JP4168835B2

JP4168835B2 - 柱梁接合構造の製造方法及び柱梁接合構造

Info

Publication number: JP4168835B2
Application number: JP2003155830A
Authority: JP
Inventors: 敏雄藤岡
Original assignee: TF SEKKEI CO., LTD.
Current assignee: TF SEKKEI CO., LTD.
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP2004353419A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱梁接合部から離れた梁の部位に降伏点を設定する柱及び梁を有する鋼構造物の柱梁接合構造の製造方法及び柱梁接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
柱梁接合部から離れた部位に降伏点を設定するいわゆるＲＢＳ工法（ＲｅｄｕｃｅｄＢｅａｍＳｅｃｔｉｏｎＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ）が適用される柱梁接合構造としては、例えば、図８及び図９に示すように、柱梁接合部２ｂから離れた梁２のフランジ３の部位に切欠き部８が形成された柱梁接合構造４０が特許文献１で提案されており、また例えば、図１０及び図１１に示すように、柱２ａ及び梁２に夫々溶接された補強プレート１３の柱梁接合部２ｂから離れた部位に切欠き部８が形成された柱梁接合構造５０が特許文献２で提案されており、斯かる柱梁接合構造４０及び５０の夫々は、地震等による大きな外力が与えられた際に、当該外力に起因して柱梁接合部２ｂで延性破断や脆性破壊が生じることを防止するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１５９１７６号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０７５３３号公報
【０００４】
しかしながら、特許文献１における柱梁接合構造４０では、応力集中の生じやすい柱梁接合部２ｂよりも先に塑性変形を生じるように梁２のフランジ３だけに切欠き部８を形成するために、梁２のフランジ３を大きく切り欠く必要があり、従って、梁２の断面係数が小さくなってしまい、梁２の曲げ耐力を有効に利用することが困難となる。ここで、切欠き部８に代えて、フランジ幅を広く確保することができるように、梁２のフランジ３が小さく切り欠かれることによって形成される切欠き部を具備する柱梁接合構造４０でも、切欠き部が形成されているフランジの部位と当該フランジの部位を除く他のフランジの部位との曲げ耐力の差が小さくなるために、切欠き部で塑性変形を生じさせることが困難となる。
【０００５】
また、特許文献２における柱梁接合構造５０では、梁２の断面係数を十分に確保することができるが、補強プレート１３だけに切欠き部８を形成しているために、切欠き部８の近傍における梁２の部位には所望の曲げ耐力以上の曲げ耐力を有することとなり得、従って、柱梁接合部２ｂにおける延性破断や脆性破壊に先んじて切欠き部８における塑性変形を生じさせることが困難である。ここで、切欠き部８の近傍における梁２のフランジ３の部位に切欠きホール６を形成して、切欠き部８における塑性変形を生じさせ易くすることについても特許文献２で提案されているが、斯かる切欠きホール６を形成することにより梁２のフランジ３が圧縮されると局部座屈を生じ得、当該局部座屈を生じることにより梁２の曲げ耐力が所望の曲げ耐力以下に低下してしまう虞があり、また、切欠き部８の底部の近傍で補強プレート１３とフランジ３とが夫々互いに溶接されている溶接部に溶接欠陥が存在する場合には、切欠き部８に損傷を生じてしまう虞があり、従って、梁２の所望の曲げ耐力を維持し難い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、梁のフランジを大きく切り欠く必要をなくして梁の曲げ耐力を有効に利用することができると共に、地震等による外力に起因して柱梁接合部で延性破断や脆性破壊が生じることを防止することができ、梁の所望の曲げ耐力を維持することのできる柱梁接合構造の製造方法及び柱梁接合構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の柱梁接合構造の製造方法は、少なくとも一つの第一のプレートを、柱及び梁の柱梁接合部を補強するように当該柱及び梁のフランジの夫々に接合すると共に、少なくとも一つの第二のプレートを、第一のプレートよりも柱梁接合部から離れた梁のフランジの部位に夫々接合し、夫々接合した第一及び第二のプレートの夫々互いに対向する端部と第一及び第二のプレート間における梁のフランジの部位とを切断又は研削して当該第一及び第二のプレートの夫々の側端面とこれらの側端面に続き連なる梁のフランジの側端面とによって構成される少なくとも一つの切欠き部を形成する。
【０００８】
本発明の柱梁接合構造の製造方法によれば、第一及び第二のプレートの夫々互いに対向する端部と第一及び第二のプレート間における梁のフランジの部位とを切断又は研削して当該第一及び第二のプレートの夫々の側端面とこれらの側端面に続き連なる梁のフランジの側端面とによって構成される少なくとも一つの切欠き部を形成するので、梁のフランジを大きく切り欠く必要をなくして梁の曲げ耐力を有効に利用することができると共に、切欠き部を梁のフランジ幅に対して相対的に深い形状にして応力集中を生じやすくして、地震等による大きな外力が与えられた際に、当該外力に起因して柱梁接合部で延性破断や脆性破壊が生じることを防止することができ、また、当該切欠き部の底部の近傍に第一及び第二のプレートと梁のフランジとを溶接している溶接部を存在させないので、当該切欠き部を構成している梁のフランジの溶接による入熱に基づく梁の劣化を生じさせることをなくし得ると共に溶接部の溶接欠陥に基づく切欠き部の損傷をなくし得、切欠きホール等を設けなくても所望の曲げ耐力を有する切欠き部を構成することができると共に切欠きホール等を設けることによって生じ得る局部座屈をなくし得て、梁の所望の曲げ耐力を維持することができ、更に、第一及び第二のプレートの夫々を小型化することができて、これらの材料費を低減することができる。
【０００９】
本発明の柱梁接合構造は、柱及び梁の柱梁接合部を補強するように当該柱及び梁のフランジの夫々に接合される少なくとも一つの第一のプレートと、第一のプレートよりも柱梁接合部から離れた梁のフランジの部位に接合される少なくとも一つの第二のプレートと、第一及び第二のプレートの夫々の側端面とこれらの側端面に続き連なる梁のフランジの側端面とによって構成される少なくとも一つの切欠き部とを具備している。
【００１０】
本発明の柱梁接合構造によれば、上述の構成を具備しているために、切欠き部を、第一及び第二のプレートの夫々の側端面とこれらの側端面に続き連なる梁のフランジの側端面とによって構成することで、梁のフランジを大きく切り欠く必要をなくして梁の曲げ耐力を有効に利用することができると共に、切欠き部を梁のフランジ幅に対して相対的に深い形状にして応力集中を生じやすくして、地震等による大きな外力が与えられた際に、当該外力に起因して柱梁接合部で延性破断や脆性破壊が生じることを防止することができ、また、当該切欠き部の底部の近傍に第一及び第二のプレートと梁のフランジとを溶接している溶接部を存在させないので、当該切欠き部を構成している梁のフランジの溶接による入熱に基づく梁の劣化を生じさせることをなくし得ると共に溶接部の溶接欠陥に基づく切欠き部の損傷をなくし得、切欠きホール等を設けなくても所望の曲げ耐力を有する切欠き部を構成することができると共に切欠きホール等を設けることによって生じ得る局部座屈をなくし得て、梁の所望の曲げ耐力を維持することができ、更に、第一及び第二のプレートの夫々を小型化することができて、これらの材料費を低減することができる。
【００１１】
尚、本発明の柱梁接合構造の製造方法及び柱梁接合構造では、好ましくは、第一及び第二のプレートが鋼板等の金属材料で構成される。
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。尚、本発明はこれら例に何等限定されず、本発明の趣旨を超えない範囲において、種々の改良並びに設計の変更が行われ得る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１から図５において、本例の柱梁接合構造１は、柱２ａ及び梁２の柱梁接合部２ｂを補強するように当該柱２ａ及び梁２のフランジ３の夫々に接合される一対のプレート９と、一対のプレート９よりも柱梁接合部２ｂから離れた梁２のフランジ３の部位３ａに接合される一対のプレート１０と、プレート９及び１０の夫々の側端面９ａ及び１０ａと側端面９ａ及び１０ａに続き連なる梁２のフランジ３の側端面３ｂ及び３ｃとによって構成される一対の切欠き部７とを具備している。
【００１４】
梁２は、梁ウエブ４と、梁ウエブ４の長手方向に直交する方向における端部４ａに溶接等により一体的に設けられた一対のフランジ３とを具備している。梁２は、本例では、図３から図５に示すように、その断面形状が梁ウエブ４と一対のフランジ３とによって略Ｈ型となるように構成されている。
【００１５】
一対のフランジ３の夫々は、本例では、その長手方向における端部で柱２ａに溶接等により接合されている。梁ウエブ４は、本例では、その長手方向における端部でガセットプレート１１及びボルト１２を介して柱２に接合されている。
【００１６】
プレート９の夫々は、柱２ａと一対のフランジ３の側端面３ｂ及び３ｃの夫々とに溶接等により接合されており、一方のフランジ３の側端面３ｂ及び３ｃに接合されたプレート９の夫々は、当該フランジ３を間にして互いに対向して配されており、他方のフランジ３の側端面３ｂ及び３ｃに接合されたプレート９の夫々は、当該フランジ３を間にして互いに対向して配されている。
【００１７】
プレート１０の夫々は、柱梁接合部２ｂから離れていると共に、フランジ３に所望の切欠き部７の底部７ａを形成することができる程度に柱梁接合部２ｂ及びプレート９から離れた一対のフランジ３の各部位３ａにおける側端面３ｂ及び３ｃの夫々に溶接等により接合されており、一方のフランジ３の側端面３ｂ及び３ｃに接合されたプレート１０の夫々は、当該フランジ３を間にして互いに対向して配されており、他方のフランジの側端面３ｂ及び３ｃに接合されたプレート１０の夫々は、当該フランジ３を間にして互いに対向して配されている。
【００１８】
尚、各プレート９及び１０は、本例では、工場での溶接等により梁２に接合され、各プレート９は、本例では、鉄骨建方時に溶接等により柱２ａに接合される。
【００１９】
切欠き部７は、本例では、その底部７ａがプレート９及び１０間におけるフランジ３の側端面３ｂ及び３ｃの夫々に形成された円弧状の凹曲面によって構成されており、底部７ａに続き連なる側部７ｂがプレート９及び１０の側端面９ａ及び１０ａに夫々形成された曲面によって構成されており、当該円弧状の凹曲面の両端と当該各曲面の一方端とは夫々互いに連接している。切欠き部７は、本例では、略円弧状となるように形成されている。
【００２０】
斯かる切欠き部７は、図６に示すように、梁２に接合されたプレート９及び１０の夫々互いに対向している端部（エンドタブ部）１５の夫々とプレート９及び１０間におけるフランジ３の側端面３ｂ及び３ｃの夫々とが切断工具又は研削工具が用いられる一つの工程で同時的に切断又は研削されることによって形成されるようになっている。ここで、プレート９のエンドタブ部１５は、プレート１０のエンドタブ部１５側に突出しており、プレート１０のエンドタブ部１５は、プレート９のエンドタブ部１５側に突出しており、斯かるエンドタブ部１５を有するプレート９及び１０は、これらが梁２に溶接される所望位置に対して微少に位置ずれを生じたとしても、所望形状の切欠き部７を形成し得る。
【００２１】
地震等による外力が本例の柱梁接合構造１に加えられた場合には、梁２に生じる曲げ応力は、柱梁接合部２ｂ側で大きく生じると共に柱梁接合部２ｂから離れるに従い漸次小さくなるので、柱梁接合部２ｂには、当該柱梁接合部２ｂから離反した位置よりも大きな降伏荷重が加えられるが、本例の柱梁接合構造１では、柱梁接合部２ｂがプレート９の夫々によって補強されている一方、プレート９及び１０とフランジ３とにより切欠き部７が構成されているので、柱梁接合部２ｂにおける耐力を高めると共に、柱梁接合部２ｂで延性破断や脆性破壊が生じ得る程度の大きな外力が加えられたとしても、柱梁接合部２ｂで延性破断や脆性破壊が生じるよりも先に切欠き部７で塑性変形を生じさせて降伏ヒンジが形成されるようになっており、更に、切欠き部７を構成するフランジ３の切欠き量を減少させて、当該フランジ３のフランジ幅を広く残せるので、柱梁接合部２ｂに延性破断や脆性破壊が生じない程度の外力が加えられた際に、切欠き部７で降伏ヒンジが形成されることをなくし得る。
【００２２】
以上の柱梁接合構造１によれば、柱２ａ及び梁２の柱梁接合部２ｂを補強するように当該柱２ａ及び梁２のフランジ３の夫々に接合されるプレート９と、プレート９よりも柱梁接合部２ｂから離れた梁２のフランジ３の部位３ａに接合されるプレート１０と、プレート９及び１０の夫々の側端面９ａ及び１０ａと側端面９ａ及び１０ａに続き連なる梁２のフランジ３の側端面３ｂ及び３ｃとによって構成される切欠き部７とを具備しているために、切欠き部７を、プレート９及び１０の夫々の側端面９ａ及び１０ａと側端面９ａ及び１０ａに続き連なる梁２のフランジ３の側端面３ｂ及び３ｃとによって構成することで、梁２のフランジ３を大きく切り欠く必要をなくして梁２の曲げ耐力を有効に利用することができると共に、切欠き部７を梁２のフランジ幅に対して相対的に深い形状にして応力集中を生じやすくして、地震等による大きな外力が与えられた際に、当該外力に起因して柱梁接合部２ｂで延性破断や脆性破壊が生じることを防止することができ、当該脆性破壊等に基づいて生じ得る鋼構造物の倒壊を未然に防止することができ、また、当該切欠き部７の底部７ａの近傍にプレート９及び１０と梁２のフランジ３の夫々とを溶接している溶接部を存在させないので、当該切欠き部７を構成している梁２のフランジ３の溶接による入熱に基づく梁２の劣化を生じさせることをなくし得ると共に溶接部の溶接欠陥に基づく切欠き部７の損傷をなくし得、切欠きホール等を設けなくても所望の曲げ耐力を有する切欠き部７を構成することができると共に切欠きホール等を設けることによって生じ得る局部座屈をなくし得て、梁２の所望の曲げ耐力を維持することができ、更に、プレート９及び１０の夫々を小型化することができて、これらの材料費を低減することができる。
【００２３】
尚、本例の柱梁接合構造１は、図７に示すように、柱梁接合部２ｂを更に補強すべく、柱２ａと各フランジ３の外側の側面３ｄとに溶接等により夫々接合されるプレート５を更に具備していてもよい。斯かるプレート５を具備することにより柱梁接合部２ｂの曲げ耐力を高めて当該柱梁接合部２ｂにおける延性破断や脆性破壊に先んじて切欠き部７における塑性変形をより確実に生じさせることができる。
【００２４】
また、本例の柱梁接合構造は、略円弧状の切欠き部７に代えて、例えば、Ｖ形状やテーパー形状等の切欠き部を具備していてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、梁のフランジを大きく切り欠く必要をなくして梁の曲げ耐力を有効に利用することができると共に、地震等による外力に起因して柱梁接合部で延性破断や脆性破壊が生じることを防止することができ、梁の所望の曲げ耐力を維持することのできる柱梁接合構造の製造方法及び柱梁接合構造を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の例の説明図である。
【図２】図１に示す例のＩＩ−ＩＩ線矢視説明図である。
【図３】図１に示す例のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面説明図である。
【図４】図１に示す例のＩＶ−ＩＶ線断面説明図である。
【図５】図１に示す例のＶ−Ｖ線断面説明図である。
【図６】図１に示す例の製造方法に関する断面説明図である。
【図７】本発明の実施の形態の他の例の説明図である。
【図８】従来のＲＢＳ工法による柱梁接合構造の例の説明図である。
【図９】図８に示す例の説明図である。
【図１０】従来のＲＢＳ工法による柱梁接合構造の他の例の説明図である。
【図１１】図１０に示す例の断面説明図である。
【符号の説明】
１柱梁接合構造
２梁
２ａ柱
２ｂ柱梁接合部
３フランジ
３ａ部位
３ｂ、３ｃ、９ａ、１０ａ側端面
７、８切欠き部
９、１０プレート

Claims

少なくとも一つの第一のプレートを、柱及び梁の柱梁接合部を補強するように当該柱に接合し且つ梁のフランジに溶接接合すると共に、少なくとも一つの第二のプレートを、第一のプレートよりも柱梁接合部から離れた梁のフランジの部位に溶接接合し、夫々接合した第一及び第二のプレートの夫々互いに対向する端部と第一及び第二のプレート間における梁のフランジの部位とを切断又は研削して当該第一及び第二のプレートの夫々の側端面とこれらの側端面に続き連なる梁のフランジの側端面とによって構成される少なくとも一つの切欠き部を形成する柱梁接合構造の製造方法。
柱及び梁の柱梁接合部を補強するように当該柱に接合され且つ梁のフランジに溶接接合される少なくとも一つの第一のプレートと、第一のプレートよりも柱梁接合部から離れた梁のフランジの部位に溶接接合される少なくとも一つの第二のプレートと、第一及び第二のプレートの夫々の側端面とこれらの側端面に続き連なる梁のフランジの側端面とによって構成される少なくとも一つの切欠き部とを具備しており、切欠き部は、第一及び第二のプレートの夫々互いに対向する端部と第一及び第二のプレート間における梁のフランジの部位とが切断又は研削されることによって形成されている柱梁接合構造。