JP2020165250A - 鉄骨梁 - Google Patents

Abstract

【課題】連結に要する高力ボルトの本数を減らし軽量化が図られた鉄骨梁を提供する。【解決手段】鉄骨梁１は、ウェブ１１ａ,１２ａと、上フランジ１１ｂ,１２ｂと、下フランジ１１ｃ,１２ｃとからなり、先行して組付けられる第一鉄骨梁部材１１と、第一鉄骨梁部材に連結される第二鉄骨梁部材１２とからなる鉄骨梁であって、第一鉄骨梁部材は、第一鉄骨梁部材のウェブの連結端部において第一傾斜面２５を有し、第一傾斜面は少なくとも一部に段差部２７を有し、第二鉄骨梁部材は、第二鉄骨梁部材のウェブの連結端部において、第一鉄骨梁部材の第一傾斜面の形状に対応して形成された第二傾斜面を有し、第二傾斜面は、全域において第一傾斜面の上側に位置する。【選択図】図１

Description

本発明は鉄骨梁に係り、特に、複数の鉄骨梁部材を連結して形成される鉄骨梁に関する。

建築物の骨組構造を構築する際、鉄骨梁部材を一旦分割して製作してから現場まで輸送し、現場で鉄骨梁部材を組付けられることが多い。例えば、Ｈ形鋼からなる鉄骨梁１００を組み付ける場合、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すような方法で、鉄骨梁部材１０１，１０２を連結する。先ず、図７（ａ）に示すように、先行して組付けられた鉄骨梁部材１０１に、後続して組付けられる鉄骨梁部材１０２の連結端部を例えばクレーンで吊り下げながら位置決めを行う。そして、鉄骨梁部材１０１，１０２のウェブ１０１ａ，１０２ａの両側に２枚の縦添接板１０３を取り付け、高力ボルト１０８を締結して、ウェブ１０１ａ，１０２ａを連結する。次に、図７（ｂ）に示すように、鉄骨梁部材１０１，１０２の上フランジ１０１ｂ，１０２ｂの上下面のそれぞれに、上添接板１０４，１０５を取り付け、高力ボルト１０９を締結して上フランジ１０１ｂ，１０２ｂを連結する。下フランジ１０１ｃ，１０２ｃの上下面のそれぞれに、下添接板１０６，１０７を取り付け、高力ボルト１１０を締結して下フランジ１０１ｃ，１０２ｃを連結する。このようにして、鉄骨梁部材１０１，１０２の連結端部を接続して鉄骨梁１００を作製する。

従来の構造では、上述のように複数の添接板と添接板を締め付けるための多数の高力ボルトとを必要とすることから、添接板及び高力ボルトにより重量が増加するとともに、それらを加工・組付け等の工数が増大していた。また、連結する際、後続の鉄骨梁部材を支えながら固定しなければならないため、作業が煩雑となる。
特許文献１には、先行して組付けられる鉄骨梁部材の連結端部に下フランジを延長した下フランジ延長部を設け、後続して組付けられる鉄骨梁部材の連結端部を下フランジ延長部により受け止めて連結する鉄骨梁部材の継手構造が開示されている。

特開２００３−９６９０８号公報

特許文献１に記載の鉄骨梁部材の継手構造では、組み付ける際、後続の鉄骨梁部材の上下方向が揺れ動かないことから、位置決めが容易となるものの、添接板及びそれらを締め付ける高力ボルトは、従来と同様の数量を要していた。

本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、連結に要する高力ボルトの本数を減らし軽量化が図られた鉄骨梁を提供することである。

上記課題は、本発明の鉄骨梁によれば、ウェブと、上フランジと、下フランジとからなり、先行して組付けられる第一鉄骨梁部材と、該第一鉄骨梁部材に連結される第二鉄骨梁部材とからなる鉄骨梁であって、前記第一鉄骨梁部材は、該第一鉄骨梁部材の前記ウェブの連結端部において第一傾斜面を有し、前記第一傾斜面は少なくとも一部に段差部を有し、前記第二鉄骨梁部材は、該第二鉄骨梁部材の前記ウェブの連結端部において、前記第一鉄骨梁部材の前記第一傾斜面の形状に対応して形成された第二傾斜面を有し、前記第二傾斜面は、全域において前記第一傾斜面の上側に位置することにより解決される。

このように構成することで、段差部により位置合わせが容易になると共に、連結端部においては、第二傾斜面が全域において第一傾斜面の上側に位置し、第二鉄骨部材の連結端部の荷重が第一鉄骨部材の第一傾斜面にかかることから、連結に要する高力ボルトの本数を減らすことができる。また、高力ボルトの本数が減るため軽量化を図ることができる。

また、上記の鉄骨梁に関して好適な構成を述べると、前記第一鉄骨梁部材は、前記上フランジ及び下フランジの連結端部のそれぞれに、前記第一鉄骨梁部材の長手方向に延びる少なくとも一つの凸部又は凹部により形成された嵌合部を備え、前記第二鉄骨梁部材は、前記上フランジ及び前記下フランジの連結端部のそれぞれに、前記第一鉄骨梁部材の嵌合部に突き合わさって嵌合する凹部又は凸部により形成された被嵌合部を備えることが望ましい。

上記のように構成された本発明の鉄骨梁は、第一鉄骨梁部材の連結端部に凸部又は凹部が形成された嵌合部と、第二鉄骨梁部材の連結端部に、嵌合部に嵌合する被嵌合部とを備えることで、鉄骨梁の幅方向の移動が規制されるようになる。そのため、つなぎ合わせるときの位置合わせが容易になるとともに、連結に要する高力ボルトの本数を減らすことができる。また、高力ボルトの本数が減るため軽量化を図ることができる。

また、上記の鉄骨梁に関して好適な構成を述べると、前記少なくとも一つの前記凸部又は凹部は、平面視で台形状、山形状、多角形状、半円形状、または円弧形状のうちいずれかの形状に形成されていることが望ましい。
凸部又は凹部を台形状、山形状、多角形状にすることで、例えば凸部又は凹部の形成が容易である。また、半円形状又は円弧形状とすることで、例えば破損し難く嵌合が容易になる。

また、上記の鉄骨梁に関して好適な構成を述べると、前記第一傾斜面は傾斜方向に対して垂直な断面において凸形状又は凹形状に形成され、前記第二傾斜面は傾斜方向に対して垂直な断面において、前記第一傾斜面の凸形状又は凹形状に突き合わさって嵌合可能な凹形状又は凸形状に形成されることが望ましい。
第一傾斜面及び第二傾斜面を凸形状又はそれに嵌合可能な凹形状に形成することで、組み付ける際、位置合わせが容易になるとともに、位置合わせ後も、幅方向にウェブがずれることを抑制する。

本発明に係る鉄骨梁によれば、強度を維持しつつも連結に要する高力ボルトの本数を減らし軽量化が図られた鉄骨梁を提供することができる。

本実施形態に係る鉄骨梁を示す斜視図である。 本実施形態に係る鉄骨梁を示す側面図である。 鉄骨梁のうち第一鉄骨梁部材を示す平面図である。 添接板を取り付けた状態の鉄骨梁を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 鉄骨梁の嵌合部及び被嵌合部の別例を示す図である。 鉄骨梁の嵌合部及び被嵌合部の別例を示す図である。 鉄骨梁の嵌合部及び被嵌合部の別例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）はウェブの傾斜面の形状の別例を示す図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 従来の鉄骨梁を示す図であり、（ａ）はウェブに添接板及び高力ボルトを取り付けた状態を示す側面図、（ｂ）はさらに上フランジ及び下フランジに添接板及び高力ボルトを取り付けた状態を示す側面図である。

以下、本発明の一実施形態（以下、本実施形態）について図１〜図７を用いて説明する。以下の実施形態において同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付して示し、理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。

本実施形態は、Ｈ形鋼からなる鉄骨梁部材を連結して鉄骨梁として形成する。図１に示すように、右側の第一鉄骨梁部材１１は、ウェブ１１ａと、上下一対のフランジ（上フランジ１１ｂ、下フランジ１１ｃ）とからなる。また、左側の第二鉄骨梁部材１２も同様に、ウェブ１２ａと、上下一対のフランジ（上フランジ１２ｂ、下フランジ１１ｃ）とからなる。第一鉄骨梁部材１１及び第二鉄骨梁部材１２の組付けは、まず、第一鉄骨梁部材１１が柱５に連結され、その後、クレーン等により第二鉄骨梁部材１２が吊り下げられ、連結端部を位置決めして、組付けられる。

第一鉄骨梁部材１１は、上フランジ１１ｂの連結端部及び下フランジ１１ｃの連結端部のそれぞれに、第一鉄骨梁部材の長手方向（図１の矢印Ａ方向）に延びる、二つの凸部２２が形成された嵌合部２１を備える。また、第一鉄骨梁部材１１のウェブ１１ａの連結端部において、第一鉄骨梁部材１１の長手方向に対して傾斜する第一傾斜面２５を有する。第一傾斜面２５には、中央付近に段差部２７が形成されている。なお、後述する第二傾斜面２６の全域が第一傾斜面２５の上側に位置するよう、第一傾斜面２５は形成される。言い換えれば、第一傾斜面２５は段差部２７も含め上フランジ１１ｂ側に向けられた面により形成されている。

嵌合部２１の二つの凸部２２は、図１，３に示すように平面視で台形状に形成されている。また、嵌合部２１それぞれの近辺には、上添接板１３，１４又は下添接板１５、１６を取り付けるためのボルト孔３４，３６が形成されている。また、段差部２７の下方に、縦添接板１７，１８を取り付けるためのボルト孔３５が形成されている。

第二鉄骨梁部材１２は、上フランジ１２ｂの連結端部及び下フランジ１２ｃの連結端部のそれぞれに、第一鉄骨梁部材１１の嵌合部２１に突き合わさって嵌合する二つの凹部２４により形成された被嵌合部２３を備える。
被嵌合部２３の二つの凹部２４は、図１に示すように、嵌合部２１の二つの凸部２２の形状に合わせて台形状に形成されている。

また、第二鉄骨梁部材１２は、ウェブ１２ａの連結端部において、第一鉄骨梁部材１１の第一傾斜面２５の形状に対応して形成された第二傾斜面２６を有する。第二傾斜面２６には、第一傾斜面２５の段差部２７に対応するよう中央付近に段差部２８が形成されていている。また、第二傾斜面２６は段差部２８も含めて全域において第一傾斜面２５の上側に位置するよう形成されている。
また、被嵌合部２３それぞれの近辺には、上添接板１３，１４又は下添接板１５、１６を取り付けるためのボルト孔３４、３６が形成されている。また、段差部２８の上方に、縦添接板１７，１８を取り付けるためのボルト孔３５が形成されている。

第一鉄骨梁部材１１に第二鉄骨梁部材１２を位置合わせした後、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、縦添接板１７，１８をウェブ１１ａ，１２ａにあてて、高力ボルト３３により締結する。次に、上添接板１３，１４を上フランジ１１ｂ，１２ｂにあてて高力ボルト３１により締結する。そして、下添接板１５，１６を下フランジ１１ｃ，１２ｃにあてて高力ボルト３２により締結し、第一鉄骨梁部材１１に第二鉄骨梁部材１２を組み付ける。

従来の連結方法では、後続して組付けられる第二鉄骨梁部材の幅方向の移動を規制するためには添接板を取り付けて高力ボルトで締結することのみで行っているため多数の高力ボルトを用いていた（図７（ａ），図７（ｂ）参照）。

本実施形態の鉄骨梁１では、第一鉄骨梁部材１１に第二鉄骨梁部材１２を位置合わせしたとき、第一鉄骨梁部材１１の嵌合部２１と、第二鉄骨梁部材１２の被嵌合部２３と嵌合し、第二鉄骨梁部材１２の幅方向（図１の矢印Ｂ方向）の移動が規制される。
そのため、位置合わせした後も幅方向にずれることがないため、上添接板１３，１４及び下添接板１５，１６を容易に取り付けることができる。

また、上添接板１３，１４にかかる荷重も小さく済むことから、第一鉄骨梁部材１１の上フランジ１１ｂと第二鉄骨梁部材１２の上フランジ１２ｂとを固定する高力ボルトの数を減少させることができる。従来は８本の高力ボルトで固定していたが、本実施形態では４本の高力ボルト３１で固定している。第一鉄骨梁部材１１の下フランジ１１ｃと第二鉄骨梁部材１２の下フランジ１２ｃとの連結にも４本の高力ボルト３２で固定している。

また、第一鉄骨梁部材１１のウェブ１１ａと第二鉄骨梁部材１２のウェブ１２ａとのそれぞれの連結端部は、第一傾斜面２５及びそれに対応した第二傾斜面２６で接合している。また、第一傾斜面２５及び第二傾斜面２６のそれぞれの途中に段差部２７，２８を備えている。そのため、第一鉄骨梁部材１１に第二鉄骨梁部材１２を位置合わせしたとき、第二鉄骨梁部材１２は、第一鉄骨梁部材１１により支持され、下方に移動することが規制される。これにより、位置合わせが容易になるとともに、縦添接板１７、１８にかかる荷重も小さくて済む。そのため、従来は６本の高力ボルトにより縦添接板を締結してウェブを固定していたが、本実施形態の鉄骨梁１では、４本の高力ボルト３３で縦添接板１７，１８を締結してウェブ１１ａ，１２ａを固定している。

なお、本実施形態の第一傾斜面２５及び第二傾斜面２６のそれぞれに一つの段差部２７，２８が形成されているが、段差部２７，２８は複数形成されてもよい。また、本実施形態において、段差部２７，２８は、山形になるよう鉄骨梁１の側面視でＮ字状に直線を組み合わせて形成されているが、段差部２７，２８は直線だけでなく側面視で曲線部分が含まれるよう形成されてもよい。第二傾斜面２６が、全域において第一傾斜面２５の上側に位置する限りにおいて、第一傾斜面２５及び第二傾斜面２６には種々の形状を採用することができる。

図５Ａ〜図５Ｃに鉄骨梁の嵌合部２１及び被嵌合部２３の別例を示す。図５Ａに示す鉄骨梁２の第一鉄骨梁部材２１１の嵌合部２２１は台形状に形成された二つの凸部２２２，２２２を有する。第二鉄骨梁部材２１２の被嵌合部２２３は、凸部２２２に対応した形状を有する二つの凹部２２４，２２４を有する。
図１に示す鉄骨梁１の嵌合部２１は、二つの凸部２２，２２はほぼ隣接して形成されていたが、図５Ａに示す嵌合部２２１の二つの凸部２２２，２２２は、所定の距離、例えばウェブの厚さだけ離れて形成されている。

図５Ｂに示す鉄骨梁３の第一鉄骨梁部材３１１の嵌合部３２１は山形状に形成された凸部３２２ａと凹部３２２ｂを有する。第二鉄骨梁部材３１２の被嵌合部３２３は、凸部３２２ａに対応した凹部３２４ａ、凹部３２２ｂに対応した凸部３２４ｂを有する。嵌合部３２１の凸部３２２ａ及び凹部３２２ｂのように、凸部と凹部とを組み合わせて嵌合部を構成してもよい。

図５Ｃに示す鉄骨梁４の第一鉄骨梁部材４１１の嵌合部４２１は先端が半円形状に形成された二つの凸部４２２，４２２を有する。第二鉄骨梁部材４１２の被嵌合部４２３は、凸部４２２に対応した二つの凹部４２４,４２４を有する。凸部及び凹部は直線だけではなく曲線で形成されてもよい。

また、嵌合部は一つの凸部又は凹部だけで形成されてもよく、三つ以上の凸部又は凹部で形成されてもよい。嵌合部の複数の凸部又は凹部はそれぞれ別の形状あってもよい。

また、図１に示す第一傾斜面２５及び第二傾斜面２６は平坦に形成されているが、図６（ａ）に示すように、ウェブ１１ａの第一傾斜面２５が傾斜方向に対して垂直な断面（図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面）において、突状の凸形状（突条部２９）に形成され、ウェブ１２ａの第二傾斜面２６が傾斜方向に対して垂直な断面において、第一傾斜面２５の凸形状に突き合わさって嵌合可能な凹形状（溝部３０）に形成されてもよい。また、図６（ｂ）に示すように、ウェブ１１ａの第一傾斜面２５は山形の凸形状（突条部２９ａ）に形成され、ウェブ１２ａの第二傾斜面２６が、第一傾斜面２５は山形の凸形状（突条部２９ａ）に突き合わさって嵌合可能な谷形の凹形状（溝部３０ａ）に形成されてもよい。また、図示しないが第一傾斜面２５の断面が凹形状に形成され、第二傾斜面２６の断面が第一傾斜面２５の凹形状に突き合わさって嵌合可能な凸形状に形成されてもよい。ウェブ１１ａ，１２ａの断面を嵌合可能に形成することで、ウェブ１１ａ，１２ａの幅方向の移動が規制され、容易に添接板等を取り付け、鉄骨梁部材を組付けることができる。

上記実施形態では、主として本発明に係るに鉄骨梁に関して説明した。ただし、上記形態は、本発明の理解を容易に理解するための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

１、２、３、４ 鉄骨梁
５ 柱
１１ 第一鉄骨梁部材
１１ａ ウェブ
１１ｂ 上フランジ
１１ｃ 下フランジ
１２ 第二鉄骨梁部材
１２ａ ウェブ
１２ｂ 上フランジ
１２ｃ 下フランジ
１３、１４ 上添接板
１５、１６ 下添接板
１７、１８ 縦添接板
２１ 嵌合部
２２ 凸部
２３ 被嵌合部
２４ 凹部
２５ 第一傾斜面
２６ 第二傾斜面
２７、２８ 段差部
２９、２９ａ 突条部
３０、３０ａ 溝部
３１、３２、３３ 高力ボルト
３４、３５、３６ ボルト孔

Claims (4)

1. ウェブと、上フランジと、下フランジとからなり、先行して組付けられる第一鉄骨梁部材と、該第一鉄骨梁部材に連結される第二鉄骨梁部材とからなる鉄骨梁であって、
   前記第一鉄骨梁部材は、該第一鉄骨梁部材の前記ウェブの連結端部において第一傾斜面を有し、前記第一傾斜面は少なくとも一部に段差部を有し、
   前記第二鉄骨梁部材は、該第二鉄骨梁部材の前記ウェブの連結端部において、前記第一鉄骨梁部材の前記第一傾斜面の形状に対応して形成された第二傾斜面を有し、
   前記第二傾斜面は、全域において前記第一傾斜面の上側に位置することを特徴とする鉄骨梁。
2. 前記第一鉄骨梁部材は、前記上フランジ及び下フランジの連結端部のそれぞれに、前記第一鉄骨梁部材の長手方向に延びる少なくとも一つの凸部又は凹部により形成された嵌合部を備え、
   前記第二鉄骨梁部材は、前記上フランジ及び前記下フランジの連結端部のそれぞれに、前記第一鉄骨梁部材の嵌合部に突き合わさって嵌合する凹部又は凸部により形成された被嵌合部を備えることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨梁。
3. 前記少なくとも一つの前記凸部又は凹部は、平面視で台形状、山形状、多角形状、半円形状、または円弧形状のうちいずれかの形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の鉄骨梁。
4. 前記第一傾斜面は傾斜方向に対して垂直な断面において凸形状又は凹形状に形成され、前記第二傾斜面は傾斜方向に対して垂直な断面において、前記第一傾斜面の凸形状又は凹形状に突き合わさって嵌合可能な凹形状又は凸形状に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の鉄骨梁。

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