JP3849554B2 - 柱梁接合部構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の複合構造による柱梁接合部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨鉄筋コンクリート柱の鉄骨柱においては、柱フランジが引っ張られて変形するのを補強するために、図６に示すように、柱のパネル部にスチフナ５０を溶接したり、柱フランジに当て板６０を溶接したりしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような従来のスチフナ補強では、耐力に限界があり、あまり大きな梁を用いることができない。また、柱フランジへの当て板補強では、プレートを小割りにしたり、溶接が難しかったりと難点がある。
【０００４】
本発明は、このような問題を解消すべくなされたもので、その目的は、鉄骨鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の柱梁接合部において、比較的簡易な構造で容易に補強が可能であり、小さな鉄骨柱の使用とＴ形接合金物による引張接合が可能となり、コストの低減が可能な柱梁接合部構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、鉄骨鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部構造であり、鉄骨柱に鉄骨鉄筋コンクリート柱の断面寸法の１／２以下の断面寸法のＨ形鋼が用いられ、この鉄骨柱のフランジにＴ形接合金物のフランジ部が高力ボルトによる締結で引張接合され、Ｔ形接合金物のウェブ部が鉄骨梁にボルト接合または溶接接合され、鉄骨柱の周りのコンクリートを取り囲む環状のバンドプレートが鉄骨梁の上フランジの上と下フランジの下にＴ形接合金物のフランジ部を覆うようにそれぞれ配設されていることを特徴とする柱梁接合部構造である。
【０００６】
この請求項１において、鉄骨柱は、鉄骨鉄筋コンクリート柱の断面寸法の１／２以下の断面寸法のＨ形鋼が用いられる。Ｔ形接合金物は、フランジ部とウェブ部により側面視がＴ字状の所謂スプリットティやカットティ等が用いられる。環状の補強部材は、柱の４隅の主筋を避けて柱周りのコンクリートを拘束できる平面視が八角形等のバンドプレートであり、その外側面が鉄骨鉄筋コンクリート柱の外周面と面一となるような寸法、あるいは、鉄骨鉄筋コンクリート柱の中に完全に埋設されるような寸法とされる。また、この補強部材は、上部梁フランジの上と下部梁フランジの下にＴ形接合金物のフランジ部を覆うように配置される。
【０００７】
また、鉄骨柱のＨ形鋼の強軸方向と弱軸方向の両方にＴ形接合金物による引張接合で鉄骨梁を接合してもよいし（強軸・弱軸引張接合タイプ）、強軸方向はＴ形接合金物による引張接合で鉄骨梁を接合し、弱軸方向は溶接接合で鉄骨梁を接合してもよい（強軸引張接合・弱軸溶接タイプ）。なお、強軸方向の引張接合では、必要に応じて、Ｈ形鋼の平行フランジを挟んで一対のＴ形接合金物のフランジ部どうしを長ボルトとナットで緊結する。
【０００８】
以上のような構成の本発明によれば、Ｔ形接合金物の引張接合による柱梁接合部における鉄骨梁の上下位置にそれぞれ鉄骨柱の周りのコンクリート及びＴ形接合金物のフランジ部を取り囲む環状の補強部材を設置することにより、柱梁接合部の支圧耐力、パネルせん断耐力、ボルト引張接合部の引張耐力の３点を同時に増大させることができ、鉄骨鉄筋コンクリート柱の中に小さな鉄骨Ｈ形鋼柱（鉄骨鉄筋コンクリート柱の断面寸法の１／２以下）を使用することができる。
【０００９】
また、柱梁接合部の支圧耐力、パネルせん断耐力、ボルト引張接合部の引張耐力の３点を同時に増大させることにより、鉄骨梁をＴ形接合金物を使用して小さな鉄骨Ｈ形鋼柱にボルトで引張接合することができ、柱梁接合部の溶接加工が簡略化され、また、比較的簡易な構造で容易に補強を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する一実施形態に基づいて説明する。図１，図２は、本発明に係る鉄骨鉄筋コンクリート柱（以下、ＳＲＣ柱と記載）と鉄骨梁（以下、Ｓ梁と記載）の接合部構造の一例を示す斜視図、水平断面図である。
【００１１】
図１，図２の実施形態において、ＳＲＣ柱１は、Ｈ形鋼からなる鉄骨柱１１と主筋１２と帯筋１３とコンクリート１４から構成されている。Ｓ梁２は、Ｈ形鋼から構成され、ブラケットタイプの梁あるいは柱間長さの梁が鉄骨柱１１の接合部に接合される。
【００１２】
このようなＳＲＣ柱１とＳ梁２の接合部において、本発明においては、鉄骨柱１１にウェブ高さあるいはフランジ幅がＳＲＣ柱１の断面寸法の１／２以下のＨ形鋼を用い、スプリットティやカットティ等のＴ形接合金物３を使用してＳ梁２を鉄骨柱１１に引張接合し、鉄骨柱１１及びその回りのコンクリート１４を取り囲む環状の補強部材であるバンドプレート４をＳ梁２の上下位置にそれぞれ配設する。
【００１３】
Ｔ形接合金物３は、図２に示すように、フランジ部３ａとウェブ部３ｂとリブ３ｃからなる鍛造製や鋳造製のスプリットティあるいはカットティであり、鉄骨柱１１の強軸方向では、フランジ部３ａが鉄骨柱１１の柱フランジ１１ａの外側面に添接され、高力ボルト３０とナット３１により引張接合される。また、この強軸方向では、必要に応じて、鉄骨柱１１を挟んで一対のフランジ部３ａ，３ａどうしが長ボルト３２とナット３３により緊結される。
【００１４】
鉄骨柱１１の弱軸方向では、図１に示すように、フランジ部３ａが鉄骨柱１１の柱ウェブ１１ｂの側面に添接され、この柱ウェブ１１ｂを挟んで一対のフランジ部３ａ，３ａが高力ボルト３０とナット３１により引張接合される（強軸・弱軸引張接合タイプ、図１参照）。また、この弱軸方向は、Ｓ梁２の接合端部を鉄骨柱１１の柱フランジ１１ａ，１１ａ間に挿入し、隅肉溶接で溶接接合するようにしてもよい（強軸引張接合・弱軸溶接タイプ、図示省略）。
【００１５】
高力ボルト３０または長ボルト３２は、図１に示すように、梁フランジ２ａを挟んで上下に配置される。
【００１６】
Ｔ形接合金物３のウェブ部３ｂは、梁フランジ２ａの端面に溶接接合され、あるいは、梁フランジ２ａに重ねてボルト接合される。また、必要に応じて、Ｓ梁２には、フェイスベアリングプレート等の補強リブ２０が設けられる。この補強リブ２０は、柱梁接合部のコンクリート１４内に埋設されるようにしてもよいし、柱梁接合部の外側に配置してもよい。
【００１７】
バンドプレート４は、鉄骨柱１１及びその回りのコンクリート１４を取り囲む平面視八角形のリング状補強板であり、Ｓ梁２の上部位置及び下部位置にそれぞれＴ形接合金物３のフランジ部３ａを覆うように配置される。このバンドプレートの形状は、柱の四隅の主筋１２を避けるべく八角形としたものであり、その他の形状でもよい。
【００１８】
また、このバンドプレート４は、その４辺の外側面がＳＲＣ柱１の外周面と面一となるような寸法（図示例）としてもよいし、ＳＲＣ柱１の内部に完全に埋設されるような寸法（図示省略）としてもよい。また、このバンドプレート４は、構造的に緊結する必要はないが、施工時に動かないように点溶接等により固定される。
【００１９】
以上のような構成の柱梁接合部によれば、次のような効果が得られる。
(1) バンドプレート４を設置することにより、Ｓ梁２を受けている柱コンクリートの支圧耐力が増大し、Ｓ梁２の曲げモーメントがＳＲＣ柱１の鉄骨柱１１の部分とコンクリートの支圧による曲げとで分担して伝達され、鉄骨柱１１が小さいＳＲＣ柱１に曲げモーメントを効率良く伝達することができる。
【００２０】
(2) バンドプレート４を設置することにより、柱梁接合部パネルのせん断耐力が増大する。
【００２１】
(3) バンドプレート４を設置することにより、図３〜図５に示すように、柱梁接合部のボルト引張接合部の引張耐力が増大する。なお、図３において、柱梁接合部の引張耐力Ｔｕは、次式で表される。
Ｔｕ＝Ｔｕｓ＋Ｔｕｒ
Ｔｕｓ：鉄骨接合部の引張耐力
Ｔｕｒ：バンドプレートによる引張耐力
また、図４、図５の補強有が本発明のバンドプレートを用いた場合である。
【００２２】
(4) 以上の３点の効果により、ＳＲＣ柱１の中の小さな鉄骨柱１１（ＳＲＣ柱１の断面寸法の１／２以下）にＳ梁２をＴ形接合金物３を使用して引張接合とする構造が可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
(1) Ｔ形接合金物の引張接合による柱梁接合部における鉄骨梁の上下位置にそれぞれ鉄骨柱の周りのコンクリート及びＴ形接合金物のフランジ部を取り囲む環状の補強部材を設置することにより、柱梁接合部の支圧耐力、パネルせん断耐力、ボルト引張接合部の引張耐力の３点を同時に増大させることができ、鉄骨鉄筋コンクリート柱の中に小さな鉄骨Ｈ形鋼柱（鉄骨鉄筋コンクリート柱の断面寸法の１／２以下）を使用することができ、柱鉄骨重量の低減によりコストの低減を図ることができる。
【００２４】
(2) 柱梁接合部の支圧耐力、パネルせん断耐力、ボルト引張接合部の引張耐力の３点を同時に増大させることにより、鉄骨梁をＴ形接合金物を使用して小さな鉄骨Ｈ形鋼柱にボルトで引張接合することができ、柱梁接合部の溶接加工が簡略化され、また、比較的簡易な構造で容易に補強を行うことができ、鉄骨生産の合理化、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＳＲＣ柱とＳ梁の接合部構造の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の水平断面図である。
【図３】本発明による柱梁接合部の引張耐力を示す斜視図である。
【図４】柱梁接合部における荷重と変形の関係を示すグラフである。
【図５】柱梁接合部における荷重と変形の関係を示すグラフである。
【図６】従来の鉄骨柱の補強方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１……ＳＲＣ柱（鉄骨鉄筋コンクリート柱）
２……Ｓ梁（鉄骨梁）
２ａ…梁フランジ
２ｂ…梁ウェブ
３……Ｔ形接合金物
３ａ…フランジ部
３ｂ…ウェブ部
３ｃ…リブ
４……バンドプレート（補強部材）
１１……鉄骨柱
１１ａ…柱フランジ
１１ｂ…柱ウェブ
２０……補強リブ
３０……高力ボルト
３１……ナット
３２……長ボルト
３３……ナット
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の複合構造による柱梁接合部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨鉄筋コンクリート柱の鉄骨柱においては、柱フランジが引っ張られて変形するのを補強するために、図６に示すように、柱のパネル部にスチフナ５０を溶接したり、柱フランジに当て板６０を溶接したりしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような従来のスチフナ補強では、耐力に限界があり、あまり大きな梁を用いることができない。また、柱フランジへの当て板補強では、プレートを小割りにしたり、溶接が難しかったりと難点がある。
【０００４】
本発明は、このような問題を解消すべくなされたもので、その目的は、鉄骨鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の柱梁接合部において、比較的簡易な構造で容易に補強が可能であり、小さな鉄骨柱の使用とＴ形接合金物による引張接合が可能となり、コストの低減が可能な柱梁接合部構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、鉄骨鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部構造であり、鉄骨柱に鉄骨鉄筋コンクリート柱の断面寸法の１／２以下の断面寸法のＨ形鋼が用いられ、この鉄骨柱のフランジにＴ形接合金物のフランジ部が高力ボルトによる締結で引張接合され、Ｔ形接合金物のウェブ部が鉄骨梁にボルト接合または溶接接合され、鉄骨柱の周りのコンクリートを取り囲む環状のバンドプレートが鉄骨梁の上フランジの上と下フランジの下にＴ形接合金物のフランジ部を覆うようにそれぞれ配設されていることを特徴とする柱梁接合部構造である。
【０００６】
この請求項１において、鉄骨柱は、鉄骨鉄筋コンクリート柱の断面寸法の１／２以下の断面寸法のＨ形鋼が用いられる。Ｔ形接合金物は、フランジ部とウェブ部により側面視がＴ字状の所謂スプリットティやカットティ等が用いられる。環状の補強部材は、柱の４隅の主筋を避けて柱周りのコンクリートを拘束できる平面視が八角形等のバンドプレートであり、その外側面が鉄骨鉄筋コンクリート柱の外周面と面一となるような寸法、あるいは、鉄骨鉄筋コンクリート柱の中に完全に埋設されるような寸法とされる。また、この補強部材は、上部梁フランジの上と下部梁フランジの下にＴ形接合金物のフランジ部を覆うように配置される。
【０００７】
また、鉄骨柱のＨ形鋼の強軸方向と弱軸方向の両方にＴ形接合金物による引張接合で鉄骨梁を接合してもよいし（強軸・弱軸引張接合タイプ）、強軸方向はＴ形接合金物による引張接合で鉄骨梁を接合し、弱軸方向は溶接接合で鉄骨梁を接合してもよい（強軸引張接合・弱軸溶接タイプ）。なお、強軸方向の引張接合では、必要に応じて、Ｈ形鋼の平行フランジを挟んで一対のＴ形接合金物のフランジ部どうしを長ボルトとナットで緊結する。
【０００８】
以上のような構成の本発明によれば、Ｔ形接合金物の引張接合による柱梁接合部における鉄骨梁の上下位置にそれぞれ鉄骨柱の周りのコンクリート及びＴ形接合金物のフランジ部を取り囲む環状の補強部材を設置することにより、柱梁接合部の支圧耐力、パネルせん断耐力、ボルト引張接合部の引張耐力の３点を同時に増大させることができ、鉄骨鉄筋コンクリート柱の中に小さな鉄骨Ｈ形鋼柱（鉄骨鉄筋コンクリート柱の断面寸法の１／２以下）を使用することができる。
【０００９】
また、柱梁接合部の支圧耐力、パネルせん断耐力、ボルト引張接合部の引張耐力の３点を同時に増大させることにより、鉄骨梁をＴ形接合金物を使用して小さな鉄骨Ｈ形鋼柱にボルトで引張接合することができ、柱梁接合部の溶接加工が簡略化され、また、比較的簡易な構造で容易に補強を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する一実施形態に基づいて説明する。図１，図２は、本発明に係る鉄骨鉄筋コンクリート柱（以下、ＳＲＣ柱と記載）と鉄骨梁（以下、Ｓ梁と記載）の接合部構造の一例を示す斜視図、水平断面図である。
【００１１】
図１，図２の実施形態において、ＳＲＣ柱１は、Ｈ形鋼からなる鉄骨柱１１と主筋１２と帯筋１３とコンクリート１４から構成されている。Ｓ梁２は、Ｈ形鋼から構成され、ブラケットタイプの梁あるいは柱間長さの梁が鉄骨柱１１の接合部に接合される。
【００１２】
このようなＳＲＣ柱１とＳ梁２の接合部において、本発明においては、鉄骨柱１１にウェブ高さあるいはフランジ幅がＳＲＣ柱１の断面寸法の１／２以下のＨ形鋼を用い、スプリットティやカットティ等のＴ形接合金物３を使用してＳ梁２を鉄骨柱１１に引張接合し、鉄骨柱１１及びその回りのコンクリート１４を取り囲む環状の補強部材であるバンドプレート４をＳ梁２の上下位置にそれぞれ配設する。
【００１３】
Ｔ形接合金物３は、図２に示すように、フランジ部３ａとウェブ部３ｂとリブ３ｃからなる鍛造製や鋳造製のスプリットティあるいはカットティであり、鉄骨柱１１の強軸方向では、フランジ部３ａが鉄骨柱１１の柱フランジ１１ａの外側面に添接され、高力ボルト３０とナット３１により引張接合される。また、この強軸方向では、必要に応じて、鉄骨柱１１を挟んで一対のフランジ部３ａ，３ａどうしが長ボルト３２とナット３３により緊結される。
【００１４】
鉄骨柱１１の弱軸方向では、図１に示すように、フランジ部３ａが鉄骨柱１１の柱ウェブ１１ｂの側面に添接され、この柱ウェブ１１ｂを挟んで一対のフランジ部３ａ，３ａが高力ボルト３０とナット３１により引張接合される（強軸・弱軸引張接合タイプ、図１参照）。また、この弱軸方向は、Ｓ梁２の接合端部を鉄骨柱１１の柱フランジ１１ａ，１１ａ間に挿入し、隅肉溶接で溶接接合するようにしてもよい（強軸引張接合・弱軸溶接タイプ、図示省略）。
【００１５】
高力ボルト３０または長ボルト３２は、図１に示すように、梁フランジ２ａを挟んで上下に配置される。
【００１６】
Ｔ形接合金物３のウェブ部３ｂは、梁フランジ２ａの端面に溶接接合され、あるいは、梁フランジ２ａに重ねてボルト接合される。また、必要に応じて、Ｓ梁２には、フェイスベアリングプレート等の補強リブ２０が設けられる。この補強リブ２０は、柱梁接合部のコンクリート１４内に埋設されるようにしてもよいし、柱梁接合部の外側に配置してもよい。
【００１７】
バンドプレート４は、鉄骨柱１１及びその回りのコンクリート１４を取り囲む平面視八角形のリング状補強板であり、Ｓ梁２の上部位置及び下部位置にそれぞれＴ形接合金物３のフランジ部３ａを覆うように配置される。このバンドプレートの形状は、柱の四隅の主筋１２を避けるべく八角形としたものであり、その他の形状でもよい。
【００１８】
また、このバンドプレート４は、その４辺の外側面がＳＲＣ柱１の外周面と面一となるような寸法（図示例）としてもよいし、ＳＲＣ柱１の内部に完全に埋設されるような寸法（図示省略）としてもよい。また、このバンドプレート４は、構造的に緊結する必要はないが、施工時に動かないように点溶接等により固定される。
【００１９】
以上のような構成の柱梁接合部によれば、次のような効果が得られる。
(1) バンドプレート４を設置することにより、Ｓ梁２を受けている柱コンクリートの支圧耐力が増大し、Ｓ梁２の曲げモーメントがＳＲＣ柱１の鉄骨柱１１の部分とコンクリートの支圧による曲げとで分担して伝達され、鉄骨柱１１が小さいＳＲＣ柱１に曲げモーメントを効率良く伝達することができる。
【００２０】
(2) バンドプレート４を設置することにより、柱梁接合部パネルのせん断耐力が増大する。
【００２１】
(3) バンドプレート４を設置することにより、図３〜図５に示すように、柱梁接合部のボルト引張接合部の引張耐力が増大する。なお、図３において、柱梁接合部の引張耐力Ｔｕは、次式で表される。
Ｔｕ＝Ｔｕｓ＋Ｔｕｒ
Ｔｕｓ：鉄骨接合部の引張耐力
Ｔｕｒ：バンドプレートによる引張耐力
また、図４、図５の補強有が本発明のバンドプレートを用いた場合である。
【００２２】
(4) 以上の３点の効果により、ＳＲＣ柱１の中の小さな鉄骨柱１１（ＳＲＣ柱１の断面寸法の１／２以下）にＳ梁２をＴ形接合金物３を使用して引張接合とする構造が可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
(1) Ｔ形接合金物の引張接合による柱梁接合部における鉄骨梁の上下位置にそれぞれ鉄骨柱の周りのコンクリート及びＴ形接合金物のフランジ部を取り囲む環状の補強部材を設置することにより、柱梁接合部の支圧耐力、パネルせん断耐力、ボルト引張接合部の引張耐力の３点を同時に増大させることができ、鉄骨鉄筋コンクリート柱の中に小さな鉄骨Ｈ形鋼柱（鉄骨鉄筋コンクリート柱の断面寸法の１／２以下）を使用することができ、柱鉄骨重量の低減によりコストの低減を図ることができる。
【００２４】
(2) 柱梁接合部の支圧耐力、パネルせん断耐力、ボルト引張接合部の引張耐力の３点を同時に増大させることにより、鉄骨梁をＴ形接合金物を使用して小さな鉄骨Ｈ形鋼柱にボルトで引張接合することができ、柱梁接合部の溶接加工が簡略化され、また、比較的簡易な構造で容易に補強を行うことができ、鉄骨生産の合理化、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＳＲＣ柱とＳ梁の接合部構造の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の水平断面図である。
【図３】本発明による柱梁接合部の引張耐力を示す斜視図である。
【図４】柱梁接合部における荷重と変形の関係を示すグラフである。
【図５】柱梁接合部における荷重と変形の関係を示すグラフである。
【図６】従来の鉄骨柱の補強方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１……ＳＲＣ柱（鉄骨鉄筋コンクリート柱）
２……Ｓ梁（鉄骨梁）
２ａ…梁フランジ
２ｂ…梁ウェブ
３……Ｔ形接合金物
３ａ…フランジ部
３ｂ…ウェブ部
３ｃ…リブ
４……バンドプレート（補強部材）
１１……鉄骨柱
１１ａ…柱フランジ
１１ｂ…柱ウェブ
２０……補強リブ
３０……高力ボルト
３１……ナット
３２……長ボルト
３３……ナット
Claims (1)
- 鉄骨鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁の接合部構造であり、鉄骨柱に鉄骨鉄筋コンクリート柱の断面寸法の１／２以下の断面寸法のＨ形鋼が用いられ、この鉄骨柱のフランジにＴ形接合金物のフランジ部が高力ボルトによる締結で引張接合され、Ｔ形接合金物のウェブ部が鉄骨梁にボルト接合または溶接接合され、鉄骨柱の周りのコンクリートを取り囲む環状のバンドプレートが鉄骨梁の上フランジの上と下フランジの下にＴ形接合金物のフランジ部を覆うようにそれぞれ配設されていることを特徴とする柱梁接合部構造。
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