JP2007239310A - 梁継手構造及び構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】地震等により外力が作用した場合に，構造物の主架構を塑性変形させることなく，ダンパー部材が当該外力のエネルギーを十分に吸収する梁継手構造を提供すること。
【解決手段】鋼製の柱材１１０に設けられたブラケット１１２と，鋼製の梁材１２０とを接合する梁継手構造１００において，ブラケットのフランジ１１４，１１６と梁材のフランジ１２４，１２６とを接合するフランジ用スプライスプレート１３０と，ブラケットのウエブ１１８と梁材のウエブ１２８とを接合するウエブ用スプライスプレート１４０と，を備え，フランジ用スプライスプレートの略中央部は，細首化された塑性化部１３２が形成されており，ウエブ用スプライスプレートと梁材のウエブおよびウエブ用スプライスプレートとブラケットのウエブとはボルト接合されており，ウエブ用スプライスプレート，梁材のウエブまたはブラケットのウエブに形成された貫通孔のいずれかが長円形である。
【選択図】図１

Description

本発明は，梁継手構造及び構造物に関し，特にエネルギー吸収力に優れた梁継手構造及び構造物に関する。

従来，構造物の柱梁構造は，柱材と梁材の接合部である柱梁接合部を剛接合したラーメン構造とする場合が多かった。ラーメン構造において耐震設計をする際，中小の地震時には構造物は弾性挙動の範囲に収まるように設計される。これに対し，従来の建築耐震設計法では，大地震時，例えば稀に発生する地震（気象庁震度階としてＶ強程度）時の外力を超える外力が構造物に作用した場合，柱材や梁材などの主架構（構造耐力上主要な部分）が塑性変形することを許容している。

しかしながら，柱材や梁材は長期荷重を支える部位であるため，地震によって塑性化した柱材や梁材の補修は，実質的に困難である。そこで，ラーメン構造に，さらにブレース（斜材）や耐震壁（耐震パネル）を設ける場合がある。これらのブレースや耐震壁は，ダンパー部材として機能し，地震エネルギーを吸収することができる。これにより，大地震時に構造物の柱材や梁材を塑性変形させないような設計をすることが可能である。

しかし，構造物の主架構にブレースや耐震壁を設けると，構造物内の空間が仕切られてしまう。そのため，構造物内の空間レイアウトを優先する場合，ブレースや耐震壁が，耐震設計上，効率良く配置されず，構造強度が偏った構造物が構築されるという問題があった。

そこで，ダンパー部材として機能するスプライスプレートを構造物の梁継手構造に設けて，スプライスプレートにより地震エネルギーを吸収する技術が提案されている（例えば，特許文献１，２を参照）。かかる梁継手構造は，上記ブレースや耐震壁と異なり，構造物内の空間を仕切ることがないため，レイアウトに制限が生じることがない。

特許文献１の梁継手構造は，柱材に設けられたブラケットのフランジと梁材のフランジとを接合するスプライスプレートの略中央部に塑性化部を形成して，スプライスプレートをダンパー部材として作用させる。また，特許文献２では，柱材に設けられたブラケットのフランジと梁材のフランジとを接合するスプライスプレートにおいて，スプライスプレートの塑性化部に，塑性化部の座屈を拘束する座屈拘束部材を設ける梁継手構造が提案されている。

特開２０００−１４４９０１号公報 特開２００４−２７８２９３号公報

しかしながら，従来の建築耐震設計法においては，稀に発生する地震（気象庁震度階としてＶ強程度）時の外力が作用する程度では，ダンパー部材の塑性変形が許容されていなかった。そのため，従来技術におけるダンパー部材を備えた梁継手構造は，稀に発生する地震時において塑性変形しないように設計される必要があった。

例えば，特許文献１における梁継手構造では，柱材に設けられたブラケットのウエブと梁材のウエブは，ウエブ用スプライスプレートを介して，ボルト接合されている。このように，ブラケットのウエブと梁材のウエブは，剛接合となっているので，梁材の回転が拘束されていた。そのため，稀に発生する地震時の外力が作用したとして，柱材に対して梁材は回動せず，ウエブ用スプライスプレートは塑性変形しない。

また，従来の建築耐震設計法では，極めて稀に発生する地震（気象庁震度階としてＶＩ強〜ＶＩＩ程度）時の外力がダンパー部材に作用したとき初めて，ダンパー部材は塑性変形することが許容されていた。そのため，ダンパー部材の塑性化部の長さが長くなり，塑性化部の座屈が生じやすい構造となるため，座屈を防止するため別途座屈拘束材を塑性化部に設けなければならないという問題があった。

例えば，特許文献２では，ダンパー部材としてのフランジ用スプライスプレートの塑性化部に座屈拘束部材を設ける技術が提案されている。しかし，当該技術では，座屈拘束部材を設けることにより，梁継手構造が複雑になってしまうという問題がある。また，特許文献２では，柱材に設けられたブラケットのウエブと梁材のウエブを接合するウエブ用スプライスプレートが設けられていない。そのため，ブラケットと梁材間で，大きな剪断力の伝達ができないという問題があった。

ところで，２００５年に「エネルギーの釣り合いに基づく耐震計算法」の告示が公布されており，この告示によって，建築耐震設計において，極めて稀に発生する地震時の外力ほど大きくなくても，稀に発生する地震時の外力がダンパー部材に作用した場合に，ダンパー部材を塑性化させて，地震エネルギーを吸収させることが許容されることとなった。従って，このような条件下でダンパー部材によって，地震エネルギーを吸収可能な梁継手構造に関する技術が希求されていた。

そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところ
は，地震等により外力が作用した場合に，構造物の主架構を塑性変形させることなく，ダンパー部材が当該外力のエネルギーを十分に吸収することが可能な，新規かつ改良された梁継手構造及び構造物を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，鋼製の柱材に設けられたブラケットと，鋼製の梁材とを接合する梁継手構造において：ブラケットのフランジと梁材のフランジとを接合するフランジ用スプライスプレートと；ブラケットのウエブと梁材のウエブとを接合するウエブ用スプライスプレートと；を備え，フランジ用スプライスプレートの略中央部には，細首化された塑性化部が形成されており，ブラケットのウエブとウエブ用スプライスプレート，および梁材のウエブとウエブ用スプライスプレートとはボルト結合されており，ブラケットのウエブに形成されたボルト貫通孔，梁材のウエブに形成されたボルト貫通孔，またはウエブ用スプライスプレートに形成されたボルト貫通孔のいずれかが長円形であることを特徴とする，梁継手構造が提供される。

かかる構成により，フランジ用スプライスプレートの塑性化部は，塑性化部の断面積が塑性化部以外の断面積よりも小さいため，応力が集中し，塑性化部以外の部分よりも塑性化しやすい。また，例えば梁材のウエブに形成された貫通孔が長円形である場合，梁材のウエブとウエブ用スプライスプレートとを接合するボルトは，長円形のボルト貫通孔内を移動可能である。従って，ある強度以上の外力が加わったときに，梁材のウエブとウエブ用スプライスプレートとが相対移動することができるので，梁材は柱材に対して回動できる。なお，ブラケットのウエブまたはウエブ用スプライスプレートに形成された貫通孔が長円形である場合も，ある程度以上の外力が加わったとき，同様に梁材は柱材に対して回動できる。よって，地震等により外力が梁継手構造に作用したとき，梁材は回動し，フランジ用スプライスプレートの塑性化部は塑性化して，当該外力のエネルギーを吸収できる。

上記ブラケットの一側のフランジ及び梁材の一側のフランジが他部材によって拘束される場合には，ブラケットの一側のフランジと梁材の一側のフランジとは，塑性化部の形成されていないフランジ用スプライスプレートで剛接合され，ブラケットの他側のフランジ及び梁材の他側のフランジとは，塑性化部を有するフランジ用スプライスプレートにより接合されてもよい。かかる構成により，一側のブラケットのフランジ及び梁材のフランジが他部材に拘束されていても，他側のフランジ用スプライスプレートの塑性化部は塑性化し，梁材は，ウエブ用スプライスプレートに拘束されず回動できる。

上記ブラケットのウエブ，梁材のウエブ，またはウエブ用スプライスプレートに形成された長円形のボルト貫通孔は，他部材によって拘束されない側に少なくとも１つ形成されてもよい。かかる構成により，他部材によって拘束される側のフランジおよびウエブが主架構の剛性の一部となる。

上記ブラケットのウエブ，梁材のウエブ，またはウエブ用スプライスプレートに形成されたボルト貫通孔は，梁材の軸方向に長い長円形であるとしてもよい。かかる構成において，ボルトは梁材の軸方向に移動できる。一方，ボルトは，梁材の軸方向と垂直方向への移動が拘束される。よって，地震等の外力が作用しないときである通常時，ウエブ用スプライスプレートは梁材にかかる剪断力に対抗することができる。

上記塑性化部は，少なくとも気象庁震度階がＶ強程度の地震時の外力が梁継手構造に作用したとき，塑性化するように設計されてもよい。かかる構成により，建築耐震設計時に設定する地震外力を低減させた設計をすることができる。

また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，柱材と梁材とを剛接合したラーメン構造体と；柱材のブラケットと梁材とを接合する上記の梁継手構造からなるダンパー構造体と；を含むことを特徴とする，構造物が提供される。

かかる構成により，ダンパー構造は，地震等の外力のエネルギーを吸収することができる。また，梁継手構造は，建築空間のレイアウトによる制限を受けないため，構造設計において，構造的にバランスのよい設計をすることができる。さらに，ダンパーや耐震壁と異なり，梁継手構造を設ける場合は，空間が仕切られないため，自由度の高い設計をすることができる。

上記ラーメン構造体は，気象庁震度階がＶＩ強〜ＶＩＩ程度以下の地震時の外力より低い外力が作用したときに，弾性挙動する座屈拘束ブレースによって補強されてもよい。かかる構成により，ダンパー部材を設置しないラーメン構造よりも，安価な部材であるダンパー部材としての座屈拘束ブレースによって構造物の剛性の調整をすることができ，自由度の高い構造物の設計が可能である。

以上説明したように，本発明によれば，地震等により外力が作用した場合に，構造物の主架構を塑性変形させることなく，ダンパー部材が当該外力のエネルギーを十分に吸収することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず，図１〜３を参照して，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造について説明する。図１は，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造１００を示す側面図である。図２は，同実施形態にかかる梁継手構造１００を示す上面図である。図３は，図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。

図１〜３に示すように，梁継手構造１００は，柱材１１０に設けられたブラケット１１２と梁材１２０とを接合する。

柱材１１０は，本実施形態では，例えば円形の鋼管によって構成される。柱材１１０には，柱材１１０と梁材１２０とを接合するためのブラケット１１２が設けられる。ブラケット１１２は，上フランジ１１４，下フランジ１１６及びウエブ１１８から構成される。上フランジ１１４，下フランジ１１６，ウエブ１１８は，それぞれ平板材であり，柱材１１０の外周面に，例えば溶接によって接合される。上フランジ１１４と下フランジ１１６は，柱材１１０の周囲を囲むように柱材１１０の軸方向と垂直な面に形成される。上フランジ１１４と下フランジ１１６は，互いに平行に配される。ウエブ１１８は，上フランジ１１４と下フランジ１１６との間に，柱材１１０の軸方向に延設される。

ブラケット１１２の上フランジ１１４と下フランジ１１６には，ボルト１６２を貫通させるためのボルト貫通孔（図示せず。）が形成される。この上フランジ１１４とフランジ用スプライスプレート１３０，及び下フランジ１１６とフランジ用スプライスプレート１３０とが，ボルト１６２，ナット１６４によってそれぞれボルト接合される。ブラケット１１２の上フランジ１１４と下フランジ１１６に形成されるボルト貫通孔の大きさや数は，構造物の設計によって適宜決定される。

ブラケット１１２のウエブ１１８には，図３に示すように，ボルト１６６を貫通させるためのボルト貫通孔１５２が形成される。このウエブ１１８とウエブ用スプライスプレート１４０とが，ボルト１６６とナット１６８によってボルト接合される。ウエブ１１８に形成されるボルト貫通孔１５２の大きさや数は，構造物の設計によって適宜決定される。

梁材１２０は，本実施形態では，例えばＨ型鋼で構成できる，この梁材１２０は，上フランジ１２４，下フランジ１２６及びウエブ１２８から構成される。上フランジ１２４と下フランジ１２６は，互いに平行に配される。ウエブ１２８は，上フランジ１２４と下フランジ１２６との間に，延設される。

梁材１２０の上フランジ１２４と下フランジ１２６には，ボルト１６２を貫通させるためのボルト貫通孔（図示せず。）が形成される。この上フランジ１２４とフランジ用スプライスプレート１３０，及び下フランジ１２６とフランジ用スプライスプレート１３０とが，ボルト１６２とナット１６４によってそれぞれボルト接合される。

梁材１２０のウエブ１２８には，図３に示すように，ボルト１６６を貫通させるためのボルト貫通孔１５４が形成される。このウエブ１２８とウエブ用スプライスプレート１４０とがボルト接合される。ウエブ１２８に形成されるボルト貫通孔１５４は，一般的なボルト接合時と同様の径の円形の孔である。ボルト貫通孔１５４の大きさや数は，構造物の設計によって適宜決定される。

次に，図１〜図４を参照して，本実施形態にかかる梁継手構造１００において，地震等の外力のエネルギーを吸収できるダンパー部材としてのフランジ用スプライスプレート１３０について説明する。図４は，本実施形態にかかるフランジ用スプライスプレート１３０を示す平面図である。

フランジ用スプライスプレート１３０は，鋼製の平板材であり，ブラケット１１２のフランジ１１４，１１６と梁材１２０のフランジ１２４，１２６とを接合する。フランジ用スプライスプレート１３０には，ボルト１６２を貫通させるためのボルト貫通孔１３６が形成される。ブラケット１１２の上フランジ１１４側に設けられるフランジ用スプライスプレート１３０は，ブラケット１１２の上フランジ１１４とボルト接合され，さらに梁材１２０の上フランジ１２４とボルト接合される。また，ブラケット１１２の下フランジ１１６側に設けられるフランジ用スプライスプレート１３０は，ブラケット１１２の下フランジ１１６とボルト接合され，さらに梁材１２０の下フランジ１２６とボルト接合される。フランジ用スプライスプレート１３０に形成されるボルト貫通孔の大きさや数は，構造物の設計によって適宜決定される。

フランジ用スプライスプレート１３０は，梁継手構造１００に地震等の外力が入力されたときに，塑性変形して外力のエネルギーを吸収するダンパー部材として機能する。具体的には，フランジ用スプライスプレート１３０は，図４に示すように，フランジ用スプライスプレート１３０の略中央部が細首化した塑性化部１３２が形成されている。この塑性化部１３２が形成されたフランジ用スプライスプレート１３０は，例えば，砂時計型の形状とすることができる。すなわち，略四角形の鋼製の平板材において，梁材１２０の軸方向に平行する相向き合う２つの側面にＵ字状の切り欠き部１３４が形成されており，塑性化部１３２の幅は，塑性化部１３２以外の部分の幅よりも狭く形成される。なお，塑性化部１３２以外の部分とは，ブラケット１１２のフランジ１１４，１１６や梁材１２０のフランジ１２４，１２６とボルト接合される部分である。

かかる構成により，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２は，塑性化部１３２の断面積が塑性化部１３２以外の断面積よりも小さいため，応力が集中し，塑性化部１３２以外の部分よりも塑性化しやすい。その結果，梁継手構造１００に地震等の外力が作用したとき，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２は，塑性変形し，当該外力のエネルギーを吸収するダンパー部材として機能する。

なお，塑性化部１３２は，図１，図２及び図４に示す形状に限定されず，例えば，塑性化部１３２の厚さを塑性化部１３２以外の部分の厚さより薄くしてもよい。また，塑性化部１３２は，例えば塑性化部１３２の幅と厚さの両方を，塑性化部１３２以外の部分よりも小さくし，断面積を縮小することによって，塑性化部１３２を塑性変形させる形状とすることができる。さらに，塑性化部１３２は，上述したようにＵ字状の切り欠き部１３４によって形成される場合に限定されず，塑性化部１３２以外の断面積よりも塑性化部１３２の断面積が小さくなるように形成されていればよい。そのため，塑性化部１３２は，例えば略四角形の平板材の相向き合う側面にＶ字状の切り欠きやテーパー状の切り欠きを設けて形成されてもよく，略四角形の平板材の略中央部に任意の大きさの貫通孔を設けて形成されてもよい。

また，２００５年に告示された「エネルギーの釣り合いに基づく耐震計算法」では，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２は，稀に発生する地震時の外力によって塑性変形するよう設計できるようになった。従来の建築耐震設計法では，稀に発生する地震時のエネルギーでフランジ用スプライスプレートを塑性化させず，極めて稀に発生する地震時のエネルギーで初めて塑性化するようにフランジ用スプライスプレートに塑性化部を形成しなければならなかった。従って，フランジ用スプライスプレートの塑性化部の細首化した部分の長さは，極めて稀に発生する地震よりも低いエネルギーで塑性変形しないような任意の長さで形成される必要があった。

本実施形態では，２００５年に告示された「エネルギーの釣り合いに基づく耐震計算法」に対応して，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２を，極めて稀に発生する地震時のエネルギーよりも低い稀に発生する地震時のエネルギーで塑性変形させる。そのため，本実施形態にかかるフランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２の細首化した部分の長さは，従来の塑性化部の細首化した部分の長さよりも，短くすることができる。

かかる構成において，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２の細首化した部分が短いため，本実施形態にかかる塑性化部１３２は，従来の建築耐震設計法で形成されたフランジ用スプライスプレートの塑性化部よりも座屈しにくい構造とすることができる。その結果，従来のフランジ用スプライスプレートには座屈拘束材を設ける必要があったが，特許文献２と異なり，本実施形態では，座屈拘束材を設けなくとも，塑性化部１３２の機能を低下させることがない。

次に，図１〜図３を参照して，ウエブ用スプライスプレート１４０について説明する。ウエブ用スプライスプレート１４０は，鋼製の板状部材であり，ブラケット１１２のウエブ１１８と梁材１２０のウエブ１２８とを接合する。

ウエブ用スプライスプレート１４０には，ボルト貫通孔１４２，１４４が形成される。ボルト貫通孔１４２は，ウエブ用スプライスプレート１４０において，柱材１１０のブラケット１１２側に形成される孔である。ボルト貫通孔１４４は，ウエブ用スプライスプレート１４０において，梁材１２０側に形成される孔である。ボルト貫通孔１４２，１４４は，それぞれ複数個形成されており，梁材１２０の軸方向に対して垂直方向に配列される。

ボルト貫通孔１４２は，一般的なボルト接合時と同様の径の円形の孔である。一方，ボルト貫通孔１４４は，長円形の孔である。本明細書で長円形の貫通孔とは，所定方向に延びる溝状の孔である。例えば，本実施形態のように，両端が半円形であり中間部が任意の一定の幅を有してもよいし，楕円形であってもよい。梁材１２０側に形成されるボルト貫通孔は，梁材１２０の軸方向に長い長円形とすることができる。

かかる構成により，梁材１２０のウエブ１２８とウエブ用スプライスプレート１４０を接合するボルト１６６は，長円形のボルト貫通孔１４４内を移動可能である。従って，ある強度以上の外力が加わったときに，梁材１２０のウエブとウエブ用スプライスプレート１４０とが相対移動することができるので，梁材１２０は柱材１１０に対して回動できる。よって，地震等により外力が梁継手構造１００に作用したとき，梁材１２０は回動し，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部は塑性化して，当該外力のエネルギーを吸収できる。また，かかる外力が作用した後も，ボルト貫通孔１４４は円形ではなく，長円形であるため，ウエブ用スプライスプレート１４０は塑性変形せず，ウエブ用スプライスプレート１４０は構造物の構造耐力を保持することができる。

ボルト貫通孔１４４は，梁材１２０の軸方向に長い長円形とした場合，ボルト１６６は梁材１２０の軸方向に移動できる。一方，ボルト１６６は，梁材１２０の軸方向と垂直方向への移動が拘束される。よって，地震等の外力が作用しないときである通常時，ウエブ用スプライスプレート１４０は梁材１２０にかかる剪断力に対抗することができる。

従来の長円形を設けないウエブ用スプライスプレートでは，地震等の外力が作用するとボルトがウエブ用スプライスプレートに衝突するため，ウエブ用スプライスプレートは塑性変形する。従って，従来技術では，本発明の実施形態で得られる上記のような効果を発揮することはなかった。なお，ボルト貫通孔１４２，１４４の数や大きさは，設計上適宜決定することができる。

次に，図３を参照して，ウエブ用スプライスプレート１４０の接合部分について詳細に説明する。図３は，図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。

ウエブ用スプライスプレート１４０は，ブラケット１１２のウエブ１１８と梁材１２０のウエブ１２８を挟んで，２枚のウエブ用スプライスプレート１４０でブラケット１１２と梁材１２０とを接合する。ブラケット１１２のウエブ１１８端部と梁材１２０のウエブ１２８端部との間には，任意の間隔が設けられる。

ブラケット１１２のウエブ１１８端部と梁材１２０のウエブ１２８端部との間隔は，地震等の外力が作用したときにフランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２が塑性変形し，梁材１２０が回動する際，ブラケット１１２と梁材１２０が相互に衝突して，損傷しないような間隔で設けられることが必要である。そのため，ブラケット１１２のウエブ１１８端部と梁材１２０のウエブ１２８端部との間隔は，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２の変形角を設計によって決定することで，その間隔の長さを決めることができる。

また，ボルト貫通孔１４４の梁材１２０の軸方向の長さは，地震等の外力が作用したときに，梁材１２０のウエブ１２８とウエブ用スプライスプレート１４０とを接合するボルト１６６が長円形のボルト貫通孔１４４内を移動可能なように，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２の変形角，及びブラケット１１２のウエブ１１８端部と梁材１２０のウエブ１２８端部との間隔を決定することで，その長さを決めることができる。

次に，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造１００に地震等の外力が作用した場合について説明する。

地震等の外力が作用しないときである通常時，本実施形態にかかる梁継手構造１００は，ブラケット１１２と梁材１２０が，フランジ用スプライスプレート１３０とウエブ用スプライスプレート１４０とによって接合されており，固定化した状態を維持している。

本実施形態では，２００５年に告示された「エネルギーの釣り合いに基づく耐震計算法」に対応して，稀に発生する地震時の外力が梁継手構造１００に作用したときに，梁継手構造１００におけるフランジ用スプライスプレート１３０が塑性化される構造とすることができる。また，フランジ用スプライスプレート１３０がダンパー部材として塑性化されることによって，稀に発生する地震時の外力が構造物に作用しても，柱材１１０や梁材１２０などの構造耐力上主要な部分である主架構が塑性化されない耐震設計をすることが可能となる。

一方，フランジ用スプライスプレート１３０は，稀に発生する地震時の外力が梁継手構造１００に作用したときは，塑性化される。このとき，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２は，弾性挙動の範囲を超えて，塑性変形する。その結果，梁材のウエブ１２８とウエブ用スプライスプレート１４０とを接合するボルト１６６が貫通孔１４４内を移動し，梁材１２０は，梁材１２０のウエブ１２８面内で，図１及び図２に示した回動軸Ｘを中心とした回動をする。ここで，回動軸Ｘは，ブラケット１１２のウエブ１１８端部と梁材１２０のウエブ１２８端部との間の中央部，梁材１２０の梁せいの中央部の高さに位置し，回動軸Ｘの軸方向は梁材１２０のウエブ１２８の面に対して垂直方向である。

ウエブ用スプライスプレート１４０の梁材１２０側のボルト貫通孔１４４は，長円形であり，複数個配されていることから，ボルト貫通孔１４４とボルト貫通孔１５４とが両方とも円形であるときに比べて，梁材１２０の回動がボルト１６６によって拘束されることがない。従って，梁継手構造１００のフランジ用スプライスプレート１３０は，稀に発生する地震時の外力が作用したとき，すなわち極めて稀に発生する地震時の外力に比べて低い外力が作用したときにも，塑性化される。

稀に発生する地震時の外力が作用することによって，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２が塑性変形した場合には，構造物の安全性を維持するためフランジ用スプライスプレート１３０の交換が必要な場合がある。しかし，このようにフランジ用スプライスプレート１３０の交換の必要性が生じた場合でも，本実施形態では，柱材１１０や梁材１２０などの主架構は塑性変形しないため，フランジ用スプライスプレート１３０を交換しただけで，構造物の当初の構造性能を保持することができる。また，フランジ用スプライスプレート１３０は長期荷重を支えていないため，フランジ用スプライスプレート１３０の交換が容易である。

次に，図５及び図６を参照して，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造の変更例について説明する。図５は，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造の変更例を示した側面図である。図６は，図５のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。

上述した実施形態においては，ウエブ用スプライスプレート１４０に長円形のボルト貫通孔１４４が形成され，梁材１２０のウエブ１２８に円形のボルト貫通孔１５４が形成された場合について説明した。一方，ウエブ用スプライスプレート１４０に円形のボルト貫通孔２５４が形成され，梁材１２０のウエブ１２８に長円形のボルト貫通孔２５４が形成されてもよい。具体的には，梁材１２０のウエブ１２８に長円形のボルト貫通孔２５４が複数個形成され，梁材１２０の軸方向に長い長円形であるとすることができる。

この変更例の場合に，稀に発生する地震時の外力が梁継手構造１００に作用すると，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２は，弾性挙動の範囲を超えて，塑性変形する。その結果，梁材のウエブ１２８とウエブ用スプライスプレート１４０とを接合するボルト１６６が貫通孔２５４内を移動し，梁材１２０は，梁材１２０のウエブ１２８の面内で，図５及び図６に示した回動軸Ｘを中心とした回動をする。ここで，回動軸Ｘは，ブラケット１１２のウエブ１１８端部と梁材１２０のウエブ１２８端部との間の中央部，梁材１２０の梁せいの中央部の高さに位置し，回動軸Ｘの軸方向は梁材１２０のウエブ１２８の面に対して垂直方向である。

梁材１２０に形成されたボルト貫通孔２５４は，長円形であり，複数個配されていることから，ボルト貫通孔１４４とボルト貫通孔２５４とが両方とも円形であるときに比べて，梁材１２０の回動がボルト１６６によって拘束されることがない。従って，梁継手構造１００のフランジ用スプライスプレート１３０は，稀に発生する地震時の外力が作用したとき，すなわち極めて稀に発生する地震時の外力に比べて低い外力が作用したときにも，塑性化される。

次に，図７を参照して，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造の変更例について説明する。図７は，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造の変更例を示した側面図である。

上述した実施形態においては，ウエブ用スプライスプレート１４０または梁材１２０のウエブ１２８に長円形のボルト貫通孔が形成された場合について説明した。一方，図７に示すとおり，柱材１１０に設けられたブラケット１１２のウエブ１１８に円形の貫通孔１５２が形成され，ウエブ用スプライスプレート１４０のブラケット１１２側に長円形のボルト貫通孔２４２が形成されてもよい。具体的には，ウエブ用スプライスプレート１４０のブラケット１１２側に長円形のボルト貫通孔２４２が複数個形成され，梁材１２０の軸方向に長い長円形であるとすることができる。このとき，梁材１２０のウエブ１２８とウエブ用スプライスプレート１４０に形成された貫通孔は，両者とも円形の貫通孔とし，通常のボルト接合とする。

この変更例の場合に，稀に発生する地震時の外力が梁継手構造１００に作用すると，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２は，弾性挙動の範囲を超えて，塑性変形する。その結果，ブラケット１１２のウエブ１１８とウエブ用スプライスプレート１４０とを接合するボルト１６６が貫通孔２４２内を移動し，梁材１２０は，梁材１２０のウエブ１２８の面内で，図７に示した回動軸Ｘを中心とした回動をする。ここで，回動軸Ｘは，ブラケット１１２のウエブ１１８端部と梁材１２０のウエブ１２８端部との間の中央部，梁材１２０の梁せいの中央部の高さに位置し，回動軸Ｘの軸方向は梁材１２０のウエブ１２８の面に対して垂直方向である。

ウエブ用スプライスプレート１４０のブラケット１１２側に形成されたボルト貫通孔２４２は，長円形であり，複数個配されていることから，ブラケット１１２のウエブ１１８に形成されたボルト貫通孔１５２とウエブ用スプライスプレート１４０のボルト貫通孔２４２とが両方とも円形であるときに比べて，梁材１２０の回動がボルト１６６によって拘束されることがない。従って，梁継手構造１００のフランジ用スプライスプレート１３０は，稀に発生する地震時の外力が作用したとき，すなわち極めて稀に発生する地震時の外力に比べて低い外力が作用したときにも，塑性化される。

次に，図８を参照して，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造の変更例について説明する。図８は，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造の変更例を示した側面図である。

図７を参照して説明した実施形態においては，ウエブ用スプライスプレート１４０のブラケット１１２側に長円形のボルト貫通孔２４２が形成された場合について説明した。一方，図８に示すとおり，柱材１１０に設けられたブラケット１１２のウエブ１１８に長円形の貫通孔２５２が形成され，ウエブ用スプライスプレート１４０のブラケット１１２側に円形のボルト貫通孔１４２が形成されてもよい。具体的には，ブラケット１１２のウエブ１１８に長円形のボルト貫通孔２５２が複数個形成され，梁材１２０の軸方向に長い長円形であるとすることができる。このとき，梁材１２０のウエブ１２８とウエブ用スプライスプレート１４０に形成された貫通孔は，両者とも円形の貫通孔とし，通常のボルト接合とする。

この変更例の場合に，稀に発生する地震時の外力が梁継手構造１００に作用すると，フランジ用スプライスプレート１３０の塑性化部１３２は，弾性挙動の範囲を超えて，塑性変形する。その結果，ブラケット１１２のウエブ１１８とウエブ用スプライスプレート１４０とを接合するボルト１６６が貫通孔２５２内を移動し，梁材１２０は，梁材１２０のウエブ１２８の面内で，図７に示した回動軸Ｘを中心とした回動をする。ここで，回動軸Ｘは，ブラケット１１２のウエブ１１８端部と梁材１２０のウエブ１２８端部との間の中央部，梁材１２０の梁せいの中央部の高さに位置し，回動軸Ｘの軸方向は梁材１２０のウエブ１２８の面に対して垂直方向である。

柱材１１０に設けられたブラケット１１２のウエブ１１８形成されたボルト貫通孔２４２は，長円形であり，複数個配されていることから，ブラケット１１２のウエブ１１８に形成されたボルト貫通孔２４２とウエブ用スプライスプレート１４０のボルト貫通孔１４２とが両方とも円形であるときに比べて，梁材１２０の回動がボルト１６６によって拘束されることがない。従って，梁継手構造１００のフランジ用スプライスプレート１３０は，稀に発生する地震時の外力が作用したとき，すなわち極めて稀に発生する地震時の外力に比べて低い外力が作用したときにも，塑性化される。

次に，図９を参照して，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造１００の変更例について説明する。図９は，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造１００の変更例を示した側面図である。

上述した実施形態においては，柱材１１０のブラケット１１２の上面及び梁材１２０の上面，または柱材１１０の下面及び梁材１２０の下面には，ブラケット１１２及び梁材１２０を拘束する他部材が設けられていない。また，ブラケット１１２と梁材１２０とを接合するフランジ用スプライスプレート１３０は，梁材１２０の上側及び下側に設けられるフランジ用スプライスプレート１３０の両方ともに塑性化部１３２が形成されている場合について説明した。

図９には，ブラケット１１２の上フランジ１１４と梁材１２０の上フランジ１２４がコンクリート床材１７０によって拘束される場合を示している。この場合，梁材１２０の上側がコンクリート床材１７０によって拘束されるため，梁継手構造１００に地震等の外力が作用したとしても，梁材１２０の上側に設けられるフランジ用スプライスプレートは塑性変形しにくい。

従って，ブラケット１１２の上フランジ１１４と梁材１２０の上フランジ１２４とが，柱材１１０や梁材１２０以外の他部材，例えばコンクリート床材１７０によって拘束される場合には，ブラケット１１２及び梁材１２０の上側に塑性化部１３２の形成されたフランジ用スプライスプレート１３０は設けられない。このことから，ブラケット１１２の上フランジ１１４と梁材１２０の上フランジ１２４との接合は，塑性化部１３２の形成されないフランジ用スプライスプレート３３０を介してボルト１６２によってボルト接合される。一方，他側のブラケット１１２の下フランジ１１６と梁材１２０の下フランジ１２６とは，塑性化部１３２を有するフランジ用スプライスプレート１３０を介してボルト１６２によってボルト接合される。

塑性化部１３２の形成されないフランジ用スプライスプレート３３０は，鋼製の平板材からなり，略四角形の形状を有する。また，ブラケット１１２の上フランジ１１４及び梁材１２０のフランジ１２４とをボルト接合するため，ボルト貫通孔（図示せず。）が形成される。

この変更例の場合に，梁継手構造１００に，稀に発生する地震時の外力が作用すると，梁材１２０は，梁材１２０のウエブ１２８面内で，例えば図９に示した回動軸Ｙを中心とした回動をする。梁材１２０の上側がコンクリート床材１７０によって拘束されているため，梁材１２０の回転の支点である回動軸Ｙは，上記の実施形態の回動軸Ｘと異なり，例えば梁材１２０の上フランジ１２４の高さ付近に位置する。また，回動軸Ｙは，ブラケット１１２のウエブ１１８端部と梁材１２０のウエブ１２８端部との間の中央部に位置し，回動軸Ｙの軸方向は梁材１２０のウエブ１２８の面に対して垂直方向である。このとき，梁材１２０の下側に設けられた塑性化部１３２を有するフランジ用スプライスプレート１３０が塑性変形することによって，地震時のエネルギーが吸収される。

また，ウエブ用スプライスプレート１４０に形成されたボルト貫通孔１４４は，例えばウエブ用スプライスプレート１４０の上部から下部まで全て長円形であり，複数個配されていることから，ボルト貫通孔１４４と梁材１２０のウエブ１２８に形成されたボルト貫通孔（図示せず。）との両方が円形であるときに比べて，梁材１２０の回動がボルト１６６によって拘束されることがない。従って，稀に発生する地震時の外力が作用したとき，すなわち極めて稀に発生する地震時の外力に比べて低い外力が作用したとき，梁継手構造１００のフランジ用スプライスプレート１３０を塑性化させることができる。

なお，図９には，梁材１２０の上側がコンクリート床材１７０によって拘束される場合を説明したが，本実施形態はこれに限られず，柱材１１０のブラケット１１２及び梁材１２０の下側が，例えばコンクリート床材１７０などの他部材によって拘束される場合であってもよい。この場合，梁材１２０の下側が，塑性化部１３２の形成されないフランジ用スプライスプレート３３０を介してボルト接合され，梁材１２０の上側が塑性化部１３２を有するフランジ用スプライスプレート１３０を介してボルト接合される。

また，図９には，ウエブ用スプライスプレート１４０に長円形のボルト貫通孔１４４を形成する場合を説明したが，図５及び図６で示した実施形態と同様に，梁材１２０のウエブ１２８に長円形のボルト貫通孔２５４を形成してもよい。また，図７及び図８に示した実施形態と同様に柱材１１０のブラケット１１２側に，ボルト貫通孔２４２またはボルト貫通孔２５２を形成してもよい。

次に，図１０を参照して，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造１００の変更例について説明する。図１０は，同実施形態にかかる梁継手構造１００の変更例を示した側面図である。なお，塑性化部１３２を有するフランジ用スプライスプレート１３０と塑性化部１３２の形成されないフランジ用スプライスプレート３３０の配置については，図９に示した変更例と同一であるため，詳細な説明は省略する。

上記の図９に示した本実施形態にかかる梁継手構造１００では，ウエブ用スプライスプレート１４０に形成されたボルト貫通孔１４４が，例えばウエブ用スプライスプレート１４０の上部から下部まで全て長円形である場合について説明した。

図１０には，ウエブ用スプライスプレート１４０に形成された長円形のボルト貫通孔１４４が，コンクリート床材１７０によって拘束されない側に配され，ウエブ用スプライスプレート１４０に形成された通常の，例えば円形のボルト貫通孔（図示せず。）が，コンクリート床材１７０によって拘束される側に配される場合を示している。例えば，図１０に示すように，ウエブ用スプライスプレート１４０と梁材１２０との接合に５つのボルト１６６を用いる場合，コンクリート床材１７０によって拘束されない側に３つの長円形のボルト貫通孔１４４を配し，コンクリート床材１７０によって拘束される側に残りの２つの長円形のボルト貫通孔を配する。但し，ウエブ用スプライスプレート１４０と梁材１２０との接合に用いられるボルト１６６の数や，ウエブ用スプライスプレート１４０に配される長円形のボルト貫通孔１４４の数は，設計によって変更される。

このとき，コンクリート床材１７０によって拘束されるブラケットの上フランジ１１４と梁材の上フランジ１２４，およびフランジ用スプライスプレート３３０は，主架構の剛性の一部となる。さらに，コンクリート床材１７０によって拘束される側のウエブ用スプライスプレート１４０と梁材の上フランジ１２４とのボルト結合を，通常のボルト結合とし，他側のボルト結合ではウエブ用スプライスプレート１４０のボルト貫通孔１４４を長円形とすることによって，コンクリート床材１７０によって拘束される側の梁材１２０のウエブ１２８，ウエブ用スプライスプレート１４０によって形成される面は，主架構の剛性の一部となる。そのため，本変更例では，図９に示した変更例に比べて，剛性の増加した梁継手構造１００とすることができる。

この変更例の場合に，梁継手構造１００に，稀に発生する地震時の外力が作用すると，梁材１２０は，梁材１２０のウエブ１２８面内で，例えば図１０に示した回動軸Ｚを中心とした回動をする。梁材１２０の上側がコンクリート床材１７０によって拘束され，さらに梁材１２０のウエブ１２８とウエブ用スプライスプレート１４０とのボルト接合によって拘束されているため，梁材１２０の回転の支点である回動軸Ｚは，上記の実施形態の回動軸Ｙよりも梁材１２０の上フランジ１２４側から下がった位置となる。なお，回動軸Ｚは，ブラケット１１２のウエブ１１８端部と梁材１２０のウエブ１２８端部との間の中央部に位置し，回動軸Ｚの軸方向は梁材１２０のウエブ１２８の面に対して垂直方向である。

このとき，梁材１２０の下側に設けられた塑性化部１３２を有するフランジ用スプライスプレート１３０が塑性変形することによって，地震時のエネルギーが吸収される。また，ウエブ用スプライスプレート１４０に形成された長円形のボルト貫通孔１４４は，梁材１２０の回動をボルト１６６によって拘束しない。従って，稀に発生する地震時の外力が作用したとき，すなわち極めて稀に発生する地震時の外力に比べて低い外力が作用したとき，梁継手構造１００のフランジ用スプライスプレート１３０を塑性化させることができる。

次に，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造１００が構造物に適用される例について説明する。図１１は，同実施形態にかかる梁継手構造１００からなるダンパー構造体を含む構造物を示す模式図である。

柱材１１０のブラケット１１２と梁材１２０とを接合した梁継手構造１００からなるダンパー構造体は，柱材１１０と梁材１２０とを剛接合したラーメン構造体との組み合わせによる構造物に適用することができる。本実施形態にかかる梁継手構造１００は，ピン接合であるため，梁継手構造１００のみで構成された構造物を構築することはできない。そのため，本実施形態にかかる梁継手構造１００は，ラーメン構造体との組み合わせに適用される。

本実施形態にかかる梁継手構造１００は，ダンパー部材としてのフランジ用スプライスプレート１３０を備えている。梁継手構造１００のフランジ用スプライスプレート１３０は，建築の壁面に形成されるブレースや耐震壁などのダンパー部材と同等の役割を果たすが，ブレースや耐震壁と異なり，構造物内の空間を仕切ることがない。従って，梁継手構造１００を構造物に適用すると，レイアウトに制約のない設計をすることが可能となり，構造物の設計に自由度が増す。また，レイアウトの制約を受けないため，耐震設計は，構造物全体として構造上バランスの良い設計とすることができる。

次に，本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造１００が構造物に適用される別の例について説明する。図１２は，同実施形態にかかる梁継手構造１００からなるダンパー構造体を含む構造物を示す模式図である。

本実施形態にかかる柱材１１０のブラケット１１２と梁材１２０とを接合した梁継手構造１００からなるダンパー構造体は，上述したように主架構としてのラーメン構造体との組み合わせによる構造物に適用できる。さらに本実施形態にかかる梁継手構造１００からなるダンパー構造体は，ラーメン構造体に主架構としてのブレースを設置した構造体との組み合わせによる構造物に適用することができる。この主架構としてのブレースには，極めて稀に発生する地震時における外力より低い外力が作用するときは，塑性変形せず弾性挙動を示す座屈拘束ブレース，例えばアンボンドブレースを使用することができる。かかる構成により，主架構としてのブレースを設置しないラーメン構造よりも，安価な部材である主架構としての座屈拘束ブレースによって構造物の剛性の調整をすることができる。そして，ダンパー構造体が適用される場所を増加させることができるので，自由度の高い構造物の設計が可能である。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，上述した実施形態においては，ウエブ用スプライスプレート１４０に形成されたボルト貫通孔１４４，梁材１２０のウエブ１２８に形成されたボルト貫通孔２５４は，梁材１２０のウエブ１２８の高さ方向に一列に直線的に並ぶ構成としたが，これに限定されず，設計に応じてボルト貫通孔１４４，２５４は任意の位置に配置することができる。

また，例えば，上述した実施形態においては，長円形のボルト貫通孔１４４，２５４は柱材１１０の軸方向に長い形状であるとしたが，これに限定されず，長円形のボルト貫通孔の向きは設計に応じて任意に決定することができる。

また，例えば，上述した実施形態においては，長円形のボルト貫通孔１４４，２５４が，ウエブ用スプライスプレート１４０の梁材１２０側，または梁材１２０のウエブ１２８に形成されるとしたが，これに限定されず，長円形のボルト貫通孔は，ウエブ用スプライスプレート１４０の柱材１１０側に形成されてもよく，ブラケット１１２のウエブ１１８に形成されてもよい。

本発明の第１の実施形態にかかる梁継手構造を示す側面図である。 同実施形態にかかる梁継手構造を示す上面図である。 図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 同実施形態にかかるフランジ用スプライスプレートを示す平面図である。 同実施形態にかかる梁継手構造の変更例を示す側面図である。 図４のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 同実施形態にかかる梁継手構造の変更例を示す側面図である。 同実施形態にかかる梁継手構造の変更例を示す側面図である。 同実施形態にかかる梁継手構造の変更例を示す側面図である。 同実施形態にかかる梁継手構造の変更例を示す側面図である。 同実施形態にかかる梁継手構造からなるダンパー構造体を含む構造物を示す模式図である。 同実施形態にかかる梁継手構造からなるダンパー構造体を含む構造物を示す模式図である。

符号の説明

１００ 梁継手構造
１１０ 柱材
１１２ ブラケット
１１４ 上フランジ
１１６ 下フランジ
１１８ ウエブ
１２０ 梁材
１２４ 上フランジ
１２６ 下フランジ
１２８ ウエブ
１３０，３３０ フランジ用スプライスプレート
１３２ 塑性化部
１３４ 切り欠き部
１３６，１４２，１４４，１５２，１５４，２４４，２５４ ボルト貫通孔
１４０ ウエブ用スプライスプレート
１６２ ボルト
１６４ ナット
１６６ ボルト
１６８ ナット
１７０ コンクリート床材
１８０ ブレース

Claims (7)

1. 鋼製の柱材に設けられたブラケットと，鋼製の梁材とを接合する梁継手構造において：
   前記ブラケットのフランジと前記梁材のフランジとを接合するフランジ用スプライスプレートと；
   前記ブラケットのウエブと前記梁材のウエブとを接合するウエブ用スプライスプレートと；
   を備え，
   前記フランジ用スプライスプレートの略中央部には，細首化された塑性化部が形成されており，
   前記ブラケットのウエブと前記ウエブ用スプライスプレート，および前記梁材のウエブと前記ウエブ用スプライスプレートとはボルト結合されており，前記ブラケットのウエブに形成されたボルト貫通孔，前記梁材のウエブに形成されたボルト貫通孔，または前記ウエブ用スプライスプレートに形成されたボルト貫通孔のいずれかが長円形であることを特徴とする，梁継手構造。
2. 前記ブラケットの一側のフランジ及び前記梁材の一側のフランジが他部材によって拘束される場合には，前記ブラケットの一側のフランジと前記梁材の一側のフランジとは，前記塑性化部の形成されていないフランジ用スプライスプレートで剛接合され，
   前記ブラケットの他側のフランジ及び前記梁材の他側のフランジとは，前記塑性化部を有する前記フランジ用スプライスプレートにより接合さ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. 前記ブラケットのウエブ，前記梁材のウエブ，または前記ウエブ用スプライスプレートに形成された長円形の前記ボルト貫通孔は，前記他部材によって拘束されない側に少なくとも１つ形成されたことを特徴とする，請求項２に記載の梁継手構造。
4. 前記ブラケットのウエブ，前記梁材のウエブ，または前記ウエブ用スプライスプレートに形成された前記ボルト貫通孔は，前記梁材の軸方向に長い長円形であることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の梁継手構造。
5. 前記塑性化部は，少なくとも気象庁震度階がＶ強程度の地震時の外力が前記梁継手構造に作用したとき，塑性化するように設計さ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. 柱材と梁材とを剛接合したラーメン構造体と；
   柱材のブラケットと梁材とを接合する請求項１〜５のいずれかに記載の梁継手構造からなるダンパー構造体と；
   を含むことを特徴とする，構造物。
7. 前記ラーメン構造体は，気象庁震度階がＶＩ強〜ＶＩＩ程度以下の地震時の外力より低い外力が作用したときに，弾性挙動する座屈拘束ブレースによって補強されていることを特徴とする，請求項６に記載の構造物。
   
   

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