JP4830647B2

JP4830647B2 - 柱梁接合構造

Info

Publication number: JP4830647B2
Application number: JP2006160917A
Authority: JP
Inventors: 是友高橋
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2026-06-09
Also published as: JP2007327296A

Description

本発明は、鉄骨ラーメン軸組架構における柱と梁との接合構造に関し、より詳細には、直交する２本の梁同士の接合部に柱を接合する柱梁接合構造に関する。

本出願人は、特許文献１において、柱に対し梁が優先して連続するように柱と梁とを剛接合することにより、各階層における柱配置の自由度を高めた、いわゆる梁勝ちラーメン軸組構法を提案している。

また、特許文献２においては、上記梁勝ちラーメン軸組の柱をＨ形鋼とし、その強軸方向を梁の長手方向と平行になるように梁に剛接合することにより、梁の長手方向にのみ抵抗力を備えた一方向ラーメンフレームとなし、この一方向ラーメンフレームを組み合わせて軸組躯体を構成する構法を提案している。

さらに、特許文献３においては、上記一方向ラーメンフレームの柱梁接合部におけるパネルゾーン（柱と梁との交差領域）の剛性を強化する技術として、Ｈ形鋼からなる梁のウェブ側面に略溝形のパネルゾーン補剛ユニットを取り付ける構造を提案している。
特開平３−２２８９３７号公報特開平３−２３３０３９号公報特開２００５−３２０７４５号公報

上記特許文献１、２記載の梁勝ちラーメン軸組構法によれば、図５に示すように、桁行方向（Ｙ方向）の梁１の側面に梁間方向（Ｘ方向）の梁２を突き付けて平面視Ｌ字形またはＴ字形に接合する梁同士の接合部（図中の丸囲み部分）において、梁間方向のラーメンフレームを支持する柱９が、桁行方向のラーメンフレームよりも内側に配置されることになる。そのため、梁間方向のラーメンフレームに設けることのできる開口幅Ｗ１が狭くなってしまう。

開口幅Ｗ１を拡げるには、図４に示すように、梁間方向のラーメンフレームを支持する柱３を、桁行方向の梁１に跨がって配置することができればよい。しかし、桁行方向の梁１と梁間方向の梁２とに跨がって柱３を接合しようとした場合には、２本の梁１、２と柱３との交差領域が構造的に明快なパネルゾーンとなるような補剛構造が必要になる。しかし、当該交差領域への複雑な応力集中に対する合理的な補剛構造は、本出願人が調査した限りでは未だ提案されておらず、かかる事情から、２本の梁１、２の接合部に跨がって柱３を接合するような構造は、これまで敬遠されてきた。

本発明は、上記のように直交する２本の梁と柱との交差領域にも、特許文献３に提案されたパネルゾーン補剛ユニットを応用できることを見出してなされたものである。すなわち、本願発明の目的は、梁の直交接合部に跨がって柱を接合したとき、当該梁と柱の交差領域を合理的に補強することができ、かつ施工性にも優れた柱梁接合構造を提案することにある。

上記した目的を達成するため、本発明の第一の構成にかかる柱梁接合構造は、Ｈ形鋼からなる柱と梁とが梁勝ちに剛接合されるラーメン軸組において、桁行方向の梁の側面に、該梁と同断面を有する梁間方向の梁の端面を突き合わせ、桁行方向の梁のウェブ側部に設けたスチフナと梁間方向の梁のウェブとを同一面に揃えて、上下２枚の水平補剛プレートとそれらを結合する１枚の垂直補剛プレートとが一体に形成されてなる略溝形のパネルゾーン補剛ユニットを、上記スチフナ及び梁間方向の梁のウェブの両側面に添設し、該スチフナ及びウェブと垂直補剛プレートとを高力ボルト接合するとともに、端面にエンドプレートが固着されてなる柱を上記直交する２本の梁の接合部に跨がるように配置し、該柱の一方のフランジを上記桁行方向の梁のウェブと同一面に揃え、該柱のウェブを上記梁間方向の梁のウェブと同一面に揃えて、上記２本の梁のフランジと、その内側面に添設した水平補剛プレートと、柱のエンドプレートとを高力ボルト接合することにより、直交する２本の梁と柱とを一体的に接合したことを特徴とする。

また、本発明の第二の構成にかかる柱梁接合構造は、Ｈ形鋼からなる柱と梁とが梁勝ちに剛接合されるラーメン軸組において、桁行方向の梁の側面に、該梁と同断面を有する梁間方向の梁の端面を突き合わせ、桁行方向の梁のウェブ側部に設けたスチフナと梁間方向の梁のウェブとを同一面に揃えて、該スチフナ及びウェブと、その両側面に添設した垂直補剛プレートとを高力ボルト接合するとともに、端面にエンドプレートが固着されてなる柱を上記直交する２本の梁の接合部に跨がるように配置し、該柱の一方のフランジを上記桁行方向の梁のウェブと同一面に揃え、該柱のウェブを上記梁間方向の梁のウェブと同一面に揃えて、上記２本の梁のフランジと、その内側面に添設した水平補剛プレートと、柱のエンドプレートとを高力ボルト接合することにより、直交する２本の梁と柱とを一体的に接合したことを特徴とする。

さらに、本発明は、上記第一及び第二の構成にかかる柱梁接合構造において、梁間方向の梁のウェブ側部には、柱の他方のフランジと同一面をなす位置にスチフナが設けられたことを特徴とする。

上述のように構成される本発明の柱梁接合構造によれば、直交する２本の梁と、該梁同士の接合部に跨がって配置される柱との交差領域が補強されて、該交差領域が構造的にも明快なパネルゾーンを構成する。これにより、ラーメン軸組の剛性が増し、柱配置の自由度が高まる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は本発明の実施形態にかかる柱梁接合部の分解斜視図、図２は該柱梁接合部を桁行方向から見た一部断面・側面図である。

例示の柱梁接合部は、桁行方向（Ｙ方向）の梁１の側面に梁間方向（Ｘ方向）の梁２の端面が突き付けられて平面視Ｔ字状に接合され、それら２本の梁１、２の接合部に跨がって、上下の柱３、４が接合される。梁１、２及び柱３、４はいずれもＨ形鋼からなる部材である。桁行方向の梁１と梁間方向の梁２とは同一の断面寸法を有している。柱３、４のフランジ３２・３３、４２・４３の幅は、梁１、２のフランジ１２、２２の幅とほぼ等しい。柱３、４の端面にはエンドプレート３４、４４がそれぞれ溶接されている。エンドプレート３４、４４の幅は梁１、２のフランジ１２、２２の幅とほぼ等しい。

桁行方向の梁１のウェブ１１の両側部には、予めスチフナ１３が溶接されている。梁間方向の梁２は、その上下のフランジ２２、２２を桁行方向の梁１の上下のフランジ１２、１２と揃え、かつ、そのウェブ２１を上記スチフナ１３と同一面に揃えるように配置される。桁行方向の梁１のフランジ１２及びスチフナ１３と、梁間方向の梁２のフランジ２２及びウェブ２１には、予め複数個ずつのボルト挿通孔（符号省略）がそれぞれ形成されている。また、梁間方向の梁２のウェブ２１の両側部にも、予めスチフナ２３が溶接されている。

桁行方向の梁１に設けられたスチフナ１３と梁間方向の梁２のウェブ２１との突き合わせ箇所には、その両側からパネルゾーン補剛ユニット５が添設される。パネルゾーン補剛ユニット５は、上下２枚の水平補剛プレート５２と、それらを結合する１枚の垂直補剛プレート５１とが一体的に形成された略溝形の部材で、溝内には２本程度の補強リブ５４が縦方向に取り付けられている。パネルゾーン補剛ユニット５の高さは梁１、２の上下フランジ１２・１２、２２・２２間に納まる寸法に形成され、水平補剛プレート５２及び垂直補剛プレート５１には、それぞれ複数個ずつのボルト挿通孔（符号省略）が形成されている。そして、垂直補剛プレート５１が、桁行方向の梁１のスチフナ１３及び梁間方向の梁２のウェブ２１に跨がるようにしてそれらの両側に重ねられ、互いに合致するように形成されたボルト挿通孔に高力ボルト６を挿通して共締めすることにより、桁行方向の梁１と梁間方向の梁２とがパネルゾーン補剛ユニット５を介して接合される。

柱３、４は、上記のようにして接合された２本の梁１、２の接合部に跨がって接合される。柱３、４の強軸方向（ウェブ３１、４１の向き）は梁間方向に向けられ、柱３、４のそれぞれ一方（梁間方向のスパンに対する外側）のフランジ３２、４２が桁行方向の梁１のウェブ１１と同一面をなすようにして、エンドプレート３４、４４がそれぞれ梁１のフランジ１２、１２の上下に重ねられる。エンドプレート３４、４４にも、梁１、２のフランジ１２、２２に形成されたボルト挿通孔と合致する複数個のボルト挿通孔（符号省略）が形成されており、エンドプレート３４、４４と、梁１、２のフランジ１２、２２と、パネルゾーン補剛ユニット５の水平補剛プレート５２とが重ねられた状態で、高力ボルト７により共締めされる。なお、上述した梁間方向の梁２に溶接されるスチフナ２３は、この接合状態において柱３、４の他方のフランジ３３と同一面をなす位置に取り付けられている。

こうして、直交する２本の梁１、２がパネルゾーン補剛ユニット５の水平補剛プレート５２及び垂直補剛プレート５１をそれぞれ添え板として一体的に接合されるとともに、２本の梁１、２と柱３、４との交差領域が、パネルゾーン補剛ユニット５によって補強されたボックス状のパネルゾーンを構成し、簡素にして合理的な剛接合構造が得られる。この柱梁接合構造によると、従来では梁間方向の梁２の端部近傍に接合せざるを得なかった柱９（図５参照）を、桁行方向の梁１に跨がるように接合することが可能になるので、図４に示すように、梁間方向のラーメンフレームに設けることのできる開口幅Ｗ２を大きくすることができる。この柱梁接合構造は、鋼材の溶接を要する箇所も簡素であり、重ね合わせた部材を高力ボルト締結するだけで、特殊な処理や特別な困難を伴わずに施工することができるので、施工性にも優れている。

なお、上記実施形態では下層階の柱４と上層階の柱３とが平面的に同位置に配置されているが、本発明は、下層階の柱４及び上層階の柱３のうちいずれか一方を梁間方向にずらして配置する場合にも適用可能である。

また、本発明の他の実施形態としては、上記したような一体型のパネルゾーン補剛ユニット５を利用せず、図３に示すように、別体に形成された水平補剛プレート５２及び垂直補剛プレート５１を介して、梁１、２のフランジ１２、２２同士、及びスチフナ１３とウェブ２１とをそれぞれ高力ボルト接合することもできる。

本発明の実施形態にかかる柱梁接合部の分解斜視図である。図１の柱梁接合部を桁行方向から見た一部断面・側面図である。本発明の他の実施形態にかかる柱梁接合部を桁行方向から見た一部断面・側面図である。本発明を採用した鉄骨ラーメン軸組構法における柱配置の説明図である。従来の鉄骨ラーメン軸組構法における柱配置の説明図である。

符号の説明

１桁行方向の梁
１１ウェブ
１２フランジ
１３スチフナ
２梁間方向の梁
２１ウェブ
２２フランジ
３３スチフナ
３柱
３１ウェブ
３２一方のフランジ
３３他方のフランジ
３４エンドプレート
４柱
４１ウェブ
４２一方のフランジ
４３他方のフランジ
４４エンドプレート
５パネルゾーン補剛ユニット
５１垂直補剛プレート
５２水平補剛プレート
６高力ボルト
７高力ボルト

Claims

Ｈ形鋼からなる柱と梁とが梁勝ちに剛接合されるラーメン軸組において、
桁行方向の梁の側面に、該梁と同断面を有する梁間方向の梁の端面を突き合わせ、桁行方向の梁のウェブ側部に設けたスチフナと梁間方向の梁のウェブとを同一面に揃えて、
上下２枚の水平補剛プレートとそれらを結合する１枚の垂直補剛プレートとが一体に形成されてなる略溝形のパネルゾーン補剛ユニットを、上記スチフナ及び梁間方向の梁のウェブの両側面に添設し、該スチフナ及びウェブと垂直補剛プレートとを高力ボルト接合するとともに、
端面にエンドプレートが固着されてなる柱を上記直交する２本の梁の接合部に跨がるように配置し、該柱の一方のフランジを上記桁行方向の梁のウェブと同一面に揃え、該柱のウェブを上記梁間方向の梁のウェブと同一面に揃えて、上記２本の梁のフランジと、その内側面に添設した水平補剛プレートと、柱のエンドプレートとを高力ボルト接合することにより、直交する２本の梁と柱とを一体的に接合したことを特徴とする柱梁接合構造。
Ｈ形鋼からなる柱と梁とが梁勝ちに剛接合されるラーメン軸組において、
桁行方向の梁の側面に、該梁と同断面を有する梁間方向の梁の端面を突き合わせ、桁行方向の梁のウェブ側部に設けたスチフナと梁間方向の梁のウェブとを同一面に揃えて、該スチフナ及びウェブと、その両側面に添設した垂直補剛プレートとを高力ボルト接合するとともに、
端面にエンドプレートが固着されてなる柱を上記直交する２本の梁の接合部に跨がるように配置し、該柱の一方のフランジを上記桁行方向の梁のウェブと同一面に揃え、該柱のウェブを上記梁間方向の梁のウェブと同一面に揃えて、上記２本の梁のフランジと、その内側面に添設した水平補剛プレートと、柱のエンドプレートとを高力ボルト接合することにより、直交する２本の梁と柱とを一体的に接合したことを特徴とする柱梁接合構造。
請求項１又は２に記載の柱梁接合構造において、
梁間方向の梁のウェブ側部には、柱の他方のフランジと同一面をなす位置にスチフナが設けられたことを特徴とする柱梁接合構造。