JP5449421B2 - 柱と梁との接合部の構造 - Google Patents

Description

本発明は、柱と梁とが交差するように互いに接合される接合部の構造に関する。

一対のフランジ鋼板および一対のウェブ鋼板により構成される断面矩形の柱および梁が各種の建造物に用いられている。
例えば、図１１（Ａ）は、特許文献１に示された橋脚が備える脚柱９１と横梁９２とを示す一部断面斜視図である。脚柱９１と横梁９２とはＬ字状に交差した交差部９をなしている。
交差部９は、その上端９Ａまで延びた脚柱９１の一対の側面鋼板９１１，９１１（フランジ）と、側面鋼板９１１，９１１に対して溶接される横梁９２の天面鋼板９２１および地面鋼板９２２（フランジ）と、脚柱９１の剛性および強度を向上させるために側面鋼板９１１，９１１の間に水平に設けられるダイアフラム９３と、脚柱９１の柱正面部９１２と横梁９２の梁正面部９２３とが一体となったＬ字状の正面鋼板９４（ウェブ）とから構成されている。
交差部９の隅角部９０は、側面鋼板９１１，９１１、天面鋼板９２１、およびダイアフラム９３によって正面視矩形状に構成されている。
このように、横梁９１及び脚柱９１のフランジの延長上に真直ぐダイアフラムが配置されるように隅角部９０を構成するのは、図１３に示すように、横梁９２の面内曲げモーメントＭｙ１が、天面鋼板９２１および地面鋼板９２２（フランジ）に集中力として作用し、隅角部９０の正面鋼板９４，９４（ウェブ）をせん断パネルとして、脚柱９１の面内曲げモーメントＭｙ２に変換されると考える設計法に由来する。本設計法に基づく上記構造は、各道路公団・公社の設計標準として採用されている。

特開２００８−１９６１０８号公報

上述した従来の交差部においては、前述の設計モデルとは異なり、梁に生じた応力は以下の経路で柱へと伝達される。
図１１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、横梁９２に掛かる荷重によって天面鋼板９２１および地面鋼板９２２に生じた応力は、まず梁正面部９２３に伝達され、次に、隅角部９０内側の柱正面部９１２から隅角部９０外側の柱正面部９１２へと伝達され、さらに側面鋼板９１１，９１１へと、遠回りの経路を辿り伝達される。この経路では、直角に配置された鋼材間を応力が伝達されることとなるので、それらの鋼材の接合部付近などの各所に応力が集中する。
ここで、図１１（Ｃ）に示すように、梁正面部９２３には、天面鋼板９２１および地面鋼板９２２の両方から応力が伝達される。同様に、柱正面部９１２には、側面鋼板９１１，９１１の両方から応力が伝達される。このため、梁正面部９２３および柱正面部９１２には特に応力が集中する。
上記のように応力が集中する箇所には、その応力に耐える板厚の鋼板を用いる必要がある。その結果、コスト増を招く。

本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、応力が集中するために板厚を厚くすることが必要となる箇所を減らし、それによってコストを低減できる、柱と梁との接合部の構造を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明である柱と梁とが接合される接合部の構造は、一対の柱フランジと一対の柱ウェブとからなる柱と、一対の梁フランジと一対の梁ウェブとからなる梁と、柱と梁とがなす交差部に設けられるダイアフラムと、を備えている。
ダイアフラムは、梁の材軸方向および柱の材軸方向の両方に対して傾斜し、梁フランジと柱フランジとを連結する。

本発明では、柱および梁に対して傾斜するダイアフラムを介して、梁フランジに生じた応力の分力が柱フランジへと伝達される。このように、梁フランジや柱フランジに対して直交する梁ウェブや柱ウェブを経由せず、互いに傾斜する梁フランジ、ダイアフラム、および柱フランジ間を伝達する応力（分力）伝達経路が形成されることにより、梁ウェブや柱ウェブ、およびそれらとの接合部付近への応力集中が回避（または緩和）される。これによって、応力が集中するために板厚を厚くすることが必要となる箇所が減り、鋼材使用量が減るためにコストを低減できる。

ここで、図１２を参照し、交差部の外側コーナー部が、一方の梁フランジ（以下、第１梁フランジ）２３と、一方の柱フランジ（以下、第１柱フランジ）２２とを備えて構成され、交差部の内側コーナー部が、他方の梁フランジ（以下、第２梁フランジ）２５と、他方の柱フランジ（以下、第２柱フランジ）２４とを備えて構成されるものとする。
梁フランジ２３，２５８から柱フランジ２２，２４への分力による応力伝達の基本パターンは、図１２に示すように、第１梁フランジ２３から第２柱フランジ２４へと至る経路Ｕと、第２梁フランジ２５から第１柱フランジ２２へと至る経路Ｖと、第１梁フランジ２３から第１柱フランジ２２へと至る経路Ｗと、第２梁フランジ２５から第２柱フランジ２４へと至る経路Ｘとの４通り考えられる。図１２に示したダイアフラム１５〜１８は、各応力伝達経路を形成する。
また、経路Ｘをなすダイアフラム１８に、一対の梁フランジ２３，２５間を連結する梁連結部１８Ａを接続することにより、これらの部材１８Ａ，１８を介して第１梁フランジ２３から第２柱フランジ２４へと応力を伝達する経路をなしたり、ダイアフラム１８に、一対の柱フランジ１３，１４間を連結する柱連結部１８Ｂを接続することにより、これらの部材１８，１８Ｂを介して第２梁フランジ２５から第１柱フランジ２２へと応力を伝達する経路をなしたりすることもできる。
本発明は、以上のような応力伝達経路をダイアフラムによって１つ以上形成するように構成されている。

本発明の接合部の構造では、梁側に位置して第１梁フランジ（例えば、図１２の２３）および第２柱フランジ（同２４）を連結する梁側ダイアフラム（同１５）と、柱側に位置して第２梁フランジ（同２５）および第１柱フランジ（同２２）を連結する柱側ダイアフラム（同１６）と、を備えるようにダイアフラムを構成することができる。
このように構成すると、梁側ダイアフラムを介して、第１梁フランジから第２柱フランジへの応力伝達経路が形成されるとともに、柱側ダイアフラムを介して、第２梁フランジから第１柱フランジへの応力伝達経路が形成される。これらの応力伝達経路が形成されることにより、梁ウェブおよびそれとの接合部付近、柱ウェブおよびそれとの接合部付近のいずれへの応力集中も避けられる。

上記構成において、梁側ダイアフラムが梁の材軸方向に対してなす角と、柱側ダイアフラムが柱の材軸方向に対してなす角とが相違していてもよい。
この発明によれば、上記の２つの角を溶接施工性および応力伝達の円滑さ（応力伝達性）に応じて適切に設定することができる。すなわち、溶接加工性を優先させれば、角が大きい方が良く、応力伝達性を優先させれば、角が小さい方が良い。

本発明の接合部の構造では、交差部の内側コーナー部が、ダイアフラムの一部である傾斜部と、傾斜部の一端に接合される梁フランジと、傾斜部の他端に接合される柱フランジとを含んで構成されることが好ましい。

この発明によれば、ダイアフラム、柱、および梁の相互の溶接箇所を、ダイアフラムの傾斜部の一端と他端とに分散させることができる。これにより、溶接施工性が向上するとともに、高い溶接品質を満足できる。

上記構成において、一対の梁フランジを連結するとともに上記傾斜部に対して傾斜する梁連結部、または、一対の柱フランジを連結するとともに上記傾斜部に対して傾斜する柱連結部を備えることも好ましい。ここで、梁連結部および柱連結部の両方を備えることがより好ましい。
この発明によれば、傾斜部および連結部（梁連結部または柱連結部）を備えることにより、梁フランジに生じた応力が、互いに傾斜する部材間で順次分力を生じながら、多くの段階を経て伝達されるので、より円滑に応力が伝達される。

Ｌ字状に形成される交差部の外側コーナー部は、梁の材軸方向と柱の材軸方向との両方に対して傾斜し、梁フランジと柱フランジとを連結する傾斜鋼材を備えることが好ましい。

この発明によれば、傾斜鋼材によって外側コーナー部においても応力伝達経路が形成されるので、梁フランジから柱フランジへの応力伝達性を向上させることができる。

ここで、本発明における交差部は、Ｌ字状の形態とは限らず、柱の材軸方向の中間部に梁の端部が接合される形態とされたり、梁の材軸方向の中間部が柱に接合される形態とされることもある。これらの形態であっても、上記と同様の効果が得られる。

本発明の接合部の構造において、柱が、当該柱の材軸方向に延びる補剛材を備え、梁が、当該梁の材軸方向に延びる補剛材を備えていれば、補剛材によって柱のフランジおよび梁のフランジの各々の材軸方向の剛性が増すので、各フランジの板厚を薄くすることができる。これにより、コストダウンを促進できる。
また、ダイアフラムおよび傾斜鋼板にも、各々の傾斜方向に延びる補剛材を設けてそれらの剛性を高めれば、よりコストダウンできる。

本発明の柱と梁との接合部の構造によれば、応力が集中するために板厚を厚くする必要がある箇所を減らせるので、コストを低減できる。

本発明の第１実施形態の交差部を備えた構造物の外観を示す斜視図である。 （Ａ）は、第１実施形態の交差部の外観を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の一部断面図である。 （Ａ）は、第１実施形態の交差部を示す正面図である。（Ｂ）は、第１実施形態の変形例を示す正面図である。 （Ａ）は、第１実施形態の他の変形例を示す正面図である。（Ｂ）も、第１実施形態の他の変形例を示す正面図である。 本発明の第２実施形態の交差部を示す正面図である。 （Ａ）は、本発明の第３実施形態の交差部を示す正面図である。（Ｂ）は、第３実施形態の変形例を示す正面図である。 本発明の第４実施形態の交差部を示す正面図である。 （Ａ）は、本発明の第５実施形態の交差部を示す正面図である。（Ｂ）は、第５実施形態の変形例を示す正面図である。 （Ａ）は、本発明の第５実施形態の変形例の交差部を示す正面図である。（Ｂ）は、第５実施形態の他の変形例を示す正面図である。 （Ａ）は、本発明の第６実施形態の交差部を示す一部断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。（Ｃ）は、本発明の第６実施形態の変形例の交差部を示す一部断面図である。（Ｄ）は、（Ｃ）のＤ−Ｄ線断面図である。 （Ａ）は、従来の交差部を示す一部断面斜視図である。（Ｂ）および（Ｃ）は、（Ａ）の交差部における応力伝達を示す側面図である。 本発明における基本的な応力伝達経路を示す図である。 従来の設計法を説明するための図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１に示すように、第１実施形態に係る構造物１は、２つの柱２，２と、柱２，２の上端に架設された梁３と、柱２，２の高さ方向中央部に架設された梁４とを備えている。柱２，２は鉛直方向に延び、梁３および梁４は水平方向に延びている。
この構造物１には、柱２と梁３とが交差した２つの交差部２０と、柱２と梁４とが交差した２つの交差部８０とが形成されている。

柱２は、図１および図２に示すように、互いに対向する第１柱フランジ２２および第２柱フランジ２４と、互いに対向する正面ウェブ２１，２１とによって断面矩形に形成されている。なお、正面ウェブ２１は、柱２と、梁３および梁４とに共通の部材とされている。
梁３および梁４は、互いに対向する第１梁フランジ２３および第２梁フランジ２５と、正面ウェブ２１，２１とによって断面矩形に形成されている。

以下、Ｌ字状の交差部２０の構成、作用について説明する。なお、交差部８０については、後の実施形態（第５実施形態）で説明する。

交差部２０は、図２に示すように、正面ウェブ２１，２１と、交差部２０の外側コーナー部２０１を構成する第１柱フランジ２２および第１梁フランジ２３と、交差部２０の内側コーナー部２０２を構成する第２柱フランジ２４および第２梁フランジ２５と、交差部２０の内部に設けられるダイアフラム２７とから構成されている。本実施形態は、このダイアフラム２７に特徴を有している。

平坦な鋼板とされるダイアフラム２７は、図３（Ａ）に示すように、柱２の材軸方向および梁３の材軸方向の両方に対して傾斜している。ダイアフラム２７は、その上端部２７Ａが第１梁フランジ２３に溶接により接合され、その下端部２７Ｂが第１柱フランジ２２に溶接により接合されている。また、上端部２７Ａと下端部２７Ｂとの間に位置する中間部２８が、第２柱フランジ２４の端部と第２梁フランジ２５の端部との突き当て部２４５に溶接により接合されている。
したがって、ダイアフラム２７は、中間部２８よりも梁側に位置して第１梁フランジ２３および第２柱フランジ２４を連結する梁側ダイアフラム部２７１と、中間部２８よりも柱側に位置して第２梁フランジ２５および第１柱フランジ２２を連結する柱側ダイアフラム部２７２とを備えている。

以上述べた構成の交差部２０は、任意の手順により組み立てられる。正面ウェブ２１は、本実施形態では柱２の正面と梁３の正面とに跨って単一の鋼板により形成されているが、柱２側の部分と梁３側の部分とに別体とし、それらを接合して構成することもできる。

次に、交差部２０における梁３から柱２への応力伝達について、図３（Ａ）を参照して説明する。なお、ここで示す応力伝達経路は、分力により伝達されるものである。以下に示す各図においても同様である。
梁３に荷重が掛かると、梁３の第１梁フランジ２３および第２梁フランジ２５に応力が生じ、その応力が柱２へと伝達される。このとき、第１梁フランジ２３に生じた応力について見ると、梁３の中央側から端部へと第１梁フランジ２３を材軸方向に沿って伝達される応力が、図３（Ａ）の矢印Ａによりその向きを示すように、梁側ダイアフラム部２７１へと伝達される。さらに、その応力が矢印Ｂで示すように、中間部２８から第２柱フランジ２４へと伝達される。
一方、第２梁フランジ２５に生じた応力について見ると、第２梁フランジ２５を梁３の材軸方向に沿って伝達される応力が、矢印Ｃで示すように、柱側ダイアフラム部２７２へと伝達される。さらに、その応力が矢印Ｄで示すように、第１柱フランジ２２へと伝達される。

上記のように、第１梁フランジ２３から梁側ダイアフラム部２７１を介して第２柱フランジ２４へと至る応力伝達経路と、第２梁フランジ２５から柱側ダイアフラム部２７２を介して第１柱フランジ２２へと至る応力伝達経路とが形成されている。これらの経路により、梁３および柱２の双方において正面ウェブ２１を経由することなく、梁３から柱２へと応力が伝達される。
このため、従来の交差部では応力が伝達されていた正面ウェブ２１、および正面ウェブ２１との接合部付近への応力集中が避けられる。これによって、応力集中する箇所が減るので、従来は板厚を厚くする必要があった箇所の板厚（例えば正面ウェブ２１の板厚）を抑えることができ、鋼材の使用量を減らせるために、コストを低減できる。

ここで、図３（Ｂ）に示すように、梁側ダイアフラム部２７１が梁３の材軸方向に対してなす角θ１と、柱側ダイアフラム部２７２が柱２の材軸方向に対してなす角θ２は、それぞれ任意に調整できる。
図３（Ｂ）の例では、角θ２よりも角θ１が小さく設定されている。角θ１を小さくすれば、第１梁フランジ２３に対してダイアフラム２７がなす角θ３が大きくなるので、矢印Ａで示した応力伝達が円滑となる。

一方、角θ２を大きくすれば、柱側ダイアフラム部２７２と第２柱フランジ２４との間の作業スペースが広くなるので溶接の施工性が向上し、高い溶接品質を満足できる。
また、角θ２を大きくすれば、第２梁フランジ２５と柱側ダイアフラム部２７２とがなす角θ４が大きくなるので、矢印Ｃで示した応力伝達が円滑となる。
なお、角θ１と角θ２とを相違させる場合には、図３（Ｂ）に示すように正面視で折り曲げられた１枚の鋼板（ダイアフラム２７）を用いてもよいし、梁側ダイアフラム部２７１と柱側ダイアフラム部２７２とを別体とし、それらを溶接してもよい。但し、折り曲げ加工により形成する方が、溶接部の疲労等を考慮すると、強度面で好ましい上、溶接箇所の集中も回避できる。

ここで、第１梁フランジ２３は、梁３に支持される物体の荷重を直接的に受けるため、その荷重により生じる応力が第２梁フランジ２５よりも大きくなる。このため、第１梁フランジ２３とダイアフラム２７とがなす角θ３を決める角θ１は、溶接施工性よりも応力伝達の円滑さ（以下、応力伝達性と言う）を優先して、小さくするのが好ましい。

以上の通りであり、角θ１および角θ２は、梁３から柱２への応力伝達性および溶接施工性を総合的に判断した上で、適宜決められる。
溶接施工性を考慮すると、角θ１、角θ２を大きくする方が好ましいが、θ１およびθ２が直角に近づくと、ダイアフラム２７を介して伝達される応力が小さくなるので、おおよそ、θ１およびθ２は６０°以下の範囲に設定することが好ましい。溶接施工性および応力伝達性の両方を良好に確保するには、θ１およびθ２は共に、約４５°〜６０°の範囲に設定するのが好ましい。

さらに、本発明は、θ１およびθ２の一方が直角であることを許容する。図４（Ａ）に示すようにθ２が直角で、θ１が鋭角（または鈍角）であってもよい。矢印Ａおよび矢印Ｂのように梁側ダイアフラム部２７１を介して分力が伝達されるので、梁３における正面ウェブ２１への応力集中を避けられる。
それとは逆に、図４（Ｂ）に示すように、θ１が直角で、θ２が鋭角（または鈍角）であってもよい。矢印Ｃおよび矢印Ｄのように柱側ダイアフラム部２７２を介して分力が伝達されるので、柱２における正面ウェブ２１への応力集中を避けられる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。
なお、以降の説明では、既に説明した構成と同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略または簡略する。
第２実施形態の交差部３０は、第１実施形態（図３）において中間部２８に集中していた第２柱フランジ２４、第２梁フランジ２５、およびダイアフラム２７の溶接箇所を、中間部２８よりも上側と下側とに分散させたものである。
つまり、ダイアフラム３１の中間部２８よりも上側の第１溶接部３１１で、第２梁フランジ２５とダイアフラム３１とが溶接されるとともに、ダイアフラム３１の中間部２８よりも下側の第２溶接部３１２で、第２柱フランジ２４とダイアフラム３１とが溶接されている。

このように溶接箇所が分散されているのは、ダイアフラム３１の一部が第２梁フランジ２５および第２柱フランジ２４よりも交差部３０の内周側にオフセットした位置にあるためである。本実施形態では、内側コーナー部２０２が、ダイアフラム３１の一部である傾斜部３１０と、傾斜部３１０の一端（第１溶接部３１１）に接合される第２梁フランジ２５と、傾斜部３１０の他端（第２溶接部３１２）に接合される第２柱フランジ２４とから構成されている。
本実施形態によれば、第１実施形態で述べた効果が得られることに加え、溶接箇所を分散させたことにより、溶接施工性および溶接部の品質を向上できる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について図６を参照して説明する。
図６（Ａ）に示すように、第３実施形態の交差部３５は、第１溶接部３１１と第２溶接部３１２との二箇所で折り曲げられたダイアフラム３３を備えている。これにより、上記の傾斜部３１０に対して、第１溶接部３１１よりも上方に位置する梁側ダイアフラム部３３１、第２溶接部３１２よりも下方に位置する柱側ダイアフラム部３３２のいずれも傾斜する。
また、傾斜部３１０の存在により、梁側ダイアフラム部３３１が第１梁フランジ２３と第２梁フランジ２５とを連結するとともに、柱側ダイアフラム部３３２が第１柱フランジ２２と第２柱フランジ２４とを連結する。
なお、梁側ダイアフラム部３３１が梁３の材軸方向に対してなす角θ５と、柱側ダイアフラム部３３２が柱２の材軸方向に対してなす角θ６とは、相違していてもよい。

上記構成において、傾斜部３１０は、その上端側では、梁側ダイアフラム部３３１および第２梁フランジ２５の双方に対して傾斜し、その下端側では、柱側ダイアフラム部３３２および第２柱フランジ２４の双方に対して傾斜している。
したがって、次のような応力伝達経路が形成される。
第１梁フランジ２３から梁側ダイアフラム部３３１に伝達された応力（矢印Ａ）は、矢印Ｅで示すように、梁側ダイアフラム部３３１から傾斜部３１０に伝達され、さらに傾斜部３１０の下端で第２柱フランジ２４と柱側ダイアフラム部３３２とに分岐して伝達される。柱側ダイアフラム部３３２に伝達された応力は、さらに第１柱フランジ２２へと伝達される（矢印Ｄ）。
一方、第２梁フランジ２５に生じた応力は、矢印Ｆで示すように、傾斜部３１０へと伝達されるとともに、矢印Ｅと同様、傾斜部３１０の下端で柱側ダイアフラム部３３２と第２柱フランジ２４とに分岐して伝達される。柱側ダイアフラム部３３２に伝達された応力は、上記同様、矢印Ｄで示すように、第１柱フランジ２２へと伝達される。

このような本実施形態によれば、第１実施形態および第２実施形態で述べた効果に加え、次のような効果が得られる。
上記の矢印Ａ、Ｅ、Ｆ、およびＤで示したように、第１梁フランジ２２に生じた応力、第２梁フランジ２５に生じた応力のいずれも、互いに傾斜する部材間で分力を生じながら、第１実施形態よりも多くの段階を経て伝達されるので、応力伝達性がより向上する。

ここで、上記のダイアフラム３３に代えて、図６（Ｂ）に示すように、第２梁フランジ２５および第２柱フランジ２４に対して鈍角をなすダイアフラム３４を用いることもできる。
ダイアフラム３４は、梁側ダイアフラム部３３１と、柱側ダイアフラム３３２と、傾斜部３１０とから構成されている。ダイアフラム３４の各部は、別体の鋼板が溶接されていてもよいし、単一の鋼板を折り曲げて形成されていてもよく、具体的な構成は任意である。

梁側ダイアフラム部３３１が上梁２の材軸方向に対してなす角θ７が鈍角であることにより、矢印Ａで示すように、第１梁フランジ２３から梁側ダイアフラム部３３１に向けて折り返すように、逆向きに応力が伝達される。
また、柱側ダイアフラム部３３２が柱２の材軸方向に対してなす角θ８が鈍角であることにより、矢印Ｅおよび矢印Ｆで示すように、傾斜部３１０から柱側ダイアフラム部３３２に向けて折り返すように、逆向きに応力が伝達される。
以上のように応力の伝達の向きに相違はあるものの、傾斜部３１０が、梁側ダイアフラム部３３１、第２梁フランジ２５、柱側ダイアフラム部３３２、および第２柱フランジ２４のそれぞれに対して傾斜しており、図６（Ａ）の構成と同様に応力が伝達される。
したがって、本例によっても、図６（Ａ）の構成と同様の効果が得られる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について図７を参照して説明する。
第４実施形態の交差部４０は、その外側コーナー部２０１に、梁３の材軸方向と柱２の材軸方向との両方に対して傾斜する傾斜鋼板４１を備えている。
外側コーナー部２０１は、傾斜鋼板４１と、その一端に接合される第１梁フランジ２３と、その他端に接合される第１柱フランジ２２とから構成されている。
また、傾斜鋼板４１の上端４１Ａに梁側ダイアフラム部３３１の一端部が突き当てられて接合されるとともに、傾斜鋼板４１の下端４１Ｂに柱側ダイアフラム部３３２の一端部が突き当てられて接合される。

本実施形態では、矢印Ｇで示すように、第１梁フランジ２３から傾斜鋼板４１を経て、第１柱フランジ２２へと至る応力伝達経路が形成される。なお、矢印Ｇは、傾斜鋼板４１の上端４１Ａで梁側ダイアフラム部３３１に分岐するとともに、下端４１Ｂで柱側ダイアフラム部３３２に分岐するが、その図示を省略する。

本実施形態によれば、内側コーナー部２０２に加え、外側コーナー部２０１においても応力伝達路が形成されるので、第３実施形態よりも応力の伝達が円滑となる。
傾斜鋼板４１の傾斜角度は、第１梁フランジ２３から傾斜鋼板４１、および傾斜鋼板４１から第１柱フランジ２２への応力伝達性と、第１梁フランジ２３、第１柱フランジ２２、およびダイアフラム３４を溶接する際の施工性とによって適宜決められる。
本実施形態のように、図６（Ｂ）の構成に傾斜鋼板４１を適用すると、傾斜鋼板４１の両端が梁側ダイアフラム部３３１および柱側ダイアフラム部３３２によって支持されるので、力学的に安定性に優れる。但し、本明細書中の他の実施形態にも傾斜鋼板４１を適用できる。

〔第５実施形態〕
以上、Ｌ字状の交差部について説明したが、本発明は、Ｌ字状以外の形状の交差部にも適用できる。その一例を第５実施形態として図８を参照して説明する。
図１にも示した交差部８０は、図８（Ａ）に示すように、柱２と梁４との接合部分である。
この交差部８０は、第１柱フランジ２２と第２柱フランジ２４との間に、第１ダイアフラム５１および第２ダイアフラム５２を備えている。

第１ダイアフラム５１および第２ダイアフラム５２は、上記各実施形態のダイアフラムと同様に、柱２および梁４の両方に対して傾斜している。
第１ダイアフラム５１は、その一端５１Ａが第１梁フランジ２３の端部と同じ位置で第２柱フランジ２４に接合されるとともに、他端５１Ｂが一端５１Ａよりも下方において第１柱フランジ２２に接合されている。
第１ダイアフラム５１よりも下方に設けられる第２ダイアフラム５２は、その一端５２Ａが第２梁フランジ２５の端部と同じ位置で第２柱フランジ２４に接合されるとともに、他端５２Ｂが一端５２Ａよりも下方において第１柱フランジ２２に接合されている。

本実施形態では、第１梁フランジ２３に生じた応力は、矢印Ｈで示すように第１ダイアフラム５１を介して第１柱フランジ２２へと伝達される。一方、第２梁フランジ２５に生じた応力は、矢印Ｉで示すように第２ダイアフラム５２を介して第１柱フランジ２２へと伝達される。
このように、第１ダイアフラム５１および第２ダイアフラム５２を介した応力伝達経路が形成されることに伴って、応力が集中する箇所が減り、板厚を厚くする必要のある箇所が減ることでコスト低減に寄与できる。
第１ダイアフラム５１および第２ダイアフラム５２のそれぞれの傾斜角度は、応力伝達性および溶接施工性によって適宜決められる。
なお、第１ダイアフラム５１と、第２ダイアフラム５２と、これら第１ダイアフラム５１および第２ダイアフラム５２に挟まれた第２柱フランジ２４の一部２４１とを単一の鋼板によって形成することもできる。以下に示す例（図８（Ｂ）、図９（Ａ）、および図９（Ｂ））についても同様である。

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の変形例を示す。
本例では、第２ダイアフラム５２の一部が第２柱フランジ２４を超えて延長されており、その延長された部分が傾斜部５２０とされている。そして、この傾斜部５２０と、傾斜部５２０の一端５２０Ａに接合される第２梁フランジ２５と、傾斜部５２０の他端５２０Ｂに接合される第２柱フランジ２４とから、内側コーナー部２０２が構成されている。
また、本例は、傾斜部５２０に対して傾斜するとともに、第１梁フランジ２３と第２梁フランジ２５とを連結する梁連結部５３を備えている。

第１梁フランジ２３に生じた応力は、矢印Ｊで示すように、先ず第１ダイアフラム５１と梁連結部５３とに分岐して伝達される。そして、第１ダイアフラム５１を介して第１柱フランジ２２へと伝達されるとともに、梁連結部５３および第２ダイアフラム５２を介して第２柱フランジ２４にも伝達される。
一方、第２梁フランジ２５に伝達された応力は、矢印Ｋで示すように、傾斜部５２０と梁連結部５３とに分岐して伝達される。そして、傾斜部５２０を介して第２柱フランジ２４へと伝達されるとともに、梁連結部５３および第２ダイアフラム５２を介して第１柱フランジ２２にも伝達される。

本例によれば、上記の矢印ＪおよびＫで示したように、第１梁フランジ２３に生じた応力も、第２梁フランジ２５に生じた応力も、互いに傾斜する部材間で順次分力を生じながら伝達されるので、円滑に伝達される。
さらに、第２ダイアフラム５２に、第２梁フランジ２５および第２柱フランジ２４よりも交差部内周側にオフセットした傾斜部５２０を形成していることにより、その傾斜部５２０の一端５２０Ａと、他端５２０Ｂとに、第２柱フランジ２５、第２ダイアフラム５２、梁連結部５３、および第２梁フランジ２５の溶接箇所を分散させている。これにより、溶接施工性および溶接品質が向上する。

また、図９（Ａ）は、第５実施形態の変形例を示す。
本例の交差部８３は、梁３の中間部が柱２により支持されることでＴ字状に形成されている。
交差部８３では、梁３の第１梁フランジ２３および第２梁フランジ２５が材軸方向に連続しているとともに、柱２の第１柱フランジ２２および第２柱フランジ２４のそれぞれの上端が第２梁フランジ２５の下面に接合されている。
この交差部８３は、第１梁フランジ２３と第２梁フランジ２５との間に設けられる第１ダイアフラム６１および第２ダイアフラム６２を備えている。

これらの第１ダイアフラム６１および第２ダイアフラム６２も、柱２および梁３の両方に対して傾斜している。
第１ダイアフラム６１は、その上端６１Ａが第１梁フランジ２３に接合されるとともに、下端６１Ｂが第１柱フランジ２２の端部の位置で第２梁フランジ２５に接合されている。
第２ダイアフラム６２は、その上端６２Ａが第１梁フランジ２３に接合されるとともに、下端６２Ｂが第２柱フランジ２４の端部の位置で第２梁フランジ２５に接合されている。

本実施形態では、第１梁フランジ２３に生じた応力が、矢印Ｌで示すように第１ダイアフラム６１を介して第１柱フランジ２２へと伝達されるとともに、矢印Ｍで示すように第２ダイアフラム６２を介して第２柱フランジ２４へと伝達される。
本実施形態によっても、第１ダイアフラム６１および第２ダイアフラム６２を介した応力伝達経路が形成されることに伴って、応力が集中する箇所が減り、板厚を厚くする必要のある箇所が減ることでコスト低減に寄与できる。
第１ダイアフラム６１および第２ダイアフラム６２のそれぞれの傾斜角度は、応力伝達性および溶接施工性によって適宜決められる。

さらに、図９（Ｂ）は、第５実施形態の他の変形例を示す。
本例では、第１ダイアフラム６１の一部が第２梁フランジ２５を超えて延長されており、その延長された部分が傾斜部６１０とされている。この傾斜部６１０と、傾斜部６１０の一端に接合される第２梁フランジ２５と、傾斜部６１０の他端に接合される第１柱フランジ２２とから、内側コーナー部２０２が構成されている。
一方、第２ダイアフラム６２の一部も第２梁フランジ２５を超えて延長されており、その延長された部分が傾斜部６２０とされている。この傾斜部６２０と、傾斜部６２０の一端に接合される第２梁フランジ２５と、傾斜部６２０の他端に接合される第２柱フランジ２２とからも、内側コーナー部２０２が構成されている。
また、本例は、傾斜部６１０および傾斜部６２０のいずれにも対して傾斜するとともに、第１柱フランジ２２と第２柱フランジ２４とを連結する柱連結部６３を備えている。

したがって、第１梁フランジ２３の図中左方から右方へと向かう応力は、矢印Ｎで示すように、第１ダイアフラム６１から第１柱フランジ２２と柱連結部６３とに分岐し、柱連結部６３から第２柱フランジ２４にも伝達される。また、第１梁フランジ２３の図中右方から左方へと向かう応力は、矢印Ｏで示すように、第２ダイアフラム５２から第２柱フランジ２４と柱連結部６３とに分岐し、柱連結部６３から第１柱フランジ２２にも伝達される。
一方、第２梁フランジ２５の図中左方から右方へと向かう応力は、矢印Ｐで示すように、傾斜部６１０から第１柱フランジ２２と柱連結部６３とに分岐し、柱連結部６３から第２柱フランジ２４にも伝達される。また、第２梁フランジ２５の図中右方から左方へと向かう応力は、矢印Ｑで示すように、傾斜部６２０から第２柱フランジ２４と柱連結部６３とに分岐し、柱連結部６３から第１柱フランジ２２にも伝達される。

本例によれば、上記の矢印Ｎ〜Ｑで示したように、互いに傾斜する部材間で順次分力を生じながら伝達されるので、円滑に伝達される。
さらに、傾斜部６１０および傾斜部６２０を形成していることにより、それらの両端に溶接箇所を分散させている。これにより、溶接施工性および溶接品質が向上する。

〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態について図１０を参照して説明する。
本実施形態は、柱２、梁３および梁４の各フランジ、並びにダイアフラム３１に補剛材を取り付けたものである。
図１０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第１柱フランジ２２、第２柱フランジ２４、第１梁フランジ２３、第２梁フランジ２５、およびダイアフラム３１のいずれにも、補剛材６１が接合されている。
補剛材６１は、各フランジの材軸方向に沿って延びるとともに、材軸方向と直交する方向に間隔をおいて複数（ここでは、３つ）配置されている。

このような補剛材６１が設けられたことによって各フランジの材軸方向の剛性が増し、各フランジの板厚を薄くすることができる。上記の各実施形態で述べたように、応力が集中する箇所を減らすこととの相乗効果により、さらなるコストダウンが図られる。

なお、図１０（Ａ）は、図５（Ａ）の構成に補剛材６１を設けた例を示し、図１０（Ｃ）は、図７の構成に補剛材６１を設けた例を示す。なお、ここで示した以外の部位、例えば図７の傾斜鋼板４１にも補剛材６１を設けることができるのは言うまでもない。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１ 構造物
２ 柱
３ 上梁
４ 下梁
１５〜１８，２７，３１，３３，３４ ダイアフラム
２０，３０，３５，４０，８０，８３ 交差部
２１ 正面ウェブ
２２ 第１柱フランジ
２３ 第１梁フランジ
２４ 第２柱フランジ
２５ 第２梁フランジ
２８ 中間部
４１ 傾斜鋼板（傾斜鋼材）
５１，６１ 第１ダイアフラム
５２，６２ 第２ダイアフラム
５３ 梁連結部
６３ 柱連結部
７１ 補剛材
２０１ 外側コーナー部
２０２ 内側コーナー部
２７１ 梁側ダイアフラム部
２７２ 柱側ダイアフラム部
３３１ 梁側ダイアフラム部（梁連結部）
３３２ 柱側ダイアフラム部（柱連結部）
３１０，６１０，６２０ 傾斜部
３１１ 第１溶接部
３１２ 第２溶接部
θ１〜θ８ 角

Claims (9)

1. 一対の柱フランジと一対の柱ウェブとからなる柱と、
   一対の梁フランジと一対の梁ウェブとからなる梁と、
   前記柱と前記梁とがなす交差部に設けられるダイアフラムと、
   を備える柱と梁との接合部の構造であって、
   前記ダイアフラムは、前記梁の材軸方向および前記柱の材軸方向の両方に対して傾斜し、前記梁フランジと前記柱フランジとを連結する、
   ことを特徴とする柱と梁との接合部の構造。
2. 前記交差部の外側コーナー部が、一方の前記梁フランジと、一方の前記柱フランジとを備えて構成され、
   前記交差部の内側コーナー部が、他方の前記梁フランジと、他方の前記柱フランジとを備えて構成され、
   前記ダイアフラムは、
   前記梁側に位置して前記一方の梁フランジおよび前記他方の柱フランジを連結する梁側ダイアフラムと、前記柱側に位置して前記他方の梁フランジおよび前記一方の柱フランジを連結する柱側ダイアフラムと、を備える、
   請求項１に記載された柱と梁との接合部の構造。
3. 前記梁側ダイアフラムが前記梁の材軸方向に対してなす角と、前記柱側ダイアフラムが前記柱の材軸方向に対してなす角とが相違する、
   請求項２に記載された柱と梁との接合部の構造。
4. 前記交差部の内側コーナー部は、
   前記ダイアフラムの一部である傾斜部と、前記傾斜部の一端に接合される前記梁フランジと、前記傾斜部の他端に接合される前記柱フランジとを含んで構成される、
   請求項１から３のいずれか一項に記載された柱と梁との接合部の構造。
5. 前記傾斜部に対して傾斜するとともに前記一対の梁フランジを連結する梁連結部、または、前記傾斜部に対して傾斜するとともに前記一対の柱フランジを連結する柱連結部を備える、
   請求項４に記載された柱と梁との接合部の構造。
6. 前記交差部は、Ｌ字状に形成され、
   前記交差部の外側コーナー部は、
   前記梁の材軸方向と前記柱の材軸方向との両方に対して傾斜し、前記梁フランジと前記柱フランジとを連結する傾斜鋼材を備える、
   請求項１から５のいずれか一項に記載された柱と梁との接合部の構造。
7. 前記交差部は、前記柱の材軸方向の中間部に前記梁の端部が接合されることによって構成される、
   請求項１から５のいずれか一項に記載された柱と梁との接合部の構造。
8. 前記交差部は、前記梁の材軸方向の中間部が前記柱に接合されることによって構成される、
   請求項１から５のいずれか一項に記載された柱と梁との接合部の構造。
9. 前記柱は、当該柱の材軸方向に延びる補剛材を備え、
   前記梁は、当該梁の材軸方向に延びる補剛材を備える、
   請求項１から８のいずれか一項に記載された柱と梁との接合部の構造。

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