(57)【要約】【課題】柱と梁との接合作業を簡易、迅速に実施できるものとしながら、梁端の接合部での回転剛性を最適なものとした柱梁接合構造を提供する。【解決手段】本発明を適用した柱梁接合構造１は、柱２と梁５とを接合するために設けられるものであり、コンクリート３が用いられた柱２と、鉄骨材６が用いられて柱２に接合される梁５とを備える。梁５は、材軸方向ｘに作用する引張力Ｔを柱２のコンクリート３に伝達する引張応力伝達部材７１と、材軸方向ｘに作用する圧縮力Ｃを柱２のコンクリート３に伝達する圧縮応力伝達部材７２とを有し、梁５から延びて設けられた引張応力伝達部材７１が柱２のコンクリート３に埋め込まれるとともに、鉄骨材６の下部６ｂに圧縮応力伝達部材７２が固定される。【選択図】図６
2018009410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱と梁とを接合するために設けられる柱梁接合構造であって、
コンクリートが用いられた柱と、鉄骨材が用いられて前記柱に接合される梁とを備え、
前記梁は、材軸方向に作用する引張力を前記柱のコンクリートに伝達する引張応力伝達部材と、材軸方向に作用する圧縮力を前記柱のコンクリートに伝達する圧縮応力伝達部材とを有し、前記梁から延びて設けられた前記引張応力伝達部材が前記柱のコンクリートに埋め込まれるとともに、前記鉄骨材の下部に前記圧縮応力伝達部材が固定されること
を特徴とする柱梁接合構造。
【請求項２】
前記梁は、梁断面の高さ方向に作用するせん断力によって生じる曲げモーメントを前記柱に伝達する曲げ応力伝達部材を有し、略平板状の前記曲げ応力伝達部材が前記鉄骨材に固定されること
を特徴とする請求項１記載の柱梁接合構造。
【請求項３】
前記梁の材軸方向で一方の梁端が接合される第１の前記柱と、前記梁の材軸方向で他方の梁端が接合される第２の前記柱とを備え、
前記梁は、前記柱に接合される梁端の接合部での回転剛性Ｋが０より大きく、前記梁が前記鉄骨材及びコンクリートを主体とした合成梁の場合に、前記回転剛性Ｋが下記（３０）式により規定される関係を満足して、前記梁が前記鉄骨材を主体とした鉄骨梁の場合に、前記回転剛性Ｋが下記（３１）式により規定される関係を満足すること
を特徴とする請求項１又は２記載の柱梁接合構造。
【数３９】
2018009410.tif 000042
【数４０】
2018009410.tif 000043
【請求項４】
前記梁は、さらに、前記梁が前記合成梁の場合に、前記回転剛性Ｋが下記（３３）式により規定される関係を満足して、前記梁が前記鉄骨梁の場合に、前記回転剛性Ｋが下記（３４）式により規定される関係を満足すること
を特徴とする請求項３記載の柱梁接合構造。
【数４１】
2018009410.tif 000044
【数４２】
2018009410.tif 000045
ここで、sＭu：正曲げを受ける梁の曲げ耐力、hＭu：負曲げを受ける梁の曲げ耐力とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱と梁とを接合するために設けられる柱梁接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加工、施工手間の大幅な低減を可能として、かつ接合品質の確保が容易な剛又は半剛の柱と梁との接合構造を実現するものとして、特許文献１に開示される柱梁接合構造が提案されている。また、鉄筋コンクリート柱と鉄骨梁とを無溶接又は最小限の溶接のみで剛接合するものとして、特許文献２に開示される柱梁接合構造が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示される柱梁接合構造は、柱の相対する２つの側面にそれぞれ梁を接合し、梁上にコンクリート床スラブを構築してなる。特許文献１に開示される柱梁接合構造は、梁上フランジに作用する梁軸方向応力を床スラブへ伝達するずれ止め部材を梁上フランジに有して、柱の周辺でかつ柱の相対する２つの側面に接合した梁に跨って軸力伝達材を床スラブ内に配置し、一方の梁上フランジに作用する引張力を他方の梁上面の床スラブを介して柱に圧縮力として伝達可能に構成したことを特徴とする。
【０００４】
特許文献２に開示される柱梁接合構造は、鉄筋コンクリート柱の仕口部において、複数の鉄骨梁の端面同士を突き合わせて配置し、仕口部にコンクリートを打設してなる。特許文献２に開示される柱梁接合構造は、仕口部に打設されたコンクリートの一部を取り囲むように配置された第１力伝達部材と、鉄骨梁に対して固定された状態で第１力伝達部材に取り囲まれたコンクリート内に配置された第２力伝達部材と、鉄筋コンクリート柱に固定された固定部材、又は、鉄筋コンクリート柱に対して固定された状態で第１力伝達部材に取り囲まれたコンクリート内に配置された第３力伝達部材とを備えたことを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１６０７３号公報
【特許文献２】特開２００８−２９１５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１に開示される柱梁接合構造は、柱の相対する２つの側面に接合した梁に跨って床スラブ内に軸力伝達材が配置されて、柱の一方の側面の梁に作用する引張力が柱の他方の側面の梁から圧縮力として柱に伝達されるものである。このため、特許文献１に開示される柱梁接合構造は、各々の梁端において引張力と圧縮力とが同時に作用することが想定されておらず、梁端の接合部での回転剛性が必ずしも最適なものとならない。
【０００７】
また、特許文献２に開示される柱梁接合構造は、仕口部内に打設されたコンクリートに第１力伝達部材（拘束部材）が配置されて、鉄骨梁に対して固定された複数の第２力伝達部材（せん断抵抗部材）を環状の拘束部材で取り囲むことで梁端の接合部が剛接合される。このとき、特許文献２に開示される柱梁接合構造は、環状の拘束部材でせん断抵抗部材を取り囲むことで剛接合とするため、接合作業の煩雑化、長期化を招来する原因となる。
【０００８】
さらに、特許文献２に開示される柱梁接合構造は、塞ぎ板が補強部材として機能するとされるが、塞ぎ板が鉄骨梁のウェブにボルト接合されるに過ぎず、鉄骨梁の下フランジに塞ぎ板が連結されていない。このとき、特許文献２に開示される柱梁接合構造は、剛接合とする梁端では引張力と圧縮力とが同時に作用することが想定されていないため、梁端に作用する圧縮力が塞ぎ板を通じて鉄筋コンクリート柱まで伝達されるものとはならない。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであって、その目的とするところは、柱と梁との接合作業を簡易、迅速に実施できるものとしながら、梁端の接合部での回転剛性を最適なものとした柱梁接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係る柱梁接合構造は、柱と梁とを接合するために設けられる柱梁接合構造であって、コンクリートが用いられた柱と、鉄骨材が用いられて前記柱に接合される梁とを備え、前記梁は、材軸方向に作用する引張力を前記柱のコンクリートに伝達する引張応力伝達部材と、材軸方向に作用する圧縮力を前記柱のコンクリートに伝達する圧縮応力伝達部材とを有し、前記梁から延びて設けられた前記引張応力伝達部材が前記柱のコンクリートに埋め込まれるとともに、前記鉄骨材の下部に前記圧縮応力伝達部材が固定されることを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る柱梁接合構造は、第１発明において、前記梁は、梁断面の高さ方向に作用するせん断力によって生じる曲げモーメントを前記柱に伝達する曲げ応力伝達部材を有し、略平板状の前記曲げ応力伝達部材が前記鉄骨材に固定されることを特徴とする。
【００１２】
第３発明に係る柱梁接合構造は、第１発明又は第２発明において、前記梁の材軸方向で一方の梁端が接合される第１の前記柱と、前記梁の材軸方向で他方の梁端が接合される第２の前記柱とを備え、前記梁は、前記柱に接合される梁端の接合部での回転剛性Ｋが０より大きく、前記梁が前記鉄骨材及びコンクリートを主体とした合成梁の場合に、前記回転剛性Ｋが下記（３０）式により規定される関係を満足して、前記梁が前記鉄骨材を主体とした鉄骨梁の場合に、前記回転剛性Ｋが下記（３１）式により規定される関係を満足することを特徴とする。
【００１３】
【数１】
2018009410.tif 000003
【数２】
2018009410.tif 000004
【００１４】
第４発明に係る柱梁接合構造は、第３発明において、前記梁は、さらに、前記梁が前記合成梁の場合に、前記回転剛性Ｋが下記（３３）式により規定される関係を満足して、前記梁が前記鉄骨梁の場合に、前記回転剛性Ｋが下記（３４）式により規定される関係を満足することを特徴とする。
【００１５】
【数３】
2018009410.tif 000005
【数４】
2018009410.tif 000006
ここで、sＭu：正曲げを受ける梁の曲げ耐力、hＭu：負曲げを受ける梁の曲げ耐力とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明〜第４発明によれば、梁から延びた引張応力伝達部材が柱のコンクリートに埋め込まれて、また、梁となる鉄骨材の下部に圧縮応力伝達部材が固定されることで、引張応力伝達部材と圧縮応力伝達部材とが同時に応力伝達部材として作用するため、ピン接合を上回る必要十分な回転剛性を梁端の接合部で確保することが可能となる。
【００１７】
第１発明〜第４発明によれば、スタッドを環状の拘束部材で取り囲むことで剛接合とするまでもなく、梁端の接合部を簡素化した半剛接合として、柱と梁とを接合できるものとなるため、梁端の接合部を剛接合とする場合と比較して、梁端の接合部を簡素化することで、柱と梁との接合作業を簡易、迅速に実施することが可能となる。
【００１８】
特に、第２発明によれば、梁断面の高さ方向に作用するせん断力によって生じる曲げモーメントを柱に伝達する曲げ応力伝達部材が梁の鉄骨材に固定されることで、梁端の接合部での最適な回転剛性を実現するために、梁端から柱に伝達される曲げモーメントを容易に調節することが可能となる。
【００１９】
特に、第３発明によれば、梁端の接合部を半剛接合として簡素化しながら、回転剛性Ｋが上記（３０）式又は上記（３１）式により規定される関係を満足することで、重力荷重に対して最適な回転剛性Ｋの上限値を算出して合理的な設計をすることが可能となる。
【００２０】
特に、第４発明によれば、回転剛性Ｋが上記（３３）式又は上記（３４）式により規定される関係を満足することで、最適な回転剛性Ｋの下限値を算出して合理的な設計をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した柱梁接合構造でコンクリートが用いられた柱及び鉄骨材が用いられた梁を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した柱梁接合構造で鉄骨鉄筋コンクリート造の柱を示す平面図である。
【図３】本発明を適用した柱梁接合構造で鉄筋コンクリート造の柱を示す平面図である。
【図４】本発明を適用した柱梁接合構造でコンクリートが用いられた柱及び鉄骨材が用いられた梁を示す正面図である。
【図５】本発明を適用した柱梁接合構造で梁に設けられた引張応力伝達部材、圧縮応力伝達部材及び曲げ応力伝達部材を示す斜視図である。
【図６】本発明を適用した柱梁接合構造で鉄骨材を主体とした鉄骨梁を示す正面図である。
【図７】本発明を適用した柱梁接合構造で鉄骨材及びコンクリートを主体とした合成梁を示す正面図である。
【図８】本発明を適用した柱梁接合構造でスタッドが用いられた引張応力伝達部材を示す拡大正面図である。
【図９】（ａ）は、本発明を適用した柱梁接合構造でスタッドが用いられた圧縮応力伝達部材を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、エクステンドプレートが用いられた圧縮応力伝達部材を示す拡大正面図である。
【図１０】（ａ）は、本発明を適用した柱梁接合構造で柱に接合された２本の梁を示す平面図であり、（ｂ）は、柱に接合された３本の梁を示す平面図である。
【図１１】本発明を適用した柱梁接合構造で２本の柱に架設された１本の梁を示す正面図である。
【図１２】（ａ）は、本発明を適用した柱梁接合構造で梁の荷重条件を示す概略正面図であり、（ｂ）は、梁の曲げモーメント分布を示す概略正面図である。
【図１３】（ａ）は、本発明を適用した柱梁接合構造で回転剛性と曲げモーメントとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、回転剛性と曲げ応力度比との関係を示すグラフ、（ｃ）は、回転剛性と梁中央の撓みとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を適用した柱梁接合構造１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本発明を適用した柱梁接合構造１は、図１に示すように、例えば、住宅、学校、事務所又は病院施設等の建造物に導入される。本発明を適用した柱梁接合構造１は、柱２及び梁５が設けられる建造物等において、柱２と梁５とを接合するために設けられる。
【００２４】
本発明を適用した柱梁接合構造１は、コンクリート３が用いられた柱２と、鉄骨材６が用いられた梁５とを備える。本発明を適用した柱梁接合構造１は、例えば、幅方向Ｘ及び奥行方向Ｙに延びる複数の梁５が、高さ方向Ｚに延びる柱２に接合される。
【００２５】
柱２は、図２、図３に示すように、主に、断面略矩形状等に形成されたコンクリート３が用いられる。柱２は、コンクリート３の内部に鉄筋３０が配設されることで、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造又は鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の柱２となる。
【００２６】
柱２は、図２に示すように、コンクリート３の内部にＨ形鋼等の高さ方向Ｚに延びる鉄骨材６が配設された鉄骨鉄筋コンクリート柱３１が用いられる。柱２は、図３に示すように、コンクリート３の内部に、高さ方向Ｚに延びる鉄骨材が配設されていない鉄筋コンクリート柱３２が用いられてもよい。
【００２７】
柱２は、図４に示すように、コンクリート３の内部で、高さ方向Ｚに延びる複数の鉄筋３０が主筋３０ａとして設けられて、梁５の上方、下方及び側方で、複数の主筋３０ａを取り囲んだ鉄筋３０が、高さ方向Ｚで複数段に亘って帯筋３０ｂとして設けられる。
【００２８】
梁５は、図５に示すように、主に、断面略Ｈ形状等に形成された鉄骨材６が用いられる。鉄骨材６は、材軸方向ｘに対する断面形状が略Ｈ形状に形成されたＨ形鋼が用いられるほか、材軸方向ｘに対する断面形状が略Ｃ形状に形成された溝形鋼が用いられてもよい。
【００２９】
鉄骨材６は、高さ方向Ｚの上部６ａに上フランジ６１が形成されるとともに、高さ方向Ｚの下部６ｂに下フランジ６２が形成される。鉄骨材６は、上部６ａの上フランジ６１と下部６ｂの下フランジ６２とが、高さ方向Ｚに延びるウェブ６３で連結される。
【００３０】
梁５は、図６、図７に示すように、鉄骨材６を主体とした鉄骨梁５１又は鉄骨材６及びコンクリート３を主体とした合成梁５２が用いられる。梁５は、材軸方向ｘの梁端５０が柱２のコンクリート３に埋め込まれて、梁端５０の接合部７で柱２に接合される。
【００３１】
梁５は、突設部材４又は鉄筋３０等の引張応力伝達部材７１が、梁端５０の接合部７で鉄骨梁５１又は合成梁５２から延びて設けられる。梁５は、フェイスベアリングプレート４２等の圧縮応力伝達部材７２が、鉄骨梁５１又は合成梁５２の鉄骨材６に固定される。
【００３２】
梁５は、鉄骨梁５１又は合成梁５２に上方から高さ方向Ｚの荷重Ｐが負荷されて、梁端５０に曲げモーメントＭが作用する。このとき、梁５は、材軸方向ｘに作用する引張力Ｔを引張応力伝達部材７１が柱２のコンクリート３に伝達するとともに、材軸方向ｘに作用する圧縮力Ｃを圧縮応力伝達部材７２が柱２のコンクリート３に伝達するものとなる。
【００３３】
鉄骨梁５１は、図６に示すように、鉄骨材６の上フランジ６１の上方にコンクリートが設けられることなく、鉄骨材６を主体として形成される。鉄骨梁５１は、必要に応じて、鉄骨材６の外周を取り囲んで、図示しない断熱材及び仕上材等が設けられる。
【００３４】
合成梁５２は、図７に示すように、鉄骨材６の上フランジ６１の上方にコンクリート３が設けられることで、鉄骨材６及びコンクリート３を主体として形成される。合成梁５２は、図示しないデッキプレートがコンクリート３とともに設けられてもよく、また、鉄骨材６及びコンクリート３の外周を取り囲んで、断熱材及び仕上材等が設けられてもよい。
【００３５】
合成梁５２は、鉄骨材６の上フランジ６１の上面６１ａから突出させたスタッド４０等の突設部材４が、鉄骨材６の上フランジ６１の上方のコンクリート３に埋め込まれることで、鉄骨材６の上方のコンクリート３と梁５の鉄骨材６とが一体化したものとなる。
【００３６】
引張応力伝達部材７１は、図８に示すように、スタッド４０等が突設部材４として用いられる。突設部材４は、梁５となる鉄骨材６の上フランジ６１の上面６１ａから突出させて延びて設けられて、柱２のコンクリート３に埋め込まれるものとなる。
【００３７】
突設部材４は、鉄骨材６の上フランジ６１にスタッド４０の先端４ａが溶接等で固定されて、スタッド４０の先端４ａがせん断抵抗することで、梁５の鉄骨材６の上フランジ６１に作用する引張力Ｔが柱２のコンクリート３に伝達される。
【００３８】
引張応力伝達部材７１は、図７に示すように、合成梁５２となる鉄骨材６の上方のコンクリート３から延びて設けられた鉄筋３０が、柱２のコンクリート３に埋め込まれるものでもよい。このとき、引張応力伝達部材７１となる鉄筋３０は、必要に応じて、引張応力伝達部材７１となる突設部材４とともに設けられる。
【００３９】
引張応力伝達部材７１となる鉄筋３０は、合成梁５２となる鉄骨材６の上方のコンクリート３に埋め込まれたスタッド４０等から引張力Ｔが伝達される。引張応力伝達部材７１となる鉄筋３０は、柱２のコンクリート３まで埋め込まれて引張抵抗することで、梁５の鉄骨材６の上フランジ６１に作用する引張力Ｔが柱２のコンクリート３に伝達される。
【００４０】
圧縮応力伝達部材７２は、鋼板等のフェイスベアリングプレート４２が、柱２の側面に沿わせて配置されて、梁５となる鉄骨材６の上フランジ６１、下フランジ６２及びウェブ６３に溶接等で固定される。フェイスベアリングプレート４２は、柱２のコンクリート３に埋め込まれるほか、柱２の側面に当接された状態で設けられてもよい。
【００４１】
圧縮応力伝達部材７２は、柱２のコンクリート３に埋め込まれた状態等で、梁５となる鉄骨材６の下部６ｂの下フランジ６２に固定されることで、梁５の鉄骨材６の下フランジ６２に作用する圧縮力Ｃが柱２のコンクリート３に伝達されるものとなる。
【００４２】
なお、圧縮応力伝達部材７２は、図９に示すように、梁５となる鉄骨材６の下部６ｂの下フランジ６２に固定されるものとして、鉄骨材６の下フランジ６２から下方又は上方に突出させたスタッド４０等の突設部材４又はエクステンドプレート４３を用いてもよい。
【００４３】
梁５は、図６、図７に示すように、必要に応じて、梁端５０に対して梁断面の高さ方向Ｚに作用するせん断力によって生じる曲げモーメントＭを柱２に伝達する曲げ応力伝達部材７３を有する。このとき、梁５は、略平板状に形成された鋼板等の曲げ応力伝達部材７３が鉄骨材６に固定される。
【００４４】
曲げ応力伝達部材７３は、梁５となる鉄骨材６のウェブ６３に当接されて、高さ方向Ｚの複数箇所にボルト接合等で接合される。また、曲げ応力伝達部材７３は、必要に応じて、梁５となる鉄骨材６の上フランジ６１及び下フランジ６２に当接されて、高さ方向Ｚの複数箇所で略平板状に形成された鋼板等がボルト接合等で接合されてもよい。
【００４５】
曲げ応力伝達部材７３は、梁５となる鉄骨材６に固定される鋼板等が、図２に示すように、鉄骨鉄筋コンクリート柱３１の鉄骨材６から突出させて設けられる。また、曲げ応力伝達部材７３は、必要に応じて、図３に示すように、鉄筋コンクリート柱３２となるコンクリート３の内部で互いに直交する梁５の鉄骨材６から突出させて設けられてもよい。
【００４６】
本発明を適用した柱梁接合構造１は、所定の柱２に対して、幅方向Ｘ及び奥行方向Ｙで四方向に４本の梁５が設けられるほか、１本〜３本の梁５が設けられてもよい。本発明を適用した柱梁接合構造１は、例えば、図１０（ａ）に示すように、二方向に２本の梁５が設けられて、又は、図１０（ｂ）に示すように、三方向に３本の梁５が設けられる。
【００４７】
本発明を適用した柱梁接合構造１は、図１１に示すように、１本の梁５が２本の柱２に架設されるものとして、梁５の材軸方向ｘで一方の梁端５０が接合される第１の柱２１と、梁５の材軸方向ｘで他方の梁端５０が接合される第２の柱２２とを備えるものとなる。
【００４８】
本発明を適用した柱梁接合構造１は、梁５の上方から高さ方向Ｚの荷重Ｐが負荷されて、梁５の各々の梁端５０に曲げモーメントＭが作用する。そして、本発明を適用した柱梁接合構造１は、梁５の鉄骨材６の上フランジ６１に対する引張力Ｔと、梁５の鉄骨材６の下フランジ６２に対する圧縮力Ｃとが、各々の梁端５０で同時に作用するものとなる。
【００４９】
本発明を適用した柱梁接合構造１は、梁５の鉄骨材６に対して引張力Ｔと圧縮力Ｃとが同時に作用するものとなるが、図６、図７に示すように、引張応力伝達部材７１で柱２に引張力Ｔが伝達されると同時に、圧縮応力伝達部材７２で柱２に圧縮力Ｃが伝達される。
【００５０】
このため、本発明を適用した柱梁接合構造１は、梁５から延びた引張応力伝達部材７１が柱２のコンクリート３に埋め込まれて、また、梁５となる鉄骨材６の下部６ｂの下フランジ６２に圧縮応力伝達部材７２が固定されることで、引張応力伝達部材７１と圧縮応力伝達部材７２とが同時に応力伝達部材として作用するため、ピン接合を上回る必要十分な回転剛性を梁端５０の接合部７で確保することが可能となる。
【００５１】
また、本発明を適用した柱梁接合構造１は、スタッド４０を環状の拘束部材で取り囲むことで剛接合とするまでもなく、梁端５０の接合部７を簡素化した半剛接合として、柱２と梁５とを接合できるものとなる。このため、本発明を適用した柱梁接合構造１は、梁端５０の接合部７を剛接合とする場合と比較して、梁端５０の接合部７を簡素化することで、柱２と梁５との接合作業を簡易、迅速に実施することが可能となる。
【００５２】
なお、半剛接合とは、柱２と梁５との間で伝達される曲げモーメントＭが小さく、柱２に対する梁５の回転移動がある程度拘束された接合形式をいう。また、ピン接合とは、柱２と梁５との間で伝達される曲げモーメントＭが皆無又は極小で、柱２に対する梁５の回転移動が拘束されない接合形式をいう。そして、半剛接合、ピン接合及び剛接合の定義は、特に、欧州設計基準（Ｅｕｒｏｃｏｄｅ３  Ｐａｒｔ１−８）に準拠するものとする。
【００５３】
さらに、本発明を適用した柱梁接合構造１は、梁断面の高さ方向Ｚに作用するせん断力によって生じる曲げモーメントＭを柱２に伝達する曲げ応力伝達部材７３が梁５の鉄骨材６に固定されることで、梁端５０の接合部７での最適な回転剛性を実現するために、梁５の梁端５０から柱２に伝達される曲げモーメントＭを容易に調節することが可能となる。
【００５４】
本発明を適用した柱梁接合構造１は、梁５の梁端５０の接合部７で最適な回転剛性Ｋを実現するために実施される。そして、本発明を適用した柱梁接合構造１は、下記（１）式〜（３４）式から、最適な回転剛性Ｋを実現するための条件が導かれるものとなる。
【００５５】
ここでは、梁５での一般的な荷重条件を想定して、図１２に示すように、梁５の全長を３分割する２点に集中荷重Ｐ（Ｎ）を受ける長さｌの梁５について、材軸方向に座標ｘ（ｍｍ）をとる。そして、両方の梁端５０の接合部７での回転剛性をＫ（Ｎｍｍ／ｒａｄ）として、梁端５０での時計回りを正とした回転角をθa（ｒａｄ）とすると、梁端５０の曲げモーメントの絶対値Ｍa（Ｎｍｍ）は下記（１）式で表される。
【００５６】
【数５】
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【００５７】
梁５の材軸方向ｘの曲げモーメント分布は、梁５となる鉄骨材６での下フランジ６２が引張のときを正とすると、力の釣り合い条件から下記（２）〜（４）式で表される。
【００５８】
【数６】
2018009410.tif 000008
【数７】
2018009410.tif 000009
【数８】
2018009410.tif 000010
【００５９】
梁５の曲率φ（ｒａｄ／ｍｍ）は、曲げモーメントＭと梁５の曲げ剛性ＥＩ（Ｎｍｍ2）とを用いて表せる。図７に示す合成梁５２は、特に、下向きの正曲げと上向きの負曲げとで曲げ剛性が異なることから、正曲げ剛性をＥＩs（Ｎｍｍ2）、負曲げ剛性をＥＩh（Ｎｍｍ2）とすると、梁５の曲率φは、正曲げの領域、負曲げの領域及び曲げモーメント分布の不連続な領域に分けて下記（５）〜（９）式で表される。
【００６０】
【数９】
2018009410.tif 000011
【数１０】
2018009410.tif 000012
【数１１】
2018009410.tif 000013
【数１２】
2018009410.tif 000014
【数１３】
2018009410.tif 000015
【００６１】
ここで、正曲げの領域と負曲げの領域との境界の点を、ｌ1、ｌ2（ｌ1＜ｌ2）とおくと、上記（２）式が０となるときのｘがｌ1、上記（４）式が０となるときのｘがｌ2であることから、これを解いて下記（１０）、（１１）式が求められる。
【００６２】
【数１４】
2018009410.tif 000016
【数１５】
2018009410.tif 000017
【００６３】
次に、梁５の回転角θ（ｒａｄ）の分布θ（ｘ）は、上記（５）〜（９）式の曲率φを材軸方向ｘで積分して、ｘ＝０における境界条件θ（０）＝θaを考慮すると、下記（１２）〜（１６）式で表される。なお、Ａ（ｘ）及びＢ（ｘ）は、下記（１７）、（１８）式で表される。
【００６４】
【数１６】
2018009410.tif 000018
【数１７】
2018009410.tif 000019
【数１８】
2018009410.tif 000020
【数１９】
2018009410.tif 000021
【数２０】
2018009410.tif 000022
【数２１】
2018009410.tif 000023
【数２２】
2018009410.tif 000024
【００６５】
次に、梁５のたわみδ（ｍｍ）の分布δ（ｘ）は、上記（１２）〜（１６）式の回転角θを材軸方向ｘで積分して、ｘ＝０における境界条件δ（０）＝０を考慮すると、下記（１９）〜（２３）式で表される。なお、Ｃ（ｘ）及びＤ（ｘ）は下記（２４）、（２５）式で表される。
【００６６】
【数２３】
2018009410.tif 000025
【数２４】
2018009410.tif 000026
【数２５】
2018009410.tif 000027
【数２６】
2018009410.tif 000028
【数２７】
2018009410.tif 000029
【数２８】
2018009410.tif 000030
【数２９】
2018009410.tif 000031
【００６７】
以上で求めた式は、Ｍa及びθaを含む形で表されているが、このままでは任意のＫに対して、Ｍa及びθaが一義的に決まらない。このため、ｘ＝ｌ／２における変形の適合条件（θ（ｌ／２）＝０）を用いると、さらに、上記（１）、（１４）式からＫとθaとの関係が下記（２６）式で表される。
【００６８】
【数３０】
2018009410.tif 000032
【００６９】
（最適な回転剛性Ｋの上限値）
そして、梁端５０の曲げモーメントＭaと梁中央５５の曲げモーメントＭcとが互いに一致するときの剛性を、図１３（ａ）に示すように、最適な回転剛性Ｋの上限値Ｋｕ．ｌｉｍとする。このときの条件は、下記（２７）式で表される。
【００７０】
【数３１】
2018009410.tif 000033
【００７１】
ここで、図１２と同様の荷重条件を想定すると、上記（２６）式から下記（２８）式が導かれ、下記（２８）式を上記（３）式に代入すると、Ｍcは下記（２９）式で表される。また、上記（２７）式に下記（２９）式を代入し、さらに上記（１）式を用いると、下記（３０）式が導かれる。そして、下記（３０）式の等号を満たすＫが、最適な回転剛性Ｋの上限値Ｋｕ．ｌｉｍとなる。ただし、ＥＩh＝ＥＩsのときは、下記（３０）式の代わりに下記（３１）式を用いる。
【００７２】
【数３２】
2018009410.tif 000034
【数３３】
2018009410.tif 000035
【数３４】
2018009410.tif 000036
【数３５】
2018009410.tif 000037
【００７３】
（最適な回転剛性Ｋの下限値）
次に、正曲げを受ける梁５の曲げ耐力をsＭu、負曲げを受ける梁５の曲げ耐力をhＭuとして、梁端５０と梁中央５５とで曲げ耐力に対する設計用曲げモーメントの比が等しくなるときを、図１３（ｃ）に示すように、最適な回転剛性Ｋの下限値Ｋｌ．ｌｉｍとする。このときの条件は、下記（３２）式で表される。
【００７４】
ここで、上記（１）、（３）及び（２８）式を下記（３２）式に代入すると、下記（３３）式が導かれる。ただし、hＭu＝sＭuのときは、下記（３３）式は上記（３０）式の上限と同じ値を下限として与え、最適な回転剛性Ｋはひとつに決まる。また、ＥＩh＝ＥＩsのときは、下記（３３）式の代わりに下記（３４）式を用いる。
【００７５】
【数３６】
2018009410.tif 000038
【数３７】
2018009410.tif 000039
【数３８】
2018009410.tif 000040
【００７６】
ここで、図７に示す合成梁５２は、正曲げに比べて負曲げに対する剛性、耐力が小さく、このような梁端５０を剛接合とすると、重力荷重に対して、梁端５０は負曲げを受けて、梁中央５５は正曲げを受ける。このため、合成梁５２においては、梁端５０の負曲げの領域で梁５により支持できる最大荷重が決まり、正曲げを受ける梁中央５５の曲げ耐力は余る。一方で、梁端５０をピン接合とすると負曲げは発生しないが、梁中央５５の正曲げモーメントの大きさが、全ての接合部７の回転剛性Ｋの条件に対する曲げモーメント分布の中で最大となるため、梁５により支持できる最大荷重が小さくなる。
【００７７】
（最適な回転剛性Ｋの範囲）
本発明を適用した柱梁接合構造１は、図６、図７に示すように、引張応力伝達部材７１及び圧縮応力伝達部材７２が設けられて、梁端５０の接合部７での回転剛性Ｋがピン接合のときの０より大きくなる。このとき、本発明を適用した柱梁接合構造１は、正曲げ剛性ＥＩsが負曲げ剛性ＥＩhより大きくなる合成梁５２では、回転剛性Ｋが上記（３０）式により規定される関係を満足して、正曲げ剛性ＥＩsと負曲げ剛性ＥＩhとが等しくなる鉄骨梁５１では、回転剛性Ｋが上記（３１）式により規定される関係を満足する。
【００７８】
また、本発明を適用した柱梁接合構造１は、正曲げ剛性ＥＩsが負曲げ剛性ＥＩhより大きくなる合成梁５２では、回転剛性Ｋが上記（３３）式により規定される関係を満足して、正曲げ剛性ＥＩsと負曲げ剛性ＥＩhとが等しくなる鉄骨梁５１では、回転剛性Ｋが上記（３４）式により規定される関係を満足する。このとき、本発明を適用した柱梁接合構造１は、図１３（ｂ）に示すように、回転剛性Ｋの上限値Ｋｕ．ｌｉｍが上記（３０）式又は上記（３１）式により規定される関係を満足すると同時に、回転剛性Ｋの下限値Ｋｌ．ｌｉｍが上記（３３）式又は上記（３４）式により規定される関係を満足することが望ましい。
【００７９】
表１の実施例に示すように、本発明を適用した柱梁接合構造１は、回転剛性Ｋの上限値Ｋｕ．ｌｉｍが上記（３０）式又は上記（３１）式により規定される関係を満足すると同時に、回転剛性Ｋの下限値Ｋｌ．ｌｉｍが上記（３３）式又は上記（３４）式により規定される関係を満足することで、正曲げ及び負曲げの応力度比が何れも１を下回る計算結果となり、最適な回転剛性Ｋの範囲となることがわかる。これに対して、回転剛性Ｋが上記（３０）式又は上記（３１）式、上記（３３）式又は上記（３４）式により規定される関係を満足しない従来例では、正曲げ及び負曲げの応力度比の何れかが１以上となるため、最適な回転剛性Ｋの範囲とならないものとなる。
【００８０】
【表１】
2018009410.tif 000041
【００８１】
本発明を適用した柱梁接合構造１は、梁端５０の接合部７を半剛接合として簡素化しながら、回転剛性Ｋが上記（３０）式又は上記（３１）式により規定される関係を満足することで、重力荷重に対して最適な回転剛性Ｋの上限値を算出して合理的な設計をすることが可能となる。また、本発明を適用した柱梁接合構造１は、回転剛性Ｋが上記（３３）式又は上記（３４）式により規定される関係を満足することで、最適な回転剛性Ｋの下限値を算出して合理的な設計をすることが可能となる。
【００８２】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。
【符号の説明】
【００８３】
１      ：柱梁接合構造
２      ：柱
２１    ：第１の柱
２２    ：第２の柱
３      ：コンクリート
３０    ：鉄筋
３０ａ  ：主筋
３０ｂ  ：帯筋
３１    ：鉄骨鉄筋コンクリート柱
３２    ：鉄筋コンクリート柱
４      ：突設部材
４ａ    ：先端
４０    ：スタッド
４２    ：フェイスベアリングプレート
４３    ：エクステンドプレート
５      ：梁
５０    ：梁端
５１    ：鉄骨梁
５２    ：合成梁
５５    ：梁中央
６      ：鉄骨材
６ａ    ：上部
６ｂ    ：下部
６１    ：上フランジ
６１ａ  ：上面
６２    ：下フランジ
６３    ：ウェブ
７      ：接合部
７１    ：引張応力伝達部材
７２    ：圧縮応力伝達部材
７３    ：曲げ応力伝達部材
Ｔ      ：引張力
Ｃ      ：圧縮力
Ｘ      ：幅方向
Ｙ      ：奥行方向
Ｚ      ：高さ方向
【図１】
2018009410.tif 000046
【図２】
2018009410.tif 000047
【図３】
2018009410.tif 000048
【図４】
2018009410.tif 000049
【図５】
2018009410.tif 000050
【図６】
2018009410.tif 000051
【図７】
2018009410.tif 000052
【図８】
2018009410.tif 000053
【図９】
2018009410.tif 000054
【図１０】
2018009410.tif 000055
【図１１】
2018009410.tif 000056
【図１２】
2018009410.tif 000057
【図１３】
2018009410.tif 000058