JP7433975B2

JP7433975B2 - 水平ブレース接合構造

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Publication number: JP7433975B2
Application number: JP2020028342A
Authority: JP
Inventors: 欣也田垣; 武文鈴木; 大介三枝; 秀人田中
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2024-02-20
Anticipated expiration: 2040-02-21
Also published as: JP2021131003A

Description

本発明は、鉄骨柱と、当該鉄骨柱から第１方向に延びる第１鉄骨梁と、前記鉄骨柱から前記第１方向と交差する第２方向に延びる第２鉄骨梁とが接合される仕口部に、水平ブレースの端部を接合する水平ブレース接合構造に関する。

水平ブレースの端部が接合される仕口部においては、例えば、Ｈ形鋼や角形鋼管などによって形成された鉄骨柱に、断面Ｈ字形状に形成された鉄骨梁の梁端部を現場溶接などによって接合する、いわゆるノンブラケット形式を採用することがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１８－１５５０７８号公報

仕口部において上記のようなノンブラケット形式を採用すると、例えば、仕口部として、鉄骨柱に鉄骨梁から分割した梁端部をブラケットとして工場にて溶接しておく、いわゆるブラケット形式を採用した場合に生じる、現場への輸送時に仕口部が嵩張ることによる輸送効率の低下を回避することができる。

しかしながら、仕口部にノンブラケット形式を採用すると、水平ブレースによる水平力の鉄骨柱などへの伝達を良好にするために、ブレース軸心の延長線が仕口部の柱芯を通るように水平ブレースを仕口部に取り付けるには、現場において、例えば、鉄骨柱に、鉄骨柱からＸ方向（第１方向）に延びる鉄骨梁と、鉄骨柱からＹ方向（第２方向）に延びる鉄骨梁とを溶接などで接合した後に、それらの各鉄骨梁の梁端部にわたる水平ブレース接合用のガセットプレートを各鉄骨梁に溶接する手間を要することになる。その結果、現場での溶接作業が増えることによる作業効率の低下を招くことになる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、少なくとも鉄骨柱と第１方向の鉄骨梁との接続、又は、鉄骨柱と第２方向の鉄骨梁との接続に、輸送効率の向上を図れるノンブラケット形式を採用しながら、水平ブレースによる水平力の伝達を低下させることなく、現場での作業効率の向上を図れるようにする点にある。

本発明の第１特徴構成は、鉄骨柱と、当該鉄骨柱から第１方向に延びる第１鉄骨梁と、前記鉄骨柱から前記第１方向と交差する第２方向に延びる第２鉄骨梁とが接合される仕口部に、水平ブレースの端部を接合する水平ブレース接合構造であって、
前記仕口部には、当該仕口部の柱芯から前記第１方向に外れた前記第１鉄骨梁側の位置に溶接された第１ガセットプレートと、前記柱芯から前記第２方向に外れた前記第２鉄骨梁側の位置に溶接された第２ガセットプレートとが備えられ、
前記第１鉄骨梁と、当該第１鉄骨梁に対して所定間隔を置いて平行に隣接する第１鉄骨梁とにわたって掛け渡される小梁には、前記水平ブレースの中間部が接合される第３ガセットプレートが備えられ、
前記水平ブレースにおける前記端部と前記中間部とにわたる前記仕口部との接合端側が、前記第１ガセットプレートと前記第３ガセットプレートとにわたる形鋼材と、前記第２ガセットプレートと前記第３ガセットプレートとにわたる形鋼材との、２本の個別の形鋼材にて二股状に構成されている点にある。

本発明によると、輸送効率の向上を図るために、鉄骨柱に各鉄骨梁の梁端部を現場溶接などで接合するノンブラケット形式を採用して、輸送段階での仕口部の嵩張りを抑制するようにしても、現場にて鉄骨柱と各鉄骨梁とを接合すれば、それらの接合部である仕口部を、水平ブレース接合用の各ガセットプレートが、仕口部における第１鉄骨梁側の位置と第２鉄骨梁側の位置とに既設された状態にすることができる。これにより、現場での作業においては、鉄骨柱と各鉄骨梁とを接合した後に、水平ブレース接合用の各ガセットプレートを溶接する必要がなくなり、現場での作業時間を短縮することができる。
そして、水平ブレースにおける仕口部との接合端側が二股状に構成されていることから、仕口部に対する水平ブレースの配置を、ブレース軸心の延長線が仕口部の柱芯を通るように設定した状態で、水平ブレースにおける仕口部側の端部を仕口部の各ガセットプレートに容易に接合することができる。これにより、地震や台風などによって水平力が発生した場合には、その水平力を水平ブレースから鉄骨柱などに良好に伝達することができる。
その結果、輸送効率の向上を図れるノンブラケット形式を採用しながら、水平ブレースによる水平力の伝達を低下させることなく、現場での作業効率の向上を図ることができる。

本発明の第２特徴構成は、
前記鉄骨柱には、前記第１鉄骨梁と前記第２鉄骨梁とのいずれか一方から分割されて溶接された梁端部が備えられている点にある。

本発明によると、例えば、工場での製作段階において、第１鉄骨梁から分割した梁端部と第２鉄骨梁から分割した梁端部との双方をブラケットとして鉄骨柱に溶接して接合しておく場合に比較して、輸送時における仕口部の嵩張りを抑制することができる。これに加えて、第１鉄骨梁と第２鉄骨梁との双方を現場溶接などで鉄骨柱に接合する場合に比較して、現場での作業時間を短縮することができる。
その結果、輸送時における仕口部の嵩張りを抑制することによる輸送効率の向上を図りながら、現場での作業効率の向上を更に図ることができる。

本発明の第３特徴構成は、前記第１鉄骨梁及び前記第２鉄骨梁はＨ形鋼からなり、
前記第１ガセットプレート及び前記第２ガセットプレートは、前記第１鉄骨梁又は前記第２鉄骨梁に、それらの上下のフランジにわたる縦向き姿勢で、前記第１鉄骨梁又は前記第２鉄骨梁から前記第３ガセットプレートに向けて延出する状態で溶接されている点にある。

本構成によると、各ガセットプレートを各鉄骨梁に強固に接合することができる。
その結果、各ガセットプレートを介した水平ブレースから鉄骨柱などへの水平力の伝達を良好にすることができる。

鉄骨造建物の屋根面における各梁やブレースの配置を示す梁伏図水平ブレースの接合構造を示す拡大伏図水平ブレースの接合構造を示す斜視図図２のＡ－Ａ断面図図２のＢ－Ｂ断面図図２のＣ－Ｃ断面図図２のＤ－Ｄ断面図図２のＥ－Ｅ断面図図２のＦ－Ｆ断面図

以下、本発明を実施するための形態の一例として、本発明に係る水平ブレース接合構造を鉄骨造建物の屋根組（柱梁架構の水平構面の一例）に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本発明に係る水平ブレース接合構造は、鉄骨造建物の屋根組に限らず、鉄骨造建物の床組などにも適用することができる。

図１～２に示すように、本実施形態で例示する鉄骨造建物の屋根組１には、平面視で直交するＸ方向（第１方向の一例）とＹ方向（第２方向の一例）とに所定間隔を置いて建て込まれた複数の鉄骨柱２と、鉄骨柱２からＸ方向に延びる第１大梁（第１鉄骨梁の一例）３と、鉄骨柱２からＹ方向に延びる第２大梁（第２鉄骨梁の一例）４と、隣接する第１大梁３間に掛け渡される複数の小梁５と、隣接する第２大梁４と小梁５又は小梁５間に掛け渡される複数の横補剛材６と、鉄骨柱２と各大梁３，４との接合部である仕口部７に端部が接合される複数の水平ブレース８とが備えられている。

本実施形態においては、各鉄骨柱２として、図２～５に示すように、左右のフランジ２ａ，２ｂとそれらにわたるウェブ２ｃとを有するＨ形鋼を例示している。各第１大梁３として、図２～６に示すように、複数の鋼板を溶接して、上下のフランジ３ａ，３ｂとそれらにわたるウェブ３ｃとを有するＨ形で、かつ、下向きに拡幅された鉛直ハンチを有する形状に形成されたビルドＨハンチ梁を例示している。各第２大梁４及び小梁５として、図２～９に示すように、上下のフランジ４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂとそれらにわたるウェブ４ｃ，５ｃとを有するＨ形鋼を例示している。各横補剛材６として、図２、図７～８に示すように、上下のフランジ６ａ，６ｂとそれらにわたるウェブ６ｃとを有する溝形鋼を例示している。各水平ブレース８として、図２～５、図８～９に示すように、山形鋼からなる第１鋼材８１と第２鋼材８２とが水平に背合わせで配置された、いわゆる２丁使いの山形鋼ブレースを例示している。

本実施形態においては、図３～５に示すように、鉄骨柱２と第１大梁３との接合には、鉄骨柱２の上端部に第１大梁３の梁端部３Ａを現場溶接などによって接合するノンブラケット方式が採用されている。又、鉄骨柱２と第２大梁４との接合には、各第２大梁４を梁端部４Ａと梁中間部４Ｂとに三分割して、各鉄骨柱２の上端部に第２大梁４の梁端部４Ａをブラケットとして工場溶接し、各第２大梁４の梁端部４Ａと梁中間部４Ｂとを現場においてスプライスプレート９，１０などを使用して接合するブラケット方式が採用されている。

図３～５に示すように、各鉄骨柱２の上部には、第１ダイアフラム２１と第２ダイアフラム２２と第３ダイアフラム２３とガセットプレート２４とが工場溶接によって備えられている。各第１ダイアフラム２１には、各大梁３，４における上フランジ３ａ，４ａの梁端部が突き合わせ溶接されている。各第２ダイアフラム２２には、第１大梁３における下フランジ３ｂの梁端部が突き合わせ溶接されている。各第３ダイアフラム２３には、第２大梁４における下フランジ４ｂの梁端部が突き合わせ溶接されている。各ガセットプレート２４には、第１大梁３におけるウェブ３ｃの梁端部が複数のボルトによって接合されている。

図２、図６に示すように、各第１大梁３の梁中間部３Ｂには、第１大梁３の長手方向に所定間隔を置いて配置される複数のガセットプレート３１が工場溶接によって備えられている。各ガセットプレート３１には、各小梁５におけるウェブ５ｃの梁端部が複数のボルトによって接合されている。各ガセットプレート３１は、第１大梁３の上下のフランジ３ａ，３ｂにわたる縦向き姿勢で、第１大梁３の各フランジ３ａ，３ｂとウェブ３ｃとに溶接されている。

図２、図７に示すように、各第２大梁４の梁中間部４Ｂには、第２大梁４の長手方向に所定間隔を置いて配置される複数のガセットプレート４１が工場溶接によって備えられている。各ガセットプレート４１には、各横補剛材６におけるウェブ６ｃの梁端部が複数のボルトによって接合されている。各ガセットプレート４１は、第２大梁４の上下のフランジ４ａ，４ｂにわたる縦向き姿勢で、第２大梁４の各フランジ４ａ，４ｂとウェブ４ｃとに溶接されている。

図２、図８～９に示すように、各小梁５の梁中間部には、小梁５の長手方向に所定間隔を置いて配置される複数の第１ガセットプレート５１が工場溶接によって備えられている。各第１ガセットプレート５１には、各横補剛材６におけるウェブ６ｃの梁端部が複数のボルトによって接合されている。各小梁５のうち、第２大梁４と隣接しない小梁５の所定位置には、第２ガセットプレート５２が工場溶接によって備えられている。各小梁５のうち、第２大梁４と隣接する小梁５の所定位置には、第３ガセットプレート５３が工場溶接によって備えられている。第２ガセットプレート５２及び第３ガセットプレート５３には、水平ブレース８の中間部が複数のボルトによって接合されている。

図８～９に示すように、第１ガセットプレート５１及び第２ガセットプレート５２は、小梁５の上下のフランジ５ａ，５ｂにわたる縦向き姿勢で、小梁５の各フランジ５ａ，５ｂとウェブ５ｃとに溶接されている。

第３ガセットプレート５３は、第１ガセットプレート５１が入り込む凹部（図示せず）を有して、第１ガセットプレート５１と直交する横向き姿勢で、小梁５のウェブ５ｃと第１ガセットプレート５１とに溶接されている。

図２～５に示すように、各仕口部７には、仕口部７の柱芯７ａからＸ方向に外れた第１大梁３側の位置に溶接された第１ガセットプレート７１と、仕口部７の柱芯７ａからＹ方向に外れた第２大梁４側の位置に溶接された第２ガセットプレート７２とが備えられている。第１ガセットプレート７１は、各第１大梁３の梁端部３Ａに工場溶接によって備えられている。第２ガセットプレート７２は、各第２大梁４の梁端部４Ａに工場溶接によって備えられている。

各第１ガセットプレート７１は、第１大梁３における梁端部３Ａの上下のフランジ３ａ，３ｂにわたる縦向き姿勢で、第１大梁３の各フランジ３ａ，３ｂとウェブ３ｃとに溶接されている。

各第２ガセットプレート７２は、第２大梁４における梁端部４Ａの上下のフランジ４ａ，４ｂにわたる縦向き姿勢で、第２大梁４の各フランジ４ａ，４ｂとウェブ４ｃとに溶接されている。

図１～２に示すように、各水平ブレース８は、それらのブレース軸心８ａが、Ｘ方向に延びる第１大梁３とＹ方向に延びる第２大梁４とで区画された屋根面部分の対角線上に位置するように、一対の仕口部７に掛け渡されている。各水平ブレース８は、隣接する小梁５と小梁５又は横補剛材６とに掛け渡される複数の中間ブレース部８Ａと、隣接する小梁５又は横補剛材６と仕口部７とに掛け渡される一対の仕口側ブレース部８Ｂとを有している。

図２に示すように、各中間ブレース部８Ａにおいては、第１鋼材８１と第２鋼材８２とが背合わせで平行に配置されている。図２、図８～９に示すように、各中間ブレース部８Ａの第１鋼材８１及び第２鋼材８２は、それらの両端部（水平ブレース８の中間部）が小梁５の第２ガセットプレート５２又は第３ガセットプレート５３に複数のボルトによって接合されている。図示は省略するが、各中間ブレース部８Ａの第１鋼材８１と第２鋼材８２は、それらの長手方向の複数個所がスペーサを挟んだ状態でボルトによって接合されている。

図１～２に示すように、各仕口側ブレース部８Ｂにおいては、第１鋼材８１と第２鋼材８２とが、それらの離隔距離が仕口部７側ほど大きくなる二股状に配置されている。図２、図８に示すように、各仕口側ブレース部８Ｂの第１鋼材８１及び第２鋼材８２は、それらの小梁５側の端部が小梁５の第３ガセットプレート５３に複数のボルトによって接合されている。図２～４に示すように、各仕口側ブレース部８Ｂの第１鋼材８１は、その仕口部７側の端部が仕口部７の第１ガセットプレート７１に複数のボルトによって接合されている。図２～３、図５に示すように、各仕口側ブレース部８Ｂの第２鋼材８２は、その仕口部７側の端部が仕口部７の第２ガセットプレート７２に複数のボルトによって接合されている。

以上の構成により、本実施形態にて例示した水平ブレース接合構造においては、鉄骨柱２と各大梁３，４とが接合される仕口部７に、当該仕口部７の柱芯７ａからＸ方向に外れた第１大梁３側の位置に工場溶接された第１ガセットプレート７１と、仕口部７の柱芯７ａからＹ方向に外れた第２大梁４側の位置に工場溶接された第２ガセットプレート７２とが備えられている。
これにより、輸送効率の向上を図るために、鉄骨柱２に第１大梁３の梁端部３Ａを現場溶接などで接合するノンブラケット形式を採用して、輸送段階での仕口部７の嵩張りを抑制するようにしても、現場にて鉄骨柱２と各大梁３，４とを接合すれば、それらの接合部である仕口部７を、水平ブレース接合用の各ガセットプレート７１，７２が、仕口部７における第１大梁３側の位置と第２大梁４側の位置とに既設された状態にすることができる。よって、現場での作業においては、鉄骨柱２と各大梁３，４とを接合した後の仕口部７に、水平ブレース接合用の各ガセットプレート７１，７２を溶接する必要がなくなり、現場での作業時間を短縮することができる。
これに加えて、各水平ブレース８の仕口側ブレース部８Ｂが、仕口部７の第１ガセットプレート７１に一端部が接合される第１鋼材８１と、仕口部７の第２ガセットプレート７２に一端部が接合される第２鋼材８２とから二股状に構成されている。
これにより、仕口部７に対する水平ブレース８の配置を、ブレース軸心８ａの延長線８ｂが仕口部７の柱芯７ａを通るように設定した状態で、水平ブレース８の仕口側ブレース部８Ｂを仕口部７の各ガセットプレート７１，７２に容易に接合することができる。よって、地震や台風などによって水平力が発生した場合には、その水平力を水平ブレース８から鉄骨柱２などに良好に伝達することができる。
その結果、輸送効率の向上を図れるノンブラケット形式を採用しながら、水平ブレース８による水平力の伝達を低下させることなく、現場での作業効率の向上を図ることができる。

又、本実施形態にて例示した水平ブレース接合構造においては、鉄骨柱２と第１大梁３との接合にノンブラケット形式が採用され、かつ、鉄骨柱２と第２大梁４との接合にブラケット形式が採用されていることから、現場に輸送された鉄骨柱２には、工場での製作段階において第２大梁４から分割されて溶接された第２大梁４の梁端部４Ａがブラケットとして備えられている。
これにより、例えば、鉄骨柱２と第１大梁３との接合、及び、鉄骨柱２と第２大梁４との接合にそれぞれブラケット形式を採用して、工場での製作段階において、第１大梁３から分割した梁端部３Ａと第２大梁４から分割した梁端部４Ａとの双方をブラケットとして鉄骨柱２に溶接して接合しておく場合に比較して、輸送時における仕口部７の嵩張りを抑制することができる。
又、鉄骨柱２と第１大梁３との接合、及び、鉄骨柱２と第２大梁４との接合にそれぞれノンブラケット形式を採用して、第１大梁３と第２大梁４との双方を鉄骨柱２に現場溶接などで接合する場合に比較して、現場での溶接作業を少なくすることができ、現場での作業時間を短縮することができる。
その結果、輸送時における仕口部７の嵩張りを抑制することによる輸送効率の向上を図りながら、現場での作業効率の向上を図ることができる。

しかも、本実施形態にて例示した水平ブレース接合構造においては、水平ブレース接合用の各ガセットプレート７１，７２が、第１大梁３における梁端部３Ａの上下のフランジ３ａ，３ｂ又は第２大梁４における梁端部４Ａの上下のフランジ４ａ，４ｂにわたって縦向きに溶接されることから、各ガセットプレート７１，７２を各大梁３，４に強固に接合することができる。
その結果、各ガセットプレート７１，７２を介した水平ブレース８から鉄骨柱２などへの水平力の伝達を良好にすることができる。

なお、各鉄骨柱２は、Ｈ形鋼に限らず、角形鋼管や丸形鋼管又はコンクリート充填鋼管（ＣＦＴ）などであってもよい。各第１大梁３は、ビルドＨハンチ梁に限らず、鉛直ハンチを有していないビルドＨ鋼やＨ形鋼などであってもよい。各第２大梁４は、Ｈ形鋼に限らず、ビルドＨ鋼やビルドＨハンチ梁などであってもよい。各小梁５は、Ｈ形鋼に限らず、溝形鋼や山形鋼などであってもよい。各横補剛材６は、溝形鋼に限らず、山形鋼などであってもよい。各水平ブレース８は、２丁使いの山形鋼ブレースに限らず、２丁使いの山形鋼の一方を上下反転させたＺ形使いの山形鋼ブレース、４丁使いの山形鋼ブレース、又は、２丁使いの溝形鋼ブレースなどであってもよい。

〔別実施形態〕
本発明の別実施形態について説明する。
なお、以下に説明する各別実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、上記の実施形態や他の別実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）本発明に係る水平ブレース接合構造は、上記の実施形態で例示した鉄骨柱２と第１鉄骨梁（第１大梁）３との接合にノンブラケット形式を採用し、鉄骨柱２と第２鉄骨梁（第２大梁）４との接合にブラケット形式を採用する構成に限らず、鉄骨柱２と第１鉄骨梁３との接合にブラケット形式を採用し、鉄骨柱２と第２鉄骨梁４との接合にノンブラケット形式を採用する構成に適用してもよく、又、鉄骨柱２と第１鉄骨梁３との接合、及び、鉄骨柱２と第２鉄骨梁４との接合にそれぞれノンブラケット形式を採用する構成に適用してもよい。
なお、鉄骨柱２と第１鉄骨梁（第１大梁）３との接合、及び、鉄骨柱２と第２鉄骨梁（第２大梁）３との接合のいずれか一方にノンブラケット形式を採用し、他方にブラケット形式を採用する構成に適用すれば、双方にノンブラケット形式を採用する構成に比較して、現場での溶接作業を少なくすることができる。

（２）水平ブレース８は、単一の鋼材からなる中間ブレース部８Ａと、第１鋼材８１と第２鋼材８２とから二股状に構成された仕口側ブレース部８Ｂとを有する構成であってもよい。

２鉄骨柱
３第１鉄骨梁（第１大梁）
３ａフランジ（第１鉄骨梁）
３ｂフランジ（第１鉄骨梁）
４第２鉄骨梁（第２大梁）
４Ａ梁端部（第２鉄骨梁）
４ａフランジ（第２鉄骨梁）
４ｂフランジ（第２鉄骨梁）
７仕口部
７ａ柱芯
８水平ブレース
７１第１ガセットプレート
７２第２ガセットプレート
８１第１鋼材
８２第２鋼材

Claims

鉄骨柱と、当該鉄骨柱から第１方向に延びる第１鉄骨梁と、前記鉄骨柱から前記第１方向と交差する第２方向に延びる第２鉄骨梁とが接合される仕口部に、水平ブレースの端部を接合する水平ブレース接合構造であって、
前記仕口部には、当該仕口部の柱芯から前記第１方向に外れた前記第１鉄骨梁側の位置に溶接された第１ガセットプレートと、前記柱芯から前記第２方向に外れた前記第２鉄骨梁側の位置に溶接された第２ガセットプレートとが備えられ、
前記第１鉄骨梁と、当該第１鉄骨梁に対して所定間隔を置いて平行に隣接する第１鉄骨梁とにわたって掛け渡される小梁には、前記水平ブレースの中間部が接合される第３ガセットプレートが備えられ、
前記水平ブレースにおける前記端部と前記中間部とにわたる前記仕口部との接合端側が、前記第１ガセットプレートと前記第３ガセットプレートとにわたる形鋼材と、前記第２ガセットプレートと前記第３ガセットプレートとにわたる形鋼材との、２本の個別の形鋼材にて二股状に構成されている水平ブレース接合構造。
前記鉄骨柱には、前記第１鉄骨梁と前記第２鉄骨梁とのいずれか一方から分割されて溶接された梁端部が備えられている請求項１に記載の水平ブレース接合構造。
前記第１鉄骨梁及び前記第２鉄骨梁はＨ形鋼からなり、
前記第１ガセットプレート及び前記第２ガセットプレートは、前記第１鉄骨梁又は前記第２鉄骨梁に、それらの上下のフランジにわたる縦向き姿勢で、前記第１鉄骨梁又は前記第２鉄骨梁から前記第３ガセットプレートに向けて延出する状態で溶接されている請求項１又は２に記載の水平ブレース接合構造。