JP2022100814A - 鉄骨梁部材のボルト接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】火災時に、鉄骨梁部材が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、鉄骨梁部材と接合プレートと接合するボルトに作用する応力を低減することを目的とする。【解決手段】鉄骨梁部材のボルト接合構造は、上下方向に間隔を空けて配置される複数の第一ボルト孔をウェブ部１６に有し、上にスラブ２０が設けられる鉄骨小梁１０と、上下方向に間隔を空けて配置される複数の第二ボルト孔６０を有し、ウェブ部に重ねられるガセットプレート４０と、互いに通じる第一ボルト孔及び第二ボルト孔６０に挿入される複数のボルト４４と、を備え、複数の第二ボルト孔６０は、鉄骨小梁１０の材軸方向に延びる長孔とされ、下方の第二ボルト孔６０は、上方の第二ボルト孔６０よりも鉄骨小梁１０の材軸方向の長さが長い。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄骨梁部材のボルト接合構造に関する。

鉄骨大梁に接合プレートを介してボルト接合される鉄骨小梁において、日射熱による鉄骨小梁の軸方向の伸縮を吸収するために、ボルトが挿入されるボルト孔が、鉄骨小梁の材軸方向に延びる長孔（ルーズホール）とされたボルト接合構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、接合プレートを介してボルト接合される鉄骨梁部材において、冷蔵倉庫の冷却に伴う鉄骨梁部材の軸方向の収縮を吸収するために、ボルトが挿入されるボルト孔が、鉄骨梁部材の材軸方向に延びる長孔（ルーズホール）とされたボルト接合構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８－１３３６６０号公報 特開２０１６－０３５１５７号公報

ところで、ウェブ部に接合プレートがボルト接合される鉄骨梁部材において、火災時に鉄骨梁部材が下から加熱されると、鉄骨梁部材の下端部が上端部よりも高温になる。特に、鉄骨梁部材の上にスラブが設けられている場合、スラブによって鉄骨梁部材の上端部の熱が吸収されるため、鉄骨梁部材の上端部及び下端部の温度差が大きくなる。

この鉄骨梁部材の上端部及び下端部の温度差によって、鉄骨梁部材の下端部の軸方向の伸び出し量が、鉄骨梁部材の上端部の軸方向の伸び出し量よりも大きくなる。この結果、鉄骨梁部材が下側へ向けて凸状に湾曲変形し、鉄骨梁部材と接合プレートとを接合するボルトに応力が集中する可能性がある。

本発明は、上記の事実を考慮し、火災時に、鉄骨梁部材が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、鉄骨梁部材と接合プレートと接合するボルトに作用する応力を低減することを目的とする。

請求項１に記載の鉄骨梁部材のボルト接合構造は、上下方向に間隔を空けて配置される複数の第一ボルト孔をウェブ部に有し、上にスラブが設けられる鉄骨梁部材と、上下方向に間隔を空けて配置される複数の第二ボルト孔を有し、前記ウェブ部に重ねられる接合プレートと、互いに通じる前記第一ボルト孔及び前記第二ボルト孔に挿入される複数のボルトと、を備え、互いに通じる前記第一ボルト孔及び前記第二ボルト孔の少なくとも一方は、前記鉄骨梁部材の材軸方向又は前記材軸方向に対して前記鉄骨梁部材の中央側から端部側へ向かって上方へ傾斜する傾斜方向に延びる長孔とされ、複数の前記長孔のうち、下方の前記長孔は、上方の前記長孔よりも前記材軸方向又は前記傾斜方向の長さが長い。

請求項１に係る鉄骨梁部材のボルト接合構造によれば、鉄骨梁部材の上には、スラブが設けられる。また、鉄骨梁部材のウェブ部は、上下方向に間隔を空けて配置される複数の第一ボルト孔を有する。このウェブ部には、接合プレートが重ねられる。接合プレートは、上下方向に間隔を空けて配置される複数の第二ボルト孔を有する。そして、互いに通じる第一ボルト孔及び第二ボルト孔には、ボルトが挿入される。

ここで、火災時に鉄骨梁部材が下から加熱されると、鉄骨梁部材の下端部が上端部よりも高温になる。特に、本発明では、前述したように、鉄骨梁部材の上にスラブが設けられる。これにより、スラブによって鉄骨梁部材の上端部の熱が吸収されるため、鉄骨梁部材の上端部及び下端部の温度差が大きくなる。

この鉄骨梁部材の上端部及び下端部の温度差によって、鉄骨梁部材の下端部の材軸方向の伸び出し量が、鉄骨梁部材の上端部の材軸方向の伸び出し量よりも大きくなる。この結果、鉄骨梁部材が下側へ向けて凸状に湾曲変形し、鉄骨梁部材と接合プレートとを接合するボルトに応力が集中する可能性がある。

この対策として本発明では、互いに通じる第一ボルト孔及び第二ボルト孔の少なくとも一方が、鉄骨梁部材の材軸方向又は当該材軸方向に対して鉄骨梁部材の中央側から端部側へ向かって上方へ傾斜する傾斜方向に延びる長孔とされる。

これにより、火災時に、鉄骨梁部材が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、ボルトが長孔に沿って移動するため、ボルトに作用する応力が低減される。

さらに、複数の長孔のうち、下方の長孔は、上方の長孔よりも材軸方向又は傾斜方向の長さが長くされる。これにより、長孔の加工の手間や、鉄骨梁部材のウェブ部又は接合プレートの断面欠損を低減しつつ、火災時に、鉄骨梁部材が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、複数のボルトに作用する応力を低減することができる。

請求項２に記載の鉄骨梁部材のボルト接合構造は、請求項１に記載の鉄骨梁部材のボルト接合構造において、上下方向に間隔を空けて配置され３つ以上の前記長孔を有し、複数の前記長孔は、下方へ向かうに従って、前記材軸方向又は前記傾斜方向の長さが徐々に又は段階的に長くなる。

請求項２に係る鉄骨梁部材のボルト接合構造によれば、上下方向に間隔を空けて配置され３つ以上の長孔を有する。これらの長孔は、下方へ向かうに従って、材軸方向又は傾斜方向の長さが徐々に又は段階的に長くなる。これにより、長孔の加工の手間や、鉄骨梁部材のウェブ部又は接合プレートの断面欠損をさらに低減しつつ、火災時に、鉄骨梁部材が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、複数のボルトに作用する応力を低減することができる。

請求項３に記載の鉄骨梁部材のボルト接合構造は、請求項１又は請求項２に記載の鉄骨梁部材のボルト接合構造において、前記鉄骨梁部材は、前記接合プレートを介して鉄骨大梁に接合される鉄骨小梁とされる。

請求項３に係る鉄骨梁部材のボルト接合構造によれば、鉄骨梁部材は、接合プレートを介して鉄骨大梁に接合される鉄骨小梁とされる。これにより、火災時に、鉄骨小梁が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、複数のボルトに作用する応力を低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、火災時に、鉄骨梁部材が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、鉄骨梁部材と接合プレートと接合するボルトに作用する応力を低減することができる。

第一実施形態に係る鉄骨梁部材のボルト接合構造が適用された鉄骨小梁を示す立面図である。 鉄骨小梁とガセットプレートとのボルト接合部を示す図１の拡大立面図である。 図２に示される鉄骨小梁とガセットプレートとを分解して示す分解立面図である。 火災時における鉄骨小梁の熱膨張状態を示す図１の拡大立面図である。 第二実施形態に係る鉄骨梁部材のボルト接合構造が適用された鉄骨大梁を示す立面図である。 図５の６－６線断面図である。 第一実施形態に係る鉄骨梁部材のボルト接合構造の変形例が適用された鉄骨小梁及びガセットプレートを示す図３に対応する分解立面図である。 第一実施形態に係る鉄骨梁部材のボルト接合構造の変形例が適用された鉄骨小梁及びガセットプレートを示す図２に対応する拡大立面図である。

（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について説明する。

（鉄骨小梁）
図１には、第一実施形態に係る鉄骨梁部材のボルト接合構造が適用された鉄骨小梁１０が示されている。鉄骨小梁１０は、Ｈ形鋼によって形成されている。この鉄骨小梁１０は、上下方向に互いに対向する上フランジ部１２及び下フランジ部１４と、上フランジ部１２及び下フランジ部１４を接続するウェブ部１６とを有している。なお、鉄骨小梁１０は、鉄骨梁部材の一例である。

鉄骨小梁１０の上フランジ部１２の上面には、複数のスタッド１８が設けられている。複数のスタッド１８は、鉄骨小梁１０の材軸方向及び梁幅方向に間隔を空けて配置されており、溶接等によって上フランジ部１２の上面に溶接されている。また、鉄骨小梁１０の上には、スラブ２０が設けられている。

なお、本実施形態の鉄骨小梁１０は、耐火被覆されておらず、無耐火被覆とされている。しかし、鉄骨小梁１０は、必要に応じて耐火被覆されても良い。

（スラブ）
スラブ２０は、鉄骨小梁１０、及び後述する一対の鉄骨大梁３０に亘って設けられている。また、スラブ２０は、鉄筋コンクリート造とされており、内部に図示しない複数のスラブ筋が埋設されている。このスラブ２０には、鉄骨小梁１０の上フランジ部１２の上面に設けられた複数のスタッド１８が埋設されている。これらのスタッド１８を介して、スラブ２０と鉄骨小梁１０とが接合されている。

（鉄骨大梁）
鉄骨小梁１０は、一対の鉄骨大梁３０に架設されている。一対の鉄骨大梁３０は、鉄骨小梁１０の材軸方向（矢印Ｘ方向）の両側に配置されている。各鉄骨大梁３０は、鉄骨小梁１０と交差（略直交）する方向に沿って配置されており、図示しない一対の柱に架設されている。また、鉄骨大梁３０は、図示しない耐火被覆材によって耐火被覆されている。

一対の鉄骨大梁３０は、Ｈ形鋼によって形成されている。また、一対の鉄骨大梁３０は、鉄骨小梁１０よりも梁成が高くされている。各鉄骨大梁３０は、上下方向に互いに対向する上フランジ部３２及び下フランジ部３４と、上フランジ部３２及び下フランジ部３４を接続するウェブ部３６とを有している。鉄骨小梁１０及び鉄骨大梁３０は、各々の上フランジ部１２，３２が同じ又は略同じ高さになるように配置されている。

鉄骨大梁３０の上フランジ部３２の上面には、複数のスタッド３８が設けられている。複数のスタッド３８は、鉄骨大梁３０の材軸方向及び梁幅方向に間隔を空けて配置されており、溶接等によって上フランジ部３２の上面に接合されている。また、複数のスタッド３８は、前述したスラブ２０に埋設されている。これらのスタッド３８を介して、鉄骨大梁３０とスラブ２０とが接合されている。

図２に示されるように、各鉄骨大梁３０における鉄骨小梁１０との接合部には、ガセットプレート４０が設けられている。ガセットプレート４０は、鋼板等によってＬ字形状に形成されている。また、ガセットプレート４０は、鉄骨大梁３０の上フランジ部３２と下フランジ部３４との間に配置されており、これらの上フランジ部３２、下フランジ部３４、及びウェブ部３６に溶接等によって接合されている。なお、ガセットプレート４０は、接合プレートの一例である。

鉄骨大梁３０のウェブ部３６に対するガセットプレート４０と反対側には、スチフナ４２が設けられている。スチフナ４２は、鋼板等によって形成されている。また、スチフナ４２は、鉄骨大梁３０の上フランジ部３２と下フランジ部３４との間に配置されており、これらの上フランジ部３２、下フランジ部３４、及びウェブ部３６に溶接等によって接合されている。

（鉄骨梁部材のボルト接合構造）
ガセットプレート４０は、当該ガセットプレート４０の上部から鉄骨小梁１０側へ突出する突出部４０Ａを有している。突出部４０Ａは、鉄骨小梁１０の端部のウェブ部１６に重ねられている。この突出部４０Ａと鉄骨小梁１０のウェブ部１６とは、ボルト４４及びナット（図示省略）によって接合（ピン接合）されている。

具体的には、図３に示されるように、鉄骨小梁１０の端部のウェブ部１６には、複数の第一ボルト孔５０が形成されている。複数の第一ボルト孔５０は、上下方向（鉄骨小梁１０の梁成方向）に間隔を空けて配列されている。各第一ボルト孔５０は、鉄骨小梁１０のウェブ部１６を厚み方向に貫通する円形状（真円状）の貫通孔とされている。これらの第一ボルト孔５０には、ボルト４４（図２参照）の軸部が挿入可能とされている。

一方、ガセットプレート４０の突出部４０Ａには、複数の第二ボルト孔６０が形成されている。複数の第二ボルト孔６０は、複数の第一ボルト孔５０に応じて、上下方向（鉄骨小梁１０の梁成方向）に間隔を空けて配列されている。各第二ボルト孔６０は、ガセットプレート４０の突出部４０Ａを厚み方向に貫通する貫通孔とされている。

複数の第二ボルト孔６０は、鉄骨小梁１０の材軸方向（矢印Ｘ方向）に延びる長孔（ルーズホール）とされている。また、複数の第二ボルト孔６０の長手方向（鉄骨小梁１０の材軸方向）の長さＬは、上方から下方へ向かうに従って徐々に長くなっている。これらの第二ボルト孔６０には、ボルト４４の軸部が挿入可能とされている。また、各ボルト４４の軸部は、各第二ボルト孔６０に沿って、鉄骨小梁１０の材軸方向に移動可能とされている。

複数の第二ボルト孔６０の鉄骨小梁１０側の一端（長手方向の一端）６０Ｅ１は、上下方向に揃えられている。換言すると、複数の第二ボルト孔６０の一端６０Ｅ１は、鉄骨小梁１０の材軸方向（矢印Ｘ方向）において、同じ位置に配置されている。そして、複数の第二ボルト孔６０の鉄骨大梁３０側の他端（長手方向の他端）６０Ｅ２は、上方から下方へ向かうに従って、鉄骨大梁３０側（鉄骨小梁１０と反対側）に配置されている。

複数の第一ボルト孔５０と複数の第二ボルト孔６０の一端６０Ｅ１側とは、鉄骨小梁１０のウェブ部１６とガセットプレート４０の突出部４０Ａとを重ね合わせた状態で互いに通じる。この状態で、互いに通じる第一ボルト孔５０及び第二ボルト孔６０の一端６０Ｅ１側に、ボルト４４（図２参照）の軸部が貫通されている。そして、図２に示されるように、ボルト４４の軸部に図示しないナットを締め込むことにより、鉄骨小梁１０のウェブ部１６とガセットプレート４０の突出部４０Ａとがボルト接合（ピン接合）されている。また、ボルト４４の軸部は、第二ボルト孔６０に沿って一端６０Ｅ１側から他端６０Ｅ２側へ移動可能とされている。

（作用）
次に、第一実施形態の作用について説明する。

図１に示されるように、一対の鉄骨大梁３０は、図示しない耐火被覆材によって耐火被覆されている。これにより、一対の鉄骨大梁３０の耐火性能が高められている。一方、一対の鉄骨大梁３０に架設された鉄骨小梁１０は、無耐火被覆とされている。これにより、鉄骨小梁１０の耐火被覆材の材料コストや施工コスト等を削減することができる。

ここで、火災時に鉄骨小梁１０が下から加熱されると、鉄骨小梁１０の下フランジ部１４が上フランジ部１２よりも高温になる。特に、本実施形態では、鉄骨小梁１０の上にスラブ２０が設けられている。これにより、スラブ２０によって鉄骨小梁１０の上フランジ部１２の熱が吸収されるため、鉄骨小梁１０の上フランジ部１２及び下フランジ部１４の温度差が大きくなる。

この鉄骨小梁１０の上フランジ部１２及び下フランジ部１４の温度差によって、鉄骨小梁１０の下フランジ部１４の材軸方向の伸び出し量が、鉄骨小梁１０の上フランジ部１２の材軸方向の伸び出し量よりも大きくなる。この結果、図１に二点鎖線で示されるように、鉄骨小梁１０が下側へ向けて凸状に湾曲変形し、鉄骨小梁１０のウェブ部１６とガセットプレート４０の突出部４０Ａとを接合するボルト４４の軸部に応力が集中する可能性がある。

この対策として本実施形態では、ガセットプレート４０の突出部４０Ａに形成された複数の第二ボルト孔６０が、鉄骨小梁１０の材軸方向（矢印Ｘ方向）に延びる長孔（ルーズホール）とされている。また、火災時には、鉄骨小梁１０のウェブ部１６及びガセットプレート４０の突出部４０Ａを接合するボルト４４の軸部が軸方向に熱膨張し、鉄骨小梁１０のウェブ部１６及びガセットプレート４０の突出部４０Ａの接合強度が低下する。

これにより、図１に二点鎖線で示されるように、火災時に、鉄骨小梁１０が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、図４に二点鎖線で示されるように、ボルト４４の軸部が第二ボルト孔６０に沿って一端６０Ｅ１側から他端６０Ｅ２側へ移動する。したがって、ボルト４４の軸部に作用する応力が低減される。

さらに、複数の第二ボルト孔６０の長手方向の長さＬ（図３参照）は、上方から下方へ向かうに従って徐々に長くなっている。これにより、第二ボルト孔６０の加工の手間や、ガセットプレート４０の断面欠損を低減しつつ、火災時に、鉄骨小梁１０が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、複数のボルト４４の軸部に作用する応力を低減することができる。

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同じ構成の部材等には、同符号を付して説明を適宜省略する。

（柱）
図５には、第二実施形態に係る鉄骨梁部材のボルト接合構造が適用された鉄骨大梁７８が示されている。鉄骨大梁７８は、柱７０と、図示しない柱との間に架設されている。柱７０は、例えば、ＣＦＴ（Concrete Filled Steel Tube）造とされている。この柱７０は、柱鋼管７２と、柱鋼管７２の内部に充填されたコンクリート７４とを有している。

なお、柱７０は、ＣＦＴ造に限らず、例えば、鉄骨造や鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造等であっても良い。また、柱７０が鉄骨造の場合、柱７０は、必要に応じて耐火被覆材によって耐火被覆されも良い。また、本実施形態の鉄骨大梁７８は、耐火被覆されておらず、無耐火被覆とされている。しかし、鉄骨大梁７８は、必要に応じて耐火被覆されても良い。

（鉄骨大梁）
鉄骨大梁７８は、柱７０から張り出すブラケット８０と、ブラケット８０を介して柱７０に接合（剛接合）される梁本体９０とを有している。ブラケット８０は、Ｈ形鋼によって形成されている。このブラケット８０は、上下方向に互いに対向する上フランジ部８２及び下フランジ部８４と、上フランジ部８２及び下フランジ部８４を接続するウェブ部８６とを有している。

ブラケット８０の材軸方向の一端部は、工場や現場において、柱７０の柱鋼管７２の側面に突き当てられた状態で、溶接等によって接合されている。このブラケット８０の材軸方向の他端部には、梁本体９０がボルト接合（剛接合）されている。なお、ブラケット８０と梁本体９０とのボルト接合構造については後述する。

梁本体９０は、Ｈ形鋼によって形成されている。この梁本体９０は、上下方向に互いに対向する上フランジ部９２及び下フランジ部９４と、上フランジ部９２及び下フランジ部９４を接続するウェブ部９６とを有している。なお、梁本体９０は、鉄骨梁部材の一例である。

ブラケット８０及び梁本体９０の梁成は、同じとされている。このブラケット８０及び梁本体９０は、各々の上フランジ部８２，９２同士を連続させるとともに、各々の下フランジ部８４，９４同士を連続させた状態で配置されている。さらに、ブラケット８０及び梁本体９０は、各々のウェブ部８６，９６を連続させた状態で配置されている。

ブラケット８０及び梁本体９０の上フランジ部８２，９２の上面には、複数のスタッド１８が設けられている。複数のスタッド１８は、鉄骨大梁７８の材軸方向及び梁幅方向に間隔を空けて配置されており、溶接等によって上フランジ部８２，９２の上面に溶接されている。この鉄骨大梁７８の上には、スラブ２０が設けられている。

（スラブ）
スラブ２０は、ブラケット８０及び梁本体９０に亘って設けられている。また、スラブ２０は、鉄筋コンクリート造とされており、内部に図示しない複数のスラブ筋が埋設されている。このスラブ２０には、ブラケット８０及び梁本体９０の上フランジ部８２，９２の上面に設けられた複数のスタッド１８が埋設されている。これらのスタッド１８を介して、スラブ２０とブラケット８０及び梁本体９０とが接合されている。

（鉄骨梁部材のボルト接合構造）
ここで、ブラケット８０と梁本体９０とは、ボルト接合（剛接合）されている。具体的には、ブラケット８０及び梁本体９０のウェブ部８６，９６同士は、ウェブ用スプライスプレート１００を介してボルト接合されている。

ウェブ用スプライスプレート（以下、「ウェブ用スプライス」ともいう）１００は、ブラケット８０及び梁本体９０のウェブ部８６，９６に亘る矩形状の鋼板等によって形成されている。このウェブ用スプライス１００は、ブラケット８０及び梁本体９０のウェブ部８６，９６にそれぞれ重ねられている。なお、ウェブ用スプライス１００は、接合プレートの一例である。

ブラケット８０のウェブ部８６及びウェブ用スプライス１００の一端側には、図示しない複数のボルト孔がそれぞれ形成されている。複数のボルト孔は、上下方向に間隔を空けて配置されている。そして、互いに通じるボルト孔には、ボルト１０２の軸部が貫通されている。このボルト１０２の軸部に図示しないナットを締め込むことにより、ブラケット８０のウェブ部８６及びウェブ用スプライス１００の一端側がボルト接合されている。

梁本体９０のウェブ部９６及びウェブ用スプライス１００の他端側には、上記第一実施形態における鉄骨小梁１０のウェブ部１６及びガセットプレート４０の突出部４０Ａと同様のボルト接合構造によって接合されている。

すなわち、梁本体９０のウェブ部９６には、図示しない複数の第一ボルト孔が形成されている。複数の第一ボルト孔は、梁本体９０のウェブ部９６を厚み方向に貫通する円形状（真円状）の貫通孔とされており、上下方向に間隔を空けて配置されている。

ウェブ用スプライス１００の他端側には、複数の第二ボルト孔１０４が形成されている。複数の第二ボルト孔１０４は、鉄骨大梁７８の材軸方向（矢印Ｘ方向）に延びる長孔（ルーズホール）とされており、上下方向に間隔を空けて配置されている。また、複数の第二ボルト孔１０４の長手方向（鉄骨大梁７８の材軸方向）の長さＬは、上方から下方へ向かうに従って徐々に長くなっている。

互いに通じる第一ボルト孔及び第二ボルト孔１０４の一端１０４Ｅ１側には、ボルト１０６の軸部が貫通されている。このボルト１０６の軸部に図示しないナットを締め込むことにより、梁本体９０のウェブ部９６及びウェブ用スプライス１００の他端側がボルト接合されている。また、ボルト１０６の軸部は、第二ボルト孔１０４に沿って一端１０４Ｅ１側から他端１０４Ｅ２側へ移動可能とされている。

ブラケット８０及び梁本体９０の上フランジ部８２，９２同士は、一対の上フランジ用スプライスプレート１１０を介してボルト接合されている。一対の上フランジ用スプライスプレート（以下、「上フランジ用スプライス」ともいう）１１０は、ブラケット８０及び梁本体９０の上フランジ部８２，９２に亘る鋼板等によって形成されている。また、一対の上フランジ用スプライス１１０は、平面視にて、ブラケット８０及び梁本体９０のウェブ部８６，９６の両側において、上フランジ部８２，９２の上面側及び下面側に配置されている。

一対の上フランジ用スプライス１１０の一端側及びブラケット８０の上フランジ部８２には、ボルト孔がそれぞれ形成されている。ボルト孔は、一対の上フランジ用スプライス１１０の一端側及び上フランジ部８２を厚み方向に貫通する円形状（真円状）の貫通孔とされている。これらのボルト孔には、ボルト１１２の軸部が貫通されている。このボルト１１２の軸部にナット１１４を締め込むことにより、一対の上フランジ用スプライス１１０の一端側及びブラケット８０の上フランジ部８２がボルト接合されている。

一対の上フランジ用スプライス１１０の他端側及び梁本体９０の上フランジ部９２には、図示しないボルト孔がそれぞれ形成されている。ボルト孔は、一対の上フランジ用スプライス１１０の他端側及び上フランジ部９２を厚み方向に貫通する円形状（真円状）の貫通孔とされている。これらのボルト孔には、ボルト１１２の軸部が貫通されている。このボルト１１２の軸部にナット１１４を締め込むことにより、一対の上フランジ用スプライス１１０の他端側及び梁本体９０の上フランジ部９２がボルト接合されている。

ブラケット８０及び梁本体９０の下フランジ部８４，９４同士は、一対の下フランジ用スプライスプレート１２０を介してボルト接合されている。一対の下フランジ用スプライスプレート（以下、「下フランジ用スプライス」ともいう）１２０は、ブラケット８０及び梁本体９０の下フランジ部８４，９４に亘る鋼板等によって形成されている。また、一対の下フランジ用スプライス１２０は、平面視にて、ブラケット８０及び梁本体９０のウェブ部８６，９６の両側において、下フランジ部８４，９４の上面側及び下面側に配置されている。

一対の下フランジ用スプライス１２０の一端側及びブラケット８０の下フランジ部８４には、図示しないボルト孔がそれぞれ形成されている。ボルト孔は、一対の下フランジ用スプライス１２０の一端側及び下フランジ部８４を厚み方向に貫通する円形状（真円状）の貫通孔とされている。これらのボルト孔には、ボルト１２２の軸部が貫通されている。このボルト１２２の軸部にナット１２４を締め込むことにより、一対の下フランジ用スプライス１２０の一端側及びブラケット８０の下フランジ部８４がボルト接合されている。

梁本体９０の下フランジ部９４には、図示しない第三ボルト孔が形成されている。第三ボルト孔は、下フランジ部９４を厚み方向に貫通する円形状（真円状）の貫通孔とされている。

図６に示されるように、一対の下フランジ用スプライス１２０の他端側には、第四ボルト孔１２６がそれぞれ形成されている。第四ボルト孔１２６は、一対の下フランジ用スプライス１２０を厚み方向に貫通する貫通孔とされている。

第四ボルト孔１２６は、鉄骨大梁７８の材軸方向に延びる長孔とされている。互いに通じる第三ボルト孔及び第四ボルト孔１２６の一端１２６Ｅ１側には、ボルト１２８の軸部が貫通されている。このボルト１２８の軸部にナット１３０（図５参照）を締め込むことにより、一対の下フランジ用スプライス１２０の他端側及び梁本体９０の下フランジ部９４がボルト接合されている。また、ボルト１２８の軸部は、第四ボルト孔１２６の一端１２６Ｅ１側から他端１２６Ｅ２側へ移動可能とされている。

（作用）
次に、第二実施形態の作用について説明する。

図５に示されるように、鉄骨大梁７８は、無耐火被覆とされている。これにより、鉄骨大梁７８の耐火被覆材の材料コストや施工コスト等を削減することができる。

また、本実施形態では、ウェブ用スプライス１００の他端側に形成された複数の第二ボルト孔１０４が、鉄骨大梁７８の材軸方向に延びる長孔（ルーズホール）とされている。また、火災時には、ウェブ用スプライス１００の他端側及び梁本体９０のウェブ部９６を接合するボルト１０６の軸部が軸方向に熱膨張し、ウェブ用スプライス１００の他端側及び梁本体９０のウェブ部９６の接合強度が低下する。

これにより、火災時に、梁本体９０が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、ボルト１０６の軸部が第二ボルト孔１０４に沿って一端１０４Ｅ１側から他端１０４Ｅ２側へ移動する。したがって、ボルト１０６の軸部に作用する応力が低減される。

さらに、図６に示されるように、一対の下フランジ用スプライス１２０の他端側に形成された複数の第四ボルト孔１２６が、鉄骨大梁７８の材軸方向に延びる長孔（ルーズホール）とされている。また、火災時には、下フランジ用スプライス１２０の他端側及び梁本体９０の下フランジ部９４を接合するボルト１２８の軸部が軸方向に熱膨張し、下フランジ用スプライス１２０の他端側及び梁本体９０の下フランジ部９４の接合強度が低下する。

これにより、火災時に、梁本体９０が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、ボルト１２８の軸部が第四ボルト孔１２６に沿って一端１２６Ｅ１側から他端１２６Ｅ２側へ移動する。したがって、ボルト１２８の軸部に作用する応力が低減される。

さらに、図５に示されるように、複数の第二ボルト孔１０４の長手方向の長さＬは、上方から下方へ向かうに従って徐々に長くなっている。これにより、第二ボルト孔１０４の加工の手間や、ウェブ用スプライス１００の断面欠損を低減しつつ、火災時に、梁本体９０が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、複数のボルト１０６の軸部に作用する応力を低減することができる。

なお、本実施形態では、ウェブ用スプライス１００の他端側にのみ、複数の第二ボルト孔（長孔）１０４が形成されている。しかし、複数の第二ボルト孔（長孔）１０４は、ウェブ用スプライス１００の一端側にのみ形成されても良いし、ウェブ用スプライス１００の一端側及び他端側の両側に形成されても良い。

また、本実施形態では、一対の下フランジ用スプライス１２０の他端側にのみ、第四ボルト孔（長孔）１２６が形成されている。しかし、第四ボルト孔（長孔）１２６は、一対の下フランジ用スプライス１２０の一端側にのみ形成されても良いし、一対の下フランジ用スプライス１２０の一端側及び他端側の両側に形成されても良い。

（変形例）
次に、上記第一実施形態及び第二実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、上記第一実施形態を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は、上記第二実施形態にも適宜適用可能である。

上記第一実施形態では、複数の第二ボルト孔６０の長手方向の長さＬが、上方から下方へ向かうに従って徐々に長くなっている。しかし、複数の第二ボルト孔６０の長手方向の長さＬは、上方から下方へ向かうに従って段階的に長くしても良い。

具体的には、図７に示される変形例では、上から１つ目及び２つ目の第二ボルト孔６０Ａの長さＬが同じとされている。また、上から３つ目及び４つ目の第二ボルト孔６０Ｂの長さＬは、同じとされ、かつ、上から１つ目及び２つ目の第二ボルト孔６０Ａの長さＬよりも長くなっている。さらに、上から５つ目及び６つ目の第二ボルト孔６０Ｃの長さＬは、同じとされ、かつ、上から３つ目及び４つ目の第二ボルト孔６０Ｂの長さＬよりも長くなっている。

このように、複数の第二ボルト孔６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの長さＬは、上方から下方へ向かうに従って、段階的に長くしても良い。

また、上記第一実施形態では、複数の第二ボルト孔６０が、鉄骨小梁１０の材軸方向（矢印Ｘ方向）に延びる長孔とされている。しかし、複数の第二ボルト孔６０は、鉄骨小梁１０の材軸方向に対して傾斜する傾斜方向に延びる長孔とされても良い。

例えば、図８に示される変形例では、上から１つ目及び２つ目の第二ボルト孔６０は、鉄骨小梁１０の材軸方向（矢印Ｘ方向）に延びる長孔とされている。一方、上から３～６つ目の第二ボルト孔６２は、鉄骨小梁１０の材軸方向に対して傾斜する傾斜方向（矢印Ｇ方向）に延びる長孔とされている。

各第二ボルト孔６２の傾斜方向（矢印Ｇ方向）は、鉄骨小梁１０の材軸方向（矢印Ｘ方向）に対し、鉄骨小梁１０の材軸方向の中央部側から端部側に向かって上方に傾斜されている。この鉄骨小梁１０の材軸方向に対する傾斜方向の傾斜角度θは、例えば、火災時に、鉄骨小梁１０が下側へ向けて凸状に湾曲する湾曲率に応じて適宜設定される。なお、傾斜角度θは、鉄骨小梁１０の設計上のたわみ角に応じて適宜変更しても良い。例えば、事前に熱応力解析を行い、想定される鉄骨小梁１０の変形状態のたわみ角が１０度であれば、第二ボルト孔６２の傾斜角度θも１０度にすれば良い。

また、複数の第二ボルト孔６２の傾斜方向の長さＫは、上方から下方へ向かうに従って徐々に長くなっている。これらの第二ボルト孔６２には、ボルト４４の軸部が挿入可能とされている。また、各ボルト４４の軸部は、各第二ボルト孔６２に沿って、鉄骨小梁１０の傾斜方向に移動可能とされている。

これにより、火災時に、鉄骨小梁１０が下側へ向けて凸状に湾曲変形した場合に、ボルト４４の軸部が第二ボルト孔６０に沿って鉄骨小梁１０の材軸方向へ移動するとともに、ボルト４４の軸部が第二ボルト孔６２に沿って傾斜方向へ移動する。したがって、各ボルト４４の軸部に作用する応力が低減される。

また、火災時に、鉄骨小梁１０が下側へ向けて凸状に湾曲する湾曲率に応じて第二ボルト孔６２の傾斜角度θを設定することにより、ボルト４４の軸部に作用する応力をさらに低減することができる。

なお、本変形例では、複数の第二ボルト孔６０，６２のうち、第二ボルト孔６０を鉄骨小梁１０の材軸方向に延びる長孔とし、他の第二ボルト孔６２を傾斜方向に延びる長孔とした。しかし、複数の第二ボルト孔の全てを傾斜方向に延びる長孔としても良い。また、第二ボルト孔６２は、若干湾曲させることも可能である。

また、上記第一実施形態では、火災前の状態（初期状態）において、第二ボルト孔６０の一端６０Ｅ１側にボルト４４の軸部が貫通されている。しかし、ボルト４４は、火災時に、第二ボルト孔６０に沿って移動可能であれば良く、第二ボルト孔６０に対するボルト４４の配置は適宜変更可能である。したがって、例えば、第二ボルト孔６０の長さＬを長くし、火災前の状態において、第二ボルト孔６０の長手方向の中間部にボルト４４の軸部を貫通させても良い。

また、上記実施形態では、ガセットプレート４０の突出部４０Ａに、複数（６つ）の第二ボルト孔６０が形成されている。しかし、ガセットプレート４０の突出部４０Ａには、少なくとも２つの第二ボルト孔６０を形成することができる。

また、上記第一実施形態では、第一ボルト孔５０が円形状（真円状）の孔とされ、第二ボルト孔６０が長孔とされている。しかし、第一ボルト孔５０及び第二ボルト孔６０の少なくとも一方を長孔にすることができる。

また、上記実施形態では、鉄骨小梁１０がＨ形鋼によって形成されている。しかし、鉄骨小梁１０は、Ｈ形鋼に限らず、例えば、Ｉ形鋼やＣ形鋼等によって形成されても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 鉄骨小梁（鉄骨梁部材）
１６ ウェブ部
２０ スラブ
３０ 鉄骨大梁
４０ ガセットプレート（接合プレート）
４４ ボルト
５０ 第一ボルト孔
６０ 第二ボルト孔
６０Ａ 第二ボルト孔
６０Ｂ 第二ボルト孔
６０Ｃ 第二ボルト孔
６２ 第二ボルト孔
９０ 梁本体（鉄骨梁部材）
９６ ウェブ部
１００ ウェブ用スプライスプレート（接合プレート）
１０４ 第二ボルト孔
１０６ ボルト
矢印Ｘ 鉄骨梁部材の材軸方向

Claims (3)

1. 上下方向に間隔を空けて配置される複数の第一ボルト孔をウェブ部に有し、上にスラブが設けられる鉄骨梁部材と、
   上下方向に間隔を空けて配置される複数の第二ボルト孔を有し、前記ウェブ部に重ねられる接合プレートと、
   互いに通じる前記第一ボルト孔及び前記第二ボルト孔に挿入される複数のボルトと、
   を備え、
   互いに通じる前記第一ボルト孔及び前記第二ボルト孔の少なくとも一方は、前記鉄骨梁部材の材軸方向又は前記材軸方向に対して前記鉄骨梁部材の中央側から端部側へ向かって上方へ傾斜する傾斜方向に延びる長孔とされ、
   複数の前記長孔のうち、下方の前記長孔は、上方の前記長孔よりも前記材軸方向又は前記傾斜方向の長さが長い、
   鉄骨梁部材のボルト接合構造。
2. 上下方向に間隔を空けて配置され３つ以上の前記長孔を有し、
   複数の前記長孔は、下方へ向かうに従って、前記材軸方向又は前記傾斜方向の長さが徐々に又は段階的に長くなる、
   請求項１に記載の鉄骨梁部材のボルト接合構造。
3. 前記鉄骨梁部材は、前記接合プレートを介して鉄骨大梁に接合される鉄骨小梁とされる、
   請求項１又は請求項２に記載の鉄骨梁部材のボルト接合構造。
   

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