JP2005248623A

JP2005248623A - 柱とｈ形断面梁の高力ボルト接合構造

Info

Publication number: JP2005248623A
Application number: JP2004062811A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sawaizumi; 紳一澤泉; Ryoichi Sugano; 良一菅野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】建込み後のコンクリート充填鋼管柱の任意の位置に、Ｈ形断面梁を容易に接合可能で、接合部性能を安定確保でき、ダイアフラムやブラケットのための加工・組み立てや溶接接合を排除し製作コスト、施工コスト負担を軽減できるコンクリート充填鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造を提供する
【解決手段】例えば鋼管柱に、この鋼管柱の外径より大きな内径を有する鋼管ソケットを挿通し、鋼管ソケットにＨ形断面梁を接合するとともに、コンクリート充填鋼管柱と鋼管ソケット間の隙間に充填材を充填・固化させるコンクリート充填鋼管柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造であり、鋼管ソケットに接合金物またはエンドプレートを介してＨ形断面梁を引張ボルト接合するようにしたもの。
【選択図】図２

Description

本発明は、鋼構造建築物を構成するために、例えば円形の鋼管柱を建込み後に、その任意の位置にＨ形断面梁を取り付ける場合において適用するものであり、鋼管柱の径より内径が大径である、例えば円形の鋼管ソケットを挿通し、鋼管ソケットにＨ形断面梁を接合するとともに、鋼管柱と鋼管ソケット間の隙間に充填材を充填・固化させる鋼管柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造に関するものである。

従来、柱とＨ形断面梁の接合構造に関する技術としては、例えば特許文献１に、地階躯体構築方法が開示されている。この構築方法では、逆打ち構法で構築される地下骨組において、コンクリート充填鋼管の構真柱と鉄骨梁の接合に、梁接合用のブラケットやガセットプレートが溶接取り付けされた鋼管ソケットを用いている。鋼管柱と鉄骨梁を溶接やボルト等の従来型の接合で問題となる構真柱の建込誤差を、外側の鋼管と柱のクリアランスにより吸収し、このクリアランスへの充填物により固定して柱と梁を接合する。
また、特許文献２には、リングパネル工法が開示されている。この工法では、コンクリート充填鋼管と鉄骨梁の接合に特許文献１と同様の鋼管ソケットを用い、特許文献１の構築方法が連続した柱を対象としているのに対し、柱継手を併設し、梁接合と同時に柱どうしの接合も完了するものである。この場合、接合される上下の柱にわたり内部に鉄筋カゴを設置することで継手部の内部コンクリートの連続性を確保している。

上記の２つの特許文献１、２に開示の技術は、コンクリート充填鋼管柱に鋼管ソケットを嵌めるという基本的な発想は同じであり、コンクリート充填鋼管柱に嵌める鋼管ソケットと梁の接合方法として、鋼管ソケットの外側に外ダイアフラムと一体化された梁ブラケットを溶接組み立てにて製作するか、鋼管ソケットにＨ形断面のブラケットをダイアフラムなしに直接に溶接接合することが示されている。
これらの技術においては、ダイアフラムやブラケットの製作や溶接部の品質管理にかかる手間は大きい。加えて、後者のブラケット直接溶接の場合には、ブラケットのフランジと鋼管ソケットとの接合部近傍においてフランジの幅方向の応力分布が不均一となり、フランジ縁端付近に大きな応力が集中することになる。
例えば、コンクリート充填円形鋼管柱に嵌め込んで充填物により固定した円形の鋼管ソケットにＨ形鋼梁を溶接接合した場合においては、梁フランジに引張応力が作用した時の該溶接部近傍でのフランジ幅方向の応力分布は、図１５に示すように梁フランジの縁端付近の応力が大きくなる。一般には、梁フランジの幅方向に一様な応力が作用すると考えて一様な応力レベルで接合部設計がされるため、フランジ縁端付近の強度が不足しており、ここに大きな引張応力が集中した場合には構造性能が阻害されることになる。
この対策として、応力集中を考慮して接合部設計することが考えられるが、応力集中の度合いを評価するのに煩雑な数値検討を必要とするのに加え、その最大応力に対して接合部設計をすることは、応力が低いところに対しても過大で不経済な強度を要求することになり現実的ではない。
特許第２８６７０８０号公報特許第３２８１９６７号公報

本発明は、建込み後の柱、例えばコンクリート充填鋼管柱に、この鋼管柱の外径より大きな内径を有する鋼管ソケットを挿通し、鋼管ソケットにＨ形断面梁を接合するとともに、コンクリート充填鋼管柱と鋼管ソケット間の隙間に充填材を充填・固化させるコンクリート充填鋼管柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造において、コンクリート充填鋼管柱の任意の位置に、Ｈ形断面梁を容易に接合可能で、接合部性能を安定確保でき、ダイアフラムやブラケット加工・組み立てや溶接接合を排除し製作コスト、施工コスト負担を軽減できるコンクリート充填鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造を提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するために以下の（１）〜（５）の構成を要旨とするものである。
（１）柱のＨ形断面梁接合部に、その外径（例えば、角形鋼管柱の場合では相対する側面の外面間距離を意味する、以下「外径」と称する。）より大きな内径（例えば角形鋼管柱の場合では相対する側面の内面間距離を意味する、以下「内径」と称する。）を有し、かつ梁せいより若干大きな長さを有する鋼管ソケットを挿通し、鋼管ソケットにＨ形断面梁を接合すると同時に、鋼管ソケットと柱の隙間に充填材を注入・固化する柱−梁接合部において、鋼管ソケットに接合金物またはエンドプレートを介してＨ形断面梁を引張ボルト接合することを特徴とするＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
（２）（１）において、Ｈ形断面梁の端部に溶接または高力ボルト接合したＴ形接合金物を、鋼管ソケットに引張ボルト接合することを特徴とする柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
（３）（１）において、Ｈ形断面梁の端部に溶接接合または高力ボルト接合したＬ形接合金物を、鋼管ソケットに引張ボルト接合することを特徴とする柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
（４）（１）において、Ｈ形断面梁の端部に溶接接合したエンドプレートを、鋼管ソケットに引張ボルト接合することを特徴とする柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
（５）（１）〜（４）のいずれかにおいて、柱が、Ｈ形断面梁接合部において上下に分割されており、柱−梁接合と同時に柱継手も同時に完了することを特徴とする柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。

本発明は、例えば建込み後の柱の任意の位置に、Ｈ形断面梁を容易に接合可能とし、また、柱継手も柱−梁接合と同時に実施可能とするものであり、柱に充填材を介して鋼管ソケットを固定するとともに鋼管ソケットにＨ形断面梁をＴ形、Ｌ形の接合金物やエンドプレートを介して引張ボルト接合することから、接合金物やエンドプレートを必要とするが、これらは例えば成形材（含む形鋼）からの切り出しや孔明けを主体とする比較的軽微な加工で得られるものであり、ダイアフラムやブラケット加工、組み立てや溶接接合を排除または軽減したことで、鋼管ソケットの製作手間を軽減し加工および施工のコストを低減可能である。
また、鋼管ソケットとＨ形断面梁を引張ボルト接合とし、梁と鋼管ソケット間の引張応力の伝達経路をボルトに集約することで、応力伝達機構を明快にし、合理的で現実的な接合部を実現でき、接合部性能を安定確保することができる。

本発明は、主として、建込み後の柱、例えばコンクリート充填鋼管柱に、その外径より大きな内径を有し、かつ、梁せいより若干大きな長さを有する鋼管ソケットを、柱の梁接合部に挿通して、この鋼管ソケットに、接合金物（Ｔ形やＬ形の接合金物で異形Ｔ形材や異形Ｌ形材を含む）やＨ形断面梁に接合したエンドプレート（曲面エンドプレートを含む）を引張ボルト接合すると同時に、鋼管ソケット内周面と柱の外周面間の隙間にコンクリートやモルタル等の充填材を充填・固化させる、柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造であり、基本的には、鋼管ソケットに、Ｈ形断面梁をボルト接合または溶接接合した接合金物や、Ｈ形断面梁に直接溶接したエンドプレートを介して引張ボルト接合するところに主たる特徴を有するものであり、コンクリート充填鋼管柱の任意の位置に、Ｈ形断面梁を容易に接合可能であり、またＨ形断面梁の接合と同時に柱継手の実施を可能とするものであり、接合部性能を安定確保でき、ダイアフラムやブラケットのための加工・組み立てや溶接接合を排除し製作コスト、施工コスト負担を軽減するものである。

本発明で対象とする柱は、円形鋼管柱や角形鋼管柱、Ｈ形鋼柱、鉄筋コンクリート柱、円形鋼管柱や角形鋼管柱にコンクリートを充填したコンクリート充填鋼管柱などである。
また、鋼管ソケットに用いる鋼管は、円形鋼管が主体であるが、角形鋼管とすることも可能である。円形鋼管や角形鋼管によるコンクリート充填鋼管柱の場合、予めコンクリートを充填・固化させたものでもよいが、コンクリート充填を後打ちして、本発明の柱−梁接合と並行して、または後続して行うようにしてもよい。
接合金物やエンドプレートとＨ形断面梁との接合は、基本的には、接合施工負担の軽減、工期短縮などの観点から、接合金物やエンドプレートを鋼管ソケットに接合する前に予め行うものであり、接合手段としては、Ｔ形やＬ形の接合金物の場合は摩擦ボルト接合または溶接接合とし、エンドプレートの場合には溶接接合とするものである。
本発明では、柱にＨ形断面梁を接合する場合に適用されるものであるが、柱がＨ形断面梁の接合部位で上下に分割されている場合には、柱の継手部位として兼ねることができ、この場合には、柱継手を柱−梁接合と同時に完了させることができる。
なお、Ｈ形断面梁とＴ形またはＬ形の接合金物を溶接接合する場合には、例えば本願出願人の出願になる特願２００３−３６０３５２号の図１、図２に示されるように、Ｔ形またはＬ形の接合金物のウエブにスリットや貫通孔（長孔を含む）を形成し、隅肉溶接やスロット溶接などにより接合することも考慮する。

鋼管ソケットに円形鋼管を用いる場合の接合金物としては、例えば本願出願人の出願になる特願２００２−２６５９０１号の図１２に開示されているような、鋼管ソケットの外周面にフィットする曲面の当接面（フランジ面）を有する異形Ｔ形材、または同号の図１に開示されるような左右一対の異形Ｔ形材からなる接合金物、同号の図６に開示されるような左右一対・上下一対の異形Ｌ形材からなる接合金物、あるいは鋼管ソケットの外周面にフィットする曲面の当接面を有し、Ｈ形断面梁との接合面を有するエンドプレートをＨ形断面梁に溶接して用いることができる。いずれの場合にも、高力ボルト接合する場合には、接合強度を安定確保するために特殊形状の座面を有する座金やナットを用いることを考慮することができる。
鋼管ソケットに角形鋼管を用いる場合には、例えば特願２００２−２６５９０１号の図１０に開示されているようなＴ形の接合金物や同号の図１１に開示されるようなＬ形の接合金物を用いることができる。
鋼管ソケットに接合金物を引張ボルト接合する場合に用いる高力ボルトとしては、鋼管ソケットが梁せいより若干長い程度のものであり、柱と鋼管ソケットとの間に充填材を充填する前に、その端部開口からの手作業でナットと締結できることから、各種の高力ボルトを容易に用いることができる。

以下に本発明の実施例１を、図１、図２、図３、図４に基づいて説明する。
この実施例１は、外径が５５０ｍｍの円形の鋼管にコンクリート１２を充填したコンクリート充填鋼管柱（コンクリートを後打ちするコンクリート充填鋼管柱を含み、以下「鋼管柱」と略称する）１のＨ形断面梁２の接合部位に、鋼管柱１の外径より１００ｍｍ程度大きい内径を有する長さ１３００ｍｍの円形の鋼管ソケット（以下「鋼管ソケット」と略称する。）３を挿通して係止し、この鋼管ソケット３に、異形Ｔ形材からなり梁せい（高さ）が７５０ｍｍのＨ形断面梁２を高力ボルト４で摩擦接合した上下一対の接合金物５ａ、５ｂを高力ボルト６で引張ボルト接合するとともに、鋼管柱１と鋼管ソケット３間の隙間に充填材（ここではモルタル）７を充填・固化させる、鋼管柱１とＨ形断面梁２の接合構造において適用した場合のものである。
Ｈ形断面梁２は、通常の場合、鋼管柱１の側面に１〜４本取り付けられるが、ここでは、鋼管柱１の相対する側面にＨ形断面梁２を取り付ける場合について、以下に部分図でより具体的に説明する。

図１、図２において、鋼管柱１のＨ形断面梁２の接合部位には、補強機能を兼ねたずれ止め８と、鋼管柱１に対する鋼管ソケット３の位置決めと、鋼管柱１と鋼管ソケット３間に充填したモルタル７の漏れ止め９が設けられており、Ｈ形断面梁２を接合金物５ａ、５ｂを介して接合した鋼管ソケット３を、鋼管柱１に挿通して所定の位置に容易に位置決めして、鋼管柱１と鋼管ソケット３間に所定の隙間を形成してモルタル７を安定的に充填・固化させることができる。
鋼管ソケット３には、図３に示すように、接合金物５ａ、５ｂを接合する複数のボルト孔３ｏと固化したモルタル７とのずれ止め１０を設けており、鋼管柱１とモルタル７と接合金物５ａ、５ｂが所定の位置関係で強固に結合される。

ここで用いた接合金物５ａ、５ｂは、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、鋼管ソケット３の曲面にフィットする曲面５ｃを形成しボルト孔５ｏを設けたフランジ５ｆとボルト孔５ｏを設けた扇形のウエブ５ｕからなる異形Ｔ形材からなるものであり、このフランジ５ｆを鋼管ソケット３に当接して高力ボルト６で引張ボルト接合し、ウエブ５ｕをＨ形断面梁２に高力ボルト４で摩擦接合するものである。この接合金物５ａ、５ｂは、例えば、鋼板の曲げ加工や、円形鋼管の切断により得られる曲面板（フランジ５ｆ）と平板（ウエブ５ｕ）を溶接組立するなどによって容易に製作できる。
接合金物５ａ、５ｂに対するＨ形断面梁２の接合は、接合金物５ａ、５ｂを鋼管ソケット３に接合した後にも行うことができ、また、鋼管ソケット３と接合金物５ａ、５ｂの接合と並行して行うこともできるが、ここでは接合金物５ａ、５ｂとＨ形断面梁２の接合施工性を考慮して、例えば工場でＨ形断面梁２を予め接合金物５ａ、５ｂに接合しておくようにしている。

接合金物５ａ、５ｂを鋼管ソケット３に接合する高力ボルト６は、ここでは、鋼管ソケット３とフランジ５ｆ面との当接部において、鋼管ソケット３の中心に向くように明けたボルト孔５ｏに鋼管ソケット３の内部側からボルト孔３ｏに挿入され、鋼管ソケット３に当接された接合金物５ａ、５ｂの外部に突出させ、ナット１１を螺合・締結して、鋼管ソケット３に接合金物５ａ、５ｂを締結するものである。
高力ボルト６として、頭部締め高力ボルトを用い鋼管ソケット３に当接した接合金物５ａ、５ｂの外部側からボルト孔５ｏ、３ｏに挿入して、鋼管ソケット３の内部側に突出させナットを螺合・締結して、鋼管ソケット３に接合金物を締結することもできる。
鋼管ソケット３は、梁せいより若干長い程度の長さであることから、高力ボルト６をその内部側からボルト孔３ｏに挿入する作業は、鋼管ソケット３の開口端からの手作業で容易に可能であるので、いずれの高力ボルトを用いても、鋼管ソケット３の内部に高力ボルトの挿入やナットの配置に特別な装置を用いることなく容易に高力ボルト接合ができる。

なお、ここでは、座金の詳細図は省略したが、通常、座金を使用するものであり、特に、円形の鋼管ソケット３を用いる場合には、その内面と高力ボルト６の頭部座面間、接合金物５ａ、５ｂのフランジ５ｆとナット１１の間に介挿する座金の場合には、鋼管ソケット３の曲面、接合金物５ａ、５ｂのフランジ５ｆの曲面にフィットする曲面を形成したものを用い、接合面の密着性をより確実に確保して接合を安定させ、接合部性能をさらに向上させることができる。また、平坦面と曲面を接合面とした場合のような、てこ反力を生じることがなくなるため、高力ボルトの負荷を低減させるメリッともある。
なお、座金形状については、円形であっても角形であってもよい。

この実施例２は、図５に示すように、例えば実施例１の場合で、鋼管柱１が下側鋼管柱１_１と上側鋼管柱１_２からなり、この鋼管柱１とＨ形断面梁２の接合部位が下側鋼管柱１_１と上側鋼管柱１_２の柱継手部位にもなっており、鋼管柱１とＨ形断面梁２の接合と下側鋼管柱１_１と上側鋼管柱１_２柱継手を同時に実施した例を示したものである。

以下に本発明の実施例３について、図６、図７、図８に基づいて説明する。
この実施例３は、上下一対の接合金物として左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂからなる接合金物を用いた点で実施例１とは異なるものである。実施例１と共通部分については説明を省略する。
図６（ａ）、（ｂ）において、鋼管柱１に挿通されモルタル７を介して鋼管柱１に固定された鋼管ソケット３の相対する両側面に、それぞれ、上部側の接合金物、下部側の接合金物を形成する左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂのフランジ１３ｆが上下に所定の間隔をおいて、高力ボルト６により引張ボルト接合されており、Ｈ形断面梁２の上フランジ２ａは上部側の接合金物の左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂに高力ボルト４で接合され、Ｈ形断面梁２の下フランジ２ｂは下部側の接合金物の左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂに当接され高力ボルト４で接合されている。

ここで用いた上部側の接合金物、下部側の接合金物を形成している左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、Ｈ形鋼１４のフランジ１４ｆとウエブ１４ｕを幅方向に角度αで斜めに切断し、ウエブ１４ｕを長さ方向に切断して得られるものであり、鋼管ソケット３の曲面に当接するフランジ１３ｆを、ウエブ１３ｕ側端面に対して斜めに形成した傾斜フランジにした異形Ｔ形材であり、図７（ｃ）に示すように、フランジ１３ｆに高力ボルト６を挿通するボルト孔１３ｏを有し、ウエブ１３ｕに高力ボルト４を挿通するボルト孔１３ｏを有するものである。
このように形成された上部側の接合金物を形成する一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂは、図６（ａ）に示すように、平行に左右に並列配置して鋼管ソケット３の曲面に当接した状態で、左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂの傾斜フランジ１３ｆ面が鈍角βのＶ字を形成し斜めに向き合うように配置するものである。

下部側の接合金物を形成する左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂも同様にして、鋼管ソケット３に高力ボルト６により接合されるので、説明を省略する。
このようにして、左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂからなる上部側の接合金物と下部側の接合金物を鋼管ソケット３の上下に高力ボルト６により接合するとともに、左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂにＨ形断面梁２の上フランジ２ａを当接し、下部側の接合金物を形成する左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂにＨ形断面梁２の下フランジ２ａを当接して、高力ボルト４により接合し、鋼管柱１と鋼管ソケット３間の隙間にモルタル７を充填・固化させて図６（ａ）、（ｂ）に示すような鋼管柱１とＨ形断面梁２の接合構造を得ることができる。
この実施例３では、高力ボルト６を、この当接部において鋼管ソケット３の中心を向くように挿通して締結するので、曲面と平面の当接であっても安定した締結ができ、この接合部における接合部性能を向上させることができる。
この実施例３において、接合金物となる左右一対の異形Ｔ形材１３ａ、１３ｂは、Ｈ形鋼の切断とボルト孔１３ｏ明け加工で容易に得られるものである。

以下に本発明の実施例４について、図８、図９、図１０に基づいて説明する。
この実施例４は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、接合金物として異形Ｌ形材１５ａ、１５ｂを用いたものであり、Ｈ形断面梁２の上下フランジ２ａ、２ｂを、それぞれ、上側の左右一対の異形Ｌ形材１５ａと１５ｂのウエブ１５ｕと、この上側の左右一対の異形Ｌ形材１５ａと１５ｂの下側に向きを反対にして配置された下側の左右一対の異形Ｌ形材１５ａと１５ｂのウエブ１５ｕとで挟み込んで溶接接合し、各異形Ｌ形材１５ａ、１５ｂの片フランジ１５ｆを鋼管ソケット３と高力ボルト６で引張ボルト接合する点で、接合金物を異形Ｔ形材で形成する実施例１とは異なるものである。Ｈ形断面梁２と異形Ｌ形材１５ａ、１５ｂの接合は、高力ボルトによる摩擦ボルト接合とすることもできる。
この実施例４において、接合金物となる左右一対の異形Ｌ形材１５ａ、１５ｂは、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、不等辺山形鋼１６を斜め（角度α）で切断して得られた図９に示すような異形Ｌ形材の片フランジ１５ｆにボルト孔１５ｏを明けることにより容易に得られるものである。
なお、Ｈ形断面梁２の上下フランジ２ａ、２ｂと異形Ｌ形材（１５ａ、１５ｂ）を溶接接合する場合には、溶接部強度を、さらに充分なものにするために、例えば、図１０（ａ）に示すように、異形Ｌ形材（１５ａ、１５ｂ）のウエブ１５ｕにスリット１５ｓを形成したり、図１０（ｂ）に示すように、異形Ｌ形材（１５ａ、１５ｂ）のウエブ１５ｕに溶接孔（貫通孔）１５ｐを形成して、その内面に沿っても隅肉溶接することによって隅肉溶接長を長くすることが有効である。

以下に本発明の実施例５を図１１に基づいて説明する。
この実施例５は、Ｈ形断面梁２を溶接した曲面エンドプレート１７を鋼管ソケット３に高力ボルト６で引張ボルト接合した点で、異形Ｔ形材や異形Ｌ形材を用いた実施例１〜実施例４とは異なるものである。実施例１〜実施例４と共通部分については詳細説明を省略する。
図１１（ａ）、（ｂ）において、鋼管柱１にモルタル７を介して固定された鋼管ソケット３に、Ｈ形断面梁２の梁せい以上の長さを有する曲面エンドプレート１７が高力ボルト６により引張ボルト接合されており、この曲面エンドプレート１７は、曲面加工されたＨ形断面梁２の上下フランジ２ａ、２ｂの端面およびウエブ２ｕの端面に溶接ｓｗで接合されている。この曲面エンドプレート１７は、鋼板の曲げ加工や円形鋼管の切断で得られた曲面板にボルト孔１７ｏを明けることによって容易に製作できる。

上記の実施例１〜５は、いずれも鋼管柱１と鋼管ソケット３が円形の鋼管からなるものであるが、図１２に示すように、円形の鋼管柱１に角形の鋼管ソケット３ａを用い、接合金物としてのＴ形接合金物１８のフランジ１８ｆを高力ボルト６で引張ボルト接合し、Ｔ形接合金物１８の上下フランジ２ａ（２ｂ）間にＨ形断面梁２の上下フランジ２ａ（２ｂ）を高力ボルト４で摩擦ボルト接合することもできる。このＴ形接合金物１８は、鋼管ソケット３ａが角形の鋼管であるため、鋼管ソケット３ａとの接合面は平坦面でよく、Ｈ形鋼を切断し、ボルト孔を明けることで容易に製作できる。

上記の実施例１〜５は、いずれも鋼管柱１と鋼管ソケット３が円形の鋼管からなるものであり、実施例６は円形の鋼管柱１に角形の鋼管ソケット３ａを用いたが、図１３に示すように、角形の鋼管柱１ａに角形の鋼管ソケット３ａを用い、この角形の鋼管ソケット３ａに接合金物としてのＴ形接合金物１８のフランジ１８ｆを高力ボルト６で引張ボルト接合し、Ｔ形接合金物１８の上下フランジ２ａ（２ｂ）間にＨ形断面梁２の上下フランジ２ａ（２ｂ）を高力ボルト４で摩擦ボルト接合することもできる。このＴ形接合金物１８は、鋼管ソケット３ａが角形の鋼管であるため、実施例６と同様、鋼管ソケット３ａとの接合面は平坦面でよく、Ｈ形鋼を切断し、ボルト孔を明けることで容易に製作できる。

上記の実施例１〜７では、柱が円形の鋼管柱１または角形の鋼管柱１であるが、図１４に示すように、Ｈ形断面柱１ｂに角形の鋼管ソケット３ａを用い、この角形の鋼管ソケット３ａに接合金物としてのＴ形接合金物１８のフランジ１８ｆを高力ボルト６で引張ボルト接合し、Ｔ形接合金物１８の上下フランジ２ａ（２ｂ）間にＨ形断面梁２の上下フランジ２ａ（２ｂ）を高力ボルト４で摩擦ボルト接合することもできる。このＴ形接合金物１８は、鋼管ソケット３ａが角形の鋼管であるため、実施例６、７と同様、鋼管ソケット３ａとの接合面は平坦面でよく、Ｈ形鋼を切断し、ボルト孔を明けることで容易に製作できる。

本発明は、上記の実施例の内容に限定されるものではない。柱の種類（鋼管柱、コンクリート充填の有無、Ｈ形断面柱、鉄筋コンクリートや鉄骨鉄筋コンクリート柱、ＳＣ構造柱など）、柱の形状、Ｈ形断面梁の本数、鋼管ソケットの形状、各接合金物、エンドプレートの形状、これらとＨ形断面梁の接合手段、柱と鋼管ソケット間での充填材の種類、各ボルトの種類、配置（含む数）、座金の使用の有無、座金の使用部位、座金形状、接合部の施工手順などについては、接合対象物、接合部配置、要求される接合部性能などに応じて、上記請求項を満足する範囲内で変更のあるものである。

本発明の実施例１による円形の鋼管によるコンクリート充填鋼管柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例で、高力ボルト接合が完了した状態を示す平面断面説明図。図１のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。実施例１で用いた円形の鋼管ソケットの構造例を示す立体説明図。（ａ）図は、実施例１で接合金物を形成する異形Ｔ形材の構造例を示す側面説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の平面説明図、（ｃ）図は、（ｂ）図のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。実施例１で、柱−梁接合と柱の柱継手を同時に実施する実施例２の鋼管柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す図１のＡａ−Ａｂ矢視断面で示す側断面説明図。（ａ）図は、本発明の実施例３による円形の鋼管によるコンクリート充填鋼管柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例で、高力ボルト接合が完了した状態を示す平面断面説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。（ａ）図は、実施例３で用いる異形Ｔ形材をＨ形鋼からの製作例を示す側面、（ｂ）は、（ａ）図の側面説明図、（ｃ）図は、（ａ）図で得られた異形Ｔ形材にボルト孔を明けた左右一対の異形Ｔ形材例を示す立体説明図。（ａ）図は、本発明の実施例４による円形の鋼管によるコンクリート充填鋼管柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例で、高力ボルト接合が完了した状態を示す平面断面説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。（ａ）図は、実施例４で用いる異形Ｌ形材の山形鋼からの製作例を示す側面、（ｂ）は、（ａ）図の側面説明図、（ｃ）図は、（ａ）図で得られた異形Ｌ形材にボルト孔を明けた左右・上下対の異形Ｌ形材例を示す立体説明図。（ａ）図は、実施例４で用いる左右・上下対の異形Ｌ形材の他の例（スリット有り）を示す立体説明図、（ｂ）図は、実施例４で用いる左右・上下対の異形Ｌ形材の他の例（溶接孔有り）を示す立体説明図。（ａ）図は、本発明の実施例５による円形の鋼管によるコンクリート充填鋼管柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例（曲面エンドプレート使用）で、高力ボルト接合が完了した状態を示す一部切欠平面断面説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。本発明の実施例６による円形の鋼管によるコンクリート充填鋼管柱と角形の鋼管ソケットを用いたＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例で、高力ボルト接合が完了した状態を示す一部切欠平面断面説明図。本発明の実施例７による角形の鋼管によるコンクリート充填鋼管柱と角形の鋼管ソケットを用いたＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例で、高力ボルト接合が完了した状態を示す一部切欠平面断面説明図。本発明の実施例７によるＨ形断面柱と角形の鋼管ソケットを用いたＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例で、高力ボルト接合が完了した状態を示す一部切欠平面断面説明図。コンクリート充填円形鋼管に嵌め込んで充填物で固定した円形の鋼管ソケットとＨ形断面梁を直接に溶接接合した場合の梁フランジの幅方向の応力分布と一般的な設計応力レベル例を示す平面説明図。

符号の説明

１、１_１、１_２コンクリート充填鋼管柱（円形の鋼管柱）
１ａコンクリート充填鋼管柱（角形の鋼管柱）
１ｂＨ形断面柱１ｆフランジ
１ｕウエブ２Ｈ形断面梁
２ａ上フランジ２ｂ下フランジ
３鋼管ソケット（円形の鋼管）３ａ鋼管ソケット（角形の鋼管）
４高力ボルト５ａ上側異形Ｔ形材
５ｂ下側異形Ｔ形材５ｆフランジ
５ｃ曲面
５ｕウエブ５ｏボルト孔
６高力ボルト７モルタル
８ずれ止め９漏れ止め
１０ずれ止め１１ナット
１２コンクリート１３ａ〜１３ｄ異形Ｔ形材
１３ｆフランジ１３ｕウエブ
１３ｏボルト孔１４Ｈ形鋼
１４ｆフランジ１４ｕウエブ
ｓｗ溶接
１５ａ、１５ｂ上側の左右対の異形Ｌ形材
１５ｃ、１５ｄ下側の左右対の異形Ｌ形材
１５ｆ片フランジ１５ｕウエブ
１５ｏボルト孔１６不等辺山形鋼
１６ｆフランジ１６ｕウエブ
１７曲面エンドプレート１７ｏボルト孔
１８Ｔ形接合金物１８ｆフランジ
１８ｕウエブ

Claims

柱のＨ形断面梁接合部に、その外径より大きな内径を有し、かつ梁せいより若干大きな長さを有する鋼管ソケットを挿通し、鋼管ソケットにＨ形断面梁を接合すると同時に、鋼管ソケットと柱の隙間に充填材を注入・固化する柱−梁接合部において、鋼管ソケットに接合金物またはエンドプレートを介してＨ形断面梁を引張ボルト接合することを特徴とする柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
Ｈ形断面梁の端部に溶接または高力ボルト接合したＴ形接合金物を、鋼管ソケットに引張ボルト接合することを特徴とする請求項１記載の柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
Ｈ形断面梁の端部に溶接接合または高力ボルト接合したＬ形接合金物を、鋼管ソケットに引張ボルト接合することを特徴とする請求項１記載の柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
Ｈ形断面梁の端部に溶接接合したエンドプレートを、鋼管ソケットに引張ボルト接合することを特徴とする請求項１記載の柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
柱が、Ｈ形断面梁接合部において上下に分割されており、柱−梁接合と同時に柱継手も同時に完了することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。