JP2004353441A - Column-to-beam connecting structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築鉄骨骨組となる鋼管柱とH形断面鉄骨梁の接合構造に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a joint structure between a steel pipe column serving as a building steel frame and an H-shaped steel beam.
従来、中空やコンクリート充填された円形や角形の鋼管柱にH形断面の鉄骨梁を接合する形式としては、通しダイアフラム形式と外ダイアフラム形式がある。 Conventionally, there are a through-diaphragm type and an outer-diaphragm type as a method of joining an H-shaped steel beam to a hollow or concrete-filled circular or square steel pipe column.
通しダイアフラムによる接合形式は、図9(a)、図10(a)に示すように、鋼管柱1を梁2のフランジ部2A及びウエブ部2Bの接合位置で切断し、そこに鋳造成形または板から切り出し成形される梁フランジ取付用のリング状またはプレート状のダイアフラム3を挟み込み、鋼管柱1とダイアフラム3を溶接して、一本の柱として再接合した後、ダイアフラム3に梁2のフランジ部2Aを溶接Wすることにより行われている。しかし、このような通しダイアフラム形式では、鋼管の切断、再溶接といった加工に多大な手間が掛かるという不具合がある。この方式は、柱である鋼管の切断と、その切断部の再溶接等の加工手間が必要であり、手間が大きくかかる。またダイアフラムと梁フランジの現場溶接が必要であり、これに伴う品質管理の手間が大きく必要である。
As shown in FIGS. 9A and 10A, the through-diaphragm joining method cuts the
一方、外ダイアフラムによる接合形式は、図9(b)、図10(b)に示すように、鋼管柱1の外径に丁度嵌まる大きさのリング状のダイアフラム3を鋳造や板からの切り出しにより製作し、このようなダイアフラム3を鋼管柱1に嵌め通して、梁2のフランジ部2Aの接合位置で鋼管柱1に溶接し接合した後、ダイアフラム3に梁2のフランジ部2Aを溶接することにより行われ、通しダイアフラム形式のような鋼管柱1の切断、再溶接といった加工手間を回避することができる。
On the other hand, as shown in FIGS. 9 (b) and 10 (b), a joining method using an outer diaphragm is such that a ring-
しかし、このような外ダイアフラム形式では、ダイアフラム3の製作時に、板からリングを切り出す場合には、リング切出し後の板材に残る孔による材料無駄が生じ、材料歩留まりが悪い。この材料無駄を回避するために、ダイアフラムを分割して切出した後に、鋼管柱への取付時に、溶接によりリング状に接合する方法もあるが、溶接などの手間がかかる。また、鋳造成形の場合も、材料歩留まりは良いものの、ダイアフラム3のリングサイズ毎に成形型が必要になったり、材料強度的にも制約があり、設計の自由度を阻害するという問題がある。この方式は、通しダイアフラムの場合と同様、ダイアフラムと梁フランジの現場溶接が必要であり、これに伴う品質管理の手間が大きく必要である。また、逆打ち工法における建て込み誤差(水平方向、垂直方向)に対して、ダイアフラム付き柱では梁の取り付け位置変更が困難である(逆打ち工法については、後に図11で説明する)。
However, in the case of such an outer diaphragm type, when a ring is cut out of a plate at the time of manufacturing the
また、通しダイアフラム及び外ダイアフラムによる接合形式では、作業効率、溶接品質管理の面から、ダイアフラム3の鋼管柱1への取付けは鉄骨加工工場にて行われ、現場では梁の取付・接合のみが行われる。柱に先付けされたダイアフラムと鉄骨梁フランジの接合は、現場溶接される場合が多いが、これも作業・品質管理の面で多大な手間を要する。
In addition, in the connection type using the through-diaphragm and the outer diaphragm, the
さらに、特開平8−68115号公報、特開平8−4111号公報には、柱外周に鋼管を設けた接合構造の技術が開示されているが、いずれも複雑な形状を持つブラケット部を溶接組立する必要があり、加工手間を多く必要とし、品質管理の手間も多くかかる。
従来の柱・梁の接合構造はいずれも加工手間、品質管理手間が多くかかり、また施工誤差が生じやすい等の問題があった。本発明は、従来技術の加工手間、品質管理手間、施工誤差の問題を取り除き、鋼管柱とH形断面鉄骨梁を容易に接合するとともに品質確保を可能とした柱・梁の接合構造を提供することを目的とする。 The conventional column / beam joint structure has problems in that it requires much processing time and quality control time, and that a construction error easily occurs. The present invention provides a joint structure of a column and a beam that eliminates the problems of the conventional techniques of processing time, quality control time, and construction error, easily joins a steel pipe column to an H-shaped steel beam, and ensures quality. The purpose is to:
前記の目的を達成するため、本発明は次のように構成する。 To achieve the above object, the present invention is configured as follows.
第1の発明は、鋼管柱とH型断面鉄骨梁とを接合する柱・梁の接合構造において、スリットを有し、前記柱断面より径の大きい外部鋼管を前記鋼管柱の外周に配置し、梁接合片部とスリット係合部を有する柱・梁接合部材をスリットに挿通し、前記梁接合片部を前記外部鋼管の外側へ突出させたうえ、前記梁接合片部と梁フランジをボルト接合し、前記外部鋼管と鋼管柱の間隙に経時硬化性材料を充填することにより、前記柱鋼管と外部鋼管と接合部材の各部材相互を一体化したことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in a column / beam joint structure for joining a steel tube column and an H-shaped steel beam, an external steel tube having a slit and having a diameter larger than the column cross section is arranged on an outer periphery of the steel tube column, A column / beam joining member having a beam joining piece and a slit engaging portion is inserted into the slit to project the beam joining piece outside the outer steel pipe, and then bolt joining the beam joining piece and the beam flange. The gap between the outer steel pipe and the steel pipe column is filled with a time-curable material to integrate the column steel pipe, the outer steel pipe, and the joining member with each other.
第2の発明は、第1の発明において、前記スリットは、鉄骨梁の上下フランジに対応して設ける上下接合部材を挿通するよう前記外部鋼管の上下に開設されていることを特徴とする。 A second invention is characterized in that, in the first invention, the slit is formed above and below the outer steel pipe so as to insert upper and lower joining members provided corresponding to upper and lower flanges of a steel beam.
第3の発明は、第1の発明において、前記外部鋼管は、鉄骨梁の上部と下部のフランジに接合する各接合部材に対応して個別に設けられ、各外部鋼管に接合部材を挿通するスリットを有していることを特徴とする。 In a third aspect based on the first aspect, the outer steel pipe is provided individually corresponding to each of the joining members joined to the upper and lower flanges of the steel beam, and the slit for inserting the joining member through each outer steel pipe is provided. It is characterized by having.
第4の発明は、鋼管柱とH型断面鉄骨梁とを接合する柱・梁の接合構造において、鉄骨梁の上部と下部のフランジに接合する各接合部材に対応して、前記柱断面より径の大きい上下一対の外部鋼管を前記柱の外周に配置し、かつ上下の外部鋼管の間にスリットを形成するとともに、梁接合片部とスリット係合部を有する柱・梁接合部材をスリットに挿通し、前記梁接合片部を前記外部鋼管の外側へ突出させたうえ、前記梁接合片部と梁フランジをボルト接合し、前記外部鋼管と鋼管柱の間隙に経時硬化性材料を充填することにより、前記柱鋼管と外部鋼管と接合部材の各部材相互を一体化したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in a column / beam joint structure for joining a steel pipe column and an H-shaped section steel beam, a diameter of the column section is larger than that of the column section corresponding to each joining member joined to upper and lower flanges of the steel beam. A pair of upper and lower outer steel pipes having a large diameter is arranged on the outer periphery of the column, and a slit is formed between the upper and lower outer steel pipes, and a column / beam connecting member having a beam connecting piece and a slit engaging portion is inserted through the slit. Then, by projecting the beam joint piece to the outside of the external steel pipe, bolt-joining the beam joint piece and the beam flange, and filling a gap between the external steel pipe and the steel pipe column with a time-curable material. Each of the column steel pipe, the external steel pipe, and the joining member is integrated with each other.
第5の発明は、第1〜第4の何れかの発明において、前記柱・梁接合部材のスリット係合部は、前記外部鋼管の内面に面接触していることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the slit engagement portion of the column / beam joining member is in surface contact with the inner surface of the outer steel pipe.
第6の発明は、第1〜第4の何れかの発明において、前記柱・梁接合部材のスリット係合部は、前記外部鋼管の内面に面接触しており、かつ、接触部を内外に挿通するボルトにて前記スリット係合部と前記外部鋼管が一体に結合していることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the slit engagement portion of the column / beam joining member is in surface contact with the inner surface of the outer steel pipe, and the contact portion is moved inward and outward. The slit engaging portion and the external steel pipe are integrally connected with each other by a bolt to be inserted.
第7の発明は、第1〜第6の何れかの発明において、前記外部鋼管は周方向に分割されていて、分割部材の相互間をボルト接合又は溶接接合することによりよりリング状に形成されていることを特徴とする。 In a seventh aspect based on any one of the first to sixth aspects, the outer steel pipe is divided in a circumferential direction, and is formed in a ring shape by bolting or welding between the divided members. It is characterized by having.
第8の発明は、第1〜第7の何れかの発明において、鋼管柱の外面と外周鋼管の内面の両方または何れか一方には、経時硬化性材料に係合するずれ止めが設けられていることを特徴とする。 According to an eighth invention, in any one of the first to seventh inventions, both or one of the outer surface of the steel pipe column and the inner surface of the outer peripheral steel pipe is provided with a slip stopper that engages with the time-hardening material. It is characterized by having.
本発明に係る柱・梁の接合構造によると、鋼管柱の外周に配置する外部鋼管に形成したスリットに接合部材を挿通し、梁接合片部を外部鋼管の外側に突出させ、外部鋼管の内側にスリット係合部を配し、かつ、鋼管柱と外部鋼管の間に経時硬化性材料を充填して部材相互間を一体化したので、梁フランジからの応力を接合部材と外部鋼管および経時硬化性材料を介して柱に伝達でき、従来のダイアフラム方式等において必要とされていた、多量の溶接およびその品質管理手間が不要になる。また、経時硬化性材料を施工する前に、接合部材および外部鋼管の位置調整が可能であるため、地上骨組みのみならず、特に逆打ち工法により構築される地下骨組み施工においては、施工誤差の吸収が容易となる。 According to the joint structure of a column and a beam according to the present invention, a joining member is inserted into a slit formed in an external steel pipe arranged on the outer periphery of a steel pipe column, and a beam joining piece is projected outward of the external steel pipe. Since the slit engagement part is arranged on the inside and the time-hardening material is filled between the steel pipe column and the external steel pipe, the members are integrated with each other, so the stress from the beam flange is reduced to the joint member, the external steel pipe and the time-hardening The material can be transmitted to the pillar via the conductive material, and a large amount of welding and quality control work required in the conventional diaphragm method and the like are not required. In addition, since the position of the joint member and the external steel pipe can be adjusted before the time-hardening material is applied, not only the above-ground structure but also the underground structure constructed by the back-in-place method is absorbed. Becomes easier.
さらに、柱・梁接合部材のスリット係合部を、外部鋼管の内面に面接触させることにより、接合金物である前記柱・梁接合部材と、外部鋼管の接触面で梁フランジの引張力を伝達することで、外部鋼管の優れた面外抵抗を発揮させることができると共に、経時硬化性材料の破壊なく、接合部のスリップ性状を抑制でき該接合部の剛性が一層向上する。前記に加えて、面接触部を内外に挿通するボルトにてスリット係合部と外部鋼管を一体に結合することで、接合部に作用するせん断力を経時硬化性材料の支圧+ボルト接合部の摩擦で伝達でき、せん断応力の伝達が確実である。
Further, by making the slit engagement portion of the column / beam joint member come into surface contact with the inner surface of the external steel pipe, the tensile force of the beam flange is transmitted at the contact surface between the column / beam joint member, which is a metal joint, and the external steel pipe. By doing so, the excellent out-of-plane resistance of the outer steel pipe can be exhibited, and the slip property of the joint can be suppressed without destruction of the time-hardening material, and the rigidity of the joint can be further improved. In addition to the above, by integrally connecting the slit engaging portion and the outer steel pipe with bolts that penetrate the surface contact portion inside and outside, the shear force acting on the joining portion can be reduced to the bearing pressure of the temporally hardening material + the bolt joining portion. And the transmission of shear stress is assured.
以下、本発明の実施形態を図1〜図5を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は、本発明の第1実施形態に係る柱・梁接合構造の全体構成を概略的に示す側面説明図、図2(a)は、図1の柱・梁接合構造を拡大して示す横断平面図、(b)は縦断面図、(c)は、(b)の部分図である。 FIG. 1 is an explanatory side view schematically showing an overall configuration of a column / beam joint structure according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2A is an enlarged view of the column / beam joint structure of FIG. FIG. 2B is a cross-sectional plan view, FIG. 2B is a longitudinal sectional view, and FIG. 1C is a partial view of FIG.
円形または角形鋼管からなる鋼管柱1の外周には、前記柱断面より大きな円形または角形鋼管からなる外部鋼管4が配置され、外部鋼管4の上下の部位にはスリット5が開設され、T型断面の柱・梁接合部材6を前記スリット5の内側から外側へ挿通して前記柱・梁接合部材6におけるスリット係合部6bを前記スリット5の内側に係合させ、梁接合片部6aを前記スリット5の外側に突出させたうえ、上部の柱・梁接合部材6にあっては、梁接合片部6aをH型断面鉄骨梁2の上フラン2aの上面に当てがって高力ボルト7にて摩擦接合し、下部の柱・梁接合部材6にあっては、梁接合片部6aをH型断面鉄骨梁2の下フランジ2bの下面に当てがって高力ボルト7にて摩擦接合する。
On the outer periphery of the
また、前記鋼管柱1と外部鋼管4との間隙にモルタル等の経時硬化性材料8を充填硬化させることで、鋼管柱1と外部鋼管4とT型断面の柱・梁接合部材6を一体化している。
The gap between the
第1実施形態においては、上下方向に所定の長さを有する外部鋼管4の上下部で、かつ、鋼管柱1に相対して4方から接続するする各梁2に対峙し、かつ各梁の上下フランジ2a、2bに対応する位置に上下スリット5、5が設けられていて、各上下スリット5、5に柱・梁接合部材6の梁接合片部6aが挿入配置されている。
In the first embodiment, the upper and lower portions of the
また、上下の柱・梁接合部材6の間において、外部鋼管4の外周面には、各梁2のウエブ2cに対応して長方形のシアプレート11が溶接にて接合されている。シアプレート11には複数のボルト挿通孔12が上下に列をなして開設されている。そして、シアプレート11のボルト挿通孔12を梁2のウエブ2c端部に開設したボルト挿通孔12に合わせ、両ボルト挿通孔12に高力ボルト7を挿通することで、シアプレート11を介して梁2のウエブ2cと外部鋼管4との接合が行われる。その接合に際しては、シアプレート11およびウエブ2cのボルト挿通孔12が長孔であることで、両接合部材間の上下・水平方向の調整を行う。
Further, between the upper and lower column /
前述のように鋼管柱1と外部鋼管4と柱・梁接合部材6の間は、経時硬化性材料8を充填し硬化することによって一体化するものであるが、各部材と経時硬化性材料8との一体化性を向上し、両部材間に作用するせん断力を向上するために鋼管柱1の外周面と外部鋼管4の内周面の何れか一方または両方に梁せん断力伝達用のずれ止め突起(シアキー)10を設け、経時硬化性材料8を介して外部鋼管4、梁2の応力が鋼管柱1に伝達可能な強度を有する接合構造を呈するようになっている。
As described above, the space between the
前記した本発明の柱・梁接合構造によれば、梁2の曲げ応力は、上下両フランジ部2aを通じて、柱・梁接合部材6、経時硬化性材料8と外部鋼管4を介して鋼管柱1に伝達される。梁2のせん断力は、予め外部鋼管4に溶接接合されて、梁2のウエブ2cが高力ボルト7にて接合されるシアプレート11により経時硬化性材料8と外部鋼管4を介して鋼管柱1に伝達される。なお、シアプレート11を設けずに柱・梁接合部材6により梁せん断力を伝達することもできる。
According to the above-described column / beam joint structure of the present invention, the bending stress of the
ここで柱・梁接合時の施工工程を説明する。まず、工場生産の段階において、スリット5を有する外部鋼管4を製作し、T字断面の柱・梁接合部材6の梁接合片部6aを前記スリット5の内側から外側へ挿通して外部鋼管4の外側に突出させると共に、スリット係合部6bをスリット5の内側に係合させた態様とする。
Here, the construction process at the time of column / beam joining will be described. First, at the stage of factory production, an
前記のように柱・梁接合部材6を配置した外部鋼管4を鋼管柱1の所定の高さ位置に配置して仮支持させる。次に、上下の前記柱・梁接合部材6をH型断面鉄骨梁2の上下フランジ2a、2bの上下面に当てがい、その当接部を高力ボルト7にて摩擦接合する。また、外部鋼管4に溶接のシアプレート11と梁2のウエブ2cとを高力ボルト7にて摩擦接合する。
The
つぎに、前記の状態で外部鋼管4を間隙を介して鋼管柱1に対して上下方向と水平方向に位置調整して、梁2と鋼管柱1との誤差を修正しこの状態で仮支持する。つぎに、外部鋼管4と鋼管柱1の間隙に経時硬化性材料8を充填し硬化させる。なお、経時硬化性材料8の充填に際して、外部鋼管4の下端と鋼管柱1との間隙および、スリット5と柱・梁接合部材6の間隙は、経時硬化性材料8が漏出しないように任意の密封部材13で充填材の漏れ防止処理を施しておく。
Next, in the above-mentioned state, the position of the
第1実施形態によると、鋼管柱1に嵌合する外部鋼管4と、そのスリット5を介して外部鋼管4に係合させた柱・梁接合部材6および、鋼管柱1と外部鋼管4の間隙に充填する経時硬化性材料8の硬化により各部材を一体化することで、梁2を鋼管柱1に接合するものであるから、従来のダイアフラム方式等において必要とされていた、多量の溶接およびその品質管理手間が不要になる。また、経時硬化性材料8を施工する前に、柱・梁接合部材6および外部鋼管4の位置調整が可能であるため、地上骨組みのみならず、特に逆打ち工法(後に、図11で説明する)により構築される地下骨組み施工においては、施工誤差の吸収が容易となる。
According to the first embodiment, the
図3(a)、(b)は第2実施形態を示す。第1実施形態では、一つの外部鋼管4が所定の長さを有していて、その上部と下部にH型断面鉄骨梁2の上下の各フランジ2a、2bに対応するスリット5、5が設けられ、各スリット5を通して上下の柱・梁接合部材6、6が設けられている。これに対し、第2実施形態では、H型断面鉄骨梁2の上下フランジ2a、2bに対応して、上下2つの外部鋼管4、4が設けられていて、各外部鋼管4、4のそれぞれに上下フランジ2a、2bに対応するスリット5または5が設けられ、各スリット5または5に上下フランジ2a、2bに対応する柱・梁接合部材6、6が設けられた例を示す。
FIGS. 3A and 3B show a second embodiment. In the first embodiment, one
また、この第2実施形態においては、上下の各外部鋼管4、4の間において、鋼管柱1の外周面には、各梁2のウエブ2cに対応して長方形の連結プレート14が溶接にて接合されている。この連結プレート14には長孔からなる複数のボルト挿通孔12が上下に列をなして開設されている。また、両側部に沿って上下に複数のボルト挿通孔12を有するシアプレート11が設けられ、シアプレート11の一側のボルト挿通孔12と梁2のウエブ2c端部に開設した長孔からなるボルト挿通孔12に高力ボルト7を挿通して両部材をボルト接合するとともに、シアプレート11の他側のボルト挿通孔12と連結プレート14に開設のボルト挿通孔12に高力ボルト7を挿通して梁2のウエブ2c端部と鋼管柱1を結合している。連結プレート14およびウエブ2cのボルト挿通孔12が長孔であることで両接合部材間の上下・水平方向の調節を行う。他の構成は第1実施形態と同じである。
In the second embodiment, between the upper and lower
図3(c)は第3実施形態を示す。第3実施形態は第2実施形態の変形例に相当する。すなわち、第3実施形態では、第2実施形態おける上下の各外部鋼管4、4をそれぞれ上下に分断した形状である。すなわち、上下の各外部鋼管4、4のそれぞれは、上下分割鋼管4a、4bとから構成され、かつ、上下分割鋼管4a、4aを所定の間隔をあけて配置することにより、相互間にスリット5を形成した例を示す。
FIG. 3C shows a third embodiment. The third embodiment corresponds to a modification of the second embodiment. That is, the third embodiment has a shape in which the upper and lower
この第3実施形態においては、第2実施形態と同様に、鋼管柱1と梁2のウエブ2cの間は、鋼管柱1に溶接した連結プレート14とシアプレート11を介して高力ボルト7で接合されている。他の構成は第1、第2実施形態と同じである。
In the third embodiment, similarly to the second embodiment, a high-
図4は第4実施形態を示す。第4実施形態では、一つの外部鋼管4が周方向の対称位置で2分割されていて、各分割鋼管4c、4dの間が接合プレート15、15を介してボルト16で着脱自在に接合された例を示す。第4実施形態によると、外部鋼管4は周方向に分割された分割鋼管4c、4dとから構成されているので、第1〜第3実施形態の外部鋼管4のように、鋼管柱1の上部から嵌合しなくとも、各階の梁2を接合する部位で、各分割鋼管4c、4dの間を接合プレート15、15を介してボルト16によりリングに組立てるとよく、施工性が向上する。他の構成は第1〜第3の実施形態と同じである。
FIG. 4 shows a fourth embodiment. In the fourth embodiment, one
図5は第5実施形態を示す。第5実施形態の基本的構成は、第1実施形態と同じである。この第5実施形態が第1実施形態と相異する点は、鋼管柱1の外周面と外部鋼管4の内周面のいずれにも、ずれ止め突起10を設けない点であり、他の構成は第1実施形態と同じである。第5実施形態にあっても、経時硬化性材料8によって鋼管柱1と外部鋼管4と柱・梁接合部材6を一体化でき、柱・梁の接合構造における構成の簡潔性、加工や施工の容易性、施工誤差の調整容易などの利点を発揮できる。
FIG. 5 shows a fifth embodiment. The basic configuration of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment. The fifth embodiment is different from the first embodiment in that neither the outer circumferential surface of the
図6は第6実施形態を示す。第6実施形態の基本的構成は、第1実施形態と同じである。この第6実施形態が第1実施形態と相異する点は、第1実施形態では、柱・梁接合部材6のスリット係合部6bと外部鋼管4の内面が経時硬化性材料8を介してのあるのに対し、第6実施形態では、柱・梁接合部材6のスリット係合部6bと外部鋼管4の内面が面接触している点である。このように面接触であると梁上下フランジ2a、2bの引張力に対し優れた面外抵抗を発揮できる(詳細は図8を参照して説明する)。
FIG. 6 shows a sixth embodiment. The basic configuration of the sixth embodiment is the same as that of the first embodiment. The difference between the sixth embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the
図7は第7実施形態を示す。この第7実施形態が第6実施形態と相異する点は、柱・梁接合部材4のスリット係合部6bと外部鋼管4の内面を面接触させたうえ、この面接触部を内外に挿通して高力ボルト9を設け、ナット9aで締結している点である。このように面接触であることに加えたボルト接合により、梁上下フランジ2a、2bの引張力に対し優れた面外抵抗を発揮できると共に、せん断力に対しても強力な伝達機能を発揮できる(詳細は図8を参照して説明する)。
FIG. 7 shows a seventh embodiment. The seventh embodiment is different from the sixth embodiment in that the
図8(a)〜(e)は、第1〜第7実施形態における柱・梁接合部の力の伝達を示す。順に説明すると、図8(a)、(b)、(c)は、第1〜第5実施形態における、柱・梁接合部材6のスリット係合部6bと、外部鋼管4の内面の非接触状態での両部材に作用する梁フランジ引張力、梁フランジ圧縮力、梁せん断力を矢印で示す縦断面図である。
FIGS. 8A to 8E show the transmission of the force at the column / beam joint in the first to seventh embodiments. To explain in order, FIGS. 8A, 8B, and 8C show non-contact between the
図8(a)の矢印方向に鉄骨梁2による梁フランジ引張力が作用したとき、スリット係合部6bが外部鋼管4内で経時硬化性材料8の支圧を介して応力伝達することで、外部鋼管4の優れた面外抵抗を発揮する。図8(b)のように鉄骨梁2による梁フランジ圧縮力が作用したとき、スリット係合部6bが外部鋼管4内で経時硬化性材料8の支圧を介して鋼管柱1に応力伝達する。また、図8(c)のように鉄骨梁2による梁フランジせん断力が作用したとき、梁接合片部6aとスリット係合部6bが外部鋼管4内で経時硬化性材料8の支圧でせん断応力を伝達する。
When a beam flange tensile force is applied by the
図8(d)は、第6実施形態における柱・梁接合部の力の伝達を示す。図8(d)図では、柱・梁接合部材6のスリット係合部6bと外部鋼管4の内面が面接触しているので、図の矢印のように鉄骨梁2による梁フランジ引張力が作用したとき、スリット係合部6bが外部鋼管4内面に直接支圧で応力伝達することで、外部鋼管4の優れた面外抵抗を発揮する。しかも、経時硬化性材料8で支圧を受けないのでこれの破壊のおそれがなく、接合部のスリップ性状を抑制できる。梁フランジ圧縮力、梁せん断力に対しては、図8(b)、(c)と同様に応力伝達する。
FIG. 8D shows transmission of force at the column / beam joint in the sixth embodiment. In FIG. 8D, since the
図8(e)は、第7実施形態における柱・梁接合部の力の伝達を示す。図8(e)では、柱・梁接合部材6のスリット係合部6bと外部鋼管4の内面が面接触したうえ、さらに、面接触部が高力ボルト9で接合されているので、図のように鉄骨梁2による梁せん断力が作用したとき、経時硬化性材料8の支圧+ボルト接合部の摩擦で確実にせん断力を伝達できる。
FIG. 8E shows the transmission of the force at the column / beam joint in the seventh embodiment. In FIG. 8E, the
次に、本発明に係る柱・梁の接合構造の適用例の一つである逆打ち工法について説明する。逆打ち工法は、地下を有する建築物の地下骨組を構築する際に、従来工法に対して工期短縮が可能な点で多用されつつある。 Next, a description will be given of a reverse striking method, which is one of application examples of the column / beam joint structure according to the present invention. When constructing an underground skeleton of a building having an underground, the reverse striking method is being used frequently because the construction period can be shortened compared to the conventional method.
図11(a)〜(d)は、逆打ち工法の概要を示す図である。 FIGS. 11A to 11D are diagrams showing an outline of the reverse hitting method.
図11(a)に示すように、まず、地盤21に山止め壁22を建造物構築予定範囲を取囲むように作る。次いで、山止め壁22の内側で、柱の立設予定位置に杭穴23をドリル掘削する。そして、杭穴23に円形または角鋼管からなる鋼管柱1を建て込む。この鋼管柱1の建て込みと前後して、コンクリート等を用いた支持杭24を造成するとともに、鋼管柱1の下端を根入れする等の措置により、鋼管柱1を支持杭24に支持させる。
As shown in FIG. 11A, first, a retaining
鋼管柱1の建て込み後、図11(b)に示すように、支持杭24より上部の杭穴23を掘削土砂25にて埋め戻す。このとき、地上面では一階床面(床躯体)26を鋼管柱1の支えとして設置する。次いで、山止め壁22の内側を掘削機にて掘削する。この場合、掘削機の地下部への搬入や作業者の地下への出入りは、床躯体26の仮設開孔27を通して行う。
After the
地下部分の掘削時、図11(c)に示すように、鋼管柱1の外周の埋め戻し土砂25も同時に「はつり」、鋼管柱1を剥き出しに露出させる。このような地下1階部分の掘削が終了すると、鋼管柱1に、地下1階床を構成するH形断面鉄骨からなる梁2を接合する。
When excavating the underground portion, as shown in FIG. 11 (c), the backfilled
柱梁の接合後、図11(d)に示すように、地下1階部分の底部及び外周に鉄筋コンクリート28を打設し、地下1階部分の床及び空間を構築する。このような工程を繰返して地下2階部分の空間を構築する。このとき、地上では同時進行で、地上階部分の鋼管柱1にも梁2を接合し、地上階部分を構築する。前記のように逆打ち工法は、地下部分と地上部分を同時に平行して施工できるため工期短縮が可能となる。
After joining the columns and beams, as shown in FIG. 11D, reinforced
前記の逆打ち工法において、地中に建込まれる鋼管柱すなわち構真柱は水平方向、高さ方向に建込み誤差が大きいため、事前にダイアフラムが取付けられている場合には、梁の取付位置等の変更が困難といった問題もある。また、地下空間は湿度が高いため、梁フランジとダイアフラムの現場溶接には地上骨組にもまして品質管理が重要となるため、そのための手間は多大であるが、前記鋼管柱1と梁2の接合に際して、第1〜第5実施形態で説明した本発明に係る柱・梁の接合構造を適用することにより前記の問題が解決される。 In the above-mentioned reverse striking method, since the steel pipe pillars to be built in the ground, that is, the straight pillars, have large errors in the horizontal and height directions, if the diaphragm is mounted in advance, the mounting position of the beam There is also a problem that it is difficult to change such as In addition, since the underground space is high in humidity, quality control is more important than the above-ground frame for on-site welding of the beam flange and the diaphragm. In this case, the above-mentioned problem is solved by applying the column / beam joint structure according to the present invention described in the first to fifth embodiments.
なお、図では鋼管柱1と外部鋼管4の組合わせとして、円形と円形、角形と角形の例を示しているが、これらの組み合わせは任意であり、円形と角形を組み合わせてもよい。また、円形の外部鋼管内面に柱・梁の接合部材を面接触させる場合には、スリット係合部を鋼管に合わせ円弧状とするのがよい。その他、T字断面の柱・梁接合部材をL字断面とし、外部鋼管の外側から挿通可能とする等、各実施形態で示した構成を適宜設計変更して実施することは構わない。
〔実施形態の作用〕
In the drawings, examples of a combination of the
[Operation of Embodiment]
本実施形態に係る柱・梁の接合構造によると、鋼管柱の外周に配置する外部鋼管に形成したスリットに接合部材を挿通し、スリット係合部を外部鋼管の外側に突出させ、外部鋼管の内側にスリット係合部を配し、かつ、鋼管柱と外部鋼管の間に経時硬化性材料を充填して部材相互間を一体化したので、梁フランジからの応力を接合部材と外部鋼管および経時硬化性材料を介して柱に伝達でき、従来のダイアフラム方式等において必要とされていた、多量の溶接およびその品質管理手間が不要になる。また、経時硬化性材料を施工する前に、接合部材および外部鋼管の位置調整が可能であるため、地上骨組みのみならず、特に逆打ち工法により構築される地下骨組み施工においては、施工誤差の吸収が容易となる。
According to the column / beam joining structure according to the present embodiment, the joining member is inserted into the slit formed in the external steel pipe disposed on the outer periphery of the steel pipe column, and the slit engaging portion is projected outside the external steel pipe, thereby forming the external steel pipe. Since the slit engaging part is arranged inside and the time hardening material is filled between the steel pipe column and the external steel pipe, the members are integrated with each other, so the stress from the beam flange is reduced to the joint member and the external steel pipe and the time. The beam can be transmitted to the column via the curable material, and a large amount of welding and quality control work required in the conventional diaphragm method and the like are not required. In addition, since the position of the joint member and the external steel pipe can be adjusted before the time-hardening material is applied, not only the above-ground structure but also the underground structure constructed by the back-in-place method is absorbed. Becomes easier.
1 鋼管柱
2 鉄骨梁
2a 上フランジ
2b 下フランジ
2c ウエブ
3 ダイアフラム
4 外部鋼管
4a 分割鋼管
4b 分割鋼管
4c 分割鋼管
5 スリット
6 柱・梁接合部材
6a 梁接合片部
6b スリット係合部
7 高力ボルト
9 高力ボルト
8 経時硬化性材料
10 ずれ止め
11 シアプレート
12 ボルト挿通孔
13 密封部材
14 連結プレート
15 接合プレート
16 ボルト
21 地盤
22 山止め材
23 杭穴
24 支持杭
25 掘削土砂
26 一階床面(床躯体)
27 仮設開口
28 コンクリート
DESCRIPTION OF
27
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