JP2021156115A - 梁接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｈ形断面梁の上フランジを支持部材に直接的に接合しない梁接合構造において、機能性を損なうことなく経済的な施工を可能にする。【解決手段】第１の上フランジ、第１の下フランジおよび第１のウェブを有する第１のＨ形断面梁と、第１のウェブにボルト接合される第１の部分、および第１の下フランジに作用する圧縮力が第１の圧縮力伝達手段によって伝達される第２の部分を含み、第１の上フランジに直接的に接合される部分を含まない支持部材とを備え、第１の圧縮力伝達手段の圧縮耐力は、第１の下フランジの断面圧縮耐力よりも小さい、梁接合構造が提供される。【選択図】図３

Description

本発明は、梁接合構造に関する。

例えばＲＣ梁または壁と大梁との間、または大梁と小梁との間のような梁端接合部は、一般的に剛接合またはピン接合として設計される。支持部材を大梁とした例でいうと、剛接合の場合には小梁の上下フランジを大梁に溶接またはボルト接合し、さらに小梁のウェブを大梁にボルト接合する。ピン接合の場合、小梁のウェブを大梁に取り付けたフィンプレート（シアプレート、ガセットプレート等ともいう）にボルト接合し、小梁の上下フランジは大梁に接合しない。

これに対して、非特許文献１には、水平力を負担しないグラビティフレームや、水平力が小さく逆対称曲げにならない場合のモーメントフレームなど、接合部のモーメントが逆転しない荷重条件下において梁と床スラブとをシアコネクタで一体化した合成構造が記載されている。この場合、小梁の上フランジは大梁に直接的には接合されないが、床スラブの中の鉄筋を介して引張力が伝達されるため、容易に接合部の剛性を高めることができる。接合部の剛性を高めることによって、梁のたわみや梁中央の曲げモーメントが低減され、設計の余裕度を高めたり、梁断面をより小さくしたりできる。

EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION、「Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures Part 1-1: General rules and rules for buildings」、２００９年４月

しかしながら、上記の非特許文献１に記載されたような接合部の場合、施工中に床スラブのコンクリートが硬化する前の状態では小梁の上フランジを介した引張力の伝達がされないため、下フランジを大梁に接合しない場合には実質的にピン接合と同等の剛性しか発揮されない。一方、非特許文献１には接触部材を用いて小梁の下フランジから大梁に圧縮力を伝達することも記載されているが、下フランジと大梁との間の接合部を全強接合、すなわち下フランジの母材が降伏するまで接合部が破壊しない接合とする場合、下フランジの全幅にわたる完全溶け込み溶接や下フランジの断面積よりも大きい接触部材が必要になるが、溶接部の施工延長が長くなったり、接触部材が大型化したりすることは施工の経済性を低下させる。

そこで、本発明は、Ｈ形断面梁の上フランジを支持部材に直接的に接合しない梁接合構造において、機能性を損なうことなく経済的な施工を可能にする梁接合構造を提供することを目的とする。

［１］第１の上フランジ、第１の下フランジおよび第１のウェブを有する第１のＨ形断面梁と、第１のウェブにボルト接合される第１の部分、および第１の下フランジに作用する圧縮力が第１の圧縮力伝達手段によって伝達される第２の部分を含み、第１の上フランジに直接的に接合される部分を含まない支持部材とを備え、第１の圧縮力伝達手段の圧縮耐力は、第１の下フランジの断面圧縮耐力よりも小さい、梁接合構造。
［２］第１の下フランジの幅方向における第１の圧縮力伝達手段の合計寸法は、第１の下フランジの幅よりも短い、［１］に記載の梁接合構造。
［３］合計寸法は、第１の下フランジの幅の２０％以上８０%以下である、［２］に記載の梁接合構造。
［４］第１の圧縮力伝達手段の材料強度は、第１の下フランジの材料強度よりも小さい、［１］から［３］のいずれか１項に記載の梁接合構造。
［５］第１の圧縮力伝達手段は、第１のウェブと第１の下フランジとの交差部分を除く部分にのみ配置される、［１］から［４］のいずれか１項に記載の梁接合構造。
［６］第１の圧縮力伝達手段は、第１の下フランジの端面と第２の部分との間に介挿される接触部材である、［１］から［５］のいずれか１項に記載の梁接合構造。
［７］接触部材は、一様な断面形状を有する、［６］に記載の梁接合構造。
［８］第２の部分は、第１の下フランジに平行な板状部分であり、第１の圧縮力伝達手段は、第１の下フランジの端面と板状部分の端面との間に形成される突合せ溶接部である、［１］から［５］のいずれか１項に記載の梁接合構造。
［９］第２の部分は、第１の下フランジに平行な板状部分であり、第１の圧縮力伝達手段は、第１の下フランジまたは板状部分のいずれか一方の端面と他方の上面との間に形成される隅肉溶接部である、［１］から［５］のいずれか１項に記載の梁接合構造。
［１０］コンクリート、およびコンクリートに埋設され少なくとも第１のＨ形断面梁の材軸方向に延びる引張力伝達部材を含み、第１のＨ形断面梁および支持部材の上方に配置されるＲＣスラブまたはデッキ合成スラブと、第１の上フランジおよび支持部材にそれぞれ接合されるとともに、ＲＣスラブまたはデッキ合成スラブを構成するコンクリートに定着させられる係止部材とをさらに備える、［１］から［９］のいずれか１項に記載の梁接合構造。
［１１］第１の圧縮力伝達手段の圧縮耐力は、梁接合構造におけるＲＣスラブまたはデッキ合成スラブの有効幅領域内に配置された引張力伝達部材の引張耐力、および第１のＨ形断面梁の負曲げ領域内に配置された係止部材のせん断耐力のうち小さい方の耐力以上である、［１０］に記載の梁接合構造。
［１２］支持部材に対して第１のＨ形断面梁の反対側に配置され、第２の上フランジ、第２の下フランジおよび第２のウェブを有する第２のＨ形断面梁をさらに備え、支持部材は、第２のウェブにボルト接合される第３の部分、および第２の下フランジに作用する圧縮力が第２の圧縮力伝達手段によって伝達される第４の部分をさらに含み、第２の上フランジに直接的に接合される部分を含まず、第２の圧縮力伝達手段の圧縮耐力は、第２の下フランジの断面圧縮耐力よりも小さい、［１］から［１１］のいずれか１項に記載の梁接合構造。
［１３］支持部材は、第３の上フランジ、第３の下フランジおよび第３のウェブを有する第３のＨ形断面梁であり、第２の部分は、第３の下フランジの側端面であり、第１のＨ形断面梁と第３のＨ形断面梁との断面高さが等しい、［１］から［１２］のいずれか１項に記載の梁接合構造。

上記の構成によれば、例えば接触部材のサイズが小さくなったり、溶接部の施工延長が短くなったりすることによって、経済的な施工が可能になる。梁接合構造における必要十分な曲げ耐力を考慮した場合、圧縮力伝達手段が下フランジの断面圧縮耐力と同等の圧縮耐力を有する必要は必ずしもないため、上記の構成とする場合も梁接合構造の機能性は損なわれない。

本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造の斜視図である。 図２の拡大図である。 接触部材の別の例を示す図である。 接触部材のさらに別の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造の構造解析の条件について説明するための図である。 図６に示した解析において接合部で発生するモーメントの大きさを示すグラフである。 図６に示した解析において接合部で発生するモーメントの大きさを示すグラフである。 図６に示した解析における曲げ耐力に関する特徴値を下フランジの幅に対する接触部材の寸法比ごとに示すグラフである。 図６に示した解析における曲げ耐力に関する特徴値を下フランジの幅に対する接触部材の寸法比ごとに示すグラフである。 図６に示した解析における曲げ耐力に関する特徴値を下フランジの幅に対する接触部材の寸法比ごとに示すグラフである。 図８Ａから図８Ｃに示される特徴値の算出方法を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造の別の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造のさらに別の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造のさらに別の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る梁接合構造を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る梁接合構造の別の例を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１および図２は、本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造を示す図である。図１に示される梁接合構造は、小梁１と、大梁２と、フィンプレート３１と、リブ３２と、接触部材４と、ＲＣスラブ５と、シアコネクタ６とを含む。なお、図２ではＲＣスラブの図示を省略している。小梁１は、上フランジ１１と、下フランジ１２と、ウェブ１３とを含むＨ形断面梁である。大梁２は、小梁１の材軸方向に直交する方向に延び、上フランジ２１と、下フランジ２２と、ウェブ２３とを含む別のＨ形断面梁である。

本実施形態では、大梁２、フィンプレート３１およびリブ３２によって構成される支持部材が小梁１を支持する。具体的には、フィンプレート３１は大梁２の上フランジ２１、下フランジ２２、およびウェブ２３にそれぞれ溶接され、小梁１のウェブ１３にボルト３３を用いて接合される板状部分である。リブ３２は、フィンプレート３１およびウェブ２３に溶接され、接触部材４を介して小梁１の下フランジ１２に接触する板状部分である。接触部材４は、小梁１の下フランジ１２とリブ３２との間の隙間に介挿され、隙間の大きさに合わせて寸法が可変であることによって、隙間の大きさにかかわらず下フランジ１２とリブ３２との間の接触を維持し、圧縮力伝達手段として機能する。

一方、小梁１の上フランジ１１は直接的には支持部材に接合されない。小梁１の上フランジ１１および大梁２の上フランジ２１からそれぞれ突出する係止部材であるシアコネクタ６がＲＣスラブ５に定着することによって、上フランジ１１に作用する小梁１の材軸方向の引張力が上フランジ１１と支持部材との間で伝達される。より具体的には、ＲＣスラブ５は、コンクリート５１と、コンクリート５１に埋設され少なくとも小梁１の材軸方向に延びる鉄筋５２と、デッキプレート５３とを含み、鉄筋５２が引張力伝達部材として機能する。ＲＣスラブに代えて、デッキ合成スラブを用いてもよい。この場合は、鉄筋５２を含むデッキ合成スラブが引張力伝達部材として機能する。

図３は、図２の拡大図である。図示されているように、支持部材を構成するリブ３２と小梁１の下フランジ１２とは接触部材を介して互いに接触し、これによって下フランジ１２と支持部材との間で、下フランジ１２に作用する小梁１の材軸方向の圧縮力が伝達される。本実施形態において、下フランジ１２とリブ３２との間には、ウェブ１３の両側に１つずつ、合わせて２つの接触部材４Ａ，４Ｂが介挿される。つまり、図示された例において、接触部材４Ａ，４Ｂはウェブ１３と下フランジ１２との交差部分を除く部分にのみ配置される。また、接触部材４Ａ，４Ｂは、下フランジ１２の幅方向端部には配置されていない。

本実施形態では、上記のような接触部材４Ａ，４Ｂの配置によって、下フランジ１２の幅方向における接触部材４Ａ，４Ｂの合計寸法ｗ_ｃｐ１＋ｗ_ｃｐ２が、下フランジ１２の幅Ｂ_ｆよりも短くなる（ｗ_ｃｐ１＋ｗ_ｃｐ２＜Ｂ_ｆ）。従って、下フランジ１２とリブ３２との間の接触部材４Ａ，４Ｂを介した接触面積Ｓ_ｃｐは下フランジ１２の断面積Ｓ_ｆよりも小さい（Ｓ_ｃｐ＜Ｓ_ｆ）。これによって、接触部材４Ａ，４Ｂと下フランジ１２との間で材料強度が同程度である場合、接触部材４Ａ，４Ｂの圧縮耐力Ｙ_ｃｐが下フランジ１２の断面圧縮耐力Ｙ_ｆよりも小さくなる。後述するように、接触部材４Ａ，４Ｂの圧縮耐力Ｙ_ｃｐが下フランジ１２の断面圧縮耐力Ｙ_ｆよりも小さいことには利点があるため、上記のような寸法差をもたせるとともに、あるいは寸法差がない場合（ｗ_ｃｐ１＋ｗ_ｃｐ２＝Ｂ_ｆ）であっても、接触部材４Ａ，４Ｂの材料強度を下フランジ１２の材料強度よりも小さくしてもよい。

特に小梁１のスパンが長い（例えば８ｍ以上の）ような場合、たわみ量の制限を満たすように小梁１の断面を設計すると曲げ耐力やせん断耐力には余裕があり、実際の存在応力は小梁１の断面耐力、具体的には降伏応力よりも小さくなる。従って、上記の接触部材の圧縮耐力Ｙ_ｃｐを下フランジ１２の断面圧縮耐力Ｙ_ｆよりも小さくしても、実際の存在応力に対してなおも余裕があると考えられる。また、ＲＣスラブ５のコンクリート５１が硬化した後は、鉄筋５２を介して伝達される引張力と接触部材４Ａ，４Ｂを介して伝達される圧縮力とが釣り合いの系を形成することによって接合部の曲げ耐力が発揮されるため、接触部材の圧縮耐力Ｙ_ｃｐを下フランジ１２の断面圧縮耐力Ｙ_ｆほど大きくしなくても、接合部の曲げ耐力は変わらない。

具体的には、上記のように接合部の曲げ耐力を考慮した場合、接触部材の圧縮耐力Ｙ_ｃｐは、大梁２に小梁１を接合する梁接合構造におけるＲＣスラブ５の有効幅領域内に配置された鉄筋５２の引張耐力の総和、および小梁１の負曲げ領域内に配置されたシアコネクタ６のせん断耐力のうち小さい方の耐力以上であれば十分である。なお、ＲＣスラブ５の有効幅領域については、日本建築学会発行の「各種合成構造設計指針・同解説」、またはEUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION、「Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures Part 1-1:General rules and rules for buildings」に規定された合成梁のスラブ有効幅の算出方法によって決定することができる。また、小梁１の負曲げ領域は、大梁２との接合部から小梁１の材軸方向中央に向かって曲げモーメントの反曲点位置までの領域、すなわち小梁１に作用する曲げモーメントが上フランジ１１側で引張、下フランジ１２側が圧縮になる領域である。

上記のような知見に基づき、本実施形態では、接触部材を下フランジ１２の全幅に配置せず、接触部材４Ａ，４Ｂの合計寸法を下フランジ１２の幅よりも小さくしている。これによって、接触部材４Ａ，４Ｂのサイズが小さくなり、施工性が向上する。また、接触部材４Ａ，４Ｂに用いられる鋼材量も削減することができる。

一方、梁接合構造の施工中にＲＣスラブ５のコンクリート５１が硬化する前の状態では、小梁１の上フランジ１１を介した引張力の伝達がされない。この状態において、小梁１および未硬化のＲＣスラブ５に作用する鉛直荷重（主に小梁１及びＲＣスラブ５の自重）に対しては、小梁１のウェブ１３をフィンプレート３１に接合するボルト３３のすべり抵抗と、接触部材４Ａ，４Ｂを介して伝達される圧縮力とが釣り合いの系を形成することによって曲げ耐力が発揮される。この場合において、上記の接触部材の圧縮耐力Ｙ_ｃｐが必要以上に大きいと、接合部の回転中心が下フランジ１２に近づき、回転中心から遠いボルト３３にかかる力が大きくなる。これによってボルト３３とウェブ１３およびフィンプレート３１との間が早期にすべり、曲げ耐力が小さくなることによって小梁１のたわみが大きくなる可能性がある。本実施形態では、機能性を損なわない範囲で圧縮耐力Ｙ_ｃｐを小さくすることによって、接合部の回転中心を下フランジ１２から遠ざけ、ボルト３３と回転中心とを近づけることでボルト３３にかかる力を小さくし、すべりを抑制することによって曲げ耐力を維持し、小梁１のたわみを小さくすることができる。

このようにして、本実施形態では、小梁１の上フランジ１１を支持部材に直接的に接合しない梁接合構造において、機能性を損なうことなく経済的な施工が可能になる。なお、接触部材の構成は図示された例には限られず、例えば特許第６６３５１７５号公報や特許第６６３１６７９号公報などに記載されたような各種の接触部材を用いることができる。本実施形態に係る接触部材４、および上記の文献に記載された他の接触部材は、いずれも一様な断面形状を有するため、例えば押出成形によって容易に製造することができる。また、上記の例では小梁１のウェブ１３の両側に１つずつ、合わせて２つの接触部材が介挿されたが、例えばウェブ１３にスカラップを形成するなどして、ウェブ１３を貫通する単一の接触部材を介挿してもよい。あるいは、３つ以上の接触部材を小梁１とリブ３２との間に介挿してもよい。

図４は、本実施形態を適用可能な接触部材の別の例を示す図である。図４に示された例において、接触部材４Ｐは、第１の接触面、および第１の接触面の反対側に位置する第２の接触面によって形成されるテーパー形状の断面を有する本体部４１と、本体部４１におけるテーパー形状の先端側から第１の接触面および第２の接触面の両方に交差する方向に突出し、第１の接触面または第１の接触面の延長面に交差する軸線に沿って貫通孔が形成される腕部４２とを含む。腕部４２の貫通孔にはボルト４３のような棒状の締結手段が挿通される。図示された例において、本体部４１の第１および第２の接触面は、それぞれ小梁１の下フランジ１２の端面１２Ｅ、およびリブ３２の端面３２Ｅに接触する。また、ボルト４３の先端はリブ３２の上面３２Ｕに当接される。

図５は、図１から図３の例に示された接触部材の拡大図である。図５に示された例において、接触部材４Ｑは、第１後接触面４１１、および第１後接触面４１１に対して傾斜した第１前接触面４１２を有する第１部材４１Ｑと、第２後接触面４２１、第２後接触面４２１に対して傾斜し第１前接触面４１２に接触する第２前接触面４２２を有する第２部材４２Ｑとを含む。図１から図３の例に示された例において、第１後接触面４１１は小梁１の下フランジ１２の端面に接触し、第２後接触面４２１はリブ３２の端面に接触する。第２部材４２Ｑには、下フランジ１２およびリブ３２の端面の少なくともいずれかに直交する軸に沿った方向に延びる部分を含む形状の貫通孔４２４が形成される。接触部材４Ｑは、さらに、第１部材４１Ｑに固定され、第２部材４２Ｑの貫通孔４２４に挿通される棒状部材、具体的にはボルト４３Ｑを含む。

図示された例において、第１部材４１Ｑには下フランジ１２が挿入される溝部４１３が形成され、第１後接触面４１１は溝部４１３の底面４１３Ｂを形成する。ボルト４３Ｑは頭部４３１を除く全長にわたってねじ溝を有し、貫通ねじ孔４１４に螺合することによって第１部材４１Ｑに固定される。また、ナット４４Ｑがボルト４３Ｑに螺合し、第１部材４１Ｑとは反対側から第２部材４２Ｑに向かって締め付けることが可能なように配置される。ボルト４３Ｑは第１部材４１Ｑの貫通ねじ孔４１４を貫通して溝部４１３の側面４１３Ｓから突出する。これによって、溝部４１３に下フランジ１２が挿入された場合にボルト４３Ｑの端部を下フランジ１２の板面に接触させ、対向する溝部１１３の側面との間で下フランジ１２を締め付けることができる。なお、接触部材４Ｑが図１から図３の例とは逆に配置され、リブ３２が溝部４１３に挿入されてもよい。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造の構造解析の条件について説明するための図である。図６に示すような寸法の梁接合構造で、施工中、すなわちＲＣスラブのコンクリートが未硬化の状態における接触部材の挙動を評価するために、大梁の幅方向中心（対称面）から１５００ｍｍの位置で小梁の５０ｍｍの鉛直変位δ_ｂを与えた場合について有限要素解析（ＦＥＡ）を実施した。小梁１のウェブとフィンプレートとの間は、６本のボルト（Ｆ１０Ｔ ６−Ｍ２０）で接合する。解析は、実施例として図３に示した接触部材の幅ｗ_ｃｐ（＝ｗ_ｃｐ１＝ｗ_ｃｐ２）を２０ｍｍ、４０ｍｍおよび８０ｍｍの間で変化させるとともに、以下で表１に示すように小梁のウェブとフィンプレートとの間の摩擦係数μ_１を０．４５と０．８０との間で変化させた（接触部材と小梁の下フランジおよびリブとの間の摩擦係数μ_２は０．４５で固定）６通りのケース（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）を行った。比較例として接触部材を配置しないケース（Ｎｏ．７）と、下フランジとリブとの間を下フランジの幅方向全域にわたって接合し、小梁のウェブとフィンプレートとの間の摩擦係数μ_１を０．４５と０．８０との間で変化させた２通りのケース（Ｎｏ．８、Ｎｏ．９）で行った。実施例と比較例あわせて合計９通りのケースで解析を実施した。

図７Ａおよび図７Ｂは、図６に示した解析において接合部で発生するモーメントの大きさを示すグラフである。グラフに示された接合部のモーメントＭ_ｊは、大梁の幅方向中心（対称面）からの距離Ｌ_ｂの位置で小梁に鉛直変位δ_ｂが発生しているときに、この位置に加えられている荷重の大きさＰと接合部までの距離Ｌ_ｂとの積として算出される（Ｍ_ｊ＝Ｐ・Ｌ_ｂ）。図７Ａには小梁のウェブとフィンプレートとの間の摩擦係数μ_１が０．４５のケース（Ｎｏ．１、Ｎｏ．３およびＮｏ．５）の結果が比較例（Ｎｏ．７、Ｎｏ．８）とともに示され、図７Ｂには同様に摩擦係数μ_１が０．８０のケース（Ｎｏ．２、Ｎｏ．４およびＮｏ．６）の結果が比較例（Ｎｏ．９）とともに示されている。いずれのグラフでも、同じ鉛直変位δ_ｂに対して、接触部材の幅ｗ_ｃｐの合計がフランジ幅より小さいケースの方がモーメントＭ_ｊ、すなわち曲げ耐力が大きい。これは、上記で説明したように、上フランジ側で引張力が伝達されない場合、接触部材の圧縮耐力Ｙ_ｃｐが小さいほど、接合部の回転中心が下フランジから遠ざかってフィンプレートと小梁のウェブとの間のボルト接合部にかかる力が小さくなり、ボルト接合部のすべりが抑制されることによって曲げ耐力が維持されることを示している。

図８Ａから図８Ｃは、図６に示した解析における曲げ耐力に関する特徴値を下フランジの幅に対する接触部材の寸法比Σｗ_ｃｐ／Ｂ_ｆごとに示すグラフである。特徴値は、いずれも、摩擦係数μ_１が０．４５、０．８０のそれぞれのケースごとに、接触部材の幅が下フランジの幅に等しいケース（Ｎｏ．８、Ｎｏ．９）の解析結果を１として正規化して示されている。図８Ａには初期回転剛性Ｓ_ｊが、図８Ｂには降伏モーメント抵抗Ｍ_ｊ，ｙが、図８Ｃには塑性モーメント抵抗Ｍ_ｊ，ｐｌが、それぞれ示されている。これらの特徴値の算出方法は、図９に示されている。なお、図９のグラフにおいて、φ_ｊは接合部における小梁の大梁に対する回転角度である。いずれのグラフでも、寸法比Σｗ_ｃｐ／Ｂ_ｆが０．２以上０．８以下、すなわち接触部材の合計寸法Σｗ_ｃｐが小梁の下フランジの幅の２０％以上８０%以下になる範囲で、曲げ耐力に関する特徴値が寸法比Σｗ_ｃｐ／Ｂ_ｆが０（接触部材なし）の場合に比べて大きく向上し、寸法比Σｗ_ｃｐ／Ｂ_ｆが１の場合に比べても同等以上の値になっている。なお、図６に示した例の場合、小梁の下フランジの幅Ｂ_ｆは２００ｍｍであり、安定した応力の伝達のためには接触部材１つあたりの幅ｗ_ｃｐが２０ｍｍ以上であることが好ましい。この場合、寸法比Σｗ_ｃｐ／Ｂ_ｆは２０×２／２００＝０．２以上になる。

図１０は、本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造の別の例を示す図である。図示された例では、２つの小梁１が、大梁２を幅方向の両側から挟んで対向するように配置され、大梁２とともに支持部材を構成するフィンプレート３１およびリブ３２、ならびに接触部材４も、大梁２の両側にそれぞれ配置される。つまり、図示された例では、梁接合構造が第１のＨ形断面梁、および支持部材に対して第１のＨ形断面梁の反対側に配置される第２のＨ形断面梁を含み、支持部材が第１および第２のＨ形断面梁のそれぞれのウェブ１３にボルト接合される１対のフィンプレート３１と、それぞれの下フランジ１２から接触部材４によって圧縮力が伝達される１対のリブ３２とを含む。一方、支持部材は、第１および第２のＨ形断面梁のそれぞれの上フランジ１１に直接的に接合される部分を含まない。図示された例において、ＲＣスラブ５は、２つの小梁１およびそれらの間の大梁２の上方に配置され、それぞれの小梁１の上フランジ１１、および大梁２の上フランジ２１は、シアコネクタ６を用いてＲＣスラブ５に接合される。この例でも、上記の例と同様に、それぞれの小梁１について、下フランジ１２の幅方向についてリブ３２との間の接触部材の合計寸法を下フランジ１２の幅よりも小さくすることによって、機能性を損なうことなく経済的な施工が可能になる。

図１１は、本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造のさらに別の例を示す図である。図示された例では、小梁１の下フランジ１２およびウェブ１３が大梁２のウェブ２３付近まで延び、小梁１の上フランジ１１およびウェブ１３の一部が大梁２の上フランジ２１と干渉する部分において切り欠かれている。これによって、小梁１の下フランジ１２の端面は大梁２のウェブ２３に対向し、接触部材４は小梁１の下フランジ１２と大梁２のウェブ２３との間に介挿される。従って、図示された例では大梁２とフィンプレート３１とが支持部材を構成し、大梁２のウェブ２３に小梁１の下フランジ１２から接触部材４を介して圧縮力が伝達される。この例でも、上記の例と同様に、小梁１の下フランジ１２の幅方向について、大梁２のウェブ２３との間に介挿される接触部材４の合計寸法を下フランジ１２の幅よりも小さくすることによって、機能性を損なうことなく経済的な施工が可能になる。

図１２は、本発明の第１の実施形態に係る梁接合構造のさらに別の例を示す図である。図示された例では、小梁１の断面高さ（梁せい）と、大梁２の断面高さ（梁せい）とが等しい。これによって、小梁１の下フランジ１２の材軸方向の端面は大梁２の下フランジ２２の幅方向の側端面に対向し、接触部材４は小梁１の下フランジと大梁２の下フランジ２２との間に介挿される。従って、図示された例では大梁２とフィンプレート３１とが支持部材を構成し、大梁２の下フランジ２２に小梁１の下フランジ１２から接触部材４を介して圧縮力が伝達される。この例でも、上記の例と同様に、小梁１の下フランジ１２の幅方向について、大梁２の下フランジ２２との間に介挿される接触部材の合計寸法を下フランジ１２の幅よりも小さくすることによって、機能性を損なうことなく経済的な施工が可能になる。

（第２の実施形態）
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る梁接合構造を示す図である。図１３に示される梁接合構造は、小梁１と、大梁２と、フィンプレート３１と、リブ３２と、ＲＣスラブ５と、シアコネクタ６とを含む。上記の各部材の構成は第１の実施形態と同様であるが、本実施形態では接触部材が配置されず、代わりに小梁１の下フランジ１２とリブ３２との間に形成される突合せ溶接部７Ａが圧縮力伝達手段として機能する。具体的には、突合せ溶接部７Ａは、小梁１の下フランジ１２の端面と、支持部材を構成し下フランジ１２に平行な板状部分であるリブ３２の端面との間に、裏当金７１を用いて形成される。

本実施形態では、下フランジ１２の幅方向における突合せ溶接部７Ａの合計寸法が、下フランジ１２の幅よりも短い。具体的には、例えば、突合せ溶接部７Ａはウェブ１３と下フランジ１２との交差部分を除く部分にのみ形成され、また突合せ溶接部７Ａは下フランジ１２の幅方向端部には形成されない。これによって、突合せ溶接部７Ａを形成する溶接金属と下フランジ１２との間で材料強度が同程度である場合、突合せ溶接部７Ａの圧縮耐力は下フランジ１２の断面圧縮耐力よりも小さくなる。上記の第１の実施形態の例と同様に、突合せ溶接部７Ａの圧縮耐力が下フランジ１２の断面圧縮耐力よりも小さいことには利点があるため、上記のような寸法差をもたせるとともに、あるいは寸法差がない場合（突合せ溶接部が下フランジの全幅に形成される場合）であっても、突合せ溶接部７Ａを形成する溶接金属の材料強度を下フランジ１２の材料強度よりも小さくしてもよい。

本実施形態では、突合せ溶接を下フランジ１２の全幅に形成せず、突合せ溶接部７Ａの合計長さを下フランジ１２の幅よりも小さくすることによって、溶接部の施工延長が短くなり、機能性を損なうことなく経済的な施工が可能になる。また、突合せ溶接部７Ａを形成するための溶接金属の使用量も削減することができる。

図１４は、本発明の第２の実施形態に係る梁接合構造の別の例を示す図である。図示された例では、小梁１の下フランジ１２が、リブ３２の上面に載せかけられるように配置されており、載せかけられた下フランジ１２の端面とリブ３２の上面との間に隅肉溶接部７Ｂが形成される。この場合も、支持部材を構成するリブ３２と小梁１との間で隅肉溶接部７Ｂを介して圧縮力が伝達される。従って、下フランジ１２の幅方向について、隅肉溶接部７Ｂの合計寸法を下フランジ１２の幅よりも短くすることによって、機能性を損なうことなく経済的な施工が可能になる。なお、例えば上記で図１１および図１２に示されたような小梁１と大梁２との接合部においても、接触部材を図１３または図１４に示されたような溶接部に置き換えることが可能である。また、図１４に示された例とは逆にリブが下フランジの上面に載せかけられ、リブの端面と下フランジの上面との間に隅肉溶接部が形成されてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１…小梁、１１…上フランジ、１２…下フランジ、１３…ウェブ、２…大梁、２１…上フランジ、２２…下フランジ、２３…ウェブ、３１…フィンプレート、３２…リブ、３３…ボルト、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｐ，４Ｑ…接触部材、５…ＲＣスラブ、５１…コンクリート、５２…鉄筋、５３…デッキプレート、６…シアコネクタ、７Ａ…突合せ溶接部、７Ｂ…隅肉溶接部、７１…裏当金。

Claims (13)

1. 第１の上フランジ、第１の下フランジおよび第１のウェブを有する第１のＨ形断面梁と、
   前記第１のウェブにボルト接合される第１の部分、および前記第１の下フランジに作用する圧縮力が第１の圧縮力伝達手段によって伝達される第２の部分を含み、前記第１の上フランジに直接的に接合される部分を含まない支持部材と
   を備え、
   前記第１の圧縮力伝達手段の圧縮耐力は、前記第１の下フランジの断面圧縮耐力よりも小さい、梁接合構造。
2. 前記第１の下フランジの幅方向における前記第１の圧縮力伝達手段の合計寸法は、前記第１の下フランジの幅よりも短い、請求項１に記載の梁接合構造。
3. 前記合計寸法は、前記第１の下フランジの幅の２０％以上８０%以下である、請求項２に記載の梁接合構造。
4. 前記第１の圧縮力伝達手段の材料強度は、前記第１の下フランジの材料強度よりも小さい、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の梁接合構造。
5. 前記第１の圧縮力伝達手段は、前記第１のウェブと前記第１の下フランジとの交差部分を除く部分にのみ配置される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の梁接合構造。
6. 前記第１の圧縮力伝達手段は、前記第１の下フランジの端面と前記第２の部分との間に介挿される接触部材である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の梁接合構造。
7. 前記接触部材は、一様な断面形状を有する、請求項６に記載の梁接合構造。
8. 前記第２の部分は、前記第１の下フランジに平行な板状部分であり、
   前記第１の圧縮力伝達手段は、前記第１の下フランジの端面と前記板状部分の端面との間に形成される突合せ溶接部である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の梁接合構造。
9. 前記第２の部分は、前記第１の下フランジに平行な板状部分であり、
   前記第１の圧縮力伝達手段は、前記第１の下フランジまたは前記板状部分のいずれか一方の端面と他方の上面との間に形成される隅肉溶接部である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の梁接合構造。
10. コンクリート、および前記コンクリートに埋設され少なくとも前記第１のＨ形断面梁の材軸方向に延びる引張力伝達部材を含み、前記第１のＨ形断面梁および前記支持部材の上方に配置されるＲＣスラブまたはデッキ合成スラブと、
    前記第１の上フランジおよび前記支持部材にそれぞれ接合されるとともに、前記ＲＣスラブまたは前記デッキ合成スラブを構成するコンクリートに定着させられる係止部材と
    をさらに備える、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の梁接合構造。
11. 前記第１の圧縮力伝達手段の圧縮耐力は、前記梁接合構造における前記ＲＣスラブまたは前記デッキ合成スラブの有効幅領域内に配置された前記引張力伝達部材の引張耐力、および前記第１のＨ形断面梁の負曲げ領域内に配置された前記係止部材のせん断耐力のうち小さい方の耐力以上である、請求項１０に記載の梁接合構造。
12. 前記支持部材に対して前記第１のＨ形断面梁の反対側に配置され、第２の上フランジ、第２の下フランジおよび第２のウェブを有する第２のＨ形断面梁をさらに備え、
    前記支持部材は、前記第２のウェブにボルト接合される第３の部分、および前記第２の下フランジに作用する圧縮力が第２の圧縮力伝達手段によって伝達される第４の部分をさらに含み、前記第２の上フランジに直接的に接合される部分を含まず、
    前記第２の圧縮力伝達手段の圧縮耐力は、前記第２の下フランジの断面圧縮耐力よりも小さい、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の梁接合構造。
13. 前記支持部材は、第３の上フランジ、第３の下フランジおよび第３のウェブを有する第３のＨ形断面梁であり、
    前記第２の部分は、前記第３の下フランジの側端面であり、
    前記第１のＨ形断面梁と前記第３のＨ形断面梁との断面高さが等しい、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の梁接合構造。

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