JP2020002561A - 柱梁接合構造 - Google Patents

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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