JP2020193502A

JP2020193502A - 部材連結構造

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Publication number: JP2020193502A
Application number: JP2019100148A
Authority: JP
Inventors: 智小山; Satoshi Koyama; 輝久林; Teruhisa Hayashi
Original assignee: Sankyo Tateyama Inc
Current assignee: Sankyo Tateyama Inc
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2039-05-29
Also published as: JP7232126B2

Abstract

【課題】一方部材とこれに対して垂直に配置される他方部材とを連結する部材連結構造において、局所的な負荷の増大を抑制して、安定した連結強度を得る。【解決手段】支柱２と、梁３と、支柱２と梁３を連結する連結具５を備え、連結具５は、支柱２に固定される第１及び第２の連結部５１，５２と、第１連結部５１と第２連結部５２との間から垂直に突出して梁３に固定される第３連結部５３と、第１及び第２の連結部５１，５２と第３連結部５３との交差部に設けた肉盛部５４を有し、梁３は、第３連結部５３に固定される被連結部３Ｃを有し、被連結部３Ｃの端部が肉盛部５４に当接する部材連結構造とした。肉盛部５４により、梁３から支柱２に加わる負荷を両側の第１及び第２の連結部５１，５２側へ夫々分散させて、局所的な負荷の増大を抑制し、安定した連結強度を実現する。【選択図】図２

Description

本発明は、一方部材とこれに対して垂直に配置した他方部材とを連結するのに用いられる部材連結構造に関し、例えば、支柱と梁とを連結するのに用いられる部材連結構造に関するものである。

従来の部材連結構造としては、エンドプレートを用いた柱梁接合構造の名称で、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１（図５）に記載の部材連結構造は、エンドプレートを介して、支柱と梁とを連結するものである。支柱は、断面矩形の中空部材である。梁は、上下の梁フランジと、梁フランジの中心同士を連続させるウェブとを長手方向にわたって有する。エンドプレートは、支柱の側面に固定するエンドプレート本体部と、エンドプレート本体部に対して垂直な梁接合部を有する断面Ｔ形状の部材である。

上記のエンドプレートは、支柱の中心線と梁の中心線とを一致させるために、梁接合部が梁のウェブの厚さ分だけ片側に偏位している。このエンドプレートは、梁接合部の両側に設けた夫々のボルトで、支柱にエンドプレート本体部を固定すると共に、別のボルトで、梁のウェブに梁接合部を固定する。これにより、支柱と梁は、エンドプレートを介して連結される。

特開２００２−１６１５８２号公報

しかしながら、上記したような従来の部材連結構造では、単一のエンドプレートで支柱と梁の連結を実現する一方で、支柱及び梁の中心線同士を一致させる都合上、エンドプレートの梁接合部を片側に偏位させざるを得ない。このため、従来の部材連結構造では、梁接合部の両側に配置したボルトに加わる負荷が不均一になるという問題点があり、局所的に増大する負荷を抑制するうえでの改善が要望されていた。

本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、一方部材とこれに対して垂直に配置される他方部材とを連結する構造であって、局所的な負荷の増大を抑制して、安定した連結強度を得ることができる部材連結構造を提供することを目的としている。

本発明に係わる部材連結構造は、一方部材と、一方部材に対して垂直に配置される他方部材と、一方部材と他方部材を連結する連結具を備え、連結具は、一方部材に固定される第１連結部と、第１連結部と同一面状を成して一方部材に固定される第２連結部と、第１連結部と第２連結部との間から垂直に突出して他方部材に固定される第３連結部と、第１及び第２の連結部と第３連結部との交差部に設けた肉盛部を有し、他方部材は、第３連結部に固定される被連結部を有し、被連結部の端部が肉盛部に当接する構成としており、上記構成をもって課題を解決するための手段としている。

本発明に係わる部材連結構造は、連結具の第１及び第２の連結部を一方部材に固定すると共に、連結部の第３連結部を他方部材の被連結部に固定し、これにより、連結具を介して一方部材と他方部材とを連結する。この際、部材連結構造は、第１及び第２の連結部と第３連結部との交差部に肉盛部を有し、この肉盛部に他方部材の被連結部の端部が当接した状態になっている。これにより、部材連結構造は、一方部材及び他方部材の中心線同士を一致させるために第３連結部が片側に偏位している場合でも、第１及び第２の連結部における夫々の固定具に対する負荷を均一にすることが可能になる。

このようにして、本発明の部材連結構造は、一方部材とこれに対して垂直に配置される他方部材とを連結する構造において、局所的な負荷の増大を抑制して、安定した連結強度を得ることができる。また、部材連結構造は、他方部材の被連結部の端部を連結具の肉盛部に当接させることで、凹凸のない良好な外観体裁を得ることができる。

本発明に係わる部材連結構造が適用される構造体を説明する斜視図である。本発明に係わる部材連結構造の第１実施形態を説明する断面図である。図２に示す部材連結構造の連結前の状態を示す斜視図である。図３に続く連結後の状態を示す斜視図である。本発明に係わる部材連結構造の第２実施形態を説明する断面図である。本発明に係わる部材連結構造の第３実施形態を説明する断面図である。

図１に示す構造体１は、四隅に支柱２を配置して、隣接する支柱２，２の上端部間に梁３を連結し、隣接する支柱２，２の下端部間に桁４を連結して、立体的な骨格を構成している。本発明に係わる部材連結構造は、上記構造体１において、支柱２と梁３との連結や、支柱２と桁４との連結に適用することができる。

図２〜図４は、部材連結構造の第１実施形態を説明する図である。すなわち、図示の部材連結構造は、一方部材としての支柱２と、支柱２に対して垂直に配置される他方部材としての梁３と、支柱２と梁３を連結する連結具５を備えている。

この実施形態の支柱２は、矩形断面を有する中空部材である。梁３は、上下の水平壁３Ａ，３Ｂと、両水平壁３Ａ，３Ｂの中心同士を連結する垂直壁３Ｃを長手方向にわたって有する部材である。この梁３は、垂直壁３Ｃの端部が、連結具５への被連結部である。

連結具５は、支柱（一方部材）２に固定される第１連結部５１と、第１連結部５１と同一面状を成して支柱２の一側面に固定される第２連結部５２とを有している。また、連結具５は、第１連結部５１と第２連結部５２との間から垂直に突出して梁３（他方部材）の垂直壁３Ｃに固定される第３連結部５３と、第１及び第２の連結部５２，５２と第３連結部５３との交差部に設けた肉盛部５４を有している。つまり、連結具５は、平面状に連続する第１及び第２の連結部５１，５２と、これらに対して垂直な第３連結部５３とにより、水平断面上でＴ形状を成している。

第１及び第２の連結部５１，５２には、夫々上下２個の締結具（ねじやボルト）の貫通孔５５が形成してある。第３連結部５３には、上下左右に配置した４個の貫通孔５５が形成してあり、連結時に梁３の垂直部３Ｃの反対側になる面に、締結具（ボルトやナット）の回り止めとして機能する複数の突条５６が竪方向に沿って形成してある。さらに、梁３は、垂直壁３Ｃの端部である被連結部に、第３連結部５３に対応して、上下左右に配置した４個の貫通孔５５が形成してある。なお、締結具は、代表的に、ねじやボルト及びナット等であり、図２に一部（符号Ｂ）を示している。

さらに、上記の連結具５は、互いに連結される支柱２及び梁３の中心線同士を一致させる都合上、図２に示すように、第３連結部５３が、梁３の垂直壁３Ｃの厚さ分だけ、片側に偏位している。この実施形態の連結具５は、第３連結部５３が、第２連結部５２側に偏位している。

そして、連結具５１は、第１及び第２の連結部５２，５２と第３連結部５３との交差部において、第３連結部５３の偏位側の反対側に肉盛部５４が設けてある。図示例の肉盛部５４は、機能上、一般的な角部に設けるＲとは全く異なる。この肉盛部５４は、第１連結部５１と第３連結部５３との角部を充分に埋めるように、第１連結部５１から第３連結部５３の方向に至る傾斜面５４Ａと、傾斜面５４Ａの端部から第３連結部５３に至る段差面５４Ｂとを竪方向にわたって連続的に有している。この肉盛部５４の段差面５４Ｂは、梁３の垂直壁３Ｃの厚さに相当する段差寸法を有している。

さらに、この実施形態の連結具５は、一方及び他方の連結具５Ａ，５Ｂを一体化した構造になっている。一方及び他方の連結具５Ａ，５Ｂは、一方連結具５Ａにおける第２連結部５２の竪辺と、他方連結具５Ｂにおける第１連結部５１の竪辺とを、互いに９０度を成す配置で互いに連続させて一体化した構造である。これにより、連結具５は、支柱２において隣接する２つの側面に、一方及び他方の連結具５Ａ，５Ｂを介して、２本の梁３，３の夫々の端部を連結することができる。

上記の部材連結構造は、支柱２の一側面に、一方連結具５Ａの第１及び第２の連結部５１，５２を締結具（図２に示す）Ｂで連結すると共に、梁３の垂直壁３Ｃの端部（被連結部）に、一方連結具５Ａの第３連結部５３を締結具で固定し、同端部の端面を肉盛部５４の段差面５４Ｂに当接させる。また、この実施形態の連結具５は、２つの連結具５Ａ，５Ｂを一体化したものであるから、支柱２の一側面に隣接する他側面においても、他方連結具５Ｂを介して同様に梁３が連結される。これにより、部材連結構造は、支柱２に連結具５（５Ａ，５Ｂ）を介して梁３を連結する。

上記の部材連結構造において、梁３は、上下の水平壁３Ａ，３Ｂの端面が、支柱２の側面に当接し、垂直壁３Ｃの端面が、肉盛部５４の段差面５４Ｂに当接する。このため、梁３において、水平壁３Ａ，３Ｂは、夫々の端面が上下に揃った位置にあるが、垂直壁３Ｃは、肉盛部５４の分だけ水平壁３Ａ，３Ｂよりも短くなるように、予め端部が切除されている。これにより、連結具５（５Ａ，５Ｂ）は、第１及び第２の連結部５１，５２の上下面が、梁３の上下の水平壁３Ａ，３Ｂにより覆われる。

上記の部材連結構造は、第１及び第２の連結部５１，５２と第３連結部５３との交差部に肉盛部５４を有し、この肉盛部５４の段差面５４Ｂに梁３の端部（被連結部）の端面が当接した状態になっている。

これにより、部材連結構造は、支柱２及び梁３の中心線同士を一致させるために第３連結部５３が片側に偏位しているが、図２中に複数の小さい矢印で示すように、梁３側から支柱２に加わる負荷が、第３連結部５３及び肉盛部５４を経て、第１及び第２の連結部５１，５２の夫々の締結具Ｂ側に均一に分散される。このような負荷の分散機能は、一方及び他方の連結具５Ａ，５Ｂにおいて同様に発揮される。

このようにして、部材連結構造は、支柱（一方部材）２とこれに対して垂直に配置される梁（他方部材）３とを連結する構造において、局所的な負荷の増大を抑制して、安定した連結強度を得ることができる。

また、部材連結構造は、肉盛部５４の段差面５４Ｂに、梁３の垂直壁３Ｃの端面を隙間無く当接させているので、肉盛部５４と垂直壁３Ｃとを連続させて、凹凸の無い良好な外観体裁を得ることができる。

さらに、上記実施形態の連結具５は、支柱２に対して、互いに９０度異なる２つの側面に夫々固定される一方及び他方の連結具５Ａ，５Ｂを一体化したものである。このため、連結具５は、支柱２に対して、一方連結具５Ａを固定する複数の締結具Ｂと、他方連結具５Ｂを固定する複数の締結具Ｂ、すなわち９０度異なる方向から取り付けた締結具群により固定してある。

ここで、支柱２と梁３の連結構造では、例えば図２に示す梁３に下方向の負荷が加わると、一方連結具５Ａを固定している締結具Ｂに、引き抜く方向（図中で下方向）の力が発生する。この際、上記の部材連結構造では、引き抜く方向の力に対して、他方連結具５Ｂの締結具Ｂ、すなわち引き抜き方向に対して直交する方向に取り付けた締結具Ｂがあるので、締結具Ｂの弛みを防いで、支柱２に対する連結具５及び梁３の連結強度を充分に維持することができる。

また、上記の部材連結構造では、他方連結具５Ａに連結した梁（図示せず）に下方向の荷重が加わった場合でも、同様の作用により、締結具Ｂの弛みを防いで、支柱２に対する連結具５及び梁３の連結強度を充分に維持する。このようにして、上記実施形態の部材連結構造は、連結具５の肉盛部５４による負荷の分散効果に加えて、支柱２と梁３との連結強度の維持若しくは向上を実現することができる。

図５及び図６は、本発明に係わる部材連結構造の第２及び第３の実施形態を示す図である。以下の実施形態において、第１実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

第２及び第３の実施形態における一方部材１２は、第１実施形態の梁３と同様に、一対の水平壁１２Ａ，１２Ｂと、両水平壁１２Ａ，１２Ｂの中心同士を連結する垂直壁１２Ｃとを長手方向にわたって有している。また、他方部材１３にあっても、同様に、一対の水平壁１３Ａ，１３Ｂと、垂直壁１３Ｃとを長手方向にわたって有している。なお、図示例の両部材１２，１３において、水平壁１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ及び垂直壁１２Ｃ，１３Ｃは、便宜上、第１実施形態と同様の名称にしたが、各部材１２，１３を配置した際の姿勢により水平及び垂直の方向性が異なる場合がある。

連結具５は、第１実施形態と同様に、第１連結部５１、第２連結部５２、第３連結部５３、及び肉盛部５４を有する。なお、第２及び第３の実施形態の連結具５は、第１実施形態のように２つを一体化したものではく、第１及び第２の連結部５１，５２と、これに対して垂直な第３連結部５３とで断面Ｔ形状を成している。

図５に示す第２実施形態では、一方部材１２の上側の水平壁１２Ａの上面に、連結具５を介して、他方部材１３の下端部を連結する。このとき、連結具５は、第１及び第２の連結部５１，５２を一方部材１２の上面に固定すると共に、第３連結部５３を他方部材１３の垂直壁３Ｃに固定し、この際、他方部材１３の被連結部（下端部）の端面を肉盛部５４の段差面（図２の符号５４Ｂ参照）に当接させる。これにより、部材連結構造は、一方部材１２及び他方部材１３の中心線同士を一致させた状態にして、連結具５を介して両部材１２，１３を連結する。

上記の部材連結構造は、先の実施形態と同様に、他方部材１３側から一方部材１２に加わる負荷が、第３連結部５３及び肉盛部５４を経て、第１及び第２の連結部５１，５２の夫々の締結具（図２の符号Ｂ参照）に対して均一に分散される。これにより、部材連結構造は、局所的な負荷の増大を抑制して、安定した連結強度を得ることができる。また、部材連結構造は、肉盛部５４と他方部材１３の垂直壁１３Ｃの端面とを隙間無く当接させて、良好な外観体裁を得ることができる。

図６に示す第３実施形態では、一方部材１２の垂直壁１２Ｃの側面に、連結具５を介して、他方部材１３の端部を連結する。このとき、連結具５は、第１及び第２の連結部５１，５２を一方部材１２の垂直壁１２Ｃに固定すると共に、第３連結部５３を他方部材１３の垂直壁１３Ｃに固定する。この際、他方部材１３は、上下の水平壁１３Ａ，１２Ｂの端部を、一方部材１２の水平壁１２Ａ，１２Ｂの側面に当接させると共に、被連結部（端部）の端面を肉盛部（垂直壁１３Ｃの裏側に位置する）の段差面に当接させる。これにより、部材連結構造は、一方部材１２及び他方部材１３の中心線同士を一致させた状態にして、連結具５を介して両部材１２，１３を連結する。

上記の部材連結構造は、先の実施形態と同様に、他方部材１３側から一方部材１２に加わる負荷が、第３連結部５３及び肉盛部を経て、第１及び第２の連結部５１，５２の夫々の締結具（図２の符号Ｂ参照）に対して均一に分散される。これにより、部材連結構造は、局所的な負荷の増大を抑制して、安定した連結強度を得ることができる。また、部材連結構造は、肉盛部５４と他方部材１３の垂直壁１３Ｃの端面とを隙間無く当接させて、良好な外観体裁を得ることができる。

なお、本発明に係わる部材連結構造は、詳細な構成が上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能であり、一方部材とこれに対して垂直に配置した他方部材との様々な組合せに適用することが可能である。

２支柱（一方部材）
３梁（他方部材）
３Ｃ垂直壁（被連結部）
１２一方部材
１３他方部材
１３Ｃ被連結部
５連結具
５１第１連結部
５２第２連結部
５３第３連結部
５４肉盛部

Claims

一方部材と、一方部材に対して垂直に配置される他方部材と、一方部材と他方部材を連結する連結具を備え、
連結具は、一方部材に固定される第１連結部と、第１連結部と同一面状を成して一方部材に固定される第２連結部と、第１連結部と第２連結部との間から垂直に突出して他方部材に固定される第３連結部と、第１及び第２の連結部と第３連結部との交差部に設けた肉盛部を有し、
他方部材は、第３連結部に固定される被連結部を有し、被連結部の端部が肉盛部に当接することを特徴とする部材連結構造。