JP3865492B2 - 柱梁の接合構造と接合金具、柱、およびユニット建物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、柱と梁を接合する柱梁の接合金具、柱、およびユニット建物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物の柱と梁との接合は、通常、図１２に示すように、接合金具１Ｓを柱２に突き合わせて取り付け、この接合金具１Ｓに梁を取り付けている。また、接合金具に柱を挿入する挿入孔を設けるものが知られている（特開平４−３１２６３９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の柱と梁の接合において、３階建の建物や多雪地用の建物になると、柱に厚肉の角筒柱が使用されるため、この柱角部２１が曲率半径の大きい曲面となる。このため、図１２に示すように、上記従来の通常の接合金具１Ｓを使用すると、柱角部２１と接合金具１Ｓの突き合わせ部１１Ｓとの間に大きいギャップＧができ、溶接できる突き合わせ部１１Ｓの寸法が不足して溶接等による接合強度が十分確保できないという問題がある。
【０００４】
また、上記公報記載の挿入孔付き接合金具を使用すると、柱角部と符合する接合金具の角部に隙間ができ、この場合も溶接等による接合強度が十分確保できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、接合強度と接合精度の高い柱梁の接合構造と接合金具とを提供することを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、上下方向に沿って延在しかつ上下方向と直交する断面で見て曲面状の柱角部を挟んで平坦な二側面を有する柱の一方の側面に、他方の側面と面一とされる外側面を有する断面コ字形状の梁あるいは該梁に適合する断面コ字形状を呈し前記梁を前記柱に接合する接合金具が溶接接合された柱梁の接合構造において、前記柱の前記一方の側面に突き合わされる前記梁あるいは前記接合金具の突き合わせ部のうち前記柱角部と符合する個所が該柱角部の形状に応じて上下方向に沿って延在しかつ上下方向と直交する断面で見て曲面状とされているものである。
【０００７】
請求項２記載の本発明は、上下方向に沿って延在しかつ上下方向と直交する断面で見て曲面状の柱角部を挟んで平坦な二側面を有する柱の一方の側面に、他方の側面と面一とされる外側面を有する断面コ字形状の梁あるいは該梁に適合する断面コ字形状を呈し前記梁を前記柱に接合する接合金具が溶接接合された柱梁の接合構造において、前記梁あるいは前記接合金具は、前記外側面の前記柱側の端部分が前記梁あるいは前記接合金具の長手方向途中から前記柱の前記一方の側面側に変形されて前記突き合わせ部の上下方向に延在する個所が前記一方の側面に近接されているものである。
【０００８】
請求項３記載の本発明は、請求項１または２のいずれか１項記載の接合構造において、
前記柱が、肉厚７〜１１ｍｍの四角筒で形成されているものである。
【０００９】
請求項４記載の本発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の柱梁の接合構造において、前記突き合わせ部に、複数の突起部が形成されているものである。
【００１０】
請求項５記載の本発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の柱梁の接合構造の突き合わせ部を備え、前記梁の延在方向に沿って該梁が挿入されることにより前記柱に前記梁を接合することができ、該梁の外周面と重ねて接合される重合部分に開口孔が穿設されている柱梁の接合金具である。
【００１１】
請求項６記載の本発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の柱梁の接合構造の突き合わせ部を備え、前記一方の側面と前記他方の側面とに当接して突き合わされる当接片と、該当接片に取り付けられ前記梁と接合される接合片とからなる柱梁の接合金具である。
【００１４】
上記請求項１〜４記載の柱梁の接合構造において、柱に梁が直接接合されている場合、あるいは柱と梁との間に接合金具を介在させて接合されている場合、のいずれであってもよい。
柱に梁が直接接合されている場合、梁側の突き合わせ部とは梁の先端部である。また、柱と梁との間に接合金具を介在させて接合されている場合、梁側の突き合わせ部とは、柱と突き合わされる接合金具の突き合わせ部である。
【００１５】
（作用）
請求項１記載の接合構造は、柱に突き合わされる梁側の突き合わせ部すなわち柱の一方の側面に突き合わされる梁あるいは接合金具の突き合わせ部が曲面状柱角部を含む柱の形状と合致する形状になされてすなわち柱角部の形状に応じて上下方向に沿って延在しかつ上下方向と直交する断面で見て曲面状とされて柱に接合されているので、突き合わせ部を溶接等で接合すると溶接長さが長くなり、高い接合強度を確保できる。また、柱梁の位置決め精度がよくなり、接合精度を高めることができる。
【００１６】
請求項２記載の接合構造は、柱に突き合わされる梁側の突き合わせ部の曲面状柱角部に向き合う部分が、梁の長手方向途中から柱の梁に対向する平面部側に変形されて柱角部に近接せしめられている、すなわち前記梁あるいは前記接合金具は、前記外側面の前記柱側の端部分が前記梁あるいは前記接合金具の長手方向途中から前記柱の前記一方の側面側に変形されて前記突き合わせ部の上下方向に延在する個所が前記一方の側面に近接されているので、柱角部と突き合わせ部の隙間が小さくなり、溶接等で接合すると溶接長さが長くなり、高い接合強度を確保できる。
【００１７】
請求項３記載の接合構造は、更に、柱が、肉厚７〜１１ｍｍの四角筒で形成されているので、肉厚が４．５〜６ｍｍの従来の柱に比べて高い強度を有している。従って、この高い強度を有する厚肉の柱に梁を接合すると、柱梁の接合構造は高い接合強度を有しているので、柱強度に見合ったものとすることができる。
【００１８】
請求項４記載の接合構造は、更に、柱と突き合わされる梁側の突き合わせ部に、複数の突起部が形成されているので、柱と梁側の突き合わせ部との間に、簡単且つ高精度に所定の間隔が保持され、確実な突き合わせ溶接が可能となる。
【００１９】
請求項５記載の接合金具は、更に、梁の外周面と重ねて接合される接合金具の重合部分に開口孔が穿設されているので、この開口孔の周囲に沿って溶接すると、接合金具と梁との溶接が容易となると同時に、梁と接合金具の溶接強度が向上し、溶接作業性と溶接品質が向上する。
【００２０】
請求項６記載の接合金具は、更に、柱が柱角部を挟む平坦な二側面を有し、この二側面に当接して突き合わされる当接片と、この当接片に取り付けられ梁と接合される接合片とからなるものであるから、当接片を柱の二側面にスポット溶接で接合でき、溶接作業が容易となる。また、この接合金具は、板材の折り曲げ加工のみで作ることができるので、製作が容易である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例（第１実施例）であって、（イ）図は接合金具の斜視図、（ロ）図は柱梁と共に示す接合金具の使用状態を示す斜視図である。
図２は本発明の別の実施例（第２実施例）であって、接合金具の斜視図、図３は図２の接合金具の折り曲げ加工前の板材展開図、図４は建物ユニットの骨組み構造体の斜視図である。
【００２４】
また、図５、図６は、本発明の他の実施例（第３実施例）であって、図５（イ）図は接合金具の斜視図、（ロ）図は（イ）図の変形例を示す接合金具の斜視図、図６は図５（イ）図の接合金具の使用状態を示す斜視図である。
【００２５】
図７〜図９は、本発明の他の実施例（第４実施例）であって、図７（イ）図は柱の正面図、（ロ）図は（イ）図のＸ−Ｘ線における断面図、図８（イ）図は仕上げ前の柱角部を拡大して示す断面図、（ロ）図は仕上げ後の柱角部を拡大して示す断面図、図９は図７の柱の使用状態を接合金具と共に示す説明図である。
【００２６】
図１０、図１１は、本発明の他の実施例（第５実施例）であって、図１０は柱と接合金具の接合状態を示す説明図、図１１は接合金具の斜視図である。
【００２７】
（第１実施例）
まず、図１と図４を参照して本発明の一実施例を説明する。
１は柱梁の接合金具であって、この接合金具１は柱２と梁３、４を接合するものである。
上記柱２と梁３、４は、図４に示す建物ユニットの骨組構造体Ｕを構成するものであって、この骨組構造体Ｕは、４本の柱２、２・・と、この柱２の下端部間に架け渡された４本の床梁３、３・・と、柱２の上端部に架け渡された４本の天井梁４、４・・とにより箱型に組み立てられている。
【００２８】
上記柱２は、肉厚９ｍｍの鋼板をロールフォーミング等により加工された角筒体であり、柱角部２１は曲面状になされている。上記床梁３、天井梁４は、いずれも断面コ字形状の型鋼である。
【００２９】
上記接合金具１は、上記柱２と床梁３、柱２と天井梁４を接合するのに使用され、断面コ字形状の型鋼で形成され、柱２と突き合わされる接合金具１の突き合わせ部１１が柱角部２１を含む柱２の形状と合致する形状になされている。
【００３０】
上記接合金具１の使用方法は、柱２の所定の高さ位置（上端部または下端部）に接合金具１の突き合わせ部１１を突き合わせ、溶接で接合し、梁３、４を接合金具１の中に挿入して溶接、接合する。
【００３１】
上記本実施例の接合金具１は、柱２と突き合わされる接合金具１の突き合わせ部１１が柱角部２１を含む柱１の形状と合致する形状になされているので、突き合わせ部１１を溶接で接合すると溶接長さが長くなり、高い接合強度を確保できる。また、接合金具１の位置決め精度がよくなり、接合精度を高めることができる。
【００３２】
また、本実施例において、柱２が、肉厚９ｍｍの四角筒で形成されているので、肉厚が４．５〜６ｍｍの従来の柱に比べて高い強度を有している。従って、この高い強度を有する柱２に取り付けて使用すると、接合金具１も高い接合強度を有しているので、柱強度に見合ったものとすることができる。
【００３３】
（第２実施例）
つぎに、本発明の別の実施例を図２、図３を参照して説明する。
１０は接合金具であって、前記実施例と同様、建物ユニットの骨組み構造体Ｕの柱２と梁３、４を接合するのに使用するものである。
上記接合金具１０は、柱２の角部を含む２辺に当接して突き合わされる断面く字形状の当接片１５と、この当接片１５に取り付けられ梁３、４と接合される接合片１６、１６とからなっている。上記接合片１６は、断面コ字形状になされ、当接片１５の両側に設けられている。
【００３４】
上記接合金具１０は、図３に示すように、薄板鋼板を折り曲げて形成されたものであって、符合ａ、ｂ、ｃは折り曲げ線である。まず、略Ｈ形状に打ち抜かれた鋼板を折り曲げ線ａに沿って直角に折り曲げ、当接片１５を形成する。つぎに、折り曲げ線ｂに沿って直角に折り曲げると共に、折り曲げ線ｃに沿って直角に折り曲げて断面コ字状となし、接合片１６を形成する。
【００３５】
上記接合金具１０の使用方法は、接合金具１０の当接片１５を柱２の角部を含む２辺に突き合わせ、突き合わされた当接片１５と柱２とをスポット溶接により接合する。そして、接合片１６、１６の中に梁３または４を挿入して溶接等により接合する。
【００３６】
本実施例の接合金具１０は、柱２と突き合わされる接合金具１０の当接片１５が柱角部を含む柱２の形状と合致する形状になされているので、突き合わせ部が広い面積となり、高い接合強度を確保できる。また、接合金具１０の位置決め精度がよくなり、接合精度を高めることができる。
【００３７】
また、接合金具１０は、当接片１５を柱２の２辺にスポット溶接で接合でき、溶接作業が容易となる。また、この接合金具１０は、鋼板の折り曲げ加工のみで作ることができるので、製作が容易である。
【００３８】
（第３実施例）
本発明の他の実施例を図５、図６を参照して説明する。
１Ａは接合金具であって、この接合金具１Ａは、前記第１実施例に示した接合金具１の変形例であって、建物ユニットの骨組み構造体Ｕの柱２と梁３、４を接合するのに使用するものである。従って、前記第１実施例と同じものは同符号を付けて説明を省略し、異なるものだけ別符号を付けて説明する。
【００３９】
上記接合金具１Ａの第１実施例と異なる所は、図５（イ）図に示すように、柱２と突き合わされる接合金具１Ａの突き合わせ部１１Ａに、複数の突起部１２Ａが形成されている所と、梁３（または４）の外周面と重ねて接合される接合金具１Ａの重合部分に、長孔形状の開口孔１３Ａが穿設されている所である。
なお、上記開口孔１３Ａの代わりに、図５（ロ）図に示すように、Ｕ字形状の開口孔１３Ｂになされていてもよい。
【００４０】
上記接合金具１Ａの使用方法は、柱２の所定の高さ位置（上端部または下端部）に接合金具１Ａの突き合わせ部１１Ａを突き合わせ、突起部１２Ａを当接して接合金具１Ａを柱２に溶接で接合する。
ついで、梁３（または４）を接合金具１Ａの中に挿入し、開口孔１３Ａの周囲を溶接し、梁３（または４）を接合金具１３Ａに接合する。
【００４１】
本実施例の接合金具１Ａによると、柱２と突き合わされる接合金具１Ａの突き合わせ部１１Ａに、複数の突起部１２Ａが形成されているので、柱２と接合金具１Ａの突き合わせ部１１Ａとの間に、簡単且つ高精度に所定の間隔が保持され、確実な突き合わせ溶接が可能となる。
【００４２】
また、本実施例の接合金具１Ａによると、梁３（または４）の外周面と重ねて接合される接合金具１Ａの重合部分に、開口孔１３Ａが穿設されているので、この開口孔１３Ａの周囲に沿って溶接すると、接合金具１Ａと梁３（または４）との溶接が容易となると同時に、梁３（または４）と接合金具１Ａの溶接強度が向上し、溶接作業性と溶接品質が向上する。
【００４３】
（第４実施例）
本発明の他の実施例を図７〜図９を参照して説明する。
本実施例の柱２は、前記実施例と同様、曲面状柱角部２１を有し、後述する接合金具１Ｓで梁３（４）と接合されるものである。
上記柱２は、図７に示すように、曲面状柱角部２１と、接合金具１Ｓの突き合わせ部１１Ｓとの間に形成される隙間を埋める溶接肉盛り部２２が、曲面状柱角部２１に設けられている。
【００４４】
上記溶接肉盛り部２２は、図８（イ）図に示すように、仕上げ前の溶接肉盛り部２２Ａ（凸凹した不定形状）を、図８（ロ）図に示すように、接合金具１Ｓの突き合わせ部１１Ｓとの接合に適した形状（曲率半径の大なる柱角部２１を溶接肉盛りにより曲率半径の小なる形状）に仕上げられている。
【００４５】
なお、本実施例の接合金具１Ｓは、前記第１実施例の接合金具１と異なり、図９に示すように、通常仕様のものであって、柱２との突き合わせ部１１Ｓが平坦な切り口になされているものである。
【００４６】
本実施例柱２に上記通常仕様の接合金具１Ｓを突き合わせて溶接接合すると、曲面状柱角部２１と、接合金具１Ｓの突き合わせ部１１Ｓとの間に形成される隙間を埋める溶接肉盛り部２２が、曲面状柱角部２１に設けられているので、この柱２と接合金具１Ｓの突き合わせ部１１Ｓとの溶接長さが長くなり、高い接合強度を確保できる。従って、本実施例では、従来の薄肉の柱に対する接合金具１Ｓを厚肉の柱２にそのまま適用することができる。
【００４７】
また、突き合わせ部１１が柱角部２１を含む柱２の形状と合致する形状になされている前記第１実施例の接合金具１を使用した場合、接合金具１の挿入方向を誤って取り付けると、図１３（参考図）に示すように、この接合金具１の突き合わせ部１１の一側が柱角部２１からづれ、突き合わせ部１１と柱２との間に大きなギャップＧが生じ、適正な溶接ができなくなることがある。
これに対し、本実施例の柱２によると、接合金具１Ｓの突き合わせ部１１Ｓが平坦面になされているので、大きなギャップＧが生じることはない。
【００４８】
（第５実施例）
本発明の他の実施例を図１０〜図１１を参照して説明する。
図に示すように、本実施例の柱梁の接合金具１Ｃは、柱２に突き合わされる接合金具１Ｃの突き合わせ部１１Ｃの曲面状柱角部２１に向き合う部分１２Ｃが、柱角部２１の内側方向に絞り加工されて柱角部２１に近接せしめられているものである。
【００４９】
上記本実施例の接合金具１Ｃによると、柱２に突き合わされる接合金具１Ｃの突き合わせ部１１Ｃの曲面状柱角部２１に向き合う部分１２Ｃが、接合金具１Ｃの長手方向途中から柱２の平面部側に絞り加工されて柱角部２１に近接せしめられているので、柱角部２１と突き合わせ部１１Ｃの隙間Ｇが小さくなり、溶接等で接合すると溶接長さが長くなり、高い接合強度を確保できる。
【００５０】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。
例えば、第１〜第５実施例では、いずれも柱梁の接合に接合金具を使用してきたが、梁の先端部を接合金具の先端部と同じ形状になし、この梁を直接柱に接合するものであってもよい。
【００５１】
上記に示した厚肉の柱２を有する建物ユニットにより、３階建や、更に高い中高層のユニット建物が構築される。また、多雪地用ユニット建物が構築される。また、大空間形成用の建物ユニットを用いてユニット建物が構築される。なお、柱梁の接合部が建物ユニットの隅部に限定されないことは言うまでもない。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１記載の接合構造は、柱に突き合わされる梁側の突き合わせ部すなわち柱の一方の側面に突き合わされる梁あるいは接合金具の突き合わせ部が曲面状柱角部を含む柱の形状と合致する形状になされてすなわち柱角部の形状に応じて上下方向に沿って延在しかつ上下方向と直交する断面で見て曲面状とされて柱に接合されているので、突き合わせ部を溶接等で接合すると溶接長さが長くなり、高い接合強度を確保できる。また、柱梁の位置決め精度がよくなり、接合精度を高めることができる。
【００５３】
請求項２記載の接合構造は、柱に突き合わされる梁側の突き合わせ部の曲面状柱角部に向き合う部分が、梁の長手方向途中から柱の梁に対向する平面部側に変形されて柱角部に近接せしめられている、すなわち前記梁あるいは前記接合金具は、前記外側面の前記柱側の端部分が前記梁あるいは前記接合金具の長手方向途中から前記柱の前記一方の側面側に変形されて前記突き合わせ部の上下方向に延在する個所が前記一方の側面に近接されているので、柱角部と突き合わせ部の隙間が小さくなり、溶接等で接合すると溶接長さが長くなり、高い接合強度を確保できる。
【００５４】
請求項３記載の接合構造において、柱が、肉厚７〜１１ｍｍの四角筒で形成されているので、肉厚が４．５〜６ｍｍの従来の柱に比べて高い強度を有している。従って、この高い強度を有する厚肉の柱に梁を接合すると、柱梁の接合構造は高い接合強度を有しているので、柱強度に見合ったものとすることができる。
【００５５】
請求項４記載の接合構造は、柱と突き合わされる梁側の突き合わせ部に、複数の突起部が形成されているので、柱と梁側の突き合わせ部との間に、簡単且つ高精度に所定の間隔が保持され、確実な突き合わせ溶接が可能となる。
【００５６】
請求項５記載の接合金具は、梁の外周面と重ねて接合される接合金具の重合部分に、開口孔が穿設されているので、この開口孔の周囲に沿って溶接すると、接合金具と梁との溶接が容易となると同時に、梁と接合金具の溶接強度が向上し、溶接作業性と溶接品質が向上する。
【００５７】
請求項６記載の接合金具は、柱が柱角部を挟む平坦な二側面を有し、この二側面に当接して突き合わされる当接片と、この当接片に取り付けられ梁と接合される接合片とからなるものであるであるから、当接片を柱の二側面にスポット溶接で接合でき、溶接作業が容易となる。また、この接合金具は、板材の折り曲げ加工のみで作ることができるので、製作が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であって、（イ）図は接合金具の斜視図、（ロ）図は柱梁と共に示す接合金具の使用状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の別の実施例であって、接合金具の斜視図である。
【図３】図２の接合金具の折り曲げ加工前の板材展開図である。
【図４】建物ユニットの骨組み構造体の斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例であって、（イ）図は接合金具の斜視図、（ロ）図は（イ）図の変形例を示す接合金具の斜視図である。
【図６】図５（イ）図の接合金具の使用状態を示す斜視図である。
【図７】本発明の他の実施例であって、（イ）図は柱の正面図、（ロ）図は（イ）図のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図８】（イ）図は仕上げ前の柱角部を拡大して示す断面図、（ロ）図は仕上げ後の柱角部を拡大して示す断面図である。
【図９】図７の柱の使用状態を接合金具と共に示す説明図である。
【図１０】本発明の他の実施例であって、柱と接合金具の接合状態を示す説明図である。
【図１１】接合金具の斜視図である。
【図１２】従来の柱と接合金具の接合状態を示す説明図である。
【図１３】図１（イ）図の接合金具が柱角部からづれて取り付けられた状態を示す参考図である。
【符号の説明】
１、１０、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｓ 接合金具
２ 柱
３、４ 梁
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 突き合わせ部
１２Ａ、１２Ｂ 突起部
１３Ａ、１３Ｂ 開口孔
１５ 当接片
１６ 接合片
２１ 柱角部
Ｕ 建物ユニットの骨組み構造体

Claims (6)

1. 上下方向に沿って延在しかつ上下方向と直交する断面で見て曲面状の柱角部を挟んで平坦な二側面を有する柱の一方の側面に、他方の側面と面一とされる外側面を有する断面コ字形状の梁あるいは該梁に適合する断面コ字形状を呈し前記梁を前記柱に接合する接合金具が溶接接合された柱梁の接合構造において、
   前記柱の前記一方の側面に突き合わされる前記梁あるいは前記接合金具の突き合わせ部のうち前記柱角部と符合する個所が該柱角部の形状に応じて上下方向に沿って延在しかつ上下方向と直交する断面で見て曲面状とされていることを特徴とする柱梁の接合構造。
2. 上下方向に沿って延在しかつ上下方向と直交する断面で見て曲面状の柱角部を挟んで平坦な二側面を有する柱の一方の側面に、他方の側面と面一とされる外側面を有する断面コ字形状の梁あるいは該梁に適合する断面コ字形状を呈し前記梁を前記柱に接合する接合金具が溶接接合された柱梁の接合構造において、
   前記梁あるいは前記接合金具は、前記外側面の前記柱側の端部分が前記梁あるいは前記接合金具の長手方向途中から前記柱の前記一方の側面側に変形されて前記突き合わせ部の上下方向に延在する個所が前記一方の側面に近接されていることを特徴とする柱梁の接合構造。
3. 前記柱が、肉厚７〜１１ｍｍの四角筒で形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項記載の柱梁の接合構造。
4. 前記突き合わせ部に、複数の突起部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の柱梁の接合構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の柱梁の接合構造の突き合わせ部を備え、前記梁の延在方向に沿って該梁が挿入されることにより前記柱に前記梁を接合することができ、該梁の外周面と重ねて接合される重合部分に開口孔が穿設されていることを特徴とする接合金具。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の柱梁の接合構造の突き合わせ部を備え、前記一方の側面と前記他方の側面とに当接して突き合わされる当接片と、該当接片に取り付けられ前記梁と接合される接合片とからなることを特徴とする接合金具。

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