JP2010053563A - 柱梁接合構造及び接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄骨建築物において、曲げモーメントが作用する梁の耐力と比較して十分な耐力を有し、張出し部が小さくハンドリング性及び運搬性に優れ、側柱や隅柱に適用可能な柱梁接合構造を提供する。
【解決手段】角形柱１の外周にＨ型断面梁２が直交方向に接合され、このＨ型断面梁２の上下梁フランジ２ａ，２ｂの取付部位に夫々外ダイアフラム３ａ，３ｂが接合された柱梁接合構造において、前記角形柱１の４辺のうち前記Ｈ型断面梁２が接合された２辺１ａ，１ｂと他の１辺１ｃを含む３辺外周に前記外ダイアフラム３が接合されると共に、前記角形柱１の前記Ｈ型断面梁２が接合された２辺１ａ，１ｂと前記外ダイアフラム３が接合されていない１辺１ｄを含む３辺の内周側に、前記外ダイアフラム３の高さ位置に一致する内ダイアフラム４が接合されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築構造物として角形鉄骨柱とＨ型断面梁とを接合する柱梁接合構造及び接合方法の改善に関する。

角形鉄骨柱（以下、単に鉄骨柱或いは柱とも言う）とＨ型断面梁（以下、単に梁とも言う）とを接合した従来例に係る柱梁接合構造は、日本建築学会において、通しダイアフラム形式、内ダイアフラム形式、外ダイアフラム形式及びノンダイアフラム形式に分類されている（非特許文献１参照）。

上記通しダイアフラム形式は、梁の接合箇所で鉄骨柱を一旦切断し、この鉄骨柱内部に補強用のダイアフラムを溶接接合した後、前記鉄骨柱を再度組立する形式のもので、中低層建築物に採用されることが多い。しかしながら、一旦切断した鉄骨柱を再組立するため溶接量が多く、組立精度を確保するための施工が容易でない。

それに対し、内ダイアフラム形式は高層以上の建築物に用いられることが多く、鉄骨柱は切断する必要はないが、梁の接合箇所でエレクトロスラグ溶接等の特殊な技術を用いて柱の内部に水平ダイアフラムで補強するので、施工のための設備が大掛かりとなり段取りが複雑である。

次に、従来例に係る外ダイアフラム形式の柱梁接合構造について、以下添付図７を参照しながら説明する。図７は、従来例に係る外ダイアフラム形式の柱梁接合構造を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその立面図である。

通常の外ダイアフラム形式の柱梁接合構造においては、図７に示す如く鉄骨柱１１は切断せずに、梁１２の接合箇所で外部から平板状の外ダイアフラム１３を溶接して前記鉄骨柱１１と梁１２の接合部を形成するものである。但し、柱１１と梁１２相互の応力伝達上Ｑ部に応力集中を生じやすく、この応力集中を緩和するため、（社）日本建築学会では、外ダイアフラム１３と梁軸方向とのなす角度θを３０度以内と規定している。

そのため、通しダイアフラム形式や内ダイアフラム形式に比べて加工性が良い反面、外ダイアフラム１３と梁軸方向とのなす上記角度θ上の制約から外ダイアフラム１３の張出し部が大きく、ハンドリング性や運搬性に劣る他、外壁と干渉するため隅柱、側柱として用いることが難しいという設計上の課題もあり、採用されるケースが少なかった。

一方、運搬性に関しては、ダイアフラムの張出し部の大きさによって、トラックに積載可能な鉄骨柱本数が制約されるため、全数の運搬時間を左右する。そして更に、昨今の燃料費高騰により、積載可能な本数による運搬費用が柱梁接合構造物の建設費用に影響する様になってきている。

上記外ダイアフラム形式の柱梁接合構造は、図７に示したものが一般的であるが、上記不具合点を改善した従来技術につき、以下添付図８，９も参照しながら説明する。図８は従来技術に係る閉鎖型断面の鉄骨柱と鉄骨梁の仕口構造の一実施例を示す斜視図、図９は従来技術に係る梁接合用角形鋼管柱の一実施例の使用状態を示す平面図である。

この従来技術に係る閉鎖型断面の鉄骨柱と鉄骨梁の仕口構造は、図８に示す如く、外ダイアフラム２３と鉄骨柱２１の母線に沿ってリブプレート２４を溶接し、更に上下の前記外ダイアフラム２３を連結し前記鉄骨柱２１の母線に沿うように前記鉄骨梁２２のウェブの部位にウェブプレート２５を溶接する等によって、外ダイアフラム２３と梁軸方向とのなす上記角度θを４５度以内まで拡げることが提案されている（特許文献１参照）。この他、前記角度θを４５度とする柱梁接合構造は多く提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、前記外ダイアフラムの耐力を左右する柱角部からの出幅を確保しつつ、θ≦４５度或いはθ＝４５度の角度での柱梁接合構造とするには、角柱の一辺の２倍程度の辺の外ダイアフラムが必要となり、尚ハンドリング性や運搬性に劣るといわざるを得ない。

特に、隅角柱や側柱では、外壁がこれらの柱の直ぐ外側に取り付けられるため、外ダイアフラム形式による柱梁接合構造の適用は難しい。そのため、前記特許文献２では、図９に示す如く、端部が外ダイアフラム２７の端部と接合された側板２８を備える梁接合用角形鋼管柱が提案されている。同様の側板（リブプレート）を用いた柱と梁の接合構造は、種々提案されている（例えば、特許文献１，３参照）。しかしながら、前記側板２８は外ダイアフラム２７に対して垂直に取り付けられることから、前記外ダイアフラム２７からの力を十分に伝達するには距離が必要であり、壁側と反対側の梁に大きな張出し部が必要であった。
（社）日本建築学会編，「鋼構造接合部設計指針」，第２版，日本建築学会発行，２００６年３月１日，ｐ．１２０−１２１ 特開平８−１４４３７０号公報 特開昭６３−２５５４４７号公報 特開２０００−１７０２５０号公報

従って、本発明の目的は、鉄骨建築物において、曲げモーメントが作用する梁の耐力と比較して十分な耐力を有し、張出し部が小さくハンドリング性及び運搬性に優れ、側柱や隅柱に適用可能な柱梁接合構造及び接合方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る柱梁接合構造が採用した手段は、
角形柱の外周にＨ型断面梁が直交方向に接合され、このＨ型断面梁の上下梁フランジの取付部位に夫々外ダイアフラムが接合された柱梁接合構造において、前記角形柱の４辺のうち前記Ｈ型断面梁が接合された２辺と他の１辺を含む３辺外周に前記外ダイアフラムが接合されると共に、前記角形柱の前記Ｈ型断面梁が接合された２辺と前記外ダイアフラムが接合されていない１辺を含む３辺の内周側に、前記外ダイアフラムの高さ位置に一致する内ダイアフラムが接合されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る柱梁接合構造が採用した手段は、請求項１に記載の柱梁接合構造において、前記角形柱が角形鋼管柱からなることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係る柱梁接合構造が採用した手段は、請求項２に記載の柱梁接合構造において、前記角形鋼管柱が、２分割された半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して形成されると共に、前記半角形柱ピースの一方の内周３辺に前記内ダイアフラムが接合される一方、他方の半角形柱ピースと接合して形成された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムが各辺内周の全長または一部長接合されていない３辺の外周側に前記外ダイアフラムが接合されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係る柱梁接合方法が採用した手段は、前記請求項３に記載の柱梁接合構造において、前記半角形柱ピースの一方の３辺内周に予め前記内ダイアフラムを溶接接合した後、他方の半角形柱ピースと開口部同士を突合せ溶接して前記角形鋼管柱を形成し、次いで、この様にして形成された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムが辺の全長に亘って接合されていない内周３辺の外周側の、前記内ダイアフラムと同一水平面内に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記角形鋼管柱の少なくとも突合せ溶接した対向辺外周に前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合することを特徴とするものである。

本発明の請求項５に係る柱梁接合構造が採用した手段は、角形柱の外周にＨ型断面梁が直交方向に接合され、このＨ型断面梁の上下梁フランジの取付部位に夫々外ダイアフラムが接合された柱梁接合構造において、前記角形柱の４辺のうち前記Ｈ型断面梁が接合された２辺外周に前記外ダイアフラムが接合されると共に、前記角形柱の少なくとも他の１辺を含む内周に、前記外ダイアフラムの高さ位置に一致しかつ前記角形柱の柱面から突出する突出部を有する内ダイアフラムが接合される一方、この内ダイアフラムの突出部と対向する前記角形柱の辺腹部に前記突出部が突出可能な開孔部が設けられ、この開孔部から突出した前記内ダイアフラムの突出部及び前記Ｈ型断面梁の梁フランジが接合される前記角形柱の２辺外周に、前記外ダイアフラムが接合されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項６に係る柱梁接合構造が採用した手段は、前記請求項５に記載の柱梁接合構造において、前記角形柱が角形鋼管柱からなることを特徴とするものである。

本発明の請求項７に係る柱梁接合構造が採用した手段は、前記請求項６に記載の柱梁接合構造において、前記角形鋼管柱が、２分割された半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して形成されると共に、前記半角形柱ピースの一方の３辺内周に前記内ダイアフラムが接合される一方、他方の半角形柱ピースと接合された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムの突出部が形成された辺と他の外ダイアフラムの接合された辺の外周に、前記Ｈ型断面梁が接合されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項８に係る柱梁接合構造が採用した手段は、請求項５乃至７のうちの何れか一つの項に記載の柱梁接合構造において、前記内ダイアフラムの突出部が、角形柱に設けられた前記開孔部において前記角形柱腹部に溶接接合されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項９に係る柱梁接合方法が採用した手段は、前記請求項７に記載の柱梁接合構造において、前記半角形柱ピースの一方の内周３辺に予め突出部が形成された前記内ダイアフラムを溶接接合すると共に、この内ダイアフラムの突出部と対向する他方の前記半角形柱ピースの辺腹部に、前記突出部が突出可能な開孔部を予め設けた後、これら半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して一体化された前記角形鋼管柱を形成しする。

次いで、前記内ダイアフラムの突出部と前記外フランジの対向部位を突き合せ溶接すると共に、前記Ｈ型断面梁の梁フランジが接合される前記角形鋼管柱の２辺外周に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記外ダイアフラムが接合された角形鋼管柱の２辺外周に、前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合すると共に、前記外ダイアフラムと前記Ｈ型断面梁の梁フランジとを溶接接合することを特徴とするものである。

本発明の請求項１０に係る柱梁接合方法が採用した手段は、前記請求項８に記載の柱梁接合構造において、前記半角形柱ピースの一方の内周３辺に予め突出部が形成された前記内ダイアフラムを溶接接合すると共に、この内ダイアフラムの突出部と対向する他方の前記半角形柱ピースの辺腹部に、前記突出部が突出可能な開孔部を予め設けた後、これら半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して一体化された前記角形柱を形成する。

次いで、前記内ダイアフラムの突出部と前記外フランジの対向部位を突き合せ溶接すると共に、前記内ダイアフラムの突出部側面を前記辺腹部に設けられた開孔部に溶接接合した後、前記Ｈ型断面梁の梁フランジが接合される前記角形鋼管柱の２辺外周に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記外ダイアフラムが接合された角形鋼管柱の２辺外周に、前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合すると共に、前記外ダイアフラムと前記Ｈ型断面梁の梁フランジとを溶接接合することを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る柱梁接合構造によれば、角形柱の外周にＨ型断面梁が直交方向に接合され、このＨ型断面梁の上下梁フランジの取付部位に夫々外ダイアフラムが接合された柱梁接合構造において、前記角形柱の４辺のうち前記Ｈ型断面梁が接合された２辺と他の１辺を含む３辺外周に前記外ダイアフラムが接合されると共に、前記角形柱の前記Ｈ型断面梁が接合された２辺と前記外ダイアフラムが接合されていない１辺を含む３辺の内周側に、前記外ダイアフラムの高さ位置に一致する内ダイアフラムが接合されてなるので、前記外ダイアフラムに大きな張出し部を設けることなく、この外ダイアフラムに生じる応力集中を、角形柱を介して内ダイアフラムと前記角形柱に分散させることが可能となり、側柱の柱梁接合構造に好適である。

また、本発明の請求項２に係る柱梁接合構造によれば、前記角形柱が角形鋼管柱からなるので、加工工数を低減でき経済的な側柱の柱梁接合構造を形成することが可能となる。

更に、本発明の請求項３に係る柱梁接合構造によれば、前記角形鋼管柱が、２分割された半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して形成されると共に、前記半角形柱ピースの一方の内周３辺に前記内ダイアフラムが接合される一方、他方の半角形柱ピースと接合して形成された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムが各辺内周の全長または一部長接合されていない３辺の外周側に前記外ダイアフラムが接合されてなるので、段取りの複雑なエレクトロスラグ溶接等を用いることなく十分な耐力を有し、張出し部が小さくハンドリング性及び運搬性に優れ、側柱に適用可能な柱梁接合構造を形成することができる。

また更に、本発明の請求項４に係る柱梁接合方法によれば、前記請求項３に記載の柱梁接合構造において、前記半角形柱ピースの一方の３辺内周に予め前記内ダイアフラムを溶接接合した後、他方の半角形柱ピースと開口部同士を突合せ溶接して前記角形鋼管柱を形成し、次いで、この様にして形成された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムが辺の全長に亘って接合されていない内周３辺の外周側の、前記内ダイアフラムと同一水平面内に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記角形鋼管柱の少なくとも突合せ溶接した対向辺外周に前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合するので、段取りの複雑なエレクトロスラグ溶接等を用いることなく、通常のアーク溶接等により簡便に柱梁接合構造を形成可能である。

一方、本発明の請求項５に係る柱梁接合構造によれば、角形柱の外周にＨ型断面梁が直交方向に接合され、このＨ型断面梁の上下梁フランジの取付部位に夫々外ダイアフラムが接合された柱梁接合構造において、前記角形柱の４辺のうち前記Ｈ型断面梁が接合された２辺外周に前記外ダイアフラムが接合されると共に、前記角形柱の少なくとも他の１辺を含む内周に、前記外ダイアフラムの高さ位置に一致しかつ前記角形柱の柱面から突出する突出部を有する内ダイアフラムが接合される。

同時に、この柱梁接合構造は、前記内ダイアフラムの突出部と対向する前記角形柱の辺腹部に前記突出部が突出可能な開孔部が設けられ、この開孔部から突出した前記内ダイアフラムの突出部及び前記Ｈ型断面梁の梁フランジが接合される前記角形柱の２辺外周に、前記外ダイアフラムが接合されてなるので、前記角形柱の２辺外周に前記外ダイアフラムを配置することなく、この外ダイアフラムに生じる応力集中を角形柱を介して内ダイアフラムと前記角形柱に分散させることが可能となり、隅柱の柱梁接合構造に好適である。

また、本発明の請求項６に係る柱梁接合構造によれば、前記角形柱が角形鋼管柱からなるので、加工工数を低減でき経済的な隅柱の柱梁接合構造を形成することが可能となる。

更に、本発明の請求項７に係る柱梁接合構造によれば、前記角形鋼管柱が、２分割された半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して形成されると共に、前記半角形柱ピースの一方の３辺内周に前記内ダイアフラムが接合される一方、他方の半角形柱ピースと接合された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムの突出部が形成された辺と他の外ダイアフラムの接合された辺の外周に、前記Ｈ型断面梁が接合されてなるので、少ない加工工数により梁から作用する荷重を前記外ダイアフラムから内ダイアフラムと鋼管柱に合理的に分散させ得る柱梁接合構造を形成でき、隅柱の柱梁接合構造に好適である。

また更に、本発明の請求項８に係る柱梁接合構造によれば、前記内ダイアフラムの突出部が、角形柱に設けられた前記開孔部において前記角形柱腹部に溶接接合されてなるので、より強度の高い柱梁接合構造を形成することができる。

一方、本発明の請求項９に係る柱梁接合方法によれば、前記請求項７に記載の柱梁接合構造において、前記半角形柱ピースの一方の内周３辺に予め突出部が形成された前記内ダイアフラムを溶接接合すると共に、この内ダイアフラムの突出部と対向する他方の前記半角形柱ピースの辺腹部に、前記突出部が突出可能な開孔部を予め設けた後、これら半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して一体化された前記角形鋼管柱を形成する。

次いで、前記内ダイアフラムの突出部と前記外フランジの対向部位を突き合せ溶接すると共に、前記Ｈ型断面梁の梁フランジが接合される前記角形鋼管柱の２辺外周に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記外ダイアフラムが接合された角形鋼管柱の２辺外周に、前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合すると共に、前記外ダイアフラムと前記Ｈ型断面梁の梁フランジとを溶接接合するので、より強度の高い柱梁接合構造が得られる。

また、本発明の請求項１０に係る柱梁接合方法によれば、前記請求項８に記載の柱梁接合構造において、前記半角形柱ピースの一方の内周３辺に予め突出部が形成された前記内ダイアフラムを溶接接合すると共に、この内ダイアフラムの突出部と対向する他方の前記半角形柱ピースの辺腹部に、前記突出部が突出可能な開孔部を予め設けた後、これら半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して一体化された前記角形柱を形成する。

次いで、前記内ダイアフラムの突出部と前記外フランジの対向部位を突き合せ溶接すると共に、前記内ダイアフラムの突出部側面を前記辺腹部に設けられた開孔部に溶接接合した後、前記Ｈ型断面梁の梁フランジが接合される前記角形鋼管柱の２辺外周に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記外ダイアフラムが接合された角形鋼管柱の２辺外周に、前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合すると共に、前記外ダイアフラムと前記Ｈ型断面梁の梁フランジとを溶接接合するので、更に強度の高い柱梁接合構造が得られる。

本発明の実施の形態１に係る柱梁接合構造及び接合方法を、添付図１〜３を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る柱梁接合構造を示し、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ａ−Ａを示す立断面図である。図２は本発明の実施の形態１に係る角形鋼管柱と外ダイアフラム、内ダイアフラムの接合構造を示し、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ｂ−Ｂを示す立断面図である。図３は、図２に示す角形鋼管柱と内ダイアフラム、外ダイアフラムの接合方法を説明するための接合手順図である。

先ず、本発明の実施の形態１に係る柱梁接合構造は、図１に示す如く、角形柱１の外周所定高さにＨ型断面梁２が対向して直交方向に接合され、このＨ型断面梁２の上下梁（または袖梁）フランジ２ａ，２ｂの取付部位に、夫々上側及び下側外ダイアフラム３ａ，３ｂが接合された外ダイアフラム形式の柱梁接合構造に関する。図１においては、角形柱１は中空部を有する正方形断面の角形鋼管としているが、４面ボックス柱でも構わない。

この様な柱梁接合構造において、前記角形柱１の４辺のうち前記Ｈ型断面梁２が接合された対向２辺１ａ，１ｂと他の１辺１ｃを含む３辺外周に前記外ダイアフラム３が接合されている。同時に、前記角形柱１のＨ型断面梁２が接合された２辺１ａ，１ｂと、前記外ダイアフラム３が接合されていない他の１辺１ｄを含む３辺の内周側に、後述する様に前記外ダイアフラム３の高さ位置に一致させた内ダイアフラム４が接合されている。

また更に、前記上側及び下側外ダイアフラム３ａ，３ｂは、角形柱１に接合されたＨ型断面梁２の上下梁フランジ２ａ，２ｂの夫々の取付部位に、前記角形柱１を取り囲んで溶接により接合されると共に、前記角形柱１と反対側の上下梁フランジ２ａ，２ｂにも夫々溶接接合されている。同時に、上側外フランジ３ａの下面がＨ型断面梁２のウェブ２ｃの上端に、下側外フランジ３ｂの上面がＨ型断面梁２のウェブ２ｃの下端に溶接接合して構成されている。この様な接合手段としては、上記の通り溶接接合として説明しているが、リベット接合でも良い。

そして、前記内ダイアフラム４は、外ダイアフラム３と同様、上側及び下側外ダイアフラム４ａ，４ｂからなり、角形柱１の３辺１ａ，１ｂ及び１ｃ外周に接合された上側及び下側外ダイアフラム３ａ，３ｂの夫々の高さ位置に一致させて、角形柱１の内周に溶接接合されている。即ち、前記内ダイアフラム４と外ダイアフラム３とは、前記角形柱１を介して水平方向に連続する様に配置して接合することが、後述する応力集中の分散の点から肝要である。

但し、この内ダイアフラム４は、前記角形柱１のＨ型断面梁２が接合された２辺１ａ，１ｂと前記外ダイアフラム３が接合されていない他の１辺１ｄを含む３辺の内周全長に亘って接合される必要はなく、図１（ａ）に示す如く、前記角形柱１のＨ型断面梁２が接合された２辺１ａ，１ｂ内周の一部のみに接合されても良いが、外ダイアフラム３の接合されていない辺１ｄについては、この辺１ｄの内周全長に亘って接合されるのが強度バランスの点から好ましい。

本発明の実施の形態１に係るこの様な柱梁接合構造により、前記外ダイアフラム３には大きな張出し部を設けることなく、この外ダイアフラム３に生じる応力集中を、角形柱１を介して内ダイアフラム４と前記角形柱１に分散させることが可能となり、結果として側柱の柱梁接合構造に好適に用いることができる。ここで、前記Ｈ型断面梁２は、図１（ａ）の様に、外フランジ３が形成された対向２辺１ａ，１ｂに接合する２本の場合に限定されることなく、更に、外フランジ３が形成された角形柱１の他の辺１ｃ外周に接合する３本とする場合も含まれる。

また、前記角形柱１は角形鋼管柱からなるのが、加工工数を低減でき経済的な側柱の柱梁接合構造を形成可能な点から好ましい。即ち、前記角形鋼管柱１が、図２に示す如く、２分割された半角形柱ピース１−１，１−２夫々の開口部５，６同士を突合せ溶接して形成されている。そして、前記角形鋼管柱１を形成する半角形柱ピースの一方１−１の３辺１−１ａ，１−１ｂ及び１−１ｄ内周に前記内ダイアフラム４が溶接接合される一方、他方の半角形柱ピース１−２の３辺１−２ａ，１−２ｂ及び１−１ｃ内周には何も接合されていない。

更に、半角形柱ピース１−１，１−２夫々の開口部５，６同士を突合せ溶接して一体化された前記角形鋼管柱１の４辺１ａ，１ｂ，１ｃ及び１ｄのうち、前記内ダイアフラム４が各辺内周の全長または一部長接合されていない３辺１ａ，１ｂ及び１ｃの外周側に、前記外ダイアフラム３が溶接接合されている。

上記角形鋼管柱１と内ダイアフラム４、外ダイアフラム３の接合方法は、図３に示す如く、先ず、前記半角形柱ピースの何れか一方１−１の３辺１−１ａ，１−１ｂ及び１−１ｄ内周に、予め前記内ダイアフラム４を溶接接合した後、他方の半角形柱ピース１−２と夫々の開口部５ａと６ａ及び５ｂと６ｂ同士を突合せ溶接して前記角形鋼管柱１を形成する。

次いで、この様にして形成された角形鋼管柱１の４辺１ａ，１ｂ，１ｃ及び１ｄのうち、前記内ダイアフラム４が辺の全長に亘って接合されていない内周３辺１ａ，１ｂ及び１ｃの外周側の、前記内ダイアフラム４と同一水平面内に位置合わせして、前記外ダイアフラム３を溶接接合する。その後、図１（ａ）に示す如く、前記角形鋼管柱１の突合せ溶接した対向辺１ａ，１ｂ外周に、前記Ｈ型断面梁２を直交方向に溶接接合する。角形鋼管柱１を用いたこの様な柱梁接合構造と接合方法によって、段取りの複雑なエレクトロスラグ溶接等を用いることなく、通常のアーク溶接等により簡便に柱梁接合構造を形成できるのである。

以上、本発明の実施の形態１に係る柱梁接合構造によれば、角形柱の４辺のうち前記Ｈ型断面梁が接合された２辺と他の１辺を含む３辺外周に前記外ダイアフラムが接合されると共に、前記角形柱の前記Ｈ型断面梁が接合された２辺と他の１辺を含む３辺の内周側に、前記外ダイアフラムの高さ位置に一致する内ダイアフラムが接合されてなるので、前記外ダイアフラムに大きな張出し部を設けることなく、この外ダイアフラムに生じる応力集中を、角形柱を介して内ダイアフラムと前記角形柱に分散させることが可能となり、側柱の柱梁接合構造に好適である。

また、本発明の実施の形態１に係る柱梁接合方法によれば、半角形柱ピースの一方の３辺内周に予め前記内ダイアフラムを溶接接合した後、他方の半角形柱ピースと開口部同士を突合せ溶接して前記角形鋼管柱を形成し、次いで、この様にして形成された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムが辺の全長に亘って接合されていない内周３辺の外周側に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記角形鋼管柱の少なくとも突合せ溶接した対向辺外周に前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合するので、段取りの複雑なエレクトロスラグ溶接等を用いることなく、通常のアーク溶接等により簡便に柱梁接合構造を形成可能である。

次に、本発明の実施の形態２に係る柱梁接合構造及び接合方法を、添付図４〜６を用いて以下に説明する。図４は本発明の実施の形態２に係る柱梁接合構造を示し、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ｃ−Ｃを示す立断面図である。図５は図４（ａ）の矢視Ｄ−Ｄにおいて、Ｈ型断面梁と外ダイアフラムを省略して示す立断面図、図６は図４に示す角形鋼管柱と内ダイアフラム、外ダイアフラムの接合方法を説明するための接合手順図である。

尚、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、角形柱と内ダイアフラム、外ダイアフラム及び梁の接合構成及び接合方法に一部相違があり、その他は全く同構成であるから、これらの接合構成及び接合方法についての説明に止めるものとする。

即ち、本発明の形態１に係る柱梁接合構造においては、角形柱１の４辺のうちＨ型断面梁２が接合された２辺１ａ，１ｂと他の１辺１ｃを含む３辺外周に前記外ダイアフラム３が接合されると共に、前記角形柱１の前記Ｈ型断面梁２が接合された２辺１ａ，１ｂと前記外ダイアフラム３が接合されていない１辺１ｄを含む３辺の内周側に、前記外ダイアフラム３の高さ位置に一致する内ダイアフラム４が接合されていた。

それに対し、本発明の実施の形態２に係る柱梁接合構造においては、角形柱１の４辺のうち前記Ｈ型断面梁２が接合された２辺１ａ，１ｃ外周に前記外ダイアフラム３が接合されると共に、前記角形柱１の少なくとも他の１辺１ｄを含む内周に、前記外ダイアフラム３ａ，３ｂの夫々の高さ位置に一致し、かつ前記角形柱１の柱面から突出する突出部４ｃを有する内ダイアフラム４ａ，４ｂが夫々接合されている。

同時に、前記内ダイアフラム４ａ，４ｂの各突出部４ｃと対向する前記角形柱１の辺１ｃ腹部には、前記突出部４ｃが突出可能な開孔部７ａ，７ｂが夫々設けられている。そして、これらの開孔部７ａ，７ｂから突出した前記内ダイアフラム４ａ，４ｂの各突出部４ｃ、及び前記Ｈ型断面梁２の梁フランジ２ａ，２ｂが接合される前記角形柱１の各辺１ａ，１ｃ外周に、前記外ダイアフラム３が接合して構成されている。

本発明の実施の形態２に係るこの様な柱梁接合構造は、前記角形柱１の２辺１ｂ，１ｄ外周に前記外ダイアフラム３を配置することなく、この外ダイアフラム３に生じる応力集中を、角形柱１を介して内ダイアフラム４と前記角形柱１に分散させることが可能となるので、隅柱の柱梁接合構造に好適である。

また、前記角形柱１は角形鋼管柱からなるのが好ましい。即ち、この角形鋼管柱１が、実施の形態１と同様、図２に示す如き２分割された半角形柱ピース１−１，１−２の夫々の開口部５ａ，６ａ及び５ｂ，６ｂ同士を突合せ溶接して形成されると共に、前記半角形柱ピースの一方１−１の３辺１−１ａ，１−１ｂ及び１−１ｄ内周に前記内ダイアフラム４が接合される。

一方、他方の半角形柱ピース１−２と接合されて一体化された図４に示す前記角形鋼管柱１の４辺のうち、少なくとも前記突出部４ｃが突出可能な開孔部７が形成された辺１ｃと外ダイアフラム３の接合された他の辺１ａの外周に、前記Ｈ型断面梁２が接合されている。この様な構成により、Ｈ型断面梁２から作用する荷重を前記外ダイアフラム３から内ダイアフラム４と鋼管柱１に合理的に分散させ得る隅柱梁接合構造を形成できる。

更に、本発明の実施の形態２に係る柱梁接合構造は、前記内ダイアフラム４の突出部４ｃが、角形柱１に設けられた前記開孔部７において前記角形柱１腹部に溶接接合されてなるので、より強度の高い柱梁接合構造を形成することができる。

一方、本発明の形態１に係る柱梁接合方法においては、前記半角形柱ピースの一方の３辺内周に予め前記内ダイアフラムを溶接接合した後、他方の半角形柱ピースと開口部同士を突合せ溶接して前記角形鋼管柱を形成し、次いで、この様にして形成された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムが辺の全長に亘って接合されていない内周３辺の外周側の、前記内ダイアフラムと同一水平面内に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記角形鋼管柱の少なくとも突合せ溶接した対向辺外周に前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合していた。

それに対し、本発明の形態２に係る柱梁接合方法においては、図６に示す如く、先ず、半角形柱ピースの一方１−１の３辺１−１ａ，１−１ｂ及び１−１ｄ内周に、予め突出部４ｃが形成された内ダイアフラム４を溶接接合する。一方、この内ダイアフラム４に設けられた突出部４ｃと対向する他方の半角形柱ピース１−２の辺１−２ｃ腹部には、前記突出部４ｃが突出可能な開孔部７を予め設けておく。そして、これら半角形柱ピース１−１，１−２の開口部５ａ，６ａ及び５ｂ，６ｂ同士を夫々突合せ溶接し一体化して前記角形鋼管柱１を形成する。

次いで、前記Ｈ型断面梁２が接合される角形鋼管柱１の前記開口部７が設けられた辺１ｃと他の辺１ａの２辺外周に、外ダイアフラム３を溶接接合する。その後、図４に示した様に、内ダイアフラム４の突出部４ｃ及びＨ型断面梁２の梁フランジ２ａ，２ｂが接合される前記角形鋼管柱１の２辺１ａ，１ｃ外周に、前記外ダイアフラム３を溶接接合する。次いで、前記角形鋼管柱１の４辺のうち、前記外ダイアフラム３の接合された２辺１ａ，１ｃ外周に前記Ｈ型断面梁２を直交方向に溶接接合すると共に、前記外ダイアフラム３ａ，３ｂと前記Ｈ型断面梁２の梁フランジ２ａ，２ｂとを夫々溶接接合することにより構成する。

更に、本発明の実施の形態２に係る柱梁接合方法においては、一体化された前記角形柱１を形成した後、前記内ダイアフラム４の突出部４ｃと前記外フランジ３の前記突出部４ｃに対向する部位とを突き合せ溶接すると共に、前記内ダイアフラム４の突出部４ｃ側面を前記辺１ｃ腹部に設けられた開孔部７に溶接接合する。

その後、前記Ｈ型断面梁２の梁フランジ２ａ，２ｂが接合される前記角形鋼管柱１の２辺１ａ，１ｃ外周に前記外ダイアフラム３を溶接接合する。そして、前記外ダイアフラム３が接合された角形鋼管柱１の２辺１ａ，１ｃ外周に、前記Ｈ型断面梁２を直交方向に溶接接合すると共に、前記外ダイアフラム３ａ，３ｂと前記Ｈ型断面梁２の梁フランジ２ａ，２ｂとを夫々溶接接合する。

以上説明した通り、本発明の実施の形態２に係る柱梁接合構造によれば、角形柱の内周に前記角形柱の柱面から突出する突出部を有する内ダイアフラムが接合される一方、前記角形柱の辺腹部に前記突出部が突出可能な開孔部が設けられ、この開孔部から突出した前記内ダイアフラムの突出部及び前記Ｈ型断面梁の梁フランジが接合される前記角形柱の２辺外周に外ダイアフラムが接合されてなるので、前記角形柱の他の２辺外周に外ダイアフラムを配置することなく、この外ダイアフラムに生じる応力集中を角形柱を介して内ダイアフラムと角形柱に分散させることが可能となり、隅柱の柱梁接合構造に好適である。

一方、本発明の実施の形態２に係る柱梁接合方法によれば、半角形柱ピースの一方の内周３辺に予め突出部が形成された内ダイアフラムを溶接接合すると共に、この内ダイアフラムの突出部と対向する半角形柱ピースの他方の辺腹部に、前記突出部が突出可能な開孔部を予め設けた後、これら半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して前記角形鋼管柱を形成し、次いで、この角形鋼管柱の２辺外周に外ダイアフラムを溶接接合した後、前記外ダイアフラムが接合された角形鋼管柱の２辺外周に前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合すると共に、前記外ダイアフラムと前記Ｈ型断面梁の梁フランジとを溶接接合するので、より強度の高い柱梁接合構造が得られる。

本発明の実施の形態１に係る柱梁接合構造を示し、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ａ−Ａを示す立断面図である。 本発明の実施の形態１に係る角形鋼管柱と外ダイアフラム、内ダイアフラムの接合構造を示し、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ｂ−Ｂを示す立断面図である。 図２に示す角形鋼管柱と内ダイアフラム、外ダイアフラムの接合方法を説明するための接合手順図である。 本発明の実施の形態２に係る柱梁接合構造を示し、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ｃ−Ｃを示す立断面図である。 図４（ａ）の矢視Ｄ−Ｄにおいて、Ｈ型断面梁と外ダイアフラムを省略して示す立断面図である。 図４に示す角形鋼管柱と外ダイアフラム、内ダイアフラムの接合方法を説明するための接合手順図である。 従来例に係る外ダイアフラム形式の柱梁接合構造を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその立面図である。 従来技術に係る閉鎖型断面の鉄骨柱と鉄骨梁の仕口構造の一実施例を示す斜視図である。 従来技術に係る梁接合用角形鋼管柱の一実施例の使用状態を示す平面図である。

符号の説明

１：角形（鋼管）柱， １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ：（角形柱の）辺，
１−１，１−２：半角柱ピース，
１−１ａ，１−１ｂ，１−１ｃ，１−１ｄ：（半角柱ピースの）辺，
１−２ａ，１−２ｂ，１−２ｃ，１−２ｄ：（半角柱ピースの）辺，
２：Ｈ型断面梁， ２ａ：上梁フランジ， ２ｂ：下梁フランジ，
２ｃ：ウェブ，
３：外ダイアフラム， ３ａ：上側外ダイアフラム， ３ｂ：下側外ダイアフラム，
４：内ダイアフラム， ４ａ：上側内ダイアフラム， ４ｂ：下側内ダイアフラム，
４ｃ：突出部，
５，５ａ，５ｂ：開口部，
６，６ａ，６ｂ：開口部，
７，７ａ，７ｂ：開孔部

Claims (10)

1. 角形柱の外周にＨ型断面梁が直交方向に接合され、このＨ型断面梁の上下梁フランジの取付部位に夫々外ダイアフラムが接合された柱梁接合構造において、前記角形柱の４辺のうち前記Ｈ型断面梁が接合された２辺と他の１辺を含む３辺外周に前記外ダイアフラムが接合されると共に、前記角形柱の前記Ｈ型断面梁が接合された２辺と前記外ダイアフラムが接合されていない１辺を含む３辺の内周側に、前記外ダイアフラムの高さ位置に一致する内ダイアフラムが接合されてなることを特徴とする柱梁接合構造。
2. 前記角形柱が角形鋼管柱からなることを特徴とする請求項１に記載の柱梁接合構造。
3. 前記角形鋼管柱が、２分割された半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して形成されると共に、前記半角形柱ピースの一方の内周３辺に前記内ダイアフラムが接合される一方、他方の半角形柱ピースと接合して形成された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムが各辺内周の全長または一部長接合されていない３辺の外周側に前記外ダイアフラムが接合されてなることを特徴とする請求項２に記載の柱梁接合構造。
4. 前記請求項３に記載の柱梁接合構造において、前記半角形柱ピースの一方の３辺内周に予め前記内ダイアフラムを溶接接合した後、他方の半角形柱ピースと開口部同士を突合せ溶接して前記角形鋼管柱を形成し、次いで、この様にして形成された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムが辺の全長に亘って接合されていない内周３辺の外周側の、前記内ダイアフラムと同一水平面内に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記角形鋼管柱の少なくとも突合せ溶接した対向辺外周に前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合することを特徴とする柱梁接合方法。
5. 角形柱の外周にＨ型断面梁が直交方向に接合され、このＨ型断面梁の上下梁フランジの取付部位に夫々外ダイアフラムが接合された柱梁接合構造において、前記角形柱の４辺のうち前記Ｈ型断面梁が接合された２辺外周に前記外ダイアフラムが接合されると共に、前記角形柱の少なくとも他の１辺を含む内周に、前記外ダイアフラムの高さ位置に一致しかつ前記角形柱の柱面から突出する突出部を有する内ダイアフラムが接合される一方、この内ダイアフラムの突出部と対向する前記角形柱の辺腹部に前記突出部が突出可能な開孔部が設けられ、この開孔部から突出した前記内ダイアフラムの突出部及び前記Ｈ型断面梁の梁フランジが接合される前記角形柱の２辺外周に、前記外ダイアフラムが接合されてなることを特徴とする柱梁接合構造。
6. 前記角形柱が角形鋼管柱からなることを特徴とする請求項５に記載の柱梁接合構造。
7. 前記角形鋼管柱が、２分割された半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して形成されると共に、前記半角形柱ピースの一方の３辺内周に前記内ダイアフラムが接合される一方、他方の半角形柱ピースと接合して一体化された前記角形鋼管柱の４辺のうち、前記内ダイアフラムの突出部が形成された辺と他の外ダイアフラムの接合された辺の外周に、前記Ｈ型断面梁が接合されてなることを特徴とする請求項６に記載の柱梁接合構造。
8. 前記内ダイアフラムの突出部が、角形柱に設けられた前記開孔部において前記角形柱腹部に溶接接合されてなることを特徴とする請求項５乃至７のうちの何れか一つの項に記載の柱梁接合構造。
9. 前記請求項７に記載の柱梁接合構造において、前記半角形柱ピースの一方の内周３辺に予め突出部が形成された前記内ダイアフラムを溶接接合すると共に、この内ダイアフラムの突出部と対向する他方の前記半角形柱ピースの辺腹部に、前記突出部が突出可能な開孔部を予め設けた後、これら半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して一体化された前記角形鋼管柱を形成し、次いで、前記内ダイアフラムの突出部と前記外フランジの対向部位を突き合せ溶接すると共に、前記Ｈ型断面梁の梁フランジが接合される前記角形鋼管柱の２辺外周に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記外ダイアフラムが接合された角形鋼管柱の２辺外周に、前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合すると共に、前記外ダイアフラムと前記Ｈ型断面梁の梁フランジとを溶接接合することを特徴とする柱梁接合方法。
10. 前記請求項８に記載の柱梁接合構造において、前記半角形柱ピースの一方の内周３辺に予め突出部が形成された前記内ダイアフラムを溶接接合すると共に、この内ダイアフラムの突出部と対向する他方の前記半角形柱ピースの辺腹部に、前記突出部が突出可能な開孔部を予め設けた後、これら半角形柱ピースの開口部同士を突合せ溶接して一体化された前記角形柱を形成し、次いで、前記内ダイアフラムの突出部と前記外フランジの対向部位を突き合せ溶接すると共に、前記内ダイアフラムの突出部側面を前記辺腹部に設けられた開孔部に溶接接合した後、前記Ｈ型断面梁の梁フランジが接合される前記角形鋼管柱の２辺外周に前記外ダイアフラムを溶接接合し、その後、前記外ダイアフラムが接合された角形鋼管柱の２辺外周に、前記Ｈ型断面梁を直交方向に溶接接合すると共に、前記外ダイアフラムと前記Ｈ型断面梁の梁フランジとを溶接接合することを特徴とする柱梁接合方法。

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