(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨柱の梁位置に鉄骨梁を接合して成る鉄骨造柱梁接合部において、
鉄骨梁の上フランジ及び鉄骨柱のフランジは、接合金物とそれぞれ高力ボルトで締結され、
同鉄骨梁のウェブには、同鉄骨梁の下フランジが引っ張り方向の地震力に対し前記上フランジ位置を中立軸に鉄骨柱のフランジから離間する挙動を拘束しない程度のルーズ孔をあけた接合金物が、鉄骨梁の材軸方向に滑って鉄骨柱と離間することが可能に高力ボルトで止められ、同接合金物と鉄骨柱のフランジとは高力ボルトで緊結され、鉄骨梁の下フランジと鉄骨柱とはダンパーを介して繋がれていることを特徴とする、制震機構を備えた鉄骨造柱梁接合部。
【請求項２】
鉄骨梁の下フランジの上面に粘体性ダンパー又は摩擦ダンパーの本体部分が固定され、前記ダンパーの可動部は鉄骨柱のフランジに固定されていることを特徴とする、請求項１に記載した制震機構を備えた鉄骨造柱梁接合部。
【請求項３】
ダンパーとして、極低降伏点鋼など降伏応力度の低い鋼材を略アングル形状とした接合金物が使用され、鉄骨梁の下フランジと接合金物、及び鉄骨柱のフランジと接合金物とがそれぞれ高力ボルトで緊結されていることを特徴とする、請求項１に記載した制震機構を備えた鉄骨造柱梁接合部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建築の鉄骨造柱梁接合部の技術分野に属し、特には地震等のエネルギーを吸収する制震機構を備えた鉄骨造柱梁接合部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄骨造建築物における柱梁接合部は剛接接合を基本としている。そのため、鉄骨造柱梁接合部としては、図３に示すブラケット形式、図４に示す現場溶接形式、及び図５に示すスプリットティー形式などが一般的に採用実施されている。
【０００３】
なお、特許第２７５０３６０号公報に記載された免震建築構造物は、ボルトで締結する構造材と接合金物との間に減衰材を挟持させ、それらを一体的にボルト結合した機構である。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
図３に示す「ブラケット形式」による鉄骨造柱梁接合部は、鉄骨梁の接合個所が、柱ａとブラケットｂの溶接接合部と、高力ボルト摩擦接合または溶接接合による梁・ブラケット継手部の２ヶ所となり、施工工数が多くなり、コストが割高となる欠点がある。
【０００５】
図４に示す「現場溶接形式」による鉄骨造柱梁接合部は、現場溶接の作業が天候によって多大な影響を受けること、そして、完全溶け込み溶接部を超音波探傷試験により許容欠陥範囲内にあること（溶接の品質）を確認する必要があり、工程が延びること、並びにコスト高となるほか、溶接縮みに対する梁部材ｃの寸法等の高度な管理が要求されることなどに問題がある。
【０００６】
図５に示す「スプリットティー形式」による鉄骨造柱梁接合部は、ダイアフラムｄが存在しないと、図６に示すように、柱ａのフランジに面外変形が生ずる。そのため補強プレート等による補強を行わなければ、柱梁接合部を剛接接合とする設計条件を満足できないという問題がある。
【０００７】
次に、上記特許第２７５０３６０号公報に記載された免震建築構造物の場合は、その実施例によると、接合金物は接合板と減衰材とフランジ板を貫通した複数の高力ボルトにより梁に一体化されるので、減衰材が地震時に変形して接合部に生じた応力の一部を減衰材に吸収させるためには、高力ボルトが曲げ変形することになる。また、柱のフランジ板と減衰材と接合金物の基板は、貫通した高力ボルトで接合されているが、基板から高力ボルトへ引張力が作用する場合には、柱のフランジが図６のように面外変形を生ずるという欠点、問題点がある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、鉄骨梁の上フランジの上面にはスラブがスタッドを介して締結され、下フランジが引張りとなる方向の地震力が作用する時の梁材軸方向の中立軸位置は上フランジ近傍にあることを考慮して、柱のフランジとの離間変位が最も大きくなる鉄骨梁端部の下フランジ位置にダンパーによる制震機構を設置して成る鉄骨造柱梁接合部を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る制震機構を備えた鉄骨造柱梁接合部は、
鉄骨梁の上フランジ及び鉄骨柱のフランジは、接合金物とそれぞれ高力ボルトで締結され、
同鉄骨梁のウェブには、同鉄骨梁の下フランジが引っ張り方向の地震力に対し前記上フランジ位置を中立軸に鉄骨柱のフランジから離間する挙動を拘束しない程度のルーズ孔をあけた接合金物が、鉄骨梁の材軸方向に滑って鉄骨柱と離間することが可能に高力ボルトで止められ、同接合金物と鉄骨柱のフランジとは高力ボルトで緊結され、鉄骨梁の下フランジと鉄骨柱とはダンパーを介して繋がれていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した鉄骨柱の梁位置に鉄骨梁を接合して成る鉄骨造柱梁接合部において、鉄骨梁の下フランジの上面に粘体性ダンパー又は摩擦ダンパーの本体部分が固定され、前記ダンパーの可動部は鉄骨柱のフランジに固定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載した発明は、請求項１に記載した制震機構を備えた鉄骨造柱梁接合部において、ダンパーとして、極低降伏点鋼などの降伏応力度の低い鋼材を略アングル形状とした接合金物が使用され、鉄骨梁の下フランジと接合金物、及び鉄骨柱のフランジと接合金物とがそれぞれ高力ボルトで緊結されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施形態及び実施例】
請求項１記載の発明に係る制震機構を備えた鉄骨造柱梁接合部の実施形態を図１と図２に示した。
【００１４】
Ｈ形鋼による鉄骨梁１の上フランジ５と接合金物３とは高力ボルト４で緊結され、同じくＨ形鋼による鉄骨柱２のフランジ６と前記接合金物３も高力ボルト４で緊結されている。そして、鉄骨梁１の上フランジ５の上面にはスラブ７が図示省略のスタッドを介して緊結されている。このため鉄骨梁１の下フランジ８が引張りとなる方向の地震力が作用する時の梁材軸方向の中立軸の位置Ｎは、図１中に応力図を付記したように、上フランジ５の近傍にある。図中のδｔは引張応力、δｃは圧縮応力を示す。
【００１５】
次に、鉄骨梁１は、その下フランジ８が鉄骨柱２のフランジ６から離間する挙動を拘束しない程度に長いルーズ孔９aをあけたＬ形状の接合金物９とウェブとが高力ボルト４により鉄骨梁１を材軸方向へ滑らせることが可能に止められ、同接合金物９の脚部は鉄骨柱２のフランジ６と高力ボルト４で緊結されている。
【００１６】
以上の構成を前提として、鉄骨梁１の下フランジ８と鉄骨柱２のフランジ６とがダンパーを介して繋がれている（以上、請求項１記載の発明）。
【００１７】
図１の実施形態は、、鉄骨梁１の下フランジ８の上面に粘体性ダンパー又は摩擦ダンパーの如きダンパー１１の本体部分が固定され、同ダンパー１１の可動部１１ａの先端部が、鉄骨柱２のフランジ６を貫通してその内側面に固定されている(請求項２の記載の発明)。
【００１８】
従って、鉄骨梁１の下フランジ８が引張りにより鉄骨柱２のフランジ６から離れる挙動のときは、可動部１１ａがダンパー１１から引き出されるので、その間にダンパー１１がエネルギーを吸収する。逆に、鉄骨梁１の下フランジ８が引張りから圧縮に移ると、可動部１１ａは原位置（元の状態）まで納まっていき、その間にもダンパー１１はエネルギーを吸収する。
【００１９】
かくして鉄骨梁１の下フランジ８が鉄骨柱２のフランジ６の外面に面タッチすると、以後は圧縮力が鉄骨柱２のフランジ６からウェブへと伝達される。その際、鉄骨柱２のウェブが局所板曲げ変形を生ずるおそれのある場合には、図３〜図５に示した従来技術と同様に内ダイヤフラム１４を設けて柱の損傷を防止する。
【００２０】
次に、図２に示した鉄骨造柱梁接合部の場合は、ダンパーとして履歴系ダンパー、図示例では極低降伏点鋼のように降伏応力度の低い鋼材をアングル形状に成形した接合金物１５を使用している。即ち、鉄骨梁１の下フランジ８と接合金物１５、及び接合金物１５と鉄骨柱２のフランジ６とがそれぞれを高力ボルト１７で緊結されている（請求項３記載の発明）。
【００２１】
従って、鉄骨梁１の下フランジ８が引張りにより鉄骨柱２のフランジ６から離れる挙動のときは、ダンパーである接合金物１５が引張り伸び変形を生じてエネルギーを吸収する。逆に、引張りから圧縮に移ると、接合金物１５は元の形状にまで納まってゆき、その間にもエネルギーを吸収する。
【００２２】
かくして、鉄骨梁１の下フランジ８が鉄骨柱２のフランジ６の外面に面タッチすると、圧縮力は鉄骨柱２のフランジ６からウェブへと伝達される。このとき、鉄骨柱２のウェブが局所板曲げ変形を生ずるおそれのある場合には、やはり内ダイヤフラム１４を設けて柱の損傷を防止する必要のあることは、図１の実施例と同じである。
【００２３】
本発明は、上記したように、鉄骨梁１の特に下フランジ８が鉄骨柱２のフランジ６に対して離間したり面タッチする材軸方向の挙動を呈することを前提とするので、鉄骨梁１の端面と鉄骨柱２のフランジ６との間には、図２Ｂに拡大して詳示したように隙間調整材１０を設置しておくのが好都合である。
【００２４】
【本発明が奏する効果】
請求項１〜３に記載した発明に係る制震機構を備えた鉄骨造柱梁接合部は、柱梁架構を高力ボルト接合により構築するので、施工性が向上する。
また、梁端部にダンパーによる制震機構を組み込んだので、建物の地震応答を低減できる。
さらにダンパーとしての接合金物１５には既製の鋼材（アングル材、ＣＴ鋼等）を使用でき、これを冷間成形や溶接組立て等により製作する場合も、比較的小さな部分を規格化して大量に造ることが可能であるから、経済性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制震機構を備えた鉄骨造柱梁接合部の正面図である。
【図２】Ａは低降伏点鋼ダンパーによる制震機構を備えた鉄骨造柱梁接合部の正面図、Ｂは柱梁接合部の拡大図である。
【図３】従来のブラケット形式の柱梁接合部を示す斜視図である。
【図４】従来の現場溶接形式の柱梁接合部を示す斜視図である。
【図５】従来のスプリットティ形式の柱梁接合部を示す斜視図である。
【図６】スプリットティ形式におけるＨ形鋼柱フランジの面外変形を示す説明図である。
【符号の説明】
１        鉄骨梁
２        鉄骨柱
３        接合金物
４、１７  高力ボルト
５        梁の上フランジ
６        柱のフランジ
８        梁の下フランジ
９        接合金物
１１      粘性／摩擦ダンパー
１４      ダイヤフラム
１５      接合金物（低降伏点鋼ダンパー）
【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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