(57)【要約】【課題】外ダイアフラムについて施工期間の短縮化を図ることができ、更には地震時における応力伝達性能にも優れた柱と梁の接合方法を提供する。【解決手段】鋼管柱５にＨ形鋼梁３を外ダイアフラム１により接合する柱と梁の接合方法において、上側分割ダイアフラム２−２におけるＨ形鋼梁３の上フランジ３１に予め取り付けられた上側梁プレート２２−２をＨ形鋼梁３の長手方向に向けてスライドさせることにより、上側柱プレート２３−２を鋼管柱５に当接させるとともに、上側分割ダイアフラム２−２間の接合面を鋼管柱５のコーナー部近傍に配置することにより、鋼管柱５の各柱面には、上側分割ダイアフラム２−２における上側柱プレート２３−２のみが当接するようにし、各上側分割ダイアフラム２−２間を、上側柱プレート２３−２から鋼管柱５の柱面へ接触圧が作用するようにボルト２５、ナット２６を介して互いに締め付け固定する。【選択図】図２０
2018127826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、
上記外ダイアフラムを複数に分割した下側分割ダイアフラムにおける下側柱プレートを上記柱に当接させるとともに、
上記下側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、上記下側分割ダイアフラムにおける上記下側柱プレートのみが当接するようにし、
上記各下側分割ダイアフラム間を、上記下側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定し、
上記下側柱プレートが端部に設けられている下側梁プレートに上記Ｈ形鋼梁の下フランジを取り付け、
上記外ダイアフラムを複数に分割した上側分割ダイアフラムにおける上記Ｈ形鋼梁の上フランジに予め取り付けられた上側梁プレートを上記Ｈ形鋼梁の長手方向に向けてスライドさせることにより、上記上側梁プレートの端部に設けられている上側柱プレートを上記柱に当接させるとともに、
上記上側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、上記上側分割ダイアフラムにおける上記上側柱プレートのみが当接するようにし、
上記各上側分割ダイアフラム間を、上記上側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定すること
を特徴とする柱と梁の接合方法。
【請求項２】
柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、
上記外ダイアフラムを複数に分割した下側分割ダイアフラムにおける下側梁プレートをＨ形鋼梁の下フランジに予め取り付けておき、上記下側梁プレートの端部に設けられる下側柱プレートを、前記柱に取り付けられた支持部材に載置し、
上記外ダイアフラムを複数に分割した上側分割ダイアフラムにおける上記Ｈ形鋼梁の上フランジに予め取り付けられた上側梁プレートを上記Ｈ形鋼梁の長手方向に向けてスライドさせることにより、上記上側梁プレートの端部に設けられている上側柱プレートを上記柱に当接させるとともに、
上記上側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、上記上側分割ダイアフラムにおける上記上側柱プレートのみが当接するようにし、
上記各上側分割ダイアフラム間を、上記上側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定し、
上記下側梁プレートを上記Ｈ形鋼梁の長手方向に向けてスライドさせることにより、上記下側柱プレートを上記柱に当接させるとともに、
上記下側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、上記下側分割ダイアフラムにおける上記下側柱プレートのみが当接するようにし、
上記各下側分割ダイアフラム間を、上記下側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定すること
を特徴とする柱と梁の接合方法。
【請求項３】
柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、
上記外ダイアフラムを複数に分割した下側分割ダイアフラムにおける下側柱プレートを上記柱に当接させるとともに、
上記下側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、上記下側分割ダイアフラムにおける上記下側柱プレートのみが当接するようにし、
上記各下側分割ダイアフラム間を、上記下側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定し、
上記下側柱プレートが端部に設けられている下側梁プレートに上記Ｈ形鋼梁の下フランジを取り付け、
上記外ダイアフラムを複数に分割した上側分割ダイアフラムにおける上記Ｈ形鋼梁の上フランジに予め取り付けられた上側梁プレートの端部に設けられている上側柱プレートと上記柱との間に介装用フィラーを介装し、
上記上側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記上側分割ダイアフラムにおける上記上側柱プレートが上記介装用フィラーを介して対面するようにし、
上記各上側分割ダイアフラム間を、上記上側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が上記介装用フィラーを介して作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定すること
を特徴とする柱と梁の接合方法。
【請求項４】
柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、
上記外ダイアフラムを複数に分割した下側分割ダイアフラムにおける下側梁プレートをＨ形鋼梁の下フランジに予め取り付けておき、上記下側梁プレートの端部に設けられる下側柱プレートを、前記柱に取り付けられた支持部材に載置し、
上記外ダイアフラムを複数に分割した上側分割ダイアフラムにおける上記Ｈ形鋼梁の上フランジに予め取り付けられた上側梁プレートの端部に設けられている上側柱プレートと上記柱との間に介装用フィラーを介装し、
上記上側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記上側分割ダイアフラムにおける上記上側柱プレートが上記介装用フィラーを介して対面するようにし、
上記各上側分割ダイアフラム間を、上記柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が上記介装用フィラーを介して作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定し、
上記下側柱プレートと上記柱との間に上記介装用フィラーを介装し、
上記下側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記下側分割ダイアフラムにおける上記下側柱プレートが上記介装用フィラーを介して対面するようにし、
上記各下側分割ダイアフラム間を、上記下側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が上記介装用フィラーを介して作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定すること
を特徴とする柱と梁の接合方法。
【請求項５】
柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、
上記外ダイアフラムを複数に分割した下側分割ダイアフラムにおける下側梁プレートをＨ形鋼梁の下フランジに予め取り付けておき、上記下側梁プレートの端部に設けられる下側柱プレートを、前記柱に取り付けられた支持部材に載置し、
上記下側柱プレートと上記柱との間に介装用フィラーを介装し、
上記下側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記下側分割ダイアフラムにおける上記下側柱プレートが上記介装用フィラーを介して対面するようにし、
上記各下側分割ダイアフラム間を、上記下側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が上記介装用フィラーを介して作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定し、
上記外ダイアフラムを複数に分割した上側分割ダイアフラムにおける上記Ｈ形鋼梁の上フランジに予め取り付けられた上側梁プレートの端部に設けられている上側柱プレートと上記柱との間に上記介装用フィラーを介装し、
上記上側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記上側分割ダイアフラムにおける上記上側柱プレートが上記介装用フィラーを介して対面するようにし、
上記各上側分割ダイアフラム間を、上記柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が上記介装用フィラーを介して作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定すること
を特徴とする柱と梁の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建築構造物を構成する鋼管柱には、随所に補強および変形防止のためにダイアフラム工法が適用される場合が多い。このようなダイアフラム工法の一つである通しダイアフラム工法は、鋼管柱をＨ形鋼梁の上下フランジ位置で切断した上で、ダイアフラムを挿入して鋼管柱に溶接することでこれを組み立てる。Ｈ形鋼梁は、鋼管柱に接合する部分について梁ブラケットとして予め切り出しておき、その上下フランジを通しダイアフラムに溶接接合するとともに、そのウェブを鋼管柱のスキンプレートに溶接接合することにより取り付ける。ダイアフラムに取り付けられた梁ブラケットとＨ形鋼梁とは、高力ボルト摩擦接合により互いに接合される。
【０００３】
このような通しダイアフラム工法では、鋼管柱の切断工程に加え、ダイアフラムを鋼管柱に溶接接合する工程が加わる。特にこの溶接接合の工程では、鋼管全周に亘り完全溶け込みの溶接が必要となる。このため、これら切断、溶接の各工程に加え、溶接部の検査が必要となり、製作に伴う作業労力の負担が増大してしまうという問題点があった。これに加えて、溶接部における品質を確保するためには、熟練の溶接技術者が必要となる。また、溶接部の非破壊検査において不合格となった場合には、再度手直しが必要となり、製作コストが過大となり、ひいては製作工期も長期化してしまうという問題点があった。また溶接や切断工程が入ることで、各種機器を使用する機会も多くなり、ひいては製作に伴うエネルギーの消費量の増大も招き、環境へ悪影響を与えてしまうことにもなっていた。
【０００４】
また、従来のダイアフラム工法として、ハイブレード工法（登録商標）も実用化されている。このハイブレード工法（登録商標）では、上フランジ用と下フランジ用の２組の鋳鋼製一体型外ダイアフラム（ハイブレード）を鋼管柱に挿入する。そして、Ｈ形鋼梁の上下フランジを、各外ダイアフラムに溶接接合で固定する。Ｈ形鋼梁は、鋼管柱に接合するための梁ブラケットが切り出される。梁ブラケットの上下フランジは、ハイブレードに溶接接合され、梁ブラケットのウェブは、柱スキンプレートに取り付けられたリブプレートに溶接接合される。梁ブラケットとＨ形鋼梁とは互いに高力ボルト摩擦接合により接合される。このようなハイブレードでは、応力伝達性に優れた形状等が各種検討されている。
【０００５】
しかしながら、このハイブレード工法では、ハイブレードを鋼管柱へ挿入する作業は多くの工程を要し、作業そのものも困難性を有するものが多い。このため、ハイブレードを鋼管柱へ挿入するための特別な挿入装置も必要となる場合があった。また、このハイブレード工法では、ハイブレードをＨ形鋼梁の上下フランジに溶接接合する必要があり、上述したように製作労力、製作コストの増大を招き、施工期間が長期化してしまうという問題点もあった。
【０００６】
更に従来の柱梁接合工法としては、高力ボルト引張接合工法も実用化されている。かかる工法では、鋼管柱とＨ形鋼梁とをスプリットティ、又はＨ形鋼梁の端面に溶接接合されたエンドプレートを介して高力ボルト引張接合により連結する。ちなみにスプリットティを利用する場合には、そのフランジと鋼管柱のスキンプレートとを高力ボルト引張接合し、スプリットティのウェブとＨ形鋼梁のフランジとを高力ボルト摩擦接合する。Ｈ形鋼梁のウェブは、必要に応じて鋼管柱に取り付けられたリブプレートと高力ボルト摩擦接合する。
【０００７】
しかしながら、このスプリットティ或いはエンドプレートと、鋼管柱との高力ボルト接合では、鋼管柱が閉鎖断面であることから、高力ボルトの挿入と締め付け施工に多くの作業労力を要することとなっていた。
【０００８】
また外ダイアフラムを複数の分割ダイアフラムで構成する技術も開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この特許文献１の開示技術においても分割ダイアフラムは、鋼管柱に対して溶接により接合させる構成を採用していることから、上述したように製作労力、製作コストの増大を招き、施工期間が長期化してしまうという問題点も生じる。
【０００９】
また特許文献２には、同様に外ダイアフラムとして、分割ダイアフラムの如き柱梁接合金物を組み合わせて構成する例が開示されている。この特許文献２の開示技術によれば、柱梁接合金物を鋼管柱に対して溶接することなく、ボルトにより接合する方法を採用している。また柱梁接合金物の内部には、例えばモルタル樹脂等の充填物を充填することにより、その充填物の付着力及びボルトのせん断耐力によって応力伝達を行うものである。この特許文献２の開示技術では、鋼管柱への取り付け時に溶接作業が不要となることで、製作労力の増大等を防止できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２６２６９９号公報
【特許文献２】特開平７−３２４３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した特許文献２の開示技術では、あくまでモルタル樹脂等の充填物を充填する工程が入ることから、その分製作労力が増大し、またその充填物の材料コストを要してしまう等の問題点があった。
【００１２】
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り、その目的とするところは、柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、外ダイアフラムについて施工期間の短縮化を図ることができ、更には地震時における応力伝達性能にも優れた柱と梁の接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上述した課題を解決するために、柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する際に、外ダイアフラムを複数に分割した分割ダイアフラムにおける梁プレートをＨ形鋼梁におけるフランジに取り付けるとともに、梁プレートの端部に設けられた柱プレートを上記柱に当接させ、分割ダイアフラム間の接合面を柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記分割ダイアフラムにおける上記柱プレートのみが当接するようにし、更に各分割ダイアフラム間を、柱プレートから柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定した柱とＨ形鋼梁との接合方法を発明した。
【００１４】
第１発明に係る柱と梁の接合方法は、柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、上記外ダイアフラムを複数に分割した下側分割ダイアフラムにおける下側柱プレートを上記柱に当接させるとともに、上記下側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、上記下側分割ダイアフラムにおける上記下側柱プレートのみが当接するようにし、上記各下側分割ダイアフラム間を、上記下側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定し、上記下側柱プレートが端部に設けられている下側梁プレートに上記Ｈ形鋼梁の下フランジを取り付け、上記外ダイアフラムを複数に分割した上側分割ダイアフラムにおける上記Ｈ形鋼梁の上フランジに予め取り付けられた上側梁プレートを上記Ｈ形鋼梁の長手方向に向けてスライドさせることにより、上記上側梁プレートの端部に設けられている上側柱プレートを上記柱に当接させるとともに、上記上側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、上記上側分割ダイアフラムにおける上記上側柱プレートのみが当接するようにし、上記各上側分割ダイアフラム間を、上記上側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定することを特徴とする。
【００１５】
第２発明に係る柱と梁の接合方法は、柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、上記外ダイアフラムを複数に分割した下側分割ダイアフラムにおける下側梁プレートをＨ形鋼梁の下フランジに予め取り付けておき、上記下側梁プレートの端部に設けられる下側柱プレートを、前記柱に取り付けられた支持部材に載置し、上記外ダイアフラムを複数に分割した上側分割ダイアフラムにおける上記Ｈ形鋼梁の上フランジに予め取り付けられた上側梁プレートを上記Ｈ形鋼梁の長手方向に向けてスライドさせることにより、上記上側梁プレートの端部に設けられている上側柱プレートを上記柱に当接させるとともに、上記上側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、上記上側分割ダイアフラムにおける上記上側柱プレートのみが当接するようにし、上記各上側分割ダイアフラム間を、上記上側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定し、上記下側梁プレートを上記Ｈ形鋼梁の長手方向に向けてスライドさせることにより、上記下側柱プレートを上記柱に当接させるとともに、上記下側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、上記下側分割ダイアフラムにおける上記下側柱プレートのみが当接するようにし、上記各下側分割ダイアフラム間を、上記下側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定することを特徴とする。
【００１６】
第３発明に係る柱と梁の接合方法は、柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、上記外ダイアフラムを複数に分割した下側分割ダイアフラムにおける下側柱プレートを上記柱に当接させるとともに、上記下側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、上記下側分割ダイアフラムにおける上記下側柱プレートのみが当接するようにし、上記各下側分割ダイアフラム間を、上記下側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定し、上記下側柱プレートが端部に設けられている下側梁プレートに上記Ｈ形鋼梁の下フランジを取り付け、上記外ダイアフラムを複数に分割した上側分割ダイアフラムにおける上記Ｈ形鋼梁の上フランジに予め取り付けられた上側梁プレートの端部に設けられている上側柱プレートと上記柱との間に介装用フィラーを介装し、上記上側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記上側分割ダイアフラムにおける上記上側柱プレートが上記介装用フィラーを介して対面するようにし、上記各上側分割ダイアフラム間を、上記上側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が上記介装用フィラーを介して作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定することを特徴とする。
【００１７】
第４発明に係る柱と梁の接合方法は、柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、上記外ダイアフラムを複数に分割した下側分割ダイアフラムにおける下側梁プレートをＨ形鋼梁の下フランジに予め取り付けておき、上記下側梁プレートの端部に設けられる下側柱プレートを、前記柱に取り付けられた支持部材に載置し、上記外ダイアフラムを複数に分割した上側分割ダイアフラムにおける上記Ｈ形鋼梁の上フランジに予め取り付けられた上側梁プレートの端部に設けられている上側柱プレートと上記柱との間に介装用フィラーを介装し、上記上側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記上側分割ダイアフラムにおける上記上側柱プレートが上記介装用フィラーを介して対面するようにし、上記各上側分割ダイアフラム間を、上記柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が上記介装用フィラーを介して作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定し、上記下側柱プレートと上記柱との間に上記介装用フィラーを介装し、上記下側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記下側分割ダイアフラムにおける上記下側柱プレートが上記介装用フィラーを介して対面するようにし、上記各下側分割ダイアフラム間を、上記下側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が上記介装用フィラーを介して作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定することを特徴とする。
【００１８】
第５発明に係る柱と梁の接合方法は、柱にＨ形鋼梁を外ダイアフラムにより接合する柱と梁の接合方法において、上記外ダイアフラムを複数に分割した下側分割ダイアフラムにおける下側梁プレートをＨ形鋼梁の下フランジに予め取り付けておき、上記下側梁プレートの端部に設けられる下側柱プレートを、前記柱に取り付けられた支持部材に載置し、上記下側柱プレートと上記柱との間に介装用フィラーを介装し、上記下側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記下側分割ダイアフラムにおける上記下側柱プレートが上記介装用フィラーを介して対面するようにし、上記各下側分割ダイアフラム間を、上記下側柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が上記介装用フィラーを介して作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定し、上記外ダイアフラムを複数に分割した上側分割ダイアフラムにおける上記Ｈ形鋼梁の上フランジに予め取り付けられた上側梁プレートの端部に設けられている上側柱プレートと上記柱との間に上記介装用フィラーを介装し、上記上側分割ダイアフラム間の接合面を上記柱のコーナー部近傍に配置することにより、上記柱の各柱面には、一の上記上側分割ダイアフラムにおける上記上側柱プレートが上記介装用フィラーを介して対面するようにし、上記各上側分割ダイアフラム間を、上記柱プレートから上記柱の柱面へ接触圧が上記介装用フィラーを介して作用するように接合部材を介して互いに締め付け固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上述した構成からなる本発明によれば、外ダイアフラムは、鋼管柱に対して溶接接合を行わなくても、機械的な取り付け手段に基づいて安定した状態で設置することが可能となり、鋼管柱と外ダイアフラムとの間で発揮させている摩擦力に基づいて、その外ダイアフラムが重力により落下するのを防止することが可能となる。また、これに加えて、地震時には、上下方向に働く力により当該外ダイアフラムが上下方向に向けて、力の伝達上、問題となるほど有意に移動してしまうことを防止することが可能となる。特に、外ダイアフラムについて溶接を使用することなく鋼管柱に固定することができることから、製作に伴う作業労力を軽減させることができる。また溶接部の品質維持に必要な人件費や検査装置等の各種機器のコストを低減でき、製作工期も短縮化できる。このため、消費エネルギーを低減させた施工を行うことができ、環境にやさしい接合方法とすることが可能となる。また、モルタル樹脂等の充填物を充填する工程も省略することもでき、製作労力、製作コストを低減することも可能となる。
【００２０】
また、本発明によれば、従来の通しダイアフラム工法のように鋼管柱を切断する労力を省くことが可能となる。さらに本発明によれば、いわゆるＨ形鋼梁におけるウェブを鋼管柱との間で直接接合されない構成とし、ウェブと鋼管柱との間に従来技術の如き梁ブラケットを設けない構成としてもよい。かかる場合には、従来技術において主として用いられていた梁ブラケットの構成が不要となることから、製作労力の軽減に基づく施工コストの大幅な低減を図ることができ、施工工期も短縮することも可能となる。また、梁ブラケットが不要となることから、鋼管柱にこれを予め取り付ける必要も無くなり、鋼管のままの状態で搬送できるため輸送効率化を図ることも可能となる。また、接合構造の安定した品質を確保することが可能となる。また、溶接を行わない構成としているため、耐衝撃性等を向上させるための設計について考慮する必要もかなり軽減されるため、設計の自由度を向上させることも可能となる。
【００２１】
更に本発明によれば、Ｈ形鋼梁の取り付け高さを現場で調整する作業を省略することが可能となり、Ｈ形鋼梁を水平に鋼管柱に接合することが可能となる。また本発明によれば、Ｈ形鋼梁のフランジと分割ダイアフラムとの取り付けに用いたボルトを外す手間が生じることなく、所定の位置に分割ダイアフラムを設置することが可能となり、その結果、短時間で施工を行うことが可能となる。また、本発明によれば、フランジと分割ダイアフラムとがボルト孔に挿通されたボルトにより取り付けられているため、施工の際に分割ダイアフラムが落下するのを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の平断面図である。
【図３】第１実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の側面図である。
【図４】一の分割ダイアフラムの平面図である。
【図５】一の分割ダイアフラムの斜視図である。
【図６】分割ダイアフラムを組み合わせて一の外ダイアフラムを構成する例を示す図である。
【図７】第１実施形態に係る鋼管柱と梁の接合方法の一例について説明するための図である。
【図８】本発明を適用した接合構造において、地震力が作用した場合にＨ形鋼梁に対して作用する曲げモーメントＭを示す図である。
【図９】分割ダイアフラムにおける梁プレートに伝達された引張力の伝達経路を示す図である。
【図１０】分割ダイフラムにおける梁プレートに伝達された圧縮力の伝達経路を示す図である。
【図１１】建築構造物における隅部に接合構造を適用する例を示す図である。
【図１２】引張接合部間においてせん断力を伝達するための応力伝達機構を設けた例を示す図である。
【図１３】本発明を適用した接合構造を、いわゆる二面摩擦接合に基づいてＨ形鋼梁に接合する例を示す図である。
【図１４】互いに高さの異なるＨ形鋼梁を鋼管柱に対して取り付ける例を示す側断面図である。
【図１５】柱プレートの高さ方向の幅について、鋼管柱のコーナー部側をより広く、鋼管柱の中央部をより狭く構成した例を示す図である。
【図１６】Ｈ形鋼梁と、分割ダイアフラムとを添接板を介して取り付ける例について説明するための図である。
【図１７】第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の斜視図である。
【図１８】第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の側断面図であって、鋼管柱に下側分割ダイアフラムを取り付ける図である。
【図１９】第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の側断面図であって、下側分割ダイアフラムにＨ形鋼梁を取り付ける図である。
【図２０】第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の側断面図であって、上側分割ダイアフラムを鋼管柱に取り付ける図である。
【図２１】第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の変形例を示す斜視図である。
【図２２】第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の他の変形例の側断面図であって、鋼管柱に取り付けられた支持部材に、下側分割ダイアフラムを載置する図である。
【図２３】第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の他の変形例の側断面図であって、上側分割ダイアフラムを鋼管柱に取り付ける図である。
【図２４】第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の他の変形例の側断面図であって、下側分割ダイアフラムを鋼管柱を取り付ける図である。
【図２５】第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の斜視図である。
【図２６】第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の平断面図である。
【図２７】第３実施形態において、鋼管柱を構成する４面の何れか１以上において柱プレートとの間に介装用フィラーを介装させる例を示す図である。
【図２８】第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の側断面図である。
【図２９】傾斜面を形成させる介装用フィラーの変形形態を示す図である。
【図３０】第３実施形態において、接合構造において地震に伴い軸力に基づく引張力Ｔが作用する場合の例を示す図である。
【図３１】第３実施形態において、接合構造において軸力に基づく圧縮力Ｐが作用する場合する場合の例を示す図である。
【図３２】断面視で略Ｙ字形状とされた介装用フィラーの使用例を示す図である。
【図３３】断面視で略Ｌ字形状とされた介装用フィラーの使用例を示す図である。
【図３４】各種の介装用フィラーをそれぞれ組み合わせて構成した例を示す図である。
【図３５】第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の側断面図であって、鋼管柱に下側分割ダイアフラムを取り付ける図である。
【図３６】第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の側断面図であって、上側分割ダイアフラムと鋼管柱との間に介装用フィラーを介装させる図である。
【図３７】第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の他の変形例の側断面図であって、鋼管柱に取り付けられた支持部材に、下側分割ダイアフラムを載置する図である。
【図３８】第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の他の変形例の側断面図であって、上側分割ダイアフラムと鋼管柱との間に介装用フィラーを介装させる図である。
【図３９】第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造の他の変形例の側断面図であって、下側分割ダイアフラムと鋼管柱との間に介装用フィラーを介装させる図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した鋼管柱と梁の接合構造について、図面を参照しながら詳細に説明をする。
【００２４】
第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１０の斜視図であり、図２は、その平断面図であり、図３はその側面図を示している。
【００２５】
本発明を適用した鋼管柱と梁の接合構造１０では、外ダイアフラム１により、鋼管柱５における柱面へＨ形鋼梁３を直交させて配置するものである。但し、これに限定されるものではなく、鋼管柱５における柱面に対して上下方向又は左右方向に向けてＨ形鋼梁３を傾斜させて配置するようにしてもよい。
【００２６】
鋼管柱５は、断面矩形状で所定の板厚からなる鋼管を、建築構造物用の柱体として適用したものである。この鋼管柱５は、大地震による大きな揺れにおいても建築構造物自体の自重を支えつつ、その倒壊や崩落を防ぐ役割を担う。なお、以下の実施の形態では、この鋼管柱５として断面正方形、断面長方形等のような矩形断面である場合を例にとり説明する。鋼管柱５におけるコーナー部５ａは、円弧状とされていてもよいし、ほぼ直角でもよい。
【００２７】
Ｈ形鋼梁３は、鋼管柱５とともに、建築構造物の骨組を形造るものであって、ウェブ３２の上端に設けられた上フランジ３１と、ウェブ３２の下端に設けられた下フランジ３３とを有するＨ形鋼からなる。Ｈ形鋼梁３は、鋼管柱５の柱面に対して直交するようにして外ダイアフラム１を介して取り付けられる。図１の例では、あくまで鋼管柱５に対して４本のＨ形鋼梁を互いに９０°間隔で配設する場合について示しているがこれに限定されるものでは無い。なお、このＨ形鋼梁３は、後述するように大地震等の大応力作用時においても鋼管柱５よりも先に降伏させることで塑性化させ、ひいては鋼管柱５の塑性化を防止し、又は低減させることで、建築構造物の倒壊を防ぐように作用する。
【００２８】
外ダイアフラム１は、図３に示すようにＨ形鋼梁３を介して上下一対で構成される。上側の外ダイアフラム１は、上フランジ３１の上方側から取り付けられ、下側の外ダイアフラム１は、下フランジ３３の下方側から取り付けられる。この外ダイアフラム１は、複数の分割ダイアフラム２を組み合わせることにより構成される。即ち平面視において、この外ダイアフラム１は、分割ダイアフラム２により鋼管柱５の周囲を囲むようにして配置される。この外ダイアフラム１は、鋼、ステンレス鋼、鋳鋼、球状黒鉛鋳鉄等を使用する場合を前提としているが、これに限定されるものではなく、鋼以外にアルミニウム合金等、他のいかなる金属を使用するようにしてもよい。
また、分割ダイアフラムは、厳密な溶接品質管理がなされた工場溶接組立製品とすることが可能である。
【００２９】
分割ダイアフラム２は、互いに組み合わせることで一つの外ダイアフラム１としての機能を奏するものである。本実施の形態において、この分割ダイアフラム２は、外ダイアフラム１を均等に４分割した構成とされているが、これに限定されるものではなく、複数であればいかなる数で分割されるものであってもよい。また互いに均等に分割された形状に限定されるものではなく、複数であれば不均等に分割された形状を組み合わせることで一つの外ダイアフラム１を構成するものであってもよい。
【００３０】
図４は、一の分割ダイアフラム２の平面図であり、図５はその斜視図である。分割ダイアフラム２は、Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１又は下フランジ３３に添接される梁プレート２２と、鋼管柱に当接される柱プレート２３とを有している。
【００３１】
梁プレート２２は、Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１又は下フランジ３３とボルト接合をするためのボルト孔１２７が予め穿設されている。この梁プレート２２は、Ｈ形鋼梁３の長手方向をＣとしたときに、ボルト孔１２７は、長手方向Ｃや幅方向に沿って複数個に亘り設けられている。
【００３２】
梁プレート２２は、直線状の前端部２２ａと、この前端部２２ａから円弧状に拡径された側端部２２ｂとを有している。この側端部２２ｂには、上方及び／又は下方に向けて凸状に形成された図示しないリブが形成されていてもよい。梁プレート２２における前端部２２ａのＷ方向の幅は、Ｈ形鋼梁３の上フランジ３１又は下フランジ３３のＷ方向の幅と略同一とされていてもよい。いずれの場合においても、一枚の梁プレート２２は、Ｈ形鋼梁３における一の上フランジ３１又は一の下フランジ３３のみと接合可能なサイズとされている。換言すれば、一の上フランジ３１又は一の下フランジ３３に対して互いに隣接する２以上の分割ダイアフラム２における梁プレートが接合されることは無い。なお、梁プレート２２における側端部２２ｂは、前端部２２ａから円弧状に拡径されている場合に限定されるものではなく、他のいかなる拡径形状とされていてもよい。
【００３３】
また梁プレート２２におけるフランジ３１、３３との添接面は、必要に応じて高摩擦係数化処理が施される。この高摩擦係数化処理では、金属溶射処理、無機ジンクリッチ塗装処理等が適宜選択される。或いは、梁プレート２２とフランジ３１、３３との間に高摩擦係数処理された薄板金属板を挿入するようにしてもよい。
【００３４】
このような梁プレート２２は、平面視で互いに９０°の間隔で配置される各Ｈ形鋼梁３毎に取り付けられるものである。
【００３５】
柱プレート２３は、梁プレート２２におけるＣ方向端部に設けられている。柱プレート２３のＷ方向の幅は、梁プレート２２の前端部２２ａにおけるＷ方向の幅よりも広く構成されている。換言すれば、梁プレート２２は、前端部２２ａから徐々に拡径されて柱プレート２３に到達することとなる。柱プレート２３のプレート面は、梁プレート２２のプレート面に対して互いに垂直となる方向に延設されている。柱プレート２３のＷ方向の幅は、鋼管柱５における各柱面の幅とほぼ同一、又は鋼管柱５における各柱面の幅より広く構成されている。また、この柱プレート２３は、図５に示すように梁プレート２２の端部から上方に延設された上部柱プレート部２３ａと、梁プレート２２の端部から下方に延設された下部柱プレート部２３ｂとを有するものとされていてもよい。柱プレート２３は、鋼管柱５の表面に添わせて当接させて固定可能とされている。柱プレート２３は、上部柱プレート部２３ａと、下部柱プレート部２３ｂとの何れか一方のみで構成されていてもよい。
【００３６】
また柱プレート２３は、鋼管柱５への当接面において、必要に応じて滑り止め処理が施されていてもよい。この滑り止め処理は、ブラスト処理、塗装処理、金属溶射処理、ローレット或いは切削等による凹凸加工処理等が適宜選択される。
【００３７】
柱プレート２３の両端部には、引張接合部２１が設けられている。鋼板を使用して分割ダイアフラム２を形成する場合は、この柱プレート２３と引張接合部２１は互いに一体化されている鋼板を折り曲げ加工することにより形成されていてもよいし、互いに別個の鋼板を溶接等を介してに接合するようにしてもよい。この引張接合部２１は、平面視で柱プレート２３の延長方向（Ｗ方向）から平面視で略４５°方向に折り曲げた方向へ延長されている。この引張接合部２１には、前端部２２ａから徐々に拡径されてきた梁プレート２２が下側から連続することとなる。この引張接合部２１は、梁プレート２２から上方に延設された上部引張接合部２１ａと、梁プレート２２から下方に延設された下部引張接合部２１ｂとを有するものとされていてもよい。これら引張接合部２１は、貫通したボルト孔１２６が設けられている。このボルト孔１２６は、引張接合部２１を上部引張接合部２１ａ及び下部引張接合部２１ｂとにより構成する場合において、それぞれの上部引張接合部２１ａ及び下部引張接合部２１ｂ毎に設けられていてもよい。
【００３８】
なお、引張接合部２１は、柱プレート２３とその板厚が異なるものであってもよいし、また上方向、下方向への延長長さが異なるものであってもよい。
【００３９】
ちなみに、この柱プレート２３の面は、梁プレート２２の面に対してほぼ垂直とされている。このとき柱プレート２３と梁プレート２２との接合部分における隅部が略垂直となっている場合には、当該隅部に応力が集中してしまう。この隅部における応力集中を避ける観点から、当該隅部にＲを設けるようにしてもよい。
【００４０】
次に、上述の如き構成からなる分割ダイアフラム２を組み合わせて一の外ダイアフラム１を構成する場合、例えば図６に示すように、鋼管柱５の周囲に４枚の分割ダイアフラム２を配置させる。このとき、鋼管柱５の柱面に、分割ダイアフラム２の柱プレート２３を当接させる。上述したように、柱プレート２３のＷ方向の幅は、鋼管柱５における各柱面の幅とほぼ同一とされているため、ちょうど鋼管柱５の各柱面には、一の分割ダイアフラム２における柱プレート２３のみが当接される状態となる。その結果、鋼管柱５の一の柱面に２以上の分割ダイアフラム２の柱プレート２３が当接されることはなくなる。
【００４１】
また隣接する分割ダイアフラム２間の接合面としての引張接合部２１が、鋼管柱５のコーナー部５ａ近傍に位置するよう構成されている。
【００４２】
引張接合部２１は、上述したように柱プレート２３のＷ方向の両端に形成されている。柱プレート２３のＷ方向の幅は、鋼管柱５における各柱面の幅とほぼ同一とされているため、柱プレート２３のＷ方向の両端に位置する引張接合部２１は、鋼管柱５のコーナー部５ａ近傍に位置することとなる。
【００４３】
また各引張接合部２１は、平面視で柱プレート２３の延長方向（Ｗ方向）から平面視で略４５°方向に折り曲げた方向へ延長されているため、隣接する分割ダイアフラム２間の引張接合部２１は、互いにほぼ平行となる。
【００４４】
この当接段階においては、互いに隣接する分割ダイアフラム２における引張接合部２１間は、互いに間隔が形成される状態にある。本発明においては、少なくとも間隔ｅ（ｅ1、ｅ2、ｅ3、ｅ4）がｅ≧０を満たすように設計される。
【００４５】
次に外ダイアフラム１の取り付けを行う。隣接する分割ダイアフラム２間の接合は、互いに平行に位置する引張接合部２１に形成されたボルト孔１２６にボルト２５を挿通させ、ボルト２５のネジ部分をナット２６により締め付け固定する。このボルト２５、ナット２６による締め付けを行うことにより、隣接する分割ダイアフラム２は、引張接合部２１を介して徐々に近接していくこととなる。そして、ボルト２５、ナット２６間で完全に締め付けが終わる段階で、隣接する分割ダイアフラム２における互いの引張接合部２１が接触又は近接することとなり、上述したｅが縮減することとなる。このとき、ｅが縮減するものであれば、ｅは０であることは勿論であるが、ｅ＞０とされていることで、分割ダイアフラム２が互いに非接触とされていてもよい。
【００４６】
次に外ダイアフラム１とＨ形鋼梁３との取り付けを行う。分割ダイアフラム２における梁プレート２２に穿設されたボルト孔１２７にボルト４１を挿通させる。このとき、この梁プレート２２と添設すべき上フランジ３１、又は下フランジ３３においても図示しないボルト孔が予め形成されており、これらとボルト孔１２７とを合わせ込んでボルト４１を挿通させる。また、フランジ３１、３３から突出されたボルト４１のねじ部分にナット４２を螺着させ締め付ける。これにより、梁プレート２２と、Ｈ形鋼梁３におけるフランジ３１、３３とは互いに強固に取り付け固定される。また、分割ダイアフラム２とＨ形鋼梁３とをこのようなボルト接合で行う場合以外に、梁プレート２２の端部と、Ｈ形鋼梁３におけるフランジ３１、３３の端部とを突き合わせて溶接することで固定するようにしてもよい。また、梁プレート２２とフランジ３１、３３とを互いに重ね合わせて隅肉溶接により固着させるようにしてもよいし、他のいかなる接合手段により代替させるようにしてもよい。
【００４７】
一枚の梁プレート２２は、上述したように、一の上フランジ３１又は一の下フランジ３３のみと接合可能なサイズとされている。即ち、一枚の梁プレート２２と、一の上フランジ３１又は一の下フランジ３３とは、互いに１対１の対応である。従って、図７に示すように、Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１又は下フランジ３３に対して、予め梁プレート２２をボルト接合することもできる。即ち、Ｈ形鋼梁３に分割ダイアフラム２を予め取り付けた状態で一体化させた上で、これらを鋼管柱５に対して図中矢印方向に向けて近づけて当接させるようにしてもよい。これにより、接合構造１０の施工が簡単になり、迅速な施工を実現することが可能となる。これに加えて、本発明によれば、工場においてＨ形鋼梁３に分割ダイアフラム２を予め取り付けた状態で一体化させ、その状態で現場まで搬送して取り付けを行うことも可能となるため、現場施工の効率化を図ることも可能となる。
【００４８】
このように本発明では、分割ダイアフラム２間の接合を、すべてボルトを始めとした、いわゆる機械的な接合部材のみに基づいて行う。ちなみに、このボルト２５、４１による接合の代替としては、他のいかなる接合部材を用いるようにしてもよい。
【００４９】
また分割ダイアフラム２間の接合と、梁プレート２２と上フランジ３１及び下フランジ３３との接合については、いかなる順序で行うようにしてもよい。
【００５０】
このようにして分割ダイアフラム２間の間隔ｅを減らすようにし、最終的にｅが略０となるように接合を行うことにより、分割ダイアフラム２を構成する外ダイアフラム１から鋼管柱５に向けた押し込み力が作用することとなる。この押し込み力は、分割ダイアフラム２における柱プレート２３から鋼管柱５における柱面へと伝達されることとなる。その結果、この柱プレート２３と鋼管柱５との間で互いに接触圧が作用していることにより、互いの接触面間で強い摩擦力を発揮させることができる。外ダイアフラム１は、その重力により下方に落下しようとする力が作用するが、柱プレート２３と鋼管柱５間の互いの接触面に強い接触圧が作用していることから、当該接触面間において重力に対する摩擦力を発揮させることが可能となる。その結果、外ダイアフラム１は、鋼管柱５に対して溶接接合を行わなくても安定した状態で設置することが可能となり、重力等に基づいて落下するのを防止することが可能となる。特に、外ダイアフラム１について溶接を使用することなく鋼管柱５に固定することができることから、製作に伴う作業労力を軽減させることができる。また溶接部の品質維持に必要な人件費や検査装置等の各種機器のコストを低減でき、製作工期も短縮化できる。このため、消費エネルギーを低減させた施工を行うことができ、環境にやさしい接合方法とすることが可能となる。
【００５１】
また、本実施例によれば、従来の通しダイアフラム工法のように鋼管柱を切断する労力を省くことが可能となる。さらに本実施例によれば、いわゆるＨ形鋼梁３におけるウェブ３２を鋼管柱５との間で直接接合されない構成とし、ウェブ３２と鋼管柱５との間に従来技術の如き梁ブラケットを設けない構成としている。この場合、従来技術における梁ブラケットの構成が不要となることから、製作労力の軽減に基づく施工コストの大幅な低減を図ることができ、施工工期も短縮することが可能となる。また、梁ブラケットが不要となることから、鋼管柱５にこれを予め取り付ける必要も無くなり、鋼管のままの状態で搬送できるため輸送効率化を図ることが可能となる。また、極力、溶接を排除した構成としているため、接合構造１０の安定した品質を確保することが容易となる。
【００５２】
なお、本実施例によれば、上述した効果は薄れるものの、ウェブ３２と鋼管柱５との間に従来技術の如き梁ブラケットを設ける構成としてもよいことは勿論である。
【００５３】
上述の如き構成からなる本発明を適用した接合構造１０において、地震力が作用した場合、図８に示すようにＨ形鋼梁３に対して曲げモーメントＭが作用する。このような曲げモーメントＭがＨ形鋼梁３に作用した場合には、これがフランジ３１、３３の軸力に変換され、この軸力がフランジ３１、３３中を伝搬していく。フランジ３１、３３中を伝搬する軸力は、曲げモーメントの向きに応じて、図９に示すように接合構造１０において引張力Ｔとなり、また図１０に示すような圧縮力Ｐとなる。
【００５４】
上述のような曲げモーメントＭが作用した場合に、上フランジ３１に引張力が作用している場合には、下フランジ３３には圧縮力が作用することになる。また上フランジ３１に圧縮力が作用している場合には、下フランジ３３には引張力が作用することとなる。
【００５５】
ここで接合構造１０において軸力に基づく引張力Ｔが作用する場合には、先ずＨ形鋼梁３におけるフランジ３１（３３）を介して当該引張力Ｔが伝達される。フランジ３１（３３）からの引張力Ｔは、分割ダイアフラム２における梁プレート２２に伝達される。梁プレート２２が図９中の引張力Ｔのベクトル方向に引っ張られる結果、これに連結されている柱プレート２３も当該方向に引っ張られる。その結果、柱プレート２３から鋼管柱５に対して元々負荷されていた接触圧Ｆが弱められることとなる。ちなみに、本実施例においては、この鋼管柱５と柱プレート２３とは単に当接されているのみであり、他の連結手段や溶接接合を介して直接的に連結されているものではない。このため、引張力Ｔがこの梁プレート２２及び柱プレート２３を介して直接鋼管柱５に作用することは無い。
【００５６】
また、分割ダイアフラム２における梁プレート２２に伝達された引張力Ｔは、図９中の力Ｔa、Ｔbの経路へと伝達されることとなる。即ち、力Ｔa、Ｔbは、柱プレート２３及び引張接合部２１を介して鋼管柱５を迂回するように伝達する。そして、当初の引張力Ｔが伝達されてきた梁プレート２２に設けられている柱プレート２３と鋼管柱５を介して対面する他の柱プレート２３を有する分割ダイアフラム２までこれを伝達させる。
【００５７】
このとき、梁プレート２２は、前端部２２ａから徐々に拡径されてＲが設けられて柱プレート２３に到達する形状とされている。特に平面視で確認しても、鋼管柱５の周囲に展開される梁プレート２２の幅が広くなり、力Ｔa、Ｔbの伝達経路をより広くすることが可能となり、スムーズな応力伝達が可能となる。その結果、力Ｔa、Ｔbが伝達する経路が局所的に狭くなったり急激に折れ曲がることもなくなることから、応力集中を小さく抑えられる。その結果、接合構造１０自体の構造的な安定性を確保することが可能となる。
【００５８】
当初の引張力Ｔが伝達されてきた梁プレート２２に設けられている柱プレート２３と鋼管柱５を介して対面する柱プレート２３は、この伝達されてきた応力に基づいてちょうど図９中の力Ｃcが鋼管柱５に向けて作用することとなる。この力Ｃcは、梁プレート２２から伝達されてきた引張力Ｔと同一方向であり、受けた柱プレート２３から鋼管柱５に向けて作用する圧縮力Ｃcとなる。即ち、引張力Ｔは、対面する柱プレート２３から鋼管柱５へ作用する圧縮力Ｃcへと変換されることとなる。対面する柱プレート２３から鋼管柱５に対しては、上述した接合部材による締め付けに基づく接触圧が元々作用しているが、これに加えて更に圧縮力Ｃcが加わることとなる。
【００５９】
このように、本実施例によれば、鋼管柱５と柱プレート２３とを単に当接させるのみに構成にすることで、引張力Ｔがこの梁プレート２２及び柱プレート２３を介して直接鋼管柱５に作用させないようにし、一方でその分の引張力Ｔは他へと伝播することとなり、最終的に対面する分割ダイアフラム２において圧縮力Ｃcへと変換可能とされている。
【００６０】
接合構造１０において軸力に基づく圧縮力Ｐが作用する場合には、図１０に示すように、先ずＨ形鋼梁３におけるフランジ３１（３３）を介して当該圧縮力Ｐが伝達される。フランジ３１（３３）からの圧縮力Ｐは、分割ダイアフラム２における梁プレート２２に伝達される。梁プレート２２が図中の圧縮力Ｐのベクトル方向に押圧される結果、これに連結されている柱プレート２３も当該方向に押圧される。柱プレート２３から鋼管柱５に対しては、上述した接合部材による締め付けに基づく接触圧が元々作用しているが、これに加えて更に圧縮力Ｐが加わることとなる。
【００６１】
このようにして、本発明を適用した接合構造１０は、梁プレート２２を介して引張力Ｔ、圧縮力Ｐの何れが作用した場合においても、鋼管柱５に対して直接引張力として伝達するのではなく、全て圧縮力としてこれを伝達することが可能となる。このため、Ｈ形鋼梁３が地震力に基づいて何れの方向の曲げモーメントＭが負荷された場合においても、鋼管柱５に対してこれを圧縮力として伝達することができる。
【００６２】
本実施例においては鋼管柱５に対して圧縮力のみ作用させる構成としていることから、圧縮力が負荷される鋼管柱５は、特に接合部において大きな面外変形することなく略弾性変形域内に留まるものとなる。その結果、鋼管柱５に対して引張力が負荷されることによる塑性化を防止することが可能となる。また鋼管柱５の塑性変形を防止する一方で、引張力が負荷されるＨ形鋼梁３を先に塑性化させることで、建築構造物の倒壊を防止することが可能となる。このため、鋼管柱５の塑性変形を防止するために、鋼管柱５の板厚を厚くする必要も無くなり、鋼材の材料コストの低減にもつながる。
【００６３】
なお本実施例では、図９に示すように柱プレート２３に対して引張力Ｔが作用する結果、柱プレート２３から鋼管柱５に対して元々負荷されていた接触圧Ｆが弱められた場合においても、鋼管柱５を介してこれに対面する柱プレート２３からの接触圧が、圧縮力Ｃcの分において強められる結果、外ダイアフラム１全体の柱プレート２３と鋼管柱５との間で作用する接触圧は殆ど変化しないため、両者間で摩擦力を好適に発揮させることが可能となる。その結果、鋼管柱５に対する接触圧Ｆが弱められても、外ダイアフラム１の重力等に基づいて落下してしまうのを防止することができる。
【００６４】
更に本実施例によれば、引張接合部２１について、平面視で柱プレート２３の延長方向（Ｗ方向）から平面視で略４５°方向に折り曲げた方向へ延長されている。このため、Ｈ形鋼梁３におけるフランジ３１、３３の端部を鋼管柱５に近接させた場合においても、これらフランジ３１、３３は引張接合部２１に対して離間しており、互いに干渉することが無くなる。同様に、互いに当接させた引張接合部２１間を締結するボルト２５及びナット２６等の接合部材も鋼管柱５に近接させたフランジ３１、３３に対して離間しており、互いに干渉することが無くなる。
【００６５】
このため、本実施例によれば、Ｈ形鋼梁３を鋼管柱５の柱面に対してより近接させることが可能となる。このＨ形鋼梁３を鋼管柱５の柱面に対してより近くまで近接させることにより、図８に示すＨ形鋼梁３の曲げモーメントに基づいて外ダイアフラム１に作用する荷重を低減することができる。その結果、外ダイアフラム１を構成する各プレートの板厚を薄肉化することができるため設計の自由度が増大し、ひいては外ダイアフラム１の部材としての製作コストを低く抑えることが可能となる。
【００６６】
これに加えて、Ｈ形鋼梁３を鋼管柱５の柱面に対してより近接させることにより、図３に示すような鋼管柱５から最も離間しているボルト４１ａ（いわゆる第１ボルト）を、より鋼管柱５に近接させる設計をすることも可能となり、ひいては梁プレート２２の設計の自由度を向上させることが可能となる。
【００６７】
次に本発明を適用した接合構造１０の他の実施の形態について説明をする。図１１は、建築構造物における側部と隅部に接合構造１０を適用する例を示している。図１１（ａ）は、鋼管柱５に対して３本のＨ形鋼梁３を平面視でＴ字状に取り付け例であり、図１１（ｂ）は、鋼管柱５に対して２本のＨ形鋼梁３を平面視でＬ字状に取り付ける例である。このような隅部では、建築構造物の室内をより広く取る観点から、鋼管柱５の中心に対してＨ形鋼梁３をずらして配置する場合がある。これに応じて分割ダイアフラム２は、互いに均等な形状とはならない。かかる場合においても、本発明によれば一枚の梁プレート２２と、一の上フランジ３１又は一の下フランジ３３とは、互いに１対１の対応で構成されているため、単にボルト孔１２７の位置をＷ方向の何れか一方に向けて偏心させることで、容易に対応することが可能となる。
【００６８】
また、Ｈ形鋼梁３が設けられない柱面に当接される分割ダイアフラム２の形状は、特に限定されるものではないが、フランジ３１、３３に添設させるための梁プレート２２を小さく構成するようにしてもよいし、又は梁プレート２２自体を省略するようにしてもよい。即ち、本発明によれば、少なくとも鋼管柱５におけるＨ形鋼梁３が接合される柱面に当接される場合に、Ｈ形鋼梁３におけるフランジ３１、３３に取り付けられる梁プレート２２を有するものとしてよい。つまり、複数の分割ダイアフラム２のうち、Ｈ形鋼梁３に沿って配置される分割ダイアフラム２は、複数の上記分割ダイアフラムのうち、上記Ｈ形鋼梁に沿って配置される上記分割ダイアフラムのみ梁プレート２２を有するものとしてよい。そして、鋼管柱５におけるＨ形鋼梁３が接合されない柱面に当接される場合に、梁プレート２２を省略するようにしてもよい。このようなＨ形鋼梁３が設けられない柱面に当接される分割ダイアフラム２においても、柱プレート２３から鋼管柱５の柱面へ接触圧が作用するようにボルト２５、ナット２６等の接合部材を介して互いに締め付け固定されていることで上述した効果を発揮させることが可能となる。また、同様の応力伝達性能を持たせる観点から、引張力の応力伝達経路上に位置する分割ダイアフラム２間で互いに断面積をほぼ等しく構成しておくことが望ましい。
【００６９】
また、本発明を適用した接合構造１０の他の実施の形態として、例えば図１２に示すように、引張接合部２１間においてせん断力を伝達するための応力伝達機構７９が設けられていてもよい。上述した引張力Ｔの方向は、ボルト２５、ナット２６間の引っ張り方向に対して略４５°方向に亘り傾いている関係から、かかる引張力Ｔの負荷に応じて引張接合部２１間にせん断力が作用することとなる。この応力伝達機構７９は、互いに当接されている引張接合部２１間に作用するせん断力を伝達させる。この応力伝達機構７９は、ボルト２５よりも鋼管柱５から離間する側において設けられている。応力伝達機構７９は、例えば引張接合部２１間を当接させる際に形成されている孔に挿入されるピンで構成されていてもよい。また応力伝達機構７９は、例えば、互いに嵌合可能な凹凸形状とされていてもよい。このような凹凸形状が互いに嵌合されている応力伝達機構７９が引張接合部２１間に設けられていることにより、引張接合部２１間で伝達できるせん断力も大きくなり、これらに負荷されるせん断力を効果的に伝達させることが可能となる。
【００７０】
ちなみに、この応力伝達機構７９は、上述した凹凸形状に限定されるものではなく、互いのせん断力を伝達可能な構成であればいかなる形状とされていてもよい。また応力伝達機構７９は、引張接合部２１のいかなる箇所に設けられていてもよいが、図１２に示すようにボルト２５及びナット２６よりも外側に設けられていることが望ましい。その理由として、ボルト２５及びナット２６に対して引張力が作用した場合に、てこ反力の作用により、ボルト２５及びナット２６の外側においてより大きな圧縮力が負荷されることになり、当該箇所において高いせん断抵抗力が期待できるためである。
【００７１】
更に本発明によれば、ボルト２５、ナット２６間において、いわゆる高力ボルト引張接合を行うようにしてもよい。これにより、上述した引張力Ｔが負荷された結果、このボルト２５、ナット２７に引張力が負荷された場合においても、これらを吸収することができ、分割ダイアフラム２が変位してしまうのを防止することが可能となる。
【００７２】
このように本発明によれば、溶接接合を用いることなく、ボルト接合を中心に組み立てを行うことが可能となることで、高力ボルト接合を組み合わせ、各所に発生する力を吸収させることができ、ひいては地震等に対する接合構造１０全体の耐力を向上させることが可能となる。
【００７３】
また、本発明によれば、上述の如き外ダイアフラム１をＨ形鋼梁３の上フランジ３１、下フランジ３３にそれぞれ取り付けている。このため、地震時においてＨ形鋼梁３において振動に基づく曲げモーメントが負荷された場合において、上フランジ３１側、下フランジ３３側においてそれぞれ上述した作用効果を期待することが可能となる。
【００７４】
図１３は、本発明を適用した接合構造１０において、いわゆる二面摩擦接合に基づいてＨ形鋼梁３に接合する例を示している。
【００７５】
この例では、Ｈ形鋼梁３のフランジ３１、３３に対して、上面に分割ダイアフラム２０ａを、下面に分割ダイアフラム２０ｂをそれぞれ添設させる。分割ダイアフラム２０ａ、２０ｂは、分割ダイアフラム２について梁プレート２２を中心にして二つに分離した形状とされている。この分割ダイアフラム２０ａ、２０ｂについて、上述した分割ダイアフラム２と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。
【００７６】
分割ダイアフラム２０ａは、梁プレート１２２ａを有しており、この梁プレート１２２ａをフランジ３１、３３の上面に添設する。分割ダイアフラム２０ｂは、梁プレート１２２ｂを有しており、この梁プレート１２２ｂをフランジ３１、３３の下面に添設する。これら梁プレート１２２ａ、１２２ｂには図示しないボルト孔がそれぞれ設けられており、そのボルト孔を介して、ボルト４１、ナット４２によりフランジ３１、３３に取り付けられる。
【００７７】
このような構成からなる接合構造１０では、フランジ３１、３３の両面に亘り梁プレート１２２が添設されていることから、フランジ３１、３３と梁プレート１２２ａ、１２２ｂとの総接触面積が増加する。その結果、上述と同様にフランジ３１、３３を介して軸力（引張力Ｔ、圧縮力Ｐ）が負荷された場合には、フランジ３１、３３と梁プレート１２２ａ、１２２ｂとの間にはより大きな摩擦力を働かせることが可能となる。このような摩擦力の増加が期待できる構成であるため、ボルト４１とナット４２の本数を減らすことも可能となる。
【００７８】
また図１４は、互いに高さの異なるＨ形鋼梁３を鋼管柱５に対して取り付ける例を示す側断面図である。高さのより高いＨ形鋼梁３については、上述と同様の方法に基づいて外ダイアフラム１への取り付けを行う。即ち、Ｈ形鋼梁３の上下に設けられる外ダイアフラム１の上限間隔は、高さのより高いＨ形鋼梁３に応じたものとなっている。このため高さの低いＨ形鋼梁３に対して、外ダイアフラム１の上下間隔がより広いものとなっていることから、そのＨ形鋼梁３と外ダイアフラム１との間に隙間が形成されることになる。このため、Ｈ形鋼梁３と外ダイアフラム１との間に他の部材を介装させることにより、その隙間分を埋める。
【００７９】
図１４の例では、Ｈ形鋼を切り欠いた介装部材５６をＨ形鋼梁３と分割ダイアフラム２との間に介装する。介装部材５６は、ウェブ５７の上下端にフランジ５８、５９を形成してなるものである。このフランジ５８は、Ｈ形鋼梁３における下フランジ３３とボルト５３、ナット５４により接合され、フランジ５９は、分割ダイアフラム２における梁プレート２２に対してボルト５３、ナット５４により接合される。ちなみに、この介装部材５６は、柱プレート２３に対しては当接させることなく互いに離間させて固定される。
【００８０】
かかる構成によれば、下フランジ３３から伝達されてくる引張応力に基づいて、介装部材５６を介して分割ダイアフラム２における梁プレート２２にも引張応力が同様に負荷されて、上述と同様の作用効果が生じることとなる。また下フランジ３３から圧縮応力が伝達されてきた場合には、介装部材５６を介してこれが梁プレート２２に伝達され、そのまま鋼管柱５に伝達されることとなる。
【００８１】
また図１５（ａ）、（ｂ）の例は、柱プレート２３の高さ方向の幅について、鋼管柱５のコーナー部５ａ側をより広く、鋼管柱の中央部５ｂをより狭く構成した例を示している。図１５（ａ）は、鋼管柱５の中央部５ｂ近傍について柱プレート２３を完全に無くした形態とされており、梁プレート２２は、鋼管柱５に対して離間させてなる。図１５（ｂ）は、鋼管柱５のコーナー部５ａから中央部５ｂにかけて柱プレート２３の高さ方向の幅を徐々に狭くしている例である。何れの形態を採用する場合においても、鋼管柱５は、コーナー部５ａ近傍の柱面が、柱プレート２３からより大きな接触圧が作用することとなり、コーナー部５ａ以外（例えば中央部５ｂ）については柱プレート２３からあまり大きな接触圧が負荷されなくなる。その結果、柱プレート２３の軽量化を図ることができ、材料面や輸送効率面のコストダウンが実現でき、柱プレート２３と梁プレート２２を溶接組立する場合の溶接量削減も図ることで、溶材削減や溶接時間削減を実現できる。また、施工上のメリットとして、分割ダイアフラムの重量軽減によりハンドリングが容易になり施工者の作業性を向上させることが可能となる。
【００８２】
更に、本発明を適用した接合構造１０は、図１６に示すような構成に具現化されるものであってもよい。かかる構成によれば、梁プレート２２の上面に添接板１４０ａを添接させ、梁プレート２２の下面に添接板１４０ｂを添接させる。更にこの添接板１４０ａ、１４０ｂの間には、Ｈ形鋼梁３におけるフランジ３１、３３がそれぞれ介装されることとなる。そして、この添接板１４０ａ、梁プレート２２、添接板１４０ｂをボルト４１、ナット４２により接合し、更に添接板１４０ａ、フランジ３１、３３、添接板１４０ｂをボルト４１、ナット４２により接合する。
【００８３】
このようにして、梁プレート２２は、添接板１４０ａ、１４０ｂを介してＨ形鋼梁３におけるフランジ３１、３３に取り付けられている。このような形態とされていても、上述と同様の効果を奏することとなる。
【００８４】
また、本発明を適用した接合構造１０は、角形鋼管からなる鋼管柱５に対して外ダイアフラム１を取り付ける場合を例にとり説明したが、これに限定されるものではなく、鉄筋コンクリート造の柱に対しても同様に適用可能であることは勿論である。かかる場合においても、分割ダイアフラム２における柱プレート２３を柱に対して同様に当接させ、その柱プレート２３から柱に対して接触圧を負荷することで同様の機能を奏することとなる。
【００８５】
さらに本発明は、鋼管柱５の代替として、コンクリート充填鋼管造（ＣＦＴ）にも適用可能である。
【００８６】
第２実施形態
以下、本発明を適用した第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１００について説明をする。この第２実施形態において、上述した第１実施形態と同一の構成要素、部材に関しては、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。
【００８７】
図１７は、この第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１００の一部を分解した斜視図である。
【００８８】
この接合構造１００では、Ｈ形鋼梁３における下フランジ３３に取り付けられている分割ダイアフラムを下側分割ダイアフラム２−１とし、Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１に取り付けられている分割ダイアフラムを上側分割ダイアフラム２−２とする。下側分割ダイアフラム２−１は、下側柱プレート２３−１、下側梁プレート２２−１、下側引張接合部２１−１と、により構成され、これらはそれぞれ第１実施形態に係る分割ダイアフラム２における柱プレート２３、梁プレート２２、引張接合部２１に対応するものとする。同様に、上側分割ダイアフラム２−２は、上側柱プレート２３−２、上側梁プレート２２−２、上側引張接合部２１−２と、により構成され、これらはそれぞれ第１実施形態に係る分割ダイアフラム２における柱プレート２３、梁プレート２２、引張接合部２１に対応するものとする。
【００８９】
この接合構造１００では、Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１に、ボルト４１を挿通可能なボルト孔１３１ａ、１３１ｂが形成され、ボルト孔１３１ａが円形とされ、ボルト孔１３１ｂがＨ形鋼梁３の長手方向に向けて延びる長孔とされている。この長孔とされるボルト孔１３１ｂには、上側梁プレート２２−２におけるボルト孔１２７が位置合わせされ、これら位置合わせされたボルト孔１３１ｂとボルト孔１２７とにボルト４１が挿通され、ナット４２が締結されている。これにより、上側分割ダイアフラム２−２は、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能にＨ形鋼梁３における上フランジ３１に取り付けられるものとなる。但し、第２実施形態において、４本のＨ形鋼梁３を構成する全ての上フランジ３１について長孔とされるボルト孔１３１ｂが形成される場合に限定されるものではない。例えば、Ｈ形鋼梁３を構成する上フランジ３１の何れか１以上においてボルト孔１３１ｂが形成されるものであればよい。
【００９０】
この接合構造１００では、上フランジ３１のボルト孔１３１ｂに挿通されたボルト４１が鋼管柱５の柱面から遠い側に挿通され、上側梁プレート２２−２が取り付けられている。このとき、上フランジ３１のボルト孔１３１ａと上側梁プレート２２−２のボルト孔１２７とは、位置がずれておりボルト４１を挿通できないものとされ、また上側柱プレート２３−２と鋼管柱５の柱面との間には隙間が設けられている。そして、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能に取り付けられた上側分割ダイアフラム２−２の上側梁プレート２２−２をＨ形鋼梁３の長手方向に向けてスライドさせ、鋼管柱５の柱面に、上側柱プレート２３−２を当接させる。隣接する上側分割ダイアフラム２−２間の接合は、上述した分割ダイアフラム間の接合と同様、互いに平行に位置する上側引張接合部２１−２にボルト２５を挿通し、ナット２６により締め付け固定する。ボルト４１が挿通されていない上側梁プレート２２−２のボルト孔１２７は、鋼管柱５の柱面に向けてスライドさせることによって、上フランジ３３のボルト孔１３１ａに位置合わせされることとなり、これら位置合わせされたボルト孔１３１ａと上側梁プレート２２−２のボルト孔１２７とに、ボルト４１を挿通し、ナット４２を締結する。
【００９１】
この接合構造１００によれば、上側分割ダイアフラム２−２がＨ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能にＨ形鋼梁３における上フランジ３１に取り付けられることによって、上側柱プレート２３−２と鋼管柱５の柱面との間に隙間を設けることが可能となり、その結果、Ｈ形鋼梁３が固定された状態で上側分割ダイアフラム２−２を鋼管柱５に固定することが可能となる。
【００９２】
次に、第２実施形態に係る柱と梁の接合方法について説明する。
【００９３】
図１８は、第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１００の側断面図であって、鋼管柱５に下側分割ダイアフラム２−１を取り付ける図である。図１９は、第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１００の側断面図であって、下側分割ダイアフラム２−１にＨ形鋼梁３を取り付ける図である。図２０は、第２実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１００の側断面図であって、上側分割ダイアフラム２−２を鋼管柱５に取り付ける図である。
【００９４】
先ず、鋼管柱５に下側分割ダイアフラム２−１を取り付ける。下側分割ダイアフラム２−１の取り付けは、鋼管柱５の周囲に４枚の下側分割ダイアフラム２−１を配置する。隣接する下側分割ダイアフラム２−１間の接合は、上述した分割ダイアフラム間の接合と同様、互いに平行に位置する下側引張接合部２１−１にボルト２５を挿通し、ナット２６により締め付け固定する。なお、鋼管柱５への下側分割ダイアフラム２−１の取り付けは、現場に搬入する前に予め工場等で取り付けておくことが望ましい。これにより、現場での施工作業を簡略化することが可能となる。そして、下側分割ダイアフラム２−１が取り付けられた鋼管柱５を現場に搬入し、２本の鋼管柱５を間隔を空けて立設する。鋼管柱５を立設したとき、それぞれの鋼管柱５に取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１の下側梁プレート２２−１の取り付け高さが略同一とされている。
【００９５】
そして、Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１に、上側分割ダイアフラム２−２における上側梁プレート２２−２を取り付ける。Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１には、ボルト４１が挿通可能な円形状のボルト孔１３１ａと、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けて延びる長孔とされるボルト孔１３１ｂとが形成され、上側梁プレート２２−２のボルト孔１２７に位置合わせされたボルト孔１３１ｂに、ボルト４１を挿通し、ナット４２を締結することで、上フランジ３１に上側梁プレート２２−２を取り付ける。これにより、Ｈ形鋼梁３の上フランジ３１に予め上側梁プレート２２−２が仮止めされた状態となり、上側分割ダイアフラム２−２は、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能にＨ形鋼梁３における上フランジ３１に取り付けられていることとなる。なお、この上フランジ３１への上側分割ダイアフラム２−２の取り付けは、次に行われるＨ形鋼梁３と下側分割ダイアフラム２−１との取り付け作業よりも前に行われていればよく、現場で上フランジ３１に上側梁プレート２２−２を地組して取り付けてもよいし、工場で予め上フランジ３１に上側梁プレート２２−２が取り付けられたものを現場に搬入してもよい。そして、鋼管柱５に取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１における下側梁プレート２２−１と、Ｈ形鋼梁３における下フランジ３３とを対向させる。
【００９６】
次に、図１９に示すように、鋼管柱５に取り付けた下側分割ダイアフラム２−１における下側梁プレート２２−１にＨ形鋼梁３における下フランジ３３を載置して、これらを取り付ける。このとき、下側梁プレート２２−１のボルト孔１２７と下フランジ３３のボルト孔１３３とを位置合わせした上で、ボルト４１を挿通し、ナット４２を締結することにより、下側梁プレート２２−１に下フランジ３３を取り付ける。このとき、鋼管柱５の柱面と、上フランジ３１に仮止めした状態で取り付けられた上側分割ダイアフラム２−２の上側柱プレート２３−２との間には、隙間Ｓが形成される。
【００９７】
次に、図２０に示すように、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能に取り付けられた上側分割ダイアフラム２−２の上側梁プレート２２−２をＨ形鋼梁３の長手方向に向けてスライドさせ、鋼管柱５の柱面に、上側柱プレート２３−２を当接させる。上側柱プレート２３−２を鋼管柱５の柱面に当節させる際には、上側梁プレート２２−２と上フランジ３１とを仮止めしていたボルト４１を若干緩め、ラチェットレンチ等の取手部分をてこにして、上側分割ダイアフラム２−２における上側梁プレート２２−２をスライドさせる。そして、隣接する上側分割ダイアフラム２−２間のそれぞれの上側引張接合部２１−２を鋼管柱５のコーナー部近傍に配置することにより、鋼管柱５の各柱面には、上側柱プレート２３−２のみが当接するようにし、各上側分割ダイアフラム２−２間を、上側柱プレート２３−２から鋼管柱５の柱面へ接触圧が作用するようにボルト２５及びナット２６とを介して互いに締め付け固定する。このとき、上側梁プレート２２−２をスライドさせることにより、上側梁プレート２２−２のボルト孔１２７が上フランジ３３のボルト孔１３１ａとボルト孔１３１ｂとに位置合わせされることとなり、これらにボルト４１を挿通し、ナット４２を締結して、鋼管柱５とＨ形鋼梁３との接合が完了する。
【００９８】
このような柱と梁の接合方法によれば、それぞれの鋼管柱５に取り付け高さが略同一となるように取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１の下側梁プレート２２−１に、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３を載置して、これらを取り付けることでＨ形鋼梁３の取り付け高さを現場で調整する作業を省略することが可能となり、Ｈ形鋼梁３を水平に鋼管柱５に接合することが可能となる。
【００９９】
また、このような柱と梁の接合方法によれば、上フランジ３１と上側分割ダイアフラム２−２との仮止めに用いたボルト４１、即ち、長孔とされるボルト孔１３１ｂに挿通されたボルト４１を外す手間が生じることなく、所定の位置に外ダイアフラム１を設置することが可能となり、その結果、短時間で施工を行うことが可能となる。また、上フランジ３１と上側分割ダイアフラム２−２とがボルト孔１３１ｂに挿通されたボルト４１によりいわば仮止めされて取り付けられているため、施工の際に上側分割ダイアフラム２−２が落下するのを防止することが可能となる。
【０１００】
なお、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けて延びる長孔が、Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１に形成されるのではなく、上側分割ダイアフラム２−２における上側梁プレート２２−２に形成されてもよい。つまり、図２１に示すように、上側梁プレート２２−２は、円形のボルト孔１２７ａと、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けて伸びる長孔とされるボルト孔１２７ｂとを有するものであってもよい。このとき、Ｈ形鋼梁３の上フランジ３１におけるボルト孔１３１は、円形とされる。図示の形態の柱と梁の接合構造１００では、上フランジにおけるボルト孔１３１と、上側梁プレート２２−２のボルト孔１２７ｂとにボルト４１を挿通し、ナット４２を締結する。これにより、Ｈ形鋼梁３の上フランジ３１に予め上側梁プレート２２−２が仮止めされた状態となり、上側分割ダイアフラム２−２は、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能にＨ形鋼梁３における上フランジ３１に取り付けられていることとなる。そして、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能に取り付けられた上側分割ダイアフラム２−２の上側梁プレート２２−２をＨ形鋼梁３の長手方向に向けてスライドさせ、鋼管柱５の柱面に、上側柱プレート２３−２を当接する。かかる形態においても、上述した効果を奏するのは明らかである。
【０１０１】
また、図示は省略するが、Ｈ形鋼梁の上フランジにおけるボルト孔と、上側分割ダイアフラムの上側梁プレートにおけるボルト孔とがいずれもＨ形鋼梁の長手方向に向けて伸びる長孔とされていてもよい。かかる形態においても、上側分割ダイアフラムは、Ｈ形鋼梁の長手方向に向けてスライド可能にＨ形鋼梁における上フランジに取り付けられる。上フランジに取り付けられた上側分割ダイアフラムの上側梁プレートをＨ形鋼梁の長手方向に向けてスライドさせ、鋼管柱の柱面に、上側柱プレートを当接させることが可能となり、上述した効果を奏することとなる。
【０１０２】
次に本発明を適用した接合構造１００の他の実施の形態について説明をする。図２２は、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３に予め取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１を支持部材２９に載置する例である。
【０１０３】
図２２に示す形態において、Ｈ形鋼梁３の上フランジ３１と下フランジ３３とに、それぞれＨ形鋼梁３の長手方向に向けて伸びる長孔とされるボルト孔１３１ｂと、ボルト孔１３３ｂとが形成される。Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１には、上側梁プレート２２−２のボルト孔１２７に位置合わせされたボルト孔１３１ｂに、ボルト４１が挿通され、ナット４２が締結される。これにより、Ｈ形鋼梁３の上フランジ３１に予め上側梁プレート２２−２が仮止めされた状態となり、上側分割ダイアフラム２−２は、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能にＨ形鋼梁３における上フランジ３１に取り付けられることとなる。また、Ｈ形鋼梁３における下フランジ３３にも同様に、下側梁プレート２２−１のボルト孔１２７に位置合わせされたボルト孔１３３ｂに、ボルト４１が挿通され、ナット４２が締結される。これにより、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３に予め下側梁プレート２２−１が仮止めされた状態となり、下側分割ダイアフラム２−１は、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能にＨ形鋼梁３における下フランジ３１に取り付けられることとなる。なお、これら上フランジ３１への上側分割ダイアフラム２−２の取り付け、及び下フランジ３３への下側分割ダイアフラム２−１の取り付けは、予め現場で地組することにより行われてもよいし、予め工場で行われてもよい。
【０１０４】
次に、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３に予め取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１における下側柱プレート２３−１を、鋼管柱５に予め取り付けられた支持部材２９に載置する。支持部材２９は、例えば、山形鋼が用いられ、予め工場等で溶接等により鋼管柱５の柱面に取り付けられる。なお、支持部材２９は、Ｈ形鋼梁３等の自重を支持するものとして、鋼板等が用いられてもよい。また、支持部材２９は、間隔を空けて立設された２本の鋼管柱５の柱面にそれぞれ取り付けられ、各々の支持部材２９の取り付け高さは、互いに略同一とされている。下側柱プレート２３−１を支持部材２９に載置したとき、鋼管柱５の柱面と、上フランジ３１に仮止めした状態で取り付けられた上側分割ダイアフラム２−２の上側柱プレート２３−２との間に、隙間Ｓが形成される。同様に、鋼管柱５の柱面と、下フランジ３３に仮止めした状態で取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１の下側柱プレート２３−１との間に、隙間Ｓが形成される。
【０１０５】
次に、図２３に示すように、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能に取り付けられた上側分割ダイアフラム２−２の上側梁プレート２２−２をＨ形鋼梁３の長手方向に向けてスライドさせ、鋼管柱５の柱面に、上側柱プレート２３−２を当接させる。そして、隣接する上側分割ダイアフラム２−２間のそれぞれの上側引張接合部２１−２を鋼管柱５のコーナー部近傍に配置することにより、鋼管柱５の各柱面には、上側柱プレート２３−２のみが当接するようにし、各上側分割ダイアフラム２−２間を、上側柱プレート２３−２から鋼管柱５の柱面へ接触圧が作用するようにボルト２５及びナット２６とを介して互いに締め付け固定する。このとき、上側梁プレート２２−２をスライドさせることにより、上側梁プレート２２−２のボルト孔１２７が上フランジ３１のボルト孔１３１ａとボルト孔１３１ｂとに位置合わせされることとなり、これらにボルト４１を挿通し、ナット４２を締結し、鋼管柱５とＨ形鋼梁３の上フランジ３１とを接合する。
【０１０６】
次に、図２４に示すように、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能に取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１の下側梁プレート２２−１をＨ形鋼梁３の長手方向に向けてスライドさせ、鋼管柱５の柱面に、下側柱プレート２３−１を当接させる。そして、隣接する下側分割ダイアフラム２−１間のそれぞれの下側引張接合部２１−１を鋼管柱５のコーナー部近傍に配置することにより、鋼管柱５の各柱面には、下側柱プレート２３−１のみが当接するようにし、各下側分割ダイアフラム２−１間を、下側柱プレート２３−１から鋼管柱５の柱面へ接触圧が作用するようにボルト２５及びナット２６とを介して互いに締め付け固定する。このとき、下側梁プレート２２−１をスライドさせることにより、下側梁プレート２２−１のボルト孔１２７が下フランジ３３のボルト孔１３３ａとボルト孔１３３ｂとに位置合わせされることとなり、これらにボルト４１を挿通し、ナット４２を締結し、鋼管柱５とＨ形鋼梁３との接合が完了する。
【０１０７】
このような柱と梁の接合方法によれば、予め工場等で鋼管柱５の柱面に溶接等により取り付けられた支持部材２９に、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３に予め工場等で取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１における下側柱プレート２３−１を載置して、これらを取り付けることで、Ｈ形鋼梁３の取り付け高さを現場で調整する作業を省略することが可能となり、Ｈ形鋼梁３を水平に鋼管柱５に接合することが可能となる。  また、このような柱と梁の接合方法によれば、支持部材２９に、下側柱プレート２３−１を載置して、これらを取り付けることで、例えば想定を超える大地震等により上側柱プレート２３−２及び下側柱プレート２３−１から鋼管柱５の柱面に作用する接触圧が局所的に小さくなったとしても、Ｈ形鋼梁３が鋼管柱５から脱落することなく、支持部材２９によりＨ形鋼梁３が載置されるものとなるため、支持部材２９がフェールセーフとしての機能を有するものとなる。
【０１０８】
また、このような柱と梁の接合方法によれば、上フランジ３１と上側分割ダイアフラム２−２との仮止め及び下フランジ３３と下側分割ダイアフラム２−１との仮止めに用いたボルト４１、即ち、長孔とされるボルト孔１３１ｂ及びボルト孔１３３ｂに挿通されたそれぞれのボルト４１を外す手間が生じることなく、所定の位置に外ダイアフラム１を設置することが可能となり、その結果、短時間で施工を行うことが可能となる。また、上フランジ３１と上側分割ダイアフラム２−２とがボルト孔１３１ｂに挿通されたボルト４１により仮止めされて取り付けられ、下フランジ３３と下側分割ダイアフラム２−１とがボルト孔１３３ｂに挿通されたボルト４１により仮止めされて取り付けられるため、施工の際に上側分割ダイアフラム２−２及び下側分割ダイアフラム２−１が落下するのを防止することが可能となる。
【０１０９】
なお、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けて延びる長孔が、Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１及び下フランジ３３に形成されるのではなく、上側分割ダイアフラム２−２における上側梁プレート２２−２及び及び下側分割ダイアフラム２−１における下側梁プレート２２−１に形成されてもよい。つまり、図示は省略するが、上側梁プレート２２−２及び下側梁プレート２２−１は、円形のボルト孔と、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けて伸びる長孔とされるボルト孔とを有するものであってもよい。このとき、Ｈ形鋼梁３の上フランジ３１及び下フランジ３１におけるボルト孔は、それぞれ円形とされる。このとき、柱と梁の接合方法では、上フランジ３１における円形状のボルト孔と、上側梁プレート２２−２の長孔のボルト孔とに予めボルト４１を挿通し、ナット４２を締結する。これにより、Ｈ形鋼梁３の上フランジ３１に予め上側梁プレート２２−２が仮止めされた状態となり、上側分割ダイアフラム２−２は、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能にＨ形鋼梁３における上フランジ３１に取り付けられることとなる。また、柱と梁の接合方法では、下フランジ３３における円形状のボルト孔と、下側梁プレート２２−１の長孔のボルト孔とに予めボルト４１を挿通し、ナット４２を締結する。これにより、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３１に予め下側梁プレート２２−１が仮止めされた状態となり、下側分割ダイアフラム２−１は、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能にＨ形鋼梁３における下フランジ３３に取り付けられることとなる。そして、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能に取り付けられた上側分割ダイアフラム２−２の上側梁プレート２２−２をＨ形鋼梁３の長手方向に向けてスライドさせ、鋼管柱５の柱面に、上側柱プレート２３−２を当接する。その後、Ｈ形鋼梁３の長手方向に向けてスライド可能に取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１の下側梁プレート２２−１をＨ形鋼梁３の長手方向に向けてスライドさせ、鋼管柱５の柱面に、下側柱プレート２３−１を当接する。かかる形態においても、上述した効果を奏するのは明らかである。
【０１１０】
また、図示は省略するが、Ｈ形鋼梁の上フランジにおけるボルト孔と、上側分割ダイアフラムの上側梁プレートにおけるボルト孔と、Ｈ形鋼梁の下フランジにおけるボルト孔と、下側分割ダイアフラムの下側梁プレートにおけるボルト孔とがいずれもＨ形鋼梁の長手方向に向けて伸びる長孔とされていてもよい。かかる形態においても、上側分割ダイアフラム及び下側分割ダイアフラムは、Ｈ形鋼梁の長手方向に向けてスライド可能にＨ形鋼梁における上フランジ及び下フランジに取り付けられる。上フランジに取り付けられた上側分割ダイアフラムの上側梁プレートをＨ形鋼梁の長手方向に向けてスライドさせ、鋼管柱の柱面に、上側柱プレートを当接させ、その後、下フランジに取り付けられた下側分割ダイアフラムの下側梁プレートをＨ形鋼梁の長手方向に向けてスライドさせ、鋼管柱の柱面に、下側柱プレートを当接させることが可能となり、上述した効果を奏することとなる。
【０１１１】
第３実施形態
以下、本発明を適用した第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１０´について説明をする。この第３実施形態において、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成要素、部材に関しては、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。
【０１１２】
図２５は、この第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１０´の斜視図であり、図２６は、その平断面図である。
【０１１３】
この接合構造１０´では、柱プレート２３と、鋼管柱５との間に介装用フィラー８１を介装させる。その結果、柱プレート２３は鋼管柱５と直接的に当接するのではなく、あくまでこの柱プレート２３が鋼管柱５と対面する状態となる。そして、この柱プレート２３は、この介装される介装用フィラー８１を介して鋼管柱５に連続することとなる。
【０１１４】
図２６に示す例では、断面略矩形状の鋼管柱５を構成する４面について、柱プレート２３との間に介装用フィラー８１を介装させる例である。各介装用フィラー８１は、互いに板厚が異なるものであってもよい。但し、第３実施形態において、鋼管柱５を構成する４面全てについて柱プレート２３との間に介装用フィラー８１を介装させる場合に限定されるものではない。例えば図２７に示すように、断面略矩形状の鋼管柱５を構成する４面の何れか１以上において柱プレート２３との間に介装用フィラー８１を介装させるものであればよい。即ち、鋼管柱５と柱プレート２３との間に介装用フィラー８１が介装されているものと、鋼管柱５に対して柱プレート２３が直接的に当接されているものが混在したものとなっている。鋼管柱５と柱プレート２３との間でいかなる面間にて介装用フィラー８１を改装させ、いかなる面間にてこれらを互いに当接させるかは、事前に鋼管柱５と柱プレート２３との間で隙間が空いている箇所を判別し、その判別結果に基づいてその都度決定するようにしてもよい。
【０１１５】
図２８は、この第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１０´の側断面図を示している。図２８（ａ）は、介装用フィラー８１を板厚が均一化された平板で構成する例を示している。図２８（ｂ）は、介装用フィラー８１を上下方向に向けて板厚が徐々に薄くなるように形成した例を示している。即ち、この介装用フィラー８１において斜めに傾斜した第１傾斜面８１ａを形成した例である。この介装用フィラー８１において鋼管柱５に接触する面ではなく、むしろ柱プレート２３が接触する面がテーパー状とされた第１傾斜面８１ａとされていることが望ましい。このような上から下に向けて板厚が徐々に薄くなるテーパー面を形成させた介装用フィラー８１を鋼管柱５と柱プレート２３との隙間に介装させることにより、これを楔状に打ち込んで固定することができる。このため、介装用フィラー８１が鋼管柱５と柱プレート２３との間をすり抜けて落下してしまうのを防止することができる。しかも、介装用フィラー８１の落下を防止できることで、鋼管柱５と柱プレート２３との間に必ず介装用フィラー８１が介装されている状態を作り出すことができ、鋼管柱５と柱プレート２３との間に隙間が形成されたままになるのを防止でき、後述する効果を確実に奏する構成とすることが可能となる。
【０１１６】
図２８（ｃ）は、介装用フィラー８１の上端において、係止片８２を設けた例である。この係止片８２は、介装用フィラー８１の面内方向に対して外側に向けて突出された突出片として構成されていてもよい。この係止片８２を柱プレート２３の上端に係止させることで、介装用フィラー８１が鋼管柱５と柱プレート２３との間をすり抜けて落下してしまうのを防止することができる。しかも、介装用フィラー８１の落下を防止できることで、鋼管柱５と柱プレート２３との間に必ず介装用フィラー８１が介装されている状態を作り出すことができ、鋼管柱５と柱プレート２３との間に隙間が形成されたままになるのを防止でき、後述する効果を確実に奏する構成とすることが可能となる。
【０１１７】
図２９は、図２８（ｂ）における第１傾斜面８１ａを形成させた介装用フィラー８１の変形形態を示している。図２９（ａ）の形態では、柱プレート２３に対面する第１傾斜面８１ａに対して面接触可能な第２傾斜面２３ｃを形成させた例を示している。この第２傾斜面２３ｃの傾斜角度は、第１傾斜面８１ａの傾斜角度と略同一となるように予め調整している。その結果、この第２傾斜面２３ｃは、第１傾斜面８１ａに対して面接触可能となる。この図２９（ａ）の形態においては、柱プレート２３における第２傾斜面２３ｃと介装用フィラー８１における第１傾斜面８１ａは一部のみ当接されているのではなく面全体に亘り面接触されていることから互いの面間に隙間が生じることが無くなる。その結果、後述する圧縮力の伝達性能を向上させることが可能となる。
【０１１８】
図２９（ｂ）の形態では、柱プレート２３と、介装用フィラー８１との間に介装される中間介装フィラー８５を設ける例を示している。中間介装フィラー８５は、介装用フィラー８１における第１傾斜面８１ａに対して面接触可能な第２傾斜面８５ａが形成されている。この形態において柱プレート２３には上述した傾斜面を特段設けることなく平面で構成していることから、中間介装フィラー８５における柱プレート２３への接触面も同様に平面で構成する。
【０１１９】
この第２傾斜面８５ａの傾斜角度は、第１傾斜面８１ａの傾斜角度と略同一となるように予め調整している。その結果、この第２傾斜面８５ａは、第１傾斜面８１ａに対して面接触可能となる。また柱プレート２３と中間介装フィラー８５も互いに平面とされていることから、互いに面接触可能となる。その結果、この図２９（ｂ）の形態において、柱プレート２３から、中間介装フィラー８５、介装用フィラー８１、鋼管柱５に至るまで面間に隙間が生じることが無くなる。その結果、後述する圧縮力の伝達性能を向上させることが可能となる。なお、この中間介装フィラー８５において、柱プレート２３に係止するための係止片を上端に形成するようにしてもよいし、かかる構成を省略するようにしてもよい。このように本発明によればフィラーを複数枚で構成してもよいし、互いに板厚が異なるフィラーを用いるようにしてもよい。
【０１２０】
この第３実施形態においても、上述した第１実施形態と同様に、分割ダイアフラム２間の間隔ｅを減らすようにし、最終的にｅが略０となるようにボルトによる接合を行うことにより、分割ダイアフラム２を構成する外ダイアフラム１から鋼管柱５に向けた押し込み力が介装用フィラー８１を介して作用することとなる。その結果、この柱プレート２３と鋼管柱５との間で互いに介装用フィラー８１を介して接触圧が作用していることにより、柱プレート２３と介装用フィラー８１、並びに介装用フィラー８１と鋼管柱５との間で強い摩擦力を発揮させることができる。外ダイアフラム１は、その重力により下方に落下しようとする力が作用するが、柱プレート２３と介装用フィラー８１間、並びに介装用フィラー８１と鋼管柱５間の互いの接触面に強い接触圧が作用していることから、当該接触面間において重力に対する摩擦力を発揮させることが可能となる。その結果、外ダイアフラム１は、鋼管柱５に対して溶接接合を行わなくても安定した状態で設置することが可能となり、重力等に基づいて落下するのを防止することが可能となる。このため、第３実施形態において、上述した第１実施形態と同様に、外ダイアフラム１について溶接を使用することなく鋼管柱５に固定することができることから、製作に伴う作業労力を軽減させることができ、環境にやさしい接合方法とすることが可能となる。
【０１２１】
特に分割ダイアフラム２の製作時において、僅かな寸法誤差が生じた場合には、分割ダイアフラム２における特に柱プレート２３と、鋼管柱５との間において隙間が生じてしまう場合もある。このような部材間に僅かな隙間が形成されてしまう場合であっても、本発明によれば、この柱プレート２３と、鋼管柱５との間に介装用フィラー８１を介装させることから、当該隙間を埋めることができ、柱プレート２３と介装用フィラー８１間、並びに介装用フィラー８１と鋼管柱５間の互いの接触面に強い接触圧を作用させることで、当該接触面間において重力に対する摩擦力を発揮させることが可能となる。即ち、第３実施形態によれば、分割ダイアフラム２の製作時の寸法誤差が生じた場合においても、外ダイアフラム１が鋼管柱５に対して落下することなく、所期の作用効果を奏するものとなる。
【０１２２】
次に、本発明を適用した第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１０´の作用効果について説明をする。
【０１２３】
図３０に示すように、接合構造１０´において地震に伴い軸力に基づく引張力Ｔが作用する場合には、先ずＨ形鋼梁３におけるフランジ３１（３３）を介して当該引張力Ｔが伝達される。フランジ３１（３３）からの引張力Ｔは、分割ダイアフラム２における梁プレート２２に伝達される。梁プレート２２が図２２中の引張力Ｔのベクトル方向に引っ張られる結果、これに連結されている柱プレート２３も当該方向に引っ張られる。その結果、柱プレート２３から介装用フィラー８１を介して鋼管柱５に対して元々負荷されていた接触圧Ｆが弱められることとなる。ちなみに、本実施例においては、この鋼管柱５と介装用フィラー８１、並びに介装用フィラー８１と柱プレート２３とは単に当接されているのみであり、他の連結手段や溶接接合を介して直接的に連結されているものではない。このため、引張力Ｔがこの梁プレート２２及び柱プレート２３を介して直接鋼管柱５に作用することは無い。
【０１２４】
また、分割ダイアフラム２における梁プレート２２に伝達された引張力Ｔは、図２２中の力Ｔa、Ｔbの経路へと伝達されることとなる。即ち、力Ｔa、Ｔbは、柱プレート２３及び引張接合部２１を介して鋼管柱５を迂回するように伝達する。そして、当初の引張力Ｔが伝達されてきた梁プレート２２に設けられている柱プレート２３と鋼管柱５を介して対面する他の柱プレート２３を有する分割ダイアフラム２までこれを伝達させる。
【０１２５】
当初の引張力Ｔが伝達されてきた梁プレート２２に設けられている柱プレート２３と鋼管柱５を介して対面する柱プレート２３は、この伝達されてきた応力に基づいてちょうど図３０中の力Ｃcが鋼管柱５に向けて作用することとなる。この力Ｃcは、梁プレート２２から伝達されてきた引張力Ｔと同一方向であり、受けた柱プレート２３から鋼管柱５に向けて作用する圧縮力Ｃcとなる。即ち、引張力Ｔは、対面する柱プレート２３から介装用フィラー８１を介して鋼管柱５へ作用する圧縮力Ｃcへと変換されることとなる。対面する柱プレート２３から介装用フィラー８１を経て鋼管柱５に至るまで、上述した接合部材による締め付けに基づく接触圧が元々作用しているが、これに加えて更に圧縮力Ｃcが加わることとなる。
【０１２６】
一方、接合構造１０´において軸力に基づく圧縮力Ｐが作用する場合には、図３１に示すように、先ずＨ形鋼梁３におけるフランジ３１（３３）を介して当該圧縮力Ｐが伝達される。フランジ３１（３３）からの圧縮力Ｐは、分割ダイアフラム２における梁プレート２２に伝達される。梁プレート２２が図中の圧縮力Ｐのベクトル方向に押圧される結果、これに連結されている柱プレート２３も当該方向に押圧される。柱プレート２３から介装用フィラー８１を介して鋼管柱５に対しては、上述した接合部材による締め付けに基づく接触圧が元々作用しているが、これに加えて更に圧縮力Ｐが加わることとなる。
【０１２７】
このようにして、本発明を適用した第３実施形態に係る接合構造１０´は、梁プレート２２を介して引張力Ｔ、圧縮力Ｐの何れが作用した場合においても、鋼管柱５に対して直接引張力として伝達するのではなく、全て圧縮力としてこれを伝達することが可能となる。また、この第３実施形態において、鋼管柱５に対して圧縮力のみ作用させる構成としていることによる優位な点も、第１実施形態と同様である。
【０１２８】
第３実施形態において、柱プレート２３と、鋼管柱５との間に介装用フィラー８１を介装させることから、これらの柱プレート２３から鋼管柱５に至るまで隙間が存在しないこととなり、上述した効果を第１実施形態と同様にスムーズに実現することが可能となる。
【０１２９】
なお図２７に示すように、鋼管柱５と柱プレート２３との間に介装用フィラー８１が介装されているものと、鋼管柱５に対して柱プレート２３が直接的に当接されているものが混在した形態においても同様の作用が生じることとなる。つまり地震動が発生した場合には、介装用フィラー８１が介装されている鋼管柱５の面については、上述した第３実施形態と同様に作用することとなり、介装用フィラー８１が介装されていない鋼管柱５の面については、上述した第１実施形態と同様に作用することとなる。また、柱プレート２３と介装用フィラー８１との間に中間介装フィラー８５が介装されている場合や、鋼管柱５と柱プレート２３との間に板バネ８６を介装する場合も上述し各形態と同様に作用することとなる。
【０１３０】
なお第３実施形態は、上述した例に限定されるものではない。例えば図３２に示すように、断面視で略Ｙ字形状とされた介装用フィラー９１を使用するようにしてもよい。この介装用フィラー９１は、基面９１ａから２方向に分岐した２枚の分岐面９１ｂを有する。２枚の分岐面９１ｂは、この図３２の例において平面視で互いにほぼ直交する方向に向けて延長されている。これにより、断面矩形状の鋼管柱５の各柱面に対してこの分岐面９１ｂをそれぞれ当接させることが可能となる。２枚の分岐面９１ｂのなす角度は、略９０°に限定されるものではなく、鋼管柱５の断面形状に応じていかなる角度で構成されていてもよい。
【０１３１】
またこの分岐面９１ｂに対する基面９１ａの平面視での角度は、略１３５°とされている。これは、引張接合部２１は、平面視で柱プレート２３の延長方向（Ｗ方向）から平面視で略４５°方向に折り曲げた方向へ延長されていることに基づくものである。但し、この分岐面９１ｂに対する基面９１ａの平面視での角度も、引張接合部２１の柱プレート２３の延長方向（Ｗ方向）からの角度に応じて調整されていてもよい。
【０１３２】
上述の如き構成からなる介装用フィラー９１を介装させる際には、それぞれの分岐面９１ｂを鋼管柱５と柱プレート２３との間に介装させ、基面９１ａを、互いに隣接する分割ダイアフラム２の引張接合部２１間に介装させる。
【０１３３】
この介装用フィラー９１は、板厚が均一化された平板で構成する場合に限定されるものではなく、介装用フィラー８１と同様に、図２８（ｂ）に示すように上下方向に向けて板厚が徐々に薄くなるように形成することにより、鋼管柱５と柱プレート２３との隙間に楔状に打ち込むようにしてもよい。また介装用フィラー９１において、図２８（ｃ）に示すように、上端において、係止片８２を設けることで柱プレート２３の上端に係止可能に構成するようにしてもよい。また、介装用フィラー９１と柱プレート２３間において更に中間介装フィラー８５を設けるようにしてもよい。また介装用フィラー８１は、鋼管柱５の４隅にそれぞれ４箇所設けられる場合に限定されるものではなく、少なくとも鋼管柱５の４隅の何れか１箇所以上に設けられていてもよい。
【０１３４】
介装用フィラー９１によれば、分岐面９１ｂを鋼管柱５と柱プレート２３との間に介装させることにより、柱プレート２３と、鋼管柱５との間の隙間を埋めることができる。そして、柱プレート２３と分岐面９１ｂ間、並びに分岐面９１ｂと鋼管柱５間の互いの接触面に強い接触圧を作用させることで、当該接触面間において重力に対する摩擦力を発揮させることが可能となる。また地震動が作用した場合においても、介装用フィラー８１と同様の応力伝達を実現できる。
【０１３５】
また基面９１ａを互いに隣接する分割ダイアフラム２の引張接合部２１間に介装させることにより、引張接合部２１における製作時の寸法誤差が生じた結果、引張接合部２１間に隙間が形成される場合において、これを埋めることが可能となる。その結果、互いに隣接する分割ダイアフラム２の引張接合部２１間が基面９１ａを介して連続することとなり、互いに離間してしまうのを防止することができる。その結果、引張力Ｔが負荷された場合における柱プレート２３及び引張接合部２１を介して鋼管柱５を迂回するように伝達する力Ｔa、Ｔbの伝達性能を向上させることが可能となる。
【０１３６】
また基面９１ａには、図示しない挿通孔を設けることにより、ボルト２５を挿通させるようにしてもよい。これにより、ボルト２５を介して基面９１ａが支持されることになり、互いに隣接する分割ダイアフラム２の引張接合部２１間の隙間から落下してしまうのを防止することができる。
【０１３７】
なお介装用フィラー９１は、図３３に示すように、基面９１ａの構成を省略し、互いに略直角方向に折り曲げられた断面視で略Ｌ字形状とされた２枚の分岐面９１ｂのみで構成されていてもよい。
【０１３８】
また第３実施形態においては、図３４に示すように、これら介装用フィラー８１、９１をそれぞれ組み合わせて構成するようにしてもよいことは勿論である。
【０１３９】
次に、第３実施形態に係る柱と梁の接合方法について説明する。
【０１４０】
図３５は、第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１０´の側断面図であって、鋼管柱５に下側分割ダイアフラム２−１を取り付ける図である。図３６は、第３実施形態に係る鋼管柱と梁の接合構造１０´の側断面図であって、上側分割ダイアフラム２−２と鋼管柱５との間に介装用フィラー８１を介装させる図である。
【０１４１】
先ず、鋼管柱５に下側分割ダイアフラム２−１を取り付ける。下側分割ダイアフラム２−１の取り付けは、鋼管柱５の周囲に４枚の下側分割ダイアフラム２−１を配置する。隣接する下側分割ダイアフラム２−１間の接合は、上述した分割ダイアフラム間の接合と同様、互いに平行に位置する下側引張接合部２１−１にボルト２５を挿通し、ナット２６により締め付け固定する。なお、鋼管柱５への下側分割ダイアフラム２−１の取り付けは、現場に搬入する前に予め工場等で取り付けておくことが望ましい。これにより、現場での施工作業を簡略化することが可能となる。そして、下側分割ダイアフラム２−１が取り付けられた鋼管柱５を現場に搬入し、２本の鋼管柱５を間隔を空けて立設する。鋼管柱５を立設したとき、それぞれの鋼管柱５に取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１の下側梁プレート２２−１の取り付け高さが略同一とされている。
【０１４２】
そして、Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１に、上側分割ダイアフラム２−２における上側梁プレート２２−２を取り付ける。Ｈ形鋼梁３における上フランジ３１には、ボルト４１が挿通可能な円形状のボルト孔１３１が形成され、上側梁プレート２２−２のボルト孔１２７に位置合わせされたボルト孔１３１に、ボルト４１を挿通し、ナット４２を締結することにより、上フランジ３１に上側梁プレート２２−２を取り付ける。なお、この上フランジ３１への上側分割ダイアフラム２−２の取り付けは、次に行われるＨ形鋼梁３と下側分割ダイアフラム２−１との取り付け作業よりも前に行われていればよく、現場で予め上フランジ３１に上側梁プレート２２−２を地組して取り付けてもよいし、工場で予め上フランジ３１に上側梁プレート２２−２が取り付けられたものを現場に搬入してもよい。そして、鋼管柱５に取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１における下側梁プレート２２−１と、Ｈ形鋼梁３における下フランジ３３とを対向させる。
【０１４３】
次に、図３６に示すように、鋼管柱５に取り付けた下側分割ダイアフラム２−１における下側梁プレート２２−１に、Ｈ形鋼梁３における下フランジ３３を載置して、これらを取り付ける。このとき、下側梁プレート２２−１のボルト孔１２７と下フランジ３３のボルト孔１３３とを位置合わせした上で、ボルト４１を挿通し、ナット４２を締結することにより、下側梁プレート２２−１に下フランジ３３を取り付ける。このとき、鋼管柱５の柱面と、上フランジ３１に取り付けられた上側分割ダイアフラム２−２の上側柱プレート２３−２との間には、隙間Ｓが形成される。
【０１４４】
次に、上側分割ダイアフラム２−２におけるＨ形鋼梁３の上フランジ３１に予め取り付けられた上側梁プレート２２−２の端部に設けられている上側柱プレート２３−２と鋼管柱５との隙間Ｓに介装用フィラー８１を介装する。そして、隣接する上側分割ダイアフラム２−２間のそれぞれの上側引張接合部２１−２を鋼管柱５のコーナー部近傍に配置することにより、鋼管柱５の各柱面には、上側柱プレート２３−２が介装用フィラー８１を介して対面するようにし、各上側分割ダイアフラム２−２間を、上側柱プレート２３−２から鋼管柱５の柱面へ接触圧が介装用フィラー８１を介して作用するようにボルト２５及びナット２６とを介して互いに締め付け固定して、鋼管柱５とＨ形鋼梁３との接合が完了する。
【０１４５】
このような柱と梁の接合方法によれば、それぞれの鋼管柱５に取り付け高さが略同一となるように取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１の下側梁プレート２２−１に、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３を載置して、これらを取り付けることで、Ｈ形鋼梁３の取り付け高さを現場で調整する作業を省略することが可能となり、Ｈ形鋼梁３を水平に鋼管柱５に接合することが可能となる。
【０１４６】
また、このような柱と梁の接合方法によれば、上側柱プレート２３−２と鋼管柱５との隙間Ｓに介装用フィラー８１を介装することで、隙間Ｓが埋められることとなり、分割ダイアフラム２の製作時の寸法誤差が生じた場合においても、外ダイアフラム１が鋼管柱５に対して落下することなく、所期の作用効果を奏するものとなる。また、上フランジ３１に予め上側分割ダイアフラム２−２がボルト孔１３１に挿通されたボルト４１により取り付けられているため、施工の際に上側分割ダイアフラム２−２が落下するのを防止することが可能となる。
【０１４７】
なお、上側柱プレート２３−２と鋼管柱５との隙間Ｓに介装される介装用フィラー８１は、図２５に示す介装用フィラー８１の他、図２６〜３４に示す介装用フィラーや第３実施形態において説明した何れの介装用フィラーが用いられてもよい。
【０１４８】
次に本発明を適用した接合構造１０´の他の実施の形態について説明をする。図３７は、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３に予め取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１を支持部材２９に載置する例である。
【０１４９】
図に示す形態において、Ｈ形鋼梁３の上フランジ３１の孔１３１に位置合わせされた上側梁プレート２２−２の孔１２７に、ボルト４１が挿通され、ナット４２が締結され、上フランジ３１に上側梁プレート２２−２が取り付けられる。また、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３の孔１３３に位置合わせされた下側梁プレート２２−１の孔１２７に、ボルト４１が挿通され、ナット４２が締結され、下フランジ３３に下側梁プレート２２−１が取り付けられる。これら上フランジ３１への上側分割ダイアフラム２−２の取り付け、及び下フランジ３３への下側分割ダイアフラム２−１の取り付けは、予め現場で地組することにより行われてもよいし、予め工場で行われてもよい。
【０１５０】
そして、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３に予め取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１における下側柱プレート２３−１を、鋼管柱５に予め工場等で溶接等により取り付けられた支持部材２９に載置する。支持部材２９は、間隔を空けて立設された２本の鋼管柱５の柱面にそれぞれ取り付けられ、各々の支持部材２９の取り付け高さは、互いに略同一とされている。下側柱プレート２３−１を支持部材２９に載置したとき、鋼管柱５の柱面と、上フランジ３１に取り付けられた上側分割ダイアフラム２−２の上側柱プレート２３−２との間に、隙間Ｓが形成される。同様に、鋼管柱５の柱面と、下フランジ３３に取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１の下側柱プレート２３−１との間に、隙間Ｓが形成される。
【０１５１】
次に、図３８に示すように、上側分割ダイアフラム２−２におけるＨ形鋼梁３の上フランジ３１に予め取り付けられた上側梁プレート２２−２の端部に設けられている上側柱プレート２３−２と鋼管柱５との隙間Ｓに介装用フィラー８１を介装する。そして、隣接する上側分割ダイアフラム２−２間のそれぞれの上側引張接合部２１−２を鋼管柱５のコーナー部近傍に配置することにより、鋼管柱５の各柱面には、上側柱プレート２３−２が介装用フィラー８１を介して対面するようにし、各上側分割ダイアフラム２−２間を、上側柱プレート２３−２から鋼管柱５の柱面へ接触圧が介装用フィラー８１を介して作用するようにボルト２５及びナット２６とを介して互いに締め付け固定する。
【０１５２】
次に、図３９に示すように、下側分割ダイアフラム２−１におけるＨ形鋼梁３の下フランジ３３に予め取り付けられた下側梁プレート２２−１の端部に設けられている下側柱プレート２３−１と鋼管柱５との隙間Ｓに介装用フィラー８１を介装する。そして、隣接する下側分割ダイアフラム２−１間のそれぞれの下側引張接合部２１−１を鋼管柱５のコーナー部近傍に配置することにより、鋼管柱５の各柱面には、下側柱プレート２３−１が介装用フィラー８１を介して対面するようにし、各下側分割ダイアフラム２−１間を、下側柱プレート２３−１から鋼管柱５の柱面へ接触圧が介装用フィラー８１を介して作用するようにボルト２５及びナット２６とを介して互いに締め付け固定して、鋼管柱５とＨ形鋼梁３との接合が完了する。
【０１５３】
このような柱と梁の接合方法によれば、予め工場等で鋼管柱５の柱面に溶接等により取り付けられた支持部材２９に、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３に予め工場等で取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１における下側柱プレート２３−１を載置して、これらを取り付けることで、Ｈ形鋼梁３の取り付け高さを現場で調整する作業を省略することが可能となり、Ｈ形鋼梁３を水平に鋼管柱５に接合することが可能となる。  また、このような柱と梁の接合方法によれば、支持部材２９に、下側柱プレート２３−１を載置して、これらを取り付けることで、例えば想定を超える大地震等により上側柱プレート２３−２及び下側柱プレート２３−１から鋼管柱５の柱面に作用する接触圧が局所的に小さくなったとしても、Ｈ形鋼梁３が鋼管柱５から脱落することなく、支持部材２９によりＨ形鋼梁３が載置されるものとなるため、支持部材２９がフェールセーフとしての機能を有するものとなる。
【０１５４】
また、このような柱と梁の接合方法によれば、上フランジ３１と上側分割ダイアフラム２−２との取り付け、及び下フランジ３３と下側分割ダイアフラム２−１との取り付けに用いたボルト４１を外す手間が生じることなく、所定の位置に外ダイアフラム１を設置することが可能となり、その結果、短時間で施工を行うことが可能となる。また、上フランジ３１と上側分割ダイアフラム２−２とがボルト４１により取り付けられ、下フランジ３３と下側分割ダイアフラム２−１とがボルト４１により取り付けられるため、施工の際に上側分割ダイアフラム２−２及び下側分割ダイアフラム２−１が落下するのを防止することが可能となる。
【０１５５】
なお、上述した形態において、上側柱プレート２３−２から鋼管柱５の柱面へ接触圧が介装用フィラー８１を介して作用するようにボルト２５及びナット２６とを介して互いに締め付け固定した後に、下側柱プレート２３−１と鋼管柱５との隙間Ｓに介装用フィラー８１を介装したが、本発明では、先に下側柱プレート２３−１から鋼管柱５の柱面へ接触圧が介装用フィラー８１を介して作用するようにボルト２５及びナット２６とを介して互いに締め付け固定した後に、上側柱プレート２３−２と鋼管柱５との隙間Ｓに介装用フィラー８１を介装してもよい。
【０１５６】
即ち、この柱と梁の接合方法では、Ｈ形鋼梁３の下フランジ３３に予め取り付けられた下側分割ダイアフラム２−１における下側柱プレート２３−１を、鋼管柱５に予め工場等で溶接等により取り付けられた支持部材２９に載置した後に、下側分割ダイアフラム２−１におけるＨ形鋼梁３の下フランジ３３に予め取り付けられた上側梁プレート２２−２の端部に設けられている下側柱プレート２３−１と鋼管柱５との隙間Ｓに介装用フィラー８１を介装する。そして、隣接する下側分割ダイアフラム２−１間のそれぞれの下側引張接合部２１−１を鋼管柱５のコーナー部近傍に配置することにより、鋼管柱５の各柱面には、下側柱プレート２３−１が介装用フィラー８１を介して対面するようにし、各下側分割ダイアフラム２−１間を、下側柱プレート２３−１から鋼管柱５の柱面へ接触圧が介装用フィラー８１を介して作用するようにボルト２５及びナット２６とを介して互いに締め付け固定する。
【０１５７】
次に、上側分割ダイアフラム２−２におけるＨ形鋼梁３の上フランジ３１に予め取り付けられた上側梁プレート２２−２の端部に設けられている上側柱プレート２３−２と鋼管柱５との隙間Ｓに介装用フィラー８１を介装する。そして、隣接する上側分割ダイアフラム２−２間のそれぞれの上側引張接合部２１−２を鋼管柱５のコーナー部近傍に配置することにより、鋼管柱５の各柱面には、上側柱プレート２３−２が介装用フィラー８１を介して対面するようにし、各上側分割ダイアフラム２−２間を、上側柱プレート２３−２から鋼管柱５の柱面へ接触圧が介装用フィラー８１を介して作用するようにボルト２５及びナット２６とを介して互いに締め付け固定して、鋼管柱５とＨ形鋼梁３との接合が完了する。かかる形態においても、上述した効果を奏するのは明らかである。
【０１５８】
なお、上側柱プレート２３−２と鋼管柱５との隙間Ｓに介装される介装用フィラー８１及び下側柱プレート２３−１と鋼管柱５との隙間Ｓに介装される介装用フィラー８１は、図２５に示す介装用フィラー８１の他、図２６〜３４に示す介装用フィラーや第３実施形態において説明した何れの介装用フィラーが用いられてもよい。
【符号の説明】
【０１５９】
１  外ダイアフラム
２  分割ダイアフラム
２−１  下側分割ダイアフラム
２−２  上側分割ダイアフラム
３  Ｈ形鋼梁
５  鋼管柱
１０、１００、１０´  接合構造
２０ａ、２０ｂ  分割ダイアフラム
２１  引張接合部
２１−１  下側引張接合部
２１−２  上側引張接合部
２２  梁プレート
２２−１  下側梁プレート
２２−２  上側梁プレート
２３  柱プレート
２３−１  下側柱プレート
２３−２  上側柱プレート
２５、４１  ボルト
２６、２７、４２  ナット
２９  支持部材
３１  上フランジ
３２  ウェブ
３３  下フランジ
７９  応力伝達機構
８１、９１  介装用フィラー
８２  係止片
８５  中間介装フィラー
８６  板バネ
１２２ａ、１２２ｂ  梁プレート
１２６  ボルト孔
１２７、１２７ａ、１２７ｂ  ボルト孔
１３１、１３１ａ、１３１ｂ  ボルト孔
１３３  ボルト孔
１４０ａ、１４０ｂ  添接板
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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