(57)【要約】【課題】鋼管柱の板厚を薄くしつつも、梁との接合部分における鋼管柱の剛性を向上させた鋼管柱と梁との接合構造を提供する。【解決手段】鋼管柱１０と梁２０との接合構造であって、鋼管柱１０は、熱間成形により形成され、その外側面に複数の梁２０が接合されるとともに、その中空内部１２に鋼管柱１０を補強する補強部材３０が設けられ、補強部材３０は、熱間成形により形成される四角形鋼管３１であり、四角形鋼管３１は、その長手方向の長さが梁２０におけるウェブ２２の高さ方向の長さ以上となるよう形成されるとともに、その径方向に複数の角部分３２を有し、角部分３２は、鋼管柱１０と梁２０のウェブ２２との接合部分に対向するように鋼管柱１０と梁２０のウェブ２２との接合部分に沿って鋼管柱１０の内側面１０ｂに固着されるように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管柱と梁との接合構造であって、
前記鋼管柱は、熱間成形により形成され、その外側面に複数の前記梁が接合されるとともに、その中空内部に前記鋼管柱を補強する補強部材が設けられ、
前記補強部材は、熱間成形により形成される鋼管であり、
前記鋼管は、その長手方向の長さが前記梁の高さ方向の長さ以上となるよう形成されるとともに、その径方向に複数の端部を有し、
前記端部は、前記鋼管柱と前記梁のウェブとの接合部分に対向するように前記鋼管柱と前記梁のウェブとの接合部分に沿って前記鋼管柱の内側面に固着されること
を特徴とする鋼管柱と梁との接合構造。
【請求項２】
前記補強部材は、熱間成形により形成される四角形状の鋼管であり、
前記四角形状の鋼管の径方向に形成される角部分は、前記鋼管柱と前記梁のウェブとの接合部分に対向するように前記鋼管柱と前記梁のウェブとの接合部分に沿って前記鋼管柱の内側面に固着されること
を特徴とする請求項１に記載の鋼管柱と梁との接合構造。
【請求項３】
前記鋼管柱の厚さ方向に貫通するスリットが、前記鋼管柱における前記梁のウェブとの接合部分に沿って形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼管柱と梁との接合構造。
【請求項４】
前記鋼管柱は、円形状の鋼管により形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鋼管柱と梁との接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間成形された鋼管からなる柱部材と、Ｈ形鋼からなる梁部材との接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の鋼管柱と梁との接合構造としては、図８に示すように、角形鋼管柱１１０の外側に、Ｈ形鋼からなる梁１２０を接合した構造が挙げられる。当該接合構造における角形鋼管柱１１０には、梁１２０のフランジ１２１が臨む位置に板状のダイアフラム１１１が設けられる。そして、これら上下のダイアフラム１１１には、梁１２０のフランジ１２１の端部が接合される。また、梁１２０のウェブ１２２の端部は、角形鋼管柱１１０の外側面に接合される。
【０００３】
このような鋼管柱と梁との接合構造においては、梁１２０のフランジ１２１の上部に荷重Ｆが加わることで、梁１２０が上下方向に撓む。そして、この梁１２０の撓みにより、梁１２０のウェブ１２２（の下部）が角形鋼管柱１１０の内方に押し込まれようとする。そのため、角形鋼管柱１１０における梁１２０との接合部分が、この梁１２０のウェブ１２２（の下部）による押し込みによって変形する場合がある。
【０００４】
そこで、このような鋼管柱の変形を防止するために、梁との接合部分の板厚を厚くした鋼管柱と梁との接合構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
特許文献１の鋼管柱と梁との接合構造は、厚肉継目無鋼管を熱間圧延成形してなる仕口部角鋼管柱と、この仕口部角鋼管柱に取り付けた梁とから構成されるものである。特許文献１の当該接合構造においては、梁が撓んだ際に梁のウェブが押し込まれる部分、すなわち、鋼管柱と梁との接合部分の鋼管柱の板厚を厚くすることで、鋼管柱の剛性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３０２８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の当該接合構造のように、梁との接合部分を板厚の厚い鋼管柱により構成すると、板厚の厚い鋼管柱を成形するための熱間成形設備を別途設ける必要があり、設備自体が複雑になるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、鋼管柱の板厚を薄くしつつも、梁との接合部分における鋼管柱の剛性を向上させた鋼管柱と梁と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】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上であり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の鋼管柱と梁との接合構造は、鋼管柱と梁との接合構造であって、前記鋼管柱は、熱間成形により形成され、その外側面に複数の前記梁が接合されるとともに、その中空内部に前記鋼管柱を補強する補強部材が設けられ、前記補強部材は、熱間成形により形成される鋼管であり、前記鋼管は、その長手方向の長さが前記梁の高さ方向の長さ以上となるよう形成されるとともに、その径方向に複数の端部を有し、前記端部は、前記鋼管柱と前記梁のウェブとの接合部分に対向するように前記鋼管柱と前記梁のウェブとの接合部分に沿って前記鋼管柱の内側面に固着されるものである。
【００１１】
上記構成では、補強部材の鋼管における長手方向の長さを、梁の高さ方向の長さ以上とすることで、補強部材が鋼管柱と梁との接合部分を支持する。また、補強部材の径方向に形成される端部が、鋼管柱と梁のウェブとの接合部分に対向するように鋼管柱と梁のウェブとの接合部分に沿って鋼管柱の内側面に固着されることで、前記端部において鋼管柱と梁のウェブとの接合部分を支持する。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋼管柱と梁との接合構造において、前記補強部材は、熱間成形により形成される四角形状の鋼管であり、前記四角形状の鋼管の径方向に形成される角部分は、前記鋼管柱と前記梁のウェブとの接合部分に対向するように前記鋼管柱と前記梁のウェブとの接合部分に沿って前記鋼管柱の内側面に固着されるものである。
【００１３】
上記構成では、補強部材の径方向に形成される角部分が、鋼管柱と梁のウェブとの接合部分に対向するように鋼管柱と梁のウェブとの接合部分に沿って鋼管柱の内側面に固着されることで、前記角部分において鋼管柱と梁のウェブとの接合部分を支持する。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の鋼管柱と梁との接合構造において、前記鋼管柱の厚さ方向に貫通するスリットが、前記鋼管柱における前記梁のウェブとの接合部分に沿って形成されるものである。
【００１５】
上記構成では、補強部材を鋼管柱の内側面に固着する際に、補強部材の端部（角部分）が前記スリットに当接する。
【００１６】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鋼管柱と梁との接合構造において、前記鋼管柱は、円形状の鋼管により形成されるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の鋼管柱と梁との接合構造によれば、補強部材の端部において、鋼管柱と梁との接合部分を確実に支持することができるため、鋼管柱の板厚を薄くしつつも、梁との接合部分における鋼管柱の剛性を充分に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施例に係る鋼管柱と梁との接合構造を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第二実施例に係る鋼管柱と梁との接合構造を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第二実施例に係る鋼管柱と梁との接合構造の変形例を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の第三実施例に係る鋼管柱と梁との接合構造を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明の第三実施例に係る鋼管柱と梁との接合構造の変形例を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】従来の鋼管柱と梁との接合構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
まず、本発明の基本構造（第１実施例）について、図１から図３を用いて説明する。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施例に係る鋼管柱と梁との接合構造は、四角形鋼管の中空内部１２に補強部材３０が設けられる鋼管柱１０と、鋼管柱１０の四方に向く外側面１０ａにその一端部が固定され、水平方向に延びて設けられる梁２０と、から構成される。
【００２１】
梁２０は、Ｈ形鋼からなり、対向する２枚の平板状のフランジ２１と、対向するフランジ２１の間に形成されるウェブ２２と、から構成される。梁２０は、フランジ２１が上下方向に対向した位置となり、且つウェブ２２の一端面が鋼管柱１０における一方の外側面１０ａの中央部分に沿って当接するように、鋼管柱１０に固着される。
【００２２】
鋼管柱１０は、熱間成形により断面視四角形状に成形される中空状の四角形鋼管により構成される。鋼管柱１０の四方の側面のそれぞれには、厚さ方向に貫通するスリット１３が長手方向に形成されている。スリット１３の開口形状は、鋼管柱１０と梁２０のウェブ２２との接合部分に沿った位置に、梁２０の高さ方向の長さＨ以上で形成される（図３参照）。また、スリット１３は、補強部材３０の角部分３２の先端が挿入可能な程度の大きさに開口している。このように、鋼管柱１０の側面にスリット１３を形成することで、鋼管柱１０の中空内部１２に補強部材３０が挿入されているか否かを鋼管柱１０の外側から容易に確認することができるとともに、補強部材３０の鋼管柱１０への溶接を鋼管柱１０の外側から容易に行うことができる。
【００２３】
また、鋼管柱１０の中空内部１２には、鋼管柱１０の剛性を高める（鋼管柱１０を補強する）ための補強部材３０が固着されている。図１及び図２に示すように、補強部材３０は、熱間成形により平面断面視四角形状に成形される中空状の四角形鋼管３１により構成される。図３に示すように、補強部材３０は、その長手方向の長さが梁２０の高さ方向の長さＨ以上となるように形成される。また、補強部材３０は、鋼管柱１０と略同一の板厚で形成される。
【００２４】
さらに、図２に示すように、補強部材３０は、その径方向の四方のそれぞれに角部分３２（「複数の端部」の一例）が形成される。そして、補強部材３０は、その４つの角部分３２のそれぞれが、鋼管柱１０と梁２０のウェブ２２との接合部分に沿って、鋼管柱１０の内側面１０ｂと当接するように、鋼管柱１０に固着される。具体的には、４つの角部分３２のそれぞれが鋼管柱１０の内側面１０ｂの中央部分で当接するように鋼管柱１０に固着される。また、補強部材３０は、その角部分３２の先端部が鋼管柱１０のスリット１３に挿入されるように鋼管柱１０に固着される。なお、本発明は、角部分３２の先端部がスリット１３に挿入された場合に限定されるものではなく、角部分３２が鋼管柱１０と梁２０のウェブ２２との接合部分に沿って鋼管柱１０の内側面１０ｂと当接した状態であれば、角部分３２がスリット１３に挿入された状態でなくても構わない。
【００２５】
このように、補強部材３０が鋼管柱１０に固着されることにより、鋼管柱１０の側面（内側面１０ｂ）、すなわち、鋼管柱１０と梁２０（フランジ２１及びウェブ２２）との接合部分を、その側面（内側面１０ｂ）に当接する補強部材３０の角部分３２と、その角部分３２に隣接する２つの角部分３２の３カ所の角部分３２によって、確実に支持することができる。このため、梁２０が撓むことにより梁２０のウェブ２２が鋼管柱１０の内方側に押し込まれる場合であっても、鋼管柱１０を内側面１０ｂ側から確実に支持することができ、鋼管柱１０の変形を防止することができる。
【００２６】
また、補強部材３０により鋼管柱１０を補強することから、四角形鋼管の板厚を厚くする必要がなく、補強部材３０と略同一の板厚で四角形鋼管を成形することができる。そのため、板厚の厚い四角形鋼管を成形するための熱間成形設備を別途設ける必要がない。さらに、鋼管柱１０に対する当接面積の少ない補強部材３０の角部分３２を鋼管柱１０に固着することから、溶接を行う範囲を少なくすることができる。
なお、本発明の実施例１においては、鋼管柱１０と梁２０のフランジ２１との接合部分にダイアフラムを設けても構わない。
【００２７】
次に、本発明の別実施例（第２実施例及び第３実施例）について図４から図７を用いて説明する。なお、第１実施例と同一の構成についてはその符号を同一とし、その説明を省略する。
【００２８】
図４に示すように、本発明の第２実施例に係る鋼管柱と梁との接合構造は、第１実施例の鋼管柱１０の構成が平面断面視四角形状の四角形鋼管から平面断面視円形状の円形鋼管に代わったものである。
【００２９】
鋼管柱５０は、熱間成形により平面断面視円形状に成形される中空状の円形鋼管により構成される。鋼管柱５０の側面には、厚さ方向に貫通するスリット５３が長手方向に、所定の間隔で４か所形成されている。具体的には、スリット５３は、鋼管柱５０と梁２０のウェブ２２との接合部分に形成される。また、鋼管柱５０の中空内部５２には、本発明の第１実施例と同一の補強部材３０が固着される。そして、補強部材３０が鋼管柱５０に固着されることにより、鋼管柱５０と梁２０との接合部分を、鋼管柱５０の側面（内側面５１ｂ）に当接する補強部材３０の角部分３２と、その角部分３２に隣接する２つの角部分３２の３カ所の角部分３２によって、確実に支持する。
【００３０】
また、図５に示すように、本発明の第２実施例においては、鋼管柱５０と梁２０との接合部分にダイアフラム５４を設けた構造（変形例）とすることも可能である。
【００３１】
ダイアフラム５４は、鋼管柱５０の剛性を高める（鋼管柱５０を補強する）ために鋼管柱５０に設けられる円形の板状部材である。ダイアフラム５４は、鋼管柱５０の外径（開口面積）より若干大きい面積で構成されている。ダイアフラム５４の厚さは、梁２０のフランジ２１の厚さ以上で形成されている。そして、ダイアフラム５４は、その外周面が梁２０のフランジ２１の一端部に接合される。また、ダイアフラム５４の平面部分には、補強部材３０が挿通可能な開口部が形成されている。
【００３２】
なお、本発明においては、ダイアフラム５４を四角形鋼管に通した形式（通しダイアフラム形式）としているが、この形式に限定されるものではなく、ダイアフラム５４を四角形鋼管の中空内部５２に設けた形式（内ダイアフラム形式）、或いはダイアフラム５４を鋼管柱５０の外側に設けた形式（外ダイアフラム形式）であっても構わない。
【００３３】
図６に示すように、本発明の第３実施例に係る鋼管柱と梁との接合構造は、第１実施例の鋼管柱１０の構成が平面断面視四角形状の四角形鋼管から平面断面視三角形状の三角形鋼管に代わり、第１実施例の補強部材３０の構成が平面断面視四角形状の四角形鋼管３１から平面断面視三角形状の三角形鋼管７１に代わったものである。
【００３４】
鋼管柱６０は、熱間成形により平面断面視三角形状に成形される中空状の三角形鋼管により構成される。鋼管柱６０の三方の側面のそれぞれには、厚さ方向に貫通するスリット６３が長手方向に形成されている。具体的には、スリット６３は、鋼管柱６０と梁２０のウェブ２２との接合部分に形成される。
【００３５】
また、鋼管柱６０の中空内部６２には、熱間成形により平面断面視三角形状に成形される中空状の三角形鋼管７１により構成される補強部材７０が固着される。補強部材７０は、その径方向の三方のそれぞれに角部分７２（「複数の端部」の一例）が形成される。そして、補強部材７０は、その３つの角部分７２のそれぞれが、鋼管柱６０と梁２０のウェブ２２との接合部分に沿って、鋼管柱６０の内側面６１ｂと当接するように、鋼管柱６０に固着される。具体的には、３つの角部分７２のそれぞれが鋼管柱６０の内側面６１ｂの中央部分で当接し、その角部分７２の先端部が鋼管柱６０のスリット６３に挿入されるように鋼管柱６０に固着される。このように補強部材７０が鋼管柱６０に固着されることにより、鋼管柱６０の側面を、補強部材７０の全て（３カ所）の角部分７２によって、確実に支持することができる。
【００３６】
さらに、図７に示すように、本発明の第３実施例においては、鋼管柱６０と梁２０との接合部分にダイアフラム６４を設けた構造（変形例）とすることも可能である。ダイアフラム６４は、鋼管柱６０の剛性を高める（鋼管柱６０を補強する）ために鋼管柱６０に設けられる三角形の板状部材である。ダイアフラム６４は、鋼管柱６０の外径（開口面積）より若干大きい面積で構成されている。また、ダイアフラム６４の平面部分には、補強部材７０が挿通可能な開口部が形成されている。
【符号の説明】
【００３７】
１０、５０、６０      鋼管柱
１０ｂ                内側面
１３                  スリット
２０                  梁
２２                  ウェブ
３０、７０            補強部材
３１                  四角形鋼管（鋼管）
３２、７２            角部分（端部）
７１                  三角形鋼管（鋼管）
【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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