JP3153547U - 鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成の接合金物により、鉄骨柱及び鉄骨梁にかかる引張力、圧縮力、剪断力に対する十分な耐力を得て、コストの低減や工期の短縮を図る接合構造を提供する。【解決手段】ウェブ部１１及びフランジ部１２を有する鉄骨柱１０と、ウェブ部２１及びフランジ部２２を有する鉄骨梁２０とを接合金物３０により接合する接合構造１において、接合金物３０は、平板部材の組み合わせで構成し、鉄骨柱１０のフランジ部１２は、鉄骨梁２０のフランジ部２２と交差する部位に形成したスリット孔に対して接合金物３０の挿通部位３３を挿通し、この挿通部位３３を鉄骨柱１０のウェブ部１１に対面した状態で固定し、鉄骨梁２０のフランジ部２２には、外側に取り付けられた鉄骨平板２３に対して前記接合金物３０を対面した状態で固定する。【選択図】図５

Description

本考案は、Ｈ形鋼の鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造に関する。

従来、Ｈ形鋼の鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造としては、例えば、下記特許文献１に示すようなＴ字状の接合金物、いわゆるスプリットティーを用いたものが知られている。特許文献１において、接合金物のフランジ部は、複数のボルト挿通孔を設け、鉄骨柱に接する接合金物のボルト挿通孔からその端部にかけて傾斜面を形成し、鉄骨柱のフランジ部に当てた状態で、ボルト挿通孔に対して挿通した高力ボルトで締め付けて鉄骨柱に引張接合している。一方、接合金物のウェブ部は、複数のボルト挿通孔を設け、鉄骨梁のフランジ部に当てた状態で、ボルト挿通孔に対して挿通した高力ボルトで締め付けて鉄骨梁に接合している。特許文献１の接合金物によれば、接合金物に引張力が作用して接合金物のフランジ部に曲げ変形が生じた場合、鉄骨柱のフランジ部に接するボルト挿通孔を支点に回転するので、テコの反力が生じず、引張耐力をやわらげることができる。

また、下記特許文献２に示すような羽子板状の接合金物、いわゆるパドルボルトを用いたものも知られている。特許文献２において、接合金物は、一端にボルト部を設け、他端にボルト挿通孔を有した平板部を形成している。接合金物のボルト部は、鉄骨柱のフランジ部に設けたボルト挿通孔に対して挿通して締め付け、鉄骨柱に引張接合している。一方、接合金物の平板部は、鉄骨梁のフランジ部に当てた状態で、ボルト挿通孔に対して挿通した高力ボルトで締め付けて鉄骨梁に接合している。特許文献２の接合金物によれば、鉄骨柱の建入れ精度が少々悪くても、ボルト部に螺合した調整用ナットを回転させることにより、寸法調整を行うことができ、操作の容易性及び施工性の向上を図ることができる。

また、下記特許文献３に示すようなウェブ部及びウェブ部の両側に設けられたフランジ部を有する鉄骨柱と、ウェブ部及びウェブ部の両側に設けられたフランジ部を有する鉄骨梁とを接合金物により接合する鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造において、前記接合金物は、底板部と、前記底板部に対して直角に立ち上がり、かつ前記底板部よりも先方が延びた挿通部位を有する側板部とを有し、前記鉄骨柱のフランジ部は、前記鉄骨柱のフランジ部交差する部位にスリット孔を形成し、当該スリット孔に対して前記側板部の挿通部位を挿通氏、当該側板部の挿通部位を前記鉄骨柱のウェブ部に対接した状態で固定し、前記接合金物の底板部を前記鉄骨梁のフランジ部に対接した状態で固定している。

特開平０７−１０２６３５号公報 特開昭５９−８５０５１号公報 特許第４１５６７７８号公報

しかしながら、従来の上記接合構造で用いる接合金物は、引張力や圧縮力、剪断力に対する耐力が弱いという問題がある。特に、スプリットティーのウェブ部やパドルボルトの一端に設けたボルト部に対して直角方向に引張力、圧縮力がかかったときの耐力が弱く、当該引張力、圧縮力が鉄骨柱のウェブ部に伝達される前に、この部分で破損してしまうという問題がある。また、鉄骨柱のフランジ部上において接合金物を接合しているため、鉄骨梁からの力の伝達は、常に鉄骨柱のフランジ部を介するという問題がある。すなわち、鉄骨柱のフランジ部は、その短手方向中心位置から離れるに従い、当該フランジ部に対して直角方向にかかる引張力や圧縮力に対する耐力が弱く、過度に大きい引張力や圧縮力が、接合金物を介して鉄骨柱のフランジ部に伝達された場合、この部位において接合金物だけでなく、鉄骨柱のフランジ部も破損する恐れがあるという問題がある。このような事情により、スプリットティーやパドルボルト等の接合金物や、ボルト、ナット等の緊締金具、鉄骨柱のフランジ部等の構成部材を高強度鋼、肉厚、太径等に設計することにより接合構造の耐力を得る対応をとる傾向があるが、ボルト挿通孔等により不足する耐力を補強する必要もあり、ガセットプレートや補強版等の複数の補強部材も用いなければならないという問題がある。また、底板部と、前記底板部に対して直角に立ち上がり、かつ前記底板部よりも先方が延びた挿通部位を有する側板部とを有した接合金物は、前記底板部と側板部での力の伝達が捩れる問題がある。ボルト挿通孔等により不足する耐力を補強する必要もあり、補強版等の複数の補強部材も用いなければならないという問題がある。この結果、構成部材の製造コストや、構成部材の増大による作業コスト、搬送コスト等が高くなり、工期も遅延するという問題がある。

このような問題に着目し、本考案は、簡素な構成の接合金物により、鉄骨柱及び鉄骨梁にかかる引張力、圧縮力、剪断力に対する十分な耐力を得ることができ、さらに、コストの低減や工期の短縮を図ることができる、鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造を提供することを目的とする。

本考案の鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造は、ウェブ部及びウェブ部の両側に設けられたフランジ部を有する鉄骨柱と、ウェブ部及びウェブ部の両側に設けられたフランジ部を有する鉄骨梁とを接合金物により接合する鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造において、前記接合金物は、鉄骨平板の組み合わせで構成し、前記鉄骨柱のフランジ部は、前記鉄骨梁のフランジ部と交差する部位にスリット孔を形成し、当該スリット孔に対して前記側板部の挿通部位を挿通し、当該側板部の挿通部位を前記鉄骨柱のウェブ部に対接した状態で固定し、前記鉄骨梁のフランジ部は外側に鉄骨平板を有し、当該鉄骨平板に対して前記接合金物を対接した状態で固定し、また、前記鉄骨梁のウェブ部は、前記接合金物を対接した状態で固定したことを特徴とする。

本考案の鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造によれば、接合金物を介して鉄骨柱及び鉄骨梁にかかる引張力、圧縮力、剪断力を円滑に伝達することができ、これにより、これらの力に対する十分な耐力を得ることができる。この結果、接合構造の十分な耐力を得るために、接合金物及び構成部材等を高強度鋼、肉厚、太径等に設計したり、複数の補強部材を用いたりする必要がなく、さらにデッキプレート等床の敷き込みに必要な受材が不要となり現場が簡素化され、コストの低減や工期の短縮を図ることができる。

本考案の接合構造を構成する各部材を示す斜視図 本考案の接合構造に係る平板状の接合金物を示す斜視図 本考案の接合構造に係る平板状の接合金物を対向させた状態を示す斜視図 本考案の接合構造に係る接合手順を示す斜視図 本考案の接合構造に係る接合手順を示す斜視図 本考案の接合構造に係る接合金物を接合した状態を示す平面図 本考案の接合構造に係る接合金物を接合した状態を示す立面図 本考案の接合構造に係る接合金物を接合した状態を示す側面図

以下、本考案の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態の接合構造を構成する各部材を分解して示す斜視図である。図１において、符号１は接合構造である。図１に示すように、接合構造１は、Ｈ形鋼の鉄骨柱１０及び鉄骨柱１０と交差するＨ形鋼の鉄骨梁２０を備え、これらを接合金物３０により接合するものである。鉄骨柱１０は、ウェブ部１１及びウェブ部１１の両側に設けられたフランジ部１２を有する。また、鉄骨梁２０は、ウェブ部２１及びウェブ部２１の両側に設けられたフランジ部２２を有する。

鉄骨柱１０のフランジ部１２には、鉄骨梁２０のフランジ部２２と交差する部位の短手方向中心から対称に２箇所のスリット孔１３を形成している。また、フランジ部１２には、スリット孔１３により不足するフランジ部１２の耐力を補強するため、スリット孔１３を形成した部位と対応する部分にスリット孔を形成したフランジ補強版１４を溶接等により設けている。さらに、鉄骨柱１０のウェブ部１１には、スリット孔１３と近い位置に複数（ここでは２行３列）のボルト挿通孔１５を形成している。また、ウェブ部１１には、ボルト挿通孔１５により不足するウェブ部１１の耐力を補強するため、ボルト挿通孔１５を形成した部位と対応する箇所にボルト挿通孔を形成したウェブ補強版１６を溶接等により設けている。なお、ウェブ補強版１６は、ウェブ部１１とフランジ部１２との溶接部分を考慮し、フランジ部１２から若干の隙間を空けた位置に設けている。なお、ボルト挿通孔１５の数量や大きさ、位置等は、鉄骨柱１０及び鉄骨梁２０の大きさ等を基に決定される。

一方、鉄骨梁２０のフランジ部２２の外側面には鉄骨平板２３が固定されている。鉄骨平板２３は、矩形状の平板から成り、その面には複数（ここでは１行６列）のボルト挿通孔２４が貫通して形成されている。この鉄骨平板２３は、鉄骨梁２０のフランジ部２２の幅方向略中央部において、長手端面がフランジ部２２の外側面に対接するように設置され、溶接などにより立設固定されている。なお、ボルト挿通孔２４の数量や大きさ、位置等は、鉄骨柱１０及び鉄骨梁２０の大きさ等を基に決定される。

接合金物３０は、鉄骨製の平板を加工することにより形成されている。図２及び図３は本実施の形態の接合構造に係る接合金物３０の斜視図を示す。接合金物３０は、図２及び図３に示すように、基端側（図２中右上方向を先端側とする）に設けられた長方形形状の本体部３１と、本体部３１の先方に一体に設けられ、本体部３１よりも幅広の矩形状に形成された挿通部位３３とから成り、鉄骨平板２３に対して側板部３２を形成する。そして、接合金物３０は鉄骨柱１０と鉄骨梁２０を接合するに当っては、対面した状態で２枚１組で鉄骨梁２０のフランジ部２２の外側に固定された鉄骨平板２３を挟み込む状態で用いる。さらに２枚１組の接合金物３０は、複数組が鉄骨梁２０の上側と下側の両フランジ部２２にそれぞれ結合して鉄骨梁２０を支える。接合金物３０には、本体部３１に複数（ここでは１行６列)のボルト挿通孔３４が形成され、挿通部位３３には、複数（ここでは２行３列）のボルト挿通孔３５が形成されている。なお、ボルト挿通孔３４，３５の数量や大きさ、位置等は、鉄骨柱１０及び鉄骨梁２０の大きさ等を基に決定される。また、接合金物３０の挿通部位３３の幅寸法を本体部３１の幅寸法よりも幅広に形成している理由は、接合金物３０を鉄骨柱１０と鉄骨梁２０に連結結合したときに、挿通部位３３の方が本体部よりも大きな力を受けるから充分な幅寸法が必要である上、接合金物３０全体としてはできるだけ材料の無駄使いを回避し且つ軽量化を図る必要があることによる。

以上のように構成された本実施の形態の接合構造１の接合手順について説明する。図４及び図５は本実施の形態の接合構造に係る接合手順を説明する斜視図である。まず図４に示すように、鉄骨梁２０のウェブ部２１に設けたボルト挿通孔２５と鉄骨柱１０のフランジ部１２の外側に固定されたガセットプレート１７に設けたボルト挿通孔１８を合わせ、複数の高力ボルトで締め付け接合する。鉄骨梁２０のフランジ部２２の下面の外側に固定された鉄骨平板２３に取り付ける接合金物３０は、その挿通部位３３を鉄骨柱１０のフランジ部１２に設けたフランジ補強板１４のスリット孔及びフランジ部１２のスリット孔１３に対して挿通し、接合金物３０のボルト挿通孔３５と鉄骨柱１０のウェブ部１１に設けたウェブ補強板１６のボルト挿通孔及び鉄骨柱１０のウェブ１１のボルト孔１５を相互に合わせ、複数の高力ボルトで締め付け接合する。これにより、鉄骨梁２０を鉄骨梁２０のフランジ部２２の下面に取り付ける接合金物３０に落とし込むことで容易に取り付けることができる。

つづいて、接合金物３０を２枚１組で、そのボルト挿通孔３４を鉄骨梁２０のフランジ部２２の下面の外側に固定された鉄骨平板２３のボルト挿通孔２４に合わせ仮ボルトで取り付ける。これにより、鉄骨梁２０のフランジ部２２の下面を下方から支える接合金物３０の本体部３１は、鉄骨梁２０のフランジ部２２の下面に取り付けられた鉄骨平板２３と接合される。

その後、鉄骨梁２０のフランジ部２２の上面の外側に固定された鉄骨平板２３に取り付ける接合金物３０の挿通部位３３を鉄骨柱１０のフランジ部１２に設けたフランジ補強板１４のスリット孔及びフランジ部１２のスリット孔１３に対して挿通し、接合金物３０のボルト挿通孔３５と鉄骨柱１０のウェブ１１に設けたウェッブ補強板１６のボルト挿通孔及び鉄骨柱１０のウェブ部１１のボルト挿通孔１５を相互に合わせ、複数の高力ボルトで締め付け接合する。

鉄骨梁２０のフランジ部２２の上下面の外側に固定された鉄骨平板２３のボルト挿通孔２４と接合金物３０のボルト挿通孔３４を相互に合わせ、複数の高力ボルトで締め付け接合する。図６は本実施の形態の鉄骨柱及び鉄骨梁に対して接合金物３０を接合した状態を示す平面図、図７はその立面図、図８はその側面図である。

このような接合構造１によれば、鉄骨柱のフランジ部１２に形成したスリット孔１３に対して接合金物３０の挿通部位３３を挿通し、挿通部位３３を鉄骨柱のウェブ部１１に対接した状態で接合しているので、この部位において鉄骨柱１０のフランジ部１２に対する直角方向の引張力や圧縮力の影響は受けない。また、鉄骨柱１０及び鉄骨梁２０にかかる引張力、圧縮力、剪断力は、接合金物３０により、この部位に伝達されるそれぞれの力を直角方向に変化させて円滑に伝達することができる。すなわち、鉄骨梁２０のフランジ部２２上に伝達される引張力、圧縮力、剪断力は、鉄骨梁２０のフランジ部２２の上下面の外側に固定された鉄骨平板２３に伝達され、２枚１組の接合金物３０から鉄骨柱１０のウェブ部１１上に伝達される。一方、鉄骨柱１０のウェブ部１１上から２枚１組の接合金物３０に伝達される引張力、圧縮力、剪断力は、鉄骨梁２０のフランジ部２２の上下面の外側に固定された鉄骨平板２３に伝達され、鉄骨梁２０のフランジ部２２の上下面の外側に固定された鉄骨平板２３から鉄骨梁２０のフランジ部２２上に伝達される。

このように、本実施の形態の接合構造１によれば、鉄骨柱１０及び鉄骨梁２０にかかった引張力、圧縮力、剪断力を、接合金物３０を介して円滑に伝達することにより、十分な耐力を得ることができる。この結果、接合構造の十分な耐力を得るために、接合金物及び構成部材等を高強度鋼、肉厚、太径等に設計したり、複数の補強部材を用いたりする必要がなく、コストの低減や工期の短縮を図ることができる。

なお、本実施の形態の接合構造１は、鉄骨梁２０のウェブ部２１と交差する鉄骨柱１０のフランジ部１２の短手方向中心近くの位置において、複数（ここでは６行１列）のボルト挿通孔を有したガセットプレート１７を溶接等により設け、一方、鉄骨梁２０のウェブ部２１において、ガセットプレート１７のボルト挿通孔に対応する部分にボルト挿通孔２５を形成している。ガセットプレート１７及びウェブ部２１は、相互にボルト挿通孔２５を合わせ、それぞれのボルト挿通孔に対して挿通した高力ボルトで締め付け、鉄骨柱２０のウェブ２１と接合している。これにより、鉄骨柱１０と鉄骨梁２０が交差する部位において、接合金物３０が、鉄骨柱１０のウェブ部１１と鉄骨梁２０のフランジ部２２とを接合するのに対し、ガセットプレート１７が、鉄骨柱１０のフランジ部１２と鉄骨梁２０のウェブ部２１とを接合するので、鉄骨柱１０及び鉄骨梁２０にかかる引張力、圧縮力、剪断力をバランス良く伝達でき、鉄骨柱１０、鉄骨梁２０、接合金物３０等が受けるそれぞれの力の影響を抑えることができる。

１ 接合構造
１０ 鉄骨柱
１１ 鉄骨柱のウェブ部
１２ 鉄骨柱のフランジ部
１３ スリット孔
１４ フランジ補強版
１５ ボルト挿通孔
１６ ウェブ補強版
１７ ガセットプレート
１８ ボルト挿通孔
２０ 鉄骨梁
２１ 鉄骨梁のウェブ部
２２ 鉄骨梁のフランジ部
２３ ガセットプレート
２４ ボルト挿通孔
２５ ボルト挿通孔
３０ 接合金物
３１ 本体部
３２ 側板部
３３ 挿通部位
３４ ボルト挿通孔
３５ ボルト挿通孔

Claims (4)

1. ウェブ部及びウェブ部の両側に設けられたフランジ部を有する鉄骨柱と、
   ウェブ部及びウェブ部の両側に設けられたフランジ部を有する鉄骨梁とを接合金物により接合する鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造において、
   前記接合金物は、鉄骨平板の組み合わせで構成し、
   前記鉄骨柱のフランジ部は、前記鉄骨梁のフランジ部と交差する部位にスリット孔を形成し、
   当該スリット孔に対して前記接合金物を挿通し、前記鉄骨柱のウェブ部に対接した状態で固定し、
   前記鉄骨梁のフランジ部は、外側に鉄骨平板を有し、当該鉄骨平板に対して前記接合金物を、対接した状態で固定し、また、
   前記鉄骨柱のウェブ部は、前記接合金物を、対接した状態で固定したことを特徴とする鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造。
2. 前記鉄骨柱のフランジ部に形成するスリット孔は、前記鉄骨梁のフランジ部と交差する部位に当該フランジ部の短手方向中心から対称に２箇所形成し、当該スリット孔に対して挿通する位置に前記接合金物を設けたことを特徴とする請求項１に記載の鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造。
3. 前記接合金物及び前記鉄骨梁のフランジ部の外側に固定した鉄骨平板部、及び前記鉄骨梁のウェブ部それぞれに対応する部分に複数のボルト挿通孔を形成し、
   前記接合金物及び前記鉄骨柱のウェブ部のそれぞれに対応する部分に複数のボルト挿通孔を形成し、
   前記接合金物及び前記鉄骨梁のフランジ部の外側に固定した鉄骨平板部、及び前記鉄骨梁のウェブ部、及び前記接合金物及び前記鉄骨柱のウェブ部のそれぞれに形成した前記複数のボルト挿通孔に対して緊締金具を用いて固定したことを特徴とする請求項１または２に記載の鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造。
4. 前記接合金物は、２枚１組の鉄骨平板で形成することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の鉄骨柱及び鉄骨梁の接合構造。

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