しダイアフラム４のブラケット部４２と鉄骨梁３の上フランジ３１との上面間に架け渡されるスプライスプレート５は、鉄骨柱２に隣接する縁部の幅が柱幅程度に拡幅され、鉄骨梁側の縁部が梁幅にされた平面視略台形状に形成される。下部の通しダイアフラム４のブラケット部４２と鉄骨梁３の下フランジ３２との下面間に架け渡されるスプライスプレート５も、同様の平面視略台形状に形成される。

【0031】

これに対して、スプライスプレート５と上フランジ３１又は下フランジ３２を挟んで対向させる添プレート５１は、鉄骨梁３のウェブ３３の両側にそれぞれ配置できるように、スプライスプレート５の幅の半分以下の幅に形成される。

【0032】

また、通しダイアフラム４のブラケットウェブ４３と鉄骨梁３のウェブ３３との両方の側面間にそれぞれ架け渡されるウェブプレート５２は、鉄骨梁３のウェブ３３よりも低い高さの側面視略長方形に、鋼板によって形成される。

【0033】

スプライスプレート５、添プレート５１及びウェブプレート５２には、高力ボルトや超高力ボルトを通すためのボルト孔５３が、複数、穿孔される。ボルト孔５３の数や位置などの詳細については、後述する。

【0034】

次に、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１で規定する数式について、図４を参照しながら説明する。
図４は、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の模式図と、鉄骨梁３の第１ボルト位置（Ａ断面位置（鉄骨柱２から最も離れた高力ボルト６による高力ボルト接合のボルト孔位置））での降伏時と全塑性時の曲げモーメント分布を図示したものである。

【0035】

本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１では、鉄骨梁３の耐力及び塑性変形能力を確保するために、通しダイアフラム４のＥ断面位置における幅（必要幅）に対して次のような条件を課すこととしている。

【0036】

＜条件１＞鉄骨梁３の第１ボルト位置降伏時
第１ボルト位置（Ａ断面位置）での降伏時に、Ｅ断面位置の通しダイアフラム４は降伏しない。
＜条件２＞鉄骨梁３の第１ボルト位置全塑性時
第１ボルト位置（Ａ断面位置）での全塑性時に、Ｅ断面位置の通しダイアフラム４が破断しない。

【0037】

上記した２つの条件を具体的な条件式に書き下し、展開して整理すると以下のようになる。
＜条件１＞鉄骨梁３の第１ボルト位置降伏時
第１ボルト位置（Ａ断面位置）での降伏時に、Ｅ断面位置の通しダイアフラム４が降伏しないという条件１を式に書き下すと次のようになる。

【数1】

【0038】

上式の左辺のＥ断面位置の通しダイアフラム４の降伏曲げ耐力_EM_yを、Ｅ断面位置の有効断面係数_EZ_eと降伏強度_Jdσ_yとで表わすと、次式のようになる。

【数2】

【0039】

そして、有効断面係数_EZ_eは、次式で表すことができる。なお、柱梁接合部せい_JDは、鉄骨梁３の梁せいと同じになる。

【数3】

【0040】

さらに、（数３）で示した式を（数２）で示した式に代入して、Ｅ断面位置の通しダイアフラム４のボルト孔４４の欠損を考慮した有効幅_Eb_eで整理すると、以下の式のように表すことができる。

【数4】

【0041】

この有効幅_Eb_eは、実際に必要となる必要幅_Ebと、Ｅ断面位置の高力ボルト６の本数_Enと、ボルト孔４４の孔径dとを用いると、以下の式のように表すことができる。

【数5】

【0042】

これを（数４）で示した式に代入して整理すると、第１ボルト位置の降伏時にＥ断面位置の通しダイアフラム４が降伏しないために必要となる通しダイアフラム４の必要幅_Ebの条件として次式が得られる。

【数6】

【0043】

＜条件２＞鉄骨梁３の第１ボルト位置全塑性時
第１ボルト位置（Ａ断面位置）での全塑性時に、Ｅ断面位置の通しダイアフラム４が破断しないという条件２を式に書き下すと次のようになる。

【数7】

【0044】

ここで、_EM_uはＥ断面位置の通しダイアフラム４の破断耐力、_EM_dはＡ断面位置での全塑性時のＥ断面位置の曲げモーメント、αは1.0より小さい接合部係数を示す。

【0045】

（数７）で示した上式の左辺を、Ｅ断面位置の通しダイアフラム４とブラケットウェブ４３のそれぞれの塑性断面係数（_EdZ_p，_EwZ_p）と引張強度（_Jdσ_u，_Jwσ_u）で表わすと次式のようになる。

【数8】

【0046】

Ｅ断面位置における通しダイアフラム４の塑性断面係数_EdZ_pは、次式で表すことができる。

【数9】

【0047】

さらに、（数９）で示した式を（数８）で示した式に代入して、Ｅ断面位置の通しダイアフラム４のボルト孔４４の欠損を考慮した有効幅_Eb_eで整理すると、以下の式のように表すことができる。

【数10】

【0048】

この有効幅_Eb_eは、実際に必要となる必要幅_Ebと、Ｅ断面位置の高力ボルト６の本数_Enと、ボルト孔４４の孔径dとを用いると、（数５）で示した式のように表すことができるので、（数１０）で示した式に代入して整理すると、第１ボルト位置の全塑性時にＥ断面位置の通しダイアフラム４が破断しないために必要となる通しダイアフラム４の必要幅_Ebの条件として、次式が得られる。

【数11】

【0049】

すなわち、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１では、図４に示すＥ断面位置の通しダイアフラム４の必要幅が、上記（数６）及び（数１１）で示した式を満たす構成となっている。

【0050】

本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１では、鉄骨柱側が拡幅されて鉄骨梁側が梁幅に形成されるスプライスプレート５を、鉄骨梁３の上フランジ３１の上面と下フランジ３２の下面とに対向させて配置している。そこで、スプライスプレート５の拡幅によって得られる効果について、解析的に検討した結果を説明する。

【0051】

図５に、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の効果を確認するために行った数値解析の解析モデルを示した。図５（ａ）は、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の解析モデルの主要部を拡大して示した斜視図であり、図５（ｂ）は、比較のために解析した在来工法の柱梁接合部の解析モデルの斜視図である。

【0052】

ここで、在来工法の解析モデルでは、H-600×300×12×25及びH-600×300×12×22で示される2種類のＨ形鋼により梁断面をそれぞれモデル化し、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の解析モデルでは、H-600×300×12×22で示されるＨ形鋼を、鉄骨梁３の梁断面としてモデル化した。すなわち、在来工法の解析モデルについては、フランジの厚さが１サイズ厚い25mmのＨ形鋼を使用した場合も作成した。

【0053】

解析は、荷重を梁の自由端に強制変位として与える載荷方式で行った。図６に、梁の自由端のせん断力（kN）と部材角（rad）との関係を示す。本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の解析モデルの解析結果は、実線で示したNo.3である。一方、No.2（点線）は、フランジ厚が１サイズ厚い在来工法（H-600×300×12×25）の解析結果を示し、No.1（破線）は、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１とフランジ厚を同じにした在来工法（H-600×300×12×22）の解析結果を示している。

【0054】

図６の解析結果を見ると、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の解析モデル（No.3）では、フランジ厚が在来工法（No.2）のモデルよりも薄いにも関わらず、在来工法（No.2）と同等の剛性及び耐力を発揮していることが分かる。さらに、フランジ厚が同じ在来工法（No.1）と比較すると、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の解析モデル（No.3）の方が、高い剛性及び耐力を発揮していることが分かる。これは、スプライスプレート５の拡幅が、部材剛性及び耐力の向上に寄与した結果と言える。

【0055】

続いて、スプライスプレート５の拡幅側の幅の決め方について、図７を参照しながら説明する。

【0056】

鉄骨梁３の上フランジ３１の上面及び下フランジ３２の下面に接触させるスプライスプレート５の幅は、以下の２つの条件を満たすように決定する。
＜幅決定条件１＞
第1ボルト位置（Ａ断面位置）での鉄骨梁３の降伏時に、Ｂ断面及びＤ断面位置のスプライスプレート５が降伏しないような幅に決定する。
＜幅決定条件２＞
第１ボルト位置（Ａ断面位置）での鉄骨梁３の全塑性時に、Ｂ断面及びＤ断面位置のスプライスプレート５が破断しないように幅を決定する。

【0057】

次に、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１では、鉄骨梁３に設計通りの塑性化領域が形成されるように、通しダイアフラム４の必要幅を数式（数６，数１１）で規定している。

【0058】

また、継手部は、梁に入力される曲げモーメントが大きい箇所に設けられるため、スプライスプレート５を拡幅することで、継手部に充分な剛性及び耐力を付与している。さらに、鉄骨造である鉄骨梁３が塑性変形能力を発揮するためには塑性化領域を確保することが重要となるので、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１では、スプライスプレート５を拡幅して継手に充分な耐力を確保することで、柱側面からオフセットした位置で鉄骨梁３が降伏に至るように設計している。

【0059】

詳細には図４に示すように、鉄骨梁３の降伏は、柱側面から最も遠いボルト孔３４（第１ボルト位置）が起点となって生じ、鉄骨梁３の変形の進展に伴って、塑性化領域が第１ボルト位置から鉄骨梁３の中央側に向かって形成されるように、数式（数６，数１１）によって規定している。

【0060】

要するに、スプライスプレート５を拡幅して、継手部に充分な剛性及び耐力を付与することで、確実に第１ボルト位置で鉄骨梁３が全塑性に至ることになり、鉄骨梁３の所定の塑性変形能力を発揮させることができる。

【0061】

また、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１では、図６の解析結果で説明したように、スプライスプレート５を拡幅したことによって、在来工法と比べて、鉄骨梁３の梁断面を縮減することができるようになる。

【0062】

そして、在来工法のように梁フランジと通しダイアフラムとの完全溶け込み溶接をする必要がないので、溶接部の品質に左右されない梁の力学性能を確保することができる。また、梁の塑性化領域が、柱側面からオフセットされた位置に形成されるため、梁の力学性能は溶接部の品質に左右されることがない。さらに、鉄骨製作工場における溶接工数を削減できるとともに、超音波探傷試験（UT試験）の試験箇所数も削減でき、鉄骨製作の省力化と生産性を向上させることができる。

【0063】

また、鉄骨製作工場で製作されるのは、図２に示したような、交差部の鉄骨柱２の側面から通しダイアフラム４のブラケット部４２が、200mm程度と短く張り出したコンパクトな部材となる。例えば、在来工法の柱から張り出すブラケット長さは1,000mm程度となるため、在来工法の工場で製作した部材は、１台のトレーラーに2本しか積載できなかったが、本実施の形態のようにショートブラケットとすることで、積載可能な柱本数を２倍程度に増やすことができ、運搬効率を向上させることができる。

【実施例0064】

以下、前記した実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の具体的な構成（構造例）について、図８－図１２を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。

【0065】

図８は、実施例１で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例１の平面図、図９は構造例１の側面図である。構造例１では、鉄骨柱２に550×550×19の角形鋼管を使用し、鉄骨梁３にはH-600×300×12×22のＨ形鋼を使用している。

【0066】

この構造例１では、鉄骨梁３に生じる曲げモーメントに対して、接合部のスプライスプレート５と母材（鉄骨梁３又はブラケット部４２）との間に、一次設計時にすべりが生じないように高力ボルト６の本数を決定している。

【0067】

詳細には、ブラケット側と梁側とのそれぞれに、14本の高力ボルト６が必要となる。14本の高力ボルト６を、スプライスプレート５の最大幅が柱幅となるようにブラケット部４２に配置する。このときのブラケット部４２の張り出し量（柱側面から先端までの距離）は、200mmとなる。

【0068】

例えば、鉄骨柱２の柱側面と鉄骨柱２に最も近い高力ボルト６の間隔を100mmとし、2列の高力ボルト６の間隔を60mmとし、ブラケット部４２の梁側先端のボルト孔４４からのはしあきを40mmとすると、それらを足して200mmになる。なお、ブラケット部４２の斜め方向の張り出しcは、108mmとなる。

【0069】

ここで、実施例１における高力ボルト６の配置方法は、以下のレールを標準とする。
＜ルール１＞
ブラケット部４２に配置する梁軸方向の高力ボルト６の列数は、2列以下を標準とする。
＜ルール２＞
スプライスプレート５の最大幅の上限値は、鉄骨柱２の柱幅とし、この幅に高力ボルト６が配置できない場合は、梁軸方向の高力ボルト６を2列を超える列数で配置する。このときは、ブラケット部４２の張り出し量は、200mmより大きくなる。

【0070】

図１０は、構造例１の鉄骨梁３を、H-600×200×12×22とした場合の構造例２の鉄骨柱梁接合構造１である。すなわち構造例２では、鉄骨柱２に550×550×19の角形鋼管を使用し、鉄骨梁３にはH-600×200×12×22のＨ形鋼を使用している。

【0071】

そして、構造例１と同様の方法で高力ボルト６の本数を決定すると、ブラケット側と梁側のそれぞれに10本の高力ボルト６が必要になり、これを上記したルールでブラケット部４２に配置した結果が、図１０となる。ここで、ブラケット部４２の斜め方向の張り出しcは、66mmとなる。

【0072】

図１１は、鉄骨柱２に550×550×36の角形鋼管を使用し、鉄骨梁３にはH-800×300×14×25のＨ形鋼を使用した構造例３を示している。構造例３でも、上記したルールに則って、スプライスプレート５の最大幅が柱幅以下となるように、ブラケット側に3列で高力ボルト６を配置している。ここで、ブラケット部４２の斜め方向の張り出しcは、195mmとなる。

【0073】

ところで、上述した構造例１－３は、高力ボルト６を使用した場合である。締付軸力が高力ボルトの1.5倍程度となる超高力ボルトを使用することで、別の構造とすることもできる。

【0074】

例えば、構造例１では、ブラケット部４２の斜め方向の張り出しcが108mmで、スプライスプレート５の最大幅が柱幅と同じ550mmであったが、超高力ボルトを使用することで、図１２の構造例４に示すように、ブラケット部４２の斜め方向の張り出しcを73mmとし、スプライスプレート５の最大幅を柱幅よりも小さくして、鋼材量を削減することができる。

【0075】

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。

【実施例0076】

以下、前記した実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１の具体的な構成（構造例）について、図１３を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。

【0077】

実施例２で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例５は、上記実施例１で説明した構造例１－４とは異なり、スプライスプレート５の最大幅を鉄骨柱２の柱幅より広くしている。この構造例５は、図１１を参照しながら説明した構造例３と同じく、鉄骨柱２に550×550×36の角形鋼管を使用し、鉄骨梁３にはH-800×300×14×25のＨ形鋼を使用している。

【0078】

そして、構造例３と同じく、ブラケット側と梁側に、それぞれ18本の高力ボルト６が必要になるので、構造例５では、上記実施例１で示した「＜ルール１＞ ブラケット部４２に配置する梁軸方向の高力ボルト６の列数は、2列以下を標準とする。」に従って、ブラケット側の高力ボルト６を配置した。

【0079】

この結果、図１３に示したように、スプライスプレート５の最大幅は、鉄骨柱２の柱幅を超えることになった。また、ブラケット部４２の斜め方向の張り出しcは、168mmとなった。

【0080】

すなわち、構造例３では、スプライスプレート５の最大幅を柱幅以下とするために、ブラケット側に3列で高力ボルト６を配置したが、構造例５のように、ブラケット側に２列で高力ボルト６を配置して、スプライスプレート５の最大幅を鉄骨柱２の柱幅より広くすることもできる。

【0081】

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。

【0082】

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

【0083】

例えば、前記実施の形態及び実施例では、鉄骨柱２の四方に鉄骨梁３が接続される構成を例にして主に説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも１本の鉄骨梁３が鉄骨柱２に接続される交差部において、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造１を設けることができる。