JP2019116794A - 鉄骨梁接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ガセットプレート形式によるピン接合構造の鉄骨大梁と鉄骨小梁との接合構造に関し、振動を抑制することのできる鉄骨梁接合構造を提供すること。【解決手段】ともにウエブとフランジを有する鉄骨大梁１と鉄骨小梁３の鉄骨梁接合構造１０であって、鉄骨大梁１にガセットプレート４が固定され、ガセットプレート４と鉄骨小梁３のウエブ３３がボルト接合され、鉄骨大梁１と鉄骨小梁３の双方の上方もしくは下方の少なくともいずれか一方のフランジ同士が同一の高さレベルで隙間Ｇを備えた状態で並び、隙間Ｇに楔５が配設されている。【選択図】図４

Description

本発明は、鉄骨梁接合構造に関する。

鉄骨造の建築物では、鉄骨柱と鉄骨大梁はメインフレームを構成し、双方の接合端部に生じる曲げモーメントに抗し得る剛性を要すること等から、鉄骨柱と鉄骨大梁は一般に剛接合される。より具体的には、例えば、角形鋼管柱等からなる鉄骨柱の側方から通しダイアフラムを突設させておき、Ｈ形鋼もしくはＩ形鋼からなる鉄骨大梁の上下のフランジの開先と通しダイアフラムの端部同士を完全溶け込み溶接等で接合し、鉄骨大梁のウエブの突き当て部を鉄骨柱に隅肉溶接等することにより、鉄骨柱と鉄骨大梁の剛接合構造が形成される。

また、鉄骨柱と鉄骨大梁の他の接合構造として、鉄骨柱と、梁フランジおよび梁ウエブを有すると共に梁ウエブの両面に梁フランジ側の一部を残して凹陥する凹溝部を有するＨ形梁又はＩ形梁の接合構造が提案されている。この接合構造では、一端側が鉄骨柱に接合され、他端側が凹溝部に嵌入された２枚のガセットプレートと、Ｈ形梁又はＩ形梁の梁フランジ端部と鉄骨柱の柱面を突合せ溶接した溶接接合部と、ガセットプレートとＨ形梁又はＩ形梁の梁ウエブのずれを防止するためのずれ止め用ボルトとを有し、２枚のガセットプレートの上下辺の端面と、凹溝部の溝壁部とを当接させて応力伝達させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

一方、上記するメインフレームの他に、間隔を置いて並設する鉄骨大梁同士を鉄骨小梁で繋ぐ構造も一般に適用されている。通常は鉄骨大梁に対して鉄骨小梁が直交する態様で接合されるが、これらの接合方法として、鉄骨小梁の端部に溶接されたエンドプレートを鉄骨大梁のウエブにボルト接合するエンドプレート形式の接合方法がある。また、その他にも、鉄骨大梁のウエブから上下のフランジの内側に亘ってガセットプレートを溶接して張り出させ、ガセットプレートの張出し箇所と鉄骨小梁のウエブ同士をボルトにて固定するガセットプレート形式の接合方法もある。なお、このガセットプレート形式では、ガセットプレートを張出させず、ガセットプレートと鉄骨小梁のウエブをスプライスプレートを介してボルト接合する形態などもある。いずれの形態にせよ、エンドプレート形式の接合方法に比べて、ガセットプレート形式の接合方法は接合部の剛性は低くなるものの、梁の接合部に要する加工手間が少なくてよく、工場での生産性が高いという利点を有している。

ガセットプレート形式による鉄骨梁接合構造は、鉄骨大梁に溶接されているガセットプレートと鉄骨小梁のウエブとのボルト接合であることから、回転剛性の低いピン接合構造となる。このようなピン接合構造として、工場生産性の良好なガセットプレート形式による鉄骨大梁と鉄骨小梁の接合構造は有意な構造であると言える。

特開２０１７−７８３３０号公報

しかしながら、鉄骨大梁と鉄骨小梁との接合構造が上記するように回転剛性の低いピン接合構造であることから、例えば、鉄骨小梁が支持する上階の歩行振動等の生活振動により、鉄骨小梁および支持する床の振動の振幅が大きくなり易いといった課題や、振動減衰性が低い（所謂、揺れ残りが生じ易い）といった課題がある。例えば、上階が間仕切壁で区切られることなく、広い面積の居室を有しているような場合には、上記生活振動の課題は一層顕著になり得る。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ガセットプレート形式によるピン接合構造の鉄骨大梁と鉄骨小梁との接合構造に関し、振動を抑制することのできる鉄骨梁接合構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明による鉄骨梁接合構造の一態様は、ともにウエブとフランジを有する鉄骨大梁と鉄骨小梁の鉄骨梁接合構造であって、
前記鉄骨大梁にガセットプレートが固定されており、該ガセットプレートと前記鉄骨小梁の前記ウエブがボルト接合されて、該鉄骨大梁と該鉄骨小梁の双方の上方もしくは下方の少なくともいずれか一方のフランジ同士が同一の高さレベルで隙間を備えた状態で並んでおり、
前記隙間に楔が配設されていることを特徴とする。

本態様によれば、鉄骨大梁と鉄骨小梁の双方の上方もしくは下方の少なくともいずれか一方のフランジ間の隙間に楔が配設されていることにより、ガセットプレート形式の接合構造を適用しながらも、鉄骨大梁と鉄骨小梁の回転剛性が高められ、鉄骨小梁の振動を効果的に抑制することができる。従って、鉄骨小梁が支持する上階の床振動も同様に抑制でき、快適な居室環境を形成できる。

また、本発明による鉄骨梁接合構造の他の態様は、前記鉄骨大梁と前記鉄骨小梁のそれぞれの上方および下方の前記フランジ同士がともに同一高さレベルにあり、上下の該フランジ間の前記隙間のそれぞれに前記楔が配設されていることを特徴とする。

本態様によれば、鉄骨大梁と鉄骨小梁のそれぞれの上方および下方の双方のフランジ間の隙間に楔が配設されることにより、鉄骨大梁と鉄骨小梁の回転剛性がより一層高められ、双方の振動がより一層抑制される。なお、本態様では、接合される鉄骨大梁と鉄骨小梁が、例えば梁成をはじめとする寸法が同じＨ形鋼やＩ形鋼から形成されるが、鉄骨大梁は構造躯体を構成する一次部材の梁であるのに対して、例えば鉄骨小梁は二次部材と見なされる場合もあり、このように二次部材と見なされる場合は上階荷重を支持する部材であるに過ぎないことから、鉄骨大梁と鉄骨小梁の構造上の役割は相違してくる。

また、本発明による鉄骨梁接合構造の他の態様は、前記鉄骨大梁と前記鉄骨小梁のそれぞれの上方および下方のいずれか一方の前記フランジ同士が同一高さレベルにあり、高さレベルの異なる前記鉄骨小梁のフランジに対応する前記鉄骨大梁のウエブ位置に該フランジと隙間を備えた状態で水平リブが固定され、
前記フランジ間の前記隙間、及び、前記フランジと前記水平リブの間の前記隙間のそれぞれに前記楔が配設されていることを特徴とする。

本態様によれば、鉄骨大梁と鉄骨小梁の梁成が異なる場合において、例えば双方の上方のフランジを同一高さレベルに並べるとともに、鉄骨大梁においては、鉄骨小梁の下方のフランジに対応する位置に該フランジと隙間を有する水平リブを溶接しておくことにより、上下の隙間にそれぞれ楔を配設することができる。そして、上下の隙間に楔が配設されることによって鉄骨大梁と鉄骨小梁の回転剛性が高められ、鉄骨小梁の振動を効果的に抑制することができる。

また、本発明による鉄骨梁接合構造の他の態様において、前記楔は、ボルト固定手段を介して前記鉄骨小梁にボルト固定される固定片と、該固定片から屈曲して前記隙間に入り込んでいる楔片と、を有していることを特徴とする。

本態様によれば、楔を構成する固定片が鉄骨小梁に対してボルト固定手段を介して固定されていることにより、隙間を介してフランジ間に所定深度まで挿入された楔の位置ずれを生じさせることなく、楔の挿入状態を保持することができる。ここで、「ボルト固定手段」としては、固定片とフランジの双方に開設されて共通のボルトが順次ねじ込まれる螺子溝を備えたボルト孔と、ボルトと、の組み合わせ形態が挙げられる。また、その他、フランジに開設された螺子溝を有するボルト孔と、固定片に開設された螺子溝ではないボルト孔と、これらのボルト孔に挿通されてフランジのボルト孔に螺合するボルトと、の組み合わせ形態が挙げられる。さらに、固定片とフランジの双方に開設されて共通のボルトが順次ねじ込まれる螺子溝を備えていないボルト孔と、ボルトと、双方のボルト孔に挿通されたボルトをナット締めするナットと、の組み合わせ形態が挙げられる。

また、本発明による鉄骨梁接合構造の他の態様は、前記固定片の中央位置から等距離の左右二箇所にそれぞれ前記楔片を有しており、前記鉄骨小梁の前記ウエブに前記固定片の前記中央位置が位置決めされていることを特徴とする。

本態様によれば、鉄骨小梁のフランジ端部において、ウエブから左右均等な位置にて楔の固定片をボルト固定し、同様にウエブから左右均等な位置にて楔片を隙間に配設することにより、固定片を偏心させることなく鉄骨小梁のフランジに固定することができ、楔の位置ずれを生じさせることなく、楔の挿入状態を保持することができる。

また、本発明による鉄骨梁接合構造の他の態様は、前記ボルト固定手段により、前記隙間への前記楔片の挿入深度が調整され、該挿入深度の調整により、前記鉄骨小梁が接合する二本の鉄骨大梁間の隙間が調整されることを特徴とする。

本態様によれば、ボルトを回転させることにより、隙間への楔片の挿入深度を容易に調整することができる。楔片は固定片との取り合い部（根本）から先端に向かって縦断面の厚みが薄くなる、例えば台形状もしくは三角形状を呈していると、楔片の挿入深度が深くなるにつれて、楔片はフランジ間の隙間を強固に繋ぎながらも外形上は隙間を広げる方向に作用する。例えば平行する二本の鉄骨大梁同士を鉄骨小梁が接合した際に、一方もしくは双方の鉄骨大梁が鉄骨小梁に引っ張られて他方の鉄骨大梁側へ湾曲して芯ずれを生じている場合に、楔片で隙間を広げることによって鉄骨大梁の湾曲姿勢を解消し、各鉄骨大梁を正しい位置に芯合わせすることができる。

以上の説明から理解できるように、本発明の鉄骨梁接合構造によれば、ガセットプレート形式によるピン接合構造の鉄骨大梁と鉄骨小梁との接合構造に関し、鉄骨小梁の振動を抑制することができる。

建物の２階床下の鉄骨大梁と鉄骨小梁の上方のフランジの上から見下ろした伏図である。 第１の実施形態に係る鉄骨梁接合構造が形成される前の状態を示す縦断面図であって、図１のII−II矢視図である。 図２の状態を鉄骨大梁と鉄骨小梁の斜め上方から見た斜視図である。 第１の実施形態に係る鉄骨梁接合構造を示す縦断面図であって、図１のII−II矢視図である。 第２の実施形態に係る鉄骨梁接合構造を示す縦断面図である。 振動実験の実験概要を説明する図である。 振動実験結果を示す鉄骨小梁の時刻歴変位波形を示す図である。

以下、本発明の各実施形態に係る鉄骨梁接合構造について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

［第１の実施形態に係る鉄骨梁接合構造］
はじめに、図１乃至図４を参照して、第１の実施形態に係る鉄骨梁接合構造の一例を説明する。ここで、図１は、建物の２階床下の鉄骨大梁と鉄骨小梁の上方のフランジの上から見下ろした伏図であり、まず、本実施形態に係る鉄骨梁接合構造が適用される建物の２階床下の構造を図１に基づき説明する。

本実施形態に係る鉄骨梁接合構造１０は、２階建て以上の建物において、２階もしくは３階等の床下における、鉄骨大梁と鉄骨小梁の鉄骨梁接合構造である。図１に示すように、建物は、平面視における格子の格点に位置する角形鋼管柱２同士を、鉄骨大梁１が接合することにより、構造躯体を形成する。これら角形鋼管柱２と鉄骨大梁１は、構造躯体を構成する一部部材（構造部材）となる。双方の接合方法を具体的に示すと、角形鋼管柱２の側方から不図示の通しダイアフラムが突設し、Ｈ形鋼もしくはＩ形鋼からなる鉄骨大梁１の上下のフランジの開先と通しダイアフラムの端部同士が完全溶け込み溶接にて接合されている。さらに、鉄骨大梁１のウエブの突き当て部が角形鋼管柱２に隅肉溶接されることにより、構造躯体を形成する角形鋼管柱２と鉄骨大梁１は剛接合されている。この鉄骨大梁１と角形鋼管柱２の溶接や、後述する各溶接としては、アークスポット溶接やアークスタッド溶接、ガスシールドアーク溶接、プラズマ溶接や、エレクトロスラグ溶接、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接など、多様な溶接法が適用できる。

図１では、左右方向に延びる上下に平行な二つの鉄骨大梁１の長手方向中央位置において、鉄骨大梁１と直交する方向（図では上下方向）に延びる鉄骨小梁３が双方の鉄骨大梁１と接合され、二つの鉄骨大梁１と鉄骨小梁３の鉄骨梁接合構造１０が形成されている。

図２は、第１の実施形態に係る鉄骨梁接合構造が形成される前の状態を示す縦断面図であり、図１のII−II矢視図として示している。本実施形態において、鉄骨大梁１と鉄骨小梁３としては、いずれも同断面寸法のＩ形鋼もしくはＨ形鋼からなり、例えば、梁成Ｈ×フランジ幅Ｂ（Ｈｍｍ×Ｂｍｍ）として、２００×１００、２００×１５０、２５０×１２５などの断面寸法の形鋼が適用できる。

鉄骨大梁１はウエブ１３と上下のフランジ１１，１２を有し、同様に、鉄骨小梁３はウエブ３３と上下のフランジ３１，３２を有し、双方の上下のフランジ１１，３１及びフランジ１２，３２が同一高さレベルに配設されている。

鉄骨大梁１には、鉄骨小梁３が取付けられる位置において、ウエブ１３の側面から上下のフランジ１１，１２の内側面に亘ってガセットプレート４が隅肉溶接等にて接合されている。ガセットプレート４は鉄骨小梁３側に張出す張出し箇所に複数のボルト孔を有しており、鉄骨小梁３のウエブ３３にはガセットプレート４の有するそれぞれのボルト孔に対応するボルト孔が開設されていて、各ボルト孔同士が位置決めされ、高力ボルト４１を介してボルト接合されている。なお、図示例は、ガセットプレート４が鉄骨小梁３側に張出す張出し箇所を有し、この張出し箇所と鉄骨小梁３のウエブ３３がボルト接合される形態であるが、この形態以外にも、張出し箇所を有さないガセットプレートが鉄骨大梁１に溶接接合され、このガセットプレートと鉄骨小梁３のウエブ３３が不図示のスプライスプレートを介してボルト接合される形態であってもよい。また、鉄骨大梁１において、ウエブ１３を介してガセットプレート４と反対側（図２におけるウエブ１３の左側）には、構造上、必要に応じて補剛リブが溶接されてもよい。

図２において、ガセットプレート４を介してボルト接合された鉄骨大梁１と鉄骨小梁３の上方のフランジ１１，３１間、及び下方のフランジ１２，３２間には、それぞれ所定幅の隙間Ｇが介在している。このように、隙間Ｇを有した状態でガセットプレート４にて鉄骨大梁１と鉄骨小梁３がボルト接合された構造は、従来一般のピン接合構造である。

第１の実施形態に係る鉄骨梁接合構造１０は、この上下の隙間Ｇに対し、ボルト固定手段７にて楔片５１を所望深度まで入り込ませることにより、接合部の回転剛性を高めた接合構造である。

ここで、図３を参照して、楔とボルト固定手段の全体構成を説明する。図３は、図２の状態を鉄骨大梁と鉄骨小梁の斜め上方から見た斜視図である。楔５は、断面形状が台形の台形柱状で鋼製の楔片５１と、平面形状が矩形の鋼製プレートからなる固定片５２と、を有する。固定片５２は、中心線ＣＬから左右等距離ｓの位置において、ボルト孔５２ａを有する。楔片５１の幅広の上底に固定片５２の広幅面の端部領域が傾斜した状態で搭載され、双方の間の隙間に溶接が施され、溶接部Ｙを介して双方が接合されることにより、楔５が形成される。

一方、ボルト固定手段７は、固定片５２とフランジ３１の双方に開設されて共通のボルト６が順次ねじ込まれるボルト孔５２ａ、３１ａと、ボルト６とを有する。図３より、より詳細には、対応するボルト孔５２ａ、３１ａとボルト６を一組として、ボルト固定手段７はこれを二組有するものである。なお、図２に戻ると、下方のフランジ１２，３２に対応するボルト固定手段７は、固定片５２とフランジ３２の双方に開設されて共通のボルト６が順次ねじ込まれるボルト孔５２ａ、３２ａと、ボルト６とを有する。なお、図示を省略するが、フランジ１１のみが螺子溝を有し、固定片５２が螺子溝ではないボルト孔を有している形態であってもよい。また、フランジ１１と固定片５２の双方が螺子溝ではないボルト孔を有していて、ボルト６とナット締めされるナットを有している形態であってもよい。

図３に戻り、鉄骨大梁１と鉄骨小梁３のフランジ１１，３１間の隙間Ｇの幅ｕ１に対し、楔片５１の下底の幅ｕ２は狭く、従って、楔片５１は、下底から隙間Ｇ内に入り込むことができるようになっている。固定片５２の中心線ＣＬと、フランジ１１，３１の中心線ＣＬ（ウエブライン）が位置決めされるようにして楔５がフランジ３１上に載置される。そして、この状態において、固定片５２のボルト孔５２ａにねじ込まれたボルト６は、さらにねじ込まれることにより、続いてフランジ３１のボルト孔３１ａに入り、ボルト孔３１ａ内にねじ込まれていく。図３においては、一方のボルト孔３１ａのみが図示されている。

再び図２に戻り、上下の隙間Ｇにそれぞれ、楔片５１の先端を入り込ませ、それぞれ二本のボルト６をボルト孔５２ａを介し、上方のフランジ３１のボルト孔３１ａや下方のフランジ３２のボルト孔３２ａにねじ込むことにより、楔片５１を隙間Ｇを介して所望深度まで入り込ませることができる。

図４は、隙間Ｇを介して所望深度まで楔片５１を入り込ませることにより形成される、本実施形態に係る鉄骨梁接合構造１０の縦断面図である。ボルト６を回転させることにより、固定片５２を介して楔片５１が鉄骨小梁３のウエブ３３の中立軸側にＸ方向に押し込まれる。楔片５１の挿入深度が深くなるにつれて上下の楔片５１にて鉄骨大梁１と鉄骨小梁３の回転がより一層規制され、回転剛性が高められた鉄骨梁接合構造１０が形成される。

そして、楔片５１はその断面形状が台形状であることより、楔片５１の挿入深度に応じて、例えば鉄骨小梁３に対して鉄骨大梁１を側方にＹ方向に押し返すことができる。図１に示すように、二本の鉄骨大梁１に対して相互に直交する鉄骨小梁３を繋いだ際に、部材の製作誤差や梁接合時の施工誤差、さらには施工時の温度条件等、様々な要因により、鉄骨小梁３の長手方向の寸法が設計寸法よりも短くなり、その結果として例えば一方の鉄骨大梁１が他方の鉄骨大梁１側に変位量δで湾曲し、芯ずれを生じる場合があり得る。仮に、図１に示すように鉄骨大梁１の芯ずれが生じた場合は、図４に示すように、ボルト固定手段７を構成するボルト６を回転させて隙間Ｇを介した楔片５１の挿入深度を調整することにより、楔片５１の厚みの変化に応じて隙間Ｇの幅を調整することができる。このように隙間Ｇの幅が調整されることにより、鉄骨大梁１を側方にＹ方向で所定量押し返すことができ、鉄骨大梁１の芯ずれを解消することが可能になる。特に、ボルト６を回転させるだけで鉄骨大梁１の芯ずれを解消でき、作業員による速やかな芯合わせができることから、施工性にも優れた鉄骨梁接合構造１０となる。

また、隙間Ｇを介して所望深度まで挿入された楔片５１は、固定片５２がフランジ３１にボルト固定されていることから、楔片５１がずれることなく、その挿入状態を保持することができる。さらに、固定片５２は、その中心線ＣＬの左右等間隔ｓの位置でボルト６にてフランジ３１に固定されていることから、固定片５２が偏心ずれ等を生じることもない。なお、図示を省略するが、ボルトの緩みを防止するワッシャーやナットにより、ボルトの締付け状態の確保をより一層高めることが好ましい。

鉄骨梁接合構造１０によれば、上下の楔５とボルト固定手段７によって鉄骨大梁１と鉄骨小梁３の接合部の回転剛性が高められることにより、主として２階（上階）の床（図示略）を支持する鉄骨小梁３の振動抑制効果が高められる。そのため、２階の床にて生活振動が発生し、この生活振動が床を介して鉄骨小梁３に伝播された際に、鉄骨小梁３（および床）の振動振幅が大きくなることが抑制される。さらに、鉄骨大梁１と鉄骨小梁３の接合部の回転剛性が高くなることにより、振動減衰性も高くなり、所謂、揺れ残りの問題も生じ難くなる。

［第２の実施形態に係る鉄骨梁接合構造］
次に、図５を参照して、第２の実施形態に係る鉄骨梁接合構造の一例を説明する。ここで、図５は、第２の実施形態に係る鉄骨梁接合構造を示す縦断面図であり、第１の実施形態に係る鉄骨梁接合構造を示す図４に対応した図である。鉄骨梁接合構造１０Ａは、断面寸法の異なるＩ形鋼もしくはＨ形鋼からなる鉄骨大梁１と鉄骨小梁３Ａの接合構造である。例えば、鉄骨大梁１には、梁成Ｈ×フランジ幅Ｂ（Ｈｍｍ×Ｂｍｍ）として２５０×１２５の形鋼が適用され、鉄骨小梁３Ａには、２００×１２５の断面寸法の形鋼が適用される形態を挙げることができる。

鉄骨大梁１の上方のフランジ１１と鉄骨小梁３Ａの上方のフランジ３１が同一高さレベルに位置決めされ、従って、鉄骨小梁３Ａの下方のフランジ３２は鉄骨大梁１の下方のフランジ１２から梁成差ｔだけ上方の位置にある。例えば、建物の上階の床を鉄骨大梁１とは梁成の異なる鉄骨小梁３Ａが支持する場合における、鉄骨梁接合構造である。

鉄骨大梁１と鉄骨小梁３Ａの上方のフランジ１１，３１間の隙間Ｇには、鉄骨梁接合構造１０にて既に説明したのと同様に、ボルト固定手段７により、楔５を構成する楔片５１が所望深度まで挿入されている。

一方、鉄骨大梁１において、鉄骨小梁３Ａの下方のフランジ３２に対応する位置であって、ガセットプレート４の左右位置には、このフランジ３２と隙間Ｇを備えた状態で鋼製プレートからなる水平リブ１４が隅肉溶接等にて固定されている。そして、鉄骨小梁３Ａの下方のフランジ３２と水平リブ１４の間の隙間Ｇにおいて、楔５を構成する楔片５１が所望深度まで入り込んでいる。

このように、梁成の異なる鉄骨大梁１と鉄骨小梁３Ａの接合構造においては、一般には梁成の高い鉄骨大梁１における、鉄骨小梁３Ａの下方のフランジ３２に対応する位置に該フランジ３２と隙間Ｇを備えた状態で水平リブ１４を設けておく。そして、この隙間Ｇを介して楔片５１を所望深度まで入り込ませることにより、上下の楔５とボルト固定手段７にて鉄骨大梁１と鉄骨小梁３Ａの接合部の回転剛性が高められた鉄骨梁接合構造１０Ａを形成することができる。

ここで、水平リブ１４は、水平ブレースの取付け部としても併用することができる。例えば、図１において、鉄骨大梁１と鉄骨小梁３で囲まれた平面視矩形の枠内に水平ブレースをクロスさせた姿勢で配設することにより、平面架構内での水平剛性が高められ、さらには、この水平ブレースによっても鉄骨大梁１の芯ずれの調整を行うことができる。

なお、図示例とは異なり、鉄骨大梁１の下方のフランジ１２と鉄骨小梁３Ａの下方のフランジ３２を同一高さレベルに揃え、鉄骨大梁１における、鉄骨小梁３Ａの上方のフランジ３１に対応する位置に該フランジ３１と隙間Ｇを備えた状態で水平リブ１４を設けておき、上下の楔５とボルト固定手段７にて回転剛性が高められた鉄骨梁接合構造であってもよい。例えば、外壁側に位置する階間の鉄骨大梁に対し、外側に張出すバルコニー床梁をガセットプレートを介して固定する場合には、このように下フランジの高さレベルを揃えた鉄骨梁接合構造が好適である。

［さらに他の実施形態に係る鉄骨梁接合構造］
図示を省略するが、さらに他の実施形態に係る鉄骨梁接合構造もある。鉄骨梁接合構造１０，１０Ａでは、鉄骨大梁１と鉄骨小梁３，３Ａの接合部において、上下の楔５とボルト固定手段７にて回転剛性が高められた接合構造である。これに対して、鉄骨大梁１と鉄骨小梁３，３Ａの接合部において、上方もしくは下方のいずれか一方にのみ楔５とボルト固定手段７を設けた接合構造であっても、楔５とボルト固定手段７を全く有さない接合構造に比べて回転剛性の高い接合構造を提供することが可能になる。

この種の接合構造は、鉄骨大梁１と鉄骨小梁３の接合部において、鉄骨大梁１の長手方向を回転軸とした際に、時計周りと反時計周りのいずれか一方のみの回転剛性を高めることで必要十分な接合構造に好適である。例えば、図４において、上方の楔５とボルト固定手段７のみを備えた接合構造や、下方の楔５とボルト固定手段７のみを備えた接合構造が挙げられる。また、図５においては、上方の楔５とボルト固定手段７のみを備えた接合構造が挙げられ、この場合には、水平リブ１４の取付けは不要となる。また、図５において、下方の楔５とボルト固定手段７のみを備えた接合構造であってもよい。

［振動実験とその結果について］
本発明者等は、鉄骨小梁を二点支持させた試験体を製作し、鉄骨小梁の中央位置に球体を自由落下させて鉄骨小梁に振動を生じさせ、この振動変位の時刻歴波形を測定する実験を行った。

＜実験概要＞
図６は、振動実験の実験概要を説明する図である。梁成が２００ｍｍ、長さ３６４０ｍｍのＩ形鋼からなる鉄骨小梁の両端を、梁成が２５０ｍｍのＩ形鋼からなる鉄骨大梁に溶接されたガセットプレートにボルト接合させ、試験体のベース構成を製作した。鉄骨大梁のうち、鉄骨小梁の下方のフランジに対応する位置には水平リブを溶接にて固定している。

実施例は、図示するように、鉄骨大梁と鉄骨小梁の上方のフランジ間の隙間と、鉄骨小梁の下方のフランジと水平リブの間の隙間の双方に楔を挿入し、ボルト固定手段を備えた試験体である。鉄骨小梁の中央の下フランジには、振動計測装置（振動ピックアップ）を設置した。

一方、比較例は、楔とボルト固定手段を一切備えていない試験体であり、従来一般のガセットプレートを介してボルト接合される鉄骨大梁と鉄骨小梁の試験体（上記するベース構成のみからなる試験体）である。

鉄骨小梁に落下させる球体は、シリコンゴム製であり、外径が２００ｍｍ程度で質量が３ｋｇ程度の球体である。この球体を、鉄骨小梁の中央の上フランジに対し、高さ１ｍの位置から自由落下させ、実施例および比較例の各試験体を構成する鉄骨小梁に振動を生じさせ、それぞれの振動の変位時刻的波形を振動計測装置で計測した。なお、この球体の自由落下により、鉄骨小梁には１５００Ｎ程度かそれ以上の衝撃力が付与される。

＜実験結果＞
図７は、実施例及び比較例に関する振動実験結果を示す、鉄骨小梁の時刻歴変位波形を示す図である。図７より、実施例と比較例を比較すると、比較例に対して実施例の振動減衰性が高いことが明らかであり、揺れ残りが改善されることが実証されている。

また、振動振幅に関しては、振動発生後から僅かの時間で、実施例の振幅は比較例の振幅の半分以下に抑制されることが実証されている。実際には、比較例の振動減衰率が２％であったのに対して、実施例の振動減衰率は４％と性能が改善することが特定されている。

このように、本振動実験により、本実施形態に係る鉄骨梁接合構造による振動抑制効果が実証されており、揺れ残りと振動振幅の双方を低減できることが分かった。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１：鉄骨大梁、１１，１２：フランジ、１３：ウエブ、１４：水平リブ、２：角形鋼管柱、３，３Ａ：鉄骨小梁、３１，３２：フランジ、３３：ウエブ、４：ガセットプレート、５：楔、５１：楔片、５２：固定片、６：ボルト、７：ボルト固定手段、１０，１０Ａ：鉄骨梁接合構造、Ｇ：隙間

Claims (6)

1. ともにウエブとフランジを有する鉄骨大梁と鉄骨小梁の鉄骨梁接合構造であって、
   前記鉄骨大梁にガセットプレートが固定されており、該ガセットプレートと前記鉄骨小梁の前記ウエブがボルト接合されて、該鉄骨大梁と該鉄骨小梁の双方の上方もしくは下方の少なくともいずれか一方のフランジ同士が同一の高さレベルで隙間を備えた状態で並んでおり、
   前記隙間に楔が配設されていることを特徴とする、鉄骨梁接合構造。
2. 前記鉄骨大梁と前記鉄骨小梁のそれぞれの上方および下方の前記フランジ同士がともに同一高さレベルにあり、上下の該フランジ間の前記隙間のそれぞれに前記楔が配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の鉄骨梁接合構造。
3. 前記鉄骨大梁と前記鉄骨小梁のそれぞれの上方および下方のいずれか一方の前記フランジ同士が同一高さレベルにあり、高さレベルの異なる前記鉄骨小梁のフランジに対応する前記鉄骨大梁のウエブ位置に該フランジと隙間を備えた状態で水平リブが固定され、
   前記フランジ間の前記隙間、及び、前記フランジと前記水平リブの間の前記隙間のそれぞれに前記楔が配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の鉄骨梁接合構造。
4. 前記楔は、ボルト固定手段を介して前記鉄骨小梁にボルト固定される固定片と、該固定片から屈曲して前記隙間に入り込んでいる楔片と、を有していることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の鉄骨梁接合構造。
5. 前記固定片の中央位置から等距離の左右二箇所にそれぞれ前記楔片を有しており、前記鉄骨小梁の前記ウエブに前記固定片の前記中央位置が位置決めされていることを特徴とする、請求項４に記載の鉄骨梁接合構造。
6. 前記ボルト固定手段により、前記隙間への前記楔片の挿入深度が調整され、該挿入深度の調整により、前記鉄骨小梁が接合する二本の鉄骨大梁間の隙間が調整されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の鉄骨梁接合構造。

Images