JP7040716B2 - 鉄骨梁スラブ施工方法、及び鉄骨梁 - Google Patents

Description

本発明は、鉄骨梁スラブ施工方法、及び鉄骨梁に関する。

スラブを支持する鉄骨梁にむくりを付け、スラブの重量による鉄骨梁のたわみ量を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００１－３４２７１０号公報 特開平９－３１７０００号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示された技術では、鉄骨梁を湾曲変形させることにより、鉄骨梁にむくりを付ける。そのため、鉄骨梁にむくりを付けるのが難しい。

本発明は、上記の事実を考慮し、鉄骨梁に容易にむくりを付けることができる鉄骨梁スラブ施工方法、及び鉄骨梁を提供することを目的とする。

第１態様に係る鉄骨梁スラブ施工方法は、各々の材軸方向に並ぶ第一鉄骨梁部材及び第二鉄骨梁部材を有する鉄骨梁、及び前記鉄骨梁に支持されるスラブを施工する鉄骨梁スラブ施工方法であって、山形状に屈曲されたフランジ接合プレートの一方側の第一プレート部に、前記第一鉄骨梁部材の第一フランジ部がボルト接合されるとともに、前記フランジ接合プレートの他方側の第二プレート部に前記第二鉄骨梁部材の第二フランジ部がボルト接合される前記鉄骨梁を一対の柱に架設する鉄骨梁施工工程と、前記鉄骨梁の上に前記スラブを施工して前記フランジ接合プレートを変形させ、該フランジ接合プレートを平板状に近づけるスラブ施工工程と、を備える。

第１態様に係る鉄骨梁スラブ施工方法によれば、鉄骨梁施工工程と、スラブ施工工程と、を備える。先ず、鉄骨梁施工工程では、各々の材軸方向に並ぶ第一鉄骨梁部材及び第二鉄骨梁部材を有する鉄骨梁を一対の柱に架設する。

ここで、鉄骨梁施工工程では、鉄骨梁にむくりが付けられる。具体的には、山形状に屈曲されたフランジ接合プレートの一方側の第一プレート部に、第一鉄骨梁部材の第一フランジ部がボルト接合されるとともに、フランジ接合プレートの他方側の第二プレート部に第二鉄骨梁部材の第二フランジ部がボルト接合される。これにより、鉄骨梁にむくりが付けられる。

次に、スラブ施工工程では、鉄骨梁の上にスラブを施工する。これにより、スラブの重量によってフランジ接合プレートが変形し、当該フランジ接合プレートが平板状に近づく。つまり、鉄骨梁のむくりが小さくなり、当該鉄骨梁が直線状に近づく。

このように、鉄骨梁施工工程において鉄骨梁に予めむくりを付けておくことにより、スラブの重量によって鉄骨梁が下方へたわむことを抑制することができる。

また、本発明では、フランジ接合プレートの第一プレート部に第一鉄骨梁部材の第一フランジ部をボルト接合するとともに、フランジ接合プレートの第二プレート部に第二鉄骨梁部材の第二フランジ部をボルト接合する。これにより、鉄骨梁に所定のむくりを付ける。したがって、本発明では、鉄骨梁を湾曲変形させる場合と比較して、鉄骨梁にむくりを容易につけることができる。

さらに、本発明では、フランジ接合プレートの屈曲角度、すなわち第一プレート部と第二プレート部との傾斜角度によって鉄骨梁のむくり量を容易に調整することができる。

第２態様に係る鉄骨梁は、各々の端部を対向させるとともに、山形状に傾斜された状態で配置される一対の鉄骨梁部材と、前記一対の鉄骨梁部材のフランジ部に沿って山形状に屈曲され、該フランジ部にそれぞれボルト接合されるフランジ接合プレートと、を備える。

第２態様に係る鉄骨梁によれば、一対の鉄骨梁部材は、各々の端部を対向させるとともに、山形状に傾斜された状態で配置される。また、フランジ接合プレートは、一対の鉄骨梁部材のフランジ部に沿って山形状に屈曲され、該フランジ部にそれぞれボルト接合される。これにより、フランジ接合プレートの屈曲角度に応じて、鉄骨梁に所定のむくりが付けられる。

したがって、本発明では、鉄骨梁を湾曲変形させる場合と比較して、鉄骨梁にむくりを容易に付けることができる。

以上説明したように、本発明に係る鉄骨梁スラブ施工方法、及び鉄骨梁によれば、鉄骨梁に容易にむくりを付けることができる。

一実施形態に係る鉄骨梁スラブ施工方法によって施工された鉄骨梁及びスラブを示す立面図である。 図１に示される鉄骨梁の施工過程を示す立面図である。 図２に示される第一鉄骨梁部材と第二鉄骨梁部材との接合部を示す立面図である。 一実施形態に係る鉄骨梁スラブ施工方法の変形例の施工過程を示す図２に相当する立面図である。

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る鉄骨梁スラブ施工方法、及び鉄骨梁について説明する。

図１には、本実施形態に係る鉄骨梁スラブ施工方法によって施工された鉄骨梁２０及びスラブ８０が示されている。鉄骨梁２０は、一対の柱１０，１２に架設されている。一対の柱１０，１２は、例えば、角形鋼管やＨ形鋼によって形成された鉄骨柱とされている。

なお、柱１０，１２は、鉄骨造に限らず、ＣＦＴ造や、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造等であっても良い。

また、鉄骨梁２０の上には、スラブ８０が設けられている。スラブ（コンクリートスラブ）８０は、例えば、鉄筋コンクリートによって形成されている。このスラブ８０は、図示しない複数のスタッド等を介して鉄骨梁２０とせん断力を伝達可能に接合されている。

なお、スラブ８０は、例えば、デッキプレート等と一体化された合成スラブであっても良いし、プレキャストコンクリートスラブであっても良い。

（鉄骨梁）
鉄骨梁２０は、第一ブラケット２２と、第二ブラケット２４と、第一鉄骨梁部材３０と、第二鉄骨梁部材４０とを備えている。第一ブラケット２２、第二ブラケット２４、第一鉄骨梁部材３０、及び第二鉄骨梁部材４０は、各々の材軸方向（矢印Ｘ方向）に並んで配置されている。

（第一ブラケット及び第二ブラケット）
第一ブラケット２２は、Ｈ形鋼によって形成されている。この第一ブラケット（第一鉄骨ブラケット）２２の一端部は、一方の柱１０の柱梁仕口部１０Ｓに溶接等によって接合されている。

第二ブラケット２４は、Ｈ形鋼によって形成されている。この第二ブラケット（第二鉄骨ブラケット）２４の一端部は、他方の柱１２の柱梁仕口部１２Ｓに溶接等によって接合されている。

なお、第一ブラケット２２は、工場等において柱１０の柱梁仕口部１０Ｓに接合されても良いし、現場において柱１０の柱梁仕口部１０Ｓに接合されても良い。これと同様に、第二ブラケット２４は、工場等において柱１２の柱梁仕口部１２Ｓに接合されても良いし、現場において柱１２の柱梁仕口部１２Ｓに接合されても良い。

（第一鉄骨梁部材及び第二鉄骨梁部材）
第一鉄骨梁部材３０は、Ｈ形鋼によって形成されている。この第一鉄骨梁部材３０は、一対の上側第一フランジ部３２及び下側第一フランジ部３４と、一対の上側第一フランジ部３２及び下側第一フランジ部３４を接続する第一ウェブ部３６とを有している。

なお、上側第一フランジ部３２及び下側第一フランジ部３４は、第一鉄骨梁部材の第一フランジ部、及び鉄骨梁部材のフランジ部の一例である。

第一鉄骨梁部材３０の一端部は、ウェブ接合プレート５０及びフランジ接合プレート５２を介して、第一ブラケット２２の他端部と接合されている。ウェブ接合プレート５０及びフランジ接合プレート５２は、平板状の鋼板等によって形成されている。この第一鉄骨梁部材３０の他端部は、後述する第二鉄骨梁部材４０の他端部と接合されている。

第二鉄骨梁部材４０は、Ｈ形鋼によって形成されている。この第二鉄骨梁部材４０は、一対の上側第二フランジ部４２及び下側第二フランジ部４４と、一対の上側第二フランジ部４２及び下側第二フランジ部４４を接続する第二ウェブ部４６とを有している。

なお、上側第二フランジ部４２及び下側第二フランジ部４４は、第二鉄骨梁部材の第二フランジ部、及び鉄骨梁部材のフランジ部の一例である。

第二鉄骨梁部材４０の一端部は、ウェブ接合プレート５０及びフランジ接合プレート５２を介して、第二ブラケット２４の他端部と接合されている。ウェブ接合プレート５０及びフランジ接合プレート５２は、平板状の鋼板等によって形成されている。

ここで、図３に示されるように、第二鉄骨梁部材４０の他端部は、前述した第一鉄骨梁部材３０の他端部と、ウェブ接合プレート６０及びフランジ接合プレート７０を介して接合（剛接合）されている。

ウェブ接合プレート６０は、平板状の鋼板等によって形成されている。このウェブ接合プレート５０は、第一ウェブ部３６と第二ウェブ部４６とに亘って配置されている。また、ウェブ接合プレート６０は、ボルト６２及び図示しないナットによって、第一ウェブ部３６及び第二ウェブ部４６にそれぞれボルト接合されている。なお、ウェブ接合プレート５０は、適宜省略可能である。

上側第一フランジ部３２と上側第二フランジ部４２とは、フランジ接合プレート７０を介してボルト接合されている。これと同様に、下側第一フランジ部３４と下側第二フランジ部４４とは、フランジ接合プレート７０を介してボルト接合されている。

なお、上側第一フランジ部３２と上側第二フランジ部４２との接合構造と、下側第一フランジ部３４と下側第二フランジ部４４との接合構造は、同じである。したがって、以下では、上側第一フランジ部３２と上側第二フランジ部４２との接合構造について説明し、下側第一フランジ部３４と下側第二フランジ部４４との接合構造については、説明を適宜省略する。

図３に示されるように、フランジ接合プレート７０は、上側第一フランジ部３２と上側第二フランジ部４２とに亘って配置されている。このフランジ接合プレート７０は、鋼板等によって形成されている。また、フランジ接合プレート７０は、その長手方向の中央部において、上側へ凸を成すように山形状に屈曲されている。このフランジ接合プレート７０は、屈曲部７０Ｋと、屈曲部７０Ｋの一方側の第一プレート部７０Ａと、屈曲部７０Ｋの他方側の第二プレート部７０Ｂとを有している。

第一プレート部７０Ａには、ボルト孔７２が形成されている。また、上側第一フランジ部３２には、ボルト孔３８が形成されている。これらのボルト孔３８，７２に貫通されたボルト７４及びナット７６によって、第一プレート部７０Ａが上側第一フランジ部３２にボルト接合される。

第二プレート部７０Ｂには、ボルト孔７２が形成されている。また、上側第二フランジ部４２には、ボルト孔４８が形成されている。これらのボルト孔４８，７２に貫通されたボルト７４及びナット７６によって、第二プレート部７０Ｂが上側第二フランジ部４２にボルト接合される。なお、各ボルト孔３８，４８，７２は、円形状の貫通孔とされている。

ここで、フランジ接合プレート７０は、前述したように山形状に屈曲されている。これにより、図２及び図３に示されるように、鉄骨梁２０上にスラブ８０が施工されるまでは、鉄骨梁２０に所定のむくりが付けられる。この鉄骨梁２０のむくりについては、鉄骨梁スラブ施工方法と共に後述する。

（鉄骨梁スラブ施工方法）
次に、本実施形態に係る鉄骨梁スラブ施工方法の一例について説明する。

（鉄骨梁施工工程）
先ず、鉄骨梁施工工程について説明する。鉄骨梁施工工程では、図２に示されるように、一対の柱１０，１２に、鉄骨梁２０を架設する。なお、一対の柱１０，１２には、工場等において、第一ブラケット２２又は第二ブラケット２４が予め接合されている。

先ず、第一ブラケット２２と第二ブラケット２４との間に、第一鉄骨梁部材３０及び第二鉄骨梁部材４０を設置する。そして、第一ブラケット２２の他端部に第一鉄骨梁部材３０の一端部を、ウェブ接合プレート５０及びフランジ接合プレート５２を介してボルト接合するとともに、第二ブラケット２４の他端部に第二鉄骨梁部材４０の一端部をウェブ接合プレート５０及びフランジ接合プレート５２を介してボルト接合する。

さらに、第一鉄骨梁部材３０の他端部と第二鉄骨梁部材４０の他端部とをボルト接合する。

ここで、第一鉄骨梁部材３０と第二鉄骨梁部材４０とには、所定のむくりを付けておく。具体的には、図３に示されるように、先ず、第一鉄骨梁部材３０と第二鉄骨梁部材４０とを、各々の他端部を対向させた状態で配置する。

次に、山形状に屈曲された一対のフランジ接合プレート７０を介して、上側第一フランジ部３２と上側第二フランジ部４２とをボルト７４及びナット７６によってボルト接合する。これと同様に、山形状に屈曲された一対のフランジ接合プレート７０を介して、下側第一フランジ部３４と下側第二フランジ部４４とをボルト７４及びナット７６によってボルト接合する。

また、ウェブ接合プレート５０を介して、第一ウェブ部３６と第二ウェブ部４６とをボルト６２によってボルト接合する。この際、各ボルト６２，７４は、本締めとする。

これにより、フランジ接合プレート７０の屈曲角度に応じて、第一鉄骨梁部材３０と第二鉄骨梁部材４０とが山形状に傾斜された状態で接合される。この結果、鉄骨梁２０に上側へ凸を成すむくり付けられる。

なお、本実施形態では、ボルト孔３８，４８，７２とボルト７４との隙間（遊び）、及び図示しないボルト孔とボルト６２との隙間（遊び）の範囲内で、鉄骨梁２０にむくりを付ける。

また、第一ブラケット２２、第二ブラケット２４、第一鉄骨梁部材３０、及び第二鉄骨梁部材４０の接合順序は、適宜変更可能である。したがって、例えば、第一鉄骨梁部材３０と第二鉄骨梁部材４０とをボルト接合した後に、第一鉄骨梁部材３０と第一ブラケット２２とをボルト接合するとともに、第二鉄骨梁部材４０と第二ブラケット２４とをボルト接合しても良い。

（スラブ施工工程）
次に、スラブ施工工程について説明する。スラブ施工工程では、所定のむくりが付けられた鉄骨梁２０の上にスラブ８０を施工する。具体的には、鉄骨梁２０の上に図示しない型枠を設置し、スラブ８０用のコンクリートを打設する。これにより、鉄骨梁２０の上にスラブ８０を施工する。

ここで、鉄骨梁２０の上にスラブ８０を施工すると、スラブ８０の重量によってフランジ接合プレート７０が変形し、当該フランジ接合プレート７０が平板状に近づく。つまり、図１に示されるように、鉄骨梁２０のむくりが小さくなり、当該鉄骨梁２０が直線状に近づく。これにより、鉄骨梁２０に予めむくりを付けない場合と比較して、鉄骨梁２０の下方へのたわみが抑制される。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

前述したように、本実施形態に係る鉄骨梁スラブ施工方法によれば、鉄骨梁施工工程と、スラブ施工工程と、を備える。先ず、鉄骨梁施工工程では、各々の材軸方向に並ぶ第一鉄骨梁部材３０及び第二鉄骨梁部材４０を有する鉄骨梁２０を一対の柱１０，１２に架設する。

また、鉄骨梁施工工程では、鉄骨梁２０にむくりが付けられる。具体的には、山形状に屈曲されたフランジ接合プレート７０の一方側の第一プレート部７０Ａに、第一鉄骨梁部材３０の上側第一フランジ部３２がボルト接合されるとともに、フランジ接合プレート７０の他方側の第二プレート部７０Ｂに第二鉄骨梁部材４０の上側第二フランジ部４２がボルト接合される。

これと同様に、山形状に屈曲されたフランジ接合プレート７０の一方側の第一プレート部７０Ａに、第一鉄骨梁部材３０の下側第一フランジ部３４がボルト接合されるとともに、フランジ接合プレート７０の他方側の第二プレート部７０Ｂに第二鉄骨梁部材４０の下側第二フランジ部４４がボルト接合される。これにより、フランジ接合プレート７０の屈曲角度に応じて、鉄骨梁２０にむくりが付けられる。

次に、スラブ施工工程では、鉄骨梁２０の上にスラブ８０を施工する。これにより、スラブ８０の重量によって各フランジ接合プレート７０が変形し、各フランジ接合プレート７０が平板状に近づく。この結果、鉄骨梁２０のむくりが小さくなり、当該鉄骨梁２０が直線状に近づく。

このように本実施形態では、鉄骨梁施工工程において鉄骨梁２０に予めむくりを付けておくことにより、スラブ８０の重量によって鉄骨梁２０が下方へたわむことを抑制することができる。

また、本実施形態では、前述したように、フランジ接合プレート７０の第一プレート部７０Ａに第一鉄骨梁部材３０の上側第一フランジ部３２をボルト接合するとともに、フランジ接合プレート７０の第二プレート部７０Ｂに第二鉄骨梁部材４０の上側第二フランジ部４２をボルト接合する。これと同様に、フランジ接合プレート７０の第一プレート部７０Ａに第一鉄骨梁部材３０の下側第一フランジ部３４をボルト接合するとともに、フランジ接合プレート７０の第二プレート部７０Ｂに第二鉄骨梁部材４０の下側第二フランジ部４４をボルト接合する。

これにより、鉄骨梁２０に所定のむくりが付けられる。したがって、本実施形態では、鉄骨梁を湾曲変形させる場合と比較して、鉄骨梁２０にむくりを容易につけることができる。

さらに、本実施形態では、フランジ接合プレートの屈曲角度、すなわち第一プレート部と第二プレート部との傾斜角度によって鉄骨梁２０のむくり量を容易に調整することができる。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、鉄骨梁２０の中央部において第一鉄骨梁部材３０と第二鉄骨梁部材４０とをフランジ接合プレート７０を介してボルト接合したが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、図４に示されるように、鉄骨梁９０には、台形状のむくりを付けることも可能である。

具体的には、鉄骨梁９０は、第一ブラケット２２と、第二ブラケット２４と、３本の鉄骨梁部材９２，９４，９６とを備えている。第一ブラケット２２と鉄骨梁部材９２とは、フランジ接合プレート５２を介してボルト接合されている。また、第二ブラケット２４と鉄骨梁部材９６とは、フランジ接合プレート５２を介してボルト接合されている。

ここで、鉄骨梁部材９２と鉄骨梁部材９４とは、山形状に屈曲されたフランジ接合プレート７０を介してボルト接合されている。さらに、鉄骨梁部材９４と鉄骨梁部材９６とは、山形状に屈曲されたフランジ接合プレート７０を介してボルト接合されている。これにより、鉄骨梁９０に、全体として台形状のむくりが付けることができる。

なお、本変形例では、鉄骨梁部材９２と鉄骨梁部材９４との接合部では、例えば、鉄骨梁部材９２が第一鉄骨梁部材となり、鉄骨梁部材９４が第二鉄骨梁部材となる。また、鉄骨梁部材９４と鉄骨梁部材９６との接合部では、例えば、鉄骨梁部材９６が第一鉄骨梁部材となり、鉄骨梁部材９４が第二鉄骨梁部材となる。

また、上記実施形態の鉄骨梁２０は、第一ブラケット２２及び第二ブラケット２４を備えるブラケットタイプの鉄骨梁とされるが、上記実施形態はこれに限らない。鉄骨梁は、ブラケットを備えないノンブラケットタイプの鉄骨梁とされても良い。

また、上記実施形態では、上側第一フランジ部３２及び上側第二フランジ部４２の上下にフランジ接合プレート７０を配置したが、上記実施形態はこれに限らない。フランジ接合プレート７０は、上側第一フランジ部３２及び上側第二フランジ部４２の上下の少なくとも一方に配置することができる。これと同様に、フランジ接合プレート７０は、下側第一フランジ部３４及び下側第二フランジ部４４の上下の少なくとも一方に配置することができる。

また、例えば、上側第一フランジ部３２と上側第二フランジ部４２とを、山形状に屈曲されたフランジ接合プレート７０を介してボルト接合する一方で、下側第一フランジ部３４と下側第二フランジ部４４とは、平板状の接合プレート（平板状接合プレート）を介してボルト接合しても良い。これとは逆に、例えば、下側第一フランジ部３４と下側第二フランジ部４４とを、山形状に屈曲されたフランジ接合プレート７０を介してボルト接合する一方で、上側第一フランジ部３２と上側第二フランジ部４２とは、平板状の接合プレート（平板状接合プレート）を介してボルト接合しても良い。

また、上記実施形態では、第一ブラケット２２と第一鉄骨梁部材３０とが平板状のフランジ接合プレート５２を介して接合されているが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、第一ブラケット２２と第一鉄骨梁部材３０とは、例えば、フランジ接合プレート７０とは逆に、谷形状に屈曲されたフランジ接合プレートを介してボルト接合されても良い。これと同様に、第二ブラケット２４と第二鉄骨梁部材４０とは、フランジ接合プレート７０とは逆に、谷形状に屈曲されたフランジ接合プレートを介してボルト接合されても良い。これにより、鉄骨梁２０にむくりをさらに容易に付けることができる。

なお、谷形状に屈曲されたフランジ接合プレートは、スラブ８０の重量によって変形し、平板状に近づく。この結果、鉄骨梁２０のむくりが小さくなるため、当該鉄骨梁２０が直線状に近づけることができる。

また、上記実施形態では、第一ブラケット２２、第二ブラケット２４、第一鉄骨梁部材３０、及び第二鉄骨梁部材４０が、Ｈ形鋼によって形成されるが、上記実施形態はこれに限らない。第一ブラケット２２と、第二ブラケット２４と、第一鉄骨梁部材３０と、第二鉄骨梁部材４０は、例えば、Ｉ形鋼、Ｔ形鋼、Ｃ形鋼によって形成されても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 柱
１２ 柱
２０ 鉄骨梁
３０ 第一鉄骨梁部材
３２ 上側第一フランジ部（第一フランジ部）
３４ 下側第一フランジ部（第一フランジ部）
４０ 第二鉄骨梁部材
４２ 上側第二フランジ部（第二フランジ部）
４４ 下側第二フランジ部（第二フランジ部）
７０ フランジ接合プレート
７０Ａ 第一プレート部
７０Ｂ 第二プレート部
８０ スラブ
９０ 鉄骨梁
９２ 鉄骨梁部材（第一鉄骨梁部材）
９４ 鉄骨梁部材（第一鉄骨梁部材、第二鉄骨梁部材）
９６ 鉄骨梁部材（第二鉄骨梁部材）

Claims (2)

1. 各々の材軸方向に並ぶ第一鉄骨梁部材及び第二鉄骨梁部材を有する鉄骨梁、及び前記鉄骨梁に支持されるスラブを施工する鉄骨梁スラブ施工方法であって、
   山形状に屈曲されたフランジ接合プレートの一方側の第一プレート部に、前記第一鉄骨梁部材の第一フランジ部がボルト接合されるとともに、前記フランジ接合プレートの他方側の第二プレート部に前記第二鉄骨梁部材の第二フランジ部がボルト接合される前記鉄骨梁を一対の柱に架設する鉄骨梁施工工程と、
   前記鉄骨梁の上に前記スラブを施工して前記フランジ接合プレートを変形させ、該フランジ接合プレートを平板状に近づけるスラブ施工工程と、
   を備える鉄骨梁スラブ施工方法。
2. 対向する一対の柱の柱梁仕口部に、一端部がそれぞれ接合される第一ブラケット及び第二ブラケットと、
   前記第一ブラケット及び前記第二ブラケットの他端部に各々の一端部が接合され、各々の他端部を対向させるとともに、山形状に傾斜された状態で配置される一対の鉄骨梁部材と、
   前記一対の鉄骨梁部材のフランジ部に沿って山形状に屈曲され、該フランジ部にそれぞれボルト接合されるフランジ接合プレートと、
   を備える鉄骨梁。
   

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