(57)【要約】【課題】梁の加工手間を低減することができる柱梁接合構造を提供することを目的とする。【解決手段】鋼製の柱と、前記柱に上フランジ及び下フランジが接合されたＨ形鋼により形成された梁と、前記上フランジの上に形成されたコンクリート製の床スラブと、前記下フランジの端部に設けられ、前記柱に接合された拡幅部と、前記上フランジに設けられ、前記床スラブに埋設されたスタッドと、を備えている。【選択図】図１
2020117966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製の柱と、
前記柱に上フランジ及び下フランジが接合されたＨ形鋼により形成された梁と、
前記上フランジの上に形成されたコンクリート製の床スラブと、
前記下フランジの端部に設けられ、前記柱に接合された拡幅部と、
前記上フランジに設けられ、前記床スラブに埋設されたスタッドと、
を備えた柱梁接合構造。
【請求項２】
前記上フランジの端部上には、前記柱へ延在する補強鉄筋が配置され前記床スラブに埋設されている、請求項１に記載の柱梁接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱と梁を接合する柱梁接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノンブラケット形式で鉄骨の柱に鉄骨の梁を接合する際には、梁を柱に溶接して接合する。
【０００３】
このような柱梁接合構造においては、柱と梁との接合部に応力が集中しやすい。このため、塑性ヒンジ位置を梁の中央側へ移動させる設計が行われることがある。
【０００４】
塑性ヒンジ位置を移動させる構造として、梁の端部における上フランジ及び下フランジに補強板を接合して上フランジ及び下フランジの端部を拡幅する柱梁接合構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０９９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような柱梁接合構造にあっては、梁の上フランジ及び下フランジに補強板を接合しなければならず、梁の加工に多くの手間を要する。
【０００７】
本発明は、梁の加工手間を低減することができる柱梁接合構造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】
【０００８】
態様１は、鋼製の柱と、前記柱に上フランジ及び下フランジが接合されたＨ形鋼により形成された梁と、前記上フランジの上に形成されたコンクリート製の床スラブと、前記下フランジの端部に設けられ、前記柱に接合された拡幅部と、前記上フランジに設けられ、前記床スラブに埋設されたスタッドと、を備えた柱梁接合構造である。
【０００９】
すなわち、梁を構成する下フランジは、拡幅部によって端部が拡幅され補強される。
【００１０】
また、梁の上フランジには、スタッドが設けられており、このスタッドは、床スラブに埋設され、梁の上フランジと床スラブとが一体化される。このため、梁に加えられた力は、床スラブを介して柱へ伝達される。このようにして、梁を構成する上フランジは、梁と一体化された床スラブにより端部が補強される。
【００１１】
そして、梁の下フランジに設けられた拡幅部及び上フランジと一体化された床スラブとによって梁の端部が補強されることにより、塑性ヒンジの位置を梁の端部から中央側へ移動することができる。
【００１２】
また、梁を構成する上フランジに拡幅部を設けることなく、塑性ヒンジの位置を移動できるので、梁の加工手間を低減することができる。
【００１３】
さらに、上フランジに拡幅部を設けていないので、梁の端部に近接した設備配管用の貫通孔を床スラブに形成することも可能となる。
【００１４】
態様２は、前記上フランジの端部上には、前記柱へ延在する補強鉄筋が配置され前記床スラブに埋設されている、態様１に記載の柱梁接合構造である。
【００１５】
本態様では、補強鉄筋により、梁に生じる曲げモーメントを効率よく柱へ伝達することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本態様によれば、梁の加工手間を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】柱と梁の接合部分を示す要部の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面を示す一部透明図である。
【図４】応用例を示す一部透明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態に係る柱梁接合構造を図面に従って説明する。
【００１９】
図１は、鉄骨建物の柱１０と梁１２との接合部分を示す図である。柱１０は鋼材の一例である角形鋼管で構成されている。
【００２０】
梁１２は、鋼材の一例であるＨ形鋼で構成されており、梁１２は、ウエブ１２Ａと、ウエブ１２Ａの上端に設けられた上フランジ１２Ｂと、ウエブ１２Ａの下端に設けられた下フランジ１２Ｃとを備えている。ウエブ１２Ａの長さ方向の端部には、上フランジ１２Ｂ及び下フランジ１２Ｃ側にスカラップ１２Ｄが形成されている。
【００２１】
柱１０の外周部には、一対の外ダイアフラム１４が上下に離間して設けられている。
【００２２】
上側に配置された外ダイアフラム１４の端面には、梁１２の上フランジ１２Ｂの端面が突き当てられており、この突当部分には、外ダイアフラム１３と上フランジ１２Ｂとを溶接で接合した溶着部１６が形成されている。また、下側に配置された外ダイアフラム１４の端面には、梁１２の下フランジ１２Ｃの端面が突き当てられており、この突当部分には、外ダイアフラム１４と下フランジ１２Ｃとを溶接で接合した溶着部１８が形成されている。
【００２３】
ここで、本実施形態では、柱１０の外周部に外ダイアフラム１４を設けて柱１０に梁１２を接合したが、これに限定されるものではなく、鋼製の柱１０に鋼製の梁１２を接合する構造であれば、他の方式の例えば内ダイアフラムを用いてもよい。
【００２４】
梁１２の下フランジ１２Ｃの端部には、図２に示すように、柱１０に接合された拡幅部２０が設けられている。
【００２５】
具体的に説明すると、柱１０側に位置する梁１２の下フランジ１２Ｃの各側縁には、板状の拡幅板２２の側縁が溶接で接合されており、各拡幅板２２の柱１０側の基端面は、外ダイアフラム１４の端面に溶接で接合されている。この拡幅板２２により下フランジ１２Ｃは、拡幅部２０を備えない上フランジ１２Ｂと比較して、端部の幅寸法Ｈが広く設定されており、梁１２には、拡幅部２０によって補強された補強領域ＨＲが設定されている。
【００２６】
ここで、梁１２の端部とは、補強領域ＨＲを示し、この補強領域ＨＲによって梁１２に加えられた力が集中しやすい塑性ヒンジの位置を、補強領域ＨＲの長さ分、柱１０との接合部分から梁１２の中心側へ移動する（ヒンジリロケート）。
【００２７】
拡幅板２２は、例えば下フランジ１２Ｃと同じ厚み寸法の鋼板で構成されており、拡幅板２２の長さ寸法は、塑性ヒンジの位置を移動する長さに応じた所定の寸法に設定されている。梁１２の中心側に位置する拡幅板２２の先端部には、幅寸法が先端へ向かうに従って狭くなる先狭部２２Ａが設けられている。
【００２８】
また、図１に示したように、梁１２の上フランジ１２Ｂの上面には、複数のスタッド２４が設けられている。スタッド２４は、鋼材で構成されており、上フランジ１２Ｂの上面に溶接で固定された円柱状の首部２４Ａと、首部２４Ａの上端に設けられ首部２４Ａより大径の頭部２４Ｂとを備えている。
【００２９】
各スタッド２４は、梁１２の柱１０側の端から拡幅部２０の先端に対応する位置までの補強領域ＨＲに設けられており、スタッド２４は、梁１２の長さ方向に等間隔をおいて配置されている。
【００３０】
スタッド２４は、梁１２の補強領域ＨＲのみに設けてもよい。この場合、スタッド２４の数を増大し、スタッド２４を密に配置すれば、より効果的である。
【００３１】
ここで、本実施形態では、スタッド２４を梁１２の補強領域ＨＲのみに設けた場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。例えばスタッド２４を梁１２の全長にわたって設けてもよい。
【００３２】
この場合、補強領域ＨＲのスタッド２４の数を増大し、補強領域ＨＲにおいてスタッド２４を密に配置すれば、より効果的である。
【００３３】
梁１２の上フランジ１２Ｂの上には、図１及び図３に示したように、鉄筋コンクリート製の床スラブ２６が形成されており、床スラブ２６は、図示しない隣接する梁１２に架け渡されている。
【００３４】
床スラブ２６には、図３に示したように、格子状に配筋された鉄筋２８が埋設されている。また、床スラブ２６には、上フランジ１２Ｂに設けられたスタッド２４が埋設されている。これにより、上フランジ１２Ｂと床スラブ２６とがスタッド２４を介して一体化され、梁１２の上フランジ１２Ｂは、スタッド２４が設けられた補強領域ＨＲが床スラブ２６によって補強されている。
【００３５】
梁１２の上フランジ１２Ｂの端部には、柱１０へ延在する補強鉄筋３０が配置されており、この補強鉄筋３０は、床スラブ２６に埋設されている。補強鉄筋３０は、図１に示したように、梁１２の上部において上下二段配筋されるとともに、図３に示したように、上フランジ１２Ｂの上及び拡幅板２２の上に配筋されている。
【００３６】
補強鉄筋３０は、図３に示したように、床スラブ２６を構成する鉄筋２８に対して追加的に設けた鉄筋であり、上フランジ１２Ｂの端部に設定された補強領域ＨＲでは、他の部位より鉄筋が密に配筋されている。
【００３７】
補強鉄筋３０は、上フランジ１２Ｂに沿って延在する延在部３０Ａと、延在部３０Ａの端部より柱１０に沿って側方へ延出した側方延出部３０Ｂと、側方延出部３０Ｂの端部より柱１０の側面に沿って延在する側面延在部３０Ｃとを備えている。補強鉄筋３０の延在部３０Ａは、スタッド２４が設けられた補強領域ＨＲ内に配置されており、延在部３０Ａは、図１に示したように、拡幅板２２の先狭部２２Ａの基端の位置まで延びている。
【００３８】
ここで、本実施形態では、梁１２の上フランジ１２Ｂの端部を補強鉄筋３０で補強する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、梁１２の上フランジ１２Ｂの端部に対応する床スラブ２６の上面に炭素繊維シートを貼って上フランジ１２Ｂの端部を補強してもよい。
【００３９】
（作用・効果）
以上の構成に係る本実施形態の作用を説明する。
【００４０】
梁１２を構成する下フランジ１２Ｃは、拡幅部２０によって端部が拡幅され補強される。
【００４１】
また、梁１２の上フランジ１２Ｂには、スタッド２４が設けられており、このスタッド２４は、床スラブ２６に埋設され、梁１２の上フランジ１２Ｂと床スラブ２６とが一体化されている。このため、梁１２に加えられた力は、床スラブ２６を介して柱１０へ伝達される。このようにして、梁１２を構成する上フランジ１２Ｂは、梁１２と一体化された床スラブ２６により端部が補強される。
【００４２】
このように、梁１２の下フランジ１２Ｃに設けられた拡幅部２０及び上フランジ１２Ｂと一体化された床スラブ２６によって梁１２の端部が構成する補強領域ＨＲを補強することができる。これにより、応力が集中しやすい塑性ヒンジの位置を、梁１２の端部から中央側へ移動することができる（ヒンジリロケーション）。
【００４３】
また、梁１２を構成する上フランジ１２Ｂに拡幅部２０を設けることなく、塑性ヒンジの位置を移動できるので、梁１２の加工手間を低減することができる。
【００４４】
そして、上フランジ１２Ｂの端部上には、柱１０へ延在する補強鉄筋３０が配置されており、補強鉄筋３０は、床スラブ２６に埋設されている。
【００４５】
このため、補強鉄筋３０により梁１２に生じる曲げモーメントを効率よく柱１０へ伝達することができる。
【００４６】
図４は、本実施形態の応用例を示す図であり、本実施形態の柱梁接合構造では、梁１２の上フランジ１２Ｂに拡幅部２０を設けていない。このため、図４に示すように、梁１２の端部に近接した設備配管３２用の貫通孔３４を床スラブ２６に形成することもできる。
【００４７】
なお、本実施形態の柱梁接合構造では、下フランジ１２Ｃに拡幅部２０を設けることで下フランジ１２Ｃの端部を補強した。また、スタッド２４を床スラブ２６に一体化して上フランジ１２Ｂの端部を補強した。さらに、上フランジ１２Ｂに加わる力を補強鉄筋３０で柱１０へ伝達することにより上フランジ１２Ｂの端部を補強した。
【００４８】
これらによって、塑性ヒンジの位置を梁１２の端部から中央側へ移動させたが、これらのうち、梁１２に加えられた力を柱１０へ伝達する上で、特にスタッド２４が効果的である。
【符号の説明】
【００４９】
１０   柱
１２   梁
１２Ｂ 上フランジ
１２Ｃ 下フランジ
２０   拡幅部
２４   スタッド
２６   床スラブ
３０   補強鉄筋
ＨＲ   補強領域
【図１】
2020117966.tif 000003
【図２】
2020117966.tif 000004
【図３】
2020117966.tif 000005
【図４】
2020117966.tif 000006