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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-19
(45)【発行日】2024-12-27
(54)【発明の名称】柱梁接合構造
(51)【国際特許分類】
E04B 1/58 20060101AFI20241220BHJP
E04B 1/24 20060101ALI20241220BHJP
【ＦＩ】
E04B1/58 508S
E04B1/24 L
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020194399
(22)【出願日】2020-11-24
(65)【公開番号】P2022083127
(43)【公開日】2022-06-03
【審査請求日】2023-09-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000003621
【氏名又は名称】株式会社竹中工務店
(74)【代理人】
【識別番号】100154726
【弁理士】
【氏名又は名称】宮地 正浩
(72)【発明者】
【氏名】下野 耕一
(72)【発明者】
【氏名】石原 清孝
(72)【発明者】
【氏名】宇佐美 徹
(72)【発明者】
【氏名】小野 喜信
【審査官】山口 敦司
(56)【参考文献】
【文献】特開平０８－００１３３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５６－１２２５７０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００１－１０５１７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１２９７７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１２０５１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１２０１６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２５２６９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－１３５０６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２３８６８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１１０２１５３４（ＣＮ，Ａ）
【文献】鈴木 励一，外２名，“スカラップ底補強による鉄骨用耐震性向上溶接施工法”，Ｒ＆Ｄ神戸製鋼技報［online］，Vol.65，No.1，2015年04月，pp.28-34，［2024年6月21日検索］，＜https://www.kobelco.co.jp/technology-review/pdf/65_1/028-034.pdf＞
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０４Ｂ １／５８
Ｅ０４Ｂ １／２４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上ダイアフラムと下ダイアフラムとを有する鉄骨柱に、当該鉄骨柱との現場溶接を可能にするスカラップがウェブの下端に形成されたＨ形梁の梁端部を建方現場にて溶接接合する柱梁接合構造であって、前記Ｈ形梁の製作工程において、前記梁端部における前記ウェブの上端に形成された切欠溝に差し込まれて、前記梁端部における上フランジの下面側に溶接接合される柱梁溶接用の先付け裏当て金と、
前記鉄骨柱に前記梁端部を溶接接合する建方工程において、前記上フランジの下面側におけるフランジ幅方向の両端側に位置合わせして仮止め溶接される柱梁溶接用の一対の後付け裏当て金とを備え、
前記先付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記切欠溝の形成後に前記ウェブの両側部に残るフィレットの残存部を含む前記ウェブの上端部での厚さよりは長く、かつ、前記上フランジのフランジ幅よりは短い長さに設定され、
前記後付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記先付け裏当て金の前記フランジ幅方向の端部から前記上フランジの前記フランジ幅方向の端部にわたる長さに設定され、
前記先付け裏当て金は、前記上ダイアフラムの厚みと前記上フランジの厚みとの差に応じた段差を有するとともに、前記上フランジからの張り出し長さが、前記上ダイアフラムと前記上フランジとのルートギャップよりも長く設定され、
前記後付け裏当て金は、前記フランジ幅方向視の断面形状が前記段差のない横長の矩形状で、その横方向の長さが、前記ルートギャップよりも長く設定されている柱梁接合構造。
【請求項2】
上ダイアフラムと下ダイアフラムとを有する鉄骨柱に、当該鉄骨柱との現場溶接を可能にするスカラップがウェブの下端に形成されたＨ形梁の梁端部を建方現場にて溶接接合する柱梁接合構造であって、
前記Ｈ形梁の製作工程において、前記梁端部における前記ウェブの上端に形成された切欠溝に差し込まれて、前記梁端部における上フランジの下面側に溶接接合される柱梁溶接用の先付け裏当て金と、
前記鉄骨柱に前記梁端部を溶接接合する建方工程において、前記上フランジの下面側におけるフランジ幅方向の両端側に位置合わせして仮止め溶接される柱梁溶接用の一対の後付け裏当て金とを備え、
前記先付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記切欠溝の形成後に前記ウェブの両側部に残るフィレットの残存部を含む前記ウェブの上端部での厚さよりは長く、かつ、前記上フランジのフランジ幅よりは短い長さに設定され、
前記後付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記先付け裏当て金の前記フランジ幅方向の端部から前記上フランジの前記フランジ幅方向の端部にわたる長さに設定され、
前記先付け裏当て金は、前記切欠溝における前記上フランジの下面と前記ウェブの上端との間隔に対応する厚板部分と、建方工程における前記上ダイアフラムの下面と前記ウェブの上端との間隔に対応する薄板部分とに分割されている柱梁接合構造。
【請求項3】
前記鉄骨柱には、前記建方工程において、前記上ダイアフラムの下面に対する前記先付け裏当て金の上面の高さ位置を調整可能にする高さ調整機構が備えられている請求項１又は２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、上下のダイアフラムを有する鉄骨柱に、当該鉄骨柱との現場溶接を可能にするスカラップが形成されたＨ形梁の梁端部を建方現場にて溶接接合する柱梁接合構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、鉄骨柱にＨ形梁の梁端部を建方現場にて溶接接合する場合には、工場などで行われるＨ形梁の製作工程において、その建方現場での溶接接合を可能にするためのスカラップを、Ｈ形梁におけるウェブの上下両端部に形成することが一般的に行われている。このようにスカラップが形成されていると、大地震の発生時などにおいて、Ｈ形梁における各スカラップの形成箇所が損傷の起点となる可能性があり、この可能性を無くすためには、鉄骨柱にＨ形梁の梁端部を現場溶接した後に、上下のスカラップを閉塞する充填溶接を行うことが有効である。
【0003】
しかしながら、このような充填溶接を行う場合、上側のスカラップに対しては、難易度が高くて資格保有者の確保が極めて難しい上向き溶接を行う必要がある。又仮に、資格保有者を確保することができたとしても、最重要部位である充填溶接部位において溶接の欠陥が生じる可能性が高く、しかも、溶接の欠陥が生じた場合にはその補修も困難であるため改善の余地がある。
つまり、難易度の高い上向き溶接を必要とする上側のスカラップに対する充填溶接を不要にすることが望まれている。
つまり、難易度の高い上向き溶接を必要とする上側のスカラップに対する充填溶接を不要にすることが望まれている。
【0004】
そこで、上記のような充填溶接を不要にする柱梁接合部における溶接方法として、例えば、Ｈ形梁（Ｈ形鋼）における上下のフランジ及びウェブを角コラムなどの柱材に接合して柱梁接合部を構成する場合に、Ｈ形梁におけるウェブの上下両端部に、裏当て金の断面寸法に相当する切欠溝を削成し、これらの切欠溝内にして各フランジの内側にフランジ幅に対応する一連の裏当て金を取りつけ、これらの裏当て金とウェブとを全周溶接して各切欠溝を閉塞する工程を含むようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平０８－００１３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載の溶接方法では、鉄骨柱にＨ形梁を現場溶接する前に、Ｈ形梁のフランジ幅に対応する一連の裏当て金とＨ形梁のウェブとを全周溶接することから、建方工程において、先に建て込まれた鉄骨柱の傾きの施工誤差やダイアフラムの傘折れなどに起因して、鉄骨柱のダイアフラムとＨ形梁側の裏当て金との隙間が、Ｈ形梁のウェブから離れるほど大きくなって許容範囲を超えることがあり、許容範囲を超えた場合の補修にかなりの手間を要することになる。
【0007】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、建方現場での難易度の高い上向き溶接を不要にしながら、鉄骨柱のダイアフラムとＨ形梁側の裏当て金との隙間が許容範囲を超える不都合の発生を防止する点にある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の第１特徴構成は、
上ダイアフラムと下ダイアフラムとを有する鉄骨柱に、当該鉄骨柱との現場溶接を可能にするスカラップがウェブの下端に形成されたＨ形梁の梁端部を建方現場にて溶接接合する柱梁接合構造であって、
前記Ｈ形梁の製作工程において、前記梁端部における前記ウェブの上端に形成された切欠溝に差し込まれて、前記梁端部における上フランジの下面側に溶接接合される柱梁溶接用の先付け裏当て金と、
前記鉄骨柱に前記梁端部を溶接接合する建方工程において、前記上フランジの下面側におけるフランジ幅方向の両端側に位置合わせして仮止め溶接される柱梁溶接用の一対の後付け裏当て金とを備え、
前記先付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記切欠溝の形成後に前記ウェブの両側部に残るフィレットの残存部を含む前記ウェブの上端部での厚さよりは長く、かつ、前記上フランジのフランジ幅よりは短い長さに設定され、
前記後付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記先付け裏当て金の前記フランジ幅方向の端部から前記上フランジの前記フランジ幅方向の端部にわたる長さに設定され、
前記先付け裏当て金は、前記上ダイアフラムの厚みと前記上フランジの厚みとの差に応じた段差を有するとともに、前記上フランジからの張り出し長さが、前記上ダイアフラムと前記上フランジとのルートギャップよりも長く設定され、
前記後付け裏当て金は、前記フランジ幅方向視の断面形状が前記段差のない横長の矩形状で、その横方向の長さが、前記ルートギャップよりも長く設定されている点にある。
上ダイアフラムと下ダイアフラムとを有する鉄骨柱に、当該鉄骨柱との現場溶接を可能にするスカラップがウェブの下端に形成されたＨ形梁の梁端部を建方現場にて溶接接合する柱梁接合構造であって、
前記Ｈ形梁の製作工程において、前記梁端部における前記ウェブの上端に形成された切欠溝に差し込まれて、前記梁端部における上フランジの下面側に溶接接合される柱梁溶接用の先付け裏当て金と、
前記鉄骨柱に前記梁端部を溶接接合する建方工程において、前記上フランジの下面側におけるフランジ幅方向の両端側に位置合わせして仮止め溶接される柱梁溶接用の一対の後付け裏当て金とを備え、
前記先付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記切欠溝の形成後に前記ウェブの両側部に残るフィレットの残存部を含む前記ウェブの上端部での厚さよりは長く、かつ、前記上フランジのフランジ幅よりは短い長さに設定され、
前記後付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記先付け裏当て金の前記フランジ幅方向の端部から前記上フランジの前記フランジ幅方向の端部にわたる長さに設定され、
前記先付け裏当て金は、前記上ダイアフラムの厚みと前記上フランジの厚みとの差に応じた段差を有するとともに、前記上フランジからの張り出し長さが、前記上ダイアフラムと前記上フランジとのルートギャップよりも長く設定され、
前記後付け裏当て金は、前記フランジ幅方向視の断面形状が前記段差のない横長の矩形状で、その横方向の長さが、前記ルートギャップよりも長く設定されている点にある。
【0009】
本構成によると、先付け裏当て金は、Ｈ形梁の製作工程において、梁端部の切欠溝に差し込まれて、梁端部における上フランジの下面側に溶接接合されることから、先付け裏当て金を梁端部に溶接接合する際には、Ｈ形梁の上下を反転させておくことができる。これにより、安定した品質が期待できる下向き溶接にて、先付け裏当て金を梁端部における上フランジの下面側に容易に溶接接合することができる。
従って、鉄骨柱にＨ形梁の梁端部を溶接接合する建方工程において、先付け裏当て金をＨ形梁の梁端部に溶接接合する場合に必要になっていた、難易度が高くて資格保有者が極めて少ない上向き溶接を不要にすることができる。
しかも、先付け裏当て金及び後付け裏当て金は、それらの裏当て金全体としてのフランジ幅方向の長さは、上フランジのフランジ幅に対応する長さが得られるようにしながらも、先付け裏当て金のフランジ幅方向の長さは上フランジのフランジ幅よりも短いことから、例えば、建方工程で先に建て込まれた鉄骨柱の傾きの施工誤差や上ダイアフラムの傘折れなどが生じていたとしても、鉄骨柱の上ダイアフラムとＨ形梁側の先付け裏当て金との隙間が許容範囲を超えるのを防止することができる。そして、上ダイアフラムと後付け裏当て金との隙間は、後付け裏当て金を上フランジの下面側に仮止め溶接する際に容易に許容範囲内に調整することができる。
又、先付け裏当て金におけるフランジ幅方向の長さが、フィレットの残存部を含むウェブの上端部での厚さよりは長いことにより、Ｈ形梁の上下を反転させた状態での下向き溶接による先付け裏当て金と梁端部のウェブ上端部との溶接接合が行い易くなる。
その結果、難易度の高い上向き溶接を不要にしながら、鉄骨柱の上ダイアフラムとＨ形梁側の各裏当て金との隙間が許容範囲を超える不都合の発生を防止することができる。
従って、鉄骨柱にＨ形梁の梁端部を溶接接合する建方工程において、先付け裏当て金をＨ形梁の梁端部に溶接接合する場合に必要になっていた、難易度が高くて資格保有者が極めて少ない上向き溶接を不要にすることができる。
しかも、先付け裏当て金及び後付け裏当て金は、それらの裏当て金全体としてのフランジ幅方向の長さは、上フランジのフランジ幅に対応する長さが得られるようにしながらも、先付け裏当て金のフランジ幅方向の長さは上フランジのフランジ幅よりも短いことから、例えば、建方工程で先に建て込まれた鉄骨柱の傾きの施工誤差や上ダイアフラムの傘折れなどが生じていたとしても、鉄骨柱の上ダイアフラムとＨ形梁側の先付け裏当て金との隙間が許容範囲を超えるのを防止することができる。そして、上ダイアフラムと後付け裏当て金との隙間は、後付け裏当て金を上フランジの下面側に仮止め溶接する際に容易に許容範囲内に調整することができる。
又、先付け裏当て金におけるフランジ幅方向の長さが、フィレットの残存部を含むウェブの上端部での厚さよりは長いことにより、Ｈ形梁の上下を反転させた状態での下向き溶接による先付け裏当て金と梁端部のウェブ上端部との溶接接合が行い易くなる。
その結果、難易度の高い上向き溶接を不要にしながら、鉄骨柱の上ダイアフラムとＨ形梁側の各裏当て金との隙間が許容範囲を超える不都合の発生を防止することができる。
【0011】
更に、本構成によると、建方工程においては、鉄骨柱の上ダイアフラムに対して、先付け裏当て金を、上ダイアフラムの厚みと上フランジの厚みとの差を吸収しながら、上ダイアフラムの下面との間で上下に重なり合う重畳部が確保された状態にすることができる。又、各後付け裏当て金を、上フランジの下面との間に上下に重なり合う重畳部を確保しながら、後付け裏当て金の柱側端面を上ダイアフラムの梁側端面に突き当てた状態にすることができる。
これにより、上ダイアフラムと上フランジとのルートギャップが、上ダイアフラム及び上フランジの厚みや開先形状などによって異なるものであるにもかかわらず、先付け裏当て金及び後付け裏当て金として、それぞれのルートギャップ方向の長さが同じに設定された所定のものを使用しながら、ルートギャップのばらつきを容易に吸収することができる。
これにより、上ダイアフラムと上フランジとのルートギャップが、上ダイアフラム及び上フランジの厚みや開先形状などによって異なるものであるにもかかわらず、先付け裏当て金及び後付け裏当て金として、それぞれのルートギャップ方向の長さが同じに設定された所定のものを使用しながら、ルートギャップのばらつきを容易に吸収することができる。
【0012】
本発明の第２特徴構成は、
上ダイアフラムと下ダイアフラムとを有する鉄骨柱に、当該鉄骨柱との現場溶接を可能にするスカラップがウェブの下端に形成されたＨ形梁の梁端部を建方現場にて溶接接合する柱梁接合構造であって、
前記Ｈ形梁の製作工程において、前記梁端部における前記ウェブの上端に形成された切欠溝に差し込まれて、前記梁端部における上フランジの下面側に溶接接合される柱梁溶接用の先付け裏当て金と、
前記鉄骨柱に前記梁端部を溶接接合する建方工程において、前記上フランジの下面側におけるフランジ幅方向の両端側に位置合わせして仮止め溶接される柱梁溶接用の一対の後付け裏当て金とを備え、
前記先付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記切欠溝の形成後に前記ウェブの両側部に残るフィレットの残存部を含む前記ウェブの上端部での厚さよりは長く、かつ、前記上フランジのフランジ幅よりは短い長さに設定され、
前記後付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記先付け裏当て金の前記フランジ幅方向の端部から前記上フランジの前記フランジ幅方向の端部にわたる長さに設定され、
前記先付け裏当て金は、前記切欠溝における前記上フランジの下面と前記ウェブの上端との間隔に対応する厚板部分と、建方工程における前記上ダイアフラムの下面と前記ウェブの上端との間隔に対応する薄板部分とに分割されている点にある。
上ダイアフラムと下ダイアフラムとを有する鉄骨柱に、当該鉄骨柱との現場溶接を可能にするスカラップがウェブの下端に形成されたＨ形梁の梁端部を建方現場にて溶接接合する柱梁接合構造であって、
前記Ｈ形梁の製作工程において、前記梁端部における前記ウェブの上端に形成された切欠溝に差し込まれて、前記梁端部における上フランジの下面側に溶接接合される柱梁溶接用の先付け裏当て金と、
前記鉄骨柱に前記梁端部を溶接接合する建方工程において、前記上フランジの下面側におけるフランジ幅方向の両端側に位置合わせして仮止め溶接される柱梁溶接用の一対の後付け裏当て金とを備え、
前記先付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記切欠溝の形成後に前記ウェブの両側部に残るフィレットの残存部を含む前記ウェブの上端部での厚さよりは長く、かつ、前記上フランジのフランジ幅よりは短い長さに設定され、
前記後付け裏当て金は、前記フランジ幅方向の長さが、前記先付け裏当て金の前記フランジ幅方向の端部から前記上フランジの前記フランジ幅方向の端部にわたる長さに設定され、
前記先付け裏当て金は、前記切欠溝における前記上フランジの下面と前記ウェブの上端との間隔に対応する厚板部分と、建方工程における前記上ダイアフラムの下面と前記ウェブの上端との間隔に対応する薄板部分とに分割されている点にある。
【0013】
本構成によると、先付け裏当て金は、Ｈ形梁の製作工程において、梁端部の切欠溝に差し込まれて、梁端部における上フランジの下面側に溶接接合されることから、先付け裏当て金を梁端部に溶接接合する際には、Ｈ形梁の上下を反転させておくことができる。これにより、安定した品質が期待できる下向き溶接にて、先付け裏当て金を梁端部における上フランジの下面側に容易に溶接接合することができる。
従って、鉄骨柱にＨ形梁の梁端部を溶接接合する建方工程において、先付け裏当て金をＨ形梁の梁端部に溶接接合する場合に必要になっていた、難易度が高くて資格保有者が極めて少ない上向き溶接を不要にすることができる。
しかも、先付け裏当て金及び後付け裏当て金は、それらの裏当て金全体としてのフランジ幅方向の長さは、上フランジのフランジ幅に対応する長さが得られるようにしながらも、先付け裏当て金のフランジ幅方向の長さは上フランジのフランジ幅よりも短いことから、例えば、建方工程で先に建て込まれた鉄骨柱の傾きの施工誤差や上ダイアフラムの傘折れなどが生じていたとしても、鉄骨柱の上ダイアフラムとＨ形梁側の先付け裏当て金との隙間が許容範囲を超えるのを防止することができる。そして、上ダイアフラムと後付け裏当て金との隙間は、後付け裏当て金を上フランジの下面側に仮止め溶接する際に容易に許容範囲内に調整することができる。
又、先付け裏当て金におけるフランジ幅方向の長さが、フィレットの残存部を含むウェブの上端部での厚さよりは長いことにより、Ｈ形梁の上下を反転させた状態での下向き溶接による先付け裏当て金と梁端部のウェブ上端部との溶接接合が行い易くなる。
その結果、難易度の高い上向き溶接を不要にしながら、鉄骨柱の上ダイアフラムとＨ形梁側の各裏当て金との隙間が許容範囲を超える不都合の発生を防止することができる。
更に、本構成によると、複数の柱梁接合箇所において上ダイアフラムの厚みと上フランジの厚みとの差が異なるものが含まれている場合には、それらの差に応じて厚板部分と薄板部分との組合せを変更することで容易に対応することができる。
従って、鉄骨柱にＨ形梁の梁端部を溶接接合する建方工程において、先付け裏当て金をＨ形梁の梁端部に溶接接合する場合に必要になっていた、難易度が高くて資格保有者が極めて少ない上向き溶接を不要にすることができる。
しかも、先付け裏当て金及び後付け裏当て金は、それらの裏当て金全体としてのフランジ幅方向の長さは、上フランジのフランジ幅に対応する長さが得られるようにしながらも、先付け裏当て金のフランジ幅方向の長さは上フランジのフランジ幅よりも短いことから、例えば、建方工程で先に建て込まれた鉄骨柱の傾きの施工誤差や上ダイアフラムの傘折れなどが生じていたとしても、鉄骨柱の上ダイアフラムとＨ形梁側の先付け裏当て金との隙間が許容範囲を超えるのを防止することができる。そして、上ダイアフラムと後付け裏当て金との隙間は、後付け裏当て金を上フランジの下面側に仮止め溶接する際に容易に許容範囲内に調整することができる。
又、先付け裏当て金におけるフランジ幅方向の長さが、フィレットの残存部を含むウェブの上端部での厚さよりは長いことにより、Ｈ形梁の上下を反転させた状態での下向き溶接による先付け裏当て金と梁端部のウェブ上端部との溶接接合が行い易くなる。
その結果、難易度の高い上向き溶接を不要にしながら、鉄骨柱の上ダイアフラムとＨ形梁側の各裏当て金との隙間が許容範囲を超える不都合の発生を防止することができる。
更に、本構成によると、複数の柱梁接合箇所において上ダイアフラムの厚みと上フランジの厚みとの差が異なるものが含まれている場合には、それらの差に応じて厚板部分と薄板部分との組合せを変更することで容易に対応することができる。
【0014】
本発明の第３特徴構成は、
前記鉄骨柱には、前記建方工程において、前記上ダイアフラムの下面に対する前記先付け裏当て金の上面の高さ位置を調整可能にする高さ調整機構が備えられている点にある。
前記鉄骨柱には、前記建方工程において、前記上ダイアフラムの下面に対する前記先付け裏当て金の上面の高さ位置を調整可能にする高さ調整機構が備えられている点にある。
【0015】
本構成によると、高さ調整機構により上ダイアフラムに対する上フランジの高さ位置の調整を容易に精度良く行うことができ、これにより、上ダイアフラムと上フランジとの間において規定範囲から外れた目違いが生じる虞を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】柱梁接合構造の構成を示す要部の垂直断面図
【図2】柱梁接合構造の構成を示す要部の拡大垂直断面図
【図3】柱梁接合構造の構成を示す要部を見上げた水平断面図
【図4】Ｈ形梁の梁端部での先付け裏当て金と後付け裏当て金との位置関係などを示す梁端部の正面図
【図5】別実施形態での柱梁接合構造の構成を示す要部の垂直断面図
【図6】別実施形態での柱梁接合構造の構成を示す要部の拡大垂直断面図
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明を実施するための形態の一例を図面に基づいて説明する。
【0018】
図１には、建方現場に建て込まれた角形鋼管を主材とする鉄骨柱１に、Ｈ形鋼を主材とするＨ形梁２の梁端部２Ａを建方現場にて溶接接合した柱梁接合構造が例示されている。
【0019】
図１～２に示すように、鉄骨柱１は、Ｈ形梁２の梁端部２Ａとの接合箇所に、上下のダイアフラム１０，１１が裏当て金１２を使用して溶接接合されている。鉄骨柱１の外周面における上ダイアフラム１０と下ダイアフラム１１との間には、梁接合用のガセットプレート１３が溶接接合されている。上下のダイアフラム１０，１１は通しダイアフラムであり、上下のダイアフラム１０，１１及びガセットプレート１３は、工場などでの鉄骨柱１の製作工程において鉄骨柱１に溶接接合されている。
【0020】
図１に示すように、ガセットプレート１３には、Ｈ形梁２の梁端部２Ａとのボルト接合を可能にする複数のルーズ穴１３Ａが形成されている。各ルーズ穴１３Ａは、鉄骨柱１に対するＨ形梁２の高さ調整を可能にする縦長に形成されている。尚、各ルーズ穴１３Ａとしては、鉄骨柱１に対するＨ形梁２の高さ調整を可能にするものであれば、大径に形成された拡大孔であってもよい。
【0021】
図１、図３に示すように、鉄骨柱１の外周面における下ダイアフラム１１の下方の位置には、Ｈ形梁２の梁端部２Ａを下方から支持する一対の支持プレート１４が溶接接合されている。一対の支持プレート１４は、工場などでの鉄骨柱１の製作工程において、支持するＨ形梁２のフランジ幅方向に所定間隔を置いた配置で鉄骨柱１の外周面に溶接接合されている。
【0022】
図１～２に示すように、Ｈ形梁２は、上下のフランジ２０，２１における各ダイアフラム１０，１１との接合端に、上下のダイアフラム１０，１１との突き合わせ溶接を可能にする上開きの開先部２０Ａ，２１Ａが形成されている。図１に示すように、ウェブ２２の梁端側には、ガセットプレート１３とのボルト連結を可能にする複数の丸穴２２Ａが形成されている。図１～４に示すように、ウェブ２２における梁端側の上端には、裏当て金取り付け用の切欠溝２２Ｂが形成されている。図１に示すように、ウェブ２２における梁端側の下端には、下ダイアフラム１１と下フランジ２１との下フランジ２１のフランジ幅にわたる一連の突き合わせ溶接を可能にするスカラップ２２Ｃが形成されている。上下の開先部２０Ａ，２１Ａ、複数の丸穴２２Ａ、切欠溝２２Ｂ、及び、スカラップ２２Ｃは、工場などでのＨ形梁２の製作工程においてＨ形梁２に形成されている。
【0023】
図１～４に示すように、Ｈ形梁２における梁端部２Ａの上部には、Ｈ形梁２の製作工程において、前述した切欠溝２２Ｂに差し込まれて、梁端部２Ａにおける上フランジ２０の下面側に溶接接合される柱梁溶接用の先付け裏当て金２３と、鉄骨柱１にＨ形梁２の梁端部２Ａを溶接接合する建方工程において、上フランジ２０の下面側におけるフランジ幅方向の両端側に位置合わせして仮止め溶接される柱梁溶接用の一対の後付け裏当て金２４とが備えられている。図１に示すように、Ｈ形梁２における梁端部２Ａの下端部には、建方工程において、下フランジ２１の下面側にそのフランジ幅に一連にわたる状態に位置合わせした後に仮止め溶接される柱梁溶接用の裏当て金２５が備えられている。
【0024】
図３～４に示すように、先付け裏当て金２３は、そのフランジ幅方向の長さＬ１が、前述した切欠溝２２Ｂの形成後にウェブ２２の両側部に残るフィレット２２Ｄの残存部２２Ｄａを含むウェブ２２の上端部での厚さｔ１（図４参照）よりは長く、かつ、上フランジ２０のフランジ幅Ｗ（図３参照）よりは短い長さに設定されている。各後付け裏当て金２４は、そのフランジ幅方向の長さＬ２が、先付け裏当て金２３のフランジ幅方向の両端部から上フランジ２０のフランジ幅方向の端部にわたる長さに設定されている。尚、本実施形態では、各後付け裏当て金２４のフランジ幅方向の長さＬ２である先付け裏当て金２３のフランジ幅方向の両端部から上フランジ２０のフランジ幅方向の端部にわたる長さとして、図４に示すように、上フランジ２０のフランジ幅方向の端部を越える長さを例示したが、これに限らず、上フランジ２０のフランジ幅方向の端部を越えない長さであってもよい。
【0025】
図２に示すように、先付け裏当て金２３は、上ダイアフラム１０の厚みｔ２と上フランジ２０の厚みｔ３との差に応じた段差ｄ１を有するとともに、前記上フランジからの張り出し長さＬ３が、上ダイアフラム１０と上フランジ２０とのルートギャップｇよりも長く設定されている。後付け裏当て金２４は、フランジ幅方向視の断面形状が段差のない横長の矩形状で、その横方向の長さＬ４が、前述したルートギャップｇよりも長く設定されている。
【0026】
図１～４に示すように、先付け裏当て金２３は、切欠溝２２Ｂにおける上フランジ２０の下面とウェブ２２の上端との間隔ｄ２（図２参照）に対応する厚板部分２３Ａと、建方工程における上ダイアフラム１０の下面とウェブ２２の上端との間隔ｄ３（図２参照）に対応する薄板部分２３Ｂとを有している。図１～２に示すように、先付け裏当て金２３は、前述した段差ｄ１が上フランジ２０の開先部２０Ａを形成する開先面の延長線上に位置するとともに、段差ｄ１の形成箇所が、上フランジ２０の開先部２０Ａの開先角度と同じ角度で傾斜するように形成されている。
【0027】
図１に示すように、鉄骨柱１には、建方工程において、上ダイアフラム１０の下面に対する先付け裏当て金２３の上面の高さ位置を調整可能にする高さ調整機構３が備えられている。高さ調整機構３は、鉄骨柱１側の各支持プレート１４とＨ形梁２の下フランジ２１との間に打ち込まれる一対の割矢３０により構成されている。各支持プレート１４の上端には、Ｈ形梁２の下フランジ２１との間への割矢３０の打ち込みを可能にする凹部１４Ａが形成されている。
【0028】
以上の構成により、本実施形態で例示した柱梁接合構造を利用する施工方法では、先ず、工場などでＨ形梁２を製作するＨ形梁２の製作工程において、前述した上下の開先部２０Ａ，２１Ａ、切欠溝２２Ｂ、及び、スカラップ２２Ｃ、などが、Ｈ形梁２の梁端部２Ａに形成される。又、先付け裏当て金２３が、切欠溝２２Ｂに差し込まれて梁端部２Ａにおける上フランジ２０の下面側に溶接接合される。
そして、建方現場での建方工程においては、建方現場に先に建て込まれた鉄骨柱１に対して、Ｈ形梁２がクレーンなどで吊り上げられて、Ｈ形梁２の梁端部２Ａが、そのウェブ２２が鉄骨柱１側のガセットプレート１３に面接触されてフランジ幅方向での位置ずれが阻止された状態で、かつ、先付け裏当て金２３の薄板部分２３Ｂが上ダイアフラム１０の下方に入り込んで、上下のダイアフラム１０，１１と上下のフランジ２０，２１との間にルートギャップｇ（図２参照）が確保された状態で、鉄骨柱１の各支持プレート１４の上端に載置される。そして、この載置後に、梁端部２Ａのウェブ２２と鉄骨柱１側のガセットプレート１３とが、建方用ボルトを使用して、鉄骨柱１に対するＨ形梁２の高さ調整が許容された状態で仮止めされる。
この仮止めが終了すると、上ダイアフラム１０に対する上フランジ２０の高さ位置が規定の範囲内に収まるように、鉄骨柱１側の各支持プレート１４とＨ形梁２の下フランジ２１との間に一対の割矢３０を打ち込んで、鉄骨柱１に対するＨ形梁２の高さ位置を徐々に高くする高さ調整が行われる。
そして、この高さ調整にて上ダイアフラム１０に対する上フランジ２０の高さ位置が規定の範囲内に収まると、高力ボルト４（図１参照）を使用して、鉄骨柱１側のガセットプレート１３と梁端部２Ａのウェブ２２とが本締め接合される。又、この本締め接合後に、各後付け裏当て金２４が、それらの柱側端面２４Ｂが上ダイアフラム１０の梁側端面１０Ａに突き当てられた状態（図１～２参照）で上フランジ２０の下面側に仮止め溶接され、裏当て金２５が、その柱側端面２５Ａが下ダイアフラム１１の梁側端面１１Ａに突き当てられた状態（図１参照）で下フランジ２１の下面側に仮止め溶接される。そして、これらの仮止め溶接後に、鉄骨柱１とＨ形梁２の梁端部２Ａとが溶接接合され、前述したスカラップ２２Ｃに対する充填溶接が行われる。
つまり、本実施形態で例示した柱梁接合構造を利用して上記のような施工方法を行うことにより、上ダイアフラム１０と上フランジ２０との間において規定範囲から外れる目違いを生じさせることなく、鉄骨柱１に対するＨ形梁２の溶接接合を適正に行うことができる。
そして、建方現場での建方工程においては、建方現場に先に建て込まれた鉄骨柱１に対して、Ｈ形梁２がクレーンなどで吊り上げられて、Ｈ形梁２の梁端部２Ａが、そのウェブ２２が鉄骨柱１側のガセットプレート１３に面接触されてフランジ幅方向での位置ずれが阻止された状態で、かつ、先付け裏当て金２３の薄板部分２３Ｂが上ダイアフラム１０の下方に入り込んで、上下のダイアフラム１０，１１と上下のフランジ２０，２１との間にルートギャップｇ（図２参照）が確保された状態で、鉄骨柱１の各支持プレート１４の上端に載置される。そして、この載置後に、梁端部２Ａのウェブ２２と鉄骨柱１側のガセットプレート１３とが、建方用ボルトを使用して、鉄骨柱１に対するＨ形梁２の高さ調整が許容された状態で仮止めされる。
この仮止めが終了すると、上ダイアフラム１０に対する上フランジ２０の高さ位置が規定の範囲内に収まるように、鉄骨柱１側の各支持プレート１４とＨ形梁２の下フランジ２１との間に一対の割矢３０を打ち込んで、鉄骨柱１に対するＨ形梁２の高さ位置を徐々に高くする高さ調整が行われる。
そして、この高さ調整にて上ダイアフラム１０に対する上フランジ２０の高さ位置が規定の範囲内に収まると、高力ボルト４（図１参照）を使用して、鉄骨柱１側のガセットプレート１３と梁端部２Ａのウェブ２２とが本締め接合される。又、この本締め接合後に、各後付け裏当て金２４が、それらの柱側端面２４Ｂが上ダイアフラム１０の梁側端面１０Ａに突き当てられた状態（図１～２参照）で上フランジ２０の下面側に仮止め溶接され、裏当て金２５が、その柱側端面２５Ａが下ダイアフラム１１の梁側端面１１Ａに突き当てられた状態（図１参照）で下フランジ２１の下面側に仮止め溶接される。そして、これらの仮止め溶接後に、鉄骨柱１とＨ形梁２の梁端部２Ａとが溶接接合され、前述したスカラップ２２Ｃに対する充填溶接が行われる。
つまり、本実施形態で例示した柱梁接合構造を利用して上記のような施工方法を行うことにより、上ダイアフラム１０と上フランジ２０との間において規定範囲から外れる目違いを生じさせることなく、鉄骨柱１に対するＨ形梁２の溶接接合を適正に行うことができる。
【0029】
これに加えて、本実施形態で例示した柱梁接合構造においては、先付け裏当て金２３が、Ｈ形梁２の製作工程にて、梁端部２Ａの切欠溝２２Ｂに差し込まれて、梁端部２Ａにおける上フランジ２０の下面側に溶接接合されることから、先付け裏当て金２３を梁端部２Ａに溶接接合する際には、Ｈ形梁２の上下を反転させておくことができる。これにより、安定した品質が期待できる下向き溶接にて、先付け裏当て金２３を梁端部２Ａにおける上フランジ２０の下面側に容易に溶接接合することができる。
【0030】
従って、鉄骨柱１にＨ形梁２の梁端部２Ａを溶接接合する建方工程において、裏当て金を梁端部２Ａにおける上フランジ２０の下面側に溶接接合する場合に必要になっていた、難易度が高くて資格保有者が極めて少ない上向き溶接を不要にすることができる。
【0031】
しかも、先付け裏当て金２３及び後付け裏当て金２４は、それらの裏当て金全体としてのフランジ幅方向の長さは、上フランジ２０のフランジ幅Ｗに対応する長さが得られるようにしながらも、先付け裏当て金２３のフランジ幅方向の長さＬ１は上フランジ２０のフランジ幅Ｗよりも短いことから、例えば、建方工程で先に建て込まれた鉄骨柱１の傾きの施工誤差や上ダイアフラム１０の傘折れなどが生じていたとしても、鉄骨柱１の上ダイアフラム１０とＨ形梁２側の先付け裏当て金２３との隙間が許容範囲を超えるのを防止することができる。そして、上ダイアフラム１０と後付け裏当て金２４との隙間は、後付け裏当て金２４を上フランジ２０の下面側に仮止め溶接する際に容易に許容範囲内に調整することができる。
【0032】
又、先付け裏当て金２３におけるフランジ幅方向の長さＬ１が、フィレット２２Ｄの残存部２２Ｄａを含むウェブ２２の上端部での厚さｔ１よりは長いことにより、Ｈ形梁２の上下を反転させた状態での下向き溶接による先付け裏当て金２３と梁端部２Ａのウェブ２２の上端部との溶接接合が行い易くなる。
【0033】
その結果、難易度の高い上向き溶接を不要にしながら、鉄骨柱１の上ダイアフラム１０とＨ形梁２側の各裏当て金２３，２４との隙間が許容範囲を超える不都合の発生を防止することができる。
【0034】
又、本実施形態で例示した柱梁接合構造によると、建方工程においては、鉄骨柱１の上ダイアフラム１０に対して、先付け裏当て金２３を、上ダイアフラム１０の厚みｔ２と上フランジ２０の厚みｔ３との差ｄ１を吸収しながら、上ダイアフラム１０の下面との間で上下に重なり合う重畳部２３Ｃ（図１～２参照）が確保された状態にすることができる。又、各後付け裏当て金２４を、上フランジ２０の下面との間に上下に重なり合う重畳部２４Ａ（図１～２参照）を確保しながら、後付け裏当て金２４の柱側端面２４Ｂを上ダイアフラム１０の梁側端面１０Ａに突き当てた状態にすることができる。
【0035】
これにより、上ダイアフラム１０と上フランジ２０とのルートギャップｇが、上ダイアフラム１０及び上フランジ２０の厚みｔ２，ｔ３や開先形状などによって異なるものであるにもかかわらず、先付け裏当て金２３又は後付け裏当て金２４として、ルートギャップ方向の長さが同じものを使用しながら、ルートギャップｇのばらつきを容易に吸収することができる。
【0036】
そして、鉄骨柱１に前述した高さ調整機構３が備えられていることにより、鉄骨柱１側の各支持プレート１４とＨ形梁２の下フランジ２１との間に一対の割矢３０を打ち込むことで、上ダイアフラム１０に対する上フランジ２０の高さ位置の調整を容易に精度良く行うことができ、これにより、上ダイアフラム１０と上フランジ２０との間において規定範囲から外れた目違いが生じる虞を回避することができる。
【0037】
〔別実施形態〕
本発明の別実施形態について説明する。
尚、以下に説明する各別実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、上記の実施形態や他の別実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
本発明の別実施形態について説明する。
尚、以下に説明する各別実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、上記の実施形態や他の別実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【0038】
（１）上記の実施形態においては、先付け裏当て金２３として、厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂとが一体形成されたものを例示したが、これに限らず、例えば、図５～６に示すように、厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂとに分割されたものであってもよい。
このように先付け裏当て金２３が厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂとに分割されていると、複数の柱梁接合箇所において上ダイアフラム１０の厚みｔ２と上フランジ２０の厚みｔ３との差が異なるものが含まれている場合には、それらの差に応じた段差ｄ１が得られるように厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂとの組合せを変更することで容易に対応することができる。厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂは、Ｈ形梁２の製作工程において、それらの組み合わせが決定されて溶接接合される。
尚、図５～６で例示する先付け裏当て金２３においては、厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂとが上フランジ２０の開先部２０Ａを形成する開先面の延長線上で分割されている。そして、厚板部分２３Ａは、そのフランジ幅方向視の形状が、その一辺が上フランジ２０の開先部２０Ａの開先角度と同じ角度で傾斜する台形に形成されている。又、薄板部分２３Ｂは、そのフランジ幅方向視の形状が、その一辺が上フランジ２０の開先部２０Ａの開先角度と同じ角度で傾斜する逆台形に形成されている。
このように先付け裏当て金２３が厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂとに分割されていると、複数の柱梁接合箇所において上ダイアフラム１０の厚みｔ２と上フランジ２０の厚みｔ３との差が異なるものが含まれている場合には、それらの差に応じた段差ｄ１が得られるように厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂとの組合せを変更することで容易に対応することができる。厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂは、Ｈ形梁２の製作工程において、それらの組み合わせが決定されて溶接接合される。
尚、図５～６で例示する先付け裏当て金２３においては、厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂとが上フランジ２０の開先部２０Ａを形成する開先面の延長線上で分割されている。そして、厚板部分２３Ａは、そのフランジ幅方向視の形状が、その一辺が上フランジ２０の開先部２０Ａの開先角度と同じ角度で傾斜する台形に形成されている。又、薄板部分２３Ｂは、そのフランジ幅方向視の形状が、その一辺が上フランジ２０の開先部２０Ａの開先角度と同じ角度で傾斜する逆台形に形成されている。
【0039】
（２）上記の別実施形態（１）においては、先付け裏当て金２３として、フランジ幅方向視の形状が台形の厚板部分２３Ａと、フランジ幅方向視の形状が逆台形の薄板部分２３Ｂとに分割されたものを例示したが、これに限らず、例えば、フランジ幅方向視の形状が矩形の厚板部分２３Ａと薄板部分２３Ｂとに分割されたものであってもよい。
【0040】
（３）上記の実施形態においては、高さ調整機構３として、鉄骨柱１側の一対の支持プレート１４とＨ形梁２の下フランジ２１との間に打ち込まれる一対の割矢３０により構成されたものを例示したが、これに限らず、例えば、図５に示すように、一対の支持プレート１４に代えて、Ｌ形鋼などからなる一対の支持部材１５が、天板部１５Ａと縦壁部１５Ｂとを有する状態で鉄骨柱１に溶接接合され、これらの支持部材１５の天板部１５Ａに形成されたネジ穴１５Ｃに下方からねじ込み装着された一対のボルト３１にて高さ調整機構３が構成されていてもよい。
この構成では、各支持部材１５に対する各ボルト３１のねじ込み操作を行うことにより、鉄骨柱１に対するＨ形梁２の高さ位置を更に容易に精度良く調整することができる。
この構成では、各支持部材１５に対する各ボルト３１のねじ込み操作を行うことにより、鉄骨柱１に対するＨ形梁２の高さ位置を更に容易に精度良く調整することができる。
【符号の説明】
【0041】
１ 鉄骨柱
２ Ｈ形梁
２Ａ 梁端部
３ 高さ調整機構
１０ 上ダイアフラム
１１ 下ダイアフラム
２０ 上フランジ
２２ ウェブ
２２Ｂ 切欠溝
２２Ｃ スカラップ
２２Ｄ フィレット
２２Ｄａ 残存部
２３ 先付け裏当て金
２３Ａ 厚板部分
２３Ｂ 薄板部分
２４ 後付け裏当て金
Ｌ１ 先付け裏当て金のフランジ幅方向の長さ
Ｌ２ 後付け裏当て金のフランジ幅方向の長さ
Ｌ３ 先付け裏当て金の上フランジからの張り出し長さ
Ｌ４ 後付け裏当て金におけるフランジ幅方向視の断面での横方向の長さ
Ｗ 上フランジのフランジ幅
ｄ１ 段差
ｄ２ 切欠溝における上フランジの下面とウェブの上端との間隔
ｄ３ 建方工程における上ダイアフラムの下面とウェブの上端との間隔
ｇ ルートギャップ
ｔ１ ウェブの上端部での厚さ
ｔ２ 上ダイアフラム１０の厚み
ｔ３ 上フランジ２０の厚み
２ Ｈ形梁
２Ａ 梁端部
３ 高さ調整機構
１０ 上ダイアフラム
１１ 下ダイアフラム
２０ 上フランジ
２２ ウェブ
２２Ｂ 切欠溝
２２Ｃ スカラップ
２２Ｄ フィレット
２２Ｄａ 残存部
２３ 先付け裏当て金
２３Ａ 厚板部分
２３Ｂ 薄板部分
２４ 後付け裏当て金
Ｌ１ 先付け裏当て金のフランジ幅方向の長さ
Ｌ２ 後付け裏当て金のフランジ幅方向の長さ
Ｌ３ 先付け裏当て金の上フランジからの張り出し長さ
Ｌ４ 後付け裏当て金におけるフランジ幅方向視の断面での横方向の長さ
Ｗ 上フランジのフランジ幅
ｄ１ 段差
ｄ２ 切欠溝における上フランジの下面とウェブの上端との間隔
ｄ３ 建方工程における上ダイアフラムの下面とウェブの上端との間隔
ｇ ルートギャップ
ｔ１ ウェブの上端部での厚さ
ｔ２ 上ダイアフラム１０の厚み
ｔ３ 上フランジ２０の厚み
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】