JPH06299606A - 鋼管柱と梁の接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 柱の側面にブラケットのようなものが突出す
ることがなく運送効率に優れ、また、現場でのコンクリ
ートの充填作業が容易で、更には汎用性及び互換性に優
れた鋼管柱と梁との接合構造を提供する。 【構成】 鋼管柱（１）（２）の端部に外方に張出すよ
うにしてダイヤフラム（３）を取付け、このダイヤフラ
ム（３）と梁（６）のエンドプレート（８）上端又は下
端面とをボルト（13）で接合し、柱（１）（２）内部に
コンクリート（14）を充填するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼管柱と梁の接合構
造であって、特に、柱内にコンクリートを充填する合成
構造の骨組構法に適したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、柱と梁からなる鉄骨構造として
は、一般に、予め柱の側面にブラケットを溶接してお
き、このブラケットと梁を接合プレートを介してボルト
で接合するか、或は、ブラケットの先端に溶接したエン
ドプレートと梁端部のエンドプレートとを同様にボルト
で接合することが行なわれている。

【０００３】他方、このようなブラケットを用いない接
合構造として、柱の端部にダイヤフラムを熔接してお
き、上下の柱のダイヤフラム間に梁のエンドプレートを
介在させ、柱内においてこれらダイヤフラムを貫通して
差し込んだ締付けボルトを締め付けることにより、その
ダイヤフラムで前記エンドプレートを挟持するようにし
たものがある（例えば特開平4-80442 号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構造におい
て、柱の端部にブラケットを突設したものでは、このプ
ラケットが突出しているため、運搬や輸送の妨げにな
り、輸送コストなどが高くなる欠点がある。特に上記ブ
ラケットは、その柱に接合する梁の本数及び方向に応じ
て予め熔接しておく必要があり、そのため、柱は、特定
の構造体実現のための一品設計・一品生産となり、生産
性が低くなる欠点を有している。また、接合強度を増す
ため、エンドプレートを上下方向に突出させてボルト本
数を増加させる必要がある場合があり、この場合には、
エンドプレートのために床の敷込みや梁の耐火被覆の妨
げになる不都合がある。

【０００５】他方、柱端部のダイヤフラムで梁のエンド
プレートを挟持するものでは、締付けボルトの挿入及び
締付け作業を柱内部で行なう必要があり、作業が困難と
なる欠点がある。また、鋼管柱にコンクリートを充填す
る合成構造は、耐火性に優れていることは勿論、充填コ
ンクリートが鋼管の座屈を防止し、一方、鋼管がコンク
リートの変形を拘束する結果、優れた構造特性を有する
ことが、これまでの研究によって明らかにされている。
しかしながら、この従来の構造において、そのように内
部にコンクリートを充填する場合、柱内にダイヤフラム
と締付けボルトがあるため、コンクリートの廻りが悪く
なるという欠点がある。

【０００６】この発明は、このような従来の欠点を解消
して、柱の側面にブラケットのようなものが突出するこ
とがなく運送効率に優れ、また、現場でのコンクリート
の充填作業が容易で、更には汎用性及び互換性に優れた
鋼管柱と梁との接合構造を提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、鋼管柱端部にその柱の外周面より張出
したダイヤフラムが一体に取付けられて、このダイヤフ
ラムの張出し部に差込んだ垂直方向のボルトで梁端部の
エンドプレートを固定してなることを特徴とするもので
ある。

【０００８】また、上記において、請求項２の発明で
は、ダイヤフラムの前記張出し部における鋼管柱延長方
向の側面にその柱の円周方向に屈曲した溝が形成される
とともに、この溝と同方向に屈曲した梁端部のエンドプ
レート上端又は下端がその溝に挿入されていることを特
徴とする。

【０００９】このような構造において、前記ダイヤフラ
ムの張出し部に差込んだ垂直方向のボルト先端をエンド
プレート端面へ螺合して固定することが考えられる。

【００１０】更に、この出願の請求項４の発明では、ダ
イヤフラムを貫通するようにして鋼管柱内にコンクリー
トが充填される。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、柱の側面にブラケットのよ
うな突出物がなく、運送コストを低減できる。また、ボ
ルトの締付けはダイヤフラムの張出し部で行なうので作
業が容易であるとともに、鋼管柱の内部をダイヤフラム
で遮断する必要がなく、鋼管内へ圧送されるコンクリー
トの廻りが良好となる。

【００１２】

【実施例】図１〜図３は、この発明の実施例における柱
と梁との接合部分の構造を示している。図において
（１）は一階の柱、（２）はそれよりも上部階の二階の
柱を示している。これら柱（１）（２）の端部には、そ
れぞれリング状のダイヤフラム（３）が嵌合されるとと
もに、その柱（１）（２）の外側に張り出すようにして
溶接等によって固着されている。各ダイヤフラム（３）
における柱（１）（２）延長方向の側面すなわち、一階
の柱（１）のダイヤフラム（３）の上面又は二階の柱
（２）のダイヤフラム（３）の下面には、それぞれ、そ
れら柱（１）（２）の中心をその中心として円周方向に
屈曲した環状溝（４）（４）が形成されている。またこ
れらの環状溝（４）の底部からその反対側に向けてボル
ト穴（５）が形成され、このボルト穴（５）は、円周方
向に間隔をおいて複数個全周に亘って形成されている。

【００１３】（６）は、フランジ（７）（７）が上下平
行となるようにして設置されるＨ型鋼の梁であり、その
先端部には、前記の環状溝（４）と同じ曲率半径で屈曲
したエンドプレート（８）が予め固着されるとともに、
それらのエンドプレート（８）の上下両端面には、前記
ダイヤフラム（３）のボルト穴（５）に適合するように
してネジ穴（９）が形成されている。（10）は、エンド
プレート（８）の側面より突出するようにして取付けら
れた複数本の定着用のスタッドボルトであって、そのエ
ンドプレート（８）の中央部分に上下の間隔をおいて一
体に突設されている。（11）は、前記梁（６）のエンド
プレート（８）を柱（１）（２）間に設置した際に、エ
ンドプレート（８）側方の解放部分を覆うための蓋板で
あって、それらのエンドプレート（８）と同じ厚さでか
つ同じ曲率半径で屈曲した半円状に形成されるととも
に、その上下両端面にネジ穴（12）が同様に形成され、
更に、スタッドボルト（10）が同じく同様に突設されて
いる。

【００１４】図１は、上記梁（６）と柱（１）（２）と
の接合部分の接合状態を示しており、まず一階の柱
（１）上端のダイヤフラム（３）における上面の環状溝
（４）へ、梁（６）のエンドプレート（８）下端を挿入
して設置するとともに、そのダイヤフラム（３）の下側
から差し込んだボルト（13）を、エンドプレート（８）
下面のネジ穴（９）へねじ込んで固定している。更に、
これらエンドプレート（８）（８）の上端部には、上部
階の柱（２）における下端のダイヤフラム（３）が、そ
の溝（４）をそれらエンドプレート（８）（８）上端に
嵌合させるようにして設置されるとともに、上方からボ
ルト穴（５）へ差し込んだボルト（13）を、ネジ穴
（９）へねじ込んで一体に固定するようにしている。こ
の場合、前記ボルト穴（５）及びネジ穴（９）のピッチ
間隔毎に、梁（６）のエンドプレート（８）を円周方向
にずらせて設置することができ、これにより、梁（６）
の角度を様々に変更して取付けることが可能である。更
に、必要に応じて複数本の梁（６）（６）…のエンドプ
レート（８）を、前記ダイヤフラム（３）（３）間に設
置して、梁（６）（６）を所定の方向に突出させるとと
もに、エンドプレート（８）（８）間の空間部分に、前
記蓋板（11）をそれらエンドプレート（８）と同様にし
て設置して固定し、そのエンドプレート（８）内に閉鎖
された空間部を構成する。

【００１５】更に、この接合部分には、各柱（１）
（２）と連続するようにして、エンドプレート（８）
（８）間にもコンクリート（14）が充填されている。こ
のとき、前記スタッドボルト（10）がコンクリート（1
4）内に突出して、そのコンクリート（14）との定着強
度を増している。

【００１６】図４〜図６は、前記一階の鋼管柱（１）下
端をコンクリート基礎（21）上へ固定するための取付け
構造を示している。この一階の鋼管柱（１）の下端に
も、前記と同一のエンドプレート（３）が逆向きにして
予め一体に固着されている。（15）は、柱（１）を設置
するための土台であり、この土台（15）は、方形のベー
スプレート（16）と、そのベースプレート（16）の上面
において垂直に固着した短尺の接合パイプ（17）とから
構成され、この接合パイプ（17）は、ダイヤフラム
（３）の前記環状溝（４）に嵌合する厚さとかつ直径を
備えている。

【００１７】この接合パイプ（17）の上端面に、前記エ
ンドプレート（８）と同じネジ穴（18）が形成されてい
る。ベースプレート（16）の四隅には基礎への取付け用
アンカーボルト穴（20）が形成され、これらのアンカー
ボルト穴（20）に、コンクリート基礎（21）内に予め埋
設されたアンカーボルト（22）（22）…上端を挿入する
ようにして、このベースプレート（16）を設置して、ナ
ット（24）で締め付けて固定している。（23）は、ベー
スプレート（16）の下側に施工された無収縮性のグラウ
ト剤を示している。

【００１８】そして、上記のようにして、土台（15）を
アンカーボルト（22）へ固定した後、柱（１）下端のダ
イヤフラム（３）における下面の環状溝（４）を、接合
パイプ（17）上端に嵌合させるようにして、その土台
（15）上に設置し、ダイヤフラム（３）の上部側からボ
ルト穴（５）へ差し込んだボルト（25）先端をネジ穴
（18）へねじ込んで固定するものである。また、接合パ
イプ（17）の側面には、その接合パイプ（17）内に連通
する注入口（19）が突設されており、この注入口（19）
からコンクリートを注入して、柱（１）（２）及びエン
ドプレート（８）間の空間部分へ圧送するものである。
このように、鋼管柱（１）は、上下両端が全く同一構造
のエンドプレート（３）を取付けた構造となっており、
これにより、一階及び二階の各柱ともに同一のものを使
用することができ、汎用性に優れたものが得られる。

【００１９】図７は、上記梁（６）と柱（１）（２）を
接合した建築物の平面状態を示しており、この図で示す
ように、梁のコーナー部分を直角にとることの出来ない
不整地においても、前記のように、ダイヤフラム（３）
のボルト（５）のピッチ間隔毎に梁（６）を回転させて
接合することによって、自由に対応させることができ
る。

【００２０】図８は、傾斜地に建築した場合の側面を示
しており、前記柱（１）（２）の寸法を変えることによ
り、このような傾斜地にも容易に対応できるだけでな
く、建物の内部にスキップフロアや吹き抜け空間等の自
由な空間を容易に建築することができる。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば次のような効果が得ら
れる。

【００２２】ａ．柱の端部にはダイヤフラムが張出状に
取付けられるが、その張出寸法は、単純にエンドプレー
トとの接合用ボルト穴を形成でき、また、そのエンドプ
レートを挿入できる溝を形成できる程度で良く、従来の
ブラケットを突設させる場合に比較して突出寸法が遙か
に少なく、輸送効率が高い。

【００２３】ｂ．上記のようにダイヤフラム部分を鋼管
柱の外側に張出させて、この張出部分で梁とのボルト接
合を行うので、鋼管内でボルトを接合する場合に比較し
て遙かに作業が容易である。

【００２４】ｃ．同じく柱内に接合用のボルトがなく、
また、ダイヤフラムをその内側に突出させる必要がない
ので、コンクリートを充填する場合でも、そのコンクリ
ートの廻りが良好である。

【００２５】ｄ．同様に、柱及び接合部分の内部空間が
上下に貫通しているので、上記のようにコンクリートを
充填する際に補強用の鉄筋を設置する場合でも、その鉄
筋の設置作業が極めて容易である。

【００２６】ｅ．上記のように柱の端部にはダイヤフラ
ムが突出しているだけであるから、柱の形状がシンプル
で製造も容易であり、大量生産に適しコストダウンが充
分可能である。

【００２７】ｆ．また、接合部分において、ダイヤフラ
ム及びエンドプレートはそれぞれ柱又は梁に一体に固着
され、それ以外に必要なのはエンドプレート間の空間を
塞ぐ蓋板のようなものであり、部材の種類が少なく、現
場での組立が簡単でわかりやすいという利点がある。

【００２８】ｇ．柱及び梁は、特定の建物に対して一品
的に生産されるのではなく、汎用性及び互換性のある部
品として構造体を設計し、工業生産することが可能であ
り、設計を含めた生産性が高い。

【００２９】ｈ．梁端部のエンドプレートは、鋼管柱の
ダイヤフラム内に納まるとともに、従来のブラケット先
端のエンドプレートと梁のエンドプレートを柱の外周面
より離れた位置でボルト接合する場合のように、そのエ
ンドプレート等が上方に突出することがなく、その梁へ
の床パネルの敷込みが容易で、また梁の耐火被覆の納ま
りも良好となる。

【００３０】ｉ．上記のように、梁は、エンドプレート
の円周方向にそれぞれ角度を変えて固定することが可能
であり、これにより、不整地の敷地にも充分対応するこ
とができる。

【００３１】ｊ．また柱の長さを変えれば容易に傾斜地
やスキップフロア等に対応することが可能である。

【００３２】ｋ．更に、柱内にコンクリートを充填する
ことによって、火災の際においても内部のコンクリート
部分が長期鉛直荷重を支持できるため、柱の耐火被覆が
不要である。

【００３３】ｌ．単純な鉄骨造りに比べて初期剛性が高
く減衰性が大きいので振動障害を起こしにくいし、或い
は現場打ちのコンクリート構造に比べて、断面が細かく
軽いので地震や基礎に有利であり、工期も短い。更に
は、同じく現場打ちコンクリート構造のように型枠が不
要であり、作業性が向上する。

【００３４】ｍ．加えて、鋼管の拘束効果によって内部
のコンクリート強度が上昇し、鉄筋コンクリート構造に
比べてコンクリートの強度を有効に使えるし、内部のコ
ンクリートによって鋼管の座屈がある程度阻止されるこ
とから、鉄骨構造に比べて変形能力が大きいといったよ
うに、コンクリートを合成した鋼管構造の利点を全て有
効に活用することができることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す梁と柱との接合部分の
縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】同じく柱と梁との接合部分の要部分解斜視図で
ある。

【図４】柱下端のコンクリート基礎への接合部分の構造
を示す縦断面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】同じく接合部分の要部分解斜視図である。

【図７】不整地での柱と梁との接合構造を示す平面プラ
ン図である。

【図８】傾斜地での柱と梁との接合構造を示す立面プラ
ン図である。

【符号の説明】

（１） 鋼管柱 （２） 鋼管柱 （３） ダイヤフラム （４） 環状溝 （５） ボルト穴 （６） 梁 （８） エンドプレート （９） ネジ穴 （13） ボルト （14） 充填コンクリート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管柱端部にその柱の外周面より張出し
   たダイヤフラムが一体に取付けられて、このダイヤフラ
   ムの張出し部に差込んだ垂直方向のボルトで梁端部のエ
   ンドプレートを固定してなることを特徴とする鋼管柱と
   梁の接合構造。
2. 【請求項２】 ダイヤフラムの前記張出し部における鋼
   管柱延長方向の側面にその柱の円周方向に屈曲した溝が
   形成されるとともに、この溝と同方向に屈曲した梁端部
   のエンドプレート上端又は下端がその溝に挿入されてい
   ることを特徴とする請求項１の鋼管柱と梁の接合構造。
3. 【請求項３】 前記ダイヤフラムの張出し部に差込んだ
   垂直方向のボルト先端をエンドプレート端面へ螺合して
   固定されていることを特徴とする請求項１又は２の鋼管
   柱と梁の接合構造。
4. 【請求項４】 ダイヤフラムを貫通するようにして鋼管
   柱内にコンクリートが充填されてなることを特徴とする
   鋼管柱の梁の接合構造。