(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角形鋼管柱と水平に延在する上下の梁フランジを備えた鉄骨梁との接合部において、同鉄骨梁の梁フランジが角形鋼管柱に取り合う高さと、同角形鋼管柱内に設ける水平ダイアフラムの高さとの間に段差をつけて、前記梁フランジを前記角形鋼管柱のスキンプレートの外面に、また、前記水平ダイアフラムを前記角形鋼管柱のスキンプレートの内面に接合することにより、前記梁フランジが前記角形鋼管柱のスキンプレートに接合している接合箇所に前記梁フランジから水平方向の荷重が作用したときに、同接合箇所において前記角形鋼管柱のスキンプレートが面外変形を生じるようにしたことを特徴とする角形鋼管柱、鉄骨梁構造における半剛接構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は角形断面柱を用いた鋼構造骨組、鋼管コンクリート造骨組における柱、梁の半剛接構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の角形鋼管柱を用いた柱部材Ａと水平に延在する上下の梁フランジを備えた鉄骨梁Ｂとの接合部においては、図２に示す如く梁と柱との間の応力伝達を円滑にするために、柱内に水平ダイアフラムＣを設ける。
その際、梁フランジＢ1 と水平ダイアフラムＣの柱フランジＡ1 に対する取り付け高さは同一としている。
【０００３】
図中Ｂ1 は梁フランジ、Ｂ2 は梁ウエブで、図１（ハ）は柱・梁接合部の詳細を示し、Ｄは裏当金、Ｅは溶着金属である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来構造においては、梁フランジと水平ダイアフラムの取り付く高さは同一であり、従って図１（ハ）に示すように柱と水平ダイアフラム、及び柱と梁フランジとの溶接の両者の熱影響によって、柱・梁接合部の靱性が低下する惧れがある。このように梁フランジが柱に緊結された場合、梁フランジ端には応力集中が生じ、梁、及び骨組の水平荷重時の変形性能が低下する惧れがある。
【０００５】
一方、このように接合された柱部材の地震荷重時の終局耐力は、柱の局部座屈で決定する場合がある。
本発明はこのような問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、骨組に水平荷重が作用した場合、柱・梁接合部も変形することが可能で、骨組の弾性限界変形及び終局限界変形が増大し、柱部材の耐力、及び変形性能が向上された角形鋼管柱、鉄骨梁構造における半剛接構造を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を構成するため、本発明に係る角形鋼管柱、鉄骨梁構造における半剛接構造は、角形鋼管柱と水平に延在する上下の梁フランジを備えた鉄骨梁との接合部において、同鉄骨梁の梁フランジが角形鋼管柱に取り合う高さと、同角形鋼管柱内に設ける水平ダイアフラムの高さとの間に段差をつけて、前記梁フランジを前記角形鋼管柱のスキンプレートの外面に、また、前記水平ダイアフラムを前記角形鋼管柱のスキンプレートの内面に接合することにより、前記梁フランジが前記角形鋼管柱のスキンプレートに接合している接合箇所に前記梁フランジから水平方向の荷重が作用したときに、同接合箇所において前記角形鋼管柱のスキンプレートが面外変形を生じるようにして構成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を本発明の好ましい実施の形態を示す図面について説明する。
図２及び図３は柱に中空の角形鋼管柱を使用した場合を示す実施例で、図２は柱Ａ、梁Ｂ接合部の水平ダイアフラムＣを２枚使用した場合を示し、図３は水平ダイアフラムＣを４枚使用した場合を示す。梁Ｂは水平に延在する上下の梁フランジを備えており、図中１は梁フランジ、２は梁ウェブ、３は柱のスキンプレートを示し、梁フランジ１と柱端に配設された水平ダイアフラムＣとの間には段差ｘが設けられていて、梁フランジ１を角形鋼管柱のスキンプレート３の外面に接合し、水平ダイアフラムＣを角形鋼管柱のスキンプレート３の内面に接合してあり、角形鋼管柱のスキンプレート３の座屈が水平ダイアフラムＣによって防止されている。
【０００８】
而して骨組に水平荷重Ｈが作用したときに、即ち、梁フランジ１が角形鋼管柱のスキンプレート３に接合している接合箇所に梁フランジ１から水平方向の荷重Ｈが作用したときに、同接合箇所（即ち、柱・梁仕口部）において、角形鋼管柱のスキンプレート３が図２（ハ）、図３（ハ）の点線Ｆに示すように面外変形することが可能となっている。図中の点線Ｆは柱・梁仕口部における角形鋼管柱のスキンプレート３の面外変形モードを示す。この際、図２（ロ）、図３（ロ）に示す水平ダイアフラムＣと梁２のフランジ１との段差ｘを変えることによって、柱・梁接合部の剛性、及び耐力は種々の値に設定される。
【０００９】
以上によって、本接合部を有する骨組は、水平荷重が作用した際に優れた変形性能を有するように設計できる。
図４及び図５はコンクリート充填鋼管柱を用いた場合の実施例を示し、図４は柱・梁接合部のダイアフラムＣを２枚設けた場合を示し、図５は４枚設けた場合を示す。
【００１０】
このように構成された骨組に水平荷重Ｈが作用した場合、柱・梁部材の他に接合部が変形することが可能になり、柱・梁接合部の剛性及び耐力は図４（ハ）、図５（ハ）に点線Ｆで示すような変形性状となり、柱及び梁部材の他に接合箇所において角形鋼管柱のスキンプレート３が面外変形することが可能となっている。なお図４（ロ）及び図５（ロ）に示す水平ダイアフラムＣと梁フランジ１との間の距離ｘを変えることによって、柱・梁接合部の剛性及び耐力は種々の値に設定され面外変形モードＦが変化する。また図４及び図５に示すように柱部材端に水平ダイアフラムが設けられることにより、角形鋼管柱のスキンプレート３の座屈が防止される。
【００１１】
図中Ｇは充填コンクリート、その他図中前記実施例と均等部分には同一符号が付されている。
かくして本接合部を有する骨組は水平荷重に対して優れた変形性能を有するように設計することが可能となる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば前記したように、角形鋼管柱と水平に延在する上下の梁フランジを備えた鉄骨梁との接合部において、同鉄骨梁の梁フランジが角形鋼管柱に取り合う高さと、同角形鋼管柱内に設ける水平ダイアフラムの高さとの間に段差をつけて、前記梁フランジを前記角形鋼管柱のスキンプレートの外面に、また、前記水平ダイアフラムを前記角形鋼管柱のスキンプレートの内面に接合することにより、前記梁フランジが前記角形鋼管柱のスキンプレートに接合している接合箇所に前記梁フランジから水平方向の荷重が作用したときに、同接合箇所において前記角形鋼管柱のスキンプレートが面外変形を生じるようにしたことによって、骨組に水平荷重が作用した場合、柱・梁仕口部は半剛接接合構造となるので、柱及び梁部材の外に柱・梁仕口も変形可能で、骨組の弾性限界変形及び終局限界変形が増大する。また柱部材端が水平ダイアフラムによって補強されるため、柱部材端部の局部座屈が防止され、柱部材の耐力及び変形性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （イ）（ロ）は夫々従来の鉄骨造柱・梁接合部構造を示す平面図及び縦断面図、（ハ）は図１（ロ）のｘ部の拡大図である。
【図２】  （イ）（ロ）は本発明の一実施例を示す平面図及び縦断面図、（ハ）は水平荷重時の変形図である。
【図３】  （イ）（ロ）は本発明の他の実施例を示す平面図及び縦断面図、（ハ）は水平荷重時の変形図である。
【図４】  （イ）（ロ）は本発明をコンクリート充填鉄骨柱・梁構造に適用した平面図及び縦断面図、（ハ）は水平荷重時の変形図である。
【図５】  （イ）（ロ）は本発明に係るコンクリート充填鉄骨柱・梁構造の他の実施例を示す平面図、及び縦断面図、（ハ）は水平荷重時の変形図である。
【符号の説明】
Ａ    角形鋼管柱
Ｂ    鉄骨梁
Ｃ    水平ダイアフラム
Ｄ    裏当金
Ｅ    溶着金属
Ｆ    面外変形モード
Ｇ    充填コンクリート
１    梁フランジ
２    ウェブ
３    角形鋼管柱のスキンプレート
ｘ    段差
【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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