JPH04203133A - 無溶接式の建築物用の柱と梁との接合部の複合接合金具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、超高層ビルのＨＵ鋼の梁とＨ型鋼の柱との
接合に適用する無溶接プレハブ方式での接合金具に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来のビルでは、柱と梁の接合方法は、柱に溶接したブ
ラッケトに梁をボルト及びナツトにて固定するブラッケ
ト方式と呼ばれる方法か用いられている。このブラッケ
トの張出し長さは取りつく梁の桁高の約１．５〜２．０
倍である。超高層ビルにおいては、耐震構造としての柔
構造を採用しているが、この柔構造の目的を達する為に
柱−梁接合部は剛接合であり且つ巨大な応力に耐える構
造でなければならい。当然高層になるに従い鉄骨構造部
材の製作誤差が累積されやすく、高い寸法精度が要求さ
れる。

ちなみに超高層ビルにおける柔構造は地震の水平力が建
物を構成する鉄骨部材に加わった場合、柱−梁接合部に
モーメントを充分に発生せしめつる構造としており、接
合部における各柱と梁の節点回転角が小さいので、撓み
変形で地震のエネルギーを吸収するメカニズムとしたも
のである。

前述した従来のブラッケト方式に換えて、現場の組立て
工数の低減、組立て精度の維持を目的として、種々の接
合金具か考えられ用いられている。然しなから従来のブ
ラッケト方式の無溶接式の柱−梁接合部の接合方法に比
へて接合金具による無溶接式の柱−梁接合は、その剛性
か不足しがちであった。

第４図に種々の接合金具を適用した状況をしめした。第
５図に節点剛性特性をしめした。この第５図に於いて節
点回転角か大きい事は剛性か不足していることを意味す
る。

無溶接式柱−梁接合部の剛性を高めた接合金具について
、特開昭５９−１８８３３号公報、特開昭５５−９８５
４６号公報及び＃開昭６０−２５０１４６号公報に提案
がなされている。さらに特開昭６０〜２５０１４６号公
報に従来の技術として次の如き記載かあり、Ｔ型接合金
具が公知の技術としている。即ち「従来のスプリット・
ティー形式の接合部構造ではスプリット・ティーすなわ
ちＴ形振合金具には梁に作用する曲げモーメントを梁の
ウエップ高さで除した引張力が加わると考えて設計され
Ｔ形振合金具の降伏耐力か梁の全塑性モーメントを梁の
ウエップ高さで除した全塑性引張力を上回るようにする
」。

ここに、特開昭６０−２５０１４６号公報に提案されて
いる無溶接式柱−梁接合部の立面の説明図を第５図に示
した。

特開昭６０−２５０１４６号公報に提案されている無溶
接式柱−梁接合金具をはじめとして従来の無溶接式柱−
梁下形接合金具に於いては形接合金具を上下各１個を用
いたものが、広〈実施されている。然しなから、Ｔ形接
合金具１組を使用した場合の接合剛性は第５図の曲線り
で示す高い剛性を持っていることが確認されている。然
しなから、Ｔ形振合金具のウエップとＨ型鋼の梁のフラ
ンジ部は各１枚の重ね合わせによるボルト締付けである
為、第１図の３枚重ねのボルト結合と比較すると、ボル
ト１本当たりの伝達し得る剪断力が少なくボルトの本数
が、２倍を要する欠点かある。

［発明か解決しようとする課題］ 従来の接合金具は第４図並びに前述した公開特許公報等
に記載されているものであって、前述のように構成され
ているので、金具１個当たりの重量が大きく、高所にお
ける取付は作業が困難で、ボルトの本数を多く必要とす
るので、部材の断面欠損率か大きく剛性が小さくなって
しまう欠点があった。同時にボルトの本数を多く必要と
する欠点があった。本発明は斯かる事情に鑑みてなされ
たもので、金具１個当たりの重量を軽くし、高所での取
付は作業を容易にすると共に、接合金具全体重量を軽く
して、材料費の節減を図ったものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る、無溶接式の建築物用の柱と梁との接合
部の複合接合金具は、Ｔ形接合金具フランジ面上にＬ形
接合金具フランジ面が重ね合わされた複合接合構造であ
って、該Ｔ形振合金具のウエップと該り形接合金具のウ
エップとの間にＨ型鋼の梁のフランジ部が、ボルトとナ
ツトとで挟み込まれた三層部材か固定されて梁ユニット
とされて、これが柱部に取付けられて成る事を特徴とす
る。

［作用コ この発明による超高層ビルの柱−梁接合部の複合接合構
造は、Ｈ型鋼の梁のフランジ部を上下からＴ型接合金具
のウエップとＬ形接合金具のウエップとで挟み込み、こ
れらの部材をボルトとナツト７とで結合する。さらに第
１図に示す様にＨＷ鋼の柱のフランジ部にＴ型接合金具
のフランジ部とＬ覆接合金具のフランジ部とを重ね合わ
せ、Ｔ型接合金具のフランジ部の一辺とＬ型接合金具の
フランジ部とをボルトとナツト７とで剛結合したもので
ある。

この事により、地震によりＨ型鋼の梁の端に曲げモーメ
ントが作用した場合に、この発明による複合接合構造は
、第５図に示す曲線りを上回る性能をもつ節点回転角が
非常に小さい構造であり、充分な柔構造用接合方法を提
供し得る。

さらに、この発明による複合接合金具には変形理論とし
て微小変形理論か適用でき、Ｈ型鋼の柱のフランジ部と
この複合接合金具とを剛結合しているボルトに作用する
軸力か均等化され、重ね合わせの原理と挟み込みの原理
とが併用されているので、各々の柱と接合するボルトと
ナツト７に作用する力か均等化される。

従ってこの結果として、Ｈ型鋼の梁のフランジ部をＴ型
接合金具のウエップとＬ型接合金具のウエップとで鋏込
み１本のボルト当たりで保持できる剪断力を２倍にした
ので、Ｔ型接合金具のウエップ部の長さを半分程度短く
する事かできるので、接合金具の重量を軽減でき、取付
は方法を簡単にする事ができる。

更に、Ｈ型鋼の梁のフランジ部におけるボルトに作用す
る剪断力か半減する事により、Ｈ型鋼の梁のフランジ部
及びこの発明による複合接合金具のウエップ部における
断面欠損率を小さくでき、接合部材の剛性を高くする事
ができ、その結果として全体的に剛性の高い合理的な構
造となった。

第４図に、比較として従来の種々の方式の柱−梁接合構
造を図示した。第４図（ａ）は第５図のグラフ八に対応
する接合金具の竪側面、第４図（ｂ）は第５図のグラフ
Ｂに対応する接合金具の竪側面、第４図（Ｃ）は第５図
のグラフＣに対応する接合金具の竪側面、第４図（ｄ）
は第５図のグラフＤに対応する接合金具の竪側面をそれ
ぞれ示す説明図である。

ここに柱−梁接合方式の差異にもとずく梁端モーメント
の値の差異について知られている資料を第５図にグラフ
で示した。この発明の複合接合構造はＥに相当しＤを上
回る剛性を有しているので、節点回転角に対応する梁端
の曲げモーメントが大きい構造であることか、示されて
いる。

［実施例コ 以下に本発明の実施例を、添付の図面を参照して、具体
的に説明する。第一図は、本発明の実施例である無溶接
のプレハブ方式の柱と梁との接合部の複合接合金具の竪
側面を示した説明図である。図において１はＴ形接合金
具である。２はＨ型鋼からなる柱である。３はＨ型鋼か
らなる梁である。４はＴ形接合金具ｌのフランジである
。５はＴ形接合金具１のウェブである。６はＬ形接合金
具である。７はボルトとナツトである。８はＬ形接合金
具６のフランジである。９はＬ形接合金具６のウェブで
ある。Ｔ形接合金具１のフランジ４の内面には、Ｌ形接
合金具６のフランジ８か別体に重ね合わせられていて、
Ｔ形接合金具１のウェブ５とＬ形接合金具６のウェブ９
とがＨ型鋼からなる梁３のフランジ部の端部を表裏から
挟み込み三層構造を形造り、このＨｆｆｉ鋼からなる梁
のフランジを中心とする三層部材がボルトとナツトとで
固定して剛結合されている。

即ち本発明の構成の主要部は、Ｔ形接合金具フランジ面
上にＬ形振合金具フランジ面が重ね合わされた複合接合
構造であって、該Ｔ形接合金具のウエップと該り形接合
金具のウエップとの間にＨ型鋼の梁のフランジ部か存在
する三層部材がボルトとナツトとで固定されて成る事を
特徴とする無溶接のプレハブ方式の柱と梁との接合部の
複合接合金具であるが、言い換えるとＴ形接合金具フラ
ンジ面を基盤として、Ｌ形振合金具フランジ面を重ね合
わせて、柱−梁接合部複合接合構造とし、該Ｔ形接合金
具のウエップと該り形接合金具のウエップとでＨ型鋼の
梁のフランジ部を表裏から挟み込み三層構造を形造り、
このＨ型鋼からなる梁のフランジを中心とする三層部材
をボルトとナツトとで固定して剛結合としたものである
。

第５図はこの柱と梁との接合部の種々の形式の接合金具
の梁端部の変形特性を比較して、グラフでしめした図で
ある。本発明の実施例である無溶接のプレハブ方式の柱
と梁との接合部の複合接合金具の場合は、はぼ完全に近
い剛結合であるのでグラフの０曲線又はＥ曲線に近い挙
動を示す。即ち本発明の複合接合金具は接合部の剛性が
高いので柔構造超高層ビルのＨ型鋼の梁とＨ型鋼の柱と
の無溶接プレハブ方式での接合金具としては極めて優れ
ていると考えられる。

本発明の複合接合金具は使用に際しては、Ｔ形接合金具
ｌのフランツ４をＨ型鋼からなる柱２に添わせ、Ｔ形接
合金具ｌのフランジ４とＬ形接合金具６のフランジ８と
の厚さの和だけ柱２と梁３との間に間隙を保持した状態
で梁３とボルトとナツト７によって結合する。Ｔ形接合
金具１のウェブ５は梁３とボルト７によって結合する。

これに対する比較例として、第５図は特開昭６０−２５
０１４６号公報に提案されている無溶接プレハブ方式柱
−梁接合金具を示しているが、Ｔ形接合金具ｌＯのフラ
ンジ４をＨ型鋼からなる柱２に添わせ、間隙を確保した
状態にして梁３とボルト７によって結合する。Ｔ形接合
金具１０のウェブ５は梁３とボルト７によって結合する
。特開昭６０−２５０１４６号公報に提案されているＴ
形接合金具１０のウェブ５は本発明のＴ形接合金具ｌの
ウェブ５と比較すると、約２倍のウェブ長さを必要とす
る。この理由はＴ形接合金具１０のウェブ５は梁３とを
結合するボルト７に掛かる剪断力が本発明の場合の２倍
である事によりボルト７の本数が２倍である事による。

第１図に示した本発明の場合の応力の伝わる機構をと第
５図に示した従来の場合の応力の伝わる機構とを比較し
て説明する。本発明の場合は粱３のフランジ部はＴ形接
合金具のウエップとＬ形接合金具のウエップとの間にＨ
型鋼の梁のフランジ部が存在する三層部材かボルトとナ
ツトとで固定されているのでＨ型鋼の梁のフランジ部に
掛かる引張力Ｐの１／２、即ちＰ／２の引張力が三層部
材の面間に働いている。これに対して特開昭６０−２５
０１４６号公報に提案されている場合は引張力Ｐが二層
の部材の面間に働いている。

第１図は梁３のフランジ表裏部とも所定の変形特性を有
するＴ形接合金具１及びＬ形接合金具６を使用したもの
で、Ｐ／２の引張力の作用する表部のＴ形接合金具１及
び、Ｐ／２の引張力の作用する裏部のＬ形接合金具６と
からなる。ここに２種類の接合金具のフランジを重ね合
わせる事によるフランジの単純梁化効果、及び２種類の
接合金具のウエップで梁を挟み込む事による引張力の分
割効果、即ち「重ね合わせ効果Ｊ及び「挟み込み効果」
により、架構の変形特性を従来の場合より極めて剛にす
る事ができる。従って又梁のウエップ高さＨに対応して
以上の２種類の構造を選択する事により、必要変形特性
を確保する事ができる。

ここに、本発明の他の実施例を第２図及び第３図に示し
た。これらはＴ形接合金具１及びＬ形接合金具６を粱３
のウエップ部で二分割したものである。第２図は柱２及
び梁３のフランジ面の平坦度が著しく不良な場合に適す
る。第３図は柱２のフランジ面のみの平坦度が著しく不
良な場合に適する。本発明に於いて柱２と、梁３のウエ
ップとの間に剪断力伝達用のウエッププレート２１を使
用する場合、Ｔ形接合金具ｌ及びＬ形接合金具６を使用
したものの変形特性の発揮を阻害しない構造とする必要
がある。

本発明に使用されるＴ形接合金具ｌ及びＬ形接合金具６
は共に寸法と材質を適当に選ばれる事によって強度と変
形特性とが満足しさえすれば、Ｔ形及びＬ形の圧延鋼材
から切り出しても製作可能であり、溶接により製作する
事も可能であり、鋳造により製作する事も可能である。

本発明の実施例である第１図の場合と　特開昭６０−２
５０１４６号公報に提案されている第６図の場合に代表
されるＴ形接合金具のみによる接合金具のウエップ部の
重量を比較する。

金具のウエップ部の長さをＬとし、金具のウエップ部の
厚みを特とする 特開昭６０−２５０１４６号公報に提案されている第６
図の場合。

金具のウエップ部の重量＝巾Ｘ比重Ｘ２Ｌｔ本発明の実
施例である第１図の場合。

金具のウエップ部の重量＝巾×比重ＸＬｔ即ち、本発明
の実施例である第１図の場合の方が１／２の重量であり
遥に軽い。ここにＬｔＴ形接合金具のフランジはＬｔよ
り遥に軽いので、全体として本発明の実施例であるｖｃ
１図の場合の方が遥に軽い。

更に本発明の実施例である第１図の場合と、特開昭６０
−２５０１４６号公報に提案されている第６図の場合と
を比較すると、 ■　金具のウエップ部のボルトの本数が半分である。

■　部材の一つ当たりの重量がかるく、高所作業に適し
ている。

等の利点がある。

［発明の効果］ この発明による無溶接のプレハブ方式の柱と梁との接合
部の複合接合金具は以上のように構成したので、金具の
ウエップ部のボルトの本数が半分となり、金具の断面欠
損率を下げる事が容易となり、接合金具の重量が軽量化
され、接合金具の取付は方法が簡単になり、接合金具の
製作方法を簡単にする事が可能となる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である柱と梁との接合部の複合
接合金具の竪側面を示した説明図、第２図は本発明の他
の実施例で、第２図（ａ）はその平面を示した説明図、
第２図（ｂ）はその竪固を示した説明図、第３図は本発
明の他の実施例で、第３図（ａ）はその平面を示した説
明図、第３図（ｂ）はその竪固を示した説明図、第４図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は種々の形式の接合金
具の竪側面を示した説明図、第５図は種々の形式の接合
金具の変形特性をグラフで示した図、第６図は従来の柱
−梁接合部の竪固の説明図である。 １・Ｔ形接合金具、２・−柱、３・−梁、４・・−Ｔ形
接合金具のフランジ、５・・・Ｔ形接合金具のウェブ、
６・＝−・Ｌ形接合金具、７・・−ボルト及びナツト、
８・・・・Ｌ形接合金具のフランジ、９〜Ｌ形接合金具
のウェブ、１０−従来型Ｔ形接合金具、Ａ　、接合金具
の竪側面、Ｂ・−接合金具の竪側面、Ｃ−接合金具の竪
側面、Ｄ・・接合金具の竪側面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｔ形接合金具フランジ面上にＬ形接合金具フランジ面が
   重ね合わされた複合接合構造であって、該Ｔ形接合金具
   のウエップと該Ｌ形接合金具のウエップとの間にＨ型鋼
   の梁のフランジ部が、ボルトとナットとで挟み込まれた
   三層部材が固定されて梁ユニットとされて、これが柱部
   に取付けられて成る事を特徴とする無溶接式の建築物用
   の柱と梁との接合部の複合接合金具。