JP2018105036A - 梁の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】一方の梁部材の軸線に対して他方の梁部材の軸線をずれた位置にすることができる梁の接合構造を提供する。【解決手段】梁部材１２、１４を接合して構成される梁１０と、梁部材１２、１４に立設されたガセットプレート２０と、梁部材１２、１４の端部間に跨り、プレート側ボルト孔２４Ａが形成され、高力ボルト２８によって梁部材１２、１４に固定されるプレート２４と、ガセットプレート２０間に跨り、アングル側ボルト孔２６Ａが形成され、高力ボルト３０によってガセットプレート２０に固定されるアングル材２６と、を備え、プレート側ボルト孔２４Ａ及びアングル側ボルト孔２６Ａの内径と高力ボルト２８、３０の雄ねじ部２８Ａ、３０Ａの外径との間には隙間が形成されており、隙間内において高力ボルト２８、３０の位置を調整することで、梁部材１２の軸線に対して梁部材１４の軸線がずれた位置とされる。【選択図】図１

Description

本発明は、梁の接合構造に関する。

梁部材同士の接合方法として、例えば特許文献１に示すように、２本の鉄骨梁の端部間に添板を渡し、添板と鉄骨梁とをボルトで固定することで２本の鉄骨梁を接合する方法が知られている。他にも、特許文献２、特許文献３には、それぞれガセットプレートや接合金物を介して、一方の梁部材の端部と他方の梁部材の側面とを接合する方法が開示されている。

特開２００３−９６９０８号公報 特開２００２−３５６９１０号公報 特開２００７−３２０９７号公報

特許文献１〜３に記載の方法で梁部材同士を接合する場合、梁部材同士は互いに水平に接合される。つまり、接合する際に一方の梁部材の軸線に対して他方の梁部材の軸線の高さや角度等の位置を調整することは困難であった。

本発明は上記事実に鑑み、一方の梁部材の軸線に対して他方の梁部材の軸線をずれた位置にすることができる梁の接合構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の梁の接合構造は、端部に梁側ボルト孔が形成された２つ以上の梁部材を接合して構成される梁と、前記梁部材の上面又は下面にそれぞれ立設され、ガセット側ボルト孔が形成されたガセットプレートと、前記梁部材の端部間に跨り、プレート側ボルト孔が形成され、ボルトによって前記梁部材に固定されるプレートと、前記ガセットプレート間に跨り、アングル側ボルト孔が形成され、ボルトによって前記ガセットプレートに固定されるアングル材と、を備え、前記梁側ボルト孔及び前記プレート側ボルト孔の少なくとも一方、及び、前記ガセット側ボルト孔及び前記アングル側ボルト孔の少なくとも一方の内径と前記ボルトの雄ねじ部の外径との間には隙間が形成されており、前記隙間内において前記ボルトの位置を調整することで、一方の梁部材の軸線に対して他方の梁部材の軸線がずれた位置とされる。

上記構成によれば、プレートを介して梁部材の端部同士をボルトで固定し、アングル材を介して梁部材に接合されたガセットプレート同士をボルトで接合することで、梁部材同士を接合することができる。

このとき、梁側ボルト孔及びプレート側ボルト孔の少なくとも一方、及び、ガセット側ボルト孔及びアングル側ボルト孔の少なくとも一方の内径とボルトの雄ねじ部の外径との間には隙間が形成されている。このため、隙間内においてボルトの位置を調整することで、一方の梁部材の軸線に対して他方の梁部材の軸線がずれた位置とすることができる。

請求項２に記載の梁の接合構造は、請求項１に記載の梁の接合構造であって、前記梁は片持ち梁である

上記構成によれば、梁が片持ち梁であるため、梁部材の接合部分で梁部材同士の軸線の位置を調整することにより、梁の自由端側の高さや角度を調整することができる。

請求項３に記載の梁の接合構造は、請求項１又は２に記載の梁の接合構造であって、一方の前記梁部材は、水平方向に対して角度を持たせて設けられており、他方の前記梁部材は、一方の前記梁部材の軸線に対して角度を持たせて接合されている。

上記構成によれば、梁によって例えば屋根架構等の傾斜した構造物を構成する場合、水平方向に対して角度を持たせて設けられた一方の梁部材に対して、角度を持たせて他方の梁部材を接合することで、屋根架構の傾斜角度を調整することができる。

本発明によれば、一方の梁部材の軸線に対して他方の梁部材の軸線をずれた位置にすることができる。

（Ａ）は第１実施形態に係る梁の接合構造を示す正面図であり、（Ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。 （Ａ）は梁部材同士を同じ高さかつ同じ角度で接合した状態を示す正面図であり、（Ｂ）は梁部材同士を異なる高さで接合した状態を示す正面図であり、（Ｃ）は梁部材同士を角度を持たせて接合した状態を示す正面図である。 梁部材を備える屋根架構を示す全体図である。 （Ａ）は図３における屋根架構の梁の一部を示す拡大正面図であり、（Ｂ）はその下面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る梁の接合構造について、図１、図２を用いて説明する。

＜構成＞
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、本実施形態の梁１０は、長手方向一端部で互いに接合された２つの梁部材１２、１４で構成されている。梁部材１２、１４は、一例としてＨ形鋼で構成されており、梁部材１２、１４同士の接合部分である長手方向一端部のウェブ１２Ａ、１４Ａには、それぞれ複数（本実施形態では３つ）の梁側ボルト孔１６、１８が鉛直方向に並んで形成されている。

また、梁部材１２、１４の長手方向一端部には、ウェブ１２Ａ、１４Ａ間に跨り、かつウェブ１２Ａ、１４Ａを挟み込む一対のプレート２４が固定されている。プレート２４は、梁部材１２、１４を構成するＨ形鋼と同程度の剛性を有する材料で構成されており、梁部材１２、１４の梁側ボルト孔１６、１８に対応する位置には、それぞれ複数（本実施形態では６つ）のプレート側ボルト孔２４Ａが形成されている。

なお、梁部材１２、１４とプレート２４とは、梁側ボルト孔１６、１８及びプレート側ボルト孔２４Ａに挿通された高力ボルト（ハイテンションボルト）２８によって摩擦接合されている。

また、図２（Ａ）に示すように、梁部材１２、１４同士は隙間Ｈをあけて互いに接合されている。さらに、プレート２４の上端と梁部材１２、１４の上フランジとの間、及びプレート２４の下端と梁部材１２、１４の下フランジ１２Ｂ、１４Ｂとの間には、それぞれ隙間Ｋがあけられている。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、梁部材１２、１４の長手方向一端部の下フランジ（下面）１２Ｂ、１４Ｂには、下フランジ１２Ｂ、１４Ｂから立設するガセットプレート２０、２２がそれぞれ溶接されている。また、ガセットプレート２０、２２の側面には、それぞれ複数（本実施形態では３つ）のガセット側ボルト孔２０Ａ、２２Ａが水平方向に並んで形成されている。

さらに、ガセットプレート２０、２２には、ガセットプレート２０、２２間に跨り、かつガセットプレート２０、２２を挟み込む一対のアングル材２６が固定されている。アングル材２６は、Ｌ形鋼（山形鋼）であり、ガセットプレート２０、２２のガセット側ボルト孔２０Ａ、２２Ａに対応する位置には、それぞれ複数（本実施形態では６つ）のアングル側ボルト孔２６Ａが形成されている。

なお、ガセットプレート２０、２２とアングル材２６とは、ガセット側ボルト孔２０Ａ、２２Ａ及びアングル側ボルト孔２６Ａに挿通された高力ボルト（ハイテンションボルト）３０によって摩擦接合されている。

また、図２（Ａ）に示すように、ガセットプレート２０、２２同士は、隙間Ｈをあけて互いに接合されており、アングル材２６は、梁部材１２、１４の下フランジ１２Ｂ、１４Ｂとの間に、隙間Ｓをあけてガセットプレート２０、２２に固定されている。なお、隙間Ｓは、隙間Ｋの和（２Ｋ）より小さくされている。

ここで、プレート側ボルト孔２４Ａの内径は、梁側ボルト孔１６、１８の内径より大きくなっている。具体的には、図１（Ａ）に示す梁側ボルト孔１６、１８の内径と図２（Ａ）に示す高力ボルト２８の雄ねじ部２８Ａの外径ｄとの隙間は、ＪＩＳ Ｂ０４０１に規定されている寸法公差における最小許容寸法とされている。

一方、図２（Ａ）に示すプレート側ボルト孔２４Ａの内径Ｄと高力ボルト２８の雄ねじ部２８Ａの外径ｄとの隙間（Ｄ−ｄ）は、ＪＩＳ Ｂ０４０１に規定されている寸法公差における最大許容寸法とされている。なお、プレート側ボルト孔２４Ａの内径Ｄと高力ボルト２８の雄ねじ部２８Ａの外径ｄとの隙間の寸法（Ｄ−ｄ）は、梁部材１２、１４同士の隙間Ｈ、及び梁部材１２、１４の下フランジ１２Ｂ、１４Ｂとアングル材２６との隙間Ｓより大きくされている。

同様に、アングル側ボルト孔２６Ａの内径も、ガセット側ボルト孔２０Ａ、２２Ａの内径より大きくなっている。具体的には、図１（Ａ）に示すガセット側ボルト孔２０Ａ、２２Ａの内径と図２（Ａ）に示す高力ボルト３０の雄ねじ部３０Ａの外径ｄとの隙間は、ＪＩＳ Ｂ０４０１に規定されている寸法公差における最小許容寸法とされている。

一方、図２（Ａ）に示すアングル側ボルト孔２６Ａの内径Ｄと高力ボルト３０の雄ねじ部３０Ａの外径ｄとの隙間（Ｄ−ｄ）は、ＪＩＳ Ｂ０４０１に規定されている寸法公差における最大許容寸法とされている。なお、アングル側ボルト孔２６Ａの内径Ｄと高力ボルト３０の雄ねじ部３０Ａの外径ｄとの隙間（Ｄ−ｄ）は、ガセットプレート２０、２２同士の隙間Ｈ、及び梁部材１２、１４の下フランジ１２Ｂ、１４Ｂとアングル材２６との隙間Ｓより大きくされている。

＜作用及び効果＞
本実施形態によれば、プレート２４を介して梁部材１２、１４の長手方向一端部同士を高力ボルト２８で固定し、アングル材２６を介して梁部材１２、１４に溶接されたガセットプレート２０、２２同士を高力ボルト３０で接合することで、梁部材１２、１４同士を接合することができる。

ここで、高力ボルト２８、３０が挿通される梁側ボルト孔１６、１８、プレート側ボルト孔２４Ａ、ガセット側ボルト孔２０Ａ、２２Ａ、及びアングル側ボルト孔２６Ａは、全て同一方向（水平方向）に形成されている。このため、各ボルト孔１６、１８、２０Ａ、２２Ａ、２４Ａ、２６Ａが同一方向に形成されていない構成と比較して、ボルト止めの作業性が向上する。

また、プレート側ボルト孔２４Ａ及びアングル側ボルト孔２６Ａの内径Ｄと高力ボルト２８、３０の雄ねじ部２８Ａ、３０Ａの外径ｄとの隙間（Ｄ−ｄ）が、最大許容寸法とされている。これにより、高力ボルト２８、３０がプレート側ボルト孔２４Ａ内及びアングル側ボルト孔２６Ａ内で移動することにより、梁部材１２の軸線に対して梁部材１４の軸線をずれた位置にすることができる。

具体的には、図２（Ｂ）に示すように、梁部材１２の軸線に対して梁部材１４の軸線の高さを調整することができる。このとき、図２（Ａ）に示すプレート側ボルト孔２４Ａ及びアングル側ボルト孔２６Ａの内径Ｄと高力ボルト２８、３０の雄ねじ部２８Ａ、３０Ａの外径ｄとの隙間（Ｄ−ｄ）が、図２（Ａ）に示す梁部材１２、１４の下フランジ１２Ｂ、１４Ｂとアングル材２６との隙間Ｓより大きくされている。このため、隙間Ｓの範囲で梁部材１４を移動させて、梁部材１２の軸線に対して梁部材１４の軸線の高さを変えることができる。

同様に、図２（Ｃ）に示すように、梁部材１２の軸線に対して梁部材１４の軸線の角度を調整することもできる。このとき、図２（Ａ）に示すプレート側ボルト孔２４Ａ及びアングル側ボルト孔２６Ａの内径Ｄと高力ボルト２８、３０の雄ねじ部２８Ａ、３０Ａの外径ｄとの隙間（Ｄ−ｄ）が、図２（Ａ）に示す梁部材１２、１４同士の隙間Ｈ、及びガセットプレート２０、２２同士の隙間Ｈより大きくされている。このため、隙間Ｈの範囲で梁部材１４を回動させて、梁部材１２の軸線に対して梁部材１４の軸線の角度を変えることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る梁の接合構造について、図３、図４を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、一部図示及び説明を省略する。

＜構成＞
本実施形態の梁の接合構造は、図３に示すように、寺社等の伝統建築の屋根架構４０に用いられている。屋根架構４０は鉄骨造と木造とを併用して復元されたものであり、屋根架構４０の軒部分は、長手方向一端部が鉄骨造の柱４２で支持されて片持ち梁とされた鉄骨造の梁４４で構成されている。

梁４４は、水平方向に対して角度を持たせて設けられており、図４（Ａ）に示すように、例えばＨ形鋼からなる少なくとも３つの梁部材４６、４８、５０で構成されている。梁部材４６、５０の長手方向一端部及び梁部材４８の長手方向両端部には、第１実施形態の梁部材１２、１４と同様に、複数の梁側ボルト孔４６Ａ、４８Ａ、５０Ａが形成されている。

一方、プレート５２にも、第１実施形態のプレート２４と同様に、複数のプレート側ボルト孔５２Ａが形成されている。そして、プレート５２を介して梁部材４６の長手方向一端部と梁部材４８の長手方向一端部、及び梁部材４８の長手方向他端部と梁部材５０の長手方向一端部が、互いに隙間をあけて高力ボルト５４で固定されている。なお、梁４４の長手方向他端部である梁部材５０の長手方向他端部は、自由端とされている。

ガセットプレート５６も、第１実施形態のガセットプレート２０、２２と同様に、梁部材４６、４８、５０の下フランジに溶接されていてもよいが、本実施形態では、一例として、梁部材４６、５０の長手方向一端部及び梁部材４８の長手方向両端部の上フランジ（上面）４６Ｂ、４８Ｂ、５０Ｂに、ガセットプレート５６がそれぞれ溶接されている。ガセットプレート５６の側面には、第１実施形態のガセットプレート２０、２２と同様に、複数のガセット側ボルト孔５６Ａが形成されている。

一方、アングル材５８にも、第１実施形態のアングル材２６と同様に、複数のアングル側ボルト孔５８Ａが形成されており、アングル材５８を介してガセットプレート５６が互いに隙間をあけて高力ボルト６０で固定されている。

なお、プレート側ボルト孔５２Ａ及びアングル側ボルト孔５８Ａの内径は、第１実施形態のプレート側ボルト孔２４Ａ及びアングル側ボルト孔２６Ａの内径と同様に、高力ボルト５４、６０の雄ねじ部の外径との隙間が、最大許容寸法とされている。

＜作用、効果＞
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、プレート側ボルト孔５２Ａ及びアングル側ボルト孔５８Ａの内径と高力ボルト５４、６０の雄ねじ部の外径との隙間が、最大許容寸法とされている。これにより、梁部材４６、４８、５０同士の軸線の位置をずらすことができる。

具体的には、例えば水平方向に対して角度Ｐで傾斜した梁部材４６に対して梁部材４８を角度Ｐより小さい角度Ｑとなるように接合し、梁部材４８に対して梁部材５０を角度Ｑより小さい角度Ｒとなるように接合する。

このように、梁部材４６の軸線に対して角度を持たせて梁部材４８を接合し、梁部材４８の軸線に対して角度を持たせて梁部材５０を接合することにより、現場にて梁４４の反り、すなわち屋根架構４０の軒の反りを、調整又は修正することが可能となる。

なお、梁４４は、長手方向一端部が柱４２で支持されて長手方向他端部が自由端とされた片持ち梁とされている。このため、梁部材４６、４８、５０同士の接合位置を調整していくことにより、梁４４の自由端側の位置、すなわち梁部材５０の長手方向他端部の位置を所望の位置に調整することができる。

また、本実施形態によれば、梁部材４６、４８、５０の上フランジ４６Ｂ、４８Ｂ、５０Ｂに、それぞれガセットプレート５６が溶接されている。このため、図４（Ｂ）に示すように、梁４４を下から見上げた際に梁部材４６、４８、５０同士の接合部分にガセットプレート５６やアングル材５８が露出せず、屋根架構４０の軒の美観が損なわれることを抑制することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明について実施形態の一例を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。

例えば、第１、第２実施形態では、プレート側ボルト孔２４Ａ、５２Ａ及びアングル側ボルト孔２６Ａ、５８Ａの内径が最大許容寸法とされていた。しかし、梁側ボルト孔１６、１８、４６Ａ、４８Ａ、５０Ａ及びガセット側ボルト孔２０Ａ、２２Ａ、５６Ａの内径が最大許容寸法とされていてもよい。また、各ボルト孔１６、１８、２０Ａ、２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、４６Ａ、４８Ａ、５０Ａ、５２Ａ、５６Ａ、５８Ａがそれぞれ最大許容寸法とされていてもよい。

また、第２実施形態では、ガセットプレート５６が梁部材４６、４８、５０の上フランジ４６Ｂ、４８Ｂ、５０Ｂに設けられていた。しかし、梁部材４６、４８、５０の下フランジにガセットプレート５６を設ける構成とすることで、屋根架構４０の上側にガセットプレート５６やアングル材５８が露出することを抑制することができる。

さらに、梁部材４６、４８、５０の上フランジ４６Ｂ、４８Ｂ、５０Ｂ及び下フランジの両方にガセットプレート５６を設け、両方のガセットプレート５６にそれぞれアングル材５８を固定する構成としてもよい。

また、第２実施形態では、梁４４は長手方向他端部が自由端とされた片持ち梁４４とされていたが、長手方向他端部が柱等に固定された両端固定梁とされていてもよい。この場合、梁４４の長手方向他端部は、上述した梁部材４６、４８、５０同士の接合構造と同様の構成を用いて柱に対して位置が調整可能とされる。

また、第２実施形態では、梁４４の接合構造が寺社等の伝統建築の屋根架構４０に用いられていたが、上記構成には限られず、精密な施工精度を必要とする他の構造物等にも適用することができる。さらに、接合される梁部材４６、４８、５０の数も３つに限られず、軒の形状に合わせて適宜定めることができる。

１０、４４ 梁
１２、１４、４６、４８、５０ 梁部材
１６、１８、４６Ａ、４８Ａ、５０Ａ 梁側ボルト孔
２０、２２、５６ ガセットプレート
２０Ａ、２２Ａ、５６Ａ ガセット側ボルト孔
２４、５２ プレート
２４Ａ、５２Ａ プレート側ボルト孔
２６、５８ アングル材
２６Ａ、５８Ａ アングル側ボルト孔
２８、３０、５４、６０ 高力ボルト（ボルトの一例）

Claims (3)

1. 端部に梁側ボルト孔が形成された２つ以上の梁部材を接合して構成される梁と、
   前記梁部材の上面又は下面にそれぞれ立設され、ガセット側ボルト孔が形成されたガセットプレートと、
   前記梁部材の端部間に跨り、プレート側ボルト孔が形成され、ボルトによって前記梁部材に固定されるプレートと、
   前記ガセットプレート間に跨り、アングル側ボルト孔が形成され、ボルトによって前記ガセットプレートに固定されるアングル材と、
   を備え、
   前記梁側ボルト孔及び前記プレート側ボルト孔の少なくとも一方、及び、前記ガセット側ボルト孔及び前記アングル側ボルト孔の少なくとも一方の内径と前記ボルトの雄ねじ部の外径との間には隙間が形成されており、前記隙間内において前記ボルトの位置を調整することで、一方の梁部材の軸線に対して他方の梁部材の軸線がずれた位置とされる、
   梁の接合構造。
2. 前記梁は片持ち梁である、請求項１に記載の梁の接合構造。
3. 一方の前記梁部材は、水平方向に対して角度を持たせて設けられており、他方の前記梁部材は、一方の前記梁部材の軸線に対して角度を持たせて接合されている、請求項１又は２に記載の梁の接合構造。