JP2002220876A

JP2002220876A - 建築鉄骨骨組の柱梁部材および接合構造

Info

Publication number: JP2002220876A
Application number: JP2001015327A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sawaizumi; 紳一澤泉; Ryoichi Sugano; 良一菅野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-01-24
Publication date: 2002-08-09

Abstract

(57)【要約】【課題】逆打ち工法において、円形鋼管柱とＨ形断面
鉄骨梁を容易に接合し、かつ品質確保する。【解決手段】建築鉄骨骨組において、円形鋼管柱１と
Ｈ形断面鉄骨梁２の接合に用いられるダイアフラム３で
あって、ダイアフラム３は、２つ若しくは複数組合わせ
て接合することで、円形鋼管柱１の外形にフィットする
リングとなり、Ｈ形断面鉄骨梁２のフランジ部２Ａの接
合用にボルト孔４を設け、ダイアフラム３に梁フランジ
部２Ａをボルト９にて接合してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築鉄骨骨組とな
る円形鋼管柱とＨ形断面鉄骨梁の接合部材およびその接
合構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、中空やコンクリート充填された円
形鋼管柱にＨ形断面の鉄骨梁を接合する形式としては、
通しダイアフラム形式と外ダイアフラム形式がある。

【０００３】通しダイアフラムによる接合形式は、図１
０(Ａ)，図１１(Ａ)に示すように、鋼管柱１を梁２のフ
ランジ部２Ａ及びウエブ部２Ｂの接合位置で切断し、そ
こに鋳造成形または板から切り出し成形される梁フラン
ジ取付用のリング状またはプレート状のダイアフラム３
を挟み込み、鋼管１とダイアフラム３を溶接して、一本
の柱として再接合した後、ダイアフラム４に梁２のフラ
ンジ部２Ａを溶接ｗすることにより行われている。しか
し、このような通しダイアフラム形式では、鋼管の切
断、再溶接といった加工に多大な手間が掛かるという不
具合がある。

【０００４】一方、外ダイアフラムによる接合形式は、
図１０(Ｂ)，図１１(Ｂ)に示すように、鋼管柱１の外径
に丁度嵌まる大きさのリング状のダイアフラム３を鋳造
や板からの切り出しにより製作し、このようなダイアフ
ラム３を鋼管柱１に嵌め通して、梁２のフランジ部２Ａ
の接合位置で鋼管柱１に溶接し接合した後、ダイアフラ
ム３に梁２のフランジ部２Ａを溶接することにより行わ
れ、通しダイアフラム形式のような鋼管柱１の切断、再
溶接といった加工手間を回避することができる。

【０００５】しかし、このような外ダイアフラム形式で
は、ダイアフラム３の製作時に、板からリングを切り出
す場合には、リング切出し後の板材に残る孔による材料
無駄が生じ、材料歩留まりが悪い。この材料無駄を回避
するために、ダイアフラムを分割して切出した後に、鋼
管柱への取付時に、溶接によりリング状に接合する方法
もあるが、溶接などの手間がかかる。また、鋳造成形の
場合も、材料歩留まりは良いものの、ダイアフラム３の
リングサイズ毎に成形型が必要になったり、材料強度的
にも制約があり、設計の自由度を阻害するという問題が
ある。

【０００６】また、前記した通しダイアフラム及び外ダ
イアフラムによる接合形式では、作業効率、溶接品質管
理の面から、ダイアフラム３の鋼管柱１への取付けは鉄
骨加工工場にて行われ、現場では梁の取付・接合のみが
行われる。柱に先付けれたダイアフラムと鉄骨梁フラン
ジの接合は、現場溶接される場合が多いが、これも作業
・品質管理の面で多大な手間を要する。

【０００７】ところで、地下を有する建築物の地下骨組
を構築する際には、従来工法に対して工期短縮が可能な
逆打ち工法が多用されつつある。

【０００８】ここで、逆打ち工法の概要を図１２（Ａ）
〜（Ｄ）を参照して説明する。

【０００９】図１２（Ａ）に示すように、まず、地盤２
１に山止め壁２２を建造物構築予定範囲を取囲むように
作る。次いで、山止め壁２２の内側で、柱の立設予定位
置に杭穴２３をドリル掘削する。そして、杭穴２３に円
形鋼管柱からなる鉄骨柱１を建て込む。この柱１の建て
込みと前後して、コンクリート等を用いた支持杭２４を
造成するとともに、柱１の下端を根入れする等の措置に
より、柱１を支持杭２４に支持させる。

【００１０】柱１の建て込み後、図１２（Ｂ）に示すよ
うに、支持杭２４より上部の杭穴２３を掘削土砂２５に
て埋め戻す。このとき、地上面では一階床面（床躯体）
２６を柱１の支えとして設置する。次いで、山止め壁２
２の内側を掘削機にて掘削する。この場合、掘削機の地
下部への搬入や作業者の地下への出入りは、床躯体２６
の仮設開孔２７を通して行う。

【００１１】地下部分の掘削時、図１２（Ｃ）に示すよ
うに、柱１の外周の埋め戻し土砂２５も同時に「はつ
り」、柱１を剥き出しに露出させる。このような地下１
階部分の掘削が終了すると、柱１に、地下１階床を構成
するＨ形断面鉄骨からなる梁２を接合する。

【００１２】柱梁の接合後、図１２（Ｄ）に示すよう
に、地下１階部分の底部及び外周に鉄筋コンクリート２
８を打設し、地下１階部分の床及び空間を構築する。こ
のような工程を繰返して地下２階部分の空間を構築す
る。このとき、地上では同時進行で、地上階部分の柱１
にも梁２を接合し、地上階部分を構築する。

【００１３】通常の方法で建築地下構造物の地下部分を
構築するときは、例えば、地下２階であれば、地表から
地下に向かって骨組を施工するのではなく、まず、第一
に、１階及び２階全部の地盤掘削を行い、その後、掘削
底面から地上に向かって、順に骨組みの構築を行う。こ
れに対して、逆打ち工法は、地下部分と地上部分を同時
に平行して施工できるため工期短縮が可能となる。

【００１４】逆打ち工法で用いる構真柱は、狭い杭穴内
に建込んだ後に一旦埋め戻されるため、表面には突出物
が無いのが理想である、構真柱にダイアフラム等の出っ
張りがある場合には、杭穴に入らない、建込時の泥水抵
抗が増すなど、施工性を阻害するばかりでなく、埋め戻
し時の締固めが困難であり、構造、品質に悪影響を及ぼ
すこととなる。

【００１５】また地中に建込まれる構真柱は水平方向、
高さ方向に建込み誤差が大きいため、事前にダイアフラ
ムが取付けられている場合には、梁の取付位置等の変更
が困難といった問題もある。また、地下空間は湿度が高
いため、梁フランジとダイアフラムの現場溶接には地上
骨組にもまして品質管理が重要となるため、そのための
手間は多大である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の欠点、すなわち、柱へのダイアフラム取付や現
場におけるダイアフラムと鉄骨梁の接合に掛る溶接とそ
の品質管理手間や、逆打ち工法で構築される地下骨組に
これらを適用した場合の施工上・品質管理上の問題を除
くためのものであり、円形鋼管柱とＨ形断面鉄骨梁を容
易に接合かつ品質確保できるようにすることを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記した従来の問題点を
有利に解決するために、本発明は、次のように構成す
る。

【００１８】第１の発明は、建築鉄骨骨組において、円
形鋼管柱とＨ形断面鉄骨梁の接合に用いられる接合部材
であって、当該接合部材は、２つ若しくは複数組合わせ
てボルト接合することで、円形鋼管柱の外形にフィット
するリングとなり、梁フランジの接合用にボルト孔を有
することを特徴とする。

【００１９】第２の発明は、第１の発明において、前記
接合部材をリング状に一体化して柱に嵌め、梁フランジ
をボルト接合することを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明では、建築鉄骨骨組の柱梁接合に用いら
れる接合部材を、２つ若しくは複数組合わせて接合する
ことで、円形鋼管柱の外形にフィットするリングとな
り、その内形が柱外形と略同じであり、かつ、Ｈ形断面
鉄骨梁の接合用のボルト孔を有し、このような接合部材
を柱の外周にリング状に組合わせ一体化するとともに、
その接合用の加工部に梁フランジをボルト接合し、梁フ
ランジからの力を接合部材によるリングを介して柱に伝
達する。

【００２１】そして、柱外周に接合部材をリング状に一
体化する際には、必要に応じて、リング張力の導入によ
る柱への圧着や、主にガタ付き防止や剪断力伝達を主に
期待する溶接、隙間への必要強度を有する材料の充填な
どすることにより、柱とリングを構造的に一体化する。

【００２２】柱鋼管へのダイアフラム取付やダイアフラ
ムと梁接合に，溶接を用いず、ボルト接合形式を採用し
たことで、従来必要とされていた多量の溶接およびその
品質管理手間が不要となる。またこれにより現場でのリ
ング取付も可能となり、施工の自由度が高まる。特に逆
打ち工法により構築される地下骨組施工においては、構
真柱建込時の邪魔となるダイアフラムの後付けが可能と
なる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図９を参照して説明する。

【００２４】図１は、建築鉄骨骨組における柱梁接合構
造の全体構成を概略的に示す図である。また、図２は柱
梁接合部を拡大して示す側面図、図３はその横断平面図
である。

【００２５】柱１には、Ｈ形断面鉄骨からなる梁２の上
下両フランジ部２Ａ，２Ａが接合部材であるリング状の
上下一対のダイアフラム３，３を介して接合されてい
る。

【００２６】上下各ダイアフラム３は、図４に示すよう
に、柱１の外形にフィットする２つの分割リング３Ａ，
３Ｂからなり、各々の分割リング３Ａ，３Ｂの梁フラン
ジ接合位置には、梁接合片部３ａが一体に梁２の材軸方
向に沿ってそれぞれ突出形成されている。また、各梁突
出片部３ａは、梁フランジ部２Ａの幅と略同一寸法幅を
有するとともに、複数個のボルト孔４が開設されてい
る。

【００２７】さらに、各々の分割リング３Ａ，３Ｂの各
突合せ端部３ｂ側には、複数個のボルト孔５が開設され
ているとともに、これら各突合せ端部３ｂ間は、図示の
実施形態のように、上下一対の継手プレート６を介して
ボルト７にて接合され、リング円周方向の応力が伝達可
能な強度を有する接合構造を呈するようになっている。
この場合、各梁突出片部３ａに開設されたボルト孔４
は、梁フランジ部２Ａの接合端部に開設した複数個のボ
ルト孔８に対応して整列配置されている。

【００２８】すなわち、梁接合時には、各分割リング３
Ａ，３Ｂの梁接合片部３ａに梁フランジ部２Ａの接合端
部が重ね合わされて、ボルト孔４とボルト孔８を一致さ
せ、その両ボルト孔４，８にボルト９を挿入し締結する
ことにより、梁２の接合が行われる。

【００２９】また、柱１の外周には、梁剪断力伝達用の
シアプレート１０が梁２のウエブ２Ｂの接合位置に相当
する上下両ダイアフラム３間に溶接接合され、このシア
プレート１０を介して梁ウエブ２Ｂの接合端部がボルト
１１にて接合されるようになっている。一方、柱１とダ
イアフラム３とは、それらの間のガタ付きを防止し、か
つ、必要に応じて若干の応力を伝達するために、軽微な
溶接により接合される場合もある。さらに、図５
（Ａ），（Ｂ）に示すように、柱１とダイアフラム３間
に形成される隙間１２には、必要強度を有する材料から
なる充填材１３を充填してもよい。

【００３０】前記した本発明の柱梁接合構造によれば、
梁２の曲げ応力は、上下両フランジ部２Ａを通じて、分
割リング３Ａ，３Ｂにてリング状に一体化される上下両
ダイアフラム３を介してに伝達される。このとき、梁２
の剪断力は、予め柱１に溶接接合されて、梁２のウエブ
２Ｂがボルト１１にて接合されるシアプレート１０によ
り伝達されるが、ダイアフラム３と柱１の摩擦、及び、
必要に応じて施されたダイアフラム３と柱１間の軽微な
溶接により伝達してもよい。

【００３１】図６から図９は、柱梁接合時の施工工程を
示す。まず、図６に示すように、工場において、予め、
柱１の外周にシアプレート１０を梁２のウエブ２Ｂの接
合位置に相当する部位に溶接接合する。現場においては
柱の建方後、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、梁２の
ウエブ部２Ｂの接合端部をシアプレート１０にボルト１
１にて仮締めし支持する。

【００３２】そして、梁２の上下両フランジ部２Ａに分
割リング３Ａ，３Ｂを上側及び下側から対接するように
順次配置し、各々の分割リング３Ａ，３Ｂを上下一対の
継手プレート６を介してボルト７にて接合することによ
り、柱１の外周にリング状の上下両ダイアフラム３を取
り付けるとともに、各分割リング３Ａ，３Ｂの梁接合片
３ａに開設したボルト孔４に、梁２のフランジ部２に開
設したボルト孔８を一致させてボルト９を挿入し、ボル
ト締結位置を調整してボルト接合した後、梁２のウエブ
部２Ｂの接合端部をボルト１１にてシアプレート１０に
本締めすることにより、図９に示すように、柱梁の接合
を完了する。

【００３３】なお、前記の実施形態において、梁剪断力
伝達用のシアプレート１０を用いない場合には、建込み
後の柱１の梁接合位置に下ダイアフラム３を先に取付
け、この下ダイアフラム３上に梁２の下フランジ部２Ａ
を載置してボルト９にて締結し固定する。次いで、梁２
の上フランジ部２Ａの上方に上ダイアフラム３を載せか
けるようにして、柱１の梁接合位置に取付けるととも
に、この上ダイアフラム３に梁２の上フランジ部２Ａを
ボルト９にて締結し固定することにより行われる。

【００３４】また、逆打ち工法により構築される地下骨
組に適用する場合には、図６に示す鋼管柱を、構真柱と
して地中に建て込み埋戻した後、掘削により露出した梁
接合部位に対して、同様の手順で梁を接合すればよい。
その際，接合部材の梁フランジの接合用のボルト孔を長
孔としておくことで、梁の長さを調整をすること無く構
真柱の建込誤差を吸収する。

【００３５】図６の鋼管柱にあるシアプレートは、縦方
向に取付く上に出寸法がダイアフラム程は大きく無いた
め、構真柱建込・埋戻し時の障害にはなりにくいが、梁
せん断力をダイアフラム３と柱１の摩擦や、必要に応じ
て施されたダイアフラム３と柱１間の軽微な溶接により
伝達することで、なくすことが可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、建築鉄
骨骨組の柱梁の接合構造であって、柱梁接合に用いられ
る接合部材を２つ若しくは複数組合わせてボルト接合す
ることで、円形鋼管柱の外形にフィットするリングとな
り、その内容が柱外形と略同じであり、かつ、Ｈ形断面
鉄骨梁の接合用のボルト孔を有し、このような接合部材
を柱の外周にリング状に組合わせ一体化するとともに、
その接合用の加工部に梁フランジをボルト接合し、梁フ
ランジからの力を接合部材によるリングを介して柱に伝
達している。

【００３７】前記構成としたことにより接合部材の取付
手間の削減と、梁取り付けまでの円滑施工、接合部に関
する施工安全管理と品質管理を容易に行うことができ
る。しかも、逆打ち工法により構築される地下骨組に適
用する場合には、接合部材と梁フランジのボルト接合部
位に長孔を用いることにより、構真柱の建て込み誤差を
容易に吸収することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建築鉄骨骨組における柱梁接合構
造の全体構成を概略的に示す説明図である。

【図２】柱梁接合部を拡大して示す側面図である。

【図３】図２のＩ−Ｉ線矢視方向から見た横断平面図で
ある。

【図４】接合部材の組合せ接合状態を示す分解斜視図で
ある。

【図５】図５の（Ａ）、（Ｂ）は柱と接合部材の接合状
態を示す断面図である。

【図６】工場での柱へのシアプレートの接合工程を示す
説明図である。

【図７】図７の（Ａ）、（Ｂ）は現場での柱の建込み工
程を示す説明図である。

【図８】図８の（Ａ）、（Ｂ）は現場での柱への接合部
材の組合せ接合工程、及び、梁の接合工程を示す説明図
である。

【図９】柱梁の接合完了状態を示す説明図である。

【図１０】図１０の（Ａ）、（Ｂ）は従来の通しダイア
フラム形式と外ダイアフラム形式による柱梁の接合状態
を示す横断面図である。

【図１１】図１１の（Ａ）、（Ｂ）は従来の通しダイア
フラム形式と外ダイアフラム形式による柱梁の接合状態
を示す縦断面図である。

【図１２】図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は逆
打ち工法を示す工程図である。

【符号の説明】

１円形鋼管柱（構真柱）２Ｈ形断面鉄骨梁２Ａフランジ部２Ｂウエブ部３ダイアフラム３Ａ分割リング３Ｂ分割リング３ａ梁接合片部３ｂ突合せ端部４ボルト孔（長孔）５ボルト孔６継手プレート７ボルト８ボルト孔９ボルト１０シアプレート１１ボルト１２隙間１３充填材１４鉄筋コンクリート２１地盤２２山止め壁２３杭穴２４支持杭２５埋め戻し土砂２６床躯体２７仮設開孔２８鉄筋コンクリート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2E125 AA04 AA14 AB01 AB17 AC15 AC16 AC29 AG04 AG12 AG32 AG49 AG57 BB05 BB09 BB16 BB22 BB31 BB32 BB36 BC09 BD01 BE02 BE06 BE08 BF04 BF08 CA05 CA14 CA90 EA33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建築鉄骨骨組において、円形鋼管柱とＨ
形断面鉄骨梁の接合に用いられる接合部材であって、当
該接合部材は、２つ若しくは複数組合わせてボルト接合
することで円形鋼管柱の外形にフィットするリングとな
り、梁フランジの接合用にボルト孔を有することを特徴
とする建築鉄骨骨組の柱梁接合部材。
【請求項２】請求項１記載の接合部材をリング状に一
体化して柱に嵌め、梁フランジをボルト接合することを
特徴とする建築鉄骨骨組の柱梁接合構造。