JP2009185550A - Beam-column connection structure and construction - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、柱梁接合構造及び構造物に関する。 The present invention relates to a column beam connection structure and a structure.
建築物などの鉄骨構造物の柱と梁を接合する柱梁接合構造には、通しダイヤフラム、内ダイヤフラム、又は外ダイヤフラムを用いたものがある。そのうち、外ダイヤフラムを用いた柱梁接合構造は、立設する柱を梁との接合部分で切断することなく構成でき、製作上の加工工数が少なくなるため、コスト削減に寄与する。 2. Description of the Related Art A column beam connection structure for connecting a column and a beam of a steel structure such as a building includes one that uses a through diaphragm, an inner diaphragm, or an outer diaphragm. Among them, the column beam connection structure using the outer diaphragm can be configured without cutting the column to be erected at the junction with the beam, and the manufacturing man-hours for manufacturing are reduced, which contributes to cost reduction.
また、中空の鋼管からなる鋼管柱を有する鉄骨構造物であって、柱内にコンクリートを充填する場合を考慮すると、外ダイヤフラムであれば、通しダイヤフラムや内ダイヤフラムと異なり柱内に干渉物がないため、施工上有利である。 Also, it is a steel structure having a steel pipe column made of a hollow steel pipe, and considering the case where concrete is filled in the column, if it is an outer diaphragm, there is no interfering substance in the column unlike a through diaphragm or an inner diaphragm Therefore, it is advantageous in construction.
例えば、特許文献1〜3には、外ダイヤフラムを用いた柱梁接合構造の技術が開示されている。 For example, Patent Documents 1 to 3 disclose a technique of a column beam joint structure using an outer diaphragm.
ところで、建築物の壁面近くの外周部に立設される柱において、柱梁接合構造が通常の外ダイヤフラムを用いる場合、梁の接合がないにもかかわらず、外ダイヤフラムが建築物の外側に張り出してしまう。そのため、外壁を取り付ける位置が柱から離隔するという問題があった。そこで、梁の接合がない側の外壁に対向する部分に、外ダイヤフラムの張り出し部分をなくして、外ダイヤフラムに対して垂直に接合されたスチフナーを設ける場合があった。 By the way, in the column standing on the outer periphery near the wall of the building, when the column beam connection structure uses a normal outer diaphragm, the outer diaphragm projects outside the building even though there is no beam connection. End up. Therefore, there is a problem that the position where the outer wall is attached is separated from the pillar. Therefore, there is a case where a stiffener joined perpendicularly to the outer diaphragm is provided in a portion facing the outer wall on the side where the beam is not joined, without the protruding portion of the outer diaphragm.
このようなスチフナーを有する柱梁接合構造は、鋳鋼製のものや、角形鋼管を柱とする場合の外ダイヤフラムとスチフナーが組み合わされたものについて、上記特許文献1〜3などに開示されている。しかしながら、円形鋼管を柱とする場合、柱とスチフナーとの間隔が狭いため、外ダイヤフラムの加工や、外ダイヤフラムとスチフナーとの溶接、外ダイヤフラムと柱との溶接が行いにくいという問題があった。そのため、円形鋼管を柱とする場合のスチフナーを有する柱梁接合構造の製造や施工が困難であった。一方、円形鋼管は、角形鋼管に比べて板厚をより薄肉にすることができ、コンクリートを内部に充填したコンクリート充填柱とした場合、コンクリート打設時に角形鋼管に比べて変形が生じにくいという特徴を有する。 The column beam connection structure having such a stiffener is disclosed in the above-mentioned Patent Documents 1 to 3 and the like regarding a cast steel structure or a combination of an outer diaphragm and a stiffener when a square steel pipe is used as a column. However, when a circular steel pipe is used as a column, there is a problem that it is difficult to process the outer diaphragm, weld the outer diaphragm and the stiffener, and weld the outer diaphragm and the column because the distance between the column and the stiffener is narrow. For this reason, it has been difficult to manufacture and construct a column beam joint structure having a stiffener when a circular steel pipe is used as a column. On the other hand, round steel pipes can be made thinner than square steel pipes, and when concrete-filled columns filled with concrete are used, deformation is less likely to occur when concrete is placed than square steel pipes. Have
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、構造性能を確保しつつ円形鋼管からなる鋼管柱における梁との接合部を容易に製作することができ、柱から一側方向の空間を低減することが可能な、新規かつ改良された柱梁接合構造及び構造物を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to easily manufacture a joint portion with a beam in a steel pipe column made of a circular steel pipe while ensuring structural performance. It is an object of the present invention to provide a new and improved column beam connection structure and structure capable of reducing the space in one side direction from the column.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、円形鋼管からなる立設された鋼管柱及び梁と接続し鋼管柱と梁とを接合する柱梁接合構造であって、鋼管柱の外周を取り囲むように鋼管柱と接合され、少なくとも1つの端部で梁と接合される平板状の第1の板状部材と、第1の板状部材の面に対して垂直方向に配設され、第1の板状部材と接合する平板状の第2の板状部材とを備えることを特徴とする、柱梁接合構造が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to one aspect of the present invention, there is provided a steel pipe column and a beam-to-beam connection structure that are connected to a standing steel pipe column and a beam made of a circular steel pipe and join the steel pipe column and the beam. The first plate-like plate member joined to the steel pipe column so as to surround the outer periphery of the steel plate and joined to the beam at at least one end, and arranged in a direction perpendicular to the surface of the first plate-like member A column-beam joining structure is provided, comprising a flat plate-like second plate-like member joined to the first plate-like member.
かかる構成により、柱梁接合構造は、円形鋼管からなる立設された鋼管柱及び梁と接続し鋼管柱と梁とを接合するものであり、第1の板状部材は、鋼管柱の外周を取り囲むように鋼管柱と接合され、少なくとも1つの端部で梁と接合される平板状の部材であり、第2の板状部材は、第1の板状部材の面に対して垂直方向に配設され、第1の板状部材と接合する平板状の部材である。第1の板状部材は、例えばダイヤフラムであり、第2の板状部材は、例えばスチフナーである。 With this configuration, the column beam connection structure is a structure in which a steel pipe column and a beam are connected to each other by connecting to a standing steel pipe column and a beam made of a circular steel pipe, and the first plate-like member has an outer periphery of the steel pipe column. It is a flat plate-like member that is joined to the steel pipe column so as to surround it and is joined to the beam at at least one end, and the second plate-like member is arranged in a direction perpendicular to the surface of the first plate-like member. It is a flat member that is provided and joined to the first plate member. The first plate member is, for example, a diaphragm, and the second plate member is, for example, a stiffener.
上記鋼管柱と第1の板状部材は、溶接されて接合されてもよい。上記第1の板状部材は、第2の板状部材側で切り欠かれた切り欠き部を有してもよい。上記第2の板状部材は、鋼管柱と接して配置されてもよい。 The steel pipe column and the first plate-like member may be welded and joined. The first plate-like member may have a notch cut out on the second plate-like member side. The second plate-like member may be disposed in contact with the steel pipe column.
上記鋼管柱と第1の板状部材は、切り欠き部を除く範囲で溶接されて接合されてもよい。上記鋼管柱と第1の板状部材は、第2の板状部材と対向する鋼管柱の柱軸周り30°〜90°の範囲以外で溶接されて接合されてもよい。上記切り欠き部は、第1の板状部材が第2の板状部材と対向する鋼管柱の柱軸周り30〜90°の範囲で切り欠かれていてもよい。 The steel pipe column and the first plate-like member may be welded and joined within a range excluding the notch. The steel pipe column and the first plate-like member may be welded and joined outside the range of 30 ° to 90 ° around the column axis of the steel pipe column facing the second plate-like member. The said notch part may be notched in the range of 30-90 degrees around the column axis of the steel pipe column in which the 1st plate-shaped member opposes the 2nd plate-shaped member.
上記鋼管柱と第1の板状部材は、第2の板状部材と対向する鋼管柱の柱軸周り60°の範囲以外で溶接されて接合されてもよい。上記切り欠き部は、第1の板状部材が第2の板状部材と対向する鋼管柱の柱軸周り60°の範囲で切り欠かれていてもよい。 The steel pipe column and the first plate-like member may be welded and joined outside the range of 60 ° around the column axis of the steel pipe column facing the second plate-like member. The cutout portion may be cut out in a range of 60 ° around the column axis of the steel pipe column where the first plate-like member faces the second plate-like member.
2つの第2の板状部材が互いに直交するとき、隅部に第1の板状部材が配設されるように切り欠き部が形成されてもよい。上記切り欠き部は、第2の板状部材と直交し鋼管柱の中心軸を通る仮想直交線から、隅部に向けて15°〜35°の範囲で切り欠かれていてもよい。 When the two second plate-like members are orthogonal to each other, a notch portion may be formed so that the first plate-like member is disposed at the corner. The said notch part may be notched in the range of 15 degrees-35 degrees toward the corner from the virtual orthogonal line which crosses the 2nd plate-shaped member and passes along the central axis of a steel pipe column.
上記鋼管柱の柱軸方向に配設され、梁の高さ方向の上下で1つの梁を支持する2つの第1の板状部材と、第1の板状部材毎に1つずつ接合する2つの第2の板状部材とを備えてもよい。 Two first plate members that are arranged in the column axis direction of the steel pipe column and support one beam at the top and bottom in the height direction of the beam, and one for each first plate member are joined 2 Two second plate-like members.
上記鋼管柱の柱軸方向に配設され、梁の高さ方向の上下で1つの梁を支持する2つの第1の板状部材と、2つの第1の板状部材を接合する1つの第2の板状部材とを備えてもよい。 Two first plate members that are arranged in the column axis direction of the steel pipe column and support one beam above and below in the height direction of the beam, and one first member that joins the two first plate members. 2 plate-like members.
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、円形鋼管からなる立設された鋼管柱と、鋼管柱と接続される梁と、鋼管柱と梁とを接合する柱梁接合構造とを備え、柱梁接合構造は、鋼管柱の外周を取り囲むように鋼管柱と接合され、少なくとも1つの端部で梁と接合される平板状の第1の板状部材と、第1の板状部材の面に対して垂直方向に配設され、第1の板状部材と接合する平板状の第2の板状部材とを備えることを特徴とする構造物が提供される。 Moreover, in order to solve the said subject, according to another viewpoint of this invention, the standing steel pipe column which consists of circular steel pipes, the beam connected with a steel pipe column, and the column which joins a steel pipe column and a beam A beam connecting structure, the column beam connecting structure is joined to the steel pipe column so as to surround the outer periphery of the steel pipe column, and has a plate-like first plate-like member joined to the beam at at least one end; There is provided a structure including a flat plate-like second plate-like member disposed in a direction perpendicular to the surface of one plate-like member and joined to the first plate-like member.
本発明によれば、構造性能を確保しつつ円形鋼管からなる鋼管柱における梁との接合部を容易に製作することができ、柱から一側方向の空間を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the junction part with the beam in the steel pipe pillar which consists of a circular steel pipe can be manufactured easily, ensuring structural performance, and the space of the one side direction from a pillar can be reduced.
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。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態に係る柱梁接合構造100について説明する。図1は、本実施形態に係る柱梁接合構造100を示す断面図(A)、正面図(B)及び側面図(C)である。図1(A)は、鋼管柱102を軸方向に対して水平に切断し鋼管柱102上部から柱梁接合構造100を見た状態を示す断面図である。図1(B)は、柱梁接合構造100を正面から見た状態を示す正面図である。図1(C)は、柱梁接合構造100を正面右側から見た状態を示す側面図である。図2は、本実施形態に係る柱梁接合構造100を示す斜視図であり、柱梁接合構造100を正面右上から見た状態を示す。
(First embodiment)
First, the beam-column
柱梁接合構造100は、例えば、鋼管柱102と梁110からなる建築物などの鉄骨構造体に適用され、鋼管柱102及び梁110と接続し鋼管柱102と梁110を接合する構造である。また、本実施形態の柱梁接合構造100は、一端側が外壁などと面しており、当該一端側が梁110と接続されない場所に設けられる。柱梁接合構造100は、1の鋼管柱102と3つの梁110とを接合する。図1及び図2に示すように、柱梁接合構造100は、鋼管柱102と梁110とを接合するダイヤフラム120と、ダイヤフラム120と接合するスチフナー130とを有する。
The column
柱梁接合構造100と接合する鋼管柱102は、例えば、中空の円形鋼管であり、構造物の柱として垂直に立設される。鋼管柱102は、内部にコンクリートが充填されてコンクリート充填柱として使用されてもよい。鋼管柱102は、角形鋼管に比べて板厚をより薄肉にすることができ、コンクリート充填柱とした場合、コンクリートが硬化する前段階のコンクリート打設時に、角形鋼管に比べて変形が生じにくい。
The
柱梁接合構造100と接合する梁110は、例えばH形鋼であり、水平方向に配置される。図1及び図2に示すように、H形鋼の梁110は、平板状のウェブ112と2つの平板状のフランジ114からなり、2つのフランジ114が高さ方向に上下となるように設置される。梁110は、梁110の端部で柱梁接合構造100と接合する。
The
ダイヤフラム120(第1の板状部材)は、平板状の鋼板であり、いわゆる外ダイヤフラムである。ダイヤフラム120は、鋼管柱102の柱軸に対して直交して配置される。ダイヤフラム120は、鋼管柱102と接合されたとき、スチフナー130側(外壁側などの梁110と接合されない側)で切り欠かれた切欠き部120aを有し、ダイヤフラム120を上部から見たときC形形状を有する。切欠き部120aは、ダイヤフラム120がスチフナー130と対向する鋼管柱102の柱軸周り60°の範囲で切り欠かれている。ダイヤフラム120は、鋼管柱102の外周を取り囲むように鋼管柱102と接合され、3つの端部で梁110と接合される。
Diaphragm 120 (first plate-like member) is a flat steel plate, and is a so-called outer diaphragm. The
ダイヤフラム120は、平板状の鋼板であるため、鋳鋼製で構成される柱梁接合構造と比べて、製造が容易である。また、ダイヤフラム120は、外ダイヤフラムであることから、立設する鋼管柱102を梁110との接合部分で切断することなく構成でき、製作上の加工工数が少なくなるため、コスト削減に寄与する。
Since the
ダイヤフラム120は、切欠き部120aが形成されているため、ダイヤフラム120内部の鋼管柱102とスチフナー130とが互いに接するように配置することができる。その結果、柱梁接合構造100に面する外壁と鋼管柱102との間隔を低減することができる。鋼管柱102とスチフナー130との間には、ダイヤフラム120に切欠き部120aが設けられることによって、空洞部132が形成される。
Since the
ダイヤフラム120は、柱軸方向に複数配設され、梁110の高さ方向の上下で2つのダイヤフラム120が梁110を支持する。2つのダイヤフラム120間には、鋼管柱102の柱軸と平行にプレート122が配設される。2つで1組となったダイヤフラム120のうち上側のダイヤフラム120が梁110の上側フランジ114と接合し、下側のダイヤフラム120が梁110の下側フランジ114と接合する。また、プレート122が梁110のウェブ112と接合する。なお、プレート122は、梁110のウェブ112と一体であってもよい。予めプレート122とウェブ112が一体に形成されていれば、梁110を鋼管柱102に接合する際、梁110のウェブ112と一体となったプレート122が鋼管柱102に当接して、梁110を鋼管柱102にそのまま接合することができる。
A plurality of
ダイヤフラム120端部又はプレート122端部と梁110端部との接合は、例えば溶接である。しかし、本発明は溶接に限定されず、例えば、図示しないが、スプライスプレートを介して、ダイヤフラム120と梁110のフランジ114がボルト接合され、プレート122と梁110のウェブ112がボルト接合されてもよい。
The joining of the end of the
ダイヤフラム120と鋼管柱102との接合は、例えば溶接であり、切欠き部120aを除いた範囲で接合される。溶接によって形成された溶接部140は図1(A)に示すとおりである。鋼管柱102とスチフナー130とが互いに接するように配置した場合、鋼管柱102とスチフナー130が近接した領域では溶接を施すことができなかったり、溶接が不十分になったりする。一方、切欠き部120aを設けることによって、切欠き部120aの範囲では、鋼管柱102とダイヤフラム120とは溶接できない状態になる。すなわち、切欠き部120aを形成することによって、溶接が必要な範囲を明確にすることができる。また、溶接を施しにくい範囲を切欠き部120aとすることによって、溶接したとしても力の流れがよく分からないため力の伝達が不明確となるダイヤフラム120の一部の領域をはじめから除去することができる。
The joining of the
スチフナー130(第2の板状部材)は、平板状の鋼板であり、ダイヤフラム120に対して垂直方向に配設され、ダイヤフラム120の端部で接合する。スチフナー130は、ダイヤフラム120の幅方向長さと同一長さを有する。柱梁接合構造100を正面から見たときのスチフナー130の高さは、図1及び図2に示すように、1のダイヤフラム120を接合可能な高さであってもよく、このとき、スチフナー130はダイヤフラム120毎に配設される。また、図示しないが、スチフナー130の高さは、鋼管柱102の柱軸方向に配設された2つのダイヤフラム120を上下方向で接続する高さであってもよく、このとき、スチフナー130は2つのダイヤフラム120で1つ設けられる。
The stiffener 130 (second plate-like member) is a flat steel plate, is disposed in a direction perpendicular to the
スチフナー130が設けられることによって、ダイヤフラム120に伝達される力がスチフナー130に伝達される。そして、スチフナー130はダイヤフラム120の変形を防止することができる。
By providing the
スチフナー130とダイヤフラム120とは、切欠き部120aを除いた範囲で溶接によって接合される。鋼管柱102とダイヤフラム120との接合と同様に、鋼管柱102とスチフナー130とが互いに接するように配置した場合、鋼管柱102とスチフナー130が近接した領域では溶接を施すことができなかったり、溶接が不十分になったりする。一方、本実施形態では、切欠き部120aが設けられることによって、溶接したとしても力の流れがよく分からないため力の伝達が不明確となるダイヤフラム120の一部の領域がはじめから除去されている。その結果、スチフナー130とダイヤフラム120とは、切欠き部120aを除いた範囲で確実に溶接接合される。
The
スチフナー130と鋼管柱102とが接触して配置される場合、図1(B)に示すように、スチフナー130と鋼管柱102とは、スチフナー130の上下の接触点近傍で溶接142によって接合されてもよい。これにより、ダイヤフラム120からスチフナー130に伝達された力は、更に、スチフナー130から鋼管柱102に伝達されるため、柱梁接合構造100の構造性能が向上する。また、スチフナー130の剛性が鋼管柱102に加味されるため、鋼管柱102の座屈防止に寄与する。
When the
上記の通り、本実施形態の柱梁接合構造100によれば、柱梁接合構造100を建築物の外周部などに使用した場合、スチフナー130の外側への張り出し量が最小限となるため、鋼管柱102と、柱梁接合構造100に面する外壁などとの距離を低減することができる。その結果、建築物の空間利用効率が向上する。
As described above, according to the beam-column
また、柱梁接合構造100は、鋼板で構成されており、更に溶接性を考慮して切欠き部120aなどが設けられたダイヤフラム120を有するため、加工性や製作性が向上し、製造コストも低減することができる。
In addition, the column
次に図3〜図5を参照して、本発明の第1の実施形態に係る柱梁接合構造100の変形例について説明する。図3〜図5は、それぞれ本実施形態に係る柱梁接合構造100の変形例を示す断面図(A)、正面図(B)及び側面図(C)である。
Next, with reference to FIG. 3 to FIG. 5, a modified example of the column beam
図3に示す例では、図1及び図2で示した実施形態のスチフナー130と比較して、柱梁接合構造100を正面から見たときのスチフナー230の幅方向の長さが短い。そして、ダイヤフラム220は、スチフナー230の長さに合わせた形状を有する。このように、本実施形態のスチフナー130、230の長さやダイヤフラム120、220の形状は、柱梁接合構造100の設計条件に応じて変更可能である。
In the example shown in FIG. 3, the length in the width direction of the
図4に示す例では、図1及び図2で示した実施形態と比較して、鋼管柱102とスチフナー330との間隔が長く、ダイヤフラム320は鋼管柱102とスチフナー330とが接触しない形状を有する。このように、本実施形態は、必ずしも鋼管柱102とスチフナー330とが接触するくらいに近接していなくてもよい。
In the example shown in FIG. 4, the distance between the
また、図4に示す例でも、図1及び図2で示した実施形態と同様に、鋼管柱102とダイヤフラム320は、スチフナー330と対向する鋼管柱102の柱軸周り60°の範囲以外で溶接されて接合される。溶接によって形成された溶接部140は図4(A)に示すとおりである。
Also in the example shown in FIG. 4, as in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the
図5に示す例では、図4で示した実施形態のスチフナー330と比較して、柱梁接合構造100を正面から見たときのスチフナー430の幅方向の長さが短い。そして、ダイヤフラム420は、スチフナー430の長さに合わせた形状を有する。
In the example shown in FIG. 5, the length in the width direction of the
(第2の実施形態)
次に、図6を参照して、本発明の第2の実施形態に係る柱梁接合構造200について説明する。図6は、本実施形態に係る柱梁接合構造200を示す断面図(A)、正面図(B)及び側面図(C)である。
(Second Embodiment)
Next, a column beam joint structure 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view (A), a front view (B), and a side view (C) showing the column beam connection structure 200 according to the present embodiment.
図6に示す第2の実施形態では、図1及び図2で示した第1の実施形態と異なり、柱梁接合構造100には2つの梁110が接合される。本実施形態に係る柱梁接合構造200は、例えば、建築物の外周部の隅部に適用することができる。
In the second embodiment shown in FIG. 6, unlike the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, two
2つの梁110は、互いに直交するように、ダイヤフラム520と接合される。また、2つのスチフナー530が、互いに直交して配置される。このとき、2つのスチフナー530で形成される柱梁接合構造200の隅部にダイヤフラム520が配設されるように、ダイヤフラム520に切欠き部520aが形成される。本実施形態でも、第1の実施形態と同様に、鋼管柱102とダイヤフラム520は、スチフナー530と対向する鋼管柱102の柱軸周り60°の範囲以外で溶接されて接合される。溶接によって形成された溶接部140は図6(A)に示すとおりである。
The two
本実施形態の柱梁接合構造200によれば、柱梁接合構造200を建築物の外周部の隅部などに使用した場合、スチフナー530の外側への張り出し量が最小限となるため、第1の実施形態と同様に、鋼管柱102と、柱梁接合構造200に面する外壁などとの距離を低減することができる。その結果、建築物の空間利用効率が向上する。
According to the beam-column joint structure 200 of the present embodiment, when the beam-column joint structure 200 is used at a corner of the outer peripheral portion of a building, the amount of overhang to the outside of the
また、柱梁接合構造200は、鋼板で構成されており、更に溶接性を考慮して切欠き部520aなどが設けられたダイヤフラム520を有するため、加工性や製作性が向上し、製造コストも低減することができる。
Further, the column beam connection structure 200 is made of a steel plate, and further includes a
次に図7〜図10を参照して、本発明の第2の実施形態に係る柱梁接合構造200の変形例について説明する。図7〜図10は、それぞれ本実施形態に係る柱梁接合構造200の変形例を示す断面図(A)、正面図(B)及び側面図(C)である。 Next, with reference to FIGS. 7-10, the modification of the column beam junction structure 200 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIGS. 7 to 10 are a cross-sectional view (A), a front view (B), and a side view (C), respectively, showing modified examples of the beam-column joint structure 200 according to the present embodiment.
図7に示す例では、図6で示した実施形態のスチフナー530と比較して、柱梁接合構造200を正面から見たときのスチフナー630の幅方向の長さが短い。そして、ダイヤフラム620は、スチフナー630の長さに合わせた形状を有する。このように、本実施形態のスチフナー530、630の長さやダイヤフラム520、620の形状は、柱梁接合構造200の設計条件に応じて変更可能である。
In the example shown in FIG. 7, the length in the width direction of the
図8に示す例では、図6で示した実施形態と比較して、鋼管柱102とスチフナー730との間隔が長く、ダイヤフラム720は鋼管柱102とスチフナー730とが接触しない形状を有する。このように、本実施形態は、必ずしも鋼管柱102とスチフナー730とが接触するくらいに近接していなくてもよい。
In the example illustrated in FIG. 8, the distance between the
また、図8に示す例でも、図6で示した実施形態と同様に、鋼管柱102とダイヤフラム720は、スチフナー730と対向する鋼管柱102の柱軸周り60°の範囲以外で溶接されて接合される。溶接によって形成された溶接部140は図8(A)に示すとおりである。
Also in the example shown in FIG. 8, as in the embodiment shown in FIG. 6, the
図9に示す例では、図8で示した実施形態のスチフナー730と比較して、柱梁接合構造200を正面から見たときのスチフナー830の幅方向の長さが短い。そして、ダイヤフラム820は、スチフナー830の長さに合わせた形状を有する。
In the example shown in FIG. 9, the width in the width direction of the
図10に示す例は、図7で示した実施形態の変更例に対して、柱梁接合構造200の隅部の構成が異なる。図7に示す例などでは、2つのスチフナー630が互いに接触して配置される。このとき、スチフナー630は互いに溶接で接合されてもよい。一方、図10に示す例は、2つのスチフナー930は互いに直交する点で図7に示す例と共通するが、2つのスチフナー930は互いに離隔して配置されている。そして、ダイヤフラム920は、スチフナー930の長さに合わせた形状を有する。
The example shown in FIG. 10 differs from the modified example of the embodiment shown in FIG. 7 in the configuration of the corners of the column beam connection structure 200. In the example shown in FIG. 7 and the like, the two
(柱梁接合構造の局部耐力に関する実験例)
次に、本発明の第1の実施形態に係る柱梁接合構造100の局部耐力に関する実験例について説明する。図11は、本実施形態に係る柱梁接合構造に基づく試験体(VS試験体)を示す断面図(A)及び正面図(B)である。図12は、従来の柱梁接合構造に基づく試験体(CY試験体)を示す断面図(A)及び正面図(B)である。図13は、VS試験体の荷重−歪関係を示すグラフである。図14は、CY試験体の荷重−歪関係を示すグラフである。
(Experimental example on local strength of beam-column joint structure)
Next, an experimental example relating to the local strength of the column beam
本実施形態に係る柱梁接合構造に基づく試験体(VS試験体)は、鋼管柱1002と、梁フランジ1014と、鋼管柱1002及び梁フランジ1014と接合されるダイヤフラム1020と、ダイヤフラム1020に接合されダイヤフラム1020に対して垂直なスチフナー1030からなる。また、第1の実施形態と同様に、ダイヤフラム1020には、切欠き部1020aが設けられ、空洞部1032が形成される。そして、鋼管柱1002とダイヤフラム1020は、溶接部1040で示すように、スチフナー1030と対向する鋼管柱1002の柱軸周り60°の範囲以外において、溶接で接合される。また、鋼管柱1002とスチフナー1030は、溶接部1042で示すように、溶接で接合される。
The test body (VS test body) based on the column beam connection structure according to the present embodiment is bonded to the
一方、従来の柱梁接合構造に基づく試験体(CY試験体)は、鋼管柱1102と、梁フランジ1114と、鋼管柱1102及び梁フランジ1114と接合されるダイヤフラム1120からなる。鋼管柱1102とダイヤフラム1120とは、鋼管柱102の全周部において、溶接で接合されている。CY試験体は、VS試験体と異なり、スチフナー1030を有さない接合構造である。
On the other hand, a test body (CY test body) based on a conventional beam-column joint structure includes a
VS試験体、CY試験体には、歪が測定可能なゲージを設置した。VS試験体、CY試験体ともに、図10、図11に示すように、梁フランジ1014、梁フランジ1114にゲージ1、4を貼付し、ダイヤフラム1020、1120にゲージ7、9を貼付した。また、VS試験体には、スチフナー1030にゲージ11を貼付した。そして、VS試験体の梁フランジ1014、CY試験体の梁フランジ1114の両端に単調な引張力を作用させて、各部位の歪を測定した。図13及び図14は、上記引張力を作用させた結果生じた荷重−歪関係を示すグラフである。
A gauge capable of measuring strain was installed on the VS test body and the CY test body. For both the VS test body and the CY test body, gauges 1 and 4 were attached to the
図13に示すように、本実施形態に係る柱梁接合構造に基づく試験体(VS試験体)は、スチフナー1030側のダイヤフラム1020部分(ゲージ9)は弾性に留まったことが分かる。反対側のダイヤフラム1020部分(ゲージ7)は、後述するCY試験体とほぼ同様に塑性歪が生じている。梁フランジ1014の降伏はダイヤフラム1020の後であった。
As shown in FIG. 13, in the test body (VS test body) based on the column beam connection structure according to the present embodiment, the
図14に示すように、従来の柱梁接合構造に基づく試験体(CY試験体)は、まず、ダイヤフラム1120が降伏して、その後、梁フランジ1114が降伏している。
As shown in FIG. 14, in the test body (CY test body) based on the conventional column beam connection structure, the
梁フランジと接合部局部(ダイヤフラム)の耐力の大小関係について、予め計算したものと比較したところ、実験結果によって得られた実験耐力は、計算耐力とよく一致した。また、VS試験体、CY試験体ともに、接合部降伏→梁フランジ降伏→梁フランジ歪硬化→接合部(ダイヤフラム)破断という経過をたどり、計算耐力の大小関係と適合した。 When comparing the magnitude relationship between the proof stress of the beam flange and the local joint (diaphragm), the experimental proof strength obtained from the experimental results was in good agreement with the calculated proof stress. Both the VS test body and the CY test body followed the course of joint yield → beam flange yield → beam flange strain hardening → joint (diaphragm) fracture, and matched the magnitude relationship of the calculation strength.
また、本実施形態に係る柱梁接合構造に基づく試験体(VS試験体)の実験挙動は、従来の柱梁接合構造に基づく試験体(CY試験体)とほぼ同様だった。以上の結果から、スチフナー130を有する本実施形態に係る柱梁接合構造100は、鋼管柱102とダイヤフラム120とにおいて一部溶接しない部分があっても、従来の柱梁接合構造と同様の耐力が得られ、構造性能を満足することが分かった。
Moreover, the experimental behavior of the test body (VS test body) based on the beam-column joint structure according to the present embodiment was almost the same as the test body (CY test body) based on the conventional beam-column joint structure. From the above results, the beam-column
(鋼管柱とダイヤフラムとの溶接範囲)
次に、図15及び図16を参照して、本発明の第1及び第2の実施形態に係る柱梁接合構造100、200の鋼管柱とダイヤフラムとの溶接範囲について説明する。図15は、本発明の第1の実施形態に係る柱梁接合構造の鋼管柱とダイヤフラムとの溶接範囲を示す断面図である。図16は、本発明の第2の実施形態に係る柱梁接合構造の鋼管柱とダイヤフラムとの溶接範囲を示す断面図である。
(Welding range between steel pipe column and diaphragm)
Next, with reference to FIG. 15 and FIG. 16, the welding range of the steel pipe column and the diaphragm of the column beam
まず、第1の実施形態の場合について説明する。
鋼管柱102とスチフナー130が接触しているような第1の実施形態の柱梁接合構造100では、図15に示すような角度Aの範囲が、鋼管柱102とダイヤフラム120とを溶接せず切欠き部を設けることができる範囲である。角度Aは、鋼管柱102の断面中心からスチフナー130側に引いた2本の線分がなす角度であり、切欠き部形成の開始を決める角度である。ダイヤフラム120と鋼管柱102、スチフナー130の納まり、柱梁接合構造100の組み立て、溶接性を考慮すると、30°〜90°程度(片側角度では15°〜45°程度)が適切な範囲である。
First, the case of the first embodiment will be described.
In the column
また、第1の実施形態の柱梁接合構造100では、図15に示すような角度Bがスチフナー130の幅方向の長さを決める角度である。スチフナー130が長くなりすぎないように考慮すると、150°程度(片側角度では75°程度)以内が適切な範囲である。
Further, in the column-beam
なお、図示しないが、図4に示すような鋼管柱102とスチフナー130が離隔している場合、上記の角度Aは特に規定せずに、鋼管柱102の全周でダイヤフラム120と溶接してもよい。但し、鋼管柱102とスチフナー130との間隔が約25mm以下で狭い場合などは、上記で規定した角度Aの範囲である30°〜90°程度(片側角度では15°〜45°程度)で、鋼管柱102とダイヤフラム120とを溶接しなくてよい。
Although not shown, when the
また、図4に示すような鋼管柱102とスチフナー130が離隔している場合についても、角度Bは、鋼管柱102とスチフナー130が接触しているときと同様に150°程度(片側角度では75°程度)以内が適切な範囲である。
Also, in the case where the
次に、第2の実施形態について説明する。
鋼管柱102とスチフナー530が接触しているような第2の実施形態の柱梁接合構造200では、図16に示すような角度C+Dの範囲が、鋼管柱102とダイヤフラム520とを溶接せず切欠き部を設けることができる範囲である。角度C+Dは、鋼管柱102の断面中心からスチフナー530側に引いた2本の線分がなす角度であり、切欠き部形成の開始を決める角度である。2つのスチフナー530が互いに直交して配置されること、ダイヤフラム520と鋼管柱102、スチフナー530の納まり、柱梁接合構造200の組み立て、溶接性を考慮すると、角度C+Dは30°〜80°程度が適切な範囲である。そして、角度Cは15°〜45°程度、角度Dは15°〜35°程度が適切である。角度Dが角度Cより狭いのは、角度Dが互いに競り合うのを回避し、2つのスチフナー530からなる隅部にダイヤフラム520が配設されるようにするためである。
Next, a second embodiment will be described.
In the column beam connection structure 200 of the second embodiment in which the
また、第2の実施形態の柱梁接合構造200では、図16に示すような角度E+Fがスチフナー530の幅方向の長さを決める角度である。スチフナー530が長くなりすぎないように考慮すると、角度E+Fは110°程度以内が適切な範囲である。そして、角度Eは75°程度以内、角度Dは35°程度以内が適切である。
Further, in the column beam connection structure 200 of the second embodiment, an angle E + F as shown in FIG. 16 is an angle that determines the length of the
なお、図示しないが、図8に示すような鋼管柱102とスチフナー730が離隔している場合、上記の角度C+Dは特に規定せずに、鋼管柱102の全周でダイヤフラム720と溶接してもよい。但し、鋼管柱102とスチフナー730との間隔が約25mm以下で狭い場合などは、上記で規定した角度C+Dの範囲である30°〜80°程度(角度Cは15°〜45°程度、角度Dは15°〜35°程度)で、鋼管柱102とダイヤフラム720とを溶接しなくてよい。
Although not shown, when the
また、図8に示すような鋼管柱102とスチフナー130が離隔している場合についても、角度E+Fは、鋼管柱102とスチフナー130が接触しているときと同様に110°程度(角度Eは75°程度、角度Dは35°程度)以内が適切な範囲である。
Further, in the case where the
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詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば、図面を参照して説明した上記実施形態では、梁芯が柱芯に一致している場合について図示したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、梁芯は柱断面中心からずれていてもよく、例えば、梁を建物外側に寄せてもよい。かかる構成より、梁と建物外側に配置される外壁との間隔をより狭くすることができる。 For example, in the above-described embodiment described with reference to the drawings, the case where the beam core coincides with the column core is illustrated, but the present invention is not limited to such an example. For example, the beam core may be shifted from the center of the column cross section, and for example, the beam may be moved to the outside of the building. With this configuration, the distance between the beam and the outer wall disposed outside the building can be made narrower.
1、4、7、9、11 ゲージ
100、200 柱梁接合構造
102、1002、1102 鋼管柱
110 梁
112 ウェブ
114 フランジ
120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020、1120 ダイヤフラム
120a、220a、520a、620a、920a、1020a 切欠き部
122 プレート
130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030 スチフナー
132、232、532、632、932、1032 空洞部
140、142、1040、1042 溶接部
1014、1114 梁フランジ
1, 4, 7, 9, 11
Claims (14)
前記鋼管柱の外周を取り囲むように前記鋼管柱と接合され、少なくとも1つの端部で前記梁と接合される平板状の第1の板状部材と、
前記第1の板状部材の面に対して垂直方向に配設され、前記第1の板状部材と接合する平板状の第2の板状部材と
を備えることを特徴とする、柱梁接合構造。 A column beam connection structure for connecting a steel pipe column and the beam connected to a standing steel tube column and a beam made of a circular steel pipe,
A flat plate-like first plate-like member joined to the steel pipe pillar so as to surround the outer periphery of the steel pipe pillar, and joined to the beam at at least one end;
A column beam connection comprising: a flat plate-like second plate member that is disposed in a direction perpendicular to the surface of the first plate member and is joined to the first plate member. Construction.
前記第2の板状部材と対向する前記鋼管柱の柱軸周り30°〜90°の範囲以外で溶接されて接合されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の柱梁接合構造。 The steel pipe column and the first plate member are:
The column according to claim 1, wherein the column is welded and joined outside the range of 30 ° to 90 ° around the column axis of the steel pipe column facing the second plate-shaped member. Beam joint structure.
前記第2の板状部材と対向する前記鋼管柱の柱軸周り60°の範囲以外で溶接されて接合されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の柱梁接合構造。 The steel pipe column and the first plate member are:
The beam-to-column connection structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the beam-to-column connection structure is welded and joined outside the range of 60 ° around the column axis of the steel pipe column facing the second plate member. .
隅部に前記第1の板状部材が配設されるように前記切り欠き部が形成されることを特徴とする、請求項3〜9のいずれかに記載の柱梁接合構造。 When the two second plate-like members are orthogonal to each other,
The beam-column joint structure according to any one of claims 3 to 9, wherein the notch is formed so that the first plate-like member is disposed at a corner.
前記第2の板状部材と直交し前記鋼管柱の中心軸を通る仮想直交線から、前記隅部に向けて15°〜35°の範囲で切り欠かれていることを特徴とする、請求項10に記載の柱梁接合構造。 The notch is
It is cut out in a range of 15 ° to 35 ° from the virtual orthogonal line perpendicular to the second plate member and passing through the central axis of the steel pipe column toward the corner. The beam-column joint structure according to 10.
前記第1の板状部材毎に1つずつ接合する2つの前記第2の板状部材と
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の柱梁接合構造。 The two first plate-like members disposed in the column axis direction of the steel pipe column and supporting the beam in the vertical direction of the beam;
2. The beam-column joining structure according to claim 1, comprising two second plate-like members joined one by one for each first plate-like member.
前記2つの第1の板状部材を接合する1つの前記第2の板状部材と
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の柱梁接合構造。 The two first plate-like members disposed in the column axis direction of the steel pipe column and supporting the beam in the vertical direction of the beam;
The column beam connection structure according to claim 1, further comprising: one second plate member that joins the two first plate members.
前記鋼管柱と接続される梁と、
前記鋼管柱と前記梁とを接合する柱梁接合構造と、
を備え、
前記柱梁接合構造は、
前記鋼管柱の外周を取り囲むように前記鋼管柱と接合され、少なくとも1つの端部で前記梁と接合される平板状の第1の板状部材と、
前記第1の板状部材の面に対して垂直方向に配設され、前記第1の板状部材と接合する平板状の第2の板状部材と
を備えることを特徴とする、構造物。
An upright steel pipe column made of a circular steel pipe;
A beam connected to the steel pipe column;
A beam-column joining structure for joining the steel pipe column and the beam;
With
The column beam connection structure is
A flat plate-like first plate-like member joined to the steel pipe pillar so as to surround the outer periphery of the steel pipe pillar, and joined to the beam at at least one end;
A structure comprising: a flat plate-like second plate-like member disposed in a direction perpendicular to the surface of the first plate-like member and joined to the first plate-like member.
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