JPH0586645A - 柱梁の接合部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 梁の幅方向外縁と柱の外面とを実質的に一致
させ、かつ強度性能に優れる引張ボルト接合を用いた柱
梁接合部構造を提供する。 【構成】 Ｈ形鋼からなる梁２の端部に梁取付金物３が
固着され、該梁取付金物３はボルト４を挿通する挿通孔
７が穿孔してある方形の鋼板からなり挿通孔７を貫通し
た複数のボルト４により角形鋼管１の表面のボルト挿通
孔６を挿通し角形鋼管１の内部に密着配置された補強板
５のねじ孔８に螺着し固着されている。梁２の幅方向外
縁は角形鋼管１の四隅に形成された１／４円弧状部分の
端部より５ｍｍ柱の方向に位置している。梁取付金物３
の幅は梁の幅及び角形鋼管の平面部分の幅より大きく、
その中心線は梁の中心線に対して偏心し柱の中心線と一
致している。ボルト４は高力ボルトを用いており、梁取
付金物３の鉛直方向中心線に対して対称に配置されてい
る。この様に構成することにより、梁の幅方向外縁と柱
の外表面とを実施的に一致させ、かつ強度性能に優れ
る、引張ボルト接合を用いた柱梁接合部構造となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は鉄骨構造の柱梁の接合
部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より鉄骨建築用柱材としては角形鋼
管が、梁材としてはＨ形鋼が一般的に用いられてきてい
る。このような柱と梁の接合部には大きな荷重が加わる
ために、柱材にダイアフラムを溶接接合し補強する必要
があり、鉄骨の製作工数がかさむ問題点があった。この
解決法として、梁の端部に固着した形鋼柱面に接合する
鋼板を有する梁取付金物を介して引張ボルトにより、梁
を柱に接合する方法が提案されてきている。角形鋼管の
柱とＨ形鋼の梁からなる鉄骨架構では一般に梁のフラン
ジ幅は角形鋼管の幅より小さい。このような梁にＡＬＣ
等のカーテンウォールを取付ける場合、カーテンウォー
ル取付用の二次鉄骨を小さくするためには、梁の幅方向
外縁とカーテンウォールとの間隔と柱面とカーテンウォ
ールとの間隔とを実質的に同一面とする必要があった。

【０００３】しかし、引張ボルトを用いた柱梁接合部構
造では、前記の溶接構造に比べ靱性がおとるため、一部
のボルト及びボルト固着部分に荷重が集中することをさ
ける必要があり、柱と梁の中心線を一致させて配置する
のが一般的であった。

【０００４】一方、柱と梁の中心線をずらした場合に適
用する引張ボルトを用いた柱梁接合部構造としては、特
開昭６２−２６４２３４号公報に開示されるように、引
張ボルトを締着するナットに係止部を設け、柱の梁との
接合部の内部にコンクリートを充填する方法がある。但
し、このような方法では、梁端部に曲げモーメントが加
わった時、図１２のごとく、柱１の中央寄りの列のボル
ト４ａおよび該ボルトの固着部分に荷重が集中し、偏心
のない場合に比べて耐力、変形能力が劣る欠点があっ
た。又、ボルト４ａ，４ｂの列間の間隔が小さく、梁取
付金物３の幅も小さいために、水平方向の荷重およびね
じれに対する柱梁接合部の抵抗力が小さいという問題点
もあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、梁の
幅方向外縁と柱の外面とを実質的に一致させ、かつ強度
性能に優れる引張ボルト接合を用いた柱梁接合部構造を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために発明されたもので、形鋼からなる梁の端部
に形鋼柱に接合する鋼板を有する梁取付金物が固着さ
れ、梁取付金物は複数のボルトにより形鋼柱に引張接合
される柱梁接合部構造において、梁の幅方向外縁と形鋼
柱の幅方向の外表面とが実質的に同一面内にあり、梁取
付金物の鋼板幅は梁の幅より大きく、梁の中心と鋼板の
中心は水平方向に偏心していることを特徴とする柱梁の
接合部構造である。

【０００７】

【実施例】以下この発明を図１、図２、図３に示す第一
の実施例により説明すると、Ｈ形鋼からなる梁２の端部
に梁取付金物３が溶接により固着され、該梁取付金物３
はボルト４を挿通する挿通孔７が穿孔してある方形の鋼
板からなり、挿通孔７を貫通した複数のボルト４を角形
鋼管１の表面の貫通孔６を挿通し角形鋼管１の内部に密
着配置された補強板５のねじ孔８に螺着し固着されてい
る。

【０００８】梁２は上下高さが２５０ｍｍ、横幅が１２
５ｍｍであり、角形鋼管１は対辺距離が２５０ｍｍ、板
厚が１２ｍｍである。角形鋼管１の四隅は外表面におけ
る半径が該角形鋼管１の板厚の２．５倍である１／４円
弧状に形成されており、梁２の外縁は角形鋼管１の１／
４円弧状部分の端部より５ｍｍ柱の中心方向に位置して
いる。この様に柱・梁を配置する事により、図６に示す
ように外壁を柱外面と１０〜２０ｍｍ程度の間隔をおい
て梁に取付ける場合、Ｌ−７５ｘ７５ｘ６アングル程度
の小型の外壁取付用二次鉄骨を用いる事ができる。この
ように、外壁を小型の外壁取付用二次鉄骨で取付られる
程度に柱梁が配置された状態を梁の一方の幅方向外縁と
形鋼柱の幅方向の外表面とが実質的に同一面内にあると
いい、具体的には梁の一方の幅方向外縁は形鋼柱の幅方
向の外表面と一致した位置から柱の中心方向へ４０ｍｍ
以下とするのが好ましい。

【０００９】方形鋼板からなる梁取付金物３の幅は梁の
幅及び角形鋼管の平面部分の幅より大きく、その中心線
は梁の中心線に対して偏心し柱の中心線と一致してい
る。梁取付金物の幅は柱梁接合部に求められる強度・剛
性に応じて設定すればよいが、この幅・厚さは大きい程
梁に加わる鉛直方向力・水平方向力及び捩れ力に対する
柱梁接合部の耐力が増す。本実施例では、梁取付金物・
補強板により角形鋼管の平面部分の殆どを両側より挟持
している。本実施例の柱梁接合部ではボルト及び梁取付
金物より角形鋼管面に力が加わった時変形を生じ易い平
面部分を挟持補強しているため、極めて優れた強度性能
を有する。

【００１０】又、梁取付金物に図５に示すような形鋼柱
１の面に接合する鋼板１７を備えたスプリットＴ１６を
用いても本発明の効果にかわりはない。

【００１１】又、本実施例では梁取付金物３は梁の上下
に突出しているが、図８、図９に示すように梁の上下一
方にのみ突出した場合及び上下とも突出のない場合にも
本発明は充分適用できる。又、図１０、図１１に示すよ
うに梁取付金物３と梁２の少なくとも梁取付金物３にリ
ブ１４による補強を行なうと梁取付金物３の変形が抑止
され柱梁接合部全体としての耐力・剛性が向上する。リ
ブ１４は突き合わせ溶接などにより梁取付金物３及び梁
２の少なくとも梁取付金物３に固着される。

【００１２】ボルト４は高力ボルトを用いており、梁取
付金物３の鉛直方向中心線に対して対称に配置されてい
る。ボルトの配置はその施工性を充分考慮して決めるべ
きであるが、強度性能の点では、柱の幅方向端部に近づ
いて配置された方がボルト引張時に生じるボルトが固着
された補強板及び角形鋼管の変形が小さいために、ボル
ト一本あたりの固着強度が大きくなり、本実施例のよう
に水平方向列間距離を大きくすると、柱梁接合部に加わ
る水平方向力及び捩れ力に対する柱梁接合部の耐力は増
す。

【００１３】又、柱梁接合部の耐力・変形能力確保のた
めには、外側ボルトの固着部分と内側ボルトの固着部分
の一方の変形・応力が極端に大きくなるのを避ける必要
があり、ボルトの配置中心線は柱の中心線とほぼ一致さ
せるのが望ましい。ボルトの角形鋼管幅端部からの距離
が異なると、ボルトに引張力が働いた時、ボルトの固着
部分に面外変形が生じるが、この変形の程度が大きく異
なってくるため内側ボルト及び内側ボルトの固着部分に
荷重・変形が極端に集中し柱梁接合物として充分な耐力
・変形性能は得られない。ここでボルトの固着部分とは
補強板及び角形鋼管のボルトが固着された部分である。

【００１４】補強板の形状は平板でも良いが、本実施例
では図１、２に示すごとく補強板３にリブ１３を突設
し、平板にリブによる補強を行ない補強板の軽量化を図
っている。補強板の厚さ・形状は必要なボルトの固着部
分強度を確保するように適宜設定する。又、補強板にね
じ孔の代わりに補強板にキリ孔を設けその内面にナット
を固着しても本発明の効果にかわりない。

【００１５】図４に本発明の第二の実施例を示す。角形
鋼管の内部にコンクリート１５を充填する点のみ第一の
実施例と異なる。

【００１６】コンクリートを充填しない場合、ボルト引
張力により角形鋼管の梁取付金物との接合面は外部に変
形するが同時に梁取付金物と直交する面は内部に変形す
る。

【００１７】コンクリートを充填すると、ボルト引張力
により梁取付金物と直交する面の内部への変形を抑止可
能であり、従ってボルト引張力による角形鋼管の梁取付
金物との接合面の外部への変形が抑止され、柱梁接合部
全体としての耐力・剛性が向上する。又、本実施例では
角形鋼管の梁取付部分にのみコンクリートを充填した
が、角形鋼管の梁取付部分にのみ中空に充填したり、角
形鋼管の全長にわたって中実又は中空に充填しても本発
明の効果は充分に得られる。特に、角形鋼管の長さ方向
に沿って、その中心部に円柱状の中空部を設けて遠心力
等により、コンクリートを充填する場合は内側ボルト４
ａへの応力・変形の集中を防ぎ、コンクリートの肉厚部
分にボルトの固着部分を設けることが可能な本発明は特
に有効である。

【００１８】

【発明の効果】(1) 梁の幅方向外縁と柱の外面とを実質
的に同一面とした柱梁接合部において、梁の鉛直曲げに
よる角形鋼管及び補強板の面外変形が小さくかつ柱の幅
方向の両側で平均化し、さらに柱面に固着される引張ボ
ルトを柱の幅方向の端部寄りに配することによりボルト
接合部分の引張強度・剛性が向上し、梁の鉛直曲げに対
する柱梁接合部の強度・剛性が優れる。

【００１９】(2) 梁の幅方向外縁と柱の外面とを実施的
に同一面とした柱梁接合部において、梁の水平曲げ及び
ねじり力による角形鋼管及び補強板の面外変形が小さく
かつ柱の幅方向の両側で平均化し、又、柱面に固着され
る引張ボルトを柱の幅方向の端部寄りに配したことによ
りボルト接合部分の引張強度・剛性が向上し、さらに柱
面に固着される引張ボルトを柱の幅方向の端部寄りに配
したことにより、引張ボルトの水平方向列間距離が大き
くなり、水平方向曲げ及びねじり力に対する柱梁接合部
の強度・剛性が優れる。

【００２０】角形鋼管の内部にコンクリートを充填すれ
ば、次の(3) の効果がある。

【００２１】(3) ボルト引張力による角形鋼管の梁取付
金物と直交する面の内部への変形を抑止可能であり、従
ってボルト引張力による角形鋼管の梁取付金物との接合
面の外部への変形が抑止され、柱梁接合部全体としての
耐力・剛性が向上する。

【００２２】又、引張ボルトの配置中心線と柱の中心線
を一致させれば、次の(4) の効果がある。

【００２３】(4) 梁と柱の中心線が一致する一般の柱梁
接合部と同じ柱材・補強板を用いることができ、製作効
率が向上する。

【００２４】又、図６に示す様に外壁１０が取り付く梁
２と柱１の接合部に本発明の構造を適用すれば、次の
(5) ・(6) 効果がある。

【００２５】(5) 外壁と梁先端との間隔を小さくできる
ので、外壁取付け用の二次鉄骨９が小型化できる。

【００２６】(6) 各階に幅の異なる梁を用いた場合、各
階の梁の外縁と外壁との距離を同一とできるので、各階
の外壁取付用の二次鉄骨を同一のものとできる。

【００２７】又、図７に示す様に外壁１０を取り付け耐
火被覆１１が必要な梁２と柱１の接合部に本発明の構造
を適用すれば、次の(7) の効果がある。

【００２８】(7) 外壁１０と梁２外縁との間隔を小さく
できるので、梁の耐火被覆１１が簡略化できる。特に、
岩綿吹き付け等の湿式の耐火被覆を施す場合は、外壁と
梁先端との間隔が大きくなると特別の下地が必要になる
が、本発明の方法では下地は不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の柱梁の接合部を示す水
平断面図である。

【図２】本発明の第一の実施例の柱梁の接合部を示す鉛
直断面図である。

【図３】本発明の第一の実施例の柱梁の接合部を示す斜
視図である。

【図４】本発明の内部にコンクリートを充填した第二の
実施例の柱梁の接合部を示す鉛直断面図である。

【図５】スプリットＴ形式の梁取付金物を用いた柱梁の
接合部の斜視図である。

【図６】本発明の柱梁接合部に外壁を取付けた状態の鉛
直断面図である。

【図７】本発明の柱梁接合部と外壁・耐火被覆との位置
関係を示す鉛直断面図である。

【図８】梁の上方にのみ張出した梁取付金物を用いた接
合部の鉛直断面図である。

【図９】梁の上下ともに突出しない梁取付金物を用いた
接合部の鉛直断面図である。

【図１０】リブを取付け補強した梁取付金物を用いた接
合部の斜視図である。

【図１１】リブを取付け補強した梁取付金物を用いた接
合部の斜視図である。

【図１２】従来の柱梁接合部の斜視図である。

【符号の説明】

１…角形鋼管、１ａ…角形鋼管の外表面、２…梁、３…
梁取付金物、４…ボルト、４ａ…内側ボルト、４ｂ…外
側ボルト、５…補強板、６…ボルト挿通孔、７…（梁取
付金物の）ボルト挿通孔、８…ねじ孔、９…二次鉄骨、
１０…外壁、１１…耐火被覆、１２…床コンクリート、
１３…（補強板の）リブ、１４…（梁取付金物の）リ
ブ、１５…コンクリート、１６…スプリットＴ、１７…
鋼板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 形鋼からなる梁の端部に形鋼柱に接合す
   る鋼板を有する梁取付金物が固着され、梁取付金物は複
   数のボルトにより形鋼柱に引張接合される柱梁接合部構
   造において、梁の一方の幅方向外縁と形鋼柱の幅方向の
   外表面とが実質的に同一面内にあり、梁取付金物の鋼板
   幅は梁の幅より大きく、鋼板の中心と梁の中心は水平方
   向に偏心していることを特徴とする柱梁の接合部構造。