JP2021025400A - ハイテンボルトなし鉄骨組立構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉄骨建築用の構造部材どうしを隅肉溶接により接合することにより、ハイテンボルト等を用いることなく鉄骨造梁の接合が容易にできる新たな接合構造を提供することを課題とする。【解決手段】 断面形状がＨ型に形成された鉄骨建築用の構造部材どうしの長手方向の端部を互いに突き合せ、上側フランジ部の下面に連結用の上側フランジ継板を隅肉溶接で取り付けると共に、下側フランジ部の下面に連結用の下側フランジ継板を隅肉溶接で取り付け、ウェブ部の両側面に複数の長穴を開けたウェブ継板を隅肉溶接で取り付け、それら各継板と両構造部材どうしをハイテンボルトを使用せず接合するための鉄骨組立構造を提供する。【選択図】図１

Description

この発明は、鉄骨建物における構造部材どうしの長手方向の端部を突き合せた状態で接合する接合構造において、ハイテンボルトを用いないで接合するための接合構造に関するものである。

従来、鉄骨建物における梁部材等の構造部材どうしの接合は、梁部材（Ｈ型鋼等）のウェブ面とフランジ面に接合プレートを当接させ、接合プレートと梁部材をハイテンボルトにより締め付け接合していた。

しかしながら、現在、ハイテンボルトが極度の品薄状態のため発注してからハイテンボルトが納品されるまで最低８か月が必要である。
（１）そのため建築業者に、お客様から建物の竣工時期の目途が立たないため事業計画が立てられないといった苦情が寄せられている。
特に、競争の早い製造業者等では工場・倉庫等の完成が遅れることにより合理化が達成できず、競合他社との価格競争力において多くの問題が発生している。
（２）すでに建築を請け負った業者の場合は、請負契約をしてから長期にわたり建物の着工ができないため、資材等の価格の値上がりにより、当初契約した請負金額では建物を完成できない、といった問題が発生している。

さらに、ハイテンボルトで構造部材どうしを接合する場合には、ナットの接触面に油分が付着しないように注意すると共に、鉄骨部材の接合部の表面を摩擦面処理する必要があった。

この発明は、従来の接合構造における上記の問題を解決すべくなされたもので、その目的とするところは、鉄骨建築用の構造部材どうしを隅肉溶接により接合することにより、ハイテンボルト等を用いることなく構造部材の接合が容易にできる新たな接合構造を提供することを課題とする。

さらに、接合プレートを当接させる構造部材のウェブ面とフランジ面を、構造部材と同様に塗装することができる接合構造を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、上側フランジ部と下側フランジ部と、それらの両フランジ部を繋ぐウェブ部により断面形状がＨ型に形成された鉄骨建築用の構造部材どうしの長手方向の端部を互いに突き合せた状態で接合する建築用構造部材の接合構造において、前記両構造部材のそれぞれにおいて、前記上側フランジ部の下面に連結用の上側フランジ継板を隅肉溶接で取り付けると共に、下側フランジ部の下面に連結用の下側フランジ継板を隅肉溶接で取り付け、前記ウェブ部の両側面に複数の長穴を開けたウェブ継板を隅肉溶接で取り付け、それら各継板と両構造部材どうしをハイテンボルトを使用せず接合したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構造に加え、前記両構造部材の内の一方の構造部材に、工場で上側フランジ継板、下側フランジ継板、片側のウェブ継板を隅肉溶接で取り付けると共に、施工現場で、他方の構造部材に、前記上側フランジ継板、下側フランジ継板、片側のウェブ継板と、さらに反対側のウェブ継板を下向き隅肉溶接で取り付けたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構造に加え、前記両構造部材どうしを普通ボルトで仮組みするため、両構造部材のウェブ部に複数の穴を開けると共に、そのウェブ部の穴に対応するウェブ継板に複数の穴を開けたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構造に加え、前記両構造部材どうしのウェブ部の両側面に取り付けるウェブ継板は、同一形状をしたウェブ継板を両側面の相対する位置に取り付けたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構造に加え、前記両構造部材の上側フランジ部と下側フランジ部に取り付ける上側フランジ継板と下側フランジ継板は、上側フランジ部と下側フランジ部の端縁より外側へ突出して成形したことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の構造に加え、上側フランジ部の下面に取り付ける上側フランジ継板は、四角形状をした２枚のフランジ継板の概ね中間部を繋いでＨ型に成形したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、上側フランジ部と下側フランジ部と、それらの両フランジ部を繋ぐウェブ部により断面形状がＨ型に形成された鉄骨建築用の構造部材どうしの長手方向の端部を互いに突き合せた状態で接合する建築用構造部材の接合構造において、前記両構造部材のそれぞれにおいて、前記上側フランジ部の下面に連結用の上側フランジ継板を隅肉溶接で取り付けると共に、下側フランジ部の下面に連結用の下側フランジ継板を隅肉溶接で取り付け、前記ウェブ部の両側面に複数の長穴を開けたウェブ継板を隅肉溶接で取り付け、それら各継板と両構造部材どうしをハイテンボルトを使用せず接合したことにより、ハイテンボルトを使用せず施工現場で構造部材どうしの接合を早く簡単に行うことが可能になった。

請求項２に記載の発明によれば、前記両構造部材の内の一方の構造部材に、工場で上側フランジ継板、下側フランジ継板、片側のウェブ継板を隅肉溶接で取り付けると共に、施工現場で、他方の構造部材に、前記上側フランジ継板、下側フランジ継板、片側のウェブ継板と、さらに反対側のウェブ継板を下向き隅肉溶接で取り付けたことにより、各々継板を構造部材に対して正確に接合することが可能になった。

請求項３に記載の発明によれば、前記両構造部材どうしを普通ボルトで仮組みするため、両構造部材のウェブ部に複数の穴を開けると共に、そのウェブ部の穴に対応するウェブ継板に複数の穴を開けたことにより、現場で簡単に構造部材どうしの仮組みを行うことが可能になった。

請求項４に記載の発明によれば、前記両構造部材どうしのウェブ部の両側面に取り付けるウェブ継板は、同一形状をしたウェブ継板を両側面の相対する位置に取り付けたことにより、ウェブ継板の種類を少なくすることが可能となった。

請求項５に記載の発明によれば、前記両構造部材の上側フランジ部と下側フランジ部に取り付ける上側フランジ継板と下側フランジ継板は、上側フランジ部と下側フランジ部の端縁より外側へ突出して成形したことにより、施工現場において構造部材を隅肉溶接で早く正確に接合することが可能となった。

請求項６に記載の発明によれば、上側フランジ部の下面に取り付ける上側フランジ継板は、四角形状をした２枚のフランジ継板の概ね中間部を繋いでＨ型に成形したことにより、フランジ継板を構造部材のフランジ部どうしに正確に接合することが可能となった。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図７には、この発明の実施の形態を示す。

図１は、鉄骨造の建物のＨ型鋼どうしを接合させるための各種継板を配置した状態を分解図で示す。

Ｈ型鋼１、２は同一寸法で、断面寸法は高さ４５０ｍｍ、辺２００ｍｍ、フランジ部１３、１９、３２、４０の厚さは１４ｍｍ、ウェブ部１８、３９の厚さは９ｍｍである。

このように配置した前記Ｈ型鋼１の端部１７とＨ型鋼２の端部３３を互いに突き合せた状態で、Ｈ型鋼１のフランジ部１３とＨ型鋼２のフランジ部３２を接合するため、図４の組立図で示すようにフランジ部１３、フランジ部３２の下面に、２枚の四角形の平板鋼板の概ね中間部を繋いでＨ型に成形した上側フランジ継板４（厚さ１０ｍｍ、縦１００ｍｍ、横２４５ｍｍの２枚の四角形状の平板鋼板の概ね中間部を厚さ１０ｍｍ、縦１０ｍｍ、横４０ｍｍの平板鋼板で繋いでＨ型に形成）を配置すると共に、Ｈ型鋼１のウェブ部１８とＨ型鋼２のウェブ部３９を結合するため、図４の組立図で示すようにウェブ部１８の側面４９とウェブ部３９の側面５０を、２枚のウェブ継板３とウェブ継板５（ウェブ継板３、ウェブ継板５共に厚さ７ｍｍ、縦２８０ｍｍ、横２４５ｍｍで成形）で挟み込むように配置し、さらにＨ型鋼１のフランジ部１９とＨ型鋼２のフランジ部４０を接合するため、図４の組立図で示すようにフランジ部１９、フランジ部４０の下面に厚さ１０ｍｍ、縦２４０ｍｍ、横２４５ｍｍの下側フランジ継板６を配置した状態を示す。

図２は、図１で説明したＨ型鋼１のフランジ部１３に上側フランジ継板４を取り付け、さらにＨ型鋼１のウェブ部１８の両面にボルト６９（図５で示す）、ナット２６でウェブ継板３、ウェブ継板５を取り付け、さらにＨ型鋼１のフランジ部１９の下面に下側フランジ継板６を取り付けた状態を示す。

図３は、図２で説明したＨ型鋼１とＨ型鋼２を一点鎖線で示すことにより、Ｈ型鋼１に組付けた上側フランジ継板４と２枚のウェブ継板３、５と下側フランジ継板６の位置関係を分かりやすく斜視図で示した。

図４は、図２で説明したＨ型鋼１の端部１７とＨ型鋼２の端部３３の間に５ｍｍの隙間を開けてＨ型鋼１の端部１７とＨ型鋼２の端部３３を開先溶接６１、６２により接合した状態を示す。

図５は、Ｈ型鋼１に上側フランジ継板４とウェブ継板５と下側フランジ継板６を工場で隅肉溶接により接合した状態を正面図（図５ａ）と右側面図（図５ｂ）で示す。参考までに、実線で示したＨ型鋼１、上側フランジ継板４、ウェブ継板５、下側フランジ継板６に、一点鎖線でＨ型鋼２を結合した状態を表示した。

上側フランジ継板４をＨ型鋼１のフランジ部１３の下面の側面１６から長手方向に１２０ｍｍの位置に上側フランジ継板４の側面４４、５９（図３で示す）を配置すると共に、さらにフランジ部１３の側面１４、１５の端縁から左右に２０ｍｍ外側に突き出した状態で上側フランジ継板４の上面をフランジ部１３の下面に当接させ、フランジ部１３の下面と上側フランジ継部４の側面４４、５９（図３で示す）の隅部（Ａ）６５と隅部（Ａ）６７を隅肉溶接により溶接すると共に、フランジ部１３の側面１４、１５と上側フランジ継板４の上面４５の隅部（Ａ）６６、隅部（Ａ）６８を隅肉溶接により溶接する。さらにウェブ継板５をＨ型鋼１のウェブ部１８の側面４９から長手方向に１２０ｍｍの位置にウェブ継板５の側面２９を配置すると共に、さらにＨ型鋼１のフランジ部１９の上面から６０ｍｍの位置にウェブ継板５の下面３０を配置し、Ｈ型鋼１のウェブ部１８とウェブ継板５の隅部（Ａ）７０、隅部（Ａ）７１、隅部（Ａ）７２を隅肉溶接により溶接する。さらに下側フランジ継板６をＨ型鋼１のフランジ部１９の下面の側面２１から長手方向に１２０ｍｍの位置に下側フランジ継板６の側面２４を配置すると共に、さらにフランジ部１９の側面２０、２２の端縁から左右に２０ｍｍ外側に突き出した状態で下側フランジ継板６の上面２３をフランジ部１９の下面に当接させ、フランジ部１９の下面と下側フランジ継部６の側面２４の隅部（Ａ）７４を隅肉溶接により溶接すると共に、フランジ部１９の側面２０、２２と下側フランジ継板６の上面２３の隅部（Ａ）７３を隅肉溶接により接合した状態を示す。

なお、ウェブ継板５に開口した長穴７６、７７、７８の形状は全て縦２０ｍｍ、横１００ｍｍの長方形で成形され、長穴７６はウェブ継板５の側面４７から２０ｍｍ、ウェブ継板５の下面３０から２１０ｍｍの位置に下面（Ｂ）８６が位置するように開口される。同様に長穴７７はウェブ継板５の側面４７から２０ｍｍ、ウェブ継板５の下面３０から１００ｍｍの位置に下面（Ｂ）８７が位置するように開口される。同様に長穴７８はウェブ継板５の側面４７から２０ｍｍ、ウェブ継板５の下面３０から３０ｍｍの位置に下面（Ｂ）８８が位置するように開口される。また、Ｈ型鋼１、２にウェブ継板５を仮止めするためのウェブ継板５の穴２７、２８は、互いに側面２９、４７から６０ｍｍ、下面３０から１５０ｍｍの位置に直径１８ｍｍの穴が開けられると共に、ウェブ継板３にも同様の位置に直径１８ｍｍの穴が開けられる。さらに、Ｈ型鋼１、２のウェブ部１８、３９にもウェブ継板５の穴２７、２８と相対する位置に直径１８ｍｍの穴が開けられる。

図６は、図５で説明したＨ型鋼１に、施工現場でＨ型鋼２を接合した状態を正面図（図６ａ）と右側面図（図６ｂ）で示す。Ｈ型鋼１の端部１７とＨ型鋼２の端部３３の間に５ｍｍの隙間を開け、Ｈ型鋼１の側面１６とＨ型鋼２の開先部３５を開先溶接６１により接合すると共に、同様にＨ型鋼１のフランジ部１９の側面２１とＨ型鋼２のフランジ部４０の開先部４２を開先溶接６２により接合する。さらにＨ型鋼２のフランジ部３２の側面５２から長手方向に１２０ｍｍの下面の位置に上側フランジ継板４の側面５３、５４を配置すると共に、さらにフランジ部３２の側面３４、３６の端縁から左右に２０ｍｍ外側に突き出した状態で上側フランジ継板４の上面をフランジ部３２の下面に当接させ、図５で説明したＨ型鋼１のフランジ部１３の下面に接合した上側フランジ継板４の上面４５とＨ型鋼２のフランジ部３２の側面３４、３６の隅部（Ｂ）８４、隅部（Ｂ）９３（図７で示す）を隅肉溶接により接合する。さらにウェブ継板５はＨ型鋼２のウェブ部３９の側面５０から長手方向に１２０ｍｍの位置にウェブ継板５の側面４７を配置すると共に、さらにＨ型鋼２のフランジ部４０の上面から６０ｍｍの位置にウェブ継板５の下面３０を配置し、図５で説明したウェブ継板５の上面３１とＨ型鋼２のウェブ部３９の隅部（Ｂ）８５を隅肉溶接により接合し、さらにウェブ継板５の３か所の長穴７６、７７、７８の下面（Ｂ）８６、８７、８８とＨ型鋼２のウェブ部３９を隅肉溶接により接合する。さらに下側フランジ継板６をＨ型鋼２のフランジ部４０の側面５１から長手方向に１２０ｍｍの下面の位置に下側フランジ継板６の側面２５を配置すると共に、さらにフランジ部４０の側面４１、４８の端縁から左右に２０ｍｍ外側に突き出した状態で下側フランジ継板６の上面２３をフランジ部４０の下面に当接させ、さらに図５で説明したＨ型鋼１のフランジ部１９の下面に接合した下側フランジ継板６の上面２３とＨ型鋼２のフランジ部４０の側面４１、４８の隅部（Ｂ）８９を隅肉溶接により溶接した状態を示す。

図７は、図６ｂで説明した右側面図を裏側から見た状態を側面図で示す。ウェブ継板３とウェブ継板５は同一形状で形成され、ウェブ継板３はＨ型鋼１、２のウェブ部１８、３９に接合したウェブ継板５の裏側のウェブ継板５の位置と相対した位置に取り付けられる。

ウェブ継板３は、図６で説明したウェブ部１８、３９を挟み、ウェブ継板５と相対する位置にボルト４６、６９（図５で示す）とナット２６、３８で仮止めし、ウェブ継板３の上面７とＨ型鋼１、２のウェブ部１８、３９の隅部（Ｂ）９４、隅部（Ｂ）９５を隅肉溶接により接合し、さらにウェブ継板３の３か所の長穴９８、９９、１００の下面（Ｂ）１０１、下面（Ｂ）１０２、下面（Ｂ）１０３とＨ型鋼１のウェブ部１９を隅肉溶接により接合させる。

このように工場でＨ型鋼１とＨ型鋼２に開けた位置決め用の穴３７、４３と位置決め用の治具を用いて、Ｈ型鋼１に上側フランジ継板４、ウェブ継板５、下側フランジ継板６を固定して隅肉溶接により接合することにより、上側フランジ継板４、ウェブ継板５、下側フランジ継板６をＨ型鋼１に正確な位置で接合することが出来るようになると共に、さらに施工現場でＨ型鋼２を隅肉溶接で接合することによりハイテンボルトを使用することなく鉄骨建築用の構造部材どうしを正確に接合することが可能となった。

以上、実施の形態に基づいて、本発明に係るハイテンボルトなし鉄骨組立構造について詳細に説明してきたが、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において各種の改変をなしても、本発明の技術的範囲に属するのはもちろんである。

本発明の実施の形態に係る、Ｈ形鋼どおしを接合させるための各種継板を配置した状態を分解図で示す。 同実施の形態に係る、図１で示した各種継板を一方のＨ形鋼に取り付けた状態を斜視図で示す。 同実施の形態に係る、図２で示したＨ形鋼を一点鎖線で示した状態を斜視図で示す。 同実施の形態に係る、図２で示したＨ形鋼どうしを各種継板により接合した状態を斜視図で示す。 同実施の形態に係る、一方のＨ形鋼を一点鎖線で示すと共に、他方のＨ形鋼に各種継板を取り付けた状態を正面図と右側面図で示す。 同実施の形態に係る、図５で示したＨ形鋼どうしを接合した状態を正面図と右側面図で示す。 同実施の形態に係る、図６で示した右側面図を反対側から左側面図で示す。

１ Ｈ形鋼
２ Ｈ形鋼
３ ウェブ継板
４ 上側フランジ継板
５ ウェブ継板
６ 下側フランジ継板
７ 上面
８ 側面
９ スカラップ
１１ 穴
１２ 穴
１３ フランジ部
１４ 側面
１５ 側面
１６ 側面
１７ 端部
１８ ウェブ部
１９ フランジ部
２０ 側面
２１ 側面
２２ 側面
２３ 上面
２４ 側面
２５ 側面
２６ ナット
２７ 穴
２８ 穴
２９ 側面
３０ 下面
３１ 上面
３２ フランジ部
３３ 端部
３４ 側面
３５ 開先部
３６ 側面
３７ 穴
３８ ナット
３９ ウェブ部
４０ フランジ部
４１ 側面
４２ 開先部
４３ 穴
４４ 側面
４５ 上面
４６ ボルト
４７ 側面
４８ 側面
４９ 側面
５０ 側面
５１ 側面
５２ 側面
５３ 側面
５４ 側面
５５ 下面
５６ 側面
５７ スカラップ
５９ 側面
６０ 繋部
６１ 開先溶接
６２ 開先溶接
６５ 隅部（Ａ）
６６ 隅部（Ａ）
６７ 隅部（Ａ）
６８ 隅部（Ａ）
６９ ボルト
７０ 隅部（Ａ）
７１ 隅部（Ａ）
７２ 隅部（Ａ）
７３ 隅部（Ａ）
７４ 隅部（Ａ）
７５ 隅部（Ａ）
７６ 長穴
７７ 長穴
７８ 長穴
８３ 隅部（Ｂ）
８４ 隅部（Ｂ）
８５ 隅部（Ｂ）
８６ 下面
８７ 下面
８８ 下面
８９ 隅部（Ｂ）
９３ 隅部（Ｂ）
９４ 隅部（Ｂ）
９５ 隅部（Ｂ）
９８ 長穴
９９ 長穴
１００ 長穴
１０１ 隅部（Ｂ）
１０２ 隅部（Ｂ）
１０３ 隅部（Ｂ）
１０４ 隅部（Ｂ）

Claims (6)

1. 上側フランジ部と下側フランジ部と、それらの両フランジ部を繋ぐウェブ部により断面形状がＨ型に形成された鉄骨建築用の構造部材どうしの長手方向の端部を互いに突き合せた状態で接合する建築用構造部材の接合構造において、
   前記両構造部材のそれぞれにおいて、前記上側フランジ部の下面に連結用の上側フランジ継板を隅肉溶接で取り付けると共に、下側フランジ部の下面に連結用の下側フランジ継板を隅肉溶接で取り付け、
   前記ウェブ部の両側面に複数の長穴を開けたウェブ継板を隅肉溶接で取り付け、
   それら各継板と両構造部材どうしをハイテンボルトを使用せず接合したことを特徴とするハイテンボルトなし鉄骨組立構造。
2. 前記両構造部材の内の一方の構造部材に、工場で上側フランジ継板、下側フランジ継板、片側のウェブ継板を隅肉溶接で取り付けると共に、施工現場で、他方の構造部材に、前記上側フランジ継板、下側フランジ継板、片側のウェブ継板と、さらに反対側のウェブ継板を下向き隅肉溶接で取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のハイテンボルトなし鉄骨組立構造。
3. 前記両構造部材どうしを普通ボルトで仮組みするため、両構造部材のウェブ部に複数の穴を開けると共に、そのウェブ部の穴に対応するウェブ継板に複数の穴を開けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイテンボルトなし鉄骨組立構造。
4. 前記両構造部材どうしのウェブ部の両側面に取り付けるウェブ継板は、同一形状をしたウェブ継板を両側面の相対する位置に取り付けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハイテンボルトなし鉄骨組立構造。
5. 前記両構造部材の上側フランジ部と下側フランジ部に取り付ける上側フランジ継板と下側フランジ継板は、上側フランジ部と下側フランジ部の端縁より外側へ突出して成形したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイテンボルトなし鉄骨組立構造。
6. 上側フランジ部の下面に取り付ける上側フランジ継板は、四角形状をした２枚のフランジ継板の概ね中間部を繋いでＨ型に成形したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイテンボルトなし鉄骨組立構造。

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