JPH102008A - ユニットボックスフレームの接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小梁等を無溶接で接合できて、接合品質の向
上、作業効率の向上、および作業の簡易が図れる接合構
造とする。 【解決手段】 各々鉄骨製とした四隅の柱の上端間およ
び下端間に天井の大梁および床の大梁を接合したユニッ
トボックスフレームにおいて、対向する大梁３Ａ間に設
けられる溝形または角パイプ状の小梁１３を次のように
接合する。この小梁１３は、対面する一対の側板部１３
ａ，１３ａを上下板部１３ｂ，１３ｂよりも延長させて
その延長部分を外側へ折曲してなる折曲片２５を設け
る。この折曲片２５を大梁３Ａの側面にボルト２３で接
合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄骨系の住宅等
のユニット工法建物に使用するユニットボックスフレー
ムの接合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ユニット工法建物に使用するユニ
ットボックスフレームにおいては、対向する大梁間に例
えば角パイプ状の小梁を接合するのに、図１５（Ａ）の
ように直接に大梁６０の側面に小梁６１を溶接したり、
図１５（Ｂ）のようにボルト挿通孔６３を有するエンド
プレート６２を小梁６１の端部に溶接し、そのエンドプ
レート６２を大梁６０の側面にボルト６４で締結してい
た。また、上下の大梁間に間柱を接合する場合も、ほぼ
同様の構造によって接合していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような接
合構造では、溶接作業が必要なため、品質が不安定にな
り、溶接の熟練工の確保が容易でなく、作業環境も悪く
なるなどの問題点があった。図１５（Ｂ）のエンドプレ
ート６２によるボルト接合の場合も、そのエンドプレー
ト６２の小梁６１への取付けに溶接が必要であり、溶接
に伴う各種の問題が生じる。

【０００４】この発明は、このような課題を解消し、無
溶接で接合できて、接合品質の向上、作業効率の向上、
および作業の簡易化が図れるユニットボックスフレーム
の接合構造を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のユニットボッ
クスフレームの接合構造は、各々鉄骨製とした四隅の柱
の上端間および下端間に天井の大梁および床の大梁を接
合したユニットボックスフレームにおいて、以下の構成
としたものである。請求項１記載の発明は、対向する大
梁間に溝形または角パイプ状の小梁を設けた場合の接合
構造である。この小梁は、対面する一対の側板部を上下
板部よりも延長させてその延長部分を外側へ折曲してな
る折曲片を有するものとする。この折曲片を大梁の側面
にボルト接合する。この構成によれば、小梁の端部に切
欠加工と折曲作業で接合片となる折曲片を形成すること
ができる。そのため、小梁の接合片の形成から大梁への
接合までの全てを無溶接化でき、無溶接でユニットボッ
クスの天井フレームあるいは床フレームを組み立てるこ
とができる。

【０００６】請求項２の発明では、天井大梁と床大梁の
間に角パイプ製の間柱を設けた場合に、間柱の接合を次
のように行う。この間柱の上下端に、前記天井大梁およ
び床大梁が嵌合する切欠を設けると共に、前記間柱の一
対の対面する側板に、前記切欠の縁部から外側へ折れ曲
がって一体に延びる折曲片を設ける。間柱は、この折曲
片で天井大梁および床大梁にボルト接合する。この構成
によれば、間柱の端部に、切欠加工と折曲作業で接合片
となる折曲片を形成できる。そのため、接合片の形成か
ら間柱の大梁への接合までの全てを無溶接化できる。ま
た、天井大梁および床大梁が嵌合する切欠を間柱に設
け、この切欠の形成に伴って間柱の側板に生じる残材部
を折曲して接合片に利用するため、材料の無駄がない。
この構成において、角パイプ製の間柱に代えて、角パイ
プと、この角パイプに溝底面で接合された溝形の曲げプ
レートとでなる合成柱の間柱を用いても良い。この場合
に、合成柱の曲げプレートは角パイプよりも両側へ広が
るウェブ幅を有しかつフランジ幅が前記角パイプに比べ
て十分に狭い溝形のものとする。この合成柱の前記曲げ
プレートを角パイプよりも上下に延出させてその延出部
分と角パイプの端面とでなす上下の切欠状部分に天井大
梁および床大梁を各々配置する。前記角パイプには一対
の対面する側板の上下縁に、外側へ折れ曲がって一体に
延びる折曲片を設け、前記間柱はこの折曲片で天井大梁
および床大梁にボルト接合する。この構成の場合も、接
合片を角パイプと一体のものとして切断および折曲作業
で形成するので、溶接部分が削減される。間柱の曲げプ
レートは、外壁パネルの取付部等に利用される。

【０００７】これらの構成において、前記天井や床大梁
を溝形鋼製とし、次のように接合しても良い。すなわ
ち、大梁の端部に上下フランジから対向して延びる一対
の折曲片を設け、上下の折曲片にまたがって裏面にこれ
ら折曲片よりも厚手の端部補強板を設ける。この端部補
強板および前記折曲板を貫通するボルトで前記大梁を前
記柱にボルト接合する。この構成の場合、大梁への小梁
の接合や、大梁への間柱の接合だけでなく、柱への大梁
の接合も無溶接で行うことができる。また、大梁のエン
ドプレートとなる部分を上下フランジから延びる折曲片
とこれに重なる端部補強板とで構成するので、このエン
ドプレート部分の形成も無溶接で行え、かつ堅固な構成
とできる。なお、前記大梁の端部にはウェブ部から一体
に延出する接合片を設け、この接合片も柱にボルト接合
することが好ましい。これにより、大梁が柱の２面に接
合されることになり、堅固な接合が行える。また、この
ウェブ部から一体に延出する接合片は、上下フランジか
ら折曲片を形成するときに生じる残材部分で形成できる
ので、材料の無駄がない。

【０００８】上記の大梁と柱との接合部の構造は、上記
の小梁や間柱の接合構造を採用した場合にかかわらず、
鉄骨製とした四隅の柱の上端間および下端間に天井の大
梁および床の大梁を接合したユニットボックスフレーム
において、大梁を溝形鋼としたものに一般に応用するこ
とができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図１１と共に説明する。この例の接合構造は、ユニッ
ト工法建物を構成する図１のようなユニットボックスフ
レーム１に適用したものである。ユニットボックスフレ
ーム１は、角形鋼管からなる４本の柱２と、これらの柱
２の上端間および下端間に接合した溝形鋼製の天井大梁
３Ａ，３Ｂおよび床大梁４Ａ，４Ｂとでボックスラーメ
ン状に骨組みされる。

【００１０】前記ユニットボックスフレーム１におい
て、桁側の天井大梁３Ａおよび床大梁４Ａは、それらの
溝が外向きになるように配置して、図２および図３に示
すようにボルト接合する。すなわち、図２のように天井
大梁３Ａでは、その端部に上下フランジ３ａから対向し
て延びる一対の折曲片５，５と、ウェブ３ｂから延びる
接合片６とを設ける。上下の折曲片５，５を、これに対
向する柱２の一側面にボルト７で接合し、前記接合片６
を妻側の天井大梁３Ｂが接合される柱２の側面にボルト
８で接合する。このとき、上下の折曲片５，５の裏面に
はこれら折曲片５よりも厚手の端部補強板９を設け、ま
た、折曲片５で接合する柱２の裏面にも補強板１０を設
ける。この補強板１０には前記ボルト７が螺合するナッ
ト１１を設けておく。また、前記接合片６で接合する柱
２の側面の裏面には、前記ボルト８が螺合するナット１
２を設けておく。これにより、柱２と桁側の天井大梁３
Ａとを容易にボルト接合できる。

【００１１】柱２と桁側の床大梁４Ａとの接合も、図３
のように床大梁４Ａの端部に上下フランジ４ａから対向
して延びる一対の折曲片１５，１５と、ウェブ４ｂから
延びる接合片１６とを設けて接合する。上下の折曲片１
５，１５は、これに対向する柱２の一側面にボルト１７
で接合し、前記接合片１６を、妻側の床大梁４Ｂが接合
される柱２の側面にボルト１８で接合する。折曲片１
５，１５の裏面に端部補強板１９を設けること、折曲片
１５で接合する柱２の側面の裏面に補強板２０を設ける
こと、この補強片２０に前記ボルト１７が螺合するナッ
ト２１を設けること、および前記接合片１６が接合する
柱２の側面の裏面に前記ボルト１８が螺合するナット２
２を設けることは、天井大梁３Ａの接合箇所と同様であ
る。これにより、柱２と桁側の床大梁４Ａとを容易にボ
ルト接合できる。

【００１２】前記ユニットボックスフレーム１におい
て、妻側の天井大梁３Ｂおよび床大梁４Ｂは、それらの
溝が内向きになるように配置して、図２および図３に示
すように柱２に溶接する。また、図１に示すように、対
向する桁側の天井大梁３Ａ，３Ａ間、および床大梁４
Ａ，４Ａ間には、それぞれ角パイプからなる複数本の天
井小梁１３および床小梁１４を設ける。天井小梁１３
は、図２のように対面する一対の側板部１３ａ，１３ａ
を上下板部１３ｂ，１３ｂよりも延長させ、その延長部
分を外側へ折曲して折曲片２５を形成し、この折曲片２
５を天井大梁３Ａの側面すなわちウェブ３ｂにボルト２
３で接合する。床小梁１４は、図３のように対面する一
対の側板部１４ａの一部を上下板部１４ｂ，１４ｂより
も延長させ、その延長部分を外側へ折曲して折曲片２６
を形成し、この折曲片２６を床大梁４Ａの側面すなわち
ウェブ４ｂにボルト２７で接合する。なお、２階を構成
するユニットボックスフレーム１の場合、図４のように
床小梁２４を溝形鋼製とし、その対面する一対の側板部
２４ａ，２４ａを上板部２４ｂよりも延長させ、その延
長部分を外側へ折曲して折曲片２８を形成し、この折曲
片２８を床大梁４Ａの側面にボルト２９で接合する。こ
れにより、天井大梁３Ａおよび床大梁４Ａへの天井小梁
１３および床小梁１４，２４の接合を、無溶接により容
易に行うことができる。

【００１３】前記天井大梁３Ａ，３Ｂと床大梁４Ａ，４
Ｂとの間には図５に示す間柱３１を設ける。この間柱３
１は角パイプ製とし、その上下端に、前記天井大梁３
Ａ，３Ｂが嵌合する切欠３２を形成すると共に、この間
柱３１の一対の対面する側板３１ａに、前記切欠３２の
縁部から外側へ折れ曲がって一体に延びる折曲片３３を
形成する。この折曲片３３を、図６のように天井大梁３
Ａ，３Ｂの下面および床大梁４Ａ，４Ｂの上面に当接さ
せ、ボルト３４で接合する。これにより、間柱３１を無
溶接で天井大梁３Ａ，３Ｂと、床大梁４Ａ，４Ｂとの間
に容易に接合できる。前記間柱３１は外壁パネル３５の
取付部材として利用する。外壁パネル３５は、外壁面材
３６の裏面周縁に角パイプ製のパネルフレーム３７を設
けて構成したものであり、そのパネルフレーム３７を前
記間柱３１の切欠３２に固着具で固定することにより、
間柱３１に外壁パネル３５を取付ける。外壁パネル３５
の裏面における前記パネルフレーム３７で囲まれる空間
にはロックウールなどからなる断熱材５１を充填する。

【００１４】図７は、前記ユニットボックスフレーム１
の妻側の天井大梁３Ｂと床大梁４Ｂとの間にブレース付
き補強フレーム３８を取付けた例を示す。このブレース
付き補強フレーム３８は、図８および図９に示すよう
に、溝形鋼からなる縦枠材３９および横枠材４０をそれ
らの溝が内向きになるように配置して枠状に接合し、さ
らに同じく溝形鋼からなる横桟４１およびブレース４２
を接合し、中間部には前述した間柱３１と同じ構成の間
柱３１Ａを接合して構成したものである。そのブレース
付き補強フレーム３８の取付けは、上下の横枠材４０を
天井大梁３Ｂの下面および床大梁４Ｂの上面にボルト４
３で接合することにより行う。

【００１５】図１０は、前記ユニットボックスフレーム
１の桁側の天井大梁３Ａと床大梁４Ａとの間に別のブレ
ース付き補強フレーム３８Ａを取付けた例を示す。この
ブレース付き補強フレーム３８Ａは、溝形鋼からなる縦
枠材３９および横枠材４０を各々それらの溝が外向きお
よび内向きになるように配置して枠状に接合すると共
に、同じく溝形鋼からなる横桟４１およびブレース４２
を接合して構成したものである。このブレース付き補強
フレーム３８Ａを取付ける場合、図１１に示すように、
その補強フレーム３８Ａの左右両端を補強金物４４と共
に、前記天井大梁３Ａおよび床大梁４Ａのフランジ３
ａ，４ａにボルト４５で接合する。

【００１６】前記補強金物４４は、Ｌ字状に屈曲した折
板状の金物本体４６と、この金物本体４６の両側縁で前
記金物本体４６の立片４６ａおよび横片４６ｂに溶接さ
れた一対の平行な補強板４７とからなる。前記天井大梁
３Ａでは、その下側フランジ３ａの内面とウェブ３ｂの
内面とに接するように前記補強金物４６を配置し、前記
ブレース付き補強フレーム３８Ａの縦枠材３９の上端か
ら、天井大梁３Ａの下側フランジ３ａおよび補強金物４
４を貫通するボルト４５にナット４８を螺合させること
により、補強金物４４と共にブレース付き補強金物３８
Ａの上端を天井大梁３Ａの下側フランジ３ａにボルト接
合する。また、天井大梁３Ａのウェブ３ｂおよび補強金
物４４を貫通するボルト４９にナット５０を螺合させる
ことにより、補強金物４を天井大梁３Ａのウェブ３ｂ内
面にボルト接合する。

【００１７】また、前記床大梁４Ａでは、その上側フラ
ンジ４ａの内面とウェブ４ｂの内面とに接するように前
記補強金物４４を配置し、天井大梁３Ａの場合と同様
に、補強金物４４と共にブレース付き補強フレーム３８
Ａの下端を床大梁４Ａの上側フランジ４ａに接合する。
なお、補強金物４４の姿勢は、天井大梁３Ａの場合と上
下逆にする。

【００１８】このような梁補強構造とすることにより、
鉄骨梁である天井大梁３Ａおよび床大梁４Ａにおける補
強の必要な箇所だけを、無溶接により簡単に補強でき、
十分な強度を持たせることができる。また、補強金物４
４の接合作業は、ブレース付き補強フレーム３８Ａの接
合作業を兼ねることになるので、それだけ作業工数を削
減できる。

【００１９】図１２〜図１４は、この発明の他の実施形
態を示す。この例は、前記実施形態における角パイプ製
の間柱３１に代えて、角パイプ５２Ａと、この角パイプ
５２Ａに溝底面で接合された溝形の曲げプレート５２Ｂ
とでなる合成柱の間柱５２を用いたものである。曲げプ
レート５２Ｂは軽量形鋼製とし、角パイプ５２Ａに重な
り部分を溶接またはボルト等により接合する。この場合
に、合成柱製間柱５２の曲げプレート５２Ｂは、角パイ
プ５２Ａよりも両側へ広がるウェブ幅を有しかつフラン
ジ幅が角パイプ５２Ａに比べて十分に狭い溝形のものと
する。また、曲げプレート５２Ｂは角パイプ５２Ａより
も上下に延出させ、その延出部分と角パイプの端面とで
なす上下の切欠状部分５３に図１のユニットボックスフ
レーム１における天井大梁３Ａ，（３Ｂ）および床大梁
４Ａ，（４Ｂ）を各々配置する。前記角パイプ５２Ａに
は一対の対面する側板の上下縁に、外側へ折れ曲がって
一体に延びる折曲片５４を設け、前記間柱５２はこの折
曲片５４で天井大梁３Ａ，（３Ｂ）および床大梁４Ａ，
（４Ｂ）にボルト接合する。間柱５２の曲げプレート５
２Ｂは、図１３に示すように外壁パネル３５の取付に利
用される。すなわち、外壁パネル３５のパネルフレーム
３７における縦フレーム材に取付けた取付金具５７を、
曲げプレート５２Ｂと角パイプ５２Ａの間に形成される
溝部に嵌め込むことにより、外壁パネル３５が間柱５２
に対して上下に変位可能なように取付けられる。これに
より、風圧荷重や地震等による層間変位が外壁パネル３
５に伝わることを緩和している。間柱５２の曲げプレー
ト５２Ｂの下端には、図１２のようにそのウェブから延
出した部分を外側へ折曲した折曲片５８を設け、外壁パ
ネル３５の下端の受けなどに利用する。

【００２０】なお、この実施形態では、図１４に示すよ
うに、ユニットボックスフレーム１の妻面に図７の例に
おけるブレース付き補強フレーム３８は用いず、間柱５
２を単独で天井大梁３Ｂと床大梁４Ｂ間に取付け、鋼棒
製のブレース５５を、ユニットボックスフレーム１の妻
面の四隅に設けられたブレース接合片５６と、間柱５２
の中央高さの両側面に設けられたブレース接合片５７と
の間に設け、妻面全体に交差状態にブレース５５が配置
されるようにしてある。鋼棒製のブレース５５は、中間
部にターンバクル（図示せず）を有するものである。こ
の構成の場合も、接合片５４を角パイプ５２Ａと一体の
ものとして切断および折曲作業で形成するので、溶接部
分が削減される。図１２〜１４の実施形態におけるその
他の構成は図１〜図１３の例と同じである。

【００２１】

【発明の効果】この発明のユニットボックスフレームの
接合構造によると、以上のように、全体をほぼ無溶接で
接合できて、接合品質の向上、作業効率の向上、および
作業の簡易化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る接合構造が適用さ
れるユニットボックスフレームの斜視図である。

【図２】（Ａ）は同ユニットボックスフレームにおける
柱と天井大梁、および天井大梁と小梁との接合構造を示
す平面図、（Ｂ）は同正面断面図、（Ｃ）は同分解斜視
図である。

【図３】（Ａ）は同ユニットボックスフレームにおける
柱と床大梁、および床大梁と小梁との接合構造を示す平
面図、（Ｂ）は同正面断面図である。

【図４】（Ａ）同ユニットボックスフレームにおける２
階での床大梁と小梁との接合構造を示す平面図、（Ｂ）
は同正面断面図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は同ユニットボックスフレーム
に接合する間柱の側面図、平面図および平面図である。

【図６】（Ａ）は同ユニットボックスフレームにおける
妻側の天井大梁と床大梁との間への前記間柱の接合構造
を示す縦断面図、（Ｂ）は同桁側の天井大梁と床大梁と
の間への前記間柱の接合構造を示す縦断面図である。

【図７】同ユニットボックスフレームへのブレース付き
補強フレームの接合構造を示す正面図である。

【図８】（Ａ）は同補強フレームの中間部接合構造を示
す縦断面図、（Ｂ）は同正面図である。

【図９】（Ａ）は同補強フレームの側端部接合構造を示
す縦断面図、（Ｂ）は同正面図である。

【図１０】前記ユニットボックスフレームへの他のブレ
ース付き補強フレームの接合構造を示す正面図である。

【図１１】（Ａ）は同補強フレームの接合構造の詳細を
示す正面図、（Ｂ）は同縦断面図である。

【図１２】（Ａ）はこの発明の他の実施形態における間
柱の背面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は同平面図、
（Ｄ）は同下面図、（Ｅ）は同間柱における角パイプの
平面図、（Ｆ）は同間柱における角パイプの下面図であ
る。

【図１３】同間柱への外壁パネルの取付状態を示す部分
斜視図である。

【図１４】ユニットボックスフレームの変形例にかかる
妻面の正面図である。

【図１５】（Ａ）は従来例の斜視図、（Ｂ）は他の従来
例の分解斜視図である。

【符号の説明】

１…ユニットボックスフレーム、２…柱、３Ａ，３Ｂ…
天井大梁、４Ａ，４Ｂ…床大梁、５，１５…折曲片、
７，１７…ボルト、９，１９…端部補強板、１３…天井
小梁、１４，２４…床小梁、２５，２６，２８…折曲
片、３１…間柱、３２…切欠、３３…折曲片

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々鉄骨製とした四隅の柱の上端間およ
   び下端間に天井の大梁および床の大梁を接合したユニッ
   トボックスフレームにおいて、対向する大梁間に溝形ま
   たは角パイプ状の小梁を設け、この小梁は、対面する一
   対の側板部を上下板部よりも延長させてその延長部分を
   外側へ折曲してなる折曲片を有するものとし、この折曲
   片を大梁の側面にボルト接合したユニットボックスフレ
   ームの接合構造。
2. 【請求項２】 各々鉄骨製とした四隅の柱の上端間およ
   び下端間に天井の大梁および床の大梁を接合したユニッ
   トボックスフレームにおいて、天井大梁と床大梁の間に
   角パイプ製の間柱を設け、この間柱の上下端に、前記天
   井大梁および床大梁が嵌合する切欠を設けると共に、前
   記間柱の一対の対面する側板に、前記切欠の縁部から外
   側へ折れ曲がって一体に延びる折曲片を設け、前記間柱
   はこの折曲片で天井大梁および床大梁にボルト接合した
   ユニットボックスフレームの接合構造。
3. 【請求項３】 各々鉄骨製とした四隅の柱の上端間およ
   び下端間に天井の大梁および床の大梁を接合したユニッ
   トボックスフレームにおいて、天井大梁と床大梁の間に
   間柱を設け、この間柱は、角パイプと、この角パイプに
   溝底面で接合されて前記角パイプよりも両側へ広がるウ
   ェブ幅を有しかつフランジ幅が前記角パイプに比べて十
   分に狭い溝形の曲げプレートとでなる合成柱とし、この
   合成柱の前記曲げプレートを角パイプよりも上下に延出
   させてその延出部分と角パイプの端面とでなす上下の切
   欠状部分に天井大梁および床大梁を各々配置し、前記角
   パイプの一対の対面する側板の上下縁に、外側へ折れ曲
   がって一体に延びる折曲片を設け、前記間柱はこの折曲
   片で天井大梁および床大梁にボルト接合したユニットボ
   ックスフレームの接合構造。
4. 【請求項４】 前記大梁を溝形鋼製とし、これら大梁の
   端部に上下フランジから対向して延びる一対の折曲片を
   設け、上下の折曲片にまたがって裏面にこれら折曲片よ
   りも厚手の端部補強板を設け、この端部補強板および前
   記折曲板を貫通するボルトで前記大梁を前記柱にボルト
   接合した請求項１または請求項２または請求項３記載の
   ユニットボックスフレームの接合構造。
5. 【請求項５】 各々鉄骨製とした四隅の柱の上端間およ
   び下端間に天井の大梁および床の大梁を接合したユニッ
   トボックスフレームにおいて、前記大梁を溝形鋼製と
   し、これら大梁の端部に上下フランジから対向して延び
   る一対の折曲片を設け、上下の折曲片にまたがって裏面
   にこれら折曲片よりも厚手の端部補強板を設け、この端
   部補強板および前記折曲片を貫通するボルトで前記大梁
   を柱にボルト接合し、かつ前記大梁の端部にウェブ部か
   ら一体に延出する接合片を設け、この接合片を前記柱に
   ボルト接合したユニットボックスフレームの接合構造。