(57)【要約】【課題】鋼管柱面外方向の引張力に対する外ダイアフラムの耐力が低減することなく、また梁フランジ−外ダイアフラム溶接の健全性検証を超音波探傷検査で行うことに支障が生ずることのない角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造を提供する。【解決手段】本発明に係る角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造１は、角形鋼管柱３とＨ形鋼梁７とを外ダイアフラム９を介して接合するものであって、外ダイアフラム９は、同一形状の２枚のＬ字形鋼片１１の端部を突き合わせて矩形リング状にして、該矩形リングの内周面が角形鋼管柱３のスキンプレート５に溶接接合されてなり、Ｌ字形鋼片１１同士の２か所の接合面１３が角形鋼管柱３の角部に位置し、角形鋼管柱３の直交する各スキンプレート５ａ、ｂ、ｃ、ｄの延長面と接合面１３とが成す角度がいずれも２５度以上６５度以下となるように設定され、かつ接合面１３が隅肉溶接によって接合されて、その溶接部の長さが外ダイアフラム９の出寸法の１０％増し以上となっていることを特徴とするものである。【選択図】  図１
2019163632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角形鋼管柱とＨ形鋼梁とを外ダイアフラムを介して接合する角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造であって、
前記外ダイアフラムは、同一形状の２枚のＬ字形鋼片の端部を突き合わせて矩形リング状にして、該矩形リングの内周面が前記角形鋼管柱のスキンプレートに溶接接合されてなり、
前記Ｌ字形鋼片同士の２か所の接合面が前記角形鋼管柱の角部に位置し、前記角形鋼管柱の直交する各スキンプレートの延長面と前記接合面とが成す角度がいずれも２５度以上６５度以下となるように設定され、かつ前記接合面が隅肉溶接によって接合されて、その溶接部の長さが前記外ダイアフラムの出寸法の１０％増し以上となっていることを特徴とする角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造。
【請求項２】
前記角形鋼管柱のスキンプレートと前記外ダイアフラムが部分溶け込み溶接によって溶接接合されており、かつ前記Ｌ字形鋼片同士はその表裏面において開先深さが8mm以下の部分溶け込み溶接によって溶接接合されていることを特徴とする請求項１記載の角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造。
【請求項３】
外ダイアフラムの出寸法をｌd，外ダイアフラムが取付く柱の幅をDcとし、ｌd≦Dc/２の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造。
【請求項４】
外ダイアフラムの出寸法をld、板厚をtd、降伏強度をσd、外ダイアフラムが取付く梁フランジの幅をBf、板厚をtf、降伏強度をσf、水平ハンチによる拡幅幅をBs、外ダイアフラムが取付く柱の幅をDc、板厚をtc、としたときに下式の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造。
【数１】
2019163632.tif 000014
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造における柱と梁の接合構造に関し、特に角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築鋼構造の柱梁接合部においては、その接合部耐力を補完するためにダイアフラムと称する接合要素が用いられるのが一般的であり、その形式は図１３に示すように、角形鋼管柱４１とＨ形鋼梁４３とを内ダイアフラム４５を用いて接合する内ダイアフラム形式、図１４に示すように、通しダイアフラム４７を用いて接合する通しダイアフラム形式、図１５に示すように外ダイアフラム４９を用いて接合する外ダイアフラム形式に大別される。
【０００３】
内ダイアフラム形式は一般的にはエレクトロスラグ溶接により接合され、溶接部では数十万〜数百万J/cm程度の非常に大きな入熱が作用するため、一般の建築構造用鋼材では溶接部での靭性が非常に小さくなり、溶接部での脆性破断が生じ易い。この傾向は特に高強度鋼材で顕著である。さらに、冷間ロール成形角形鋼管や円形鋼管など、直角を為す角がない断面では、その形状によりエレクトロスラグ溶接が適用できないため、そもそも内ダイアフラム形式の適用が困難である。
【０００４】
通しダイアフラム形式は、角形鋼管柱を通しダイアフラム配置位置で一旦切断し、通しダイアフラム溶接後に分割された角形鋼管柱を再び組み立てるので溶接量が多く、また仕口のずれなど精度確保に難点がある。
また、通しダイアフラムは柱の一部として構造設計されるため、通しダイアフラムおよび通しダイアフラムと角形鋼管柱との溶接材料は、角形鋼管柱に用いた鋼材以上の強度クラスの材料を用いる必要があり、例えば柱に780N/mm2級鋼材などの高強度鋼材を用いた場合には、施工負荷および材料費が高くなる。
【０００５】
これらに対して、本発明で対象とする外ダイアフラム形式では、角形鋼管柱との溶接材料は梁側の強度にあわせればよく、大入熱による溶接部の靭性劣化の心配は不要であり、柱に高強度鋼材が用いられている場合でも適用し易い。
また、外ダイアフラム形式は通しダイアフラム形式にくらべて溶接量・加工量が少ないこと、角形鋼管柱にコンクリートを充填する際の施工性に優れること等の利点がある。
【０００６】
一方、外ダイアフラムを建設現場にて角形鋼管柱に溶接接合する場合、外ダイアフラムと角形鋼管柱との溶接接合に加えて、外ダイアフラムと梁フランジとの溶接接合、もしくは高力ボルト接合もあり、建設現場での作業工程が多くなる。
【０００７】
また、現状の外ダイアフラムは柱面からの突出幅が大きいので、工場で外ダイアフラムを取り付けて工事現場へ運搬する場合、突出幅の大きい外ダイアフラムによりトラックに積み込む柱本数が制限されてしまい効率が悪いという問題がある。
【０００８】
この観点から、特許文献１および特許文献２では突出幅の小さい外ダイアフラムが提案されている。
特許文献1には、ある一定の幅を持ったバンド状の鋼板を用いた外ダイアフラムが提案され、突出幅を小さくすると共に同一の鋼管柱にせいの異なる梁がとりつく場合にもそのまま適用可能なように工夫されている。
【０００９】
また、特許文献２では、Ｌ字形の４枚の鋼片により外ダイアフラムを形成し、そのＬ字形鋼片に厚肉材を用いることで外ダイアフラムの出寸法を小さく抑えている。そして、Ｌ字形鋼片同士の接合は、表裏面での隅肉溶接や、部分溶け込み溶接などによって行われるが、その接合面は、とりつく梁フランジ内に限定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2006-002351号公報
【特許文献２】特開2016-108868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、特許文献１の場合、バンド幅(外ダイアフラムの高さ)が大きくなると、面外方向（梁材軸方向）の外ダイアフラムの曲げ剛性が小さくなり、局所歪も増大して降伏耐力も低下しやすいため、梁フランジから外ダイアフラムに伝達される鋼管柱面外方向の引張力に対する外ダイアフラムの耐力が低減されるという欠点がある。
【００１２】
また、特許文献２の場合、構造上重要部位である梁フランジ−外ダイアフラム溶接の健全性検証を超音波探傷検査で行うことが難しいという問題がある。
すなわち、特許文献２では、Ｌ字形鋼片同士の接合面が 梁フランジ内にあるため、梁端溶接部での超音波探傷検査を実施する際、Ｌ字形鋼片同士の接合面に未溶着部を有する場合には、この未溶着部を欠陥として検出してしまうため、梁フランジ−外ダイアフラム溶接の健全性検証を超音波探傷検査で行うのが難しいのである。
【００１３】
また、Ｌ字形鋼片同士が完全溶け込み溶接によって接合されている場合を考えると、梁フランジ溶接前にこの接合面の超音波探傷検査を予め実施し、無欠陥であることを確認しておかなければ、超音波探傷検査によって梁フランジ−外ダイアフラム溶接部の欠陥の有無および位置の特定が困難となる。この場合、超音波探傷検査工程が増えることとなり、施工工数が大きくなってしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、角形鋼管柱面外方向の引張力に対する外ダイアフラムの耐力が低減することなく、また梁フランジ−外ダイアフラム溶接の健全性検証を超音波探傷検査で行うことに支障が生ずることのない角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）本発明に係る角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造は、角形鋼管柱とＨ形鋼梁とを外ダイアフラムを介して接合するものであって、
前記外ダイアフラムは、同一形状の２枚のＬ字形鋼片の端部を突き合わせて矩形リング状にして、該矩形リングの内周面が前記角形鋼管柱のスキンプレートに溶接接合されてなり、
前記Ｌ字形鋼片同士の２か所の接合面が前記角形鋼管柱の角部に位置し、前記角形鋼管柱の直交する各スキンプレートの延長面と前記接合面とが成す角度がいずれも２５度以上６５度以下となるように設定され、かつ前記接合面が隅肉溶接によって接合されて、その溶接部の長さが前記外ダイアフラムの出寸法の１０％増し以上となっていることを特徴とするものである。
【００１６】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記角形鋼管柱のスキンプレートと前記外ダイアフラムが部分溶け込み溶接によって溶接接合されており、かつ前記Ｌ字形鋼片同士はその表裏面において開先深さが8mm未満の部分溶け込み溶接によって溶接接合されていることを特徴とするものである。
【００１７】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、外ダイアフラムの出寸法をｌd，外ダイアフラムが取付く柱の幅をDcとし、ｌd≦Dc/２の関係を満たすことを特徴とするものである。
【００１８】
（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、外ダイアフラムの出寸法をld、板厚をtd、降伏強度をσd、外ダイアフラムが取付く梁フランジの幅をBf、板厚をtf、降伏強度をσf、水平ハンチによる拡幅幅をBs、外ダイアフラムが取付く柱の幅をDc、板厚をtc、としたときに下式の関係を満たすことを特徴とするものである。
【数１】
2019163632.tif 000003
【発明の効果】
【００１９】
本発明の角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造においては、外ダイアフラムは、同一形状の２枚のＬ字形鋼片の端部を突き合わせて矩形リング状にして、該矩形リングの内周面が前記角形鋼管柱のスキンプレートに溶接接合されてなり、前記Ｌ字形鋼片同士の２か所の接合面が前記角形鋼管柱の角部に位置し、前記角形鋼管柱の直交する各スキンプレートの延長面と前記接合面とが成す角度がいずれも２５度以上６５度以下となるように設定され、かつ前記接合面が隅肉溶接によって接合されて、その溶接部の長さが前記外ダイアフラムの出寸法の１０％増し以上となっていることにより、鋼管柱面外方向の引張力に対する外ダイアフラムの耐力が低減することなく、また梁フランジ−外ダイアフラム溶接の健全性検証を超音波探傷検査で行うことに支障が生ずることもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係る角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造の説明図である。
【図２】図１に示した角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造の外ダイアフラムを構成するＬ字形鋼片の説明図である。
【図３】本実施の形態に係る角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造におけるＬ字形鋼片の接合部の説明図である。
【図４】本実施の形態に係る角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造におけるＬ字形鋼片の形状を決定する過程での解析モデルの説明図である（その１）。
【図５】本実施の形態に係る角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造におけるＬ字形鋼片の形状を決定する過程での解析モデルの説明図である（その２）。
【図６】本実施の形態に係る角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造におけるＬ字形鋼片の形状を決定する過程での外ダイアフラム接合部耐力の決定方法の説明図である。
【図７】回帰式耐力がＦＥＭ耐力と相関が得られていることを説明するグラフである。
【図８】実施例における発明例の解析モデルの説明図である（その１）。
【図９】実施例における発明例の解析モデルの説明図である（その２）。
【図１０】実施例における比較例の解析モデルの説明図である（その１）。
【図１１】実施例における比較例の解析モデルの説明図である（その２）。
【図１２】実施例における効果を説明するグラフである。
【図１３】角形鋼管柱とＨ形鋼梁とをダイアフラムで接合する場合の態様の説明図である（その１）。
【図１４】角形鋼管柱とＨ形鋼梁とをダイアフラムで接合する場合の態様の説明図である（その２）。
【図１５】角形鋼管柱とＨ形鋼梁とをダイアフラムで接合する場合の態様の説明図である（その３）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施の形態に係る角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造１は、図１に示すように、角形鋼管柱３とＨ形鋼梁７とを外ダイアフラム９を介して接合するものであって、外ダイアフラム９は、同一形状の２枚のＬ字形鋼片１１の端部を突き合わせて矩形リング状にして、矩形リングの内周面が角形鋼管柱３の外周面に溶接接合されてなるものである。
以下、外ダイアフラム９の詳細を説明する。
【００２２】
外ダイアフラム９を構成する２枚のＬ字形鋼片１１は、同一形状である。Ｌ字形鋼片１１を同一形状とすることで、部品の取り間違いがなくなり、製作時の管理が容易になる。
【００２３】
Ｌ字形鋼片１１同士の２か所の接合面１３は、角形鋼管柱３の角部に対称に位置している。そして、接合面１３が角形鋼管柱３の隣合う各スキンプレート５ａ、ｂ、ｃ、ｄの延長面と成す角度は、いずれも２５度以上６５度以下になっている。この点を、図１に示す２つの接合面１３のうちの一つについて具体的に説明すると、接合面１３が一つのスキンプレート５ａの延長面Ａと成す角度をθＡ、接合面１３が隣接する他のスキンプレート５ｂの延長面Ｂと成す角度をθＢとすれば、θＡ及びθＢがいずれも２５度以上６５度以下になっているということである。換言すれば、接合面１３が上記の角度になるように、各Ｌ字形鋼片１１の端面１５（図２参照）の形状が設定されている。なお、Ｌ字形鋼片１１を厚鋼板から切り出す場合には、切り出し時において端面１５が上記の角度になるように切り出せばよい。
【００２４】
接合面１３を角形鋼管柱３の角部に位置させたのは、Ｈ形鋼梁７の梁フランジと外ダイアフラム９との溶接部と接合面１３の溶接部が重ならないようにして、構造上重要部位である梁フランジ−外ダイアフラム溶接の健全性検証を超音波探傷検査で行うことができるようにしたものである。
また、接合面１３を角部に位置させることで、当該部位の応力負担が少ないことにも起因している。この点は、接合面１３の溶接仕様とも関連するので後述する。
【００２５】
また、接合面１３が各スキンプレート５ａ、ｂ、ｃ、ｄの延長面と成す角度を上記のように設定した理由は以下の通りである。
まず、接合面１３の角度規定をしているのは、接合面１３における溶接長を長く確保して、ショートビードとなることによる極端な硬化などの溶接部の品質悪化を防止するためである。
そして、接合面１３の各スキンプレート５ａ、ｂ、ｃ、ｄの延長面と成す角度を２５度以上６５度以下としたのは、接合面１３を一方のスキンプレート５に対して直交する向きに設けた場合（この場合、接合面１３は他方のスキンプレート５と成す角度が０度となる）と比較して１０％以上長くなるようにするためである。例えば、接合面１３の一方のスキンプレート５と成す角度を２５度にした場合（この場合、接合面１３は他方のスキンプレート５と成す角度が６５度となる）、上述した直交の場合に比べて溶接長は約1.1倍になる。
【００２６】
接合面１３の角度規定をすることで、外ダイアフラム９の出寸法が周方向で一定であれば、接合面１３の溶接長を外ダイアフラム９の出寸法の１０％以上にすることができ、外ダイアフラム９の出寸法が小さい場合にも、隅肉溶接を健全に施工することができる。
なお、外ダイアフラム９の形状が角部で出寸法が短くなるような形状の場合、上記の角度設定だけでは溶接長を十分確保できないので、本発明では、このような場合を想定して外ダイアフラム９の出寸法の１０％増し以上の溶接長を確保するようにしている。
【００２７】
通常、寸法精度の観点から、Ｌ字形鋼片１１同士は予め接合せずに、各Ｌ字形鋼片１１をひとつずつスキンプレート５に溶接接合したうえで、Ｌ字形鋼片１１同士を接合面１３において溶接接合することとなる。このとき、Ｌ字形鋼片１１の内面側はスキンプレート５と溶接接合され、当然ながらその接合面１３には溶接余盛が存在する。そのため、接合面１３をみれば、予めスキンプレート側端部では一定長さ溶接接合されていることになり、接合面１３同士を接合する隅肉溶接の溶接長はその分短くなる。このような施工上の観点からしても、接合面１３の溶接長を長く確保できるような形状にすることは重要であり、特に、出寸法の小さい外ダイアフラム９を実現するためにはより重要な観点となる。
【００２８】
本実施の形態では、角形鋼管柱３のスキンプレート５と外ダイアフラム９が部分溶け込み溶接によって溶接接合されており、かつ外ダイアフラム９同士の接合面１３は、図３に示すように、その表裏面において開先深さが8mm以下の部分溶け込み溶接によって溶接接合されている。なお、図３では接合面１３が各スキンプレート５ａ、ｂ、ｃ、ｄの延長面と成す角度が４５度の場合を示している。
このような溶接仕様とした理由は以下の通りである。
【００２９】
地震時に梁フランジから仕口（柱梁接合部）に伝達される水平力は、一般論としてその水平力の作用方向に対する剛性が大きい方に流れやすい。この理論に従えば、本発明の構造においては、スキンプレート５近傍にほとんどの力が流れ、Ｌ字形鋼片１１同士の接合面１３の外端角部付近ではほとんど水平力を負担しない。
また、外ダイアフラム９とスキンプレート５とは部分溶け込み溶接によって溶接接合されているから、少なくとも柱表面において外ダイアフラム９は溶接接合されているものとみなせる。
以上のことからＬ字形鋼片１１同士の溶接接合は、完全溶け込み溶接に依らなくともよいといえる。
【００３０】
一方で、外ダイアフラム９同士がまったく接合されない場合には、梁フランジ−外ダイアフラム溶接などの周囲での溶接施工にともなう熱変形や、昼夜間での温度変化に伴う鋼材の膨張・収縮、風荷重などの微振動に対して外ダイアフラム９の変形が大きくなり、外観が損なわれるほか、塗装や表装材の剥落、局所的な応力集中による微細なき裂発生につながることが考えられる。
そこで、本発明では、Ｌ字形鋼片１１同士の接合部において、表裏面に深さ8mm以下の開先による部分溶け込み溶接によって溶接接合することとしている。
この溶接接合部は、前述したように地震時の大きな水平力の負担・伝達を期待するものでなく、形状保持を目的としていることから、施工効率を勘案し、多層多パスでない1パスでの施工で賄えるように開先深さを8mm以下としている。
【００３１】
＜外ダイアフラムの出寸法＞
前述したように、外ダイアフラム９の出寸法が大きいと、工場で外ダイアフラム９を取り付けて工事現場へ運搬する場合等に運搬や取り扱いの効率が悪いという問題があり、本実施の形態では、外ダイアフラム９の出寸法をｌd，外ダイアフラム９が取付く柱の幅をDcとして、ｌd≦Dc/２の関係を満たすようにしている。
このように設定したのは運搬効率や工事現場での取り回しを考慮したことが主な理由であるが、ｌd＞Dc/２となるような場合には、外ダイアフラム９の面外方向（柱材軸方向）の局所変形も大きくなることから、耐力などの構造性能の維持や、外ダイアフラム９とスキンプレート５柱などの溶接施工時の熱変形を押さえて施工時の寸法精度を確保すること等も考慮したものである。
【００３２】
＜外ダイアフラムの板厚の設定＞
出寸法を短くすると地震時に外ダイアフラム９が梁から水平力を受けた際に降伏しやすくなるため、出寸法を決定する際には、外ダイアフラム９の板厚を厚くする必要がある。
そこで、本実施の形態では、地震時に梁が接合部より先に降伏し、建物が十分なエネルギーを吸収できるように、外ダイアフラム接合部の耐力Pd≧梁フランジの耐力Pfとなるよう外ダイアフラム９の板厚と出寸法の関係を決めている。
具体的には、外ダイアフラム９の出寸法をld、板厚をtd、降伏強度をσd、外ダイアフラム９が取付く梁フランジの幅をBf、板厚をtf、降伏強度をσf、水平ハンチによる拡幅幅をBs、外ダイアフラム９が取付く柱の幅をDc、板厚をtc、としたときに下式の関係を満たす。
なお、水平ハンチによる拡幅幅とは、外ダイアフラムと梁フランジとの境界における梁フランジ幅（ハンチ先端の幅）である。なお、ハンチがない場合には、Bs=Bfとなる。
【００３３】
【数２】
2019163632.tif 000004
【００３４】
ここで、外ダイアフラム接合部の耐力式P回帰は、FEM解析を実施し、解析結果を最小二乗法で回帰することで求めている。
以下、FEM解析と回帰式の求め方を具体的に説明する。
【００３５】
・FEM解析の説明
外ダイアフラム接合部耐力を求めるために、下記の表1に示す柱・梁・外ダイアフラムの各形状に対してFEM解析を実施した。
【００３６】
【表１】
2019163632.tif 000005
【００３７】
解析モデル１７は図４、図５に示す柱梁接合部の柱１９、外ダイアフラム２１および梁フランジ２３で構成される。外ダイアフラム接合部付近の梁ウェブは、応力伝達におよぼす影響が小さいため本モデルでは省略している。
境界条件は梁フランジ中心面をz方向、柱上下端をx方向に拘束し、梁フランジ端部にx方向の荷重Pfを加えることで、地震時の応力状態を再現している。鋼材のヤング率は205,000N/mm2とした。
【００３８】
ここで、図５に示す柱１９の内面の2点P、Qのx方向変位の差δP-δQを接合部の変形量と定義し、梁フランジ荷重Pf(kN)と接合部変形δP-δQ(mm)関係のグラフを描くと図６となる。図６において、縦軸が梁フランジ荷重Pf(kN)で横軸が接合部変形δP-δQ(mm)である。
本例においては、外ダイアフラム２１が降伏して、グラフの接線剛性が初期剛性の1/3まで低下した時点（グラフ中の★印）を接合部の耐力としている。
【００３９】
次に、回帰式の定め方を説明する。
外ダイアフラム接合部の耐力の回帰式P回帰を未知数α、β、γ、δ、ε、ζを用いて下式のように置く。
【００４０】
【数３】
2019163632.tif 000006
【００４１】
両辺に自然対数logをとると、以下のようになる。
【００４２】
【数４】
2019163632.tif 000007
【００４３】
表1記載のNo.iの試験体の耐力をPiとすると、下式で示されるP回帰とlogPiの二乗和が最小になるとき、
【数５】
2019163632.tif 000008
未知数α、β、γ、δ、ε、ζについて、以下の６つの式が成り立つ。
【数６】
2019163632.tif 000009
【００４４】
上記の式を連立させて解くことで、未知数α、β、γ、δ、ε、ζ以下のように定めることができる。
α=4.72、β=-0.24、γ=1.22、δ=-1.21、ε=0.74、ζ=0.24
すなわち，外ダイアフラム接合部の耐力式P回帰は以下の式となる。
【００４５】
【数７】
2019163632.tif 000010
【００４６】
設計では上式で表わされる外ダイアフラム接合部の耐力を梁フランジ耐力Bftfσf以上にするため、下式の関係となる。
【００４７】
【数８】
2019163632.tif 000011
これを展開して、外ダイアフラムの板厚tdについて整理すると下式となる。
【００４８】
【数９】
2019163632.tif 000012
【００４９】
回帰式耐力とＦＥＭで求めた耐力（以下、ＦＥＭ耐力という）との関係を図７に示す。図７は縦軸が回帰式耐力であり、横軸がFEM解析耐力を示しており、表１に示したそれぞれの形状について、回帰式耐力とFEM解析耐力（表１の最右列参照）をプロットしたものである。
図７に示されるように、回帰式の決定係数Ｒ２は0.97であり、回帰式耐力とＦＥＭ耐力との相関が得られている。
【実施例】
【００５０】
本発明に関わる柱梁接合部構造の効果を実証するためにFEM解析を実施したので、以下これについて説明する。
発明例の解析モデル２５は、平面図である図８、斜視図である図９に示すように、角形鋼管柱２７に外ダイアフラム２９を介してＨ形鋼梁３１が接合する立体骨組モデルである。ここで、各部材の寸法は実際の建物を想定して、柱：□−1500×50（780N/mm2級鋼）、梁：H−1200×400×19×28（550N/mm2級鋼）、外ダイアフラム：出寸法330、板厚60（550N/mm2級鋼）とし、柱はコンクリート充填とした。解析では、図９に示すように、柱柱頭に荷重を与えることで地震時水平力を模擬した。
【００５１】
外ダイアフラム２９は、角部で４５度方向溶接を模擬した接合形式とした。溶接深さは6mmであり、溶接部以外は摩擦係数0のメタルタッチとした。
これに対する比較例の解析モデル３３は、平面図である図１０、斜視図である図１１に示すように、内ダイアフラム３５が内蔵された角形鋼管柱３７にＨ形鋼梁３９が接合する立体骨組モデルとして解析を実施した。表２に解析ケース一覧を示す。
【００５２】
【表２】
2019163632.tif 000013
【００５３】
図１２は、発明例と比較例の両者における荷重−変形角関係を比較して示したグラフであり、縦軸が荷重(kN)、横軸が変形角(rad)を示している。
図１２より、発明例の骨組剛性と耐力はそれぞれ比較例を上回っており、本発明が有効であることが実証された。
【符号の説明】
【００５４】
１  角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造
３  角形鋼管柱
５  スキンプレート
５ａ、ｂ、ｃ、ｄ  各スキンプレート
７  Ｈ形鋼梁
９  外ダイアフラム
１１  Ｌ字形鋼片
１３  接合面
１５  端面
１７  解析モデル
１９  柱
２１  外ダイアフラム
２３  梁フランジ
Ａ、Ｂ  延長面
＜実施例＞
２５  解析モデル(発明例)
２７  角形鋼管柱
２９  外ダイアフラム
３１  Ｈ形鋼梁
３３  解析モデル（比較例）
３５  内ダイアフラム
３７  角形鋼管柱
３９  Ｈ形鋼梁
＜従来例＞
４１  角形鋼管柱
４３  Ｈ形鋼梁
４５  内ダイアフラム
４７  通しダイアフラム
４９  外ダイアフラム
【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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