(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁の端面に所定の長さを持つ梁端部ユニットを溶着し、この梁端部ユニットに前記梁の長手方向と同方向に穴を形成し、この梁端部ユニットの穴と、柱の所定の場所に形成の穴に接合鋼棒を挿入して締結し、もって柱と梁と接合するものにあって、
前記梁端部ユニットの長さと前記接合鋼棒の長さを変えることで、剛性、半剛性の特性を適宜に変化できるようにしたことを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項２】
対向する梁の端面に所定の長さを持つ梁端部ユニットをそれぞれ溶着し、この梁端部ユニットに前記梁の長手方向と同方向に穴を形成すると共に、前記両梁をＨ型鋼のウェブの前後に配置し、前記両梁端部ユニットの穴と、柱の所定の場所に形成の穴に接合鋼棒を挿入して締結し、もって柱とそれを挟んで配された梁とを接合するものにあって、
前記梁端部ユニットの長さ、前記接合鋼棒の長さを変えることで、剛性、半剛性の特性を適宜に変更できるようにしたことを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項３】
前記梁端部ユニットは、本体部分とその両端に溶接の両プレートを備え、前記両プレートに穴が形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の柱梁接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、構造物の柱と梁との接合構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
地震などの大きなエネルギーが建造物に加わると、建造物の骨組に塑性変形をもたらし、使用に耐えないほどの大きな変形を建造物に残す場合がある。このために、塑性変形を防止するために、地震時の構造物に発生する振動を減衰させる技術として、柱と梁で囲まれる軸組内に座屈拘束ブレースを使用する方法がある（特開平６−５７８２０号公報）。
【０００３】
この従来例は、ブレースの芯材に極低降伏点鋼あるいは普通鋼を用いることで地震の振動エネルギーを座屈拘束ブレースに集中させ、主要骨組の柱および梁の塑性変形を防止している。この座屈拘束ブレースの制振効果を得るには、該座屈拘束ブレースを建物の骨組よりも先に降伏させなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の柱梁接合部は、溶接、ボルト等による剛接合となっていて、接合部が大きな曲げモーメントを負担し、座屈拘束ブレースが吸収するエネルギーは少なく、充分に性能を発揮することができなかった。この剛接合の欠点を防ぐために、特開２０００−２７２９４号公報が提案され、その構成は、柱２と梁３とを接合して構築される主架構１の要所に制振ダンパー４を組み込み、かつ剛接合の柱梁接合よりも低剛性の半剛接合とするもので、該半剛接合は接合プレート６とボルトにて構成している。
【０００５】
しかしながら、いわゆる半剛接合の接合部設計即ち要求され半剛性能を得るのに接合プレートの性能、ボルトの性能等から個々に設計しなければならず、煩雑な計算処理しなければならなかった。
【０００６】
このため、この発明は、柱梁接合において、剛性、半剛性域を持たせると共に、接合部設計の容易化を図ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、この発明に係る柱梁接合は、梁の端面に所定の長さを持つ梁端部ユニットを溶着し、この梁端部ユニットに前記梁の長手方向と同方向に穴を形成し、この梁端部ユニットの穴と、柱の所定の場所に形成の穴に接合鋼坊を挿入して締結し、もって柱と梁と接合するものにあって、前記梁端部ユニットの長さと前記接合鋼棒の長さを変えることで、剛性、半剛性の特性を適宜に変化できるようにしたことにある（請求項１）。したがって、接合鋼棒の長さ、断面積、本数を任意に選択して剛性、半剛性の特性を得ることができ、しかも長さ等のファクターを変更するのみで要求性能に合致させることができ、設計を接合鋼棒の設計のみで満足させることができる。
【０００８】
また、前記目的を達成するため、この発明に係る柱梁接合は、対向する梁の端面に所定の長さを持つ梁端部ユニットを溶着し、この梁端部ユニットに前記梁の長手方向と同方向に穴を形成すると共に、前記両梁をＨ型鋼のウェブの前後に配置し、前記両梁端部ユニットの穴と、柱の所定の場所に形成の穴に接合鋼坊を挿入して締結し、もって柱とそれを挟んで配された梁とを接合するものにあって、
前記梁端部ユニットの長さと前記接合鋼棒の長さを変えることで、剛性、半剛性の特性を適宜に変更できるようにしたことにある（請求項２）。したがって、Ｈ型鋼の柱の場合には、その柱を挟んで対向して設けられた梁同志を接合鋼棒を共通化して接合することができ、接合作業の短縮化が図れるものである。なお当然ながら、接合鋼棒の長さ、断面積、本数を任意に選択して剛性、半剛性の特性を得ることが出来ること勿論である。
【０００９】
また、梁端部ユニットは、梁端部ユニットは、本体部分とその両端に溶接のプレートを備え、前記プレートに穴が形成されたことにある（請求項３）。したがって、梁端部ユニットは、ブロック状であればよく、前記接合鋼棒が挿入される穴を有していることで良い。この梁端部ユニットは接合鋼棒の長さの条件が変更される際には、該梁端部ユニットの長さもそれに応じて変更されることは勿論である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３において、柱梁接合構造が示され、梁１としてH型鋼より成り、その端面に梁端部ユニット２が溶接により溶着されている。この梁端部ユニット２は、H型鋼より成る本体部分３と、その両端に溶着されたプレート４，５を備えており、該プレート４に下記する接合鋼棒１６が挿入される穴６ａ，６ｂおよび７ａ，７ｂが形成され、またプレート５にも接合鋼棒１６が挿入される穴８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂが形成されている。この梁端部ユニット２の長さは、下記する接合鋼棒１６の長さに比して決定される。
【００１１】
なお、梁端部ユニット２には、補強のための横方向に補強プレート１０及びこれと直角に交る補強スチフナ１１を有しているが、全体形状がブロック状であれば良い。
【００１２】
柱１２は、同じくH型鋼で、その一方のフランジ１５に前記穴８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂと対応する位置に穴１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂを形成している。この穴１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂにも下記する接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂが挿入されている。なお、柱１２のフランジ１５の内側に補強板２０が、またフランジ間に補強スチフナ２１が設けられている。
【００１３】
接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂは、所望の軸断面積を有し、所定の長さｌを持ち、両端に螺子１８ａ，１８ｂが刻設され、該螺子１８ａ，１８ｂにナット１９ａ，１９ｂが螺合される。なお、接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂは、一方にのみ螺子が刻設されたワンサイドボルト、首下の長いボルト等を採用することができることは勿論である。
【００１４】
上述の構成において、梁端部ユニット２が梁１に溶接された後に、柱１２の所定の位置に梁１を接合鋼棒１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを用いて接合する。
即ち、接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂを梁端部ユニット２の穴６ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂから穴８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂを通して、最後に柱１２の穴１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂとに挿通し、両端部に形成の螺子１８ａ，１８ｂにナット１９ａ，１９ｂを螺合する。これにより柱１２と梁とが結合されることになる。
【００１５】
図４にあって、柱梁間に加えられる曲げモーメントｋＮｍと回転角ｒａｄとの関係が示され、接合鋼棒１６ａ，１６ｂの長さｌが２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍ時の特性線図である。１次勾配時の最大曲げモーメントは長さｌにより変化させることができる。この１次勾配時は該接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂの初期導入軸力のため回転角を０とすることができ、剛接合として扱うことができる。即ち、長さｌが２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍごとに剛接合域が異なり、長い方が剛接合域を拡大することができる。
【００１６】
さらに、１次勾配時の最大曲げモーメントを越えると、柱と梁端部ユニット接触部の一方に離間が起こり、２次勾配域となり、やはり接合鋼棒の長さｌによって変化率及び２次勾配時最大曲げモーメントを変化させて、接合部の最大耐力を変化させることができる。
【００１７】
２次勾配時の剛性は、完全な剛接合ほど大きくなく、かつピン接合のように剛性が０でないいわゆる半剛接合域となっている。なお、最大耐力点を越えると、接合鋼棒は塑性変形域に至り、ピン接合として扱うことができる。
【００１８】
なお、前記した特性は、接合鋼棒の長さｌのみを変更させたものではあるが、それに加えて、軸断面積の変更、本数を増減させることにより、更に特性に変化を加えることができる。また、接合鋼棒の長さｌを変化させる際には、梁端部ユニットの長さも合わせて変化させなければならないことは勿論である。
【００１９】
図５，図６において、柱１２を角型鋼管とした例が示され、角型鋼管の場合には、側面に穴１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂが形成され、この穴を介して接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂが挿入されて接合される。この角型鋼管を用いても前記したＨ型鋼と同様の作用効果が得られること勿論である。なお、説明の重複をさけるために同一部品に同一の符号を図面に付して説明を省略した。
【００２０】
図７，図８において、柱１２は、Ｈ型鋼を用いているが、梁１の接合を対向する梁同志を前記例より長い一本の接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂを共用化して用いる例が示されている。この例によれば、接合作業がかなり減少させることができる。しかし、前記した例と同様に剛性域、半剛性域を適宜に得られるものである。具体的には、柱１２のウェブ２０に穴１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂが形成されている点のみが相違し、その他の梁１及び梁端部ユニット２は共通となっている。
【００２１】
この柱１２のウェブ２０の前後に梁端部ユニット２を溶接した一対の梁１，１を配置し、それから長い接合鋼棒１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂを一方の梁端部ユニット２の穴に、そして前記ウェブ２０の穴１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂに、それから他方の梁端部ユニット２の穴に挿入し、両端の螺子１８ａ，１８ｂにナット１９ａ，１９ｂを螺合して前記両梁１，１と柱１２を接合している。なお、２５はウェブ２０を補強するための補強プレートで必要により設けられている。前記実施の形態と同じ部分は、説明の重複をさけるために同一の符号を付して説明を省略した。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、柱梁接合において、接合鋼棒の長さと梁端部ユニットの長さを任意に選択することで、剛性域、半剛性域を適宜に得ることができ、要求性能に容易に合致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る柱梁接合構造の斜視図である。
【図２】  同上の側面図である。
【図３】  同上の分解斜視図である。
【図４】  同上の特性線図である。
【図５】  この発明の他の変形例を示し、柱を角型鋼管をした上面図である。
【図６】  同上の角型鋼管の斜視図である。
【図７】  この発明の他の変形例を示し、対向する梁を柱に一つの接合鋼棒で接合した上面図である。
【図８】  同上の柱の斜視図である。
【符号の説明】
１  梁
２  梁端部ユニット
３  本体部分
４  プレート
５  プレート
１２  柱
１６ａ，１６ｂ  接合鋼棒
１７ａ，１７ｂ  接合鋼棒
１９ａ，１９ｂ  ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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