JP3972082B2 - 鋼管柱の接合構造およびこれに用いる接合部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨構造物における柱部材と梁部材との接合技術、より詳しくは、柱部材の最上部と梁部材との接合技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨構造物における柱部材と梁部材との接合は、図８に示すような外ダイアフラム５０を用いて接合が行われている。この外ダイアフラム５０は、リング形状の接合部５１とその外周に連接された板部５２とからなり、それぞれの板部５２には複数の接合用ボルト孔５３が形成されている。
【０００３】
外ダイアフラム５０を用いて柱部材と梁部材とを接合する場合、図９に示すような接合構造が形成されている。２つの外ダイアフラム５０を所定距離隔てて柱部材５５の外周に固定し、ボルト・ナット５７や補助板５８などを用いて、それぞれの板部５２に梁部材５６のフランジ５６ｆを接合することによって、柱部材５５と梁部材５６とを接合している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の外ダイアフラム５０は、板部５２の板厚より接合部５１の高さの方が大であるため、側面から見ると、板部５２を中心にして接合部５１が上下に突出した形状となっている。したがって、２つの外ダイアフラム５０を用いて、柱部材の最上部における梁部材との接合を行うと、上側に配置された外ダイアフラム５０の接合部５１が板部５２より上に突出した状態となるため、そのままでは、これらの上に構築される最上階や屋根の施工に支障が生じる。
【０００５】
このような場合、全体の厚さが同一である鋼板製ダイアフラムなどを用いることによって対処しているが、外ダイアフラム５０と比較すると、鋼板製ダイアフラムは、柱部材との接合性や施工性などの点において劣っている。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、鉄骨構造物の屋上階、屋根あるいはその他の構造部材の施工を阻害することのない、柱部材と梁部材との接合技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の鋼管柱の接合構造は、接合部材を用いた鋼管柱と梁部材との接合構造であって、前記接合部材の上面を面一状に形成するとともに、前記接合部材の上面と前記鋼管柱の上面とが同一面になるように接合し、
前記接合部材が、前記鋼管柱を包囲するリング状の接合部と、前記接合部に連接され前記梁部材との接合用ボルト孔を有する板部とを備え、前記接合部の上面と前記板部の上面とが同一面状となるように形成されたものであることを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすることにより、部材の一部などが鋼管柱上面から上へ突出することのない状態で鋼管柱と梁部材とを接合できるので、これらの接合部分の上に構築される屋上階、屋根あるいはその他の構造部材の施工を妨げることがなくなる。
【０００９】
接合部材を、鋼管柱を包囲する接合部と、接合部に連接され梁部材との接合用ボルト孔を有する板部とを備えたものとすることにより、鋼管柱を切断することなく接合部材を取り付けることが可能となるため作業工数を低減することができる。また、鋼管柱と梁部材とを直接溶接することなく接合することができるため、溶接欠陥や脆性破壊による破断のおそれもなくなる。
【００１０】
また、接合部材と鋼管柱とを溶接接合することにより、比較的容易な現場施工で強固な接合構造を得ることができる。
【００１１】
次に、本発明の接合部材は、鋼管柱と梁部材との接合に用いられるものであって、鋼管柱を包囲するリング状の接合部とこの接合部に連接され梁部材との接合用ボルト孔を有する板部とを備え、接合部の上面と板部の上面とが同一面状となるように形成されたことを特徴とする。
【００１２】
このような構成とすることによって、接合部の上面が板部の上面から上へ突出しない形状となるので、接合部材を鋼管柱の最上部に装着したとき、鋼管柱の上面より上に部材などが突出しない状態で、鋼管柱と梁部材とを接合することが可能となる。
【００１３】
また、接合部材は鋼管柱を切断することなく取り付けることができるため作業工数を低減することが可能である。また、接合部に連接された板部に梁部材をボルト接合すれば、鋼管柱と梁部材とを直接溶接することなく接合することができるため、溶接欠陥や脆性破壊による破断を防止することができる。
【００１４】
ここで、板部の上面が傾斜した状態で鋼管柱に接合可能とすることにより、鋼管柱の上面より上に接合部などが突出しない状態で、鋼管柱と傾斜した梁部材とを接合することができるようになるので、これらの接合部分の上に構築される屋上階、屋根あるいはその他の構造部材の施工を妨げることがなくなる。
【００１５】
また、接合部の内周面上縁に溶接開先を形成することにより、接合部と鋼管柱とを溶接接合する際に溶け込み溶接を施して接合することが可能となるため、接合部から鋼管柱への力の伝達がスムーズとなって溶接部分への応力集中が発生しなくなり、耐力も向上する。
【００１６】
接合部および板部は、鋳鋼または鍛鋼で一体成形することにより、現場組み立てが不要となり、作業工数を低減することができる。また、現場施工による溶接箇所が減少するので溶接不良も減少し、接合構造の品質向上を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態である鋼管柱の接合部材を示す斜視図、図２は図１の接合部材を用いた接合構造の斜視図、図３は図２の接合構造の要部の縦断面図である。
【００１８】
図１に示すように、接合部材１０は、鋼管柱を包囲可能な接合部１１と、接合部１１の外周に９０度間隔で連接された４つの板部１２とを備え、それぞれの板部１２には複数の接合用ボルト孔１３が設けられている。接合部１１の上面１１ｓと板部１２の上面１２ｓとは同一面となるように形成され、接合部１１の内周面１１ｉの上縁部分には溶接開先１１ｇが設けられている。
【００１９】
接合部材１０を用いて鋼管柱の最上部と梁部材とを接合する場合、図２，３に示すように、鋼管柱１４の上面１４ｔから梁部材１５の高さなどに相当する距離だけ下がった位置に接合部材２０を溶接接合した後、接合部材１０を鋼管柱１４の最上部に溶接接合する。この場合、接合部１１の上面１１ｓと鋼管柱１４の上面１４ｔとが同一面となるように接合部材１０を接合する。
【００２０】
接合部材１０の下方に位置する接合部材２０は、図４に示すように、鋼管柱１４を包囲可能な接合部２１と、接合部２１に連接された４つの板部２２と、接合用ボルト孔２３とで構成され、図８に示す外ダイアフラム５０と同様の機能を備えている。
【００２１】
接合部材１０，２０は溶接によって鋼管柱１４に接合され、接合部材１０の上側は、溶接開先１１ｇと鋼管柱１４との間に施工された溶接部１８で鋼管柱１４に接合される。
【００２２】
そして、鋼管柱１４に接合された接合部材１０，２０の板部１２，２２に、それぞれ梁部材１５のフランジ端部をボルト・ナット１９を用いて接合すれば、鋼管柱１４の最上部と梁部材１５との接合構造が完成する。
【００２３】
接合部材１０を接合部材２０と組み合わせて用いることにより、鋼管柱１４の上面１４ｔより上に部材などが全く突出しない状態で、鋼管柱１４と梁部材１５とを接合することができるため、これらの接合構造の上に構築される屋根１６や屋上階あるいはその他の構造部材などの施工を妨げることがない。
【００２４】
また、接合部材１０，２０はいずれも鋼管柱１４を切断せずに取り付けることが可能であるため、作業工数が低減する。また、鋼管柱１４と梁部材１５とを直接溶接することなく接合することができるため、溶接欠陥や脆性破壊による破断のおそれもなくなる。接合部１１と鋼管柱１４とを溶接部１８を介して接合しているため、接合部１１から鋼管柱１４への力の伝達がスムーズであって溶接部１８に応力集中が発生せず、優れた耐力を発揮する。
【００２５】
さらに、接合部材１０，２０は、それぞれ接合部１１，２１および板部１２，２２が鋳鋼で一体成形され、現場での組み立てが不要であるため、作業工数が低減する。また、現場施工による溶接箇所が減少するので溶接不良も減少し、接合構造の品質向上を図ることができる。
【００２６】
なお本実施形態は、接合部材１０を用いて鋼管柱の最上部と梁部材とを接合する場合について説明しているが、これに限定するものではなく、接合部材１０は鉄骨構造物の一般階における接合構造にも採用することができる。この場合においても、接合部材１０より上に部材などが全く突出しない状態で、鋼管柱と梁部材とを接合することができるため、これらの接合構造の上に構築される各種構造部材の施工を妨げることがない。
【００２７】
図５は本発明の他の実施形態の接合部材を示す斜視図である。図５（ａ）に示す接合部材３０は、鋼管柱を包囲可能な接合部３１の外周に９０度間隔で３つの板部３２が連接され、板部３２には接合用ボルト孔３３が形成されている。接合部３１の上面３１ｓと板部３２の上面３２ｓとは同一面をなしている。接合部材３０は、接合部３１の外周に３つの板部３２を備えているため、鉄骨構造物の側柱として配置された鋼管柱の最上部における梁部材との接合を行うのに適しており、接合部材１０と同様の機能、効果を発揮する。
【００２８】
図５（ｂ）に示す接合部材３５は、接合部３６の外周に９０度隔てて２つの板部３７が連接され、板部３７には接合用ボルト孔３８が形成されている。接合部３６の上面３６ｓと板部３７の上面３７ｓとは同一面をなしている。接合部材３５は、接合部３６の外周に２つの板部３７を備えているため、鉄骨構造物の隅柱として配置された鋼管柱の最上部における梁部材との接合を行うのに適しており、接合部材１０と同様の機能、効果を発揮する。
【００２９】
図５（ｃ）に示す接合部材４０は、接合用ボルト孔４３を有する１つの板部４２が接合部４１の外周に連接されている。接合部４１の上面４１ｓと板部４２の上面４２ｓとは同一面をなしている。接合部材４０は接合部４１の外周に１つの板部４２のみを備えている。接合部材４０は、板部４２の数が異なっている点を除き、接合部材１０と同様の機能、効果を発揮する。
【００３０】
図６はさらに他の実施の形態である接合部材を示す斜視図、図７は図６の接合部材を用いた接合構造を示す側面図である。
【００３１】
図６に示すように、接合部材７０は、垂直に立設された鋼管柱７４と、これに対して傾斜状態にある梁部材７５，７６とを接合する場合に適したものである。接合部材７０は、鋼管柱７４が貫通可能な貫通孔７０ａを有する接合部７１と、接合部７１の外周に９０度間隔で連接された４つの板部７２ａ〜７２ｄとを備え、板部７２ａ〜７２ｄには複数の接合用ボルト孔７３が設けられている。
【００３２】
接合部７１の上面７１ｓと板部７２ａ〜７２ｄの上面７２ｓとは同一面をなし、接合部７１の内周面７１ｉの上縁部分には溶接開先７１ｇが設けられている。接合部７１および板部７２ａ〜７２ｄの上面７１ｓ，７２ｓの面方向は、貫通孔７０ａの軸方向７０ｃに対して傾斜状態となっている。
【００３３】
接合部材７０を用いて、鋼管柱７４と梁部材７５，７６とを接合する場合、まず、鋼管柱７４の上面７４ｔから梁部材７５，７６の高さに相当する距離だけ下がった位置に接合部材８０を溶接によって接合する。そして、接合部７１の上面７１ｓが鋼管柱７４の上面７４ｔの一部と同一面をなすように、接合部材７０を鋼管柱７４に溶接接合する。
【００３４】
接合部材７０の下方に位置する接合部材８０は、接合部材７０と同様、鋼管柱７４を包囲可能な接合部８１と、接合部８１に連接された４つの板部８２ａ〜８２ｄと、接合用ボルト孔８３などで構成され、接合部８１および板部８２ａ〜８２ｄの上面の面方向は傾斜状態となっており、接合部材７０と同じ機能を備えている。ただし、接合部材８０の板部８２ｂ，８２ｄは、これに接合する梁部材のフランジとの関係に対応するため、接合部材７０の板部７２ｂ，７２ｄに比べ、板部８２ａ側に偏位した位置に連接されている。
【００３５】
接合部材７０，８０はいずれも溶接によって鋼管柱７４に接合されているが、接合部材７０の上側は、溶接開先７１ｇと鋼管柱７４との間に施工された溶接部７８で鋼管柱７４に接合されている。
【００３６】
鋼管柱７４に接合された接合部材７０，８０の板部７２ａ〜７２ｄ，８２ａ〜８２ｄに、それぞれ梁部材７５，７６などのフランジ端部をボルト・ナットを用いて接合すれば、鋼管柱７４の最上部と梁部材７５，７６などとの接合構造が完成する。
【００３７】
接合部材７０を接合部材８０と組み合わせて用いることにより、鋼管柱７４と傾斜した梁部材７５、７６とを接合することが可能であり、鋼管柱７４の上面７４ｔより上に、接合部７１などが突出しないので、これらの接合構造の上に構築される傾斜した屋根部材７７や屋上階あるいはその他の構造部材などの施工を妨げることがない。
【００３８】
接合部材７０，８０は、いずれも鋼管柱７４を切断せずに取り付けることが可能であるため作業工数が低減する。また、鋼管柱７４と梁部材７５，７６などとを直接溶接することなく接合することができるため、溶接欠陥や脆性破壊による破断のおそれもない。接合部７１，８１は鋼管柱７４に溶接接合しているので、接合部７１，８１から鋼管柱７４への力の伝達がスムーズで溶接部分に応力集中が発生せず、優れた耐力を発揮する。
【００３９】
接合部材７０，８０は、それぞれ接合部７１，８１および板部７２ａ〜７２ｄ，８２ａ〜８２ｄが鋳鋼で一体成形されており、現場での組み立てが不要であるため、作業工数が低減する。また、現場施工による溶接箇所が減少するので溶接不良も減少し、接合構造の品質向上を図ることができる。
【００４０】
なお本実施形態は、接合部材７０，８０を用いて、鋼管柱７４の最上部と、傾斜した梁部材７５，７６などとを接合する場合について説明しているが、これに限定するものではなく、接合部材７０，８０は鉄骨構造物の一般階における接合構造にも広く採用することができる。この場合においても、上方に位置する接合部材７０の板部８２ａより上に部材などが突出しない状態で、鋼管柱と傾斜した梁部材とを接合することができるため、これらの接合構造の上に構築される各種構造部材の施工を妨げることがない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
【００４２】
（１）鋼管柱の最上部における接合部材を用いた梁部材との接合構造において、接合部材の上面を面一状に形成するとともに、接合部材の上面と鋼管柱の上面とを同一面となるように接合したことにより、部材の一部などが鋼管柱上面から上へ突出することなく鋼管柱と梁部材とを接合できるので、これらの接合部分の上に構築される屋上階、屋根、その他構造部材の施工を妨げることがなくなる。
【００４３】
（２）接合部材を、鋼管柱を包囲する接合部と、接合部に連接され梁部材との接合用ボルト孔を有する板部とを備えたものとすることにより、鋼管柱を切断せずに接合部材を取り付けることが可能となるため、作業工数が低減する。また、鋼管柱と梁部材とを直接溶接することなく接合できるため、溶接欠陥や脆性破壊による破断のおそれもなくなる。
【００４４】
（３）接合部材と鋼管柱とを溶接接合することにより、比較的容易な現場施工で強固な接合構造を得ることができる。
【００４５】
（４）鋼管柱の最上部において梁部材との接合に用いられる接合部材を、鋼管柱を包囲する接合部とこの接合部に連接された板部とを備え、接合部の上面と板部の上面とが同一面状となるように形成したことにより、この接合部材を鋼管柱の最上部に装着すれば、鋼管柱の上面より上に部材が突出しない状態で、鋼管柱と梁部材とを接合できる。
【００４６】
（５）板部の上面が傾斜した状態で鋼管柱に接合可能とすることにより、鋼管柱の接合部や板部より上に部材などが突出しない状態で、傾斜した梁部材と鋼管柱とを接合することができるようになるので、これらの接合部分の上に構築される屋上階、屋根、その他の構造部材の施工を妨げることがなくなる。
【００４７】
（６）接合部の内周面上縁に溶接開先を形成することにより、接合部と鋼管柱とを溶接接合する際に溶け込み溶接を施して接合することが可能となるため、接合部から鋼管柱への力の伝達がスムーズとなって溶接部分への応力集中が発生しなくなり、耐力が向上する。
【００４８】
（７）接合部および板部を鋳鋼または鍛鋼で一体成形することにより、現場組み立てが不要となるため、作業工数を低減することができる。また、現場施工による溶接箇所が減少するので溶接不良も減少し、接合構造の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態である鋼管柱の接合部材を示す斜視図である。
【図２】 図１の接合部材を用いた接合構造の斜視図である。
【図３】 図２の接合構造の要部の縦断面図である。
【図４】 図２の接合構造に用いた接合部材を示す斜視図である。
【図５】 他の実施の形態である接合部材を示す斜視図である。
【図６】 さらに他の実施の形態である接合部材を示す斜視図である。
【図７】 図６の接合部材を用いた接合構造の側面図である。
【図８】 従来の外ダイアフラムを示す斜視図である。
【図９】 従来の接合構造の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，３５，４０，７０，８０ 接合部材
１１，２１，３１，３６，４１，７１，８１ 接合部
１１ｉ，７１ｉ 内周面
１１ｇ，７１ｇ 溶接開先
１１ｓ，１２ｓ，１４ｔ，３１ｓ，３２ｓ，３６ｓ，３７ｓ，４１ｓ，４２ｓ，７１ｓ，７２ｓ，７４ｔ 上面
１２，２２，３２，３７，４２，７２ａ〜７２ｄ，８２ａ〜８２ｄ 板部
１３，２３，３３，３８，４３，７３，８３ 接合用ボルト孔
１４，７４ 鋼管柱
１５，７５，７６ 梁部材
１６ 屋根
１８ 溶接部
１９ ボルト・ナット
７０ａ 貫通孔
７０ｃ 貫通孔の軸方向
７７ 屋根部材

Claims (6)

1. 接合部材を用いた鋼管柱と梁部材との接合構造であって、前記接合部材の上面を面一状に形成するとともに、前記接合部材の上面と前記鋼管柱の上面とが同一面になるように接合し、
   前記接合部材が、前記鋼管柱を包囲するリング状の接合部と、前記接合部に連接され前記梁部材との接合用ボルト孔を有する板部とを備え、前記接合部の上面と前記板部の上面とが同一面状となるように形成されたものであることを特徴とする鋼管柱の接合構造。
2. 前記接合部材と前記鋼管柱とを溶接接合したことを特徴とする請求項１記載の鋼管柱の接合構造。
3. 鋼管柱と梁部材との接合に用いられる接合部材であって、前記鋼管柱を包囲するリング状の接合部とこの接合部に連接され前記梁部材との接合用ボルト孔を有する板部とを備え、前記接合部の上面と前記板部の上面とが同一面状となるように形成されたことを特徴とする接合部材。
4. 前記板部の上面が傾斜した状態で前記鋼管柱に接合可能とした請求項３記載の接合部材。
5. 前記接合部の内周面上縁に溶接開先を形成した請求項３または４記載の接合部材。
6. 前記接合部および前記板部を鋳鋼または鍛鋼で一体成形した請求項３〜５のいずれかに記載の接合部材。

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