JP2003147853A - 鋼製の柱と梁との結合構造及び結合工法 - Google Patents

鋼製の柱と梁との結合構造及び結合工法

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JP2003147853A
JP2003147853A JP2001344722A JP2001344722A JP2003147853A JP 2003147853 A JP2003147853 A JP 2003147853A JP 2001344722 A JP2001344722 A JP 2001344722A JP 2001344722 A JP2001344722 A JP 2001344722A JP 2003147853 A JP2003147853 A JP 2003147853A
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Koji Miyagawa
弘司 宮川
Akira Okumura
章 奥村
Seizaburo Hayakawa
清三郎 早川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来技術に比べて、梁継手の構造を顕著に簡素
・コンパクト化させ、梁継手の製作・取付費の節減、梁
継手を組付済みの柱の保管・運搬・取扱上の利便性の向
上、柱への梁の取付作業の効率化等を達成した鋼製の柱
と梁との結合構造及び結合工法を提供する。 【解決手段】柱の梁取付箇所の角部に、H型鋼の上下両
側のフランジの各末端面を柱に当接させる高さ位置に於
いて、略直角二等辺三角形をした鋼板から成る水平向き
の梁継手が、その頂角部分に設けた凹み箇所に於いて溶
接されており、H形鋼は、対向して位置する1組の梁継
手の斜辺部の間で挟み付けられた状態で、その末端面と
柱との当接箇所、及び両フランジの各側端面と梁継手の
斜辺部との当接箇所の総てが、溶接により結合されてい
ることを特徴とする。梁継手の斜辺部及び凹み箇所に
は、開先加工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、鉄骨構造
の建物の躯体部分を構築する為の、鋼製の柱と梁との結
合構造及び結合工法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】上記結合工法(構造)の、第1の従来例
を図11示した。「通しダイヤフラムタイプ」と呼ばれ
るこの工法は、鋼製で角筒状の柱Aを、H型鋼製の梁
(図示略)の取付箇所に於いて補強する為に、図の
(c)に示した様に、柱Aをこの補強箇所で、一旦、上
下に切り離したうえ、図の(a)に示した補強ブロック
50を挟み込んだうえ、これ等の三者を溶接により合体
させる方法を採っている。
【0003】補強ブロック50は、柱Aと同じ素材を短
筒状に裁断した本体50aの上下両端面に、柱Aの断面
積より大きい角板(ダイヤフラム)50bを溶接して、
側圧に耐えられる様に作られている。そして、補強ブロ
ック50には、柱Aと溶接合体させるに先立って、図の
(b)に示した様に、その各側面に、H形鋼製の梁を突
き合わせ状態でボルト結合させる為の梁継手60を、溶
接により取付けている。この梁継手60は、図示の様
に、縦向きの主板60aの上下両端面に、上板60bと
下板60cとを溶接して、その縦断面形状をH型鋼の断
面形状に合致させている。
【0004】次に、図12は、第2の従来例を示してい
る。「内ダイアフラムタイプ」と呼ばれるこの工法は、
柱Aの梁取付箇所を補強する為に、図の(a)に示した
様に、この箇所で柱Aを、一旦、上下に切り離したう
え、柱Aの内空部の切断端に近い箇所に、その内法寸法
に等しい大きさの補強板70(ダイヤフラム)を嵌め込
んだうえ、溶接により固定させる。
【0005】その上で、分断された補強済みの柱Aを、
図の(b)に示した様に、溶接により再び1本に合体さ
せる。然かる後、図の(c)に示した様に、補強箇所の
外周りに、前述の梁継手60を溶接して取付ける。
【0006】更に、図13に、第3の従来例を示した。
「外ダイアフラムタイプ」と呼ばれるこの工法は、 図
の(a)に示した4個の梁継手60を、図の(b)に示
した様に、十文字形に連結させて梁継手ユニット80を
組立てたうえ、図の(c)に示した様に、その真ん中の
角孔に柱Aを嵌め込んだ状態を、溶接により固定させ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記の第
1〜第3のいずれの従来工法(構造)にも、以下に列挙
した如き少なからぬ難点があった。 (イ)梁継手60 及び梁継手ユニット80は、夫々所
定の形状に裁断した複数枚の鋼板を溶接して組立てるの
で、製作に手間と経費が掛かり過ぎる。 (ロ)又、溶接箇所の総延長が長いので、その分、溶接
不良個所も生じ勝ちであり、点検の手間を要する。 (ハ)梁継手60 及び梁継手ユニット80は、かなり
嵩張るので、運搬・保管・取扱いが不便である。 (ニ)梁継手を作る為の材料費も嵩む。 (ホ)H形鋼製の梁を、梁継手に突き合わせ状態でボル
ト連結する作業も、別体に作った継板を当てがう等、多
くの労力と時間を要する。 (ヘ)柱の内空部に介在させた補強板が邪魔になって、
内空部にコンクリートを充填するのが難しい。
【0008】そこで、本発明の目的は、柱の梁取付箇所
を補強する為の構造及び工法に、新規な工夫を凝らすこ
とによって、従来技術に比べて、梁継手の構造を顕著に
簡素・コンパクト化させ、それに伴って、梁継手の製作
・取付費の目立った節減、梁継手を組付済みの柱の保管
・運搬・取扱上の利便性の向上、柱への梁の取付作業の
効率化等を達成した、鋼製の柱と梁との結合構造及び結
合工法を提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
の本発明による鋼製の柱と梁との結合構造は、鋼製で角
筒状の柱と、H型鋼からなる梁とを結合させる為の構造
であって、柱の梁取付箇所の角部には、H型鋼の上下両
側のフランジの各末端面を柱に当接させる高さ位置に於
いて、略直角二等辺三角形をした鋼板から成る水平向き
の梁継手が、その頂角部分に設けた凹み箇所に於いて溶
接されており、H形鋼は、対向して位置する1組の梁継
手の斜辺部の間で挟み付けられた状態で、その末端面と
柱との当接箇所、及び両フランジの各側端面と梁継手の
斜辺部との当接箇所の総てが、溶接により結合されてい
ることを特徴とする。そして、梁継手の斜辺部及び凹み
箇所には、開先加工を施す。又、H形鋼を挟み付ける様
に対置された1組の梁継手は、夫々の斜辺部の開先斜面
の各下端縁の対向間隔を、フランジの横幅より狭くする
ことにより、この対向する開先斜面間で下側のフランジ
を受け支えられる様にするとよい。
【0010】又、本発明による、 鋼製の柱と梁との結
合工法は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載した
結合構造を組上げる為の工法であって、柱の側面に、H
型鋼の下側のフランジを挟み付ける為に必要な梁継手
と、H型鋼の末端部を柱にボルト結合させる為の継手板
とを、工場で溶接結合して置く作業工程と、施工現場
で、H型鋼の末端部を、1組の梁継手の開先斜面の間で
受支持させながら、継手板にボルト結合させる作業工程
と、H型鋼の上側のフランジを挟み付ける為に必要な梁
継手を、柱に溶接する作業工程と、H形鋼の末端面と柱
との当接箇所、及び上下両フランジの各側端面と梁継手
の斜辺部との当接箇所の総てを溶接により結合させる工
程とを含むことを特徴とする。そして、H型鋼の上側の
フランジを挟み付ける梁継手のうち、施工現場に於いて
H型鋼の末端部を継手板にボルト結合させる際に、作業
を妨げない位置にある梁継手は、予め、工場で柱に溶接
して置くとよい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明による鋼製の柱と
梁との結合構造及び結合工法の一実施例に就いて、図1
〜10図を参照しながら説明する。この結合構造(工
法)は、例えば、鉄骨構造の建物の躯体部分を、図3,
図4に示した様に、鋼製で角筒状の柱Aと、梁材となる
H形鋼Bとを用いて構築する場合等に好適している。
【0012】この工法では、図9〜図11に示した従来
技術の梁継手60に代わる役割を果たす部材として、図
1,図2に示した様に、ほぼ直角二等辺三角形状の鋼板
から成る梁継手を1を用いている。
【0013】梁継手1の厚さは、図5に見られる様に、
H形鋼Bを構成する上下のフランジ2より厚くしてい
る。この厚み、及び図2に示した斜辺部1aの長さは、
構築物の規模や使途の如何等に応じて最適値が決定され
るが、この実施例では、斜辺の1aの長さ寸法は、柱A
の横幅と略同じにしている。
【0014】梁継手1は、図3〜図5に示した様に、H
形鋼Bの末端面を柱Aの側面に当接させた状態で、その
上下のフランジ2,2の夫々と同じ高さ位置で、柱Aの
各角部に水平向きに、その頂角部分を溶接によって接合
させている。その為、梁継手1の頂角の部分には、図2
に示した様に、柱Aの丸みを帯びた角部に対応した形状
の凹み箇所1bを設けている。
【0015】又、梁継手1の両斜辺部1a,1a、及び
凹み箇所1bには、開先加工を施して、後述する溶接作
業を容易・確実に行える様にしている。図中に符号Wを
付した部分は、溶接箇所である。そして、柱Aには、梁
継手1の末端面が当接される夫々の箇所に、H形鋼Bの
端部をボルト連結させる為の、縦向きの連結板(ガゼッ
トプレート)3が溶接されている。
【0016】更に、図4,図5に示した様に、H形鋼B
の上下のフランジ2及び2の、夫々の上面及び下面に
は、所定長さの帯板状の補強プレート(カバープレー
ト)4が溶接されている。そして、この補強板4には、
その長手方向の適宜の位置に、適宜の形状と大きさを備
えた刳抜孔5を設けている。この刳抜孔5は、H形鋼B
に撓み荷重が掛かった際の、H形鋼Bの撓み変形箇所を
意図的に調節する役割を果たすものである。
【0017】次に、図6〜図8に、本発明の工法に用い
る為の、補助梁継手6を示した。図6から理解される様
に、鉄骨構造の建物の外壁面となる部分に、三角板状の
梁継手1を突出させては具合が悪い。そこで、この様な
場合に、梁継手1に代えて用いる為に用意されたのが、
補助梁継手6で、上記の突出度合いを必要最小限に押さ
えながら、H形鋼Bを所要の結合強度が確保される様に
作られている。
【0018】即ち、補助梁継手6は、図8に示した様
に、梁継手1と同等の役割を果たす、短冊形をした水平
向きの継手板6Aと、その長手方向の一方の側縁部を、
上下から挟み付ける様にして縦向きに連結させた、三角
片状の2枚の取付板6Bとから成る。
【0019】補助梁継手6は、図6,図7に示した様
に、取付板6B及び継手板6Aの基端側部分を、柱Aの
所定高さ位置に溶接して固定される。継手板6Aの他方
の側縁部6aには、開先加工を施して、梁継手1の斜辺
部1aに対応した役割を受け持たせている。
【0020】次に、図9及び図10は、柱Aの梁取付箇
所に、夫々の高さ寸法が相異する2種類のH形鋼Bを突
き合わせ状に結合させる場合を示している。この場合
は、図10に示した様に、高さが低い方のH形鋼Bの下
面に、T形鋼(又はH形鋼)から成る継足梁Cを溶接し
て、丈の高いに方のH形鋼Bの背丈に合わせている。
【0021】次に、本発明による工法の具体的な作業手
順に就いて、その一例を説明する。先ず、柱Aは、その
製作工場に於いて、指定された梁結合箇所の夫々に、予
め、梁継手1を溶接して置く。即ち、柱Aの四面の夫々
にH形鋼Bを十字形に連結させたい場合には、図1に示
した様に、H形鋼Bの下側のフランジ2を、対置された
1組の梁継手1の、夫々の斜辺部1a,1a間で挟み付
けられる配置を以て、計4枚の梁継手1の夫々を、凹み
箇所1bの部分を、柱Aの各角部にはめる嵌め合わせた
状態で水平向きに溶接する。又、柱Aの各側面には、図
1に示した様に、各梁取付箇に、H形鋼Bの末端部をボ
ルト連結させる為の連結板3を溶接する。
【0022】そして、H形鋼Bの上側のフランジ2が対
向する高さ位置にも、フランジ2を挟み付けられる配置
を以て、梁継手1を溶接する。但し、この上側の梁継手
1は、計4枚の総てを、予め溶接して置くと、この梁継
手1を取付済みの柱を施工現場に運んだうえ、H形鋼B
を組付る作業に掛かった時に、上側の梁継手1が邪魔に
なって、対置された上下各1組づつの梁継手1,1間
に、H形鋼Bを嵌め込む作業が難しくなってしまう。
【0023】そこで、この実施例では、上側の梁継手1
に就いては、図1に示した様に、柱Aの対角線方向に位
置する各1組の梁継手1のうち、一方の組の梁継手1
は、工場からの出荷段階では取付けていない。そして、
施工現場で、H形鋼Bの末端部を継手板3にボルト止め
し終えてから、残る1組の梁継手1を所定位置に溶接す
る様にしている。尤も、H形鋼Bが軽量だったり、H形
鋼Bを所定位置にセットさせ易い作業機械を備えている
場合には、上側の4枚の梁継手1も、総て工場側で溶接
して置けば、現場での作業がその分省ける。
【0024】柱Aに計4枚の梁継手1を溶接し終えた状
態で、H形鋼Bを挟み付けるべく対置されて各1組の梁
継手1,1の対向する斜辺部1a,1aは、開先加工に
よって、互いに内向きに下り傾斜した斜面になってい
る。そして、H形鋼Bのフランジ2は、図5に示した様
に、この傾斜した1組の斜辺部1a,1aの下端近くで
受け止められる様に、これ等両者の寸法及び位置関係が
予め設定されている。
【0025】施工現場に運ばれて、所定位置に立設され
た柱Aの梁連結箇所に、クレーン等を使ってH形鋼Bの
末端部を結合させるには、先ず、H形鋼Bの末端部を、
柱Aに設けた連結板3にボルト・ナットを用いて連結さ
せる。その際に、吊上げたH形鋼Bは、その下側のフラ
ンジ2を、上述の様に、1組の梁継手1,1の斜辺部1
a,1aの傾斜面間で受け止めてくれる(図5参照)。
その為、H形鋼Bの末端部の位置決め、及びボルト・ナ
ットを用いた連結作業を、安全が確保された状態で手際
良く行うことが出来る。
【0026】このボルト連結作業を終えたら、次に、図
4に示した様に、各H形鋼Bの末端部が各梁継手1及び
柱Aと当接している、コ字形に連なった溶接箇所Wの夫
々を溶接する。これ等の溶接箇所Wは総て、底部が閉ざ
されたV溝状を成している。その為、格別に熟練した溶
接技術者でなくても、十分に信頼性の高い溶接を容易に
行うことが出来る。又、溶接箇所Wの底部の隙間をシー
ルする当金具も、帯板ではなくて、鋼棒で足りる様にな
る。
【0027】更に、H形鋼Bのフランジ2を柱Aに溶接
する際に、この溶接を確実・容易に行える様にする為
に、H形鋼Bの縦向板の部分の末端の、上下両端箇所に
設ける切欠部(スカラップ)の大きさも、従来工法に比
べて、かなり小さくて済む様になる。この点でも、本発
明工法がもたらす利便性は少なくない。
【0028】かくして、図4,図5から理解される様
に、各H形鋼Bの上側及び下側のフランジ2,2は、夫
々の末端部の各側端縁と、フランジ2を挟持した状態に
ある1組の梁継手1,1とは、確実・強固に溶接合体さ
れる。又、各フランジ2の末端面と柱Aとの当接箇所
も、確実・強固に溶接合体される。
【0029】つまり、4本のH形鋼Bと、柱Aと、4枚
の梁継手1とが、H形鋼Bの上下のフランジの末端部に
於いて、上下二段構えの状態で互いに強固に一体化され
る(図4参照)。その為、例えば、大地震の発生時に及
ぼされる強大な側圧に対しても、十分に耐えることが出
来る。
【0030】
【発明の効果】以上の説明によって明らかな様に、本発
明による鋼製の柱と梁との結合構造及び結合工法は、従
来工法に比べて以下に列挙した如き優れた長所を備えて
おり、総じて、施工現場で柱と梁との溶接結合を行う工
法の、信頼性、経済性等を顕著向上させることが出来
る。 (a)柱の梁取付箇所を予め補強して置く為の、手間と
経費の掛かる付帯作業が不要になる。 (b)梁継手の構造は、従来の梁継手とは比較にならな
い程単純なので、その製作及び柱への取付の手間と経費
を顕著に節減出来る。 (c)H形鋼製の梁は、その上下のフランジの両側端面
を梁継手に溶接させ、又フランジの末端面も柱に溶接し
た状態で、柱に強固に合体される。 (d)その為、柱に、梁を十字形やT字形に結合させた
箇所では、例えば、大地震の発生時の強大な側圧に対し
ても、十分に耐えることが出来る。 (e)梁継手には、H形鋼のフランジ及び柱に当接させ
る箇所の総てに開先加工施してあるので、工場及び施工
現場での溶接作業が容易であり、信頼性の高い溶接を行
える。 (f)従って、溶接箇所の面倒な点検作業も省くことが
出来る。 (g)柱に梁継手を取付けた状態で、この取付箇所の出
っ張り部分は、従来のものに比べて遙かに少なくなる。 (h)その分、梁継手を工場で取付済みの柱の、保管・
運搬・取扱いが、従来のものに比べてずっと容易にな
る。 (i)従来工法で行っていた、H形鋼製の梁を、梁継手
に突き合わせ状にボルト連結するという、多くの労力と
時間を要する作業が不要になる。 (j)柱の内空部には障害物が無いので、コンクリート
を容易に充填出来る。 (k)H形鋼の末端箇所に設ける切欠部(スカラップ)
が、小さくて済む様になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すもので、鋼製で角筒状
の柱に、複数枚の梁継手と、ボルト孔を設けた連結板と
を、取付け終えた状態の部分斜視図である。
【図2】同上、1枚の梁継手の斜視図である。
【図3】同上、柱の梁取付箇所にH形鋼製の4本の梁を
十字形に結合させた状態を示す部分側面図である。
【図4】同上、図3の上面視図である。
【図5】同上、図4のX−X線に沿う断面の拡大側面視
図である。
【図6】同上、柱の梁取付箇所にH形鋼製の3本の梁を
T字形に結合させた状態を示す部分平面図である。
【図7】同上、図6の側面視図である。
【図8】同上、補助梁継手の斜視図である。
【図9】同上、H形鋼製の夫々高さ寸法の異なる2本の
梁を、柱に向かい合わせに結合させた状態を示す部分側
面図である。
【図10】同上、図9のY−Y線沿う縦断面図である。
【図11】第1の従来例を示すもので、梁取付箇所での
柱の補強工法、及び梁継手の構造を示した斜視図であ
る。
【図12】第2の従来例を示すもので、図11相当図で
ある。
【図13】第3の従来例を示すもので、梁継手の構造及
び柱への結合状態を示した斜視図である。
【符号の説明】
A 柱 B H形鋼(梁) C 継足梁 1 梁継手 1a 斜辺部 1b 凹み箇所 2 フランジ 3 連結板 4 補強プレート 5 刳抜孔 6 補助梁継手 6A 継手板 6a 側縁部 6B 取付板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早川 清三郎 愛知県海部郡十四山村鮫ケ地新田632 Fターム(参考) 2E125 AA04 AA14 AB01 AB16 AC15 AC16 AG03 AG04 AG12 AG41 BB02 BB04 BB22 BD01 BE08 BF03 CA05 CA14 CA90 EA33

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼製で角筒状の柱と、H型鋼からなる
    梁とを結合させる為の構造であって、 柱の梁取付箇所の角部には、H型鋼の上下両側のフラン
    ジの各末端面を柱に当接させる高さ位置に於いて、略直
    角二等辺三角形をした鋼板から成る水平向きの梁継手
    が、その頂角部分に設けた凹み箇所に於いて溶接されて
    おり、 H形鋼は、対向して位置する1組の梁継手の斜辺部の間
    で挟み付けられた状態で、その末端面と柱との当接箇
    所、及び両フランジの各側端面と梁継手の斜辺部との当
    接箇所の総てが、溶接により結合されていることを特徴
    とする鋼製の柱と梁との結合構造。
  2. 【請求項2】 梁継手の斜辺部及び凹み箇所に、開先加
    工が施されていることを特徴とする請求項1記載の鋼製
    の柱と梁との結合構造。
  3. 【請求項3】 H形鋼を挟み付ける様に対置された1組
    の梁継手は、夫々の斜辺部の開先斜面の各下端縁の対向
    間隔を、フランジの横幅より狭くすることにより、この
    対向する開先斜面間で下側のフランジを受け支えられる
    様にしたことを特徴とする請求項1又は2記載の鋼製の
    柱と梁との結合構造。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    した結合構造を組上げる為の工法であって、 柱の側面に、H型鋼の下側のフランジを挟み付ける為に
    必要な梁継手と、H型鋼の末端部を柱にボルト結合させ
    る為の継手板とを、工場で溶接結合して置く作業工程
    と、 施工現場で、H型鋼の末端部を、1組の梁継手の開先斜
    面の間で受支持させながら、継手板にボルト結合させる
    作業工程と、 H型鋼の上側のフランジを挟み付ける為に必要な梁継手
    を、柱に溶接する作業工程と、 H形鋼の末端面と柱との当接箇所、及び上下両フランジ
    の各側端面と梁継手の斜辺部との当接箇所の総てを溶接
    により結合させる工程とを含むことを特徴とする鋼製の
    柱と梁との結合工法。
  5. 【請求項5】 H型鋼の上側のフランジを挟み付ける梁
    継手のうち、施工現場に於いてH型鋼の末端部を継手板
    にボルト結合させる際に、作業を妨げない位置にある梁
    継手は、予め、工場で柱に溶接して置くことを特徴とす
    る請求項4記載の鋼製の柱と梁との結合工法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101974941A (zh) * 2010-11-18 2011-02-16 甘秀明 自锁连接卡
CN106400957A (zh) * 2016-06-07 2017-02-15 西安建筑科技大学 一种全预制装配式梁柱节点

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