JP2002348958A - 鉄骨柱梁の接合構造、および鉄骨柱梁の接合工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 鉄骨柱梁を構築する際の構造的強度と施工容
易性といった二律背反的命題を経済的に解決し得る画期
的な接合構造とその施工方法を提供する。 【解決手段】 外周面の所定高さ位置に、上部側に至る
ほど肉厚が逓次的に減少するテーパー部11が形成された
鉄骨柱１と；鉄骨梁２に接合されるべきブラケット部３
１を少なくとも側面の一部に有する筒形鋼材であって、
それ自身は前記鉄骨柱１に挿通されて当該鉄骨柱１のテ
ーパー部１１において楔止め状態を成す如く所要位置で
嵌着されたボックスコア３とを巧みに組み合わせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨柱梁の接合技
術の改良、詳しくは、構造的に非常に頑丈で狂いも生じ
難く、しかも複雑な作業を伴うことなく高能率に施工す
ることができる合理的な鉄骨柱梁の接合構造とその接合
工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨建造物における鉄骨柱梁の接合は、
建物の構造的強度と建物自体の精度に関わる重要事項で
あり、従前から数々の提案が為されている。ところが、
これまで提案されてきた鉄骨柱梁の接合技術は、強度的
に安心のできるものは施工に手間が掛かり過ぎて工期の
短縮化の要請に適合しないうえに工費的にも嵩むといっ
た難点があり、逆に迅速に施工できて工費的にも安価な
ものは対荷重性や耐震性などの強度面に難点があるので
あって、構造的な強度と施工容易性とを満足させさせた
いとの課題は両立し難い二律背反的命題と考えられ、半
ば諦められていたのである。

【０００３】例えば、特開平９−３２１１１号公報に開
示する鉄骨柱梁の接合構造は、所定寸法の厚肉の角形鋼
管を挟んで、その上下部には上側の角形鋼管柱と下側の
角形鋼管柱とが溶接されている一方、前記厚肉角形鋼管
の側面には上下一対の梁端金物がボルト止めにより設け
られて、この梁端金物を介して鉄骨梁が高力ボルトによ
り接合した構造になっている。たしかに、こゝに開示さ
れる鉄骨柱梁構造は、工事現場で下側の角形鋼管柱の上
端に厚肉角形鋼管を溶接すると共に、この厚肉角形鋼管
の上端に上側の鋼管柱を溶接によって継ぎ足し、また鉄
骨梁は厚肉角形鋼管の側面に設けた梁端金物に高力ボル
トで接合するだけで良いので、能率的に工事を行うこと
ができ施工性が頗る良い。ところが反面、このものにあ
っては、地震などの原因によって横方向の大きな振動が
加わったとき鉄骨柱の溶接部分にダメージを受け易いと
いう欠点があった。

【０００４】これに対し、特許第２８９８５８６号公報
に開示する鉄骨柱梁の接合構造は、鋼管柱の管壁の一部
に塑性変形により形成された増肉部と、この増肉部形成
の際に同時に同心的に密着固定された補強用鋼管と、前
記鋼管柱の増肉部および補強用鋼管に高力ボルト又はワ
ンサイドボルトによって連結された梁接合金物と、この
梁接合金物に連結された鉄骨梁とから構成されている。
しかして、このように構成した鉄骨柱梁の接合構造は、
塑性変形によって形成した増肉部とその内部に前記塑性
変形を利用して固定した補強鋼管との相互作用によって
横方向への振動に極めて秀れた強度を発揮するのに加え
て、鉄骨梁も前記増肉部と補強鋼管とを貫通する高力ボ
ルト等により強固に連結された梁接合金物を介し連結さ
れているので、その接合強度が非常に強くて高度の耐荷
重性能を発揮する。しかし、その反面、当該鋼管柱の製
造は頗る複雑で高度の加工技術を必要とするためコスト
高になるうえに、これを用いる施工も高度の技術が必要
となるために工費ならびに作業能率の面で従来工法に較
べて問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
る鉄骨柱梁の接合技術に両立困難な構造的強度と施工性
との二律背反的な技術的課題が内在していることに鑑み
て為されたものであり、構造的に非常に頑丈で狂いが生
じ難く、しかも、単純な作業で高能率に鉄骨柱と鉄骨梁
とを接合することができる合理的な鉄骨柱梁の接合構造
とその接合工法を提供することを技術的課題とする。

【０００６】また、本発明の他の技術的課題は、鉄骨柱
梁の接続に使用する構成要素が単純で低コストで製作で
き、しかも熟練者でなくても容易かつ安全に施工できる
工費的に有利な鉄骨柱梁の接合構造とその接合工法を提
供するにある。

【０００７】さらに、本発明の他の技術的課題は、高層
建築物や耐震建築物の要請にも十分に対応することがで
きる理想的な鉄骨柱梁の接合構造とその接合工法を提供
するにある。

【０００８】

【課題を解決するために採用した手段】本発明者が上記
技術的課題を構造的に解決するために採用した基本的手
段は、添附図面を参照して説明すれば、次のとおりであ
る。

【０００９】即ち、本発明は、外周面の所定高さ位置
に、上部側に至るほど肉厚が逓次的に減少するテーパー
部11が形成された鉄骨柱１と；鉄骨梁２に接合されるべ
きブラケット部31を少なくとも側面の一部に有する筒形
鋼材であって、それ自身は前記鉄骨柱１に挿通されて当
該鉄骨柱のテーパー部11において楔止め状態を成す如く
所要位置で嵌着されたボックスコア３とによって鉄骨柱
梁の接合構造物の基本的構成とした点に特徴がある（以
下、「本件構造物発明」と称す）。

【００１０】また、本発明者が前述の技術的課題を工法
的に解決するために採用した基本的手段は、添附図面を
参照して説明すれば、次のとおりである。

【００１１】即ち、本発明は、鉄骨柱１における外周面
の所定高さ位置に形成された先薄形のテーパー部11に向
けて、上方から筒形のボックスコア３を落し込ませるこ
とによって前記テーパー部11の外面と当該ボックスコア
３の内周面とが楔止め状態となるように嵌着させる作業
工程と；必要に応じボックスコア３の嵌着レベルを調整
した後、このボックスコア３と鉄骨柱１とをボルト５に
よって互いに連結固定する工法的手段を採用することに
よって鉄骨柱と鉄骨梁とを接合せしめる点に特徴がある
（以下、「本件工法発明」と称する）。

【００１２】そこで、本発明（本件構造物発明と本件工
法発明）を具体的に実施するにあたって考慮しておくべ
き事項について注釈を加えておくと、次のとおりであ
る。 1) 本発明において採用する鉄骨柱１は、内部が空洞の
鋼管タイプのものが最適であるが、従来周知の建築構造
用の形鋼材、例えばみぞ型鋼、Ｈ型鋼、クロスＨ型鋼、
Ｚ型鋼などを採用することも可能である。また、鋼管タ
イプの鉄骨柱を採用し、これに補強芯柱６を内装する場
合にあっては、補強芯柱６としてクロスＨ型鋼のほか、
中空の鋼管、山型鋼、その他周知の建築構造用の形鋼材
を用いることも当然に可能である。 2) 鉄骨柱１のテーパー部11に嵌着せしめるボックスコ
ア３としては、ボックスコア３の内筒面の少なくとも一
部に、下部側に至るほど肉厚が逓次的に減少する逆テー
パー部32を形成したものを採用するのが好ましい。そう
すれば、鉄骨柱１のテーパー部11に対して両楔状に摩擦
定着することになって、当該ボックスコアを所要位置に
安定かつ確実に嵌着させることができ、しかも、当該部
位の強度を向上させることができるからである（請求項
２、請求項３参照）。 3) 鉄骨柱１の所定高さ位置に形成するテーパー部11
は、当該鉄骨柱の外周面の大部分を囲うように形成して
もよく（請求項３参照）、また、鉄骨柱１が角筒状であ
るときは当該鉄骨柱の各出隅に形成してもよい（請求項
４参照）。同様に、ボックスコア３の内筒面に形成する
逆テーパー部32も、前記鉄骨柱１のテーパー部11に対応
して当該ボックスコア３の内筒面に形成するものとし、
テーパー部11が角形鉄骨柱１の出隅部に形成されいる場
合にあっては、ボックスコア２の内筒面の各入隅部に形
成したものを用いるものとする。 4) 鉄骨柱１に対するボックスコア３の嵌着位置が適切
でないときは、補正楔４を用いるものとする（請求項
５、請求項１５参照）。この補正楔４は、ボックスコア
３として逆テーパー部32を持たない形態のものを採用す
る場合にも有効である。ちなみに、補正楔４としてはテ
ーパー角度を異にする複数種類を準備しておくと、ボッ
クスコア４の嵌着位置の調節に非常に便利である。この
場合、テーパー角度を異にする補正楔４の中には角度０
°のもの、つまり、フラットな鋼板も含まれるものとす
る。 5) 鉄骨柱１とボックスコア３とは当該鉄骨柱１のテー
パー部11（ボックスコアの逆テーパー部31）による楔止
め作用によって十分安定的に嵌着した状態になるが、ボ
ルト締結（特に、高力ボルトやワンサイドボルト）と併
用することにより、更に構造的強度が向上する（請求項
６参照）。 6) 鉄骨柱１として鋼管柱形態のものを採用する場合に
は、当該鉄骨柱１の内筒部に補強芯柱６を挿通したもの
を用いることにより、鉄骨柱１の強度を格段に強く向上
させることができるので（請求項７、請求項１４参
照）、高層ビルの鉄骨構造に適する。この場合におい
て、補強芯柱６の端壁部61と前記鉄骨柱１との間の隙間
は可能な限り小さい方が好ましく、また所定間隔ごとに
ボルト５で連結しておくのがよい。そして、この場合に
おいては、ボックスコア３の嵌着位置では補強芯柱６の
端壁部61と鉄骨柱１とボックスコア３とも前記ボルト５
により一体に連結しておくのが更に好ましい。ボルト５
としては、高力ボルトやトルシアボルトが好ましい（請
求項８参照）。 7) また、鉄骨柱１として鋼管柱形態のものを採用する
場合には、ボックスコア３の嵌着部位を含む当該鉄骨柱
１の内筒部のほゞ全長にわたってコンクリート７を充填
することによって、当該鉄骨柱１の剛性強度および耐荷
重性能を大幅に増進させることが可能である（請求項９
参照）。この場合において、ボックスコア３に隔壁（図
示せず）を設け、ボックスコア３の中にだけコンクリー
ト層７を形成することも可能（請求項10参照）であり、
この場合にはボックスコア３部分における接合構造の強
度向上が見込まれる。 8) 上記6)のコンクリート層７に代えて、ボックスコア
３の嵌着部位を含む当該鉄骨柱１の内筒部のほゞ全長に
わたって合成ゴム液を充填硬化させて合成ゴム層7Gを形
成させるならば、当該鉄骨柱１が振動減衰性能を持つと
共に、鉄骨構造としての免振機能も向上し、そのうえ、
遮音性能や断熱性能が飛躍的に向上する。もっとも、鉄
骨構造の建造物の遮音・断熱を図るためには壁・天井・
床の遮音・断熱加工も当然に必要である。ちなみに、本
発明において採用する合成ゴムとしては、ブチルゴム、
ポリウレタンゴム、ポリサルファイドゴムなど常温硬化
型のシーリング材として汎用されているものを用いるこ
とができる（請求項１１参照）。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成を添附
図面に実施の形態を挙げて、更に詳しく説明するものと
する。

【００１４】〔第１の実施形態〕本発明の第１の実施形
態は図１に示される。図１において、符号１で指示する
ものは断面正方形の角筒形鉄骨柱であり、その所定高さ
位置（後述のボックスコアを連結すべき箇所）の４側面
には上部側に至るほど肉厚が逓次的に減少する先薄形の
楔形鋼板が各々溶接されてテーパー部11・11・11・11を
形成している。

【００１５】符号３で指示するものは上記鉄骨柱１にお
けるテーパー部11以外の部分に遊嵌可能な内径の角筒部
３ａを有するボックスコアである。本実施形態にあって
は、ボックスコア３における角筒部３ａの一側面にはブ
ラケット部31が延設されており、このブラケット部31に
鉄骨梁が接合することになる。しかして、本実施形態に
おけるブラケット部31の上下面には、フランジ部３ｂ・
３ｃが一体に形成されており、これらフランジ部３ｂ・
３ｃは前記角筒部３ａの上部周囲と下部周囲を囲って枠
形のリブを形成している。一方、ボックスコア３の各内
壁面には、下部側に至るほど肉厚が逓次的に減少する楔
形鋼板を各々溶接して逆テーパー部32を形成している。

【００１６】本実施形態においてボックスコア３を鉄骨
柱１に接合するときには、鉄骨柱１の上方からボックス
コア３の角筒部３ａを挿通させて鉄骨柱１のテーパー部
11に向けて落し込むならば、ボックスコア角筒部３ａの
逆テーパー部32が前記テーパー部11に会合することにな
る。もし、このとき、会合位置が必要なレベル位置より
も低いときには、図２に示す補正楔４を用いて鉄骨柱１
とボックスコア３との嵌合位置を必要な高さまで調整す
るものとする。かくして、鉄骨柱１とボックスコア３と
は両楔状態に摩擦定着し安定に固定されることになる。
この場合において鉄骨柱１とボックスコア３との接合強
度を更に高める必要があるときは、図示しない高力ボル
トなどの周知の緊締手段を用いて補強連結すればよい。

【００１７】鉄骨柱１にボックスコア３が連結されたな
らば、上記ブラケット部31に常法により鉄骨梁２を継目
板（図示せず）を介してボルト止めすればよい。

【００１８】〔第２の実施形態〕本発明の第２の実施形
態は図３に示される。この第２実施形態と前述の第１実
施形態との差異は、ボックスコア３における角筒部３ａ
の内壁に逆テーパー部が設けられていない点である。

【００１９】本実施形態においてボックスコア３を鉄骨
柱１に接合するときには、鉄骨柱１の上方からボックス
コア３の角筒部３ａを挿通させて鉄骨柱１のテーパー部
11に向けて落し込むならば、ボックスコア角筒部３ａの
内径と前記テーパー部11によって作出される当該鉄骨柱
１の外径サイズが一致する箇所において当該ボックスコ
ア３は嵌合定着されることになる。このとき、もし嵌合
位置が必要なレベル位置よりも低いときには、図３に図
示される補正楔４を用い、それでもレベル位置が低いと
きには図２の示される補正楔４の中から適当なものを選
んで鉄骨柱１とボックスコア３との嵌合位置を必要な高
さまで調整するものとする。かくして、鉄骨柱１とボッ
クスコア３とは両楔状態に摩擦定着し安定に固定される
ことになる。この場合において鉄骨柱１とボックスコア
３との接合強度を更に高める必要があるときに、図示し
ない高力ボルトなどの周知の緊締手段を使用して補強連
結することによって鉄骨柱１とボックスコア３との結合
が強化できることは、上記第１実施形態の場合と同じで
ある。

【００２０】鉄骨柱１にボックスコア３が連結されたな
らば、上記ブラケット部31に常法により鉄骨梁２を継目
板（図示せず）を介してボルト止めすればよい。

【００２１】〔第３の実施形態〕本発明の第３の実施形
態は図４に示される。この第３実施形態と前述の第１実
施形態との差異は、鉄骨柱１のテーパー部11が当該鉄骨
柱の各出隅部に形成されていることゝ、ボックスコア３
の逆テーパー部32が角筒部３ａ内面の各入隅部に形成し
てある点だけである。

【００２２】本実施形態においてボックスコア３を鉄骨
柱１に接合するときには、鉄骨柱１の上方からボックス
コア３の角筒部３ａを挿通させて鉄骨柱１の出隅部に形
成したテーパー部11に向けて落し込めば、ボックスコア
角筒部３ａの入隅部に形成した逆テーパー部32が前記テ
ーパー部11に会合することになる。もし、このとき、会
合位置が必要なレベル位置よりも低いときには、図２に
示す補正楔４を用いて鉄骨柱１とボックスコア３との嵌
合位置を必要な高さまで調整するものとする。かくし
て、鉄骨柱１とボックスコア３とは両楔状態に摩擦定着
し安定に固定されることになる。この場合において鉄骨
柱１とボックスコア３との接合強度を更に高める必要が
あるときは、図示しない高力ボルトなどの周知の緊締手
段を用いて補強連結すればよく、この点は上記第１実施
形態の場合と同じである。

【００２３】鉄骨柱１にボックスコア３が連結されたな
らば、上記ブラケット部31に常法により鉄骨梁２を継目
板（図示せず）を介してボルト止めすればよい。

【００２４】〔第４の実施形態〕本発明の第４の実施形
態は図５〜図８に示される。この第４実施形態と前述の
第１実施形態との主な差異は、鉄骨柱１におけるテーパ
ー部11の下部外面に補強フランジ12が突設されており、
この補強フランジ12とボックスコア３に形成されたブラ
ケット部31の下側フランジ部３ｃとの間をステーボルト
８により連結してブラケット部31の補強と間隔保持とを
兼ねさせている点と、ならびに鉄骨柱１の内部にクロス
Ｈ形鋼から成る補強芯柱６がほゞ全長にわたって内装し
てある点に存するのであり、その他の構造は基本的に変
わりがない。

【００２５】ところで、本実施形態にあっては、鉄骨柱
１のほゞ全長にわたってクロスＨ形鋼の補強芯柱６を内
装したことに伴い、鉄骨柱１と補強芯柱６とボックスコ
ア３との一体性と一層の構造的強化を図るべく、図５お
よび図６に示すごとく、高力ボルト５を使用して鉄骨柱
１と補強芯柱の端壁部61とテーパー部11と逆テーパー部
32とボックスコア角筒部３ａとを互いに強固に締結する
という方式を採用し、さらに図７および図８に示すごと
く、鉄骨柱１と補強芯柱６の端壁部61とも高力ボルト５
を使用して全長にわたる強固に締結する方式を採用して
いるが、これらの点においても、前述の第１実施形態と
は違いがある。

【００２６】即ち、本実施形態では、内筒部にクロスＨ
型鋼を内装した鉄骨柱１を使用する一方、当該鉄骨柱に
おける外周面の所定高さ位置に形成された先薄形のテー
パー部11に向けて上方からボックスコア３を落し込む
と、前記テーパー部11の外面と当該ボックスコア３の内
周面とは楔止め状態を形成して嵌着されることになり、
その際、ボックスコア３の嵌着位置のレベルが低過ぎる
ときには図２に示す如き補正楔４を使用してボックスコ
ア３の嵌着レベルを調整したうえで、このボックスコア
３の嵌着部位を含む当該鉄骨柱１の全長にわたって補強
芯柱６の端壁部61とを高力ボルト５を用いて互いに連結
固定するという作業を行う。

【００２７】そして、鉄骨柱１に対するボックスコア３
および補強芯柱６の結合が完了したならば、ボックスコ
ア３の各ブラケット部31に鉄骨梁２を継目板９を介在さ
せて高力ボルト91によって連結することにより、本実施
形態としての鉄骨柱梁の基本的接合は完了する。

【００２８】〔第５の実施形態〕本発明の第５の実施形
態は図９〜図１０に示される。この第５実施形態と前述
の第４実施形態との差異は、クロスＨ型鋼を内装した鉄
骨柱１の内筒部にレディ・ミクスト・コンクリート(rea
dy-mixed concrete)を充填し硬化させて当該鉄骨柱の内
筒部を全長にわたってコンクリート層７で固めている点
にある。こうして構築された本実施形態の鉄骨柱梁の接
合構造は、鉄骨柱１の剛性強度と耐荷重性能が大幅に向
上し、これによって建造された建造物の強度は構造的に
非常に頑丈なものとなる。

【００２９】〔第６の実施形態〕本発明の第６の実施形
態は、図１１と図１２に示される。この第６実施形態と
前述の第５実施形態との差異は、レディ・ミクスト・コ
ンクリートを硬化させたコンクリート層７に代え、クロ
スＨ型鋼を内装した鉄骨柱１の内筒部に常温硬化型のブ
チルゴム液を充填し硬化させて当該鉄骨柱の内筒部を全
長にわたり合成ゴム層7Gを形成している点にある。こう
して構築された本実施形態の鉄骨柱梁の接合構造は、鉄
骨構造としての免振性能が飛躍的に改善され耐震性が大
幅に向上することになるので高層建築にも適用可能とな
る。そして同時に、本実施形態によれば、当該鉄骨柱１
自体の遮音性能および断熱性能も大幅に高めることにも
なるので、壁・天井・床の遮音・断熱構造と併用するこ
とにより、当該建造物全体の遮音性・断熱性向上に大い
に貢献することが可能となる。

【００３０】〔第７の実施形態〕本発明の第７の実施形
態は図１３と図１４に示される。この第７の実施形態と
前述の第４実施形態と殆ど同じであり、たゞ、ボックス
コア３におけるブラケット部31の上下面に形成したフラ
ンジ部３ｂ・３ｃの平面形状が、角筒部３ａを囲んで十
字型に延成されている点、ならびに、これら上下のフラ
ンジ部３ｂ・３ｃにおいて鉄骨梁２を縦横方向にボルト
接合している点だけ第４実施形態の場合と相違してい
る。したがって、この第７の実施形態においても、鉄骨
柱１の内筒部にコンクリート層７を形成したり、またコ
ンクリート層７に代えて、合成ゴム層7Gを形成すること
も可能であって、鉄骨柱１の剛性強度・耐荷重性能の大
幅向上や、或いは免振性能、遮音性能・断熱性能を向上
させることが可能である。

【００３１】本明細書に具体的に例示する実施形態は以
上のとおりであるが、本発明は特許請求の記載内におい
て種々の変更実施が可能である。 1) 前述の実施形態においては、鉄骨柱１のテーパー部
11の表面はフラット面に形成することが前提になってい
たが、テーパー部11に圧印加工を施して凹凸面すること
も可能であって、このようなテーパー部11を有する鉄骨
柱１を用いることは本発明の技術的範囲に属するもので
ある。 2) ボックスコア３のブラケット部31や内筒部内面の逆
テーパー部32は溶接法によって形成できるが、ボックス
コア３を鋳造法によって一体成形することも可能であ
り、この場合にはブラケット部31および逆テーパー部32
は鋳造の際に形成されることになる。 ３）前述の実施形態においてはボックスコア３をフロア
等を形成するための鉄骨梁２を連結すべき位置に嵌着す
る例について説明しているけれども、鉄骨柱１の上端柱
頭にボックスコア３を嵌着する場合にも、また鉄骨柱１
下端における柱脚にボックスコア３嵌着する場合にも、
本発明は適用可能である。 5) 前述の実施形態においては、ボックスコア３は通し
の鉄骨柱１に嵌着させる例のみに触れていたが、ボック
スコア３の内筒部において下部鉄骨柱に上部鉄骨柱を継
足すことも可能であり、この場合、角筒状鉄骨柱１にク
ロスＨ型鋼などの補強芯柱６を継ぎ足された上下の鉄骨
柱１と１との間に通しで内装してボルト５で一体に連結
しておくならば、横方向の外力に対しても十分の強度を
発揮するのであり、鉄骨柱１の継目に形成されたテーパ
ー部11とボックスコア３および内部の逆テーパー部32に
よる補完作用も加わって継足構造が通常有する弱点は皆
無に等しくなる。しかして、かゝる変更実施も本発明の
技術的範囲に属することは言うまでもない。 6) 前述の実施形態においては、補強芯柱６は角筒形鉄
骨柱１の全長にわたって内装させる場合についてのみ説
明したが、ボックスコア２が嵌着される位置近傍だけに
内装させて当該部分（鉄骨梁の荷重を受ける部分）にお
ける鉄骨柱１の補強を図ることも、当然に本発明の技術
的範囲に属する。 7) 前述の実施形態において鉄骨柱１の内筒部にコンク
リート層７や合成ゴム層7Gを形成する場合には、当該鉄
骨柱の全長にわたって充填形成する例を説明したが、ボ
ックスコア３の角筒部３ａに下面に隔壁を設けて当該角
筒部分にだけコンクリート層７または合成ゴム層7Gを形
成するようにすることも当然に可能であり、このような
変形実施も本発明の技術的範囲に属する。 8) さらに、本発明において鉄骨柱１と補強芯柱６との
連結については、図１５および図１６に示すごとき高力
ボルト５（5aと5bを構成要素として含む）を用いたり、
あるいは図１７に示すごとき内外二重ソケット方式の特
殊レンチＷを用いて図１８のように締結し、ピンテール
部分を折断して廃棄するピンテール付トルシア高力ボル
ト５を使用することも可能であって、このような変更実
施態様も本発明の技術的範囲に属することは云うまでも
ない。なお、鉄骨柱１とボックスコア３と補強芯柱６の
端壁部61を一体に連結させる場合も同様であり、本発明
の技術的範囲に属する。

【００３２】

【発明の効果】以上実施例を挙げて説明したとおり、本
発明によれば、鉄骨柱と鉄骨梁を接合するためのブラケ
ット部を備えたボックスコアとを楔止め方式の摩擦定着
により所定高さ位置に正確に嵌着できるので、その作業
は頗る単純で高能率に鉄骨柱と鉄骨梁との接合工事を推
進することが可能となる。

【００３３】また、本発明を適用して構築される鉄骨柱
梁の接合構造は、鉄骨柱とボックスコアとが楔止めの摩
擦定着で接合されているので、耐荷重性能に優れて構造
的に非常に頑丈でフロアレベルに狂いも生じ難くい。

【００３４】また、本発明工法は、鉄骨柱梁の接続に使
用する構成要素が単純で低コストで製作できるので、熟
練者でなくても容易かつ安全に施工できると共に、工費
的にも極めて経済的である。

【００３５】このように本発明によれば、従来では二律
背反的命題として半ば諦められていた構造的な強度と施
工容易性との二つの技術的課題を一挙に解決できるので
あって、その産業上の利用価値は誠に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施形態を表わした分
解斜視図である。

【図２】図２は、本発明の各実施形態に使用可能な補正
楔の種類を例示した斜視説明図である。

【図３】図３は、本発明の第２の実施形態を表わした分
解斜視図である。

【図４】図４は、本発明の第３の実施形態を表わした分
解斜視図である。

【図５】図５は、本発明の第４の実施形態におけるボッ
クスコア部分を立方向に断面して表わした立断面図であ
る。

【図６】図６は、本発明の第４の実施形態におけるボッ
クスコア部分を水平方向に断面して表わした横断面図で
ある。

【図７】図７は、本発明の第４の実施形態におけるボッ
クスコアが存しない部分における鉄骨柱の立断面図であ
る。

【図８】図８は、本発明の第４の実施形態におけるボッ
クスコアが存しない部分を水平方向に断面して表わした
鉄骨柱の横断面図である。

【図９】図９は、本発明の第５の実施形態におけるボッ
クスコア部分を立方向に断面して表わした立断面図であ
る。

【図１０】図１０は、本発明の第５の実施形態における
ボックスコア部分を水平方向に断面して表わした横断面
図である。

【図１１】図１１は、本発明の第６の実施形態における
ボックスコア部分を立方向に断面して表わした立断面図
である。

【図１２】図１２は、本発明の第６の実施形態における
ボックスコア部分を水平方向に断面して表わした横断面
図である。

【図１３】図１３は、本発明の第７の実施形態における
ボックスコア部分を立方向に断面して表わした立断面図
である。

【図１４】図１４は、本発明の第７の実施形態における
ボックスコア部分を水平方向に断面して表わした横断面
図である。

【図１５】図１５は、高力ボルト使用例の一つを表わす
ものであり、鉄骨柱と補強芯柱とを連結しようとする寸
前の状態を表わす部分的立断面図である。

【図１６】図１６は、図１５の高力ボルトで連結された
鉄骨柱と補強芯柱との連結状態を表わした部分的立断面
図である。

【図１７】図１７は、破断ピンテール付のトルシア高力
ボルト使用例の一つを表わすものであり、鉄骨柱と補強
芯柱とを連結しようとする寸前の状態を表わす部分的立
断面図である。

【図１８】図１８は、図１７の破断ピンテール付のトル
シア高力ボルトで連結された鉄骨柱と補強芯柱との連結
状態を表わした部分的立断面図である。

【符号の説明】

１ 鉄骨柱 11 テーパー部 12 （テーパー部外面の）補強フランジ ２ 鉄骨梁 ３ ボックスコア 31 ブラケット部 32 逆テーパー部 ４ 補正楔 ５ ボルト ６ 補強芯柱 61 端壁部 ７ コンクリート層 7G 合成ゴム層 ８ ステーボルト ９ 継目板 91 （ブラケット部に鉄骨梁を継目板を介して連結
する）高力ボルト

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年９月２０日（２００１．９．２
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 鉄骨柱梁の接合構造、および鉄骨柱梁
の接合工法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨柱梁の接合技
術の改良、詳しくは、構造的に非常に頑丈で狂いも生じ
難く、しかも複雑な作業を伴うことなく高能率に施工す
ることができる合理的な鉄骨柱梁の接合構造とその接合
工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨建造物における鉄骨柱梁の接合は、
建物の構造的強度と建物自体の精度に関わる重要事項で
あり、従前から数々の提案が為されている。ところが、
これまで提案されてきた鉄骨柱梁の接合技術は、強度的
に安心のできるものは施工に手間が掛かり過ぎて工期の
短縮化の要請に適合しないうえに工費的にも嵩むといっ
た難点があり、逆に迅速に施工できて工費的にも安価な
ものは対荷重性や耐震性などの強度面に難点があるので
あって、構造的な強度と施工容易性とを満足させさせた
いとの課題は両立し難い二律背反的命題と考えられ、半
ば諦められていたのである。

【０００３】例えば、特開平９−３２１１１号公報に開
示する鉄骨柱梁の接合構造は、所定寸法の厚肉の角形鋼
管を挟んで、その上下部には上側の角形鋼管柱と下側の
角形鋼管柱とが溶接されている一方、前記厚肉角形鋼管
の側面には上下一対の梁端金物がボルト止めにより設け
られて、この梁端金物を介して鉄骨梁が高力ボルトによ
り接合した構造になっている。たしかに、こゝに開示さ
れる鉄骨柱梁構造は、工事現場で下側の角形鋼管柱の上
端に厚肉角形鋼管を溶接すると共に、この厚肉角形鋼管
の上端に上側の鋼管柱を溶接によって継ぎ足し、また鉄
骨梁は厚肉角形鋼管の側面に設けた梁端金物に高力ボル
トで接合するだけで良いので、能率的に工事を行うこと
ができ施工性が頗る良い。ところが反面、このものにあ
っては、地震などの原因によって横方向の大きな振動が
加わったとき鉄骨柱の溶接部分にダメージを受け易いと
いう欠点があった。

【０００４】これに対し、特許第２８９８５８６号公報
に開示する鉄骨柱梁の接合構造は、鋼管柱の管壁の一部
に塑性変形により形成された増肉部と、この増肉部形成
の際に同時に同心的に密着固定された補強用鋼管と、前
記鋼管柱の増肉部および補強用鋼管に高力ボルト又はワ
ンサイドボルトによって連結された梁接合金物と、この
梁接合金物に連結された鉄骨梁とから構成されている。
しかして、このように構成した鉄骨柱梁の接合構造は、
塑性変形によって形成した増肉部とその内部に前記塑性
変形を利用して固定した補強鋼管との相互作用によって
横方向への振動に極めて秀れた強度を発揮するのに加え
て、鉄骨梁も前記増肉部と補強鋼管とを貫通する高力ボ
ルト等により強固に連結された梁接合金物を介し連結さ
れているので、その接合強度が非常に強くて高度の耐荷
重性能を発揮する。しかし、その反面、当該鋼管柱の製
造は頗る複雑で高度の加工技術を必要とするためコスト
高になるうえに、これを用いる施工も高度の技術が必要
となるために工費ならびに作業能率の面で従来工法に較
べて問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
る鉄骨柱梁の接合技術に両立困難な構造的強度と施工性
との二律背反的な技術的課題が内在していることに鑑み
て為されたものであり、構造的に非常に頑丈で狂いが生
じ難く、しかも、単純な作業で高能率に鉄骨柱と鉄骨梁
とを接合することができる合理的な鉄骨柱梁の接合構造
とその接合工法を提供することを技術的課題とする。

【０００６】また、本発明の他の技術的課題は、鉄骨柱
梁の接続に使用する構成要素が単純で低コストで製作で
き、しかも熟練者でなくても容易かつ安全に施工できる
工費的に有利な鉄骨柱梁の接合構造とその接合工法を提
供するにある。

【０００７】さらに、本発明の他の技術的課題は、高層
建築物や耐震建築物の要請にも十分に対応することがで
きる理想的な鉄骨柱梁の接合構造とその接合工法を提供
するにある。

【０００８】

【課題を解決するために採用した手段】本発明者が上記
技術的課題を構造的に解決するために採用した基本的手
段は、添附図面を参照して説明すれば、次のとおりであ
る。

【０００９】即ち、本発明は、外周面の所定高さ位置
に、上部側に至るほど肉厚が逓次的に減少するテーパー
部11が形成された鉄骨柱１と；鉄骨梁２に接合されるべ
きブラケット部31を少なくとも側面の一部に有する筒形
鋼材であって、それ自身の内筒面の少なくとも一部には
下部側に至るほど肉厚が逓次的に減少する逆テーパー部
32が形成されており、前記鉄骨柱１に挿通されて当該鉄
骨柱のテーパー部11に対し前記逆テーパー部32が両楔状
に摩擦定着して所要位置で嵌着せるボックスコア３とに
よって鉄骨柱梁の接合構造物の基本的構成とした点に特
徴がある（以下、「本件構造物発明」と称す）。

【００１０】また、本発明者が前述の技術的課題を工法
的に解決するために採用した基本的手段は、添附図面を
参照して説明すれば、次のとおりである。

【００１１】即ち、本発明は、鉄骨柱１における外周面
の所定高さ位置に形成された先薄形のテーパー部11に向
けて、鉄骨柱１における外周面の所定高さ位置に形成さ
れた先薄形のテーパー部11に向けて、上方から、内筒面
に逆テーパー部32を有する筒形のボックスコア３を落し
込ませることによって、このボックスコア３の内筒面の
逆テーパー部32を当該鉄骨柱１のテーパー部11に対し両
楔状に摩擦定着させて嵌着せしめ、必要に応じボックス
コア３の嵌着レベルを調整した後、このボックスコア３
と鉄骨柱１とをボルト５によって互いに連結固定する工
法的手段を採用することによって鉄骨柱と鉄骨梁とを接
合させる点に特徴がある（以下、「本件工法発明」と称
する）。

【００１２】そこで、本発明（本件構造物発明と本件工
法発明）を具体的に実施するにあたって考慮しておくべ
き事項について注釈を加えておくと、次のとおりであ
る。 1) 本発明において採用する鉄骨柱１は、内部が空洞の
鋼管タイプのものが最適であるが、従来周知の建築構造
用の形鋼材、例えばみぞ型鋼、Ｈ型鋼、クロスＨ型鋼、
Ｚ型鋼などを採用することも可能である。また、鋼管タ
イプの鉄骨柱を採用し、これに補強芯柱６を内装する場
合にあっては、補強芯柱６としてクロスＨ型鋼のほか、
中空の鋼管、山型鋼、その他周知の建築構造用の形鋼材
を用いることも当然に可能である。 2) 鉄骨柱１のテーパー部11に嵌着せしめるボックスコ
ア３としては、ボックスコア３の内筒面の少なくとも一
部に、下部側に至るほど肉厚が逓次的に減少する逆テー
パー部32を形成したものを採用するのが好ましい。そう
すれば、鉄骨柱１のテーパー部11に対して両楔状に摩擦
定着することになって、当該ボックスコアを所要位置に
安定かつ確実に嵌着させることができ、しかも、当該部
位の強度を向上させることができるからである（請求項
２、請求項３参照）。 3) 鉄骨柱１の所定高さ位置に形成するテーパー部11
は、当該鉄骨柱の外周面の大部分を囲うように形成して
もよく（請求項３参照）、また、鉄骨柱１が角筒状であ
るときは当該鉄骨柱の各出隅に形成してもよい（請求項
４参照）。同様に、ボックスコア３の内筒面に形成する
逆テーパー部32も、前記鉄骨柱１のテーパー部11に対応
して当該ボックスコア３の内筒面に形成するものとし、
テーパー部11が角形鉄骨柱１の出隅部に形成されいる場
合にあっては、ボックスコア２の内筒面の各入隅部に形
成したものを用いるものとする。 4) 鉄骨柱１に対するボックスコア３の嵌着位置が適切
でないときは、補正楔４を用いるものとする（請求項
５、請求項１５参照）。この補正楔４は、ボックスコア
３として逆テーパー部32を持たない形態のものを採用す
る場合にも有効である。ちなみに、補正楔４としてはテ
ーパー角度を異にする複数種類を準備しておくと、ボッ
クスコア４の嵌着位置の調節に非常に便利である。この
場合、テーパー角度を異にする補正楔４の中には角度０
°のもの、つまり、フラットな鋼板も含まれるものとす
る。 5) 鉄骨柱１とボックスコア３とは当該鉄骨柱１のテー
パー部11（ボックスコアの逆テーパー部31）による楔止
め作用によって十分安定的に嵌着した状態になるが、ボ
ルト締結（特に、高力ボルトやワンサイドボルト）と併
用することにより、更に構造的強度が向上する（請求項
６参照）。 6) 鉄骨柱１として鋼管柱形態のものを採用する場合に
は、当該鉄骨柱１の内筒部に補強芯柱６を挿通したもの
を用いることにより、鉄骨柱１の強度を格段に強く向上
させることができるので（請求項７、請求項１４参
照）、高層ビルの鉄骨構造に適する。この場合におい
て、補強芯柱６の端壁部61と前記鉄骨柱１との間の隙間
は可能な限り小さい方が好ましく、また所定間隔ごとに
ボルト５で連結しておくのがよい。そして、この場合に
おいては、ボックスコア３の嵌着位置では補強芯柱６の
端壁部61と鉄骨柱１とボックスコア３とも前記ボルト５
により一体に連結しておくのが更に好ましい。ボルト５
としては、高力ボルトやトルシアボルトが好ましい（請
求項８参照）。 7) また、鉄骨柱１として鋼管柱形態のものを採用する
場合には、ボックスコア３の嵌着部位を含む当該鉄骨柱
１の内筒部のほゞ全長にわたってコンクリート７を充填
することによって、当該鉄骨柱１の剛性強度および耐荷
重性能を大幅に増進させることが可能である（請求項９
参照）。この場合において、ボックスコア３に隔壁（図
示せず）を設け、ボックスコア３の中にだけコンクリー
ト層７を形成することも可能（請求項10参照）であり、
この場合にはボックスコア３部分における接合構造の強
度向上が見込まれる。 8) 上記6)のコンクリート層７に代えて、ボックスコア
３の嵌着部位を含む当該鉄骨柱１の内筒部のほゞ全長に
わたって合成ゴム液を充填硬化させて合成ゴム層7Gを形
成させるならば、当該鉄骨柱１が振動減衰性能を持つと
共に、鉄骨構造としての免振機能も向上し、そのうえ、
遮音性能や断熱性能が飛躍的に向上する。もっとも、鉄
骨構造の建造物の遮音・断熱を図るためには壁・天井・
床の遮音・断熱加工も当然に必要である。ちなみに、本
発明において採用する合成ゴムとしては、ブチルゴム、
ポリウレタンゴム、ポリサルファイドゴムなど常温硬化
型のシーリング材として汎用されているものを用いるこ
とができる（請求項１１参照）。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成を添附
図面に実施の形態を挙げて、更に詳しく説明するものと
する。

【００１４】〔第１の実施形態〕本発明の第１の実施形
態は図１に示される。図１において、符号１で指示する
ものは断面正方形の角筒形鉄骨柱であり、その所定高さ
位置（後述のボックスコアを連結すべき箇所）の４側面
には上部側に至るほど肉厚が逓次的に減少する先薄形の
楔形鋼板が各々溶接されてテーパー部11・11・11・11を
形成している。

【００１５】符号３で指示するものは上記鉄骨柱１にお
けるテーパー部11以外の部分に遊嵌可能な内径の角筒部
３ａを有するボックスコアである。本実施形態にあって
は、ボックスコア３における角筒部３ａの一側面にはブ
ラケット部31が延設されており、このブラケット部31に
鉄骨梁が接合することになる。しかして、本実施形態に
おけるブラケット部31の上下面には、フランジ部３ｂ・
３ｃが一体に形成されており、これらフランジ部３ｂ・
３ｃは前記角筒部３ａの上部周囲と下部周囲を囲って枠
形のリブを形成している。一方、ボックスコア３の各内
壁面には、下部側に至るほど肉厚が逓次的に減少する楔
形鋼板を各々溶接して逆テーパー部32を形成している。

【００１６】本実施形態においてボックスコア３を鉄骨
柱１に接合するときには、鉄骨柱１の上方からボックス
コア３の角筒部３ａを挿通させて鉄骨柱１のテーパー部
11に向けて落し込むならば、ボックスコア角筒部３ａの
逆テーパー部32が前記テーパー部11に会合することにな
る。もし、このとき、会合位置が必要なレベル位置より
も低いときには、図２に示す補正楔４を用いて鉄骨柱１
とボックスコア３との嵌合位置を必要な高さまで調整す
るものとする。かくして、鉄骨柱１とボックスコア３と
は両楔状態に摩擦定着し安定に固定されることになる。
この場合において鉄骨柱１とボックスコア３との接合強
度を更に高める必要があるときは、図示しない高力ボル
トなどの周知の緊締手段を用いて補強連結すればよい。

【００１７】鉄骨柱１にボックスコア３が連結されたな
らば、上記ブラケット部31に常法により鉄骨梁２を継目
板（図示せず）を介してボルト止めすればよい。

【００１８】〔第２の実施形態〕本発明の第２の実施形
態は図３に示される。この第２実施形態と前述の第１実
施形態との差異は、ボックスコア３における角筒部３ａ
の内壁に逆テーパー部が設けられていない点である。

【００１９】本実施形態においてボックスコア３を鉄骨
柱１に接合するときには、鉄骨柱１の上方からボックス
コア３の角筒部３ａを挿通させて鉄骨柱１のテーパー部
11に向けて落し込むならば、ボックスコア角筒部３ａの
内径と前記テーパー部11によって作出される当該鉄骨柱
１の外径サイズが一致する箇所において当該ボックスコ
ア３は嵌合定着されることになる。このとき、もし嵌合
位置が必要なレベル位置よりも低いときには、図３に図
示される補正楔４を用い、それでもレベル位置が低いと
きには図２の示される補正楔４の中から適当なものを選
んで鉄骨柱１とボックスコア３との嵌合位置を必要な高
さまで調整するものとする。かくして、鉄骨柱１とボッ
クスコア３とは両楔状態に摩擦定着し安定に固定される
ことになる。この場合において鉄骨柱１とボックスコア
３との接合強度を更に高める必要があるときに、図示し
ない高力ボルトなどの周知の緊締手段を使用して補強連
結することによって鉄骨柱１とボックスコア３との結合
が強化できることは、上記第１実施形態の場合と同じで
ある。

【００２０】鉄骨柱１にボックスコア３が連結されたな
らば、上記ブラケット部31に常法により鉄骨梁２を継目
板（図示せず）を介してボルト止めすればよい。

【００２１】〔第３の実施形態〕本発明の第３の実施形
態は図４に示される。この第３実施形態と前述の第１実
施形態との差異は、鉄骨柱１のテーパー部11が当該鉄骨
柱の各出隅部に形成されていることゝ、ボックスコア３
の逆テーパー部32が角筒部３ａ内面の各入隅部に形成し
てある点だけである。

【００２２】本実施形態においてボックスコア３を鉄骨
柱１に接合するときには、鉄骨柱１の上方からボックス
コア３の角筒部３ａを挿通させて鉄骨柱１の出隅部に形
成したテーパー部11に向けて落し込めば、ボックスコア
角筒部３ａの入隅部に形成した逆テーパー部32が前記テ
ーパー部11に会合することになる。もし、このとき、会
合位置が必要なレベル位置よりも低いときには、図２に
示す補正楔４を用いて鉄骨柱１とボックスコア３との嵌
合位置を必要な高さまで調整するものとする。かくし
て、鉄骨柱１とボックスコア３とは両楔状態に摩擦定着
し安定に固定されることになる。この場合において鉄骨
柱１とボックスコア３との接合強度を更に高める必要が
あるときは、図示しない高力ボルトなどの周知の緊締手
段を用いて補強連結すればよく、この点は上記第１実施
形態の場合と同じである。

【００２３】鉄骨柱１にボックスコア３が連結されたな
らば、上記ブラケット部31に常法により鉄骨梁２を継目
板（図示せず）を介してボルト止めすればよい。

【００２４】〔第４の実施形態〕本発明の第４の実施形
態は図５〜図８に示される。この第４実施形態と前述の
第１実施形態との主な差異は、鉄骨柱１におけるテーパ
ー部11の下部外面に補強フランジ12が突設されており、
この補強フランジ12とボックスコア３に形成されたブラ
ケット部31の下側フランジ部３ｃとの間をステーボルト
８により連結してブラケット部31の補強と間隔保持とを
兼ねさせている点と、ならびに鉄骨柱１の内部にクロス
Ｈ形鋼から成る補強芯柱６がほゞ全長にわたって内装し
てある点に存するのであり、その他の構造は基本的に変
わりがない。

【００２５】ところで、本実施形態にあっては、鉄骨柱
１のほゞ全長にわたってクロスＨ形鋼の補強芯柱６を内
装したことに伴い、鉄骨柱１と補強芯柱６とボックスコ
ア３との一体性と一層の構造的強化を図るべく、図５お
よび図６に示すごとく、高力ボルト５を使用して鉄骨柱
１と補強芯柱の端壁部61とテーパー部11と逆テーパー部
32とボックスコア角筒部３ａとを互いに強固に締結する
という方式を採用し、さらに図７および図８に示すごと
く、鉄骨柱１と補強芯柱６の端壁部61とも高力ボルト５
を使用して全長にわたる強固に締結する方式を採用して
いるが、これらの点においても、前述の第１実施形態と
は違いがある。

【００２６】即ち、本実施形態では、内筒部にクロスＨ
型鋼を内装した鉄骨柱１を使用する一方、当該鉄骨柱に
おける外周面の所定高さ位置に形成された先薄形のテー
パー部11に向けて上方からボックスコア３を落し込む
と、前記テーパー部11の外面と当該ボックスコア３の内
周面とは楔止め状態を形成して嵌着されることになり、
その際、ボックスコア３の嵌着位置のレベルが低過ぎる
ときには図２に示す如き補正楔４を使用してボックスコ
ア３の嵌着レベルを調整したうえで、このボックスコア
３の嵌着部位を含む当該鉄骨柱１の全長にわたって補強
芯柱６の端壁部61とを高力ボルト５を用いて互いに連結
固定するという作業を行う。

【００２７】そして、鉄骨柱１に対するボックスコア３
および補強芯柱６の結合が完了したならば、ボックスコ
ア３の各ブラケット部31に鉄骨梁２を継目板９を介在さ
せて高力ボルト91によって連結することにより、本実施
形態としての鉄骨柱梁の基本的接合は完了する。

【００２８】〔第５の実施形態〕本発明の第５の実施形
態は図９〜図１０に示される。この第５実施形態と前述
の第４実施形態との差異は、クロスＨ型鋼を内装した鉄
骨柱１の内筒部にレディ・ミクスト・コンクリート(rea
dy-mixed concrete)を充填し硬化させて当該鉄骨柱の内
筒部を全長にわたってコンクリート層７で固めている点
にある。こうして構築された本実施形態の鉄骨柱梁の接
合構造は、鉄骨柱１の剛性強度と耐荷重性能が大幅に向
上し、これによって建造された建造物の強度は構造的に
非常に頑丈なものとなる。

【００２９】〔第６の実施形態〕本発明の第６の実施形
態は、図１１と図１２に示される。この第６実施形態と
前述の第５実施形態との差異は、レディ・ミクスト・コ
ンクリートを硬化させたコンクリート層７に代え、クロ
スＨ型鋼を内装した鉄骨柱１の内筒部に常温硬化型のブ
チルゴム液を充填し硬化させて当該鉄骨柱の内筒部を全
長にわたり合成ゴム層7Gを形成している点にある。こう
して構築された本実施形態の鉄骨柱梁の接合構造は、鉄
骨構造としての免振性能が飛躍的に改善され耐震性が大
幅に向上することになるので高層建築にも適用可能とな
る。そして同時に、本実施形態によれば、当該鉄骨柱１
自体の遮音性能および断熱性能も大幅に高めることにも
なるので、壁・天井・床の遮音・断熱構造と併用するこ
とにより、当該建造物全体の遮音性・断熱性向上に大い
に貢献することが可能となる。

【００３０】〔第７の実施形態〕本発明の第７の実施形
態は図１３と図１４に示される。この第７の実施形態と
前述の第４実施形態と殆ど同じであり、たゞ、ボックス
コア３におけるブラケット部31の上下面に形成したフラ
ンジ部３ｂ・３ｃの平面形状が、角筒部３ａを囲んで十
字型に延成されている点、ならびに、これら上下のフラ
ンジ部３ｂ・３ｃにおいて鉄骨梁２を縦横方向にボルト
接合している点だけ第４実施形態の場合と相違してい
る。したがって、この第７の実施形態においても、鉄骨
柱１の内筒部にコンクリート層７を形成したり、またコ
ンクリート層７に代えて、合成ゴム層7Gを形成すること
も可能であって、鉄骨柱１の剛性強度・耐荷重性能の大
幅向上や、或いは免振性能、遮音性能・断熱性能を向上
させることが可能である。

【００３１】本明細書に具体的に例示する実施形態は以
上のとおりであるが、本発明は特許請求の記載内におい
て種々の変更実施が可能である。 1) 前述の実施形態においては、鉄骨柱１のテーパー部
11の表面はフラット面に形成することが前提になってい
たが、テーパー部11に圧印加工を施して凹凸面すること
も可能であって、このようなテーパー部11を有する鉄骨
柱１を用いることは本発明の技術的範囲に属するもので
ある。 2) ボックスコア３のブラケット部31や内筒部内面の逆
テーパー部32は溶接法によって形成できるが、ボックス
コア３を鋳造法によって一体成形することも可能であ
り、この場合にはブラケット部31および逆テーパー部32
は鋳造の際に形成されることになる。 ３）前述の実施形態においてはボックスコア３をフロア
等を形成するための鉄骨梁２を連結すべき位置に嵌着す
る例について説明しているけれども、鉄骨柱１の上端柱
頭にボックスコア３を嵌着する場合にも、また鉄骨柱１
下端における柱脚にボックスコア３嵌着する場合にも、
本発明は適用可能である。 5) 前述の実施形態においては、ボックスコア３は通し
の鉄骨柱１に嵌着させる例のみに触れていたが、ボック
スコア３の内筒部において下部鉄骨柱に上部鉄骨柱を継
足すことも可能であり、この場合、角筒状鉄骨柱１にク
ロスＨ型鋼などの補強芯柱６を継ぎ足された上下の鉄骨
柱１と１との間に通しで内装してボルト５で一体に連結
しておくならば、横方向の外力に対しても十分の強度を
発揮するのであり、鉄骨柱１の継目に形成されたテーパ
ー部11とボックスコア３および内部の逆テーパー部32に
よる補完作用も加わって継足構造が通常有する弱点は皆
無に等しくなる。しかして、かゝる変更実施も本発明の
技術的範囲に属することは言うまでもない。 6) 前述の実施形態においては、補強芯柱６は角筒形鉄
骨柱１の全長にわたって内装させる場合についてのみ説
明したが、ボックスコア２が嵌着される位置近傍だけに
内装させて当該部分（鉄骨梁の荷重を受ける部分）にお
ける鉄骨柱１の補強を図ることも、当然に本発明の技術
的範囲に属する。 7) 前述の実施形態において鉄骨柱１の内筒部にコンク
リート層７や合成ゴム層7Gを形成する場合には、当該鉄
骨柱の全長にわたって充填形成する例を説明したが、ボ
ックスコア３の角筒部３ａに下面に隔壁を設けて当該角
筒部分にだけコンクリート層７または合成ゴム層7Gを形
成するようにすることも当然に可能であり、このような
変形実施も本発明の技術的範囲に属する。 8) さらに、本発明において鉄骨柱１と補強芯柱６との
連結については、図１５および図１６に示すごとき高力
ボルト５（5aと5bを構成要素として含む）を用いたり、
あるいは図１７に示すごとき内外二重ソケット方式の特
殊レンチＷを用いて図１８のように締結し、ピンテール
部分を折断して廃棄するピンテール付トルシア高力ボル
ト５を使用することも可能であって、このような変更実
施態様も本発明の技術的範囲に属することは云うまでも
ない。なお、鉄骨柱１とボックスコア３と補強芯柱６の
端壁部61を一体に連結させる場合も同様であり、本発明
の技術的範囲に属する。

【００３２】

【発明の効果】以上実施例を挙げて説明したとおり、本
発明によれば、鉄骨柱と鉄骨梁を接合するためのブラケ
ット部を備えたボックスコアとを楔止め方式の摩擦定着
により所定高さ位置に正確に嵌着できるので、その作業
は頗る単純で高能率に鉄骨柱と鉄骨梁との接合工事を推
進することが可能となる。

【００３３】また、本発明を適用して構築される鉄骨柱
梁の接合構造は、鉄骨柱とボックスコアとが楔止めの摩
擦定着で接合されているので、耐荷重性能に優れて構造
的に非常に頑丈でフロアレベルに狂いも生じ難くい。

【００３４】また、本発明工法は、鉄骨柱梁の接続に使
用する構成要素が単純で低コストで製作できるので、熟
練者でなくても容易かつ安全に施工できると共に、工費
的にも極めて経済的である。

【００３５】このように本発明によれば、従来では二律
背反的命題として半ば諦められていた構造的な強度と施
工容易性との二つの技術的課題を一挙に解決できるので
あって、その産業上の利用価値は誠に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施形態を表わした分
解斜視図である。

【図２】図２は、本発明の各実施形態に使用可能な補正
楔の種類を例示した斜視説明図である。

【図３】図３は、本発明の第２の実施形態を表わした分
解斜視図である。

【図４】図４は、本発明の第３の実施形態を表わした分
解斜視図である。

【図５】図５は、本発明の第４の実施形態におけるボッ
クスコア部分を立方向に断面して表わした立断面図であ
る。

【図６】図６は、本発明の第４の実施形態におけるボッ
クスコア部分を水平方向に断面して表わした横断面図で
ある。

【図７】図７は、本発明の第４の実施形態におけるボッ
クスコアが存しない部分における鉄骨柱の立断面図であ
る。

【図８】図８は、本発明の第４の実施形態におけるボッ
クスコアが存しない部分を水平方向に断面して表わした
鉄骨柱の横断面図である。

【図９】図９は、本発明の第５の実施形態におけるボッ
クスコア部分を立方向に断面して表わした立断面図であ
る。

【図１０】図１０は、本発明の第５の実施形態における
ボックスコア部分を水平方向に断面して表わした横断面
図である。

【図１１】図１１は、本発明の第６の実施形態における
ボックスコア部分を立方向に断面して表わした立断面図
である。

【図１２】図１２は、本発明の第６の実施形態における
ボックスコア部分を水平方向に断面して表わした横断面
図である。

【図１３】図１３は、本発明の第７の実施形態における
ボックスコア部分を立方向に断面して表わした立断面図
である。

【図１４】図１４は、本発明の第７の実施形態における
ボックスコア部分を水平方向に断面して表わした横断面
図である。

【図１５】図１５は、高力ボルト使用例の一つを表わす
ものであり、鉄骨柱と補強芯柱とを連結しようとする寸
前の状態を表わす部分的立断面図である。

【図１６】図１６は、図１５の高力ボルトで連結された
鉄骨柱と補強芯柱との連結状態を表わした部分的立断面
図である。

【図１７】図１７は、破断ピンテール付のトルシア高力
ボルト使用例の一つを表わすものであり、鉄骨柱と補強
芯柱とを連結しようとする寸前の状態を表わす部分的立
断面図である。

【図１８】図１８は、図１７の破断ピンテール付のトル
シア高力ボルトで連結された鉄骨柱と補強芯柱との連結
状態を表わした部分的立断面図である。

【符号の説明】 １ 鉄骨柱 11 テーパー部 12 （テーパー部外面の）補強フランジ ２ 鉄骨梁 ３ ボックスコア 31 ブラケット部 32 逆テーパー部 ４ 補正楔 ５ ボルト ６ 補強芯柱 61 端壁部 ７ コンクリート層 7G 合成ゴム層 ８ ステーボルト ９ 継目板 91 （ブラケット部に鉄骨梁を継目板を介して連結
する）高力ボルト ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年４月１７日（２００２．４．１
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】そこで、本発明（本件構造物発明と本件工
法発明）を具体的に実施するにあたって考慮しておくべ
き事項について注釈を加えておくと、次のとおりであ
る。 1) 本発明において採用する鉄骨柱１は、内部が空洞の
鋼管タイプのものが最適であるが、従来周知の建築構造
用の形鋼材、例えばみぞ型鋼、Ｈ型鋼、クロスＨ型鋼、
Ｚ型鋼などを採用することも可能である。また、鋼管タ
イプの鉄骨柱を採用し、これに補強芯柱６を内装する場
合にあっては、補強芯柱６としてクロスＨ型鋼のほか、
中空の鋼管、山型鋼、その他周知の建築構造用の形鋼材
を用いることも当然に可能である。 2) 鉄骨柱１のテーパー部11に嵌着せしめるボックスコ
ア３としては、ボックスコア３の内筒面の少なくとも一
部に、下部側に至るほど肉厚が逓次的に減少する逆テー
パー部32を形成したものを採用するのが好ましい。そう
すれば、鉄骨柱１のテーパー部11に対して両楔状に摩擦
定着することになって、当該ボックスコアを所要位置に
安定かつ確実に嵌着させることができ、しかも、当該部
位の強度を向上させることができるからである（請求項
１、請求項２参照）。 3) 鉄骨柱１の所定高さ位置に形成するテーパー部11
は、当該鉄骨柱の外周面の大部分を囲うように形成して
もよく（請求項３参照）、また、鉄骨柱１が角筒状であ
るときは当該鉄骨柱の各出隅に形成してもよい（請求項
４参照）。同様に、ボックスコア３の内筒面に形成する
逆テーパー部32も、前記鉄骨柱１のテーパー部11に対応
して当該ボックスコア３の内筒面に形成するものとし、
テーパー部11が角形鉄骨柱１の出隅部に形成されいる場
合にあっては、ボックスコア２の内筒面の各入隅部に形
成したものを用いるものとする。 4) 鉄骨柱１に対するボックスコア３の嵌着位置が適切
でないときは、補正楔４を用いるものとする（請求項
５、請求項１６参照）。この補正楔４は、ボックスコア
３として逆テーパー部32を持たない形態のものを採用す
る場合にも有効である。ちなみに、補正楔４としてはテ
ーパー角度を異にする複数種類を準備しておくと、ボッ
クスコア４の嵌着位置の調節に非常に便利である。この
場合、テーパー角度を異にする補正楔４の中には角度０
°のもの、つまり、フラットな鋼板も含まれるものとす
る。 5) 鉄骨柱１とボックスコア３とは当該鉄骨柱１のテー
パー部11（ボックスコアの逆テーパー部31）による楔止
め作用によって十分安定的に嵌着した状態になるが、ボ
ルト締結（特に、高力ボルトやワンサイドボルト）と併
用することにより、更に構造的強度が向上する（請求項
６参照）。 6) 鉄骨柱１として鋼管柱形態のものを採用する場合に
は、当該鉄骨柱１の内筒部に補強芯柱６を挿通したもの
を用いることにより、鉄骨柱１の強度を格段に強く向上
させることができるので（請求項７、請求項１５参
照）、高層ビルの鉄骨構造に適する。この場合におい
て、補強芯柱６の端壁部61と前記鉄骨柱１との間の隙間
は可能な限り小さい方が好ましく、また所定間隔ごとに
ボルト５で連結しておくのがよい。そして、この場合に
おいては、ボックスコア３の嵌着位置では補強芯柱６の
端壁部61と鉄骨柱１とボックスコア３とも前記ボルト５
により一体に連結しておくのが更に好ましい。ボルト５
としては、高力ボルトやトルシアボルトが好ましい（請
求項９参照）。 7) また、鉄骨柱１として鋼管柱形態のものを採用する
場合には、ボックスコア３の嵌着部位を含む当該鉄骨柱
１の内筒部のほゞ全長にわたってコンクリート７を充填
することによって、当該鉄骨柱１の剛性強度および耐荷
重性能を大幅に増進させることが可能である（請求項10
参照）。この場合において、ボックスコア３に隔壁（図
示せず）を設け、ボックスコア３の中にだけコンクリー
ト層７を形成することも可能（請求項11参照）であり、
この場合にはボックスコア３部分における接合構造の強
度向上が見込まれる。 8) 上記6)のコンクリート層７に代えて、ボックスコア
３の嵌着部位を含む当該鉄骨柱１の内筒部のほゞ全長に
わたって合成ゴム液を充填硬化させて合成ゴム層7Gを形
成させるならば、当該鉄骨柱１が振動減衰性能を持つと
共に、鉄骨構造としての免振機能も向上し、そのうえ、
遮音性能や断熱性能が飛躍的に向上する。もっとも、鉄
骨構造の建造物の遮音・断熱を図るためには壁・天井・
床の遮音・断熱加工も当然に必要である。ちなみに、本
発明において採用する合成ゴムとしては、ブチルゴム、
ポリウレタンゴム、ポリサルファイドゴムなど常温硬化
型のシーリング材として汎用されているものを用いるこ
とができる（請求項12参照）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E125 AA04 AA14 AA72 AB01 AB03 AB16 AC00 AC01 AC15 AC16 AC29 AG03 AG04 AG10 AG12 AG25 AG34 AG41 BB01 BB11 BB22 BB31 BD01 BE05 BE07 BE08 BF01 BF05 CA03 CA05 CA06 CA32 CA43 EA05

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面の所定高さ位置に、上部側に至る
   ほど肉厚が逓次的に減少するテーパー部11が形成された
   鉄骨柱１と；鉄骨梁２に接合されるべきブラケット部31
   を少なくとも側面の一部に有する筒形鋼材であって、そ
   れ自身は前記鉄骨柱１に挿通されて当該鉄骨柱のテーパ
   ー部11において楔止め状態を成す如く所要位置で嵌着さ
   れたボックスコア３とを包含して構成されていることを
   特徴とする鉄骨柱梁の接合構造。
2. 【請求項２】 ボックスコア３の内筒面の少なくとも一
   部に、下部側に至るほど肉厚が逓次的に減少する逆テー
   パー部32が形成されており、鉄骨柱１のテーパー部11に
   対し両楔状に摩擦定着して当該ボックスコアを所要位置
   に嵌着されている請求項１記載の鉄骨柱梁の接合構造。
3. 【請求項３】 鉄骨柱１の所定高さ位置に形成されたテ
   ーパー部11が当該鉄骨柱の外周面の大部分を囲うように
   形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の
   鉄骨柱梁の接合構造。
4. 【請求項４】 鉄骨柱１が角筒状であって、この角筒状
   鉄骨柱１の各出隅部位の所定高さ位置にテーパー部11が
   形成されている請求項１又は２記載の鉄骨柱梁の接合構
   造。
5. 【請求項５】 鉄骨柱１とボックスコア３との嵌着位置
   が補正楔４が打ち込まれることによって補正されている
   請求項１〜４の何れか一つに記載の鉄骨柱梁の接合構
   造。
6. 【請求項６】 鉄骨柱１として筒形鋼材が用いられてお
   り、この筒形鋼材の鉄骨柱１とボックスコア３とがボル
   ト５によって連結されていることを特徴とする請求項１
   〜５の何れか一つに記載の鉄骨柱梁の接合構造。
7. 【請求項７】 鉄骨柱１の内筒部に補強芯柱６が挿通内
   装されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一
   つに記載の鉄骨柱梁の接合構造。
8. 【請求項８】 鉄骨柱１の内筒部に、補強芯柱６として
   クロスＨ形鋼が挿通されており、この補強芯柱６の端壁
   部61と前記鉄骨柱１とが所定間隔ごとにボルト５により
   連結されているとともに、ボックスコア３の嵌着位置で
   は補強芯柱６の端壁部61と鉄骨柱１とボックスコア３と
   が前記ボルト５で一体に連結されていることを特徴とす
   る請求項１〜５の何れか一つに記載の鉄骨柱梁の接合構
   造。
9. 【請求項９】 鉄骨柱１、ボックスコア３、および補強
   芯柱６の端壁部61を連結するボルト５として、トルシア
   ボルトやワンサイドボルトを用いる請求項６〜８の何れ
   か一つに記載の鉄骨柱梁の接合構造。
10. 【請求項１０】 鉄骨柱１として筒状鋼材が用いられて
    おり、ボックスコア３の嵌着部位を含む当該鉄骨柱１の
    内筒部のほゞ全長にわたって充填されてコンクリート層
    ７が形成されていることを特徴とする請求項１〜９の何
    れか一つに記載の鉄骨柱梁の接合構造。
11. 【請求項１１】 鉄骨柱１として筒状鋼材が用いられ
    ており、ボックスコア３の嵌着部位にだけ充填されてコ
    ンクリート層７を形成し当該部分を強化したことを特徴
    とする請求項１〜９の何れか一つに記載の鉄骨柱梁の接
    合構造。
12. 【請求項１２】 鉄骨柱１として筒状鋼材が用いられて
    おり、ボックスコア３の嵌着部位を含む当該鉄骨柱１の
    内筒部のほゞ全長にわたって合成ゴム層7Gを充填して弾
    性硬化させることにより高減衰性を付与したことを特徴
    とする請求項１〜９の何れか一つに記載の鉄骨柱梁の接
    合構造。
13. 【請求項１３】 鉄骨柱１における外周面の所定高さ位
    置に形成された先薄形のテーパー部11に向けて、上方か
    ら筒形のボックスコア３を落し込ませることによって前
    記テーパー部11の外面と当該ボックスコア３の内周面と
    が楔止め状態となるように嵌着させ、必要に応じボック
    スコア３の嵌着レベルを調整した後、このボックスコア
    ３と鉄骨柱１とをボルト５によって互いに連結固定する
    工程を含むことを特徴とする鉄骨柱梁の接合工法。
14. 【請求項１４】 内筒面に逆テーパー部32を有するボッ
    クスコア３を用いることによって、鉄骨柱１のテーパー
    部11に対し両楔状に摩擦定着せしめることを特徴とする
    請求項１３記載の鉄骨柱梁の接合工法。
15. 【請求項１５】 内筒部にクロスＨ型鋼を内装した鉄骨
    柱１を用いる一方、当該鉄骨柱における外周面の所定高
    さ位置に形成された先薄形のテーパー部11に向け、上方
    から筒形のボックスコア３を落し込むことによって前記
    テーパー部11の外面と当該ボックスコア３の内周面とが
    楔止め状態となるように嵌着させ、必要に応じボックス
    コア３の嵌着レベルを調整した後、このボックスコア３
    と鉄骨柱１と前記補強柱６の端壁部61とをボルト５によ
    り互いに連結固定する工程を含むことを特徴とする鉄骨
    柱梁の接合工法。
16. 【請求項１６】 ボックスコア３の嵌着位置が不正であ
    るとき、当該ボックスコアの位置を上下に移動調整し、
    補正楔４を打ち込んで適正レベル位置に補正することを
    特徴とする請求項１３〜１５の何れか一つに記載の鉄骨
    柱梁の接合工法。
17. 【請求項１７】 ボックスコア３の嵌着部位を含む当該
    鉄骨柱１の内筒部のほゞ全長にわたってレディ・ミクス
    ト・コンクリートを打ち込み硬化させてコンクリート層
    ７を形成することを特徴とする請求項１３〜１６の何れ
    か一つに記載の鉄骨柱梁の接合工法。
18. 【請求項１８】 ボックスコア３の嵌着部位を含む当該
    鉄骨柱１の内筒部のほゞ全長に常温硬化型合成ゴム液を
    充填して弾性硬化させて合成ゴム層7Gを形成し高減衰性
    を付与することを特徴とする請求項１３〜１６の何れか
    一つに記載の鉄骨柱梁の接合工法。