JP3863259B2

JP3863259B2 - 鉄骨軸組構造

Info

Publication number: JP3863259B2
Application number: JP24468597A
Authority: JP
Inventors: 一郎中岡
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2017-08-25
Also published as: JPH1161996A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、住宅、アパートなどの低層鉄骨建築に用いられる鉄骨軸組構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２階建てなどの低層の鉄骨建築に用いられる従来の鉄骨軸組構造は、図５及び図６（イ）（ロ）に示すように、柱５１を、階下、階上にわたる鋼管製の通し柱とし、これに、ガゼットプレート５２を介して、胴差５３、軒桁５４などの横架材、梁５５等を連結結合したものであった。また、図示しないが、壁ブレースは、通し柱５１の周壁に局部変形を生じさせないように、通し柱５１の軸芯から偏心した位置の柱面にガゼットプレートを取り付けて連結されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような鉄骨軸組構造では、柱５１が通し柱であるため、階上柱部分５１ａの断面の形状、サイズ、寸法が、高強度の要求される階下柱部分５１ｂの断面の形状、サイズ、寸法と同じものになってしまい、階上柱部分５１ａに無用の高強度をもたせてしまう結果となって、設計構造上、不経済であった。
【０００４】
また、階上柱部分５１ａと階下柱部分５１ｂとの境界部分は、胴差５３、軒桁５４などの横架材や、梁５５、壁ブレースなどの、他の軸組構造構成部材が連結されるところであり、柱が通し柱５１にて構成されていたのでは、階上柱部分５１ａと階下柱部分５１ｂとの境界部分へのこれら軸組構造構成部材５３，５４，５５の連結構造に種々の構造的制約を課すことになって、不都合を生じさせてしまいやすい。
【０００５】
特に、柱５１が上記のように通し柱であると、胴差５３、軒桁５４などの横架材を通し物にして柱５１に連結ことが構造的に困難となり、横架材５３，５４を柱５１を挟んで左右に分割した構造にする必要があり、即ち、柱間距離単位の長さの横架材とする必要があり、そのため、鉄骨建方時に、柱５１を挟む両側の横架材５３，５３；５４，５４の通りを出すのが非常に厄介であった。
【０００６】
また、壁ブレースについても、これを通し柱５１の軸芯から偏心させて連結する構造では、柱５１に偏Ｓ曲げを生じさせないだけの高強度を持たせる必要があった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題点に鑑み、階下柱部分と階上柱部分とについて、それぞれに強度的に無駄のない合理的な経済設計を実現でき、しかも、階下柱部分と階上柱部分との境界部分において、他の軸組構造構成部材を構造的な制約少なく有利に連結することができる構造の鉄骨軸組構造を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、柱が階上柱材と階下柱材とに分割され、該階上柱材と階下柱材とが、それらの間に介在配置させたジョイント部材を介して接合一体化され、該ジョイント部材に、軸組構造を構成する他の部材が連結されてなることを特徴とする鉄骨軸組構造によって解決される。
【０００９】
即ち、本軸組構造では、柱が階上柱材と階下柱材とに分割された構造であることにより、階下柱材に対してはこれに必要な高強度をもたせる設計ができる一方、階上柱材に対してはこれに必要な、階下柱材よりも強度的に低い合理的な強度をもたせる設計ができ、階下柱部分と階上柱部分とについて、それぞれに強度的に無駄のない合理的な経済設計を行っていくことができる。
【００１０】
しかも、階上柱材と階下柱材とはジョイント部材を介して接合一体化されたものである。ジョイント部材は、階上柱材と階下柱材とを強度的にしっかりと結合し得る構造を備えていさえすればよく、そのため、その設計の自由度は非常に高い。従って、ジョイント部材を用いることによって、階下柱部分と階上柱部分との境界部分を、他の軸組構造構成部材を連結するための理想的な構造形態となしえて、これら軸組構造構成部材を構造的な制約少なく有利に連結することが可能となる。
【００１１】
特に、ジョイント部材を、胴差や軒桁などの横架材を通しものとして連結できる構造にすることは、ジョイント部材の設計の自由度からいって極めて容易に実現でき、従って、このように横架材を通しものとすることによって、鉄骨建方時の横架材の通りを容易に出すことができるようになる。
【００１２】
また、ブレースについても、これをジョイント部材に連結する構造とすることにより、柱材への局部変形を防ぎ得るのみならず、ブレースの芯と柱の芯とを一致させた連結構造を、ジョイント部材の設計の高い自由度のもとで、容易に実現でき、柱に対して偏Ｓ曲げを考慮しない合理的で経済的な強度設計をすることが可能となる。
【００１３】
なお、階上柱材と階下柱材とをジョイント部材を介して接合一体化した柱材は、搬送形態において従来の通し柱材とほとんど変わることがなく、従って、階上柱材と階下柱材とを、鉄骨建方時にではなく、工場にてジョイント部材を介して接合一体化することができ、階上柱材と階下柱材との通りを工場にて容易に出すことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１及び図２に示す第１実施形態の鉄骨軸組構造において、１は柱、２は横架材としての胴差、３はブレース、４は階上床梁である。胴差２は例えば図示のようにリップ溝形鋼によるものが用いられ、階上床梁４は例えばＩ形鋼ないしＨ形鋼によるものが用いられている。
【００１６】
柱１は、階上柱材５と階下柱材６とに分割されている。これらの柱材５，６は、鋼管材、例えば図示のような角形鋼管材からなり、それらの間にジョイント部材７を介在配置させ、このジョイント部材７を介して溶接により接合一体化され、柱１を構成している。階上柱材５と階下柱材６とは、図示するように、その肉厚を異にして、階上柱材５の肉厚が階下柱材６の肉厚よりも薄く形成されている。
【００１７】
ジョイント部材７は、このように階上柱材５と階下柱材６とを軸組構造を構成する柱として強度的にしっかりと連結しうる構造でありさえすればよく、従って、その設計の自由度は高く、様々な構成態様を採ることができる。そこで、本実施形態では、このジョイント部材７は、更に、軸組構造を構成する胴差２、ブレース３及び梁４を連結させうる構造のものに設計されている。
【００１８】
即ち、本実施形態のジョイント部材７は、その構造形式として、複数の鋼製プレートを互いに組み合わせて溶接にて接合一体化した、プレート組合わせ式の構造を有する。
【００１９】
このプレート組合わせ式のジョイント部材７は、階上柱材５と階下柱材６とを強度的にしっかりと連結させるため、階上柱材５の下端面にその全域にわたって当接される方形状の上部水平プレート１１と、階下柱材６の上端面にその全域にわたって当接される方形状の下部水平プレート１２と、これら水平プレート１１，１２間にあって、両柱材５，６の軸芯部を横断するように配置され、両水平プレート１１，１２を上下方向に所定の間隔をおいて連接する垂直プレート１３とを備えている。
【００２０】
垂直プレート１３は、胴差２と平行に向けられて水平プレート１１，１２間に備えられており、それによって、上下の水平プレート１１，１２間に胴差２を通しものとして通す通しスペース１４が形成されており、垂直プレート１３が胴差連結用の取付け部とされている。
【００２１】
また、垂直プレート１３は、その幅方向の両側がその下半部において上下の水平プレート１１，１２間から外方に延出１３ａ，１３ａされる構造に設計され、この延出板部１３ａ，１３ａがブレース連結用の取付け部とされている。
【００２２】
そして更に、このジョイント部材７には、梁連結用のプレート１５が備えられている。この梁連結用プレート１５は、上下の水平プレート１１，１２間において、垂直プレート１３を挟んで胴差通しスペース１４とは反対側のスペース内の中央部に、垂直プレート１３とは直交して、垂直に立てられて備えられているもので、上下の水平プレート１１，１２及び垂直プレート１３に溶接にて接合されて、ジョイント部材７の一部を構成している。この梁連結用プレート１５は、水平プレート１１，１２間から外方に延出１５ａされ、この延出板部１５ａに梁４が連結されるようになされている。
【００２３】
鉄骨軸組構造は、上記のようなジョイント部材７を用いて、次のように構成されている。即ち、柱１は、階上柱材５の下端となる側の端部をジョイント部材７の上部水平プレート１１の外面部に当接させると共に、階下柱材６の上端となる側の端部をジョイント部材７の下部水平プレート１２の外面部に当接させ、かつ、階上柱材５と階下柱材６とを同芯状態となるように配置して、溶接にて接合一体化して構成されている。また、胴差２は、上記の柱１におけるジョイント部材７に対し、その上下の水平プレート１１，１２間の胴差通しスペース１４内を通しものとして通され、垂直プレート１３にボルト１６にて連結結合されている。更に、ブレース３は、その一端が、ジョイント部材７における垂直プレート１３の延出板部１３ａにボルト１７にて連結されている。また、梁４は、その一端が、ジョイント部材７における梁連結用プレート１５の延出板部１５ａにボルト１８にて連結されている。
【００２４】
上記鉄骨軸組構造では、柱１が、階上柱材５と階下柱材６とに分割され、これら柱材５，６をジョイント部材７を介して接合一体化された構造であるから、上記したように、階上柱材５と階下柱材６とでそれらの肉厚を異にすることによって、階下柱材６にはこれに必要な高強度をもたせる一方、階上柱材５は階下柱材６よりも強度的に低い設計構造とすることができ、柱１に関し、階下柱部分と階上柱部分とについてそれぞれに強度的に無駄のない合理的な経済設計を実現することができる。また、階上柱材５、階下柱材６及びジョイント部材７を含んで構成されるこの柱１は、建築現場への搬送形態において従来の通し柱材と変わらず、従って、工場にて予め製作して現場搬送することができ、階上柱材５と階下柱材６との通りを工場にて正確かつ容易に出すことができる。
【００２５】
更に、ジョイント部材７は、上下の水平プレート１１，１２と垂直プレート１３との組み合わせによって上下の水平プレート１１，１２間に胴差通しスペース１４が設けられている設計構造とされているから、この胴差通しスペース１４を利用して、上記のように、胴差２を通しものとして通してジョイント部材７の垂直プレート１３に連結でき、建築現場での鉄骨建方時に胴差２の通りを容易に出すことができる。
【００２６】
更に、ジョイント部材７における垂直プレート１３は、上記のように、両水平プレート１１，１２間に、階上、階下の両柱材５，６の軸芯部を横断するように配置され、かつ、胴差２と平行に向けられて備えられたものであり、そして、ブレース３は、ジョイント部材７におけるそのような垂直プレート１３の外方延出部１３ａに連結された構造としたものであるから、ブレース３の芯と柱１の芯とが一致され、柱材５，６に対して偏Ｓ曲げを考慮しない経済的な強度設計を施すことができる。もちろん、柱材５，６の局部変形も回避できる。
【００２７】
図３（イ）及び図４には第２実施形態を示す。本鉄骨軸組構造では、軸組構造構成部材としてのブレースが省略されている。このように、柱１のジョイント部材７に連結される他の軸組構成部材は、胴差２と梁４のみであってもよい。また、ブレースの省略に伴い、ジョイント部材７において、その垂直プレート１３におけるブレース連結用の延出板部も省略されている。そのため、ジョイント部材７は、上下の水平プレート部１１，１２と垂直プレート部１３とをＩ形鋼あるいはＨ形鋼の短尺切断品１９によって一体成形品として構成し、この形鋼品１９に梁連結用のプレート１５を組み合わせて両者１９，１５を溶接にて接合一体化した構造とされている。その他は上記実施形態と同様である。図３（ロ）には、ジョイント部材７の変形例を示す。このジョイント部材７は、ブレース省略の鉄骨軸組構造において、ジョイント部材７を、形鋼品１９を用いることなく、上記の第１実施形態と同様にプレート１１，１２，１３，１５による接合品として構成したものである。
【００２８】
以上に本発明の実施形態を示したが、本発明は、その技術思想を逸脱しない範囲で各種変更が可能である。例えば、上記実施形態では、階上柱材と階下柱材とに強度的な差をもたせるために、それらの管壁の肉厚を異ならせた構造を採用しているが、これに限られるものではなく、その他、例えば、階上柱材と階下柱材とで、断面形状を異ならせたり、断面サイズを異ならせるなど、各種の手段が採用されてよい。また、上記実施形態では、ジョイント部材に関し、いくつかの具体的構造形態を示したが、これら形態に限られるものではない。即ち、ジョイント部材は、階上柱材と階下柱材と強度的にしっかりと結合し得るものであって、かつ、これに軸組構造を構成する、胴差等の他の部材を合理的に連結し得る構造形態を有していればよく、そのような要件を満たし得る範囲内で種々の構造形態を採ることができるものである。また、ジョイント部材７に連結させる軸組構造構成部材は、主として、上記したように、胴差、梁、ブレースなどであるが、これらに限られるものではなく、各種構造材であってよい。例えば、胴差にかえて、同じく横架材としての軒桁を通しものとしてジョイント部材７に連結させた軸組構造に構成されていてもよいし、その他の構造材が連結されたものであってもよい。また、ジョイント部材に連結される、柱以外の他の軸組構造構成部材は、少なくとも１つであればよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上の次第で、本発明の鉄骨軸組構造は、柱が階上柱材と階下柱材とに分割され、該階上柱材と階下柱材とが、それらの間に介在配置させたジョイント部材を介して接合一体化され、該ジョイント部材に、軸組構造を構成する他の部材が連結されたものであるから、階下柱部分と階上柱部分とについてそれぞれに強度的に無駄のない合理的な経済設計をすることができ、しかも、ジョイント部材の採用により、その設計の高い自由度によって、階下柱部分と階上柱部分との境界部分において、他の軸組構造構成部材を連結するための合理的で理想的な構造形態をとり得て、これら軸組構造構成部材を構造的な制約少なく有利に連結することが可能となる。
【００３０】
また、上記のようにジョイント部材の使用によって他の軸組構造構成部材を構造的な制約少なく有利に連結できるなかで、この軸組構造構成部材が胴差や軒桁などの横架材である場合には、該横架材を上記ジョイント部材に通し物として横架、連結することが可能となり、このように、横架材を通し物とすることによって、鉄骨建方時の横架材の通りを容易に出すことができるようになる。
【００３１】
また、ジョイント部材に連結される他の軸組構造構成部材がブレースである場合には、柱材への局部変形を防ぎ得るのみならず、ジョイント部材の設計の高い自由度のもとでブレースの芯と柱の芯とを一致させた連結構造を容易に実現でき、柱に対して偏Ｓ曲げを考慮しない合理的で経済的な強度設計を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態を示すもので、軸組構造構成部材を互いに分離状態にして示す斜視図である。
【図２】同鉄骨軸組構造を示すもので、図（イ）は断面正面図、図（ロ）は図（イ）のＩ−Ｉ線断面矢視図である。
【図３】第２実施形態を示すもので、軸組構造構成部材を互いに分離状態にして示す斜視図である。
【図４】同鉄骨軸組構造を示すもので、図（イ）は断面正面図、図（ロ）は図（イ）のＩＩ−ＩＩ線断面矢視図である。
【図５】従来の鉄骨軸組構造を示す斜視図である。
【図６】図（イ）は図５の軸組構造の背面図、図（ロ）は従来の他の軸組構造を示す背面図である。
【符号の説明】
１…柱
２…胴差（横架材）
３…ブレース
４…梁
５…階上柱材
６…階下柱材
７…ジョイント部材

Claims

柱が階上柱材と階下柱材とに分割され、該階上柱材と階下柱材とが、それらの間に介在配置させたジョイント部材を介して接合一体化されており、
該ジョイント部材は、階上、階下の柱材を接合する上下の水平プレートと、これら上下の水平プレート間に、横架材を通し物として通す通しスペースを形成する態様で横架材と平行に向けられて備えられ、上下の水平プレートを連接する垂直プレートとを備えたプレート組み合わせ式のジョイント部材、又は、形鋼品を用いたジョイント部材からなり、
横架材が前記ジョイント部材の通しスペース内を通し物として通されて垂直プレートに連結結合されていることを特徴とする鉄骨軸組構造。
前記階上柱材の強度が階下柱材の強度よりも低く設計されている請求項１に記載の鉄骨軸組構造。
前記ジョイント部材が、上下の水平プレート間において、垂直プレートを挟んで通しスペースとは反対側のスペース内の中央部に、垂直プレートとは直交して垂直に立てられ、上下の水平プレート及び垂直プレートに接合された梁連結用プレートを備え、該梁連結用プレートに梁の一端が連結されている請求項１又は２に記載の鉄骨軸組構造。
前記ジョイント部材の垂直プレートは、上下の柱材の軸芯部を横断するように備えられると共に、上下の水平プレート間から外方に延出する延出板部を備え、該延出板部にブレースの一端が連結されている請求項１乃至３のいずれか一に記載の鉄骨軸組構造。