(57)【要約】【課題】将来増築する予定がある場合や柱間に車輌の出入り口や大きな窓が設けられる場合に所定の開口が確保できるとともに、より安価な材料によって工事費用の軽減を図ることができるラーメン構造物の補剛構造を提供する。【解決手段】Ｈ型鋼等からなる複数の鉄骨柱３と、隣り合う鉄骨柱３の間に架設される梁４と、梁４の下方かつ隣り合う鉄骨柱３の間に架設された横架材５とから構成されているラーメン構造物２の補剛構造において、鉄骨柱３と梁４と横架材５との間には、ブレース材１６が斜めに設けられる。または、ラーメン構造物を補剛ラーメン架構で補剛するラーメン構造物の補剛構造であって、補剛ラーメン架構は、鉄骨柱に直交する向きで付設されたＨ型鋼等からなる補剛柱と、隣り合う二本の鉄骨柱にそれぞれ付設されている二本の補剛柱の間に架設された補剛梁とから構成され、鉄骨柱と梁と補剛梁との間にはブレース材が斜めに設けられる。【選択図】      図１
2004156339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ型鋼またはＩ型鋼からなる複数の鉄骨柱と、隣り合う前記鉄骨柱の間に架設される梁と、該梁の下方かつ隣り合う前記鉄骨柱の間に架設された横架材とから構成されているラーメン構造物の補剛構造において、
前記鉄骨柱と前記梁と前記横架材との間には、ブレース材が設けられていることを特徴とするラーメン構造物の補剛構造。
【請求項２】
請求項１記載のラーメン構造物の補剛構造において、
前記鉄骨柱の柱脚には、根巻き鉄筋コンクリートが設けられていることを特徴とするラーメン構造物の補剛構造。
【請求項３】
Ｈ型鋼またはＩ型鋼からなる複数の鉄骨柱と、隣り合う前記鉄骨柱の間に架設される梁とから構成されているラーメン構造物を補剛ラーメン架構で補剛するラーメン構造物の補剛構造であって、
前記補剛ラーメン架構は、前記鉄骨柱に直交する向きで付設されているＨ型鋼またはＩ型鋼からなる補剛柱と、隣り合う二本の前記鉄骨柱にそれぞれ付設されている二本の前記補剛柱の間に架設されている補剛梁とから構成され、前記鉄骨柱と前記梁と前記補剛梁との間にはブレース材が設けられていることを特徴とするラーメン構造物の補剛構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｈ型鋼またはＩ型鋼からなる複数の鉄骨柱を有するラーメン構造物の補剛構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、構造物の柱にＨ型鋼を使用する場合、Ｈ型鋼のウェブ面に直交する方向のＨ型鋼の断面性能はウェブ面に平行する方向に比べて劣弱なため、断面性能の劣る弱軸方向の柱間にブレース材を設けて剛性を高める方法が用いられている。しかし、将来増築する予定がある場合、或いは断面性能の劣る弱軸方向の柱間に出入り口や窓が設けられる場合などは、その柱間にブレース材を設けると不具合が生じる。このため、かかる場合において、従来、ブレース材を不要にするために、断面性能の劣る弱軸方向がなく四方に対して同じ断面性能を備えている円形鋼管や角形鋼管を柱に使用する構造が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。また、断面性能の劣るＨ型鋼の弱軸方向を補剛するため、ＣＴ形鋼からなる柱にＨ型鋼を接合する構造が用いられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−２３３０３９号公報  （第１−２頁、第６図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の構造によると、Ｈ型鋼に比べて所定の強度を有する角形鋼管は高価であるため、工事費用が増大するという問題が存在する。また、ＣＴ形鋼からなる柱にＨ型鋼のウェブを接合する場合、一体となって挙動させるために連続隅肉溶接により接合する必要があるため、この柱の鉄骨の製作には多額の加工費用がかかるという問題が存在する。
【０００５】
本発明は上記した従来の問題が考慮されているものであり、将来増築する予定がある場合、或いは断面性能の劣る弱軸方向の柱間に車輌の出入り口や大きな窓が設けられる場合に所定の開口が確保できるとともに、より安価な材料によって工事費用の軽減を図ることができるラーメン構造物の補剛構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、Ｈ型鋼またはＩ型鋼からなる複数の鉄骨柱と、隣り合う前記鉄骨柱の間に架設される梁と、該梁の下方かつ隣り合う前記鉄骨柱の間に架設された横架材とから構成されているラーメン構造物の補剛構造において、前記鉄骨柱と前記梁と前記横架材との間には、ブレース材が設けられていることを特徴としている。
【０００７】
このような特徴により、鉄骨柱の断面性能の劣る弱軸方向の補剛が行われるとともに、柱間に設けられる開口部にはブレース材が設けられていない。また、鉄骨柱には角形鋼管に比べて安価なＨ型鋼が使用される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のラーメン構造物の補剛構造において、前記鉄骨柱の柱脚には、根巻き鉄筋コンクリートが設けられていることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴により、鉄骨柱の可撓長さを短くすることで、鉄骨柱に生じる曲げ応力は減少する。
【００１０】
請求項３記載の発明は、Ｈ型鋼またはＩ型鋼からなる複数の鉄骨柱と、隣り合う前記鉄骨柱の間に架設される梁とから構成されているラーメン構造物を補剛ラーメン架構で補剛するラーメン構造物の補剛構造であって、前記補剛ラーメン架構は、前記鉄骨柱に直交する向きで付設されているＨ型鋼またはＩ型鋼からなる補剛柱と、隣り合う二本の前記鉄骨柱にそれぞれ付設されている二本の前記補剛柱の間に架設されている補剛梁とから構成され、前記鉄骨柱と前記梁と前記補剛梁との間にはブレース材が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このような特徴により、補剛柱と補剛梁とで強固な補剛ラーメン架構を形成しているので、ラーメン構造物は補剛ラーメン架構により補剛されてラーメン構造物の剛性が向上するとともに、補剛梁の下方には開口部が形成される。また、補剛柱は、断続溶接により鉄骨柱のフランジに接合される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るラーメン構造物の補剛構造の第１、第２の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１に示すように、鉄筋コンクリートからなる基礎構造体１上には、鉄骨ラーメン構造からなるラーメン構造物２が構築されている。ラーメン構造物２は、Ｈ型鋼からなる複数の鉄骨柱３と、隣り合う二本の鉄骨柱３の間に水平に架設されたＨ型鋼からなる梁４と、梁４の下方かつ隣り合う鉄骨柱３の間に架設されたＨ型鋼からなる横架材５とから構成されている。
【００１５】
鉄骨柱３は、基礎構造体１上に鉛直に建柱されており、鉄骨柱３の柱脚部には長方体の根巻き鉄筋コンクリート６が被覆されている。鉄骨柱３の柱脚端面には矩形のベースプレート７ａが水平に設けられており、基礎構造体１の上面とベースプレート７ａとの間には無収縮モルタル８ａが介装されている。ベースプレート７ａには所定の位置に複数の孔があけられており、この孔にはアンカーボルト９ａが鉛直に挿通されている。アンカーボルト９ａの下部はフック形状に加工されて基礎構造体１内に定着されており、アンカーボルト９ａのベースプレート７ａの上方に突出している上部には図示せぬナットが取り付けられている。
【００１６】
梁４は、該梁４の軸方向が鉄骨柱３を構成するＨ型鋼の断面性能の劣る弱軸方向と平行になるように鉄骨柱３の上部に架設されており、梁４の両端は、鉄骨柱３の上部に付設されたガセットプレート１０を介して複数の高力ボルト１１（図では３本）によってそれぞれ剛に接合されている。
【００１７】
横架材５の両端は、鉄骨柱３に付設されたガセットプレート１２を介して高力ボルト１１によってそれぞれ固定されている。横架材５は、例えばラーメン構造物２の内部に形成される居室１３と居室１３の上方に設けられるダクト、給排水配管等のための配管スペース１４との間に介装される天井の天井レベル１５に設けられている。
【００１８】
梁４と横架材５との間には、二本の山形鋼からなるブレース材１６が鉄骨柱３に付設されたガセットプレート１２から梁４の中央部に向かってそれぞれ斜めに設けられている。ブレース材１６の下端は、鉄骨柱３に付設されたガセットプレート１２を介して鉄骨柱３に高力ボルト１１によって固定され、ブレース材１６の上端は、梁４の中央下部に付設されたガセットプレート１７を介して梁４に高力ボルト１１によって固定されている。
【００１９】
隣り合う二本の鉄骨柱３の中間であって横架材５の下方には、基礎構造体１上に建柱されたＨ型鋼からなる仕上材取付用或いは胴縁固定用の間柱１８が配設されている。この間柱１８の柱脚端面には矩形のベースプレート７ｂが水平に設けられており、基礎構造体１とベースプレート７ｂとの間には無収縮モルタル８ｂが介装されている。ベースプレート７ｂには所定の位置に複数の孔があけられており、この孔にはアンカーボルト９ｂが鉛直に挿通されている。アンカーボルト９ｂの下部はフック形状に加工されて基礎構造体１内に定着されており、アンカーボルト９ｂの上部はダブルナットで固定されている。この間柱１８の上部は横架材５の中央部に付設されたガセットプレート１９を介して横架材５に固定されている。鉄骨柱３と横架材５と間柱１８と基礎構造体１との面内には、矩形の開口部２０が形成されている。
【００２０】
また、隣り合う二本の鉄骨柱３の中間であって横架材５の上方には、ＣＴ型鋼からなる間柱２１が鉛直に配設されており、この間柱２１の上部は梁４の中央側面に付設されたガセットプレート２２を介して梁４に固定されており、この間柱２１の下部は横架材５の中央部に付設されたガセットプレート１９を介して横架材５に固定されている。
【００２１】
なお、図１において符号２３は梁４に直交する方向に設けられる大梁、符号２４は鉄骨柱３とブレース材１６との接合部における座屈防止のためのスチフナ−、をそれぞれ示すものである。
【００２２】
次に上記したラーメン構造物２の補剛構造の施工方法について説明する。
【００２３】
まず、基礎構造体１のコンクリート打設前に、予め鉄骨柱３のアンカーボルト９ａおよび間柱１８のアンカーボルト９ｂと根巻き鉄筋コンクリート６の鉄筋を所定の位置に上端が基礎構造体１の上方に突出するように配置する。次に、基礎構造体１のコンクリート打設を行い、鉄骨柱３のアンカーボルト９ａおよび間柱１８のアンカーボルト９ｂを基礎構造体１内に定着させる。
【００２４】
次に、基礎構造体１上の所定の位置に柱脚端面にベースプレート７ａが付設された鉄骨柱３を建柱する。このとき、基礎構造体１の上方に突出したアンカーボルト９ａの上部をベースプレート７ａにあけられた孔に挿通し、アンカーボルト９ａの上端部を図示せぬナットで固定する。次に、隣り合う二本の鉄骨柱３の間に梁４を配置し、梁４の両端と鉄骨柱３の上部に付設されたガセットプレート１０とを複数の高力ボルト１１によってそれぞれ接合する。
【００２５】
次に、隣り合う二本の鉄骨柱３にそれぞれ付設されたガセットプレート１２と梁４の中央下部に付設されたガセットプレート１７との間にブレース材１６をそれぞれ配置し、鉄骨柱３に付設されたガセットプレート１２とブレース材１６の下端、および梁４の中央下部に付設されたガセットプレート１７とブレース材１６の上端とを高力ボルト１１によってそれぞれ固定する。ブレース材１３は、二本の山形鋼の側面を対向させて、対向する側面の間に所定の間隔で薄板を介在させ、薄板と二本の山形鋼とを高力ボルト１１によって一体に固定させてなるものである。
【００２６】
また、隣り合う二本の鉄骨柱３に付設されたそれぞれのガセットプレート１２の間に横架材５を配置し、横架材５の両端とガセットプレート１２とを高力ボルト１１によってそれぞれ固定する。
【００２７】
次に、基礎構造体１上の所定の位置に柱脚端面にベースプレート７ｂが付設された間柱１８を建柱する。このとき、基礎構造体１の上方に突出したアンカーボルト９ｂの上部をベースプレート７ｂにあけられた孔に挿通し、アンカーボルト９ｂの上部を図示せぬナットで固定する。間柱１８の上端は、横架材５の中央部に付設されたガセットプレート１９に固定されている。また、横架材５の中央部に付設されたガセットプレート１９と梁４の中央側面に付設されたガセットプレート２２の間に間柱２１を配置する。この間柱２１の下端部を横架材５の中央部に付設されたガセットプレート１９に固定し、上端部を梁４の中央側面に付設されたガセットプレート２２に固定する。
【００２８】
一方、鉄骨柱３のベースプレート７ａと基礎構造体１の天端面との間に無収縮モルタル８ａを注入する。次に、鉄骨柱３の柱脚部の周りを図示せぬ型枠で囲み、この型枠の中にコンクリートを打設し、コンクリートの固化後に型枠を脱型して根巻き鉄筋コンクリート６を成形する。また、間柱１８のベースプレート７ｂと基礎構造体１の天端面との間に無収縮モルタル８ｂを注入する。
【００２９】
以上のような構成により、断面性能の劣る弱軸方向の鉄骨柱３は、ブレース材１６によって剛性が高められる。また、根巻き鉄筋コンクリート６により鉄骨柱３の可撓長さは短くなるため、鉄骨柱３に生じる曲げ応力は減少する。これによって、ラーメン構造物２に所定の強度を持たせることができるとともに、このラーメン構造物２には、ブレース材１６がなく増改築や車輌の出入り口等に対応する開口部２０を設けることができる。
【００３０】
〈第２の実施の形態〉
本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、上記した第１の実施の形態の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことでその説明を省略する。
【００３１】
図２に示すように、鉄筋コンクリートからなる基礎構造体１上には、鉄骨ラーメン構造からなるラーメン構造物２５が構築されている。ラーメン構造物２５は、Ｈ型鋼からなる複数の鉄骨柱２６と、隣り合う二本の鉄骨柱２６の間に水平に架設されたＨ型鋼からなる梁２７とから構成されている。
【００３２】
図２、図３に示すように、鉄骨柱２６の柱脚部から上方のフランジには、Ｈ型鋼からなる所定の長さの補剛柱２８が接合されている。補剛柱２８は、鉄骨柱２６の一方のフランジの外面と補剛柱２８のウェブ面とが対向するように断続隅肉溶接により接合されており、鉄骨柱２６のフランジの両側面には、断続隅肉溶接により溶接部２９が形成されている。
【００３３】
図２に示すように、補剛柱２８の上端部のフランジには、Ｈ型鋼からなる鉄骨ブラケット３０が付設されている。隣り合う二本の補剛柱２８の間には、鉄骨ブラケット３０を介して鉄骨ブラケット３０のＨ型鋼と同断面形状のＨ型鋼からなる補剛梁３１が介装されている。補剛梁３１の両端は、スプライスプレート３２を介して複数の高力ボルト１１で剛に固定されている。また、補剛梁３１の中央部の梁天端には、矩形のガセットプレート３３が補剛梁３１の軸方向に付設されている。
【００３４】
梁２７と補剛梁３１との間には、中空円筒形のブレース材３４が補剛梁３１の中央部から梁２７の両端と隣り合う二本の鉄骨柱２６との仕口部に向かってそれぞれ斜めに配設されている。ブレース材３４の両端には、矩形の羽子板３５が付設されている。ブレース材３４の下端部に付設された矩形の羽子板３５は、補剛梁３１の中央部に付設されているガセットプレート３３に高力ボルト１１によって固定されている。ブレース材３４の上端部に付設された矩形の羽子板３５は、梁２７の両端と隣り合う二本の鉄骨柱２６との仕口部にそれぞれ付設されたガセットプレート３６に高力ボルト１１によって固定されている。
【００３５】
ラーメン構造物２５には、上記した補剛柱２８と上記した補剛梁３１とにより補剛ラーメン架構３７が形成されており、この補剛ラーメン架構３７の内側には、開口部３８が形成されている。
【００３６】
上記した構成により、梁２７の下方に形成されている補剛ラーメン架構３７がラーメン構造物２５の剛性を向上させるとともに、補剛梁３１の下方には開口部３８が形成されているため、将来増築する際に撤去する予定の壁や大きな開口を要する車輌の出入り口等を設けることができる。また、補剛柱２８は、断続溶接により鉄骨柱２６のフランジに接合されるため、完全隅肉溶接しなければならないＣＴ柱にＨ型鋼を溶接する場合に比べて簡単に施工することができる。
【００３７】
以上、本発明に係るラーメン構造物の補剛構造の第１、第２の実施の形態について説明したが、本発明は第１、第２の実施の形態に限定されるものではなくその趣旨を逸脱しない限り適宜変更可能である。例えば、第１、第２の実施の形態では、Ｈ型鋼からなる鉄骨柱３、２６や補剛柱２８を使用しているが、鉄骨柱３、２６や補剛柱２８にＩ型鋼を使用してもよい。
【００３８】
また、第１の実施の形態ではブレース材１６は横架材５の両端から梁４の中央に斜めにそれぞれ設けられており、第２の実施の形態ではブレース材３４は梁２７の両端から補剛梁３１の中央に斜めにそれぞれ設けられているが、ブレース材１６、３４は設置範囲及び形状は変更可能である。例えば、一本のブレース材１６、３４を横架材５又は補剛梁３１の一方の端部から梁４の他方の端部に斜めに設けてもよい。或いは、一本のブレース材１６、３４を横架材５又は補剛梁３１の一方の端部から梁４の他方の端部に斜めに設け、もう一本のブレース材１６、３４を横架材５又は補剛梁３１の他方の端部から梁４の一方の端部に斜めに設けてもよい。或いは、第２の実施の形態でのブレース材１６を横架材５の中央から梁４の両端に斜めにそれぞれ設けてもよく、第２の実施の形態でのブレース材３４を梁２７の中央から補剛梁３１の両端に斜めにそれぞれ設けてもよい。
【００３９】
また、第２の実施の形態では、鉄骨柱２６のフランジの外面に補剛柱２８のウェブ面を接合しているが、鉄骨柱２６の開口部３８側のウェブ面に補剛柱２８のフランジの外面を接合してもよい。これにより、補剛ラーメン架構３７は隣り合う二本の鉄骨柱２６の間に構築される。
【００４０】
さらに、第２の実施の形態では、補剛梁２８は補剛柱２５の上部のフランジに付設された鉄骨ブラケット２７に取り付けられているが、鉄骨ブラケット３０に代えて、補剛梁３１の両端面に付設されて補剛柱２８のフランジにボルト固定されるエンドプレートや、補剛梁３１の両端部と補剛柱２８のフランジとにそれぞれボルト固定されるスプリットＴ等を使用してもよい。また、補剛梁３１の両端面を補剛柱２８のフランジに突合せ溶接により接合してもよく、予め補剛梁３１と補剛柱２８とが一体に形成された一体型補剛ラーメン架構を使用してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、任意の大きさの開口部より上方にブレース材が設けられているため、将来増築する予定がある場合、或いは断面性能の劣る弱軸方向の柱間に車輌の出入り口や大きな窓が設けられる場合等に対応することができるとともに、安価なＨ型鋼からなる鉄骨柱を使用することで工事費用の軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する立面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明する立面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における鉄骨柱および補剛柱を説明する断面図である。
【符号の説明】
２、２５  ラーメン構造物
３、２６  鉄骨柱
４、２７  梁
５  横架材
６  根巻き鉄筋コンクリート
１６、３４  ブレース材
２８  補剛柱
３１  補剛梁
３７  補剛ラーメン架構
【図１】
2004156339.tif 000003
【図２】
2004156339.tif 000004
【図３】
2004156339.tif 000005