JP2020002561A - 柱梁接合構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】鋼管柱どうしの接合部において梁を容易に結合できるとともに、部品点数や加工数も少なく、さらに、外壁等にも干渉しない柱梁接合構造を提供する。【解決手段】上下の鋼管柱11,12の鋼管接合部13において、上の鋼管柱11に下の鋼管柱12が挿入され、上の鋼管柱11の下端部および下の鋼管柱12の上端部に、鋼管柱11,12の軸方向と交差する第一の径方向に延び、かつ、鋼管柱11,12の径または辺長より長い鋼材15を貫通可能な貫通孔11a,12aが同軸に設けられ、貫通孔11a,12aに鋼材15が貫通され、鋼管柱11,12から突出する鋼材15の両端部に梁20が固定され、鋼管柱11,12の内部に充填材23が充填・固化されているので、鋼管柱どうしの接合部において梁を容易に結合できるとともに、部品点数や加工数も少なく、さらに、外壁等にも干渉しない。【選択図】図2

Description

本発明は、柱梁接合構造に関する。
柱梁接合構造の例として特許文献1〜3に記載ものが知られている。
特許文献1に記載の柱梁接合構造は、鋼管柱にH形鋼梁を外ダイアフラムにより接合してなるもので、外ダイアフラムを複数に分割した分割ダイアフラムにおける梁プレートをH形鋼梁におけるフランジに取り付けるとともに、梁プレートの端部に設けられた柱プレートを鋼管柱に当接させ、分割ダイアフラム間の接合面を鋼管柱のコーナー部近傍に配置することにより、鋼管柱の各柱面に、一の分割ダイアフラムにおける柱プレートのみが当接するようにボルト、ナットを介して互いに締め付け固定している。
特許文献2に記載の柱梁接合構造は、鋼管柱に、この鋼管柱の外径より大きな内径を有する鋼管ソケットを挿通し、鋼管ソケットにH形断面梁を接合するとともに、コンクリート充填した鋼管柱と鋼管ソケット間の隙間に充填材を充填・固化させ、鋼管ソケットに接合金物またはエンドプレートを介してH形断面梁を引張ボルト接合している。
特許文献3に記載の柱梁接合構造は、接合しようとする鋼管柱端に沿わせて該鋼管柱の外周面から外側に突出するようなエンドプレートを溶接し、エンドプレートの左右端相互間は縦の凹溝となるものであり、このエンドプレート同士が上下に接合するように鋼管柱端相互を合わせ、これら上下に並列するエンドプレートの合併収納凹部を内側に形成したカバープレートを鋼管柱端相互でかつエンドプレートの左右端相互に跨がるように外側から当て、鋼管柱を貫通する長締めボルトで対向するカバープレート相互を締結している。
特開2017−206823号公報 特開2005−248623号公報 特許第2626936号公報
しかしながら、特許文献1に記載の柱梁接合構造は、柱どうしの接合部以外の柱の所定の部位に梁を外ダイアフラムによって固定しているものであり、当該特許文献1には、柱どうしの接合部において梁を結合することについては記載されていない。
また、特許文献1に記載の柱梁接合構造では、柱面よりも外壁側に外ダイアフラムが突出し、さらに分割ダイアフラム間の接合面が略同一高さの平面上に大きく膨らんでしまい、外壁等と干渉してしまう、という問題がある。
また、特許文献2に記載の柱梁接合構造では、鋼管柱と鋼管ソケットの間にずれ止めを配置し、さらに鋼管ソケットに梁材を引張ボルト接合しており、部材点数や加工数が増加する、という問題がある。
さらに、特許文献3に記載の柱梁接合構造は、柱どうしを接合するものであり、当該特許文献3には、柱と梁の接合構造については記載されていない。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、鋼管柱どうしの接合部において梁を容易に結合できるとともに、部品点数や加工数も少なく、さらに、外壁等にも干渉しない柱梁接合構造を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の柱梁接合構造は、上の鋼管柱の下端部と下の鋼管柱の上端部との鋼管接合部に梁を接合してなる柱梁接合構造であって、
少なくとも前記鋼管接合部において、前記上の鋼管柱の下端部の径または辺長と前記下の鋼管柱の上端部の径または辺長とが異なっており、
前記前記鋼管接合部が、前記下の鋼管柱に前記上の鋼管柱を挿入または外挿することによって構成され、
前記鋼管接合部において、前記上の鋼管柱の下端部および前記下の鋼管柱の上端部に、これら鋼管柱の軸方向と交差する第一の径方向に延び、かつ、前記鋼管柱の径または辺長より長い鋼材を貫通可能な貫通孔が第一の径方向に同軸に設けられ、
前記貫通孔に前記鋼材が貫通され、前記鋼管柱から突出する前記鋼材の両端部に前記梁が固定され、
前記鋼管柱の内部に充填材が充填・固化されていることを特徴とする。
本発明においては、上下の鋼管柱の鋼管接合部において、両鋼管柱に第一の径方向に同軸に設けられた貫通孔に鋼管柱の径または辺長より長い鋼材が貫通され、鋼管柱から突出する鋼材の両端部に梁が固定されているので、鋼管柱どうしの接合部において梁を容易に結合できるとともに、部品点数や加工数も少なく、さらに、外ダイアフラムが無いので外壁等にも干渉しない。
また、この鋼管接合部において鋼管柱に設けられた貫通孔に鋼材が貫通され、この鋼材の両端部に梁が固定されているので、梁結合のためのアンカー効果、上下の鋼管柱の抜け出し防止効果、並びに上下の鋼管柱の高さ維持機能を得ることができる。
さらに、上下の鋼管柱の鋼管接合部では、上下の鋼管柱の周壁が重なっているため、上下の鋼管柱に貫通孔を設けても、鋼管柱が重なっていない場合に比して断面欠損が部材性能に与える影響は少なく、断面性能を安定確保できる。また、鋼管柱の内部が充填材によって充填・固化されているため、柱としての性能を向上させることができる。
また、本発明の前記構成において、前記鋼管接合部において、一方の鋼管柱の鋼管接合部における鋼管端部の径または辺長が一定の割合で管端に向かって縮管されるとともに、他方の鋼管柱の鋼管接合部における鋼管端部の径または辺長も前記一方の鋼管柱と同一の割合で管端に向かって拡管されており、
前記鋼管接合部が、前記一方の鋼管柱の上端部に前記他方の鋼管柱の下端部を挿入または外挿することによって構成され、
挿入される前記鋼管柱の外周面と外挿する前記鋼管柱の内周面とが密接していてもよい。
このような構成によれば、鋼管どうしの鋼管接合部において前記上の鋼管柱の下端部と前記下の鋼管柱の上端部とが同じ割合で勾配を有するため、押し込んで密接させるだけで支圧や摩擦が作用し、容易に鋼管どうしを接合することができる。
また、本発明の前記構成において、前記鋼管接合部において、一方の鋼管柱の鋼管端部の径または辺長が一定の割合で管端に向かうほど小径となるように縮径され、
前記鋼管接合部が、前記一方の鋼管柱の縮径された鋼管端部を、ストレート形状である他方の鋼管柱の管端開口へ挿入することによって構成されていてもよい。
このような構成によれば、一方の鋼管柱の縮径された鋼管端部が、径または辺長の異なる他方の鋼管柱の管端開口から挿入または外挿されるので、一方の鋼管柱を他方の鋼管柱に容易に差し込むことができるとともに、一度接合した上下の鋼管柱を容易に外すこともできる。
また、本発明の前記構成において、前記梁がプレキャスト鉄筋コンクリート梁であり、
このプレキャスト鉄筋コンクリート梁に設けられた挿入孔に前記鋼材の端部が挿入され、
前記プレキャスト鉄筋コンクリート梁の端部と前記鋼管柱の外周部との間および前記挿入孔の内周面と前記鋼材との間に充填材が充填・固化されていてもよい。
このような構成によれば、プレキャスト鉄筋コンクリート梁の端部と鋼管柱の外周部との間および挿入孔の内周面と鋼材との間に充填材が充填・固化されているので、鋼管柱とプレキャスト鉄筋コンクリート梁とを一体化して、強固な柱梁接合構造とすることができる。
また、本発明の前記構成において、前記梁が鉄骨梁であり、
前記接合部において前記鋼管柱の外周部に、ベースプレートが密接して設けられ、前記鋼材の端部が前記ベースプレートに締結されることで当該ベースプレートが前記鋼管柱の外周部に固定され、
前記ベースプレートに前記鉄骨梁が固定されていてもよい。
このような構成によれば、接合部において鋼管柱の外周部に密接して設けられたベースプレートに鋼材の端部が締結されることによって、ベースプレートを鋼管柱の外周部に固定でき、この固定されたベースプレートに鉄骨梁が固定されているので、鉄骨梁を鋼管柱の接合部に強固に固定でき、強固な柱梁接合構造とすることができる。
本発明によれば、鋼管柱どうしの接合部において梁を容易に結合できるとともに、部品点数や加工数も少なく、さらに、外ダイアフラムが無いので外壁等にも干渉しない
本発明の第1の実施の形態を示すもので、(a)は上下の鋼管柱の要部の縦断面図、(b)は同、接合部の平断面図である。 同、梁柱接合構造の平断面図である。 同、梁柱接合構造の縦断面図である。 同、(a)はプレキャスト鉄筋コンクリート梁の第1変形例を示す正断面図、(b)はプレキャスト鉄筋コンクリート梁の第2変形例を示す正断面図である。 本発明の第2の実施の形態を示すもので、梁柱接合構造の平断面図である。 同、梁柱接合構造の縦断面図である。 第1および第2の実施の形態において使用される鋼管柱の変形例を示す縦断面図である。
以下、図面を参照して本発明に係る柱梁接合構造の実施の形態について説明する。
(第1の実施の形態)
図1〜図3は第1の実施の形態を示すもので、図1(a)は上下に接合された上下の鋼管柱の縦断面図、図1(b)は鋼管柱の鋼管接合部における平断面図、図2は柱梁接合構造の平断面図、図3は柱梁接合構造の縦断面図である。
本実施の形態では、図1に示すような鋼管柱において、上の鋼管柱11と下の鋼管柱12とが、管端部分を拡管・縮管加工して接合部を成型し、下の鋼管12に上の鋼管11を挿入または外挿し、自重あるいはハンマー等で打設して規定の接合長まで押し込むことで、両管が支圧接合および摩擦接合されるものである。この接合されている部分が鋼管接合部13とされている。鋼管11,12の管端部分を拡管加工または縮管加工する場合は鋼管断面が円形であることが好適である。
本実施の形態では、上の鋼管柱11の下端部が下方に向かうにしたがって拡径されるとともに、下の鋼管柱12の上端部が上方に向かうにしたがって縮径され、さらに、両鋼管柱11,12は同軸に配置されている。また、上の鋼管柱11の内周面と下の鋼管柱12の外周面とは、両鋼管柱11,12の中心軸に対して同角度で傾斜している。
したがって、上の鋼管柱11の下端部に、下の鋼管柱12の上端部を挿入し、ハンマー等で上の鋼管柱11を下方に向けて打設して規定の接合長まで押し込むことによって、上下の鋼管柱11,12はそれらの内周面と外周面がほぼ隙間なく密着して接合される。また、鋼管接合部13の軸方向の長さ(接合長)は、上下の鋼管柱11,12の内周面と外周面の軸方向における長さによって決まる。
なお、鋼管柱11,12の中心軸に対する上の鋼管柱11の内周面(下の鋼管柱12の外周面)の断面勾配は1/150となっている。したがって、上の鋼管柱11の下端部の内周面は下方に行くにしたがって、1/150の勾配で拡径し、下の鋼管柱12の上端部の外周面は上方に行くにしたがって、1/150の勾配で縮径している。
また、下の鋼管柱12は、上端部の所定の位置で所定の角度で縮径されてなるくびれ部12kを有しており、このくびれ部12kより上端部が上の鋼管柱11の下端部に挿入されている。このように下の鋼管柱12はくびれ部12kを有するので、当該くびれ部12kより下側の鋼管柱12の外径は、上の鋼管柱11の外径より大きくなっている。
また、鋼管接合部13において、上の鋼管柱11の下端部および下の鋼管柱12の上端部に、これら鋼管柱11,12の軸方向と直交(交差)する第一の径方向(図1(a)および図1(b)では左右方向)に延び、かつ、鋼管柱11の下端部の径または辺長より長い鋼材15(図2および図3参照)を貫通可能な貫通孔11a,12aが同軸に設けられている。
すなわち、図1(a)に示すように、鋼管接合部13の軸方向略中央部において、鋼管柱11の周壁には左右一対の貫通孔11a,11aが第一の径方向に同軸に設けられ、鋼管柱12の周壁には左右一対の貫通孔12a,12aが第一の径方向に同軸に設けられている。さらに、貫通孔11a,11a,12a,12aは同軸に配置されるとともに、同径となっている。
また、図1(b)に示すように、貫通孔11a,11a,12a,12aは、鋼管柱11,12の中心から第二の径方向(図1(b)では上下方向)に離間したそれぞれの部位において第一の径方向において同軸に配置されている。
また、図1(a)に示すように、鋼管接合部13の下端部にも、同様にして貫通孔11a,11a,12a,12aが同軸に配置され、さらに、貫通孔11a,11a,12a,12aは、鋼管柱11,12の中心から第二の径方向(図1(b)では上下方向)に離間したそれぞれの部位において第一の径方向において同軸に配置されている。
したがって、鋼管柱11には合計8個の貫通孔11aが設けられ、鋼管柱12にも合計8個の貫通孔12aが設けられている。また、本実施の形態では鋼管柱11,12にそれぞれ8個の貫通孔を設けたが、例えば、それぞれ12個や16個のように貫通孔が増えて設けられてもよい。
なお、本実施の形態では鋼管柱11,12にその鋼管接合部13において梁を一直線状に接合するために、上述したような貫通孔11a,11a,12a,12aを設けたが、鋼管接合部13において十字状に梁を接合する場合、鋼管柱11,12の周壁において、同様の貫通孔11a,11a,12a,12aを鋼管柱11,12の中心に対して周方向90度、点対称な位置(第二の径方向)に同軸に設ければよい。
このような接合された鋼管柱11,12の鋼管接合部13において、図2および図3に示すように、貫通孔11a,11a,12a,12aに鋼材15が挿通されている。
すなわち図2に示すように、同軸に配置された1組の貫通孔11a,11a,12a,12aは鋼管柱11,12の第二の径方向(図2において上下方向)に離間して一対設けられているので、それぞれの貫通孔11a,11a,12a,12aに鋼材15が挿通されている。つまり、図2において平面上で2本の鋼材15がそれぞれ第一の径方向に同軸に配置された一対の貫通孔11a,11a,12a,12aに挿通されている。
また、図3に示すように、同軸に配置された1組の貫通孔11a,11a,12a,12aは、鋼管柱11,12の軸方向(図3において上下方向)に離間して一対設けられているので、それぞれの貫通孔11a,11a,12a,12aに鋼材15が挿通されている。つまり、図3において断面上で2本の鋼材15がそれぞれ同軸に配置された一対の貫通孔11a,11a,12a,12aに挿通されている。
したがって、鋼管柱11,12の鋼管接合部13においては、合計4本の鋼材15がそれぞれ同軸に配置された貫通孔11a,11a,12a,12aに挿通されている。
鋼材15は例えば断面円形に形成された鉄筋15であり、その長さは鋼管柱11,12の鋼管接合部13の下端の径または辺長より十分に長くなっており、鋼材15の両端部はそれぞれ鋼管柱11,12から外側に突出している。鋼管柱11,12の鋼管接合部13において、上側の2本の鋼材15,15は互いに平行でかつ同高さ位置に配置され、下側の2本の鋼材15,15も互いに平行でかつ同高さ位置に配置されている。
また、上側の2本の鋼材15,15の直下に下側の2本の鋼材15,15が配置されており、上側の2本の鋼材15,15と、下側の2本の鋼材15,15とは平行に配置されている。
上側と下側の合計4本の鋼材15の鋼管柱11,12から突出している両端部にはそれぞれ梁20が固定されている。
すなわち、梁20は工場等で予め製作されたプレキャスト鉄筋コンクリート梁20であり、断面矩形状に形成されている。プレキャスト鉄筋コンクリート梁20,20は鋼管柱11,12の鋼管接合部13を挟んで対向配置されており、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20,20の鋼管接合部13側を向く端面20aには、予め4つの挿入孔20bが上述した4本の鋼材15の軸線に沿って設けられている。つまり、4つの挿入孔20bは4本の鋼材15と同軸に配置されている。また、挿入孔20bの内径は鋼材15の直径より大きくなっている。
なお、挿入孔20bの数は挿入される鋼材の本数に応じて増減させても良い。
そして、鋼管柱11,12から突出している4本の鋼材15の両端部は、それぞれプレキャスト鉄筋コンクリート梁20の挿入孔20bに挿入されている。この状態において、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の端面20aは、鋼管柱11の外周面から所定距離だけ離間している。
また、挿入孔20bの内周面と鋼材15との間には、モルタルやコンクリート等の充填材21が充填・固化されている。これによって、鋼材15の両端部とプレキャスト鉄筋コンクリート梁20とが一体化されて強固に結合されている。
なお、挿入孔20bの内周面と鋼材15との間に充填材21を充填する場合、挿入孔20bに予め充填材21を所定量だけ充填しておき、充填材21が充填された挿入孔20bに鋼材15を挿入することによって、挿入孔20bの内周面と鋼材15との間に充填材21を容易に充填できる。
また、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の端面20aと鋼管柱11の外周面との間には、モルタルやコンクリート等の充填材22が充填・固化されている。充填材22を充填する場合、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の端面20aの下端と、鋼管柱12の外周面との間に型枠を設置したうえで、前記端面20aの上端と鋼管柱11の外周面との間から充填材22を充填すればよい。さらに、この充填材22は、前記貫通孔11a,12aの内径面と鋼材15との間にも侵入して当該間に充填・固化される。
また、鋼管柱11,12の内部にもモルタルやコンクリート等の充填材23が充填・固化されている。
このように、充填材21,22,23を充填・固化されることによって、鋼管柱11,12、鋼材15およびプレキャスト鉄筋コンクリート梁20が一体化された柱梁接合構造となる。
本実施の形態によれば、上下の鋼管柱11,12の鋼管接合部13において、両鋼管柱11,12に同軸に設けられた貫通孔11a,12aに鋼管柱11,12の鋼管接合部13の下端部の径または辺長より長い鋼材15が貫通され、鋼管柱11,12から突出する鋼材15の両端部にプレキャスト鉄筋コンクリート梁20が固定されているので、鋼管柱11,12どうしの鋼管接合部13においてプレキャスト鉄筋コンクリート梁20を容易に結合できるとともに、部品点数や加工数も少なく、さらに、外ダイアフラムが無いため外壁等にも干渉しない。
また、鋼管端部が一定の割合で拡管および縮管された鋼管柱11,12の鋼管接合部13が挿入または外挿されて支圧接合および摩擦接合によって構成され、この鋼管接合部13において鋼管柱11,12に設けられた貫通孔11a,12aに鋼材15が貫通され、この鋼材15の両端部にプレキャスト鉄筋コンクリート梁20が固定されているので、梁結合のためのアンカー効果、上下の鋼管柱11,12の抜け出し防止効果、並びに上下の鋼管柱11,12の高さ維持機能を得ることができる。
さらに、上下の鋼管柱11,12の鋼管接合部13では、鋼管柱11,12の周壁が重なっているため、鋼管柱11,12に貫通孔11a,12aを設けても、鋼管柱が重なっていない場合に比して断面欠損による部材性能に与える影響が少なく、断面性能を安定確保できる。また、鋼管柱11,12の内部が充填材23によって充填・固化されているため、柱としての性能を向上させることができる。
加えて、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の端面20aと鋼管柱11の外周面との間および挿入孔20bの内周面と鋼材15との間に充填材21,22が充填・固化され、さらに、鋼管柱11,11の内部にも充填材23が充填・固化されているので、鋼管柱11,12とプレキャスト鉄筋コンクリート梁20とを一体化して、強固な柱梁接合構造とすることができる。
なお、本実施の形態では、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20に鋼材15の端部を挿入するために、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の端面20aに挿入孔20bを設けけたが、これに代えて、例えば図4(a)に示すように、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の下面に上下に延在するとともに、端面20a(図2および図3参照)に開口し、さらに溝幅が鋼材15の直径より大きな溝20d,20dをプレキャスト鉄筋コンクリート梁20の厚さ方向(図4(a)において左右方向)に離間して設けておき、このようなプレキャスト鉄筋コンクリート梁20を鋼材15の上方から降ろして、溝20d,20dに鋼材15,15を挿入してもよい。この場合、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の下面に型枠28を設置したうえで、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の側面に設けられている充填孔20c,20cから充填材21を溝20d,20dに充填すればよい。
また、図4(b)に示すように、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の一方の側面に左右に延在するとともに、端面20a(図2および図3参照)に開口し、さらに溝幅が鋼材15の直径より大きな溝20e,20eをプレキャスト鉄筋コンクリート梁20の上下方向に離間して設けておき、このようなプレキャスト鉄筋コンクリート梁20を鋼材15の横から移動させて、溝20e,20eに鋼材15,15を挿入してもよい。この場合、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の一方の側面側から充填材21を溝20e,20eに充填すればよい。
また、本実施の形態では、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20の端面20aと鋼管柱11の外周面との間に、充填材22が充填・固化されているが、これに代えて、後述の第2の実施の形態におけるベースプレート本体32(図5および図6参照)を設けてもよい。
(第2の実施の形態)
図5および図6は第2の実施の形態を示すもので、図5は柱梁接合構造の平断面図、図6は柱梁接合構造の縦断面図である。
第2の実施の形態が第1の実施の形態と主に異なる点は、梁として、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20に代えて、鉄骨梁30を使用した点であるので、以下ではこの点について説明し、第1の実施の形態と同一構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
まず、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に鋼管端部が一定の割合で拡管および縮管された上下の鋼管柱11,12を備え、当該鋼管柱11,12の上下端部が鋼管接合部13において挿入または外挿されて支圧接合および摩擦接合によって接合されている。また、鋼管柱11,12には、第1の実施の形態と同様に、貫通孔11a,12aが同軸に設けられている。
鋼管柱11,12の鋼管接合部13において、図5および図6に示すように、貫通孔11a,11a,12a,12aに鋼材25が挿通されている。
すなわち図5に示すように、同軸に配置された貫通孔11a,11a,12a,12aは鋼管柱11,12の第二の径方向(図5において上下方向)に離間して3組設けられている。鋼管柱11,12の鋼管接合部13には、図5において第二の径方向略中央部において同軸(鋼管柱11,12の中心を第一の径方向に通る軸と同軸)に配置された貫通孔11a,11a,12a,12aと、図5の第二の径方向上部において同軸(鋼管柱11,12の中心を避けて第一の径方向に通る軸と同軸)に配置された貫通孔11a,11a,12a,12aと、図5の第二の径方向下部において同軸(鋼管柱11,12の中心を避けて第一の径方向に通る軸と同軸)に配置された貫通孔11a,11a,12a,12aとの3組が設けられている。そして、図5において3本の鋼材25がそれぞれ同軸に配置された3組の貫通孔11a,11a,12a,12aに挿通されている。
また、図6に示すように、同軸に配置された貫通孔11a,11a,12a,12aは、鋼管柱11,12の軸方向(図6において上下方向)に離間して一対設けられており、それぞれの貫通孔11a,11a,12a,12aに鋼材25が挿通されている。つまり、図6において2本の鋼材25がそれぞれ同軸に配置された一対の貫通孔11a,11a,12a,12aに挿通されている。
したがって、鋼管柱11,12の鋼管接合部13においては、合計6本の鋼材25がそれぞれ同軸に配置された貫通孔11a,11a,12a,12aに挿通されている。
鋼材25は例えば断面円形に形成された長ボルトであり、その長さは鋼管柱11,12の鋼管接合部13の下端部の径または辺長より長くなっており、鋼材25の両端部はそれぞれ鋼管柱11,12から外側に突出している。鋼管柱11,12の鋼管接合部13において、上側の3本の鋼材25は互いに平行でかつ同高さ位置に配置され、下側の3本の鋼材25も互いに平行でかつ同高さ位置に配置されている。
また、上側の3本の鋼材25の直下に下側の3本の鋼材25が配置されており、上側の3本の鋼材25と、下側の3本の鋼材25とは平行に配置されている。
また、鋼材25,25の少なくとも両端部には、それぞれ図示しない雄ねじ部が形成されている。
上側と下側の合計6本の鋼材25の鋼管柱11,12から突出している両端部にはそれぞれ梁30が固定されている。
すなわちまず、梁30は鉄骨梁30であり、上下のフランジ30a,30aと、これらフランジ30a,30aを繋ぐウェブ30bとによって構成されている。
また、鋼管柱11,12の鋼管接合部13において鋼管柱11の外周部に、ベースプレート31が密接して設けられている。
すなわちまず、ベースプレート31は例えば鋼材等によって形成されたものであり、ベースプレート本体32と、添接プレート33とを備えている。
ベースプレート本体32は、図6に示すように、縦断面形状がテーパーを有する略矩形状に形成され、図5に示すように、鋼管断面が円形の場合は、鋼管柱11側を向く接合面32aが凹曲面となっている。この接合面32aは鋼管接合部13における鋼管柱11の外周面の一部に密着可能な曲面となっている。
また、ベースプレート本体32には、複数の貫通孔32cが設けられている。貫通孔32cは接合面32aと、この接合面32aと対向している平坦面32bとの間に設けられている。
貫通孔32cは、図5に示すように、鋼管柱11,12の第一の径方向(図5において上下方向)に離間して3個設けられ、これら3個の貫通孔32cは前記貫通孔11a,11a,12a,12aと同軸に配置されている。また、貫通孔32cは、図6に示すように、鋼管柱11,12の軸方向(図6において上下方向)に離間して一対設けられている。
また、添接プレート33はL形に形成されており、その一片33aがベースプレート本体32の平坦面32bに当接され、他片33bが鉄骨梁30のフランジ30aに当接されている。図5に示すように、一片33aの幅は平坦面32bの幅より若干短く、他片33bの幅はフランジ30aの幅とほぼ等しくなっている。
添接プレート33の一片33aには、貫通孔33cが一片33aの幅方向に所定間隔で3個設けられている。この3個の貫通孔33cは前記3個の貫通孔32cと同軸に配置されている。
そして、前記貫通孔11a,11a,12a,12a、貫通孔32cおよび貫通孔33cに鋼材25を挿通し、その両端部の雄ねじ部にナット25aを螺合して締め付けることによって、左右一対のベースプレート本体32,32が添接プレート33,33によって鋼管柱11に向けて押圧され、ベースプレート本体32,32の接合面32a,32aが鋼管柱11の外周面に密接する。これによって、ベースプレート31が鋼管柱11の外周面に密接して設けられるとともに強固に固定されている。
また、添接プレート33の他片33bは鉄骨梁30のフランジ30aに当接されており、当該他片33bとフランジ30aとにボルト40が挿通され、ナット40aを螺合して締め付けることによって、他片33bとフランジ30aが強固に接合されている。なお、他片33bとフランジ30aには、予めボルト挿通孔を設けておくが、このボルト挿通孔の個数や位置、つまりボルト40の個数や位置は設計によって適宜設定される。
本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることできる他、鋼管接合部13において鋼管柱11の外周面に密接した設けられたベースプレート31に鋼材25の端部が締結されることによって、ベースプレート31を鋼管柱11の外周面に固定でき、この固定されたベースプレート31に鉄骨梁30が固定されているので、鉄骨梁30を鋼管柱11,12の鋼管接合部13に強固に固定でき、強固な柱梁接合構造とすることができる。
なお、第1および第2の実施の形態では、鋼管端部が一定の割合で拡管および縮管された上下の鋼管柱11,12を挿入または外挿されることで支圧接合および摩擦接合によって接合したが、これに代えて上下の鋼管柱11,12を他の接合構造によって接合してもよい。
例えば、図7に示すように、第1および第2の実施の形態と同様に、下の鋼管柱12の上端部が上方に向かうにしたがって小径となるように縮径されているが、上の鋼管柱11はストレート形状となっている。そして、下の鋼管柱12の縮径された上端部が、上の鋼管柱11の下端開口から挿入されており、下の鋼管柱12の上端部は上に行くほど、上の鋼管柱11の内周面から離間している。
また、上下の鋼管柱11,12には、鋼管柱11,12の第一の径方向に同軸な貫通孔11b,12bが設けられている。貫通孔11b,12bは、鋼管柱11,12の周方向において所定間隔で複数(例えば4個)設けられ、鋼管柱11,12の軸方向にも所定間隔で複数(例えば2個)設けられている。鋼管柱11,11の鋼管接合部13においては、上述したように鋼材15や鋼材25を挿通するので、貫通孔11b,12bは、鋼材15や鋼材25を挿通する位置を避けて設けられている。
そして、同軸に配置された貫通孔11b,12bにボルト41を挿通してナット41aに螺合して締め付けることによって、上下の鋼管柱11,12が強固に接合されている。なお、鋼管柱12の内周面に予めナット41aを貫通孔12bと同軸に溶接等によって固定しておき、このナット41aにボルト41を螺合して締め付ける。
そして、図示は省略するが、このような鋼管柱11,12の鋼管接合部13において、第1の実施の形態と同様にして、プレキャスト鉄筋コンクリート梁20、または第2の実施の形態と同様にして、鉄骨梁30を結合する。
このような構成によれば、下の鋼管柱12の縮径された上端部が、上の鋼管柱の下端開口から挿入されるので、下の鋼管柱12を上の鋼管柱11に容易に差し込むことができるとともに、ボルト41を取り外すことによって、一度接合した上下の鋼管柱11,12を容易に外すこともできる。
11 上の鋼管柱
12 下の鋼管柱
11a,12a 貫通孔
11b,12b 貫通孔
13 鋼管接合部
15,25 鋼材
20 プレキャスト鉄筋コンクリート梁(梁)
21〜23 充填材
30 鉄骨梁(梁)
31 ベースプレート

Claims (5)

  1. 上の鋼管柱の下端部と下の鋼管柱の上端部との鋼管接合部に梁を接合してなる柱梁接合構造であって、
    少なくとも前記鋼管接合部において、前記上の鋼管柱の下端部の径または辺長と前記下の鋼管柱の上端部の径または辺長とが異なっており、
    前記鋼管接合部が、前記下の鋼管柱に前記上の鋼管柱を挿入または外挿することによって構成され、
    前記鋼管接合部において、前記上の鋼管柱の下端部および前記下の鋼管柱の上端部に、これら鋼管柱の軸方向と交差する第一の径方向に延び、かつ、前記鋼管柱の径または辺長より長い鋼材を貫通可能な貫通孔が第一の径方向に同軸に設けられ、
    前記貫通孔に前記鋼材が貫通され、前記鋼管柱から突出する前記鋼材の両端部に前記梁が固定され、
    前記鋼管柱の内部に充填材が充填・固化されていることを特徴とする柱梁接合構造。
  2. 前記鋼管接合部において、一方の鋼管柱の鋼管接合部における鋼管端部の径または辺長が一定の割合で管端に向かって縮管されるとともに、他方の鋼管柱の鋼管接合部における鋼管端部の径または辺長も前記一方の鋼管柱と同一の割合で管端に向かって拡管されており、
    前記鋼管接合部が、前記一方の鋼管柱の上端部に前記他方の鋼管柱の下端部を挿入または外挿することによって構成され、
    挿入される前記鋼管柱の外周面と外挿する前記鋼管柱の内周面とが密接していることを特徴とする請求項1に記載の柱梁接合構造。
  3. 前記鋼管接合部において、一方の鋼管柱の鋼管端部の径または辺長が一定の割合で管端に向かうほど小径となるように縮径され、
    前記鋼管接合部が、前記一方の鋼管柱の縮径された鋼管端部を、ストレート形状である他方の鋼管柱の管端開口へ挿入することによって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の柱梁接合構造。
  4. 前記梁がプレキャスト鉄筋コンクリート梁であり、
    このプレキャスト鉄筋コンクリート梁に設けられた挿入孔に前記鋼材の端部が挿入され、
    前記プレキャスト鉄筋コンクリート梁の端部と前記鋼管柱の外周部との間および前記挿入孔の内周面と前記鋼材との間に充填材が充填・固化されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の柱梁接合構造。
  5. 前記梁が鉄骨梁であり、
    前記鋼管接合部において前記鋼管柱の外周部に、ベースプレートが密接して設けられ、前記鋼材の端部が前記ベースプレートに締結されることで当該ベースプレートが前記鋼管柱の外周部に固定され、
    前記ベースプレートに前記鉄骨梁が固定されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の柱梁接合構造。
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