JPH10266341A

JPH10266341A - 鉄骨造建築物の骨組構造

Info

Publication number: JPH10266341A
Application number: JP36356997A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Sakuraba; ▲高▼光櫻庭; Tsutomu Enomoto; 勉榎本
Original assignee: Tokai Information System Consultation
Current assignee: Tokai Information System Consultation
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】鉄骨造建築物に於いて、柱が室内に出っ張る
ことなく、ブレースの組み込みも容易で且つ柱まわりの
デッキプレート支持部材を不要とする骨組構造を提供す
る。【解決手段】鋼製柱材1は各階毎に分割した形態で且
つ柱幅W2が梁幅W0と略同等とし、１本の柱材1の上端に
トッププレート2を下端にベースプレート3、3aを固着し
た単柱Aと、単柱Aの複数本を鋼製ブレース4a、4bで予め
一体化固定した壁式構造体の複合柱B、B'とを各階の梁8
間に適宜位置で配置固定し、ベースプレート3aの延出部
xでデッキプレート12の切欠部Cを支承する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄骨造建築物の骨組
構造に係り、特に中低層の建物を構築するのに適する鉄
骨フレームの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、高層ビルだけでなく、アパートや
マンション、個人住宅等、各種の中低層建築物にも鉄骨
構造が使用されるケースが増えている。これは軽量で靭
性に富む鋼構造の優れた特性に加え、鉄骨構造は材料部
材を工場生産し現場で組み立てる一種のプレハブ方式で
あり、現場加工が少ない分、RC造等と較べ工期の短縮や
施工コストの低減が可能だからである。

【０００３】かかる鉄骨構造は一般に図６に示すように
鋼製の柱材101と梁材8とをボルトや溶接施工により接合
し建物フレームを形成してなる。また水平方向の耐力を
高め、耐風性や耐震性を向上させるために、フレーム内
にブレース104を適宜設ける場合もある。

【０００４】そして、ブレースを配置するに際しては、
図７(イ)の如くブレース104の端部にブラケット110を固
定しブラケット110を梁8に固定し、補強リブ111で強化
するブラケット形式や、図７(ロ)のようにブレース端部
をエンドプレート112及びフイラー113を介して梁8に溶
接固定するエンドプレート形式等の固定手段が用いられ
ている。尚、符号109はスチフナーである。

【０００５】また、鉄骨造建築物において界床を形成す
るには図８に示す如く、一般にデッキプレート(12)が使
用される。かかるプレートは通常、鉄筋コンクリート
スラブの捨て型枠として、あるいは床構造材として単
独で、さらには鉄筋コンクリートスラブとの合成構造
体を構築するために用いられ、鉄骨造建築物における床
工事の省力化や工期の短縮を可能とする。施工にあたっ
ては、所定サイズに成形されたパネル状のプレートを梁
間に架け渡し、プレート同士を接合しつつ各階全面に敷
き込むことにより設置される。そして、デッキプレート
12を梁8上に載置固定するに際しては、デッキプレート1
2の柱101に対する干渉部分に切欠きCを形成している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の鉄骨
構造は、ＲＣ造と較べれば確かに施工性に優れるもの
の、次のような難点を有してした。

【０００７】第一に、建物室内において壁面から柱が突
出することである。従来の鉄骨造では前記図６に示すよ
うに建物各フロアを貫く通柱101により鉛直方向の荷重
（積載および固定荷重）を支持する構造上、図８に示す
ように一般に梁幅W₀に較べ柱の断面(柱幅W₁)が大きくな
らざるを得ない。このため界壁内に柱を納めることが難
しく、壁面から室内に柱が出っ張ることとなるのであ
る。このような出っ張りは、単に美観を損なうだけでな
く、例えば室内レイアウトを行う場合に柱位置によって
家具の配置に制約を受けるなど、室内空間を利用するう
えで障害ともなる。

【０００８】第二に、ブレースの施工性の問題がある。
ブレースは既に述べたように風や地震に対する耐力要素
として効果的な手段であるが、建物ブレーム内に斜めに
配することから、梁等と較べ仕口構造が複雑となり、施
工には煩雑な現場作業を必要とする。しかも仕口部(J)
にはブレース自体の降伏軸力以上の強度が必要とされ、
施工監理も厳重に行う必要がある。仕口部(J)が破壊す
ればブレースは直ちに機能を失い、建物全体の耐震性が
低下するからである。過去地震により鉄骨建築の被害で
も、ブレースの施工不良（仕口部の破壊）が建物崩壊の
原因となった事例が少なくない。

【０００９】第三に、デッキプレートを梁に載置固定す
るに際して、柱部分については必ずしも施工性が良好で
あるとは云えなかった。なぜなら、デッキプレートを梁
組上に敷き並べてゆく場合、図８に示すように柱部分に
ついてはプレートの柱への干渉部分を切り欠くこととな
るが、この切欠部Cを支持する部分105、106を取り付け
る必要があるからである。

【００１０】すなわち従来の鉄骨構造は、同図に示すよ
うに一般に梁幅W₀に較べ柱幅W₁が大きい。このため、柱
位置にかかることとなるデッキプレート12は梁8のみに
よって端部すべてを支持することが出来ず、梁から外れ
る柱まわり部分については支持部材105、106（例えばア
ングル材）が新たに必要となる。特に、デッキプレート
は規格サイズのものが通常使用されるのに対し、梁のス
パン（柱間距離）は建物によって区々であるから、プレ
ートの継目Sが丁度柱位置にくることも珍しくなく、こ
のような場合には梁同様の十分な支持強度が得られる部
材105、106を設ける必要がある。

【００１１】しかもこのような柱と梁の接合部は、建物
規模にもよるが、全フロアを合計すれば相当数に及ぶか
ら、作業には時間と手間を要する。また取付作業は、施
工時の作業床ともなるデッキプレートの敷き込み以前に
行う必要があるから、高層階では作業中の墜落事故等の
危険性をも伴う。

【００１２】近時、高層ビルだけではなく、中低層の建
物にも鉄骨造が採用されるケースが増えている。これは
鋼材価格の安定や軽量かつ靭性に富む鉄骨造の優れた特
性に加え、鉄骨構造は工場生産した材料部材を現場で組
み立てる一種のプレハブ方式であり、鉄筋コンクリート
造等と較べ工期の短縮や施工コストの低減が可能だから
である。従って現場作業の負担をさらに軽減することが
出来れば、かかる鉄骨造のメリットを増し、その需要を
一層増大させることが出来ると考えられる。

【００１３】そこで本発明の目的は上述の如き従来の鉄
骨構造の問題点を解決し、鉄骨造建築物の施工性をさら
に向上させる点である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、鋼製柱および鋼製梁を組み合わせて建
物フレームを形成した鉄骨建造物の骨組構造において、
柱は各階毎に分割して配置してあり、且つ柱は１本の柱
材1の上端に固定用のトッププレート(2)が下端に固定用
のベースプレート(3、3a)が予め固着された単柱(A)と複
数本の単柱(A)を鋼製ブレース(4a、4b)で予め一体化固
定した壁式構造体の複合柱(B、B')とを含み、各階の梁8
間に単柱(A)と複合柱(B、B')とを適宜位置に配置固定す
る。

【００１５】さらに、請求項２の発明では、鋼製ブレー
ス(4a、4b)が、その両先端を両側の単柱(A)の各内側面
に溶接一体化されている。請求項３では、柱材(1)が角
形鋼管であり、梁(8)がＨ形鋼であって、柱材(1)の幅(W
₂)が梁の幅(W₀)と略同等とした。請求項４では、ベース
プレート(3、3a)のうちデッキプレート(12)の載置され
る梁の上面(8a)に固定するべースプレート(3a)がデッキ
プレート(12)を支承するための延出部(x、y)を有するよ
う構成した。

【００１６】

【作用】このような本構造では、建物各階を貫く通柱を
設けることなく、前記各フロア毎に形成される柱（単
柱）、梁および壁式構造体（複合柱）からなる箱状の構
造体により、建物に作用する鉛直荷重（積載、固定荷
重）並びに水平荷重（風力、地震力等）を一体に受け止
める方式をとる。

【００１７】従って、各柱を適切に配置することによ
り、柱材1の太さを従来の通柱(101)より細く出来、しか
も柱、梁および壁式構造体の各部材は、サイズを標準化
し工場生産することが可能であるから、建設コストを低
減することが出来る。またブレース(4a、4b)は壁式構造
体として柱材(1)と例えば工場溶接により予め一体化し
ておくから、現場でブレースの接合作業を行う必要はな
く、その分、工期の短縮と施工コストの低減が可能とな
る。さらにブレース接合部の加工品質も高まり、仕口部
の施工不良をより確実に防ぐことも出来る。

【００１８】また、鋼製ブレース(4a、4b)がその両端を
両側の単柱Aの各内側面に溶接一体化したものであるの
で、複合柱（壁式構造体）の製作に際しては、規格寸法
を有する定盤を用いて両側に配した柱材(1)の各内側面
間にブレース(4a、4b)を当接して溶接出来、従って、規
格寸法の壁式構造体の工場生産が可能となる。

【００１９】また、柱材(1)が角形鋼管であり梁がＨ形
鋼であって、柱材(1)の幅(W₂)が梁の幅(W₀)と略同等で
あるので、従来の如く室内への出っ張りが防止出来、室
内空間の利用性が高まり、美観が向上する。

【００２０】また、柱材(1)の固定用プレートのうち、
デッキプレート(12)の載置される梁(8)の上面(8a)に固
定するベースプレート(3a)がデッキプレート(12)を支承
するための延出部(x、y)を有しているため、デッキプレ
ート支接用の部材を取り付ける必要はなく、従って、従
来の支持部材(105、106)（図８）を固定する作業が不要
となり、しかも、延出部(x、y)はコンクリート打設時の
コンクリート漏れをも防止し、鉄骨造建築物の施工性を
向上させることが可能となる。

【００２１】尚、ベースプレートの形状は、梁と柱を接
続可能でかつデッキプレートを支持できる張出面積と強
度を有するものであれば良い。また床の構造形式はデッ
キプレートを使用する鉄骨造の工法であれば、特に問わ
ない。例えば前記デッキプレートを鉄筋コンクリート
スラブの捨て型枠として使用する場合、床構造材とし
て単独で使用する場合、鉄筋コンクリートスラブとの
合成構造体を構築する場合その他、いずれにも適用可能
である。

【００２２】

【実施例】

［単柱Aの構造（図２(イ)）］本実施例に用いる梁8の幅W
₀が125mmであるため、柱材1として1辺100mmの角形鋼管
を採用した。そして、図１の２階及び３階の外周柱Aに
用いるものは、角形鋼管の上端には6mm厚で幅125mm、長
さ300mmのトッププレート2を溶接固定し、トッププレー
ト2が左右に梁8と固定するための延出部を有する形態と
した。また、角形鋼管の下端には厚さ6mm、幅175mm、長
さ300mmのベースプレート3aを溶接固定し、図１及び図
３から明らかな如く、デッキプレート12を支承用の延出
部xを建物内方へ張り出した形態とした。なお、１階に
用いる単柱Aのベースプレート3は図１の如く鉄筋コンク
リートの基礎構造体6のアンカーボルト7に取付けるのみ
であるので、延出部xは不要であるのでトッププレート2
と同一規格品（厚さ6mm、幅125mm、長さ300mm）を用い
た。

【００２３】［壁式構造体（複合柱）B及びB'の構造
（図２(ロ)）］単柱A用の角形鋼管の柱材1の２本を定盤
上の平行配置し、100mm×50mmの長方形断面を有する鋼
管ブレース4aを交又状に各ブレース4aの両端を柱材1の
内側面に当接して溶接し、ブレース4aの中央の交又点も
溶接した。次いで、単柱Aと同様に各柱材1の上端にはト
ッププレート2を下端にはベースプレート3a又は3を溶接
固定した。図１に示す如く、３本の柱材1を平行配置し
た壁式構造体Bは図２(ロ)の壁式構造体Bに更に同一手法
でブレース4a及び柱材1を溶接固定したものであり、図
２(ロ)の壁式構造体Bを定盤上で起立させ更にブレース4a
及び柱材1を溶接固定すれば、２枚のブレース壁が90゜
角で屈曲した形態の壁式構造体が得られ、該屈曲壁式構
造体は耐震性建築物の隅部に適用して有効である。

【００２４】複合柱B'は２本の柱材間が狭くて１つの交
又ブレースでは機能を十分に発揮することの出来ない場
所に適用するものであり、図２(ハ)の如く、両側の柱材1
間の中間部にブレースを切断した横架材5を配し、横架
材5の上部と下部との二段にそれぞれ交又ブレース4bを
配し、横架材5及び各ブレース4bを柱材１の内側面に溶
接固定した。勿論複合柱B'の二段交又ブレースでも２枚
のブレース壁が90゜角で屈曲した形態にして建物の隅部
に適用すれば耐震性が向上する。

【００２５】［施工］図１に如す如く、鉄筋コンクリー
トの基礎構造体６から突出した固定用のアンカーボルト
７に単柱A及び壁式構造体の複合柱B、B'のべースプレー
ト3を嵌合螺着し、次いで梁8を上方から降下して各柱材
1のトッププレート2と梁8の下面フランジ8bとをボルト1
1で締着し、次いで２階の単柱A及び複合柱B、B'の各柱
材１下端のべースプレート3aを梁8の上面フランジ8a上
に当接してボルト11で螺着し、この建て上げ作業を順次
上方へと彩色して骨組構造を完成する。

【００２６】次いで、図４に示す如く、梁8上にデッキ
プレート12を載置し、デッキプレート12の端隅の柱材1
及び接着ボルト11と干渉する部分には切欠部Cを形成
し、デッキプレートの各端線12E間に隙間が出来る場合
にはブラッシング13を足して、デッキプレート12の切欠
部Cが50mm位はべースプレート3aに掛かるように布設し
て、デッキプレート12を梁8及びベースプレート3aに溶
接(P)する。また、デッキプレート12の山の端部はクロ
ーサー14で閉止する。次いで、デッキプレート12上にコ
ンクリートを打設する。

【００２７】図５は本鉄骨フレームを適用した建物構造
の一例を示すものである。同図に示すように各階界床の
形成には、デッキプレート12を使用し、その上に鉄筋25
を配してコンクリート26を流し込んだ合成スラブ構造を
した。床面仕上げ材としては例えばクッションフロア27
を張設する。

【００２８】一方、外壁材としては既存の押出成形セメ
ント板30（例えば三菱マテリアル建材株式会社製）を使
用することが出来る。この外壁材30は材内部に中空部30
aを備え軽量であるうえに、遮音・断熱性も良好で、耐
久性にも優れるからである。また各種デザインのものが
提供されているから、建物の外観意匠を様々に演出する
ことが出来る。また外壁材30の内面には硬質発泡ウレタ
ン31を吹き付けることにより、外壁の断熱性をさらに高
めることが出来る。また内装材としては例えばプラスタ
ーボード32を使用することができ、ビニールクロス33等
により室内壁面を仕上げれば良い。尚、柱材1および梁8
には、内部結露を防止するために岩綿34を吹き付けてこ
れらを被覆しておく。また柱および梁に例えば３〜４mm
厚の鉄骨材を使用し、建物の耐用年数を長くすることも
可能である。

【００２９】本鉄骨構造では、前記各フロアー毎に形成
される単柱A、梁8および壁式構造体（複合柱）B、B'か
らなる剛性の高い箱状の構造体により、建物に作用する
鉛直荷重（積載、固定荷重）と水平荷重（風力、地震力
等）とを一体に受け止めることが出来る。従って例えば
３〜７階建て程度の中低層建築物であれば、従来の鉄骨
構造より耐風・耐震性に優れた建物を構築することが可
能である。また柱の断面寸法を梁幅と同一程度にして界
壁内に柱を納めることが出来るから、壁から柱が突出す
ることのない快適な室内空間を形成することが可能であ
り、上下階の間取りが同じである共同住宅用建物に特に
有利である。

【００３０】また柱、梁および壁式構造体はサイズを標
準化し、各部材を工場生産することが出来るから、建設
コストを低減することが出来る。さらにブレース4a、4b
を予め柱材に溶接して壁式構造体として一体化しておく
から、現場でのブレースの接合作業が不要となり、その
分、工期の短縮と施工コストの低減が可能となる。また
工場内の製品管理によりブレース接合部の加工品質を高
め、仕口部の施工不良を確実に防ぐことが出来る。

【００３１】本鉄骨構造では、従来必要であった柱まわ
りのデッキプレート12の支持部材105、106の取付施工が
不要となるから、現場での作業工程が減り、労働の軽減
と工期の短縮が可能となる。またデッキプレート上にコ
ンクリートを打設するときの作業性も良好となる。ベー
スプレート3aを配設することで柱まわり（柱とデッキプ
レートとの間）の隙間がなくなり、施工中、下層階にコ
ンクリートが漏出するおそれがないからである。

【００３２】［その他］本発明は上下階の間取りが同じ
建物であって最も有効なものであり、従って１階又は２
階を従来工法で鉄骨ラーメン構造を形成し、その上に本
発明の骨組構造を適用すれば大間口の事務所又は店舗の
上に経済的な共同住宅郡が併設出来る。勿論、鉄骨ラー
メン構造の太い通柱にガセットプレートを介して本発明
の梁を接続し、従来工法建物に本発明建物を連設するこ
とも可能である。

【００３３】また、梁8の上面に対する柱材1のベースプ
レート3aの取付けも、梁上面フランジ8a上にスタットボ
ルトを予め溶接しておき、柱材1を上方から嵌合するこ
とも可能であり、また、柱材1を角形鋼管にかえてＨ形
鋼を用いることも可能である。

【００３４】

【発明の効果】柱材(1)を各階毎に分割し、単柱(A)に壁
式構造体の複合柱(B)を併用したので、各柱材(1)は従来
の通し柱(101)よりはるかに細く出来、且つ単柱(A)及び
複合柱(B、B')はユニットとして工場生産可能となり、
規格品としての合理的生産及び現場での溶接工期の減少
等、建築物の高品質化及びコスト低減が可能となる。ま
た、鋼製ブレース(4a、4b)はその両端を両側の単柱の内
側面に溶接一体化するので、工場での複合柱（壁式構造
体）の製作が定盤を用いて容易且つ高品質に実施出来
る。また、柱材(1)の幅(W₂)が梁の幅(W₀)と略同等であ
るので、柱の室内への突出が防止出来、室内空間の利用
性が高まり、美観が向上する。また、柱材(1)のベース
プレート(3a)が延出部(x、y)によってデッキプレート(1
2)の切欠部(C)を支承するので、ベースプレート(3a)は
柱まわりからのコンクリート漏下を防止すると共に、従
来の支持部材(105、106)の取付工程を不要とし、施工性
も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄骨造建築物の骨組構造の部分斜視図
である。

【図２】本発明の柱の斜視図であって、(イ)は柱材１本
の単柱を(ロ)は柱材２本の複合柱を(ハ)は２本の柱材間隔
の狭い場合の複合柱に２段ブレースを取り付けた形態を
示すものである。

【図３】本発明の柱材1の下端を梁の上面フランジ8aに
取り付けた状態の説明用斜視図である。

【図４】図３に示すベースプレート3aの作用説明図であ
る。

【図５】本発明骨組構造を採用した建物の一部断面斜視
図である。

【図６】従来の鉄骨造建築物の骨組構造の斜視図であ
る。

【図７】従来の鉄骨造建築物の骨組構造に於けるブレー
ス仕口部の説明図であって、(イ)はブラッケト形式を(ロ)
はエンドプレート形式を示す図である。

【図８】従来の鉄骨造建築物の骨組構造に於ける柱まわ
りの支持部材105、106の作用説明図である。

【符号の説明】

1：柱材 2：トップ
プレート 3、3a：ベースプレート 4a、4b：
ブレース 5：横架材 6：基礎構
造体 7：アンカーボルト 8：梁 9：スチフナー 10：ガセ
ットプレート 11：ボルト 12：デッ
キプレート 13：ブラッシング 14：クロ
ーサー 25：鉄筋 26：コン
クリート 27：クッションフロア 30：セメ
ント板 30a：中空部 31：硬質
発泡ウレタン 32：プラスターボード 33：ビニ
ールクロス 34：岩綿 A：単柱 B、B'：複合柱 C：切欠部 P：溶接

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＥ０４Ｂ 2/56 ６０５Ｅ０４Ｂ 2/56 ６０５Ｆ６３２６３２Ｂ６３２Ｃ６３２Ｊ６５１６５１Ａ６５１Ｄ６５１Ｌ６５１Ｓ６５２６５２Ｊ 5/40 5/40 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼製柱および鋼製梁を組み合わせて建物
フレームを形成した鉄骨造建築物の骨組構造であって、
前記柱は各階毎に分割して配置してあり、柱は１本の柱
材(1)の上端に固定用のトッププレート(2)が下端に固定
用のベースプレート(3、3a)が予め固着された単柱(A)
と、複数本の単柱(A)を鋼製ブレース(4a、4b)で予め一
体化固定した壁式構造体の複合柱(B、B')とを含み、各
階の梁(8)間に単柱(A)と複合柱(B、B')とを適宜位置に
配置固定した鉄骨造建築物の骨組構造。
【請求項２】鋼製ブレース(4a、4b)が、その両先端を
両側の単柱(A)の各内側面に溶接一体化されている請求
項１の骨組構造。
【請求項３】柱材(1)が角形鋼管であり、梁(8)がＨ形
鋼であって、柱材(1)の幅(W₂)が梁の幅(W₀)と略同等で
ある請求項１又は２の骨組構造。
【請求項４】ベースプレート(3、3a)のうちデッキプ
レート(12)の載置される梁の上面(8a)に固定するべース
プレート(3a)がデッキプレート(12)を支承するための延
出部(x、y)を有する請求項１から３までのいずれか１項
の骨組構造。