JPH11280152A

JPH11280152A - 柱と梁の接合構造

Info

Publication number: JPH11280152A
Application number: JP29671598A
Authority: JP
Inventors: Gen Mori; 玄森; Toshio Shinohara; 敏雄篠原
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】施工が簡単でコストが安く信頼性の高い柱と
梁の接合構造を提供する。【解決手段】鋼管柱５０に挿通されて接合された接続
板１，１０と、接続板１，１０の端部に接合された端板
３，１３とを有し、端板３，１３に設けられた挿通孔に
梁鉄筋５，１５の端部を挿通し、該端部をナットによっ
て端板３，１３に接合した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下鉄駅舎等に用
いられる上下階通し型の柱と梁との接合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１７は地下鉄駅舎等に用いられる一般
的な上下階通し型の鋼管柱と梁との関係を説明する説明
図である。図において、５０は上下階通し型の鋼管柱、
５１は鋼管柱の上下端に設けられた支圧板、５３，５
４，５５はそれぞれ地下２階、地下１階、１階の床を構
成する梁である。

【０００３】図１８は図１７における円で囲んだイ部の
拡大図、図１９は図１８における矢視Ａ−Ａ断面図、図
２０は図１８における円で囲んだロ部の拡大断面図であ
る。図１８乃至図２０に基づいて、鋼管柱５０と梁５３
の接合部の構造を説明する。図１８乃至図２０におい
て、５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂは鋼管柱５０の側
面に溶接された接続部材であり、接続部材５６ａ，５６
ｂが梁５３の上端側に配置され、接続部材５７ａ，５７
ｂが梁５３の下端側に配置されている。接続部材５６ａ
と５６ｂ、５７ａと５７ｂはそれぞれ同形状であり、鋼
管５０との接合部は、図１９に示すように、鋼管５０の
周面形状に沿うように円弧状になっており、また先端側
には図２０に示すようにフランジ部が設けられている。

【０００４】５８は接続部材５６ａ，５６ｂ，５７ａ，
５７ｂのフランジ部に取り付けられた機械式継手である
ＦＤグリップである。ＦＤグリップ５８には後述のネジ
鉄筋５９のネジ径及びネジピッチを有するネジ孔が設け
られている。５９は先端側がＦＤグリップ５８にねじ込
まれたネジ鉄筋である。

【０００５】以上のように構成された従来の鋼管柱５０
と梁５３の接合構造における、接合部の構築作業につい
て説明する。ＦＤグリップ５８が取り付けられた接続部
材５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂを鋼管柱５０におけ
る所定位置に溶接する。この作業は予め工場で行われ
る。現場では、鋼管柱５０を立設して、ネジ鉄筋５９を
ＦＤグリップ５８に一本ずつねじ込んでゆく。その後、
ネジ鉄筋５９に補剛用の鉄筋等を設置して梁コンクリー
トを打設する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】接続部材５６ａ，５６
ｂ，５７ａ，５７ｂは鋼管柱５０の周面に各方向ごとに
分離して溶接されている。そのため、図１８に示すよう
に、梁５３が鋼管柱５０の両側に亘って設置される場合
には、例えば右側の梁から左側の梁への力の伝達は、右
側のネジ鉄筋５９から右側の接続部材５６ｂ，５７ｂへ
伝わり、接続部材５６ｂ，５７ｂから鋼管柱５０に伝わ
り、さらに左側の接続部材５６ａ，５７ａを介して左側
のネジ鉄筋５９に伝達されることになる。

【０００７】すなわち、右側の接続部材５６ｂ，５７ｂ
と左側の接続部材５６ａ，５７ａとの力の伝達が全て鋼
管柱５０を介して行われるために、接続部材５６ａ，５
６ｂ，５７ａ，５７ｂと鋼管柱５０との溶接をしっかり
行う必要がある。そのため、溶接作業に時間とコストが
かかるという問題があった。また、このことは逆に言え
ば溶接不良などがあれば接続部材５６ａ，５６ｂ，５７
ａ，５７ｂと鋼管柱５０との接合部が機械的に弱くな
り、接合構造として信頼性に欠けることになる。

【０００８】また、上記のような従来の接合構造ではネ
ジ鉄筋５９を取り付ける際にはネジ鉄筋５９そのものを
回転させてねじ込む必要があり、この作業は非常に大変
であり、施工性が悪いという問題もあった。しかも、Ｆ
Ｄグリップ５８の中心位置とネジ鉄筋５９の中心位置が
完全に一致しなければならないため、加工精度及び施工
管理に気を使わなければならない。さらにまた、接続部
材５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂは鋳鋼品であり、ま
たフランジ部にＦＤグリップ５８を接合する構造である
ためコストが高いという問題もあった。

【０００９】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、施工が簡単でコストが安く信頼性の高
い柱と梁の接合構造を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る柱と梁の接
合構造は、柱に接合された接続板と、該接続板の端部に
接合された端板とを有し、該端板に設けられた鉄筋挿通
孔に梁鉄筋の端部を挿通し、該端部をナットによって前
記端板に接合したものである。

【００１１】また、接続板は前記柱を取り囲んで設けら
れ、該接続板に前記梁鉄筋が接合されていることを特徴
とするものである。

【００１２】さらに、接続板は前記柱を上下に分断する
ように設けられ、該接続板に前記梁鉄筋が接合されてい
ることを特徴とするものである。

【００１３】また、前記端板に設けられる鉄筋挿通孔
は、前記接続板との接合部を挟む上下に配置されると共
に、前記梁鉄筋の端部を接合したときに前記接続板に発
生するモーメントが上下で互いに相殺されるように配置
されていることを特徴とするものである。

【００１４】さらに、前記端板と前記接続板との間にリ
ブを設けたことを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１の斜視図である。図において、１は矩形状の
接続板であり、図２に示すように中央部に鋼管柱５０が
挿通できる孔１ａが設けられている。また、接続板１の
端部には矩形状の端板３が接合されており、端板３には
複数の鉄筋挿通孔３ａが２段に設けられている。

【００１６】５は端板３の鉄筋挿通孔３ａにその端部が
挿通されて接合された梁鉄筋である。ここで梁鉄筋５の
接続部の構造を接続板１と梁鉄筋５との接続部の断面を
示した図３に基づいて詳細に説明する。前述したよう
に、端板３には複数の鉄筋挿通孔３ａが２段に設けられ
ているが、この鉄筋挿通３ａは接続板１の接合部を挟ん
で上下二段に配置されている。そして、梁鉄筋５と端板
３とは、図３に示すように、端板３を挟んでナット７，
８で接合されている。

【００１７】再び図１について、１０は上段の接続板１
の下方に設置された下段の接続板、１３は接続板１０の
端部に接合された端板、１５は端板１３に接合された梁
鉄筋である。これら接続板１０、端板１３及び梁鉄筋１
５は前述した接続板１、端板３及び梁鉄筋５と同様の構
成である。ただ、端板１３には鉄筋挿通孔が１段のみ設
けられ、梁鉄筋１５も一段のみである。

【００１８】２１は端板１３と接続板１０との間に設置
した三角形のリブである。このリブ２１を設置すること
によって、梁鉄筋１５の引張力によって接続板１０に発
生するモーメントを軽減することができる。このため、
接続板１０の厚みを薄くすることができる。なお、梁鉄
筋１５の接続部の構造を図４に示す。

【００１９】なお、接続板１及び梁鉄筋５が梁の上端側
に配置され、接続板１０及び梁鉄筋１５が梁の下端側に
配置されることになる。ところで、図１においては接続
板１，１０の図中左側の端板及び梁鉄筋の記載が省略さ
れているが、実際には右側と同様の構造である。

【００２０】次に、上記のように構成された本実施の形
態における接合部の構築作業について説明する。鋼管柱
５０に端板３，１３の接合された接続板１，１０を挿通
する。そして、構築するコンクリートの梁の大きさに対
応させて上端側の接続板１と下端側の接続板１０を所定
の距離だけ離して、それぞれ溶接する。これらの作業
は、通常は予め工場で行う。

【００２１】現場においては、鋼管柱５０を立設して、
ナット８を螺合させた梁鉄筋５，１５の端部を端板３，
１３の鉄筋挿通孔に挿通する。そして、挿通された梁鉄
筋５，１５の端部にナット７を螺合して、両側からナッ
ト７，８で端板３，１３を挟むことによって、梁鉄筋
５，１５を端板３，１３に定着させる。

【００２２】梁鉄筋５，１５の定着が完了すると、補剛
用の鉄筋を梁鉄筋５，１５間に設置する。その後、図５
に示すように、上端及び下端の梁鉄筋５，１５を覆うよ
うにコンクリートを打設して梁２０を完成する。

【００２３】上記のように、本実施の形態によれば、梁
鉄筋５，１５と端板３，１３との接合は梁鉄筋５，１５
の端部を端板３，１３に挿通してナット７，８を締め付
けるだけでよいので、梁鉄筋５，１５そのものを回転さ
せる必要がなく作業が簡単で作業効率がよい。また、梁
鉄筋５，１５は端板３，１３の鉄筋挿通孔に通すのみで
あり、従来例で示したＦＤグリップとネジ鉄筋との位置
合わせに比較すると、精度的に楽である。

【００２４】また、接続板１，１０は鋼管柱５０を取り
囲んでいるので、例えば右側の梁からの力は梁鉄筋５，
１５及び接続板１，１０を介して左側の梁鉄筋に伝達さ
れるため、接続板１，１０と鋼管柱５０との溶接部での
力の伝達が軽減され、接続板１，１０と鋼管柱５０との
溶接を簡単にすることができ、従来例に比較して溶接作
業が簡単となる。

【００２５】なお、上記の説明ではリブ２１として三角
形のものを例示したが、リブ２１の形状は矩形状でもよ
く、また図６に示すようにリブ２１を鋼管柱５０に接合
してもよい。なお、リブ２１は図７に示すように例えば
梁鉄筋１本毎あるいは２本毎に一枚設置されるため、ナ
ット７の締め付け作業の邪魔になることが考えられる。
そこで、図８に示すようにリブ２１に切欠き部２１ａを
設けてもよい。さらに、図９に示すようにリブ２１の背
を高くすることによって、リブ２１は梁２０の剪断力を
柱に伝達する機能も兼ね備えることができる。

【００２６】実施の形態２．図５に示すように梁２０の
上端側の梁鉄筋を二段にした構造の場合には、二段の上
段の梁鉄筋が下段の梁鉄筋よりも梁２０の中心から遠く
に位置することになる。そのため、梁２０に曲げ応力が
作用した場合には、この上段の梁鉄筋に下段の梁鉄筋よ
りも大きな力が作用することになる。そこで、このよう
な場合には図１０に示すように、上段の梁鉄筋５ａの太
さを下段の梁鉄筋５ｂよりも太くする必要がある。

【００２７】しかしながら、この場合には接続板１に大
きなモーメントが発生してしまうことになる。そこで、
この実施の形態２においては、図１０に示すように、梁
鉄筋設置位置を、接続板１からの距離を変えてモーメン
トの腕の長さを上下で変えることによって（図１０にお
いてＳ₁＜Ｓ₂）、接続板１に作用するモーメントが上
下で互いに相殺するようにしたものである。すなわち、
上側の梁鉄筋５ａの総断面積をＡ₁、下側の梁鉄筋５ｂ
の総断面積をＡ₂とすると、Ａ₁・Ｓ₁＝Ａ₂・Ｓ₂と
いう関係が成立するように、鉄筋挿通孔を配置したもの
である。

【００２８】このような構造にすることによって、接続
板１に発生するモーメントが軽減されるため、接続板１
の板厚を薄くでき、あるいは、該モーメントによって接
合部が破断することがなく丈夫である。なお、このよう
に接続板１と端板３との接合部の位置を簡単に変更でき
るのは、接続板１と端板３とを別部材としてこれらを接
合する構造を採用したことによる効果である。逆に言え
ば、接続板１と端板３とを別部材としてこれらを接合す
る構造を採用することによって、接続板１に大きなモー
メントが発生しない構造を容易に作ることができるので
ある。なお、梁鉄筋５の太さを一定にして大きな力の作
用する側の梁鉄筋の数を増やす場合も同様である。

【００２９】上記実施の形態１，２における接続板１，
１０は一枚の板の中央に鋼管柱５０を挿入するための孔
を設けたものを示したが、接続板１，１０を半割にして
鋼管柱５０を両側がら挟むようにしてもよい。この場合
には接続板１，１０を鋼管柱５０に接合した際に、半割
の接続板同士を接合するようにすればよい。また、図１
１に示すようにリング鍛造によってリング状の接続板１
９を製造して、図１２に示すように接続板１９の端部を
切除して端板３を接合するようにしてもよい。この場合
には接続板１９の製造過程で鋼管柱を挿入するための孔
ができるので別に孔を設ける作業が不要となる。

【００３０】実施の形態３．図１３、図１４は実施の形
態３の解決しようとする課題を説明する説明図であり、
図１３は実施の形態１，２に示した中央に孔１ａが設け
られた接続板１を鋼管柱５０に設置した状態の斜視図、
図１４は図１３の平面図である。接続板１に引っ張り力
が作用すると、図１４に示すように、引張応力はＡ部で
はＡ₁Ａ₂間を平均分布するが、Ｃ部ではＣ₁Ｃ₂間及
びＣ₃Ｃ₄間に集中して分布することになる。そのた
め、接続板１におけるＣ部の断面積を大きくする等接続
板１の寸法諸元を大きくしなければならない。

【００３１】そこで、本実施の形態３においては、接続
板の一部に応力が集中して分布することがないようにす
るために、鋼管柱５０を上下に分断して分断された鋼管
柱５０間に接続板３０を挿入設置するようにしたもので
ある。図１５は本実施の形態の要部を分解した状態で示
した分解斜視図であり、実施の形態１と同一部分には同
一の符号を付してある。図１５において、３０は上下に
分断された鋼管柱５０の間に設置される接続板、３０ａ
は接続板３０の中央部に設けられたコンクリート充填用
穴である。

【００３２】接合部を構築する際には、鋼管柱５０を上
下に分断して、その上下問に接続板３０を挿入する。そ
して、分断された鋼管柱５０をそれぞれ接続板３０に溶
接することによって、分断された鋼管柱５０を再びつな
ぎ合わせる。なお、必要耐力の関係から鋼管柱５０にコ
ンクリートを充填する必要がある場合には、鋼管柱５０
の上部からコンクリートを充填すれば、コンクリートは
コンクリート充填用穴３０ａを通って下部側から順次鋼
管柱５０内に充填される。その他の構築作業は実施の形
態１の場合と同様である。

【００３３】本実施の形態によれば、鋼管柱５０との接
合部においても接続板３０の断面積を大きくすることが
できるので、左右鉄筋の引張力を伝達する際に、接合部
に応力が集中して分布することがなくなる。このため、
接続板３０の寸法諸元を小さくすることができる。ま
た、コンクリート充填用穴３０ａを設けたので、接続板
３０により鋼管柱５０の内部が完全に仕切られることが
なく、鋼管柱５０の上からコンクリートを打設した場合
にも鋼管柱５０の全体にコンクリートを充填することが
でき、施工性に優れている。なお、鋼管柱５０が必要耐
力を備えており内部にコンクリートを充填する必要がな
い場合にはコンクリート充填用穴３０ａを設ける必要が
ないことはいうまでもない。

【００３４】ところで、本実施の形態３の場合には鋼管
柱５０を分断しなければならないことや、鋼管柱５０と
接続板３０との溶接箇所数が増えてコストアップにつな
がる可能性もあるので、梁鉄筋１５に作用する引張力の
大きさによって上記実施の形態１，２と実施の形態３を
使い分けるようにすればよい。すなわち、梁鉄筋１５に
作用する引張力がさほど大きくない場合には、孔１ａが
設けられた接続板１を用いて実施の形態１，２の接合を
行い、梁鉄筋１５に作用する引張力が大きい場合には接
続板３０を用いて実施の形態３の接合を行うようにす
る。

【００３５】なお、上記各実施の形態の説明では端板
３，１３として矩形状の板材を用いた例を示したが、こ
の矩形状の板材に代えて図１６に示すようなＴ型鋼１７
やＬ型チャンネル材１８を利用することもできる。ま
た、上記の説明では鋼管柱とコンクリート梁の接合構造
として説明したが、これら以外の柱と梁の接合構造にも
適用可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明においては、柱に接合された接続
板の端部に端板を接合し、該端板に設けられた鉄筋挿通
孔に鉄筋の端部を挿通し、該端部をナットによって前記
端板に接合するようにしたので、鉄筋の取付作業が容易
になる。

【００３７】また、接続板が柱を取り囲んだ構造のた
め、柱を挟んで両側に梁を設ける場合には、梁鉄筋に働
く引張力が直接柱に伝わることなく両側の梁間に伝達さ
れる。このため、柱と接続板との接合部が負担する力が
軽減され、該接合部の溶接が簡単で済む。

【００３８】また、接続板が柱を上下に分断するように
設けられる構造のため、柱との接合部においても接続板
の断面積を大きくすることができ、左右鉄筋の引張力を
伝達する際に、接合部に応力が集中して分布することが
なくなるので、接続板の寸法諸元を小さくすることがで
きる。

【００３９】また、挿通孔の位置を、鉄筋の端部を接合
したときに接続板に発生するモーメントが相殺されるよ
うに配置したので、接続板の板厚を薄くでき、また該モ
ーメントによって接合部が破断することがなく丈夫であ
る。

【００４０】また、端板と接続板との間にリブを設けこ
とにより、接続板に発生するモーメントを軽減すること
ができ、接続板の板厚を薄くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の斜視図である。

【図２】図１の部品の説明図である。

【図３】図１の一部断面図である（上端側の接合
部）。

【図４】図１の一部断面図である（下端側の接合
部）。

【図５】本発明の実施の形態１の説明図である。

【図６】本発明の実施の形態１の他の態様の説明図で
ある。

【図７】本発明の実施の形態１の他の態様の説明図で
ある。

【図８】本発明の実施の形態１の他の態様の説明図で
ある。

【図９】本発明の実施の形態１の他の態様の説明図で
ある。

【図１０】本発明の実施の形態２の説明図である。

【図１１】本発明の実施の形態１，２の他の態様の説
明図である。

【図１２】本発明の実施の形態１，２の他の態様の説
明図である。

【図１３】本発明の実施の形態３の解決すべき課題の
説明図である。

【図１４】本発明の実施の形態３の解決すべき課題の
説明図である。

【図１５】本発明の実施の形態３の説明図である。

【図１６】本発明の実施の形態１，２，３の他の態様
の説明図である。

【図１７】一般的な鋼管柱と梁の接合構造体の説明図
である。

【図１８】図１７の一部を拡大して示す説明図であ
る。

【図１９】図１８の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図であ
る。

【図２０】図１８の円で囲んだロ部の断面図である。

【符号の説明】

１，１０，３０接続板３，１３端板５，１５梁鉄筋２１リブ５０鋼管柱

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】柱に接合された接続板と、該接続板の端
部に接合された端板とを有し、該端板に設けられた鉄筋
挿通孔に梁鉄筋の端部を挿通し、該端部をナットによっ
て前記端板に接合したことを特徴とする柱と梁の接合構
造。
【請求項２】前記接続板は前記柱を取り囲んで設けら
れ、該接続板に前記梁鉄筋が接合されていることを特徴
とする請求項１記載の柱と梁の接合構造。
【請求項３】前記接続板は前記柱を上下に分断するよ
うに設けられ、該接続板に前記梁鉄筋が接合されている
ことを特徴とする請求項１記載の柱と梁の接合構造。
【請求項４】前記端板に設けられる前記鉄筋挿通孔
は、前記接続板との接合部を挟む上下に配置されると共
に、前記梁鉄筋の端部を接合したときに前記接続板に発
生するモーメントが上下で互いに相殺されるように配置
されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の柱と梁の接合構造。
【請求項５】前記端板と前記接続板との間にリブを設
けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
の柱と梁の接合構造。