JP2002356910A - 梁端部構造体、梁端部接合工法、および、梁 - Google Patents

梁端部構造体、梁端部接合工法、および、梁

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Hirokazu Yasuda
哲二郎 亀田
博和 安田
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Kawatetsu Civil Kk
川鉄シビル株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 梁と、他の梁の側面あるいは柱との接合に適
用する梁端部構造体の改良に関する。 【解決手段】 梁と、該梁の下フランジ端部および/ま
たは上フランジ端部に添設したH型またはT型の補強金
物と、を有し、前記の梁と補強金物とを接合一体化して
梁端部を2段または3段のH型構造端部とし、該2段ま
たは3段のH型構造端部の上フランジと下フランジを前
記他の梁の側面あるいは柱と接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、H型鋼製梁(H型
梁)の柱への接合に供する梁端部構造体、梁端部接合工
法、および、梁に関する。なお、ここでは、H型梁を単
に梁と呼ぶものとし、また、梁に用いるH型鋼として
は、圧延によって成型されるロールH型鋼と、帯鋼を溶
接して成形される溶接H型鋼のいずれをも含むものとす
る。
【0002】
【従来の技術】建築構造物の梁は、曲げモーメント等の
外力に対して、梁端部に近いほど負担する外力が大きく
過酷な状況となり、また、全長に渡り同一断面の梁で
は、梁中央に強度に余裕があっても、両端部に過大な負
荷がかかることになる。そのため、梁の形状としては、
曲げモーメントに応じた断面形状とすることが理想であ
り、断面効率を最適とすることができる。
【0003】しかしながら、そのような断面形状が連続
的に変化するH型材をつくることは、通常は、コスト等
の面からあまり行われることはない。負担の大きい梁端
部における断面効率を適正にするため、従来は、例え
ば、図4に示すように、梁3と柱1の間に、フランジ厚
を梁3よりも厚くしたH型ブラケット13を装入し、断面
効率を最適化することが行われている。
【0004】図4の場合、柱1にはダイアフラム2をあ
らかじめ加工しておき、ダイアフラム2とH型ブラケッ
ト13とを接合部10で接合しておく。梁3とH型ブラケッ
ト13とは、通常、フランジ接合プレート14およびウェブ
接合プレート15でボルト7を用いて接合される。ここ
で、両者のフランジ厚が異なるため、梁3側には、フィ
ラープレート16を挿設して厚さ調整を行う。
【0005】また、梁端部の断面効率を適正にするに
は、図4に示すH型ブラケット13に替えて、図5に示す
ように、端部のせいを大きくしたハンチ構造を有するH
型ハンチブラケット13a を適用することも行われる。こ
の場合、柱1に設けたダイアフラム2の間隔は、梁3の
せいよりも大きくしておくことが必要となる。なお、他
の梁の側面に梁を接合する場合には、図15に示すよう
に、あらかじめ、他の梁である大梁30にH型ハンチブラ
ケット13a を接合しておき、ウェブ接合プレート15を用
いて梁3を接合するようにしても良い。 ただし、H型ハ
ンチブラケット13a は、ロールH型鋼を使用できないた
め、フランジとウェブの曲げ加工や組立、および、溶接
を工場加工として行う必要がある。
【0006】ところで、図6に示すように、柱1からH
型ブラケット13を四方に突設させ、ここでは図示しない
梁を四方に張り出して渡すことも行われる。また、同様
に、3方向、2方向に梁を渡す場合もある。この場合、
梁に要求される断面効率はそれぞれ異なるため、梁のせ
いも異なってくる。
【0007】そのため、例えば、図7に示すように、せ
いの異なる梁3を、H型ブラケット13を介して柱1に接
合することとなり、柱1に具備するダイアフラム2も3
ケ所以上必要となってくる。また、図8には、紙面左側
の梁3とH型ハンチブラケット13a を接合した例を示
す。図8の場合においても、紙面と直交方向の梁を接合
する必要から、柱1に具備するダイアフラム2は3ケ所
以上必要となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示すように、フランジ厚の異なるH型ブラケットと梁を
現場で接合することは、フィラープレート16を挿設して
の厚さ調整を行いつつ接合する必要があり、非常に手間
のかかる作業であり、また、作業時間も長くなり、コス
トアップの要因ともなっていた。
【0009】また、図5に示すように、H型ハンチブラ
ケット13a を適用することは、その形状が複雑であるこ
とから、製造コストがかかることが問題であった。さら
に、せいの異なる複数の梁を柱の同じ高さ位置に接合す
る場合、狭い場所に多数の接合用ダイアフラムを設ける
ことが必要となり、その加工に手間を要すると共に、接
合作業自体も困難となる。また、場合によっては、狭す
ぎて、そのままでは取り付けができず、梁端部に補強部
材として垂直ハンチを取り付けることが必要となる場合
もあった。
【0010】本発明は、梁と柱の接合を行う作業員の負
荷を軽減し、簡便に取り付けが可能であり、かつ、コス
トがあまりかからない梁端部構造体、梁端部接合工法、
および、梁を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の梁端部
構造体、梁端部接合工法、および、梁によって、上記課
題を解決したのである。 (1) 梁と、他の梁の側面あるいは柱との接合に適用する
梁端部構造体であって、梁と、該梁の下フランジ端部お
よび/または上フランジ端部に添設したH型またはT型
の補強金物と、を有し、前記の梁と補強金物とを接合一
体化して梁端部を2段または3段のH型構造端部とし、
該2段または3段のH型構造端部の上フランジと下フラ
ンジを前記他の梁の側面あるいは柱と接合したことを特
徴とする梁端部構造体。 (2) 梁のウェブ端部と、他の梁の側面あるいは柱とをガ
セットプレートで接合したことを特徴とする上記の(1)
に記載の梁端部構造体。 (3) 2段または3段のH型構造端部の上フランジと下フ
ランジと他の梁の側面あるいは柱との接合が接続部材を
介したボルト接合であることを特徴とする上記(1) また
は(2) に記載の梁端部構造体。 (4) 補強金物の両端に相当する位置で、梁と補強金物の
ウェブに、T字型局部補強金物を取り付けたことを特徴
とする上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の梁端部構造
体。 (5) H型またはT型の補強金物をハンチ構造としたこと
を特徴とする上記(1) 乃至(4) のいずれかに記載の梁端
部構造体。 (6) 上下1対のダイアフラムを具備する柱、もしくは、
H型鋼製の大梁の側面に、せいの異なる複数の梁を接合
する梁端部接合工法であって、前記複数の梁の端部をそ
れぞれ上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の梁端部構造体
とし、かつ、前記のH型またはT型の補強金物の端部高
さを調整して、それぞれの梁端部構造体の上フランジと
下フランジ位置を前記の柱の上下1対のダイアフラム位
置、あるいは、大梁の上下フランジ位置と一致させ、前
記柱に具備する上下1対のダイアフラムと前記梁端部構
造体の上フランジと下フランジを接合することを特徴と
する梁端部接合工法。 (7) 柱間あるいは梁間に渡設するH型鋼製の梁であっ
て、下フランジ端部および/または上フランジ端部に添
設したH型またはT型の補強金物を有し、両端部を2段
または3段のH型構造端部としたことを特徴とする梁。 (8) 補強金物の両端に相当する位置で、梁と補強金物の
ウェブに、T字型局部補強金物を取り付けたことを特徴
とする上記(7) に記載の梁。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態につい
て、図1に基づき、いくつかの例を挙げて説明する。図
1(a)は、梁3の端部の下面側にT型補強金物4を取
り付け、端部の断面性能を向上させたことを特徴とす
る。梁3とT型補強金物4とは、L型アングル6で締結
する。図では、その締結にボルト7を用いているが、溶
接接合としても良いことは言うまでもなく、梁3からT
型補強金物4に確実に応力伝達ができればよい。T型補
強金物4の材質は、梁3と同一とすることを好適とする
が、強度をあげてT型補強金物4の寸法を相対的に小さ
くすることも可能である。
【0013】柱1との接合は、次のとおりに行う。ま
ず、ガセットプレート5を適用し、梁3のウェブ端部と
柱1との接合(図示の場合、ボルト締結)を行う。ま
た、梁3とT型補強金物4とで形成した2段H型の梁端
部構造体の上フランジと下フランジを、柱1に設けたダ
イアフラム2と接合する。ここでの接合は、接合部10に
おける溶接接合とする。なお、本発明では、梁3からT
型補強金物4に確実に応力伝達できるようにしているこ
とから、2段H型構造の中間フランジを柱に接合する必
要がなく、最も手間のかかる中間フランジの溶接作業を
不要とすることができる。
【0014】なお、柱1に具備したダイアフラム2は、
柱1の内部側のみに設ける場合もあり、その場合、外部
から見ることはできない。また、梁3に要求される曲げ
モーメントが小さい場合にはダイアフラム2そのものを
設けない場合もある。一方、図1(b)に示すように、
T型補強金物4を梁3の上部に設けるようにしても、図
1(a)とほぼ同等の効果を得ることができる。
【0015】また、ここでは図示しないが、T型補強金
物4を梁3の上部と下部の両方に設けることで、更に断
面性能を向上させることができることは言うまでもな
い。さらに、図1(c)に示すように、ハンチ構造を有
するT型ハンチ補強金物4aを適用するようにしても良
い。ただし、ハンチ構造は加工に手間がかかるため、小
断面での断面性能向上を必要とする場合に適用すること
が好適である。
【0016】以上では、補強金物として、T型材を適用
した例を説明したが、図1(d)に示すように、補強金
物として、H型補強金物3aを適用し、そのフランジ部を
ボルト7で締結するようにしても同等の効果が得られる
ことは明らかである。補強金物の強度、寸法等は、梁に
要求される断面性能に応じて決定される。最も一般的な
仕様としては、補強金物を梁と同形状、同寸法、同材質
とし、その長さを梁の全スパンの0.2 程度とすること
(例えば、スパン10mの梁の場合、補強金物の長さを両
端それぞれ2mとする。)が好適であるが、これに限定
されるものではない。
【0017】ところで、柱材としては、以上で説明した
角型鋼管柱の他に、図2に示すようにH型鋼柱11も同様
に適用される。この場合も、補強金物としては、図2
(a)に示すようにT型補強金物4を適用する場合と、
図2(b)に示すようにH型補強金物3aを適用する場合
のそれぞれの場合がある。また、本発明では、図3に示
すように、H型補強金物3aのせいを変えることで、せい
の異なる梁3の梁端部でのせいを合わせることも可能と
なり、柱1に具備させるダイアフラムを1対として、最
小限にとどめることが可能となる。
【0018】なお、以上の例では、ガセットプレートを
用いて梁端部のウェブ端部を柱と接合する例を説明した
が、強度的に問題がない場合には、このガセットプレー
トを省略し、ウェブ端部を柱と接合しないようにするこ
ともできる。ところで、本発明は、以上で説明した梁と
柱の接合への適用に限定するものではなく、梁と、他の
梁の側面の接合にも同様に適用することができる。
【0019】また、H型またはT型の補強金物の両端に
相当する位置で、梁と補強金物のウェブに、図9に示す
T字型局部補強金物をとりつけることで、梁端部構造の
耐力および剛性を大幅に向上させることができる。 特
に、梁フランジが薄い場合や、補強部材の長さが短い場
合には、補強部材の端部付近のフランジ面に変形が生じ
やすくなるが、このT字型局部補強金物の適用で防止で
きる。
【0020】まず、図9に基づき、T字型局部補強金物
20について説明する。 この金物は、L字断面材20a 、20
b を帯状金物材の底面材20c に立設して接合したもので
ある。なお、L字断面材20a 、20b のL字の方向は、取
り付ける位置に応じて適宜選択すればよく、また、ボル
ト締結穴20d も必要に応じて適宜設ければよい。このT
字型局部補強金物は、図10に示すように、H型補強金物
3aの端部位置に取り付けて用い、梁端部の耐力および剛
性を向上させる。 なお、ここでは図示しないが、H型補
強金物3a自体にも取り付けるようにすることを好適とす
る。
【0021】図11は、梁3をガセットプレート5で柱1
に取り付けた本発明の梁端部構造体において、このT字
型局部補強金物20を適用した例を示している。次に、図1
2に示すように、梁3をH型鋼柱11に取り付ける場合に
おいて、ガセットプレートに替えてスプリットT型の接
続部材21を用いることもできる。 こうすることで、完全
に無溶接で取り付けを行うことができ、全てボルト接合
として現場での溶接をなくすことができる。また、更に
T字型局部補強金物20を適用することを好適とする。
【0022】次に、図13〜15に基づき、柱に代えて他の
梁の側面に梁を接続する場合について、説明する。 な
お、接続する梁には、他の梁のウェブ高さに合わせてH
型またはT型の補強金物を用いて梁端部構造体を形成す
る。ここでは、接続する梁を単に梁とよび、接続される
他の梁を大梁とよぶものとする。図13は、大梁30にガセ
ットプレート5を配して梁3を接続した例である。ここ
で、梁3にはH型補強金物3aを付設し、また、更にT字
型局部補強金物20を配置することで剛性の向上を図って
いる。
【0023】ところで、図13のようにガセットプレート
5を配するためには、溶接作業が必要であり、現場での
簡単な組立てにはなじまない。そこで、図14に示すよう
に、大梁30と、その大梁30に接続するH型補強金物3aを
具備した梁3のフランジ面に板状の接続部材22をボルト
で接合して組立てることを好適とする。こうすること
で、現場での組立作業を容易に行うことが可能となる。
【0024】
【発明の効果】本発明によって、梁端部構造体を簡便
に、かつ、低コストで構成することが可能となった。ま
た、建設現場での取り付け作業も、簡単な溶接作業とボ
ルト締結だけで完了し、現場での作業能率を大きく向上
できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の梁端部構造体の好適な実施の形態を示
す模式図である。
【図2】本発明の梁端部構造体のH型鋼柱への適用の例
を示す模式図である。
【図3】異なるせいを有する梁を柱に接合する際の、本
発明の梁端部構造体の好適な実施の形態を示す模式図で
ある。
【図4】従来の梁端部構造体の一例を示す模式図であ
る。
【図5】従来の梁端部構造体の他の例を示す模式図であ
る。
【図6】柱の四方に梁を突設した例を示す模式図であ
る。
【図7】異なるせいを有する梁を柱に接合する際の、従
来の梁端部構造体の例を示す模式図である。
【図8】異なるせいを有する梁を柱に接合する際の、従
来の梁端部構造体の他の例を示す模式図である。
【図9】本発明に適用するT字型局部補強金物の模式図
である。
【図10】T字型局部補強金物のH型梁への適用例を示す
模式図である。
【図11】T字型局部補強金物を用いた本発明の梁端部構
造体の好適な実施の形態を示す模式図である。
【図12】T字型局部補強金物を用いた本発明の梁端部構
造体のH型鋼柱への適用の例を示す模式図である。
【図13】本発明の梁端部構造体を梁への接合に適用した
一例を示す模式図である。
【図14】本発明の梁端部構造体を梁への接合に適用した
他の例を示す模式図である。
【図15】H型ハンチブラケットを用いて梁と梁を接合す
る従来例の模式図である。
【符号の説明】
1 柱(角鋼管柱) 2 ダイアフラム 3 梁(H型梁) 3a H型補強金物 4 T型補強金物 4a T型ハンチ補強金物 5 ガセットプレート 6 L型アングル 7 ボルト(接合部材) 10 接合部(溶接部) 11 H型鋼柱 13 H型ブラケット(梁端部) 13a H型ハンチブラケット 14 フランジ接合プレート 15 ウェブ接合プレート 16 フィラープレート 20 T字型局部補強金物 20a 、20b L字断面材 20c 底面材 20d ボルト締結穴 21、22 接続部材 30 大梁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2E125 AA04 AA14 AB01 AB16 AC15 AC16 AG03 AG12 AG31 AG41 AG45 AG57 BB02 BB11 BB22 BE07 BE08 BF04 BF08 CA05 CA90 EA33

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 梁と、他の梁の側面あるいは柱との接合
    に適用する梁端部構造体であって、梁と、該梁の下フラ
    ンジ端部および/または上フランジ端部に添設したH型
    またはT型の補強金物と、を有し、前記の梁と補強金物
    とを接合一体化して梁端部を2段または3段のH型構造
    端部とし、該2段または3段のH型構造端部の上フラン
    ジと下フランジを前記他の梁の側面あるいは柱と接合し
    たことを特徴とする梁端部構造体。
  2. 【請求項2】 梁のウェブ端部と、他の梁の側面あるい
    は柱とをガセットプレートで接合したことを特徴とする
    請求項1に記載の梁端部構造体。
  3. 【請求項3】 2段または3段のH型構造端部の上フラ
    ンジと下フランジと他の梁の側面あるいは柱との接合が
    接続部材を介したボルト接合であることを特徴とする請
    求項1または2に記載の梁端部構造体。
  4. 【請求項4】 補強金物の両端に相当する位置で、梁と
    補強金物のウェブに、T字型局部補強金物を取り付けた
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の梁
    端部構造体。
  5. 【請求項5】 H型またはT型の補強金物をハンチ構造
    としたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記
    載の梁端部構造体。
  6. 【請求項6】 上下1対のダイアフラムを具備する柱、
    もしくは、H型鋼製の大梁の側面に、せいの異なる複数
    の梁を接合する梁端部接合工法であって、前記複数の梁
    の端部をそれぞれ請求項1乃至5のいずれかに記載の梁
    端部構造体とし、かつ、前記のH型またはT型の補強金
    物の端部高さを調整して、それぞれの梁端部構造体の上
    フランジと下フランジ位置を前記の柱の上下1対のダイ
    アフラム位置、あるいは、大梁の上下フランジ位置と一
    致させ、前記柱に具備する上下1対のダイアフラムと前
    記梁端部構造体の上フランジと下フランジを接合するこ
    とを特徴とする梁端部接合工法。
  7. 【請求項7】 柱間あるいは梁間に渡設するH型鋼製の
    梁であって、下フランジ端部および/または上フランジ
    端部に添設したH型またはT型の補強金物を有し、両端
    部を2段または3段のH型構造端部としたことを特徴と
    する梁。
  8. 【請求項8】 補強金物の両端に相当する位置で、梁と
    補強金物のウェブに、T字型局部補強金物を取り付けた
    ことを特徴とする請求項7に記載の梁。
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