JPH10266340A - 鉄骨部材の接合部 - Google Patents

鉄骨部材の接合部

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JPH10266340A
JPH10266340A JP9087633A JP8763397A JPH10266340A JP H10266340 A JPH10266340 A JP H10266340A JP 9087633 A JP9087633 A JP 9087633A JP 8763397 A JP8763397 A JP 8763397A JP H10266340 A JPH10266340 A JP H10266340A
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JP
Japan
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heat treatment
joint
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steel
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JP9087633A
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Inventor
Hiroyuki Narihara
弘之 成原
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Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、鉄骨柱梁接合部における部材の端
部を、高周波誘導加熱による熱処理により部材を高強度
化し、耐震性の高い鉄骨部材の接合部を提供することを
課題とする。 【解決手段】 上記の課題を解決するため、本発明は、
鉄骨柱梁接合部において、部材の接合端部から同部材の
中央に向かう所定長さの範囲を、高周波誘導加熱による
熱処理により高強度化した鉄骨部材の接合部を提供す
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、鉄骨構造物の接合
部における部材を、熱処理により高強度化した鉄骨部材
の接合部に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、鉄骨梁は、梁全長にわたり同一断
面で同一強度の部材で構成していた。ところが、阪神大
震災における鉄骨建物の被害事例の分析から、柱梁接合
部における梁端部のフランジ溶接部が早期に破断したた
め、本来期待した梁部材の塑性変形能力による耐震性能
が十分に発揮できなかったことが指摘されている。それ
は、梁端部のフランジ溶接部にスカラップが存在してい
ることのほか、梁から柱への応力伝達位置、つまり、柱
に対する梁の接合端部に大きな応力やひずみが集中し、
通常強度の梁の接合端部が破壊したことである。それを
防止する耐震対策として下記の提案がなされている。 <イ>梁端部に水平ハンチや垂直ハンチを設けたり、梁
フランジにカバ−プレ−トを溶接する方法。 <ロ>梁端部より所定長さの範囲の梁フランジを切欠い
て、塑性化する位置を梁端部から離す方法。 <ハ>梁端部のフランジの側面に、厚鋼板や高強度鋼板
を板継ぎ溶接する方法。などである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記耐震対策
の各提案の方法は、次ぎのような課題がある。 (1)上記<イ><ハ>については、接合部近傍の梁の
断面形状が中央部のそれに比べて大きく、応力集中が生
じて早期に塑性化し、梁の接合端部が破壊しやすい。ま
た、溶接量が増加して接合作業に多大な手間がかかり、
施工の工期が長期化する上、コストアップになる。 (2)上記<ロ>については、梁フランジの切欠きによ
り、梁の断面形状が不連続となるので、応力伝達に難点
がある上、梁の耐力を低下させることになりかねない。
【0004】
【本発明の目的】上記のような課題を解決するためにな
された本発明は、鉄骨柱梁接合部における部材の端部を
熱処理により高強度化し、耐震性の高い鉄骨部材の接合
部を提供することにある。その目的を以下に示す。 <イ>柱梁接合部近傍の各部材は、大地震時に早期に塑
性化しない。また破壊しないようにする。 <ロ>接合作業の省力化、施工の工期の短縮化、コスト
ダウンを図る。 <ハ>新設構造物の接合部はもとより、既存構造物の接
合部の耐力向上を容易に行えるようにする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、鉄骨柱梁接合部において、梁
の接合端部から中央に向かう所定長さの範囲を熱処理に
より高強度化したことを特徴とする、鉄骨部材の接合部
にあり、請求項2の発明は、前記接合部において、梁の
延長線に位置する柱の水平スチフナ−から柱の中央に向
かう所定長さの範囲を熱処理により高強度化したことを
特徴とする、鉄骨部材の接合部にあり、請求項3の発明
は、前記接合部において、同接合部と接合するブレ−ス
材の端部から中央に向かう所定長さの範囲を熱処理によ
り高強度化したことを特徴とする、熱処理により強化し
たブレ−ス材にあり、請求項4の発明は、前記接合部に
おいて、同接合部のパネルゾ−ンを熱処理により高強度
化したことを特徴とする、熱処理により強化したパネル
ゾ−ン部材にあり、請求項5の発明は、請求項1乃至4
のいずれかに記載の鉄骨部材の接合部において、熱処理
方法として高周波誘導加熱方法を採用することを特徴と
した、鉄骨部材の接合部にある。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。 <イ>高周波誘導加熱による熱処理方法 熱処理方法の一例として、高周波誘導加熱方法を採用す
る。この高周波誘導加熱による熱処理方法は、振動数
(周波数)の比較的大きい高周波磁場の誘導による“渦
電流”によって熱を発生させ、その発熱によって鉄骨部
材(柱1,10、梁2、ブレ−ス材3)を焼入れし、ま
た、冷却して焼戻しを行なう。
【0007】<ロ>鉄骨部材の接合部 鉄骨部材の接合部A,B,C,Dは、柱1,10、梁
2、ブレ−ス材3などの構成要素を公知の手段(溶接
W,w、ボルト25、垂直プレ−ト24など)を用いて
接合してある。本発明に適用する接合部のタイプを以下
に示す。 (1)柱梁からなる接合部 (2)柱梁及びブレ−ス材からなる接合部 (3)梁及び間柱からなる接合部 (4)上記接合部のパネルゾ−ン 尚、柱、梁及びブレ−ス材は、H形鋼、角形鋼管、円形
鋼管の他、各種の形鋼や鋼板からなる部材が用いられ
る。
【0008】<ハ>柱梁接合部における梁端部の熱処理 図1〜図3は、角形鋼管柱1とH形梁2からなる鉄骨柱
梁接合部A,Bにおいて,同梁2の端部を、高周波誘導
加熱により熱処理をする説明図である。図1,図2の柱
梁接合部Aは、梁フランジ22の接合端部は突き合わせ
溶接Wにより、梁ウエブ23は、柱1に取付けた垂直プ
レ−ト24を介してボルト25により、夫々前記鋼管柱
1のフランジ11に接合し構成してある。図3の柱梁接
合部Bは、梁フランジ22の接合端部は突き合わせ溶接
Wにより、梁ウエブ23は溶接wにより、夫々前記鋼管
柱1のフランジ11に接合して構成されている。尚、図
示の13は鋼管柱1の水平スチフナ−、26は梁ウエブ
23のスカラップ(切欠き)である。柱梁接合部A,B
における、梁2の接合端部から梁2の中央に向かって所
定長さL1,L2、例えば梁成の1/2相当の長さ、の
範囲(図示の網掛け部)を、高周波誘導加熱による熱処
理をすることにより、梁2の接合端部から前記範囲の梁
2の材質が硬化し強度が増大するものである。その結
果、塑性変形部Fは梁2の熱処理部Eより中間部に移行
し接合端部より離れるため、梁2の接合端部の不連続部
の塑性化を防止することができ、梁部材としての安定し
た塑性変形能力が付与され耐力が向上する。図示の梁2
端部の熱処理は、梁2のフランジ22及びウエブ23と
も行う図であるが、必要に応じて梁2の上下フランジ2
2のみを熱処理してもよい。
【0009】<ニ>柱梁接合部における柱端部の熱処理 図4,図5は、H形柱10とH形梁2からなる柱梁接合
部Cにおいて,同柱10の端部の全周囲、即ちを、高周
波誘導加熱により熱処理をする説明図である。図示の柱
梁接合部Cは、梁フランジ22の接合端部は突き合わせ
溶接Wにより、梁ウエブ23は、柱1に取付けた垂直プ
レ−ト24を介してボルト25により、夫々前記H形柱
1のフランジ15に接合し構成してある。尚、図示の1
6はH形柱10のウエブ。18は、梁フランジ22の延
長線に位置する前記柱10の水平スチフナ−。14はパ
ネルゾ−ン4のウエブ、26は梁ウエブ23のスカラッ
プ(切欠き)である。柱梁接合部Cにおける、前記柱1
0の水平スチフナ−18から柱10の中央に向かって所
定長さL3、例えば柱成の1/2相当の長さ、の範囲
(図示の網掛け部)を、高周波誘導加熱による熱処理を
することにより、前記範囲の柱10の材質が硬化し強度
が増大するものである。その結果、塑性変形部Fは柱1
0の熱処理部Eより中間部に移行し柱端部より離れるた
め、柱10の端部の不連続部の塑性化を防止することが
でき、柱部材としての安定した塑性変形能力が付与され
耐力が向上する。図示の柱10端部の熱処理は、柱10
のフランジ15及びウエブ16とも行う図であるが、必
要に応じて柱10の左右フランジ15のみを熱処理して
もよい。
【0010】<ホ>ブレ−ス材端部の熱処理 図6に示すブレ−ス材3は、H形柱10とH形梁2から
なる架構内に設けた斜材であって、同材3の少なくとも
一端(図示では下端)が柱梁接合部Dの柱フランジ15
及び梁フランジ22に溶接wにより接合してある。尚、
31,32は夫々ブレ−ス材3のフランジ及びウエブで
ある。33は補強プレ−トで、同プレ−ト33と柱10
及び梁2の間を溶接wにより取付けてある。その他の符
号は図4と同一符号が付けてある。このブレ−ス材3
は、水平力に対し斜め引張材または圧縮材として抵抗す
るものである。ブレ−ス材3は、柱梁接合部Dと接合す
る同材3の端部から所定長さL4、例えばブレ−ス材3
の成の2倍相当の長さ、の範囲(図示の網掛け部)を、
高周波誘導加熱による熱処理をすることにより、前記範
囲のブレ−ス材3の材質が硬化し強度が増大する。その
結果、ブレ−ス材3の端部の不連続部の塑性化を防止す
ることができ、ブレ−ス材としての安定した塑性変形能
力が付与され耐力が向上する。図示のブレ−ス材3端部
の熱処理は、同材3及び補強プレ−ト31とも行う図で
あるが、必要に応じてブレ−ス材3のフランジ31と補
強プレ−ト33を熱処理し、同材3のウエブ32は省略
してもよい。
【0011】<ヘ>パネルゾ−ンの熱処理 図7に示すパネルゾ−ン4は、柱梁接合部Cにおける柱
10の水平スチフナ−18と柱フランジ15に囲まれた
柱のウエブ14部分であって、大きな剪断力を受ける領
域である。このパネルゾ−ン4を高周波誘導加熱による
熱処理をすることにより、同パネルゾ−ン4は材質が硬
化し強度が増大する。その結果、パネルゾ−ン4の剪断
耐力が著しく向上する。図示のパネルゾ−ン4の熱処理
は、同パネルゾ−ン4及び、それを囲む柱10の水平ス
チフナ−18と柱フランジ15とも行う図であるが、必
要に応じてパネルゾ−ン4だけを熱処理し、他は省略し
てもよい。
【0012】前記<ハ>〜<ヘ>の各部材の熱処理は夫
々単独で行う他、構造物の架構の形態に応じて、接合部
における各部材の複数箇所を熱処理することができる。
それによって接合部の耐力は一段と向上し、架構全体の
耐震性は著しく強化される。
【0013】
【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような効果を得ることができる。<イ>部材端部は熱
処理したので、塑性化する領域は、部材端部から所定長
さ離れた部分、つまり部材の中間部(非熱処理部)とな
り、この部分に応力集中が生じた場合、部材の断面形状
は一定で靭性に富み、局部的に塑性化しても外力は減衰
して破壊に至ることがない。よって鉄骨部材の耐力が向
上する。<ロ>部材端部は、多くの接合プレ−トにより
補強する必要がないので、従来技術と比べて、作業の省
力化、工期の短縮、コストダウン等が図れる。<ハ>柱
梁接合部のパネルゾ−ンを熱処理することにより、パネ
ルゾ−ンの強度が増大するので、地震時のパネルゾ−ン
の剪断耐力が著しく向上すると共に、パネルゾ−ンのウ
エブの板厚を従来よりも薄くすることができ、経済的で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る熱処理を梁端部に適用した時の
柱梁接合部の縦正面図
【図2】 図1の横平面図
【図3】 熱処理を梁端部に適用した時の他の柱梁接合
部の縦正面図
【図4】 熱処理を柱端部に適用した時の柱梁接合部の
縦正面図
【図5】 図4の横平面図
【図6】 熱処理をブレ−ス材端部に適用した時の柱梁
接合部の縦正面図
【図7】 熱処理をパネルゾ−ンに適用した時の柱梁接
合部の縦正面図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄骨柱梁接合部において、 梁の接合端部から中央に向かう所定長さの範囲を熱処理
    により高強度化したことを特徴とする、 鉄骨部材の接合部。
  2. 【請求項2】鉄骨柱梁接合部において、 梁の延長線に位置する柱の水平スチフナ−から柱の中央
    に向かう所定長さの範囲を熱処理により高強度化したこ
    とを特徴とする、 鉄骨部材の接合部。
  3. 【請求項3】鉄骨柱梁接合部において、 同接合部と接合するブレ−ス材の端部から中央に向かう
    所定長さの範囲を熱処理により高強度化したことを特徴
    とする、 鉄骨部材の接合部。
  4. 【請求項4】鉄骨柱梁接合部において、 同接合部のパネルゾ−ンを熱処理により高強度化したこ
    とを特徴とする、 鉄骨部材の接合部。
  5. 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載の鉄骨部
    材の接合部において、 熱処理方法として高周波誘導加熱方法を採用することを
    特徴とした、 鉄骨部材の接合部。
JP9087633A 1997-03-21 1997-03-21 鉄骨部材の接合部 Pending JPH10266340A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006291698A (ja) * 2005-03-15 2006-10-26 Jfe Steel Kk 耐震性能に優れる柱梁接合部と鉄骨骨組、鉄骨構造物
JP2018044421A (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 高周波熱錬株式会社 鉄骨ブレース、建物及び鉄骨ブレースの製造方法
JP2018155078A (ja) * 2017-03-21 2018-10-04 株式会社竹中工務店 鉄骨梁補強構造

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JP2006291698A (ja) * 2005-03-15 2006-10-26 Jfe Steel Kk 耐震性能に優れる柱梁接合部と鉄骨骨組、鉄骨構造物
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