JP5037596B2 - 柱の接合用部材、柱の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管柱を用いた構造物の柱の接合部に用いられる柱の接合用部材およびこれを用いた柱の接合構造に関するものである。

従来、鋼管柱を用いた構造物において、上下方向に柱を接合する部位がある。このような柱の接合部においては、上下に接合する柱の外径が異なる場合がある。たとえば、下方の柱に対して、上方の柱の外径が小さい場合である。このような場合には、接合する柱の間に、テーパ形状の接合部材を用いる方法がある。

しかし、このようなテーパ状部材は、その製造が困難である。また、テーパ状部材とこれと接合される上下の水平面とは斜めに接触するため、テーパ状部材と水平面との接合部に設けられる板状部材である裏当て金の端面と水平面とが面接触ではなく、線接触となる。このため、この部位での溶接が困難であり、溶接不良の原因ともなる。したがって、外径の異なるより簡易な柱の接合構造が検討されている。

このような柱の接合構造としては、例えば、少なくとも一側面をテーパ形状とする枠状コラム部の上下にダイアフラムを接合し、ダイアフラムの側面と面一となるように枠状コラムのテーパ形状と対応するリブがもうけられた接続コラムがある（特許文献１）。

また、上下面に柱との接合部を有し、柱と接合される部位の中央に台形断面形状となる貫通孔等を有する接合部用金物がある（特許文献２）。

実用新案第３０５３４８０号公報 実公平７−５１５２４号公報

しかし、特許文献１の接続コラムは、梁との接合部は垂直になるが、テーパ形状の側面を有するため、その製造が困難であり、また、前述のように、テーパ形状の側面の上下の端面と、上下の水平面との接合も困難である。

また、特許文献２に記載の接合部用金物は、テーパ形状側面を有するものではなく、製造は簡易であるが、上下の柱の位置関係のバリエーションを考慮した場合、最適な形状とは言えない。

例えば、上下に接合される柱は、必ずしも同一軸心上に設置されるわけではない。したがって、接続部材に貫通孔等を形成する場合、大きな孔を形成すると、柱との接合部がなくなる恐れがある。一方で、このような孔をなくすと、接続部材は必要以上の強度を有し、重量増およびコスト増となる。しかしながら、柱の接合位置ごとに別の接合部材を用いたのでは、部材の管理や設置ミス等の原因等なり望ましくない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、上下の柱の径が異なる場合において、柱の接合に用いられ、製造が容易で、かつ、作業性に優れ、柱の設置位置によらず一種類の部材で対応可能な柱の接合用部材およびこれを用いた柱の接合構造を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、柱の接合用部材であって、両面が柱と接合可能な平板状の本体部と、前記本体部を貫通する孔と、前記孔の周囲を囲むように前記本体部の一方の面に設けられる凸部と、を具備し、環状の前記凸部の外周に対する中心位置は、前記本体部の中心位置と略一致し、前記孔の中心位置は、前記本体部の中心位置から偏心していることを特徴とする柱の接合用部材である。

前記孔の、前記本体部の一方の側に対する偏心距離と、前記一方の側と直交する他方の側への偏心距離とが略同一であることが望ましい。

前記本体部は矩形であり、前記孔は前記本体部の辺と平行な辺を有する略八角形であることが望ましく、この場合、矩形環状の前記凸部に対し、前記孔が最も前記凸部の角部外周に近くなる位置における前記凸部の角部の前記本体部からの高さが、前記凸部の他の３か所の角部の高さよりも低いことが望ましい。

前記本体部の、前記凸部が設けられる面と反対側の面には、前記孔の周囲に柱接合部が形成され、前記柱接合部の中心位置は前記孔の中心位置と略一致し、前記柱接合部は前記本体部に対して前記孔と同様の方向に偏心していてもよく、この場合、前記柱接合部は矩形であり、前記柱接合部が設けられた側の前記本体部の面における前記柱接合部以外の部位に対して、前記柱接合部が凸形状または凹形状であることが望ましい。

第１の発明によれば、一方の面において孔の周囲に凸部が形成されるため、両面に柱を接合した際に、極めて高い強度を有する。特に、孔の中心が接続用部材の中心から偏心しているため、上下に径違いの柱を接合することができ、また、柱の位置が中心からずれた場合でも、柱との接合部が確保され、かつ、孔を有するため、軽量で低コストである柱の接合部材を得ることができる。

また、孔の本体部に対する偏心距離は、一の方向とこれと直交する他の方向（例えば、矩形の平板状部材であれば、各辺に平行なそれぞれの方向）それぞれに対して同一であるため、上下の柱の接合位置のずれが一方向である場合も、二方向である場合にも適用可能である。

また、孔の形状は、本体部の各辺と平行な辺を有する八角形とすれば、水平方向に接合する梁に対する強度と、軽量化のバランスが特に高い。特に、孔の周囲の矩形形状の凸部において、偏心している孔と最も近くなる位置の角部は、例えば上側の柱の位置がずれている場合でも下側の柱によって力を受けることができるため、凸部の高さを低くすることができる。このため、軽量であり、コストに対しても有利である。一方、上側の柱の位置がずれた場合により応力を受ける他の角部においては、凸部高さを高くすることで必要な強度を得ることができる。

また、凸部の設けられる側とは反対側の面には、孔の周囲に柱接合部が形成され、柱接合部が孔と同様に本体部に対して偏心しているため、柱接合部側の柱の接合位置を凸部側の柱の接合位置（本体部の中央）に対して偏心させても、常に柱が柱接合部上に位置する。このため、柱接合用部材の向きを間違えることがない。特に、柱接合部が面に対して凸または凹であれば、確実に柱接合用部材の向きを確認することができる。

第２の発明は、第１の発明にかかる柱の接合部材を用い、第１の接合用部材の下面には中空の第１の柱が接合され、前記第１の接合用部材の上面には、前記第１の柱よりも外径の小さな中空の第２の柱が接合され、前記接合用部材の本体部に対し、前記第２の柱の中心が前記第１の柱の中心と一致する場合に、前記第２の柱の中空部に該当する第１の領域が形成され、前記第２の柱を前記第１の柱に対して一方の側に偏心させ、前記第２の柱の当該一方の側の外側面の位置を、前記第１の柱の対応する外側面の位置と一致させた場合に、前記第２の柱の中空部に該当する第２の領域が形成され、前記第２の柱を前記第１の柱に対して一方の側に偏心させ、前記第２の柱の当該一方の側の外側面の位置を、前記第１の柱の対応する外側面の位置と一致させ、かつ、一方の側と直交する他方の側に前記第２の柱を前記第１の柱に対して偏心させ、前記第２の柱の当該他方の側の外側面の位置を、前記第１の柱の対応する外側面の位置と一致させた場合に、前記第２の柱の中空部に該当する第３の領域が形成され、前記第１から第３の領域の共通する部位に前記凸部および前記孔が形成されることを特徴とする柱の接合構造である。

第２の発明によれば、下方の柱を接合部材の中心に接合し、上方に下方の柱よりも外径の小さな柱を接合した場合において、孔および凸部の位置が、上下の柱の中心が一致する場合における上方の柱の内部（中空部）と、上方の柱を下方の柱の一方の側面と一致させて偏心させた際の上方の柱の内部（中空部）と、上方の柱を下方の柱の角（２方向の側面）と一致させて偏心させた際の上方の柱の内部（中空部）との共通する範囲に設けられるため、上記いずれの設置位置であっても、上方の柱が孔にかかることがなく、十分な強度を得ることができる。したがって、確実に柱と接合することができる。

本発明によれば、上下の柱の径が異なる場合において、柱の接合に用いられ、製造が容易でかつ、作業性に優れ、柱の設置位置によらず一種類の部材で対応可能な柱の接合用部材およびこれを用いた柱の接合構造を提供することができる。

接合部材３を用いた、柱の接合構造１を示す斜視図。 柱の接合構造１を示す立面図であり、図１のＡ−Ａ線断面図。 接合部材３を示す斜視図。 接合部材３を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）底面図。 構造体２５の柱の配置を示す模式図。 接合部材３に対する柱５ｃの配置を示す図。 接合部材３に対する柱５ｃの配置と孔１３との位置関係を示す図。 接合部材４０を示す斜視図。 接合部材４０を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図。 接合部材４０を示す図であり、（ａ）は図１０（ｂ）のＨ−Ｈ線断面図、（ｂ）は図１０（ｂ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）は図１０（ｃ）のＪ−Ｊ線断面図。 接合部材５０を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。 接合部材５０に対する柱５ｃの配置と孔１３との位置関係を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。

以下、本発明の実施の形態にかかる柱の接合構造１について説明する。図１は、柱の接合構造１を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。柱の接合構造１は、下方から柱５ａ、５ｂ、５ｃが鉛直方向に配置され、それぞれの柱間には柱の接合用部材である接合部材３ａ、３が設けられる。下方の接合部材３ａの下面１７には柱５ａの上端が接合され、上面１１には柱５ｂの下端が接合される。また、柱５ｂの上端は上方の接合部材３の下面１７と接合される。さらに上方の接合部材３の上面１１には柱５ｃの下端が接合される。なお、接合部材３ａは、通常の平板形状の接合部材でよい。また、接合部材３ａに代えて、柱５ａ、５ｂ間の接合にも、接合部材３を用いてもよい。

柱５ａ、５ｂは同一外径の中空の角型鋼管である。柱５ｃは、柱５ａ、５ｂよりも外径の小さな中空の角型鋼管である。接合部材３は、柱５ｂの外径よりもわずかに大きな外径の、矩形形状の平板状部材である。なお、接合部材３は例えば鋼製であり、概ね３００〜１０００ｍｍ角程度の大きさであるが、接合される柱の外径により任意に設定することができる。

接合部材３、３ａで挟まれた範囲の柱５ｂには、水平方向に梁７が接合される。したがって、梁７のフランジ部の端部は、接合部材３、３ａの側面に接合され、梁７のウェブ部の端部が柱５ｂの側面と接合される。すなわち、上下の接合部材３、３ａの設置間隔（柱５ｂの長さ）は、梁７の高さとほぼ一致する。なお、梁７のウェブ部の上下端部（フランジ部近傍）は、接合部材３、３ａとの干渉を避けるため、切欠きが設けられる。

次に、接合部材３について詳細を説明する。図３は接合部材３を示す裏面斜視図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は底面図である。接合部材３の上面１１および下面１７は、柱５ａ、５ｂ、５ｃとの接合部となる。接合部材３の本体部には、本体部を貫通する孔１３が形成される。すなわち、接合部材３は矩形の環状部材である。

接合部材３の下面１７側には、孔１３の周囲に凸部１５が形成される。凸部１５は矩形形状であり、凸部１５の外周に対する中心位置は、接合部材３の本体部の中心位置と略一致する。すなわち、凸部１５は、孔１３の周囲に環状に形成される。なお、凸部１５の形状は、接合する柱５ａ、５ｂ等の外形に応じて変更される。例えば、丸型断面の柱であれば、これに応じた円形の凸部１５としてもよい。

矩形形状の凸部１５の角部は、角部同士を接続する部位（辺に該当する部位）に対してやや厚みが厚い。すなわち、凸角部１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、凸部１５の他の部位と比較して、下面１７に対する高さが高い。孔１３は八角形であり、４辺が矩形の接続部材３の各辺とそれぞれ平行であり、残りの４辺が接続部材３の各辺に対してそれぞれ略４５度の角度で形成される。なお、孔１３および凸部１５の形状や配置等は、これに限られず、本発明の効果を得られる範囲で任意に設定できる。たとえば、孔１３の形状を八角形以外の形状としてもよく、また、孔１３の各辺と接続部材３の各辺とが平行でなくてもよい。

なお、下方に柱が接合される部位は、下面１７において凸部１５以外の部位である。また、上方に柱が接合される部位は、上面１１において孔１３以外の部位である。また、図２にも示したように、凸部１５は、下面に接合される柱５ｂ（５ａ）の中空部よりも小さいため、柱と接合した状態では、凸部１５は柱５ｂ（５ａ）の中空部に収まる。

次に、孔１３の位置について説明する。図４（ｂ）において、線Ｄ、Ｅは、接合部材３（凸部１５）の各辺に平行な中心線を示す。図４（ｂ）の線Ｆ、Ｇは、線Ｄ、Ｅとそれぞれ平行な孔１３の中心線である。図４（ｂ）に示すように、孔１３の中心位置は、接合部材３の中心（すなわち凸部１５の外周に対する中心位置）から偏心した位置に形成される。

孔１３は、接合部材３の一方の方向（接合部材３の辺に平行な方向であり、例えば図中右側）に偏心量２１ａだけずれて形成される。同様に、当該偏心方向と垂直な方向（例えば図中上方）に偏心量２１ｂだけずれて形成される。偏心量２１ａと偏心量２１ｂとは略同じ偏心量（偏心距離）となる。なお、偏心して形成された孔１３の形成範囲は、接合部材３の底面から見た際に、凸部１５の形成範囲から水平方向にはみ出すことがなく、孔１３は凸部１５内に収まる位置に形成される。

図４（ｂ）に示すように、孔１３は、本体部と同様に凸部１５に対しても偏心しているため、凸部１５の幅は、孔１３の各辺で異なる。なお、孔１３が偏心して凸部１５の角方向に最も近くなる角部（図中右上方向）を凸角部１５ａとし、逆に、最も遠ざかる側の角部（図中左下方向）を凸角部１５ｂとし、他の二つの角部を凸角部１５ｃとする。

次に、接続部材３を使用する構造体２５について説明する。図５は、構造体２５を示す平面模式図であり、周囲を外壁２７で覆われ、所定間隔で柱５ｂ（５ａ）が設置される。柱５ｂ（５ａ）同士は梁７によって接続されている。なお、図５においては簡単のため接続部材３等は図示を省略する。下方に設置された柱５ｂ（５ａ）上には、柱５ｂ（５ａ）よりも外径の小さな柱５ｃが設置される。

ここで、４方向に梁７が接合される部位の柱を中柱２９と称する。また、一方の側に外壁２７が形成される部位の柱を側柱３１と称する。また、構造体２５の隅に形成され、２方向に外壁２７が形成される部位の柱を隅柱３３と称する。

中柱２９は、水平方向の縦横両方に梁７が接合されており、柱５ｂ（５ａ）に対して、柱５ｃは同心に配置される。すなわち、下方の柱５ｂ（５ａ）の中心と、より外径の小さな柱５ｃの中心位置が一致する。

これに対し、側柱３１は、下方の柱５ｂ（５ａ）の中心と、より外径の小さな柱５ｃの中心位置が一致せず、柱５ｂ（５ａ）に対して、柱５ｃは一方向に偏心して配置される（例えば図中上方向）。柱５ｃは、外壁２７側に偏心し、柱５ｂ（５ａ）の外壁２７側の側面と柱５ｃの外壁２７側の側面とが同一の位置となるように配置される。すなわち、柱５ｃは、柱５ｂ（５ａ）の一方向側（外壁２７側）に偏心し、偏心方向とは垂直な方向（例えば図中左右方向）には偏心しない。

一方、隅柱３３は、２方向に接する外壁２７方向それぞれの方向に偏心する。柱５ｃは、それぞれの外壁２７側に偏心し、柱５ｂ（５ａ）のそれぞれの外壁２７側の側面と柱５ｃの対応する外壁２７側の側面とが同一の位置となるように配置される。すなわち、柱５ｃは、柱５ｂ（５ａ）の一方向側（例えば図中上側の外壁２７側）に偏心するとともにこれと垂直な方向（例えば図中右側の外壁２７側）にも同量だけ偏心する。

図６は、それぞれの柱位置における柱５ｂに対する柱５ｃの配置を示す平面断面図であり、図６（ａ）は中柱２９、図６（ｂ）は側柱３１、図６（ｃ）は隅柱３３の状態を示す図である。なお、各図において、接合部材３の孔１３等は図示を省略する。

図６（ａ）に示すように、中柱２９では、柱５ｂ上に接合部材３が設置され、接合部材３の上面１１中心に柱５ｃが設置される。したがって、接合部材３の中心線Ｄ、Ｅは、柱５ｃの中心線と一致する。なお、接合部材３の下方に設置される柱５ｂの中心はいずれの配置においても接合部材３の中心と一致する。ここで、接合部材３の上面１１における柱５ｃの中空部に該当する領域が柱内部領域３５ａとする。すなわち、柱内部領域３５ａも接合部材３の中心と一致する。

一方、図６（ｂ）に示すように、側柱３１では、接合部材３を挟んで、下方の柱５ｂの一方の側面（図中上方）と、上方の柱５ｃの一方の側面（図中上方）とが一致するように設置される。したがって、接合部材３の中心線Ｄと、柱５ｃの中心線Ｈとが偏心量３７ａだけ偏心する。なお、側面が一致する側に対して垂直な方向（図中左右方向）は、接合部材３の中心線Ｅと柱５ｃの中心線とが一致する。

なお、通常、接合部材３の上下に設置される異径柱は、外径が５０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度異なるものが多い。したがって、偏心量３７ａは、概ね２５ｍｍ〜７５ｍｍとなる。ここで、接合部材３の上面１１における柱５ｃの中空部に該当する領域が柱内部領域３５ｂとする。すなわち、柱内部領域３５ｂも接合部材３の中心から偏心量３７ａだけ偏心する。

同様に、図６（ｃ）に示すように、隅柱３３においては、接合部材３を挟んで、下方の柱５ｂの一方の側面（図中上方）と、上方の柱５ｃの一方の側面（図中上方）とが一致するように設置され、さらに、これと垂直な方向（図中右側）に対しても柱５ｂの側面（図中右側）と、上方の柱５ｃの側面（図中右側）とが一致するように設置される。したがって、接合部材３の中心線Ｄと柱５ｃの中心線Ｈとが偏心量３７ａだけ偏心し、かつ、中心線Ｄと直交する接合部材３の中心線Ｅと、柱５ｃの中心線Ｉとが偏心量３７ｂだけ偏心する。

なお、前述の通り、通常、接合部材３の上下に設置される異径柱は、外径が５０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度異なるものが多いため、偏心量３７ｂは、偏心量３７ａと同様に概ね２５ｍｍ〜７５ｍｍとなる。また、偏心量３７ａと偏心量３７ｂは略同量である。ここで、接合部材３の上面１１における柱５ｃの中空部に該当する領域が柱内部領域３５ｃとする。すなわち、柱内部領域３５ｃも接合部材３の中心から偏心量３７ａ、３７ｂだけ偏心する。

図７は、中柱２９、側柱３１、隅柱３３それぞれにおける柱内部領域３５ａ、３５ｂ、３５ｃを重ね合わせた状態を示す図である。柱内部領域３５ａ、３５ｂ、３５ｃが重なり合う領域が共通柱内部領域３９となる。すなわち、共通柱内部領域３９は、中柱２９、側柱３１、隅柱３３いずれの位置における柱５ｃの配置であっても、柱５ｃの中空部内部に位置する領域である。

孔１３は、接合部材３の共通柱内部領域３９内に形成される。すなわち、接合部材３の中心と孔１３の中心との偏心量３８ａ、３８ｂは、柱内部領域の偏心量３７ａ、３７ｂと一致する。なお、接合部材３の下面１７の凸部１５の中心は、接合部材３の中心と一致し、凸部１５の大きさは、柱５ｂの中空形状に応じた大きさとなる。

孔１３は共通柱内部領域３９に形成されるため、中柱２９、側柱３１、隅柱３３のいずれの位置における柱に対しても、柱５ｃは本体部上（孔１３以外の平面部）に配置され、柱５ｃの設置位置と孔１３とが重なることがない。

以上の実施例では、本体部を貫通する孔１３を有する接合部材３について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、接合部材を完全に貫通する八角形の孔に代えて八角形の薄肉部を形成してもよい。

本実施の形態にかかる接続部３によれば、中柱２９、側柱３１、隅柱３３のいずれの位置における柱５ｃに対しても、同一形状の接合部材３を使用することができる。このため、設置位置によって接合部材を変更する必要がなく、同一形状の部材で対応することができる。

また、強度や接合等に対して不要な部分は孔１３が形成されるため、不要な重量増やコスト増を防ぐことができる。また、このような孔１３が形成されても、柱との接合部とは重ならないため、柱との接合に不都合が生じることがない。

また、孔１３の形状が、接続部材３の各辺に平行な辺を有する八角形であるため、接合部材３への水平方向からの力（梁７からの力）に対して、効率良く応力伝達を行うことができ、応力集中が生じることがない。

また、孔１３の周囲に凸部１５が形成されるため、孔１３周囲の応力が集中しやすい部位の強度を確保することができる。特に、応力の集中しやすい凸角部は、他の部位よりも高さ（厚さ）が高い（厚い）ため、より強度向上の効果を得ることができるとともに、他の部位の高さ（厚さ）が低い（薄い）ため、必要以上の強度を確保することがなく、軽量化およびコストダウンにつながる。

次に、第２の実施の形態にかかる接合部材４０について説明する。図８は第２の実施の形態に係る接合部材４０を示す斜視図であり、図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は底面図である。また、図１０は、接合部材４０の断面図であり、図１０（ａ）は、図９（ｂ）のＨ−Ｈ線断面図、図１０（ｂ）は、図９（ｂ）のＩ−Ｉ線断面図、図１０（ｃ）は、図９（ｂ）のＪ−Ｊ線断面図である。なお、以下の実施の形態において、図３〜図４に示す接合部材３と同一の機能、効果を果たす構成要素には、図３〜図４と同一番号を付し、重複した説明を避ける。

接合部材４０は、接合部材３と略同一の構成であるが、凸部４１の形状が凸部１５と異なる。凸部４１の中心（凸部４１の外周部に対する中心）は、凸部１５と同様に、接合部材４０の本体部の中心と略一致する。すなわち、孔１３は、凸部４１とは偏心する。

図９（ｂ）において、線Ｄ、Ｅは、接合部材４０（凸部４１）の各辺に平行な中心線を示す。図９（ｂ）の線Ｆ、Ｇは、線Ｄ、Ｅとそれぞれ平行な孔１３の中心線である。孔１３は、接合部材４０の一方の方向（接合部材４０の辺に平行な方向であり、例えば図中右側）に偏心量２１ａだけずれて形成される。同様に、当該偏心方向と垂直な方向（例えば図中上方）に偏心量２１ｂだけずれて形成される。偏心量２１ａと偏心量２１ｂとは略同じ偏心量（偏心距離）となる。なお、偏心して形成された孔１３の形成範囲は、接合部材３の底面から見た際に、凸部４１の形成範囲から水平方向にはみ出すことがなく、孔１３は凸部４１内に収まる位置に形成される。すなわち、凸部４１は凸部１５と同様に、孔１３の周囲に矩形環状に形成される。

図９（ｂ）に示すように、孔１３は、凸部４１に対して偏心しているため、凸部４１の幅は、孔１３の各辺で異なる。なお、孔１３が偏心して凸部４１の角方向に最も近くなる角部（図中右上方向）を凸角部４１ａとし、逆に、最も遠ざかる側の角部（図中左下方向）を凸角部４１ｂとし、他の二つの角部を凸角部４１ｃとする。

図１０に示すように、凸角部４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、それぞれ高さ（下面１７からの高さ）が異なる。孔１３と最も近くなる凸角部４１ａは、最も高さが低く（図中Ｍ）、次いで凸角部４１ｂが低く（図中Ｋ）、凸角部４１ｃは最も高さが高い（図中Ｌ）。これは、接合部材４０の上面に設けられた柱５ｃの位置が偏心することに伴い、接合部材４０の部位によって付与される応力が異なるためである。例えば、柱５ｃが図面右上方向（隅柱）に偏心している場合に、柱５ｃの右上角部（凸角部４１ａ側）は、接合部材４０下方の柱５ｂの角部の位置と一致する。すなわち、柱５ｃからの力が柱５ｂへ効率良く伝達され、接合部材４０の孔１３近傍には大きな応力が生じない。このため、凸部４１の高さを低くすることができる。

これに対し、凸角部４１ｂ、４１ｃは、柱５ｃの位置によって、より大きな応力が付与される。したがって、応力の大きさに応じて、凸角部４１ｂ、４１ｃの高さを高くする。なお、凸部４１の凸角部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ間の接続部はテーパで接続される。

第２の実施の形態にかかる接合部材４０によれば、接合部材３と同様の効果を得ることができる。また、凸角部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの高さを適切に設定することで、応力の高くなる部位は確実に補強を行い、また、応力の小さい部位は過剰な強度とならないように高さを低くすることで、不要な重量増およびコスト増を防ぐことができる。

次に、第３の実施の形態にかかる接合部材５０について説明する。図１１は第３の実施の形態に係る接合部材５０を示す図であり、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は正面図である。接合部材５０は、接合部材４０と略同一の構成であるが、柱接合部５１が設けられる点で接合部材４０と異なる。

接合部材５０の下面１７側は接合部材４０と同様の構成である。一方、接合部材５０の上面１１側には所定範囲に柱接合部５１が形成される。柱接合部５１は孔１３の周囲に略矩形形状で形成され、上面１１に対して凸形状である。柱接合部材５１の中心線は、孔１３の中心線Ｄ、Ｇと略一致する。すなわち、柱接合部５１は、接合部材５０の本体部に対して偏心する。

図１２は、図７と同様に、中柱、側柱、隅柱のそれぞれに対応する柱５ｃの設置位置を示す図であり、図１２（ａ）は上面１１側より見た図、図１２（ｂ）は正面側から見た図である。

柱接合部５１は、中柱、側柱および隅柱の全ての配置の柱５ｃの設置範囲（および溶接代）を包含する範囲に形成される。したがって、いずれの配置の柱５ｃであっても、柱５ｃは、柱接合部５１で接合部される。

図１２（ｂ）は、接合部材５０を正面から見た図であり、下面の柱５ｂと上面の柱５ｂの設置位置を示す図である。柱５ｃが中柱の配置である場合（図中Ｓ）、柱５ｃは柱接合部５１上に位置する。したがって、柱５ｂは柱接合部５１と接合される。一方、側柱、隅柱のように、柱５ｃが偏心して配置される場合、偏心される方向に柱５ｃがずれて配置される（図中Ｔ）。この場合でも、柱５ｃは柱接合部５１上に位置する。なお、柱接合部５１は、中柱、側柱、隅柱のいずれの配置の柱５ｃよりもわずかに広い範囲に形成され、柱５ｃとの溶接代が確保される。

これに対し、接合部材５０の向きを誤った場合には、柱５ｃが、孔１３等の偏心方向に対して逆方向にずれて配置される（図中Ｕ）。この場合、柱５ｃが柱接合部５１上から外れてしまう。このため、柱５ｃと接合部材５０との間に隙間が生じる。したがって、接合部材５０の向きが正しくないことを作業者が把握することができる。接合部材５０の向きを誤ると、柱５ｃの配置によっては接合部材５０の強度が不足するためである。なお、柱接合部５１の高さとしては、目視で隙間が認識できれば良く、２ｍｍ〜５ｍｍ程度であれば良い。

第３の実施の形態にかかる接合部材５０によれば、接合部材３、４０と同様の効果を得ることができる。また、上面の柱５ｃの設置範囲に柱接合部５１が形成されるため、柱５ｃの設置範囲が明確となり、接合部材５０の向きを誤って設置することを防止することができる。このため、接合部材５０の設置方向に対して柱５ｃが間違った位置に設置されることによる接合部材５０の破損等を防止することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

たとえば、接合部材３の凸角部１５ａ、１５ｂ、１５ｃも、凸角部４１ａ、４１ｂ、４１ｃと同様に高さを変えてもよい。また、接合部材３の上面に、柱接合部５１を形成してもよい。なお、柱接合部５１は、柱５ｃの設置範囲に形成されればよく、凸形状ではなく凹形状であってもよい。この場合でも、柱５ｃが凹部から上面１１にのり上げることで、接合部材の向きを誤ったことを認知することができる。なお、柱接合部５１は、図１１に示すような矩形形状に限られない。たとえば、図１２（ａ）で示すように、柱の配置形態に応じた柱５ｃの接合位置にのみ形成されれば良く、図１２（ａ）の柱５ｃ部（斜線ハッチング部）のみを凸形状、または凹形状としてもよい。

また、接合部材の側面には梁が接合されるため、接合部材の外周部に、厚さ方向にリブを形成してもよい。梁の高さの違いに応じて、リブの高さを調整しておけば、高さの異なる梁に対しても梁同士をリブの上面側または下面側にずらして接合することができる。なお、リブを含む接合部材の総厚さは、接合する梁のフランジ厚さと高さの違いに応じて適宜設定されるが、概ね５０〜１００ｍｍ程度であれば良い。また、孔１３の形状は、八角形以外でも良く、たとえば矩形等でも良い。ただし、応力の伝達等を考慮すると、接合部材の各辺に平行な辺を有する形状であることが望ましく、例えば、４ｎ角形（４の倍数の）であることが望ましい。また、柱の断面形状は矩形ではなく、円形等であってもよい。

１………柱の接合構造
３、４０、５０………接合部材
５ａ、５ｂ、５ｃ………柱
７………梁
１１………上面
１３………孔
１５………凸部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ………凸角部
１７………下面
２１ａ、２１ｂ………偏心量
２５………構造体
２７………外壁
２９………中柱
３１………側柱
３３………隅柱
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ………柱内部領域
３７ａ、３７ｂ………偏心量
３８ａ、３８ｂ………偏心量
３９………共通柱内部領域
４１………凸部
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ………凸角部
５１………柱接合部

Claims (7)

1. 柱の接合用部材であって、
   両面が柱と接合可能な平板状の本体部と、
   前記本体部を貫通する孔と、
   前記孔の周囲を囲むように前記本体部の一方の面に設けられる凸部と、
   を具備し、
   環状の前記凸部の外周に対する中心位置は、前記本体部の中心位置と略一致し、前記孔の中心位置は、前記本体部の中心位置から偏心していることを特徴とする柱の接合用部材。
2. 前記孔の、前記本体部の一方の側に対する偏心距離と、前記一方の側と直交する他方の側への偏心距離とが略同一であることを特徴とする請求項１記載の柱の接合用部材。
3. 前記本体部は矩形であり、前記孔は前記本体部の辺と平行な辺を有する略八角形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の柱の接合用部材。
4. 矩形環状の前記凸部に対し、前記孔が最も前記凸部の外周角部に近くなる位置における前記凸部の角部の前記本体部からの高さが、前記凸部の他の３か所の角部の高さよりも低いことを特徴とする請求項３記載の柱の接合用部材。
5. 前記本体部の、前記凸部が設けられる面と反対側の面には、前記孔の周囲に柱接合部が形成され、前記柱接合部の中心位置は前記孔の中心位置と略一致し、前記柱接合部は前記本体部に対して前記孔と同様の方向に偏心していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の柱の接合用部材。
6. 前記柱接合部は矩形であり、前記柱接合部が設けられた側の前記本体部の面における前記柱接合部以外の部位に対して、前記柱接合部が凸形状または凹形状であることを特徴とする請求項５記載の柱の接合用部材。
7. 請求項１から請求項６のいずれかの柱の接合用部材を用い、
   第１の接合用部材の下面には中空の第１の柱が接合され、前記第１の接合用部材の上面には、前記第１の柱よりも外径の小さな中空の第２の柱が接合され、
   前記接合用部材の本体部に対し、
   前記第２の柱の中心が前記第１の柱の中心と一致する場合に、前記第２の柱の中空部に該当する第１の領域が形成され、
   前記第２の柱を前記第１の柱に対して一方の側に偏心させ、前記第２の柱の当該一方の側の外側面の位置を、前記第１の柱の対応する外側面の位置と一致させた場合に、前記第２の柱の中空部に該当する第２の領域が形成され、
   前記第２の柱を前記第１の柱に対して一方の側に偏心させ、前記第２の柱の当該一方の側の外側面の位置を、前記第１の柱の対応する外側面の位置と一致させ、かつ、一方の側と直交する他方の側に前記第２の柱を前記第１の柱に対して偏心させ、前記第２の柱の当該他方の側の外側面の位置を、前記第１の柱の対応する外側面の位置と一致させた場合に、前記第２の柱の中空部に該当する第３の領域が形成され、
   前記第１から第３の領域の共通する部位に前記凸部および前記孔が形成されることを特徴とする柱の接合構造。

Images