(57)【要約】【課題】局所的、瞬間的に摩擦接合の接触圧が働かなくなった場合であっても、梁が下方にずれることを機械的に阻止し、梁落下などの建物の脆性破壊のおそれを完全に払拭することが可能な外ダイアフラムのずれ止め機構を提供する。【解決手段】Ｈ形鋼梁Ｈ１を柱Ｃ１に摩擦接合する外ダイアフラム１を、分割された複数の分割ダイアフラム２、３から構成し、各分割ダイアフラム２、３を、複数のダイアフラムエレメント４から構成し、各ダイアフラムエレメント４に、面圧で柱に摩擦接合される板状の柱プレート４１と、この柱プレート４１に交差して接合され、且つ、梁Ｈ１のフランジＨ１１、Ｈ１２に接合するための板状の梁プレート４２と、を設け、いずれかの分割ダイアフラム２、３の下端付近の柱Ｃ１に、柱プレート４１の下方へのずれを端面で掛け止める板状の下ずれ止めプレート５１を取り付ける。【選択図】図１
2018127808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ形鋼からなる梁を柱に摩擦接合する外ダイアフラムのずれ止め機構であって、
前記外ダイアフラムは、分割された複数の分割ダイアフラムからなり、
これらの複数の分割ダイアフラムの各分割ダイアフラムは、複数のダイアフラムエレメントから構成され、
これらの複数のダイアフラムエレメントの各ダイアフラムエレメントは、複数の前記ダイアフラムエレメント同士が互いに接合されることにより締め付けられてその面圧で前記柱に摩擦接合される板状の柱プレートと、この柱プレートに交差して接合され、且つ、前記梁のフランジに接合するための板状の梁プレートと、を備え、
複数の前記分割ダイアフラムのうちのいずれかの分割ダイアフラムの下端付近の前記柱には、前記柱プレートの下方へのずれを端面で掛け止める板状の下ずれ止めプレートが取り付けられていること
を特徴とする外ダイアフラムのずれ止め機構。
【請求項２】
前記下ずれ止めプレートは、複数の前記分割ダイアフラムのうち前記梁の下フランジに接合される下分割ダイアフラムの下方に取り付けられていること
を特徴とする請求項１に記載の外ダイアフラムのずれ止め機構。
【請求項３】
前記下分割ダイアフラムの上端付近の前記柱には、前記柱プレートの上方へのずれを端面で掛け止める板状の上ずれ止めプレートがさらに取り付けられていること
を特徴とする請求項２に記載の外ダイアフラムのずれ止め機構。
【請求項４】
前記下ずれ止めプレートは、前記梁の上フランジに接合される上分割ダイアフラムと前記下分割ダイアフラムとの間に取り付けられ、その高さが前記上分割ダイアフラムと前記下分割ダイアフラムの前記柱プレート間の距離と略同じであること
を特徴とする請求項１に記載の外ダイアフラムのずれ止め機構。
【請求項５】
Ｈ形鋼からなる梁を柱に摩擦接合する外ダイアフラムのずれ止め機構であって、
これらの複数の分割ダイアフラムの各分割ダイアフラムは、複数のダイアフラムエレメントから構成され、
これらの複数のダイアフラムエレメントの各ダイアフラムエレメントは、複数の前記ダイアフラムエレメント同士が互いに接合されることにより締め付けられてその面圧で前記柱に摩擦接合される板状の柱プレートと、この柱プレートに交差して接合され、且つ、前記梁のフランジに接合するための板状の梁プレートと、を備え、
複数の前記分割ダイアフラムのうちのいずれかの分割ダイアフラムの前記柱プレートは、前記柱に溶接されていること
を特徴とする外ダイアフラムのずれ止め機構。
【請求項６】
前記柱に溶接されている前記柱プレートは、必要な溶接長を確保するために上端及び／又は下端が蛇行していること
を特徴とする請求項５に記載の外ダイアフラムのずれ止め機構。
【請求項７】
前記柱に溶接されている前記柱プレートは、必要な溶接長を確保するための開孔を有すること
を特徴とする請求項５に記載の外ダイアフラムのずれ止め機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ形鋼梁を柱に外ダイアフラムにより摩擦接合する外ダイアフラムのずれ止め機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物（建築構造物）を構成するコラム材（角形鋼管）や円形鋼管などの鋼管柱とＨ形鋼からなる梁とが剛接合される接合箇所には、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ている。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、前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形鋼梁の短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、前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。
【００１０】
しかしながら、前述した特許文献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。
【００１１】
そこで、これらの問題点を解決して、柱と梁の外ダイアフラム接合において現場での溶接作業を低減するべく、本願の出願人らは、特許文献３に記載の柱と梁との接合構造及び方法を提案した。特許文献３には、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構造において、外ダイアフラム１を複数に分割した分割ダイアフラム２における梁プレート２２をＨ形鋼梁３におけるフランジ３１、３３に添接するとともに、梁プレート２２の端部に設けられた柱プレート２３を鋼管柱５に当接させ、各分割ダイアフラム２間を、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を介して互いに締め付け固定する柱と梁の接合構造が開示されている（特許文献３の請求項１、明細書の段落［００３０］〜［００４７］、図面の図１〜図３等参照）。
【００１２】
特許文献３に記載の柱と梁との接合構造のような、ボルト接合などの摩擦接合で外ダイアフラムを柱に接合し、その外ダイアフラムを介して梁を接合した外ダイアフラムでは、柱と梁が直接的には繋がっていない。よって、この種の外ダイアフラムでは、外ダイアフラムと柱の接触圧（面圧）により、柱と梁との間のせん断力等の応力伝達を可能とするとともに、梁の落下防止を担保する構造となっている。
【００１３】
しかし、図１４の破線の丸印で示すように、繰り返しの地震力や風荷重などにより建物に入力された水平力で外ダイアフラムが柱から離れる方向へ引っ張られる柱と梁の接合箇所では、瞬間的に分割ダイアフラムが僅かに膨らんで、接触圧が働かなくなるおそれがあった。その場合、この種の外ダイアフラム摩擦接合による柱と梁の接合構造では、梁が下方へずれて落下する不安を完全には払拭することができなかった。また、本願の出願人が行った過去の実物大の十字試験でも、荷重（Ｐ）−変形（δ）関係曲線が半紡錘形の履歴をたどっており、局所的、瞬間的なずれが発生している可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【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
【特許文献３】特開２０１５−２２４４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで、本発明は、前述した問題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、Ｈ形鋼梁を柱に外ダイアフラムにより摩擦接合する外ダイアフラムにおいて、局所的、瞬間的に摩擦接合の接触圧が働かなくなった場合であっても、梁が下方にずれることを機械的に阻止し、梁落下などの建物の脆性破壊のおそれを完全に払拭することが可能な外ダイアフラムのずれ止め機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
第１発明に係る外ダイアフラムのずれ止め機構は、Ｈ形鋼からなる梁を柱に摩擦接合する外ダイアフラムのずれ止め機構であって、前記外ダイアフラムは、分割された複数の分割ダイアフラムからなり、これらの複数の分割ダイアフラムの各分割ダイアフラムは、複数のダイアフラムエレメントから構成され、これらの複数のダイアフラムエレメントの各ダイアフラムエレメントは、複数の前記ダイアフラムエレメント同士が互いに接合されることにより締め付けられてその面圧で前記柱に摩擦接合される板状の柱プレートと、この柱プレートに交差して接合され、且つ、前記梁のフランジに接合するための板状の梁プレートと、を備え、複数の前記分割ダイアフラムのうちのいずれかの分割ダイアフラムの下端付近の前記柱には、前記柱プレートの下方へのずれを端面で掛け止める板状の下ずれ止めプレートが取り付けられていることを特徴とする。
【００１７】
第２発明に係る外ダイアフラムのずれ止め機構は、第１発明において、前記下ずれ止めプレートは、複数の前記分割ダイアフラムのうち前記梁の下フランジに接合される下分割ダイアフラムの下方に取り付けられていることを特徴とする。
【００１８】
第３発明に係る外ダイアフラムのずれ止め機構は、第２発明において、前記下分割ダイアフラムの上端付近の前記柱には、前記柱プレートの上方へのずれを端面で掛け止める板状の上ずれ止めプレートがさらに取り付けられていることを特徴とする。
【００１９】
第４発明に係る外ダイアフラムのずれ止め機構は、第１発明において、前記下ずれ止めプレートは、前記梁の上フランジに接合される上分割ダイアフラムと前記下分割ダイアフラムとの間に取り付けられ、その高さが前記上分割ダイアフラムと前記下分割ダイアフラムの前記柱プレート間の距離と略同じであることを特徴とする。
【００２０】
第５発明に係る外ダイアフラムのずれ止め機構は、Ｈ形鋼からなる梁を柱に摩擦接合する外ダイアフラムのずれ止め機構であって、これらの複数の分割ダイアフラムの各分割ダイアフラムは、複数のダイアフラムエレメントから構成され、これらの複数のダイアフラムエレメントの各ダイアフラムエレメントは、複数の前記ダイアフラムエレメント同士が互いに接合されることにより締め付けられてその面圧で前記柱に摩擦接合される板状の柱プレートと、この柱プレートに交差して接合され、且つ、前記梁のフランジに接合するための板状の梁プレートと、を備え、複数の前記分割ダイアフラムのうちのいずれかの分割ダイアフラムの前記柱プレートは、前記柱に溶接されていることを特徴とする。
【００２１】
第６発明に係る外ダイアフラムのずれ止め機構は、第５発明において、前記柱に溶接されている前記柱プレートは、必要な溶接長を確保するために上端又は下端のいずれか一方又は両方が蛇行していることを特徴とする。
【００２２】
第７発明に係る外ダイアフラムのずれ止め機構は、第５発明において、前記柱に溶接されている前記柱プレートは、必要な溶接長を確保するための開孔を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
第１発明〜第７発明によれば、ずれ止めプレートや溶接によりいずれかの分割ダイアフラムの柱プレートが下方へのずれることを阻止する構造となっている。このため、外ダイアフラムにおいて、瞬間的、局所的に接触圧が働かなくなった場合であっても、梁が下方にずれることを機械的に阻止し、梁が落下する不安を完全に払拭することができる。このため、第１発明〜第７発明によれば、梁や床が一気に落下して建物が脆性破壊することを防止することができる。よって、本発明を適用した建物（建築構造物）の靭性、耐震性、及び安全性を向上させることができる。
【００２４】
特に、第２発明によれば、最小限の下ずれ止めプレートの設置だけで、前記作用効果を達成することができ、ずれ止めプレートの設置コストを低減することができる。
【００２５】
特に、第３発明によれば、分割ダイアフラムの下向へのずれだけでなく、上方へのずれも防止することができ、地震などで建物に入力される繰り返しの上下動や梁に作用するせん断力等に対しても効果的にずれ止め効果を発揮することができる。
【００２６】
特に、第４発明によれば、上下の分割ダイアフラムの間に取り付けられた下ずれ止めプレートの高さが上下の分割ダイアフラムの柱プレート間の距離と略同じであるので、上分割ダイアフラムに下ずれ止めプレートを取り付けるだけで下分割ダイアフラムの上方へのずれも同時に防止することができる。このため、外ダイアフラムの上下方向のずれを効果的に防止することができる。
【００２７】
特に、第５発明によれば、溶接作業の手間が掛かるものの、柱プレートの端面と柱との隅肉溶接で足りるため、従来の通しダイアフラムや外ダイアフラムのように完全溶け込み溶接等の高度な溶接技術や作業時間の掛かる溶接を簡略化して、梁が落下する不安を完全に払拭することができる。
【００２８】
特に、第６発明及び第７発明によれば、上下の分割ダイアフラムの一部の柱プレートを柱に溶接するだけで、梁落下防止に必要な溶接長を確保するのが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る外ダイアフラムのずれ止め機構及び本発明を適用した建物の柱と梁の接合構造を示す斜視図である。
【図２】同上の柱と梁の接合構造を鉛直方向下向きに見た平面図である。
【図３】同上の柱と梁の接合構造を水平に見た側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る外ダイアフラムのダイアフラムエレメントを示す斜視図である。
【図５】同上の外ダイアフラムの分割ダイアフラムをコラム柱に装着する前の状態を示す分解平面図である。
【図６】同上の分割ダイアフラムの接合部材で締結する前の状態を示す平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る外ダイアフラムのずれ止め機構を示す図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】同上のずれ止め機構の変形例を示す水平断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る外ダイアフラムのずれ止め機構を示す側面図である。
【図１０】同上のずれ止め機構を示す図９のＢ−Ｂ線端面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る外ダイアフラムのずれ止め機構を示す側面図である。
【図１２】第３実施形態に係るずれ止め機構の変形例１を示す側面図である。
【図１３】第３実施形態に係るずれ止め機構の変形例２を示す側面図である。
【図１４】従来の外ダイアフラム摩擦接合の問題点を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態に係る外ダイアフラムのずれ止め機構について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
＜柱と梁の接合構造＞
先ず、図１〜図３を用いて、本実施形態に係る外ダイアフラムのずれ止め機構を適用する建物の柱と梁の接合構造について説明する。実施形態に係る発明を適用する建物の柱と梁の接合構造として、角形鋼管からなる鉄骨の柱にＨ形鋼からなる梁が剛接合されたラーメン構造のＳ造又はＳＲＣ造の建物における柱と梁の接合構造を例示して説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る外ダイアフラムのずれ止め機構及び本発明を適用した建物の柱と梁の接合構造を示す斜視図であり、図２は、図１の柱と梁の接合構造を鉛直方向下向きに見た平面図、図３は、図１の柱と梁の接合構造を水平に見た側面図である。
【００３３】
（柱）
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る発明を適用した建物の柱は、コラムとよばれる冷間ロール成形又は冷間プレス成形された建築構造用角形鋼管（BCR，BCP）からなる断面正方形状の４つの側面Ｃ１０を有するコラム柱Ｃ１である。勿論、本発明が適用可能な建物の柱は、これらに限られず、一般構造用角形鋼管（STKR400,STKR490）や、４枚の鋼板から溶接で組み立てられたボックス柱などの他の角形鋼管、さらに断面が円形の建築構造用円形鋼管などの円形鋼管であっても構わない。要するに、本発明が適用可能な建物の柱は、設計強度を有する鋼材からなる柱であればよい。
【００３４】
（梁）
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る発明を適用した建物の梁は、建築構造用圧延鋼材（SN400、SN490）や一般構造用圧延鋼材SS400、溶接構造用圧延鋼材SM490Aなどの圧延鋼材からなるＨ形鋼梁Ｈ１である。このＨ形鋼梁Ｈ１は、上フランジＨ１１と、下フランジＨ１２と、これらを繋ぐウェブＨ１３から構成されている。また、このＨ形鋼梁Ｈ１は、終局時において、前述のコラム柱Ｃ１より先行降伏するように設計され、靭性が高く建物の脆性破壊を防いで避難時間を確保できるようになっている。
【００３５】
＜外ダイアフラム＞
次に、図１〜図５を用いて、本発明の実施形態に係る外ダイアフラムについて説明する。
【００３６】
本発明の実施形態に係る外ダイアフラム１は、建築構造用圧延鋼材などのコラム柱Ｃ１やＨ形鋼梁Ｈ１と同程度の強度を有する鋼材からなる部材である。勿論、本発明に係る外ダイアフラムは、鋼、ステンレス鋼、鋳鋼、球状黒鉛鋳鉄等の素材からなるものでも、鋼以外にアルミニウム合金等、他の金属から構成することも可能である。
【００３７】
この外ダイアフラム１は、図３に示すように、Ｈ形鋼梁Ｈ１の上フランジＨ１１に接合される上分割ダイアフラム２と、Ｈ形鋼梁Ｈ１の下フランジＨ１２に接合される下分割ダイアフラム３と、からなる上下一対の同形の分割ダイアフラムから構成されている。
【００３８】
（分割ダイアフラム及びダイアフラムエレメント）
また、図４、図５に示すように、これらの上分割ダイアフラム２及び下分割ダイアフラム３は、いずれもコラム柱Ｃ１の各側面Ｃ１０に対応した点対称の同形の４つのダイアフラムエレメント４から構成されている。図４は、実施形態に係る外ダイアフラムのダイアフラムエレメントを示す斜視図であり、図５は、分割ダイアフラムをコラム柱Ｃ１に装着する前の状態を示す分解平面図である。
【００３９】
図４等に示すように、ダイアフラムエレメント４は、コラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０に当接して摩擦接合するための板状の柱プレート４１と、Ｈ形鋼梁Ｈ１の上フランジＨ１１又は下フランジＨ１２に接合するための板状の梁プレート４２など、から構成されている。
【００４０】
（柱プレート）
柱プレート４１は、図４、図５に示すように、横方向に長い長方形状の鋼板の長手方向の両端部がコラム柱Ｃ１から離れる方向に平面視で４５度程度傾斜して折れ曲がった部材である。そして、この柱プレート４１の平らな平板状の部分が一般部４１ａであり、折れ曲がった部分が引張接合部４１ｂである。
【００４１】
各引張接合部４１ｂには、接合部材であるボルトＢを挿通するボルト孔４１ｃが梁プレート４２を挟んで上下一対、計４個それぞれ穿設されている。このボルト孔４１ｃを介して隣接するダイアフラムエレメント４同士がボルトＢで接合され、上分割ダイアフラム２又は下分割ダイアフラム３を構成する仕組みとなっている。
【００４２】
なお、接合部材であるボルトＢは、所定の軸力が確保でき、複数の部材同士を摩擦接合可能なボルトであればよいが、一般的には、所定の軸力に達するとピンテールが破断するため軸力の管理が容易であるトルシア形高力ボルトが採用されている（図１等参照）。但し、所定の軸力が確保できれば、リベットなどのボルトではない接合部材とすることも可能である（以下、ボルトＢとはナットとセットの部材を指し、Ｂの符号は同じ構成を指すものとする）。
【００４３】
また、一般部４１ａは、図５、図２に示すように、コラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０の幅と略同じ幅となっており、側面Ｃ１０側の当接面には、摩擦係数を上げるために粗面処理（高摩擦係数化処理）が施されていることが好ましい。粗面処理としては、既知のブラスト処理、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挙げられる。勿論、粗面処理は、従来の自然発錆による赤錆びでも構わない。
【００４４】
但し、建付け誤差や精度誤差等により柱プレート４１とコラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０との間に隙間が生じる場合は、隙間調整のためのフィラープレート（図示しない）を介してコラム柱Ｃ１にＨ形鋼梁Ｈ１を摩擦接合してもよい。要するに、柱プレート４１が直接コラム柱Ｃ１と当接するか否かに拘わらず、ダイアフラムエレメント４同士をボルトＢで接合する際に発生する柱プレート４１の面圧で側面Ｃ１０に上分割ダイアフラム２又は下分割ダイアフラム３が摩擦接合できる構成であればよい。
【００４５】
（梁プレート）
梁プレート４２は、図４に示すように、柱プレート４１と梁プレート４２との互いの板面同士が直交するように、柱プレート４１の上下方向の中央付近に突設されている。この柱プレート４１と梁プレート４２の接合部分の入隅には、応力集中を防ぐためにＲ加工が施されている。
【００４６】
この梁プレート４２は、図１、図２に示すように、突端部４２ａが接合するＨ形鋼梁Ｈ１のフランジと同幅に形成され、側辺４２ｃが円弧状にコラム柱Ｃ１に近づくに従って徐々に拡幅するように形成されている。これは、剛接合でせん断力や曲げ応力の応力負担が大きい基端部４２ｂの幅を広くとるためである。なお、図４、５に示すように、梁プレート４２は、２つの引張接合部４１ｂ間の幅が最も広くなっている。
【００４７】
また、梁プレート４２には、Ｈ形鋼梁Ｈ１の上フランジＨ１１又は下フランジＨ１２と摩擦接合するために、ボルトＢを挿通する複数のボルト孔４２ｄが穿設されている。なお、図の破線で示すように、このボルト孔４２ｄをＨ形鋼梁Ｈ１の軸方向に長い長孔としてもよい。長孔とすることにより、コラム柱Ｃ１の建付け誤差や、製品誤差を吸収してＨ形鋼梁Ｈ１と梁プレート４２とのボルト接合可能となるからである。
【００４８】
そして、コラム柱Ｃ１とこのボルト孔４２ｄ付近のＨ形鋼梁Ｈ１との接合面は、前述の一般部４１ａと同様に、摩擦係数を上げるために粗面処理（高摩擦係数化処理）が施されている。
【００４９】
なお、この梁プレート４２は、接合するＨ形鋼梁Ｈ１に応じて設けられるものである。そのため、コラム柱Ｃ１が建物の隅角部や外壁沿いに配置されており、Ｈ形鋼梁Ｈ１を接続しない側面に設置されるダイアフラムエレメント４には、柱プレート４１のみで、梁プレート４２は設けられていなくてもよい。
【００５０】
次に、図６等を用いて、上分割ダイアフラム２及び下分割ダイアフラム３のコラム柱Ｃ１への設置について説明する。図６は、分割ダイアフラムの接合部材で締結する前の状態を示す平面図である。引張接合部４１ｂは、前述のように、柱プレート４１の長手方向（幅方向：水平方向）の両端に形成されており、一般部４１ａの幅は、コラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０の幅と略同一となっている。
【００５１】
このため、図６に示すように、ボルト接合する前は、柱プレート４１の長手方向の両端に位置する引張接合部４１ｂは、コラム柱Ｃ１の角部Ｃ１２近傍に位置することとなるとともに、隣接する引張接合部４１ｂ同士は、互いにほぼ平行となる。
【００５２】
また、図６に示すように、引張接合部４１ｂ同士をボルト接合する前は、上分割ダイアフラム２及び下分割ダイアフラム３の引張接合部４１ｂ間は、互いに間隔ｅが形成される状態にある。本実施形態に係る上分割ダイアフラム２及び下分割ダイアフラム３おいては、少なくとも間隔ｅがｅ＞０を満たすように設計されている。
【００５３】
このため、隣接する引張接合部４１ｂ同士をボルトＢでボルト接合することにより、間隔ｅが狭くなり、上分割ダイアフラム２又は下分割ダイアフラム３の枠体全体が縮まることで柱プレート４１とコラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０との間に面圧を発生させる仕組みとなっている。これにより、外ダイアフラム１を介してコラム柱Ｃ１にＨ形鋼梁Ｈ１が摩擦接合される。
【００５４】
なお、前述の上分割ダイアフラム２及び下分割ダイアフラム３は、寸法精度により接触圧が決まるため、厳密な溶接品質の管理が容易な工場溶接組立製品とすることが好ましい。
【００５５】
以上、本発明の実施形態に係る外ダイアフラム１としてコラム柱Ｃ１の角部Ｃ１２で均等に４分割されているもの、即ち、それぞれ４つの同形のダイアフラムエレメント４から上分割ダイアフラム２及び下分割ダイアフラム３が構成されているものを例示して説明した。しかし、コラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０中央で均等に４分割された外ダイアフラムでも構わないし、不均等に分割された外ダイアフラムとすることもできる。
【００５６】
［第１実施形態］
次に、図１、図３、図７を用いて、本発明の特徴部分である外ダイアフラム１の下方へのずれを機械的に防止するずれ止め機構について、前述の外ダイアフラム１に適用する場合で説明する。図７は、本発明の第１実施形態に係る外ダイアフラムのずれ止め機構を示す図３のＡ−Ａ線断面図である。
【００５７】
本発明の第１実施形態に係るずれ止め機構５は、図１、図３に示すように、前述の下分割ダイアフラム３の下方に取り付けられた下ずれ止めプレート５１と、下分割ダイアフラム３の上方に取り付けられた上ずれ止めプレート５２と、から構成されている。
【００５８】
この下ずれ止めプレート５１及び上ずれ止めプレート５２（以下、これらを総称してずれ止めプレートという。）は、前述の外ダイアフラム１と同様の鋼材等からなる矩形板状のプレートである。下ずれ止めプレート５１及び上ずれ止めプレート５２は、柱プレート４１の端面を掛け止めて機械的に梁（Ｈ形鋼梁Ｈ１）の落下を防止するため、図７に示すように、コラム柱Ｃ１（又は柱プレート４１）と同程度の厚さとなっている。
【００５９】
勿論、柱プレート４１を下ずれ止めプレート５１の上端面又は上ずれ止めプレート５２の下端面で掛け止められればよく、下ずれ止めプレート５１及び上ずれ止めプレート５２の厚さは、柱プレート４１と併せて適宜設定可能である。
【００６０】
これらの下ずれ止めプレート５１及び上ずれ止めプレート５２は、図７に示すように、下ずれ止めプレート５１及び上ずれ止めプレート５２の側辺がコラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０に隅肉溶接で溶接されることで、各側面Ｃ１０にそれぞれ１枚ずつ取り付けられている。勿論、本発明に係るずれ止めプレートは、梁及び床の落下を防止する必要強度を確保できれば、複数枚設置する必要はなく、いずれか１枚取り付けられていればよい。
【００６１】
また、下ずれ止めプレート５１及び上ずれ止めプレート５２の側辺は、ずれ止めを行う上下方向に延びており、溶接線も上下方向となる。このため、上下方向のずれに対しての溶接線の負担応力は、せん断力だけとなり隅肉溶接での溶接で足りることとなる。その上、ずれ止め機構５では、ずれ止めプレートの厚さを変更することで、溶接ののど厚も適宜変更可能であり、梁及び床の落下を防止する必要強度を確保するのが容易である。
【００６２】
なお、下ずれ止めプレート５１及び上ずれ止めプレート５２の取り付け手順は、予め、工場等でコラム柱Ｃ１に下分割ダイアフラム３を装着し、その上下に下ずれ止めプレート５１及び上ずれ止めプレート５２を溶接することが好ましい。建物の建設現場において、後から、上分割ダイアフラム２を設置することでコラム柱Ｃ１やＨ形鋼梁Ｈ１の建付け誤差や製品誤差を吸収することができるとともに、下分割ダイアフラム３を現場におけるＨ形鋼梁Ｈ１の載置場所や位置決めとしても利用できるからである。また、鉄骨建方直後で足場の設置が困難な状況での溶接作業をなくすことができ、工期を短縮することもできる。
【００６３】
また、図８に示すように、矩形板状の下ずれ止めプレート５１及び上ずれ止めプレート５２の代わりに、コラム柱Ｃ１の角部Ｃ１２に設置されたアングル材（等辺山形鋼、又は不等辺山形鋼）からなるずれ止めプレート（下ずれ止めプレート５１’ｏｒ上ずれ止めプレート５２’）としてもよい。図８は、第１実施形態に係るずれ止めプレートの変形例を示す水平断面図である。
【００６４】
以上、本発明の第１実施形態に係るずれ止め機構５及びその変形例５’として、下分割ダイアフラム３の上方に上ずれ止めプレート５２（５２’）を設けたものを例示して説明したが、梁（Ｈ形鋼梁Ｈ１）落下防止の観点からは、下ずれ止めプレート５１を設置するだけで足りる。
【００６５】
但し、第１実施形態に係るずれ止め機構５のように、上ずれ止めプレート５２を設けることで、下分割ダイアフラム３を構成する一方のダイアフラムエレメント４に引張力が働いた際の局所的な上方へのずれも防止することができる。このため、地震などで建物に入力される繰り返しの上下動や梁に作用するせん断力等に対しても効果的にずれ止め効果を発揮することができる。
【００６６】
なお、梁（Ｈ形鋼梁Ｈ１）落下防止の観点からは、上分割ダイアフラム２の下方にのみ下ずれ止めプレートを設けることも考えられる。しかし、基本的には、Ｈ形鋼梁Ｈ１の上方には、現場打ちの床鉄筋コンクリートスラブが打設される。このため、上分割ダイアフラム２は、周囲をコンクリートで拘束されて上下のずれが抑制される。このことを勘案すると、上分割ダイアフラム２と下分割ダイアフラム３のいずれかに下ずれ止めプレートを設ける場合には、本実施形態のように、下分割ダイアフラム３の下方に設けることが好ましい。
【００６７】
以上説明した本発明の第１実施形態に係るずれ止め機構５によれば、瞬間的、局所的に外ダイアフラム１に摩擦接合の面圧が働かなくなった場合であっても、梁（Ｈ形鋼梁Ｈ１）が下方にずれることを下ずれ止めプレート５１で機械的に阻止することができる。このため、梁が落下する不安を完全に払拭することができる。よって、梁や床が一気に落下して建物が脆性破壊することを防止することができる。つまり、第１実施形態に係るずれ止め機構５を適用した建物（建築構造物）の靭性、耐震性、及び安全性を向上させることができる。
【００６８】
これに加え、ずれ止め機構５によれば、下分割ダイアフラム３の下向へのずれだけでなく、上ずれ止めプレート５２で上方へのずれも防止することができる。このため、地震などで建物に入力される繰り返しの上下動や梁に作用するせん断力等に対しても効果的にずれ止め効果を発揮することができる。
【００６９】
［第２実施形態］
次に、図９、図１０を用いて、本発明の第２実施形態に係るずれ止め機構６について前述の外ダイアフラム１に適用する場合で説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係るずれ止め機構を示す側面図であり、図１０は、第２実施形態に係るずれ止め機構を示す図９のＢ−Ｂ線端面図である。
【００７０】
第２実施形態に係るずれ止め機構６は、図９、図１０に示すように、前述の上分割ダイアフラム２の下方に取り付けられた下ずれ止めプレート６０から構成されている。この下ずれ止めプレート６０は、前述の下ずれ止めプレート５１と同様に、前述の外ダイアフラム１と同様の鋼材等からなる。そして、この下ずれ止めプレート６０は、柱プレート４１と同程度の厚さの矩形板状のプレートであり、上分割ダイアフラム２の柱プレート４１の端面を掛け止めて機械的に梁（Ｈ形鋼梁Ｈ１）の落下を防止する機能を有している。
【００７１】
但し、図９に示すように、下ずれ止めプレート６０は、前述の下ずれ止めプレート５１と相違して、上分割ダイアフラム２と下分割ダイアフラム３との間に取り付けられ、且つ、下ずれ止めプレート６０の高さが上分割ダイアフラム２の柱プレート４１の下端と下分割ダイアフラム３の柱プレート４１の上端と間の距離と略同じに設定されている。
【００７２】
このため、下ずれ止めプレート６０は、上分割ダイアフラム２の落下と併せて梁の落下を防止するだけでなく、下分割ダイアフラム３の瞬間的、局所的な上方へのずれも防止することができる。
【００７３】
また、下ずれ止めプレート６０も、図１０に示すように、下ずれ止めプレート５１と同様に、下ずれ止めプレート６０の側辺がコラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０に隅肉溶接で溶接されることで、各側面Ｃ１０にそれぞれ１枚ずつ取り付けられている。但し、前述のように、下ずれ止めプレート６０も、いずれか１枚取り付けられていれば足り、コラム柱Ｃ１の角部１２に設置されたアングル材としても良い（図８参照）。
【００７４】
第２実施形態に係るずれ止め機構６によれば、上分割ダイアフラム２に下ずれ止めプレート６０を簡易な隅肉溶接で取り付けるだけで下分割ダイアフラム３の上方へのずれも同時に防止することができる。このため、外ダイアフラム１の上下方向のずれを効果的に防止することができる。
【００７５】
［第３実施形態］
次に、図１１を用いて、本発明の第３実施形態に係るずれ止め機構７について、前述の外ダイアフラム１に適用する場合で説明する。図１１は、本発明の第３実施形態に係るずれ止め機構７を水平に見た側面図である。
【００７６】
図１１の塗り潰しで示すように、第３実施形態に係るずれ止め機構７は、前述の下分割ダイアフラム３の柱プレート４１の上端及び下端がコラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０に直接溶接されている構成となっている。
【００７７】
ここで、摩擦接合の外ダイアフラム１は、もともと現場施工において工期が嵩む湿式のモルタル樹脂等の充填物での接合や、溶接接合を使用せず、ボルト接合などの乾式の摩擦接合で接合することを目的としている。このため、一見、外ダイアフラム１の柱プレート４１を溶接することは、この目的（発明の課題）に反しているとも思える。しかし、柱と梁が剛接合される接合箇所の溶接は、完全溶け込み溶接を行わなければならない。そして、完全溶け込み溶接は、熟練の溶接技術者が必要であり、足場や防風処置等を施さないと施工できないという問題があった。
【００７８】
これに対して、第３実施形態に係るずれ止め機構７の柱プレート４１と側面Ｃ１０との溶接は、母材同士がずれるせん断力のみ負担すればよく、隅肉溶接で足りる。このため、熟練の溶接技術者が必要という人員的、費用的負担は軽減される。その上、防風処置も必要ないか、又は必要であっても完全溶け込み溶接と比べてはるかに簡易なもので足りる。
【００７９】
よって、第３実施形態に係るずれ止め機構７によれば、従来の通しダイアフラムや外ダイアフラムのように完全溶け込み溶接等の高度な溶接技術や作業時間の掛かる溶接を簡略化して、梁が落下する不安を完全に払拭することができる。
【００８０】
次に、図１２、図１３を用いて、第３実施形態に係るずれ止め機構７の別の実施形態である変形例１及び２について説明する。図１２は、変形例１に係るずれ止め機構７’を水平に見た側面図であり、図１３は、変形例２に係るずれ止め機構７”を水平に見た側面図である。
【００８１】
図１２の塗り潰しで示すように、変形例１に係るずれ止め機構７’が第３実施形態に係るずれ止め機構７と相違する点は、前述の柱プレート４１の上端及び下端が蛇行している点である。そして、蛇行した柱プレート４１の端面が、第３実施形態に係るずれ止め機構７と同様に、コラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０に直接隅肉溶接されている。
【００８２】
このように柱プレート４１の上端及び下端を蛇行させている理由は、前述の第１実施形態に係るずれ止め機構５や第２実施形態に係るずれ止め機構６のずれ止めプレートと比べて、柱プレート４１の厚さ調整の自由度は高くない。このため、前述の必要強度を確保するための溶接長が足りない場合が生じ得る。そこで、変形例１に係るずれ止め機構７’のように、柱プレート４１の上端及び下端を蛇行させて溶接長を長くとるのが狙いである。
【００８３】
また、図１３に示すように、変形例２に係るずれ止め機構７”は、必要な溶接長を確保するための開孔７０”を有しており、この開孔を含めてコラム柱Ｃ１の側面Ｃ１０に直接隅肉溶接されている。このように、開孔７０”を設けている理由は、変形例１に係るずれ止め機構７’と同様に溶接長を長くとるためである。
【００８４】
ずれ止め機構７の変形例１、２に係るずれ止め機構７’及びずれ止め機構７”によれば、梁落下防止に必要な溶接長を確保するのが容易である。
【００８５】
以上、本発明の実施形態に係る外ダイアフラム及びそのずれ止め機構について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態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ものである。
【符号の説明】
【００８６】
Ｃ１                              ：コラム柱（柱）
Ｃ１０                            ：側面
Ｃ１２                            ：角部
Ｈ１                              ：Ｈ形鋼梁（梁）
Ｈ１１                            ：上フランジ
Ｈ１２                            ：下フランジ
Ｈ１３                            ：ウェブ
１                                ：外ダイアフラム
２                                ：上分割ダイアフラム
３                                ：下分割ダイアフラム
４                                ：ダイアフラムエレメント（分割ダイアフラム）
４１                              ：柱プレート
４１ａ                            ：一般部
４１ｂ                            ：引張り接合部
４１ｃ                            ：ボルト孔
４２                              ：梁プレート
４２ａ                            ：突端部
４２ｂ                            ：基端部
４２ｃ                            ：側辺
４２ｄ                            ：ボルト孔
５，６，７，７，７”              ：ずれ止め機構（外ダイアフラムのずれ止め機構）
５１，５１’，６０                ：下ずれ止めプレート
５２，５２’                      ：上ずれ止めプレート
７０                              ：開孔
【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】
2018127808.tif 000012
【図１１】
2018127808.tif 000013
【図１２】
2018127808.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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