JP2016160594A - Reinforcing structure for column-beam joint part panel zone - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、H形鋼を柱および梁に用いた鉄骨構造物における柱梁接合部パネルゾーンの補強構造に関する。 The present invention relates to a reinforcing structure for a column-beam joint panel zone in a steel structure using H-shaped steel for columns and beams.
従来、柱梁接合部として、極厚、大型のH形鋼は鉄骨骨組の柱部材として用いられ、H形鋼を用いた梁と溶接接合される構造が知られている。地震力に抵抗するモーメントフレームにおいては、柱梁接合部において破断等による急激な耐力劣化を生じずに柱、梁、パネルゾーンの各部が大きく塑性変形する(エネルギー吸収する)ことを耐震設計上の前提条件としている。一般的にH形鋼を柱に用いた場合には、梁フランジは、レ形開先を用いた完全溶け込み溶接により柱フランジに直接、溶接接合されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a column-beam joint, an extremely thick and large H-section steel is used as a column member of a steel frame, and a structure that is welded to a beam using the H-section steel is known. In the moment frame that resists seismic force, the column, beam, and panel zone parts are greatly plastically deformed (energy absorption) without causing sudden strength deterioration due to fracture at the beam-column joint. It is a prerequisite. In general, when an H-shaped steel is used for a column, the beam flange is directly welded to the column flange by full penetration welding using a re-shaped groove.
このような一般的なH形鋼を用いた柱と梁の接合部では、柱ウェブが柱フランジよりも薄いことによりパネルゾーンのせん断耐力が不足する場合がある。この場合、パネルゾーンが塑性化して過大な変形を生じることで、図9に示すように柱フランジ100と梁下フランジ101の溶接仕口付近に局所的な変形(キンク)(図9に示す符号Kの二点鎖線の領域)が生じ、破断が生じる一因となっている。
一方、パネルゾーンにダブラープレートを貼り付けて補強し、塑性化が生じないようにするとキンクの発生を防ぐことはできるが、パネルゾーンが負担しない分の変形を梁あるいは柱が負担しなければならないため、構造全体としての変形性能が向上しないという課題がある。そこで、非特許文献1では、パネルゾーンと梁がともに塑性化し変形を分担し合う設計を志向している。具体的に非特許文献1において、パネルゾーン強度を規定し、パネルゾーン耐力が梁降伏時に生じるパネル応力の1.1倍以上かつ1.67倍以下とすることが望ましいとされている。
In such a joint between a column and a beam using a general H-shaped steel, the shear strength of the panel zone may be insufficient because the column web is thinner than the column flange. In this case, since the panel zone is plasticized and excessive deformation occurs, local deformation (kink) is generated in the vicinity of the weld joint between the
On the other hand, if a doubler plate is affixed to the panel zone and reinforced so that plasticization does not occur, the occurrence of kinks can be prevented, but the beam or column must bear the deformation that the panel zone does not bear. Therefore, there is a problem that the deformation performance as a whole structure is not improved. Therefore, Non-Patent
また、柱フランジにおける早期の破壊を防止するため、非特許文献1では、柱梁接合部に厳格な仕様を規定し、仕口部の応力集中を軽減している。これらの厳格な仕様規定は鉄骨製作のコストを上昇させるため、耐破断性能を担保しつつ、より簡略な接合部が求められている。
Moreover, in order to prevent the early destruction in a column flange, the
しかしながら、従来の柱梁接合部パネルゾーンの補強構造では、下記のような問題があった。
すなわち、パネルゾーンの塑性化は、上述したような柱フランジの局部曲げ(キンク)に起因した早期破断を生じることがある。また、パネルゾーンを弾性に留める設計を行うと、梁部材が変形を全て負担するため変形性能を高められない。そこで、非特許文献1においてパネル耐力の上下限を規定する設計方法を提案しているが、ダブラープレートによる補強を行う場合に、ダブラープレートや梁部材の降伏点のばらつき等の要因により、理想的な耐力バランス(パネルゾーンと梁が塑性変形を分担し合う設計)を実現することは容易ではなく、その点で改善の余地があった。
However, the conventional column beam joint panel zone reinforcement structure has the following problems.
That is, the plasticization of the panel zone may cause premature fracture due to local bending (kinks) of the column flange as described above. In addition, when the design is made to keep the panel zone elastic, the beam member bears all deformation, so that the deformation performance cannot be improved. Therefore, Non-Patent
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、H形鋼を用いた柱梁接合部に生じる変形を梁部材とパネルゾーンに確実に分担させることで、接合部全体の変形性能を向上させることができる柱梁接合部パネルゾーンの補強構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The deformation generated in the beam-column joint using H-shaped steel is surely shared between the beam member and the panel zone, so that the deformation performance of the entire joint can be improved. It is an object of the present invention to provide a reinforcing structure for a column beam joint panel zone which can be improved.
上記目的を達成するため、本発明に係る柱梁接合部パネルゾーンの補強構造は、H形鋼を用いた柱梁接合部パネルゾーンの補強構造であって、柱梁接合部のパネルゾーンを画成する柱フランジおよび水平スチフナからなるパネル枠によって囲まれる四角形領域には、前記柱フランジの変形を規制することで前記パネルゾーンのせん断変形を拘束するブロック状または頬杖状の変形拘束材が設けられ、該変形拘束材は、前記パネル枠のうち少なくとも前記柱フランジとの間に所定の間隙をあけて設置され、前記パネルゾーンが梁部材に先行して降伏するとともに、前記変形拘束材によって前記パネルゾーンのせん断変形が拘束されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the column-beam joint panel zone reinforcing structure according to the present invention is a column-beam joint panel zone reinforcing structure using H-shaped steel, and defines the column zone of the column-beam joint. A rectangular region surrounded by a panel frame composed of a column flange and a horizontal stiffener is provided with a block-like or cheek-like deformation restraining material that restrains the shear deformation of the panel zone by restricting the deformation of the column flange. The deformation restraining material is installed with a predetermined gap between at least the column flange of the panel frame, the panel zone yields prior to the beam member, and the panel is formed by the deformation restraining material. It is characterized by restraining the shear deformation of the zone.
本発明では、パネルゾーンが地震力によるせん断変形が生じた際に、変形拘束材がパネル枠(柱フランジおよび水平スチフナ)のうち少なくとも前記柱フランジと所定の間隙を介して設置されているため、パネルゾーンのせん断変形が過大になる前に変形拘束材がパネル枠と接触し、パネルゾーンの変形を拘束する。これによりパネル耐力が梁耐力を上回るため、その状態から梁部材が変形する。つまり、パネルゾーンの変形が拘束された以降の変形は、梁部材が負担することになる。
このように、従来のようなダブラープレートで補強する場合に比べて、より確実にパネルゾーンに適度な変形を負担させることができ、より確実にパネルゾーンと梁部材に変形を分担させることができ、柱梁接合部としての変形性能を高めることができる。
In the present invention, when the panel zone undergoes shear deformation due to seismic force, the deformation restraining material is installed through at least the column flange and a predetermined gap in the panel frame (column flange and horizontal stiffener), Before the shear deformation of the panel zone becomes excessive, the deformation restraining material comes into contact with the panel frame and restrains the deformation of the panel zone. Thereby, since the panel yield strength exceeds the beam yield strength, the beam member is deformed from that state. That is, the beam member bears the deformation after the deformation of the panel zone is constrained.
In this way, it is possible to more reliably load the panel zone with an appropriate deformation than when reinforced with a doubler plate as in the prior art, and it is possible to more reliably share the deformation with the panel zone and the beam member. Moreover, the deformation performance as a column beam joint part can be improved.
また、本発明に係る柱梁接合部パネルゾーンの補強構造は、前記変形拘束材と前記パネル枠との間隙を梁せいの1%以上2%未満とすることが好ましい。 In the reinforcing structure of the column beam joint panel zone according to the present invention, it is preferable that the gap between the deformation restraining material and the panel frame is 1% or more and less than 2% of the beam.
このように変形拘束材とパネル枠との間隙を設定することで、パネルゾーンのせん断変形が過大になる前により確実に変形拘束材をパネル枠に接触させることができ、パネルゾーンの変形を拘束することができる。 By setting the gap between the deformation restraining material and the panel frame in this way, the deformation restraining material can be brought into contact with the panel frame more reliably before the shear deformation of the panel zone becomes excessive, and the deformation of the panel zone is restrained. can do.
また、本発明に係る柱梁接合部パネルゾーンの補強構造は、前記変形拘束材は、前記パネルゾーンに対して非接合状態により配置されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the reinforcement structure of the column beam junction panel zone which concerns on this invention has the said deformation | transformation restraint material arrange | positioned by the non-joining state with respect to the said panel zone.
この場合、パネル枠が変形拘束材に接触する前において、変形拘束材の影響を受けることなくパネルゾーンを変形させることができる。そのため、変形性能の高い柱梁接合部を実現することができる。 In this case, the panel zone can be deformed without being affected by the deformation restraining material before the panel frame contacts the deformation restraining material. Therefore, a column beam joint with high deformation performance can be realized.
本発明の柱梁接合部パネルゾーンの補強構造によれば、H形鋼を用いた柱梁接合部に生じる変形を梁部材とパネルゾーンに確実に分担させることで、接合部全体の変形性能を向上させることができる。 According to the reinforcing structure of the beam-column joint panel zone of the present invention, the deformation generated in the beam-beam joint using H-shaped steel is surely shared between the beam member and the panel zone, so that the deformation performance of the entire joint can be improved. Can be improved.
以下、本発明の実施の形態による柱梁接合部パネルゾーンの補強構造について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a reinforcing structure of a column beam joint panel zone according to an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
(第1の実施の形態)
図1および図2に示すように、本実施の形態による柱梁接合部パネルゾーンの補強構造は、H形鋼からなる柱2と梁3の柱梁接合部10に位置するパネルゾーン1において、柱2の柱ウェブ22の一方面(以下、設置面1aという)側に、柱フランジ21の変形を規制することでパネルゾーン1のせん断変形を拘束するブロック状のコンクリートブロック4(変形拘束材)を配置した構成となっている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the reinforcing structure of the column beam joint panel zone according to the present embodiment is as follows. In the
梁3は、柱2の一対の柱フランジ21のそれぞれに溶接により接合され突設されている。柱2の柱ウェブ22の両側には、それぞれ一対の水平スチフナ5、5が一体に接合されている。水平スチフナ5は、梁3の梁フランジ31の延長線上に位置するように設けられ、柱2を挟んで隣り合う梁3、3同士の梁フランジ31に水平スチフナ5を介して水平荷重が伝達されるようになっている。
The
ここで、パネルゾーン1とは、柱ウェブ22において、上下一対の水平スチフナ5、5と一対の柱フランジ21、21とによって囲まれる四角形領域をいう。また、このパネルゾーン1の柱ウェブ22を接合部パネル22Aという。
また、パネルゾーン1を画成する上下一対の水平スチフナ5、5および一対の柱フランジ21、21からなる枠状部分を、以下、パネル枠1Aという。
Here, the
In addition, a frame-like portion including a pair of upper and lower
コンクリートブロック4は、側面視で四角形状をなし一定の厚さに形成されたブロックであり、その厚さ方向を柱ウェブ22の面に直交する方向に向け、パネルゾーン1の一方の設置面1aにおいてパネル枠1Aとの間に所定の間隙Sをあけて配置されている。コンクリートブロック4の各外周面4b、4c、4d、4eは、それぞれパネル枠1Aを形成する柱フランジ21および水平スチフナ5に平行となるように配置されている。なお、外周面4a、4b、4c、4dで間隙Sは同じでなくてもよい。
The
コンクリートブロック4は、図3に示すように、パネルゾーン1の設置面1aに複数のスタッドボルト41を溶接により突設しておき、それらスタッドボルト41を埋設するようにしてコンクリート打設することにより製造される。つまり、コンクリートブロック4は、4本のスタッドボルト41によって柱ウェブ22に接続されている。コンクリートブロック4の裏面4aと柱ウェブ22とは、接合されていない。
なお、図3ではコンクリートブロック4の裏面4aと柱ウェブ22との面同士の間に柱ウェブ22の厚さ方向の隙間が形成されているが、面接合されていなければよく、前記隙間が無い状態で双方4、22が面接触していてもかまわない。
As shown in FIG. 3, the
In FIG. 3, a gap in the thickness direction of the
そして、コンクリートブロック4とパネル枠1Aとの間の間隙S(離間寸法)は、梁せい(水平スチフナ5、5同士の間隔H)の1%以上2%未満に設定されている。
The gap S (separation dimension) between the
以上説明した柱梁接合部パネルゾーンの補強構造によれば、図1及び図2に示すように、パネルゾーン1は、せん断耐力が梁部材よりも早期に降伏するよう設計されており、これによって柱梁接合部10に地震力による変形が生じた際に、パネルゾーン1の降伏が梁3、柱2の変形に先行して生じる。
According to the reinforcing structure of the column-beam joint panel zone described above, as shown in FIGS. 1 and 2, the
パネルゾーン1が地震力によるせん断変形が生じた際に、コンクリートブロック4がパネル枠1A(柱フランジ21および水平スチフナ5)と所定の間隙Sを介して設置されているため、パネルゾーン1のせん断変形が1〜2%(層間変形角/梁せいで示される比率)に達すると、図4に示すようにパネルゾーン1のせん断変形が過大になる前にパネル枠1Aがパネル枠1A内のコンクリートブロック4に接触し、接合部パネル22A(パネルゾーン1)のせん断変形を拘束する。コンクリートブロック4の剛性を十分に大きくなるように設計しておけば、柱梁接合部10の接合部パネル22Aは見かけの耐力が上昇してそれ以上の変形が拘束され、パネル耐力が梁耐力を上回るため、その状態から梁部材が変形する。つまり、パネルゾーン1の変形が拘束された以降の変形は、梁部材が負担することになる。
When the
このように、従来のようなダブラープレートで補強する場合に比べて、より確実にパネルゾーン1に適度な変形を負担させることができ、より確実にパネルゾーン1と梁部材に変形を分担させることができ、柱梁接合部10としての変形性能を高めることができる。
As described above, it is possible to more reliably load the
また、本実施の形態では、コンクリートブロック4とパネル枠1Aとの間隙Sを梁せいの1%以上2%未満に設定することで、パネルゾーン1のせん断変形が過大になる前により確実にコンクリートブロック4をパネル枠1Aに接触させることができ、パネルゾーン1の変形を拘束することができる。
Further, in the present embodiment, the gap S between the
また、本実施の形態では、コンクリートブロック4が部分的にスタッドボルト41により連結されているものの、パネルゾーン1に対して非接合状態により配置された構成となっている。これにより、パネル枠1Aがコンクリートブロック4に接触する前において、コンクリートブロック4の影響を受けることなくパネルゾーン1を変形させることができる。そのため、変形性能の高い柱梁接合部10を実現することができる。
Moreover, in this Embodiment, although the
上述のように本実施の形態による柱梁接合部パネルゾーンの補強構造では、H形鋼を用いた柱梁接合部10に生じる変形を梁部材とパネルゾーン1に確実に分担させることで、柱梁接合部10全体の変形性能を向上させることができる。
As described above, in the reinforcing structure of the column beam joint panel zone according to the present embodiment, the beam member and the
次に、本発明の柱梁接合部パネルゾーンの補強構造による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第1の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について説明する。 Next, another embodiment of the reinforcing structure of the column beam joint panel zone according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the same or similar members and parts as those in the first embodiment are described below. The same reference numerals are used to omit the description, and a configuration different from the first embodiment will be described.
(第2の実施の形態)
図5および図6に示すように、第2の実施の形態による柱梁接合部パネルゾーンの補強構造は、パネル枠1Aの内側に柱フランジ21の変形を規制することでパネルゾーン1のせん断変形を拘束するブロック状の鋼板ブロック6(変形拘束材)が設けられた構成となっている。
鋼板ブロック6は、鋼板から形成された台形状のブロックであり、台形状の下底側鋼板61を上にして配置されている。下底側鋼板61は、上側の水平スチフナ5(5A)に対してボルト60(図5では省略)で接続され双方が面接触した状態で設けられ、上底側鋼板62と下側の水平スチフナ5(5B)、および鋼板ブロック6の側板と柱フランジ21との間には隙間Sが形成されている。鋼板ブロック6は、台形状の外枠の内側に互いに交差するブレース63が設けられている。
そして、鋼板ブロック6と下側の水平スチフナ5(5B)、および鋼板ブロック側板と柱フランジ21との間の間隙Sは、梁せい(水平スチフナ5A、5B同士の間隔H)の1%以上2%未満に設定されている。
なお、鋼板ブロック6は台形ではなく、矩形であってもよい。また柱ウェブ22との間に隙間を設けてボルトで接合されてもよい。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the reinforcing structure of the column beam joint panel zone according to the second embodiment is the shear deformation of the
The
The gap S between the
The
第2の実施の形態の場合も、パネルゾーン1は、せん断耐力が梁部材よりも早期に降伏するよう設計されており、これによって柱梁接合部10に地震力による変形が生じた際に、パネルゾーン1の降伏が梁3、柱2の変形に先行して生じる。
Also in the case of the second embodiment, the
そして、パネルゾーン1が地震力によるせん断変形が生じた際に、鋼板ブロック6がパネル枠1A(ここでは、両柱フランジ21、21、下側の水平スチフナ5B)と所定の間隙Sを介して設置されているため、パネルゾーン1のせん断変形が1〜2%(層間変形角/層の高さで示される比率)に達すると、パネルゾーン1のせん断変形が過大になる前にパネル枠1Aがパネル枠1A内の鋼板ブロック6に接触し、接合部パネル22Aのせん断変形を拘束する。鋼板ブロック6の剛性を十分に大きくなるように設計しておくことにより、柱梁接合部10の接合部パネル22Aは見かけの耐力が上昇してそれ以上の変形が拘束され、パネル耐力が梁耐力を上回るため、その状態から梁部材が変形することになる。したがって、上述した第1の実施の形態と同様に、パネルゾーン1に適度な変形を負担させることが可能となり、より確実にパネルゾーン1と梁部材に変形を分担させることができ、柱梁接合部10としての変形性能を高めることができる。
When the
次に、上述した実施の形態による柱梁接合部パネルゾーンの補強構造の効果を裏付けるために行った実施例について以下説明する。 Next, examples carried out for supporting the effect of the reinforcing structure of the column beam joint panel zone according to the above-described embodiment will be described below.
(実施例)
本実施例では、従来例による比較例1〜3の補強構造と、上述した実施の形態による実施例1〜3の補強構造と、を設計してその効果を確認した。
本設計で対象とする柱梁部材は、柱断面をH500×300×16×32、梁断面をH600×200×9×16とする柱梁の組み合わせとする。鋼種はJIS SN490 (降伏耐力の規格325MPa〜445MPa)とする。構造設計では通常、降伏点の下限値(325MPa)を設計強度として用いることを想定する。そして、前述の非特許文献1(FEMA355D)の設計思想に基づき、パネル耐力が梁耐力の1.1倍〜1.67倍の範囲にある場合にパネル(パネルゾーン)と梁が変形を分担できるものとする。
図7および図8は、梁と接合部パネルの変形分担を説明するための図であって、横軸の層間変形角(rad)と縦軸の部材変形角(rad)との関係を示している。
(Example)
In this example, the reinforcing structures of Comparative Examples 1 to 3 according to the conventional example and the reinforcing structures of Examples 1 to 3 according to the above-described embodiment were designed and their effects were confirmed.
The column beam members targeted in this design are a combination of column beams having a column cross section of H500 × 300 × 16 × 32 and a beam cross section of H600 × 200 × 9 × 16. The steel type is JIS SN490 (yield strength standard 325 MPa to 445 MPa). In structural design, it is usually assumed that the lower limit (325 MPa) of the yield point is used as the design strength. Based on the design concept of Non-Patent Document 1 (FEMA355D), the panel (panel zone) and the beam can share the deformation when the panel strength is in the range of 1.1 to 1.67 times the beam strength. Shall.
7 and 8 are diagrams for explaining the deformation sharing between the beam and the joint panel, showing the relationship between the interlayer deformation angle (rad) on the horizontal axis and the member deformation angle (rad) on the vertical axis. Yes.
先ず、比較例による設計手法について説明する。
表1は、梁とパネルゾーンの耐力をバランスさせることを設計方針とする従来手法に基づいた比較例による柱、梁、接合部パネル耐力を示している。
First, a design method according to a comparative example will be described.
Table 1 shows the column, beam, and joint panel proof strength according to a comparative example based on a conventional method whose design policy is to balance the proof strength of the beam and the panel zone.
比較例1は、板厚16mmのダブラープレートでパネルゾーンを両側から補強し、柱梁ともに設計強度が実際の降伏点(325MPa)となる場合である。
パネル耐力は、梁耐力の1.28倍であり、図7(a)に示すように、梁の降伏の後にパネルゾーンにも塑性化が及ぶことになる。このように、パネルと梁を同時に降伏させることで梁とパネルが全体変形を分担するため、全体としての変形性能が担保される構造となる。
Comparative Example 1 is a case where the panel zone is reinforced from both sides with a doubler plate having a plate thickness of 16 mm, and the design strength of both the column beam becomes an actual yield point (325 MPa).
The panel yield strength is 1.28 times the beam yield strength, and as shown in FIG. 7 (a), the panel zone is also plasticized after the yielding of the beam. Thus, since the beam and the panel share the entire deformation by yielding the panel and the beam at the same time, the overall deformation performance is ensured.
比較例2は、板厚16mmのダブラープレートでパネルゾーンを両側から補強し、梁の降伏点が設計強度(325MPa)、柱の降伏点が規格上限(445MPa)となる場合である。
パネル耐力は梁耐力の1.75倍であり、図7(b)に示すように、梁部材のみが塑性化する。比較例2では、梁のみが負担するため、全体としての変形性能が比較例1に比べて低下する。
In Comparative Example 2, the panel zone is reinforced from both sides with a doubler plate having a plate thickness of 16 mm, the yield point of the beam is the design strength (325 MPa), and the yield point of the column is the upper limit of specification (445 MPa).
The panel yield strength is 1.75 times the beam yield strength, and only the beam member is plasticized as shown in FIG. 7B. In Comparative Example 2, since only the beam bears, the deformation performance as a whole is lower than that of Comparative Example 1.
比較例3は、板厚16mmのダブラープレートでパネルゾーンを両側から補強し、梁の降伏点が規格上限(445MPa)、柱の降伏点が設計強度(325MPa)となる場合である。
パネル耐力が梁耐力を下回っているため、パネルゾーンが先行降伏する。そのため、図7(c)に示すように、変形が進むとパネルゾーンのキンクによって破断が生じ、変形性能を担保することができない。
このように、比較例1の梁・パネル耐力がバランスすることを前提とした設計を行っても、降伏点のばらつきによって、理想的な耐力バランスを実現できない場合がある。
In Comparative Example 3, the panel zone is reinforced from both sides with a doubler plate having a plate thickness of 16 mm, the yield point of the beam is the upper limit of the standard (445 MPa), and the yield point of the column is the design strength (325 MPa).
Since the panel strength is below the beam strength, the panel zone yields in advance. Therefore, as shown in FIG. 7C, when the deformation progresses, the panel zone kinks breaks, and the deformation performance cannot be ensured.
As described above, even when the design is performed on the premise that the beam / panel proof stress of Comparative Example 1 is balanced, an ideal balance of proof stress may not be realized due to variations in yield points.
次に、実施例では、図8に示すように、パネル部材が先行して降伏する(すなわちパネル耐力が梁耐力を下回る)ことを許容している。そのため、上述の柱梁の組み合わせで、板厚9mmのダブラープレートで片側から補強した場合、および変形拘束材を設置した場合の耐力バランスを検討する。
表2は、実施例による柱、梁、接合部パネル耐力を示している。
Next, in the embodiment, as shown in FIG. 8, the panel member is allowed to yield in advance (that is, the panel proof strength is lower than the beam proof strength). Therefore, the balance of proof stress when a combination of the above-mentioned column beams is reinforced from one side with a doubler plate having a thickness of 9 mm and when a deformation restraining material is installed will be examined.
Table 2 shows the column, beam, and joint panel yield strength according to the examples.
実施例1は、パネルゾーンを板厚9mmのダブラープレートで片側から補強し、柱梁ともに設計強度が実際の降伏点(325MPa)となる場合には、パネル耐力が梁耐力の0.67倍であり、パネルゾーンが先行降伏する。パネルゾーンの変形は、図8に示すように、変形拘束材によって2%程度(図8に示す符号P)で止められ、その後は梁が変形を負担するため、全体としての変形性能を担保することができる。 In Example 1, when the panel zone is reinforced from one side with a doubler plate having a plate thickness of 9 mm and the design strength of both the column and beam is the actual yield point (325 MPa), the panel yield strength is 0.67 times the beam yield strength. Yes, the panel zone yields ahead. As shown in FIG. 8, the deformation of the panel zone is stopped at about 2% (reference symbol P shown in FIG. 8) by the deformation restraining material, and thereafter the beam bears the deformation, so that the deformation performance as a whole is ensured. be able to.
また、実施例2は、パネルゾーンを板厚9mmのダブラープレートで片側から補強し、梁の降伏点が設計強度(325MPa)、柱の降伏点が規格上限(445MPa)となる場合であり、パネル耐力が梁耐力の0.91倍であり、パネルゾーンが先行降伏する。パネルゾーンの変形は、図8に示すように、変形拘束材によって2%程度(図8に示す符号P)で止められ、その後は梁が変形を負担するため、全体としての変形性能を担保することができる。 Example 2 is a case where the panel zone is reinforced from one side with a 9 mm thick doubler plate, the yield point of the beam is the design strength (325 MPa), and the yield point of the column is the upper limit of specification (445 MPa). The yield strength is 0.91 times the beam strength, and the panel zone yields in advance. As shown in FIG. 8, the deformation of the panel zone is stopped at about 2% (reference symbol P shown in FIG. 8) by the deformation restraining material, and thereafter the beam bears the deformation, so that the deformation performance as a whole is ensured. be able to.
また、実施例3は、パネルゾーンを板厚9mmのダブラープレートで片側から補強し、梁の降伏点が規格上限(445MPa)、柱の降伏点が設計強度(325MPa)となる場合であり、パネル耐力が梁耐力の0.49倍であり、パネルゾーンが先行降伏する。パネルゾーンの変形は、図8に示すように、変形拘束材によって2%程度(図8に示す符号P)で止められ、その後は梁が変形を負担するため、全体としての変形性能を担保することができる。 Example 3 is a case where the panel zone is reinforced from one side with a 9 mm thick doubler plate, the yield point of the beam is the upper limit of specification (445 MPa), and the yield point of the column is the design strength (325 MPa). The yield strength is 0.49 times the beam strength, and the panel zone yields in advance. As shown in FIG. 8, the deformation of the panel zone is stopped at about 2% (reference symbol P shown in FIG. 8) by the deformation restraining material, and thereafter the beam bears the deformation, so that the deformation performance as a whole is ensured. be able to.
このように、実施例1〜3では、パネルゾーンの先行降伏を許容できるため、降伏点のばらつきを考慮した場合でも、骨組としての変形性能を担保することができる。 Thus, in Examples 1-3, since the prior | preceding yield of a panel zone can be accept | permitted, even when the dispersion | variation in a yield point is considered, the deformation | transformation performance as a framework can be ensured.
以上、本発明による柱梁接合部パネルゾーンの補強構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although the embodiment of the reinforcing structure of the column beam joint panel zone according to the present invention has been described, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention. is there.
例えば、本第1の実施の形態のコンクリートブロック4は、現場によるコンクリート打設に限らず、柱梁接合部10とは別の場所で製造したプレキャストコンクリート製の変形拘束材をボルト接合により、柱ウェブ22に接続するようにしてもよい。
For example, the
また、コンクリートブロック4は、本実施の形態のように柱ウェブ22から突設されるスタッドボルト41であることに限定されず、パネル枠1A内の柱ウェブ22(接合部パネル22A)に接着材を介して接続されていてもよい。この場合、コンクリートブロック4が接合部パネル22Aの所定位置から動かないように接着されていればよく、全面が一体的に接着されていないことが好ましい。
Moreover, the
また、鋼製の変形拘束材として、第2の実施の形態による鋼板ブロック6の形状であることに制限されることはなく、パネル枠1Aのうち少なくとも柱フランジ21との間に所定の間隙Sをあけて設置される形状であれば、台形状である必要もなく、他の形状であってもかまわない。
例えば、外形で四角形状をなすブロック状ではなく、外枠の無い頬杖状の変形拘束材を採用してもよい。
さらに、変形拘束材はコンクリートと鋼材を組み合わせたものであってもよい。例えば、パネル枠との接触圧に対する強度を高めるため、矩形状のコンクリートブロックの外周面を鋼板で補強したものを採用してもよい。
Further, the steel deformation restraining material is not limited to the shape of the
For example, a cheek cane-like deformation restraining material without an outer frame may be adopted instead of a block shape having a quadrangular outer shape.
Furthermore, the deformation restraining material may be a combination of concrete and steel. For example, in order to increase the strength against the contact pressure with the panel frame, a rectangular concrete block whose outer peripheral surface is reinforced with a steel plate may be employed.
さらに、本実施の形態では、パネルゾーン1の一側面(設置面1a)のみに変形拘束材を配置する構成としているが、パネルゾーン1(柱ウェブ22)の両側面に変形拘束材を設ける構成とすることも可能である。
Further, in the present embodiment, the deformation restraining material is disposed only on one side surface (
さらにまた、本実施の形態では、変形拘束材とパネル枠との間の間隙Sを、梁せいの1%以上2%未満に設定しているが、この寸法であることに限定されることはない。 Furthermore, in the present embodiment, the gap S between the deformation restraining material and the panel frame is set to 1% or more and less than 2% of the beam, but it is limited to this dimension. Absent.
また、H形鋼からなる柱2、梁3、水平スチフナ5の各寸法などの構成についても適宜設定することができる。
Moreover, it can set suitably also about structures, such as each dimension of the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.
1 パネルゾーン
1A パネル枠
2 柱
3 梁
4 コンクリートブロック(変形拘束材)
5 水平スチフナ
6 鋼板ブロック(変形拘束材)
10 柱梁接合部
21 柱フランジ
22 柱ウェブ
31 梁フランジ
32 梁ウェブ
41 スタッドボルト
S 間隙
H 間隙の間隔
1
5
10 Beam-to-column joint 21
Claims (3)
柱梁接合部のパネルゾーンを画成する柱フランジおよび水平スチフナからなるパネル枠によって囲まれる四角形領域には、前記柱フランジの変形を規制することで前記パネルゾーンのせん断変形を拘束するブロック状または頬杖状の変形拘束材が設けられ、
該変形拘束材は、前記パネル枠のうち少なくとも前記柱フランジとの間に所定の間隙をあけて設置され、
前記パネルゾーンが梁部材に先行して降伏するとともに、前記変形拘束材によって前記パネルゾーンのせん断変形が拘束されることを特徴とする柱梁接合部パネルゾーンの補強構造。 Reinforced structure of column beam joint panel zone using H-section steel,
A rectangular region surrounded by a panel frame composed of a column flange and a horizontal stiffener that defines a panel zone of a beam-column joint is a block shape that restricts shear deformation of the panel zone by restricting deformation of the column flange or A cheek cane-like deformation restraining material is provided,
The deformation restraining material is installed with a predetermined gap between at least the column flange of the panel frame,
The reinforcement structure of the column-beam joint panel zone, wherein the panel zone yields prior to the beam member and shear deformation of the panel zone is restrained by the deformation restraining material.
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