JP2004278293A - 梁継手構造およびこれに用いる座屈拘束部材 - Google Patents

梁継手構造およびこれに用いる座屈拘束部材 Download PDF

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Abstract

【課題】 スプライスプレートにおける塑性化部を長くして、この部分のひずみを小さくし、また、スプライスプレートに溶接することなくスプライスプレートの機械的性質を変化させることなく、地震時の速度の速い変形に対しても疲労特性の低下を防止し、主要構造部材である梁を塑性化させないようにして、地震時の補修を容易にする梁継手構造を提供すること。
【解決手段】 柱側のフランジ７に、梁フランジ１を中間部に塑性化部分１１を有するスプライスプレート９を介して固定手段により接合する梁継手構造において、スプライスプレート９の塑性化部分１１に、その塑性化部分１１の座屈を拘束する別個の座屈拘束部材１３が非付着状態で設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、梁継手構造およびこれに用いる座屈拘束部材に関する。
従来、柱フランジと梁フランジとを、図１８に示すように、スプライスプレート９の中間部に、塑性化部１１を有するスプライスプレート９を用いた継手構造として、塑性化部１１の梁軸方向両側に間隔をおいて補剛リブ２４を固着した補剛リブ付きスプライスプレート２５を用いた継手構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このような塑性化部１１の梁軸方向両側に間隔をおいて別個の補剛リブ２４を設けた補剛リブ付きスプライスプレート２５を用いた継手構造の場合は、補剛リブ２４間におけるスプライスプレート９の中央部分を塑性化部分１１とするために、補剛リブ間の間隔寸法Ｄを大きくすると、塑性化部１１が座屈するために、補剛リブ２４間の間隔を広くすることができず、必然的に補剛リブ２４間の間隔を狭くする必要があるという問題点（１）がある。
補剛リブ２４間の間隔寸法Ｄを狭くした場合は、地震時等に、スプライスプレート９に梁軸方向の軸力（引張力および圧縮力）を作用した場合、スプライスプレート９の塑性化部分の引張―圧縮の変形によるひずみ（塑性化部の歪δ＝地震時等の伸び縮み／補剛リブ間の間隔）が大きくなり、塑性化部分１１でスプライスプレート９が破断する恐れがあるという問題点（２）もある。
また、スプライスプレート９に補剛リブ２４を溶接で固定する場合は、塑性化部分２４に溶接時の熱の影響が及ぶため、塑性化部分１１の材質が変化し、降伏点、引張強度、靭性等の機械的性質が変化してしまう。例えば、鋼構造物の設計において、スプライスプレート９の降伏荷重等を考慮している場合には、設計通りでなくなるという問題点（３）もある。
また、地震時の急激な速度の速い変形に対しては、溶接によって鋼材組織が変化し、溶接部の靭性が低下し、かつ溶接部が応力集中するため破断の起点となり、地震時の繰り返し受ける引張―圧縮の変形に対して疲労特性が低下し、早期に破断する恐れがあるという問題点（４）もある。
また、図１９に示すように、独立した２枚の添え板２６を使用して、スプライスプレート９の面外座屈を防止する構造も知られているが、この場合には、添え板２６の端部を梁側あるいは柱側フランジに取り付ける形態となり、座屈防止部材としての添え板２６の部品点数が多くなる。また、１枚の添え板２６を使用し、添え板２６の端部を取付部２７とする場合には、塑性化部分１１を添え板２６の先端部から中間部により支承する構造になり、この場合には、その端部の取付部２７の寸法分、部材軸方向（梁軸方向）の寸法が長くなり、また、これらの構造形態では、施工上も柱側のフランジと梁フランジとの接合時に同時に取付けることになり、スプライスプレート９の取り付け後に取付けこともできないので、施工上の自由度も低く、また、スプライスプレート９の接合部と座屈拘束部材が接合されているため、座屈拘束部材と塑性化部分のクリアランス量が建物等の構造物の変形によって変化してしまい、常に一定距離のクリアランス（間隙）を確保できずに安定した座屈拘束を確保できないという問題点（５）もある。
例えば、建築物等の構造物の柱と梁の接合部が剛接合によって接合され、柱と梁のなす角度が９０度であった場合、地震時の柱や梁の変形に対し、スプライスプレートの塑性化部分が弾性範囲内では、剛接合であるため柱―梁のなす角度が９０度を保っている。
ところが、スプライスプレートの塑性化部分が塑性範囲の時は、梁にヒンジが生成されたことになり、柱と梁の接合部は剛接合からスプライスプレートの塑性化部を起点としたピン接合になる。よって柱と梁のなす角度が９０度であったものが、ピン接合となったことで９０度でなくなる。
よって、スプライスプレートの塑性化部分が弾性範囲の時は、柱側のフランジとスプライスプレートと梁とは、一体となった部材として、接合部は剛接合として９０度を保ち柱や梁が変形する。
スプライスプレートの塑性化部分が塑性化した時は、柱と柱フランジまでは、剛接合状態で９０度を保ったまま変形し、スプライスプレート塑性化部は９０度よりも増減した角度で変形する。ここで、座屈拘束部材が柱フランジ側や梁側に接合されている場合は、座屈拘束部材は柱フランジや梁に追従して剛接合状態で９０度を保ったまま変形している。
しかし、スプライスプレート塑性化部は９０度よりも増減した角度で変形しているために、塑性化部を座屈拘束していたものが、角度の差によって一定のクリアランスではなくなり、かつ塑性化部の梁軸方向に対してクリアランスの距離が変化し、座屈拘束の効果がなくなり、塑性化部は座屈してしまう。
特開２０００−１４４９０１号公報
本発明は、従来のようにスプライスプレート９に補剛リブ２４を直接取り付けることなく、スプライスプレート９における塑性化部１１に、スプライスプレート９とは独立した別個の座屈拘束部材をスプライスプレート９に設けることにより、少なくとも前記の問題点（１）〜（４）、すなわち、スプライスプレートにおける塑性化部を長くして、この部分のひずみを小さくし、また、スプライスプレートに溶接することなくスプライスプレートの機械的性質を変化させることなく、地震時の速度の速い変形に対しても溶接により補剛リブを取り付ける場合のように溶接部の応力集中あるいは疲労特性の低下を防止し、主要構造部材である梁を塑性化させないようにして、地震時の補修を容易にする梁継手構造を提供することを目的とする。
また、これに加えて、座屈拘束部材がスプライスプレートおよび柱梁接合部材とは別個の独立した部材とされていることにより、塑性化部分の変形に追従し、常に塑性化部分とのクリアランスが一定距離確保することが可能で安定した座屈拘束を確保できる梁継手構造を提供することを目的とする。例えば、建築物等の構造物の柱梁の接合部が剛接合によって接合され、柱と梁のなす角度が９０度であった場合、スプライスプレートの塑性化部分が塑性化した時に、座屈拘束部材は独立し、柱や柱側のフランジとは接合されていないので、柱と柱側のフランジの剛接合状態の９０度に追従することがない。したがって独立した座屈拘束部材はスプライスプレート塑性化部分が９０度よりも増減した角度で変形しても、塑性化部分の増減した角度に追従して常に一定のクリアランス量を保ち、安定した座屈拘束効果を確保することができる梁継手構造を提供することを目的とする。
前記の従来の問題点を有利に解決するために、第１発明の梁継手構造においては、柱側のフランジに、梁フランジを中間部に塑性化部分を有するスプライスプレートを介して固定手段により接合する梁継手構造において、スプライスプレートの塑性化部分に、その塑性化部分の座屈を拘束する別個の座屈拘束部材が非付着状態で設けられていることを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明の梁継手構造において、前記塑性化部分と座屈拘束部材との間に、付着防止層等により間隙が設けられていることを特徴とする。
また、第３発明では、第１または第２発明の梁継手構造において、柱側のフランジと梁フランジの表面または裏面のいずれか片側にスプライスプレートが配置され、そのスプライスプレートの外側に座屈拘束部材が配置されていることを特徴とする。
においては、
また、第４発明では、第１または第２発明の梁継手構造において、柱側のフランジと梁フランジの表面または裏面の両側にそれぞれスプライスプレートが配置され、各スプライスプレートの外側に座屈拘束部材が配置されていることを特徴とする。
また、第５発明では、第１発明〜第４発明のいずれか発明の梁継手構造において、梁端部における梁フランジに、梁軸方向に延長する長孔または円形孔が設けられ、その長孔または円形孔に位置するようにスプライスプレートの塑性化部分に長孔が設けられ、座屈拘束部材の長孔または円形孔からなるボルト孔と、梁フランジの長孔または円形孔と、スプライスプレートの塑性化部分のボルト孔とに渡ってボルトが挿通されると共にこれに螺合されるナットにより、前記座屈拘束部材がスプライスプレートの塑性化部分に取り付けられていることを特徴とする。
また、第６発明では、第１発明〜第５発明のいずれかの発明の梁継手構造において、前記の座屈拘束部材は、スプライスプレートおよび柱梁接合部材とは別個の部材であることを特徴とする。
また、第７発明では、第１発明〜第６発明のいずれかの発明の梁継手構造において、梁上側において柱側のフランジと梁フランジとにわたって配置される塑性化部分を有しないスプライスプレートに縦リブを設けて、その縦リブによりせん断力を負担し伝達するようにしたことを特徴とする。
また、第８発明では、第１発明〜第７発明のいずれかの発明の梁継手構造において、塑性化部分の横に座屈拘束部材を取付けるためのボルト軸部を当接または近接配置して、塑性化部分の巾方向の変形を抑えるようにしたことを特徴とする。
また、第９発明では、第１発明〜第７発明のいずれかの発明の梁継手構造において、塑性化部分の横に座屈拘束部材を取付けるためのボルト軸部の外側に配置した筒状リングを当接または近接配置して、塑性化部分の巾方向の変形を抑えるようにしたので、筒状リングにより座屈拘束部材を取付けるボルト軸部に直接押圧力を作用させることなく筒状リングによりボルト軸部に分散がなくことを特徴とする。
また、第１０発明の座屈拘束部材では、第１発明〜第７発明のいずれかの発明の梁継手構造に用いられる座屈拘束部材であって、前記座屈拘束部材には、スプライスプレートの厚さ方向の座屈変形を拘束する部分と、スプライスプレートの巾方向の変形を拘束する部分とを備えていることを特徴とする。
本発明によると、次のような効果を有している。
（１）座屈拘束部材によって、スプライスプレートの引張―圧縮の変形に対しても座屈せず、塑性化後も安定した履歴特性が得られる。
（２）非付着状態の場合は、座屈拘束部材によって塑性化部分が座屈せずに、塑性化後も安定した履歴特性が得られる。また、クリアランス（間隙）を設ける場合は、これによって塑性化部分と座屈拘束部材は、座屈拘束部材の剛性が伝わらないため、塑性化部分の剛性や荷重だけを考慮すれば良く、塑性化部分が塑性化した後の荷重や２次剛性が急激に上昇することはない。圧縮時の断面膨張による座屈拘束部材の接触およびそれによる剛性、荷重の上昇を抑えられる。
（３）スプライスプレートの塑性化部分の長さを自由設定できるため、地震時の荷重に対して、塑性化部分を早く降伏させたい場合は、塑性化部分の長さを短くし、塑性化部分を遅く降伏させたい場合には、長くすればよく、降伏させるタイミングを塑性化部分の長さによって調整でき、設計の自由度が飛躍的に高まる。
（４）地震時に、塑性化部分に受ける最大ひずみを塑性化部分の長さによって調整できるので、疲労性能も調整できる。
（５）スプライスプレートの塑性化部分に溶接部分がなくなるので、１）溶接の影響による材質の変化がなくなり、２）スプライスプレートの降伏荷重が変化しない、３）溶接による靭性低下がない、４）溶接部の応力集中および材質変化による疲労低下がない。
（６）座屈拘束部材に、スプライスプレートの厚さ方向の座屈変形を拘束する部分と、スプライスプレートの巾方向の変形を拘束する部分とを備えていると、スプライスプレートの塑性化部分における厚さ方向の座屈拘束のみならず巾方向の過度な変形を防止できる。
（７）座屈拘束部材がスプライスプレートおよび柱梁接合部材とは別個に独立した部材で座屈拘束しているので、塑性化部分に対して常に一定のクリアランスを確保することが可能で、常に安定した座屈拘束効果を得られる。
（８） 梁上側において柱側のフランジと梁フランジとにわたって配置される塑性化部分を有しないスプライスプレートに縦リブを設けて、その縦リブによりせん断力を負担しこれを伝達するようにしたので、塑性化部分を有しないスプライスプレートに縦リブを設けるだけで、せん断力を梁側から柱側に容易に伝達することができる。
（９）塑性化部分の横に座屈拘束部材を取付けるためのボルト軸部を当接または近接配置して、塑性化部分の巾方向の変形を抑えるようにしたので、座屈拘束部材を取付けるボルトを有効に利用して、スプライスプレートにおける塑性化部分の横方向の変形を抑えることができ、また座屈拘束部材の形状を平板等の経済的な単純形状とすることができる。
（１０）塑性化部分の横に座屈拘束部材を取付けるためのボルト軸部の外側に嵌合配置した筒状リングを当接または近接配置して、塑性化部分の巾方向の変形を抑えるようにしたので、座屈拘束部材を取付けるボルトを有効に利用すると共にこれに筒状リングを嵌合配置するだけで、筒状リングおよびボルトにより、スプライスプレートにおける塑性化部分の横方向の変形を抑えることができ、また座屈拘束部材の形状を平板等の経済的な単純形状とすることができる。また、前記筒状リングの高さ寸法をスプライスプレートの塑性化部分の厚さ寸法よりも若干高くして介在させると、スプライスプレートの塑性化部分と座屈拘束部材との間に容易に間隙を設けて、座屈拘束部材をスプライスプレートの塑性化部分に非付着状態とすることができる。
次に、この発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３は本発明の第１実施形態の梁継手構造を示すものであって、梁１の端部における梁せい方向の一端側、すなわち下フランジ２の端部近傍に、梁軸方向に延長する長孔３が、梁軸方向に同じ位置において、フランジ幅方向に間隔をおいて平行に複数（図示の場合は、ウエブ４の両側にそれぞれ１つ合計２つ）設けられている。また、前記長孔３から間隔をおいて梁下フランジ２には、多数のボルト孔１８が設けられている。
柱５側に固定の外ダイアフラム等からなる上フランジ６と下フランジ７が、梁の上下のフランジ２，８と同レベルに対向するように溶接等の固定手段により固定され、各フランジ６，７には、多数のボルト孔１９が設けられている。
前記梁下フランジ２の上面（表面）および下面（裏面）には、それぞれ柱５側の下フランジ７の上面および下面にわたって、梁継手部材としてのスプライスプレート９が重合するように配置され、前記スプライスプレート９には、図８に示すように、幅方向寸法を一定のスプライスプレート９の部材長手方向中間部に、スプライスプレート９の巾方向中央部に１つ（上側配置のスプライスプレート９の場合で図示を省略した）、または巾方向に間隔をおいて２つ（下側配置のスプライスプレート９の場合で図８の場合）のボルト挿通孔を兼ねた長孔１０が設けられて、塑性化部分１１が形成されており、梁下フランジ２の長孔（または円形孔）３にスプライスプレート９の長孔１０が重合または位置するように配置されている。前記スプライスプレート９の材質としては、低降伏点鋼等あるいは、その他の鋼材等を使用することもでき、適宜の公知の材料を使用することができる。スプライスプレート９の両端部には、それぞれ多数のボルト孔２８が間隔をおいて設けられている。
前記スプライスプレート９の塑性化部分１１を形成する場合、図８（ｂ）に示すように、スプライスプレート９の長手方向中間部において、スプライスプレート９の巾方向両側にさらに、切り欠き１２を設けるようにしてもよく、図８（ｂ）に２点鎖線ｄで示すように長孔１０付近まで切り込みを入れ、図８（ｃ）に示すように、スプライスプレート９の巾方向両側の切り欠き１２を深くして、ボルト挿通孔を兼ねた長孔１０を設けないで、塑性化部分１１を形成することもできる。
前記スプライスプレート９の外側に、スプライスプレート９の塑性化部分１１に、その座屈を防止するための矩形状の厚鋼板からなる座屈拘束部材１３が配置され、スプライスプレート９側の配置される座屈拘束部材１３の内面と前記スプライスプレート９との間には、前記座屈拘束部材１３が前記スプライスプレート９に付着し一体化するのを防止し、非付着状態とするために、ゴムシート等の薄い弾性層あるいはゴムアスファルト等の付着防止被膜１４等により間隙が介在されている。本発明においては、座屈拘束部材１３は塑性化部分１１の範囲をカバーするように設け、座屈拘束部材１３の端部に取り付け部を設けないため、スプライスプレート９の塑性化部分１１を適宜設計により長くしても、座屈拘束部材１３を短く小型の部材とすることができる。塑性化部分１１の長さは適宜設計により設定される。
前記座屈拘束部材１３は、スプライスプレート９と同材質である場合には、これよりも曲げ剛性を高くするために、図９に示すように、厚い鋼板を使用し、座屈拘束部材１３の梁軸方向中間部に、座屈拘束部材１３の巾方向中央部に２つ（上側配置の座屈拘束部材１３の場合で図示を省略した）、または巾方向に間隔をおいて４つ（下側配置の座屈拘束部材１３の場合で図９ａの場合）の円形孔１５または長孔が間隔をおいて設けられている。
前記各スプライスプレート９が梁下フランジ２と、柱５側の下フランジ７にわたって配置されて、前記梁下フランジ２の多数のボルト孔と各スプライスプレート９の一端側における多数のボルト孔にわたって挿通された高力ボルト等のボルト１６により、スプライスプレート９の一端側が梁１側に固定され、また柱５側の下フランジ７における多数のボルト孔と、各スプライスプレート９の他端側にける多数のボルト孔とにわたって挿通された高力ボルト等のボルト１６により、スプライスプレート９の他端側が柱５側に固定され、かつ、梁下フランジ２の上下に配置の前記各スプライスプレート９の長孔１０は、上下方向が同じ位置になるように配置され、梁下フランジ２の長孔（又は円形孔）３とその上下の各スプライスプレート９の長孔１０と、座屈拘束部材１３の円形孔１５とにわたってボルト１７が挿通されると共にこれに螺合されるナットにより締め付けられて、前記座屈拘束部材１３は、スプライスプレート９の塑性化部分１１に取り付けられている。
前記座屈拘束部材１３が前記スプライスプレート９に非付着状態であれば、前記座屈拘束部材１３が前記スプライスプレート９に接触あるいは密着していてもよいが、塑性化部分１１の塑性時の膨張を許容する逃げ部（空間等）を設けることが必要である。非付着状態とするためには、付着防止被膜等を介在させる等公知の手段を採用することもでき、あるいは、座屈拘束部材１３側またはスプライスプレート９の一方または両方にずれ止めを設けて、スプライスプレート９と座屈拘束部材１３との間に微小間隙を形成するようにしてもよく、座屈拘束部材１３に軸力を伝達しないようにすればよい。
前記のように構成された梁継手構造では、柱５側の下フランジ７に対して梁１を、スプライスプレート９を介して取り付けた後においても、座屈拘束部材１３を取付けることができる。また、座屈拘束部材１３は、スプライスプレートおよびフランジ等の柱梁接合部材とは別個の部材（１個の単体でもよく、上下に配置する複数部材であってもよい）であって、梁軸方向等に、塑性化部分１１の変形に追従させるため、梁フランジ２（または柱側フランジ）に長孔を設けて梁フランジ２（または柱側フランジ）に対して、位置固定状態で取付けられていない。
なお、梁上フランジ８と柱５側の外ダイアフラムからなる上フランジ６の接合は、塑性化部分を有しない公知のスプライスプレート３０あるいは２点鎖線で示すように補剛リブ付きの継手部材２０および高力ボルト等の多数のボルト３１により接合され、上下方向のせん断力に抵抗する構造とされる。なお図２中で、符号２９で２点鎖線で示す部分は、床スラブである。
（第２実施形態）
図４は、本発明の梁継手構造の第２実施形態を示すものであって、座屈拘束部材１３とスプライスプレート９の間にゴム層からなる弾性層１４を介在させた形態である。この弾性層１４は、スプライスプレート９の塑性化部分１１が圧縮荷重を受けた場合、塑性化部分１１の断面はポアソン比により膨張するが、その圧縮量を前記弾性層１４により吸収するためのクリアランスとして機能している。
その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付して説明を省略する。
（第３実施形態）
図５〜図８は本発明の第３実施形態を示すものであって、この実施形態と、前記の第１実施形態と相違する部分は、座屈拘束部材１４の形状のみが相違し、その他の部分は同様なので、同様な部分には、同様な符号を付して、前記の説明を援用し、相違する部分を主に説明する。
まず、図９（ｂ）を参照して、第３実施形態において使用される座屈拘束部材１３の構造について説明すると、前記座屈拘束部材１３には、スプライスプレートの厚さ方向の座屈変形を拘束する部分と、スプライスプレートの巾方向の座屈変形を拘束する部分とを備えている形態で、図９（ｂ）に示す座屈拘束部材１３は、下側に配置される座屈拘束部材１３を示したもので、平板状の座屈拘束部材本体２１の梁軸方向の中間部に、梁軸方向に延長する長孔１５が、座屈拘束部材本体２１の巾方向に間隔をおいて平行に設けられ、かつ座屈拘束部材本体２１の巾方向両端部には、座屈拘束部材本体２１の厚さ方向の表裏両側に突出するように伸びると共に梁軸方向に連続した補剛リブ２２が間隔をおいて平行に一体に設けられている。
前記補剛リブ２２をさらに説明すると、座屈拘束部材１３における内表面側の補剛リブ２２ａは、座屈拘束部材１３の面外曲げ剛性を高めていると共に、スプライスプレート９がその巾方向に大きく座屈変形するのを拘束するスプライスプレート巾方向変形拘束部材２３である。また座屈拘束部材１３における外表面側の補剛リブ２２ｂは、主として座屈拘束部材１３の曲げ剛性を高めるための補剛リブである。したがって、前記補剛リブ２２ａと、２２ｂｂはその作用が異なるため、図示のように同じ垂直面に位置するように設けなくてもよいものであるが、同じ垂直面に位置するように設けると、座屈拘束部材１３の形状が単純になり経済的に座屈拘束部材１３を製作することができる。前記補剛リブ２２ａ間の内側間隔寸法は、スプライスプレート９における塑性化部分１１の巾寸法よりも若干大きく設定されている。
前記座屈拘束部材１３の内表面のスプライスプレート巾方向変形拘束部材２３の内側と座屈拘束部材本体２１の内表面側には、前記実施形態と同様に、スプライスプレート９と付着するのを防止し、非付着状態とするためにゴム層からなる弾性層１４等が設けられる。
なお、梁下フランジ２の上側（ウエブ４側）に設けられる座屈拘束部材１３は図９（ｂ）に示す形態と比べて、座屈拘束部材１３の巾方向寸法が狭くなり、長孔１５が１つとなる点で相違するが、その他の構成は図９（ｂ）の説明の場合と同様であるので、詳細な図示を省略している。
また、図１０（ａ）に示すように、スプライスプレート９の長手方向中央部に、幅方向中央側に向かう台形溝状の切り欠き１２を設けて塑性化部分１１を形成し、その軸方向両側に座屈拘束部材１３を取付けるための長孔１０を有する広幅部を設け、その広幅部の軸方向外側に、さらに柱側のフランジまたは梁側のフランジに取付けるためのボルト孔２８を有する広幅の取り付け部を設ける形態のスプライスプレート９としてもよく、この場合には、幅方向内側に台形状に突出する突出部分３１を備えた座屈拘束部材１３とすればよく、このような形態のスプライスプレート９の場合には、座屈拘束部材１３を梁フランジ側にのみ配置したり、柱フランジ側のみに配置したり、梁フランジ側と柱フランジ側とに渡って配置する３形態が可能であり、前記長孔１０に重合する梁フランジ側または柱フランジ側の透孔は長孔としておけばよい。
また、図１０（ａ）の変形形態として、図１０（ｂ）に示すように、塑性化部分１１の軸方向両側に座屈拘束部材１３を取付けるための長孔１０を有する広幅部を設けると共に、その広幅部の幅寸法でボルト孔２８を有する取り付け部まで延長するようにしてもよく、この場合には、長孔１０の直径寸法よりもボルト孔２８の直径寸法を小さくし、取り付け部では破壊されないようにする。図１０（ａ），（ｂ）のように座屈拘束部材１３をスプライスプレート９の塑性化部分１１に設ける場合、塑性化部分１１の梁軸方向両側の広幅部に長孔１０を設けて取付けることも可能である。
本発明を実施する場合、柱５側の下フランジ７等のフランジと、梁下フランジ２等の梁フランジの表裏面（上下面）の片面側にスプライスプレート９を１枚配置し、その外側に座屈拘束部材１３を１つ配置する形態にも適用してもよい。
また、本発明を実施する場合、座屈拘束部材１３の巾方向両端側におけるスプライスプレート巾方向変形拘束部材２３は、スプライスプレート９の形状に応じて適宜、座屈拘束部材１３の梁軸方向に部分的に設けることもできる。
本発明では、座屈拘束部材１３がスプライスプレート９の塑性化部分１１に取付られているので、座屈拘束部材１３を短い部材とすることができる。座屈拘束部材１３の一端部を柱側のフランジあるいは梁フランジに固定している場合はその分、座屈拘束部材１３が長くなり部材が大きくなる。座屈拘束部材１３の中間部を、スプライスプレート９の塑性化部分に取付けられていると、座屈拘束部材を短い部材とすることができる。
前記実施形態では、柱側に固定の外ダイアフラムをフランジ７として説明したが、本発明を実施形態する場合、柱側にＨ形鋼等のブラケットあるいはカットＴ形鋼等のスプリットティ（図示を省略した）を固定して、そのブラケットあるいはスプリットティにおけるフランジを、柱側のフランジとする形態にも、本発明を適用してもよい。
前記実施形態では、柱側フランジと、梁端部における梁せい方向（上下方向）の一端側（下側）について説明したが、本発明を実施する場合、梁端部における梁せい方向の両端側（上下両側）における梁フランジと柱側フランジとを、スプライスプレートを用いて接合する梁継手構造に適用してもよい。
ところで、図１４（ａ）に示すように、コンクリート床スラブ２９と梁１とが一体化した合成梁３２（または梁１）に矢印Ｘで示す正曲げモーメントあるいは矢印Ｙで示す負曲げモーメントが作用した場合、合成梁３２の回転中心（中立軸）は正曲げ時と負曲げ時で異なり、矢印Ｘの正曲げ時の回転中心（中立軸）は、図１４（ｂ）に示すように合成梁３２の上部側のＸ１に位置し、矢印Ｙの負曲げ時では、回転中心（中立軸）は、図１４（ｃ）に示すようなＹ２の位置に下がる（ただし、デッキプレート３３の溝内に位置するコンクリートは無視している）。
前記のような合成梁３２（または梁１）の回転は、図１３（ａ）に示すように、梁下フランジ２側の塑性化部分１１を有するスプライスプレート９における塑性化部分１１が伸びる（または縮む）ことで回転が可能になるが、図１３（ｂ）に示すように、柱５側に固定されるブラケット３４の上フランジ３５（または上ダイアフラム６）と下フランジ７（または下ダイアフラム）とに一体に固定されているウエブ３６と、梁１のウエブ４とを、これらにわたって配置されると共にボルト・ナット３８により固定される縦スプライスプレート３９を取り付けては梁３２（１）の回転ができなくなる。
なお、スプライスプレート３０のせん断力の負担が大きくなる場合には、梁１に作用するせん断力を負担しこれを伝達するために、図１１および図１２に示す第４実施形態のように、塑性化部分１１を有するスプライスプレート９に間隔をおいて対向する梁上フランジ側において、柱側の上ダイアフラム６等の柱側の上フランジ３５と梁上フランジ８とにわたって配置される塑性化部分を有しないスプライスプレート３０（２０）に縦リブ４０，４１を設けて、その縦リブ４０，４１によりせん断力を負担し伝達するようにしてもよい。この場合、梁上フランジ８の上面側に配置されるスプライスプレート３０を断面逆Ｔ字状のスプライスプレート３０ａとし、梁上フランジ８の下面側に配置されるスプライスプレート３０を、断面Ｌ字状（図示の場合または図示省略の平板状）のスプライスプレート３０ｂとしてもよい。
前記のように、梁上フランジ８側に配置されるスプライスプレート３０（３０ａ，３０ｂ）に縦リブ４０（４１）を設ける理由は、本発明の梁継手構造においては、梁の上下フランジの一方に塑性化部分を有するスプライスプレートを設け、他方には塑性化させないスプライスプレート（弾性域で使用する弾性スプライスプレート）を配置する構造であるため、図１３（ｂ）に示す従来構造のようにウエブ相互を縦向き配置のスプライスプレート３９で接合し固定すると、梁が回転できなくなったり、ウエブ４，３６の縦スプライスプレート３９が塑性化してしまうためウエブ同士を固定することができないため、また、本発明の梁継手構造においては、塑性化部分１１を有するスプライスプレート９における塑性化部分１１が塑性化した後、その塑性化したスプライスプレート９にはせん断力を負担できなくなるため、前記のように梁上フランジ側に配置されるスプライスプレート３０に縦リブ４０（４１）を設けて、せん断力を負担し伝達する機構にしている。なお、図示を省略するが、スプリットティにおける水平なフランジに縦リブを設けてせん断力を負担し伝達する機構にしてもよい。
図１５から図１７（ａ）は、塑性化部分の横にボルト軸部を配置して、塑性化部分の巾方向の変形を抑える（拘束する）ようにした本発明の第５実施形態を示すものであって、座屈拘束部材１３を取付けるボルト１７の軸部４０を塑性化部分１１の横（巾方向側面）に当接または近接配置すると、塑性化部分１１の巾方向の変形を抑えることができ、また、座屈拘束部材１３を矩形厚板等の単純な形状にすることができ、塑性化部分１１の板厚方向の座屈を座屈拘束部材１３により、塑性化部分１１の巾方向の変形抑制（座屈拘束）をボルト１７により機能させることができる。塑性化部分１１を有するスプライスプレート９および座屈拘束部材１３を梁下フランジ２の上面側に配置する形態でも同様である。
前記のように座屈拘束部材１３を取付けるボルト１７の軸部４２を塑性化部分１１の横に当接または近接配置するためには、単に、前記ボルト１７の横方向の移動を拘束する梁下フランジ２側の長孔（または円形）３または座屈拘束部材１３側のボルト孔１５を、塑性化部分１１の横に位置するように設けて支承するようにすればよい。
また、図１７（ａ）の変形形態として、図１７（ｂ）に示すように、前記ボルト１７の軸部４２に鋼製等の筒状リング４３を嵌合し、その筒状リング４３の外周面を塑性化部分１１に当接または近接配置するようにしてもよい。なお、前記の筒状リング４３の高さ寸法を塑性化部分１１の板厚寸法よりも若干高くしておくと、座屈拘束部材１３と塑性化部分１１を有するスプライスプレート９を非付着状態にするための間隙を容易に形成する筒状スペーサとして機能させることもできる。
本発明を実施する場合、図１１に示す縦リブ４０，４１の形態を前記した各実施形態に適宜適用してもよい。また、図１６および図１７に示す塑性化部分１１の巾方向の変形を拘束する形態を適宜適用してもよい。なお、その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付して説明を省略する。
本発明の第１実施形態または第２実施形態に係る梁継手構造を示す側面図である。 第１実施形態におけるスプライスプレートの塑性化部分で切断した縦断正面図である。 本発明の第１実施形態および第２実施形態に係る梁継手構造を分解斜視図である。 第２実施形態におけるスプライスプレートの塑性化部分で切断した縦断正面図である。 本発明の第３実施形態に係る梁継手構造を示す側面図である。 第３実施形態におけるスプライスプレートの塑性化部分で切断した縦断正面図である。 本発明の第３実施形態に係る梁継手構造を分解斜視図である。 スプライスプレートの形態を示す平面図を示すものであって、（ａ）はスプライスプレートの巾方向中間部に長孔を設けた場合、（ｂ）はスプライスプレートの巾方向の側部にも切り欠きを設けた場合、（ｃ）はスプライスプレートの巾方向中間部に長孔を設けずに、巾方向側端部の切り欠き幅を大きくした場合である。 （ａ）および（ｂ）の左側の図は、本発明の実施形態の各実施形態において用いられる座屈拘束部材を示す斜視図、右側の図は反転した斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、スプライスプレートおよび座屈拘束部材の変形形態を示す図で、梁側フランジと柱側フランジを省略した一部切り欠き平面図である。 本発明の第４実施形態に係る梁継手構造を示す側面図であって、補剛リブ付のスプライスプレートを継手部材とした形態である。 第４実施形態におけるスプライスプレートの塑性化部分で切断した縦断正面図である。 （ａ）は本発明における塑性化部分を有するスプライスプレートが伸縮することで梁が回転することを示す説明図、（ｂ）は従来におけるウエブ相互を固定している縦向きのスプライスプレートにより梁が回転できないことを示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は梁に正曲げモーメントあるいは負曲げモーメントが作用する場合に梁の回転中心が異なるレベルになることを示す説明図である。 塑性化部分の横にボルト軸部を配置して、塑性化部分の巾方向の変形を抑えるようにした本発明の第５実施形態に係る梁継手構造を示す側面図である。 （ａ）は図１５の底面図、（ｂ）は塑性化部分の横に配置したボルト軸部の作用を説明する拡大図である。 （ａ）は図１５における座屈拘束部材を取付けるボルトによって塑性化部分の横方向の変形を抑えている付近の断面図、（ｂ）は（ａ）の変形形態を示すものであって、ボルトに筒状リングを嵌合した形態を示す断面図である。 従来のスプライスプレートの一例を示す斜視図である。 従来の添え板付きスプライスプレートの一例を示す斜視図である。
符号の説明
１ 梁
２ 梁下フランジ
３ 長孔（または円形孔）
４ ウエブ
５ 柱
６ 上ダイアフラム
７ 下フランジ
８ 梁の上フランジ
９ スプライスプレート
１０ 長孔
１１ 塑性化部分
１２ 切り欠き
１３ 座屈拘束部材
１４ 薄い弾性層または付着防止被膜
１５ ボルト孔
１６ ボルト
１７ ボルト
１８ ボルト孔
１９ ボルト孔
２０ 継手部材
２１ 座屈拘束部材本体
２２ 補剛リブ
２３ スプライスプレート幅方向変形拘束部材
２４ 補剛リブ
２５ 補剛リブ付スプライスプレート
２６ 添板
２７ 取付部
２８ ボルト孔
２９ 床スラブ
３０ スプライスプレート
３１ 台形状に突出する部分
３２ 合成梁
３３ デッキプレート
３４ ブラケット
３５ 上フランジ
３６ ウエブ
３７ 縦スプライスプレート
３８ ボルト・ナット
３９ 縦スプライスプレート
４０ 縦リブ
４１ 縦リブ
４２ 軸部
４３ 筒状リング

Claims (10)

  1. 柱側のフランジに、梁フランジを中間部に塑性化部分を有するスプライスプレートを介して固定手段により接合する梁継手構造において、スプライスプレートの塑性化部分に、その塑性化部分の座屈を拘束する別個の座屈拘束部材が非付着状態で設けられていることを特徴とする梁継手構造。
  2. 前記塑性化部分と座屈拘束部材との間に、付着防止層等により間隙が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の梁継手構造。
  3. 柱側のフランジと梁フランジの表面または裏面のいずれか片側にスプライスプレートが配置され、そのスプライスプレートの外側に座屈拘束部材が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の梁継手構造。
  4. 柱側のフランジと梁フランジの表面または裏面の両側にそれぞれスプライスプレートが配置され、各スプライスプレートの外側に座屈拘束部材が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の梁継手構造。
  5. 梁端部における梁フランジに、梁軸方向に延長する長孔または円形孔が設けられ、その長孔または円形孔に位置するようにスプライスプレートの塑性化部分に長孔が設けられ、座屈拘束部材の長孔または円形孔からなるボルト孔と、梁フランジの長孔または円形孔と、スプライスプレートの塑性化部分のボルト孔とに渡ってボルトが挿通されると共にこれに螺合されるナットにより、前記座屈拘束部材がスプライスプレートの塑性化部分に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の梁継手構造。
  6. 前記の座屈拘束部材は、スプライスプレートおよび柱梁接合部材とは別個の部材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の梁継手構造。
  7. 梁上側において柱側のフランジと梁フランジとにわたって配置される塑性化部分を有しないスプライスプレートに縦リブを設けて、その縦リブによりせん断力を負担し伝達するようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の梁継手構造。
  8. 塑性化部分の横に座屈拘束部材を取付けるためのボルト軸部を当接または近接配置して、塑性化部分の巾方向の変形を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の梁継手構造。
  9. 塑性化部分の横に座屈拘束部材を取付けるためのボルト軸部の外側に嵌合配置した筒状リングを当接または近接配置して、塑性化部分の巾方向の変形を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の梁継手構造。
  10. 請求項１〜７のいずれかに記載の梁継手構造に用いられる座屈拘束部材であって、前記座屈拘束部材には、スプライスプレートの厚さ方向の座屈変形を拘束する部分と、スプライスプレートの巾方向の変形を拘束する部分とを備えていることを特徴とする座屈拘束部材。
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