(57)【要約】【課題】    柱の曲げ強度を十分に確保しつつ鋼材量や加工手間を削減してコスト低減を図ることができる柱用鉄骨部材および骨組構造を提供を提供すること。【解決手段】副鋼材２０が階高寸法Ｈ1よりも短く形成されて柱梁接合部８およびその上下に延びて主鋼材１０に接合されているので、階高中央部分における柱用鉄骨部材４が主鋼材１０のみで構成されることとなり、階高中央部分における副鋼材２０を省略して鋼材量を削減することができる。そして、柱２の弱軸方向に作用する曲げモーメントは、柱中央部分においては鉄筋コンクリート断面で負担され、柱の上下端においては副鋼材２０で負担されるので、柱２の曲げ強度を十分に確保することができる。従って、柱２の曲げ強度を十分に確保しつつ鋼材量や加工手間を削減してコスト低減を図ることができる。【選択図】  図１
2006291605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略Ｈ字形の主鋼材と、この主鋼材に強軸を交差して当該主鋼材のウェブの少なくとも一方の側面に接合される少なくとも１つの副鋼材とを備え、
前記主鋼材は、階高全長に渡る長さ寸法を有して形成され、
前記副鋼材は、階高寸法よりも短い所定の長さ寸法を有して形成されるとともに、前記主鋼材における柱梁接合部を含んで上下に渡る高さ位置に接合されていることを特徴とする柱用鉄骨部材。
【請求項２】
請求項１に記載の柱用鉄骨部材において、
前記副鋼材は、断面略Ｈ字形に形成された形鋼であって、当該副鋼材の一方のフランジが前記主鋼材のウェブに、隅肉溶接接合およびボルト接合の少なくとも一方の接合方法で接合されていることを特徴とする柱用鉄骨部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の柱用鉄骨部材において、
前記主鋼材および副鋼材における柱梁接合部位置には、当該主鋼材のフランジとウェブとを連結する主ダイアフラムと、当該副鋼材のフランジとウェブとを連結する副ダイアフラムとが、互いに独立して設けられていることを特徴とする柱用鉄骨部材。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の柱用鉄骨部材において、
前記副鋼材の長さ寸法は、階高寸法の３０％〜６０％に設定されていることを特徴とする柱用鉄骨部材。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の柱用鉄骨部材を内蔵した鉄骨鉄筋コンクリート柱に、鉄骨梁、鉄骨鉄筋コンクリート梁、または鉄筋コンクリート梁を接合して構成されることを特徴とする骨組構造。
【請求項６】
請求項５に記載の骨組構造において、
前記鉄骨鉄筋コンクリート柱を構成する主鋼材および副鋼材は、互いに建設現場にて接合されることを特徴とする骨組構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱用鉄骨部材および骨組構造に関し、詳しくは、断面略Ｈ字形の主鋼材のウェブの少なくとも一方の側面に副鋼材を接合して形成された柱用鉄骨部材、およびこの柱用鉄骨部材が内蔵された鉄骨鉄筋コンクリート柱を備えた骨組構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の建築物などにおいて、柱に内蔵される柱用鉄骨部材としては、Ｈ形鋼等の鋼材（主鋼材）と、Ｈ形鋼等をウェブ中間位置で切断して形成した断面Ｔ字形の鋼材（副鋼材）とを用い、主鋼材のウェブ両面または片面に副鋼材を溶接接合して断面略十字形やＴ字形に形成された組立鉄骨部材が一般的である。このような組立鉄骨部材では、柱梁接合部において、主鋼材および副鋼材のフランジおよびウェブを連結するダイアフラムが溶接固定されている。さらに、主鋼材の強軸方向に関しては、一方の梁鉄骨が当該主鋼材のフランジに接合され、主鋼材の弱軸方向に関しては、他方の梁鉄骨が副鋼材のフランジに接合されて、各方向の骨組みが構成されるようになっている。
しかし、このような従来のＳＲＣ造の柱用鉄骨部材では、副鋼材を切断加工したり、主鋼材と副鋼材とを溶接接合にて組み立てたり、ダイアフラムを溶接固定したりすることから、組立加工に多大な手間を要するために製作コストが増大してしまうという不都合が生じる。
【０００３】
以上のような従来のＳＲＣ造の柱用鉄骨部材における不都合を解消するために、構造を簡略化して低コスト化を図った鉄骨部材の柱梁接合部が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１、２に記載された柱用鉄骨部材は、いずれも副鋼材が省略されてＨ形鋼からなる主鋼材単材で構成され、この主鋼材のウェブの板厚が通常のＨ形鋼に比べて極端に厚く形成されている。そして、特許文献１の鉄骨部材では、主鋼材の弱軸方向に関してウェブにガセットプレートが溶接固定され、このガセットプレートを介して梁鉄骨が接合されている。また、特許文献２の鉄骨部材では、主鋼材の弱軸方向に関してウェブに直接梁鉄骨が溶接固定されている。このような特許文献１、２の柱用鉄骨部材によれば、柱梁接合部まわりの加工手間を軽減して、製作コストを低減させることができるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３８９９１０号公報
【特許文献２】特開２０００−２３４３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１、２に記載の柱用鉄骨部材では、主鋼材のウェブの板厚が極端に厚くなっているため、主鋼材における鋼材量が増大してしまうとともに、汎用の熱間圧延Ｈ形鋼が使用できないため、コスト低減効果が十分に得られないという問題がある。
さらに、主鋼材の弱軸方向に関しては、ウェブの板厚を厚くしても負担できる曲げモーメントが強軸と比較して極端に小さくなり、主鋼材で負担しきれない分を鉄筋によって補強して柱の曲げ強度を確保しなければならず、この点からも柱全体の鋼材量が増大してしまうことになる。
【０００６】
本発明の目的は、柱の曲げ強度を十分に確保しつつ鋼材量や加工手間を削減してコスト低減を図ることができる柱用鉄骨部材および骨組構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の柱用鉄骨部材は、断面略Ｈ字形の主鋼材と、この主鋼材に強軸を交差して当該主鋼材のウェブの少なくとも一方の側面に接合される少なくとも１つの副鋼材とを備え、前記主鋼材は、階高全長に渡る長さ寸法を有して形成され、前記副鋼材は、階高寸法よりも短い所定の長さ寸法を有して形成されるとともに、前記主鋼材における柱梁接合部を含んで上下に渡る高さ位置に接合されていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、主鋼材としては、熱間圧延により製造されたものでもよく、また一対のフランジおよびウェブを構成する板材を溶接接合して組み立てた組立材（ビルトアップ材）でもよい。また、副鋼材としては、Ｈ形鋼や溝形鋼、山形鋼等の形鋼でもよく、またＨ形鋼を切断して形成した断面Ｔ字形の鋼材でもよい。さらに、副鋼材は、熱間圧延鋼材でもよく、ビルトアップ材でもよい。
また、１つの副鋼材を主鋼材のウェブの片面に接合して柱用鉄骨部材を断面略Ｔ字形に形成してもよく、２つの副鋼材を主鋼材のウェブの両面に接合して柱用鉄骨部材を断面略十字形に形成してもよく、さらに３つ以上の副鋼材を接合してもよい。
【０００９】
以上の柱用鉄骨部材によれば、階高寸法よりも短い副鋼材を柱梁接合部および柱梁接合部の上下に渡って接合することで、階高中央部分における柱用鉄骨部材が主鋼材のみで構成されることとなり、階高中央部分における副鋼材を省略して鋼材量を削減することができる。この際、柱に作用する地震時の曲げモーメントは、柱中央部分の反曲点に関して上下略対称となるため、柱中央部分に副鋼材が配置されていなくても特に問題とならず、柱の上下端（柱梁接合部）に配置された副鋼材で曲げモーメントを負担することができ、柱の曲げ強度を十分に確保することができる。
また、主鋼材の全長に渡って副鋼材を接合する必要もないことから、接合に係る作業手間を削減することができる。
さらに、このような柱用鉄骨部材では、主鋼材のウェブの板厚を極端に厚くする従来の構造と比較し、主鋼材の弱軸方向に関しても副鋼材が曲げモーメントを負担することができるため、鉄筋等による補強が不要であり、柱全体としてみた場合の鋼材量を削減することができる。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の柱用鉄骨部材は、請求項１に記載の柱用鉄骨部材において、前記副鋼材は、断面略Ｈ字形に形成された形鋼であって、当該副鋼材の一方のフランジが前記主鋼材のウェブに、隅肉溶接接合およびボルト接合の少なくとも一方の接合方法で接合されていることを特徴とする。
このような構成によれば、副鋼材をＨ形鋼で構成することで、従来のような切断加工が不要にでき、この点からも加工手間を削減することができる。さらに、従来のＴ字形に切断した副鋼材のウェブを主鋼材に溶接接合する場合には、位置決め治具等で副鋼材を固定した状態で溶接しなければならないため、加工工場における接合作業が必須となってしまうため、加工コストが増大するという問題もあった。これに対して、本発明のようにＨ形鋼からなる副鋼材のフランジを主鋼材のウェブに接合する場合には、副鋼材の位置決めが容易にできるので、工場における接合作業に限らず、建設現場にて接合することもでき、加工コストや鋼材の運搬コストを大幅に低減することができる。
また、主鋼材と副鋼材との接合方法として隅肉溶接接合やボルト接合、およびこれらを併用した接合方法を適宜選択することで、加工手間をさらに削減することができる。
【００１１】
さらに、本発明の請求項３に記載の柱用鉄骨部材は、請求項１または請求項２に記載の柱用鉄骨部材において、前記主鋼材および副鋼材における柱梁接合部位置には、当該主鋼材のフランジとウェブとを連結する主ダイアフラムと、当該副鋼材のフランジとウェブとを連結する副ダイアフラムとが、互いに独立して設けられていることを特徴とする。
このような構成によれば、主鋼材の主ダイアフラムと副鋼材の副ダイアフラムとを独立させて設けたことで、柱梁接合部まわりの組立加工をより簡単にすることができ、さらにコスト低減を図ることができる。また、主ダイアフラムと副ダイアフラムとが独立しているので、工場のみならず建設現場においても主鋼材と副鋼材とを容易に接合することができ、加工コストや運搬コストを一層低減することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載の柱用鉄骨部材は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の柱用鉄骨部材において、前記副鋼材の長さ寸法は、階高寸法の３０％〜６０％に設定されていることを特徴とする。
このような構成によれば、副鋼材の長さ寸法を階高寸法の６０％以下にしたことで、階高中央部分において副鋼材の省略された範囲が階高寸法の４０％以上となり、確実に鋼材量を削減することができる。また、副鋼材の長さ寸法を階高寸法の３０％以上にしたことで、柱の上下端部において階高の１５％以上に副鋼材が配置されることとなり、この副鋼材によって曲げモーメントを負担して柱の強度を確保することができる。なお、副鋼材の長さ寸法は、柱の強度を確保する上で少なくとも階高寸法の３０％以上必要であるが、階高寸法の４０％以上、もしくは階高寸法の５０％以上とすると、柱の剛性および強度をさらに確保することができる。
【００１３】
一方、本発明の請求項５に記載の骨組構造は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の柱用鉄骨部材を内蔵した鉄骨鉄筋コンクリート柱に、鉄骨梁、鉄骨鉄筋コンクリート梁、または鉄筋コンクリート梁を接合して構成されることを特徴とする。
以上の骨組構造によれば、前述したいずれかの柱用鉄骨部材で得られる効果と同様の効果を奏することができる。すなわち、鉄骨鉄筋コンクリート柱に内蔵される柱用鉄骨部材の鋼材量や加工手間を削減することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項６に記載の骨組構造は、請求項５に記載の骨組構造において、前記鉄骨鉄筋コンクリート柱を構成する主鋼材および副鋼材は、互いに建設現場にて接合されることを特徴とする。
このような構成によれば、主鋼材および副鋼材を建設現場で接合することで、加工工場における接合作業を大幅に削減して加工コストを低減することができる。さらに、副鋼材が接合されていない状態で主鋼材および副鋼材を建設現場まで運搬することで、運搬の効率が飛躍的に高まり、運搬コストを大幅に低減することができる。つまり、主鋼材や副鋼材を単材で運搬する場合には、トレーラ等の荷台に効率よく鋼材を積載することができ、運搬の効率を向上させることができる。
ここで、副鋼材を建設現場で主鋼材に接合する方法としては、主鋼材および副鋼材を地組みしてから建方してもよく、また主鋼材のみを建方した後に副鋼材を接合してもよい。さらに、副鋼材には、予め梁鉄骨の端部部材を接合しておいてもよく、また梁鉄骨の端部部材を建設現場で接合してもよい。このように様々な施工方法が採用できるため、建設現場の立地や工程等の諸条件に応じて最適な工法を選択することができ、建物施工の効率化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような本発明の柱用鉄骨部材および骨組構造によれば、柱の曲げ強度を十分に確保しつつ鋼材量や加工手間を削減してコスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
【００１７】
〔第１実施形態〕
図１(Ａ)，(Ｂ)は、本発明の第１実施形態に係る骨組構造１の一部を示す側面図である。図２(Ａ)〜(Ｃ)は、骨組構造１を示す横断面図であり、それぞれ図１に矢視IIa−IIa線、IIb−IIb線、IIc−IIc線で示す断面図である。図３は、骨組構造１の一部を示す斜視図である。
図１〜図３において、骨組構造１は、建物の主要構造体を構成するもので、鉄骨鉄筋コンクリート製の柱２と鉄骨製の梁３とが剛接合されたラーメン構造である。柱２は、柱用鉄骨部材４と、この柱用鉄骨部材４を囲んで配置される主筋５および肋筋（フープ）６と、これらの柱用鉄骨部材４、主筋５および肋筋６を内蔵して周囲に打設されるコンクリート７とを有して形成されている。
【００１８】
柱用鉄骨部材４は、断面略Ｈ字形の主鋼材（例えば、熱間圧延Ｈ形鋼）１０と、この主鋼材１０に強軸を交差して接合される２つの副鋼材（例えば、熱間圧延Ｈ形鋼）２０とを備え、これらの主鋼材１０および副鋼材２０から断面略十字形に形成されている。主鋼材１０は、階高寸法Ｈ1全長に渡る長さ寸法、例えば、建物の３フロア分の長さ寸法を有した１本の鋼材から形成されている。副鋼材２０は、階高寸法Ｈ1よりも短い長さ寸法Ｈ2を有して形成されるとともに、柱梁接合部８およびその上下に延びて主鋼材１０のウェブ１２に接合されている。２つの副鋼材２０の鋼材寸法は、互いに略同一とされ、主鋼材１０の鋼材せいの略半分の鋼材せいを有したものとなっている。ここで、副鋼材２０の長さ寸法Ｈ2は、階高寸法Ｈ1の３０％〜６０％に設定されており、階高中央部分における柱用鉄骨部材４は、主鋼材１０のみから構成され、この主鋼材１０のみの部分の長さ寸法Ｈ3は、階高寸法Ｈ1の７０％〜４０％となっている。
【００１９】
副鋼材２０は、その一方のフランジ２１を主鋼材１０のウェブ１２に密接させた状態で、フランジ２１の端縁が主鋼材１０のウェブ１２に隅肉溶接により接合されている。また、柱梁接合部８において、主鋼材１０のフランジ１１およびウェブ１２と、副鋼材２０のフランジ２１およびウェブ２２との間には、梁３の高さ寸法に合わせてダイアフラム９が溶接固定されている。そして、梁３のうちの主鋼材１０の強軸方向に関する梁３は、その端部部材３Ａが主鋼材１０のフランジ１１に溶接固定され、主鋼材１０の弱軸方向に関する梁３は、その端部部材３Ａが副鋼材２０のフランジ２１に溶接固定されている。そして、図３に示すように、梁３の中央部材３Ｂは、スプライスプレート３Ｃを介して高力ボルト等により端部部材３Ａに固定されるようになっている。
【００２０】
以上のような柱用鉄骨部材４の組立作業は、加工工場においてなされてもよく、また建設現場においてなされてもよい。
加工工場において組み立てる場合には、主鋼材１０の所定位置に副鋼材２０を接合し、ダイアフラム９を固定して柱用鉄骨部材４を形成した後に、梁３の端部部材３Ａを主鋼材１０および副鋼材２０のフランジ１１，２１に溶接固定する。このように組み立てた柱用鉄骨部材４を、四方に梁３の端部部材３Ａが突出した状態で建設現場まで運搬して建方する。
一方、建設現場において組み立てる場合には、建設現場に運搬された単材の主鋼材１０および副鋼材２０を作業ヤード等で接合してから建方する、あるいは主鋼材１０のみを建方した後に副鋼材２０を主鋼材１０に接合する。この際、主鋼材１０と副鋼材２０とを位置決めするための仮ボルト等により仮止めした状態で副鋼材２０を接合することが望ましい。
【００２１】
次に、骨組構造１における主鋼材１０の弱軸方向に関する水平力抵抗機構について、図４および図５に基づいて説明する。
図４は、水平力作用時の柱２の応力状態を説明する図である。図５は、柱２の抵抗モーメントを説明する図である。
地震等の水平力が作用した場合、柱２には、図４に示すような曲げモーメントＭが作用する。この曲げモーメントＭは、柱２の階高略中央位置の反曲点に対して上下対称に作用し、柱２の上端または下端において最大の曲げモーメントＭｔが作用するようになっている。そして、柱２の上下端では、曲げモーメントＭｔに対して、主鋼材１０および副鋼材２０からなる鉄骨による抵抗モーメントＭｓと、主筋５およびコンクリート７からなる鉄筋コンクリートによる抵抗モーメントＭｒｃとで抵抗できるように設計されている。
また、副鋼材２０の上端または下端位置である柱用鉄骨部材４の断面切り換え位置において、主鋼材１０の弱軸による抵抗モーメントＭｓ’と、鉄筋コンクリートによる抵抗モーメントＭｒｃと、を合わせた抵抗モーメントＭａにより作用曲げモーメントに対して抵抗できるように設計されている。
【００２２】
ここで、一般的なＳＲＣ造の柱では、鉄筋コンクリートによる抵抗モーメントＭｒｃと、鉄骨による抵抗モーメントＭｓとの比率（Ｍｒｃ／Ｍｓ）が、１．５程度となるように設計されている。さらに、主鋼材１０の弱軸による抵抗モーメントＭｓ’と、断面略十字形の主鋼材１０および副鋼材２０による抵抗モーメントＭｓとの比率（Ｍｓ’／Ｍｓ）は、０．１程度である。以上を考慮すると、柱用鉄骨部材４の断面切り換え位置における抵抗モーメントＭａは、略０．６４Ｍｔとなる。
【００２３】
次に、柱用鉄骨部材４の断面切り換え位置の柱２上下端からの距離（Ｈ2／２）と、階高寸法Ｈ1の１／２との比率、つまり副鋼材２０の長さ寸法Ｈ2と階高寸法Ｈ1との比率をα（＝Ｈ2/Ｈ1）とした場合に、この比率αと断面切り換え位置の必要モーメントＭreqとの関係は、図５に示すような右下がりの直線となる。すなわち、柱２の上下端（α＝０、Ｈ2＝０）では、最大の曲げモーメントＭｔだけの抵抗モーメントが必要とされ、柱２の反曲点（α＝１、Ｈ2＝Ｈ1）では、必要モーメントが０となる。
そして、Ｍｒｃ／Ｍｓが１．５、Ｍｓ’／Ｍｓが０．１の場合、断面切り換え位置における抵抗モーメントＭａ（≒０．６５Ｍｔ）が必要モーメントＭreqとなる時の比率αは０．３５である。この比率αは、小さいほど望ましいが、前記Ｍｒｃ／ＭｓやＭｓ’／Ｍｓは設計条件による変動を考慮しても、断面切り換え位置において概ね抵抗モーメントＭａが必要モーメントＭreqを上回るためには、比率αが０．３以上である必要がある。従って、本実施形態の副鋼材２０の長さ寸法Ｈ2は、階高寸法Ｈ1の３０％以上（α≧０．３）に設定されているため、断面切り換え位置における柱２の曲げ強度が確保されるようになっている。
【００２４】
なお、柱２の構造としては、上記したものに限らず、以下の図６に示すような柱用鉄骨部材４の構成や、図７〜図９に示すような応力伝達手段が採用可能である。
図６(Ａ)，(Ｂ)は、本実施形態の変形例に係る柱用鉄骨部材４を示す断面図である。図７(Ａ)，(Ｂ)、図８(Ａ)〜(Ｃ)、および図９(Ａ)〜(Ｃ)は、それぞれ本実施形態の変形例に係る柱２を示す断面図である。
柱用鉄骨部材４は、図６(Ａ)に示すように、主鋼材１０と、この主鋼材１０のウェブ１２の片面に接合された１つの副鋼材２０とを備えて断面略Ｔ字形に形成されていてもよい。このような柱用鉄骨部材４は、主鋼材１０の弱軸方向の一方のみに梁３が接合される外柱に用いる場合に適している。
さらに、柱用鉄骨部材４は、図６(Ｂ)に示すように、主鋼材１０のウェブ１２の両面に接合された２つの副鋼材２０が互いに異なるサイズのＨ形鋼から構成されていてもよい。このような柱用鉄骨部材４は、主鋼材１０の弱軸方向に接続される梁３のサイズが左右で異なる場合に適している。
【００２５】
また、応力伝達手段としては、副鋼材２０の上下端において、図７に示すように柱２の肋筋６のピッチを細かくしたものや、図８に示すように柱用鉄骨部材４に鉄筋３０やスタッドボルト３１を固定したもの、図９に示すように柱用鉄骨部材４にスタッドボルト３１を固定したものが挙げられる。
ずなわち、図７に示す応力伝達手段は、副鋼材２０の上下端位置から上下に柱幅Ｄの範囲における肋筋６を他の部分に比べて略半分のピッチ寸法で、つまり略倍の量だけ配置することで構成されている。また、図８に示す応力伝達手段は、主鋼材１０および副鋼材２０のフランジ１１，２１に溶接固定した鉄筋３０、および主鋼材１０のウェブ１２に溶接固定したスタッドボルト３１で構成されている。さらに、図９に示す応力伝達手段は、主鋼材１０および副鋼材２０のウェブ１２，２２に溶接固定したスタッドボルト３１で構成されている。
以上のような応力伝達手段を設けることで、副鋼材２０の切り換え部分における柱用鉄骨部材４からコンクリート７および主筋５への応力伝達がスムーズに行われるようになっている。
【００２６】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）すなわち、副鋼材２０が階高寸法Ｈ1よりも短く形成されて柱梁接合部８およびその上下に延びて主鋼材１０に接合されているので、階高中央部分における柱用鉄骨部材４が主鋼材１０のみで構成されることとなり、階高中央部分における副鋼材２０を省略して鋼材量を削減することができる。
【００２７】
（２）この際、柱２の弱軸方向に作用する曲げモーメントは、柱中央部分においては鉄筋コンクリート断面で負担され、柱の上下端においては副鋼材２０で負担されるので、柱２の曲げ強度を十分に確保することができる。
【００２８】
（３）さらに、主鋼材１０の全長に渡って副鋼材２０を接合する必要もないことから、これらの接合に係る作業手間を削減することができる。
【００２９】
（４）そして、副鋼材２０をＨ形鋼で構成することで、従来のような切断加工が不要にでき、この点からも加工手間を削減することができるとともに、副鋼材２０の位置決めが容易にできるので、工場における接合作業に限らず、建設現場にて主鋼材１０接合することもでき、加工コストや鋼材の運搬コストを大幅に低減することができる。
【００３０】
（５）また、副鋼材２０の長さ寸法Ｈ2を階高寸法Ｈ1の６０％以下にしたことで、階高中央部分において副鋼材２０の省略された部分の長さ寸法Ｈ3が階高寸法Ｈ1の４０％以上となり、確実に鋼材量を削減することができる。また、副鋼材２０の長さ寸法Ｈ2を階高寸法Ｈ1の３０％以上にしたことで、柱２の上下端部において副鋼材２０によって曲げモーメントを負担して柱２の強度を確保することができる。
【００３１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図１０、図１１に基づいて説明する。
図１０(Ａ)，(Ｂ)は、本発明の第２実施形態に係る骨組構造の一部を示す横断面図である。図１１は、骨組構造の一部を示す縦断面図である。
第２実施形態の骨組構造は、前記第１実施形態と比較して柱用鉄骨部材４の組立方法およびダイアフラム９の構成が相違し、その他の構成は略同一である。以下に相違点について詳しく説明する。
【００３２】
図１０、１１において、柱用鉄骨部材４は、主鋼材１０のウェブ１２と副鋼材２０の一方のフランジ２１とがボルト接合によって固定されて組み立てられている。すなわち、主鋼材１０のウェブ１２の両面に２つの副鋼材２０のフランジ２１を当てがった状態で、これらのフランジ２１およびウェブ１２のボルト孔に高力ボルト３２を挿通し、高力ボルト３２にナット３３を螺合して締め付けることで、主鋼材１０と副鋼材２０とが固定されるようになっている。
また、主鋼材１０および副鋼材２０における柱梁接合部８位置には、主鋼材１０のフランジ１１とウェブ１２とを連結する主ダイアフラム９Ａと、副鋼材２０のフランジ２１とウェブ２２とを連結する副ダイアフラム９Ｂとが、互いに独立して設けられている。
【００３３】
このような本実施形態によれば、前記した（１）〜（５）の効果に加えて以下のような効果がある。
（６）すなわち、主鋼材１０に対して副鋼材２０がボルト接合されることで、溶接接合と比較して簡単に副鋼材２０を接合することができる。また、主ダイアフラム９Ａと副ダイアフラム９Ｂとが独立しているため、主鋼材１０と副鋼材２０とを接合する前にダイアフラムを溶接固定しておけるので、柱用鉄骨部材４の加工がより一層簡単にでき、建設現場において組み立てる場合にも作業性を向上させることができる。
【００３４】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図１２、図１３に基づいて説明する。
図１２は、本発明の第３実施形態に係る骨組構造の一部を示す横断面図である。図１３は、骨組構造の一部を示す縦断面図である。
第３実施形態の骨組構造は、前記第２実施形態と比較して梁３の接合方法が相違し、その他の構成は略同一である。以下に相違点について詳しく説明する。
【００３５】
図１２、１３において、主鋼材１０のフランジ１１および副鋼材２０の他方のフランジ２１と、梁３とは、断面略Ｔ字形の連結用鋼材（スプリットＴ）３４を介して接合されている。連結用鋼材３４は、Ｈ形鋼のウェブ部分を切断して形成されたもので、フランジ３４Ａが主鋼材１０のフランジ１１および副鋼材２０のフランジ２１にそれぞれボルト固定され、ウェブ３４Ｂが梁３のフランジにボルト固定されている。
【００３６】
このような本実施形態によれば、前記した（１）〜（６）の効果に加えて以下のような効果がある。
（７）すなわち、連結用鋼材３４を介して柱用鉄骨部材４に梁３をボルト固定することで、建設現場における作業性を向上させることができる。さらに、梁３を端部部材と中央部材とに分割する必要がなくなり、加工手間をさらに削減することができる。
【００３７】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記各実施形態においては、柱２を鉄骨鉄筋コンクリート製とし、梁３を鉄骨製としたが、これに限らず、梁を鉄骨鉄筋コンクリート製や鉄筋コンクリート製としてもよい。
【００３８】
また、前記実施形態では、副鋼材２０をＨ形鋼で構成したが、これに限らず、溝形鋼や山形鋼で構成してもよい。
また、主鋼材１０や副鋼材２０は、熱間圧延により製造されたものに限らず、板材を溶接接合して組み立てた組立材（ビルトアップ材）でもよい。
また、副鋼材２０の長さ寸法Ｈ2は、階高寸法Ｈ1の３０％以上としたが、階高寸法の４０％以上あるいは階高寸法の５０％以上にすれば、断面切り換え位置における柱の強度を確保する上で有利である。ただし、副鋼材２０の長さ寸法Ｈ2を長くしすぎると、鋼材量が増加してしまうため、階高寸法の６０％以下にすることが望ましい。
【００３９】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】(Ａ)，(Ｂ)は、本発明の第１実施形態に係る骨組構造の一部を示す側面図である。
【図２】(Ａ)〜(Ｃ)は、前記骨組構造を示す横断面図である。
【図３】前記骨組構造の一部を示す斜視図である。
【図４】前記骨組構造における水平力作用時の柱の応力状態を説明する図である。
【図５】前記柱の抵抗モーメントを説明する図である。
【図６】(Ａ)，(Ｂ)は、本実施形態の変形例に係る柱用鉄骨部材を示す断面図である。
【図７】(Ａ)，(Ｂ)は、本実施形態の変形例に係る柱を示す断面図である。
【図８】(Ａ)〜(Ｃ)は、本実施形態の変形例に係る柱を示す断面図である。
【図９】(Ａ)〜(Ｃ)は、本実施形態の変形例に係る柱を示す断面図である。
【図１０】(Ａ)，(Ｂ)は、本発明の第２実施形態に係る骨組構造の一部を示す横断面図である。
【図１１】前記骨組構造の一部を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る骨組構造の一部を示す横断面図である。
【図１３】前記骨組構造の一部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
２…柱、３…梁、４…柱用鉄骨部材、８…柱梁接合部、９Ａ…主ダイアフラム、９Ｂ…副ダイアフラム、１０…主鋼材、１２…ウェブ、２０…副鋼材、２１…フランジ。
【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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