JP2003013497A

JP2003013497A - 建築鉄骨の柱梁接合構造及びその施工方法

Info

Publication number: JP2003013497A
Application number: JP2001195971A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Sugano; 良一菅野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】大震災時等における耐破壊性能を向上させるこ
とができる建築鉄骨の柱梁接合構造及びその施工方法を
提供する。【解決手段】鉄骨柱１の少なくともＨ形鋼からなる梁４
の下フランジ４２の梁接合部位に添板１０を、鉄骨柱１
の側面１ａと直交する形態で突合せ溶接する。鉄骨柱１
を基礎上に建て込んだ後に、梁４の下フランジ４２を添
板１０に載置するように設置して仮止めした後、梁４の
上フランジ４１と鉄骨柱１との突合せ溶接ｗと、添板１
０と梁４の下フランジ４２との隅肉溶接ｗを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築鉄骨構造物に
おける柱梁の接合構造及びその施工方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨建築物では鋼管柱や溶接ボックス柱
などの閉鎖断面からなる鉄骨柱に、Ｈ形鋼からなる梁を
溶接により接合するのが一般であり、高層建築物などで
は特開２０００−１１０２３７号公報のような接合構造
が使用されている。

【０００３】従来例に係る柱梁接合構造は、図６に示す
ように、上下のダイヤフラム２，３で内面が補強された
閉鎖断面の鉄骨柱１における梁接合部位に、上下の裏当
て金５，６を介して梁４の上下フランジ４１，４２を突
合せ溶接するものであるが、この場合、鉄骨柱１には予
め、シアープレート７を現場または工場で突合せ溶接に
より取り付けておき、このシアープレート７を介して梁
４のウエブ４３をボルト・ナット８にて接合し、仮止め
した後に、上下フランジ４１，４２を鉄骨柱１に突合せ
溶接ｗし、その後、梁４の上にデッキプレートを敷設し
てコンクリートスラブ（ＲＣスラブ）Ｓを打設してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の柱梁接合構造で
は、阪神大震災やアメリカのノースリッジ地震などの震
災で見られるように、鋼材の破壊、特に、柱梁接合部位
からの脆性破壊の発生が大きな問題となっている。図６
のような従来構造では、ＲＣスラブＳと梁４の合成効果
により、曲げモーメントの作用に対する中立軸Ｏ−Ｏが
図に矢印で示すように上方にシフトするため、梁４の下
フランジ４２側に、より大きな歪や力が作用し、これに
より鉄骨柱１と梁４の下フランジ４２との溶接部位から
破壊が発生し易いという問題があった。

【０００５】この問題を解消する方法として、第１に、
鋼材や溶接部の材料を破壊しにくいような材料に代える
こと、第２に、梁のフランジを拡幅したり、屈強の補強
プレートを取り付けて応力レベルを下げることなどが提
案され、実用化されているが、これらの方法によって
も、脆性破壊の可能性は完全に払拭できていないのが実
状である。

【０００６】さらに、図６に示す従来の柱梁接合構造に
おいて見られる欠点を別の角度から検討すると、特に、
梁４の下フランジ４２側の溶接に際して、現場での溶接
作業となるため、溶接品質の確保が難しいという課題も
ある。特に、梁４にはウエブ４３が存在するために、溶
接作業の邪魔にならないようにスカラップ４４を切欠き
形成しているが、このスカラップ４４により溶接が断続
的になるなどの問題が発生する。

【０００７】梁４の上フランジ４１の溶接の場合には、
フランジの上側からの溶接作業のため、連続的な溶接作
業が可能となり、問題はない。しかし、非連続的な溶接
部位が、前述したような梁４の下フランジ４２に存在す
ることになると、前記した下フランジ４２への応力・歪
みの集中と溶接品質の問題が重畳することになるため、
耐破壊性能の低下の大きな要因となる。

【０００８】本発明は、前記従来の欠点に鑑みてなされ
たたもので、鋼構造建築物の耐破壊性能を向上させるこ
とができる柱梁接合構造及び、その施工方法を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【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。

【００１０】第１の発明は、鉄骨柱とＨ形鋼からなる梁
とを溶接接合してなる建築鉄骨の柱梁接合構造におい
て、前記鉄骨柱の梁接合部位に添板を、前記梁のフラン
ジに添接位置するように突合せ溶接し、前記添板とフラ
ンジとの間を隅肉溶接してなることを特徴とする。

【００１１】第２の発明は、第１の発明において、前記
添板は、前記梁のフランジ幅と異なる幅を有することを
特徴とする。

【００１２】第３の発明は。第１または第２の発明にお
いて、前記添板は、少なくとも前記梁の下フランジの下
側に対応する位置に配設してなることを特徴とする。

【００１３】第４の発明は、第３の発明において、前記
梁の下フランジの幅よりも幅広に形成してなることを特
徴とする。

【００１４】第５の発明は、建築鉄骨の施工方法におい
て、鉄骨柱の少なくともＨ形鋼からなる梁の下フランジ
の梁接合部位に添板を、前記鉄骨柱の側面と直交する形
態で突合せ溶接するとともに、当該鉄骨柱を基礎上に設
置した後に、前記梁の下フランジを前記添板に載置する
ように設置して仮止めし、前記梁の上フランジと鉄骨柱
との突合せ溶接と、前記添板と梁の下フランジとの隅肉
溶接を行うことを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明は、鉄骨柱の応力が集中する梁の下フラ
ンジ側の接合部位に添板を、鉄骨柱の側面と直交する形
態で突合せ溶接し、鉄骨柱を基礎上に設置した後に、現
場にて、梁の下フランジを添板に載置するように設置し
て仮止めし、梁の上フランジと鉄骨柱との突合せ溶接
と、添板と梁の下フランジとの隅肉溶接を行うもので、
鉄骨柱と添板の溶接は予め工場にて行う。

【００１６】そして、梁の上フランジと鉄骨柱との突合
せ溶接は、上側からの溶接で行えるため、連続的な溶接
作業が可能になり、溶接品質の向上が図れる。さらに、
添板と梁の下フランジとの溶接も、連続的な溶接作業が
可能になり、溶接品質の向上を図ることができる。しか
も、これらの溶接作業が、脆性破壊が発生しにくい隅肉
溶接としているために、耐破壊性能の向上を図ることが
出来る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図５を参照して詳細に説明する。なお、図示の実施形態
において、図６に示す従来構造の柱梁接合構造と構成が
重複する部分については、同一符号を用いて説明する。

【００１８】本発明に係る建築鉄骨の柱梁接合構造は、
図１〜図３に示すように、鋼管柱や溶接ボックス柱など
の閉鎖断面からなる鉄骨柱１の梁接合部位に、Ｈ形鋼か
らなる梁４を溶接ｗにより接合してなる構成を有してい
る。

【００１９】閉鎖断面の鉄骨柱１の内部でかつ梁接合部
位は、上下のダイヤフラム２，３で補強されるもので、
上ダイヤフラム２は、梁４の上フランジ４１の溶接位置
に対応させて配設されており、下ダイヤフラム３は、後
述する添板１０の溶接位置に対応させて配設されてい
る。

【００２０】添板１０は、突出寸法（Ｌ）と幅寸法（Ｌ
₁）を有し、後工程で接合する梁４の下フランジ４２の
下側に対応する位置の鉄骨柱１の側面１ａに直交するよ
うな形態で、かつ下裏当て金６を介して前記鉄骨柱１の
側面１ａに突合せ溶接ｗで固着されている。その溶接幅
Ｗ₁は、添板１０の幅寸法（Ｌ₁）と同じであり、かつ後
工程で現場溶接する梁４の下フランジ４２の幅Ｗ₂より
も幅広に形成されている(Ｗ₁＞Ｗ₂)。

【００２１】そして、鉄骨柱１と梁４との接合態様は、
図１〜図３に示すとおりで、添板１０上に梁４の下フラ
ンジ４２を載置した後、予め鉄骨柱１の側面１ａに固着
されたシアープレート７と梁４のウエブ４３の先端側面
を重ねてボルト・ナット８にて接合し、さらに、上フラ
ンジ４１を上裏当て金５を介して鉄骨柱１の側面１ａに
突合せ溶接ｗし、さらに添板１０と下フランジ４２との
間を隅肉溶接ｗしてなる形態を有している。

【００２２】図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）
は、本発明により建築鉄骨を構築する場合の施工手順を
４工程に分けて示す図である。

【００２３】図４（ａ）に示すように、角形鋼管からな
る鉄骨柱１の側面の梁４を接合する部位には、予め工場
にて、添板１０とシアープレート７が溶接されていて、
この添板１０とシアープレート７が溶接された鉄骨柱１
を基礎（図示せず）上に建て込み設置する。

【００２４】つぎに、図４（ｂ）に示すように、鉄骨柱
１に固着の添板１０上に梁４の端部の下フランジ４２を
載置するように設置する。つづいて、図５（ａ）に示す
ように、梁４のウエブ４３をシアープレート７に重ねて
ボルト孔を合わせ、このボルト孔にボルトを通してなる
ボルト・ナット接合８にて仮止めする。その後、図５
（ｂ）に示すように、梁４の上フランジ４１を上裏当て
金５を介して鉄骨柱１の側面１ａに突合せ溶接ｗし、そ
の下フランジ４２を添板１０に隅肉溶接ｗすることによ
り、鉄骨柱１と梁４との接合が行われる。なお、添板１
０と直交する補強板を添板１０と柱１に溶接することに
よって、添板１０そのものに梁４を支持する能力を保有
させて、シアープレート７の持つ仮止め機能を持たせ、
これによりシアープレート７を省略することも可能であ
る。

【００２５】なお、図６に示した従来構造においても、
本発明の添板１０に類似した裏当て金５，６が設けられ
ているものの、この裏当て金は溶接時に溶融金属の裏側
への回り込みを阻止する目的で取り付けられるものであ
り、さらに梁４の側に予め溶接されているから、本発明
の添板１０のように、突合せ溶接時に梁４を鉄骨柱１に
仮支持させて突合せ溶接を円滑に行わせるような機能は
有していない。また、裏当て金５，６は小片であって、
力の流れを変えたり、溶接品質を向上したりという特別
の工夫は伴っていない。このように、本発明の添板１０
は、従来構造の裏当て金５，６等とは機能が全く異なる
ものである。

【００２６】前記の実施形態において、鉄骨柱１の添板
１０に対する梁４の溶接を、梁４の下フランジ４２側を
例にして説明したが、本発明は、上フランジ４１の接合
にも適用可能である。この場合、添板１０は、上フラン
ジ４１の上側に添接されるように配置され、その幅は、
上フランジ４１の幅よりも幅狭にする。このように構成
することで、上フランジ４１の上面で当該上フランジ４
１と上部の添板１０を隅肉溶接で固定できる（但し、図
示省略）。

【００２７】また、前記の実施形態において、梁４の下
フランジ４２側の添板１０を厚くすれば、柱梁接合部位
における応力度が低下するため、破壊抵抗の一層の向上
を図ることが出来る。

【００２８】その他本発明は、発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変更実施可能なことは云うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、少なくとも鉄骨柱の側
面の応力が集中する部位、すなわち鉄骨柱の梁の下フラ
ンジ側の接合部位に、所定の突出寸法と幅寸法を有する
添板を、鉄骨柱の側面と直交する形態で突合せ溶接し、
鉄骨柱を基礎上に建て込んだ後に、現場にて、梁の下フ
ランジを添板に載置するように設置して仮止めし、梁の
上フランジと鉄骨柱との突合せ溶接と、添板と梁の下フ
ランジとの隅肉溶接を行うことで鉄骨柱と梁とを接合す
るものであるから、鉄骨柱と添板の溶接を予め工場にて
行うことができると共に、梁の上フランジと鉄骨柱との
突合せ溶接が、添板に梁を載置して仮保持した態様で、
かつ上側からの溶接とすることができ、さらに連続的な
溶接作業を行うことができ、円滑な溶接作業と溶接品質
の向上を図ることができる。

【００３０】さらに、添板と梁の下フランジとの溶接に
際しても、当該添板に梁を載置して仮保持した態様で、
かつ破壊が発生しにくい隅肉溶接で接合し、かつ連続的
な溶接作業が可能になるため、施工性に優れるととも
に、溶接品質の向上が可能となり、結果として、耐破壊
性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建築鉄骨の柱梁接合構造における
一実施形態を示す要部正面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ線矢視方向から見た縦断側面図で
ある。

【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視方向から見た横断平面
図である。

【図４】建築鉄骨を構築するための施工手順を示し、図
（ａ）は鉄骨柱への添板及びシアープレートの配設状態
を示す説明図、図（ｂ）は鉄骨柱の添板への梁の載置状
態を示す説明図である。

【図５】図４に続く施工手順を示し、図（ａ）は梁のウ
エブと鉄骨柱のシアープレートとの仮止めによる接合状
態を示す説明図、図（ｂ）は鉄骨柱への梁の上下フラン
ジの溶接状態を示す説明図である。

【図６】従来の建築鉄骨における柱梁接合構造の一例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１鉄骨柱１ａ側面２上ダイヤフラム３下ダイヤフラム４梁４１上フランジ４２下フランジ４３ウエブ４４スカラップ５上裏当て金６裏当て金７シアープレート８ボルト・ナット１０添板Ｏ−Ｏ中立軸ＳＲＣスラブｗ溶接部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄骨柱とＨ形鋼からなる梁とを溶接接合
してなる建築鉄骨の柱梁接合構造において、前記鉄骨柱
の梁接合部位に添板を前記梁のフランジに接する位置に
突合せ溶接し、前記添板と梁フランジとの間を隅肉溶接
してなることを特徴とする建築鉄骨の柱梁接合構造。
【請求項２】前記添板は、前記梁のフランジ幅と異な
る幅を有することを特徴とする請求項１に記載の建築鉄
骨の柱梁接合構造。
【請求項３】前記添板は、少なくとも前記梁の下フラ
ンジの下側に対応する位置に配設してなることを特徴と
する請求項１または２に記載の建築鉄骨の柱梁接合構
造。
【請求項４】前記添板は、前記梁の下フランジの幅よ
りも幅広に形成してなることを特徴とする請求項３に記
載の建築鉄骨の柱梁接合構造。
【請求項５】建築鉄骨の施工方法において、鉄骨柱の
少なくともＨ形鋼からなる梁の下フランジの梁接合部位
に添板を、前記鉄骨柱の側面と直交する形態で突合せ溶
接するとともに、当該鉄骨柱を現場に設置した後に、前
記梁の下フランジを前記添板に載置するように設置して
仮止めし、前記梁の上フランジと鉄骨柱との突合せ溶接
と、前記添板と梁の下フランジとの隅肉溶接を行うこと
を特徴とする建築鉄骨の施工方法。