JPH06240755A - 柱・梁接合部構造 - Google Patents
柱・梁接合部構造Info
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- JPH06240755A JPH06240755A JP2417893A JP2417893A JPH06240755A JP H06240755 A JPH06240755 A JP H06240755A JP 2417893 A JP2417893 A JP 2417893A JP 2417893 A JP2417893 A JP 2417893A JP H06240755 A JPH06240755 A JP H06240755A
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- steel pipe
- steel
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- shaped
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 柱に対するコンクリートの充填を良好にし、
柱・梁接合部の補強を鉄骨加工、溶接施工共に容易な形
式とするとともに、梁ウエブの強度を梁成全体に亘って
発揮せしめるコンクリート充填柱とＨ形鉄骨梁との接合
部を提供する。 【構成】 鋼管柱Ａの鋼板厚が柱成のおよそ１／10より
大きい場合、柱貫通形式の鋼管柱ＡにＨ形鉄骨梁Ｂを接
合するとともに、鋼管柱Ａを無補強とした。
柱・梁接合部の補強を鉄骨加工、溶接施工共に容易な形
式とするとともに、梁ウエブの強度を梁成全体に亘って
発揮せしめるコンクリート充填柱とＨ形鉄骨梁との接合
部を提供する。 【構成】 鋼管柱Ａの鋼板厚が柱成のおよそ１／10より
大きい場合、柱貫通形式の鋼管柱ＡにＨ形鉄骨梁Ｂを接
合するとともに、鋼管柱Ａを無補強とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンクリート充填箱形断
面鋼管柱とＨ形断面鉄骨梁との柱・梁接合部構造に係る
ものである。
面鋼管柱とＨ形断面鉄骨梁との柱・梁接合部構造に係る
ものである。
【０００２】
【従来の技術】コンクリート充填箱形断面鋼管柱ＡとＨ
形断面鉄骨梁Ｂとの接合部とは、柱・梁間の応力伝達
上、及び補強の目的でダイヤフラムＣの配置が必要であ
る。同ダイヤフラムの配置方法によって従来の構造は、
（イ）柱・梁接合部を水平に貫通する梁の上、下各フラ
ンジ位置で切断された柱の端面に接合する通しダイヤフ
ラム形式（図１１参照）（ロ）柱を切断せず接合部を垂
直に貫通する柱貫通形式における柱内部の梁上、梁下各
フランジ位置に入れる内ダイヤフラムＣ′補強形式（図
１２参照）（ハ）同じく柱貫通形式で柱外周部の梁の
上、下各フランジ位置にダイヤフラムＣ″を入れる外ダ
イヤフラム形式（図１３参照）の３種類に大別される。
形断面鉄骨梁Ｂとの接合部とは、柱・梁間の応力伝達
上、及び補強の目的でダイヤフラムＣの配置が必要であ
る。同ダイヤフラムの配置方法によって従来の構造は、
（イ）柱・梁接合部を水平に貫通する梁の上、下各フラ
ンジ位置で切断された柱の端面に接合する通しダイヤフ
ラム形式（図１１参照）（ロ）柱を切断せず接合部を垂
直に貫通する柱貫通形式における柱内部の梁上、梁下各
フランジ位置に入れる内ダイヤフラムＣ′補強形式（図
１２参照）（ハ）同じく柱貫通形式で柱外周部の梁の
上、下各フランジ位置にダイヤフラムＣ″を入れる外ダ
イヤフラム形式（図１３参照）の３種類に大別される。
【０００３】前記（イ）（ロ）の場合は鋼管柱にコンク
リートを充填するために、ダイヤフラムにはかなり大き
な円形、若しくは方形の孔Ｄを設けるとともに、エヤ抜
き孔Ｅを穿設している。前記（イ）（ロ）（ハ）のいず
れの補強形式の場合にも、箱形断面鋼管柱の鋼板厚さに
関係なく、梁フランジの鋼板厚と同厚以上の板厚のダイ
ヤフラムを配置するのが一般的である。図中Ｆは柱充填
コンクリートである。
リートを充填するために、ダイヤフラムにはかなり大き
な円形、若しくは方形の孔Ｄを設けるとともに、エヤ抜
き孔Ｅを穿設している。前記（イ）（ロ）（ハ）のいず
れの補強形式の場合にも、箱形断面鋼管柱の鋼板厚さに
関係なく、梁フランジの鋼板厚と同厚以上の板厚のダイ
ヤフラムを配置するのが一般的である。図中Ｆは柱充填
コンクリートである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記（イ）（ロ）の場
合には、柱内に対するコンクリートの充填が難しく、ま
たダイヤフラム下端面に充填コンクリートのブリージン
グによる隙間を生じやすく、軸力の伝達が不明確になり
易い。また（イ）の場合、ダイヤフラム接合のために切
断された柱の上下分離部材を、ダイヤフラム接合後に溶
接しなければならず、施工に多大の手間を要するばかり
でなく、柱の精度の確保が難しい。
合には、柱内に対するコンクリートの充填が難しく、ま
たダイヤフラム下端面に充填コンクリートのブリージン
グによる隙間を生じやすく、軸力の伝達が不明確になり
易い。また（イ）の場合、ダイヤフラム接合のために切
断された柱の上下分離部材を、ダイヤフラム接合後に溶
接しなければならず、施工に多大の手間を要するばかり
でなく、柱の精度の確保が難しい。
【０００５】更に（ロ）の場合では、ダイヤフラム接合
のため大入熱のエレクトロスラグ溶接が用いられ、溶接
境界部の衝撃靱性値の低下が問題となる。前記（イ）
（ロ）の各問題点は、近年、高層建物に多く用いられる
ようになった極厚の鋼管の場合、より一層大きな問題と
なっている。更にまた前記（ハ）ではコンクリートの充
填性は良好であるが、ダイヤフラムの溶接量が多く、そ
の加工が面倒である他に、建物外周部、階段廻りでは、
ダイヤフラムのために収りが悪く、意匠計画上の問題点
になっている。
のため大入熱のエレクトロスラグ溶接が用いられ、溶接
境界部の衝撃靱性値の低下が問題となる。前記（イ）
（ロ）の各問題点は、近年、高層建物に多く用いられる
ようになった極厚の鋼管の場合、より一層大きな問題と
なっている。更にまた前記（ハ）ではコンクリートの充
填性は良好であるが、ダイヤフラムの溶接量が多く、そ
の加工が面倒である他に、建物外周部、階段廻りでは、
ダイヤフラムのために収りが悪く、意匠計画上の問題点
になっている。
【０００６】以上の各補強形式の施工上、力学上、計画
上の各問題点の他に、（イ）（ロ）（ハ）の共通の力学
上の問題点として、これら補強形式では、梁ウエブｂ2
が取付く柱のフランジａ1 の面外曲げ剛性が梁ウエブｂ
2 の面内剛性に比して相対的に小さいため、ウエブの強
度は梁全域に亘っては有効に作用しない点が挙げられ
る。更に柱に取付く鉄骨梁の梁成が、左、右、または直
交方向で異る場合、梁成は同じでも、左、右または直交
方向で柱に取付く位置が異る場合において、前記（イ）
（ロ）（ハ）のいずれの補強形式においても、夫々の梁
の各上下フランジ位置と対応した位置にダイヤフラムを
配設することが一般に必要であって、その部分の柱、梁
接合部には多段のダイヤフラムが配設されることとな
り、鉄骨加工、溶接施工が複雑になるとともに、
（イ）、（ロ）の場合にはコンクリートの充填が極めて
困難となる。（図１４，１５，１６参照）図中ａ2 は柱
ウエブ、ｂ1は梁フランジである。
上の各問題点の他に、（イ）（ロ）（ハ）の共通の力学
上の問題点として、これら補強形式では、梁ウエブｂ2
が取付く柱のフランジａ1 の面外曲げ剛性が梁ウエブｂ
2 の面内剛性に比して相対的に小さいため、ウエブの強
度は梁全域に亘っては有効に作用しない点が挙げられ
る。更に柱に取付く鉄骨梁の梁成が、左、右、または直
交方向で異る場合、梁成は同じでも、左、右または直交
方向で柱に取付く位置が異る場合において、前記（イ）
（ロ）（ハ）のいずれの補強形式においても、夫々の梁
の各上下フランジ位置と対応した位置にダイヤフラムを
配設することが一般に必要であって、その部分の柱、梁
接合部には多段のダイヤフラムが配設されることとな
り、鉄骨加工、溶接施工が複雑になるとともに、
（イ）、（ロ）の場合にはコンクリートの充填が極めて
困難となる。（図１４，１５，１６参照）図中ａ2 は柱
ウエブ、ｂ1は梁フランジである。
【０００７】本発明は前記従来技術の有する問題点に鑑
みて提案されたもので、その目的とする処は、柱に対す
るコンクリートの充填を良好にし、柱・梁接合部の補強
を鉄骨加工、溶接施工共に容易な形式とするとともに、
梁ウエブの強度を、梁成全体に亘って発揮せしめる柱・
梁接合部を提供する点にある。
みて提案されたもので、その目的とする処は、柱に対す
るコンクリートの充填を良好にし、柱・梁接合部の補強
を鉄骨加工、溶接施工共に容易な形式とするとともに、
梁ウエブの強度を、梁成全体に亘って発揮せしめる柱・
梁接合部を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る柱・梁接合部構造は、コンクリート充
填箱形断面鋼管柱とＨ形鉄骨梁との柱・梁接合部構造に
おいて、前記鋼管柱の鋼板厚が柱成のおよそ１／10より
大きい場合、柱貫通形式の鋼管柱にＨ形鉄骨梁を接合す
るとともに、同鋼管柱を無補強として構成されている。
め、本発明に係る柱・梁接合部構造は、コンクリート充
填箱形断面鋼管柱とＨ形鉄骨梁との柱・梁接合部構造に
おいて、前記鋼管柱の鋼板厚が柱成のおよそ１／10より
大きい場合、柱貫通形式の鋼管柱にＨ形鉄骨梁を接合す
るとともに、同鋼管柱を無補強として構成されている。
【０００９】
【作用】骨組架構の耐震設計の基本は、柱及び柱・梁接
合部の耐力を、梁の曲げ耐力に比して強くすることによ
って、梁端ヒンジ部において十分なエネルギー吸収能力
を確保することにある。従って本発明においても梁の曲
げ耐力に比して柱・梁接合部は十分に強いことが要求さ
れる。
合部の耐力を、梁の曲げ耐力に比して強くすることによ
って、梁端ヒンジ部において十分なエネルギー吸収能力
を確保することにある。従って本発明においても梁の曲
げ耐力に比して柱・梁接合部は十分に強いことが要求さ
れる。
【００１０】而して箱形断面鋼管柱にＨ形断面鉄骨梁が
取付く柱・梁接合部では、森田らの研究（注１）を参考
にすれば、梁の取付く柱フランジａ1 の面外抵抗（図
３，４参照）によって梁からの力を伝達できる。 〔注１〕森田耕次、江波戸和正、渡辺仁、山本昇、安田
博和、里見孝之：箱形断面柱−Ｈ形断面はり接合部のダ
イヤフラム補強に関する研究−、接合部降伏耐力の評価
−日本建築学会構造系論文集、第３８８号、昭和６３年
６月、ｐｐ１００〜１１１ 本発明によれば、前記鋼管柱の鋼板厚が柱成のおよそ１
／10より大で、Ｈ形鉄骨梁の取付く前記鋼管柱における
肉厚の大きい柱フランジの大きな面外抵抗によってＨ型
鋼梁からの力を伝達できるとともに、梁ウエブからの力
の伝達も可能となり、（図３，４参照）前記鋼管柱は無
補強のままでよいので柱に対するコンクリートの充填が
良好になり、柱・梁接合部の補強方法が容易になるとと
もに、梁ウエブの強度を梁成全体に亘って発揮せしめる
ことができる。
取付く柱・梁接合部では、森田らの研究（注１）を参考
にすれば、梁の取付く柱フランジａ1 の面外抵抗（図
３，４参照）によって梁からの力を伝達できる。 〔注１〕森田耕次、江波戸和正、渡辺仁、山本昇、安田
博和、里見孝之：箱形断面柱−Ｈ形断面はり接合部のダ
イヤフラム補強に関する研究−、接合部降伏耐力の評価
−日本建築学会構造系論文集、第３８８号、昭和６３年
６月、ｐｐ１００〜１１１ 本発明によれば、前記鋼管柱の鋼板厚が柱成のおよそ１
／10より大で、Ｈ形鉄骨梁の取付く前記鋼管柱における
肉厚の大きい柱フランジの大きな面外抵抗によってＨ型
鋼梁からの力を伝達できるとともに、梁ウエブからの力
の伝達も可能となり、（図３，４参照）前記鋼管柱は無
補強のままでよいので柱に対するコンクリートの充填が
良好になり、柱・梁接合部の補強方法が容易になるとと
もに、梁ウエブの強度を梁成全体に亘って発揮せしめる
ことができる。
【００１１】
【実施例】以下本発明を図示の実施例について説明す
る。図１乃至図３は本発明の各実施例を示し、コンクリ
ート充填箱形断面鋼管柱１１に対するＨ形鉄骨梁１２の
取付き方が比較的複雑な場合を示している。即ち梁成は
左梁、直交手前側梁、直交向い側梁が同一で、右梁が前
記各梁より小さくて、梁の取付位置は直交手前側梁が他
の３つの梁より低い位置に取付き、他の３つの梁の上フ
ランジは同一レベルに取付けられた場合を示す。
る。図１乃至図３は本発明の各実施例を示し、コンクリ
ート充填箱形断面鋼管柱１１に対するＨ形鉄骨梁１２の
取付き方が比較的複雑な場合を示している。即ち梁成は
左梁、直交手前側梁、直交向い側梁が同一で、右梁が前
記各梁より小さくて、梁の取付位置は直交手前側梁が他
の３つの梁より低い位置に取付き、他の３つの梁の上フ
ランジは同一レベルに取付けられた場合を示す。
【００１２】而して前記鋼管柱１１の鋼管厚が柱成の１
／10より大きく、柱フランジ１３の鋼管厚が十分に大で
図３、図４に示すように柱フランジ１３の面外抵抗のみ
で梁からの力を十分に伝達することができる。従って図
１に示すように前記柱１１には補強が施されていない。
図中１４は柱ウエブ、１５は梁フランジ、１６は梁ウエ
ブ、１７は充填コンクリートである。
／10より大きく、柱フランジ１３の鋼管厚が十分に大で
図３、図４に示すように柱フランジ１３の面外抵抗のみ
で梁からの力を十分に伝達することができる。従って図
１に示すように前記柱１１には補強が施されていない。
図中１４は柱ウエブ、１５は梁フランジ、１６は梁ウエ
ブ、１７は充填コンクリートである。
【００１３】なお前記柱１１に高張力鋼を用いれば柱フ
ランジの曲げ抵抗力は更に増大するので、鋼板厚の１／
12程度になっても梁の力を十分に伝達することができ
る。なお梁の剪断力が大きく、鋼管柱１１の内面の付
着、支圧のみでは各梁の剪断力が十分に伝達されない場
合は、図２に示す如く頭付きスタッドボルト１８を前記
鋼管柱１１内面におけるＨ形梁１２における上下梁フラ
ンジ１５位置に配設するものである。
ランジの曲げ抵抗力は更に増大するので、鋼板厚の１／
12程度になっても梁の力を十分に伝達することができ
る。なお梁の剪断力が大きく、鋼管柱１１の内面の付
着、支圧のみでは各梁の剪断力が十分に伝達されない場
合は、図２に示す如く頭付きスタッドボルト１８を前記
鋼管柱１１内面におけるＨ形梁１２における上下梁フラ
ンジ１５位置に配設するものである。
【００１４】次に地震力を想定した十字形柱・梁部分架
構の加力実験結果を挙げる。図５は試験体の平面図及び
立面図を示し、図７、図８は試験体Ｎｏ１の荷重−変形
関係を示し、図９、図１０は試験体Ｎｏ２の荷重−変形
関係を示す。なお試験体No１は使用鋼材がすべてＳＭ４
９０Ａ材で、鋼管厚さｃｔ／柱成＝１／９．４の場合
で、試験体Ｎｏ２は柱の鋼材がＳＭ５７０Ｑ材の高張力
鋼で、ｃｔ／柱成＝ 1／１２の場合である。
構の加力実験結果を挙げる。図５は試験体の平面図及び
立面図を示し、図７、図８は試験体Ｎｏ１の荷重−変形
関係を示し、図９、図１０は試験体Ｎｏ２の荷重−変形
関係を示す。なお試験体No１は使用鋼材がすべてＳＭ４
９０Ａ材で、鋼管厚さｃｔ／柱成＝１／９．４の場合
で、試験体Ｎｏ２は柱の鋼材がＳＭ５７０Ｑ材の高張力
鋼で、ｃｔ／柱成＝ 1／１２の場合である。
【００１５】両試験体の場合とも靱性に富む耐震性に優
れた復元力特性を示し、梁端フランジで十分なエネルギ
吸収性能を示すとともに、最終的には梁端フランジで破
断した。以上の実験結果から鋼管柱の管厚が柱成のおよ
そ１／10より大きい場合、前記した所期の目的を達成す
ることが判った。
れた復元力特性を示し、梁端フランジで十分なエネルギ
吸収性能を示すとともに、最終的には梁端フランジで破
断した。以上の実験結果から鋼管柱の管厚が柱成のおよ
そ１／10より大きい場合、前記した所期の目的を達成す
ることが判った。
【００１６】
【発明の効果】本発明はコンクリート充填箱形断面鋼管
柱とＨ形鉄骨梁との柱・梁接合部構造において、前記鋼
管柱の鋼板厚が柱成のおよそ１／10より大きい場合、柱
貫通形式の鋼管柱にＨ形鉄骨梁を接合することによっ
て、同鋼管柱を無補強構造としたので、鋼管柱の製作の
段取り、製作期間が大幅に短縮化され、製作コストが著
しく低減化され、更に柱が無補強構造であるのでコンク
リートの充填作業がより一層容易になる。
柱とＨ形鉄骨梁との柱・梁接合部構造において、前記鋼
管柱の鋼板厚が柱成のおよそ１／10より大きい場合、柱
貫通形式の鋼管柱にＨ形鉄骨梁を接合することによっ
て、同鋼管柱を無補強構造としたので、鋼管柱の製作の
段取り、製作期間が大幅に短縮化され、製作コストが著
しく低減化され、更に柱が無補強構造であるのでコンク
リートの充填作業がより一層容易になる。
【００１７】また本発明においては、柱・梁接合部に内
ダイヤフラムがなく、従来構造で問題となっている大入
熱のエレクトロスラグ溶接による溶接境界部の衝撃靱性
値の低下が問題とならない利点がある。
ダイヤフラムがなく、従来構造で問題となっている大入
熱のエレクトロスラグ溶接による溶接境界部の衝撃靱性
値の低下が問題とならない利点がある。
【図１】（イ）（ロ）は本発明に係る柱・梁接合部構造
の一実施例を示す平断面図及び正面図である。
の一実施例を示す平断面図及び正面図である。
【図２】（イ）（ロ）は本発明の他の実施例を示す平断
面図及び縦断面図である。
面図及び縦断面図である。
【図３】柱フランジの面外抵抗を示す斜視図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】（イ）（ロ）は本発明における地震力を想定し
た十字形柱・梁部分の試験体の平面図及び正面図であ
る。
た十字形柱・梁部分の試験体の平面図及び正面図であ
る。
【図６】図５の試験体のリストである。
【図７】前記試験体Ｎｏ１の柱荷重−層間変形角図であ
る。
る。
【図８】前記試験体Ｎｏ１の梁荷重−梁変形角図であ
る。
る。
【図９】前記試験体Ｎｏ２の柱荷重−層間変形角図であ
る。
る。
【図１０】前記試験体Ｎｏ２の梁荷重−梁変形角図であ
る。
る。
【図１１】（イ）（ロ）は従来構造の平断面図及び立面
図である。
図である。
【図１２】（イ）（ロ）は従来構造の他の例を示す平断
面図並に立面図である。
面図並に立面図である。
【図１３】（イ）（ロ）は従来構造の更に他の例を示す
平断面図並に立面図である。
平断面図並に立面図である。
【図１４】ダイヤフラムが多段式に配設された従来構造
の一例を示す立面図である。
の一例を示す立面図である。
【図１５】前記図１４に示す従来構造の他の例を示す立
面図である。
面図である。
【図１６】前記従来構造の更に他の例を示す立面図であ
る。
る。
Ａ 充填箱形断面鋼管柱 Ｂ Ｈ形断面鉄骨梁 Ｃ ダイヤフラム Ｃ′ ダイヤフラム Ｃ″ ダイヤフラム Ｄ 孔 Ｅ エヤー抜き Ｆ コンクリート ａ1 柱フランジ ａ2 柱ウエブ ｂ1 梁フランジ ｂ2 ウエブ １１ コンクリート充填箱形断面鋼管柱 １２ Ｈ形鉄骨梁 １３ 柱フランジ １４ 柱ウエブ １５ 梁フランジ １６ 梁ウエブ １７ 充填コンクリート １８ 頭付きスタッドボルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 耕次 千葉県鎌ヶ谷市東初富４−14−２ (72)発明者 鈴木 孝彦 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (2)
- 【請求項１】 コンクリート充填箱形断面鋼管柱とＨ形
鉄骨梁との柱・梁接合部構造において、前記鋼管柱の鋼
板厚が柱成のおよそ１／10より大きい場合、柱貫通形式
の鋼管柱にＨ形鉄骨梁を接合するとともに、同鋼管柱を
無補強としてなることを特徴とする柱・梁接合部構造。 - 【請求項２】 前記鋼管柱内面における同柱に接合され
るＨ形鉄骨柱の上下各フランジ位置に、頭付きスタッド
ボルトを配設した請求項１記載の柱・梁接合部構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2417893A JPH06240755A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 柱・梁接合部構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2417893A JPH06240755A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 柱・梁接合部構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06240755A true JPH06240755A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12131099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2417893A Pending JPH06240755A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 柱・梁接合部構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06240755A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102888989A (zh) * | 2012-03-16 | 2013-01-23 | 中国建筑第四工程局有限公司 | 复杂异型蜂窝状钢框架节点的加工工艺及钢框架节点 |
| CN105220776A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-06 | 天津市建筑设计院 | 一种具有双向限位功能的h型钢梁双向滑动支座节点 |
-
1993
- 1993-02-12 JP JP2417893A patent/JPH06240755A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102888989A (zh) * | 2012-03-16 | 2013-01-23 | 中国建筑第四工程局有限公司 | 复杂异型蜂窝状钢框架节点的加工工艺及钢框架节点 |
| CN102888989B (zh) * | 2012-03-16 | 2015-02-04 | 中国建筑第四工程局有限公司 | 复杂异型蜂窝状钢框架节点的加工工艺及钢框架节点 |
| CN105220776A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-06 | 天津市建筑设计院 | 一种具有双向限位功能的h型钢梁双向滑动支座节点 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020415 |