JPH09256460A - 鋼管柱梁接合部の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 梁３と接合する仕口部２に、前記梁３のフラ
ンジ部３ａの高さに合わせて、前記仕口部２にダイアフ
ラム４を内装してある鋼管柱梁接合部の構造に於ける、
施工性並びに作業性を改善しながら、仕口部の局部変形
に伴う架構全体の剛性低下に起因して地震、強風の際に
居住者に不快感を与えることを回避可能な鋼管柱梁接合
部の構造を提供する。 【解決手段】 ダイアフラム４の外周縁部４ａと、仕口
部内面２ｃとの間に間隙を設けるとともに、前記外周縁
部４ａに沿った複数箇所で、楔部材５を前記間隙に夫々
嵌入して、前記ダイアフラム４を前記仕口部２に内嵌保
持してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管柱梁接合部の
構造に関し、詳しくは、梁と接合する仕口部に、前記梁
のフランジ部の高さに合わせて、前記仕口部にダイアフ
ラムを内装してある鋼管柱梁接合部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼管柱梁接合部の構造において
は、図６に示すように、仕口部２に内装するダイアフラ
ム４は、前記仕口部２に接合される梁３のフランジ部３
ａの高さの位置、つまり、前記仕口部２の梁フランジ溶
接部２ａに対向する位置に合わせて、その外周縁４ａを
全周に亘って前記仕口部２の仕口部内面２ｃに溶接した
ものが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の鋼管柱梁接
合部の構造においては、前記仕口部内面２ｃに全周に亘
ってダイアフラム４の外周縁４ａを溶接するために、施
工に時間と手間を要する。その上に、管内での溶接作業
であるために、作業性が悪いという問題があり、さら
に、円板を円柱の内面に全周溶接するものであるから、
拘束による溶接部の残留応力が大きく、溶接部に亀裂を
生じ易いという問題も有している。このために、欠陥を
防止出来る溶接条件下で溶接を施工しなければならず、
一層作業性を悪化させるというさらなる問題点を有して
いる。これらの問題に対処するために、図７に示すよう
に、前記仕口部２の管厚を柱本体部１の管厚よりも大き
くして、前記仕口部２の耐力を向上させた、梁３のフラ
ンジ部３ａが取付けられる位置であってもダイアフラム
を省略可能にする構造が考えられるが、仕口部全体とし
ての耐力は、例えば設計基準値は満足しているものの、
仕口部の局部変形に注目した場合には、従来のダイアフ
ラムを有する仕口部に対して局部変形量が大きくなる。
即ち、仕口部のリング状断面が比較的容易に楕円状の断
面等に変化してしまうのである。局部変形量が大きくな
ると、構造物の架構全体の剛性が低下することになる。
ただし、現在の設計手法においては、このような局部変
形による剛性低下は考慮されておらず、局部変形量の定
量的な評価方法も存在しないが、仕口部の局部変形は少
ないほうが設計上望ましいことはいうまでもない。前記
柱本体部１の管厚よりも大きくした仕口部２は、耐力は
備えるものの、例えば、図８に幾分誇張して示したよう
に、前記梁３に図示左から右方向への外力が作用する
と、前記仕口部２には、前記フランジ部３ａの位置にお
いては左側に圧縮力Ｐ１、右側に引張力Ｐ２が作用す
る。この場合、仕口部２の断面は、例えば、前記フラン
ジ部３ａの位置では図示のように比較的容易に変形して
しまう。このような仕口部２の断面変形が生じた場合、
つまり、局部変形量が大きくなると、構造物の架構全体
の剛性が低下する。ただし、現在の設計手法において
は、このような局部変形による剛性低下は考慮されてお
らず、局部変形量の定量的な評価方法も存在しないが、
仕口部２の局部変形は少ないほうが望ましい。上記のよ
うな仕口部の局部変形による架構全体の剛性低下は地
震、強風による設計目標値を上回る横揺れをもたらし、
住居者に不快感を与える可能性を有しているという問題
点をも残している。上記局部変形を抑制するのに、仕口
部の管厚をさらに厚くすることも考えられるが、重量が
増大して不経済となるだけでなく、仕口部の剪断剛性を
不必要に高める結果、地震によるエネルギーの吸収能力
の低下を招くので好ましくない。そこで、本発明の鋼管
柱梁接合部の構造は、上記の問題点を解決し、施工性並
びに作業性を改善しながら、仕口部の局部変形による剛
性低下に起因して地震、強風の際に居住者に不快感を与
えることを回避可能な鋼管柱梁接合部の構造を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔第１特徴構成〕上記の目的のための本発明の鋼管柱梁
接合部の構造の第１特徴構成は、ダイアフラムの外周縁
部と、仕口部内面との間に間隙を設けるとともに、前記
外周縁部に沿った複数箇所で、楔部材を前記間隙に夫々
嵌入して、前記ダイアフラムを前記仕口部に内嵌保持し
てある点にある。 〔第１特徴構成の作用効果〕上記第１特徴構成によれ
ば、ダイアフラムの外周縁部と、仕口部内面との間に間
隙を設けて、前記外周縁部に沿った複数箇所で、楔部材
を前記間隙に夫々嵌入するので、前記ダイアフラムの仕
口部内への取付けは容易である。例えば、予め、仕口部
内部にダイアフラム受部材を所定高さに設けておけば、
前記ダイアフラムは、前記仕口部内に落とし込んで、要
所に前記楔部材を嵌入するだけで、前記ダイアフラムを
前記仕口部に簡単に取り付けられるようになる。さら
に、前記間隙を備えることによって、仕口部内面の形状
精度を高める必要がなく、同時に、ダイアフラムの外周
縁部の形状精度もさほど必要なく、無理なく仕口部内に
内装出来る程度の精度で前記ダイアフラムを製作すれば
よいことになり、ダイアフラムの製作が容易になる。し
かも、前記楔部材を前記間隙に嵌入するので、前記仕口
部の直径の縮小を抑制出来るので、断面変形の抑制が可
能となり、従って、仕口部の局部変形を抑制出来る。さ
らに、前記ダイアフラムを仕口部内面に溶接する必要が
ないので、前記ダイアフラム及び前記仕口部の溶接によ
る多次元拘束を回避出来、鋼管柱梁接合部の継手の劣化
を防止出来る。尚、前記間隙は、前記楔部材を嵌入する
部位以外は極力小さい方がよい。これは、仕口部の局部
変形を、剛性低下を招かない程度に制限することが、ダ
イアフラムの装入目的としているからである。言い換え
れば、前記間隙は、鋼管柱−梁構造の架構全体の剛性低
下を招かない程度に仕口部の局部変形を制限する程度に
小さいことが好ましい。その結果、施工性並びに作業性
を改善しながら、仕口部の局部変形に伴う架構の剛性低
下に起因する地震、強風による水平変位に関する設計目
標との齟齬を大きく低減することが可能となる。 〔第２特徴構成及び作用効果〕尚、本発明の鋼管柱梁接
合部の構造の第２特徴構成として、前記第１特徴構成に
おける楔部材を、前記ダイアフラムの外周縁部の、前記
梁のフランジ部に対向する位置に配置（請求項２に対
応）してあれば、前記梁の長手方向の揺動に対しては、
前記仕口部の壁部のみならず、前記楔部材を介して前記
ダイアフラムを通じても、前記仕口部に対して反対側に
位置する梁に力を伝達出来る。同時に、前記梁からの前
記仕口部への外力と、前記反対側に位置する梁から前記
仕口部に加わる外力とに対しては、前記両梁の間には、
ダイアフラムが楔部材を介して前記仕口部内に密嵌され
た状態であり、少なくとも梁からの圧力に対しては、嵌
装されたダイアフラムは従来の溶接されたダイアフラム
と同様に機能し、また、その余の仕口部断面の変形に対
しては、嵌装されたダイアフラムの変形を招かない程度
の範囲に、ダイアフラムが変形を規制するので、架構の
剛性低下を招かない程度に前記仕口部の断面変形を阻止
することが可能になる。その結果、仕口部の局部変形に
伴う架構の剛性低下に起因する地震、強風による水平変
位に関する設計目標との齟齬を一層少なくすることが可
能となる。 〔第３特徴構成及び作用効果〕また、本発明の鋼管柱梁
接合部の構造の第３特徴構成として、前記第１特徴構成
において、梁の仕口部に対する相対偏位に対して、前記
仕口部の壁部が、前記仕口部の半径方向への最大変位を
示す位置夫々に、前記楔部材を配置（請求項３に対応）
してあればさらによく、このようにすれば、前記第２特
徴構成に於ける仕口部断面の変形阻止の作用は一層確実
になり、ダイアフラムの外周縁部と仕口部内面との間隙
が幾分大きくても、充分に仕口部の局部変形を抑制出
来、架構の剛性低下を阻止可能となる。その結果、仕口
部の局部変形に伴う架構の剛性低下に起因する地震、強
風による水平変位に関する設計目標との齟齬を確実に回
避することを可能とする。 〔第４特徴構成及び作用効果〕そして、本発明の鋼管柱
梁接合部の構造の第４特徴構成として、前記第１〜第３
特徴構成における楔部材を、ダイアフラムの上方から嵌
入し、前記ダイアフラムに対して溶接（請求項４に対
応）してあれば一層よく、このようにすれば、前記楔部
材の嵌入後の緩みを防止出来る。従って、仮に柱軸方向
の振動が加わって、前記ダイアフラムに上方向の力が作
用しても、その作用によって前記楔部材が上方に抜け出
て、前記楔部材と仕口部内面との間に間隙が生ずること
を防止することが出来る。尚、前記楔と前記ダイアフラ
ムとの間の溶接量は極僅かであり、作業性並びに施工性
を損なうことがない。さらに、上記溶接が仕口部に対す
るものでないので、前記仕口部に熱影響を与えることが
なく、梁溶接部の耐力低下を招くおそれがない。その結
果、仕口部の局部変形に伴う架構の剛性低下に起因する
地震、強風による水平変位に関する設計目標との齟齬を
回避することが可能となる。

【０００５】

【発明の実施の形態】上記本発明の鋼管柱梁接合部の構
造の実施の形態の一例について、以下に、図面を参照し
ながら説明する。図１には本発明に係る鋼管柱梁接合部
の一例の要部縦断面図を示した。また、図１の梁３の上
フランジ部３ａの位置での水平断面図を図２に示した。
図示の鋼管柱梁接合部は、鋼管柱Ｃの仕口部２に、両側
から梁３，３が接合されている。前記接合は、溶接によ
って行われる。そして、前記仕口部２の内部には、前記
梁３の上下のフランジ部３ａ，３ａの高さの位置に、ダ
イアフラム４，４を夫々内装し、夫々４個の楔部材５
を、前記ダイアフラム４の外周縁部４ａと前記仕口部内
面２ｃとの間に嵌入して、前記ダイアフラム４を前記仕
口部２に嵌着してある。前記鋼管柱Ｃは、軽量化のため
に柱本体１は、強度上必要とされる程度の肉厚とし、そ
の仕口部２を、耐力を与えるために前記柱本体１に比し
て厚い肉厚としてある。このようにして、梁３からの引
張り荷重は、前記仕口部２の壁部２ｂを通じて、他方の
梁３に伝達され、鋼管柱梁接合部の強度を維持出来るよ
うにしてある。

【０００６】前記ダイアフラム４は、以下のようにして
嵌着してある。つまり、前記ダイアフラム４を前記梁３
の上下のフランジ部３ａの高さの位置に夫々保持可能
に、図２に示すように、前記仕口部内面２ｃに、各４個
のダイアフラム受部材６を、夫々前記楔部材５を嵌入す
る位置から外れた位置に夫々溶接して取り付けてあり、
前記ダイアフラム受部材６の上にダイアフラム４を載置
し、前記梁３のフランジ部３ａを取り付ける梁フランジ
溶接部２ａの裏側の仕口部内面２ｃと、前記載置したダ
イアフラム４の外周縁部４ａとの間に夫々楔部材５を打
ち込む。その後、前記楔部材５と前記外周縁部４ａとを
隅肉溶接により接合する。こうすれば、ダイアフラム４
は、仕口部２内に密嵌された状態になる。尚、図には図
示の明確化のために、前記間隙をやや大きめに表示した
が、上述の例の場合には、ダイアフラム４を仕口部２内
に嵌装し易くすることを主たる目的として間隙を設ける
ので、楔部材５を嵌入可能な程度の隙間があればよい。

【０００７】上述のように構成してある鋼管柱梁接合部
に於いては、図３に示すように、図示左側の梁３の仕口
部２への圧縮力Ｐ１に対しても、図８に示したほどの仕
口部２断面の変形はなく、また、図示右側の梁３からの
仕口部２への引張力Ｐ２に対しても、前記図８に示した
ほどの仕口部２断面の変形はない。これは、図示の如
く、図の上下方向の縮径が、図の上下に備える楔部材５
によって制限され、前記仕口部２の断面変形を阻止して
いるからである。

【０００８】上述のように、本発明の鋼管柱梁接合部の
構造によって、仕口部に嵌装容易なダイアフラムを楔部
材で前記仕口部の内面に固定することによって、前記仕
口部の断面変形を防止し、架構の剛性を維持することが
可能になった。

【０００９】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。 〈１〉上記実施の形態においては、仕口部の梁に対向す
る内面とダイアフラムとの間に楔部材を嵌入する例を示
したが、楔部材の嵌入位置はこれに限らず、他の位置に
嵌入してあってもよい。仮に、梁３に対向する位置に楔
部材５が介在しなくても、ダイアフラム４の外周縁部４
ａが仕口部内面２ｃに接当することによって、図８に示
したような、従来の仕口部の変形は阻止されるからであ
る。このような場合、楔部材５はダイアフラム４の固定
のためには有用である。 〈２〉尚、前記ダイアフラム４の浮き上がりのおそれが
有る場合には、前記楔部材５を前記仕口部内面２ｃにさ
らに溶接しておけば安全である。また、上記のように、
楔部材５を前記仕口部内面２ｃに溶接すれば、ダイアフ
ラム４は、ダイアフラム受部材６との間にほぼ固定され
るので、上記の楔部材５と前記外周縁部４ａとの隅肉溶
接を省略することも可能である。 〈３〉上記実施の形態においては、ダイアフラムを楔部
材を介して仕口部の内面に嵌装する例を示したが、図４
に示すように、例えば３個の楔部材５を嵌入し、そのう
ちの１個の楔部材５の嵌入位置に相対する仕口部内面２
ｃには、ダイアフラム４の外周縁部４ａを直接接当させ
て前記ダイアフラム４を嵌装してあってもよい。この場
合の楔部材５の数は、３個に限定されるものではなく、
１個の楔部材５を嵌入するだけでもよい。このような鋼
管柱梁接合部の構造によっても、上記〈１〉に示したと
おり、充分に局部変形を抑制することが出来る。 〈４〉さらに、図５に示すように、ダイアフラム４を、
仕口部２に隙間嵌合する程度に形成し、前記ダイアフラ
ム４の外周縁部４ａに切欠きを設けて間隙を形成し、こ
の間隙に楔部材５を嵌入するようにしてあってもよい。
このようにすれば、前記仕口部２の断面変形を最小限に
止めることが出来、充分に局部変形を抑制することが出
来る。尚、前記隙間嵌合の隙間の大きさは、前記ダイア
フラム４の外周縁部４ａの加工精度に合わせればよく、
やや緩い目の嵌合であれば、容易にダイアフラムを仕口
部に嵌装することが出来る。

【００１０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼管柱梁接合部の構造を説明する要部
の縦断面図

【図２】本発明の鋼管柱梁接合部の構造を説明する要部
の平断面図

【図３】本発明の構成の作用説明図

【図４】本発明の他の実施の形態を説明する要部の平断
面図

【図５】本発明の他の実施の形態を説明する要部の平断
面図

【図６】従来の鋼管柱梁接合部の構造を説明する要部の
縦断面図

【図７】従来の鋼管柱梁接合部の他の構造を説明する要
部の縦断面図

【図８】従来の鋼管柱梁接合部の他の構造の問題点を説
明する要部の縦断面図

【符号の説明】

２ 仕口部 ２ｂ 仕口部の壁部 ２ｃ 仕口部内面 ３ 梁 ３ａ フランジ部 ４ ダイアフラム ４ａ ダイアフラムの外周縁部 ５ 楔部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱塚 輝雄 兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号 株式会社 クボタ技術開発研究所内 (72)発明者 豊富 俊文 兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号 株式会社 クボタ技術開発研究所内 (72)発明者 郡田 昭雄 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 梁（３）と接合する仕口部（２）に、前
   記梁（３）のフランジ部（３ａ）の高さに合わせて、前
   記仕口部（２）にダイアフラム（４）を内装してある鋼
   管柱梁接合部の構造であって、 前記ダイアフラム（４）の外周縁部（４ａ）と、仕口部
   内面（２ｃ）との間に間隙を設けるとともに、前記外周
   縁部（４ａ）に沿った複数箇所で、楔部材（５）を前記
   間隙に夫々嵌入して、前記ダイアフラム（４）を前記仕
   口部（２）に内嵌保持してある鋼管柱梁接合部の構造。
2. 【請求項２】 前記楔部材（５）を、前記外周縁部（４
   ａ）の前記フランジ部（３ａ）に対向する位置に配置し
   た請求項１記載の鋼管柱梁接合部の構造。
3. 【請求項３】 前記梁（３）の前記仕口部（２）に対す
   る相対偏位に対して、前記仕口部（２）の壁部（２ｂ）
   が、前記仕口部（２）の半径方向への最大変位を示す位
   置夫々に、前記楔部材（５）を配置してある請求項１記
   載の鋼管柱梁接合部の構造。
4. 【請求項４】 前記楔部材（５）を、前記ダイアフラム
   （４）の上方から嵌入し、前記ダイアフラム（４）に対
   して溶接してある請求項１〜３の何れかに記載の鋼管柱
   梁接合部の構造。