(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】P2024141629
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】柱梁接合構造
(51)【国際特許分類】
E04B 1/24 20060101AFI20241003BHJP
E04B 1/30 20060101ALI20241003BHJP
E04B 1/58 20060101ALI20241003BHJP
【FI】
E04B1/24 G
E04B1/30 K
E04B1/58 508P
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023053379
(22)【出願日】2023-03-29
【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り
(71)【出願人】
【識別番号】000000549
【氏名又は名称】株式会社大林組
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】柴田 淳平
(72)【発明者】
【氏名】江村 勝
(72)【発明者】
【氏名】河辺 美穂
(72)【発明者】
【氏名】芹澤 丈晴
(72)【発明者】
【氏名】岡村 歩
【テーマコード(参考)】
2E125
【Fターム(参考)】
2E125AA04
2E125AA14
2E125AC02
2E125AC15
2E125BB01
2E125CA05
(57)【要約】
【課題】架構全体の剛性の低下を抑えることのできる柱梁接合構造を提供する。
【解決手段】鉄骨梁は、柱11に半剛接合される第1梁材20と、第1梁材20にピン接合されることで第1梁材20を介して柱11に接続され、第1梁材20よりも長い第2梁材40と、を有する。第1梁材20は、第2梁材40に向かって第1下フランジ22と第1ウェブ23の一部とを突出させたT形状の第1突出部25と、第1突出部25の上端部に接合されて第1下フランジ22に対向する第1接合板30と、を有する。第2梁材40は、第1梁材20に向かって第2上フランジ41と第2ウェブ43の一部とを突出させたT形状の第2突出部45と、第2突出部45の下端部に接合されて第2上フランジ41に対向する第2接合板50と、を有する。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱と鉄骨梁との柱梁接合構造であって、
前記鉄骨梁は、前記柱に接続される第1梁材と前記第1梁材を介して前記柱に接続され前記第1梁材よりも長い第2梁材とを有し、
前記第1梁材は、前記柱に半剛接合され、
前記第2梁材は、前記第1梁材にピン接合されている
柱梁接合構造。
【請求項2】
前記第1梁材は、前記柱の強度に応じた長さを有する
請求項1に記載の柱梁接合構造。
【請求項3】
前記第1梁材および前記第2梁材の各々は、上フランジと、下フランジと、前記上フランジと前記下フランジとを接続するウェブと、を有し、
前記第1梁材は、前記第2梁材側の端部に、第1下フランジと上端部が第1上フランジよりも下方に位置する第1ウェブ突出部とで形成される第1突出部と、前記第1ウェブ突出部の上端部に接合されて前記第1下フランジに対向する第1接合板と、を有し、
前記第2梁材は、前記第1梁材側の端部に、第2上フランジと下端部が第2下フランジよりも上方に位置する第2ウェブ突出部とで形成される第2突出部と、前記第2ウェブ突出部の下端部に接合されて前記第2上フランジに対向する第2接合板と、を有する
請求項1または2に記載の柱梁接合構造。
【請求項4】
前記第1接合板と前記第2接合板との間に隙間形成板が配設されている
請求項3に記載の柱梁接合構造。
【請求項5】
前記第2ウェブ突出部の上下幅が前記第1ウェブ突出部の上下幅よりも小さい
請求項3に記載の柱梁接合構造。
【請求項6】
前記第1接合板および前記第2接合板の一方には、長さ方向に延びる長穴形状の接合孔が形成されている
請求項3に記載の柱梁接合構造。
【請求項7】
前記第1梁材は、前記第1突出部と前記第1接合板とに接合される第1補強板を有し、
前記第2梁材は、前記第2突出部と前記第2接合板とに接合される第2補強板を有する
請求項3に記載の柱梁接合構造。
【請求項8】
前記第1接合板は、前記第1下フランジと前記第1上フランジとに対向して第1ウェブに接合される部分を有し、
前記第2接合板は、前記第2上フランジと前記第2下フランジとに対向して第2ウェブに接合される部分を有する
請求項3に記載の柱梁接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、柱と鉄骨梁との柱梁接合構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、コンクリート造の柱に対して鉄骨梁をピン接合する構造として、例えば特許文献1のような構造が知られている。特許文献1においては、柱には、柱の側面から突出する部分を有する複数のアンカーボルトが埋設されている。鉄骨梁には、アンカーボルトの配列に合わせて接合孔が形成されたベースプレートが設けられている。そして、接合孔にアンカーボルトを挿通させ、そのアンカーボルトにベースプレートを締結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の構造においては、柱に鉄骨梁がピン接合されていることで鉄骨梁による柱の曲げ拘束効果がなくなるため、架構全体としての剛性が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決する柱梁接合構造は、柱と鉄骨梁との柱梁接合構造であって、前記鉄骨梁は、前記柱に接続される第1梁材と前記第1梁材を介して前記柱に接続され前記第1梁材よりも長い第2梁材とを有し、前記第1梁材は、前記柱に半剛接合され、前記第2梁材は、前記第1梁材にピン接合されている。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、鉄骨梁による柱の曲げ拘束効果が得られるため、架構全体の剛性の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】柱梁接合構造の一実施形態の概略構成を模式的に示す側面図である。
【
図3】
図2の3-3線における第1梁材の断面図である。
【
図4】
図2の4-4線における第2梁材の断面図である。
【
図5】
図2において線5で囲まれた部分を拡大した拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図1~
図5を参照して、柱梁接合構造の一実施形態について説明する。
図1に示すように、架構10は、柱11と鉄骨梁12とを有する。柱11は、下柱13と上柱14とが仕口15で接続されている。下柱13、上柱14、および、仕口15は、例えばプレキャスト材である。鉄骨梁12は、柱11に半剛接合されている。具体的には、鉄骨梁12は、下柱13に設けられた図示されない接合孔に対してボルト16によって接合されている。鉄骨梁12は、仕口15に設けられたアンカーボルト17に対してナット18によって接合されている。鉄骨梁12の上側には、図示されないスラブが設けられる。鉄骨梁12は、図示されないスタッドを介してスラブに接合されている。
【0009】
鉄骨梁12は、第1梁材20と第2梁材40とを有する。第1梁材20および第2梁材40は、上フランジと、下フランジと、上フランジの中央部と下フランジの中央部とを接続するウェブと、を有する鉄骨材である。第1梁材20は、第1上フランジ21と、第1下フランジ22と、第1ウェブ23とを有する。第2梁材40は、第2上フランジ41と、第2下フランジ42と、第2ウェブ43とを有する。第1梁材20と第2梁材40は、接合部60においてボルト61とナット62とを用いて接合されている。第1梁材20と第2梁材40は、接合後において、第1上フランジ21と第2上フランジ41とが同一平面上に位置するように、また、第1下フランジ22と第2下フランジ42とが同一平面上に位置するように形成されている。なお、以下では、
図1における左右方向であって鉄骨梁12が延びる方向を長さ方向、
図1における紙面直交方向を横幅方向という。
【0010】
第1梁材20は、接合部60とは反対側の端部に、第1上フランジ21と第1下フランジ22と第1ウェブ23とに接合されたベースプレート24を有する。ベースプレート24は、柱11に半剛接合される。ベースプレート24には、第1梁材20と柱11とを接合するための柱接合孔が各所に設けられている。第1梁材20の長さは、柱11の強度に応じて決定される。第2梁材40は、第1梁材20よりも長い梁材である。第2梁材40は、第1梁材20を介して柱11に接続される。
【0011】
(第1梁材)
図2に示すように、第1梁材20は、接合部60に、第2梁材40に向けて第1下フランジ22と第1ウェブ23の一部とを突出させた断面T形状の第1突出部25を有する。第1ウェブ23の突出部分のことを第1ウェブ突出部26という。接合部60において、第1ウェブ23は、第1突出部25によって、第1ウェブ角部27を有する側面視L字状に形成されている。第1ウェブ突出部26の上端部は、上下方向において、第1上フランジ21よりも下方に位置しているとともに第1下フランジ22よりも第1上フランジ21に近い位置に位置している。
【0012】
第1ウェブ突出部26の上端部には、第1接合板30が接合されている。第1接合板30は、横幅方向における第1ウェブ突出部26の両側において第1下フランジ22に対向している。第1接合板30は、第1ウェブ突出部26の先端部から第1梁材20の長さ方向に沿って延びている。第1接合板30は、第1上フランジ21に対向する部分を有するとともにその第1上フランジ21に対向する部分が第1ウェブ23に接合されている。
【0013】
図3に示すように、第1接合板30には、ピン接合孔として第1接合孔31が形成されている。第1接合孔31は、ボルト61が挿通される孔である。第1接合孔31は、円形状に形成されている。
【0014】
第1突出部25は、第1補強板として、第1先端側補強板33と第1基端側補強板34とを有する。第1先端側補強板33は、第1接合孔31よりも第1突出部25の先端側において、第1接合板30と第1ウェブ突出部26とに対して接合されている。第1基端側補強板34は、第1接合孔31よりも第1突出部25の基端側において、第1接合板30と第1ウェブ突出部26と第1下フランジ22とに接合されている。
【0015】
第1梁材20の長さLは、その長さLと第1梁材20に作用する設計荷重Qとに基づくモーメント(=Q×L)が柱11の強度を超えないように決定される。長さLは、具体的には、第1梁材20の端から第1接合孔31の中心軸までの長さである。第1梁材20は、柱11の強度が大きいほど長くすることが可能である。
【0016】
(第2梁材)
図2に示すように、第2梁材40は、接合部60に、第1梁材20に向けて第2上フランジ41と第2ウェブ43の一部とを突出させた断面逆T形状の第2突出部45を有する。第2ウェブ43の突出部分のことを第2ウェブ突出部46という。第2ウェブ突出部46は、第1ウェブ突出部26と略等しい長さと、第1ウェブ突出部26よりも短い上下幅と、を有する。接合部60において、第2ウェブ43は、第2突出部45によって、第2ウェブ角部47を有する側面視逆L字状に形成されている。第2ウェブ突出部46の下端部は、上下方向において、第2下フランジ42よりも上方に位置しているとともに第2下フランジ42よりも第2上フランジ41に近い位置に位置している。
【0017】
第2ウェブ突出部46の下端部には、第2接合板50が接合されている。第2接合板50は、横幅方向における第2ウェブ突出部46の両側において第2上フランジ41に対向している。第2接合板50は、第2ウェブ突出部46の先端部から第2梁材40の長さ方向に沿って延びている。第2接合板50は、第2下フランジ42に対向する部分を有するとともにその第2下フランジ42に対向する部分が第2ウェブ43に接合されている。
【0018】
図4に示すように、第2接合板50には、ピン接合孔として第2接合孔51が形成されている。第2接合孔51は、ボルト61が挿通される孔である。第2接合孔51は、第2梁材40の長さ方向に延びる長穴形状に形成されている。第2接合孔51が長穴形状であることにより、第2梁材40は、第1梁材20に対して、長さ方向において移動可能に構成される。
【0019】
第2突出部45は、第2補強板として、第2先端側補強板53と第2基端側補強板54とを有する。第2先端側補強板53は、第2接合孔51よりも第2突出部45の先端側において、第2接合板50と第2ウェブ突出部46とに対して接合されている。第2基端側補強板54は、第2接合孔51よりも第2突出部45の基端側において、第2接合板50と第2ウェブ突出部46と第2下フランジ42とに接合されている。
【0020】
(接合部の詳細)
図5に示すように、第1接合板30と第2接合板50との間には隙間形成板65が配設されている。隙間形成板65には、ピン接合孔として中間接合孔66が形成されている。中間接合孔66は、第1接合孔31と同様に円形状に形成されている。隙間形成板65は、長さ方向におけるボルト61の両側において、第1接合板30と第2接合板50との間に隙間70を形成する。この隙間70により、第1梁材20に対して第2梁材40が上下方向に撓んだときに第1梁材20と第2梁材40との接触が抑制される。隙間形成板65は、第1接合板30に対して接合されていることが好ましい。
【0021】
また、第1接合孔31の中心軸と第2接合孔51の中心軸とが一致した状態で第1梁材20と第2梁材40とが接合されると、第1ウェブ23と第2ウェブ43との間には、隙間71が形成される。
【0022】
本実施形態では、下記のようにして隙間71を形成している。
・第1ウェブ突出部26と第2ウェブ突出部46とを略等しい長さにする。
・第1梁材20において、第1接合孔31の中心軸を長さ方向における第1ウェブ突出部26の中央よりも先端側にする。
・第2梁材40において、第2接合孔51の中心軸を長さ方向における第2ウェブ突出部46の中央よりも先端側にする。
【0023】
この隙間71により、第1梁材20に対して第2梁材40が長さ方向に移動したときに第1梁材20と第2梁材40との接触が抑制される。なお、
図5においては、第1梁材20と第2梁材40との間に形成されている隙間70,71の部分にドットを付している。
【0024】
(施工方法の一例)
鉄骨梁12の施工方法の一例について説明する。まず、下柱13を設置したのち、その下柱13に対し、第1梁材20が接合された仕口15を接合する。その後、下柱13に第1梁材20を接合する。これにより、第1梁材20が半剛接合される。第1梁材20が半剛接合されると、クレーンなどを用い、第1接合板30と第2接合板50とが重畳するように第2梁材40を配置する。そして、ボルト61とナット62とを用いて、第1接合板30と第2接合板50とが接合される。
【0025】
本実施形態の作用および効果について説明する。
(1)鉄骨梁12は、柱11に半剛接合される第1梁材20と、接合部60において第1梁材20にピン接合された第2梁材40と、を有している。これにより、鉄骨梁12による柱11の曲げ拘束効果が第1梁材20の長さに応じて得られるため、架構10の剛性を確保しつつ、柱11に要求される曲げ剛性を小さくすることができる。
【0026】
(2)接合部60においては、第1接合板30と第2接合板50との間に隙間形成板65が配設されていることで隙間70が形成される。これにより、隙間70の分だけ第1梁材20に対する上下方向への第2梁材40の撓みが許容される。その結果、完全に近いピン接合とすることができる。
【0027】
(3)第2ウェブ突出部46は、第1ウェブ突出部26よりも小さな上下幅を有する。これにより、第2ウェブ突出部46が第1ウェブ突出部26よりも大きな上下幅を有する場合に比べて、完全に近いピン接合とすることができる。
【0028】
(4)第2接合孔51が第2梁材40の長さ方向に延びる長穴形状に形成されている。これにより、長さ方向において第1梁材20に対して第2梁材40が移動可能となる。その結果、完全に近いピン接合とすることができる。
【0029】
(5)第1突出部25は、第1先端側補強板33と第1基端側補強板34とを有する。第1先端側補強板33は、第1接合板30と第1ウェブ突出部26の上側部分とに接合されている。これにより、第1ウェブ突出部26における先端部分の剛性を高めつつ、ボルト61とナット62とを締結する締結作業が行いやすくなる。第1基端側補強板34は、第1下フランジ22と、第1ウェブ突出部26と、第1接合板30とに接合されている。これにより、第1ウェブ突出部26の基端部分、言い換えれば応力集中の生じやすい第1ウェブ角部27に近い部分における剛性を効果的に高めることができる。
【0030】
(6)第2突出部45は、第2先端側補強板53と第2基端側補強板54とを有する。また、第2先端側補強板53は、第2接合板50と第2ウェブ突出部46の上側部分とに接合されている。これにより、第2ウェブ突出部46における先端部分の剛性を高めつつ、ボルト61とナット62とを締結する締結作業が行いやすくなる。第2基端側補強板54は、第2上フランジ41と、第2ウェブ突出部46と、第2接合板50とに接合されている。これにより、第2ウェブ突出部46の基端部分、言い換えれば、応力集中が生じやすい第2ウェブ角部47に近い部分における剛性を効果的に高めることができる。
【0031】
(7)第1接合板30は、第1上フランジ21に対向する部分を有する。これにより、第1ウェブ角部27における剛性を高めることができる。
(8)第2接合板50は、第2下フランジ42に対向する部分を有する。これにより、第2ウェブ角部47における剛性を高めることができる。
【0032】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・第1接合板30は、第1ウェブ突出部26の上端部に接合されて第1下フランジ22に対向しているものであればよく、第1上フランジ21に対向する部分を有していなくともよい。
【0033】
・第2接合板50は、第2ウェブ突出部46の下端部に接合されて第2上フランジ41に対向しているものであればよく、第2下フランジ42に対向する部分を有していなくともよい。
【0034】
・第1梁材20の第1補強板は、第1突出部25と第1接合板30とに接合されているものであればよく、上述した第1先端側補強板33と第1基端側補強板34とを有する構成に限られない。また、第1梁材20には、第1補強板が設けられていなくともよい。
【0035】
・第2梁材40の第2補強板は、第2突出部45と第2接合板50とに接合されているものであればよく、上述した第2先端側補強板53と第2基端側補強板54とを有する構成に限られない。また、第2梁材40には、第2補強板が設けられていなくともよい。
【0036】
・第1接合孔31が長穴形状、第2接合孔51が円形状であってもよい。また、第1接合孔31と第2接合孔51とが長穴形状であってもよい。
・中間接合孔66は、長穴形状であってもよいが、例えば第1接合板30あるいは第2接合板50に隙間形成板65が接合される場合には、その接合対象となる接合板に形成された孔の形状と同じ形状に形成されることが好ましい。また、中間接合孔66は、第1接合板30あるいは第2接合板50に接合されることなく、第1接合板30と第2接合板50とに隙間形成板65が挟持される場合には、円形状であることが好ましい。
【0037】
・第1接合板30と第2接合板50は、第1および第2上フランジ21,41よりも、第1および第2下フランジ22,42に近い位置で接合されてもよい。
・鉄骨梁12は、柱11と他の柱とに接合される場合、他の柱に対して第1梁材20を介して第2梁材40が接合される構成であってもよい。
【0038】
・第1梁材20と第2梁材40は、ピン接合されていればよく、上述した構造のピン接合に限られない。
・第1接合板30と第2接合板50は、隙間形成板65を介すことなく接合されていてもよい。
【符号の説明】
【0039】
10…架構、11…柱、12…鉄骨梁、13…下柱、14…上柱、15…仕口、16…ボルト、17…アンカーボルト、18…ナット、20…第1梁材、21…第1上フランジ、22…第1下フランジ、23…第1ウェブ、24…ベースプレート、25…第1突出部、26…第1ウェブ突出部、27…第1ウェブ角部、30…第1接合板、31…第1接合孔、33…第1先端側補強板、34…第1基端側補強板、40…第2梁材、41…第2上フランジ、42…第2下フランジ、43…第2ウェブ、45…第2突出部、46…第2ウェブ突出部、47…第2ウェブ角部、50…第2接合板、51…第2接合孔、53…第2先端側補強板、54…第2基端側補強板、60…接合部、61…ボルト、62…ナット、65…隙間形成板、66…中間接合孔、70,71…隙間。