JP2022173695A - Junction structure of small beam end - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、鉄骨造の小梁端部の接合構造に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a joining structure for ends of small beams of steel frame construction.
鉄骨小梁の端部接合部は、図6に示すように、鉄骨小梁の端部接合部は、大梁に取付けたガセットプレート20と小梁21のウエブ22のみを高力ボルト23によって接合するピン接合形式とするものが一般的である。ピン接合形式の接合部は、ディテールが簡単で施工性が高いものの、計算上は端部の曲げモーメント負担がゼロになる。したがって、図7のようにスパン中央の応力やたわみが大きくなるため、小梁断面が大きくなり、コスト増加の一因となることが少なくない。特に、積載荷重が大きい物流施設等では、応力上は余裕があっても、たわみ量を抑制するために小梁が大断面化することがある。
As shown in FIG. 6, the end joints of the steel beams are made by joining only the
特許文献1の仕口構造は、大梁を2本の小梁で挟んで突き合わせて接合するものであるが、大梁と小梁の上フランジにわたってシアコネクタによって接合したスラブが載置されており、このスラブには小梁を跨いで補強部材が配置されている。また、特許文献2では梁と被接合部材の接合構造に係るもので、これらの上面には同様にスラブが設けられ、スラブには梁に固定された係止部材が埋設されて、このスラブを介して被接合部材と接合されている。そして、接合部材にはガセットプレートが溶接され、このガセットプレートは梁のウエブにボルト接合されている。また、被接合部材にはガセットプレートとは別体のスプライスプレートが突合せ溶接されるとともに、梁の下フランジにボルト接合されている。
In the joint structure of
特許文献1に記載された発明と、特許文献2に記載された発明とは、いずれも大梁に小梁の端部を接合する構造であるが、前者は曲げモーメントを負担するためにスラブに対して小梁を跨いで補強部材を配置したものであり、後者はスプライスプレートを突合せ溶接することによって、圧縮力を被接合部材のウエブに伝達させることによって曲げモーメントを負担している。
Both the invention described in
しかしながら、特に特許文献1に記載された発明では、スラブ筋とは別に鉄筋のような補強部材をスラブ内部に設けているが、この補強鉄筋は大梁の上フランジに設けられたシアコネクタと縁がついているものではないので、大梁と小梁の接合部の曲げモーメントを直接負担するものではない。
However, particularly in the invention described in
本発明は、比較的簡単な構造を採用することによって、小梁の断面を大断面化することなく大梁と小梁の接合部の曲げモーメントに対抗することができる小梁端部の接合構造を提供することを目的とするものである。 The present invention provides a joint structure for the ends of small beams that can withstand the bending moment at the joints of large and small beams without increasing the cross section of the small beams by adopting a relatively simple structure. It is intended to provide
上記目的を達成するために、本発明では、大梁のウエブの両側にそれぞれ小梁端部をガセットプレートにて接合し、両側の小梁の下フランジに対してスプライスプレートを高力ボルトで接合し、さらに両側の小梁の上フランジには複数のシアコネクタを立設して大梁を跨いで床スラブを設けるとともに、前記小梁端部に立設されたシアコネクタには補強手段を接触して設けるという小梁端部の接合構造とした。大梁に対して小梁の下フランジにスプライスプレートを高力ボルトによって接合しているため、小梁端部を溶け込み溶接する剛接合よりも加工を簡素とすることができる。また、床スラブに埋め込まれることになる補強手段がシアコネクタを介して小梁の上フランジに直接応力を伝達することになるため、床スラブに生じる引っ張り力は小梁が負担することになるため、小梁断面を小さくすることができる。 In order to achieve the above object, in the present invention, the ends of the small beams are joined to both sides of the web of the large beam with gusset plates, and the splice plates are joined to the lower flanges of the small beams on both sides with high-strength bolts. Furthermore, a plurality of shear connectors are erected on the upper flanges of the small beams on both sides, and a floor slab is provided across the large beams, and the shear connectors erected at the ends of the small beams are in contact with reinforcing means. The joint structure of the end of the small beam is provided. Since the splice plate is joined to the lower flange of the small beam to the large beam with high-strength bolts, the processing can be simpler than the rigid joint that penetrates and welds the end of the small beam. In addition, since the reinforcing means embedded in the floor slab directly transmits the stress to the upper flange of the small beam via the shear connector, the tensile force generated in the floor slab is borne by the small beam. , the small beam cross-section can be reduced.
ここで、補強手段のより具体的な構成としては、U字筋を採用し、その配筋については2本を一対とし、それぞれの曲線部分が外側に位置するように重ね合わせるという手段、または2本を一対とし、それぞれのU字筋の曲線部分が向かい合うように配筋するという手段を用いた。U字筋をシアコネクタに結束などの手段によって接触させることによって、床スラブに生じる引っ張り力はU字筋からシアコネクタを介して床スラブに伝達されることになるが、U字筋のコンクリートに対する付着力によって床スラブの引っ張り力は効率よく小梁に伝達される。 Here, as a more specific configuration of the reinforcing means, a means of adopting U-shaped rebars, making two rebars into a pair and superimposing them so that their curved portions are positioned on the outside, or two rebars. A pair of books were arranged, and the curved portions of each U-shaped muscle were arranged to face each other. By bringing the U-shaped reinforcement into contact with the shear connector by means such as binding, the tensile force generated in the floor slab is transmitted from the U-shaped reinforcement to the floor slab via the shear connector. The tensile force of the floor slab is efficiently transmitted to the girders by adhesion force.
また、補強手段はU字筋に代えて孔空きプレートを採用するという手段も用いた。ここで孔空きプレートは2枚を一対として重ね合わせるという手段、または2枚を一対として小梁の延長方向に向き合って配置するという手段を選択的に用いた。孔空きプレートは床スラブの引っ張り力をシアコネクタを介して小梁に伝達するという作用を行う。 Also, as a reinforcing means, a perforated plate was used in place of the U-shaped bar. Here, a means of stacking two perforated plates as a pair or a means of placing two perforated plates as a pair facing each other in the extending direction of the small beam was selectively used. The perforated plate acts to transfer the pulling force of the floor slab to the girders through the shear connectors.
本発明の小梁端部の接合構造によれば、床スラブに生じる引っ張り力を補強手段からシアコネクタを介して小梁に伝達して曲げモーメントを負担するので応力とたわみを低減させることができ、小梁の断面を小さくすることが可能となった。 According to the joint structure of the small beam ends of the present invention, the tensile force generated in the floor slab is transmitted from the reinforcement means to the small beam through the shear connector, and the bending moment is borne, so that stress and deflection can be reduced. , it became possible to reduce the cross section of the small beam.
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に従って説明する。図1は本発明の一実施形態の小梁端部の接合構造を示したもので、図1aは側面図、図1bは平面図である。図中、1は大梁、2・2は大梁1のウエブの両側面から突き合わされた小梁である。小梁2・2の大梁1に対する接合は、ガセットプレート3・3を高力ボルト4によってピン接合されている。また、小梁2・2の下フランジ5・5はスプライスプレート6にピン接合されている。7は小梁2・2の上フランジ8・8に設けられた床スラブであって、シアコネクタ9…9によって接合されている。10はシアコネクタ9に接触するように設けられた補強手段として機能するU字筋であって、本実施形態ではU字筋10の曲線部分が外側になるように両側から重ね合わせるように配筋している。ここで重要なことは、U字筋10はシアコネクタ9に必ず接触するように配筋することである。接触を確実にするためには、U字筋10をシアコネクタ9に結束して確実に位置を決めてコンクリートを打設することが好ましい。そして、U字筋10を接触させるシアコネクタ9は、小梁端部に立設されたものを利用することによって、床スラブ7に生じる引っ張り力がU字筋10からシアコネクタ9を経由して直接小梁2に伝達される。したがって、シアコネクタ9の立設位置が設計上で小梁端部に位置することが好ましいが、他のシアコネクタ9との間隔による制約からシアコネクタが小梁端部の好ましい位置に立設しない場合には、U字筋10を接触させるためのシアコネクタ9を独自に設けることがある。図1bにおける鉄筋11…11は床スラブ7のひび割れ防止筋である。なお、U字筋10は引っ張り力に対して抵抗力を付与するために異形鉄筋が好ましい。
Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. 1A and 1B show a joint structure of a small beam end portion according to an embodiment of the present invention, FIG. 1A being a side view and FIG. 1B being a plan view. In the figure, 1 is a large beam, and 2 and 2 are small beams butted together from both sides of the web of the
図2は図1に示した構造によるモーメント分布図、およびたわみ分布図であるが、図6に示した従来の構造によるモーメント分布、および図7のたわみ分布と比較しても、応力のみならずたわみも減少するため、同等の応力を確保するのであれば、従来の構造よりも小梁断面を小さくすることができる。 FIG. 2 is a moment distribution diagram and a deflection distribution diagram of the structure shown in FIG. Since the deflection is also reduced, the small beam cross-section can be made smaller than the conventional structure if the same stress is secured.
図3は本実施形態の変形例を示したもので、図3aは側面図、図3bは平面図である。図中において図1と同じ番号を付した部分は図1と同様の構造を示している。図1の構造と異なる構造は、U字筋10の配筋構造である。すなわち、図3の変形例では一対のU字筋10の曲線部分が向かい合うように配筋している。この場合であってもU字筋10は小梁端部側のシアコネクタ9に接触するように配筋する。したがって、全体としての機能については図1の構造と基本的に変わるところはない。
FIG. 3 shows a modified example of this embodiment, FIG. 3a being a side view and FIG. 3b being a plan view. In the figure, the parts assigned the same numbers as in FIG. 1 show the same structures as in FIG. The structure different from the structure of FIG. 1 is the reinforcement structure of the
図4は第3変形例を示すもので、U字筋に代えて補強手段として機能する孔空きプレート12を2枚重ねにしたものを2組に配設している。孔空きプレート12の素材は鋼板やステンレス鋼板など特に限定しないが、応力を効率よく伝達することができる強度が求められる。なお、孔の間隔についても特に限定しないが、例えば図4に明らかなように、2枚を重ねて配設することによって、2枚の孔空きプレート12・12間にずれが生じた場合でも確実にシアコネクタ9を捕捉することになるので、応力伝達を確実にすることができる。孔空きプレート12にはシアコネクタ9を確保するための孔だけでなく、複数の孔が設けられることによって、床スラブ7のコンクリートとの付着力を高めることができ、より引っ張り力に抗することができる。
FIG. 4 shows a third modification, in which two pairs of
図5は第4変形例を示すものであって、第3変形例にて用いた孔空きプレート12を重ねて設置するのではなく、小梁方向に2枚を独立して設置する。当該変形例ではこの態様を2組並列に設けている。この実施形態では図のように2組並列に設けているが、十分に応力に抵抗することができるのであれば、小梁の上フランジの中央部に1組のみ設置することもある。
FIG. 5 shows a fourth modified example, in which the
上記各実施形態に示したように、本発明の小梁端部の接合構造では、当該接合部が曲げモーメントを負担し、応力とたわみを低減しているため、従来のピン接合よりも小梁断面を小さくすることができる。また、接合は高力ボルトのみで構成しているため、小梁端部を完全溶け込み溶接とする一般的な剛接合よりも加工が簡素であり、品質管理も容易となる。さらに、従来のピン接合と比較すると、下フランジの高力ボルト接合としているため、床スラブにU字筋を配筋したり、孔空きプレートを配設するだけであり、現場における施工性も良好になる。 As shown in each of the above embodiments, in the joint structure of the small beam end of the present invention, the joint bears the bending moment and reduces the stress and deflection, so the small beam is more flexible than the conventional pin joint. A cross section can be made small. In addition, since the joint consists only of high-strength bolts, the processing is simpler than general rigid joints in which the ends of the small beams are completely penetrated and welded, and quality control is easier. In addition, compared to conventional pin joints, high-strength bolt joints on the lower flanges require only U-shaped reinforcing bars on the floor slab and perforated plates, making construction easier on site. become.
1 大梁
2 小梁
3 ガセットプレート
4 高力ボルト
5 小梁の下フランジ
6 スプライスプレート
7 床スラブ
8 小梁の上フランジ
9 シアコネクタ
10 U字筋
11 ひび割れ防止筋
12 孔空きプレート
1
上記目的を達成するために、本発明では、大梁のウエブの両側にそれぞれ前記小梁端部をガセットプレートにて接合し、延期両側の小梁の下フランジに対してスプライスプレートを高力ボルトで接合し、さらに前記両側の小梁の上フランジには複数のシアコネクタを立設して前記大梁を跨いで床スラブを向けるとともに、前記小梁端部に立設されたシアコネクタには補強手段を接触して設け、前記床スラブに生じる引っ張り力を前記シアコネクタを介して前記小梁に伝達して曲げモーメントを負担させるという小梁端部の接合構造とした。大梁に対して小梁の下フランジにスプライスプレートを高力ボルトによって接合しているため、小梁端部を溶け込み溶接する剛接合よりも加工を簡素とすることができる。また、床スラブに埋め込まれることになる補強手段がシアコネクタを介して小梁の上フランジに直接応力を伝達することになるため、床スラブに生じる引っ張り力は小梁が負担することになるため、小梁断面を小さくすることができる。 In order to achieve the above object, in the present invention, the ends of the small beams are joined to both sides of the web of the large beam with gusset plates, and the splice plates are attached to the lower flanges of the small beams on both sides of the suspension with high-strength bolts. Further, a plurality of shear connectors are erected on the upper flanges of the small beams on both sides to direct the floor slab across the large beams, and the shear connectors erected at the ends of the small beams are reinforcing means. are provided in contact with each other, and the tensile force generated in the floor slab is transmitted to the small beam through the shear connector to bear the bending moment . Since the splice plate is joined to the lower flange of the small beam to the large beam with high-strength bolts, the processing can be simpler than the rigid joint that penetrates and welds the end of the small beam. In addition, since the reinforcing means embedded in the floor slab directly transmits the stress to the upper flange of the small beam via the shear connector, the tensile force generated in the floor slab is borne by the small beam. , the small beam cross-section can be reduced.
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