JP2002364081A - 柱・梁接合構造及びそれに用いられる鉄骨柱 - Google Patents

柱・梁接合構造及びそれに用いられる鉄骨柱

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JP2002364081A JP2001170432A JP2001170432A JP2002364081A JP 2002364081 A JP2002364081 A JP 2002364081A JP 2001170432 A JP2001170432 A JP 2001170432A JP 2001170432 A JP2001170432 A JP 2001170432A JP 2002364081 A JP2002364081 A JP 2002364081A
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泰史 前田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】スプリットティーを所期の設定値で確実に降伏
させることで、大地震時等にも破壊を他に及ぼさず、再
使用が困難になったスプリットティーのみの取り替えを
可能とする。 【解決手段】鉄骨柱1にフランジ5をボルト3接合した
上下一対のスプリットティー4のウェブ6間に、H形鋼
梁7の上下両フランジ8の端部8aを組み付けてボルト
9接合する。スプリットティー4の鋼材の降伏点管理値
は、規定値の上限値が下限値の2倍以内に設定されてい
る。また、フランジ5からH形鋼梁7の材軸方向に延び
るウェブ6が塑性化による地震エネルギーを吸収するよ
う、ウェブ6の断面積を部分的に減少させることで、ウ
ェブ6の基端部6aとH形鋼梁7のフランジ8を接合す
る先端部6b側を区画する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に、鋼構造建築
物を構築する際の鉄骨骨組における制振構造を有する柱
・梁接合構造及び、その接合構造を用いた鉄骨柱に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、鋼構造建築物における鉄骨柱と鉄
骨梁とを接合する際、例えば、T字形状(もしくは、L
字形状)のスプリットティーを用いてなる構成を有する
ものがある。このような柱・梁接合構造においては、大
地震などにおける柱・梁接合部位の最終崩壊系を形成す
るために、鉄骨柱として角形鋼管柱を用いた場合、スプ
リットティーが接合される柱の側面を、梁の接合部位か
ら作用する引張力または圧縮力に応じて膨らませたり、
凹ませたりして曲げ変形させることにより降伏させるよ
うな設計を施しているのが一般的であるが、スプリット
ティーのフランジの曲げ耐力が、設計上、クリティーカ
ルになることから、フランジの剛性及び耐力を十分に確
保するためには、フランジの厚さ及び幅を大きくしなけ
ればならず、不経済になる。
【0003】また従来、特開平11−229493号公
報あるいは特開平7−102635号公報等に開示され
た柱・梁接合構造において、図12及び図13に示すよ
うに、鉄骨柱としてH形鋼柱1を用い、このH形鋼柱1
のフランジ2にボルト3にて上下一対のスプリットティ
ー4のフランジ5を接合し、これら上下両スプリットテ
ィー4のウェブ6間に、鉄骨梁としてのH形鋼梁7の上
下両フランジ8の端部8aを組み付けてボルト9にて接
合してなる形態を有するものが提案されている。このよ
うな柱・梁接合構造では、図14に示すように、H形鋼
梁7のフランジ8の接合部位から作用する引張力Fがス
プリットティー4のフランジ5に作用すると、フランジ
5がH形鋼柱1のフランジ2の面から離脱するような膨
らみをもって曲げ変形し、このフランジ5の曲げ変形に
伴い、H形鋼柱1のフランジ2への接合用のボルト3
が、図14に矢印で示すような曲げ引っ張りを受け、そ
のテコ反力でボルト3がこじられて捻じ切れし、このボ
ルト3の引張破断が最終崩壊系となってしまう。
【0004】ところが、大地震などにおける最終崩壊系
を設計する際において、鉄骨柱とスプリットティーのフ
ランジとの接合部位を破壊させることは、望ましくな
く、鉄骨梁の母材で破壊されるように、梁の全断面耐力
を持たせるよう設計することが本来的な手法であるが、
梁の鋼材の降伏点自体が下限値でしか管理されていな
い。このため、実際には、梁の全断面耐力を持たせるよ
うに設計しても、梁の耐力が大き過ぎる場合もあること
から、結果的には、耐力的に余裕のないボルトやスプリ
ットティー、あるいは、柱の接合部位で破壊してしまう
こともある。
【0005】このことは、柱・梁接合部位の地震エネル
ギー吸収の点から考えると、スプリットティーのフラン
ジの曲げ変形による場合、例えば、フランジが膨らんで
も、最後はフランジが柱の接合面に密着するため、引張
と圧縮が対称にならず、また、ボルトの引張破断による
場合、柱とスプリットティーのフランジのボルト接合面
間に段々と隙間が生じるため、ボルトが塑性化したとき
に引張と圧縮のループが両方描けず、いずれも一方通行
のため、スプリットティーによる耐力上の設計には対処
できるものの、地震エネルギー吸収に対処できるような
スプリットティーの設計にはなっていないのが現状であ
る。
【0006】さらに、柱・梁接合構造として、従来、鉄
骨柱にH形鋼梁の上下両フランジ端部を直接溶接してな
る構成を有するものがある。このような在来工法では、
鉄骨柱とH形鋼梁の溶接部がクリティーカルな部位とな
って破壊が発生するという欠点がある。
【0007】そこで、従来では、鉄骨柱とH形鋼梁の溶
接部での破壊を防止するために、例えば、特開平8−4
112号公報に開示されているように、鉄骨柱に直接溶
接されるH形鋼梁の上下両フランジ端部付近の両側部に
切欠きを形成して、地震エネルギー吸収機能を設けると
ともに、鉄骨柱への溶接部以外のH形鋼梁の部位で積極
的に降伏させるようにしているが、大地震などによって
エネルギー吸収機能部分が破壊されて再使用が困難とな
った場合、そのエネルギー吸収機能部分が鉄骨柱に溶接
されているため、破壊後、エネルギー吸収機能部分を取
り替えることは、基本的には不可能である。このため、
実際には、H形鋼梁が破断はしなくても、建て直しをせ
ざるを得ない。
【0008】また、特開2000−192547号公報
に開示されているように、鉄骨柱にダイアフラムを介し
て溶接されるH形鋼梁の下側フランジ端部を鉄骨柱に溶
接された極軟鋼からなる補強用梁受け部材で補強した
り、特開平8−151686号公報に開示されているよ
うに、H形鋼梁の上下両フランジに、柱材または梁材よ
りも降伏点が低い金属材料からなるリブを溶接し、これ
らの上下リブを介して鉄骨柱とH形鋼梁を剛接合するこ
とにより、エネルギー吸収機能を設けてなる柱・梁接合
構造であっても、補強用梁受け部材およびエネルギー吸
収機能部分が大地震などによって破壊されて再使用が困
難となった場合には、当該部分のみを取り替えることは
不可能である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の欠点
に鑑みてなされたもので、その目的は、鉄骨柱とH形鋼
梁の接合部位を溶接することがなく、かつ、エネルギー
吸収を確実に行なえるスプリットティーを用いるととも
に、H形鋼梁がボルト接合されるスプリットティーのウ
ェブにエネルギー吸収機能を付与して塑性化させること
により、大地震などによって再使用が困難となったスプ
リットティーのみの取り替えを容易に行うことができ、
従前のようなH形鋼梁の取り替えによる建て直しを不要
にすることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は次のように構成する。
【0011】第1の発明は、鉄骨柱にスプリットティー
のフランジを接合し、当該スプリットティーのウェブに
H形鋼梁のフランジ端部を組み付けてボルト接合してな
る柱・梁接合構造において、前記スプリットティーの鋼
材の降伏点管理値を、規定値の上限値が下限値の2倍以
内に設定してなることを特徴とする。
【0012】第2の発明は、鉄骨柱にスプリットティー
のフランジを接合し、当該スプリットティーのウェブに
H形鋼梁のフランジ端部を組み付けてボルト接合してな
る柱・梁接合構造において、前記スプリットティーは、
前記フランジから前記H形鋼梁の材軸方向に延びるウェ
ブの基端部側と、前記H形鋼梁のフランジがボルト接合
される先端部側を区画するように、当該ウェブの断面積
を部分的に減少させた形状とし、当該断面積減少部分で
鋼材を塑性化させることにより地震などによるエネルギ
ーを吸収すると共に、安定した梁端部の回転を可能にし
たことを特徴とする。
【0013】第3の発明は、第2の発明において、前記
スプリットティーのウェブ鋼材の断面積減少部分におけ
る降伏点管理値を、規定値の上限値が下限値の2倍以内
に設定してなることを特徴とする。
【0014】また、第4の発明は、第1〜第3の何れか
の発明において、前記スプリットティーのフランジの両
側端縁に、前記ウェブ側に非接合状態で突出する補強板
を接合してなることを特徴とする。
【0015】第5の発明は、第2〜第4の何れかの発明
において、前記スプリットティーのウェブの上下いずれ
か一方の片側に、前記フランジに直接接合される補強板
を近接させて設け、当該補強板をウェブの断面積減少部
分と対応位置させてなることを特徴とする。
【0016】第6の発明は、第2〜4の何れかの発明に
おいて、前記スプリットティーの断面積減少部分を含む
ウェブを、前記H形鋼梁のフランジと座屈拘束用形鋼と
の間に挾持させてボルト接合してなることを特徴とす
る。
【0017】第7の発明は、第2〜4の何れかの発明に
おいて、前記スプリットティーのウェブ鋼材の断面積減
少部分にルーズホールを設けて、前記H形鋼梁のフラン
ジとワッシャを介してボルト接合してなることを特徴と
する。
【0018】第8の発明は、鉄骨柱に上下一対のスプリ
ットティーのフランジを接合し、当該上下両スプリット
ティーのウェブ間にH形鋼梁の上下両フランジを組み付
けてボルト接合してなる柱・梁接合構造において、前記
一方のスプリットティーのウェブの断面積を部分的に減
少させた形状とすると共に、そのウェブ鋼材の降伏点管
理値を、規定値の上限値が下限値の2倍以内に設定し、
他方のスプリットティーのウェブ鋼材の降伏点管理値
は、前記一方のスプリットティーのウェブ鋼材の降伏点
管理値の上限値よりも高い降伏点を有することを特徴と
する。
【0019】第9の発明は、鉄骨柱に上下一対のスプリ
ットティーのフランジを接合し、当該上下両スプリット
ティーのウェブ間にH形鋼梁の上下両フランジを組み付
けてボルト接合すると共に、前記H形鋼梁の上下両フラ
ンジのいずれか一方にコンクリートスラブを打設してな
る柱・梁接合構造において、前記H形鋼梁のコンクリー
トスラブ打設側フランジが接合される一方のスプリット
ティーのウェブ鋼材の降伏点管理値は、前記他方のスプ
リットティーのウェブ鋼材の降伏点管理値の上限値より
高い降伏点を有すると共に、当該他方のスプリットティ
ーのウェブの断面積を部分的に減少させた形状として、
そのウェブ鋼材の降伏点管理値を規定値の上限値が下限
値の2倍以内に設定することを特徴とする。
【0020】第10の発明は、鉄骨柱をH形鋼にて形成
し、当該H形鋼のフランジ面及び開放面を含む周側面
に、上下一対のスプリットティーのフランジを接合する
と共に、当該上下両スプリットティーのウェブ間にH形
鋼梁の上下両フランジ端部を組み付けてボルト接合する
にあたり、前記鉄骨柱を形成するH形鋼の開放面に、前
記上下両スプリットティーのフランジがボルト接合され
る複数の補強部材を設けてなることを特徴とする。
【0021】第11の発明は、前記補強部材は、前記H
形鋼の開放面の角隅部にその一辺を面しさせて接合され
る断面L字形の形態を有することを特徴とする。
【0022】
【作用】第1発明の構成により、スプリットティーのウ
ェブ部分の塑性化を柱および梁よりも確実に先行させる
ことができるので、当該ウェブ部分でのエネルギー吸収
が可能になり、しかも、梁端回転角を定量化することが
できる。これにより、地震・風などに対する応答低減効
果の確実性を高めることができ、従前のようなフランジ
の曲げ変形やボルトの引張破壊などの望ましくない部位
での崩壊を防止することが可能になる。
【0023】第2及び第3の発明の構成により、第1の
発明よりもさらに一層確実に、スプリットティーのウェ
ブ部分の塑性化を他のフランジ部分のそれより先行させ
ることができて、当該ウェブ部分でのエネルギー吸収が
可能になり、しかも、梁端回転角を定量化することがで
きる。これにより、地震・風などに対する応答低減効果
を高めることができ、従前のようなフランジの曲げ変形
やボルトの引張破壊などの望ましくない部位での崩壊を
防止することが可能になる。
【0024】第4の発明の構成により、スプリットティ
ーのフランジ部分が補強され、従前のようなフランジの
曲げ降伏を防ぐことができるため、ウェブ部分の塑性化
をより確実に先行させることが可能になる。
【0025】第5の発明の構成により、スプリットティ
ーのウェブの断面積減少部分が補強され、ウェブに引張
力と圧縮力が作用した際、圧縮側でウェブの断面積減少
部分が面外方向に局部座屈するのを防いでいる。
【0026】第6の発明の構成により、スプリットティ
ーのウェブの断面積減少部分が補強され、ウェブに引張
力と圧縮力が作用した際、圧縮側でウェブの断面積減少
部分が面外方向に局部座屈するのを防いでいる。
【0027】第7の発明の構成により、スプリットティ
ーのウェブの断面積減少部分が補強され、ウェブに引張
力と圧縮力が作用した際、圧縮側でウェブの断面積減少
部分が面外方向に局部座屈するのを防いでいる。
【0028】第8、9の発明の構成により、コンクリー
トスラブが打設されたH形鋼梁のフランジ側の剛性が高
くなって、H形鋼梁の中心軸がコンクリートスラブ打設
側に移行し、H形鋼梁に引張力が作用した際、H形鋼梁
の端部は、コンクリートスラブ打設側フランジがボルト
接合される一方のスプリットティーのウェブ部分付近を
中心に回転することから、コンクリートスラブ打設側の
スプリットティーは塑性化せず、コンクリートスラブが
打設されないスプリットティーのウェブ部分だけが塑性
化するため、コンクリートスラブ打設側のスプリットテ
ィーとして、通常のスプリットティーを使用することが
可能になる。これにより、大地震などによって使用不能
となった片側のスプリットティーだけを取り替えること
が可能になるため、復旧作業も簡便かつ容易に行える。
【0029】前記第10、11の発明の構成により、H
形鋼からなる鉄骨柱であっても、H形鋼の開放面に補強
部材が設けられているため、H形鋼の開放面側へのスプ
リットティーのボルト接合が可能なる。
【0030】さらに総合的作用として、本発明では、例
えば、大地震が発生した場合、柱と梁を接合するスプリ
ットティー部分の降伏を、柱の降伏よりも先行させて、
損傷をスプリットティーのみに集中させることにより、
地震後に、スプリットティー部分が使用不能になった場
合でも、スプリットティーを取り替えれば、建物として
耐震性能を回復できるようにしている。そして、柱・梁
の耐震設計を行う場合には、柱より梁(本発明ではスプ
リットティー)を先に降伏させることが、設計上、好ま
れているが、通常は、鋼材の降伏点下限値を設計耐力と
して設計しているため、実際の鋼材の降伏点はそれより
高い。すなわち、設計上では、たとえ降伏する荷重が作
用しても、その部分が降伏しない場合も有り得る。例え
ば、柱より早くスプリットティーを降伏させるように設
計していても、スプリットティーに用いる鋼材の降伏点
が設計耐力より高ければ、柱の方が早く降伏することも
有り得る。
【0031】本発明では、スプリットティーに用いる鋼
材の降伏点上限値が管理されていることで、降伏点上限
値を設計耐力として設定し、柱よりもスプリットティー
の降伏を確実に先行させる設計を可能にしている。そし
て、鋼材の降伏点管理値の幅が狭ければ狭いほど、柱断
面を減少させることができるため、経済的な設計ができ
る。第1の発明はこの条件を満たす構成とされている。
【0032】図15を参照してさらに説明する。この図
15(a)〜(c)に、仮に、スプリットティーに用い
るとした場合の3種類の鋼材の応力(σ:N/mm2)
と歪み(ε)の関係を示す。図15(a)は、通常の鋼
材(SS材:JISG3101など)をスプリットティ
ーに用いると仮定した例を示し、鋼材の降伏点下限値
(σmin)を設計上の降伏点とすると、降伏点上限値
(σmax)がないため降伏点が非常に高くなり、柱が
先に降伏し易い。また、図15(b)に示すように、仮
にSN材(JISG3106)をスプリットティーに用
いた例では、鋼材の降伏点上限値が降伏点下限値の1.
35〜1.5倍である。さらに、図15(c)に示すよ
うに、本出願人の開発に係る鋼材をスプリットティーに
用いた例では、鋼材の降伏点上限値が降伏点下限値の約
1.2倍である。このため、スプリットティーの降伏点
管理値の幅が狭く、柱より先に確実にスプリットティー
のウェブで降伏させることが可能になり、第1の発明の
有用性が確認される。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図11に示す図面を参照しながら詳細に説明する。図
1〜図3は、本発明に係る柱・梁接合構造における第1
の実施形態を示す。
【0034】図1〜図3に示すように、鉄骨柱としてH
形鋼柱1を用い、このH形鋼柱1のフランジ2には、ボ
ルト3にて上下一対のスプリットティー4のフランジ5
が接合されているとともに、これら上下両スプリットテ
ィー4のウェブ6間には、鉄骨梁としてのH形鋼梁7の
上下両フランジ8の端部8aが組み付けられてボルト9
にて接合されている。
【0035】そして、H形鋼梁7の上側フランジ8上に
は、床面材としてのコンクリートスラブ10が打設され
ていて、この場合には、H形鋼柱1のフランジ2にH形
鋼梁7の上側フランジ8を接合する上側スプリットティ
ー4として、通常のスプリットティーが使用されてい
る。
【0036】一方、H形鋼梁7の下側フランジ8をH形
鋼柱1のフランジ2に接合する下側スプリットティー4
には、図3に示すように、そのフランジ5からH形鋼梁
7の材軸方向に延びるウェブ6の両側端縁に半円状の切
欠き部61が設けられ、このウェブ切欠き部61の形成
により、ウェブ断面積を部分的に減少させた形状とする
と共に、ウェブ6の基端部6a側と、H形鋼梁7の下側
フランジ8がボルト挿通孔62を介してボルト9にて接
合される先端部6b側を区画している。この区画された
断面積減少部分6cは、H形鋼梁7の下側フランジ8の
接合部位から作用する圧縮力及び引張力に対して塑性化
し、地震などによるエネルギーを吸収するようになって
いる。
【0037】また、スプリットティー4のウェブ6の断
面積減少部分6cにおける鋼材の降伏点管理値は、図1
5(b)、(c)に示すように、規定値の上限値が下限
値の2倍以内、好ましくは、1.3倍以内に設定され、
スプリットティー4のウェブ部分でのエネルギー吸収を
可能にし、ウェブ部分の塑性化を他のフランジ部分のそ
れより確実に先行させてなるとともに、梁端回転角の定
量化を可能にしている。これにより、地震・風などに対
する応答低減効果を高め、従前のようなフランジの曲げ
変形やボルトの引張破壊などの望ましくない部位での崩
壊を防止している。
【0038】すなわち、前記の構成によれば、H形鋼梁
7の上側フランジ8上にコンクリートスラブ10を打設
すると、形鋼梁7の上側の剛性が高くなって、実際のH
形鋼梁7の中心軸O−Oが上方に移行する。このため、
H形鋼梁7に引張力Fが作用した際、H形鋼梁7の回転
中心は、上側フランジ8の端部がボルト接合される上側
のスプリットティー4のウェブ部分付近を中心に回転す
る。これにより、上側スプリットティー4は破断せず、
鋼材の降伏点管理値の下限値を設計耐力とする高い降伏
点を有する通常のスプリットティーを使用することが可
能になる。一方、コンクリートスラブ10が打設されな
い下側スプリットティー4のウェブ部分は、H形鋼梁7
の回転により伸びるため、上側スプリットティー4より
も低い降伏点を有するスプリットティーを使用し、これ
により、大地震などによって塑性化により再使用が困難
になった場合においても、下側のスプリットティー4だ
けを取り替えることが可能になる。
【0039】さらに、スプリットティー4のフランジ5
の両側端縁には、そのウェブ6側に非接合状態で突出す
る左右一対の台形状の補強板11が接合され、この補強
板11により、スプリットティー4のフランジ部分を補
強し、従前のようなフランジの曲げ降伏を防ぐととも
に、ウェブ部分の塑性化を、より確実に先行させるよう
になっている。
【0040】また、スプリットティー4のウェブ6の下
側には、フランジ5に直接突当て接合される補強板12
を近接させて設けられている。この補強板12は、ウェ
ブ6の断面積減少部分6cと対応位置させることによ
り、ウェブ断面積減少部分6cを下側から支えるように
補強し、これにより、ウェブ6に引張力と圧縮力が作用
した際、圧縮側でウェブ断面積減少部分6cが面外方向
に局部座屈するのを防いでいる。
【0041】図4は、前記したスプリットティーの第1
の変形例を示す。この第1の変形例では、スプリットテ
ィー4のフランジ5の両側端縁に接合される補強板11
を、半円板状に形成してなる形態を有する。
【0042】図5は、前記したスプリットティーの第2
の変形例を示す。この第2の変形例では、スプリットテ
ィー4のフランジ5の両側端縁に接合される補強板11
を、L字形状に形成してなる形態を有する。
【0043】図6は、本発明に係る柱・梁接合構造にお
ける第2の実施形態を示す。この第2の実施形態では、
図6(a)、(b)に示すように、スプリットティー4
のウェブ断面積減少部分6cにルーズホール13を設け
て、H形鋼梁7のフランジ8とワッシャ(図示せず)を
介してボルト14にて接合してなる構成を有する。これ
により、スプリットティー4のウェブ断面積減少部分6
cを補強し、ウェブ6に引張力と圧縮力が作用した際、
圧縮側でウェブ断面積減少部分6cが面外方向に局部座
屈するのを防いでいる。
【0044】図7は、本発明に係る柱・梁接合構造にお
ける第3の実施形態を示す。この第3の実施形態では、
図7(a)、(b)に示すように、スプリットティー4
のウエブ6の下面側に断面積減少部分6cを含むよう
に、断面U字形の座屈拘束用形鋼15を配置し、この座
屈拘束用形鋼15とH形鋼梁7のフランジ8との間にウ
エブ6を挾持させてボルト9にて接合してなる構成を有
する。これにより、スプリットティー4のウェブ断面積
減少部分が6cを補強し、ウェブ6に引張力と圧縮力が
作用した際、圧縮側でウェブ断面積減少部分6cが面外
方向に局部座屈するのを防いでいる。
【0045】図8は、本発明に係る柱・梁接合構造にお
ける第4の実施形態を示す。この第4の実施形態では、
図8(a)、(b)に示すように、スプリットティー4
のウエブ6の下面側に断面積減少部分6cを含むよう
に、断面T字形の座屈拘束用形鋼16を配置し、この座
屈拘束用形鋼16とH形鋼梁7のフランジ8との間にウ
エブ6を挾持させてボルト9にて接合してなる構成を有
する。これにより、スプリットティー4のウェブ断面積
減少部分6cを補強し、ウェブ6に引張力と圧縮力が作
用した際、圧縮側でウェブ断面積減少部分6cが面外方
向に局部座屈するのを防いでいる。
【0046】ところで、前記したように、鉄骨柱として
H形鋼柱1を使用してなるものでは、H形鋼柱1のフラ
ンジ2、2間に形成される開放面にスプリットティー4
をボルト3にて接合することができない。そこで、本発
明では、図9に示すような断面L字形の形態の形鋼から
なる補強部材20を用いている。この補強部材20は、
L字形の両辺部21、21にボルト孔22を開口させて
なるとともに、その内側に三角形状の補強板23にて補
強してなる形態を有する。そして、このような補強部材
20を、図1及び図2に示すように、H形鋼柱1の開放
面の角隅部にその一辺が面するように上下2段に複数配
置すると共に、スプリットティー4の接合に用いられる
ボルト3を利用して接合する。これにより、H形鋼柱1
の開放面へのスプリットティー4のボルト接合を可能に
している。
【0047】なお、前記した各実施形態において、スプ
リットティー4のウェブ6における断面積減少部分6c
を半円状の切欠き部61、61にて形成したが、その形
態は任意である。また、スプリットティー4のウェブ断
面積減少部分6cを、図10に示すような長孔63や、
図11に示すような薄肉部64で形成することも可能で
あり、これらの長孔63及び薄肉部64の形態もまた任
意である。さらに、鉄骨柱としてH形鋼柱を例に説明し
たが、角形鋼管柱などの使用も可能である。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の柱・梁接
合構造によれば、下記に列挙する効果を有する。 (1)スプリットティーに用いる鋼材の降伏点を管理
し、かつ、H形鋼のフランジがボルト接合されるウェブ
の断面積を部分的に減少させた形状として、この断面積
減少部分で地震などによるエネルギーを吸収することが
でき、これにより、地震・風などに対する応答低減効果
を高めることができる。
【0049】(2)スプリットティーのウェブ断面積減
少部分の塑性化をフランジの曲げ変形及び鉄骨柱への接
合用ボルトの引張破壊に対して確実に先行させることに
より、梁端回転角を定量化することができ、大地震など
による破壊後のスプリットティーの取り替えを容易に行
うことができる。これにより、従前のようなフランジの
曲げ変形やボルトの引張破壊などの望ましくない部位で
の崩壊を防止することができる。
【0050】(3)スプリットティーの降伏点管理値の
幅が狭いため、柱・梁断面を減少させることができ、経
済的な設計ができる。
【0051】(4)大地震などに対してスプリットティ
ーのウェブ断面積減少部分でエネルギー吸収した後に、
そのエネルギー吸収機構部分が再使用不能の状態になっ
た場合においても、スプリットティーの取り合いがボル
ト接合のために、容易に取り替えることができる。
【0052】(5)柱とスプリットティーの接合部位及
びスプリットティーのエネルギー吸収機構部分に溶接を
用いないことにより、大地震時における脆性破壊を回避
することができ、耐震性能の高い建物を構築することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る柱・梁接合構造の第1の実施形態
を示す要部側面図。
【図2】図1のI−I線矢視方向における断面図。
【図3】スプリットティーの拡大斜視図。
【図4】スプリットティーの第1の変形例を示す拡大斜
視図。
【図5】スプリットティーの第2の変形例を示す拡大斜
視図。
【図6】図6は本発明の柱・梁接合構造の第2の実施形
態を示し、図6(a)は要部側面図、図6(b)は図6
(a)のII−II線矢視方向における断面図。
【図7】図6は本発明の柱・梁接合構造の第3の実施形
態を示し、図7(a)は要部側図、図7(b)は図7
(a)のIII−III線矢視方向における断面図。
【図8】図8は本発明の柱・梁接合構造の第4の実施形
態を示し、図8(a)は要部説明図、図8(b)は図8
(a)のIV−IV線矢視方向における断面図。
【図9】H形鋼柱の開放面に設けられる補強部材の拡大
斜視図。
【図10】スプリットティーのウェブ断面積減少部分の
変形例を示す拡大斜視図。
【図11】スプリットティーのウェブ断面積減少部分の
他の変形例を示す拡大斜視図。
【図12】従来の柱・梁接合構造の要部側図。
【図13】図12のV−V線矢視方向における断面図。
【図14】スプリットティーのフランジ曲げ変形状態を
示す説明図。
【図15】図15(a)、(b)、(c)はスプリット
ティーに用いられる鋼材の応力と歪みの関係による降伏
点上限値及び降伏点下限値の説明図。
【符号の説明】
1 鉄骨柱(H形鋼柱) 2 フランジ 3 ボルト 4 スプリットティー 5 フランジ 6 ウェブ 6a 基端部 6b 先端部 6c ウェブ断面積減少部分(エネルギー吸収機構部
分) 7 H形鋼梁 8 フランジ 8a フランジ端部 9 ボルト 10 コンクリートスラブ 11 補強板 12 補強板 13 ルーズホール 14 ボルト 15 座屈拘束用形鋼 16 座屈拘束用形鋼 20 補強部材 21 辺部 22 ボルト孔 23 補強板 61 切欠き部(ウェブ断面積減少部分) 62 ボルト挿通孔 63 長孔(ウェブ断面積減少部分) 64 薄肉部(ウェブ断面積減少部分) F 引張力 O−O H形鋼梁の中心軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 一弁 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) 2E125 AA04 AA14 AB01 AC15 AG03 AG12 BB12 BD01 CA06

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄骨柱にスプリットティーのフランジを
    接合し、当該スプリットティーのウェブにH形鋼梁のフ
    ランジ端部を組み付けてボルト接合してなる柱・梁接合
    構造において、前記スプリットティーの鋼材の降伏点管
    理値を、規定値の上限値が下限値の2倍以内に設定して
    なることを特徴とする柱・梁接合構造。
  2. 【請求項2】 鉄骨柱にスプリットティーのフランジを
    接合し、当該スプリットティーのウェブにH形鋼梁のフ
    ランジ端部を組み付けてボルト接合してなる柱・梁接合
    構造において、前記スプリットティーは、前記フランジ
    から前記H形鋼梁の材軸方向に延びるウェブの基端部側
    と、前記H形鋼梁のフランジがボルト接合される先端部
    側を区画するように、当該ウェブの断面積を部分的に減
    少させた形状とし、当該断面積減少部分で鋼材を塑性化
    させることにより地震などによるエネルギーを吸収する
    と共に、安定した梁端部の回転を可能にしたことを特徴
    とする柱・梁接合構造。
  3. 【請求項3】 前記スプリットティーのウェブ鋼材の断
    面積減少部分における降伏点管理値を、規定値の上限値
    が下限値の2倍以内に設定してなることを特徴とする請
    求項2に記載の柱・梁接合構造。
  4. 【請求項4】 前記スプリットティーのフランジの両側
    端縁に、前記ウェブ側に非接合状態で突出する補強板を
    接合してなることを特徴とする請求項1〜3の何れか1
    項に記載の柱・梁接合構造。
  5. 【請求項5】 前記スプリットティーのウェブの上下い
    ずれか一方の片側に、前記フランジに直接接合される補
    強板を近接させて設け、当該補強板をウェブの断面積減
    少部分と対応位置させてなることを特徴とする請求項2
    〜4の何れか1項に記載の柱梁の接合構造。
  6. 【請求項6】 前記スプリットティーの断面積減少部分
    を含むウェブを、前記H形鋼梁のフランジと座屈拘束用
    形鋼との間に挾持させてボルト接合してなることを特徴
    とする請求項2〜4の何れか1項に記載の柱・梁接合構
    造。
  7. 【請求項7】 前記スプリットティーのウェブ鋼材の断
    面積減少部分にルーズホールを設けて、前記H形鋼梁の
    フランジとワッシャを介してボルト接合してなることを
    特徴とする請求項2〜4の何れか1項に記載の柱・梁接
    合構造。
  8. 【請求項8】 鉄骨柱に上下一対のスプリットティーの
    フランジを接合し、当該上下両スプリットティーのウェ
    ブ間にH形鋼梁の上下両フランジを組み付けてボルト接
    合してなる柱・梁接合構造において、前記一方のスプリ
    ットティーのウェブの断面積を部分的に減少させた形状
    とすると共に、そのウェブ鋼材の降伏点管理値を、規定
    値の上限値が下限値の2倍以内に設定し、他方のスプリ
    ットティーのウェブ鋼材の降伏点管理値は、前記一方の
    スプリットティーのウェブ鋼材の降伏点管理値の上限値
    よりも高い降伏点を有することを特徴とする柱・梁接合
    構造。
  9. 【請求項9】 鉄骨柱に上下一対のスプリットティーの
    フランジを接合し、当該上下両スプリットティーのウェ
    ブ間にH形鋼梁の上下両フランジを組み付けてボルト接
    合すると共に、前記H形鋼梁の上下両フランジのいずれ
    か一方にコンクリートスラブを打設してなる柱・梁接合
    構造において、前記H形鋼梁のコンクリートスラブ打設
    側フランジが接合される一方のスプリットティーのウェ
    ブ鋼材の降伏点管理値は、前記他方のスプリットティー
    のウェブ鋼材の降伏点管理値の上限値より高い降伏点を
    有すると共に、当該他方のスプリットティーのウェブの
    断面積を部分的に減少させた形状として、そのウェブ鋼
    材の降伏点管理値を規定値の上限値が下限値の2倍以内
    に設定することを特徴とする柱・梁接合構造。
  10. 【請求項10】 鉄骨柱をH形鋼にて形成し、当該H形
    鋼のフランジ面及び開放面を含む周側面に、上下一対の
    スプリットティーのフランジを接合すると共に、当該上
    下両スプリットティーのウェブ間にH形鋼梁の上下両フ
    ランジ端部を組み付けてボルト接合するにあたり、前記
    鉄骨柱を形成するH形鋼の開放面に、前記上下両スプリ
    ットティーのフランジがボルト接合される複数の補強部
    材を設けてなることを特徴とする鉄骨柱。
  11. 【請求項11】 前記補強部材は、前記H形鋼の開放面
    の角隅部にその一辺を面しさせて接合される断面L字形
    の形態を有することを特徴とする請求項10に記載の鉄
    骨柱。
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