(57)【要約】【課題】鉄骨柱のフランジにＨ形断面の鉄骨梁を接合し、鉄骨柱のフランジと鉄骨梁のフランジとに跨って水平ハンチを接合した柱・梁接合部において、鉄骨梁のウェブにリブを接合してウェブのせん断座屈を抑制する場合に、ウェブの、特に鉄骨柱のフランジから距離を置いた区間におけるせん断座屈の発生を抑制する。【解決手段】水平ハンチ３の、鉄骨梁２中間部寄りの端部から距離を置いた位置の、鉄骨梁２のウェブ２ｂの両側面に柱側縦リブ４を接合し、柱側縦リブ４の、鉄骨梁２中間部寄りに中間部側縦リブ５を接合する。【選択図】図１
2011208434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨柱のフランジにＨ形断面の鉄骨梁の端部を接合し、鉄骨柱のフランジと鉄骨梁のフランジとに跨って水平ハンチを接合した接合部において、
前記水平ハンチにおける前記鉄骨梁中間部寄りの端部から距離を置いた位置の、前記鉄骨梁のウェブの両側面に柱側縦リブが接合され、この柱側縦リブの、前記鉄骨梁中間部寄りに中間部側縦リブが接合されていることを特徴とする柱・梁接合部構造。
【請求項２】
前記鉄骨梁の中間部側に位置する前記柱側縦リブの上端部、もしくは下端部と、その柱側縦リブに隣接する前記中間部側縦リブの下端部、もしくは上端部を結ぶ直線と水平とのなす角度は４５°以上であることを特徴とする請求項１に記載の柱・梁接合部構造。
【請求項３】
前記鉄骨梁の中間部側に位置する柱側縦リブの、前記鉄骨柱フランジ表面からの距離ｈｒは、
梁端フランジ（水平ハンチ部分）のみの全塑性曲げモーメントをＭｐｆ、
梁一般部（全断面有効）の全塑性曲げモーメントをＭｐ、
梁一般部の局部座屈耐力の上昇係数をｓ、
１／２クリアスパン長さをＬとしたとき、
Ｍｐｆ＞Ｌ／（Ｌ−ｈｒ）×ｓ×Ｍｐの関係を満たしていることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の柱・梁接合部構造。
【請求項４】
前記鉄骨柱フランジ表面から前記水平ハンチ端部までの距離をｈ、
梁一般部における局部座屈耐力からの上昇係数（水平ハンチ及び柱側縦リブによるウェブに対する拘束の影響の程度）をαとしたとき、
前記鉄骨柱寄りの柱側縦リブの位置は、
Ｍｐｆ＞Ｌ／（Ｌ−ｈ）×α×ｓ×Ｍｐの関係を満たしていることを特徴とする請求項３に記載の柱・梁接合部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄骨柱のフランジにＨ形断面の鉄骨梁の端部を接合し、鉄骨柱のフランジと鉄骨梁のフランジとに跨って水平ハンチを接合した柱・梁接合部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ形断面の鉄骨梁（Ｈ形鋼）を鉄骨柱に接合する場合、梁ウェブの幅厚比（ｄ／ｔｗ（ｄ：ウェブ高さ、ｔｗ：ウェブ厚さ））のランクをＦＡ、またはＦＢ（４９０Ｎ級鋼材ではＦＡ：５１以下、ＦＢ：５５以下）クラスに設定し、早期脆性破壊防止を目的とした梁端フランジを拡幅した形状（水平ハンチ付き）の鉄骨梁が使用されることが多い。
【０００３】
一方、鉄骨梁の成の寸法に関しては鉄骨梁に取り合う設備から決められることから、梁ウェブの厚さが必要寸法より過剰気味であることがあるため、梁ウェブの幅厚比（ｄ／ｔｗ）を大きくし、ランクＦＣ、またはＦＤ（４９０Ｎ級鋼材ではＦＣ：６１以下、ＦＤ：６１超え）を採用することが考えられる。
【０００４】
しかしながら、梁ウェブの幅厚比（ｄ／ｔｗ）をＦＣ、またはＦＤランクにすると、従来の鉄骨梁（ＦＡ、またはＦＢランク）との比較で、変形能力及び最大耐力が小さくなるため、梁ウェブの幅厚比（ｄ／ｔｗ）をＦＣ、またはＦＤランクにした場合には鉄骨梁の変形能力と最大耐力を向上させることが必要になる。
【０００５】
鉄骨梁の変形能力と最大耐力を向上させることは例えば鉄骨柱のフランジと鉄骨梁のフランジとに跨って水平ハンチを接合する、あるいは形成することによって可能になるが（特許文献１参照）、フランジの曲げ剛性が上がる関係で、相対的にウェブに変形が集中し易くなるため、ウェブにおけるせん断座屈の問題が生ずる。
【０００６】
ウェブにおけるせん断座屈はその発生が想定される区間（領域）にウェブの剛性を増すための補強リブをウェブに溶接することにより抑制することができると考えられる（特許文献２参照）。このようにウェブにリブを溶接することで、水平ハンチの形成位置付近での局部座屈耐力が上がるため、見かけ上、水平ハンチが鉄骨梁の中間部側まで延長されたような効果が表れ、ウェブの耐力と変形能力が向上することが見込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１６９２９８号公報（請求項５、段落００３３〜００３５、図９〜図１１）
【特許文献２】特開２００７−３０３２６４号公報（請求項３、段落００１７〜００２０、図４〜図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
但し、ウェブの幅厚比（ｄ／ｔｗ）を大きくすれば、ウェブが降伏した後に座屈（せん断座屈）が発生し易くなり、地震時の繰り返し変形を受けることによりウェブの耐力が急激に低下することが予測されるため、ウェブのせん断座屈に起因する耐力低下を補うための対策が新たに必要になる。
【０００９】
本発明は上記背景より、鉄骨梁のウェブにリブを溶接（接合）してウェブのせん断座屈を抑制する場合に、ウェブの、特に鉄骨柱のフランジから距離を置いた区間におけるせん断座屈を抑制することが可能な柱・梁接合部構造を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明の柱・梁接合部構造は、鉄骨柱のフランジにＨ形断面の鉄骨梁の端部を接合し、鉄骨柱のフランジと鉄骨梁のフランジとに跨って水平ハンチを接合した接合部において、
前記水平ハンチにおける前記鉄骨梁中間部寄りの端部から距離を置いた位置の、前記鉄骨梁のウェブの両側面に柱側縦リブが接合され、この柱側縦リブの、前記鉄骨梁中間部寄りに中間部側縦リブが接合されていることを構成要件とする。
【００１１】
図１に示すように鉄骨柱のフランジに鉄骨梁の端部が直接、突き合わせられた形で溶接、もしくは接合金物等を介してボルト接合されるような場合には、水平ハンチは鉄骨柱のフランジと鉄骨梁のフランジとに跨った状態で双方に溶接等により接合される。図２に示すように鉄骨柱のフランジに、鉄骨梁の端部に相当する、Ｈ形鋼等、Ｈ形断面のブラケットが溶接等によって接合される場合には、そのブラケットの上下のフランジが水平ハンチになる（水平ハンチを兼用する）が、この場合はブラケットに鉄骨梁の本体部分が突き合わせられる形で溶接等によって接合される。
【００１２】
図２は特に、水平ハンチを有するブラケットが鉄骨梁の端部材としてフランジ２ａとウェブ２ｂを有し、このブラケットの端部に鉄骨梁本体の端部が突き合わせられた場合の例を示している。この例では、ブラケットと鉄骨梁本体の双方のフランジとウェブに跨る継手プレート（スプライスプレート）をフランジの上下面とウェブの両面に重ね、継手プレートを貫通するボルトによってブラケットと鉄骨梁本体を接合している。
【００１３】
図１、図２より、鉄骨梁の端部は鉄骨柱のフランジに直接、接合される場合（図１）とブラケットを介して間接的に接合される場合（図２）があるため、請求項１における「鉄骨梁の端部を接合」の「接合」には直接と間接がある。いずれの場合も、水平ハンチは鉄骨柱のフランジと鉄骨梁のフランジとに跨って双方に接合される。
【００１４】
「水平ハンチにおける鉄骨梁中間部寄りの端部」とは、図１、図２において水平ハンチの、鉄骨柱と反対側の端部を指し、この水平ハンチの鉄骨梁側の端部から距離を置いた位置の、鉄骨梁のウェブに柱側縦リブが接合され、その位置から更に鉄骨梁の中間部側へ寄った位置に中間部側縦リブが接合される。図１、図２では鉄骨梁のウェブに２枚の柱側縦リブと１枚の中間部側縦リブを接合した場合を示しているが、柱側縦リブと中間部側縦リブは１枚の場合と複数枚の場合がある。
【００１５】
水平ハンチにおける鉄骨梁中間部寄りの端部から距離を置いた位置の、鉄骨梁ウェブの両側面に柱側縦リブが接合されることで、柱側縦リブが水平ハンチから鉄骨梁中間部寄りの箇所（区間）でのウェブの曲げ剛性とせん断剛性を確保するため、ウェブのせん断座屈が抑制される。
【００１６】
柱側縦リブと中間部側縦リブは例えばプレートやフラットバーから構成される場合には、図１、図２に示すようにウェブに垂直な状態で１枚、もしくは複数枚のプレート等が鉄骨梁のウェブに溶接等によって接合され、プレート等以外の溝形鋼、もしくは山形鋼等から構成される場合には、形鋼自体が複数枚のプレートから構成されることと同様の形態を有するため、図１７以降に示すように鉄骨梁のウェブには少なくとも１箇所、接合されれば足りる。
【００１７】
柱側縦リブと中間部側縦リブは水平断面上、鉄骨梁のウェブに交差する方向の板要素を有すれば、ウェブに垂直な方向の反力成分を持つため、図２１、図２２に示すように必ずしもウェブに垂直な状態で接合される必要はない。また柱側縦リブと中間部側縦リブは鉄骨梁のウェブとフランジとに跨って双方に接合されれば、ウェブから伝達される応力をフランジに伝達可能であるため、図２３に示すように必ずしもウェブの全成に亘って接合されている必要もない。
【００１８】
柱側縦リブの、鉄骨梁中間部寄りに中間部側縦リブが接合されることで、鉄骨梁の中間部寄りの区間におけるウェブの曲げ剛性とせん断剛性が確保されるため、鉄骨梁の終局モードでのウェブのせん断座屈が抑制される。鉄骨梁の、鉄骨柱側の端部寄りの区間である水平ハンチ寄りの区間での局部座屈耐力は柱側縦リブの接合によって向上しているから、鉄骨梁の終局モードは水平ハンチ寄りの区間（柱側縦リブ接合位置）より鉄骨梁の中間部側へ寄った位置に局部座屈の形で表れる傾向がある。
【００１９】
柱側縦リブ接合位置より鉄骨梁中間部側へ寄った区間に局部座屈が表れようとすることで、見かけ上、ウェブは水平ハンチが柱側縦リブの位置にまで延長しているような変形性状を示すため、実際に水平ハンチを延長させなくても、柱側縦リブ接合位置付近におけるウェブの耐力と変形能力を向上させることが可能になる。
【００２０】
また中間部側縦リブが不在の場合、柱側縦リブの接合位置における耐力と剛性の向上の結果として、鉄骨梁の中間部寄りの区間での耐力と剛性が相対的に低下する傾向になるため、ウェブは柱側縦リブ接合位置より鉄骨梁の中間部側へ寄った区間において繰り返しのせん断力を受けることで、せん断座屈を起こし易くなる。
【００２１】
このことの確認のために、図４−（ａ）、（ｂ）に示すように水平ハンチ寄りの区間に２枚の柱側縦リブ４、４（リブＡ、Ｂ）を接合した鉄骨梁ウェブ（ＦＤランク）の中間部寄りの位置に、図４−（ｃ）に示すようにその位置でのウェブの面外拘束用の縦リブ（中間部側縦リブ５）を接合した試験体に、鉄骨梁の中間部寄りの端部から図５−（ａ）に示すような鉛直荷重Ｐを加えたときの荷重−変形曲線を図５−（ｂ）に、鉄骨梁の変形モードを図６に示す。
【００２２】
図５−（ｂ）から、柱側縦リブの接合の結果としてその接合位置より鉄骨梁の中間部寄りでの変形能力が上がり、耐力も向上することが分かるが、ウェブにせん断座屈が発生した後に座屈の進展により荷重が低下する現象（せん断座屈波の反転）も見られる。ウェブにおける座屈の進展によりウェブには図７に示すような、柱側縦リブ４と中間部側縦リブ５の隅角部間を結ぶ方向を向く斜張力場が形成されるが、この斜張力がウェブにおける成方向の座屈を引き起こすと考えられるから、荷重低下の現象は斜張力の水平とのなす角度が小さい（斜張力の作用方向が水平に近い）ことに起因して発生するものと考えられる。
【００２３】
そこで、図４−（ｃ）、図７に示す面外拘束用の縦リブＣ（中間部側縦リブ５）の位置を鉄骨梁の端部（柱側縦リブ４）側へ寄せ、斜張力の水平とのなす角度を大きくすれば、斜張力の作用方向に直交する方向に生じようとするウェブでの座屈の発生方向が成方向（鉛直方向）より水平方向を向き易くなり、座屈に対してウェブが抵抗すべき面内力を鉄骨梁のフランジが面内力として負担し易い状態になるため、座屈の進展による荷重低下を制御することができるものと考えられる。図４−（ｃ）、図７の例では斜張力の水平とのなす角度が４５°未満であるから、一応の目安としてはこの角度が４５°以上であれば、ウェブでの荷重低下の現象を緩和することができるものと考えられる。
【００２４】
具体的には斜張力の方向は鉄骨梁の中間部側に位置する柱側縦リブ４の上端部、もしくは下端部と、その柱側縦リブに隣接する面外拘束用縦リブ（中間部側縦リブ５）の下端部、もしくは上端部を結ぶ方向であるから、梁中間部側に位置する柱側縦リブ４の上端部、もしくは下端部と、その柱側縦リブに隣接する中間部側縦リブ５の下端部、もしくは上端部を結ぶ直線と水平とのなす角度を４５°以上にすることで（請求項２）、荷重低下の現象を制御し、緩和することができるものと考えられる。
【００２５】
鉄骨梁中間部側の柱側縦リブの上端部、もしくは下端部と中間部側縦リブの下端部、もしくは上端部を結ぶ直線と水平とのなす角度が４５°未満の場合、柱側縦リブから中間部側縦リブまでの区間においてウェブが斜張力に直交する方向の圧縮力を受けることで、その方向に座屈を生じ易く、その傾向は斜張力の作用方向が水平に近い程、高まる可能性がある。
【００２６】
ウェブに作用する圧縮力が鉛直方向に近い方向を向けば、ウェブの圧縮力が伝達される先である梁フランジには面外方向力が作用しようとする。このとき、梁フランジは厚さ方向の抵抗力でウェブの圧縮力に抵抗しようとするが、梁フランジの面外方向の剛性は小さいため、梁フランジによる抵抗力は期待し難い。
【００２７】
これに対し、鉄骨梁中間部側に位置する柱側縦リブの上端部、もしくは下端部と、それに隣接する中間部側縦リブの下端部、もしくは上端部を結ぶ直線と水平とのなす角度が４５°以上（請求項２）であれば、梁フランジの面内抵抗力をウェブの圧縮力に対する抵抗要素として期待することができるため、ウェブにおける荷重低下の現象とせん断座屈の発生を抑制することができることになる。「鉄骨梁中間部側に位置する柱側縦リブ」は柱側縦リブが複数枚ある場合には、その内の鉄骨梁中間部寄りに位置する柱側縦リブを指す。
【００２８】
図３−（ｄ）に示すように鉄骨梁２中間部寄りに位置する柱側縦リブ４の、鉄骨柱フランジ１ａ表面からの距離ｈｒは例えば２枚の柱側縦リブ４、４の間隔を変えて鉄骨梁２の中間部側から鉛直荷重を加えたときの鉄骨梁２の変形の程度を調べることである程度、決めることができるから、解析結果に基づいて最適な距離ｈｒを、数式を用いて規定することも可能である。
【００２９】
そこで、図９−（ｂ）に示すように２枚の柱側縦リブ間に梁成の半分程度の間隔を確保した「間隔大」の条件と、（ｃ）に示すように（ｂ）の場合の半分程度乃至半分強の間隔を確保した「間隔中」の条件、及び更に（ｄ）に示すように（ｃ）の半分程度の間隔を確保した「間隔小」の条件のそれぞれの荷重−変形関係の曲線を図８に示す。図８には図９−（ａ）に示すように柱側縦リブを１枚のみ、接合した場合の結果も示してある。この解析で用いた試験体の例では２枚の柱側縦リブの内、鉄骨柱のフランジ表面から柱側に位置する縦リブまでの距離が梁成の１／３程度（水平ハンチ長さの１．５倍程度）になっている。
【００３０】
図８の結果から、柱側縦リブが１枚のみの場合（図９−（ａ））には、変形量が７５ｍｍを超えた（荷重が１２５０ｋＮを超えた）当たりから変形の増加に伴い、荷重が低下する傾向を示すのに対し、２枚の柱側縦リブを接合した場合には、「間隔大」の場合以外（図９−（ｃ）、（ｄ））、変形の増加に拘らず荷重の低下がなく、荷重支持能力が持続することが分かる。また「間隔中」と「間隔小」を対比すれば、「間隔中」の場合（図９−（ｃ））には変形の増加に伴い、一時的に荷重が低下するのに対し、「間隔小」の場合（図９−（ｄ））には荷重の低下が全くなく、３通りの条件の中では最もよい結果を示していることが分かる。
【００３１】
このことから、「間隔小」の場合（図９−（ｄ））である鉄骨柱のフランジ側面からその側に位置する柱側縦リブまでの距離を梁成の１／３程度にし、その柱側縦リブから鉄骨梁中間部寄りの柱側縦リブまでの距離を梁成の１／４〜１／３程度にした場合の例が最も耐力と変形能力が高いことが分かる。
【００３２】
図１０−（ａ）には参考までにウェブ鋼板がＦＣランクの場合での柱側縦リブがある場合とない場合の荷重−変形関係を、図１０−（ｂ）にはウェブ鋼板がＦＤランクの場合での柱側縦リブがある場合とない場合の荷重−変形関係を示している。図１０−（ａ）、（ｂ）のいずれにもＦＡランクで柱側縦リブのない場合の荷重−変形曲線を重ね合わせてある。図１０−（ａ）、（ｂ）からは、ＦＣランクとＦＤランクのいずれの場合も、柱側縦リブによる補強により変形の進行に伴って荷重の低下を招かないことが確認される。
【００３３】
図８の結果を踏まえ、図３−（ａ）〜（ｃ）に示すように例えば２枚の柱側縦リブ４、４を鉄骨梁ウェブ２ｂの、水平ハンチ３の鉄骨梁２中間部側の端部から距離を置いた位置に接合した場合に、（ｄ）に示す梁端フランジ（水平ハンチ部分）のみの全塑性曲げモーメントＭｐｆ、梁一般部（全断面有効）の全塑性曲げモーメントＭｐ、鉄骨柱フランジから水平ハンチ端部までの距離ｈ、１／２クリアスパン長さＬを用い、柱側縦リブ４の鉄骨柱フランジ１ａからの距離ｈｒを規定すれば以下のようになる。
【００３４】
梁端位置（水平ハンチ部分）での全塑性曲げモーメントがＭｐｆ（最大値）、鉄骨梁２中間部寄りの柱側縦リブ４位置での全塑性曲げモーメントをＭｐとし、鉄骨柱フランジ１ａからの距離ｈｒに応じ、鉄骨梁２の、ある断面での全塑性曲げモーメントＭｐが漸次減少していくと仮定すれば、ある断面での全塑性曲げモーメントＭｐは梁一般部の局部座屈耐力の上昇係数ｓを用いて、
ｓ・Ｍｐ＝Ｍｐｆ×（Ｌ−ｈｒ）／Ｌと表すことができる。
【００３５】
局部座屈耐力の上昇係数ｓは鉄骨梁の鉄骨柱側端部に水平ハンチを形成（接合）する場合の鉄骨柱フランジからの、水平ハンチ端部までの距離を算出する際に用いられる係数であり、σｙｆ：フランジの降伏強度、σｙｗ：ウェブの降伏強度、Ｅ：ヤング係数、ｔｆ：フランジ厚さ、ｔｗ：ウェブ厚さ、ｂ：梁のフランジ半幅、ｄ：ウェブクリア高さとして、αｆ＝Ｅ／σｙｆ×（ｔｆ／ｂ）２、αｗ＝Ｅ／σｙｗ×（２ｔｗ／ｄ）２としたときに、１／ｓ＝０．４８９６／αｆ＋０．０４６／αｗ＋０．７６０６の関係を満たす値を指す（鋼構造論文集第５巻第２０号（１９９８年１２月）「水平ハンチ付はりと角形鋼管柱接合部の弾塑性挙動」）。
【００３６】
ここで、ある断面での全塑性曲げモーメントＭｐは漸次減少していくから、Ｍｐは
ｓ・Ｍｐ＜Ｍｐｆ×（Ｌ−ｈｒ）／Ｌの関係を満たすことになる（請求項３）。
【００３７】
この場合（請求項３）において、梁一般部における局部座屈耐力からの上昇係数（水平ハンチ及び縦リブによるウェブに対する拘束の影響の程度）をαとして加味すれば、以下のように柱側縦リブ４、４の内、鉄骨柱寄りに位置する柱側縦リブ４の、鉄骨柱フランジ１ａからの距離（＞ｈ：鉄骨柱フランジ１ａ表面から水平ハンチ３端部までの距離）を規定することが可能になる。
【００３８】
耐力上昇係数αは柱側縦リブ４の接合によって梁の局部座屈耐力が梁一般部より上昇する割合を示す指標として位置付けられる。ここで、図１１−（ａ）、（ｂ）に示すような梁端部を模した解析モデルを想定し、図１１の状態で梁端面（下端）を試験台に完全な固定状態で固定し、上端から軸方向圧縮力の作用方向に強制変位を与える解析を実施した。
【００３９】
図１１−（ａ）は後述のｐ／ｂが１．０の場合、（ｂ）は６．０の場合を示す。解析パラメータとして水平ハンチの梁中間部側の端部から鉄骨柱寄りの柱側縦リブ４までの距離ｐと梁ウェブの幅厚比を用い、梁ウェブがＦＣランクの場合とＦＤランクの場合の２種類の解析モデルで実施した（図１２）。解析で用いた梁フランジの幅厚比は６．２５としてある。
【００４０】
耐力上昇係数αはｐが十分に大きく、局部座屈耐力に縦リブ（柱側縦リブ４）の影響がないと考えられるｐ／ｂ＝１０を基準とした場合の最大耐力の比率としている。図１２にαとｐ／ｂの関係を、図１３−（ａ）〜（ｃ）にウェブがＦＤランクの場合の座屈状況を示している。図１３−（ａ）はｐ／ｂが１．０の場合、（ｂ）は２．０の場合、（ｃ）は６．０の場合である。
【００４１】
図１２より、ｐ／ｂを小さくする程、αが大きくなることが分かる。一方、αの値はｐ／ｂと幅厚比に関係があり、梁フランジの幅厚比が６．２５の場合、今回の解析結果からはα＝１．０〜１．２４程度の値を取ることが判明した。
【００４２】
図１４は柱側縦リブ４の鉄骨梁中間部寄りに中間部側縦リブ５を接合しない場合と接合した場合との対比のための検討に用いた試験体の例を示す。（ａ）は中間部側縦リブ５がない試験体、（ｂ）、（ｃ）は中間部側縦リブ５がある試験体であり、（ｂ）と（ｃ）は中間部側縦リブ５（縦リブＣ）と柱側縦リブ４（縦リブＡ）との間隔（Ｌｗ）を変えている。
【００４３】
図１４−（ａ）に示すように中間部側縦リブ５（縦リブＣ）を接合しなければ、せん断降伏後に座屈が発生し、せん断座屈発生後に地震等の繰り返しにより荷重が低下する恐れがある。そこで、せん断座屈による荷重低下を抑制するために、（ｂ）、（ｃ）に示すように中間部側縦リブ５（縦リブＣ）を接合することを想定する。ただし、中間部側縦リブ５（縦リブＣ）を単に設置しただけでは、せん断座屈後の荷重低下抑制にはならず、柱側縦リブ４（縦リブＡ）との間隔を検討する必要もある。以下では、リブ間隔（柱側縦リブ４（縦リブＡ）と中間部側縦リブ５（縦リブＣ）との間の距離（Ｌｗ））と、せん断座屈による荷重低下状況を検討するために図１４−（ｃ）に示す解析モデルを用いる。
【００４４】
解析はＦＤランクの梁ウェブの幅厚比を用い、リブ間隔（Ｌｗ）と梁ウェブ成（ｄ）の比（Ｌｗ／ｄ）を変化させて実施した。解析結果の荷重（せん断力）と変形（部材角）の関係を図１５−（ａ）〜（ｅ）に示す。座屈状況概要を図１６に示す。（ａ）〜（ｅ）はＬｗ／ｄが各図に示す通りの値である場合の結果を示している。
【００４５】
図１５より、Ｌｗ／ｄの値を小さくすると、繰り返しによる荷重（せん断力）の低下を抑えることが可能であることが分かる。特にＬｗ／ｄ≒１．０ とすることにより荷重低下が少なくなることが分かる。
【００４６】
以上のことから、柱側縦リブ４（縦リブＡ）に加え、中間部側縦リブ５（縦リブＣ）を設置し、リブ間隔（Ｌｗ）を適切な値に設定すれば、せん断座屈による座屈波形の傾きを制御することができ、せん断座屈後の荷重の低下抑制に有効であることが判明した。
【００４７】
ここで言う「リブ間隔（Ｌｗ）を適切な値に設定するための指標」として上記した耐力上昇係数（水平ハンチ及び柱側縦リブによるウェブに対する拘束の影響の程度）αを用いれば、請求項３（Ｍｐｆ＞Ｌ／（Ｌ−ｈｒ）×ｓ×Ｍｐ）において、鉄骨柱フランジ表面から水平ハンチ端部までの距離をｈとして、Ｍｐｆ＞Ｌ／（Ｌ−ｈ）×α×ｓ×Ｍｐの関係を満たすことが鉄骨柱１寄りの柱側縦リブ４の位置を特定するための目安になる（請求項４）。
【００４８】
上記のようにα＝１．０〜１．２４程度の値であるから、Ｍｐｆ＞Ｌ／（Ｌ−ｈ）×α×ｓ×Ｍｐ≧Ｌ／（Ｌ−ｈｒ）×ｓ×Ｍｐである。
【発明の効果】
【００４９】
鉄骨柱のフランジにＨ形断面の鉄骨梁の端部を接合し、鉄骨柱のフランジと鉄骨梁のフランジとに跨って水平ハンチを接合した接合部において、水平ハンチにおける鉄骨梁中間部寄りの端部から距離を置いた位置の、鉄骨梁ウェブの両側面に柱側縦リブを接合し、この柱側縦リブの、鉄骨梁中間部寄りに中間部側縦リブを接合することで、複数枚の柱側縦リブが水平ハンチから鉄骨梁中間部寄りの箇所（区間）でのウェブの曲げ剛性とせん断剛性を確保するため、ウェブのせん断座屈を抑制することができる。
【００５０】
また柱側縦リブの、鉄骨梁中間部寄りに中間部側縦リブが接合されることで、鉄骨梁の中間部寄りの区間におけるウェブの曲げ剛性とせん断剛性も確保されるため、鉄骨梁の終局モードでのウェブのせん断座屈が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】（ａ）は水平ハンチが鉄骨梁のフランジの両側に配置されるプレートから形成される場合における鉄骨梁への柱側縦リブと中間部側縦リブの配置例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は（ａ）のａ−ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は水平ハンチが、幅が変化するフランジを有し、鉄骨柱のフランジに直接、溶接されるブラケットの一部（フランジ）である場合における鉄骨梁への柱側縦リブと中間部側縦リブの配置例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図３】（ａ）は図１−（ａ）に示す鉄骨梁における柱側縦リブの位置と鉄骨柱フランジからの距離の関係を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は（ａ）の軸方向の縦断面図、（ｄ）は鉄骨柱フランジから２枚の柱側縦リブまでの距離の関係を示したグラフ、（ｅ）は鉄骨梁ウェブの幅と厚さの関係を示した縦断面図である。
【図４】（ａ）は（ｃ）に示す２枚の柱側縦リブと中間部側縦リブが鉄骨梁のウェブに接合された柱・梁接合部の試験体を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は試験体の全体を示した立面図である。
【図５】（ａ）は図４−（ｃ）に示す試験体に加える荷重の状況を示した概要図、（ｂ）はそのときの荷重−変形曲線を示したグラフである。
【図６】図４−（ｃ）に示す試験体に図５−（ａ）に示す荷重を加えたときの鉄骨梁の変形モードを示した立面図である。
【図７】図４−（ｃ）に示す試験体に図５−（ａ）に示す荷重を加えたときの鉄骨梁ウェブに生じる斜張力場を示した立面図である。
【図８】図９−（ａ）〜（ｄ）に示す縦リブの配置状態での荷重−変形関係を示したグラフである。
【図９】（ａ）は鉄骨梁ウェブに１枚の柱側縦リブのみが接合されたモデルを示した立面図、（ｂ）は２枚の柱側縦リブ間の間隔が大きいモデルを示した立面図、（ｃ）は２枚の柱側縦リブ間の間隔が中間の大きさのモデルを示した立面図、（ｄ）は２枚の柱側縦リブ間の間隔が小さいモデルを示した立面図である。
【図１０】（ａ）はウェブ鋼板がＦＣランクの場合での柱側縦リブがある場合とない場合の荷重−変形関係を示したグラフ、（ｂ）はウェブ鋼板がＦＤランクの場合での柱側縦リブがある場合とない場合の荷重−変形関係を示したグラフである。
【図１１】耐力上昇係数αを算定するための解析モデルを示した斜視図であり、（ａ）はｐ／ｂが１．０の場合、（ｂ）は６．０の場合である。
【図１２】耐力上昇係数αとｐ／ｂの関係を示したグラフである。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）はウェブの座屈状況を示しした斜視図であり、ｐ／ｂが１．０の場合、（ｂ）は２．０の場合、（ｃ）は６．０の場合である。
【図１４】柱側縦リブの鉄骨梁中間部寄りに中間部側縦リブ（縦リブＣ）を接合しない場合と接合した場合との対比のための検討に用いた試験体を示した立面図であり、（ａ）は中間部側縦リブがない試験体、（ｂ）、（ｃ）は中間部側縦リブがある試験体である。
【図１５】（ａ）〜（ｅ）はリブ間隔（Ｌｗ）と梁ウェブ成（ｄ）の比（Ｌｗ／ｄ）を変化させた場合毎の荷重（せん断力）と変形（部材角）の関係を示したグラフである。
【図１６】図１５−（ｃ）に示す試験体に対する解析結果としての座屈状況を示した概要図（立面図）である。
【図１７】（ａ）は溝形鋼を使用して柱側縦リブを形成した場合の例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は鉄骨梁の縦断面図である。
【図１８】（ａ）は溝形鋼を使用して柱側縦リブを形成した場合の他の例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は鉄骨梁の縦断面図である。
【図１９】（ａ）は鉄骨梁のフランジに接触しない溝形鋼を使用して柱側縦リブを形成した場合の例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は鉄骨梁の縦断面図である。
【図２０】（ａ）は鉄骨梁のフランジに接触しない溝形鋼を使用して柱側縦リブを形成した場合の他の例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は鉄骨梁の縦断面図である。
【図２１】（ａ）は山形鋼を使用して柱側縦リブを形成した場合の例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は鉄骨梁の縦断面図である。
【図２２】（ａ）は鉄骨梁のフランジに接触しない山形鋼を使用して柱側縦リブを形成した場合の例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は鉄骨梁の縦断面図である。
【図２３】（ａ）は鉄骨梁のフランジに接触しない山形鋼を使用して柱側縦リブを形成した場合の他の例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の立面図、（ｃ）は鉄骨梁の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００５３】
図１−（ａ）は鉄骨柱１のフランジ１ａにＨ形断面の鉄骨梁２の端部を接合し、鉄骨柱１のフランジ１ａと鉄骨梁２のフランジ２ａとに跨って水平ハンチ３を接合した接合部において、水平ハンチ３の、鉄骨梁２中間部寄りの端部から距離を置いた位置に複数枚の柱側縦リブ４と中間部側縦リブ５が接合されている柱・梁接合部の具体例を示す。
【００５４】
図面では鉄骨柱１が角形鋼管柱である場合の例のみが示されているが、鉄骨柱１はＨ形断面、十字形断面の場合の他、円形鋼管柱の場合もある。鉄骨柱１が角形鋼管、もしくは円形鋼管である場合には内部にコンクリートが充填されることもある。
【００５５】
複数枚の柱側縦リブ４は水平ハンチ３の、鉄骨梁２中間部寄りの端部から距離を置いた位置の、鉄骨梁２のウェブ２ｂの両側面に図１等に示すようにウェブ２ｂに垂直な状態で、または図２１に示すように垂直な状態に対して角度が付いた状態で接合され、この柱側縦リブ４の、鉄骨梁２中間部寄りに中間部側縦リブ５が接合される。
【００５６】
図１は水平ハンチ３が鉄骨梁２端部のフランジ２ａと鉄骨柱１のフランジ１ａとに跨って双方に接合されるプレートからなる場合に、柱側縦リブ４と中間部側縦リブ５を鉄骨梁２のウェブ２ｂとフランジ２ａに溶接により接合した場合の例を示す。図面では柱側縦リブ４が２枚の場合で、中間部側縦リブ５が１枚の場合のみを示しているが、柱側縦リブ４が３枚以上で、中間部縦リブ５が２枚以上の場合もある。
【００５７】
図２は水平ハンチ３が、フランジの幅が軸方向に変化するＨ形断面の鋼材（組立Ｈ形鋼）のフランジである場合において、柱側縦リブ４と中間部側縦リブ５を鉄骨梁２のウェブ２ｂにのみ接合し、フランジ２ａに接合していない場合の例を示す。この例では柱側縦リブ４と中間部側縦リブ５をウェブ２ｂにのみ接合することで、溶接する場合にフランジ２ａとの溶接の必要がないことで、フランジ２ａへの溶接熱の影響を与えずに済む利点がある。
【００５８】
図２のように柱側縦リブ４と中間部側縦リブ５を鉄骨梁２のフランジ２ａに接合しないことはまた、鉄骨梁２が組立型のＨ形鋼である場合に、ウェブ２ｂとフランジ２ａとの間に隅肉溶接（溶接金属）による余盛り（のど厚）がある場合に、その余盛りとの干渉を回避する意味もある。
【００５９】
図１７〜図２０は柱側縦リブ４の構成材として溝形鋼を用いることで、２枚の（並列する）柱側縦リブ４、４を形成した場合の例を示す。図１７、図１９は溝形鋼のウェブを鉄骨梁２のウェブ２ｂに重ねて溶接、もしくはボルト接合により接合した場合の例を、図１８、図２０は溝形鋼のウェブを鉄骨梁２のウェブ２ｂと平行な状態に対向させ、溝形鋼のフランジにおいて鉄骨梁２のウェブ２ｂに溶接により接合した場合の例を示す。
【００６０】
これらの例では柱側縦リブ４を構成する鋼材がウェブを有する形状をすることで、プレートを鉄骨梁２のウェブ２ｂに接合する場合と異なり、鉄骨梁２のウェブ２ｂに対する補剛効果が高いと考えられる。
【００６１】
例えば図１７、図１９の例では柱側縦リブ４を構成する溝形鋼のウェブが鉄骨梁２のウェブ２ｂに重なることで、ウェブ２ｂの板厚を増すことになるため、ウェブ２ｂの座屈に対する安定性が向上すると考えられる。図１８、図２０の例では溝形鋼が鉄骨梁２のウェブ２ｂと共に、あるいはウェブ２ｂを挟んで箱形に閉じた断面を形成することで、ウェブ２ｂに曲げ剛性を付与する働きを発揮し得るため、ウェブ２ｂの曲げを伴うせん断座屈に対する安定性が向上すると考えられる。
【００６２】
図１９、図２０は溝形鋼の軸方向両端と鉄骨梁２のフランジ２ａとの間に空隙を確保することで、溝形鋼を鉄骨梁２のウェブ２ｂにのみ接合した場合の例を示している。これらの場合、溝形鋼の端部がフランジ２ａに接触しないことで、溝形鋼を溶接によって接合する場合に、フランジ２ａに溶接熱が伝達されることがなくなるか、低減されるため、溶接熱による歪みと残留応力の発生がなくなる利点がある。また鉄骨梁２のウェブ２ｂとフランジ２ａに跨って溶接金属による余盛りが存在している場合に、その余盛り部分を回避して溝形鋼（柱側縦リブ４）をウェブ２ｂに接合することができる利点もある。
【００６３】
図２１、図２２は柱側縦リブ４の構成材として山形鋼を用いることで、鉄骨梁２のウェブ２ｂと共に、三角形状に閉じた断面形状の柱側縦リブ４、４を形成した場合の例を示す。図２１は山形鋼の軸方向端部を鉄骨梁２のフランジ２ａに接触させた（突き合わせた）場合の例を、図２２は軸方向端部と鉄骨梁２のフランジ２ａとの間に空隙を確保した場合の例を示している。
【００６４】
図２１、図２２のいずれも山形鋼が鉄骨梁２のウェブ２ｂと共に、あるいはウェブ２ｂを挟んで箱形に閉じた断面を形成することで、ウェブ２ｂに曲げ剛性を付与する働きを発揮し得るため、図１８、図２０の例と同じこと（ウェブ２ｂの曲げを伴うせん断座屈に対する安定性が向上すること）が言える。図２２は山形鋼の端部がフランジ２ａと距離を置くことで、図２０と同じこと（溶接熱による歪みと残留応力の発生がなくなること）が言える。
【００６５】
柱側縦リブ４と中間部側縦リブ５は鉄骨梁２のウェブ２ｂの面に垂直な方向等、交差する方向に補強のための板要素を持てばよいため、形鋼には図１７〜図２０の例の他、Ｔ形鋼、ハット形鋼、フラットバー等の鋼材も使用される。
【００６６】
図２３は柱側縦リブ４、及び中間部側縦リブ５の構成材としてプレートを用いた場合の例を示しているが、ここではプレートの高さを上下のフランジ２ａ、２ａ間に跨がらない大きさに抑えることで、上部フランジ２ａ側と下部フランジ２ａとに分離させて柱側縦リブ４をウェブ２ｂに溶接した場合の例を示している。
【００６７】
この場合、柱側縦リブ４と中間部側縦リブ５が上下のフランジ２ａ、２ａ毎に分離し、フランジ２ａ、２ａ間に跨がらないながらも、ウェブ２ｂと一方のフランジ２ａとの間に跨ることで、ウェブ２ｂが座屈しようとするときにウェブ２ｂが負担する圧縮力を一方のフランジ２ａに伝達することが可能になっている。このため、柱側縦リブ４と中間部側縦リブ５の構成材としての鋼材使用量を低減しながらも、ウェブ２ｂにおける座屈の発生を抑制することが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１……鉄骨柱、１ａ……フランジ、
２……鉄骨梁、２ａ……フランジ、２ｂ……ウェブ、
３……水平ハンチ、
４……柱側縦リブ、５……中間部側縦リブ。
【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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