JP6115537B2 - 柱梁接合部構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば溶接４面ＢＯＸ柱などの溶接組立て箱形断面鋼製柱と梁の柱梁接合部構造に関するものである。

従来、超高層建築物用の大断面柱として、内ダイヤフラム形式の溶接組立てＢＯＸ柱を用いたものがある（例えば、特許文献１を参照）。図１０は、従来の内ダイヤフラム形式の溶接組立てＢＯＸ柱による柱梁接合部の部分透視図の一例を示したものである。この図に示すように、このＢＯＸ柱１００は柱スキンプレート１０１の内部で、梁２００の上下のフランジ部２０１が取り付けられる位置に、ダイヤフラム４００を溶接したものである。溶接はエレクトロスラグ溶接を用いており、ダイヤフラム４００の両側に裏当金５００を取り付けて開先を構成する。ＢＯＸ柱１００の外周部は柱スキンプレート１０１が組合わされる角部にサブマージアーク溶接部３００を形成して構成する。

図１１は、従来の内ダイヤフラム形式の溶接組立てＢＯＸ柱において溶接される個所を示す模式図である。この図に示すように、ダイヤフラム４００と柱スキンプレート１０１はエレクトロスラグ溶接部６００を介して取り付けられ、柱スキンプレート１０１は角継手に形成されるサブマージアーク溶接部３００を介して取り付けられる。

図１２は、ダイヤフラム４００と柱スキンプレート１０１のエレクトロスラグ溶接部を示したものである。超高層建築物の柱部材の場合、溶接入熱は５００〜１５００ｋＪ／ｃｍとなり、溶接金属７００の一部は柱スキンプレート１０１に溶け込み、ＨＡＺ８００の外周部は柱スキンプレートで２０〜５００ｍｍ程度の深さに達する。

図１３は、従来の一般的な通しダイヤフラム形式の柱梁接合部を示したものである。この図に示すように、通しダイヤフラム９００は梁９０１のフランジ９０２に対応する部分の柱９０３に設けられる。

特開２００７−２２２９２９号公報

ところで、上記の従来の内ダイヤフラム形式の溶接組立てＢＯＸ柱は組立て工程が複雑であり、しかも、大型となるとエレクトロスラグ溶接の入熱量の増加に伴い溶着金属および鋼材の熱影響部の靭性が低下して、破壊するおそれがある。一方、従来の通しダイヤフラム形式の柱梁接合部では、構造物の大型化に伴い、柱が負担する荷重が増加すると柱断面が大サイズとなるが、鉄骨加工の効率化のための板厚減や有効床面積増加のための柱径縮小を目的として柱に用いる鋼材を高強度化することがある。それにより、柱が高強度化し、溶接部分の強度確保が難しい場合、柱の変形時に溶接部分にひずみが集中して、破壊するおそれがある。また、柱断面積が大きい場合、柱全断面をダイヤフラム枚数×２箇所を溶接接合する必要があるため、必要溶接量が増大する。また、柱が高強度化すると、一般に鋼材の予ひずみエネルギーが小さくなり柱の塑性変形性能を確保することが難しくなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通しダイヤフラムの溶接部の強度低下の影響を回避するとともに、内ダイヤフラムの大入熱溶接を回避または影響を軽減して総溶接量を低減し、柱の塑性変形性能を向上することが可能な柱梁接合部構造を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る柱梁接合部構造は、溶接組立て箱形断面の鋼製の柱と、梁とを接合する柱梁接合部構造であって、柱の左右の側面を構成する２枚の第１スキンプレートと、２枚の第１スキンプレート間の梁の上下端の高さ位置に配置され、左右の側部を各第１スキンプレートに溶接接合したダイヤフラムと、柱の前後の少なくとも一方の側面を構成する第２スキンプレートとを有し、第１スキンプレートの前後の少なくとも一方の側部は、一定の幅を有する一般部と、一般部と接続して一般部から離れるに従い幅を増大する傾斜部と、梁の上下端の高さ位置で傾斜部と接続して一般部よりも大きい一定の幅を有する拡幅部とからなり、ダイヤフラムの前後の少なくとも一方の側部は、拡幅部の端部に位置し、第２スキンプレートは、２枚の第１スキンプレート間のダイヤフラムを挟んだ上下に配置され、その左右両側は各第１スキンプレートに溶接接合されるとともに、上側または下側はダイヤフラムの下面または上面に溶接接合されることを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合部構造は、上述した発明において、第１スキンプレートの前後のいずれか一方の側部に一般部、傾斜部、拡幅部が設けられ、いずれか他方の側部に一般部のみが設けられ、ダイヤフラムの一方の側部は、第１スキンプレートの一方の側部の拡幅部の端部に位置し、他方の側部は第１スキンプレートの他方の側部の一般部の端部に位置することを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合部構造は、溶接組立て箱形断面の鋼製の柱と、梁とを接合する柱梁接合部構造であって、柱の隣り合う側面を構成する２枚の第１スキンプレートと、２枚の第１スキンプレート間の梁の上下端の高さ位置に配置され、隣り合う側部を各第１スキンプレートに溶接接合したダイヤフラムと、柱の他の隣り合う側面を構成する第２スキンプレートとを有し、第１スキンプレートの隣り合わない側の側部は、一定の幅を有する一般部と、一般部と接続して一般部から離れるに従い幅を増大する傾斜部と、梁の上下端の高さ位置で傾斜部と接続して一般部よりも大きい一定の幅を有する拡幅部とからなり、ダイヤフラムの他の隣り合う側部は、拡幅部の端部に位置し、第２スキンプレートは、２枚の第１スキンプレート間のダイヤフラムを挟んだ上下に配置され、その隣り合わない側の側部は各第１スキンプレートに溶接接合されるとともに、上側または下側はダイヤフラムの下面または上面に溶接接合されることを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合部構造は、上述した発明において、柱を構成する鋼材の降伏強度が４４０Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする。

本発明に係る柱梁接合部構造によれば、溶接組立て箱形断面の鋼製の柱と、梁とを接合する柱梁接合部構造であって、柱の左右の側面を構成する２枚の第１スキンプレートと、２枚の第１スキンプレート間の梁の上下端の高さ位置に配置され、左右の側部を各第１スキンプレートに溶接接合したダイヤフラムと、柱の前後の少なくとも一方の側面を構成する第２スキンプレートとを有し、第１スキンプレートの前後の少なくとも一方の側部は、一定の幅を有する一般部と、一般部と接続して一般部から離れるに従い幅を増大する傾斜部と、梁の上下端の高さ位置で傾斜部と接続して一般部よりも大きい一定の幅を有する拡幅部とからなり、ダイヤフラムの前後の少なくとも一方の側部は、拡幅部の端部に位置し、第２スキンプレートは、２枚の第１スキンプレート間のダイヤフラムを挟んだ上下に配置され、その左右両側は各第１スキンプレートに溶接接合されるとともに、上側または下側はダイヤフラムの下面または上面に溶接接合されるので、通しダイヤフラムの溶接部の強度低下の影響を回避するとともに、内ダイヤフラムの大入熱溶接を回避または影響を軽減して総溶接量を低減し、柱の塑性変形性能を向上することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の柱梁接合部構造によれば、第１スキンプレートの前後のいずれか一方の側部に一般部、傾斜部、拡幅部が設けられ、いずれか他方の側部に一般部のみが設けられ、ダイヤフラムの一方の側部は、第１スキンプレートの一方の側部の拡幅部の端部に位置し、他方の側部は第１スキンプレートの他方の側部の一般部の端部に位置するので、第１スキンプレートの拡幅部が設けられる側を外壁等に隣接する柱の建屋内部側に配置することで、拡幅部と外壁等との干渉を回避することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の柱梁接合部構造によれば、溶接組立て箱形断面の鋼製の柱と、梁とを接合する柱梁接合部構造であって、柱の隣り合う側面を構成する２枚の第１スキンプレートと、２枚の第１スキンプレート間の梁の上下端の高さ位置に配置され、隣り合う側部を各第１スキンプレートに溶接接合したダイヤフラムと、柱の他の隣り合う側面を構成する第２スキンプレートとを有し、第１スキンプレートの隣り合わない側の側部は、一定の幅を有する一般部と、一般部と接続して一般部から離れるに従い幅を増大する傾斜部と、梁の上下端の高さ位置で傾斜部と接続して一般部よりも大きい一定の幅を有する拡幅部とからなり、ダイヤフラムの他の隣り合う側部は、拡幅部の端部に位置し、第２スキンプレートは、２枚の第１スキンプレート間のダイヤフラムを挟んだ上下に配置され、その隣り合わない側の側部は各第１スキンプレートに溶接接合されるとともに、上側または下側はダイヤフラムの下面または上面に溶接接合されるので、第１スキンプレートの拡幅部が設けられる側を外壁等に隣接する柱の建屋内部側に配置することで、拡幅部と外壁等との干渉を回避することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る柱梁接合部構造の実施の形態１を示す概略斜視図である。 図２は、図１の柱梁接合部構造の概略平面断面図である。 図３は、本発明に係る柱梁接合部構造の実施の形態１の変形例を示す概略平面断面図である。 図４は、本発明に係る柱梁接合部構造の実施の形態１の他の変形例を示す概略斜視図である。 図５は、本発明に係る柱梁接合部構造の実施の形態２を示す概略平面断面図である。 図６は、本発明に係る柱梁接合部構造の実施の形態３を示す概略平面断面図である。 図７は、本発明に係る柱梁接合部構造の実施の形態３を示す概略斜視図である。 図８は、本発明における柱端部の概略平面断面図である。 図９は、本発明における柱端部の断面耐力の一例を示すグラフ図である。 図１０は、従来の内ダイヤフラム形式の溶接組立てＢＯＸ柱による柱梁接合部の一例を示した部分透視図である。 図１１は、従来の内ダイヤフラム形式の溶接組立てＢＯＸ柱において溶接される個所を示す模式図である。 図１２は、従来のエレクトロスラグ溶接の一例を示す断面図である。 図１３は、従来の通しダイヤフラムを用いた柱梁接合部を示す図であり、（１）は側面図、（２）は平面断面図である。

以下に、本発明に係る柱梁接合部構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

［実施の形態１］
まず、本発明の実施の形態１について説明する。
図１に示すように、本実施の形態１の柱梁接合部構造１０は、溶接組立て箱形断面の鋼製の柱１２と、Ｈ形鋼などの鋼材からなる梁１４とを接合する柱梁接合部構造であって、柱１２の左右の側面を構成する２枚の第１スキンプレート１６と、柱１２の前後の側面を構成する第２スキンプレート１８と、柱１２の上下に配置された２枚のダイヤフラム２０ａ、２０ｂとを有するものである。

ダイヤフラム２０ａ、２０ｂは、それぞれ２枚の第１スキンプレート１６間の梁１４の上フランジ１４ａ、下フランジ１４ｂ（上下端）の高さ位置に配置され、その左右の側部は第１スキンプレート１６に対し溶接接合部２２において溶接接合されている。なお、ダイヤフラム２０ａ、２０ｂは、第１スキンプレート１６と第２スキンプレート１８との接合部分において、後述する第２スキンプレート１８を第１スキンプレート１６に溶接するための開先部２１を有している。なお、開先部２１は必ずしも必須なものではなく、開先を取らずに溶接する構成を採用してもよい。

第１スキンプレート１６の前後の側部は、一定の幅を有する一般部１６ａと、一般部１６ａと接続して一般部１６ａから離れるに従い幅を増大する傾斜部１６ｂと、梁１４の上下端の高さ位置で傾斜部１６ｂと接続して一般部１６ａよりも大きい一定の幅を有する拡幅部１６ｃとからなる。ここで、傾斜部１６ｂの上端の高さを、後施工される床スラブ上面の高さ以下とすれば有効床面積への影響を少なくすることができる。ダイヤフラム２０ａ、２０ｂの前後の側部は、拡幅部１６ｃの前後方向端部に位置している。なお、ダイヤフラム２０ａ、２０ｂの間の拡幅部１６ｃの区間で柱梁のパネルゾーン２８を構成する。

第２スキンプレート１８は、２枚の第１スキンプレート１６間においてダイヤフラム２０ａの上側に配置される上部スキンプレート１８ａと、ダイヤフラム２０ａを挟んで上部スキンプレート１８ａの直下に配置される中央部スキンプレート１８ｂと、ダイヤフラム２０ｂを挟んで中央部スキンプレート１８ｂの直下に配置される下部スキンプレート１８ｃとからなる。つまり、中央部スキンプレート１８ｂは、上下のダイヤフラム２０ａ、２０ｂの間に配置される。上部スキンプレート１８ａ、中央部スキンプレート１８ｂ、下部スキンプレート１８ｃの左右両側部はそれぞれ第１スキンプレート１６に対して溶接接合部２４において溶接接合されている。

上部スキンプレート１８ａの下側部はダイヤフラム２０ａの上面に溶接接合されている。また、中央部スキンプレート１８ｂの上側部はダイヤフラム２０ａの下面に溶接接合され、下側部はダイヤフラム２０ｂの上面に溶接接合されている。下部スキンプレート１８ｃの上側部はダイヤフラム２０ｂの下面に溶接接合されている。上部スキンプレート１８ａ、中央部スキンプレート１８ｂ、下部スキンプレート１８ｃとダイヤフラム２０ａ、２０ｂの溶接接合は溶接接合部２６において施工される。なお、上部スキンプレート１８ａ、中央部スキンプレート１８ｂ、下部スキンプレート１８ｃの溶接は、ダイヤフラム２０ａ、２０ｂを第１スキンプレート１６に溶接した後に施工される。

上記の構成においては、柱１２の左右方向は内ダイヤフラム形式となり、前後方向は通しダイヤフラム形式となる。このため、本実施の形態によれば、柱梁接合部としての性能や設計については、従来強度の鋼材を用いる場合の通しダイヤフラムまたは内ダイヤフラムと同等に扱うことができる。

また、第１スキンプレート１６とダイヤフラム２０ａ、２０ｂの溶接接合部２２は柱１２の内側に配置されるにもかかわらずエレクトロスラグ溶接とする必要が無く、炭酸ガス溶接等により他の部分に先行して溶接することができ、溶接部の性能低下のおそれを緩和することができる。このため、内ダイヤフラムの大入熱溶接を回避または影響を軽減することができる。

また、第２スキンプレート１８とダイヤフラム２０ａ、２０ｂの溶接接合部２６は柱１２が上下に分断される形式となるが、特に柱１２に高強度の鋼材（例えば、降伏強度が４４０Ｎ／ｍｍ^２以上の鋼材）を用いて、溶接部の強度確保が難しい場合でも、傾斜部１６ｂおよびパネルゾーン２８における拡幅部１６ｃにより、溶接接合部２６に作用する応力は緩和されるので、柱１２の構造性能への影響を小さくすることができる。したがって、通しダイヤフラムの溶接部の強度低下の影響を回避することができる。

また、傾斜部１６ｂおよびパネルゾーン２８における拡幅部１６ｃにより、ダイヤフラム２０ａ、２０ｂの高さ位置の柱端部の断面の強度を一般部１６ａの断面の強度よりも増大させることで、柱１２の塑性変形性能を向上させることができる。

このように、本実施の形態によれば、内ダイヤフラムと通しダイヤフラムの利点を組み合わせ、溶接接合部の性状変化を柱の構造性能に影響させないようにしつつ、組立て施工の合理化を図ることができる。また、柱がパネルゾーンにかけて拡幅されることから、柱の塑性変形性能を向上させることができる。したがって、通しダイヤフラムの溶接部の強度低下の影響を回避するとともに、内ダイヤフラムの大入熱溶接を回避または影響を軽減して総溶接量を低減し、柱の塑性変形性能を向上することができる。

図２は、本実施の形態１の概略平面断面図である。この図に示すように、前後・左右方向に十字状に配置される梁１４に対して左右に第１スキンプレート１６を、前後に第２スキンプレート１８を、その間にダイヤフラム２０ａ（または２０ｂ）を配置することで、柱の脇に配管用などのスペースＳを確保することが可能となる。

図３は、本実施の形態１の変形例を示す概略平面断面図である。
この図の例では、ダイヤフラム２０ａの後側の中央部３０を突出して梁１４と接合し、ダイヤフラム２０ａの前側部３２を第２スキンプレート１８の内面に接合した場合を示している。つまり、ダイヤフラム２０ａの前側に配置される第２スキンプレート１８は、上部スキンプレート１８ａ、中央部スキンプレート１８ｂ、下部スキンプレート１８ｃに分断されていない一枚ものの鋼板である。このように、ダイヤフラム２０ａ（または２０ｂ）の形状は、施工性、梁１４の必要性能に応じて、柱の一般部に相当する部分Ｐの断面と接合される箇所の他は任意に変化させることが可能である。

図４は、本実施の形態１の他の変形例を示す斜視図である。
この図に示すように、柱１２に対して上下端の高さが異なる梁が取り付く場合、すなわち柱１２の右側から大断面のＨ形鋼からなる梁１４が、前側から小断面のＨ形鋼からなる梁３４が取り付く場合、ダイヤフラム２０ａ、２０ｂの間にダイヤフラム２０ｃを加えて合計３枚を配置する。この場合、例えば梁３４の上フランジ３４ａの位置にダイヤフラム２０ａの前側部を配置し、下フランジ３４ｂの位置にダイヤフラム２０ｃの前側部を配置する。

パネルゾーン２８における第２スキンプレート１８は、ダイヤフラム２０ａとダイヤフラム２０ｃの間に接合配置される上側の中央部スキンプレート１８ｂ１と、ダイヤフラム２０ｃとダイヤフラム２０ｂの間に接合配置される下側の中央部スキンプレート１８ｂ２とによって構成される。ここで、梁接合時の施工性向上のため、梁３４が取り付く面を合わせる目的で、梁３４のウェブ３４ｃを接合するためのプレート３６を上側の中央部スキンプレート１８ｂ１に突設してもよい。なお、上下端の高さの異なる梁が３以上の複数ある場合には、ダイヤフラムをさらに追加することもできる。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図５に示すように、本実施の形態２の柱梁接合部構造４０の後側および左側には建屋の外壁４２が配置されており、前側および右側には梁１４が接合している。この柱梁接合部構造４０は、上記の実施の形態１において、第１スキンプレート１６の右側の側部に一般部１６ａ、傾斜部１６ｂ、拡幅部１６ｃを設け、左側の側部に一般部１６ａのみを設けたものである。

ダイヤフラム２０ａ（２０ｂ）の右側の側部は、第１スキンプレート１６の右側の拡幅部１６ｃの端部に位置しており、通しダイヤフラム形式となっている。一方、ダイヤフラム２０ａ（２０ｂ）の左側の側部は、第１スキンプレート１６の左側の一般部１６ａの端部において第２スキンプレート１８の内面に位置しており、内ダイヤフラム形式となっている。

本実施の形態によれば、第１スキンプレート１６の拡幅部１６ｃが設けられる側を外壁４２等に隣接する柱１２の建屋内部側４４に配置することで、拡幅部１６ｃと外壁４２等との干渉を回避することができる。

［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
図６および図７に示すように、本実施の形態３の柱梁接合部構造５０の後側および左側には建屋の外壁４２が配置されており、前側および右側には梁１４が接合している。

この柱梁接合部構造５０は、上記の実施の形態１、２と類似のものであり、柱１２の隣り合う側面を構成する２枚の第１スキンプレート１６と、２枚の第１スキンプレート１６間の梁１４の上下端の高さ位置に配置され、隣り合う側部を各第１スキンプレート１６に溶接接合したダイヤフラム２０ａ、２０ｂと、柱１２の他の隣り合う側面を構成する第２スキンプレート１８とを有するものである。

第１スキンプレート１６の隣り合わない側の側部（前側および右側）は、上記の実施の形態１で説明した一般部１６ａと、傾斜部１６ｂと、拡幅部１６ｃとからなる。また、ダイヤフラム２０ａ、２０ｂの他の隣り合う側部（前側および右側）は、拡幅部１６ｃの端部に位置している。なお、ダイヤフラム２０ａ、２０ｂの右斜め前側は、建屋内部側４４のスペースを確保するために切欠き部５４を設けることができる。

第２スキンプレート１８は、２枚の第１スキンプレート１６間に配置され、ダイヤフラム２０ａの上側の上部スキンプレート１８ａと、ダイヤフラム２０ａ、２０ｂの間の中央部スキンプレート１８ｂと、ダイヤフラム２０ｂの下側の下部スキンプレート１８ｃとからなる。第２スキンプレート１８の互いに隣り合わない側の側部（後側および左側）は各第１スキンプレート１６に溶接接合されるとともに、上側、下側はダイヤフラム２０ａ、２０ｂの下面、上面に溶接接合部５２を介して溶接接合される。

ダイヤフラム２０ａ（２０ｂ）の前側および右側の側部は、第１スキンプレート１６の拡幅部１６ｃの端部に位置しており、通しダイヤフラム形式となっている。一方、ダイヤフラム２０ａ（２０ｂ）の後側および左側の側部は、第１スキンプレート１６の左側の一般部１６ａの端部において第１スキンプレート１６の内面に位置しており、内ダイヤフラム形式となっている。

本実施の形態によれば、第１スキンプレート１６の拡幅部１６ｃが設けられる側を外壁４２等で囲まれる建屋内部側４４に配置することで、拡幅部１６ｃと外壁４２等との干渉を回避することができる。

［柱端部耐力の算定例］
次に、本発明に係る柱梁接合部構造の溶接接合部耐力を考慮した柱端部耐力の算定例について説明する。ここで、柱端部はダイヤフラムの柱側の面（柱梁接合部からみて外側の面）の高さ位置の柱断面を指す。

図８は、本発明に係る柱梁接合部構造の柱端部（パネルゾーン）の概略平面断面図である。この図に示すように、柱端部は、拡幅部を有する第１スキンプレート１６（幅Ｂ１、板厚ｔ１）と拡幅部を有しない第２スキンプレート１８（幅Ｂ２、板厚ｔ２）とから構成される。本発明の比較対象の柱一般部としては、板厚が同じで、外形がｂ×Ｂ２である場合を考える。柱材の降伏応力（設計強度）は７００Ｎ／ｍｍ^２、図示しない通しダイヤフラムと柱スキンプレート１８との間の溶接部の降伏応力（設計強度）は６３０Ｎ／ｍｍ^２とする。

図９に、柱一般部断面の全塑性曲げ耐力と、本発明における柱端部の全塑性曲げ耐力の算定結果を示す。ここで、拡幅部の大きさにより柱幅Ｂ１が変化するため、Ｂ１をパラメータとして検討した。また、幅Ｂ２およびｂはそれぞれ１０００ｍｍ、板厚ｔ１およびｔ２はそれぞれ５０ｍｍとした。なお、図８のｘ軸周り、ｙ軸周りで耐力が異なる。

ｘ、ｙ両方向とも柱一般部と同等以上の全塑性曲げ耐力を持たせるためには、拡幅部の柱幅Ｂ１を５０ｍｍ刻みで増加させて算定した本結果の場合では、Ｂ１を１１００ｍｍ以上とする必要があることがわかる。また、柱一般部を先行降伏させる場合、柱一般部と柱端部のモーメントの比を考慮して、柱端部の耐力をより大きくする必要がある。また、柱には一般に軸力が作用するため、全塑性曲げ耐力の算定の際に、柱終局状態時に作用する柱軸力を考慮する必要がある。

以上説明したように、本発明に係る柱梁接合部構造によれば、溶接組立て箱形断面の鋼製の柱と、梁とを接合する柱梁接合部構造であって、柱の左右の側面を構成する２枚の第１スキンプレートと、２枚の第１スキンプレート間の梁の上下端の高さ位置に配置され、左右の側部を各第１スキンプレートに溶接接合したダイヤフラムと、柱の前後の少なくとも一方の側面を構成する第２スキンプレートとを有し、第１スキンプレートの前後の少なくとも一方の側部は、一定の幅を有する一般部と、一般部と接続して一般部から離れるに従い幅を増大する傾斜部と、梁の上下端の高さ位置で傾斜部と接続して一般部よりも大きい一定の幅を有する拡幅部とからなり、ダイヤフラムの前後の少なくとも一方の側部は、拡幅部の端部に位置し、第２スキンプレートは、２枚の第１スキンプレート間のダイヤフラムを挟んだ上下に配置され、その左右両側は各第１スキンプレートに溶接接合されるとともに、上側または下側はダイヤフラムの下面または上面に溶接接合されるので、通しダイヤフラムの溶接部の強度低下の影響を回避するとともに、内ダイヤフラムの大入熱溶接を回避または影響を軽減して総溶接量を低減し、柱の塑性変形性能を向上することができる。

また、本発明に係る他の柱梁接合部構造によれば、第１スキンプレートの前後のいずれか一方の側部に一般部、傾斜部、拡幅部が設けられ、いずれか他方の側部に一般部のみが設けられ、ダイヤフラムの一方の側部は、第１スキンプレートの一方の側部の拡幅部の端部に位置し、他方の側部は第１スキンプレートの他方の側部の一般部の端部に位置するので、第１スキンプレートの拡幅部が設けられる側を外壁等で囲まれる建屋内部側に配置することで、拡幅部と外壁等との干渉を回避することができる。

また、本発明に係る他の柱梁接合部構造によれば、溶接組立て箱形断面の鋼製の柱と、梁とを接合する柱梁接合部構造であって、柱の隣り合う側面を構成する２枚の第１スキンプレートと、２枚の第１スキンプレート間の梁の上下端の高さ位置に配置され、隣り合う側部を各第１スキンプレートに溶接接合したダイヤフラムと、柱の他の隣り合う側面を構成する第２スキンプレートとを有し、第１スキンプレートの隣り合わない側の側部は、一定の幅を有する一般部と、一般部と接続して一般部から離れるに従い幅を増大する傾斜部と、梁の上下端の高さ位置で傾斜部と接続して一般部よりも大きい一定の幅を有する拡幅部とからなり、ダイヤフラムの他の隣り合う側部は、拡幅部の端部に位置し、第２スキンプレートは、２枚の第１スキンプレート間のダイヤフラムを挟んだ上下に配置され、その隣り合わない側の側部は各第１スキンプレートに溶接接合されるとともに、上側または下側はダイヤフラムの下面または上面に溶接接合されるので、第１スキンプレートの拡幅部が設けられる側を外壁等で囲まれる建屋内部側に配置することで、拡幅部と外壁等との干渉を回避することができる。

以上のように、本発明に係る柱梁接合部構造は、例えば溶接４面ＢＯＸ柱などの溶接組立て箱形断面鋼製柱と梁の柱梁接合部構造に有用であり、特に、通しダイヤフラムの溶接部の強度低下の影響を回避するとともに、内ダイヤフラムの大入熱溶接を回避または影響を軽減して総溶接量を低減し、柱の塑性変形性能を向上するのに適している。

１０，４０，５０ 柱梁接合部構造
１２ 柱
１４，３４ 梁
１４ａ，３４ａ 上フランジ（上端）
１４ｂ，３４ｂ 下フランジ（下端）
１６ 第１スキンプレート
１６ａ 一般部
１６ｂ 傾斜部
１６ｃ 拡幅部
１８ 第２スキンプレート
１８ａ 上部スキンプレート
１８ｂ 中央部スキンプレート
１８ｃ 下部スキンプレート
１８ｂ１ 上側の中央部スキンプレート
１８ｂ２ 下側の中央部スキンプレート
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ ダイヤフラム
２１ 開先部
２２，２４，２６，５２ 溶接接合部
２８ パネルゾーン
３０ 中央部
３２ 前側部
３４ｃ ウェブ
３６ プレート
４２ 外壁
４４ 建屋内部側
５４ 切欠き部
Ｐ 部分
Ｓ スペース

Claims (4)

1. 溶接組立て箱形断面の鋼製の柱と、梁とを接合する柱梁接合部構造であって、
   柱の左右の側面を構成する２枚の第１スキンプレートと、
   ２枚の第１スキンプレート間の梁の上下端の高さ位置に配置され、左右の側部を各第１スキンプレートに溶接接合したダイヤフラムと、
   柱の前後の少なくとも一方の側面を構成する第２スキンプレートとを有し、
   第１スキンプレートの前後の少なくとも一方の側部は、一定の幅を有する一般部と、一般部と接続して一般部から離れるに従い幅を増大する傾斜部と、梁の上下端の高さ位置で傾斜部と接続して一般部よりも大きい一定の幅を有する拡幅部とからなり、
   ダイヤフラムの前後の少なくとも一方の側部は、拡幅部の端部に位置し、
   第２スキンプレートは、２枚の第１スキンプレート間のダイヤフラムを挟んだ上下に配置され、その左右両側は各第１スキンプレートに溶接接合されるとともに、上側または下側はダイヤフラムの下面または上面に溶接接合されることを特徴とする柱梁接合部構造。
2. 第１スキンプレートの前後のいずれか一方の側部に一般部、傾斜部、拡幅部が設けられ、いずれか他方の側部に一般部のみが設けられ、
   ダイヤフラムの一方の側部は、第１スキンプレートの一方の側部の拡幅部の端部に位置し、他方の側部は第１スキンプレートの他方の側部の一般部の端部に位置することを特徴とする請求項１に記載の柱梁接合部構造。
3. 溶接組立て箱形断面の鋼製の柱と、梁とを接合する柱梁接合部構造であって、
   柱の隣り合う側面を構成する２枚の第１スキンプレートと、
   ２枚の第１スキンプレート間の梁の上下端の高さ位置に配置され、隣り合う側部を各第１スキンプレートに溶接接合したダイヤフラムと、
   柱の他の隣り合う側面を構成する第２スキンプレートとを有し、
   第１スキンプレートの隣り合わない側の側部は、一定の幅を有する一般部と、一般部と接続して一般部から離れるに従い幅を増大する傾斜部と、梁の上下端の高さ位置で傾斜部と接続して一般部よりも大きい一定の幅を有する拡幅部とからなり、
   ダイヤフラムの他の隣り合う側部は、拡幅部の端部に位置し、
   第２スキンプレートは、２枚の第１スキンプレート間のダイヤフラムを挟んだ上下に配置され、その隣り合わない側の側部は各第１スキンプレートに溶接接合されるとともに、上側または下側はダイヤフラムの下面または上面に溶接接合されることを特徴とする柱梁接合部構造。
4. 柱を構成する鋼材の降伏強度が４４０Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の柱梁接合部構造。

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