JP2017227026A - 梁接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】接合された大梁と小梁の接合部にブレースを効率良く取り付けることができる梁接合構造を提供する。【解決手段】Ｈ形鋼からなる大梁２と、その大梁２に対して直角に配置されたＨ形鋼からなる小梁６とが接合部材１０により接合され、接合部材１０にブレース３０が取り付けられている。大梁２のウェブ５と接合部材１０の基板部１１、及び小梁６のウェブ９と接合部材１０の突出板部１５が、ボルト３１及びナット３２のねじ締結により接合されており、そのナット３２のうちの少なくとも一つが、貫通孔３３ｂを有する軸体からなるめねじ部材３３であり、めねじ部材３３に対して、貫通孔３３ｂに通した接続リング３４を介して、ブレース３０が取り付けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄骨造の建物における梁と梁とを接合する梁接合構造に関するものである。

鉄骨造の建物では鉄骨からなる梁が縦横に配置されており、一方の梁の端部が、その一方の梁に直交する他方の梁の側面に対して直角に接合され、あるいは両方の梁の端部同士が互いに直線状に接合されている。このような梁接合構造として幾つかの技術が提案されている。

例えば、特許文献１に記載された梁接合構造は、Ｈ形鋼からなる大梁と、大梁と直交する方向に掛け渡されたＨ形鋼からなる小梁とを、大梁及び小梁のウェブに取り付けられる接合部材を介してボルト締結により接合し、接合部材に対して水平に溶接固定された板状の補強部にブレースを取り付けるようにしたものである。

この梁接合構造の大梁と小梁は、接合部材を介して、例えば高力ボルトを用いたねじ締結により接合される。このため、作業効率の悪い溶接による接合が行われることがなく、大梁と小梁の接合の作業効率の向上を図ることができる。

特開２０１０−２８５７５４号公報

上述の特許文献１に記載の梁接合構造は、ブレースを固定するための板状の補強部が、接合部材に対して溶接により固定されている。このため、予め接合部材に対して水平に補強部を溶接固定する必要があった。水平に補強部を溶接固定するには熟練を要し、また、別途、溶接工程を行うことから作業性が悪いという問題があった。

この問題を解決するために、図７に示す梁接合構造では、大梁４０に接合された小梁４１の下方のフランジ４２に板状の固定金具４３を介して、ボルト締結によりブレース４４を固定するようにしたものがある。

この梁接合構造では、ブレース４４の固定金具４３は、図８に示すように、小梁４１の下方のフランジ４２に対してボルト締結により固定されるので、特許文献１に記載の梁接合構造の場合のような、熟練を要する溶接固定を行う必要がない。

しかしながら、図８に示す梁接合構造では、ブレースの固定において、固定金具４３を小梁４１の下方のフランジ４２に対してボルト締結により固定する作業が別途必要となり、さらなる現場での作業性の向上が求められている。

そこで、この発明の課題としては、接合された大梁と小梁の接合部にブレースを効率良く取り付けることができる梁接合構造を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明は、Ｈ形鋼からなる大梁と、Ｈ形鋼からなり、前記大梁に対して交差する方向に配置された小梁と、前記大梁のウェブと前記小梁のウェブとをボルト及びナットのねじ締結により接合する接合部材と、前記接合部材に取り付けられるブレースとを備え、
前記接合部材は、前記大梁のウェブに対向する基板部と、その基板部に対して前記交差する方向に突き出す突出板部とを有し、前記接合部材は、前記大梁のウェブと前記基板部、及び前記小梁のウェブと前記突出板部を前記ボルト及びナットのねじ締結により接合するものであり、
前記ナットのうちの少なくとも一つが、軸体からなるめねじ部材であり、前記めねじ部材が一端部に形成されためねじ部と、他端部に形成された貫通孔とを有し、前記めねじ部材の貫通孔の周縁部に前記ブレースが取り付けられた構成を採用することができる。

この構成によると、ボルト及びナット、あるいはボルト及びめねじ部材のねじ締結を行うことにより、接合部材による大梁と小梁との接合と、接合部材へのブレースの取り付けとを効率良く行うことができる。

また、めねじ部材が軸体からなるものであるので、貫通孔の周縁部はブレースから受ける引っ張り力に十分に耐えることができる。

また、前記接合部材は、前記基板部の上端及び下端から前記大梁のフランジに沿って前記交差する方向に延び出す上支持板部及び下支持板部と、前記上支持板部と下支持板部とを連結し、前記交差する方向に沿う補強板部とを有し、前記突出板部が、前記補強板部から前記小梁のウェブの厚み分だけ前記大梁の長さ方向一方に変位した状態に配置された構成を採用することができる。

この構成の接合部材は、上支持板部と下支持板部とを大梁の上下のフランジのそれぞれに固定することで、大梁に対してより強固に接合される。

また、大梁と小梁とを接合部材により接合すると、小梁のウェブと接合部材の補強板部とが、前記交差する方向に並ぶ状態となる。このため、大梁に対する接合部材の補強板部の位置が小梁のウェブの大梁の長さ方向の位置となる。

前記接合部材が前記大梁のウェブに対して反対側に配置される板状の受け部材を有し、前記接合部材の基板部と前記受け部材とにより前記大梁のウェブが挟まれた状態で、ねじ締結により接合された構成を採用することができる。

この構成によると、大梁のウェブは、接合部材の基板部と受け部材とに挟まれることにより剛性が高められる。このため、めねじ部材を介してブレースから受ける引っ張り力による大梁のウェブの変形が防止される。

この発明は、接合部材による大梁と小梁との接合と、接合部材へのブレースの取り付けとをボルト及びナット、あるいはボルト及びめねじ部材のねじ締結で効率良く行うことができる。

この発明に係る実施形態の梁接合構造の要部を示す斜視図 同上の梁接合構造の要部を示す分解斜視図 同上の梁接合構造の要部を示す断面平面図 （ａ）同上のめねじ部材の斜視図、（ｂ）同上のめねじ部材の平面図 同上の梁接合構造の変形例の要部を示す断面平面図 同上の梁接合構造を示す断面平面図 従来の梁接続構造の下方から見た斜視図 同上の梁接続構造の要部を示す底面図

以下、この発明の実施形態に係る梁接合構造を図１〜４に基づいて説明する。
この実施形態に係る梁接合構造１は、Ｈ形鋼からなる大梁２と、Ｈ形鋼からなり、大梁２に対して交差する方向に配置された小梁６と、大梁２と小梁６とをねじ締結により接合する接合部材１０と、接合部材１０に取り付けられるブレース３０とを備えている。

さらに、梁接合構造１は、接合部材１０とにより大梁２のウェブ５を挟む状態でねじ締結される受け部材２０を備えている。

大梁２は、建造物の複数の柱部材（図示省略）の間に架設され、適用される建造物に対応して予め設定された長さを有する。大梁２は、上下方向に間隔をおいて配置される上フランジ３及び下フランジ４と、上フランジ３と下フランジ４との間に配置されてそれらを連結する板状のウェブ５とを有する。

大梁２の上フランジ３及び下フランジ４は、上下方向を厚さ方向とする平板状であり、その厚さ寸法は、梁接合構造１に要求される強度に応じたものが選択される。

上フランジ３は、上下方向に貫通するボルト孔３ａが、四個を一組として、大梁２の長さ方向に所定間隔をあけて三組形成される。各組において、ボルト孔３ａは、ウェブ５を挟んで幅方向の一方側と他方側にそれぞれ二個ずつ形成されている（図２参照）。

下フランジ４は、上フランジ３と同様に、上下方向に貫通するボルト孔４ａが四個を一組として、大梁２の長さ方向に所定間隔をあけて三組形成される。三組のボルト孔４ａは、上フランジ３の三組のボルト孔３ａと対応する位置に形成される。

ウェブ５は、上フランジ３及び下フランジ４の幅方向中央部に配置されるとともに、それぞれに対し略垂直となるよう位置している。ウェブ５は、水平方向に貫通するボルト孔５ａが、四個を一組として、大梁２の長さ方向に所定間隔をあけて三組形成される。この三組のボルト孔５ａは上フランジの三組のボルト孔３ａと対応する位置に形成される。

小梁６は、大梁２のウェブ５に対し接合される梁であり、その長さ方向が大梁２の長さ方向に対して交差する方向（以下、単に交差方向という。図１では略直角となる方向。）に接合される。

また、小梁６は、上下方向に間隔をあけて配置される上フランジ７及び下フランジ８と、上フランジ７と下フランジ８との間に配置され、それらを連結する板状のウェブ９とを有する。

小梁６の上フランジ７及び下フランジ８は、上下方向を厚さ方向とする平板状であり、その厚さ寸法は、梁接合構造１に要求される強度に応じたものが選択される。

ウェブ９は、水平方向に貫通するボルト孔９ａが、小梁６の長さ方向の両端部に上下方向に二箇所に形成されている。ウェブ９の上下方向の幅は、大梁２のウェブ５と同じ幅を有する。

接合部材１０は、大梁２のウェブ５に対向する上下方向に延びる基板部１１と、基板部１１の上端と下端のそれぞれから大梁２の上フランジ３と下フランジ４のそれぞれに沿って同じ向きに延びる上支持板部１２と下支持板部１３とを有する。

さらに、接合部材１０は、基板部１１の大梁２の長さ方向中央において、上支持板部１２と下支持板部１３を連結する補強板部１４と、補強板部１４の先端から連結部１４ａを介して小梁６の上フランジ７と下フランジ８の間へ突き出る突出板部１５とを有する。

基板部１１は、矩形をなし、水平方向に貫通する四個のボルト孔１１ａを有する。それぞれのボルト孔１１ａは、補強板部１４を挟んで両側に二個ずつ形成されている。

上支持板部１２は、上下方向に貫通する二個のボルト孔１２ａを有する。下支持板部１３は、上下方向に貫通する二個のボルト孔１３ａを有する。ボルト孔１２ａ及びボルト孔１３ａは、補強板部１４を挟んで両側に一個ずつ形成されている。

補強板部１４及び突出板部１５は、交差方向に延びている。補強板部１４の連結部１４ａが、大梁２の幅方向外側に向かって、大梁２の長さ方向一方に延び出している。補強板部１４の連結部１４ａの先端に突出板部１５が連結される。

突出板部１５は、補強板部１４に対して、平行であり、かつ、小梁６のウェブ９の厚み分だけ大梁２の長さ方向一方に変位して配置されている（図３参照）。突出板部１５は、上下方向二箇所に水平方向に貫通するボルト孔１５ａを有する。

大梁２のウェブ５を挟んで接合部材１０と反対側に、受け部材２０が接合部材１０と共にねじ締結により固定される。受け部材２０は、接合部材１０に対して、補強板部１４の連結部１４ａ及び突出板部１５を有していない点で相違し、その他の構造は、接合部材１０と同じである。

すなわち、受け部材２０は、大梁２のウェブ５に対向する上下方向に延びる基板部２１と、基板部２１の上端と下端のそれぞれから大梁２の上フランジ３と下フランジ４のそれぞれに沿って同じ向きに延びる上支持板部２２と下支持板部２３とを有する。

さらに、受け部材２０は、基板部２１の大梁２の長さ方向中央において、上支持板部２２と下支持板部２３を連結する補強板部２４を有する。また、基板部２１、上支持板部２２及び下支持板部２３は、それぞれボルト孔２１ａ、ボルト孔２２ａ及びボルト孔２３ａを有する。

接合部材１０及び受け部材２０が大梁２のウェブ５を挟んで配置され、接合部材１０の基板部１１と受け部材２０の基板部２１とが大梁２のウェブ５側で対向している。この状態で基板部１１のボルト孔１１ａ、基板部２１のボルト孔２１ａ及びウェブ５のボルト孔５ａが四箇所において一致する。

四箇所で一致するボルト孔１１ａ、ボルト孔２１ａ及びボルト孔５ａのそれぞれに受け部材２０側からボルト３１が挿通される。挿通された四本のボルト３１のうち、接合部材１０の基板部１１の、補強板部１４に対して大梁２の長さ方向他方の下側に位置するボルト３１に対して、めねじ部材３３がねじ締結される。その他の三本のボルト３１にナット３２がねじ締結される。

めねじ部材３３は、円柱状をなす軸体を加工したものである（図４（ａ）中の二点鎖線参照）。また、めねじ部材３３は、一端部の端面から軸線上の途中位置にまで形成されるめねじ部３３ａと、他端部に形成された貫通孔３３ｂとを有している。

図４（ｂ）に示すように、めねじ部材３３の他端部は、直径方向両側が切り欠かれ、一端部と比較して当該直径方向の厚みが小さく形成されている。貫通孔３３ｂは、切り欠かれた直径方向に貫通している。貫通孔３３ｂの周縁部は、めねじ部材３３の他端部側が円弧状をなしている。貫通孔３３ｂには接続リング３４が連結されている。

めねじ部材３３は、一端部の直径方向両側に面取り部３３ｃが軸線方向に沿って形成されている。面取り部３３ｃは、貫通孔３３ｂの周縁部に対して平行となっている。面取り部３３ｃに工具を係止してめねじ部材３３を締め付けることができる。

なお、めねじ部材３３は、他端部の直径方向両側を切り欠かずに、円柱状の他端部に直径方向に貫通孔３３ｂを貫通させたものであってもよい。この実施形態でのめねじ部材３３は、他端部の直径方向両側が切り欠かれている。この場合、貫通孔３３ｂに通した接続リング３４は、めねじ部材３３に対する接続角度の自由度が向上するので、接合部材１０に対するブレース３０の取り付け角度の自由度が向上する。

また、接合部材１０は、大梁２の上フランジ３に対して、そのボルト孔３ａと上支持板部１２のボルト孔１２ａを一致させた状態で、ボルト３１及びナット３２のねじ締結により接合される。

さらに、接合部材１０は、大梁２の下フランジ４に対して、そのボルト孔４ａと下支持板部１３のボルト孔１３ａを一致させた状態で、ボルト３１及びナット３２によりねじ締結により接合される。

受け部材２０は、接合部材１０と同様に、大梁２の上フランジ３及び下フランジ４に対して、上支持板部２２及び下支持板部２３がボルト３１及びナット３２のねじ締結により接合される。

大梁２に接合された接合部材１０は、突出板部１５に対して、大梁２の長さ方向他方側に小梁６のウェブ９が配置される。このとき、接合部材１０の補強板部１４と小梁６のウェブ９とが、小梁６のウェブ９の長さ方向に並んだ状態となっている（図３参照）。

この状態で、ウェブ９のボルト孔９ａと突出板部１５のボルト孔１５ａが上下方向の二箇所において一致している。二箇所で一致するボルト孔９ａとボルト孔１５ａのそれぞれに、小梁６側からボルト３１が挿通される。

挿通された二本のボルト３１のうち、下側に位置するボルト３１に対して、めねじ部材３３がねじ締結され、上側に位置するボルト３１にナット３２がねじ締結される。

めねじ部材３３の接続リング３４が、ブレース３０としてのターンバックルの端部に高力ボルト及びナットのねじ締結により連結される。これにより、図６に示すように、接合部材１０により接合された隣り合う大梁２と小梁６との間にブレース３０が対角線状に接合される。

接続リング３４は、予めめねじ部材３３の貫通孔３３ｂに通された状態となっている。接続リング３４は、金属製の線材を環状に折り曲げ加工したものであって、めねじ部材３３の貫通孔３３ｂに通された状態で、その両端部をスポット溶接、アーク溶接などにより接合したものである。

以上のように構成される梁接合構造は、大梁２と小梁６とを接合部材１０を介してねじ締結により接合する際、そのねじ締結に用いるナット３２のうち少なくとも一つをめねじ部材３３とし、そのめねじ部材３３にブレースが取り付けられている。

すなわち、大梁２と小梁６との接合部材１０を介しての接合と、接合部材１０へのブレース３０の取り付けとを溶接を用いることなく、ボルト３１及びナット３２、あるいはボルト３１及びめねじ部材３３のねじ締結のみにより行うことができる。

このため、現場において、一般に熟練を要する溶接工程を行うことなく、熟練を要しないねじ締結の作業工程のみとなり、梁接合構造の構築の作業性が向上する。

また、接合部材１０は、ボルト３１及びナット３２のねじ締結により、上支持板部１２と下支持板部１３が大梁２の上フランジ３と下フランジ４とにそれぞれに固定される。このため、接合部材１０は大梁２に対してより強固に接合される。

さらに、大梁２と小梁６とを接合部材１０により接合すると、小梁６のウェブ９と接合部材１０の補強板部１４とが交差方向に並ぶ状態となる。このため、大梁２に対する接合部材１０の補強板部１４の位置が、大梁２の長さ方向における小梁６のウェブ９の位置となる。

めねじ部材３３は、一端側の軸線上にめねじ部３３ａが形成され、他端部に貫通孔３３ｂを有する軸体からなるものである。このため、貫通孔３３ｂの周縁部はブレース３０から受ける引っ張り力に十分に耐えることができる。

なお、この実施形態では、図３に示すように、めねじ部材３３は、接合部材１０の基板部１１の、補強板部１４に対して大梁２の長さ方向他方の下側に位置するボルト３１にねじ締結されているが、これに限られない。

必要に応じて、例えば、図５に示すように、接合部材１０の基板部１１の、補強板部１４に対して大梁２の長さ方向一方の下側に位置するボルト３１に対して、めねじ部材３３がねじ締結されるようにしてもよい。

この場合、小梁６のウェブ９のボルト孔９ａと、接合部材１０の突出板部１５のボルト孔１５ａとに突出板部１５側から二本のボルト３１が挿通され、下側に位置するボルト３１に対してめねじ部材３３がねじ締結される。

このように、接合部材１０に対するブレース３０の取り付け位置は、ボルト３１にねじ締結するめねじ部材３３の締結位置を変更することによって、容易に変更することができる。

また、接合部材１０に対して取り付けられるブレース３０の数は、梁接合構造１が適用される建造物に対応して予め設定されている。このため、大梁２のウェブ５と基板部１１、及び小梁６のウェブ９と突出板部１５とのねじ締結に用いられるナット３２のうちの少なくとも一つをめねじ部材３３として、めねじ部材３３の数によってブレース３０の取り付け数に対応すればよい。

この実施形態は、大梁２のウェブ５に対して、その幅方向片側のみに小梁６を接合部材１０を介して接合したものである。このような接合に限られず、例えば、図６に示すように、大梁２のウェブ５に対して、上フランジ３（下フランジ４）の幅方向両側に小梁６を接合するようにしてもよい。

この場合、受け部材２０の代わりに接合部材１０を用いて、上述した手法と同様に、大梁２のウェブ５に対して、上フランジ３（下フランジ４）の幅方向両側に小梁６を接合することが可能である。

１ 梁接合構造
２ 大梁
３ 上フランジ
４ 下フランジ
５ ウェブ
３ａ、４ａ、５ａ ボルト孔
６ 小梁
７ 上フランジ
８ 下フランジ
９ ウェブ
９ａ ボルト孔
１０ 接合部材
１１ 基板部
１２ 上支持板部
１３ 下支持板部
１４ 補強板部
１４ａ 連結部
１５ 突出板部
１１ａ、１２ａ、１３ａ、１５ａ ボルト孔
２０ 受け部材
２１ 基板部
２２ 上支持板部
２３ 下支持板部
２４ 補強板部
２１ａ、２２ａ、２３ａ ボルト孔
３０ ブレース（ターンバックル）
３１ ボルト
３２ ナット
３３ めねじ部材
３３ａ めねじ部
３３ｂ 貫通孔
３３ｃ 面取り部
３４ 接続リング
４０ 大梁
４１ 小梁
４２ フランジ
４３ 固定金具
４４ ブレース

Claims (4)

1. Ｈ形鋼からなる大梁と、Ｈ形鋼からなり、前記大梁に対して交差する方向に配置された小梁と、前記大梁のウェブと前記小梁のウェブとをボルト及びナットのねじ締結により接合する接合部材と、前記接合部材に取り付けられるブレースとを備え、
   前記接合部材は、前記大梁のウェブに対向する基板部と、その基板部に対して前記交差する方向に突き出す突出板部とを有し、前記接合部材は、前記大梁のウェブと前記基板部、及び前記小梁のウェブと前記突出板部を前記ボルト及びナットのねじ締結により接合するものであり、
   前記ナットのうちの少なくとも一つが、軸体からなるめねじ部材であり、前記めねじ部材が一端部に形成されためねじ部と、他端部に形成された貫通孔とを有し、前記めねじ部材の貫通孔の周縁部に前記ブレースが取り付けられたことを特徴とする梁接合構造。
2. 前記接合部材は、前記基板部の上端及び下端から前記大梁のフランジに沿って前記交差する方向に延び出す上支持板部及び下支持板部と、前記上支持板部と下支持板部とを連結し、前記交差する方向に沿う補強板部とを有し、前記突出板部が、前記補強板部から前記小梁のウェブの厚み分だけ前記大梁の長さ方向一方に変位した状態に配置されたことを特徴とする請求項１に記載された梁接合構造。
3. 前記接合部材が前記大梁のウェブに対して反対側に配置される板状の受け部材を有し、前記接合部材の基板部と前記受け部材とにより前記大梁のウェブが挟まれた状態で、ねじ締結により接合されたことを特徴とする請求項１または２に記載された梁接合構造。
4. 前記めねじ部材は、円柱状の軸体からなり、他端部の直径方向両側が切り欠かれ、その切り欠かれた直径方向に前記貫通孔が貫通するようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載された梁接合構造。

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