JP5019796B2 - 梁の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、梁と梁を直角に接合する際の接合構造に関し、特に、接合される梁の上下フランジとウエブとによって構成される空間に嵌合する接合金具を利用することで施工性の向上をはかると共に、気密材を介在させることで気密性を発揮することができる梁の接合構造に関するものである。

鉄骨造の躯体を有する建物では、一般的に躯体を構成する鉄骨梁どうしを直角に接合することが行われている。例えば、一方向に配置された梁（勝ち側の梁）に対し直角方向に配置された梁（負け側の梁）を接合するような場合、勝ち側の梁のウエブに固定される固定片と、負け側の梁のウエブに固定される起立片と、からなるＴ字型或いはＬ字型のジョイント金物を利用することが一般的である（例えば特許文献１参照）。

一方、特許文献１にも記載されるように、負け側の梁に沿って気密面を構成することがある。このような梁の接合部分では、勝ち側の梁の側面に於ける上下フランジとウエブからなる凹状の面とジョイント金物及び負け側の梁の上下フランジとウエブとの間に隙間が形成される。このため、接合端部を気密カバーで囲うと共に、発泡気密シートやアルミテープなどを利用して接合部分を覆うようにして隙間を塞ぐことで気密性を確保している。

特許第３４２２４７７号公報

特許文献１の技術では、気密性を確保し得るものの、接合部分を覆う気密カバーが必須となる。この気密カバーは、出隅部、入隅部、平部等の部位の違いや使用する梁の断面の違い等の納まり条件に応じて多様な形状を持った気密カバーが必要となり、部品の管理や施工の管理が煩雑になる虞がある。

また気密シートやアルミテープを貼る形状が複雑となり、施工が煩雑となる虞がある。特に、施工時期が鉄骨を組んだ後となるので、高所作業となって作業性が悪いという問題がある。この場合、躯体作業と気密作業の２工程作業になり、工期がかかるなどの問題が生じる虞がある。

本発明の目的は、一方の梁に直角に他方の梁を接合するに際の作業性を向上させることができ、また躯体作業中に接合部分の気密性を確保することができる梁の接合構造を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る梁の接合構造は、勝ち側の梁に負け側の梁を直角に接合する梁の接合構造であって、前記勝ち側の梁のウエブと当接して固定されるウエブ固定片と、前記負け側の梁の端部に固定された平板と当接して固定される平板固定片と、前記ウエブ固定片と前記平板固定片との間に介在して前記勝ち側の梁の上フランジおよび下フランジと対向する一対のフランジ対向片と、を有する接合金具と、前記接合金具と前記勝ち側の梁との間に介在するコ字状断面の接合部材と、を備え、前記勝ち側の梁のウエブと前記接合金具のウエブ固定片との間の気密性は、前記勝ち側の梁のウエブと前記接合金具のウエブ固定片とで前記接合部材の垂直片を挟んだ状態でボルトおよびナットで締結することで確保され、前記勝ち側の梁のフランジと前記接合金具のフランジ対向片との間の気密性は、前記接合部材の水平片に接着された弾性を有する気密材が前記勝ち側の梁のフランジと前記接合金具のフランジ対向片とで圧縮されることで確保された、ことを特徴とするものである。

上記梁の接合構造に於いて、前記接合金具の一対のフランジ対向片には、前記平板固定片側から前記ウエブ固定片側にかけて狭くなるように勾配が形成されていることが好ましい。

本発明に係る第１の接合構造では、勝ち側の梁に対して負け側の梁を直角に接合する際の作業を容易にすることができる。即ち、勝ち側の梁のウエブに固定されるウエブ固定片と、負け側の梁の端部に固定した平板に固定される平板固定片を有する接合金具を用意すると共に、負け側の梁の端部に平板を固定しておくことによって、接合金具のウエブ固定片を勝ち側の梁のウエブに固定したとき、平板固定片の位置を勝ち側の梁のフランジ小口と略同じ面内とし、これに負け側の梁の平板を固定することで直角を確保して取り付けることができる。

また第２の接合構造では、接合金具が、ウエブ固定片と平板固定片に加えて、勝ち側の梁に於ける上フランジ、下フランジと対向する対向片を有しており、上下の各フランジと対向片との間に気密材を配置することで、この気密材によって勝ち側の梁の側面と接合金具との間に形成された隙間を閉塞することができる。このため、勝ち側の梁に対し負け側の梁を直角に接合する部位に於ける気密性を確保することができる。

また第３の接合構造では、接合金具を構成する平板固定片が、勝ち側の梁の上フランジ小口、下フランジ小口と対向して近接し得るように構成されているので、平板固定片と各フランジ小口との間に気密材を挟み込むことができる。このため、より確実な気密性を確保することができる。

次に、本発明に係る梁の接合構造の最も好ましい形態について説明する。本発明の梁の接合構造は、建物の鉄骨躯体を構成するＨ形鋼からなる勝ち側の梁にＨ形鋼からなる負け側の梁を直角に接合する際に、ウエブ固定片と平板固定片を有する接合金具を用いることで作業性の向上をはかり、勝ち側の梁を構成する上下のフランジと接合金具を構成する対向片との間に気密材を介在させることで、気密性を確保したものである。

接合金物は、ウエブ固定片と平板固定片を有しており、これらの固定片が平行に配置されている。ウエブ固定片と平板固定片の距離は勝ち側の梁に於けるウエブ面とフランジ小口との距離と略等しいか或いは僅かに大きい寸法を有していることが好ましい。特に、勝ち側の梁と接合金具との間で高い気密性を保持するような場合には、ウエブ固定片と平板固定片とを上フランジ、下フランジに夫々対向する対向片を介して接合し、更に、平板固定片を勝ち側の梁の上下フランジ小口と対向して近接し得るような形状と寸法で構成することが好ましい。

接合金具を介して勝ち側の梁に負け側の梁を直角に接合する際に、接合金具のウエブ固定片と勝ち側の梁のウエブ面との接合面及び、平板固定片と負け側の梁の端部に固定した平板との接合面については、当接（面接合）することで気密を確保している。

接合金具を介して勝ち側の梁に負け側の梁を直角に接合する際に、接合金具のウエブ固定片と勝ち側の梁のウエブ面との間、平板固定片と負け側の梁の端部に固定した平板との間、に気密材を介在させると気密性を確保する上で好ましいが、弾性体を介して接合するのでは剛的な接合を阻害することになる。このため、ウエブ固定片、平板固定片は夫々固定対象となるウエブ、平板に対し隙間なく当接し得ることが好ましい。

上フランジ、下フランジに対向するフランジ対向片は、これらのフランジ対向片と各フランジとの間に気密材を挟み込んで気密性を確保し得るように構成される。このため、各フランジとの間に配置された気密材を確実に挟み込むことが可能なように、フランジ小口側からウエブ面側にかけての勾配を有することが好ましい。

また平板固定片の上下方向の寸法は、勝ち側の梁の上下フランジの対向面間の距離（ウエブの長さと略等しい）と略等しいか僅かに小さい、或いは上下フランジの表面間の距離と略等しいか僅かに小さいことが好ましい。平板固定片がこのような寸法を有することによって、接合金具が勝ち側の梁に於ける上下フランジとウエブとで構成される空間に入り込むか、或いは平板固定片の上下端部が勝ち側の梁に於ける上下フランジ小口と対向し、接合金具を勝ち側の梁のウエブに固定したとき、平板固定片と各フランジ小口との間に形成される間隙に気密材を挟み込むことが可能となる。

気密材の材質は特に限定するものではなく、適度な弾性と可撓性を有し且つ十分な気密性を有するものであれば用いることが可能である。この気密材の形状は特に限定するものではなく、適度な厚さを持ったシート状のものであって良い。シート状の気密材は、勝ち側の梁のフランジの長さ（ウエブから端面までの長さ）よりも長いことが好ましく、フランジの端面にはみ出した部分が、接合金具の平板固定片とフランジ小口との間に挟み込まれることで気密性を確保し得るように形成されることが好ましい。

気密材は、上フランジと接合金具の間、下フランジと接合金具の間に隙間なく配置される。このため、気密材は夫々の間に挟み込まれることが可能なシート片であって良い。しかし、予め極く薄いシート（例えば、軟鋼シートやアルミシート等）を上下フランジ、ウエブの形状に対応させたコ字状に成形しておき、このシートのフランジに対応する片に接着しておくことが好ましい。このような気密部材を用いることで、簡単に取り付けることが可能となり、気密工によることなく、躯体工のみによって気密作業を進行させることが可能となる。

次に、第１実施例に係る接合構造について図を用いて説明する。図１は第１実施例に係る接合構造を説明する展開図である。図２は勝ち側の梁に接合金具を固定した状態を説明する斜視図である。図３は勝ち側の梁に固定した接合金具に負け側の梁を接合する状態を説明する図である。

図に示す接合構造は、勝ち側の梁１（以下「梁１」という）に対し負け側の梁２（以下「梁２」という）を直角に接合するものであり、梁２の端部に固定した平板３を接合金具４に固定すると共に、接合金具４と梁１との間に気密材５を挟み込むことで、気密性をも確保し得るように構成されたものである。

図に示すように、梁１は上フランジ１ａ、ウエブ１ｂ、下フランジ１ｃからなるＨ形鋼として構成されており、ウエブ１ｂの所定位置には複数のボルト穴１ｄが形成されている。また梁２も同様に上フランジ２ａ、ウエブ２ｂ、したフランジ２ｃからなるＨ形鋼として構成されており、長手方向の端部には複数のボルト穴３ａが形成された平板３が溶接等の手段で固定されている。

接合金具４は、梁１のウエブ１ｂに固定されるウエブ固定片４ａと、梁２の平板３に固定される平板固定片４ｂと、を有しており、ウエブ固定片４ａと平板固定片４ｂは互いに平行になるように構成されている。またウエブ固定片４ａと平板固定片４ｂの表面間距離は、梁１に於ける各フランジ１ａ、１ｃのフランジ小口１ｅ、１ｆとウエブ１ｂとの間の寸法に略等しいか、僅かに大きく形成されている。従って、接合金具４のウエブ固定片４ａを梁１のウエブ１ｂに固定したとき、平板固定片４ｂの表面は各フランジ１ａ、１ｃのフランジ小口１ｅ、１ｆを含む面と同一面か或いは突出した位置にある。

ウエブ固定片４ａと平板固定片４ｂは、梁１の上フランジ１ａと対向するフランジ対向片となる対向片４ｃ、梁１の下フランジ１ｂと対向するフランジ対向片となる対向片４ｄを介して接合されている。従って、接合金具４は側面から見たとき図３に示すように略四角形に構成されている。対向片４ｃ、４ｄはこれらの片と各フランジ１ａ、１ｃとの間に気密材５を容易に挟み込むことが可能なように、平板固定片４ｂ側からウエブ固定片４ａ側にかけて狭くなるように勾配が形成されている。

接合金具４の幅寸法（平板固定片４ｂの幅寸法）は梁２の端部に固定した平板３の幅寸法と略等しく設定されており、この寸法は梁２のフランジ寸法と略等しい。また接合金具４の長さ寸法（平板４の長さ寸法）は梁１の上下フランジ１ａ、１ｃの内法寸法よりも小さく設定されており、該接合金具４を梁１に固定する際に容易にウエブ１ｂに固定し得るように構成されている。

またウエブ固定片４ａには梁１のボルト穴１ｄに対向した位置にボルトのねじ部を通すボルト穴４ｅが形成され、平板固定片４ｂにはボルト穴４ｅと同心上にボルトそのものを通過させる穴４ｆが形成されると共に、平板３のボルト穴３ａと対向した位置であってウエブ固定片４ａ側の面に複数のナット４ｇが溶接等の手段で固定されている。

尚、本実施例の接合金具４では、幅方向の略中央に補強片４ｈが配置されており、ウエブ固定片４ａ、平板固定片４ｂ、対向片４ｃ、４ｄの各内面に溶接等の手段で固定されている。

気密材５は弾性と可撓性を持ったシート状に形成され、梁１の各フランジ１ａ、１ｃに対応して設けられている。即ち、気密材５は各フランジ１ａ、１ｃのウエブ１ｂから各フランジ小口１ｅ、１ｆまでの長さよりも若干長い長さを有し、且つ接合金具４のウエブ固定片４ａに形成されたボルト穴４ｅの横方向の間隔寸法よりも僅かに小さい幅寸法を有している。

上記の如き気密材５では、接合金具４の対向片４ｃ、４ｄと梁１の各フランジ１ａ、１ｃの間に挟み込む際に作業性を損なう虞がある。このため、本実施例では、薄い金属シートをコ字状に折り曲げた接合部材６を形成し、この接合部材６の両端部分に夫々気密材５を取り付けて気密部材７を構成している。

接合部材６は、例えば厚さが約１ｍｍ程度の極く薄い軟鋼シートやアルミシートを梁１の各フランジ１ａ、１ｃ及びウエブ１ｂの形状、及び気密材５の厚さ、等の寸法を考慮して溝型に形成されている。そして、溝型の両フランジ部分に気密材５を接着することで、気密部材７が形成されている。

また、接合部材６の溝型部分に於ける両隅部の内側には、弾性を有し且つ気密性を発揮し得るような気密材６ａ（気密材５と同じ材質であっても良い）が接着されており、接合金具４を梁１に固定する際に、ウエブ固定片４ａがウエブ１ｂに圧接したとき、該ウエブ固定片４ａと各対向片４ｃ、４ｄの角部が接触したときに気密性を確保し得るように構成されている。

次に本実施例に係る接合構造を構成する手順について説明する。図１に示すように、既に固定されている梁１に対し梁２を接合すべき位置に、気密部材７と接合部材金具４を配置する。先ず、気密部材７の接合部材６に形成されたボルト挿通穴を梁１のウエブ１ｂに形成されたボルト穴１ｄに略一致させてウエブ１ｂに沿わせる。次いで、接合金具４をウエブ固定片４ａを梁１のウエブ１ｂに対向させて接近させ、平板固定片４ｂに形成した穴４ｆからボルト８ａを通してねじ部をボルト穴４ｅ、１ｄに挿通し、ナット８ｂを締結することで、該接合金具４を梁１に固定する。

接合金具４を梁１のウエブ１ｂに固定する過程で、気密部材７の気密材５は夫々対向片４ｃ、４ｄと上フランジ１ａ、下フランジ１ｃの間に挟まれて圧縮し、これにより、高い気密性を発揮することが可能である。特に、接合金具４の対向片４ｃ、４ｄが勾配を有することから、気密材５にしわを生じさせたり、破断させることがなく、確実に且つ容易に気密性を確保することが可能である。

次に、梁２の端部に固定した平板３を梁１のウエブ１ｂと平行になるようにしながら接合金具４に接近させ、平板３を接合金具４の平板固定片４ｂに対向させてボルト８ａをボルト穴３ａに挿通してナット４ｇに締結することで、梁２を梁１に直角に接合することが可能である。

上記接合構造に於いて、接合金具４のウエブ固定片４ａと梁１のウエブ１ｂとの間には気密部材７を構成する接合部材６が介在することになるが、この接合部材６の厚さが１ｍｍ程度と薄く、且つ鋼材であるため、ウエブ固定片４ａとウエブ１ｂとの隙間でなじみ気密性を損なうことがない。同様に平板固定片４ｂと梁２の端部に固定した平板３は直接面で接触して固定されるため、気密性を損なうことがない。

また、接合金具４が、平板状の平板固定片４ｂにウエブ固定片４ａと対向片４ｃ、４ｄを連続して成形した溝型の部材を溶接して構成したものである場合、ウエブ固定片４ａと対向片４ｃ、４ｄとの接合部位が曲面状に形成される。接合金具４がこのような形状を有する場合であっても、気密部材７に於ける角部に弾性を持った気密材６ａが設けられているため、この気密材６ａによって気密性を確保することが可能である。

次に、第２実施例に係る接合構造について説明する。図４は第２実施例の接合構造を説明する図である。尚、本実施例は接合金具の形状と気密材の長さ以外は前述の第１実施例と実質的に同じため、図４のみで説明する。

接合金具１０は、ウエブ固定片１０ａと平板固定片１０ｂを有し、これらの各片の間に対向片１０ｃ、１０ｄが形成されている。平板固定片１０ｂの長さは梁１の上フランジ１ａの表面と下フランジ１ｃの表面との間に寸法に略等しく形成されている。また、ウエブ固定片１０ａと平板固定片１０ｂとの間隔は、ウエブ固定片１０ａを梁１のウエブ１ｂに固定したとき、各フランジ１ａ、１ｃのフランジ小口１ｅ、１ｆと平板固定片１０ｂとの間に気密材５を挟み込んで圧縮するのに十分な間隙１１を形成し得るような寸法に設定されている。

また気密材５は、長さが梁１の各フランジ１ａ、１ｃのウエブ１ｂからの寸法に、各フランジ１ａ、１ｃのフランジ小口１ｅ、１ｆの寸法（各フランジ１ａ、１ｃの厚さ）を加えた寸法に設定されている。

上記の如く形成された接合金具１０と気密材５を用いた接合構造では、気密部材７を梁１の上フランジ１ａ、ウエブ１ｂ、下フランジ１ｃに沿わせたとき、気密材５は端部が各フランジ１ａ、１ｃからはみ出すことになる。そして、接合金具１０のウエブ固定片１０ａを梁１のウエブ１ｂに固定する過程で、気密材５は接合金具４の対向片４ｃ、４ｄと各フランジ１ａ、１ｃとの間に挟まれて気密性を発揮すると共に、各フランジ１ａ、１ｃからはみだした気材５は平板固定片１０ｂの梁１側の面とフランジ小口１ｅ、１ｆとの間に挟み込まれて圧縮し、気密性を発揮することが可能である。

次いで、梁１に固定された接合金具１０の平板固定片１０ｂに梁２の平板３を接合することで、該梁２を梁１に対し直角に接合すると共に気密性を確保することが可能である。

尚、本実施例では、接合金具１０の平板固定片１０ｂに梁２の平板３を接合するに際し、該接合金具１０にはナットを固定しておくことなく、ボルト８ａ、ナット８ｂを利用して固定している。このように、予め接合金具４にナット４ｇを固定しておくか、接合金具１０にナットを固定しないか、は全く限定するものではなく、梁１，２の寸法等の条件に応じて適宜設定することが好ましい。

本発明の接合構造では、接合金具４，１０を利用して梁１に対し梁１を直角に接合することが可能であり、出隅部、入隅部、平部に於ける梁の直角接合の際に利用して有利である。

第１実施例に係る接合構造を説明する展開図である。 勝ち側の梁に接合金具を固定した状態を説明する斜視図である。 勝ち側の梁に固定した接合金具に負け側の梁を接合する状態を説明する図である。 第２実施例の接合構造を説明する図である。

１ 梁（勝ち側の梁）
２ 梁（負け側の梁）
１ａ、２ａ 上フランジ
１ｂ、２ｂ ウエブ
１ｃ、２ｃ 下フランジ
１ｄ ボルト穴
１ｅ、１ｆ フランジ小口
３ 平板
３ａ ボルト穴
４ 接合金具
４ａ ウエブ固定片
４ｂ 平板固定片
４ｃ、４ｄ 対向片
４ｅ ボルト穴
４ｆ 穴
４ｇ ナット
４ｈ 補強片
５ 気密材
６ 接合部材
６ａ 気密材
７ 気密部材
８ａ ボルト
８ｂ ナット
１０ 接合金具
１０ａ ウエブ固定片
１０ｂ 平板固定片
１０ｃ、１０ｄ 対向片

Claims (2)

1. 勝ち側の梁に負け側の梁を直角に接合する梁の接合構造であって、
   前記勝ち側の梁のウエブと当接して固定されるウエブ固定片と、前記負け側の梁の端部に固定された平板と当接して固定される平板固定片と、前記ウエブ固定片と前記平板固定片との間に介在して前記勝ち側の梁の上フランジおよび下フランジと対向する一対のフランジ対向片と、を有する接合金具と、
   前記接合金具と前記勝ち側の梁との間に介在するコ字状断面の接合部材と、を備え、
   前記勝ち側の梁のウエブと前記接合金具のウエブ固定片との間の気密性は、前記勝ち側の梁のウエブと前記接合金具のウエブ固定片とで前記接合部材の垂直片を挟んだ状態でボルトおよびナットで締結することで確保され、
   前記勝ち側の梁のフランジと前記接合金具のフランジ対向片との間の気密性は、前記接合部材の水平片に接着された弾性を有する気密材が前記勝ち側の梁のフランジと前記接合金具のフランジ対向片とで圧縮されることで確保された、ことを特徴とする梁の接合構造。
2. 前記接合金具の一対のフランジ対向片には、前記平板固定片側から前記ウエブ固定片側にかけて狭くなるように勾配が形成されていることを特徴とする請求項１に記載した梁の接合構造。

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