JPH11172765A - 梁と柱の接合構造 - Google Patents

梁と柱の接合構造

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JPH11172765A
JPH11172765A JP36173197A JP36173197A JPH11172765A JP H11172765 A JPH11172765 A JP H11172765A JP 36173197 A JP36173197 A JP 36173197A JP 36173197 A JP36173197 A JP 36173197A JP H11172765 A JPH11172765 A JP H11172765A
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JP
Japan
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column
steel pipe
flange
steel
octagonal
Prior art date
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JP36173197A
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English (en)
Inventor
Fuyuki Arima
冬樹 有馬
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Daiwa House Industry Co Ltd
Original Assignee
Daiwa House Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 H型鋼梁と鋼管柱との接合部にダイアフラム
を用いることなく、しかもダイアフラムを用いない従来
の接合形式のような欠点を有しない梁と柱の接合構造を
提供する。 【解決手段】 梁2としてH形鋼が用いられ、柱1とし
て鋼管が用いられた場合における梁2と柱1の接合構造
であって、鋼管柱1を八角形とし、その八角形とされた
鋼管柱1の面にH形鋼梁2のフランジおよびウェブを溶
接により直接接合してなる梁と柱の接合構造である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は梁と柱の接合構造に
関する。さらに詳しくは、H形鋼梁とノンダイアフラム
形式の鋼管柱との接合構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、H形鋼梁と鋼管柱との接合に
おいては、接合部の剛性を高め、梁から鋼管柱への応力
伝達が確実になされるよう、一般的にダイアフラムによ
り接合部の補強をなすダイアフラム形式が採用されてい
る。
【0003】このダイアフラム形式としては、主として
外ダイアフラム形式と通しダイアフラム形式とがある。
しかしながら、外ダイアフラム形式には、意匠設計の自
由度を阻害するという問題がある。一方、通しダイアフ
ラム形式には、鋼管柱の切断が伴うので加工工程数が増
大しかつ溶接量が多くなるという問題がある。また、こ
の通しダイアフラム形式おいて、コンクリート充填鋼管
柱とした場合、コンクリート圧入施工時においてコンク
リートの圧送抵抗が局部的に増大するという問題や、コ
ンクリート充填後においてダイアフラム背後のコンクリ
ートが沈降することにより、ダイアフラム背後に空洞が
発生して充填コンクリートの効果が十分に発揮できない
という問題もある。
【0004】そのため、鋼管柱とH形鋼梁との接合部に
ダイアフラムを用いないノンダイアフラム形式が提案さ
れている。例えば、図3に示すように、鋼管柱1´の接
合部分に増厚加工を施して梁2´をワンサイドボルトで
接合する構造、いわゆるDSQ接合形式、図4に示すよ
うに、鋼管柱1´の接合部分に増厚鋼管による補強を施
して梁2´を溶接する半剛接接合形式、図5に示すよう
に、角形鋼管柱1´の断面の対角線方向を梁2´の材軸
に一致させて直接接合したノンスチフナ接合形式などが
提案されている。
【0005】しかしながら、DSQ接合形式において
は、梁2´の鋼管柱1´への接合をワンサイドボルトに
よりなしているため、鉄骨建方時の誤差の吸収が困難で
あり、また現時点においてはワンサイドボルトのサイズ
が限られているため、ボルト締付け板厚に細心の注意を
払わなければないないという問題がある。半剛接接合形
式においては、通しダイアフラム形式に比して全体の加
工工数は低減されるものの、鋼管柱1´の切断工程およ
び溶接工程は依然として残存しているという問題があ
る。ノンスチフナ接合形式においては、鋼管柱1´の隅
角部部にH形鋼のウェッブが溶接されるため、梁2´か
ら柱1´への応力伝達効果は向上するが、加工時に生ず
る応力が最も大きい鋼管隅角部に梁ウェブ溶接による熱
影響が加わるため、大変形時において溶接部に脆性破壊
が生ずるおそれがあるとともに、面内曲げを受ける場
合、断面係数が30%近く小さくなるため、構造物を平
面骨粗として設計した場合、柱に大口径鋼管を使用しな
けれればならず、不経済な設計を強いられるという問題
がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、H型鋼梁と鋼管
柱との接合部にダイアフラムを用いることなく、しかも
ダイアフラムを用いない前述した各接合形式のような欠
点を有しない梁と柱の接合構造を提供することを目的と
している。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の梁と柱の接合構
造は、梁としてH形鋼が用いられ、柱として鋼管が用い
られた場合における梁と柱の接合構造であって、鋼管柱
を八角形とし、その八角形とされた鋼管柱の面にH形鋼
梁のフランジおよびウェブを溶接により直接接合してな
ることを特徴とする。
【0008】本発明の梁と柱の接合構造においては、鋼
管柱がコンクリート充填柱とされてもよい。
【0009】
【作用】本発明の梁と柱の接合構造は、前記の如く構成
されているので、ダイアフラムを用いることなく、梁の
応力が柱に確実に伝達される。また、H形鋼のウェブが
鋼管柱の隅角部を避けて溶接接合されるので、溶接部に
脆性破壊が生ずるおそれもない。さらに、柱断面が八角
形をなしているため、柱−梁接合部の面外剛性が向上す
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。
【0011】本発明の一実施の形態の梁と柱の接合構造
(以下、単に接合構造という)Kを図1に平面図で示
し、この接合構造Kは鋼管柱1を八角形とし、その八角
形鋼管柱1の面にダイアフラムを用いることなくH形鋼
梁2を溶接により直接接合してなるものである。この場
合、用いる八角形鋼管は必ずしも正八角形に限定される
ものではなく、荷重条件に対応させて適宜形状の八角形
とすることができる。具体的には、図1におけるB/b
の比を荷重試験により決定することにより鋼管柱1の形
状が決定される。
【0012】このように、この実施の形態においてはダ
イアフラムを用いることなく、梁2を柱1に直接接合し
ているので、構成が簡素化される。そのため、加工工程
数が著しく低減され、またそれに伴い製造コストも著し
く低減される。また、鋼管柱1を八角形としているの
で、通常採用されている四角形鋼管柱1´に比べ、鋼管
隅角部の角度が大きくなる。すなわち、通常採用されて
いる四角形鋼管柱1´では鋼管隅角部の角度は90度で
あるが、この実施の形態の八角形鋼管柱1では鋼管隅角
部の角度は135度である。そのため、鋼管加工時に生
じる応力が小さくなるので、断面耐力の低下が少なくて
済む。さらに、H形鋼梁2のウェブが鋼管柱の面に溶接
接合され、かつフランジの溶接部の長さもフランジ幅よ
りも長くなるため、ウェブの鋼管柱1への接合部の面外
曲げ剛性が大きくなる。それ故、ダイアフラムを用いな
くても、H形鋼梁2から鋼管柱1への応力伝達が確実に
なされる。その上、柱断面が角形鋼管(四角形鋼管)柱
1´の隅角部を除去した形状となっているので、隅角部
分に補強要素が取付け易く、またその補強要素が設計意
匠上の支障となるおそれも少ない。
【0013】以上、本発明を実施の形態に基づいて説明
してきたが、本発明はかかる実施の形態のみに限定され
るものではなく種々改変が可能である。例えば、本実施
の形態においては、鋼管柱1は中空柱とされていたが、
図2に示すように、コンクリート充填柱とされてもよ
い。この場合、柱内部への突出物がないため、コンクリ
ートの圧送抵抗が増大することもなく、かつダイアフラ
ム背後に空洞が発生して所定の強度が得られないという
こともない。
【0014】また、鋼管断面が円形鋼管に近い八角形で
あるので、コンクリート充填柱とした場合、通常の角形
鋼管に比べ充填コンクリートのコンファインド効果が高
くなる。したがって、コンクリート強度が通常のコンク
リート圧縮強度に比べ上昇し、設計上有利となる。
【0015】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば次
のような優れた効果が得られる。
【0016】(1)ダイアフラムを用いていないため、
接合部の加工工程数および溶接量が低減され、その結果
製造コストが低減される。
【0017】(2)鋼管柱を八角形としているので、梁
のウェブの溶接を鋼管柱の隅角部ではなく、平板部に行
うことができ、溶接による熱影響部の脆性破壊が避けら
れる。
【0018】(3)フランジの溶接部の長さがフランジ
幅よりも長くなり、特に応力が大きくなる梁フランジ端
部の溶接部長さが長くなるので、梁フランジ溶接耐力が
向上する。
【0019】(4)柱をコンクリート充填柱とする場
合、柱内部への突出物がないため、コンクリートの圧送
抵抗が局部的に増大することがなく、かつダイアフラム
背後に空洞が発生して所定の強度が得られないという事
態も生じない。
【0020】(5)柱断面が角形鋼管の隅角部を除去し
た形状となっているので、隅角部分に補強要素が取付け
易く、またその補強要素が設計意匠上に支障となるおそ
れも少ない。
【0021】(6)通常の角形鋼管に比べ、鋼管隅角部
角度大きく(角形鋼管:90度、八角形鋼管:135
度)、鋼管加工時に生じる応力が小さくなるため、断面
応力の低下が小さくなる。
【0022】(7)鋼管断面が円形鋼管に近い八角形で
あり、コンクリート充填鋼管とした場合、通常の角形鋼
管に比べ充填コンクリートのコンファインド効果を高く
見込めるため、コンクリート強度を高く見積もることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の横断面図である。
【図2】本発明の他の実施の形態の横断面図である。
【図3】従来のDSQ接合形式の概略図である。
【図4】従来の増厚補強形式の概略図である。
【図5】従来のノンスチフナ接合形式の概略図であっ
て、同(a)は平面図を示し、同(b)は側面図を示
す。
【符号の説明】
1 鋼管柱 2 H形鋼梁 K 梁と柱の接合構造
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年1月5日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】 しかしながら、DSQ接合形式において
は、梁2´の鋼管柱1´への接合をワンサイドボルトに
よりなしているため、鉄骨建方時の誤差の吸収が困難で
あり、また現時点においてはワンサイドボルトのサイズ
が限られているため、ボルト締付け板厚に細心の注意を
払わなければないないという問題がある。半剛接接合形
式においては、通しダイアフラム形式に比して全体の加
工工数は低減されるものの、鋼管柱1´の切断および溶
接工程は依然として残存しているという問題がある。ノ
ンスチフナ接合形式においては、鋼管柱1´の隅角部部
にH形鋼のウェッブが溶接されるため、梁2´から柱1
´への応力伝達効果は向上するが、加工時に生ずる応力
が最も大きい鋼管隅角部に梁ウェブ溶接による熱影響が
加わるため、大変形時において溶接部に脆性破壊が生ず
るおそれがあるとともに、面内曲げを受ける場合、断面
係数が30%近く小さくなるため、構造物を平面骨粗と
して設計した場合、柱に大口径鋼管を使用しなけれれば
ならず、不経済な設計を強いられるという問題がある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、H型鋼梁と鋼管
柱との接合部にダイアフラムを用いることなく、しかも
ダイアフラムを用いない前述した各接合形式のような
欠点を有しない梁と柱の接合構造を提供することを目的
としている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】
【作用】本発明の梁と柱の接合構造は、前記の如く構成
されているので、ダイアフラムを用いることなく、梁の
応力が柱に確実に伝達される。また、H形鋼のウェブが
鋼管柱の隅角部を避けて溶接接合されるので、溶接部に
脆性破壊が生ずるおそれもない。さらに、柱断面が八角
形をなしているため、通常の角形鋼管に比べて柱−梁接
合部の面外剛性が向上する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】 本発明の一実施の形態の梁と柱の接合構
造(以下、単に接合構造という)Kを図1に平面図で示
し、この接合構造Kは鋼管柱1を八角形とし、その八角
形鋼管柱1の面にダイアフラムを用いることなくH形鋼
梁2を溶接により直接接合してなるものである。この場
合、用いる八角形鋼管は必ずしも正八角形に限定される
ものではなく、荷重条件に対応させて適宜形状の八角形
とすることができる。具体的には、図1におけるB/b
の比を荷重試験、解析などにより鋼管柱1の形状が決定
される。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】 このように、この実施の形態においては
ダイアフラムを用いることなく、梁2を柱1に直接接合
しているので、構成が簡素化される。そのため、加工工
程数が著しく低減され、またそれに伴い製造コストも著
しく低減される。また、鋼管柱1を八角形としているの
で、通常採用されている四角形鋼管柱1´に比べ、鋼管
隅角部の角度が大きくなる。すなわち、通常採用されて
いる四角形鋼管柱1´では鋼管隅角部の角度は90度で
あるが、この実施の形態の八角形鋼管柱1では鋼管隅角
部の角度は135度である。そのため、鋼管加工時に生
じる応力が小さくなるので、断面耐力の低下が少なくて
済む。さらに、H形鋼梁2のウェブが鋼管柱の面に溶接
接合され、かつH形鋼梁2のフランジの溶接部の長さも
フランジ幅よりも長くなるため、梁フランジ溶接耐力が
向上し、かつH形鋼梁2のウェブの鋼管柱1への接合部
脆性破壊が避けられるとともに、接合部の面外曲げ剛
性が大きくなる。それ故、ダイアフラムを用いなくて
も、H形鋼梁2から鋼管柱1への応力伝達が確実になさ
れる。その上、柱断面が角形鋼管(四角形鋼管)柱1´
の隅角部を除去した形状となっているので、隅角部分に
補強要素が取付け易く、またその補強要素が設計意匠上
の支障となるおそれも少ない。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】(2)鋼管柱を八角形としているので、梁
のウェブの溶接を鋼管柱の隅角部ではなく、平板部に行
うことができ、溶接による熱影響部の脆性破壊が避けら
、通常の角形鋼管に比べて柱ー梁接合部の面外剛性も
向上する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 梁としてH形鋼が用いられ、柱として鋼
    管が用いられた場合における梁と柱の接合構造であっ
    て、鋼管柱を八角形とし、その八角形とされた鋼管柱の
    面にH形鋼梁のフランジおよびウェブを溶接により鋼管
    柱に直接接合してなることを特徴とする梁と柱の接合構
    造。
  2. 【請求項2】 鋼管柱がコンクリート充填柱とされてな
    ることを特徴とする請求項1記載の梁と柱の接合構造。
JP36173197A 1997-12-09 1997-12-09 梁と柱の接合構造 Withdrawn JPH11172765A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112108836A (zh) * 2020-08-14 2020-12-22 中建科工集团有限公司 一种八边形钢构件的制作方法及其制成的八边形钢构件

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112108836A (zh) * 2020-08-14 2020-12-22 中建科工集团有限公司 一种八边形钢构件的制作方法及其制成的八边形钢构件

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Effective date: 20050301