(57)【要約】【課題】Ｈ形断面の大梁および小梁の間に、簡略化された施工工程で曲げモーメントを伝達可能な接合部を形成する。【解決手段】Ｈ形断面を有する大梁と、Ｈ形断面を有し大梁に交差する方向に延びる小梁の端部とを連結するシアプレートを含む小梁端接合構造であって、シアプレートが小梁のウェブに重複する領域におけるシアプレートの端面の一部のみと小梁のウェブとの間に形成された隅肉溶接部を備える小梁端接合構造が提供される。また、Ｈ形断面を有する大梁と、Ｈ形断面を有し大梁に交差する方向に延びる小梁の端部とを連結するシアプレートを含む小梁端接合構造であって、小梁のウェブがシアプレートに重複する区間の少なくとも一部で小梁のウェブの端面とシアプレートとの間に形成された隅肉溶接部を備える小梁端接合構造が提供される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ形断面を有する大梁と、Ｈ形断面を有し前記大梁に交差する方向に延びる小梁の端部とを連結するシアプレートを含む小梁端接合構造であって、
前記シアプレートが前記小梁のウェブに重複する領域における前記シアプレートの端面の一部のみと前記小梁のウェブとの間に形成された隅肉溶接部を備える小梁端接合構造。
【請求項２】
前記隅肉溶接部は、前記シアプレートの下側の端面、または前記シアプレートの側方の端面の下端側に形成される、請求項１に記載の小梁端接合構造。
【請求項３】
Ｈ形断面を有する大梁と、Ｈ形断面を有し前記大梁に交差する方向に延びる小梁の端部とを連結するシアプレートを含む小梁端接合構造であって、
前記小梁のウェブが前記シアプレートに重複する区間の少なくとも一部で前記小梁のウェブの端面と前記シアプレートとの間に形成された隅肉溶接部を備える小梁端接合構造。
【請求項４】
前記隅肉溶接部は、前記小梁のウェブが前記シアプレートに重複する区間の下端側に形成される、請求項３に記載の小梁端接合構造。
【請求項５】
前記小梁は、前記大梁および前記小梁の上に形成されるコンクリート床スラブに接合される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の小梁端接合構造。
【請求項６】
Ｈ形断面を有する大梁に、Ｈ形断面を有し前記大梁に交差する方向に延びる小梁の端部を、シアプレートを介して接合する工程と、
前記大梁および前記小梁の上にコンクリート床スラブを形成する工程と、
前記コンクリート床スラブが形成された後に、前記シアプレートが前記小梁のウェブに重複する領域における前記シアプレートの端面の一部のみと前記小梁のウェブとの間に隅肉溶接部を形成する工程と
を含む、小梁端接合構造の施工方法。
【請求項７】
Ｈ形断面を有する大梁に、Ｈ形断面を有し前記大梁に交差する方向に延びる小梁の端部を、シアプレートを介して接合する工程と、
前記大梁および前記小梁の上にコンクリート床スラブを形成する工程と、
前記コンクリート床スラブが形成された後に、前記小梁のウェブが前記シアプレートに重複する区間の少なくとも一部で前記小梁のウェブの端面と前記シアプレートとの間に隅肉溶接部を形成する工程と
を含む、小梁端接合構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小梁端接合構造、および小梁端接合構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大梁（支持部材）に小梁（梁）の端部を接合した小梁端接合構造における大梁と小梁との間の接合部は、一般的に剛接合またはピン接合として設計される（剛接合およびピン接合については、例えば欧州設計基準（Eurocode3-Part 1-8）に定義されている）。例えば、いずれもＨ形鋼で構成される大梁と小梁との間の剛接合の接合部では、小梁のフランジが大梁に溶接またはボルト接合されるとともに、小梁のウェブが大梁に溶接されたシアプレートにボルト接合される。一方、ピン接合の接合部では、小梁のウェブが大梁に溶接したシアプレートにボルト接合されるが、小梁のフランジは大梁に接合されない。この場合、コンクリート床スラブの重量や積載荷重、仕上げ材の重量など、床スラブを介して小梁に作用する鉛直荷重によって、小梁のウェブのボルト接合部にはすべりが生じ、接合部は曲げモーメントを伝達しないピン接合部の挙動を示す。
【０００３】
このような大梁と小梁との間の接合部に関する技術として、例えば、特許文献１には、大梁と小梁とをガセットプレートおよび高力ボルトによってピン接合するとともに、大梁に溶接されたスプライスプレートを小梁の下面に高力ボルト接合し、大梁および小梁の上面に連続する床スラブを配置する技術が記載されている。これによって、梁の耐荷重を維持しながら施工性を向上することができる。また、特許文献２には、逆Ｌ字形の側面形状を有する垂直ガセット（スティフナー）を大梁の上下フランジ間とウェブに溶接し、垂直ガセットを挟んで小梁下フランジ位置にＣ字形の水平スティフナーを垂直ガセットおよび大梁ウェブに溶接し、水平スティフナー端部と小梁端部下フランジとを溶接し、さらに大梁上フランジと小梁端部上フランジとを溶接する技術が記載されている。これによって、連続小梁接合の施工を効率化し、小梁サイズを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−５３１０２号公報
【特許文献２】特開２０１５−６８００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１および特許文献２に記載された技術は、大梁と小梁との間を半剛接合（セミリジッド接合）または剛接合（リジッド接合）の接合部とすることによって、ピン接合の接合部とする場合に比べて小梁の変形を低減することで小梁の断面を小さくして軽量化することを可能にする。しかしながら、これらの技術では、大梁に予め溶接されたガセットプレートまたはスティフナーに小梁の下フランジを接合するため、大梁と小梁との設置高さを合わせる必要があり、高さ方向の建方誤差が許容されにくいという点で使いやすいものではなかった。また、大梁に小梁のフランジを直接溶接してもよいが、この場合は現場での溶接工程が追加的に発生し、また大梁と小梁との間隔を所定の範囲に収める必要があるため、水平方向の建方誤差が許容されにくい。
【０００６】
そこで、本発明は、Ｈ形断面の大梁および小梁の間に、簡略化された施工工程で曲げモーメントを伝達可能な接合部を形成することが可能な、新規かつ改良された小梁端接合構造、および小梁端接合構造の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある観点によれば、Ｈ形断面を有する大梁と、Ｈ形断面を有し大梁に交差する方向に延びる小梁の端部とを連結するシアプレートを含む小梁端接合構造であって、シアプレートが小梁のウェブに重複する領域におけるシアプレートの端面の一部のみと小梁のウェブとの間に形成された隅肉溶接部を備える小梁端接合構造が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、Ｈ形断面を有する大梁と、Ｈ形断面を有し大梁に交差する方向に延びる小梁の端部とを連結するシアプレートを含む小梁端接合構造であって、小梁のウェブがシアプレートに重複する区間の少なくとも一部で小梁のウェブの端面とシアプレートとの間に形成された隅肉溶接部を備える小梁端接合構造が提供される。
上記の構成によれば、隅肉溶接部を介して、小梁の端部に生じる曲げモーメントが小梁のウェブからシアプレートに伝達される。このようにして曲げモーメントを伝達可能な接合部を形成できるのに加えて、小梁のフランジについては大梁側に接合しなくてよいため、建方誤差が比較的大きく許容されるという点で施工工程が簡略化される。
【０００８】
上記の小梁端接合構造において、隅肉溶接部は、シアプレートの下側の端面、またはシアプレートの側方の端面の下端側に形成されてもよい。あるいは、隅肉溶接部は、小梁のウェブがシアプレートに重複する区間の下端側に形成されてもよい。また、上記の小梁端接合構造において、小梁は、大梁および小梁の上に形成されるコンクリート床スラブに接合されてもよい。
【０００９】
本発明のさらに別の観点によれば、Ｈ形断面を有する大梁に、Ｈ形断面を有し大梁に交差する方向に延びる小梁の端部を、シアプレートを介して接合する工程と、大梁および小梁の上にコンクリート床スラブを形成する工程と、コンクリート床スラブが形成された後に、シアプレートが小梁のウェブに重複する領域におけるシアプレートの端面の一部のみと小梁のウェブとの間に隅肉溶接部を形成する工程とを含む、小梁端接合構造の施工方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、Ｈ形断面を有する大梁に、Ｈ形断面を有し大梁に交差する方向に延びる小梁の端部を、シアプレートを介して接合する工程と、大梁および小梁の上にコンクリート床スラブを形成する工程と、コンクリート床スラブが形成された後に、小梁のウェブがシアプレートに重複する区間の少なくとも一部で小梁のウェブの端面とシアプレートとの間に隅肉溶接部を形成する工程とを含む、小梁端接合構造の施工方法が提供される。
上記の工程によれば、隅肉溶接部は建物完成後の積載荷重や仕上げ材の重量などの荷重によって生じる鉛直荷重のために小梁の端部に生じる曲げモーメントを伝達する一方で、コンクリート床スラブの自重によって生じる曲げモーメントには関与しない。従って、隅肉溶接部が形成される区間を最小限にして、施工工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る小梁端接合構造の施工工程を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る小梁端接合構造の施工工程を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る小梁端接合構造の施工工程を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る小梁端接合構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態に係る小梁端接合構造の施工工程を示す図である。まず、図１に示すように、Ｈ形鋼で構成される大梁１のウェブ１１およびフランジ１２，１３に溶接されたシアプレート２を、Ｈ形鋼で構成され大梁１に交差する方向に延びる小梁３のウェブ３１の端部に高力ボルト４１を用いてボルト接合する。これによって、シアプレート２は、大梁１と小梁３とを連結する。なお、大梁１および小梁３は、Ｈ形断面を有するものであればＨ形鋼には限られず、例えばＨ形断面を有する溶接部材で構成されてもよい。
【００１３】
次に、図２に示すように、大梁１および小梁３の上にコンクリート床スラブ５を形成する。本実施形態において、コンクリート床スラブはデッキ合成スラブであり、コンクリート５１と、鉄筋５２と、デッキプレート５３と、スタッド５４とを含む。具体的には、大梁１および小梁３の上にデッキプレート５３を載置し、デッキプレート５３を貫通してスタッド５４を立設した上で、鉄筋５２を配置し、コンクリート５１を打設する。これによって、コンクリート床スラブ５の自重が小梁３にかかる一方で、コンクリート５１が硬化した後はスタッド５４を介して小梁３がコンクリート床スラブ５に接合されるため、コンクリート床スラブ５にも小梁３の端部に生じる曲げモーメントが伝達される。
【００１４】
次に、図３に示すように、シアプレート２が小梁３のウェブ３１に重複する領域におけるシアプレート２の端面２１１，２１２，２１３のうち、下側の端面２１３とウェブ３１との間に隅肉溶接部６を形成する。これによって、小梁３の端部に生じる曲げモーメントが、ウェブ３１から隅肉溶接部６を介してシアプレート２に伝達される。
【００１５】
上記の例において、図１に示したように大梁１のウェブ１１と小梁３のウェブ３１とがシアプレート２を介して接合された段階では、シアプレート２とウェブ３１との間のボルト接合部がピン接合部の挙動を示すことが許容される。つまり、図２に示したようにコンクリート床スラブ５が形成された段階で、小梁３の端部はコンクリート床スラブ５の自重によって撓むことができ、この撓みによってシアプレート２と小梁３との間のボルト接合部にすべりが生じてもよい。従って、高力ボルト４１の数は、例えばボルト接合部のすべりを許容しない場合に比べて少なくてよい。
【００１６】
一方、図３に示したように、コンクリート床スラブ５が形成された後に形成される隅肉溶接部６は、コンクリート床スラブ５の自重によって小梁３が撓み、シアプレート２と小梁３との間のボルト接合部にすべりが生じた後に形成される。従って、隅肉溶接部６は、建物完成後の積載荷重や仕上げ材の重量などの荷重によって生じる鉛直荷重のために小梁３の端部に生じる曲げモーメントを伝達する一方で、コンクリート床スラブ５の自重によって生じる曲げモーメントには関与しない。従って、シアプレート２の端面２１１，２１２，２１３のすべてに隅肉溶接部を形成しなくても、下側の端面２１３とウェブ３１との間に形成される隅肉溶接部６によって曲げモーメントを十分に伝達することができる。
【００１７】
以上で説明したように、本実施形態によれば、大梁１および小梁３の間に曲げモーメントを伝達可能な接合部を形成するにあたり、小梁３のフランジ３２，３３を大梁１に予め溶接された部材に接合する必要はない。従って、本実施形態では高さ方向の建方誤差を比較的大きく許容することができる。また、本実施形態では、小梁３のフランジ３２，３３を大梁１に直接溶接する必要もないため、水平方向の建方誤差を比較的大きく許容することができる。その一方で、本実施形態では、シアプレート２の下側の端面２１３と小梁３のウェブ３１との間に隅肉溶接部６を形成することによって、小梁３の端部に生じる曲げモーメントがシアプレート２に伝達されるため、小梁３の変形が低減される。これによって、小梁３の断面を小さくして軽量化することが可能になる。
【００１８】
また、隅肉溶接部６を、大梁１および小梁３の上にコンクリート床スラブ５を形成した後に形成することによって、隅肉溶接部６がコンクリート床スラブ５の自重を除いた、建物完成後の積載荷重や仕上げ材の重量などの荷重によって生じる鉛直荷重のために小梁３の端部に生じる曲げモーメントだけを伝達すればよくなり、シアプレート２の下側の端面２１３のみに形成される隅肉溶接部６で曲げモーメントを十分に伝達することができる。本実施形態では、例えばシアプレート２の端面２１１，２１２，２１３のすべてに隅肉溶接部を形成する場合に比べて溶接部は少なくて済み、従って施工工程は簡略化される。
【００１９】
なお、上記の例において、シアプレート２と小梁３のウェブ３１とは高力ボルト４１を用いてボルト接合されたが、既に述べたようにこのボルト接合部はピン接合部の挙動を示すことが許容されるため、高力ボルト４１に代えてせん断ボルトを用いてもよい。
【００２０】
また、上記の例において、隅肉溶接部６は、シアプレート２の下側の端面２１３に形成されたが、隅肉溶接部６は、例えばシアプレート２の側方の端面２１２の一部に形成されてもよい。ただし、小梁３の端部に生じる曲げモーメントが小梁３とコンクリート床スラブ５とを合わせた構造体に作用する曲げ応力として伝達されることを考慮すると、隅肉溶接部６の長さが同じ場合、構造体の中立軸からより離れた、小梁３の下面に近い側、すなわちシアプレート２の下側の端面２１３、または側方の端面２１２の下端側に隅肉溶接部６を形成する方が、効果的に曲げモーメントを伝達することができる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る小梁端接合構造を示す図である。本実施形態に係る小梁端接合構造の施工工程でも、上記の第１の実施形態で図１および図２を参照して説明した例と同様に大梁１に溶接されたシアプレート２を小梁３のウェブ３１の端部に高力ボルト４１を用いてボルト接合し、大梁１および小梁３の上にコンクリート床スラブ５を形成する。次に、図４に示すように、小梁３のウェブ３１の端面３１１とシアプレート２との間（図中ではシアプレート２の裏側）に隅肉溶接部７を形成する。これによって、小梁３の端部に生じる曲げモーメントが、ウェブ３１から隅肉溶接部７を介してシアプレート２に伝達される。
【００２２】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、コンクリート床スラブ５が形成された後に形成される隅肉溶接部７は、コンクリート床スラブ５の自重によって小梁３が撓み、シアプレート２と小梁３との間のボルト接合部にすべりが生じた後に形成される。従って、隅肉溶接部７は、建物完成後の積載荷重や仕上げ材の重量などの荷重によって生じる鉛直荷重のために小梁３の端部に生じる曲げモーメントを伝達する一方で、コンクリート床スラブ５の自重によって生じる曲げモーメントには関与しない。従って、小梁３のウェブ３１の端面３１１とシアプレート２とが重複する区間の全長にわたって隅肉溶接部を形成しなくても、上記区間の下端側の一部に形成された隅肉溶接部７によって曲げモーメントを十分に伝達することができる。
【００２３】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、大梁１および小梁３の間に曲げモーメントを伝達可能な接合部を形成するにあたり、小梁３のフランジ３２，３３を大梁１に予め溶接された部材に接合したり、大梁１に直接溶接したりする必要がない。従って、本実施形態では、建方誤差を比較的大きく許容することができる。その一方で、本実施形態でも、小梁３のウェブ３１の端面３１１とシアプレート２との間に隅肉溶接部７を形成することによって、小梁３の端部に生じる曲げモーメントがシアプレート２に伝達されるため、小梁３の断面を小さくして軽量化することが可能になる。
【００２４】
また、隅肉溶接部７を、大梁１および小梁３の上にコンクリート床スラブ５を形成した後に形成することによって、小梁３のウェブ３１の端面３１１がシアプレート２と重複する限られた区間、さらにはその一部に形成される隅肉溶接部７で曲げモーメントを十分に伝達することができる。この場合、例えば上記で図３に示したシアプレート２１の端面２１１，２１２，２１３のすべてに隅肉溶接部を形成するような場合に比べて溶接部は少なくて済み、従って施工工程は簡略化される。第１の実施形態と同様に、高力ボルト４１に代えてせん断ボルトを用いてもよい。
【００２５】
また、上記の例において、隅肉溶接部７は、小梁３のウェブ３１の端面３１１とシアプレート２とが重複する区間の下端側に形成されたが、隅肉溶接部７は、ウェブ３１の端面３１１のどの部分に形成されてもよい。隅肉溶接部７をウェブ３１の端面３１１の全長にわたって形成することも可能である。ただし、第１の実施形態と同様に、小梁３の端部に生じる曲げモーメントが小梁３とコンクリート床スラブ５とを合わせた構造体に作用する曲げ応力として伝達されることを考慮すると、ウェブ３１の端面３１１がシアプレート２に重複する区間の下端側に隅肉溶接部７を形成する方が、効果的に曲げモーメントを伝達することができる。
【００２６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００２７】
１…大梁、２…シアプレート、３…小梁、５…コンクリート床スラブ、６，７…隅肉溶接部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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