JP2006077545A - Joint structure and joint method of column and beam - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、柱と梁の接合構造、特に、柱最上部における柱と梁の接合構造に関する。 The present invention relates to a joint structure between a column and a beam, and more particularly to a joint structure between a column and a beam at the top of the pillar.
従来、鉄骨構造の柱と梁の接合には、図15(a)に示すように、(A)工場にて柱1に梁2aの一部となる水平ブラケット3を溶接し、建設現場にて、間隔をおいて対向する水平ブラケット3間に梁中央部側の梁本体4を配置し、その梁本体4と前記各ブラケット3とを、スプライスプレート5と高力ボルト6で接合する接合形態(例えば、特許文献1および2参照)と、図15(b)に示すように、(B)梁2aの上下のフランジ7,8と柱側面(フランジ)との間に、2つのT字形の鋼製接合金具9を介在させてボルト接合する形態も知られている(例えば、特許文献3参照)。
前記(A)および(B)の両方の接合形態は共に、ボルトを介して梁の全荷重を支持する形式であり、梁本体4または梁2aをクレーンから繰り出される昇降用ロープ10a先端のフック10bにより支持される吊りロープ10で吊りながら、熟練した鉄骨組立職人が高所で不安定な環境下で、梁2aの高さをクレーンで微調整をしながら接合部相互のボルト挿通孔を合わせ、梁2aの全荷重を充分支持できる比較的多数本のボルトを挿入していくため、熟練を要すると共に、作業難易度が高く、かつ危険で効率の悪い方法となっている。
Both of the joint forms (A) and (B) are of a type that supports the total load of the beam via bolts, and the
前記のような梁本体4または梁2aの中吊り状態で接合する方法では、梁本体4または梁2aは、吊りロープ10の揺れや風の影響を受けて揺動しやすく、また、梁本体4または梁2aがブラケット3あるいは接合金具9に比較的多数本のボルトにより仮付けされて、梁本体4または梁2aが両側の接合部に安全に接合されるまで、クレーンの吊りロープ10を梁本体4または梁2aから外すまでの工程に多くの時間がかかるため、クレーンの作業効率が低く、工期が長くなり、建方費用の増加にもつながっている。
In the method of joining the beam
したがって、クレーンにより梁2aを吊り下げ搬送して吊りロープ10を外すまでの工程の時間をいかに短くするかが、クレーンの使用効率を高め、工期の短縮を図り、建方費用の低減に大きな効果があり、特に1階あたりの梁設置本数の多い建物に有効であり、地上あるいは地下建築物を問わず、地下あるいは地上1階以上の建物全般の柱最上部の梁を短時間で設置できるだけでも大きな効果がある。
Therefore, how to shorten the time required to suspend and convey the
本発明は、前記の点に着目し、建物全般に適用することができ、柱最上部における柱と梁の接合に関し、梁をクレーンにより中吊り状態で接合するのではなく、梁を安定した状態で接合することにより、吊りロープの揺れや風の影響を受けて揺動することを防止し、また、梁が少ない本数のボルトにより仮付けされてクレーンの吊りロープを梁から外すまでの時間を少なくすることで、クレーンの作業効率を高めて、工期の短縮を可能にし、建方費用の低減を図ることができる柱最上部における柱と梁の接合構造および接合方法を提供することを目的とする。 The present invention pays attention to the above points, and can be applied to all buildings. With regard to the connection between the column and the beam at the top of the column, the beam is not bonded in a suspended state with a crane, but the beam is in a stable state. To prevent the suspension rope from swinging due to the swinging of the suspension rope or the wind, and the time required for the crane to be temporarily attached with a small number of bolts to remove the suspension rope from the beam. The purpose is to provide a column-to-beam junction structure and a junction method at the top of the column that can improve the work efficiency of the crane, reduce the construction period, and reduce the construction cost. To do.
前記の課題を有利に解決するために、第1発明の柱最上部における柱と梁の接合構造においては、鉄骨構造における柱の最上部における柱と梁の接合構造において、柱の上端部に、柱の上端レベルよりも高レベル位置に梁仮置き支持部を有する梁仮置き兼接合金具が固定され、前記梁仮置き支持部に梁が載置されて接合されていることを特徴とする。 To advantageously solve the above problem, in the column-to-beam joint structure at the top of the column of the first invention, in the column-to-beam joint at the top of the column in the steel structure, at the upper end of the column, A beam temporary placement / joining bracket having a beam temporary placement support portion is fixed at a level higher than the upper end level of the column, and the beam is placed and joined to the beam temporary placement support portion.
また、第2発明では、柱最上部における柱と梁の接合構造において、 鉄骨構造における柱の最上部における柱と梁の接合構造において、H形断面の柱の上端部のフランジに、柱の上端部のレベルよりも高レベル位置に梁仮置き支持部を有するT字形断面の梁仮置き兼接合金具の脚部が当接されてボルト接合され、前記梁仮置き支持部にH形断面の梁の下部フランジが載置されてボルト接合されていることを特徴とする。 In the second invention, in the column-to-beam junction structure at the top of the column, in the column-to-beam junction structure at the top of the column in the steel structure, the upper end of the column is connected to the flange at the upper end of the column having an H-shaped cross section. The leg portion of the T-shaped cross-sectional beam temporary holding / joining bracket having a temporary beam support portion at a level higher than the level of the portion is abutted and bolted, and the H-shaped cross-section beam is connected to the temporary beam support portion. The lower flange is mounted and bolted.
また、第3発明においては、第1発明または第2発明の柱最上部における柱と梁の接合構造において、梁仮置き支持部との接合部における梁のウエブの両面および下部フランジの上面に、スチフナが設けられていることを特徴とする。 Further, in the third invention, in the column-to-beam joint structure at the top of the column of the first invention or the second invention, on both surfaces of the beam web and the upper surface of the lower flange at the junction with the beam temporary support portion, A stiffener is provided.
また、第4発明では、第1発明から第3発明のいずれかの柱最上部における柱と梁の接合構造において、梁と梁仮置き支持部の間あるいは梁仮置き接合金具と柱の間の被接合部材同士の間に、両面に断面略三角形状の凸部が波状に連続する凹凸加工されたすべり抵抗部材が介在されてこれに挿通された高力ボルトにより接合されていることを特徴とする。 In the fourth invention, in the column-to-beam joint structure at the top of the column according to any one of the first to third inventions, between the beam and the beam temporary placement support portion or between the beam temporary placement fitting and the column. Between the members to be joined, a convex and concave slip resistance member in which convex portions having a substantially triangular cross section are continuous on both surfaces is interposed and joined by a high-strength bolt inserted through the member. To do.
また、第5発明では、第4発明のに記載の柱最上部における柱と梁の接合構造において、梁あるいは柱等の被接合部材の接合面に塗装が施されていることを特徴とする。
また、第6発明においては、第1から第5発明いずれかの発明において、梁の長さが、柱中心間の長さよりも長い寸法の梁とされている。
Further, the fifth invention is characterized in that the joining surface of the member to be joined such as the beam or the column is coated in the joining structure of the column and the beam in the uppermost part of the column described in the fourth invention.
In the sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the length of the beam is longer than the length between the column centers.
また、第7発明の柱最上部における柱と梁の接合方法においては、鉄骨構造における柱の最上部における柱と梁の接合方法において、柱の上端部に、柱の上端部のレベルよりも高レベル位置に横向きに配置された梁仮置き支持部を有する梁仮置き兼接合金具の脚部が当接されてボルト接合され、その梁仮置き兼接合金具における梁仮置き支持部に、クレーンにおける吊り下げフックおよび吊りロープを介在して吊り下げ搬送される梁を載置した後、前記吊りフックを降下させてこれに支持される吊りロープを緩め、その後、梁仮置き支持部と梁をボルト接合することを特徴とする。 Further, in the method for joining a column and a beam at the top of the column of the seventh invention, in the method for joining a column and a beam at the top of the column in the steel structure, the level at the upper end of the column is higher than the level of the top of the column. The leg of the beam temporary placement / joint fitting having the beam temporary placement support portion arranged horizontally at the level position is contacted and bolted, and the beam temporary placement support portion of the beam temporary placement / joint fitting is connected to the beam temporary placement support portion in the crane. After placing the beam to be transported suspended through the suspension hook and suspension rope, the suspension hook is lowered to loosen the suspension rope supported by the suspension hook, and then the beam temporary support section and the beam are bolted It is characterized by joining.
また、第8発明の柱最上部における柱と梁の接合方法において、鉄骨構造における柱の最上部における柱と梁の接合方法において、H形断面の柱の上端部のフランジに、柱の上端部のレベルよりも高レベル位置に横向きに配置された梁仮置き支持部を有する断面T字形の梁仮置き兼接合金具の脚部が当接されてボルト接合され、その梁仮置き兼接合金具における梁仮置き支持部に、クレーンにおける吊り下げフックおよび吊りロープを介在して吊り下げ搬送されるH形断面の梁の下部フランジを載置した後、前記吊りフックを降下させてこれに支持される吊りロープを緩め、その後、梁仮置き支持部と梁の下フランジをボルト接合することを特徴とする。
Further, in the method of joining a column and a beam at the top of the column according to the eighth aspect of the invention, in the method of joining a column and a beam at the top of the column in the steel structure, the upper end of the column In the beam temporary placement / joint fitting, the leg portion of the beam temporary placement / joint fitting having a T-shaped cross section having the beam temporary placement support portion disposed laterally at a level higher than the level of this is abutted and bolted. After placing the lower flange of the H-shaped cross-section beam suspended and conveyed via the suspension hook and suspension rope in the crane, the suspension hook is lowered and supported by the beam temporary support portion. The suspension rope is loosened, and then the beam temporary support portion and the lower flange of the beam are bolted together.
第1発明によると、柱の上端部に、柱の上端レベルよりも高レベル位置に梁仮置き支持部を有する梁仮置き兼接合金具が固定され、前記梁仮置き支持部に梁が載置されて接合されているので、梁を柱の上端部に固定した梁仮置き支持部に載置して梁の全荷重を支持させた状態で安定させることができ、梁を安定した状態で梁仮置き支持部に接合することができる。したがって、クレーンにより梁を中吊り状態で梁荷重を支持する比較的多数本のボルトにより梁仮置き支持部へ接合することなく、梁を梁仮置き支持部に載置して、梁を安定した状態で梁仮置き支持部に梁荷重を支持しない少ない本数のボルトにより接合でき、短時間で簡単確実に梁を梁仮置き支持部に接合することができる。 According to the first invention, the beam temporary placement / joining bracket having the beam temporary placement support portion is fixed to the upper end portion of the column at a level higher than the upper end level of the column, and the beam is placed on the beam temporary placement support portion. Since the beam is placed on the beam temporary support that is fixed to the upper end of the column, the beam can be stabilized in a state that supports the total load of the beam. It can be joined to the temporary support section. Therefore, the beam was placed on the beam temporary support without using a relatively large number of bolts that support the beam load while the beam was suspended by a crane. In this state, the beam temporary support part can be joined with a small number of bolts that do not support the beam load, and the beam can be easily and reliably joined to the beam temporary support part in a short time.
第2発明によると、H型断面の柱の上端部に、柱の上端レベルよりも高レベル位置に梁仮置き支持部を有するT字型断面の梁仮置き兼接合金具が固定され、前記梁仮置き支持部にH型断面の梁の下フランジが載置されて接合されているので、H型断面の梁の下フランジを柱の上端部に固定した梁仮置き支持部に載置して梁の全荷重を支持させた状態で安定させることができ、梁の下フランジを安定した状態で梁仮置き支持部に接合することができる。したがって、クレーンにより梁の下フランジを中吊り状態で梁荷重を支持する比較的多数本のボルトにより梁仮置き支持部へ接合することなく、梁の下フランジを梁仮置き支持部に載置して、梁の下フランジを安定した状態で梁仮置き支持部に梁荷重を支持しない少ない本数のボルトにより接合し、短時間で簡単確実に梁を梁仮置き支持部に接合することができる。 According to the second aspect of the present invention, the beam temporary placement / joining bracket having a T-shaped cross section having the beam temporary placement support portion at a level higher than the upper end level of the column is fixed to the upper end of the column having the H-shaped cross section. Since the lower flange of the beam having the H-shaped section is mounted and joined to the temporary support section, the lower flange of the beam having the H-shaped section is mounted on the beam temporary support section fixed to the upper end of the column. The beam can be stabilized in a state where the entire load is supported, and the lower flange of the beam can be joined to the beam temporary support portion in a stable state. Therefore, the lower flange of the beam is placed on the temporary beam support unit without being joined to the temporary beam support unit by a relatively large number of bolts that support the beam load while the lower flange of the beam is suspended by a crane. Thus, it is possible to join the beam to the temporary beam support part in a short time easily and reliably by joining the temporary flange support part of the beam to the temporary beam support part with a small number of bolts that do not support the beam load.
第3発明によると、梁仮置き支持部との接合部における梁のウエブにスチフナを設けたり、梁の下フランジにスチフナを設けることにより梁側を容易に補強することができる。
また、第2および第3発明によると、接合手段として、溶接を使わずにボルト接合を基本としているため、品質が安定し、製作が簡単で経済的である。
According to the third aspect of the invention, the beam side can be easily reinforced by providing the stiffener on the web of the beam at the joint with the beam temporary support portion or providing the stiffener on the lower flange of the beam.
Further, according to the second and third inventions, since the joining means is based on bolt joining without using welding, the quality is stable and the manufacture is simple and economical.
第4発明によると、梁と梁仮置き支持部の間あるいは梁仮置き接合金具と柱の間の被接合部材同士が、両面に断面略三角形状の凸部が波状に連続する凹凸加工されたすべり抵抗鋼板が介在されてこれに挿通した高力ボルトにより接合されているので、滑り係数を高めて接合することができるため、ボルト本数を少なくして経済的に接合することができる。
第5発明によると、梁あるいは柱等の接合部の防錆を図った上で、摩擦効果を維持することができる。
第6発明によると、柱の上端部間の長さよりも長い梁とされているので、確実に梁の下部を柱上端部の梁仮置き支持部に載置させて、梁を安定することができる。
According to the 4th invention, the to-be-joined members between the beam and the beam temporary placement support part or between the beam temporary placement joint metal fitting and the column are processed to be concavo-convex with convex portions having a substantially triangular cross section on both sides. Since slip resistance steel plates are interposed and joined by high-strength bolts inserted through them, the slip coefficient can be increased and joining can be performed economically with a reduced number of bolts.
According to the fifth aspect of the invention, the friction effect can be maintained after the rust prevention of the joint portion such as the beam or the column.
According to the sixth invention, since the beam is longer than the length between the upper ends of the columns, the beam can be stabilized by reliably placing the lower portion of the beam on the beam temporary support portion at the upper end of the column. it can.
請求項7によると、梁を梁仮置き支持部に載置して梁の全荷重を支持して安定した状態とすることができ、吊りロープの揺れや風の影響を受けて梁が揺動するのを防止でき、また、その状態で梁荷重を支持しない少ない本数のボルトにより容易に接合できるため、クレーンにより支持された吊りロープを梁から外すまでの時間を少なくでき、クレーンの作業効率を高め、工期を短縮し、建方費用の低減を図ることができ、接合作業を簡単容易にすることができる。 According to the seventh aspect, the beam can be placed on the beam temporary support portion to support the entire load of the beam to be in a stable state, and the beam is swung by the influence of the swinging rope or the wind. Since it can be easily joined with a small number of bolts that do not support the beam load in that state, the time required to remove the suspension rope supported by the crane from the beam can be reduced, and the work efficiency of the crane can be reduced. The construction period can be shortened, the construction cost can be reduced, and the joining work can be made easy and easy.
請求項8によると、梁の下フランジを断面T字形の梁仮置き兼接合金具における梁仮置き支持部に載置して梁の全荷重を支持して安定した状態とすることができ、吊りロープの揺れや風の影響を受けて梁が揺動するのを防止でき、また、その状態で梁荷重を支持しない少ない本数のボルトにより容易に接合できるため、クレーンにより支持された吊りロープを梁から外すまでの時間を少なくでき、クレーンの作業効率を高め、工期を短縮し、建方費用の低減を図ることができ、接合作業を簡単容易にすることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the lower flange of the beam can be placed on the temporary beam support portion of the T-shaped beam temporary placement / joining metal fitting to support the entire load of the beam to be in a stable state. The beam can be prevented from swinging due to the influence of the rope sway and wind, and can be easily joined with a small number of bolts that do not support the beam load in that state. It is possible to reduce the time required to remove the crane, increase the work efficiency of the crane, shorten the construction period, reduce the construction cost, and simplify the joining work.
次に、本発明の実施形態を図によって詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図4は、本発明の第1実施形態の柱最上部における柱と梁の接合構造を示すものであって、図1(a)は接合部の側面図、(b)は正面図、図2(a)は間隔をおいいて配置された2つの梁仮置き支持部にわたって梁を載置した状態を示す側面図、図2(b)は梁の下フランジと梁仮置き支持部とをボルト接合した状態を示す側面図である。図3は柱最上部における柱と梁の接合構造の築造手順を示すものであって、複数の柱を立設した状態を示す側面図である。図4(a)は図3の柱上端部を拡大して示す側面図、(b)は正面図である。 1 to 4 show a joint structure between a pillar and a beam at the top of the pillar according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a side view of the joint, and FIG. 1B is a front view. FIG. 2 (a) is a side view showing a state in which the beam is placed over two beam temporary placement support portions arranged at a distance, and FIG. 2 (b) is a lower flange of the beam and a beam temporary placement support portion. It is a side view which shows the state which bolted. FIG. 3 is a side view showing a procedure for building a joint structure between a pillar and a beam at the top of the pillar, and shows a state where a plurality of pillars are erected. 4A is an enlarged side view showing the upper end portion of the column in FIG. 3, and FIG. 4B is a front view.
本発明の第1実施形態の柱最上部における柱と梁の接合構造について、施工手順にしたがって説明すると、先ず図3に示すように、鉄骨骨組みにおける下位の柱あるいは基礎に支持される最上部のH型鋼等のH型断面形状の柱1が間隔をおいて建て込まれて、適宜ボルト等により接合されて立設されている。
The column-to-beam joint structure at the top of the column according to the first embodiment of the present invention will be described in accordance with the construction procedure. First, as shown in FIG. 3, the top of the top supported by the lower column or foundation in the steel frame is shown.
図3の上部を拡大した図4に示すように、各H型断面形状の柱1における対向する各フランジ11,12の外側の上端部には、断面T字状の鋼材からなり、上端部に横方向に伸びるる梁仮置き支持部13と下部に鉛直方向に延長する脚部14とにより構成された梁仮支持兼接合金具15における前記脚部14が当接されてボルト6により固着されている。前記各フランジ11,12と脚部14との接合は、直接または必要に応じ後記のすべり抵抗部材24が介在されて、工場等において高力ボルト6により予め固着されている。このように梁仮置き兼接合金具15を予め固定した梁仮置き兼接合金具付の柱が建て込まれている。
As shown in FIG. 4 in which the upper part of FIG. 3 is enlarged, the upper end of each of the
前記の梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13の上面レベルは、H型断面の柱1の上端面1cよりも高レベル位置に配置されており、この実施形態では、水平な梁支持面16が平坦なフランジの上面により形成される支持面16とされ、その支持面16には、前後方向および左右方向に間隔をおいて複数(図示の場合は4つ)のボルト挿通孔17aが設けられている。この実施形態では、間隔をおいて配置されるすべての梁仮置き支持部13の上面レベルは、水平な同一平面状に配置されている。したがって、H型断面柱1の上端面1cに凹凸の不陸があっても梁2の接合には何等影響しないので、梁2を安定した状態で支持して接合することができる。
The upper surface level of the beam temporary
また、前記脚部14には、前後方向に間隔を有すると共に上下方向に間隔をおいて複数(図示の場合は10個)のボルト挿通孔17bが設けられている。
In addition, the
このように柱1の上端部には、梁仮置き支持部13を有する梁仮置き兼接合金具15が予め柱1の上端部から突出するように工場において高力ボルト6により取付られることにより、梁仮置き兼接合金具15の取り付け位置を正確に設定された梁仮置き兼接合金具付の柱とすることができる。
Thus, by temporarily attaching the beam temporary placement / joining metal fitting 15 having the beam temporary
前記のように間隔をおいて立設された梁仮置き兼接合金具付の柱1における梁仮置き支持部13に渡って梁2が載置される(図2a参照)。梁2の長さは、少なくとも対向する柱1中心間の間隔よりも長く、一対の梁仮置き支持部13に載置して接合可能な寸法の長尺の梁2が使用されている。また、梁2の端部または中間部の接合部には、下フランジ8の接合部の剛性を高めるために、ウエブ21の両側等にスチフナ(補剛部材)18を付属させることができる。そして、梁2は梁仮置き支持部13の支持面16に仮置き載置されて梁の全荷重を支持した状態で安定し、また、梁2側のスチフナ18等を含めたボルト挿通孔と梁仮置き支持部13のボルト挿通孔とをドリフトピンで芯合わせできる程度の位置に仮置き載置し、ドリフトピンで梁2の多少の横移動を伴う芯合わせをした後、梁2の鉛直荷重を支持しない少ない本数(例えば、梁2の片側1本)のボルト6により梁2を梁仮置き支持部13に固定することで、梁2を確実に安定させ、クレーン側の昇降用ロープ10aおよびこれに取り付けられているフック10bを下降移動させて、吊りロープ10を緩め、吊りロープ10を含めて梁2から取り外すことができる(図2b参照)。したがって、その後はクレーンを他の使用場所に移動させて使用することができるため、クレーンの使用効率を高めることができる。なお、梁2と梁仮置き支持部13との残ったボルト挿通孔には、後にボルトにより接合される。
As described above, the
前記のスチフナ18としては、図1に示すように、梁下フランジ8の上面に重合するように配置され、挿通されるボルトにより梁下フランジ8に固定されてこれを補強する横板19と、その横板19に断面L型の基端部が溶接に固定される縦部分20とを有するスチフナ18としてもよく、前記の縦部分20は、梁2のウエブ21を挟むようにウエブ21の両側に当接配置されて複数の高力ボルト6により固定される一辺20aと、これに一体で梁ウエブ21に直角な他辺20bとを備えている。
As shown in FIG. 1, the
前記のスチフナ18は、予め工場にて、梁端部または中間部のウエブ21の両面に対向するように配置されて、梁ウエブ21およびこれを挟持するように配置される一辺20aとに渡って挿通される高力ボルト6あるいは溶接等により梁ウエブ21に固定される。
The
図5(a)に示す形態は、間隔をおいた各柱1の上端部に固定される梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13の支持面を対称に傾斜させ、すなわち一方の柱1のフランジ11,12に固定される各梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13の支持面は共に同面状の傾斜面で、他方の柱1のフランジ11,12に固定される各梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13の支持面は共に同面状の傾斜面で、一方の各梁仮置き支持部13と他方の各梁仮置き支持部13は対称に配置され、これらの各梁仮置き支持部13に山形の梁2の両端部が載置されてボルト6により接合されている。なお、各接合部における梁側のスチフナ18の配置は同様である。
In the form shown in FIG. 5 (a), the support surface of the beam temporary
図5(b)に示す形態は、間隔をおいた各柱1の上端部に固定される梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13を共に同面状に傾斜するようにした形態で、各梁仮置き兼接合金具15の梁仮置き支持部13に梁下フランジ8が載置されて、ボルト6により接合されている形態は同様である。
The form shown in FIG. 5B is a form in which the beam temporary
図6の形態では、梁仮置き兼接合金具15付の柱1を間隔をおいて直列に3本建て込み、3本の柱1の各梁仮置き支持部13に渡って、長尺の梁2を載置するように架設し、梁2の下フランジ8と各梁仮置き支持部13とを、高力ボルト等のボルト6により接合した形態であるが、その他の構成は、図1あるいは図2(a)(b)に示す前記の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。
In the form of FIG. 6, three
図7に示す形態は、スチフナ18を構成する場合の変形形態を示したもので、この形態のスチフナ18では、梁下フランジ8の上面に重合するように配置され、挿通されるボルトにより梁下フランジ8に固定されてこれを補強する図1に示す実施形態の横板19と、その横板19の中央部に直角に一体の他辺20bを、断面倒T字状のカットT型鋼22におけるフランジ22aにより横板19の機能をさせると共に、カットT型鋼22におけるウエブ22bにより前記他辺20bの機能をさせ、カットT型鋼における他辺20bにボルト挿通孔を有する矩形鋼板22cを溶接により固定して、その矩形鋼板22cを、梁2のウエブ21を挟むようにウエブ21に平行に当接配置されて複数のボルトにより固定される一辺20aとして機能させている構成としている。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。
The form shown in FIG. 7 shows a modified form in the case where the
図8および図9に示す形態では、図7に示す形態のスチフナ18よりもさらに剛性を高めた形態で、矩形状鋼板20cを広幅とし、カットT型鋼22におけるフランジ22aと同様な巾寸法とし、かつ矩形状鋼板20cをウエブ22bおよびフランジ22aに溶接により固定した形態である。このような形態のスチフナ18であると、カットT型鋼22におけるウエブ22bを挟んで矩形状鋼板22cの両側に配置される多数のボルト6等により梁2のウエブ21に固定され、またカットT型鋼22におけるフランジ22aに梁2の下フランジ8がボルトにより固定され、しかも、カットT型鋼22におけるフランジ22aとウエブ22bがこれらに溶接により固着された広幅の矩形状鋼板22cにより一体化されて剛性が高められているため、梁2の接合部を補剛し、柱1と梁2の接合部の剛性を高めることができる。
In the form shown in FIG. 8 and FIG. 9, the
図10は、本発明の柱最上部における柱と梁の接合構造の他の実施形態を示すものであって、この形態は端的に説明すると、各梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13と梁2の梁下フランジ8との間に、ボルト挿通孔を有するすべり抵抗部材23が横向きに介在されて接合され、また各梁仮置き兼接合金具15における脚部14と柱フランジ11,12との間にボルト挿通孔を有するすべり抵抗部材24が縦向きに配置されて接合されている形態である。
FIG. 10 shows another embodiment of the column-to-beam joint structure at the top of the column according to the present invention. This embodiment will be briefly described. A
前記のすべり抵抗部材23,24を設ける理由は、以下の(1)〜(7)の課題を解決するためである。
一般に、土木建築分野での通常のボルトによる被接合金属部材同士(本願発明の実施形態では、梁下フランジ8と梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13、または、柱1のフランジ11,12と梁仮置き兼接合金具15における脚部14とに相当)を摩擦接合する場合には、被接合金属部材の摩擦面に次のような加工を施してすべり係数を確保している。すなわち、(a)グラインダーなどにより黒皮を除去した後、長時間放置して赤錆を発生させるか、または(b)ショットブラスト加工やグリッドブラスト加工を摩擦面に施して、表面粗さを50μmRy以上としてすべり係数を確保しているが、安定したすべり係数の確保のためには、下記(1)〜(7)のような問題点がある。
(1) 現状の摩擦接合では、赤錆またはショットブラスト等の加工表面のすべり係数に基づいているため摩擦係数が安定せず、摩擦係数の下限値である0.45程度で大きい値とはいえず、したがって、十分なすべり係数を確保するためにはボルトの本数が多くなり、スプライスプレートを含む接合部が大きくなってしまう。
(2) また、赤錆を発生させる場合には、所定のすべり係数を得るための赤錆発生の条件が目視による方法が取られており、その確認に個人差があるため信頼性の面で改善の余地がある。しかも、十分に赤錆を発生させる時間が確保できない場合は採用することができない。
(3) さらに、グラインダーによって黒皮を除去する際にボルト挿通孔周りの局部的な削りが0.3mm程度生じるため、この削られた部分によりスプライスプレートとの接触が不十分となる肌空きが生じうる点でも改善の余地がある。
(4) 一方、ショットブラストやグリッドブラスト等のブラスト処理による方法は、作業の効率が高い反面で設備投資が必要となる。また、研削材の摩耗により粒度が変わりやすく、表面粗さ50μmRy以上を確保するための管理には多大な労力を要する。
(5) ボルトによる摩擦接合では、被接合金属部材の摩擦面の状態が接合部のすべり係数に大きい影響を与える。黒皮・浮きさび・塵埃・油・塗料・溶接スパッタなどが摩擦面に介在しているとすべり抵抗力は著しく低下するため、摩擦面の管理が重要で施工時における摩擦面の管理には多大な労力が要求される。
(6) 摩擦接合面に錆び止めなどの塗装を施すと、摩擦抵抗力が下がるので、その低下を防止するため、摩擦面だけをシーリングして被接合金属部材を塗装する。そして、建設現場でのボルト接合後に改めて露出した摩擦面の境界部を塗装するため、高所作業が多く足場の確保など作業が非常に煩雑となる。
(7) 前記の(1)〜(6)の問題点を解決するために、被接合金属板の摩擦面に直接凹凸を加工してすべり係数を増加し、ボルト摩擦接合の効率を改善する方法が考案されている。しかし、この場合には、被接合金属板の曲がりや反りにより、摩擦抵抗を伝える際に重要なボルト周辺での凹凸部の接触が不十分となり所定のすべり係数が確保できなくなるおそれがある点で問題がある。また被接合金属部材は、サイズ、板厚、ボルトの本数および間隔などに応じて注文生産され、一般的には同一規格で大量生産を行うことは困難である。したがって、被接合金属板に直接凹凸を加工をする場合には、作業工数が増加するためコスト面で不利になる。
The reason why the
In general, metal members to be joined by normal bolts in the field of civil engineering and construction (in the embodiment of the present invention, the beam temporary
(1) In the current friction welding, the friction coefficient is not stable because it is based on the slip coefficient of the processed surface such as red rust or shot blast, and it cannot be said that the lower value of the friction coefficient is about 0.45, which is a large value. Therefore, in order to ensure a sufficient slip coefficient, the number of bolts increases, and the joint portion including the splice plate becomes large.
(2) In addition, when red rust is generated, the conditions for red rust generation to obtain a predetermined slip coefficient are taken by visual inspection, and there are individual differences in the confirmation. There is room. In addition, it cannot be employed when sufficient time for generating red rust cannot be secured.
(3) Further, when the black skin is removed by the grinder, a local scraping around the bolt insertion hole is caused by about 0.3 mm, so that the scraped plate has insufficient skin contact with the splice plate. There is room for improvement in the points that can occur.
(4) On the other hand, a method using blasting such as shot blasting or grid blasting is highly efficient, but requires capital investment. Further, the particle size is likely to change due to wear of the abrasive, and management for ensuring a surface roughness of 50 μm Ry or more requires a great deal of labor.
(5) In friction welding with bolts, the state of the friction surface of the metal member to be joined has a great influence on the slip coefficient of the joint. If black skin, floating rust, dust, oil, paint, welding spatter, etc. are present on the friction surface, the slip resistance will be significantly reduced, so management of the friction surface is important, and management of the friction surface during construction is significant. Effort is required.
(6) If the friction bonding surfaces are coated with rust prevention or the like, the frictional resistance is lowered. Therefore, in order to prevent the decrease, only the friction surfaces are sealed and the metal member to be bonded is painted. And since the boundary part of the friction surface exposed again after bolting at the construction site is painted, there are many high place work, and work such as securing a scaffold becomes very complicated.
(7) In order to solve the problems (1) to (6) described above, a method of directly increasing the slip coefficient by processing irregularities directly on the friction surface of the metal plate to be joined and improving the efficiency of bolt friction welding. Has been devised. However, in this case, due to the bending or warping of the metal plates to be joined, the contact of the concave and convex portions around the bolt, which is important when transmitting the frictional resistance, may be insufficient, and the predetermined slip coefficient may not be secured. There's a problem. Further, the metal members to be joined are custom-made in accordance with the size, the plate thickness, the number of bolts and the interval, and it is generally difficult to perform mass production with the same standard. Therefore, when processing unevenness directly on the metal plate to be joined, the number of work steps increases, which is disadvantageous in terms of cost.
前記のような課題を解決すべく、本願発明では、被接合金属板の摩擦面の一面に直接凹凸加工をするのではなく、凹凸加工を両面に施したすべり抵抗部材23,24を、被接合金属板間(梁下フランジ8と梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13との間、または、柱1のフランジ11,12と梁仮置き兼接合金具15における脚部14との間)に挿入することで、ボルト挿通孔数に応じたすべり抵抗部材23,24の標準化も可能で、ボルトと同様に大量生産による安価なすべり抵抗部材23,24を使用することができる。また、被接合金属板(梁下フランジ8と梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13、または、柱1のフランジ11,12と梁仮置き兼接合金具15における脚部14、以下同様)が互いに接しないようにすることで、前記(7)に記載した問題を解決することができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention does not directly perform uneven processing on one surface of the friction surface of the metal plate to be bonded, but includes the
さらに図示のすべり抵抗部材23,24について説明すると、すべり抵抗部材23,24は、図11および図13に示すように、前後左右に間隔をおいて複数のボルト挿通孔が開孔された板状体の両面に凹凸加工を施したものであり、鋼材で形成されている。図示の形態では、両面に断面略三角形状の凸部25が波状に連続する凹凸加工された鋼板で直線状の凸部とされている。このような前後左右に間隔をおいて複数のボルト挿通孔を有するすべり抵抗部材23,24であると、一つのボルト挿通孔しか有しないすべり抵抗部材を多数使用する場合よりも、すべり抵抗部材を容易に配置することができるばかりでなく、効率よく接合作業をすることができる。なお、図11および図13の(a)(b)に示すような前後方向に複数列のボルト挿通孔を有する1枚タイプのすべり抵抗部材23,24としてもよく、図12および図14の(a)(b)に示すように、ボルト挿通孔を単列タイプとした分割されたすべり抵抗部材23,24を2枚用いて接合するようにしてもよい。
Further, the
凹凸加工の各凸部25の先端は尖った形状(突起の頂部の平坦幅は0で、かつ先端にRを帯びていない形状)であり、各凸部25の先端にはエッジが形成されている。凹凸加工の凸部先端の角度(鋭利さ)は、特に限定するものではないが、すべり抵抗力が1.0(ボルトの軸力と同じすべり抵抗力)を確保できる70度から90度程度の範囲が最も安定しており好ましい。その理由は、すべり抵抗部材の凸凹加工の各凸部先端の角度が小さすぎる場合にはすべり抵抗力は増すが、各凸部先端が非接合金属部材とのせん断力に対抗できずに破壊されるおそれがあるからである。一方、各凸部先端の角度が大きすぎる場合には、被接合金属部材への各凸部先端のかみ込みが少なくなるため、すべり抵抗力が低下するからである
突起部分の硬さは、焼き入れなどの熱処理により、通常鋼材よりも、数倍硬いものとなっている。硬い突起部分が通常のH型鋼にくい込むことで、高いすべり抵抗力を得ることができる。
The tip of each
なお、突起角度の適正な範囲を70〜90度程度の範囲とする理由は、角度が小さくなると、突起形状の加工において非常に精密かつ高度な技術が必要とされ、量産化が要求されるような場合には適さない。また、角度が大きな場合には突起を成形するために、より大きなエネルギーを必要とし、低コストかつスピーディーに突起を加工することが困難となるからである。 The reason why the proper range of the projection angle is set to a range of about 70 to 90 degrees is that if the angle is small, very precise and advanced technology is required for processing the projection shape, and mass production is required. Not suitable for cases. In addition, when the angle is large, more energy is required to form the protrusion, and it is difficult to process the protrusion at low cost and speedily.
なお、多数の凸部25を設ける平面形態としては、図示を省略するが、ボルト挿通孔を中心として連続した凸部により形成される大きさの異なる円形を多数同心円状に設ける形態、あるいはボルト挿通孔を中心として連続した凸部により形成される大きさの異なる多角形を相似状に多数同心状に設ける形態等、多様な形態が可能である。すべり抵抗部材23,24の凹凸加工による表面模様は、摩擦方向に対して直交する縞模様が最もすべり抵抗を高めるが、方向性の少ない凹凸部模様でも、安定した高いすべり係数が得られる。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted as a planar form which provides many
多数の凸部25が被接合金属板の表面に食い込むことで、すべり抵抗を得るため、被接合金属板の表面の状態は、ショットブラスト処理された状態、赤錆状態、さらには塗装した状態でもよい。
In order to obtain slip resistance by the large number of
前記の凸部(突起)25の成形加工は、切削加工、レーザー加工、ローレット加工、プラズマ加工により可能である。 The convex portion (projection) 25 can be formed by cutting, laser processing, knurling, or plasma processing.
さらに、具体的にすべり抵抗部材23,24について説明すると、ボルトに所定のトルク(引張力)を与えることで、すべり抵抗部材23,24の両面の凹凸部の凸部25が被接合金属板(梁下フランジ8と梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13、または、柱1のフランジ11,12と梁仮置き兼接合金具15における脚部14に相当)を凹ませることで、すべり抵抗力が増す。ここで、すべり抵抗部材23,24の凹凸部の凸部25の硬さが被接合金属板に比べて硬いほど、すべり抵抗力が増す。
Further, the
また、ボルトを締め付けたときの摩擦接合面への力の分布は、座金径の2倍程度といわれているため、これを加味してすべり抵抗部材23,24のボルト孔間隔は、例えば、座金径の2倍程度の間隔としてもよい。
Further, since the distribution of force on the friction joint surface when the bolt is tightened is said to be about twice the diameter of the washer, the distance between the bolt holes of the
また、前記のようなすべり抵抗部材23,34を使用する場合では、梁2の下フランジ8の接合面、梁仮置き支持部13の接合面(梁支持面16)、柱1のフランジ11,12の接合面あるいは梁仮置き兼接合金具15における脚部14の接合面に予め防食塗装されていても、すべり抵抗部材23,24の凸部25が、防食塗装を突き抜けるようにくい込んで、梁2の下フランジ8、梁仮置き支持部13、柱1のフランジ11,12、梁仮置き兼接合金具15における脚部14等の表面に食い込むことですべり抵抗を得ることができるので、安定した高いすべり係数が得られ、摩擦効果を維持できる。しかも、従来のようなボルト接合直後の接合面周囲の防食処理をする必要がないので、施工性がよい。
When the
また、土木建築現場のような作業性の悪い場所では、梁2の下フランジ8または梁仮置き支持部13のいずれか一方、柱1のフランジ11,12または梁仮置き兼接合金具15における脚部14のいずれか一方等の被接合金属板の片側に予めすべり抵抗部材23,24を接着手段等により仮り付けまたは移動不能に拘束することで、柱上端部における柱と梁の接合作業効率を上げることができる。
Further, in a place where workability is poor such as a civil engineering construction site, either the
例えば、柱1の上端部のフランジ11,12と梁仮置き兼接合金具15における脚部14との間にすべり抵抗部材24を配置する場合には、工場において柱1は横倒し状態とされてフランジ11,12と脚部14の間に容易に配置することができるが、現場においてすべり抵抗部材24を配置する場合は、フランジ11,12または脚部14のいずれか一方にすべり抵抗部材24の上下面あるいは側周面を利用して帯状テープなどの接着手段により仮付けしておけばよい。また、すべり抵抗部材23を梁仮置き支持部13の上面に単に載置するだけでもよいが、梁仮置き支持部13に帯状テープなどの接着手段により仮付けしてもよい。すべり抵抗部材23,24を溶接により仮り付けする場合には、すべり抵抗部材23,24のすべり抵抗作用を阻害しないように仮付けする。
For example, when the
また、すべり抵抗部材23については、梁仮置き支持部13に載置する形態であるので、梁仮置き支持部13の側面あるいはコーナー部に係合する横移動拘束部材をすべり抵抗部材23の側面あるいはコーナー部に下向きに突出するように溶接等により設けておくと、横移動拘束部材により、すべり抵抗部材23の横移動を防止でき、したがって、すべり抵抗部材23を横移動あるいは脱落させることなく容易に梁2の端部をすべり抵抗部材23上に載置でき、そのため、梁2を安定状態で梁仮置き支持部13に載置して接合することができる、
Further, since the
次に、前記の柱最上部の柱1と梁2との接合手順について、簡単に説明すると、図3および図4に示すように、鉄骨骨組みにおける下位の柱あるいは基礎に支持される最上部のH型鋼等のH型断面形状の柱1の上端部のフランジ11,12と、柱1の上端部のレベルよりも高レベル位置に横向きに配置された梁仮置き支持部13を有する断面T字形の梁仮置き兼接合金具15の脚部14とが当接されて(必要に応じすべり抵抗部材24が介在されて)ボルト接合された梁仮置き兼接合金具15付の柱1が間隔をおいて建て込まれ、図2(または図6)に示すように、前記の梁仮置き兼接合金具15における梁仮置き支持部13に、クレーンにおける吊り下げフック10bおよび吊りロープ10を介在して吊り下げ搬送されるH形断面の梁2の下部フランジ8を載置することにより梁2を安定させた後、前記吊りフックを降下させてこれに支持される吊りロープ10を緩め、その後、図1(図5または図7〜図9)に示すように、梁仮置き支持部13と梁2の下フランジ8を(必要に応じすべり抵抗部材24を介在させて)ボルト6により接合して、柱1と梁2を接合すればよい。
Next, the procedure for joining the
1 柱
2 梁
3 水平ブラケット
4 梁本体
5 スプライスプレート
6 高力ボルト
7 上フランジ
8 下フランジ
9 T字型の鋼製接合金具
10 吊りロープ
10a 昇降用ロープ
10b フック
11 フランジ
12 フランジ
13 梁仮置き支持部
14 脚部
15 梁仮置き兼接合金具
16 梁支持面
17a ボルト挿通孔
17b ボルト挿通孔
18 スチフナ
19 横板
20 縦部分
21 ウエブ
22 カットT型鋼
22a フランジ
22b フランジ
23 すべり抵抗部材
24 すべり抵抗部材
25 凸部
1
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