JP2005264474A

JP2005264474A - 梁と柱の接合構造

Info

Publication number: JP2005264474A
Application number: JP2004075493A
Authority: JP
Inventors: Fumihisa Yoshida; 文久吉田
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】増厚補強された角型鋼管柱を用いながら梁と外壁との距離を短くでき、しかも所望強度も確保された梁と鋼管柱との接合構造を提供する。
【解決手段】本発明は梁３と柱１の接合構造であって、梁３はＨ型鋼とされて柱１の増厚補強部２に偏心させて溶接接合され、その偏心された側のフランジ側面が基端部が柱１の増厚補強部２に溶接接合された補強板４により補強されてなるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は梁と柱の接合構造に関する。さらに詳しくは、Ｈ型鋼梁とノンダイアフラム形式の鋼管柱との接合構造に関する。

従来より、Ｈ型鋼梁と鋼管柱との接合においては、接合部の剛性を高め、梁から鋼管柱への応力伝達が確実になされるよう、一般的にダイアフラムにより接合部の補強をなす通しダイアフラム形式が採用されている。

しかしながら、通しダイアフラム形式は、もともと一体であった角型鋼管柱を切断し、ダイアフラムを挟んで完全溶け込み溶接により再結合するため、柱部材からみて合理的な接合形式とはいえない。また、柱として最大の応力が生ずる部分で溶接接合しなければならないため、溶接部の充分な品質確保がなされなければ、建物に大きな被害を発生させるおそれもある。

かかる通しダイアフラム形式を用いた接合形式の問題点を解消すべく、高周波誘導加熱により角型鋼管柱の板厚を局所的に増厚補強してダイアフラムを省略する接合形式が採用されるようになってきている。

図９および図１０にかかる増厚補強された角型鋼管柱における梁との接合部を斜視図で示す。なお、図９は一般部における接合構造１００を示し、図１０は最上階柱頭部における接合構造１２０を示す。図中、符号１０１は柱を示し、符号１０２は増厚補強部を示し、符号１０３は仕口を示し、符号１０４は梁を示し、符号１２１は柱を示し、符号１２２は増厚補強部を示し、符号１２３は仕口を示し、符号１２４は梁を示し、符号１２５はトッププレートを示す。

しかるに、この接合構造においては、図９および図１０に示すように、柱心と梁心が一致させられている。そのため、柱が建物外周部に位置する場合には、梁と外壁との距離が長くなり、外壁を梁で支持するための構造が複雑になるという問題がある。
増厚補強型柱・梁接合部を用いた半剛接架構設計法に関する研究(鋼構造論文集第１巻第４号(１９９４年１２月))

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みさなれたものであって、増厚補強された角型鋼管柱を用いながら梁と外壁との距離を短くでき、しかも所望強度も確保された梁と鋼管柱との接合構造を提供することを目的としている。

本発明は梁と柱の接合構造であって、前記梁はＨ型鋼とされ、前記柱は増厚鋼管柱とされ、前記梁が偏心させられて前記柱の増厚補強部に接合され、前記梁の偏心側フランジ側面が補強板により補強されてなることを特徴とする。

本発明の梁と柱の接合構造においては、補強板は概略三角形とされ、その幅広の基端部が増厚補強部に接合され、その側面が梁のフランジ側面に垂直に接合されてなるのが好ましい。

また、本発明の梁と柱の接合構造においては、柱が建物外周部に位置させられ、梁が外壁側に偏心させられてなるのが好ましい。

本発明によれば、柱心と梁心とを偏心させて接合可能となるので、増厚補強がなされた鋼管柱を用いた構造の汎用性の向上が図られるという優れた効果が得られる。また、補強板が接合される鋼管柱の増厚補強部は、熱処理がなされているので、溶接に悪影響を及ぼす冷間加工による残留応力や靭性の低下もなく、溶接の品質が安定し所望強度を有する溶接がなし得るという優れた効果が得られる。

柱が建物外周部に位置させられ、梁が外壁側に偏心させられている本発明の好ましい形態によれば、梁による外壁支持構造が簡素化されてコスト低減および施工の迅速化が図られるという優れた効果が得られる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

実施形態１
図１〜図４に、本発明の実施形態１に係る梁と鋼管柱との接合構造(以下、単に接合構造という)を示す。なお、この接合構造Ｋは一般部におけるものである。

接合構造Ｋは、図１〜図４に示すように、建物の外周部に位置する鋼管柱(角型鋼管柱)１とＨ型鋼梁３との接合構造であって、Ｈ型鋼梁３を外壁側に寄せて鋼管柱１の増厚補強部２に溶接接合するとともに、Ｈ型鋼梁３の外壁側フランジ側面を補強板４にて補強してなるものである。つまり、Ｈ型鋼梁３の梁心を柱心から所定距離偏心させ、かつ、偏心させたことによる偏心側のフランジの応力集中に起因する損傷のおそれを補強板４にて補強することにより解消してなるものである。

補強板４は概略三角形とされるとともに、所定の補強がなし得るようにその板厚、フランジ側面に沿う長さおよび増厚補強部２に接合される基端部の幅が設定される。例えば、角型鋼管柱１がその増厚補強部２のサイズが４１６ｍｍｘ４１６ｍｍ角で３２ｍｍ板厚であれば、補強板４は、例えば、板厚が１９ｍｍ、フランジ側面に沿う長さが３２０ｍｍ、基端部の幅が１６０ｍｍとされる。

補強板４はフランジ側面に垂直に接合、例えば溶接にて接合され、また基端部は角型鋼管柱１の増厚補強部２角部のアールどまり近傍に、例えば突合溶接にて接合される。この溶接は、梁３に生じた応力が確実に柱１に伝達される必要があるところから、確実になされる必要がある。例えば、基端部の柱１への接合は完全溶け込みが要求される。また、フランジ側面との接合は、例えば両側隅肉溶接によりなされる。この場合、フランジ側面に開先加工した後に補強板４を溶接接合してもよい。

このように、この実施形態１によれば、建物外周部に位置する柱１に接合される梁３を外壁との距離を短くして接合しているので、梁３による外壁支持構造が簡素化されてコスト低減および施工の迅速化が図られる。

また、柱心と梁心とを偏心させて接合可能となるので、増厚補強がなされた角型鋼管柱１を用いた構造の汎用性の向上が図られる。

さらに、補強板４が接合される角型鋼管柱１の増厚補強部２角部は、熱処理がなされているので、溶接に悪影響を及ぼす冷間加工による残留応力や靭性の低下もない。そのため、溶接の品質が安定し所望強度を有する溶接がなし得る。

実施形態２
図５〜図８に、本発明の実施形態２に係る梁３と鋼管柱１との接合構造(以下、単に接合構造という)Ｋ１を示す。なお、この接合構造Ｋ１は最上階柱頭部におけるものである。

接合構造Ｋ１は、図５〜図８に示すように、建物の外周部に位置する鋼管柱(角型鋼管柱)１とＨ型鋼梁３との接合構造であって、Ｈ型鋼梁３を外壁側に寄せて鋼管柱１に溶接接合するとともに、Ｈ型鋼梁３の下部外壁側フランジ側面を補強板４にて補強してなるものである。つまり、Ｈ型鋼梁３の梁心を柱心から所定距離偏心させ、かつ、偏心させたことによる応力集中起因する損傷のおそれを補強板４にて補強することにより解消してなるものである。

なお、補強板は実施形態１の補強板４と同様とされ、またトッププレート５も状来と同様とされているので、それらの構成の詳細な説明は省略する。

このように、実施形態２によれば、実施形態１と同様に、建物外周部に位置する柱１に接合される梁３を外壁との距離を短くして接合しているので、梁３による外壁支持構造が簡素化されてコスト低減および施工の迅速化が図られる。

本発明の接合構造は、増厚補強がなされている角型鋼管柱とＨ型鋼梁との接合に適用できる。

本発明の実施形態１に係る梁と鋼管柱との接合構造の正面図である。同平面図である。同背面図である。同側面図である。本発明の実施形態２に係る梁と鋼管柱との接合構造の正面図である。同平面図である。同背面図である。同側面図である。一般部における従来の梁と柱の接合構造の斜視図である。最上階柱頭部における従来の梁と柱の接合構造の斜視図である。

符号の説明

１鋼管柱(角型鋼管柱)
２増厚補強部
３梁(Ｈ型鋼梁)
４補強板
５トッププレート
Ｋ梁と柱の接合構造

Claims

梁と柱の接合構造であって、
前記梁はＨ型鋼とされ、
前記柱は増厚鋼管柱とされ、
前記梁が偏心させられて前記柱の増厚補強部に接合され、
前記梁の偏心側フランジ側面が補強板により補強されてなる
ことを特徴とする梁と柱の接合構造。
補強板は概略三角形とされ、その幅広の基端部が増厚補強部に接合され、その側面が梁のフランジ側面に垂直に接合されてなることを特徴とする請求項１記載の梁と柱の接合構造。
柱が建物外周部に位置させられ、梁が外壁側に偏心させられてなることを特徴とする請求項１記載の梁と柱の接合構造。