JP2962138B2 - 異形柱接合金物 - Google Patents
異形柱接合金物Info
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Description
柱の接続金物にかかわり、特に断面形状の異なる鋼管柱
を接続するに有用な接続金物に関する。
る鋼管柱を接続する必要がしばしば生じる。第1の例は
高層建築物において、強度上下層にゆくほど鋼管柱の寸
法を大きくする必要がある場合である。第2の例は各階
の用途が異なる場合であり、例えば、1階がエントラン
スホ−ルなど意匠性が重視され、2階が店舗など機能性
が重視される場合である。この場合には1階には円形鋼
管柱が好ましく、2階には四角形鋼管柱が好ましい。
柱を用いればよいが第2の例では断面形状が非相似の鋼
管柱を用いざるを得ない。第1の例の如き相似形の場
合、接続金物としては鋼管柱の断面形状に応じて円錐台
または四角錐台形状の接続金物が用いられる。その一例
を図9に示し、図9の接続金物を用いて相似形断面の鋼
管柱を接続した構造の断面図を図10に示す。
部鋼管柱で、1はこれらを接続する接続金物である。接
続金物1の形状としては、鋼管柱2、3が円柱の場合は
円錐台、四角柱の場合は四角錐台が用いられる。該円錐
台、または四角錐台の上下の面の形状はそれぞれ下部鋼
管柱2、上部鋼管柱3の断面形状とほぼ等しい。更にこ
の接続部の曲げ剛性を高めたり、梁との接合の際の都合
から上ダイアフラム7a、下ダイアフラム7bを介して
接続金物と鋼管柱とを接合する場合もある。
図11に示す構造が考えられる。図11において、2a
は円形断面の下部鋼管柱、3aは角形断面の上部鋼管
柱、1は接続金物でその形状は断面形状が円形断面の下
部鋼管柱2aのそれとほぼ等しい円柱形である。この構
造においては上部鋼管柱の断面寸法が接続金物上端の断
面寸法よりも小さいためこれらを直接接合することはで
きず、上ダイアフラム7aを介して接合せざるを得な
い。
げ荷重が負荷されると上ダイアフラム7aが容易に面外
変形し充分な曲げ剛性をもつとはいえない。ここで充分
な曲げ剛性をもつとは少なくとも一方の鋼管柱の曲げ剛
性と同等もしくはそれ以上の曲げ剛性をもつことを言
う。
強板4を設置した図12の構造が考えられる。この構造
は図11のものにくらべ剛性は多少大きいもののまだ不
十分で、しかも補強板4を建築現場で溶接取付けするな
ど多大の手数を要し不経済であるなど問題がある。
鋼管柱と角形断面の鋼管柱とを接続でき、かつ接続部が
大きな曲げ剛性をもつ構造は公開されておらず、そのよ
うな構造またはそのような構造を実現しうる接続金物の
実現が望まれている。
形断面と角形断面の鋼管柱を接続しかつその接続部の曲
げ剛性が充分に大きい(少なくとも一方の鋼管柱の曲げ
剛性と同等もしくはそれ以上の曲げ剛性をもつ)構造あ
るいはそのような構造を実現できる接続金物(課題1と
いう)は未だ実現していない。更に、鋼管柱の接続部に
は鋼管柱と直角にH型鋼などの梁が接続される場合が多
い。それゆえ接続金物はH型鋼などの梁を容易に接続で
きることが望ましい(課題2という)。
めになされたもので、円形断面と角形断面の鋼管柱を接
続でき、かつその接続部の曲げ剛性が充分に大きく、し
かもH型鋼などの梁を容易に接続できる構造およびその
ような構造を実現できる接続金物を提供するものであ
る。
円形断面、もう一方の端面が角形断面である接続金物を
用いることで解決される。課題1、2を同時に解決する
には、上に述べた接続金物の側面のうち少なくとも梁が
接続される部分を直線で構成すればよく、それ以外の側
面は直線で構成される面でなく曲面であっても差し支え
ない。さらに、接続金物の上下面にダイアフラムを取付
け一体化しておけば鉄骨製作現場での作業能率が一層向
上する。
管柱と接続する場合、まずその端面形状がそれぞれ円形
鋼管柱、角形鋼管柱の断面寸法とほぼ等しい接続金物を
準備し、円形鋼管柱との接続はその円形断面端面と、角
形鋼管柱との接続は角形端面とを接続すればよい。こう
することにより、鋼管柱端部と接続金物端部は両者の肉
が向き合った状態で接続されることになり充分な曲げ剛
性を発揮できる。即ち、両者の接続を目的としたダイア
フラムを用いる必要はなく、また用いたとしてもダイア
フラムに面外変形が生じるような荷重は発生しないから
少なくともその鋼管柱の曲げ剛性と同等もしくはそれ以
上の曲げ剛性をもつことができる。
部は接続金物の側面の形状にあわせて切断する必要があ
るが、請求項1、2に記載する接続金物においては梁が
接合される側面は直線で構成されているから、梁の切断
においても単純に直線状に切断すればよく施工が著しく
容易になる。また、接続金物の上下面にダイアフラムを
取付け一体化したものとしておけば、鉄骨製作現場であ
らためてダイアフラムを溶接取付けする必要がなく、作
業能率が一層向上する。
図1において(a)は平面図、(b)は側面図、(c)
は底面図、(d)は見取り図、(e)は半割り状態の見
取り図を示す。接続金物1の上部端面2は一辺200mm
厚み12mmの正方形、下部端面3は直径300mm厚み1
2mmの円形となっており、側面は接続金物の中心軸を含
む任意の仮想平面6と上部端面の外周との交点Aと同じ
平面と下部端面の外周との交点Bを直線で結んで構成さ
れている。またその高さは277mmである。
フラム7aおよび下ダイアフラム7bを介して正方形断
面の上部鋼管柱3aと円形断面の下部鋼管柱2aを接続
し、かつH型鋼からなる梁8を接合金物に溶接接合した
例を示す。図2の例は以下の利点がある。
物の上部端面の肉厚部分はほぼ向かい合う位置にあるた
め上および下ダイアフラム7a、7bには過大な曲げ応
力が発生せず、鋼管柱に曲げ荷重が加わっても充分耐え
うる継手となっていることがわかる。
ているため、梁8を接合金物の側面に接合するさい、梁
8のウェブ部分を直線的に切断して開先加工すればよ
く、切断および開先加工が容易であることがわかる。
法を以下に述べる。まず図1の接合金物の中心軸を含む
仮想的な平面を考え、この仮想平面を中心軸の回りに回
転させながら仮想平面と上部端面外周との交点Aと仮想
平面と下部端面外周との交点Bを直線で結ぶと目的とす
る側面が形成される。
ぞれの外周に沿って右回りに速度Va、Vbで移動する
点Pa、Pbを考える。それぞれの外周長をLa、Lb
としLa/Va=Lb/Vbを満足するように点Pa、
Pbを移動させ、任意の時刻におけるPaとPbを直線
で結ぶと図1の接合金物の側面が形成される。
で確認するため表1に示す寸法の十字架構造試験体を製
作し載荷試験を実施した。
ジャッキで固定して梁の両端に荷重Qを繰返し負荷し、
その時の梁の撓み角Sを測定し比較材と比較した。繰返
しにおいては撓み角Sを徐々に増加させその間の荷重を
測定した。結果を図4に示すように、本発明の場合は一
定の撓みを生じさせるためには比較例に比べ大きな荷重
が必要なことがわかり、上記(1)の事実が定量的に確
認された。なお、図4では荷重、撓み角とも鋼管柱本体
を曲げ試験した場合の弾性限界荷重Qoおよび弾性限界
荷重Qoが負荷されたときの撓み角Soで無次元化して
示した。
で、接続金物の側面のうち、梁が溶接接続される部分9
のみ直線で構成し、その他の側面10は上部端面の外周
と下部端面の外周を滑らかな曲面で結んだ例である。本
実施例では梁が溶接接続される部分9の上下端部はそれ
ぞれの端面の外周と一致しているが、一致していること
は本発明の必須の要件ではない。
分9の上下端部はそれぞれの端面の外周より突き出して
いても梁が溶接接続される部分9が直線で構成されてい
るので本発明の目的とする課題を解決できることは言う
までもない。なお図6の例は梁が溶接接続される部分9
が突き出ているのでこの部分に梁を溶接する作業が特に
容易であると言う特徴をもつ。
下各端面にダイアフラムを取付け一体化した例である
が、このほかに、実施例2の接合金物にダイアフラムを
とりつけ一体化した構造も考えられる。
取りつけられているので、鉄骨製作現場でそれを取りつ
けるための溶接作業が省略できる。本例ではダイアフラ
ムをも一体化して鋳造した例であるが、ダイアフラムを
含まない接合金物を鍛造または鋳造で製造し、それにダ
イアフラムを溶接取付けしてもかまわない。
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例
えば、次のような例も本発明の範囲に含まれる。 (1)多角形柱が4角柱でなく6角柱の場合は片側が6
角形断面の接続金物とすればよい。またダイアフラムに
ついても、内ダイアフラム、外ダイアフラムのいずれの
場合でもよい。
うような二本の梁を接続金物に溶接接合した例を述べた
が、鋼管柱を設置する位置によっては、梁が直交するよ
うに接続金物に接合した場合、四周に接合した場合でも
本発明の接続金物の作用効果は変わるものではない。
面の中心位置と下部端面の中心位置とが一致しており、
したがってこれに鋼管柱を接続すると上下の鋼管柱の軸
が一致する例について述べたが、これに対し図8のもの
は接続金物の上部端面の中心軸11と下部端面の中心軸
12の位置とが異なり、したがって接続された上下の鋼
管柱の軸が偏心した状態となっている。しかし図8の如
く偏心した状態であっても本発明の解決しようとする課
題は図1の接続金物と同様に達成できる。
柱と下部鋼管柱の断面形状が異なっても、両者を容易に
接続でき、しかも接続部の強度を充分高く維持すること
ができる。さらに、本接続金物の側面は直線で構成され
ているため梁を接続金物側面に溶接接合することが極め
て容易になる。
(a)は平面図、(b)は底面図、(c)は側面図、
(d)は見取り図、(e)は半割り状態の見取り図をそ
れぞれ示す。
示す図である。
は本発明、(b)は従来例の場合を示す図である。
る。
る。
異なる例を示す。
または四角錐台の例を示す図である。
面を示す図である。
または角柱の例を示す図である。
または角柱を用い、その内部に補強部材が設置されてい
る例を示す図である。
分 11 上部端面の中心軸 12 下部端面の中心軸
Claims (4)
- 【請求項1】 円形断面の鋼管柱と多角形断面の鋼管柱
とを接続する金物であって、金物の端面の断面形状がそ
れぞれ接続される鋼管柱の断面形状とほぼ等しく、かつ
鋼管柱の軸を含む面と側面との交線が、直線である鋼管
柱の接続金物。 - 【請求項2】 接続金物の側面のうち少なくとも梁が接
続される部分が直線である請求項1に記載の鋼管柱の接
続金物。 - 【請求項3】 接続金物の上部端面および下部端面にダ
イアフラムが取り付けられている請求項1または2に記
載の鋼管柱の接続金物。 - 【請求項4】 円形断面の鋼管柱と多角形断面の鋼管柱
とが、請求項1、2または3のいずれか1項に記載の接
続金物を用いてダイアフラムを介して接続されている鋼
管柱の接続構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4599494A JP2962138B2 (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 異形柱接合金物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4599494A JP2962138B2 (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 異形柱接合金物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07259181A JPH07259181A (ja) | 1995-10-09 |
JP2962138B2 true JP2962138B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=12734676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4599494A Expired - Lifetime JP2962138B2 (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 異形柱接合金物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2962138B2 (ja) |
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JP5349132B2 (ja) * | 2009-05-15 | 2013-11-20 | 大和ハウス工業株式会社 | 柱幅変化鋼管柱の柱・梁接合構造および柱・梁接合の施工方法 |
JP6360739B2 (ja) * | 2014-07-15 | 2018-07-18 | 鹿島建設株式会社 | コンクリート充填鋼管構造 |
CN105023293A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-11-04 | 中建钢构有限公司 | 一种圆方管过渡节点及其三维建模方法 |
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-
1994
- 1994-03-16 JP JP4599494A patent/JP2962138B2/ja not_active Expired - Lifetime
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