JP2020197066A - ブレース構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のブレースが面外方向にずれた状態で格子状に架設されたブレース構造において、意匠性の悪化やコストアップをできるだけ回避しながら上下の鉄骨梁のねじれ変形を抑制可能な技術を提供する。【解決手段】上下の鉄骨梁１０，２０の間に形成された鉛直構面４に複数のブレース３０ａ，３０ｂが格子状に架設され、鉛直構面４において交差するブレース３０ａ，３０ｂ同士が当該鉛直構面の面外方向にずれた状態で配置されているブレース構造であって、鉄骨梁１０，２０のねじれ変形を防止するねじれ変形防止手段Ｘを備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、上下の鉄骨梁の間に形成された鉛直構面に複数のブレースが格子状に架設され、前記鉛直構面において交差する前記ブレース同士が当該鉛直構面の面外方向にずれた状態で配置されているブレース構造に関する。

上下の鉄骨梁の間に形成された鉛直構面に複数のブレースが格子状に架設されたブレース構造では、鉛直構面において交差するブレース同士が互いに接触しないように当該鉛直構面の面外方向にずれた状態で配置されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開昭５３−００１９２３号公報

このような従来のブレース構造では、ブレースから伝達された軸力により鉄骨梁にねじり力が発生する。そして、そのねじり力による鉄骨梁の変形を抑制するために、例えば鉄骨梁を充分に強固なものとして構築すると、意匠性の悪化やコストアップ等の問題があった。
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、複数のブレースが面外方向にずれた状態で格子状に架設されたブレース構造において、意匠性の悪化やコストアップをできるだけ回避しながら上下の鉄骨梁のねじれ変形を抑制可能な技術を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、上下の鉄骨梁の間に形成された鉛直構面に複数のブレースが格子状に架設され、
前記鉛直構面において交差する前記ブレース同士が当該鉛直構面の面外方向にずれた状態で配置されているブレース構造であって、
前記鉄骨梁のねじれ変形を防止するねじれ変形防止手段を備えた点にある。

本構成によれば、鉛直構面の面外方向にずれた状態で配置されたブレースから伝達される軸力により上下の鉄骨梁にねじり力が発生する場合であっても、上記ねじれ変形防止手段によって鉄骨梁のねじれ変形が防止されている。つまり、鉄骨梁を過剰に強固に構築しなくても、当該鉄骨梁のねじれ変形を好適に抑制することができる。
従って、本発明により、複数のブレースが面外方向にずれた状態で格子状に架設されたブレース構造において、意匠性の悪化やコストアップをできるだけ回避しながら上下の鉄骨梁のねじれ変形を抑制可能な技術を提供することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記ねじれ変形防止手段が、前記鉄骨梁における当該鉄骨梁の長手方向に沿った前記ブレースの接続位置の両側に一対の補強用リブを並設して構成されている点にある。

本構成によれば、上記一対の補強用リブが鉄骨梁におけるブレースの接合箇所に設けられているので、ブレースから鉄骨梁に対して軸力を良好に伝達させて、当該鉄骨梁のねじり力による局所的な変形を抑制することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記上下の鉄骨梁の少なくとも一方の鉄骨梁が丸鋼管を有して構成されており、当該鉄骨梁において、前記補強用リブが、前記丸鋼管の上方を切り欠いた切欠き部分に設けられている点にある。

本構成によれば、丸鋼管を有して構成された鉄骨梁に対して、当該鉄骨梁の長手方向に沿ってブレースの接続位置の両側に並設された一対の補強用リブを設ける場合において、丸鋼管の上方を切り欠いた切欠き部分を形成すれば、その切欠き部分に当該一対の補強用リブを簡単に設けることができる。

本発明の第４特徴構成は、前記上下の鉄骨梁の少なくとも一方の鉄骨梁において、前記ねじれ変形防止手段が、鋼板製スラブに対して前記鉄骨梁を側方から接合して構成されている点にある。

本構成によれば、鋼板製スラブに固定される鉄骨梁のねじれ変形防止手段については、当該鉄骨梁を鋼板製スラブに対して溶接等により側方から接合するものとして構成すれば、鉄骨梁のねじれ変形を鋼板製スラブにより良好に防止することができる。

本発明の第５特徴構成は、前記上下の鉄骨梁の少なくとも一方の鉄骨梁において、前記ねじれ変形防止手段が、コンクリート製スラブに対して前記鉄骨梁の上フランジ部及びその上フランジ部の縁部に突合せ状態で接合されたプレート部に配置されたスタッドボルトを埋設させて構成されている点にある。

本構成によれば、コンクリート製スラブに固定される鉄骨梁のねじれ変形防止手段については、当該鉄骨梁の上フランジ部及びその上フランジ部に接合されたプレート部に配置されたスタッドボルトをコンクリート製スラブに埋設させるものとして構成すれば、鉄骨梁のねじれ変形をコンクリート製スラブにより良好に防止することができる。

本実施形態のブレース構造の全体構成を示す正面図 ブレース交差部の拡大正面図 図２に示すブレース交差部の側面図 上側鉄骨梁のブレース接続位置の拡大正面図 図４に示す上側鉄骨梁のブレース接続位置の平面図 図４に示す上側鉄骨梁の切欠き部分における側断面図 図４に示す上側鉄骨梁の非切欠き部分における側断面図 下側鉄骨梁のブレース接続位置の拡大正面図 図８に示す下側鉄骨梁のブレース接続位置の平面図 図８に示す下側鉄骨梁のブレース接続位置の側断面図

本発明に係るブレース構造の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１に示すブレース構造は、上下の鉄骨梁１０，２０と左右の柱３とで囲まれた状態で当該上下の鉄骨梁１０，２０の間に形成された鉛直構面４において、格子状に配置された複数のブレース３０ａ，３０ｂを上下の鉄骨梁１０，２０の間に架設して構成されている。
尚、本実施形態では、図１に示すように、下側鉄骨梁２０は水平方向に延びる姿勢で設けられているのに対し、上側鉄骨梁１０は水平方向に対して若干傾斜した方向の延びる姿勢で設けられている。しかし、上側鉄骨梁１０を水平方向に延びる姿勢で設けたり、下側鉄骨梁２０を水平方向に対して若干傾斜した方向に延びる姿勢で設けたりなど、これら上下の鉄骨梁１０，２０の姿勢を適宜変更しても構わない。
また、本実施形態では、図１に示すように、柱３を傾斜させて設けているが、当該柱３を鉛直方向に沿って直立させた姿勢としても構わない。

複数のブレース３０ａ，３０ｂとしては、鉛直構面４の面内方向に沿って互いに平行に等間隔で配置された複数の第１ブレース３０ａと、当該第１ブレース３０ａに対して交差する姿勢で鉛直構面４の面内方向に沿って互いに平行に等間隔で配置された複数の第２ブレース３０ｂとが設けられている。
また、第１ブレース３０ａは、図１に示す平面視において、下側鉄骨梁２０に接続される下端から上側鉄骨梁１０に接続される上端にかけて右斜め上方に延びる姿勢で設けられており、一方、複数の第２ブレース３０ｂは、図１に示す平面視において、下側鉄骨梁２０に接続される下端から上側鉄骨梁１０に接続される上端にかけて左斜め上方に延びる姿勢で設けられている。

上側鉄骨梁１０及び下側鉄骨梁２０は、上フランジ部１１，２１と下フランジ部１２，２２とを平鋼で構成されたウェブ１３の上下端部に溶接接合して構成されている。そして、ブレース３０ａ,３０ｂの上端は、上側鉄骨梁１０の下フランジ部１２に接続されており、ブレース３０ａ,３０ｂの下端は、下側鉄骨梁２０の上フランジ部２１に接続されている。
尚、ブレース３０ａ，３０ｂの上側鉄骨梁１０の下フランジ部１２に対する接続位置をブレース上端接続位置Ｐ１と呼び、ブレース３０ａ，３０ｂの下側鉄骨梁２０の上フランジ部２１に対する接続位置をブレース下端接続位置Ｐ２と呼ぶ。

鉛直構面４において交差する第１ブレース３０ａと第２ブレース３０ｂとが、図１に示す平面視において、第１ブレース３０ａが手前側で第２ブレース３０ｂが奥側となるように、鉛直構面４の面外方向（図１における奥行き方向）にずれた状態で配置されている。
図２及び図３に示すように、鉛直構面４の面外方向にずれた状態で配置された第１ブレース３０ａと第２ブレース３０ｂとは、それらの交差部においてブレース繋ぎ部３２により接続されている。かかるブレース繋ぎ部３２は、第１ブレース３０ａと第２ブレース３０ｂとの交差部の隙間にはめ込まれた棒材の両端を第１ブレース３０ａ及び第２ブレース３０ｂの側面に溶接接合して構成されている。このようなブレース繋ぎ部３２を設けることにより、第１ブレース３０ａ及び第２ブレース３０ｂのうち、一方側のブレースにおける圧縮力による座屈の発生が、引張力により姿勢が保持される他方側のブレースとのブレース繋ぎ部３２を介した接続により防止されることになる。

鉛直構面４の両脇には複数の隙間用ブレース３０ｃが配置されている。かかる隙間用ブレース３０ｃは、ブレース３０ａ，３０ｂに対して平行且つ同じピッチで配置されており、柱３に接続された上端から下端にかけて、ブレース３０ａ，３０ｂと平行に斜めに延出する姿勢で且つ当該ブレース３０ａ，３０ｂと同じピッチで配置されている。また、隙間用ブレース３０ｃの下端は、下側鉄骨梁２０から若干浮かせた状態となっている。また、この隙間用ブレース３０ｃについても、第１ブレース３０ａ及び第２ブレース３０ｂとの交差部に上記ブレース繋ぎ部３２が設けられている。

以上のようなブレース構造では、ブレース３０ａ，３０ｂから伝達された軸力により鉄骨梁１０，２０にねじり力が生じ、そのねじり力による上下の鉄骨梁１０，２０のねじれ変形が懸念される。そこで、本実施形態のブレース構造では、意匠性の悪化やコストアップをできるだけ回避しながら上下の鉄骨梁１０，２０のねじれ変形を抑制可能とするべく、鉄骨梁１０，２０のねじれ変形を防止するねじれ変形防止手段Ｘが設けられている。以下、上側鉄骨梁１０及び下側鉄骨梁２０の夫々におけるねじれ変形防止手段Ｘに関連する詳細構成について順に説明する。

先ず、上側鉄骨梁１０におけるねじれ変形防止手段Ｘの構成について、図１及び図４〜図７を参照して説明する。
上側鉄骨梁１０は、図６及び図７に示すように、平鋼で構成された上フランジ部１１と、丸鋼管で構成された下フランジ部１２と、それらを接続する平鋼で構成されたウェブ１３とを溶接接合にて一体化して構成されている。更に、下フランジ部１２は、図４にも示すように、上半分を切欠き部分１４として切り欠いた下半分の半円状である第１下フランジ部１２ａと、このような切欠き部分１４を有さない全円状の第２下フランジ部１２ｂとを、上側鉄骨梁１０の長手方向に沿って交互に配置したものとして構成されている。そして、ブレース上端接続位置Ｐ１となる下フランジ部１２の部分が、切欠き部分１４を有する半円状の第１下フランジ部１２ａとされており、それ以外の部分が切欠き部分１４を有さない全円状の第２下フランジ部１２ｂとされている。

更に、ねじれ変形防止手段Ｘでは、図４及び図５に示すように、上側鉄骨梁１０におけるブレース上端接続位置Ｐ１には、当該鉄骨梁１０の横断面と平行な姿勢で配置された平鋼製の補強用リブ１５が、その外周を上フランジ部１１の下面と第１下フランジ部１２ａの上面とウェブ１３の側面とに溶接接合したスチフナー様の状態で複数並設されている。また、上側鉄骨梁１０における補強用リブ１５の配置位置については、上側鉄骨梁１０の長手方向に沿ったブレース上端接続位置Ｐ１の両側の夫々に一対の補強用リブ１５が並設されている。

このように、上側鉄骨梁１０のブレース上端接続位置Ｐ１に補強用リブ１５が設けられているので、ブレース３０ａ，３０ｂから上側鉄骨梁１０の第１下フランジ部１２ａに伝達された軸力がブレース３０ａ，３０ｂの幅方向の両側に位置する当該一対の補強用リブ１５を通じて上側鉄骨梁１０のウェブ１３及び上フランジ部１１に良好に伝達される。よって、上側鉄骨梁１０においてブレース３０ａ，３０ｂが接続された第１下フランジ部１２ａの局所的なねじれ変形が上側鉄骨梁１０全体等により抑制されることになる。

更に、上側鉄骨梁１０において、図６及び図７に示すように、ねじれ変形防止手段Ｘが、当該上側鉄骨梁１０の側方に配置された鋼板製スラブ４０に対して、上側鉄骨梁１０を側方から接合して構成されている。

具体的には、鋼板製スラブ４０は、並設された複数の形鋼製の梁部材（図示省略）を上鋼板４１と下鋼板４４とで挟んだ状態で夫々を溶接等で接合して構成されている。この鋼板製スラブ４０は、上側鉄骨梁１０の側方に配置された状態において、上鋼板４１が上側鉄骨梁１０の上フランジ部１１の上面に溶接接合され、下鋼板４４の縁部が当該下鋼板４４に沿って延出する下鋼板接合ブラケット４５を介して上側鉄骨梁１０の下フランジ部１２に溶接接合されている。
そして、このようなねじれ変形防止手段Ｘの構成により、上側鉄骨梁１０全体のねじれ変形が鋼板製スラブ４０によって良好に防止されることになる。

次に、下側鉄骨梁２０におけるねじれ変形防止手段Ｘの構成について、図１及び図８〜図１０を参照して説明する。
下側鉄骨梁２０は、平板状の上フランジ部２１と、平板状の下フランジ部２２と、それらを接続する平板状のウェブ２３とを有するＨ形鋼として構成されている。

更に、ねじれ変形防止手段Ｘでは、図８〜図１０に示すように、下側鉄骨梁２０におけるブレース下端接続位置Ｐ２には、当該鉄骨梁２０の横断面と平行な姿勢で配置された平鋼製の補強用リブ２５が、その外周を上フランジ部２１の下面と下フランジ部２２の上面とウェブ２３の側面とに溶接接合したスチフナー様の状態で複数並設されている。また、下側鉄骨梁２０における補強用リブ２５の配置位置については、図１、図８及び図９に示すように、下側鉄骨梁２０の長手方向に沿ったブレース下端接続位置Ｐ２の両側の夫々に一対の補強用リブ２５が並設されている。

このように、下側鉄骨梁２０のブレース下端接続位置Ｐ２に補強用リブ２５が設けられているので、ブレース３０ａ，３０ｂから下側鉄骨梁２０の上フランジ部２１に伝達された軸力がブレース３０ａ，３０ｂの幅方向の両側に位置する当該一対の補強用リブ２５を通じて下側鉄骨梁２０のウェブ２３及び下フランジ部２２に良好に伝達される。よって、下側鉄骨梁２０においてブレース３０ａ，３０ｂが接続された上フランジ部２１の局所的なねじれ変形が下側鉄骨梁２０全体等により抑制されることになる。

更に、下側鉄骨梁２０において、図１０に示すように、ねじれ変形防止手段Ｘが、当該下側鉄骨梁２０の上面に構築されたコンクリート製スラブ５０に対して、下側鉄骨梁２０の上フランジ部２１及びその上フランジ部２１の縁部に突合せ状態で接合されたプレート部２７に配置されたスタッドボルト２８を埋設させて構成されている。

具体的には、コンクリート製スラブ５０は、下側鉄骨梁２０の上フランジ部２１の上面に沿って構築されている。
一方、下側鉄骨梁２０の上フランジ部２１には、当該上フランジ部２１を側方に延出させる状態で、平鋼製のプレート部２７が当該上フランジ部２１の側端部に対して突合せた状態で溶接接合されている。また、下側鉄骨梁２０の上フランジ部２１の上面及びそれから側方に延出するプレート部２７の上面には、複数のスタッドボルト２８が上方に突出する姿勢で配置されており、これら複数のスタッドボルト２８が上記コンクリート製スラブ５０のコンクリート部分５０ａに埋設されている。
そして、このようなねじれ変形防止手段Ｘの構成により、下側鉄骨梁２０全体のねじれ変形がこれら複数のスタッドボルト２８を通じてコンクリート製スラブ５０によって良好に防止されることになる。

更に、下側鉄骨梁２０におけるプレート部２７の取付部分には、上記補強用リブ２５に加えて、プレート部２７のねじれを防止するためのプレート補強用リブ２９が設けられている。
かかるプレート補強用リブ２９は、補強用リブ２５と同様に、下側鉄骨梁２０の横断面と平行な姿勢で配置された平鋼製で、その外周を上フランジ部２１及びプレート部２７の下面と下フランジ部２２の上面とウェブ２３の側面とに溶接接合したスチフナー様の状態で設けられている。このことで、下側鉄骨梁２０の上フランジ部２１の側方に延出するプレート部２７のねじれ変形が一層良好に防止されることになる。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記実施形態では、上下夫々の鉄骨梁１０，２０に複数の補強用リブ１５，２５，２９を設けたが、この補強用リブ１５，２５，２９の設置数や設置箇所等については適宜変更可能であり、また、鉄骨梁１０，２０に生じるねじり変形が問題とならない範囲内でこれら補強用リブ１５，２５，２９の一部及び全部を省略しても構わない。

（２）上記実施形態において、上下夫々の鉄骨梁１０，２０の形状については適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、上側鉄骨梁１０の下フランジ部１２を丸鋼管を用いて構成したが、この下フランジ部１２を平板状に構成して、当該上側鉄骨梁１０を通常のＨ形鋼で構成しても構わない。

（３）上記実施形態では、上側鉄骨梁１０を鋼板製スラブ４０に側方から接合する形態で、当該上側鉄骨梁１０のねじれ変形を防止するねじれ変形防止手段Ｘを実現したが、この上側鉄骨梁１０におけるねじれ変形防止手段Ｘの構成については適宜変更可能であり、例えば下側鉄骨梁２０と同様にコンクリート製スラブに対してスタッドボルトを介して接合する形態で実現することもできる。
一方、上記実施形態では、下側鉄骨梁２０をコンクリート製スラブ５０に対してスタッドボルト２８を介して接合する形態で、当該下側鉄骨梁２０のねじれ変形を防止するねじれ変形防止手段Ｘを実現したが、この下側鉄骨梁２０におけるねじれ変形防止手段Ｘの構成については適宜変更可能であり、例えば上側鉄骨梁１０と同様に鋼板製スラブに側方から接合する形態で実現することもできる。

４ 鉛直構面
１０ 上側鉄骨梁
１４ 切欠き部分
１５ 補強用リブ
２０ 下側鉄骨梁
２１ 上フランジ部
２５ 補強用リブ
２７ プレート部
２８ スタッドボルト
３０ａ 第１ブレース
３０ｂ 第２ブレース
３２ ブレース繋ぎ部
４０ 鋼板製スラブ
５０ コンクリート製スラブ
５０ａ コンクリート部分
Ｐ１ ブレース上端接続位置
Ｐ２ ブレース下端接続位置
Ｘ 変形防止手段

Claims (5)

1. 上下の鉄骨梁の間に形成された鉛直構面に複数のブレースが格子状に架設され、
   前記鉛直構面において交差する前記ブレース同士が当該鉛直構面の面外方向にずれた状態で配置されているブレース構造であって、
   前記鉄骨梁のねじれ変形を防止するねじれ変形防止手段を備えたブレース構造。
2. 前記ねじれ変形防止手段が、前記鉄骨梁における当該鉄骨梁の長手方向に沿った前記ブレースの接続位置の両側に一対の補強用リブを並設して構成されている請求項１に記載のブレース構造。
3. 前記上下の鉄骨梁の少なくとも一方の鉄骨梁が丸鋼管を有して構成されており、当該鉄骨梁において、前記補強用リブが、前記丸鋼管の上方を切り欠いた切欠き部分に設けられている請求項２に記載のブレース構造。
4. 前記上下の鉄骨梁の少なくとも一方の鉄骨梁において、前記ねじれ変形防止手段が、鋼板製スラブに対して前記鉄骨梁を側方から接合して構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載のブレース構造。
5. 前記上下の鉄骨梁の少なくとも一方の鉄骨梁において、前記ねじれ変形防止手段が、コンクリート製スラブに対して前記鉄骨梁の上フランジ部及びその上フランジ部の縁部に突合せ状態で接合されたプレート部に配置されたスタッドボルトを埋設させて構成されている請求項１〜４の何れか１項に記載のブレース構造。

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