JP4028759B2 - 鉄骨建築物及び柱と梁の接合構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄骨建築物及び柱と梁の接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許2992580、特許2992581は、柱と梁に形鋼を用い、それらの柱と梁を接合して鉄骨建築物を構築するものを開示している。しかしながら、従来技術では、柱と梁に同一断面の形鋼を用いることの開示がなく、使用する形鋼の品種数が多くなり、建築コストが高くなる。また、梁勝ちの接合仕口を構成する梁の断面内に設ける補強部材と、柱勝ちの接合仕口を構成する柱の断面内に設ける補強部材とを同一部材化できず、使用する補強部材の品種数も多くなり、建築コストが高くなる。
【０００３】
特開平11-324129は、梁勝ちの接合仕口において、梁の断面内に補強部材をボルト接合し、柱の端部を補強部材にボルト接合することにより、溶接を用いない乾式接合構造を採用するものを開示している。しかしながら、従来技術では、柱勝ちの接合仕口において、溶接を用いない乾式接合構造を採用することの開示がない。このため、柱勝ちの接合仕口では、柱に水平スチフナを溶接し、この水平スチフナに梁の端部を接合するようにしており、溶接の熱影響により柱の曲りを生じたり、スチフナの溶接のために組立冶具等の専用設備が必要になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、柱と梁に形鋼を用いる鉄骨建築物において、使用する形鋼の品種数を低減することにある。
【０００５】
本発明の他の課題は、柱と梁に形鋼を用いる鉄骨建築物において、柱と梁の接合仕口に用いる補強部材の品種数を低減することにある。
【０００６】
本発明の他の課題は、柱勝ちの接合仕口において、溶接を用いない乾式接合構造を採用することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、柱と梁に同一断面の形鋼を用いてなり、前記柱の端部内に前記梁への接合仕口を有し、前記梁の端部内に前記柱への接合仕口を有してなる鉄骨建築物において、前記梁に柱の端部を接合する梁勝ちの接合仕口と、前記柱に梁の端部を接合する柱勝ちの接合仕口とを有し、梁勝ちの接合仕口を構成する梁の断面内に設ける補強部材と、柱勝ちの接合仕口を構成する柱の断面内に設ける補強部材とに同一の部材を用いてなり、梁勝ちの接合仕口を構成する梁の断面内に設ける補強部材は、上端側にある２個の第１エンドプレートと下端側にある２個の第２エンドプレートと、第１と第２のエンドプレートをつなぐつなぎ部材としての中央の溝型プレートと、前記第１、第２のエンドプレートの左右両外側にあるスチフナプレートを有し、柱勝ちの接合仕口を構成する柱の断面内に設ける補強部材は、左右一方側にある２個の第１エンドプレートと左右他方側にある２個の第２エンドプレートと、第１と第２のエンドプレートをつなぐつなぎ部材としての中央の溝型プレートと、前記第１、第２のエンドプレートの上下両外側にあるスチフナプレートを有するようにしたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記梁勝ちの接合仕口では、梁の断面内に補強部材をボルト接合し、柱の端部を補強部材にボルト接合してなり、前記柱勝ちの接合仕口では、柱の断面内に補強部材をボルト接合し、梁の端部を補強部材にボルト接合してなるようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記梁又は柱の長手方向に予め定めた複数の梁勝ち又は柱勝ちの接合仕口の予定部のそれぞれにおいて、ボルト取着孔を予め設け、それら複数の予定部のうちから選択した１つを梁勝ち又は柱勝ちの接合仕口として採用するようにしたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、柱に梁の端部を接合する柱勝ちの接合構造において、柱の断面内に補強部材をボルト接合し、梁の端部のエンドプレートを補強部材にボルト接合してなり、前記補強部材は、左右一方側にある２個の第１のエンドプレートと左右他方側にある２個の第２のエンドプレートと、第１と第２のエンドプレートをつなぐつなぎ部材としての中央の溝型プレートと、前記第１、第２のエンドプレートの上下両外側にあるスチフナプレートを有するようにしたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４の発明において更に、前記補強部材が両端のエンドプレートと、両エンドプレートをつなぐつなぎ部材とからなり、一端側のエンドプレートを柱の一方のフランジにボルト接合し、他端側のエンドプレートを柱の他方のフランジにボルト接合してなるようにしたものである。
請求項６の発明は、請求項４又は５の発明において更に、前記溝型プレートは、左右一方側の上下両側部のそれぞれに前記第１のエンドプレートの内側面を溶接され、左右他方側の上下両側部のそれぞれに前記第２のエンドプレートの内側面を溶接され、上側のスチフナプレートは左右一方側の側部に上側の第１のエンドプレートの外側面を溶接され、左右他方側の側部に上側の第２のエンドプレートの外側面を溶接され、下側のスチフナプレートは左右一方側の側部に下側の第１のエンドプレートの外側面を溶接され、左右他方側の側部に下側の第２のエンドプレートの外側面を溶接されるようにしたものである。
請求項７の発明は、請求項６の発明において更に、溝型プレートが、Ｘ字状の補強リブを備えるものである。
【００１２】
【作用】
本発明によれば以下の作用がある。
(a)鉄骨建築物を構成する柱と梁に同一断面の形鋼を用いた。従って、使用する形鋼の品種数を低減し、建築コストを低減できる。また、前記柱の端部内に前記梁への接合仕口を有し、前記梁の端部内に前記柱への接合仕口を有する。従って、余分な出張りを生じさせずに合理的に建物を構築できる。
【００１３】
(b)柱と梁を構成する形鋼の断面を同一にしたから、梁勝ちの接合仕口を構成する梁の断面内に設ける補強部材と、柱勝ちの接合仕口を構成する柱の断面内に設ける補強部材とを同一部材化できる。従って、使用する補強部材の品種数も低減し、建築コストを低減できる。
【００１４】
(c)梁勝ちの接合仕口において、梁の断面内に補強部材をボルト接合し、柱の端部を補強部材にボルト接合することにより、溶接を用いない乾式接合構造を採用できる。これにより、溶接の熱影響による梁の曲りを生ずることなく、簡易に梁勝ちの接合仕口を構成できるし、各階毎に柱の位置を自由に選び、各階での間取りを自由にし、建てた後でも柱の位置や窓の巾を変更できる。また、通し柱が不要で柱を短尺化でき、小型トラックとミニレッカー車での施工が可能になり、狭い道路に面した敷地や狭小敷地でも建築できる。
【００１５】
(d)柱勝ちの接合仕口において、柱の断面内に補強部材をボルト接合し、梁の端部のエンドプレートを補強部材にボルト接合することにより、溶接を用いない乾式接合構造を採用できる。これにより、溶接の熱影響による柱の曲りを生ずることなく、簡易に柱勝ちの接合仕口を構成できるし、各階毎に梁の位置を自由に選び、各階での階高を自由にし、建てた後でも梁の位置や窓の高さを変更できる。また、通し梁が不要で梁を短尺化でき、小型トラックとミニレッカー車での施工が可能になり、狭い道路に面した敷地や狭小敷地でも建築できる。
【００１６】
(e)補強部材は両端のエンドプレートと、両エンドプレートをつなぐつなぎ部材からなるものであり、補強部材自体も剛性は高い。従って、柱の両フランジに補強部材の両端のエンドプレートが添設されてボルト接合された梁接合部は、高い接合仕口強度を確保できるものになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は鉄骨建築物の一例を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は柱と梁の形鋼を示す断面図、図２は梁勝ちの接合仕口と柱勝ちの接合仕口に共通使用される補強部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、図３は梁勝ちの接合仕口を示す斜視図、図４は梁勝ちの接合仕口を示す正面図、図５は図４のV−V線に沿う断面図、図６は図４のVI−VI線に沿う断面図、図７は図４のVII−VII線に沿う断面図、図８は図４のVIII−VIII線に沿う断面図、図９は柱勝ちの接合仕口を示す斜視図、図１０は柱勝ちの接合仕口を示す正面図、図１１は図１０のXI−XI線に沿う断面図、図１２は図１０のXII−XII線に沿う断面図、図１３は図１０のXIII−XIII線に沿う断面図、図１４は図１０のXIV−XIV線に沿う断面図である。
【００１８】
鉄骨建築物１は、図１に示す如く、柱１０と梁２０にＨ形鋼を用いてなり、柱１０と梁２０の接合により、車庫２Ａをもつために各階の床高を高くした高床部２と、各階の床高を標準にした標準床部３とを構築したものである。
【００１９】
鉄骨建築物１では、高床部２の梁高さレベルと標準床部３の梁高さレベルとに段差を生ずる状態で、構造的には高床部２と標準床部３を一体化している。そして、高床部２と標準床部３のそれぞれの内部では、柱１０の上端部又は下端部と梁２０の接合仕口Ａを、梁２０に柱１０の端部を接合する梁勝ちの接合仕口Ａとしている。これに対し、高床部２に対する標準床部３の接合部においては、柱１０と梁２０の接合仕口Ｂを梁勝ちにしてしまうと、柱１０が梁２０によって分断されコスト高になるため、柱１０の側部に梁２０の端部を接合する柱勝ちの接合仕口Ｂにしている。
【００２０】
このとき、鉄骨建築物１では、柱１０と梁２０に同一断面のＨ形鋼を用いる。このＨ形鋼の断面は、例えば図１（Ｂ）に示す如く、高さ300mm、巾150mmとし、ウエブ厚みｔｗ、フランジ厚みｔｆ（ｔｗ、ｔｆは数種類用意する）とする。
【００２１】
また、鉄骨建築物１では、柱１０と梁２０に同一断面のＨ形鋼を用いるようにしたため、梁勝ちの接合仕口Ａを構成する梁２０の断面内に設ける補強部材３０と、柱勝ちの接合仕口Ｂを構成する柱１０の断面内に設ける補強部材３０とに同一の部材を適用できる。
【００２２】
補強部材３０は、梁勝ちの接合仕口Ａにおける梁２０の断面内でそのＨ形鋼のウエブｗの両側のそれぞれに装填されて用いられるとともに、柱勝ちの接合仕口Ｂにおける柱１０の断面内でそのＨ形鋼のウエブｗの両側のそれぞれに装填されて用いられる。
【００２３】
補強部材３０は、図２に示す如く、両端の各２個のエンドプレート３１、３２と、両エンドプレート３１、３２をつなぐつなぎ部材としての、中央の溝型プレート３３と両側のスチフナプレート３４、３５とからなる。溝型プレート３３はＸ字状の補強リブ３３Ａをそのウエブに備え、一端側の両側部（フランジ）のそれぞれに左右のエンドプレート３１の内側面を溶接され、他端側の両側部（フランジ）のそれぞれに左右のエンドプレート３２の内側面を溶接される。スチフナプレート３４は一端側の側部に左側のエンドプレート３１の外側面を溶接され、他端側の側部に左側のエンドプレート３２の外側面を溶接される。スチフナプレート３５は一端側の側部に右側のエンドプレート３１の外側面を溶接され、他端側の側部に右側のエンドプレート３２の外側面を溶接される。このとき、左右のエンドプレート３１には各１個のボルト挿通孔３１Ａが、左右のエンドプレート３２には各１個のボルト挿通孔３２Ａが設けられている。
【００２４】
以下、補強部材３０を用いた梁勝ちの接合仕口Ａと柱勝ちの接合仕口Ｂの接合構造について説明する。
【００２５】
梁勝ちの接合仕口Ａ（図３〜図８）
梁２０の長手方向で梁勝ちの接合仕口Ａを構成する部分における、梁２０のウエブｗの両側のそれぞれにおいて、上下一方のフランジｆ1に各２個のボルト取着孔２１（補強部材３０の左右のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに対応）を設け、上下他方のフランジｆ2に各２個のボルト取着孔２２（補強部材３０の左右のエンドプレート３２のボルト挿通孔３２Ａに対応）を設ける。尚、梁２０の長手方向に予め定めた複数の梁勝ちの接合仕口Ａの予定部のそれぞれにおいてボルト取着孔２１、２２を設け、それら複数の予定部のうちから選択した１つを今回の梁勝ちの接合仕口Ａとして採用するものでも良い。
【００２６】
梁勝ちの接合仕口Ａを構成する柱１０の端部（上端部又は下端部）にエンドプレート１１を溶接する。エンドプレート１１において、柱１０のウエブｗの両側に各２個のボルト挿通孔１１Ａ（補強部材３０の左右のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに対応）を設ける。エンドプレート１１において、各ボルト挿通孔１１Ａの周辺にはＬ字プレート１２が立設されている。Ｌ字プレート１２は、Ｌ字状断面をなしてエンドプレート１１に一端部を溶接されるとともに、一側部を柱１０のウエブｗに、他側部を柱１０のフランジｆの外縁部に溶接され、柱１０のウエブｗとフランジｆの間に囲んだボルト挿入スペース（ボルト５１のための挿入スペース）を他端部に開口している。
【００２７】
梁勝ちの接合仕口Ａは以下の手順で構成される。
(1)梁２０において梁勝ちの接合仕口Ａを構成する部分において、梁２０のウエブｗの両側に各１個の補強部材３０を装填する。各補強部材３０の溝型プレート３３のウエブを梁２０のウエブｗの両側のそれぞれに添設するように装填する。補強部材３０の両エンドプレート３１、３２は梁２０の両フランジｆ1、ｆ2に添設される。
【００２８】
(2)梁２０の一方のフランジｆ1に柱１０のエンドプレート１１を突き当てる。柱１０のエンドプレート１１のボルト挿通孔１１Ａと、梁２０の一方のフランジｆ1のボルト取着孔２１と、補強部材３０のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに高力ボルト５１を挿通し、高力ボルト５１に螺着されるナット５１Ａにより、柱１０のエンドプレート１１と梁２０のフランジｆ1と補強部材３０のエンドプレート３１を締結する。
【００２９】
(3)梁２０の他方のフランジｆ2と、補強部材３０のエンドプレート３２のボルト挿通孔３２Ａに高力ボルト５２を挿通し、高力ボルト５２に螺着されるナット５２Ａにより、梁２０のフランジｆ2と補強部材３０のエンドプレート３２を締結する。
【００３０】
高力ボルト５１の締結力は、梁勝ちの接合仕口Ａに作用するモーメントにより柱１０のエンドプレート１１が梁２０のフランジｆ1から開くことのないように設定される。
【００３１】
柱勝ちの接合仕口Ｂ（図９〜図１４）
柱１０の長手方向で柱勝ちの接合仕口Ｂを構成する部分における、柱１０のウエブｗの両側のそれぞれにおいて、左右一方のフランジｆ1に各２個のボルト取着孔１３（補強部材３０の左右のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに対応）を設け、左右他方のフランジｆ2に各２個のボルト取着孔１４（補強部材３０の左右のエンドプレート３２のボルト挿通孔３２Ａに対応）を設ける。尚、柱１０の長手方向に予め定めた複数の柱勝ちの接合仕口Ｂの予定部のそれぞれにおいてボルト取着孔１３、１４を設け、それら複数の予定部のうちから選択した１つを今回の柱勝ちの接合仕口Ｂとして採用するものでも良い。
【００３２】
柱勝ちの接合仕口Ｂを構成する梁２０の端部（左端部又は右端部）にエンドプレート２３を溶接する。エンドプレート２３において、梁２０のウエブｗの両側に各２個のボルト挿通孔２３Ａ（補強部材３０の左右のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに対応）を設ける。エンドプレート２３において、各ボルト挿通孔２３Ａの周辺にはＬ字プレート２４が立設されている。Ｌ字プレート２４は、Ｌ字状断面をなしてエンドプレート２３に一端部を溶接されるとともに、一側部を梁２０のウエブｗに、他側部を梁２０のフランジｆの外縁部に溶接され、梁２０のウエブｗとフランジｆの間に囲んだボルト挿入スペース（ボルト５３のための挿入スペース）を他端部に開口している。
【００３３】
柱勝ちの接合仕口Ｂは以下の手順で構成される。
(1)柱１０において、柱勝ちの接合仕口Ｂを構成する部分において、柱１０のウエブｗの両側に各１個の補強部材３０を装填する。各補強部材３０の溝型プレート３３のウエブを柱１０のウエブｗの両側のそれぞれに添設するように装填する。補強部材３０の両エンドプレート３１、３２は柱１０の両フランジｆ1、ｆ2に添設される。
【００３４】
(2)柱１０の一方のフランジｆ1に梁２０のエンドプレート２３を突き当てる。梁２０のエンドプレート２３のボルト挿通孔２３Ａと、柱１０の一方のフランジｆ1のボルト取着孔１３と、補強部材３０のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに高力ボルト５３を挿通し、高力ボルト５３に螺着されるナット５３Ａにより、梁２０のエンドプレート２３と柱１０のフランジｆ1と補強部材３０のエンドプレート３１を締結する。
【００３５】
(3)柱１０の他方のフランジｆ2と、補強部材３０のエンドプレート３２のボルト挿通孔３２Ａに高力ボルト５４を挿通し、高力ボルト５４に螺着されるナット５４Ａにより、柱１０のフランジｆ2と補強部材３０のエンドプレート３２を締結する。
【００３６】
高力ボルト５３の締結力は、柱勝ちの接合仕口Ｂに作用するモーメントにより梁２０のエンドプレート２３が柱１０のフランジｆ1から開くことのないように設定される。
【００３７】
本実施形態によれば以下の作用がある。
▲１▼鉄骨建築物１を構成する柱１０と梁２０に同一断面のＨ形鋼を用いた。従って、使用するＨ形鋼の品種数を低減し、建築コストを低減できる。
【００３８】
▲２▼柱１０と梁２０を構成するＨ形鋼の断面を同一にしたから、梁勝ちの接合仕口Ａを構成する梁２０の断面内に設ける補強部材３０と、柱勝ちの接合仕口Ｂを構成する柱１０の断面内に設ける補強部材３０とを同一部材化できる。従って、使用する補強部材３０の品種数も低減し、建築コストを低減できる。
【００３９】
▲３▼梁勝ちの接合仕口Ａにおいて、梁２０の断面内に補強部材３０をボルト接合し、柱１０の端部を補強部材３０にボルト接合することにより、溶接を用いない乾式接合構造を採用できる。これにより、溶接の熱影響による梁２０の曲りを生ずることなく、簡易に梁勝ちの接合仕口Ａを構成できるし、各階毎に柱１０の位置を自由に選び、各階での間取りを自由にし、建てた後でも柱１０の位置や窓の巾を変更できる。また、通し柱が不要で柱１０を短尺化でき、小型トラックとミニレッカー車での施工が可能になり、狭い道路に面した敷地や狭小敷地でも建築できる。
【００４０】
▲４▼柱勝ちの接合仕口Ｂにおいて、柱１０の断面内に補強部材３０をボルト接合し、梁２０の端部を補強部材３０にボルト接合することにより、溶接を用いない乾式接合構造を採用できる。これにより、溶接の熱影響による柱の曲りを生ずることなく、簡易に柱勝ちの接合仕口Ｂを構成できるし、各階毎に梁２０の位置を自由に選び、各階での階高を自由にし、建てた後でも梁２０の位置や窓の高さを変更できる。また、通し梁が不要で梁２０を短尺化でき、小型トラックとミニレッカー車での施工が可能になり、狭い道路に面した敷地や狭小敷地でも建築できる。
【００４１】
▲５▼補強部材３０は両端のエンドプレート３１、３２と、両エンドプレート３１、３２をつなぐつなぎ部材（溝型プレート３３及びスチフナプレート３４、３５）からなる箱状をなすものであり、補強部材３０自体も剛性は高い。従って、柱１０の両フランジｆ1、ｆ2に補強部材３０の両端のエンドプレート３１、３２が添設されてボルト接合された梁２０の接合部は、高い接合仕口強度を確保できるものになる。
【００４２】
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。例えば、柱と梁はＨ形鋼に限らず、Ｃ形鋼等の他の形鋼からなるものでも良い。また、補強部材の形態も他の形態からなるものでも良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、柱と梁に形鋼を用いる鉄骨建築物において、使用する形鋼の品種数を低減することができる。また、本発明によれば、柱と梁に形鋼を用いる鉄骨建築物において、柱と梁の接合仕口に用いる補強部材の品種数を低減することができる。また、本発明によれば、柱勝ちの接合仕口において、溶接を用いない乾式接合構造を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は鉄骨建築物の一例を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は柱と梁の形鋼を示す断面図である。
【図２】図２は梁勝ちの接合仕口と柱勝ちの接合仕口に共通使用される補強部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図３】図３は梁勝ちの接合仕口を示す斜視図である。
【図４】図４は梁勝ちの接合仕口を示す正面図である。
【図５】図５は図４のV−V線に沿う断面図である。
【図６】図６は図４のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】図７は図４のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】図８は図４のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図９】図９は柱勝ちの接合仕口を示す斜視図である。
【図１０】図１０は柱勝ちの接合仕口を示す正面図である。
【図１１】図１１は図１０のXI−XI線に沿う断面図である。
【図１２】図１２は図１０のXII−XII線に沿う断面図である。
【図１３】図１３は図１０のXIII−XIII線に沿う断面図である。
【図１４】図１４は図１０のXIV−XIV線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ 鉄骨建築物
１０ 柱
２０ 梁
３０ 補強部材
３１、３２ エンドプレート
３３ 溝型プレート（つなぎ部材）
３４、３５ スチフナプレート（つなぎ部材）
Ａ 梁勝ちの接合仕口
Ｂ 柱勝ちの接合仕口
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄骨建築物及び柱と梁の接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許2992580、特許2992581は、柱と梁に形鋼を用い、それらの柱と梁を接合して鉄骨建築物を構築するものを開示している。しかしながら、従来技術では、柱と梁に同一断面の形鋼を用いることの開示がなく、使用する形鋼の品種数が多くなり、建築コストが高くなる。また、梁勝ちの接合仕口を構成する梁の断面内に設ける補強部材と、柱勝ちの接合仕口を構成する柱の断面内に設ける補強部材とを同一部材化できず、使用する補強部材の品種数も多くなり、建築コストが高くなる。
【０００３】
特開平11-324129は、梁勝ちの接合仕口において、梁の断面内に補強部材をボルト接合し、柱の端部を補強部材にボルト接合することにより、溶接を用いない乾式接合構造を採用するものを開示している。しかしながら、従来技術では、柱勝ちの接合仕口において、溶接を用いない乾式接合構造を採用することの開示がない。このため、柱勝ちの接合仕口では、柱に水平スチフナを溶接し、この水平スチフナに梁の端部を接合するようにしており、溶接の熱影響により柱の曲りを生じたり、スチフナの溶接のために組立冶具等の専用設備が必要になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、柱と梁に形鋼を用いる鉄骨建築物において、使用する形鋼の品種数を低減することにある。
【０００５】
本発明の他の課題は、柱と梁に形鋼を用いる鉄骨建築物において、柱と梁の接合仕口に用いる補強部材の品種数を低減することにある。
【０００６】
本発明の他の課題は、柱勝ちの接合仕口において、溶接を用いない乾式接合構造を採用することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、柱と梁に同一断面の形鋼を用いてなり、前記柱の端部内に前記梁への接合仕口を有し、前記梁の端部内に前記柱への接合仕口を有してなる鉄骨建築物において、前記梁に柱の端部を接合する梁勝ちの接合仕口と、前記柱に梁の端部を接合する柱勝ちの接合仕口とを有し、梁勝ちの接合仕口を構成する梁の断面内に設ける補強部材と、柱勝ちの接合仕口を構成する柱の断面内に設ける補強部材とに同一の部材を用いてなり、梁勝ちの接合仕口を構成する梁の断面内に設ける補強部材は、上端側にある２個の第１エンドプレートと下端側にある２個の第２エンドプレートと、第１と第２のエンドプレートをつなぐつなぎ部材としての中央の溝型プレートと、前記第１、第２のエンドプレートの左右両外側にあるスチフナプレートを有し、柱勝ちの接合仕口を構成する柱の断面内に設ける補強部材は、左右一方側にある２個の第１エンドプレートと左右他方側にある２個の第２エンドプレートと、第１と第２のエンドプレートをつなぐつなぎ部材としての中央の溝型プレートと、前記第１、第２のエンドプレートの上下両外側にあるスチフナプレートを有するようにしたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記梁勝ちの接合仕口では、梁の断面内に補強部材をボルト接合し、柱の端部を補強部材にボルト接合してなり、前記柱勝ちの接合仕口では、柱の断面内に補強部材をボルト接合し、梁の端部を補強部材にボルト接合してなるようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記梁又は柱の長手方向に予め定めた複数の梁勝ち又は柱勝ちの接合仕口の予定部のそれぞれにおいて、ボルト取着孔を予め設け、それら複数の予定部のうちから選択した１つを梁勝ち又は柱勝ちの接合仕口として採用するようにしたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、柱に梁の端部を接合する柱勝ちの接合構造において、柱の断面内に補強部材をボルト接合し、梁の端部のエンドプレートを補強部材にボルト接合してなり、前記補強部材は、左右一方側にある２個の第１のエンドプレートと左右他方側にある２個の第２のエンドプレートと、第１と第２のエンドプレートをつなぐつなぎ部材としての中央の溝型プレートと、前記第１、第２のエンドプレートの上下両外側にあるスチフナプレートを有するようにしたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４の発明において更に、前記補強部材が両端のエンドプレートと、両エンドプレートをつなぐつなぎ部材とからなり、一端側のエンドプレートを柱の一方のフランジにボルト接合し、他端側のエンドプレートを柱の他方のフランジにボルト接合してなるようにしたものである。
請求項６の発明は、請求項４又は５の発明において更に、前記溝型プレートは、左右一方側の上下両側部のそれぞれに前記第１のエンドプレートの内側面を溶接され、左右他方側の上下両側部のそれぞれに前記第２のエンドプレートの内側面を溶接され、上側のスチフナプレートは左右一方側の側部に上側の第１のエンドプレートの外側面を溶接され、左右他方側の側部に上側の第２のエンドプレートの外側面を溶接され、下側のスチフナプレートは左右一方側の側部に下側の第１のエンドプレートの外側面を溶接され、左右他方側の側部に下側の第２のエンドプレートの外側面を溶接されるようにしたものである。
請求項７の発明は、請求項６の発明において更に、溝型プレートが、Ｘ字状の補強リブを備えるものである。
【００１２】
【作用】
本発明によれば以下の作用がある。
(a)鉄骨建築物を構成する柱と梁に同一断面の形鋼を用いた。従って、使用する形鋼の品種数を低減し、建築コストを低減できる。また、前記柱の端部内に前記梁への接合仕口を有し、前記梁の端部内に前記柱への接合仕口を有する。従って、余分な出張りを生じさせずに合理的に建物を構築できる。
【００１３】
(b)柱と梁を構成する形鋼の断面を同一にしたから、梁勝ちの接合仕口を構成する梁の断面内に設ける補強部材と、柱勝ちの接合仕口を構成する柱の断面内に設ける補強部材とを同一部材化できる。従って、使用する補強部材の品種数も低減し、建築コストを低減できる。
【００１４】
(c)梁勝ちの接合仕口において、梁の断面内に補強部材をボルト接合し、柱の端部を補強部材にボルト接合することにより、溶接を用いない乾式接合構造を採用できる。これにより、溶接の熱影響による梁の曲りを生ずることなく、簡易に梁勝ちの接合仕口を構成できるし、各階毎に柱の位置を自由に選び、各階での間取りを自由にし、建てた後でも柱の位置や窓の巾を変更できる。また、通し柱が不要で柱を短尺化でき、小型トラックとミニレッカー車での施工が可能になり、狭い道路に面した敷地や狭小敷地でも建築できる。
【００１５】
(d)柱勝ちの接合仕口において、柱の断面内に補強部材をボルト接合し、梁の端部のエンドプレートを補強部材にボルト接合することにより、溶接を用いない乾式接合構造を採用できる。これにより、溶接の熱影響による柱の曲りを生ずることなく、簡易に柱勝ちの接合仕口を構成できるし、各階毎に梁の位置を自由に選び、各階での階高を自由にし、建てた後でも梁の位置や窓の高さを変更できる。また、通し梁が不要で梁を短尺化でき、小型トラックとミニレッカー車での施工が可能になり、狭い道路に面した敷地や狭小敷地でも建築できる。
【００１６】
(e)補強部材は両端のエンドプレートと、両エンドプレートをつなぐつなぎ部材からなるものであり、補強部材自体も剛性は高い。従って、柱の両フランジに補強部材の両端のエンドプレートが添設されてボルト接合された梁接合部は、高い接合仕口強度を確保できるものになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は鉄骨建築物の一例を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は柱と梁の形鋼を示す断面図、図２は梁勝ちの接合仕口と柱勝ちの接合仕口に共通使用される補強部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、図３は梁勝ちの接合仕口を示す斜視図、図４は梁勝ちの接合仕口を示す正面図、図５は図４のV−V線に沿う断面図、図６は図４のVI−VI線に沿う断面図、図７は図４のVII−VII線に沿う断面図、図８は図４のVIII−VIII線に沿う断面図、図９は柱勝ちの接合仕口を示す斜視図、図１０は柱勝ちの接合仕口を示す正面図、図１１は図１０のXI−XI線に沿う断面図、図１２は図１０のXII−XII線に沿う断面図、図１３は図１０のXIII−XIII線に沿う断面図、図１４は図１０のXIV−XIV線に沿う断面図である。
【００１８】
鉄骨建築物１は、図１に示す如く、柱１０と梁２０にＨ形鋼を用いてなり、柱１０と梁２０の接合により、車庫２Ａをもつために各階の床高を高くした高床部２と、各階の床高を標準にした標準床部３とを構築したものである。
【００１９】
鉄骨建築物１では、高床部２の梁高さレベルと標準床部３の梁高さレベルとに段差を生ずる状態で、構造的には高床部２と標準床部３を一体化している。そして、高床部２と標準床部３のそれぞれの内部では、柱１０の上端部又は下端部と梁２０の接合仕口Ａを、梁２０に柱１０の端部を接合する梁勝ちの接合仕口Ａとしている。これに対し、高床部２に対する標準床部３の接合部においては、柱１０と梁２０の接合仕口Ｂを梁勝ちにしてしまうと、柱１０が梁２０によって分断されコスト高になるため、柱１０の側部に梁２０の端部を接合する柱勝ちの接合仕口Ｂにしている。
【００２０】
このとき、鉄骨建築物１では、柱１０と梁２０に同一断面のＨ形鋼を用いる。このＨ形鋼の断面は、例えば図１（Ｂ）に示す如く、高さ300mm、巾150mmとし、ウエブ厚みｔｗ、フランジ厚みｔｆ（ｔｗ、ｔｆは数種類用意する）とする。
【００２１】
また、鉄骨建築物１では、柱１０と梁２０に同一断面のＨ形鋼を用いるようにしたため、梁勝ちの接合仕口Ａを構成する梁２０の断面内に設ける補強部材３０と、柱勝ちの接合仕口Ｂを構成する柱１０の断面内に設ける補強部材３０とに同一の部材を適用できる。
【００２２】
補強部材３０は、梁勝ちの接合仕口Ａにおける梁２０の断面内でそのＨ形鋼のウエブｗの両側のそれぞれに装填されて用いられるとともに、柱勝ちの接合仕口Ｂにおける柱１０の断面内でそのＨ形鋼のウエブｗの両側のそれぞれに装填されて用いられる。
【００２３】
補強部材３０は、図２に示す如く、両端の各２個のエンドプレート３１、３２と、両エンドプレート３１、３２をつなぐつなぎ部材としての、中央の溝型プレート３３と両側のスチフナプレート３４、３５とからなる。溝型プレート３３はＸ字状の補強リブ３３Ａをそのウエブに備え、一端側の両側部（フランジ）のそれぞれに左右のエンドプレート３１の内側面を溶接され、他端側の両側部（フランジ）のそれぞれに左右のエンドプレート３２の内側面を溶接される。スチフナプレート３４は一端側の側部に左側のエンドプレート３１の外側面を溶接され、他端側の側部に左側のエンドプレート３２の外側面を溶接される。スチフナプレート３５は一端側の側部に右側のエンドプレート３１の外側面を溶接され、他端側の側部に右側のエンドプレート３２の外側面を溶接される。このとき、左右のエンドプレート３１には各１個のボルト挿通孔３１Ａが、左右のエンドプレート３２には各１個のボルト挿通孔３２Ａが設けられている。
【００２４】
以下、補強部材３０を用いた梁勝ちの接合仕口Ａと柱勝ちの接合仕口Ｂの接合構造について説明する。
【００２５】
梁勝ちの接合仕口Ａ（図３〜図８）
梁２０の長手方向で梁勝ちの接合仕口Ａを構成する部分における、梁２０のウエブｗの両側のそれぞれにおいて、上下一方のフランジｆ1に各２個のボルト取着孔２１（補強部材３０の左右のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに対応）を設け、上下他方のフランジｆ2に各２個のボルト取着孔２２（補強部材３０の左右のエンドプレート３２のボルト挿通孔３２Ａに対応）を設ける。尚、梁２０の長手方向に予め定めた複数の梁勝ちの接合仕口Ａの予定部のそれぞれにおいてボルト取着孔２１、２２を設け、それら複数の予定部のうちから選択した１つを今回の梁勝ちの接合仕口Ａとして採用するものでも良い。
【００２６】
梁勝ちの接合仕口Ａを構成する柱１０の端部（上端部又は下端部）にエンドプレート１１を溶接する。エンドプレート１１において、柱１０のウエブｗの両側に各２個のボルト挿通孔１１Ａ（補強部材３０の左右のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに対応）を設ける。エンドプレート１１において、各ボルト挿通孔１１Ａの周辺にはＬ字プレート１２が立設されている。Ｌ字プレート１２は、Ｌ字状断面をなしてエンドプレート１１に一端部を溶接されるとともに、一側部を柱１０のウエブｗに、他側部を柱１０のフランジｆの外縁部に溶接され、柱１０のウエブｗとフランジｆの間に囲んだボルト挿入スペース（ボルト５１のための挿入スペース）を他端部に開口している。
【００２７】
梁勝ちの接合仕口Ａは以下の手順で構成される。
(1)梁２０において梁勝ちの接合仕口Ａを構成する部分において、梁２０のウエブｗの両側に各１個の補強部材３０を装填する。各補強部材３０の溝型プレート３３のウエブを梁２０のウエブｗの両側のそれぞれに添設するように装填する。補強部材３０の両エンドプレート３１、３２は梁２０の両フランジｆ1、ｆ2に添設される。
【００２８】
(2)梁２０の一方のフランジｆ1に柱１０のエンドプレート１１を突き当てる。柱１０のエンドプレート１１のボルト挿通孔１１Ａと、梁２０の一方のフランジｆ1のボルト取着孔２１と、補強部材３０のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに高力ボルト５１を挿通し、高力ボルト５１に螺着されるナット５１Ａにより、柱１０のエンドプレート１１と梁２０のフランジｆ1と補強部材３０のエンドプレート３１を締結する。
【００２９】
(3)梁２０の他方のフランジｆ2と、補強部材３０のエンドプレート３２のボルト挿通孔３２Ａに高力ボルト５２を挿通し、高力ボルト５２に螺着されるナット５２Ａにより、梁２０のフランジｆ2と補強部材３０のエンドプレート３２を締結する。
【００３０】
高力ボルト５１の締結力は、梁勝ちの接合仕口Ａに作用するモーメントにより柱１０のエンドプレート１１が梁２０のフランジｆ1から開くことのないように設定される。
【００３１】
柱勝ちの接合仕口Ｂ（図９〜図１４）
柱１０の長手方向で柱勝ちの接合仕口Ｂを構成する部分における、柱１０のウエブｗの両側のそれぞれにおいて、左右一方のフランジｆ1に各２個のボルト取着孔１３（補強部材３０の左右のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに対応）を設け、左右他方のフランジｆ2に各２個のボルト取着孔１４（補強部材３０の左右のエンドプレート３２のボルト挿通孔３２Ａに対応）を設ける。尚、柱１０の長手方向に予め定めた複数の柱勝ちの接合仕口Ｂの予定部のそれぞれにおいてボルト取着孔１３、１４を設け、それら複数の予定部のうちから選択した１つを今回の柱勝ちの接合仕口Ｂとして採用するものでも良い。
【００３２】
柱勝ちの接合仕口Ｂを構成する梁２０の端部（左端部又は右端部）にエンドプレート２３を溶接する。エンドプレート２３において、梁２０のウエブｗの両側に各２個のボルト挿通孔２３Ａ（補強部材３０の左右のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに対応）を設ける。エンドプレート２３において、各ボルト挿通孔２３Ａの周辺にはＬ字プレート２４が立設されている。Ｌ字プレート２４は、Ｌ字状断面をなしてエンドプレート２３に一端部を溶接されるとともに、一側部を梁２０のウエブｗに、他側部を梁２０のフランジｆの外縁部に溶接され、梁２０のウエブｗとフランジｆの間に囲んだボルト挿入スペース（ボルト５３のための挿入スペース）を他端部に開口している。
【００３３】
柱勝ちの接合仕口Ｂは以下の手順で構成される。
(1)柱１０において、柱勝ちの接合仕口Ｂを構成する部分において、柱１０のウエブｗの両側に各１個の補強部材３０を装填する。各補強部材３０の溝型プレート３３のウエブを柱１０のウエブｗの両側のそれぞれに添設するように装填する。補強部材３０の両エンドプレート３１、３２は柱１０の両フランジｆ1、ｆ2に添設される。
【００３４】
(2)柱１０の一方のフランジｆ1に梁２０のエンドプレート２３を突き当てる。梁２０のエンドプレート２３のボルト挿通孔２３Ａと、柱１０の一方のフランジｆ1のボルト取着孔１３と、補強部材３０のエンドプレート３１のボルト挿通孔３１Ａに高力ボルト５３を挿通し、高力ボルト５３に螺着されるナット５３Ａにより、梁２０のエンドプレート２３と柱１０のフランジｆ1と補強部材３０のエンドプレート３１を締結する。
【００３５】
(3)柱１０の他方のフランジｆ2と、補強部材３０のエンドプレート３２のボルト挿通孔３２Ａに高力ボルト５４を挿通し、高力ボルト５４に螺着されるナット５４Ａにより、柱１０のフランジｆ2と補強部材３０のエンドプレート３２を締結する。
【００３６】
高力ボルト５３の締結力は、柱勝ちの接合仕口Ｂに作用するモーメントにより梁２０のエンドプレート２３が柱１０のフランジｆ1から開くことのないように設定される。
【００３７】
本実施形態によれば以下の作用がある。
▲１▼鉄骨建築物１を構成する柱１０と梁２０に同一断面のＨ形鋼を用いた。従って、使用するＨ形鋼の品種数を低減し、建築コストを低減できる。
【００３８】
▲２▼柱１０と梁２０を構成するＨ形鋼の断面を同一にしたから、梁勝ちの接合仕口Ａを構成する梁２０の断面内に設ける補強部材３０と、柱勝ちの接合仕口Ｂを構成する柱１０の断面内に設ける補強部材３０とを同一部材化できる。従って、使用する補強部材３０の品種数も低減し、建築コストを低減できる。
【００３９】
▲３▼梁勝ちの接合仕口Ａにおいて、梁２０の断面内に補強部材３０をボルト接合し、柱１０の端部を補強部材３０にボルト接合することにより、溶接を用いない乾式接合構造を採用できる。これにより、溶接の熱影響による梁２０の曲りを生ずることなく、簡易に梁勝ちの接合仕口Ａを構成できるし、各階毎に柱１０の位置を自由に選び、各階での間取りを自由にし、建てた後でも柱１０の位置や窓の巾を変更できる。また、通し柱が不要で柱１０を短尺化でき、小型トラックとミニレッカー車での施工が可能になり、狭い道路に面した敷地や狭小敷地でも建築できる。
【００４０】
▲４▼柱勝ちの接合仕口Ｂにおいて、柱１０の断面内に補強部材３０をボルト接合し、梁２０の端部を補強部材３０にボルト接合することにより、溶接を用いない乾式接合構造を採用できる。これにより、溶接の熱影響による柱の曲りを生ずることなく、簡易に柱勝ちの接合仕口Ｂを構成できるし、各階毎に梁２０の位置を自由に選び、各階での階高を自由にし、建てた後でも梁２０の位置や窓の高さを変更できる。また、通し梁が不要で梁２０を短尺化でき、小型トラックとミニレッカー車での施工が可能になり、狭い道路に面した敷地や狭小敷地でも建築できる。
【００４１】
▲５▼補強部材３０は両端のエンドプレート３１、３２と、両エンドプレート３１、３２をつなぐつなぎ部材（溝型プレート３３及びスチフナプレート３４、３５）からなる箱状をなすものであり、補強部材３０自体も剛性は高い。従って、柱１０の両フランジｆ1、ｆ2に補強部材３０の両端のエンドプレート３１、３２が添設されてボルト接合された梁２０の接合部は、高い接合仕口強度を確保できるものになる。
【００４２】
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。例えば、柱と梁はＨ形鋼に限らず、Ｃ形鋼等の他の形鋼からなるものでも良い。また、補強部材の形態も他の形態からなるものでも良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、柱と梁に形鋼を用いる鉄骨建築物において、使用する形鋼の品種数を低減することができる。また、本発明によれば、柱と梁に形鋼を用いる鉄骨建築物において、柱と梁の接合仕口に用いる補強部材の品種数を低減することができる。また、本発明によれば、柱勝ちの接合仕口において、溶接を用いない乾式接合構造を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は鉄骨建築物の一例を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は柱と梁の形鋼を示す断面図である。
【図２】図２は梁勝ちの接合仕口と柱勝ちの接合仕口に共通使用される補強部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図３】図３は梁勝ちの接合仕口を示す斜視図である。
【図４】図４は梁勝ちの接合仕口を示す正面図である。
【図５】図５は図４のV−V線に沿う断面図である。
【図６】図６は図４のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】図７は図４のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】図８は図４のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図９】図９は柱勝ちの接合仕口を示す斜視図である。
【図１０】図１０は柱勝ちの接合仕口を示す正面図である。
【図１１】図１１は図１０のXI−XI線に沿う断面図である。
【図１２】図１２は図１０のXII−XII線に沿う断面図である。
【図１３】図１３は図１０のXIII−XIII線に沿う断面図である。
【図１４】図１４は図１０のXIV−XIV線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ 鉄骨建築物
１０ 柱
２０ 梁
３０ 補強部材
３１、３２ エンドプレート
３３ 溝型プレート（つなぎ部材）
３４、３５ スチフナプレート（つなぎ部材）
Ａ 梁勝ちの接合仕口
Ｂ 柱勝ちの接合仕口
Claims (7)
- 柱と梁に同一断面の形鋼を用いてなり、前記柱の端部内に前記梁への接合仕口を有し、前記梁の端部内に前記柱への接合仕口を有してなる鉄骨建築物において、
前記梁に柱の端部を接合する梁勝ちの接合仕口と、前記柱に梁の端部を接合する柱勝ちの接合仕口とを有し、
梁勝ちの接合仕口を構成する梁の断面内に設ける補強部材と、柱勝ちの接合仕口を構成する柱の断面内に設ける補強部材とに同一の部材を用いてなり、
梁勝ちの接合仕口を構成する梁の断面内に設ける補強部材は、上端側にある２個の第１エンドプレートと下端側にある２個の第２エンドプレートと、第１と第２のエンドプレートをつなぐつなぎ部材としての中央の溝型プレートと、前記第１、第２のエンドプレートの左右両外側にあるスチフナプレートを有し、
柱勝ちの接合仕口を構成する柱の断面内に設ける補強部材は、左右一方側にある２個の第１エンドプレートと左右他方側にある２個の第２エンドプレートと、第１と第２のエンドプレートをつなぐつなぎ部材としての中央の溝型プレートと、前記第１、第２のエンドプレートの上下両外側にあるスチフナプレートを有することを特徴とする鉄骨建築物。 - 前記梁勝ちの接合仕口では、梁の断面内に補強部材をボルト接合し、柱の端部を補強部材にボルト接合してなり、
前記柱勝ちの接合仕口では、柱の断面内に補強部材をボルト接合し、梁の端部を補強部材にボルト接合してなる請求項１に記載の鉄骨建築物。 - 前記梁又は柱の長手方向に予め定めた複数の梁勝ち又は柱勝ちの接合仕口の予定部のそれぞれにおいて、ボルト取着孔を予め設け、それら複数の予定部のうちから選択した１つを梁勝ち又は柱勝ちの接合仕口として採用するものである請求項１又は２に記載の鉄骨建築物。
- 柱に梁の端部を接合する柱勝ちの接合構造において、
柱の断面内に補強部材をボルト接合し、梁の端部のエンドプレートを補強部材にボルト接合してなり、
前記補強部材は、左右一方側にある２個の第１のエンドプレートと左右他方側にある２個の第２のエンドプレートと、第１と第２のエンドプレートをつなぐつなぎ部材としての中央の溝型プレートと、前記第１、第２のエンドプレートの上下両外側にあるスチフナプレートを有することを特徴とする柱と梁の接合構造。 - 前記補強部材が両端のエンドプレートと、両エンドプレートをつなぐつなぎ部材とからなり、一端側のエンドプレートを柱の一方のフランジにボルト接合し、他端側のエンドプレートを柱の他方のフランジにボルト接合してなる請求項４に記載の柱と梁の接合構造。
- 前記溝型プレートは、左右一方側の上下両側部のそれぞれに前記第１のエンドプレートの内側面を溶接され、左右他方側の上下両側部のそれぞれに前記第２のエンドプレートの内側面を溶接され、上側のスチフナプレートは左右一方側の側部に上側の第１のエンドプレートの外側面を溶接され、左右他方側の側部に上側の第２のエンドプレートの外側面を溶接され、下側のスチフナプレートは左右一方側の側部に下側の第１のエンドプレートの外側面を溶接され、左右他方側の側部に下側の第２のエンドプレートの外側面を溶接されるものである請求項４又は５に記載の柱と梁の接合構造。
- 溝型プレートが、Ｘ字状の補強リブを備えるものである請求項６に記載の柱と梁の接合構造。
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