JP2000087504A - 鉄骨骨組の格点構造 - Google Patents

鉄骨骨組の格点構造

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JP2000087504A
JP2000087504A JP10261530A JP26153098A JP2000087504A JP 2000087504 A JP2000087504 A JP 2000087504A JP 10261530 A JP10261530 A JP 10261530A JP 26153098 A JP26153098 A JP 26153098A JP 2000087504 A JP2000087504 A JP 2000087504A
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point structure
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JP10261530A
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Nobuaki Sakurai
信彰 櫻井
Koichi Nakamura
宏一 中村
Akio Hayashi
昭男 林
Takao Hayashi
孝雄 林
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/0008Methods for grouting offshore structures; apparatus therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/0004Nodal points

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接作業を少なくして製作コストを低減し、
かつ作業環境が悪く組立精度の確保が困難な現地製作・
組立でも容易に製作可能な比較的大型の鉄骨骨組の格点
構造を提供する。 【解決手段】 管体からなる主部材1の側面に設けた開
口部2に、端部にせん断突起3を有する副部材4が差込
まれ、周りが充填グラウト材5で固定された鉄骨骨組の
格点構造。トラス構造の格点構造では、上記主部材1が
上弦材6または下弦材7で、副部材4が斜材または垂直
材となり、櫓状の立体骨組構造では、上記主部材1が柱
体8で、副部材4が斜材または水平材となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は橋梁や海洋構造物、
その他建造物のトラス、ラーメン、アーチ等の比較的大
規模な鉄骨骨組の格点部構造に関する。
【0002】
【従来の技術】橋梁の桁や橋脚等のトラス構造や櫓状の
海洋構造物等では、立体鉄骨骨組を構成する主部材と副
部材の接合点である格点(節点)部構造は応力が集中す
るため従来、図6に示すように主部材1と副部材4をガ
セットプレート15を用いて補強して溶接固定したもの
が多い。また、海洋構造物(ジャケット)では、図7に
示すように、ガセットプレートを用いないで直接主部材
1と副部材4を溶接接合する例もある。この場合は主部
材、副部材として円形鋼管が用いられ格点部は円形曲面
に合致するように端面を曲面状に切断したものを溶接
し、溶接後に格点部を焼鈍して溶接による残留応力を解
除したり主部材1の内部にダイヤフラム等の補強部材1
6を溶接したりまたはコンクリート等を充填して集中応
力による局部変形を生じさせないような対策を施してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の鉄
骨骨組の格点部構造は溶接接合を主体とした複雑な構造
となっているため接合端面の高精度な加工が難しく熟練
溶接技能者を必要とし、製作コストが高くなる課題があ
った。
【0004】特に、ガセットを用いず主部材と副部材を
直接溶接接合するものは対象部材が円形鋼管同士の場合
は円形曲面に合致するように端面を切断したものを突合
せて溶接する必要があり、複雑な形状の端面加工を要す
るとともに溶接作業も高度な技量を有する熟練溶接工に
委ねなければならない課題があった。
【0005】また、近年橋梁分野では低コスト化を狙っ
て長スパン化、少部材化が図られてきており構成部材が
大型・大重量となってきているためブロックに組み立て
たものでは輸送が困難となってきている。さらに、道路
用地取得の困難さ等から山間地にルート選定するにとも
ない、山間地に橋梁を架設するようなケースが増えてき
ているためブロック化した大型・大重量の橋桁や橋脚等
の鉄骨骨組は山間地を輸送できないため現地組立てにせ
ざるを得なくなってきている。
【0006】こうした現地組立では製作設備や熟練溶接
技能者の確保が難しく、作業環境が悪いため接合部材の
組立精度も悪くなりがちである。このため従来のような
複雑な格点構造とした場合は品質を確保するのが困難と
なり加えてコスト増になる課題があった。
【0007】本発明は従来技術の課題を解消し、熟練溶
接技能者を要する溶接作業を少なくして製作コストを低
減し、かつ作業環境が悪く組立精度の確保が困難な現地
製作・組立でも容易に製作可能な比較的大型の鉄骨骨組
の格点構造を提供することを目的としたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の課
題を解決し、前記目的を達成するため以下の構成とし
た。
【0009】即ち、本発明の鉄骨骨組の格点構造は、管
体からなる主部材1の側面に設けた開口部2に、端部に
せん断突起3を有する副部材4が差込まれ、周りを充填
グラウト材5で固定したものである。この格点構造をト
ラス構造に適用する場合は、上記主部材1が上弦材6ま
たは下弦材7で、副部材4が斜材または垂直材となる。
また、櫓状の立体骨組構造に適用する場合は、上記主部
材1が柱体8で、副部材4が斜材または水平材となる。
【0010】本発明の鉄骨骨組の格点構造は上記の構成
としていることによって以下のように作用する。
【0011】(1)主部材1の側面に設けた開口部2に
差込んだ副部材4の端部にはせん断突起3を設けている
ため、周りに充填したグラウト材5に対して確実にせん
断力を伝達し、高い固定度を発揮できる。
【0012】(2)接合部の主部材1内に充填されたグ
ラウト材5は主部材1の管体内壁で拘束されているため
ひび割れ等が生じることがなく、差込まれた副部材4の
端部を確実に固定する。
【0013】(3)格点部の接合構造は熟練溶接工に依
存するような溶接作業を要しない。
【0014】(4)また、主部材1の側面に設けた開口
部2の大きさを副部材4の断面に対して余裕を持たせる
ことによって組立精度が得にくい作業環境でも容易に組
立接合できる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1(a)は本発明に係る鉄骨骨
組の格点構造例の切欠き断面図である。図1b)は図1
(a)のA−A断面を示す。格点部構造は円形鋼管から
なる主部材1の下側側面に開口部2が設けられ、この開
口部2に主部材鋼管1より小径の斜材鋼管の副部材4の
端部が差込まれ周りにグラウト材5が充填されている。
【0016】主部材鋼管1に設ける開口部2は副部材4
の取付方向に設けられ、その開口部2の口径はせん断突
起3を含む副部材4の断面サイズより若干大き目とす
る。開口部2の大きさは出来るだけ大きくした方が副部
材4の差込み自由度(誤差吸収)は高まるが、拘束効果
が弱まり、かつ充填グラウト材5のシールが難しくなる
ためせん断突起3を含む副部材4の断面の直径より10
mm程度大き目とする。主部材鋼管1の開口部2に差込
む副部材鋼管4の端部の差込み長はあまり短いと引張
り、曲げ応力に対する抵抗力を発揮できないため少なく
とも主部材鋼管1の直径の1/2以上差込む必要があ
る。
【0017】副部材鋼管4の端部には主部材鋼管1に差
込まれる部分に、せん断力を伝達するためのせん断突起
3が設けられている。せん断突起3は図2(a),
(b)に示すように丸鋼9を螺旋状または円形状に巻付
け溶着したものや、図2(c)に示すような角棒10を
螺旋状または円形状に巻付け溶着したり、図2(d)の
ように肉盛ビード11を溶着して形成することができ
る。
【0018】せん断突起3のサイズは主部材1、副部材
4の大きさによって決めることになるが、あまり小さい
とせん断力の伝達効果が得られなく、大きすぎると副部
材4への溶着作業が困難となるため突起高さh=5〜3
0mm程度、ピッチs=30〜100mm程度とする。
【0019】格点部の副部材4の端部周りに充填するグ
ラウト材5は図1に示すように格点部のみに限定する
か、または主部材1の管体の全長に亘って充填してもよ
い。格点部のみに限定する場合は副部材4と主部材1の
荷重の伝達を十分行える所定区間Lの両側に仕切り12
を設ける必要がある。この仕切り12は鋼板を用いて主
部材1の管体内に溶接固定する方法や作業者が入れない
小径管体では膨張収縮するチューブを用い管体外から取
付ける方法がある。
【0020】格点部にグラウト材5を充填するには、図
1(a)に示すように、主部材1の開口部2と差込んだ
副部材4との隙間にゴム製のシール材13等を取付け、
主部材1の下方に設けたグラウト材の注入口14からセ
メントミルクまたはモルタルのグラウト材を注入する。
主部材1の上方には空気抜き口14aを設けてある。な
お、グラウト材5は格点部に限定充填する場合はスラリ
ー状で注入可能なモルタルまたはセメントミルクを使用
し、主部材1の全長に亘って充填する場合はコンクリー
トを用いる方がよい。
【0021】図3は本発明の格点構造を橋桁等に用いら
れる水平トラス構造に適用した例の側面図である。トラ
スは円形鋼管からなる上弦材6と下弦材7の主部材およ
び副部材である斜材4で構成されており、上・下弦材
6,7と斜材4との接合部の格点は、上弦材6の下側と
下弦材7の上側の斜材取付け位置に設けた開口部2を通
して、端部にせん断突起3を形成した斜材4が上弦材6
と下弦材7の内部に差込まれ周りに充填されたコンクリ
ートのグラウト材5で固定されている。この例は主部材
の上・下弦材6,7に円形鋼管を用いているが角形鋼管
の管体としてもよい。斜材4は鋼管に限定されることは
なく他にH型鋼、L型鋼、溝型鋼等の型鋼を用いること
もできる。
【0022】図4は他の実施例で図4(b)はその横断
面の一部を示す。前記のトラス構造における上弦材6が
直接鉄筋コンクリート床版となる鋼・コンクリート複合
トラスである。斜材4の上側は鉄筋コンクリート床版の
ハンチ部6aに埋め込まれて固定されており、下側は前
記と同様な手段で接合固定されている。なお、4aは横
構であり、せん断突起3を備えた端部が下弦材鋼管7の
側面の開口部2から鋼管7内に差込まれて前記斜材4と
同様に固定されている。
【0023】図示していないが、アーチ構造では上記の
例とは異なりアーチ状の主部材に接合された吊り材の補
助部材の下側が直接鉄筋コンクリート床版に接合される
鋼・コンクリート複合構造等となる。この場合は吊り材
の下側を鉄筋コンクリート床版ハンチに埋め込み固定
し、上部のアーチ状の主部材管体と吊り材上部は前記と
同様な手段で接合した格点構造とする。
【0024】図5は本発明の格点構造を櫓状の立体骨組
構造に適用した例の側面図である。立体骨組は円形鋼管
からなる柱材8の主部材および副部材である水平・斜ブ
レース材4で構成されており、柱材8とブレース材4と
の接合部の格点は、図5(b)に示すように柱材1に設
けた開口部2を通して、端部にせん断突起3を形成した
ブレース材4が内部に差込まれ周りに充填されたコンク
リートのグラウト材5で固定されている。なお、立体骨
組の格点部には側方、斜め方向、奥行き方向に複数のブ
レース材4が取付られる場合が多いが、本発明の格点構
造を適用する場合は各ブレースが同一箇所に集中すると
開口部2を通して差込むブレース材4が主部材1の管体
内で干渉する場合があるため開口位置をずらすようにし
たほうがよい。
【0025】また、本発明を実施する場合、鉄骨骨組の
全ての格点を本発明の格点構造にしないで一部に適用す
ることとしてもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明の鉄骨骨組の格点構造は、管体か
らなる主部材の側面に設けた開口部に、端部にせん断突
起を有する副部材を挿入して、周りを充填グラウト材で
固定したものであるため、主部材と副部材はせん断突起
によって周りに充填されたグラウト材で確実にせん断力
を伝達し、高い固定度が得られる。
【0027】また、接合部の主部材内に充填されたグラ
ウト材は管体の内壁で拘束されているためひび割れ等が
生じることがなく、差込まれた副部材の端部を確実に固
定する。
【0028】また、接合作業は、熟練溶接工に依存する
ような溶接作業を要しないとともに、主部材の側面に設
けた開口部の大きさを副部材の断面に対して余裕を持た
せることによって組立精度が得にくい作業環境でも容易
に組立接合できる。
【0029】従って、本発明の格点構造は熟練溶接技能
者を要する溶接作業を少なくして製作コストを低減し、
かつ作業環境が悪く高度な組立精度の確保が困難な現地
製作においても容易に製作・組立作業を行うことができ
る。
【0030】本発明は工場やヤードにおけるトラス、櫓
等の立体骨組の製作・組立にも適用できるが、組立・輸
送するのが困難な比較的大型・大重量のブロックの現地
組立に適用するとより大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の実施例の鉄骨骨組の格点構造
断面図であり、(b)は(a)のA−A断面図である。
【図2】(a)は副部材の端部形状を示し、(b),
(c),(d)は副部材の端部に形成する突起の例であ
る。
【図3】本発明の格点構造をトラスに適用した実施例の
側面図である。
【図4】本発明の格点構造を他のトラスに適用した実施
例の側面図である。
【図5】櫓状の立体骨組に本発明の格点構造を適用した
実施例である。
【図6】従来の格点部の接合構造(ガセット接合)であ
る。
【図7】従来の格点部の接合構造(直接接合)である。
【符号の説明】
1 主部材 2 開口部 3,9,10,11 せん断突起 4 副部材 5 グラウト材 6 上弦材 7 下弦材 8 柱体 12 仕切り 13 シール材 14 注入口 14a 空気抜き口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 昭男 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 林 孝雄 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内 Fターム(参考) 2D059 BB31 BB33 GG61 2E163 FA02 FA12 FB06 FB09 FB24 FB32 FB34 FB42 FB43 FB44 FB45 FB50 FD01 FD52 FF17 GA06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管体からなる主部材の側面に設けた開口
    部に、端部にせん断突起を有する副部材が差込まれ、周
    りが充填グラウト材で固定されていることを特徴とする
    鉄骨骨組の格点構造。
  2. 【請求項2】 主部材が上弦材または下弦材で、副部材
    が斜材または垂直材からなる骨組構造であることを特徴
    とする請求項1記載の鉄骨骨組の格点構造。
  3. 【請求項3】 主部材が柱体で、副部材が斜材または水
    平材からなる櫓状立体骨組構造であることを特徴とする
    請求項1記載の鉄骨骨組の格点構造。
JP10261530A 1998-09-16 1998-09-16 鉄骨骨組の格点構造 Withdrawn JP2000087504A (ja)

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Cited By (5)

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