JP2013217051A - Junction structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接合部構造に関し、特に、柱と梁との接合部構造に関する。 The present invention relates to a joint structure, and more particularly to a joint structure between a column and a beam.
このような分野の技術として、下記特許文献1に記載されるように、上梁と下梁(基礎梁を含む)との間に一対の柱を立設し、これらの一対の柱を連結材で連結してなる軸組(耐力パネル)が知られている。下記特許文献1に記載の軸組は、一対の柱のうち少なくとも一方の柱と上梁または下梁との接合部において、水平方向の力のみが伝達され、鉛直方向の力とモーメントは伝達されないようにした接合部構造を備えている。
As a technique in such a field, as described in
具体的には、下記特許文献1の接合部構造は、柱梁接合構造の上端部に固定された柱頭部と、上梁の下フランジに固定された拘束部材とを有している。柱頭部は、梁に向けて起立する2枚の平行なプレートを有し、拘束部材は、鉛直下方に垂下すると共に柱頭部の2枚のプレート間に挿入される1枚のプレートを有している。柱頭部の2枚のプレートには円孔からなるボルト孔が形成されており、拘束部材のプレートには縦方向に長い長孔からなるボルト孔が形成されている。
Specifically, the joint structure of
この接合部構造では、柱頭部の2枚のプレート間に拘束部材のプレートを挿入し、これらのプレートに形成されたボルト孔にボルトを挿通させナットを螺合している。これにより、地震時などに水平方向の力が作用した場合、上梁からの水平方向の力がボルトを介して柱の上端に伝達されるようにすると共に、ボルトが長孔内を鉛直方向に沿って移動することにより、鉛直方向の力は柱に伝達されない構造としている。また、この接合部は1本のボルトにより接合しているため、柱頭部と拘束部材との間でモーメントも伝達されない構造になっている。 In this joint structure, a plate of a restraining member is inserted between two plates of the column head, and bolts are inserted through bolt holes formed in these plates, and nuts are screwed together. As a result, when a horizontal force is applied during an earthquake, etc., the horizontal force from the upper beam is transmitted to the upper end of the column via the bolt, and the bolt is moved vertically in the slot. By moving along, the vertical force is not transmitted to the column. In addition, since this joint is joined by a single bolt, the moment is not transmitted between the column head and the restraining member.
上記した従来の接合部構造では、拘束部材に形成された長孔の周面にボルトが当接した状態で、水平方向の力が伝達される。この際、ボルトは長孔の周面に対して線状に当接することとなるので、プレートに作用する力が特定の部分に集中しやすい。このことは、部材の設計上好ましいとは言えない。そこで、部材の設計上、より好ましい接合部構造が望まれている。 In the conventional joint structure described above, the horizontal force is transmitted in a state where the bolt is in contact with the peripheral surface of the long hole formed in the restraining member. At this time, since the bolt comes into linear contact with the peripheral surface of the long hole, the force acting on the plate tends to concentrate on a specific portion. This is not preferable in terms of member design. Therefore, a more preferable joint structure is desired in terms of member design.
本発明は、水平方向の力が集中的に作用することを防止でき、部材の設計上好ましい接合部構造を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a joint structure that can prevent a force in a horizontal direction from acting intensively and is preferable in terms of member design.
上記課題を解決した接合部構造は、上梁および下梁の間に立設された一対の柱が連結材によって連結されてなる軸組における、一対の柱の少なくとも一方の柱と上梁および下梁のいずれか一方の梁との接合部構造であって、柱および梁の一方に固定されて、鉛直方向に延びる長孔が形成された第1の板状部と、柱および梁の他方に固定されて第1の板状部に対向するように配置され、円孔が形成された第2の板状部と、長孔および円孔に挿通されるボルトと、長孔内に配置されて、ボルトが挿通される挿通孔を有し、ボルトと第1の板状部との間に介在する介在部材と、を備え、介在部材は、長孔の周面に対向する側面を有すると共に長孔内をスライド可能であることを特徴とする。 In the joint structure that solves the above-described problem, at least one of the pair of columns, the upper beam, and the lower beam in the shaft assembly in which the pair of columns that are erected between the upper beam and the lower beam are connected by a connecting material. It is a joint structure with any one of the beams, and is fixed to one of the column and the beam, and has a first plate-like portion in which a long hole extending in the vertical direction is formed, and the other of the column and the beam. A second plate-like portion that is fixed and arranged to face the first plate-like portion and has a circular hole formed therein, a long hole and a bolt that is inserted into the circular hole, and a bolt that is inserted into the long hole. And an interposition member interposed between the bolt and the first plate-like portion, the interposition member having a side surface facing the peripheral surface of the long hole and a long length. The inside of the hole is slidable.
この接合部構造では、連結材によって連結された一対の柱の少なくとも一方の柱と、上梁および下梁のいずれか一方の梁との接合部において、柱および梁の一方に固定された第1の板状部と、他方に固定された第2の板状部とが互いに対向するように配置される。そして、第1の板状部に形成された長孔と、第2の板状部に形成された円孔とにボルトが挿通される。ここで、このボルトは、長孔内に配置されて第1の板状部との間に介在する介在部材の挿通孔に挿通される。介在部材は長孔内をスライド可能であり、1本のボルトを介して第1および第2の板状部が接合されているため、この接合部構造は、水平方向の力のみを伝達し、鉛直方向の力およびモーメントは伝達しない構造となる。さらに、介在部材が長孔の周面に対向する側面を有するため、水平方向の力が伝達される際、介在部材が長孔の周面に対して面状に当接することとなり、第1の板状部に集中的に水平方向の力が作用することを防止できる。よって、部材の設計上好ましい接合部構造を実現できる。 In this junction structure, the first portion fixed to one of the column and the beam is a junction between at least one column of the pair of columns coupled by the coupling material and one of the upper beam and the lower beam. The plate-like portion and the second plate-like portion fixed to the other are arranged so as to face each other. And a bolt is penetrated by the long hole formed in the 1st plate-shaped part, and the circular hole formed in the 2nd plate-shaped part. Here, this bolt is inserted in the insertion hole of the interposition member which is arrange | positioned in a long hole and interposed between 1st plate-shaped parts. Since the interposition member is slidable in the long hole and the first and second plate-like parts are joined via one bolt, this joint structure transmits only a horizontal force, The structure is such that vertical force and moment are not transmitted. Furthermore, since the interposition member has a side surface that opposes the peripheral surface of the long hole, when the force in the horizontal direction is transmitted, the interposition member comes into contact with the peripheral surface of the long hole in a planar shape. It is possible to prevent a horizontal force from acting intensively on the plate-like portion. Therefore, it is possible to realize a preferable joint structure in terms of member design.
また、上記接合部構造において、介在部材はブロック状をなしており、側面の上端および下端の少なくとも一方に面取り部が形成されている。この構成によれば、長孔内における介在部材のスライド移動がスムーズになる。 Moreover, in the said junction part structure, the interposed member has comprised the block shape, and the chamfering part is formed in at least one of the upper end of a side surface, and a lower end. According to this configuration, the sliding movement of the interposed member in the long hole becomes smooth.
また、上記接合部構造において、介在部材と第2の板状部との間には、ボルトが挿通されて、介在部材または第1の板状部が第2の板状部に接触することを防止する環状部材が設けられている。この構成によれば、水平方向の力が作用した場合に、介在部材または第1の板状部と第2の板状部との接触が防止されるため、スライド時に摺動する面は介在部材の側面と長穴の周面との当接面のみとなり、鉛直方向の力をより好適に逃がすことができる。 Moreover, in the said junction part structure, a volt | bolt is penetrated between an interposed member and a 2nd plate-shaped part, and an interposed member or a 1st plate-shaped part contacts a 2nd plate-shaped part. An annular member to prevent is provided. According to this configuration, when a force in the horizontal direction is applied, the contact between the interposed member or the first plate-like portion and the second plate-like portion is prevented, so that the surface that slides when sliding is the interposed member. Only the contact surface between the side surface and the peripheral surface of the elongated hole is provided, and the force in the vertical direction can be more suitably released.
本発明によれば、水平方向の力が集中的に作用することを防止でき、部材の設計上好ましい接合部構造を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent that the force of a horizontal direction acts intensively and can implement | achieve a preferable junction structure on the design of a member.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示されるように、本実施形態の接合部構造Aが適用された軸組10は、H形鋼からなる上梁1と、基礎梁(下梁)2と、上梁1と基礎梁2との間に立設された第1の柱3および第2の柱4の柱と、を備える。第1の柱3と第2の柱4とは、連結材6を介して互いに連結されている。
As shown in FIG. 1, a
連結材6は、極低降伏点鋼からなる鋼材ダンパ6aと、枠体の底辺となる長辺材6bと、二等辺三角形状の斜辺となる斜辺材6c,6dと、斜辺材6c,6dを連結する連結片6fと、連結片6fと長辺材6bとを連結して剛性を高める水平材6eとを有する。鋼材ダンパ6aは、連結片6fに対してボルト接合されており、劣化した際には交換可能になっている。
The connecting
第1の柱3は、角形鋼管からなる柱体である。第1の柱3の下端部には柱脚部材8が設けられており、この柱脚部材8を介して、第1の柱3が基礎梁2に対しピン接合されている。第1の柱3の上端部には柱頭部材7が設けられており、この柱頭部材7を介して、第1の柱3が上梁1に対しピン接合されている。第1の柱3では、上梁1に作用する鉛直方向の力を基礎梁2に伝達可能になっている。
The
第2の柱4は、第1の柱3と同様、角形鋼管からなる柱体である。第2の柱4の下端部には柱脚部材8が設けられており、この柱脚部材8を介して、第2の柱4が基礎梁2に対しピン接合されている。一方、第2の柱4の上端部には柱頭部12が固定されており、この柱頭部12と上梁1に固定された拘束部材11とによって、第2の柱4が基礎梁2に対し鉛直ローラー接合されている。これらの柱頭部12および拘束部材11を有して、鉛直ローラー接合による接合部構造Aが構成されている。
Similar to the
このように、接合部構造Aにおいて第2の柱4の上端部が上梁1に対し鉛直ローラー接合されることにより、第2の柱4の上端部には、水平方向の力のみが上梁1から伝達されるようになっている。鉛直方向の力およびモーメントは、第2の柱4に伝達されないようになっている。
Thus, in the joint structure A, the upper end of the
以下、接合部構造Aについて詳述する。図2は、図1中の接合部構造Aを示す斜視図、図3は、接合部構造Aの分解斜視図、図4(a)は、接合部構造Aを示す正面図、図4(b)は、図4(a)のIVB−IVB線に沿う断面図である。 Hereinafter, the junction structure A will be described in detail. 2 is a perspective view showing the joint structure A in FIG. 1, FIG. 3 is an exploded perspective view of the joint structure A, FIG. 4A is a front view showing the joint structure A, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along the line IVB-IVB in FIG.
図2〜図4に示されるように、接合部構造Aは、上梁1のフランジ部1aに固定された鋼製の拘束部材11と、第2の柱4の上端部に固定された鋼製の柱頭部12と、拘束部材11および柱頭部12に挿通されるボルト18と、ボルト18に螺合するナット19とを備えている。接合片12bとナット19との間にはワッシャ20が設けられる。
As shown in FIGS. 2 to 4, the joint structure A includes a
拘束部材11は、水平方向に配置されて取付ボルト13および取付ナット14によりフランジ部1aに固定された板状の取付片11aと、取付片11aに連設されて鉛直下方に垂下する1枚の板状の接合片(第1の板状部)11bとを有している。接合片11bは、上梁1の延在方向と平行に配置されている。取付片11aと接合片11bとの間には、取付片11aおよび接合片11bに直交する方向に配置された補強リブ11cが接合されている。接合片11bの幅方向中央部には、鉛直方向に延びる長孔16が形成されている。
The restraining
柱頭部12は、水平方向に配置されて第2の柱4の上端部に溶接等により固定された板状の取付片12aと、取付片12aに連設されて鉛直上方に起立する2枚の板状の接合片(第2の板状部)12b,12bとを有している。接合片12b,12bは、取付片11aと平行に配置されると共に、互いに所定の距離離間している。すなわち、接合片11bは接合片12b,12bの間に進入配置されており、接合片12b,12bは取付片11aに対向している。接合片12b,12bのそれぞれにおける幅方向中央部かつ上部には、ボルト18よりも僅かに大きい径の円孔17が形成されている。これらの長孔16と円孔17,17との位置が合わされて、長孔16および円孔17,17にボルト18が挿通されている。
The
ここで、本実施形態の接合部構造Aにあっては、ボルト18と接合片11bとの間に介在するブロック状の鋼製のアダプタ(介在部材)21が、接合片11bの長孔16内に配置されている(図3および図4参照)。このアダプタ21は、接合部構造Aにおける水平方向の力の伝達をより好適に行わせると共に、拘束部材11に対する柱頭部12の相対移動をスムーズに行わせるための部材である。アダプタ21には、ボルト18が挿通される挿通孔23が形成されている。
Here, in the joint portion structure A of the present embodiment, a block-shaped steel adapter (intervening member) 21 interposed between the
アダプタ21と接合片12bとの間には、2枚の環状部材22が設けられている。環状部材22はワッシャ状をなしており、その挿通孔22aにボルト18が挿通されている。環状部材22は、長孔16の幅よりも大きい外径を有している。この環状部材22は、アダプタ21や接合片11bが接合片12bに接触することを防止する機能を有する。
Two
図5(a)はアダプタ21を示す斜視図であり、図5(b)は長孔16内におけるアダプタ21の移動状態を概念的に示す断面図である。図5(a)に示されるように、アダプタ21は、直方体状の外形をなしている。アダプタ21は、接合片11bに形成された長孔16の周面16a(図3および図5(b)参照)に対向する両側面21a,21aと、両側面21a,21aの上端および下端同士を連結する上面21bおよび下面21cと、を有している。両側面21a,21aの上端および下端には、面取り部21dがそれぞれ形成されている。
FIG. 5A is a perspective view showing the
図4(b)に示されるように、接合片11bの板厚方向におけるアダプタ21の厚さは、接合片11bの板厚よりも大きくなっている。さらに、接合片12b,12b同士の離間距離は、このアダプタ21の幅と、環状部材22の2枚分の厚さよりも多少大きく設定されている。寸法の一例として、22mmの離間距離を有する接合片12b,12b同士の間に、アダプタ21(厚さ16mm)と、2枚の環状部材22(厚さ各2.3mm)とが配置されている。この場合、1.4mmの隙間が形成される。
As shown in FIG. 4B, the thickness of the
上梁1の延在方向におけるアダプタ21の幅は、長孔16の幅よりも僅かに小さくなっている。すなわち、アダプタ21は、僅かな隙間を有して長孔16内に収まるよう、長孔16の幅に対応した幅を有している。また、アダプタ21の挿通孔23の直径は、ボルト18の直径よりも僅かに大きくなっている。この構成により、ボルト18は挿通孔23内で回転自在とされている。さらに、アダプタ21は長孔16にルーズな状態で嵌め込まれている。言い換えれば、アダプタ21は、長孔16内で遊嵌配置されている。なお、ボルト18に形成されたねじ山は所定の位置で潰されており、ナット19がその位置以上に締まらないよう構成されている。
The width of the
上記のように構成されたアダプタ21は、ボルト18を介して柱頭部12と一体化されると共に、鉛直方向に沿って長孔16内をスライド可能になっている。アダプタ21のスライド時には、左右いずれかの側面21aが周面16aに摺接する。アダプタ21に面取り部21dが形成されることで、アダプタ21は、長孔16の周面16aに摺接しても周面16a引っ掛かることなく、スムーズにスライド可能になっている(図5(b)参照)。
The
なお、長孔16の鉛直方向の長さは、想定される作用力から算出される上梁1の移動量に基づき、アダプタ21が最大限移動しても長孔16の上下端に達しない程度に、余裕をもった長さとされている。
The length of the
図6(a)および(b)は、水平方向の力が作用した場合の接合部構造Aの状態を概念的に示す正面図である。図6(a)に示されるように、例えば地震時などにおいて上梁1に水平方向の力F1が作用した場合、拘束部材11は上梁1と一体に水平方向に移動する一方、第2の柱4および柱頭部12は、力F1を受けて僅かに傾斜する。ここで、アダプタ21が接合片11b(図示右側の周面16a)に摺動しつつ長孔16内を下降すると共に、アダプタ21に対して柱頭部12が回動する。これにより、第2の柱4および柱頭部12には鉛直方向の力およびモーメントは伝達されなくなる。また、図6(b)に示されるように、力F1とは逆方向の力F2が作用した場合も、力F1の場合と同様、第2の柱4および柱頭部12は力F2を受けて僅かに傾斜するが、第2の柱4および柱頭部12には鉛直方向の力およびモーメントは伝達されない。連結材6(図1参照)を有する軸組10においては第2の柱4を引っ張り上げる、または押し下げる力が作用しようとするが、接合部構造Aを有することにより、こうした鉛直方向の力が作用しないようになっており、基礎梁2を保護することができる。
FIGS. 6A and 6B are front views conceptually showing the state of the joint structure A when a horizontal force is applied. As shown in FIG. 6A, when a horizontal force F1 is applied to the
以上説明した本実施形態の接合部構造Aによれば、接合片11bに形成された長孔16と、接合片12bに形成された円孔17とにボルト18が挿通されると共に、このボルト18が、長孔16内に配置されて接合片11bとの間に介在するアダプタ21の挿通孔23に挿通される。このアダプタ21は長孔16内をスライド可能であり、1本のボルト18を介して接合片11b,12bが接合されているため、接合部構造Aは、水平方向の力のみを伝達し、鉛直方向の力およびモーメントは伝達しない構造になっている。さらに、アダプタ21が長孔16の周面16aに対向する側面21aを有するため、水平方向の力Fが伝達される際、アダプタ21が長孔16の周面16aに対して面状に当接することとなり(図7(a)中の当接面B参照)、接合片11bに集中的に水平方向の力Fが作用することが防止される。よって、部材の設計上好ましい接合部構造が実現されている。
According to the joint structure A of the present embodiment described above, the
図7(b)に示されるように、従来の接合部構造100においては、ボルト60が長孔50内に挿通されるに過ぎなかったため、力Fが作用すると、ボルト60の側面が長孔50の周面50aに線状に当接していた。このように当接部Cが線状であると、過大な力が線状の当接部Cに集中的に作用することとなる。例えば、ボルト60のねじ山が接合片51bの周面50aに噛み込むことも考えられ、その結果、ボルト60は長孔50内で摺動し難くなりスライド移動に支障が生じる。接合部構造Aによれば、図7(a)に示されるように当接面Bが面状であるため、特定の部分への集中的な力の作用が回避され、力が当接面B内に分散される。よって、力Fの伝達が好適に行われると共に、スライド移動がスムーズに行われる。
As shown in FIG. 7 (b), in the conventional
また、アダプタ21はブロック状をなしており、側面21aの上端および下端の少なくとも一方に面取り部21dが形成されているため、長孔16内におけるアダプタ21のスライド移動がスムーズになっている(図5(b)参照)。
The
また、アダプタ21と接合片12bとの間には環状部材22が設けられているため、水平方向の力Fが作用した場合に、アダプタ21または接合片11bと接合片12bとの接触が防止され、スライド時に摺動する面はアダプタ21の側面21aと長孔16の周面16aとの当接面Bのみとなり、鉛直方向の力をより好適に逃がすことができる。
Further, since the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment.
例えば、上記実施形態では上梁1に接合片11bが固定され、第2の柱4に接合片12bが固定される場合について説明したが、これとは逆に、長孔が形成された第1の板状部が柱側に固定され、円孔が形成された第2の板状部が梁側に固定されてもよい。また、上記実施形態では柱頭部12の接合片12bが2枚設けられる場合について説明したが、1枚であってもよい。アダプタ21はブロック状をなす場合に限られず、長孔16の周面16aに対向する側面を有する他の形状であってもよい。アダプタ21には面取り部21dが形成されなくてもよい。また、環状部材22を省略することもできる。
For example, in the above-described embodiment, the case where the joining
また、下梁は、基礎梁2である場合に限られず、鉄骨梁であってもよい。接合部構造Aは、第2の柱4と下梁との間に設けてもよく、第1の柱3と下梁との間に設けてもよい。接合部構造Aは、各階に設けてもよいし、下階(1階)のみ、あるいは上階(2階など)のみに設けてもよい。
Further, the lower beam is not limited to the
1…上梁(いずれか一方の梁)、2…基礎梁(下梁)、3…第1の柱、4…第2の柱(一方の柱)、6…連結材、10…軸組、11b…接合片(第1の板状部)、12b…接合片(第2の板状部)、16…長孔、16a…周面、17…円孔、18…ボルト、21…アダプタ(介在部材)、21a…側面、22…環状部材、23…挿通孔、A…接合部構造。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記柱および前記梁の一方に固定されて、鉛直方向に延びる長孔が形成された第1の板状部と、
前記柱および前記梁の他方に固定されて前記第1の板状部に対向するように配置され、円孔が形成された第2の板状部と、
前記長孔および前記円孔に挿通されるボルトと、
前記長孔内に配置されて、前記ボルトが挿通される挿通孔を有し、前記ボルトと前記第1の板状部との間に介在する介在部材と、を備え、
前記介在部材は、前記長孔の周面に対向する側面を有すると共に前記長孔内をスライド可能であることを特徴とする接合部構造。 At least one column of the pair of columns and one of the upper beam and the lower beam in a shaft set in which a pair of columns erected between the upper beam and the lower beam are connected by a connecting material. The joint structure with
A first plate-like portion fixed to one of the column and the beam and having a long hole extending in the vertical direction;
A second plate-like portion fixed to the other of the column and the beam and arranged to face the first plate-like portion, and having a circular hole;
A bolt inserted through the elongated hole and the circular hole;
An insertion member disposed in the elongated hole, having an insertion hole through which the bolt is inserted, and interposed between the bolt and the first plate-like portion;
The interposition member has a side surface facing the peripheral surface of the long hole and is slidable in the long hole.
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