JP2003286744A - 角形鋼管柱の柱頭部梁接合構造 - Google Patents

角形鋼管柱の柱頭部梁接合構造

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JP2003286744A
JP2003286744A JP2002090368A JP2002090368A JP2003286744A JP 2003286744 A JP2003286744 A JP 2003286744A JP 2002090368 A JP2002090368 A JP 2002090368A JP 2002090368 A JP2002090368 A JP 2002090368A JP 2003286744 A JP2003286744 A JP 2003286744A
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Katsuhiro Morikawa
勝浩 森川
Takashi Morita
隆司 森田
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Daiwa House Industry Co Ltd
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Daiwa House Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製作上、比較的容易に鋼管柱の梁接合部を補
強できて、コスト低減が図れる角形鋼管柱の柱頭部梁接
合構造とする。 【解決手段】 角形の鋼管柱1の上端における側面にH
形鋼からなる梁2を接合する柱頭部梁接合構造である。
梁2の端部に下フランジ2cの上下に延びるエンドプレ
ート3を設ける。このエンドプレート3と対応する鋼管
柱2の内面に補強部材4を重ねる。エンドプレート3
を、このエンドプレート3,鋼管柱1の管壁,および補
強部材4に渡って挿通されたボルト5により鋼管柱1に
接合する。鋼管柱1の上端にはトッププレート6を接合
する。トッププレート6は、端板部6aおよび各梁2の
上方に延びるアーム部6bを有するものとする。アーム
部6bを梁2の上フランジ2bに重ねてボルト7で接合
する。トッププレート6の端板部6aには作業用開口8
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ノンダイアフラ
ム形式の角形鋼管柱の柱頭部梁接合構造に関し、特にそ
の補強構造に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄骨構造における角形鋼管柱の梁接合部
の形式として、ダイアフラムを使用しない、いわゆるノ
ンダイアフラム形式を用いることがある。この形式で
は、図8に示すように鋼管柱51に梁52の端部をエン
ドプレート53でボルト接合する場合に、鋼管柱51の
板厚が薄いと、その面外曲げ耐力が小さく、接合部の性
能を満足しない。このため、同図のように、鋼管柱51
の梁接合部となる高さ範囲に、厚肉の角形鋼管55を取
付けて強度確保を図る構成が採用される。梁52の上フ
ランジはトッププレート54にボルト接合される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】鋼管柱51の梁接合部
に厚肉の角形鋼管55を取付けるためには、鋼管柱51
を一度切断することになり、その製作加工に手間とコス
トを要することになる。
【0004】この発明の目的は、製作上、比較的容易に
鋼管柱の梁接合部を補強できて、コスト低減が図れる角
形鋼管柱の柱頭部梁接合構造を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の角形鋼管柱の
柱頭部梁接合構造は、角形の鋼管柱の上端における側面
にH形鋼からなる梁を接合する角形鋼管柱の柱頭部梁接
合構造において、上記梁の端部に下フランジの上下に延
びるエンドプレートを設け、このエンドプレートと対応
する鋼管柱の内面に補強部材を重ね、上記エンドプレー
トを、このエンドプレート,鋼管柱の管壁,および上記
補強部材に渡って挿通されたボルトにより鋼管柱に接合
し、上記鋼管柱の上端面に被さる端板部およびこの端板
部から梁の上方に延びるアーム部を有するトッププレー
トを上記鋼管柱の上端に接合し、上記トッププレートの
上記アーム部を上記梁の上フランジに重ねてボルトで接
合し、上記トッププレートの上記端板部に作業用開口を
形成したこと特徴とする。この構成によると、鋼管柱の
内面に補強部材を重ねて梁のエンドプレートをボルト接
合するため、鋼管柱の梁接合部として必要な面外曲げ耐
力が確保できる。トッププレートには作業用開口が形成
してあるため、この作業用開口から鋼管柱内の補強部材
に対して作業が可能であり、一般のボルトを用いて接合
することができる。このように、鋼管柱の内部に補強部
材を重ねることで補強が行えるため、製作上比較的容易
であり、低コストで製作することができる。このため、
鋼管柱の梁接合部の補強に対するコストの低減につなが
る。
【0006】上記補強部材は、例えば平板状の補強プレ
ートとされる。平板状の補強プレートとすると、簡素な
構成で補強できる。上記補強部材は、鋼管柱の内面に沿
う主プレート部、およびこの主プレート部に対して起立
して鋼管柱上下方向に延びるリブプレートを有するもの
としても良い。このようにリブプレートを設けると、補
強部材の曲げ耐力を向上させることができる。そのた
め、主プレート部の肉厚を薄くできる。リブプレート
は、主プレート部となる板材に対して溶接で接合したも
のであっても良く、また主プレート部とリブプレートと
が一体化した部材、例えばスプリットティーを補強部材
として用いても良い。
【0007】上記補強部材は、2本のアングル材であっ
ても良い。これら2本のアングル材は、一方のフランジ
を互いに重ねて接合し、他方のフランジを鋼管柱の内面
に沿わせて上記エンドプレートとボルト接合する。この
ように2本のアングル材を用いても、リブプレートを用
いた場合と同様に曲げ耐力向上の補強効果が得られる。
2本のアングル材は互いに接合するため、両アングル材
が一体となって強度負担を行うことになり、より補強効
果が強められる。
【0008】この発明における上記各構成の場合に、上
記エンドプレートに代えてスプリットティーを設けても
良い。このスプリットティーの脚片を上記梁の下フラン
ジに重ねてボルト接合し、上記スプリットティーの頭部
片を鋼管柱の管壁に上記補強部材と共にボルト接合す
る。エンドプレートに代えてスプリットティーを設けた
場合は、梁に対しエンドプレートの溶接が不要となり、
ボルト接合で対応できる。
【0009】
【発明の実施の形態】この発明の第1の実施形態を図1
および図2と共に説明する。この角形鋼管柱の柱頭部梁
接合構造は、角形の鋼管柱1の上端における側面に梁2
を接合する構造である。同図は、鋼管柱1の四側面のう
ちの隣合う2つの側面に梁2を接合する例を示したが、
一つの側面に接合する構造しても、また3つまたは4つ
の側面に接合する構造しても良い。梁2はH形鋼であ
り、ウェブ2aの上下にフランジ2b,2cを有してい
る。梁2の端部には、下フランジ2cの上下に延びるエ
ンドプレート3を設ける。エンドプレート3の上下幅
は、例えば上端が梁2の高さの中央付近となる幅とされ
る。エンドプレート3は、梁2の端面に溶接により接合
される。
【0010】このエンドプレート3と対応する鋼管柱1
の内面に補強部材4を重ね、エンドプレート3をボルト
5により鋼管柱1に接合する。ボルト5は、エンドプレ
ート3,鋼管柱1の管壁,および補強部材4にそれぞれ
に形成されたボルト挿通孔(図示せず)に渡って挿通さ
れる。補強部材4として、この実施形態では鋼板等から
なる平板状の補強プレートを用いている。補強プレート
4は、鋼管柱1の建込みよりも前に、鋼管柱1の内面に
仮付け溶接等で仮止めしておく。ボルト5は、梁2の下
フランジ2cに対する上側および下側の両方で接合する
ようにする。ボルト5には一般のボルト、例えばトルシ
ア型の高力ボルトが用いられる。
【0011】鋼管柱1の端面にはトッププレート6を接
合する。トッププレート6は、鋼管柱1の上端面に被さ
る端板部6a、およびこの端板部6aから梁2の上方に
延びるアーム部6bを有するものとする。端板部6a
は、図2(A)のように、鋼管柱1の外周に若干張り出
したものとしてある。アーム部6bは、鋼管柱1に接合
する各梁2の方向に突出させる。トッププレート6の鋼
管柱1に対する接合は溶接で行う。この溶接の代わり
に、例えば鋼管柱1の上端内面の開口縁に沿ってアング
ル材(図示せず)等をボルト等で接合しておき、そのア
ングル材にトッププレート6をボルト等で接合しても良
い。梁2の上フランジ2bは、トッププレート6のアー
ム部6bの下面に重ね、ボルト7で接合する。ボルト7
は、アーム部6bおよび上フランジ2bに形成されたボ
ルト挿通孔に挿通して接合する。
【0012】トッププレート6は、端板部6aに作業用
開口8が形成されたものとする。作業用開口8は、作業
者の手または工具が挿入できる大きさの開口である。作
業用開口8は、鋼管柱1の上端開口の中央に配置され、
かつ円形の開口とされている。作業用開口8は、梁2の
突出方向等に応じ、鋼管柱1の上端開口の中央から片寄
った位置に設けられたものとしても良く、また円形に限
らず、四角形や三角形状、楕円状など、任意の形状のも
ので良い。ただし、作業用開口8は、トッププレート6
の必要な強度が確保されるように設ける。
【0013】この構成の柱頭部梁接合構造によると、鋼
管柱1の内面に補強部材4を重ねて梁2のエンドプレー
ト3をボルト接合するため、鋼管柱1の梁接合部として
必要な面外曲げ耐力が確保できる。トッププレート6に
は作業用開口8が形成してあるため、この作業用開口8
から鋼管柱内の補強部材4に対して作業が可能であり、
エンドプレート3の接合用のボルト5として、一般のボ
ルトを用いることができる。このように、鋼管柱1の内
部に補強部材4を重ねることで補強が行えるため、製作
上比較的容易であり、低コストで製作することができ
る。このため、鋼管柱1の梁接合部の補強に対するコス
トの低減につながる。なお、ボルト5には、ワンサイド
型のボルトを用いても良い。ワンサイド型のボルトは、
片側締め込みリベッド等とも呼ばれる軸状の締め付け部
品であり、ボルト挿通孔に対して挿入側からの作業で、
ボルト先端に頭部が塑性変形等で拡径状態に形成させ
れ、締め込みが可能となるものを言う。
【0014】図3,図4は、この発明における他の実施
形態を示す。この実施形態は、補強部材4として、鋼管
柱1の内面に沿う主プレート部4a、およびこの主プレ
ート部4aに対して垂直に起立して鋼管柱上下方向に延
びるリブプレート4bを有するものを用いている。主プ
レート部4aは平板状の補強プレートからなる。リブプ
レート4bは、主プレート部4aに対して溶接された平
板である。この実施形態におけるその他の構成は図1,
図2に示す第1の実施形態と同じである。このようにリ
ブプレート4bを設けると、補強部材4の曲げ耐力を向
上させることができる。そのため、主プレート部4aの
肉厚を薄くでき、補強部材4の全体として、平板状の補
強プレートの場合よりも少ない材料で強い曲げ耐力が得
られる。なお、リブプレート4bは、図示の例では1枚
としたが、主プレート部4aに対して複数枚設けても良
い。また、この実施形態ではリブプレート4bを溶接し
たが、補強部材4は、主プレート部4aとリブプレート
4bとが一体化した部材、例えばスプリットティーを用
いても良い。スプリットティーは、H形鋼をウェブ部分
で2つに切断した部材である。
【0015】図5,図6はこの発明のさらに他の実施形
態を示す。この実施形態は、補強部材4を2本のアング
ル材9で構成したものである。これら2本のアングル材
9は、一方のフランジ9aを互いに重ねてボルト10で
接合し、他方のフランジ9bを鋼管柱1の内面に沿わせ
て梁2のエンドプレート3とボルト5で接合する。この
実施形態におけるその他の構成は図1,図2に示す第1
の実施形態と同じである。このように補強部材4として
2本のアングル材9を用いても、図3の例のようにリブ
プレート4bを用いた場合と同様に曲げ耐力向上の補強
効果が得られる。既成のアングル材を単にカットして用
いることができるため、溶接が不要で部品製作が容易で
ある。2本のアングル材9は互いに接合するため、両ア
ングル材9が一体となって強度負担を行うことになり、
より補強効果が強められる。なお、2本のアングル材9
を用いる代わりに、この2本のアングル材9が同図のよ
うに接合された断面形状となる一体の部材、すなわちス
プリットティーを用いても良い。これは、図3の例にお
ける主プレート部4aとリブプレート4bとを一体化し
た部材に相当する。
【0016】なお、上記各実施形態は、梁2にエンドプ
レート3を設けた場合につき説明したが、エンドプレー
ト3を設ける代わりに、図7に示すように、スプリット
ティー11を設けてもよい。このスプリットティー11
の脚片11aを梁2の下フランジ2cに重ねてボルト1
2で接合し、頭部片11bを鋼管柱1の管壁に補強部材
4と共にボルト接合する。図7の例は、補強部材4とし
て第1の実施形態と同様に平板状の補強プレートを用い
た例である。
【0017】
【発明の効果】この発明の角形鋼管柱の柱頭部梁接合構
造は、トッププレートに作業用開口を設けて鋼管柱内部
の作業を可能とし、鋼管柱の内部に梁のエンドプレート
と対応して補強部材を重ねる構成としたため、鋼管柱の
梁接合部における面外耐力の確保のための補強を、製作
上、比較的容易に行え、コスト低減が図れる。鋼管柱内
部の補強部材を、主プレート部、およびこの主プレート
部に対して起立したリブプレートを有するものとした場
合は、曲げ耐力が得やすく、主プレート部を薄くして必
要な強度が得られ、少ない鋼材使用量で堅固な補強が確
保できる。補強部材として互いに接合した2本のアング
ル材を用いた場合も、曲げ耐力が得やすく、少ない鋼材
使用量で堅固な補強が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態における角形鋼管柱
の柱頭部梁接合構造の破断正面図である。
【図2】(A),(B)はそれぞれ同柱頭部梁接合構造
の平面図および水平断面図である。
【図3】この発明の他の実施形態における角形鋼管柱の
柱頭部梁接合構造の破断正面図である。
【図4】(A),(B)はそれぞれ同柱頭部梁接合構造
の平面図および水平断面図である。
【図5】この発明のさらに他の実施形態における角形鋼
管柱の柱頭部梁接合構造の破断正面図である。
【図6】(A),(B)はそれぞれ同柱頭部梁接合構造
の平面図および水平断面図である。
【図7】この発明のさらに他の実施形態における角形鋼
管柱の柱頭部梁接合構造の破断正面図である。
【図8】従来例の分解斜視図である。
【符号の説明】
1…鋼管柱 2…梁 2b…上フランジ 2c…下フランジ 3…エンドプレート 4…補強部材 4a…主プレート部 4b…リブプレート 5…ボルト 6…トッププレート 6a…端板部 6b…アーム部 8…作業用開口 9…アングル材
フロントページの続き Fターム(参考) 2E125 AA14 AB01 AC15 AG03 AG12 AG32 AG43 AG45 AG57 BA55 BB12 BB22 BD01 BE05 BF04 CA05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 角形の鋼管柱の上端における側面にH形
    鋼からなる梁を接合する角形鋼管柱の柱頭部梁接合構造
    において、上記梁の端部に下フランジの上下に延びるエ
    ンドプレートを設け、このエンドプレートと対応する鋼
    管柱の内面に補強部材を重ね、上記エンドプレートを、
    このエンドプレート,鋼管柱の管壁,および上記補強部
    材に渡って挿通されたボルトにより鋼管柱に接合し、上
    記鋼管柱の上端面に被さる端板部およびこの端板部から
    梁の上方に延びるアーム部を有するトッププレートを上
    記鋼管柱の上端に接合し、上記トッププレートの上記ア
    ーム部を上記梁の上フランジに重ねてボルトで接合し、
    上記トッププレートの上記端板部に作業用開口を形成し
    たことを特徴とする角形鋼管柱の柱頭部梁接合構造。
  2. 【請求項2】 上記補強部材が平板状の補強プレートで
    ある請求項1に記載の角形鋼管柱の柱頭部梁接合構造。
  3. 【請求項3】 上記補強部材が、鋼管柱の内面に沿う主
    プレート部、およびこの主プレート部に対して起立して
    鋼管柱上下方向に延びるリブプレートを有するものとし
    た請求項1に記載の角形鋼管柱の柱頭部梁接合構造。
  4. 【請求項4】 上記補強部材が2本のアングル材であ
    り、これら2本のアングル材は、一方のフランジを互い
    に重ねて接合し、他方のフランジを鋼管柱の内面に沿わ
    せて上記エンドプレートとボルト接合した角形鋼管柱の
    柱頭部梁接合構造。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
    載の角形鋼管柱の柱頭部梁接合構造において、上記エン
    ドプレートに代えてスプリットティーを設け、このスプ
    リットティーの脚片を上記梁の下フランジに重ねてボル
    ト接合し、上記スプリットティーの頭部片を鋼管柱の管
    壁に上記補強部材と共にボルト接合した角形鋼管柱の柱
    頭部梁接合構造。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010224702A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Nakajima Steel Pipe Co Ltd ノンダイアフラム構法の設計方法
JP2014163201A (ja) * 2013-02-27 2014-09-08 Nippon Steel & Sumikin Metal Products Co Ltd 柱頭部柱梁接合部コア付き角形鋼管柱、及びその製造方法

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