JP2020117966A - Column-beam joint structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、柱と梁を接合する柱梁接合構造に関する。 The present invention relates to a column-beam joint structure that joins a column and a beam.
従来、ノンブラケット形式で鉄骨の柱に鉄骨の梁を接合する際には、梁を柱に溶接して接合する。 Conventionally, when joining a steel beam to a steel column in a non-bracket form, the beam is welded to the column and then joined.
このような柱梁接合構造においては、柱と梁との接合部に応力が集中しやすい。このため、塑性ヒンジ位置を梁の中央側へ移動させる設計が行われることがある。 In such a column-beam joint structure, stress is likely to be concentrated at the joint between the column and the beam. Therefore, a design may be performed in which the plastic hinge position is moved toward the center of the beam.
塑性ヒンジ位置を移動させる構造として、梁の端部における上フランジ及び下フランジに補強板を接合して上フランジ及び下フランジの端部を拡幅する柱梁接合構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a structure for moving the plastic hinge position, a column-beam joint structure is known in which a reinforcing plate is joined to the upper flange and the lower flange at the end of the beam to widen the ends of the upper flange and the lower flange. Reference 1).
しかしながら、このような柱梁接合構造にあっては、梁の上フランジ及び下フランジに補強板を接合しなければならず、梁の加工に多くの手間を要する。 However, in such a column-beam joint structure, a reinforcing plate must be joined to the upper flange and the lower flange of the beam, which requires a lot of time and labor to process the beam.
本発明は、梁の加工手間を低減することができる柱梁接合構造を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a column-beam joint structure that can reduce the labor of beam processing.
態様１は、鋼製の柱と、前記柱に上フランジ及び下フランジが接合されたＨ形鋼により形成された梁と、前記上フランジの上に形成されたコンクリート製の床スラブと、前記下フランジの端部に設けられ、前記柱に接合された拡幅部と、前記上フランジに設けられ、前記床スラブに埋設されたスタッドと、を備えた柱梁接合構造である。 Aspect 1 is a steel column, a beam made of H-shaped steel in which an upper flange and a lower flange are joined to the column, a concrete floor slab formed on the upper flange, and the lower portion. The beam-column joint structure is provided with a widened portion provided at an end of a flange and joined to the column, and a stud provided on the upper flange and embedded in the floor slab.
すなわち、梁を構成する下フランジは、拡幅部によって端部が拡幅され補強される。 That is, the lower flange constituting the beam is reinforced by widening the end portion by the widening portion.
また、梁の上フランジには、スタッドが設けられており、このスタッドは、床スラブに埋設され、梁の上フランジと床スラブとが一体化される。このため、梁に加えられた力は、床スラブを介して柱へ伝達される。このようにして、梁を構成する上フランジは、梁と一体化された床スラブにより端部が補強される。 A stud is provided on the upper flange of the beam, and the stud is embedded in the floor slab, and the upper flange of the beam and the floor slab are integrated. Therefore, the force applied to the beam is transmitted to the column via the floor slab. In this way, the upper flange constituting the beam is reinforced at the end by the floor slab integrated with the beam.
そして、梁の下フランジに設けられた拡幅部及び上フランジと一体化された床スラブとによって梁の端部が補強されることにより、塑性ヒンジの位置を梁の端部から中央側へ移動することができる。 Then, the end of the beam is reinforced by the widened portion provided on the lower flange of the beam and the floor slab integrated with the upper flange, thereby moving the position of the plastic hinge from the end of the beam to the center side. be able to.
また、梁を構成する上フランジに拡幅部を設けることなく、塑性ヒンジの位置を移動できるので、梁の加工手間を低減することができる。 Further, since the position of the plastic hinge can be moved without providing the widened portion on the upper flange forming the beam, it is possible to reduce the labor of working the beam.
さらに、上フランジに拡幅部を設けていないので、梁の端部に近接した設備配管用の貫通孔を床スラブに形成することも可能となる。 Further, since the widened portion is not provided on the upper flange, it is possible to form a through hole for facility piping near the end of the beam in the floor slab.
態様２は、前記上フランジの端部上には、前記柱へ延在する補強鉄筋が配置され前記床スラブに埋設されている、態様１に記載の柱梁接合構造である。 Aspect 2 is the beam-column joint structure according to Aspect 1, wherein a reinforcing reinforcing bar extending to the column is arranged on the end portion of the upper flange and is embedded in the floor slab.
本態様では、補強鉄筋により、梁に生じる曲げモーメントを効率よく柱へ伝達することができる。 In this aspect, the bending moment generated in the beam can be efficiently transmitted to the column by the reinforcing bar.
本態様によれば、梁の加工手間を低減することができる。 According to this aspect, it is possible to reduce the labor for processing the beam.
以下、本実施形態に係る柱梁接合構造を図面に従って説明する。 Hereinafter, the beam-column joint structure according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図１は、鉄骨建物の柱１０と梁１２との接合部分を示す図である。柱１０は鋼材の一例である角形鋼管で構成されている。 FIG. 1 is a diagram showing a joint portion between a column 10 and a beam 12 of a steel frame building. The pillar 10 is made of a rectangular steel pipe, which is an example of a steel material.
梁１２は、鋼材の一例であるＨ形鋼で構成されており、梁１２は、ウエブ１２Ａと、ウエブ１２Ａの上端に設けられた上フランジ１２Ｂと、ウエブ１２Ａの下端に設けられた下フランジ１２Ｃとを備えている。ウエブ１２Ａの長さ方向の端部には、上フランジ１２Ｂ及び下フランジ１２Ｃ側にスカラップ１２Ｄが形成されている。 The beam 12 is made of H-shaped steel, which is an example of a steel material, and the beam 12 includes a web 12A, an upper flange 12B provided at the upper end of the web 12A, and a lower flange 12C provided at the lower end of the web 12A. It has and. A scallop 12D is formed at the end of the web 12A in the length direction on the side of the upper flange 12B and the lower flange 12C.
柱１０の外周部には、一対の外ダイアフラム１４が上下に離間して設けられている。 A pair of outer diaphragms 14 are provided on the outer peripheral portion of the column 10 so as to be vertically separated from each other.
上側に配置された外ダイアフラム１４の端面には、梁１２の上フランジ１２Ｂの端面が突き当てられており、この突当部分には、外ダイアフラム１３と上フランジ１２Ｂとを溶接で接合した溶着部１６が形成されている。また、下側に配置された外ダイアフラム１４の端面には、梁１２の下フランジ１２Ｃの端面が突き当てられており、この突当部分には、外ダイアフラム１４と下フランジ１２Ｃとを溶接で接合した溶着部１８が形成されている。 The end surface of the upper flange 12B of the beam 12 is abutted against the end surface of the outer diaphragm 14 arranged on the upper side, and the welded portion in which the outer diaphragm 13 and the upper flange 12B are joined by welding to this abutting portion. 16 are formed. Further, the end face of the lower flange 12C of the beam 12 is abutted against the end face of the outer diaphragm 14 arranged on the lower side, and the outer diaphragm 14 and the lower flange 12C are welded to this abutting portion. The welded portion 18 is formed.
ここで、本実施形態では、柱１０の外周部に外ダイアフラム１４を設けて柱１０に梁１２を接合したが、これに限定されるものではなく、鋼製の柱１０に鋼製の梁１２を接合する構造であれば、他の方式の例えば内ダイアフラムを用いてもよい。 Here, in the present embodiment, the outer diaphragm 14 is provided on the outer peripheral portion of the column 10 to join the beam 12 to the column 10, but the present invention is not limited to this, and the column 10 made of steel is provided with the beam 12 made of steel. Other structures, such as an inner diaphragm, may be used as long as they are joined together.
梁１２の下フランジ１２Ｃの端部には、図２に示すように、柱１０に接合された拡幅部２０が設けられている。 As shown in FIG. 2, the widened portion 20 joined to the pillar 10 is provided at the end of the lower flange 12C of the beam 12.
具体的に説明すると、柱１０側に位置する梁１２の下フランジ１２Ｃの各側縁には、板状の拡幅板２２の側縁が溶接で接合されており、各拡幅板２２の柱１０側の基端面は、外ダイアフラム１４の端面に溶接で接合されている。この拡幅板２２により下フランジ１２Ｃは、拡幅部２０を備えない上フランジ１２Ｂと比較して、端部の幅寸法Ｈが広く設定されており、梁１２には、拡幅部２０によって補強された補強領域ＨＲが設定されている。 More specifically, the side edges of the plate-shaped widening plate 22 are welded to the respective side edges of the lower flange 12C of the beam 12 located on the side of the column 10, and the side of the widening plate 22 on the side of the column 10 is joined. The base end face of is welded to the end face of the outer diaphragm 14. With this widening plate 22, the lower flange 12C has a wider end width dimension H than the upper flange 12B that does not include the widening portion 20, and the beam 12 is reinforced by the widening portion 20. The area HR is set.
ここで、梁１２の端部とは、補強領域ＨＲを示し、この補強領域ＨＲによって梁１２に加えられた力が集中しやすい塑性ヒンジの位置を、補強領域ＨＲの長さ分、柱１０との接合部分から梁１２の中心側へ移動する（ヒンジリロケート）。 Here, the end portion of the beam 12 indicates the reinforcement region HR, and the position of the plastic hinge on which the force applied to the beam 12 by the reinforcement region HR is likely to concentrate is defined as the column 10 by the length of the reinforcement region HR. The joint 12 moves toward the center of the beam 12 (hinge relocate).
拡幅板２２は、例えば下フランジ１２Ｃと同じ厚み寸法の鋼板で構成されており、拡幅板２２の長さ寸法は、塑性ヒンジの位置を移動する長さに応じた所定の寸法に設定されている。梁１２の中心側に位置する拡幅板２２の先端部には、幅寸法が先端へ向かうに従って狭くなる先狭部２２Ａが設けられている。 The widening plate 22 is made of, for example, a steel plate having the same thickness dimension as the lower flange 12C, and the length dimension of the widening plate 22 is set to a predetermined dimension according to the length to move the position of the plastic hinge. .. At the tip of the widening plate 22 located on the center side of the beam 12, there is provided a tapered portion 22A whose width dimension becomes narrower toward the tip.
また、図１に示したように、梁１２の上フランジ１２Ｂの上面には、複数のスタッド２４が設けられている。スタッド２４は、鋼材で構成されており、上フランジ１２Ｂの上面に溶接で固定された円柱状の首部２４Ａと、首部２４Ａの上端に設けられ首部２４Ａより大径の頭部２４Ｂとを備えている。 Further, as shown in FIG. 1, a plurality of studs 24 are provided on the upper surface of the upper flange 12B of the beam 12. The stud 24 is made of steel material, and has a cylindrical neck portion 24A fixed to the upper surface of the upper flange 12B by welding, and a head portion 24B provided at the upper end of the neck portion 24A and having a diameter larger than the neck portion 24A. ..
各スタッド２４は、梁１２の柱１０側の端から拡幅部２０の先端に対応する位置までの補強領域ＨＲに設けられており、スタッド２４は、梁１２の長さ方向に等間隔をおいて配置されている。 The studs 24 are provided in the reinforcing region HR from the end of the beam 12 on the column 10 side to the position corresponding to the tip of the widened portion 20, and the studs 24 are equally spaced in the length direction of the beam 12. It is arranged.
スタッド２４は、梁１２の補強領域ＨＲのみに設けてもよい。この場合、スタッド２４の数を増大し、スタッド２４を密に配置すれば、より効果的である。 The stud 24 may be provided only in the reinforcing region HR of the beam 12. In this case, it is more effective if the number of studs 24 is increased and the studs 24 are densely arranged.
ここで、本実施形態では、スタッド２４を梁１２の補強領域ＨＲのみに設けた場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。例えばスタッド２４を梁１２の全長にわたって設けてもよい。 Here, in the present embodiment, the case where the stud 24 is provided only in the reinforcing region HR of the beam 12 will be described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the studs 24 may be provided over the entire length of the beam 12.
この場合、補強領域ＨＲのスタッド２４の数を増大し、補強領域ＨＲにおいてスタッド２４を密に配置すれば、より効果的である。 In this case, it is more effective if the number of studs 24 in the reinforcing region HR is increased and the studs 24 are densely arranged in the reinforcing region HR.
梁１２の上フランジ１２Ｂの上には、図１及び図３に示したように、鉄筋コンクリート製の床スラブ２６が形成されており、床スラブ２６は、図示しない隣接する梁１２に架け渡されている。 As shown in FIGS. 1 and 3, a floor slab 26 made of reinforced concrete is formed on the upper flange 12B of the beam 12, and the floor slab 26 is bridged to an adjacent beam 12 (not shown). There is.
床スラブ２６には、図３に示したように、格子状に配筋された鉄筋２８が埋設されている。また、床スラブ２６には、上フランジ１２Ｂに設けられたスタッド２４が埋設されている。これにより、上フランジ１２Ｂと床スラブ２６とがスタッド２４を介して一体化され、梁１２の上フランジ１２Ｂは、スタッド２４が設けられた補強領域ＨＲが床スラブ２６によって補強されている。 In the floor slab 26, as shown in FIG. 3, reinforcing bars 28 arranged in a grid pattern are embedded. Further, the floor slab 26 is embedded with the stud 24 provided on the upper flange 12B. As a result, the upper flange 12B and the floor slab 26 are integrated via the stud 24, and the upper flange 12B of the beam 12 is reinforced by the floor slab 26 in the reinforcement region HR where the stud 24 is provided.
梁１２の上フランジ１２Ｂの端部には、柱１０へ延在する補強鉄筋３０が配置されており、この補強鉄筋３０は、床スラブ２６に埋設されている。補強鉄筋３０は、図１に示したように、梁１２の上部において上下二段配筋されるとともに、図３に示したように、上フランジ１２Ｂの上及び拡幅板２２の上に配筋されている。 At the end of the upper flange 12B of the beam 12, a reinforcing reinforcing bar 30 extending to the column 10 is arranged, and the reinforcing reinforcing bar 30 is embedded in the floor slab 26. As shown in FIG. 1, the reinforcing bars 30 are arranged in two steps in the upper and lower portions of the beam 12, and are arranged on the upper flange 12B and the widening plate 22 as shown in FIG. ing.
補強鉄筋３０は、図３に示したように、床スラブ２６を構成する鉄筋２８に対して追加的に設けた鉄筋であり、上フランジ１２Ｂの端部に設定された補強領域ＨＲでは、他の部位より鉄筋が密に配筋されている。 As shown in FIG. 3, the reinforcing bar 30 is a reinforcing bar additionally provided to the reinforcing bar 28 constituting the floor slab 26, and other reinforcing bars HR are set in the end portion of the upper flange 12B. Reinforcing bars are densely arranged from the part.
補強鉄筋３０は、上フランジ１２Ｂに沿って延在する延在部３０Ａと、延在部３０Ａの端部より柱１０に沿って側方へ延出した側方延出部３０Ｂと、側方延出部３０Ｂの端部より柱１０の側面に沿って延在する側面延在部３０Ｃとを備えている。補強鉄筋３０の延在部３０Ａは、スタッド２４が設けられた補強領域ＨＲ内に配置されており、延在部３０Ａは、図１に示したように、拡幅板２２の先狭部２２Ａの基端の位置まで延びている。 The reinforcing bar 30 includes an extending portion 30A extending along the upper flange 12B, a lateral extending portion 30B extending laterally along the pillar 10 from an end of the extending portion 30A, and a lateral extending portion. A side surface extending portion 30C extending along the side surface of the column 10 from the end of the projecting portion 30B is provided. The extending portion 30A of the reinforcing bar 30 is arranged in the reinforcing region HR where the stud 24 is provided, and the extending portion 30A is, as shown in FIG. 1, the base of the narrowed portion 22A of the widening plate 22. It extends to the end position.
ここで、本実施形態では、梁１２の上フランジ１２Ｂの端部を補強鉄筋３０で補強する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、梁１２の上フランジ１２Ｂの端部に対応する床スラブ２６の上面に炭素繊維シートを貼って上フランジ１２Ｂの端部を補強してもよい。 Here, in the present embodiment, the case where the end portion of the upper flange 12B of the beam 12 is reinforced with the reinforcing bar 30 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, a carbon fiber sheet may be attached to the upper surface of the floor slab 26 corresponding to the end portion of the upper flange 12B of the beam 12 to reinforce the end portion of the upper flange 12B.
（作用・効果）
以上の構成に係る本実施形態の作用を説明する。
(Action/effect)
The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
梁１２を構成する下フランジ１２Ｃは、拡幅部２０によって端部が拡幅され補強される。 The lower flange 12C forming the beam 12 is widened and reinforced at the end portion by the widening portion 20.
また、梁１２の上フランジ１２Ｂには、スタッド２４が設けられており、このスタッド２４は、床スラブ２６に埋設され、梁１２の上フランジ１２Ｂと床スラブ２６とが一体化されている。このため、梁１２に加えられた力は、床スラブ２６を介して柱１０へ伝達される。このようにして、梁１２を構成する上フランジ１２Ｂは、梁１２と一体化された床スラブ２６により端部が補強される。 The upper flange 12B of the beam 12 is provided with a stud 24. The stud 24 is embedded in a floor slab 26, and the upper flange 12B of the beam 12 and the floor slab 26 are integrated. Therefore, the force applied to the beam 12 is transmitted to the column 10 via the floor slab 26. In this way, the upper flange 12B forming the beam 12 is reinforced at the end by the floor slab 26 integrated with the beam 12.
このように、梁１２の下フランジ１２Ｃに設けられた拡幅部２０及び上フランジ１２Ｂと一体化された床スラブ２６によって梁１２の端部が構成する補強領域ＨＲを補強することができる。これにより、応力が集中しやすい塑性ヒンジの位置を、梁１２の端部から中央側へ移動することができる（ヒンジリロケーション）。 In this way, the reinforcement region HR formed by the end portion of the beam 12 can be reinforced by the floor slab 26 integrated with the widened portion 20 provided on the lower flange 12C of the beam 12 and the upper flange 12B. As a result, the position of the plastic hinge where stress is likely to concentrate can be moved from the end of the beam 12 to the center side (hinge relocation).
また、梁１２を構成する上フランジ１２Ｂに拡幅部２０を設けることなく、塑性ヒンジの位置を移動できるので、梁１２の加工手間を低減することができる。 Further, since the position of the plastic hinge can be moved without providing the widened portion 20 on the upper flange 12B forming the beam 12, it is possible to reduce the labor of processing the beam 12.
そして、上フランジ１２Ｂの端部上には、柱１０へ延在する補強鉄筋３０が配置されており、補強鉄筋３０は、床スラブ２６に埋設されている。 Reinforcing reinforcing bars 30 extending to the columns 10 are arranged on the ends of the upper flange 12B, and the reinforcing reinforcing bars 30 are embedded in the floor slab 26.
このため、補強鉄筋３０により梁１２に生じる曲げモーメントを効率よく柱１０へ伝達することができる。 Therefore, the bending moment generated in the beam 12 by the reinforcing bar 30 can be efficiently transmitted to the column 10.
図４は、本実施形態の応用例を示す図であり、本実施形態の柱梁接合構造では、梁１２の上フランジ１２Ｂに拡幅部２０を設けていない。このため、図４に示すように、梁１２の端部に近接した設備配管３２用の貫通孔３４を床スラブ２６に形成することもできる。 FIG. 4 is a diagram showing an application example of the present embodiment. In the column-beam joint structure of the present embodiment, the widened portion 20 is not provided on the upper flange 12B of the beam 12. Therefore, as shown in FIG. 4, it is possible to form a through hole 34 for the equipment pipe 32 near the end of the beam 12 in the floor slab 26.
なお、本実施形態の柱梁接合構造では、下フランジ１２Ｃに拡幅部２０を設けることで下フランジ１２Ｃの端部を補強した。また、スタッド２４を床スラブ２６に一体化して上フランジ１２Ｂの端部を補強した。さらに、上フランジ１２Ｂに加わる力を補強鉄筋３０で柱１０へ伝達することにより上フランジ１２Ｂの端部を補強した。 In the beam-column joint structure of the present embodiment, the end portion of the lower flange 12C is reinforced by providing the widened portion 20 on the lower flange 12C. Further, the stud 24 is integrated with the floor slab 26 to reinforce the end portion of the upper flange 12B. Further, the end portion of the upper flange 12B is reinforced by transmitting the force applied to the upper flange 12B to the column 10 by the reinforcing bar 30.
これらによって、塑性ヒンジの位置を梁１２の端部から中央側へ移動させたが、これらのうち、梁１２に加えられた力を柱１０へ伝達する上で、特にスタッド２４が効果的である。 With these, the position of the plastic hinge is moved from the end of the beam 12 to the center side. Among them, the stud 24 is particularly effective in transmitting the force applied to the beam 12 to the column 10. ..
１０ 柱
１２ 梁
１２Ｂ 上フランジ
１２Ｃ 下フランジ
２０ 拡幅部
２４ スタッド
２６ 床スラブ
３０ 補強鉄筋
ＨＲ 補強領域
10 Pillar 12 Beam 12B Upper Flange 12C Lower Flange 20 Widened Part 24 Stud 26 Floor Slab 30 Reinforcing Reinforcing Bar HR Reinforcing Area
Claims (2)
前記柱に上フランジ及び下フランジが接合されたＨ形鋼により形成された梁と、
前記上フランジの上に形成されたコンクリート製の床スラブと、
前記下フランジの端部に設けられ、前記柱に接合された拡幅部と、
前記上フランジに設けられ、前記床スラブに埋設されたスタッドと、
を備えた柱梁接合構造。 Steel pillars,
A beam made of H-shaped steel in which an upper flange and a lower flange are joined to the pillar,
A floor slab made of concrete formed on the upper flange,
The widened portion provided at the end of the lower flange and joined to the column,
A stud provided on the upper flange and embedded in the floor slab,
Beam-column joint structure with.
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