JP2013525639A - 立体ジャケットプレートおよびテンションロッドを用いるボルト締め鋼鉄接続 - Google Patents

Abstract

この新しい多目的鋼鉄接続には、固有の特徴が３つある。（１）立体接続プレートを単純かつ一貫したやり方で利用し、鋼鉄製のＷ字型部品で構成されたあらゆる種類の接続に適する。（２）典型的なウェブ補剛材に結合されることによってせん断および曲げモーメントをこの接続を通して伝達する、深さ方向に貫通する鋼鉄ロッドを使用する。このせん断力伝達メカニズムは、強化コンクリート梁におけるあばら筋と同様である。（３）構成要素および部品はすべて、工場で予め製造し、現場で都合良くボルト締めすることができる。この接続の長所には、より高い強度および延性、より強固であるにも関わらずより単純な接続であること、より高い品質、ならびに構成要素が小型であるため保管および運搬が容易であることが、含まれる。一言で言えば、これは従来のボルト締めおよび／または溶接される接続に固有の欠点および問題をすべて克服している。

Description

全く新しいタイプの構造鋼鉄接続が発明された。

これは、立体接続プレートとテンションロッドとを用いることにより、２次元の（すなわち平坦な）ガセットプレートおよび／またはサイドプレートを使用しボルト締めまたは溶接される従来のどの接続よりも優れた類まれな構造性能を得た、ジャケット‐プレート接続システムである。この新しい接続の長所には、より高い強度および延性、より強固であるにも関わらずより単純な接続であること、より高い品質、ならびに構成要素が小型であるため保管および運搬が容易であることが、含まれる。加えて、この接続は、従来のボルト締めおよび／または溶接される接続に固有の欠点および問題をすべて克服している。本発明は、Ｗ字型の部品で構成されたいかなる鋼鉄フレームおよびトラスにも使用できる多目的接続システムである。これは、根本的に構造鋼鉄接続の概念を再定義するものであり、現在の鉄骨構造市場を改革する可能性がある。経済的にも社会的にも与える影響は非常に大きいであろう。

この接続システムには、全く固有の特徴が３つある。（１）この発明は、業界で初めて立体接続プレートを体系的に導入する。これは、あらゆる種類の接続に、単純かつ一貫したやり方で対応する。（２）この発明は、典型的なウェブ補剛材に結合されることによってせん断および曲げモーメントをこの接続を通して伝達する、深さ方向に貫通する鋼鉄ロッドを使用する。この種のせん断力伝達メカニズムは、強化コンクリート梁および柱におけるあばら筋（stirrup）と同様である。このメカニズムは、強化コンクリート構造では長年にわたって広く使用されているが、鋼鉄フレームおよびトラスにおいて利用されるのは初めてである。（３）構成要素および部品はすべて、工場で予め製造し、現場で都合良くボルト締めすることができる。この発明により、普及している高性能の耐震鋼鉄フレーム、すなわち特殊モーメント抵抗フレーム（special moment resisting frame）（ＳＭＲＦ）、偏心ブレースフレーム（eccentrically braced frame）（ＥＢＦ）、および特殊同心ブレースフレーム（special concentrically braced frame）（ＳＣＢＦ）を含む、すべての鋼鉄フレームを、現場で溶接することなく構築することが現実になる。（なお、現在の市場ではボルト締めのみのＳＭＲＦ、ＥＢＦ、およびＳＣＢＲは存在しない。なぜなら、今までのボルト締めによる接続では、必要な強度および延性を、実用に値するコストで得ることができないからである。言い換えれば、これら接続は、すべてまたは一部が溶接による接続である。）
インデックス見取図１：建築構造で使用される典型的な鋼鉄フレームを示す図であり、（ａ）は特殊モーメントフレーム（ＳＭＦ)、（ｂ）は偏心ブレースフレーム（ＥＢＦ）、（ｃ）は逆Ｖ字型の特殊同心ブレースフレーム（ＳＣＢＦ）、（ｄ）は典型的な種類のＳＣＢＦ、（ｅ）はＸ字型のＳＣＢＦである。

インデックス見取図２：橋および基礎構造で使用される典型的な鋼鉄トラスを示す図であり、（ａ）はフィーレンデールトラス（Vierendeel truss）、（ｂ）は典型的な鋼鉄橋トラス、（ｃ）はＮ字型ブレースの鋼鉄トラス、（ｄ）はＶ字型の鋼鉄トラスである。

最上階の角におけるモーメント接続を示す図であり、（ａ）は組立図、（ｂ）は構成要素の図である。 中間階の側部におけるモーメント接続を示す図であり、（ａ）は組立図、（ｂ）は構成要素の図である。 最上階の内側の仕切りおけるモーメント接続を示す図であり、（ａ）は組立図、（ｂ）は構成要素の図である。 中間階の内側の仕切りにおけるモーメント接続を示す図であり、（ａ）は組立図、（ｂ）は構成要素の図である。 偏心ブレースフレームにおけるブレースおよび連結梁の詳細を示す図であり、（ａ）は組立上面図、（ｂ）は構成要素の上面図、（ｃ）は組立下面図、（ｄ）は構成要素の下面図である。 逆Ｖ字型の特殊同心ブレースフレーム（ＳＣＢＦ）の詳細を示す図であり、（ａ）は組立上面図、（ｂ）は構成要素の上面図、（ｃ）は組立下面図、（ｄ）は構成要素の下面図である。 ＥＢＦおよび逆Ｖ字型のＳＣＢＦにおける典型的なブレースおよび梁から柱への接続の詳細を示す図であり、（ａ）は組立上面図、（ｂ）は構成要素の上面図、（ｃ）は組立下面図、（ｄ）は構成要素の下面図である。 基礎部分のＥＢＦおよび逆Ｖ字型のＳＣＢＦにおけるブレースと柱の接続の詳細を示す図であり、（ａ）は組立上面図、（ｂ）は構成要素の上面図、（ｃ）は組立下面図、（ｄ）は構成要素の下面図である。 典型的な階のＳＣＢＦにおけるブレースおよび梁から柱への接続の詳細を示す図であり、（ａ）は組立上面図、（ｂ）は構成要素の上面図、（ｃ）は組立下面図、（ｄ）は構成要素の下面図である。 最上階のＳＣＢＦにおけるブレースおよび梁から柱への接続の詳細を示す図であり、（ａ）は組立上面図、（ｂ）は前ジャケットプレートが取外されて露出した状態の上面図、（ｃ）は構成要素の上面図、（ｄ）は組立下面図、（ｅ）は前ジャケットプレートが取外されて露出した状態の下面図、（ｆ）は構成要素の下面図である。 ＳＣＢＦにおけるブレースおよび梁の交差接続の典型的な詳細を示す図であり、（ａ）は組立上面図、（ｂ）は構成要素の上面図である。 梁がない場所のＳＣＢＦにおけるブレースの交差接続の典型的な詳細を示す図であり、（ａ）は組立図、（ｂ）は前ジャケットプレートが取外されて露出した状態の図であり、（ｃ）は構成要素の図である。 フィーレンデールトラスにおける典型的な接続状態を示す図であり、（ａ）は組立図、（ｂ）は前ジャケットプレートが取外されて露出した状態の図であり、（ｃ）は構成要素の図である。 典型的な鋼鉄橋トラスセグメントを示す図であり、（ａ）は組立図、（ｂ）は前ジャケットプレートが取外されて露出した状態の図である。

Claims (4)

1. 立体ジャケットプレートであって、
   （ａ）接合部の側部突出部の形状をなすように切断された平坦なサイドプレートと、
   （ｂ）サイドプレートの周囲で溶接され予め開けられたボルト孔を有するクランププレートの対とを備え、クランププレートは常にサイドプレートに対して垂直である、立体ジャケットプレート。
2. 請求項１に記載の立体ジャケットプレートで構成された鋼鉄接続であって、
   （ａ）フレームまたはトラス面の両側から設置される一対の対称形のジャケットプレートと、
   （ｂ）典型的なウェブ補剛材に連結されるせん断力伝達テンションロッドとを備え、テンションロッドは、常にサイドプレートに対して平行な面にあり、深さ全体にわたってフランジからフランジへと通され両端にボルトを有し、
   （ｃ）前記接続は、主としてボルト締めされる接続であるが、さらに強度が必要なときは任意に現場で溶接することができ、
   （ｄ）従来のボルトおよびせん断力タグ、ガセットプレートを、これらがジャケットプレートの邪魔にならない限り、ジャケットプレートと組合わせて使用できる、鋼鉄接続。
3. 請求項２に記載のジャケット‐プレート接続のすべてまたは一部を用いて互いに接続される建築フレームであって、
   （ａ）通常モーメントフレーム（ＯＭＦ）および特殊モーメントフレーム（ＳＭＦ）と、
   （ｂ）偏心ブレースフレーム（ＥＢＦ）と、
   （ｃ）逆Ｖ字型、Ｘ字型、および任意の典型的な型を含むがこれらに限定されない、通常同心ブレースフレーム（ＯＣＢＦ）および特殊同心ブレースフレーム（ＳＣＢＦ）と、
   （ｄ）上記フレームの変形および／または組合せであるその他の鋼鉄フレームとを含むが、これらに限定されない、建築フレーム。
4. 請求項２に記載のジャケット‐プレート接続のすべてまたは一部を用いて互いに接続される鋼鉄トラスであって、
   （ａ）フィーレンデールトラスと、
   （ｂ）典型的な鋼鉄橋トラスと、
   （ｃ）Ｎ字型ブレースの鋼鉄トラスと、
   （ｄ）上記列挙したトラスの変形および／または組合せであるその他の鋼鉄トラスとを含むが、これらに限定されない、鋼鉄トラス。

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