(57)【要約】【課題】接合部分の強度を維持しつつ、柱近傍に配管等を通すスペースを設けることができる梁部材等を提供する。【解決手段】接合構造２では、梁部材１のフランジ３の端部１５が、溶接部１９によって柱連結部材７のダイアフラム９の端部１７に接合され、ウェブ５の端部３５が、溶接部４３によって柱連結部材７の側面に接合される。梁部材１のフランジ３は、一般部１４と、端部１５に向かって増厚する変形部１３からなる。ウェブ５の端部３５には欠損部２３が設けられ、配管３３が通される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジとウェブとを有する梁部材であって、
前記フランジは、端部に近づくにつれて少なくとも増厚または拡幅する変形部を有し、
前記ウェブは、端部に配管または配線を通すための欠損部を有することを特徴とする梁部材。
【請求項２】
前記変形部では、端部に近づくにつれて増厚且つ拡幅することを特徴とする請求項１記載の梁部材。
【請求項３】
前記欠損部は、前記ウェブの端部を、前記フランジの前記変形部と前記変形部に対し前記端部の逆側にある一般部との境界へと切欠いたものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の梁部材。
【請求項４】
前記フランジの端部の厚みが、前記変形部に対し前記端部の逆側にある一般部の厚みの１．３倍以上であり、
前記ウェブの端部におけるウェブ高さが、欠損部のない一般部におけるウェブ高さの０．４倍以上０．７倍以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の梁部材。
【請求項５】
フランジとウェブとを有する梁部材と柱部分との接合構造であって、
前記フランジは、前記柱部分と接合される端部に近づくにつれて少なくとも増厚または拡幅する変形部を有し、
前記ウェブは、前記柱部分と接合される端部に、配管または配線を通すための欠損部を有することを特徴とする接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フランジとウェブとを有する梁部材およびこれを用いた接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管柱等の柱に梁を接合する接合構造として、鉄骨梁等の断面Ｈ形の梁部材を構造物の柱部分に接合するものがある。図５はこの接合構造の例である。図５に示す接合構造では、柱１０１が柱連結部材１０３で上下に連結されており、これにより構造物の柱部分が形成される。また、柱連結部材１０３に、梁部材１０７の一端が接合される。
【０００３】
梁部材１０７はフランジとウェブからなる断面Ｈ形の部材であり、上下のフランジが、柱連結部材１０３の上下端に設けたダイアフラム１０５にそれぞれ接合される。梁部材１０７のウェブは、柱連結部材１０３の側面に接合される。
【０００４】
梁部材１０７には水道や空調等の配管や配線などを通すことがあるが、その場合には、柱連結部材１０３から所定の距離をおいて、梁部材１０７のウェブに貫通孔を形成し、該貫通孔に配管などを通す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２０７５１５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、梁部材１０７に貫通孔を形成すると、その部分の強度が低下する。従って、耐震性を確保するために鋼板や金物で貫通孔の周辺を補強する必要があり、製造工数や費用が増加する。また、設備設計上は、柱部分の近傍での配管が好まれるが、柱部分から貫通孔までの距離が短いと接合部分の強度が弱くなるという課題があった。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、耐震性を維持しつつ、柱近傍に配管等を通すスペースを設けることができる梁部材等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するための第１の発明は、フランジとウェブとを有する梁部材であって、前記フランジは、端部に近づくにつれて少なくとも増厚または拡幅する変形部を有し、前記ウェブは、端部に配管または配線を通すための欠損部を有することを特徴とする梁部材である。
【０００９】
前記変形部では、端部に近づくにつれて増厚且つ拡幅することが望ましい。
また、前記欠損部は、前記ウェブの端部を、前記フランジの前記変形部と前記変形部に対し前記端部の逆側にある一般部との境界へと切欠いたものであることが望ましい。
さらに、前記フランジの端部の厚みが、前記変形部に対し前記端部の逆側にある一般部の厚みの１．３倍以上であり、前記ウェブの端部におけるウェブ高さが、欠損部のない一般部におけるウェブ高さの０．４倍以上０．７倍以下であることが望ましい。
【００１０】
第１の発明では、梁部材において、柱部分と接合するウェブの端部に欠損部が設けられる。これにより、柱近傍に配管や配線のためのスペースを設けることができる。また、梁部材のフランジは、柱部分と接合する端部に近づくにつれて増厚または拡幅する変形部を有するから、柱部分との接合部分の面積を大きくして接合部分の強度を向上し、耐震性を高めることができる。従って、欠損部を補強しなくても耐震性能を維持することができ、製造工数や工費を減らすことができる。
【００１１】
また、変形部ではフランジが増厚且つ拡幅するようにすると、さらに接合部分の面積が大きくなり強度を向上できる。加えて、欠損部を、ウェブの端部をフランジの変形部と一般部との境界へ向けて切欠いて設けると、フランジの一般部に対応する箇所では欠損部が梁部材の性能に影響を与えないという利点がある。
【００１２】
また、フランジの端部の厚みを一般部の厚みの１．３倍以上とし、ウェブについては、端部におけるウェブの高さを、欠損部のない一般部における高さの０．４倍以上０．７倍以下とすれば、ウェブに欠損部を設けて配管等を通すのに十分なスペースを得つつ、接合部分の強度を、変形部や欠損部を有しない通常の梁部材の場合と同等あるいはそれ以上とできる。
【００１３】
第２の発明は、フランジとウェブとを有する梁部材と柱部分との接合構造であって、前記フランジは、前記柱部分と接合される端部に近づくにつれて増厚または拡幅する変形部を有し、前記ウェブは、前記柱部分と接合される端部に、配管または配線を通すための欠損部を有することを特徴とする接合構造である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、耐震性を維持しつつ、柱近傍に配管等を通すスペースを設けることができる梁部材等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】接合構造２を示す図
【図２】フランジ増厚率と曲げ耐力比Ｍｐ／Ｍｐ０の関係を示す図
【図３】梁部材１ａの端部１５付近の平面図
【図４】接合構造２ａの垂直方向の断面図
【図５】接合構造の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る接合構造２を示す図である。図１（ａ）は接合構造２の垂直断面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）の範囲Ａで示す欠損部２３付近の拡大図である。図１（ｃ）は梁部材１の端部１５付近の平面図である。なお、図１（ｂ）において配管３３の図示は省略している。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、接合構造２では、図５の例と同様、柱１１が柱連結部材７で上下に連結されており、これにより構造物の柱部分が形成される。柱連結部材７の上下端にはダイアフラム９が設けられる。
【００１９】
梁部材１はフランジ３とウェブ５からなるＨ形の断面形状を有し、梁部材１のフランジ３の端部１５と、ダイアフラム９の端部１７とが溶接部１９で溶接されて接合される。溶接は、裏当て２５を設けて行われる。
【００２０】
梁部材１のウェブ５の端部３５は、柱連結部材７の側面に溶接部４３で溶接されて接合される。ただし、ウェブ５の端部３５は、ボルト接合などにより柱連結部材７の側面に接合してもよい。
【００２１】
なお、図１（ａ）では柱連結部材７の一方向について接合構造２を示しているが、本実施形態では、図５の例と同様、柱連結部材７の各方向について同様の接合構造２が形成されるものとする。ただし、これに限ることはない。
【００２２】
梁部材１のフランジ３は、一般部１４と変形部１３とから構成される。変形部１３は、ダイアフラム９と接合される端部１５側に設けられる。一般部１４は、変形部１３に対して端部１５の逆側にある。変形部１３では、一般部１４から端部１５に近づくにつれてフランジ３の厚みが大きくなる。このようなフランジ３としては、例えば特開２０１１−０８４８８４号公報に記載のものがある。
【００２３】
本実施形態では、後述するように、フランジ３の端部１５における厚み２４が、一般部１４における厚み２２の１．３倍以上であることが望ましい。なお、フランジ３の端部１５は鉛直方向に対し傾斜しているが、ここでは図１（ａ）、（ｂ）に示すように、端部１５の上端と下端の高さ位置の差を厚み２４とする。なお、図１（ｃ）に示すように、梁部材１のフランジ３の幅は、一般部１４と変形部１３とで同等である。
【００２４】
梁部材１のウェブ５の端部３５は一部欠損されており、これにより欠損部２３が設けられる。本実施形態では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、端部３５の上部を、上側のフランジ３の変形部１３と一般部１４の境界へと切欠いて、略三角形状の欠損部２３が上部に形成される。
【００２５】
また、ウェブ５の端部３５の下部も、下側のフランジ３の変形部１３と一般部１４の境界まで切欠かれ、略三角形状の欠損部２３が下部に形成される。梁部材１のウェブ５では、このようにして上下二箇所で略三角形状の欠損部２３が設けられる。これらの欠損部２３のそれぞれに配管３３が通される。この欠損部２３には、配管３３だけでなく配線を通すことも可能である。
【００２６】
本実施形態では、後述するように、ウェブ５の端部３５におけるウェブ高さ２９が、欠損部２３の無い、フランジ３の一般部１４に対応するウェブ５の部分（以下、ウェブ５の一般部という）におけるウェブ高さ２７の０．４倍以上０．７倍以下であることが望ましい。
【００２７】
図２は、横軸をフランジ増厚率とし、縦軸を梁部材１の曲げ耐力比Ｍｐ／Ｍｐ０として、これらの関係を示したものである。ここで、フランジ増厚率は、フランジ３の端部１５の厚み２４の一般部１４の厚み２２に対する比であり、梁部材１の曲げ耐力比Ｍｐ／Ｍｐ０は、ウェブ５の端部３５に欠損部がある場合の曲げ耐力Ｍｐと、無欠損である場合の曲げ耐力Ｍｐ０との比である。
【００２８】
図中の各データ３７は、フランジ増厚率を１．０倍から１．６倍の間で変えつつ、各ケースにおいてウェブ５の端部３５のウェブ高さ２９を一般部１４のウェブ高さ２７の０．４倍から０．７倍の間で変化させた各梁部材を接合に用いた場合の曲げ耐力Ｍｐと、増厚しないフランジと欠損部を持たないウェブによる通常の梁部材を接合に用いた場合の曲げ耐力Ｍｐ０との比Ｍｐ／Ｍｐ０を示す。
【００２９】
図２より、フランジ３の端部１５における厚み２４を、一般部１４における厚み２２の１．３倍以上とし、ウェブ５の端部１５におけるウェブ高さ２９が、一般部におけるウェブ高さ２７の０．４倍以上０．７倍以下となるように欠損部２３を設けた場合、無欠損の場合と同等あるいはそれ以上の曲げ耐力が得られることがわかる。
【００３０】
なお、ウェブ５の端部３５におけるウェブ高さ２９を、一般部におけるウェブ高さ２７の０．７倍以下としているのは、直径８０ｍｍ程度の設備配管が欠損部２３に挿通できることを目的とし、その場合、一般に使用されるウェブ高さ５００〜７００ｍｍ程度の梁部材では、３割程度ウェブ高さ２９を削減しないと十分なスペースが得られないためである。
【００３１】
このように、第１の実施形態では、梁部材１において、柱部分と接合するウェブ５の端部３５に欠損部２３が設けられる。これにより、柱近傍に配管３３等のためのスペースを設けることができる。また、梁部材１のフランジ３は、柱部分と接合する端部１５に近づくにつれて増厚する変形部１３を有するから、柱部分との接合部分の面積を大きくして接合部分の強度を向上し、耐震性能を高めることができる。従って、欠損部２３を補強しなくても耐震性能を維持することができ、製造工数や工費を減らすことができる。
【００３２】
また、欠損部２３は、ウェブ５の端部３５を、フランジ３の変形部１３と一般部１４との境界へ向けて切欠いて設けるので、フランジ３の一般部１４に対応する箇所では欠損部２３が梁部材１の性能に影響を与えず、設計等が容易になる利点がある。
【００３３】
また、フランジ３の端部１５の厚み２４を、一般部１４の厚み２２の１．３倍以上とし、ウェブ５の端部３５のウェブ高さ２９を、一般部のウェブ高さ２７の０．４倍以上０．７倍以下とすれば、ウェブ５に欠損部２３を設けて配管３３等を通すのに十分なスペースを得つつ、接合部分の強度を、変形部１３や欠損部２３を有しない通常の梁部材を接合に用いた場合と同等あるいはそれ以上とできる。
【００３４】
なお、第１の実施形態では、変形部１３にてフランジ３を増厚させたが、フランジ３の仕様はこれに限ることはない。例えば、図３の梁部材１ａに示すように、変形部１３を、端部１５に近づくにつれて拡幅するようにし、厚みは不変としてもよい。この場合も、上記と同様の効果が得られる。
【００３５】
あるいは、フランジ３の変形部１３にて、フランジ３が増厚且つ拡幅するようにしてもよい。この場合、より大きな面積で溶接して接合部分の強度を高め、欠損部２３の面積を大きくとれるようになる。
【００３６】
また、欠損部２３の形状や配置も本実施形態に限らない。例えば本実施形態では上下二箇所で略三角形状の欠損部２３を設けているが、上下の欠損部２３の形状は異なっていてもよいし、略三角形状に限ることもない。また、欠損部２３の数も、二箇所に設けるものに限らない。以下、欠損部２３の数が異なる例を、第２の実施形態として説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【００３７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態の接合構造２ａの垂直断面図である。
【００３８】
図４に示すように、第２の実施形態の接合構造２ａは、第１の実施形態の接合構造２と略同様の構成であるが、梁部材１ｂのウェブ５の端部３５の上部のみを、フランジ３の変形部１３と一般部１４の境界へ向けて略三角形状に切欠いて、１箇所の欠損部２３が設けられる点で異なる。
【００３９】
この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、欠損部２３を一箇所にまとめてその面積を大きくし、より大きな配管３３を通すことができる利点がある。このように、欠損部２３の配置は様々に定めることができ、第１の実施形態のように上下二箇所で設けるものに限らない。
【００４０】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、そ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】
【００４１】
１、１ａ、１ｂ、１０７………梁部材
３………フランジ
５………ウェブ
７………柱連結部材
１１………柱
１３………変形部
１４………一般部
１５、１７、３５………端部
２２、２４………厚み
２３………欠損部
２７、２９………ウェブ高さ
３３………配管
【図１】
2014196625.tif 000003
【図２】
2014196625.tif 000004
【図３】
2014196625.tif 000005
【図４】
2014196625.tif 000006
【図５】
2014196625.tif 000007