JP3959010B2 - Building structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は柱と梁の接合によって構成される建物の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
建物の構造として、図11に示す如く、互いに直交する第1の方向(y方向)と第2の方向(x方向)のそれぞれに第1のフレーム1と第2のフレーム2のそれぞれを設置し、両フレーム1、2を接合してなるものがある(特許文献1)。第1のフレーム1は柱1Aと梁1Bを剛接合したラーメン構造からなり、第2のフレーム2は柱2Aと梁2Bを剛接合したラーメン構造からなり、第2のフレーム2の梁2Bを第1のフレーム1の梁1Bに突き合せ接合している。
【0003】
【特許文献1】
特許2992581(2頁、第1図、第3図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、例えば第2のフレーム2において、柱2Aを梁2Bに直接剛接合している。従って、柱2Aは梁2Bが突き合せ接合されている第1のフレーム1の梁1Bが仕切る居室の内側に必ず張り出るものとなり、居室の有効利用巾や開口巾を狭巾化する。
【0005】
本発明の課題は、第1と第2のラーメン構造のフレームを接合してなる建物において、居室の有効利用巾や開口巾を広巾化することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、柱と梁を剛接合したラーメン構造のフレームが、第1と第2の互いに直交する2つの方向のそれぞれに沿って設けられ、それらの互いに直交するフレームを接合してなる建物の構造において、
一方のフレームの形鋼からなる梁の巾以下の小寸法の背をもつ柱が該一方のフレーム内に設置され、他方のフレームの形鋼からなる梁のフランジと上記小寸法の背をもつ柱とが上記一方のフレームの形鋼からなる梁のフランジと接合金物とを介して剛接合されて該他方のフレームを構築するようにしたものである。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記一方のフレームが建物の奥行方向に沿って設けられ、前記他方のフレームが上記一方のフレームの中間部に接合されるようにしたものである。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1または2のいずれかの発明において更に、前記小寸法の背をもつ柱の前記一方のフレームの梁に剛接合される柱端部に補強金物を設けたようにしたものである。
【0010】
請求項4の発明は、前記小寸法の背をもつ柱の柱端部に設けた補強金物と前記接合金物を高力ボルトにより剛接合するとともに、前記他方のフレームの梁と前記接合金物を高力ボルトにより剛接合し、上記小寸法の背をもつ柱に加わるモーメントに起因する引張力より大きな力を発現できるように、前記一方のフレームの梁を介して該柱と上記接合金物を上記高力ボルトを用いた引張接合により剛接合し、上記小寸法の背をもつ柱に加わるモーメントに起因する剪断力より大きな力を発現できるように、上記一方のフレームの梁と上記接合金物を上記高力ボルトを用いた摩擦接合により剛接合し、上記他方のフレームの梁に加わるモーメントに起因する剪断力より大きな力を発現できるように、上記接合金物と上記他方のフレームの梁を上記高力ボルトを用いた摩擦接合により剛接合するようにしたものである。
【0011】
【作用】
請求項1の発明によれば下記(1)の作用がある。
(1)他方のフレームにおいて、小寸法の背をもつ柱を、一方のフレームの梁を介して該他方のフレームの梁に剛接合している。従って、他方のフレームの小寸法の背をもつ柱は、一方のフレームの梁の巾内で立設され、該一方のフレームの梁が仕切る居室等の内側に張り出るものにならず、居室等の有効利用巾や開口巾を広巾化するものになる。
また、一方のフレームの梁に接合金物を設けたから、この接合金物の存在を介して、他方のフレームの梁と小寸法の背をもつ柱を強固に剛接合できる。
【0012】
請求項2の発明によれば下記(2)の作用がある。
(2)建物が奥行方向に長いとき、建物の構造強度上、奥行方向に沿って設けられる一方のフレームの中間部に他方のフレームを接合することが必要になる。このとき、建物の構造強度を確保するために、建物の奥行方向の中間部に他方のフレームを設置しながら、上述(1)により、居室の有効利用巾や開口巾を広巾化できる。
【0014】
請求項3の発明によれば下記(3)の作用がある。
(3)他方のフレームの小寸法の背をもつ柱の柱端部に補強金物を設けたから、この柱を一方のフレームの梁を介して他方のフレームの梁に強固に剛接合できる。
【0015】
請求項4の発明によれば下記(4)〜(6)の作用がある。
(4)一方のフレームの梁を介して該柱の補強金物と接合金物を高力ボルトを用いた引張接合により剛接合し、小寸法の背をもつ柱に加わるモーメントに起因する引張力より大きな力を発現できるようにした。従って、柱が降伏するまで柱と接合金物との接合部は開かないし、柱が全塑性に至るまで高力ボルトの破断等、仕口を構成する要素に障害を生じない。
【0016】
(5)一方のフレームの梁と接合金物を高力ボルトを用いた摩擦接合により剛接合し、小寸法の背をもつ柱に加わるモーメントに起因する剪断力より大きな力を発現できるようにした。従って、柱が降伏するまで柱と一方のフレームの梁の接合部は降伏しないし、柱が全塑性に至るまで柱と一方のフレームの梁の接合部は剪断破断しない。
【0017】
(6)接合金物と他方のフレームの梁を高力ボルトを用いた摩擦接合により剛接合し、他方のフレームの梁に加わるモーメントに起因する剪断力より大きな力を発現できるようにした。従って、柱が全塑性に至るまで一方のフレームの梁と他方のフレームの梁の接合部は剪断破断しない。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は本発明による建物の構造を示し、(A)は全体平面図、(B)は要部拡大平面図、図2は図1の要部斜視図、図3は第1実施形態の柱−梁接合仕口の柱部分を切断して示す断面図、図4は図3のIV−IV線に沿う断面図、図5は図3のV−V線に沿う矢視図、図6は図4のVI−VI線に沿う断面図、図7は接合金物を示し、(A)は側面図、(B)は平面図、図8は接合金物を示し、(A)は側面図、(B)は平面図、図9は本発明例の建物の間取り図、図10は図9のフレーム配置図、図11は従来例を示す平面図、図12は第2実施形態の柱−梁接合仕口を示し、(A)は分解斜視図、(B)は組立斜視図、図13は柱−梁接合仕口の柱部分を切断して示す断面図、図14は図13のXIV−XIV線に沿う断面図、図15は図13のXV−XV線に沿う矢視図、図16は図14のXVI−XVIに沿う断面図、図17は接合金物を示し、(A)は側面図、(B)は平面図、(C)は正面図、図18は接合金物を示し、(A)は側面図、(B)は平面図、(C)は正面図、図19は柱−梁接合仕口の力の伝達状態を示し、(A)は柱と接合金物を示す模式図、(B)は梁と接合金物を示す模式図である。
【0019】
(第1実施形態)(図1〜図10)
図1の建物100は、第1の方向(y方向)に沿う2個の第1のフレーム10A、10Bを平行配置し、第1の方向に直交する第2の方向(x方向)に沿う4個の第2のフレーム20A〜20Dを2個の第1のフレーム10A、10Bの間に配置し、4個の第2のフレーム20A〜20Dのそれぞれを第1のフレーム10A、10Bに接合して構築される。このとき、第1のフレーム10A、10Bは建物100の奥行方向に沿って設けられ、第2のフレーム20B、20Cは第1のフレーム10A、10Bの中間部に接合される。
【0020】
以下、第1のフレーム10A、10Bと第2のフレーム20A、20Dの接合仕口について、第1のフレーム10Aの接合仕口を代表にして説明する。
【0021】
第1のフレーム10Aは、2本の柱11A、11Bを梁12に剛接合したラーメン構造からなる。柱11A、11Bは、H形鋼からなり、建物100の柱を構成する。梁12も、H形鋼からなり、建物100の床梁を構成する。
【0022】
このとき、第1のフレーム10Aは、図1、図2に示す如く、柱11A、11Bの柱脚(下端部)を梁12に剛接合してなり、柱11A、11Bの背の方向(H形鋼のウェブに沿う方向)を梁12の長手方向に沿うように配置し、柱11A、11Bの柱脚を梁12のフランジ巾内に納める。これにより、第1のフレーム10Aは、梁12の長手方向(y方向)にのみ抵抗力を備えた一方向ラーメンを構成するものとなり、梁12がx方向の第2のフレーム20Aや第2のフレーム20Dと接合されるコーナー部に必ずしも柱を設ける必要がなく、y方向の任意の位置に柱11A、11Bを配置することができる。
【0023】
尚、建物100は、柱11A、11Bの柱頭(上端部)に、梁12と同様の接合仕口で天井梁を剛接合するものでも良い。
【0024】
更に、第2のフレーム20B、20Cの接合仕口について、第2のフレーム20Bの接合仕口を代表にして説明する。
【0025】
第2のフレーム20Bは、2本の柱21A、21Bを梁22に剛接合したラーメン構造からなる。柱21A、21Bは、H形鋼からなり、建物100の柱を構成する。梁22も、H形鋼からなり、建物100の床梁を構成する。
【0026】
このとき、第2のフレーム20Bは、第1のフレーム10Aとの接合部において、図1、図2に示す如く、第1のフレーム10Aの梁12の巾以下の小寸法の背(H形鋼のウェブに沿う高さ)をもつ柱21Aの柱脚(下端部)を該第1のフレーム10Aの梁12のフランジ巾内に納め、かつ柱21Aの背の方向を梁22の長手方向に沿うように配置し、第2のフレーム20Bの梁22と柱21Aの柱脚とを第1のフレーム10Aの梁12を介して剛接合した。また、第2のフレーム20Bは、第1のフレーム10Bとの接合部において、第1のフレーム10Bの梁12の巾以下の小寸法の背をもつ柱21Bの柱脚(下端部)を該第1のフレーム10Bの梁12のフランジ巾内に納め、かつ柱21Bの背の方向を梁22の長手方向に沿うように配置し、第2のフレーム20Bの梁22と柱21Bの柱脚とを第1のフレーム10Bの梁12を介して剛接合した。これにより、第2のフレーム20Bは、梁22の長手方向(x方向)にのみ抵抗力を備えた一方向ラーメンを構成するものとなり、しかも第1のフレーム10A、10Bが仕切る居室の内側に柱21A、21Bを張り出すことがない。
【0027】
尚、建物100は、柱21A、21Bの柱頭(上端部)に梁22と同様の接合仕口で天井梁を剛接合するものでも良い。
【0028】
また、第2のフレーム20Bは、柱21Aと梁22の接合仕口(柱21Bと梁22の接合仕口も同じ)に以下の如くの補強構造を採用している(図3〜図8)。第1のフレーム10Aの梁12は、柱21Aと梁22に挟まれ、柱21Aと梁22の接合仕口の中を障害物の如くに貫通する。
【0029】
第2のフレーム20Bの柱21Aの第1のフレーム10Aの梁12に剛接合される柱脚に補強金物31を設けた。補強金物31は、図3、図4に示す如く、L字状側板31Aと平板状底板31Bの溶接体からなり、柱21Aの左右のフランジのそれぞれとウェブとの交差部に溶接されて配置される。側板31Aの一側部がフランジに、他側部がウェブに溶接される。
【0030】
第1のフレーム10Aの梁12に2個の接合金物41と1個の接合金物42を設けた。
【0031】
接合金物41は、図7に示す如く、梁12のウェブの一側面に添設される狭巾の平板状取付板41Aと、取付板41Aの両側縁のそれぞれに溶接される平板状補強板41B、円弧板状補強板41Cと、取付板41A、補強板41B、41Cの上下端部のそれぞれに溶接される上下の平板状接合板41D、41Eとからなる。接合板41D、41Eは梁12のフランジから突き出る先端部を第2のフレーム20Bの梁22のための接合部とする。
【0032】
接合金物42は、図8に示す如く、梁12のウェブの他側面に添設される広巾の平板状取付板42Aと、取付板42Aの中央部に溶接される平板状補強板42Bと、取付板42Aの両側縁に溶接される円弧板状補強板42Cと、取付板42A、補強板42B、42Cの上下端部のそれぞれに溶接される上下の平板状接合板42D、42Eとからなる。
【0033】
従って、図3〜図6に示す如く、第1のフレーム10Aの梁12における第2のフレーム20Bの柱21A、梁22が接合される部分において、梁12のウェブの両側面のそれぞれに2個の接合金物41と1個の接合金物42とが添設され、接合金物41、42の取付板41A、42Aがボルト43、ナット43Aで梁12のウェブに、接合金物41、42の下接合板41E、42Eがボルト44、45、ナット44A、45Aで梁12の下フランジに剛接合される(図4〜図6)。次に、第2のフレーム20Bの柱21Aの柱脚が梁12の上フランジの上に載置され、柱21Aに設けてある補強金物31の底板31Bと、梁12の上フランジと、接合金物41、42の上接合板41D、42Dとが、ボルト46、47、ナット46A、47Aで互いに剛接合される。更に、第2のフレーム20Bの梁22の上下のフランジが、2個の接合金物41の上下の接合板41D、41Eの先端接合部の上下に差し込まれ、それらがボルト48、49、ナット48A、49Aで互いに剛接合される。これにより、第2のフレーム20Bの柱21Aと梁22が第1のフレーム10Aの梁12を介して剛接合されるものとなる。
【0034】
従って、建物100の上述した柱−梁接合構造によれば以下の作用がある。
▲1▼第2のフレーム20Bにおいて、小寸法の背をもつ柱21Aを、第1のフレーム10Aの梁12を介して該第2のフレーム20Bの梁22に剛接合している。従って、第2のフレーム20Bの小寸法の背をもつ柱21Aは、第1のフレーム10Aの梁12の巾内で立設され、該第1のフレーム10Aの梁12が仕切る居室の内側に張り出るものにならず、居室の有効利用巾や開口巾を広巾化するものになる。
【0035】
▲2▼建物100が奥行方向に長いとき、建物100の構造強度上、奥行方向に沿って設けられる第1のフレーム10Aの中間部に第2のフレーム20Bを接合することが必要になる。このとき、建物100の構造強度を確保するために、建物100の奥行方向の中間部に第2のフレーム20Bを設置しながら、上述▲1▼により、居室の有効利用巾や開口巾を広巾化できる。
【0036】
▲3▼第1のフレーム10Aの梁12に接合金物41、42を設けたから、この接合金物41、42の存在を介して、第2のフレーム20Bの梁22と小寸法の背をもつ柱21Aを強固に剛接合できる。
【0037】
▲4▼第2のフレーム20Bの小寸法の背をもつ柱21Aの柱端部に補強金物31を設けたから、この柱21Aを第1のフレーム10Aの梁12を介して第2のフレーム20Bの梁22に強固に剛接合できる。
【0038】
図9は建物200の間取りを示し、図10は建物200を構成する第1のフレーム10A、10Bと第2のフレーム20A〜20Dの配置例を示す。奥行方向に長い建物200において、奥行方向に沿って設けられる第1のフレーム10A、10Bの中間部に第2のフレーム20B、20Cを接合したとき、第2のフレーム20B、20Cを構成する柱21A、21Bを第1のフレーム10A、10Bの梁12のフランジ巾内に納めることにより、建物200の有効利用巾や開口巾を広巾化できる。
【0039】
(第2実施形態)(図12〜図19)
第2実施形態は、第1実施形態におけると同様に、図12に示す如く、第2のフレーム20Bの梁22と柱21Aを第1のフレーム10Aの梁12を介して剛接合したものであり、第2のフレーム20Bの柱21Aと梁22の接合仕口(柱21Bと梁22の接合仕口も同じ)に以下の如くの補強構造を採用している(図13〜図18)。梁12は、柱21Aと梁22に挟まれ、柱21Aと梁22の接合仕口の中を障害物の如くに貫通する。
【0040】
第2のフレーム20Bの柱21Aの第1のフレーム10Aの梁12に剛接合される柱脚に補強金物51を設けた。補強金物51は、第1実施形態の補強金物31と同様に構成されており、図13、図14に示す如く、L字状側板51Aと平板状底板51Bの溶接体からなり、柱21Aの左右のフランジのそれぞれとウェブとの交差部に溶接されて配置される。側板51Aの一側部がフランジに、他側部がウェブに溶接される。
【0041】
第1のフレーム10Aの梁12に2個の接合金物61と2個の接合金物62を設けた。
【0042】
接合金物61は、図17に示す如く、梁12のウェブの一側面に添設されるU字板状取付板61Aと、取付板61Aの上下端部のそれぞれに溶接される上下の平板状接合板61B、61Cとからなる。接合金物61は、取付板61Aを梁12のフランジ内に納め、取付板61Aに溶接された接合板61B、61Cを梁12のフランジから第2のフレーム20Bの梁22の側に突き出し、接合板61B、61Cの上記突き出しの根元の一側を取付板61Aの一側との溶接部から直線状に延在させ、上記突き出しの根元の他側を取付板61Aの他側との溶接部から斜め状に延在させ、取付板61Aから接合板61B、61Cへの力の伝達のスムースを図っている。接合板61B、61Cは梁12のフランジから突き出る先端部を第2のフレーム20Bの梁22のための接合部とする。
【0043】
接合金物62は、図18に示す如く、梁12のウェブの他側面に添設されるU字板状取付板62Aと、取付板62Aの上下端部のそれぞれに溶接される上下の平板状接合板62B、62Cとからなる。
【0044】
従って、図13〜図16に示す如く、第1のフレーム10Aの梁12における第2のフレーム20Bの柱21A、梁22が接合される部分において、梁12のウェブの両側面のそれぞれに各2個の接合金物61と接合金物62とが添設され、接合金物61、62の取付板61A、62Aが高力ボルト63、ナット63Aで梁12のウェブに、接合金物61、62の下接合板61C、62Cが高力ボルト64、65、ナット64A、65Aで梁12の下フランジに剛接合される(図14〜図16)。
【0045】
次に、第2のフレーム20Bの柱21Aの柱脚が梁12の上フランジの上に載置され、柱21Aに設けてある補強金物51の底板51Bと、梁12の上フランジと、各2個の接合金物61、62の上接合板61B、62Bとが、高力ボルト66、67、ナット66A、67Aで互いに剛接合される。
【0046】
更に、第2のフレーム20Bの梁22の上下のフランジが、2個の接合金物61の上下の接合板61B、61Cの先端接合部の上下に差し込まれ、それらが高力ボルト68、69、ナット68A、69Aで互いに剛接合される。これにより、第2のフレーム20Bの柱21Aと梁22が第1のフレーム10Aの梁12を介して剛接合されるものとなる。
【0047】
以下、第2実施形態の柱−梁接合仕口の接合条件について説明する。
(A)柱21Aの端部に加わるモーメントCMを高力ボルト66、67の間隔dで除した引張力Pが、梁12と柱21Aの接合部に作用する。この引張力Pより大きな力を発現できるように、梁12と接合金物61、62と補強金物51を、高力ボルト66、67を用いた引張接合により剛接合する。
【0048】
(B)柱21Aの端部に加わるモーメントCMを柱21Aの背CHで除した剪断力CQが、梁12と柱21Aの接合部に作用する。この剪断力CQより大きな力を発現できるように、梁12のウエブを介して接合金物61、62を、高力ボルト66、67を用いた摩擦接合により剛接合する。このとき、梁12の耐力(剪断力CQに対する耐力)を利用しても良い。
【0049】
(C)梁22の端部に加わるモーメントBMを梁22の背BHで除した剪断力BQが、梁12と梁22の接合部に作用する。この剪断力BQより大きな力を発現できるように、梁22と接合金物61を、高力ボルト68、69を用いた摩擦接合により剛接合する。
【0050】
従って、第2実施形態の柱−梁接合構造によれば以下の作用がある。
▲1▼第2のフレーム20Bにおいて、小寸法の背をもつ柱21Aを、第1のフレーム10Aの梁12を介して該第2のフレーム20Aの梁22に剛接合している。従って、第2のフレーム20Bの小寸法の背をもつ柱21Aは、第1のフレーム10Aの梁12の巾内で立設され、該第1のフレーム10Aの梁12が仕切る居室の内側に張り出るものにならず、居室の有効利用巾や開口巾を広巾化するものになる。
【0051】
▲2▼建物100が奥行方向に長いとき、建物100の構造強度上、奥行方向に沿って設けられる第1のフレーム10Aの中間部に第2のフレーム20Bを接合することが必要になる。このとき、建物100の構造強度を確保するために、建物100の奥行方向の中間部に第2のフレーム20Bを設置しながら、上述▲1▼により、居室の有効利用巾や開口巾を広巾化できる。
【0052】
▲3▼第1のフレーム10Aの梁12に接合金物61、62を設けたから、この接合金物の存在を介して、第2のフレーム20Aの梁22と小寸法の背をもつ柱21Aを強固に剛接合できる。
【0053】
▲4▼第2のフレーム20Bの小寸法の背をもつ柱21Aの柱端部に補強金物51を設けたから、この柱21Aを第1のフレーム10Aの梁12を介して第2のフレーム20Aの梁22に強固に剛接合できる。
【0054】
▲5▼第1のフレーム10Aの梁12を介して柱21Aの補強金物51と接合金物61、62を高力ボルト66、67を用いた引張接合により剛接合し、小寸法の背をもつ柱21Aに加わるモーメントCMに起因する引張力Pより大きな力を発現できるようにした。従って、柱21Aが降伏するまで柱21Aと接合金物61、62との接合部は開かないし、柱21Aが全塑性に至るまで高力ボルト66、67の破断等、仕口を構成する要素に障害を生じない。
【0055】
▲6▼第1のフレーム10Aの梁12のウエブを介して接合金物61と接合金物62を高力ボルト66、67を用いた摩擦接合により剛接合し、小寸法の背をもつ柱21Aに加わるモーメントCMに起因する剪断力CQより大きな力を発現できるようにした。従って、柱21Aが降伏するまで柱21Aと第1のフレーム10Aの梁12の接合部は降伏しないし、柱21Aが全塑性に至るまで柱21Aと第1のフレーム10Aの梁12の接合部は剪断破断しない。
【0056】
▲7▼接合金物61と第2のフレーム20Bの梁22を高力ボルト61を用いた摩擦接合により剛接合し、第2のフレーム20Bの梁22に加わるモーメントBMに起因する剪断力BQより大きな力を発現できるようにした。従って、柱21Aが全塑性に至るまで第1のフレーム10Aの梁12と第2のフレーム20Bの梁22の接合部は剪断破断しない。
【0057】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【0058】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第1と第2のラーメン構造のフレームを接合してなる建物において、居室の有効利用巾や開口巾を広巾化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明による建物の構造を示し、(A)は全体平面図、(B)は要部拡大平面図である。
【図2】図2は図1の要部斜視図である。
【図3】図3は柱−梁接合仕口の柱部分を切断して示す断面図である。
【図4】図4は図3のIV−IV線に沿う断面図である。
【図5】図5は図3のV−V線に沿う矢視図である。
【図6】図6は図4のVI−VI線に沿う断面図である。
【図7】図7は接合金物を示し、(A)は側面図、(B)は平面図である。
【図8】図8は接合金物を示し、(A)は側面図、(B)は平面図である。
【図9】図9は本発明例の建物の間取り図である。
【図10】図10は図9のフレーム配置図である。
【図11】図11は従来例を示す平面図である。
【図12】図12は第2実施形態の柱−梁接合仕口を示し、(A)は分解斜視図、(B)は組立斜視図である。
【図13】図13は柱−梁接合仕口の柱部分を切断して示す断面図である。
【図14】図14は図13のXIV−XIV線に沿う断面図である。
【図15】図15は図13のXV−XV線に沿う矢視図である。
【図16】図16は図14のXVI−XVIに沿う断面図である。
【図17】図17は接合金物を示し、(A)は側面図、(B)は平面図、(C)は正面図である。
【図18】図18は接合金物を示し、(A)は側面図、(B)は平面図、(C)は正面図である。
【図19】図19は柱−梁接合仕口の力の伝達状態を示し、(A)は柱と接合金物を示す模式図、(B)は梁と接合金物を示す模式図である。
【符号の説明】
100、200 建物
10A、10B 第1のフレーム(一方のフレーム)
11A、11B 柱
12 梁
20A〜20D 第2のフレーム(他方のフレーム)
21A、21B 柱
22 梁
31、51 補強金物
41、42、61、62 接合金物
63〜69 高力ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a building constituted by joining columns and beams.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 11, the
[0003]
[Patent Document 1]
Patent 2992581 (2 pages, Fig. 1 and Fig. 3)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, for example, in the
[0005]
An object of the present invention is to widen the effective use width and opening width of a living room in a building formed by joining frames of first and second frame structures.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a frame having a rigid frame structure in which a column and a beam are rigidly connected is provided along each of the first and second directions orthogonal to each other, and the frames orthogonal to each other are connected. In the structure of the building
A pillar with a small size less than the width of the beam made of the shape steel of one frame is installed in the one frame, and a flange of the beam made of the shape steel of the other frame and the pillar with the small size of the above-mentioned size Are rigidly joined via the flange of the beam made of the shape steel of the above-mentioned one frame and the joint metal to construct the other frame.
[0007]
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the one frame is provided along a depth direction of the building, and the other frame is joined to an intermediate portion of the one frame. It is.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a reinforcement metal is provided at a column end portion rigidly joined to a beam of the one frame of the column having the small size. It is a thing.
[0010]
The invention according to claim 4 is characterized in that the reinforcing metal provided at the column end of the column having the small size and the joint metal are rigidly joined with a high-strength bolt, and the beam of the other frame and the joint metal are made high. The column and the joint hardware are connected to each other through the beam of the one frame so that a force greater than the tensile force caused by the moment applied to the column having the small size can be expressed. The beam of the one frame and the joint hardware are connected to the height of the frame so that a force greater than a shearing force caused by a moment applied to the column having the small size can be expressed. The joint metal and the beam of the other frame are bonded to each other so that a force greater than a shearing force caused by a moment applied to the beam of the other frame can be expressed by friction bonding using a force bolt. By friction bonding using a force volts is obtained so as to rigidly joined.
[0011]
[Action]
The invention according to
(1) In the other frame, a column having a small back is rigidly joined to a beam of the other frame via a beam of one frame. Therefore, the column having the small size of the other frame is erected within the width of the beam of one frame, and does not protrude inside the living room or the like partitioned by the beam of the one frame. The effective use width and the opening width are widened.
In addition, since the joint metal is provided on the beam of one frame, the beam having the small back can be firmly and rigidly joined to the beam of the other frame through the presence of the joint hardware.
[0012]
The invention according to
(2) When a building is long in the depth direction, it is necessary to join the other frame to an intermediate portion of one frame provided along the depth direction because of the structural strength of the building. At this time, in order to ensure the structural strength of the building, the effective use width and the opening width of the living room can be widened according to the above (1) while installing the other frame in the middle portion in the depth direction of the building.
[0014]
The invention according to claim 3 has the following effect (3) .
(3) Since the reinforcement hardware is provided at the column end portion of the column having the small back of the other frame, this column can be firmly and rigidly joined to the beam of the other frame through the beam of one frame.
[0015]
According to invention of Claim 4 , there exists an effect | action of following (4) - (6) .
(4) The reinforcement metal and the joint metal of the pillar are rigidly joined by tensile joining using a high-strength bolt through the beam of one frame, and the tensile force is larger than the tensile force caused by the moment applied to the pillar having a small size. I was able to express force. Therefore, the joint between the column and the joint metal is not opened until the column yields, and the elements constituting the joint, such as the breakage of the high-strength bolt, are not disturbed until the column is fully plastic.
[0016]
(5) The beam of one frame and the metal fitting were rigidly joined by friction welding using high-strength bolts so that a force greater than the shearing force caused by the moment applied to the column having a small size could be expressed. Therefore, the junction between the column and the beam of one frame does not yield until the column yields, and the junction between the column and the beam of one frame does not shear fracture until the column reaches full plasticity.
[0017]
(6) The joint hardware and the beam of the other frame are rigidly joined by friction welding using a high-strength bolt so that a force greater than the shear force caused by the moment applied to the beam of the other frame can be expressed. Therefore, the joint between the beam of one frame and the beam of the other frame does not shear fracture until the column reaches full plasticity.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows the structure of a building according to the present invention, (A) is an overall plan view, (B) is an enlarged plan view of the main part, FIG. 2 is a perspective view of the main part of FIG. 1, and FIG. -A cross-sectional view showing the column part of the beam connection joint, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 is a view taken along line V-V in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 4, FIG. 7 shows a metal joint, (A) is a side view, (B) is a plan view, FIG. 8 shows a metal joint, (A) is a side view, B) is a plan view, FIG. 9 is a floor plan of the building of the present invention, FIG. 10 is a frame layout diagram of FIG. 9, FIG. 11 is a plan view showing a conventional example, and FIG. 12 is a column-beam joint of the second embodiment. FIG. 13A is an exploded perspective view, FIG. 13B is a cross-sectional view showing a column part of a column-beam joint, and FIG. 14 is a XIV-XIV of FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view taken along XVI-XVI in FIG. 14, FIG. 17 shows a metal fitting, (A) is a side view, (B) is a plan view, (C) is a front view, and FIG. (A) is a side view, (B) is a plan view, (C) is a front view, FIG. 19 shows a force transmission state of a column-beam joint, and (A) is a column and a joint hardware. (B) is a schematic diagram which shows a beam and a joint metal fitting.
[0019]
First Embodiment (FIGS. 1 to 10)
The
[0020]
Hereinafter, the joining joints of the
[0021]
The first frame 10 </ b> A has a rigid frame structure in which two
[0022]
At this time, as shown in FIGS. 1 and 2, the
[0023]
The
[0024]
Further, the joining joints of the
[0025]
The
[0026]
At this time, as shown in FIGS. 1 and 2, the second frame 20 </ b> B is connected to the first frame 10 </ b> A as shown in FIGS. 1 and 2. The column base (lower end) of the
[0027]
Note that the
[0028]
Further, the
[0029]
Reinforcing
[0030]
Two joining
[0031]
As shown in FIG. 7, the metal joint 41 includes a narrow flat
[0032]
As shown in FIG. 8, the metal joint 42 includes a wide flat
[0033]
Accordingly, as shown in FIGS. 3 to 6, two pieces are provided on each side of the web of the
[0034]
Therefore, the above-described column-beam joint structure of the
{Circle around (1)} In the
[0035]
(2) When the
[0036]
(3) Since the
[0037]
(4) Since the
[0038]
FIG. 9 shows a floor plan of the
[0039]
(Second Embodiment) (FIGS. 12 to 19)
In the second embodiment, as in the first embodiment, as shown in FIG. 12, the
[0040]
Reinforcing
[0041]
Two
[0042]
As shown in FIG. 17, the joining
[0043]
As shown in FIG. 18, the joining
[0044]
Accordingly, as shown in FIGS. 13 to 16, in the portion where the column 21 </ b> A and the
[0045]
Next, the column base of the
[0046]
Further, the upper and lower flanges of the
[0047]
Hereinafter, the joining conditions of the column-beam joint according to the second embodiment will be described.
(A) A tensile force P obtained by dividing the moment CM applied to the end of the
[0048]
(B) A shearing force CQ obtained by dividing the moment CM applied to the end of the
[0049]
(C) A shearing force BQ obtained by dividing the moment BM applied to the end of the
[0050]
Therefore, according to the column-beam junction structure of the second embodiment, there are the following actions.
(1) In the
[0051]
(2) When the
[0052]
(3) Since the
[0053]
(4) Since the
[0054]
(5) A column having a small-sized spine by rigidly joining the reinforcing
[0055]
(6) The
[0056]
(7) The joining
[0057]
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. Is included in the present invention.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the effective use width and the opening width of a living room can be widened in a building formed by joining the frames of the first and second frame structures.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a structure of a building according to the present invention, (A) is an overall plan view, and (B) is an enlarged plan view of a main part.
FIG. 2 is a perspective view of a main part of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a column portion of a column-beam joint joint cut away.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;
5 is an arrow view taken along the line VV in FIG. 3. FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7A and 7B show a metal joint, FIG. 7A is a side view, and FIG. 7B is a plan view.
8A and 8B show a metal fitting, FIG. 8A is a side view, and FIG. 8B is a plan view.
FIG. 9 is a floor plan of a building according to an example of the present invention.
FIG. 10 is a frame layout diagram of FIG. 9;
FIG. 11 is a plan view showing a conventional example.
FIGS. 12A and 12B show a column-beam joint joint according to a second embodiment, wherein FIG. 12A is an exploded perspective view and FIG. 12B is an assembled perspective view.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a column portion of a column-beam joint joint cut.
14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG.
FIG. 15 is a view taken along the line XV-XV in FIG. 13;
16 is a cross-sectional view taken along the line XVI-XVI of FIG.
FIGS. 17A and 17B show a metal fitting, FIG. 17A is a side view, FIG. 17B is a plan view, and FIG. 17C is a front view;
18A and 18B show a metal joint, FIG. 18A is a side view, FIG. 18B is a plan view, and FIG. 18C is a front view.
19A and 19B show a force transmission state of a column-beam joint, and FIG. 19A is a schematic diagram showing columns and joint hardware, and FIG. 19B is a schematic diagram showing beams and joint hardware.
[Explanation of symbols]
100, 200
11A,
21A,
Claims (4)
一方のフレームの形鋼からなる梁の巾以下の小寸法の背をもつ柱が該一方のフレーム内に設置され、他方のフレームの形鋼からなる梁のフランジと上記小寸法の背をもつ柱とが上記一方のフレームの形鋼からなる梁のフランジと接合金物とを介して剛接合されて該他方のフレームを構築することを特徴とする建物の構造。In the structure of a building in which a frame of a rigid frame structure in which a column and a beam are rigidly connected is provided along each of the first and second directions orthogonal to each other, and the frames orthogonal to each other are connected,
A pillar with a small dimension less than the width of the beam made of the shape steel of one frame is installed in the one frame, and a pillar with a beam flange made of the shape steel of the other frame and the pillar with the small dimension above And the other frame is rigidly joined via a flange of a beam made of the shape steel of the one frame and a joint metal to construct the other frame.
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