JP2003301513A - 柱梁接合構造 - Google Patents

柱梁接合構造

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JP2003301513A JP2002105318A JP2002105318A JP2003301513A JP 2003301513 A JP2003301513 A JP 2003301513A JP 2002105318 A JP2002105318 A JP 2002105318A JP 2002105318 A JP2002105318 A JP 2002105318A JP 2003301513 A JP2003301513 A JP 2003301513A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 柱梁接合において、剛性域と半剛性域とを持
たせると共に、接合部設計の容易化を図ったものであ
る。 【解決手段】 梁の端面に梁端部ユニットを溶接する。
この梁端部ユニットは、接合鋼棒が挿入される穴を有し
ている。また、梁が接合する部分の柱のフランジにも穴
を有している。この柱の穴と前記梁端部ユニットの穴と
を介して接合鋼棒を挿入して梁を柱と接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、構造物の柱と梁
との接合構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】地震などの大きなエネルギーが建造物に
加わると、建造物の骨組に塑性変形をもたらし、使用に
耐えないほどの大きな変形を建造物に残す場合がある。
このために、塑性変形を防止するために、地震時の構造
物に発生する振動を減衰させる技術として、柱と梁で囲
まれる軸組内に座屈拘束ブレースを使用する方法がある
（特開平６−５７８２０号公報）。
【０００３】この従来例は、ブレースの芯材に極低降伏
点鋼あるいは普通鋼を用いることで地震の振動エネルギ
ーを座屈拘束ブレースに集中させ、主要骨組の柱および
梁の塑性変形を防止している。この座屈拘束ブレースの
制振効果を得るには、該座屈拘束ブレースを建物の骨組
よりも先に降伏させなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の柱梁接
合部は、溶接、ボルト等による剛接合となっていて、接
合部が大きな曲げモーメントを負担し、座屈拘束ブレー
スが吸収するエネルギーは少なく、充分に性能を発揮す
ることができなかった。この剛接合の欠点を防ぐため
に、特開２０００−２７２９４号公報が提案され、その
構成は、柱２と梁３とを接合して構築される主架構１の
要所に制振ダンパー４を組み込み、かつ剛接合の柱梁接
合よりも低剛性の半剛接合とするもので、該半剛接合は
接合プレート６とボルトにて構成している。
【０００５】しかしながら、いわゆる半剛接合の接合部
設計即ち要求され半剛性能を得るのに接合プレートの性
能、ボルトの性能等から個々に設計しなければならず、
煩雑な計算処理しなければならなかった。
【０００６】このため、この発明は、柱梁接合におい
て、剛性、半剛性域を持たせると共に、接合部設計の容
易化を図ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明に係る柱梁接合は、梁の端面に梁端部ユニ
ットを溶接すると共に、前記梁端部ユニットを介在し接
合鋼棒を用いて柱と梁を接合したことにある（請求項
１）。したがって、接合鋼棒の長さ、断面積、本数を任
意に選択して剛性、半剛性の特性を得ることができ、し
かも長さ等のファクターを変更するのみで要求性能に合
致させることができ、設計を接合鋼棒の設計のみで満足
させることができる。
【０００８】また、梁端部ユニットは、前記接合鋼棒が
挿入される穴が形成されたことにあり（請求項２）、具
体的には、梁端部ユニットは、本体部分とその両端に溶
接のプレートを備え、前記プレートに穴が形成されたこ
とにある（請求項３）。したがって、梁端部ユニット
は、ブロック状であればよく、前記接合鋼棒が挿入され
る穴を有していることで良い。この梁端部ユニットは接
合鋼棒の長さの条件が変更される際には、該梁端部ユニ
ットの長さもそれに応じて変更されることは勿論であ
る。
【０００９】さらに、柱側では、Ｈ型鋼のフランジ又は
角型鋼管の側面に前記接合鋼棒が挿入される穴が形成さ
れ（請求項４）、Ｈ型鋼では、その接合鋼棒は、前記両
端部ユニットの穴に挿入され、さらに柱の穴に挿入され
て柱と梁を接合し（請求項５）、フランジの反梁端部ユ
ニット側に補強プレートを配している（請求項６）。
【００１０】さらにまた、この発明に係る柱梁接合は、
対向する梁の端面に梁端部ユニットをそれぞれ溶接し、
その両梁をＨ型鋼のウェブの前後に配置し、前記両梁端
部ユニットを介在し接合鋼棒を用いて柱と両梁を接合し
たことにある（請求項７）。したがって、Ｈ型鋼の柱の
場合には、その柱を挟んで対向して設けられた梁同志を
接合鋼棒を共通化して接合することができ、接合作業の
短縮化が図れるものである。なお当然ながら、接合鋼棒
の長さ、断面積、本数を任意に選択して剛性、半剛性の
特性を得ることが出来ること勿論である。
【００１１】前記請求項７に記述の梁端部ユニットは、
前記接合鋼棒が挿入される穴が形成されたことにあり
（請求項８）、具体的には、本体部分とその両端に溶接
のプレートを備え、前記プレートに穴が形成されたこと
にある（請求項９）。したがって、梁端部ユニットは、
ブロック状であれば良く、前記接合鋼棒が挿入される穴
を有していれば良い。この梁端部ユニットは接合鋼棒の
長さの条件が変更される際には、該梁端部ユニットの長
さもそれに応じて変更されることは勿論である。
【００１２】さらに、前記請求項７に記述の柱側では、
Ｈ型鋼のウェブに前記接合鋼棒が挿入される穴が形成さ
れ（請求項１０）、該接合鋼棒は、前記一方の梁端部ユ
ニットの穴に挿入されると共に、前記柱の穴に挿入さ
れ、そして他方の梁端部ユニットの穴に挿入され、柱と
対向する梁同志を接合し（請求項１１）、Ｈ型鋼のウェ
ブの前後に補強プレートを配している（請求項１２）。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１乃至図３において、柱梁接合
構造が示され、梁１としてH型鋼より成り、その端面に
梁端部ユニット２が溶接により溶着されている。この梁
端部ユニット２は、H型鋼より成る本体部分３と、その
両端に溶着されたプレート４，５を備えており、該プレ
ート４に下記する接合鋼棒１６が挿入される穴６ａ，６
ｂおよび７ａ，７ｂが形成され、またプレート５にも接
合鋼棒１６が挿入される穴８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂが
形成されている。この梁端部ユニット２の長さは、下記
する接合鋼棒１６の長さに比して決定される。
【００１４】なお、梁端部ユニット２には、補強のため
の横方向に補強プレート１０及びこれと直角に交る補強
スチフナ１１を有しているが、全体形状がブロック状で
あれば良い。
【００１５】柱１２は、同じくH型鋼で、その一方のフ
ランジ１５に前記穴８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂと対応す
る位置に穴１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂを形成し
ている。この穴１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂにも
下記する接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂが
挿入されている。なお、柱１２のフランジ１５の内側に
補強板２０が、またフランジ間に補強スチフナ２１が設
けられている。
【００１６】接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７
ｂは、所望の軸断面積を有し、所定の長さｌを持ち、両
端に螺子１８ａ，１８ｂが刻設され、該螺子１８ａ，１
８ｂにナット１９ａ，１９ｂが螺合される。なお、接合
鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂは、一方にのみ
螺子が刻設されたワンサイドボルト、首下の長いボルト
等を採用することができることは勿論である。
【００１７】上述の構成において、梁端部ユニット２が
梁１に溶接された後に、柱１２の所定の位置に梁１を接
合鋼棒１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを用いて接合す
る。即ち、接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂ
を梁端部ユニット２の穴６ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂから
穴８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂを通して、最後に柱１２の
穴１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂとに挿通し、両端
部に形成の螺子１８ａ，１８ｂにナット１９ａ，１９ｂ
を螺合する。これにより柱１２と梁とが結合されること
になる。
【００１８】図４にあって、柱梁間に加えられる曲げモ
ーメントｋＮｍと回転角ｒａｄとの関係が示され、接合
鋼棒１６ａ，１６ｂの長さｌが２００ｍｍ、３００ｍ
ｍ、４００ｍｍ時の特性線図である。１次勾配時の最大
曲げモーメントは長さｌにより変化させることができ
る。この１次勾配時は該接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１
７ａ，１７ｂの初期導入軸力のため回転角を０とするこ
とができ、剛接合として扱うことができる。即ち、長さ
ｌが２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍごとに剛接合
域が異なり、長い方が剛接合域を拡大することができ
る。
【００１９】さらに、１次勾配時の最大曲げモーメント
を越えると、柱と梁端部ユニット接触部の一方に離間が
起こり、２次勾配域となり、やはり接合鋼棒の長さｌに
よって変化率及び２次勾配時最大曲げモーメントを変化
させて、接合部の最大耐力を変化させることができる。
【００２０】２次勾配時の剛性は、完全な剛接合ほど大
きくなく、かつピン接合のように剛性が０でないいわゆ
る半剛接合域となっている。なお、最大耐力点を越える
と、接合鋼棒は塑性変形域に至り、ピン接合として扱う
ことができる。
【００２１】なお、前記した特性は、接合鋼棒の長さｌ
のみを変更させたものではあるが、それに加えて、軸断
面積の変更、本数を増減させることにより、更に特性に
変化を加えることができる。また、接合鋼棒の長さｌを
変化させる際には、梁端部ユニットの長さも合わせて変
化させなければならないことは勿論である。
【００２２】図５，図６において、柱１２を角型鋼管と
した例が示され、角型鋼管の場合には、側面に穴１３
ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂが形成され、この穴を介
して接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂが挿入
されて接合される。この角型鋼管を用いても前記したＨ
型鋼と同様の作用効果が得られること勿論である。な
お、説明の重複をさけるために同一部品に同一の符号を
図面に付して説明を省略した。
【００２３】図７，図８において、柱１２は、Ｈ型鋼を
用いているが、梁１の接合を対向する梁同志を前記例よ
り長い一本の接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７
ｂを共用化して用いる例が示されている。この例によれ
ば、接合作業がかなり減少させることができる。しか
し、前記した例と同様に剛性域、半剛性域を適宜に得ら
れるものである。具体的には、柱１２のウェブ２０に穴
１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂが形成されている点
のみが相違し、その他の梁１及び梁端部ユニット２は共
通となっている。
【００２４】この柱１２のウェブ２０の前後に梁端部ユ
ニット２を溶接した一対の梁１，１を配置し、それから
長い接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂを一方
の梁端部ユニット２の穴に、そして前記ウェブ２０の穴
１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂに、それから他方の
梁端部ユニット２の穴に挿入し、両端の螺子１８ａ，１
８ｂにナット１９ａ，１９ｂを螺合して前記両梁１，１
と柱１２を接合している。なお、２５はウェブ２０を補
強するための補強プレートで必要により設けられてい
る。前記実施の形態と同じ部分は、説明の重複をさける
ために同一の符号を付して説明を省略した。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、柱梁
接合において、接合鋼棒の長さ等を任意に選択すること
で、剛性域、半剛性域を適宜得ることができ、要求性能
に容易に合致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る柱梁接合構造の斜視図である。
【図２】同上の側面図である。
【図３】同上の分解斜視図である。
【図４】同上の特性線図である。
【図５】この発明の他の変形例を示し、柱を角型鋼管を
した上面図である。
【図６】同上の角型鋼管の斜視図である。
【図７】この発明の他の変形例を示し、対向する梁を柱
に一つの接合鋼棒で接合した上面図である。
【図８】同上の柱の斜視図である。
【符号の説明】
１ 梁 ２ 梁端部ユニット ３ 本体部分 ４ プレート ５ プレート １２ 柱 １６ａ，１６ｂ 接合鋼棒 １７ａ，１７ｂ 接合鋼棒 １９ａ，１９ｂ ナット

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 梁の端面に梁端部ユニットを溶接すると
    共に、 前記梁端部ユニットを介在し接合鋼棒を用いて柱と梁を
    接合したことを特徴とする柱梁接合構造。
  2. 【請求項２】 梁端部ユニットは、前記接合鋼棒が挿入
    される穴が形成されたことを特徴とする請求項１記載の
    柱梁接合構造。
  3. 【請求項３】 梁端部ユニットは、本体部分とその両端
    に溶接のプレートを備え、前記プレートに穴が形成され
    たことを特徴とする請求項２記載の柱梁接合構造。
  4. 【請求項４】 柱にあって、前記接合鋼棒が挿入される
    穴が形成されたことを特徴とする請求項１記載の柱梁接
    合構造。
  5. 【請求項５】 接合鋼棒は、前記梁と並列に配され、前
    記梁端部ユニットの穴に挿入されると共に、前記柱の穴
    に挿入され、柱と梁を接合したことを特徴とする請求項
    １，２，３又は４記載の柱梁接合構造。
  6. 【請求項６】 柱にあって、反梁端部ユニット側のフラ
    ンジに補強プレートを配したことを特徴とする請求項１
    又は４記載の柱梁接合構造。
  7. 【請求項７】 対向する梁の端面に梁端部ユニットをそ
    れぞれ溶接し、その両梁をＨ型鋼のウェブの前後に配置
    し、前記両梁端部ユニットを介在し接合鋼棒を用いて柱
    と両梁を接合したことを特徴とする柱梁接合構造。
  8. 【請求項８】 梁端部ユニットは、前記接合鋼棒が挿入
    される穴が形成されたことを特徴とする請求項７記載の
    柱梁接合構造。
  9. 【請求項９】 梁端部ユニットは、本体部分とその両端
    に溶接のプレートを備え、前記プレートに穴が形成され
    たことを特徴とする請求項８記載の柱梁接合構造。
  10. 【請求項１０】 柱にあって、Ｈ型鋼のウェブに前記接
    合鋼棒が挿入される穴が形成されたことを特徴とする請
    求項７記載の柱梁接合構造。
  11. 【請求項１１】 接合鋼棒は、前記梁と並列に配され、
    前記一方の梁端部ユニットの穴に挿入されると共に前記
    柱の穴に挿入され、そして他方の梁端部ユニットの穴に
    挿入され、柱と梁を接合したことを特徴とする請求項
    ７，８，９又は１０記載の柱梁接合構造。
  12. 【請求項１２】 柱にあって、そのウェブの前後に補強
    プレートを配したことを特徴とする請求項７又は１０記
    載の柱梁接合構造。
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