特表 2020-536190 柱と梁を接合するための接合部コア及びこれを用いた柱と梁の接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2020-536190(P2020-536190A)

(43)【公表日】2020年12月10日

(54)【発明の名称】柱と梁を接合するための接合部コア及びこれを用いた柱と梁の接合方法

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/24 20060101AFI20201113BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20201113BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/24 M

   E04B1/24 L

   E04B1/58 508S

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2020-538502(P2020-538502)

(86)(22)【出願日】2018年3月26日

(85)【翻訳文提出日】2020年4月2日

(86)【国際出願番号】KR2018003533

(87)【国際公開番号】WO2019059480

(87)【国際公開日】20190328

(31)【優先権主張番号】10-2017-0122432

(32)【優先日】2017年9月22日

(33)【優先権主張国】KR

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ

(71)【出願人】

【識別番号】520098280

【氏名又は名称】ガウリアン コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＧＡＵＲＩＡＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】ジン，ジュホ

(72)【発明者】

【氏名】パク，クヨン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ヒョンスク

(72)【発明者】

【氏名】キム，ドンジュン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ドウファン

【テーマコード（参考）】

2E125

【Ｆターム（参考）】

2E125AA04

2E125AA14

2E125AB01

2E125AB16

2E125AG03

2E125AG12

2E125AG32

2E125AG43

2E125BB09

2E125BB18

2E125BB22

2E125BB25

2E125BB29

2E125BB33

2E125BB35

2E125BB36

2E125BD01

2E125BE08

2E125BF01

2E125CA05

2E125CA13

2E125CA14

(57)【要約】

【課題】簡単な工程でも優れた剛性を確保することができ、溶接も必要としない、柱と梁を接合するための接合部コアを提供する。
【解決手段】柱と梁を接合するための接合部コアであって、閉断面を有する中間柱、ダイヤフラム、及び内部補強材を含み、前記ダイヤフラムにはスリットが形成されていて前記内部補強材が挿入され、前記ダイヤフラムに挿入された内部補強材が前記中間柱と結合することを特徴とする柱と梁の接合部コアを提供する。本発明によれば、閉断面柱と梁の接合時に、従来に比べて高い剛性が確保される。また、閉断面柱と梁の接合時に、溶接無しで組立が可能なため、工程を短縮させ、容易に接合可能であり、品質も均一になる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱と梁を接合するための接合部コアであって、
閉断面を有する中間柱、
ダイヤフラム、及び
内部補強材を含み、
前記ダイヤフラムにはスリットが形成され前記内部補強材が挿入され、
前記ダイヤフラムに挿入された内部補強材が前記中間柱と結合することを特徴とする柱と梁の接合部コア。

【請求項2】

前記ダイヤフラムの各辺にスリットが形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の柱と梁を接合するための接合部コア。

【請求項3】

前記内部補強材が前記ダイヤフラムのスリットに結合することを特徴とする、請求項２に記載の柱と梁を接合するための接合部コア。

【請求項4】

前記ダイヤフラムの各角部に“Ｌ”字状にスリットが形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の柱と梁を接合するための接合部コア。

【請求項5】

前記内部補強材が“Ｌ”字状であり、前記ダイヤフラムのスリットに結合することを特徴とする、請求項４に記載の柱と梁を接合するための接合部コア。

【請求項6】

前記ダイヤフラムの各辺にスリットが２個ずつ形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の柱と梁を接合するための接合部コア。

【請求項7】

前記内部補強材は上部及び下部のそれぞれに２個ずつの突出部を有し、前記突出部が前記２個のスリットにそれぞれ結合することを特徴とする、請求項６に記載の柱と梁を接合するための接合部コア。

【請求項8】

前記中間柱の外壁に結合する外部補強材をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の柱と梁を接合するための接合部コア。

【請求項9】

前記内部補強材に、前記ダイヤフラムの移動を止めるためのストッパー部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の柱と梁を接合するための接合部コア。

【請求項10】

前記内部補強材及び前記外部補強材が前記中間柱にボルト結合することを特徴とする、請求項１に記載の柱と梁を接合するための接合部コア。

【請求項11】

前記梁の前記外部補強材と接する側の端部にスティフナーが設けられることを特徴とする、請求項１に記載の柱と梁を接合するための接合部コア。

【請求項12】

請求項１による接合部コアを用いる柱と梁の接合方法であって、
内部補強材、ダイヤフラム、中間柱及び外部補強材を組み立てて接合部コアを形成する段階、
前記接合部コアを、閉断面を有する下部柱と組み立てる段階、
前記接合部コアと前記下部柱との結合体を現場に運搬して梁を結合させる段階、
前記接合部コアに上部柱を結合させる段階、及び
前記接合部コアに梁を結合させる段階を含み、溶接をしないで柱と梁の接合が可能であることを特徴とする柱と梁の接合方法。

【請求項13】

前記接合部コアによって前記下部柱、上部柱及び梁が１地点で接合されて１層ずつ施工可能であることを特徴とする、請求項１２に記載の柱と梁の接合方法。

【請求項14】

前記接合部コアに梁を結合させる段階後に、前記上部柱、下部柱、中間柱内にコンクリートを打設する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の柱と梁の接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、柱と梁の接合部コアに関し、特に、柱と梁を接合するとき、従来に比べて耐力特性に優れ、組み立てやすく、溶接無しにも接合が可能な柱と梁の接合部コア及びこれを用いた柱と梁の接合方法に関する。

【背景技術】

【0002】

建築物の施工では多くの柱と梁が必要である。通常、柱と梁は金属で作られる。例えば柱は中空で角形の金属管であり、梁はＨ形鋼であってもよい。

【0003】

このような柱と梁を互いに連結させて建築物の骨組みを作った後、これによって建築物の施工を行うことができる。

【0004】

このように建築物の施工には多くの柱と梁が使用され、これらが連結される必要があるので、これらを接合させるための接合部コアに関する様々な技術が知られている。

【0005】

これに関し、柱と梁の接合部位において局部座屈などが生じ、骨組みがエネルギーをある程吸収した後に接合部の脆性破壊が発生する現象が起きることもある。特に、既存の地震被害の事例を見ると、接合部での破壊、梁での局部座屈後に接合部で脆性破壊が発生することが確認された。

【0006】

特に、鉄骨構造の耐モーメントフレームみの場合、モーメント接合で処理するために柱フランジ−梁フランジを溶接又は工場で処理しているため、溶接以外の接合方法が考慮される必要がある。

【0007】

一方、ウェブ（ｗｅｂ）とフランジ（ｆｌａｎｇｅ）を含んで構成されるＨ形鋼柱のような場合、開断面の形態であるため接合の処理が簡単であり、閉断面鋼管柱の場合は、鋼管が有する閉断面という形態的特徴のため、接合の処理が難しく、強度と剛性を確保し難い。

【0008】

これらの点を考慮して、現在用いられている接合方法としては、ダイヤフラム（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）という補強手段を用いて、柱面の変形を防止し、梁による曲げ荷重に対応し、梁とのモーメント接合を可能にすることによって接合部を補強する方法が多く用いられている。

【0009】

ダイヤフラムは、貫通型ダイヤフラム形式、内部ダイヤフラム形式、外部ダイヤフラム形式などがあるが、貫通型ダイヤフラム形式と内部ダイヤフラム形式は、鋼管柱を切断した後、梁フランジ位置にダイヤフラムを貫通させたり、鋼管内部にダイヤフラムを当ててさらに溶接させたりする形式である。このような形式は外観が単純であるが、溶接に高度の技術を要し、溶接検査による品質管理に困難が多い。外部ダイヤフラム形式は、鋼管の外部に傾斜を持つダイヤフラムを補強、溶接する形式であり、溶接作業が容易であるが、鋼材量が相対的に多く要され、ダイヤフラムの製作、加工に高コストがかかり、接合部周辺の外観も複雑になる。

【0010】

何よりも、このような従来のダイヤフラムを用いる方式では、１６種もの多数の工程が必要であり、しかも溶接が必須である。

【0011】

したがって、簡単な方式で優れた剛性を維持できる接合部コアが要求されている。

【0012】

一方、従来の柱−梁接合部の場合、柱に２〜３つの層を施工可能にするために、ブラケットを取り付けて梁を接合する。この場合は、柱と柱を連結する方式、柱と梁を連結する方式の両方式を共に使用する。しかし、このように２〜３層の柱を一度に建てて梁を設置する場合、高所作業によって作業者に危険が生ずる。

【0013】

一方、コンクリート充填鋼管（ＣＴＦ，Ｃｏｎｃｒｅｔｅ−Ｆｉｌｌｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｔｕｂｅ）とは、閉断面鋼管部材であり、曲げモーメントを負担する鋼管が外側に、軸力を負担するコンクリートが内側にあるので、鋼管が内部コンクリートを拘束すると同時に、コンクリートは鋼管の局部座屈を防ぐ効果があり、強度及びエネルギー吸収能力に優れた構造システムである。

【0014】

ＣＦＴ構造は、閉鎖型の鋼管柱の内部にコンクリートを充填した構造であり、剛性、耐力、変形などに関して構造的に安定であり、耐火、施工などにおいて優れた長所を有する構造である。このようなＣＦＴ構造は、その素材である鋼管が、特別な製作設備を備えた大型工場で特別な溶接過程によって生産される必要があるため、高い製作コストがかかるという短所があり、このような経済的な問題によってＣＦＴ構造の適用には限界がある。ＣＦＴ構造は、構造的な安定性、施工性などの利点にもかかわらず、未だその適用には制限がある実情である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明の目的は、従来とは違い、簡単な工程でも優れた剛性を確保できる、閉断面鋼管柱と梁を連結するための接合部コア及びこれを用いた柱と梁の接合方法を提供することである。

【0016】

本発明の他の目的は、溶接無しにも閉断面鋼管柱と梁を連結できる接合部コア及びこれを用いた柱と梁の接合方法を提供することである。

【0017】

本発明の他の目的は、既存ＣＦＴ柱に比べて、閉断面鋼管の内部まで設置されたボルトによって座屈耐力を高め、コンクリートと閉断面鋼管の付着力を向上させることができる柱と梁の接合方法を提供することである。

【0018】

本発明の他の目的は、コンクリート充填柱に適用する場合、コンクリートの拘束力を増大させることができる組立式閉鎖型鉄骨部材を提供できる接合部コアを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0019】

前述した目的を達成するための本発明では、次のような構成からなる接合部コアを提供する。

【0020】

柱と梁を接合するための接合部コアであって、
閉断面を有する中間柱、
ダイヤフラム、及び
内部補強材を含み、
前記ダイヤフラムにはスリットが形成されていて前記内部補強材が挿入され、
前記ダイヤフラムに挿入された内部補強材が前記中間柱と結合されることを特徴とする柱と梁の接合部コア。

【0021】

内部補強材は板状であり、閉断面鋼管形状の中間柱の内面にそれぞれ取り付けられるように４枚で構成されてもよい。内部補強材は貫通型ダイヤフラムに拘束させて、柱面の変形防止と接合部の力の伝達を円滑に誘導する機能を果たす。内部補強材にはボルト結合のための貫通孔が多数形成される。

【0022】

ダイヤフラムは、板状の鋼材で形成される貫通型ダイヤフラムであり、四角形に形成されることが好ましい。ダイヤフラムは、接合部の力の流れを円滑にさせる。ダイヤフラムの中央には貫通孔が形成されることが好ましい。

【0023】

本発明の好ましい実施形態において、ダイヤフラムには内部補強材が挿入される貫通スリットが形成されてもよい。

【0024】

本発明の他の実施形態において、ダイヤフラムには各角部に“Ｌ”字状にスリットが形成され、これに応じて内部補強材も“Ｌ”字状に形成されてもよい。

【0025】

本発明のさらに他の実施形態では、ダイヤフラムのスリットが１辺に２個ずつ形成されてもよい。この場合、内部補強材は上部及び下部のそれぞれに２個ずつの突出部が形成された構造からなり、この２個の突出部がダイヤフラムの１辺ごとに形成された２個のスリットにそれぞれ結合されてもよい。

【0026】

なお、ダイヤフラムは中間柱の上部及び下部にそれぞれ結合されるように２個からなることがより好ましい。このとき、下部ダイヤフラムは下部フランジの圧縮力に抵抗し、上部ダイヤフラムは、上部フランジ引張力の発生時に内部補強材及び柱面に抵抗して高い耐力を発揮する。

【0027】

内部補強材がダイヤフラムと結合する時、ダイヤフラムの垂直方向位置決めを助けるために、内部補強材にはストッパー部が形成されることが好ましい。ストッパー部は、好ましい実施形態として段差部からなる。すなわち、内部補強材の長さ方向の一定位置で幅を異ならせることによって段差が形成され、この部分にダイヤフラムがかかってそれ以上移動しないようにできる。

【0028】

中間柱は閉断面の鋼管形状である。中間柱の内面には内部補強材が結合し、外面には外部補強材が結合する。この結合のためにボルト孔が多数形成される。中間柱の上部及び下部にはそれぞれダイヤフラムが結合する。

【0029】

一方、中間柱の外壁に結合する外部補強材は接合部コアの剛性をより高くする。外部補強材にもボルト結合のための貫通孔が多数形成される。

【0030】

本発明に係る接合部コアに連結される梁は一般にＨ形鋼梁であるが、これに限定されるものではない。梁の構造的な特徴によってスティフナーを設置してもよい。

【0031】

一方、本発明は、前述の接合部コアを用いて次の段階からなる柱と梁の接合方法を提供する。

【0032】

内部補強材、ダイヤフラム、中間柱及び外部補強材を組み立てて接合部コアを形成する段階、
前記接合部コアを閉断面の下部柱と組み立てる段階、
前記接合部コアと前記下部柱との結合体を現場に運搬して梁を結合させる段階、
前記接合部コアに上部柱を結合させる段階、及び
前記接合部コアに梁を結合させる段階を含み、溶接無しで柱と梁の接合が可能であることを特徴とする柱と梁の接合方法。

【0033】

このとき、工場では接合部コアまでのみ事前製作し、それを現場に運搬し、以降の工程は現場で行ってもよい。

【0034】

この時、各結合工程はボルトだけで、好ましくは一方向のみから結合可能なワンウェイボルトだけで行うことができるので、溶接が不要である。

【0035】

一方、本発明では、前記接合部コアに梁を結合させる段階後に、前記上部柱、下部柱、中間柱内にコンクリートを打設する段階をさらに含むことができる。

【0036】

この場合、閉断面鋼管内部へのコンクリート打設によるコンクリートとボルトとの付着力によって、より高い構造性能を発揮することになる。また、閉断面鋼管内部へのコンクリート打設に当たって既存の鋳型工程が省かれ、工期短縮が可能である。

【発明の効果】

【0037】

本発明によれば、閉断面鋼管と梁の接合時に従来に比べて高い剛性が確保される。また閉断面鋼管と梁の接合時に溶接無しで組立可能なため、工程を短縮させ、容易に接合可能であり、品質も均一になる。

【0038】

また、本発明によれば、接合部コアによって下部柱、上部柱、梁が１地点で接合されて１層ずつの施工が可能である。これによって、低い作業位置を確保できるので、作業が非常に安全であり、面積の大きい建築物では効率的な分離施工によって工期短縮も可能である。

【0039】

また、本発明によれば、既存ＣＦＴ柱に比べて、閉断面鋼管内部まで設置されたボルトによって座屈耐力が増大し、コンクリートと閉断面鋼管との付着力も向上する。

【0040】

また、本発明によれば、コンクリートの充填性及び施工性を確保することができる。

【0041】

また、本発明によれば、溶接作業が省かれ、製作方式が簡便化する。

【0042】

また、本発明によれば、鉄筋の配筋、鋳型作業が不要であり、工期が短縮する。

【0043】

また、本発明によれば、一般のＲＣとＳＲＣ構造に比べて、柱断面の縮小によって有効空間が増大し、別途の仕上げが不要なので、柱仕上げのある建物に経済的な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】本発明の第１実施形態によって接合部コアを用いて柱と梁を結合させる概念を示す分解斜視図である。

【図2】本発明の第１実施形態によるダイヤフラムの斜視図である。

【図3】本発明の第１実施形態による接合部コアの分解斜視図である。

【図4】本発明の第１実施形態による接合部コアの平面図である。

【図5】本発明の第１実施形態によって柱、梁、接合部コアが結合した状態を示す斜視図である。

【図6】本発明の第１実施形態によってストッパー部が形成された内部補強材を示す正面図である。

【図7】図６（ａ）による内部補強材のストッパー部にダイヤフラムが結合した状態を示す正面図及び部分拡大図である。

【図8】本発明の第１実施形態においてストッパーが２カ所に形成された場合、接合部コアの分解斜視図である。

【図9】図６（ｂ）による内部補強材のストッパー部にダイヤフラムが結合した状態を示す正面図及び部分拡大図である。

【図10】本発明の第１実施形態によって接合部コアによって結合した柱と梁の様々な例を示す斜視図である。

【図11】本発明の第１実施形態によって接合部コアによって結合した柱と梁の様々な例を示す斜視図である。

【図12】本発明の第１実施形態によって接合部コアによって結合した柱と梁の様々な例を示す斜視図である。

【図13】本発明の第２実施形態によるダイヤフラムの斜視図である。

【図14】本発明の第２実施形態による接合部コアの斜視図である。

【図15】本発明の第２実施形態による接合部コアの平面図である。

【図16】本発明の第３実施形態によるダイヤフラムの斜視図である。

【図17】本発明の第３実施形態による接合部コアの斜視図である。

【図18】本発明の第３実施形態による接合部コアの平面図である。

【図19】本発明の第３実施形態に用いられる内部補強材の斜視図である。

【図20】本発明によって接合部コアを用いて柱と梁を結合させる概念を示す分解斜視図である。

【図21】本発明の接合部コアによって柱と梁を結合した後、コンクリート打設を行った状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0045】

以下、本発明を添付の図面を参照してより詳細に説明する。

【0046】

図１は、本発明の第１実施形態によって接合部コアを用いて柱と梁を結合させる概念を示す分解斜視図であり、図２はダイヤフラムの斜視図であり、図３は接合部コアの分解斜視図である。

【0047】

図１及び図３において、接合部コア１０は、内部補強材２０、ダイヤフラム３０、中間柱４０を含んで構成される。

【0048】

内部補強材２０は鋼材であり、板状に形成される。第１実施形態において内部補強材２０は合計４枚であり、それぞれは、後述する四角鋼管の形態で中間柱４０の内面にそれぞれ結合する。内部補強材２０にはボルト結合のための孔が多数形成されている。また、内部補強材２０の内面にはボルト結合のための突出部が形成されていてもよい。

【0049】

ダイヤフラム３０は、図２に示すように、四角形の板状の鋼材であり、一辺の長さは３５０ｍｍである。ダイヤフラム３０の中央には貫通孔３２が形成されている。

【0050】

また、ダイヤフラム３０には内部補強材２０を挿入するための貫通スリット３４が形成されている。貫通スリット３４は４枚の内部補強材２０が全て挿入され得るようにダイヤフラム３０の４つの縁にそれぞれ形成される。

【0051】

第１実施形態において、ダイヤフラム３０は中間柱４０の上部及び下部にそれぞれ結合可能に２個となっている。

【0052】

中間柱４０は四角形鋼管を切断した形態である。中間柱４０の内面には内部補強材２０が結合される。結合のために、中間柱４０の４つの面のそれぞれには多数のボルト孔が形成される。ボルト９０の孔のサイズは２４ｍｍである。

【0053】

中間柱４０の上部及び下部にはそれぞれダイヤフラム３０が結合する。

【0054】

図面において外部補強材５０は板状であり、中間柱４０の外壁に結合する。外部補強材５０が省かれても接合部コア１０は所望の目的を達成できるが、外部補強材５０を結合させることによって剛性をより一層増大させることができる。

【0055】

外部補強材５０にもボルト９０との結合のための貫通孔が多数形成されている。

【0056】

図３で、接合部コア１０は、内部補強材２０と下部ダイヤフラム３０とをまず結合させ、次いで中間柱４０を結合させた後、最後に上部ダイヤフラム３０を結合させることによって組み立てられる。

【0057】

図４は、本発明の第１実施形態による接合部コアの平面図である。

【0058】

図４では、理解を容易にするためにボルトが結合していない状態を示す。図示のように、ダイヤフラム３０の貫通スリット３４には内部補強材２０が挿入されており、ダイヤフラム３０は中間柱４０に嵌合された形態を有する。そして、中間柱４０の外部には外部補強材５０が接合される。

【0059】

図５は、本発明の第１実施形態によって柱、梁、接合部コアが結合した状態を示す斜視図である。

【0060】

図示のように、接合部コア１０は、上部柱６０及び下部柱７０と連結されており、梁８０とも結合して、全体的に柱と梁が接合された形態が完成する。接合部コア１０に連結される梁８０はＨ形鋼材であるが、これに限定されるものではない。なお、梁８０にはスティフナー８２が形成され、剛性をさらに高めている。

【0061】

一方、図６は、第１実施形態によってストッパー部２２が形成された内部補強材を示す正面図及び部分拡大図であり、図７は、図６のストッパー部にダイヤフラム３０が結合した状態を示す正面図である。

【0062】

図６に示すように、内部補強材２０がダイヤフラム３０の貫通スリット３４から挿入される時、ダイヤフラム３０の垂直方向の位置決めを助けるために、内部補強材２０にはストッパー部２２が形成されてもよい。ストッパー部２２は段差部で形成される。すなわち、内部補強材２０を長さ方向の一定位置でその幅をやや広くすることによって形成される。ストッパー部２２は、図６（ａ）のように１カ所に形成されてもよく、図６（ｂ）のように２カ所に形成されてもよい。

【0063】

図７は、図６（ａ）のようにストッパー部が１カ所に形成された場合に対する接合部コアの分解斜視図である。ストッパー部２２にダイヤフラム３０がかかってそれ以上移動できなくなるため、正確な結合位置を確保することができる。

【0064】

図８は、ストッパー部が２カ所に形成された場合の接合部コアに対する分解斜視図であり、図９は、図８によって内部補強材のストッパー部にダイヤフラムが結合した状態を示す正面図及び部分拡大図である。

【0065】

図示のように、ストッパー部２２が内部補強材２０の上部及び下部にそれぞれ形成された場合、ダイヤフラム３０は内部補強材２０の上部及び下部からそれぞれ結合しながらストッパー部２２にかかり、それ以上の移動ができなくなる。したがって、ダイヤフラム３０の位置がより正確に設定することができる。

【0066】

一方、このようにストッパー部２２が内部補強材２０の上部及び下部にそれぞれ形成された場合には、接合部コア１０の組立順序が変更される。すなわち、図８に示すように、下部ダイヤフラム３０を下方から押し上げて内部補強材２０の下部ストッパー部２２に接するように結合させ、次いで中間柱４０を結合した後、上部ダイヤフラム３０を上方から嵌めて内部補強材２０の上部ストッパー部２２に結合させることによって組み立てる。

【0067】

図１０〜図１２は、接合部コアによって結合した柱と梁の様々な例を示す斜視図である。

【0068】

中間柱４０と結合する梁８０は、図１０では２個、図１１では３個、図１２では４個などであり、特定の数に限定されない。すなわち、図１０〜図１２にそれぞれ示すように、梁８０は、中間柱４０の対向する両面、又は３面、４面で接合することができる。

【0069】

一方、本発明ではダイヤフラムと接合部コアの構造を様々に変形して実施可能である。

【0070】

図１３は、本発明の第２実施形態によるダイヤフラムの斜視図であり、図１４及び図１５は、第２実施形態による接合部コアの斜視図及び平面図である。

【0071】

図１３に示すように、第２実施形態においても、ダイヤフラム３０は四角形の板状の鋼材である。ダイヤフラム３０の中央にも貫通孔３２が形成されている。ただし、ダイヤフラム３０のスリット３４ａが４つの角部に“Ｌ”字状に形成されている。

【0072】

この場合、内部補強材２０ａは“Ｌ”字状に形成される。

【0073】

ダイヤフラム３０は中間柱４０の上部及び下部にそれぞれ結合する。

【0074】

このような第２実施形態によれば、ダイヤフラム３０と内部補強材２０ａとの結合が図１４及び図１５に示すように“Ｌ”字状になされるため、締結力をより強化することができる。

【0075】

図１６は、本発明の第３実施形態によるダイヤフラムの斜視図であり、図１７及び図１８は、第３実施形態による接合部コアの斜視図及び平面図であり、図１９は、第３実施形態に用いられる内部補強材の斜視図である。

【0076】

図１６に示すように、第３実施形態でもダイヤフラム３０は四角形の板状の鋼材である。ダイヤフラム３０の中央にも貫通孔３２が形成されている。ただし、ダイヤフラム３０のスリット３４ｂが１辺に２つずつ形成されている。

【0077】

本実施形態において内部補強材２０ｂは上部及び下部のそれぞれに２個ずつの突出部２１が形成された構造となる。この２個の突出部２１がダイヤフラム３０の１辺ごとに形成された２個のスリット３４ｂにそれぞれ結合する。

【0078】

第３実施形態によれば、ダイヤフラム３０と内部補強材２０ｂとの結合が各辺に対して２カ所でなされるため、締結力をより強化することができる。

【0079】

以下、前述した本発明の接合部コアの組立工程を、図１を参照して第１実施形態に対して説明する。

【0080】

まず、接合部コア１０をなす構成要素、すなわち、内部補強材２０、ダイヤフラム３０、中間柱４０、外部補強材５０などは事前に工場で製作する。

【0081】

具体的に、接合部コア１０は、既存の溶接と違い、単純な組立で製作することができる。すなわち、レゴのような玩具ブロックのように組み立てることができる。

【0082】

まず、４個の内部補強材２０を下部ダイヤフラム３０の貫通スリット３４に貫通させる。この時、下部ダイヤフラム３０の固定位置は内部補強材２０のストッパー部２２によって正確に決めることができる。

【0083】

次いで、中間柱４０を内部補強材２０が結合した下部ダイヤフラム３０と結合させる。

【0084】

次に、上部ダイヤフラム３０を４個の内部補強材２０に嵌めて設置する。

【0085】

このように形成された接合部コア１０を角形鋼管からなる下部柱７０と工場で仮組立した後、外部補強材５０を結合させて現場に納品する。

【0086】

または、接合部コアの組立は図２０に示す方法で行われてもよい。

【0087】

すなわち、接合部コア１０だけを現場に納品した後、現場で下部柱７０と仮組立してもよい。

【0088】

このように接合部コア１０と柱が連結されると、次に梁８０を結合させる。

【0089】

各部品の結合はボルトを締めることによってなされる。この時、ボルト９０は、内部補強材２０、中間柱４０、外部補強材５０を同時に結合させてもよく、一部のボルトは内部補強材２０と下部柱７０だけを結合させてもよい。

【0090】

ボルトは、図１では一般のボルトを示しているが、外側から一方向（ｏｎｅ ｗａｙ）にのみ締め付けることで十分の締結力を提供するワンウェイボルト９０を使用することがより好ましい。

【0091】

図２１は、本発明の実施形態において、それぞれ図１の接合部コアによって柱と梁を結合させた後にコンクリート打設を行った状態を示す図である。

【0092】

このように閉断面鋼管内部にコンクリート１００を打設すれば、コンクリート１００とボルト９０間の付着力によってさらに高い構造性能を発揮するようになる。また、閉断面鋼管内部へのコンクリート打設時に既存の鋳型工程が省かれ、工期短縮が可能である。

【0093】

以上、本発明を、特定の実施形態を用いて具体的に説明してきたが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく様々に修正及び変形可能であることは、この技術の分野における通常の知識を有する者にとって自明である。したがって、それらの修正例又は変形例も本発明の請求の範囲に属するといえよう。

【符号の説明】

【0094】

１０：接合部コア
２０，２０ａ，２０ｂ：内部補強材
２２：ストッパー部
３０：ダイヤフラム
３２：貫通孔
３４，３４ａ，３４ｂ：スリット
４０：中間柱
５０：外部補強材
６０：上部柱
７０：下部柱
８０：梁
８２：スティフナー
９０：ボルト
１００：コンクリート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【国際調査報告】