(57)【要約】【課題】  基本的に梁を丸パイプ製あるいは角稜部分を水平方向前後に向けた四角パイプ製として津波流が上下に分かれて後方へ流れゆくようにすることで装置本体に掛かる負荷が軽減され安定化するようにした鉄骨構造物の柱・梁接合構造を提供することを目的とする。【解決手段】  パイプ製柱にはＨ形形状をした梁受材が突設され、その梁受材には、丸パイプ製あるいは角稜部分を水平方向前後に向けた四角パイプ製の梁本体を接合してなる鉄骨構造物の柱・梁接合構造であって、前記梁本体の端部には、Ｈ形鋼でなる結合端材が一体化されて同結合端材を介して前記梁受材に結合されることで梁本体が柱側に結合されてなる。【選択図】図３
2014001612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ製柱にはＨ形形状をした梁受材が突設され、その梁受材には、丸パイプ製あるいは角稜部分を水平方向前後に向けた四角パイプ製の梁本体を接合してなる鉄骨構造物の柱・梁接合構造であって、前記梁本体の端部には、Ｈ形鋼でなる結合端材が一体化されて同結合端材を介して前記梁受材に結合されることで梁本体が柱側に結合されてなる鉄骨構造物の柱・梁接合構造。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、梁本体と接合端材とは、梁本体に形成した差込溝を接合端材のウエッブに差し込み相互を溶接することで一体化されている鉄骨構造物の柱・梁接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、鉄骨構造物の柱・梁接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】  先般の東日本大震災において発生した津波は、想定を大きく超えるものであって地盤沈下もあって２０ｍを超えるところもあった。本出願人は、そうした高い津波を想定した津波避難用の施設物を提案している。【０００３】
【特許文献１】  特開２００８−１４１１２
【特許文献２】  特開２００３−２６８８７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  特許文献１に開示された津波避難装置によれば、鉄骨構造型の高い津波避難装置であることからそこに避難すれば津波から助かることができるのであるが、最近公表された津波襲来想定高さの見直しによれば、２０ｍをはるかに超えた３０ｍ以上の市町村もあり、それに対応する津波避難装置を構築するとなると４０ｍ以上の装置となってしまい、そうなると高い避難装置では、登って避難するにも時間が掛かりしかも装置全体に津波波力が加わると構造体が浮き上がったり損傷を受けたりするおそれも想定される。
ところで、これまでの津波避難装置は、例えば、４本の柱とそれら柱同士を上下複数段に亘る形で連結する梁とを有し、その最も上段の梁を利用して避難ステージを設けるとともに同ステージに避難するための階段である登降手段を備えたものが一般的である。こうした津波避難装置においては、柱と梁とを接合する方法として、例えば、特許文献２の図９（通しダイアフラム方式）のものを基本として実施してきた。即ち、柱は津波流の円滑な流れを確保するため丸パイプ製を基本とし、その短寸のコラムとその上下の長寸の鋼管柱とによって構成し、それらの間に上・下ダイアフラムを挟んで溶接一体化するとともに、突出するダイアフラム外周を介して直角２方にブラケットであるＨ形鋼製梁受材を一体に突設して柱ユニットを構成する。こうした柱ユニットを４本立設するとともに各ユニットから突設された梁受材を対向状とするとともに、これら対向間に梁を連結して避難装置の本体を構築するようにしていた。
ところで、これまでの梁は、梁受材と同様にＨ形鋼製とされて、継ぎ板（スプライスプレート）と止着具とによって梁を梁受材側に摩擦接合するのが一般的であった。このように梁までもＨ形鋼製としておくと、その溝が前面に向いているため、溝内に津波流が入り込むと流れ出にくくなってその負荷が避難装置本体の全体が掛かることになって強大な負荷となりそのことが倒壊につながることになっていた。特に、特許文献１に示すような高伸型タワーであると梁が上下に複数段に対向することによりこれら梁に作用する負荷総量は極めて大きくなって倒壊に対する安全度が非常に低くなるという問題があった。【０００５】  この発明は、上記問題を解決しようとするものであり、基本的に梁を丸パイプ製あるいは角稜部分を水平方向前後に向けた四角パイプ製として津波流が上下に分かれて後方へ流れゆくようにすることで装置本体に掛かる負荷が軽減され安定化するようにした鉄骨構造物の柱・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】
【０００６】  この発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、パイプ製柱にはＨ形形状をした梁受材が突設され、その梁受材には、丸パイプ製あるいは角稜部分を水平方向前後に向けた四角パイプ製の梁本体を接合してなる鉄骨構造物の柱・梁接合構造であって、前記梁本体の端部には、Ｈ形鋼でなる結合端材が一体化されて同結合端材を介して前記梁受材に結合されることで梁本体が柱側に結合されてなる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、梁本体と接合端材とは、梁本体に形成した差込溝を接合端材のウエッブに差し込み相互を溶接することで一体化されている。
【発明の効果】
【０００７】  上述したようにこの発明は、パイプ製柱にはＨ形形状をした梁受材が突設され、その梁受材には、丸パイプ製あるいは角稜部分を水平方向前後に向けた四角パイプ製の梁本体を接合してなる鉄骨構造物の柱・梁接合構造であって、前記梁本体の端部には、Ｈ形鋼でなる結合端材が一体化されて同結合端材を介して前記梁受材に結合されることで梁本体が柱側に結合されてなるので、基本的に梁を丸パイプ製や四角パイプ製として津波流が上下に分かれて後方へ流れゆくようにすることで装置本体に掛かる負荷が軽減され安定化するようにした鉄骨構造物の柱・梁接合構造を提供することができる。柱も丸パイプ製とすることで津波流を分け負荷を軽減することができる。  梁本体と接合端材とが、梁本体に形成した差込溝を接合端材のウエッブに差し込み相互を溶接されることで、梁本体と接合端材との一体性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】  この発明の一実施形態を示す津波避難用装置の正面図。
【図２】  図３のＡ−Ａ線断面図。
【図３】  図１のＢ部拡大図。
【図４】  図３のＣ−Ｃ線断面図。
【図５】  図３のＤ−Ｄ線断面図。
【図６】  図３のＥ−Ｅ線断面図。
【図７】  梁本体と接合端材の接合構造を示す分解斜視図。
【図８】  図３のＦ−Ｆ線断面図。
【図９】  他の実施形態を図１０のＧ−Ｇ線に対応して示す横断面図。
【図１０】  図９のＨ−Ｈ線矢視図。
【図１１】  他の実施形態を示す要部拡大正面図。
【図１２】  梁本体と接合端材の接合方法の比較例を示す分解斜視図。
【図１３】  他の実施形態を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、本発明の一実施形態を説明する。各実施形態で説明する各案は関係する他の実施形態においても適用することができる。
図１は津波避難装置の一実施形態を示すもので、１は設置基盤、２は地中杭で、杭２は、この実施形態では４本埋め込まれており、これら地中杭２にはそれぞれ柱３が立設されている。柱３は津波流を左右に分けて流す丸パイプ（鋼管）製で、短寸状のコラム４と長寸状の柱本体５からなるとともに、コラム４の上下にはダイアフラム６が通しタイプとして溶接一体化されている。７は梁受材で、図２のようにダイアフラム６から互いに直角板状をなすようにして柱３から突出するフランジ部分ａと図３のように上下のフランジ部分ａ、ａとの間に溶接一体化されたウエッブ部分ｂとによりＨ形をなすように形成された部分でなっている。
【００１０】  １０は梁本体で、柱３と同じく丸パイプ（鋼管）製で、柱３より少し小径とされているが同じ直径あるいはそれより大径のものにしてもよい。この梁本体１０は、原材が両端開放状の丸鋼管とされ、その両端部には、図７に示すように短い差込溝１１と長い差込溝１２とが上下をなす関係で平行に形成されている。１５は接合端材で、上下のフランジｃとウエッブｄとを一体に備えるＨ形鋼（あるいはＩ形鋼）でなり、その一端は上フランジｃが短く下フランジｃが長くなるようにウエッブｄが４５度程度の角度をもって斜め切りされてその斜め切りされた側から差込溝１１，１２を介してウエッブｄに差し込まれるようにされている。下フランジｃを上フランジｃよりも長目にしたのは、下記ブラケット２３を補強のための好適位置にするためで、例えば、下フランジｃを上フランジｃ同様に短くしておくと、ブラケット２３も柱３側に接近して補強斜材２４が立ち上がり状態になるとともに柱３と梁本体１０のなすコーナーに接近した短いものになって補強効果が高く得られないものとなるが、図３のように下フランジｃを長目にして柱３から離れた位置に同ブラケット２３を配置することで補強斜材２４が長くしかも４５度の角度をもって配置できることから補強効果が高く得られるようになったものである。差し込まれた梁本体１０と接合端材１５とは、図３のように横からみて同心高さとされて溶接により両者は固着されている。
【００１１】  梁本体１０の表裏には、端板１７と胴当板１８の２種類の板が溶接にて固着されている。端板１７は、図７に示すような矩形板で、接合端材１５の溝内に適合しつつ梁本体１０の開放端面を覆う形で溶接されている。胴当板１８は、矩形板を原材としそれに梁本体１０の外周に適合するような半円状切欠を形成したもので、その位置は、上フランジｃの端面からＬ程柱３側に奥まったものとされ、このＬは、例えば、胴当板１８の板厚＋隅肉溶接幅の４倍分とされる。胴当板１８が、上フランジｃの端面に位置すると応力集中を起こすおそれがあり、それを避けるため胴当板１８を図３のようにＬ程少し奥まった位置としてある。
【００１２】  接合端材１５の他端は、垂直切り状とされて梁受材７と突き合わされ、水平継ぎ板２０・縦継ぎ板２１および止着具２２により梁受材７に摩擦接合されている。
前記接合端材１５の下フランジｃ底面と柱本体５の内面にはブラケット２３が溶接固着されていてその間には補強斜材２４が設けられている。柱本体５側のブラケット２３は、図８に示すように、外部から溶接固着された内通板２５の外部に同心状をなして隅肉溶接にて外固着されている。また、梁受材７と接合端材１５のなすＫの長さ分には、図６に示すように、津波の襲来が想定される前面側において半円筒状をなす分流ガイド２７が溶接あるいは止め付けにより設けられて津波流Ｘがダイレクトにこれら部材７，１５に当たらないように配慮してある。
【００１３】  尚、前記実施形態では、梁受材７のフランジａと接合端材１５のフランジｃとを水平継ぎ板２０と止着具２２とによって結合したが、図９および図１０に示すように溶接ｗにより一体化するようにしてもよい。さらに、図１０の右下欄に示すように、ウエッブｂ、ｄとを溶接に一体化してもよい。図１０およびその右下欄に示す実施形態の場合、上下のフランジａ、ｃ同士は、補強板Ｐ、Ｐの溶接張り付けにより一体化してもよい。この場合、上下のフランジａ、ｃ同士の直接の溶接を施せばより強度が向上する。
また、接合端材１５は、図３のように斜め切り状にしてあったが、図１１に示すように、端面を直角切り状にしてもよい。この場合、ブラケット２３は、接合端材１５を図１１に示すよりも長くしてその底面に溶接固定したり、あるいは図示のように梁本体１０の底面に溶接固着して柱３からできるだけ離れた位置に設けるようにしてもよい。図１１の右下欄に示すように、この実施形態の場合も水平継ぎ板２０および止着具２２を省き、溶接ｗにより梁受材７と接合端材１５とを一体化するようにしてもよい。この場合も、上下のフランジａ、ｃ同士は、補強板Ｐ、Ｐの溶接張り付けにより一体化してもよい。
さらに、梁本体１０は、図１２のように溝なしとし接合端材１５のウエッブに形成した嵌合溝２９内に同梁本体１０を同心状に嵌め込んで溶接固着するようにしてもよい。この場合も端板１７および胴当板１８を溶接する。
【００１４】  こうした接合構造をもつ柱３と上下複数段の梁本体１０とを図１のように構築してその屋上面を避難ステージ３０とするとともに設置基盤１からこの避難ステージ３０とを連絡する階段（登降手段）３１を備えて津波避難装置を構成する。
図１ないし図１０の実施形態では、隅柱を対象にして柱・梁接合構造を構成したが、例えば、６本柱におけるように側柱を対象に実施することもあり、９本柱における中柱を対象に実施することもある。図２に仮想線で示すように、梁本体１０には水平ブラケット３２を設けて水平補強斜材３３を接合することもある。
【００１５】  また、図１ないし図１２の実施形態では通しダイアフラム方式のものに丸筒製の梁を接合するものを例示したが、柱まわりに梁受材を備えたものであればこの発明の対象となり、即ち、外ダイアフラム方式におけるように柱まわりにＨ形部分を突設した外ダイアフラムを梁受材としたタイプのものや、内ダイアフラムを内蔵する柱まわりにＨ形梁を突設してそれを梁受材としたタイプのものなどもこの発明の対象に含むものである。
さらに、図１３に示すように、梁本体３５は、四角筒状のものを４５度軸心周りに回転させ角稜部分を水平前後に向けたもので、同梁本体３５の上下稜線に形成した差込溝３６を接合端材３７のウエッブに差し込んで溶接したものである。３８は胴当板であり、端板（図示省略）も前記と同じ要領で溶接して構成する。この実施形態でも津波流を上下に切り分けることからこの発明に含む。
【００１６】  尚、図１およびその下部横断面として右下欄に示すように、ＲＣ製シェルター本体４０を複数本の柱３…の立設面内に位置するように一部あるいは全部埋設式にして設置し、その上側に竹の子式に第２シェルター本体４１および第３シェルター本体４２を一体構築するとともに順次スロープ４３や密閉ドア４４を設けることにより、下階のドア４４から順次上階のドア４４を利用可能にして、例えば、津波襲来警報が出て下階のドア４４を通じて避難したあと同ドア４４が時間制限により閉められたあとでもあとに避難してくる人が上階のドア４４を利用して内部の避難室に避難することができるようにしたものである。このシェルターは鉄骨式の津波避難装置によって囲まれているので、避難が安全確実になされる。４５は排気パイプ、４６は吸気パイプであり、シェルターと柱３とを連通させておくことで空調が確実になされる。柱３の上端はそのままあるいは補助空調パイプ４７を通じて外部に通じるものとする。梁本体１０のパイプを空調可能にしてもよい。
この発明は、柱と梁の接合構造に係るもので、津波避難装置にシェルター本体を設置するものと設置しないものとの双方を対象とする。
その一方において、シェルターは、津波避難装置とは独立して設置することもある。
【符号の説明】
【００１７】  ３…柱  ７…梁受材  １０…梁本体  １１…差込溝  １５…接合端材  ２０，２１…継ぎ板。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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