(57)【要約】【課題】剛接を実現するとともに、生産性および構造性能に優れた乾式接合による柱梁接合構造および柱梁接合方法を提供する。【解決手段】角形鋼管柱１０とＨ形鋼梁１２の接合構造であって、角形鋼管柱１０の上下に設けられ、外周全周から外側に突出する通しダイアフラム１４と、上下の通しダイアフラム１４間に設けられるガセットプレート１６とを備え、上下の通しダイアフラム１４とＨ形鋼梁１２端部の上下のフランジ１８とをそれぞれ第１スプライスプレート２０を介してボルト接合し、ガセットプレート１６とＨ形鋼梁１２端部のウェブ２４とを第２スプライスプレート２６を介してボルト接合して構成されるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造であって、
前記角形鋼管柱の上下に設けられ、外周全周から外側に突出する通しダイアフラムと、
前記上下の通しダイアフラム間に設けられるガセットプレートとを備え、
前記上下の通しダイアフラムと前記Ｈ形鋼梁端部の上下のフランジとをそれぞれ第１スプライスプレートを介してボルト接合し、
前記ガセットプレートと前記Ｈ形鋼梁端部のウェブとを第２スプライスプレートを介してボルト接合して構成されることを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項２】
角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造であって、
前記角形鋼管柱は、十字形接合プレートが下端に形成され、該プレート上端に柱の外周全周から外側に突出する通しダイアフラムが設けられた上節柱と、十字形接合プレートが上端に形成され、該プレート下端に通しダイアフラムが設けられた下節柱とを備え、
前記上下柱の端部の前記十字形接合プレート同士を柱建方兼用スプライスプレートを介して互いにボルト接合し、
前記上下の通しダイアフラムと前記Ｈ形鋼梁端部の上下のフランジとをそれぞれ第１スプライスプレートを介してボルト接合し、
前記十字形接合プレートと前記Ｈ形鋼梁端部のウェブとを第２スプライスプレートを介してボルト接合して構成されることを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項３】
角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造であって、
前記角形鋼管柱は、エンドプレートが端部にそれぞれ形成された上節柱および下節柱を備え、前記上節柱または前記下節柱の少なくとも一方は、柱の外周全周から外側に突出する通しダイアフラムと、該通しダイアフラムと前記エンドプレートとの間に設けられるガセットプレートとを有し、
前記上下柱の端部の前記エンドプレート同士と前記Ｈ形鋼梁端部の上下いずれか一方のフランジおよび前記通しダイアフラムと前記Ｈ形鋼梁端部の上下いずれか他方のフランジをそれぞれ第１スプライスプレートを介してボルト接合し、
前記ガセットプレートと前記Ｈ形鋼梁端部のウェブとを第２スプライスプレートを介してボルト接合して構成されることを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項４】
前記角形鋼管柱とボルト接合される前記Ｈ形鋼梁端部の継手位置のうち少なくともフランジは、前記梁母材の強度よりも高強度に構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の柱梁接合構造。
【請求項５】
前記角形鋼管柱とボルト接合される前記Ｈ形鋼梁端部の継手位置のうち少なくともフランジは、溶接された高強度鋼材を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の柱梁接合構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の柱梁接合構造を組み立てる柱梁接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨建物の柱梁接合構造および柱梁接合構法に関し、とくに、角形鋼管柱とＨ形鋼梁の柱梁接合構造および柱梁接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄骨建物の柱梁接合部の乾式接合構法または構造として、図１０の概略斜視図に示すように、スプリット・ティなどを用いて高力ボルト接合する構法または構造が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。また、図１１の概略斜視図に示すように、柱に一体化したブラケットに梁を高力ボルト接合する梁継手構法または構造が知られている（例えば、特許文献３および４参照）。
【０００３】
一方、ブラケットなどの梁継手部を拡幅してボルト孔の断面欠損分を補い、梁全断面耐力を確保する構法または構造が知られている（例えば、特許文献５参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−４４２５８号公報
【特許文献２】特開２００１−３２３６９号公報
【特許文献３】特開平７−３１０３６９号公報
【特許文献４】特開平８−２９１５５８号公報
【特許文献５】特開２００３−８２７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の従来のスプリット・ティによる構法および構造は、図１０に示すように、半剛接となることから接合部の剛性が一般に低い。また、上記の従来の梁継手構法および構造は、図１１に示すように、剛接とするために例えば１ｍ程度のブラケット長が必要である。しかし、このような柱−ブラケットのピースは、搬送や建込み作業に対して効率が悪くなる。反面、ブラケット長を短くすると、継手部で耐力が決定してしまい、梁全断面耐力が発揮されなくなるなど柱梁接合部の性能低下を招く。
【０００６】
また、上記の従来の梁継手部を拡幅する構法および構造は、例えば２倍以上の拡幅が必要となるので鋼材量が増加し、材料費の上昇を招く。また、接合部への過度な応力集中を避けるため、梁幅は梁長さ方向に緩やかに変化させる必要があり、この拡幅加工に手間を要する。このような柱梁接合部に塑性ヒンジが形成された場合には、塑性域が拡幅継手部に及び、ボルトの滑りが発生し易くなる。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、剛接を実現するとともに、生産性および構造性能に優れた乾式接合による柱梁接合構造および柱梁接合方法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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る柱梁接合構造は、角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造であって、前記角形鋼管柱の上下に設けられ、外周全周から外側に突出する通しダイアフラムと、前記上下の通しダイアフラム間に設けられるガセットプレートとを備え、前記上下の通しダイアフラムと前記Ｈ形鋼梁端部の上下のフランジとをそれぞれ第１スプライスプレートを介してボルト接合し、前記ガセットプレートと前記Ｈ形鋼梁端部のウェブとを第２スプライスプレートを介してボルト接合して構成されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る柱梁接合構造は、角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造であって、前記角形鋼管柱は、十字形接合プレートが下端に形成され、該プレート上端に柱の外周全周から外側に突出する通しダイアフラムが設けられた上節柱と、十字形接合プレートが上端に形成され、該プレート下端に通しダイアフラムが設けられた下節柱とを備え、前記上下柱の端部の前記十字形接合プレート同士を柱建方兼用スプライスプレートを介して互いにボルト接合し、前記上下の通しダイアフラムと前記Ｈ形鋼梁端部の上下のフランジとをそれぞれ第１スプライスプレートを介してボルト接合し、前記十字形接合プレートと前記Ｈ形鋼梁端部のウェブとを第２スプライスプレートを介してボルト接合して構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る柱梁接合構造は、角形鋼管柱とＨ形鋼梁の接合構造であって、前記角形鋼管柱は、エンドプレートが端部にそれぞれ形成された上節柱および下節柱を備え、前記上節柱または前記下節柱の少なくとも一方は、柱の外周全周から外側に突出する通しダイアフラムと、該通しダイアフラムと前記エンドプレートとの間に設けられるガセットプレートとを有し、前記上下柱の端部の前記エンドプレート同士と前記Ｈ形鋼梁端部の上下いずれか一方のフランジおよび前記通しダイアフラムと前記Ｈ形鋼梁端部の上下いずれか他方のフランジをそれぞれ第１スプライスプレートを介してボルト接合し、前記ガセットプレートと前記Ｈ形鋼梁端部のウェブとを第２スプライスプレートを介してボルト接合して構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る柱梁接合構造は、上述した請求項１から請求項３のいずれか一つにおいて、前記角形鋼管柱とボルト接合される前記Ｈ形鋼梁端部の継手位置のうち少なくともフランジは、前記梁母材の強度よりも高強度に構成されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に係る柱梁接合構造は、上述した請求項１から請求項４のいずれか一つにおいて、前記角形鋼管柱とボルト接合される前記Ｈ形鋼梁端部の継手位置のうち少なくともフランジは、溶接された高強度鋼材を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６に係る柱梁接合方法は、上述した請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の柱梁接合構造を組み立てる柱梁接合方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、柱梁を剛接合することができ、スプリット・ティ型のような半剛接合状態にならない。また、柱の上下の外周全周に設けられる通しダイアフラムと、上下の通しダイアフラム間に設けられるガセットプレートを備える構成であることから、長いブラケットを有しないので、柱ピースの搬送や建込みに際して施工作業性が良い。さらに、梁幅の拡幅加工が不要であることから、鋼材量の増加を最小限に留めることができる。また、終局状態においても梁継手部は弾性範囲に収まるので、ボルトの滑りは発生しない。また、終局状態におけるヒンジ形成位置が梁継手の内側になることから、大地震が発生して梁材が損傷した場合に、柱はそのままで梁材を取り替えることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明に係る柱梁接合構造および柱梁接合方法の好適な実施の形態（実施例１〜３）を詳細に説明する。図１は、本発明の実施例１に係る柱梁接合構造の概略正面断面図であり、図２は分解正面断面図、図３は分解平面断面図である。
【００１６】
（実施例１）
図１、図２および図３に示すように、本発明の実施例１に係る柱梁接合構造１００は、角形鋼管柱１０と、Ｈ形鋼梁１２とを有する。柱１０の上下には、外周全周から外側に突出する通しダイアフラム１４が設けられる。上下の通しダイアフラム１４間にはガセットプレート１６が上下に延設される。通しダイアフラム１４と梁１２端部の上下フランジ１８とは互いの端部が突き合わされ、第１スプライスプレート２０、２１を介してボルト２２でそれぞれ接合される。一方、ガセットプレート１６と梁１２端部のウェブ２４とは互いの端部が突き合わされ、第２スプライスプレート２６を介してボルト２２で接合される。
【００１７】
なお、プレート２０は、フランジ１８の外面側に配置され、半割りのプレート２１はウェブ２４の両側のフランジ１８の内面側に配置され、プレート２０、２１でフランジ１８を挟み込むようにしてある。プレート２６も、ガセットプレート１６を両側面から挟み込むように配置されてある。
【００１８】
梁１２端部の継手３０は、梁母材よりも高強度の鋼材３２を溶接して製作されてある。高強度鋼材３２を溶接する範囲は、梁フランジ１８のみ、または梁１２全断面とし、継手３０に対応する長さ分とすることができる。
【００１９】
一方、ダイアフラム１４およびスプライスシート２０、２６も高強度鋼材を使用することで板厚を薄く構成されてある。また、ボルト２２として、ＳＨＴＢなどの超高力ボルトを使用することでボルト本数を極力削減し、ダイアフラム１４の出寸法をボルト１列分としてある。
【００２０】
このように、本発明の柱梁接合構造１００および柱梁接合方法では、梁１２端部のフランジ１８に高強度鋼材３２を予め溶接接合しておくことで、現場ではボルト接合のみで柱梁を接合することができる。
【００２１】
また、梁１２端部の継手３０の位置に高強度鋼材３２を用いることで、ボルト孔の断面欠損による耐力低下分を補うことができる。梁幅を拡幅する必要もなく、鋼材量は従来構法と比べてもほとんど増加しない。高強度鋼材３２が設けられる範囲は全て弾性範囲に収まるため、ボルトの滑りは生じない。梁１２のヒンジは梁継手３０よりも内側に形成される。大地震が発生し、梁材が損傷した場合に、柱はそのままで梁材を取り替えることも可能である。
【００２２】
（実施例２）
次に、実施例２について図４〜図６を用いて説明する。実施例２は、梁１２の接合のみでなく、柱１０の接合も同時に行うものであり、さらに施工省力化を図ることができる。図４は、本発明の実施例２に係る柱梁接合構造の概略正面断面図であり、図５は分解正面断面図、図６は分解平面断面図である。上記で説明した同様の部材には同一符号を付すこととし詳細な説明を省略する。
【００２３】
図４、図５および図６に示すように、本発明の実施例２に係る柱梁接合構造２００は、角形鋼管柱１０と、Ｈ形鋼梁１２とを有する。柱１０は、十字形接合プレート４０ａが下端に形成され、プレート４０ａ上端に通しダイアフラム１４ａが設けられた上節柱１０ａと、十字形接合プレート４０ｂが上端に形成され、プレート４０ｂ下端に通しダイアフラム１４ｂが設けられた下節柱１０ｂとからなる。
【００２４】
上下柱１０ａ、１０ｂ端部の十字形接合プレート４０ａ、４０ｂ同士は、柱１０軸寄りに配置される柱建方兼用スプライスプレート４４を介して互いにボルト２２で接合されてある。一方、上側の通しダイアフラム１４ａと梁１２端部の上フランジ１８ａ、下側の通しダイアフラム１４ｂと梁１２端部の下フランジ１８ｂとはそれぞれ第１スプライスプレート２０、２１を介してボルト２２で接合されてある。十字形接合プレート４０ａ、４０ｂと梁１２端部のウェブ２４とは柱１０外周寄りに配置される第２スプライスプレート２６を介してボルト２２で接合されてある。
【００２５】
上記の実施例２の柱梁接合構造２００を施工する場合には、まず上下柱端部の十字型接合プレート４０ａ、４０ｂを柱建方兼用スプライスプレート４４でボルト接合し、次いで梁１２をボルト接合して完了する。このようにすることで、梁１２の接合と柱１０の接合を同時に行い、さらに施工省力化を図ることができる。
【００２６】
（実施例３）
次に、実施例３について図７〜図９を用いて説明する。図７は、本発明の実施例３に係る柱梁接合構造の概略正面断面図であり、図８は分解正面断面図、図９は分解平面断面図である。上記で説明した同様の部材には同一符号を付すこととし詳細な説明を省略する。
【００２７】
図７、図８および図９に示すように、本発明の実施例３に係る柱梁接合構造３００は、角形鋼管柱１０と、Ｈ形鋼梁１２とを有する。柱１０は、エンドプレート５０ａ、５０ｂが端部にそれぞれ形成された上節柱１０ａおよび下節柱１０ｂを備え、下節柱１０ｂの下側には通しダイアフラム１４が設けられる。通しダイアフラム１４とエンドプレート５０ｂとの間にはガセットプレート１６が設けられる。
【００２８】
エンドプレート５０ａ、５０ｂ同士は、ボルト２２で接合される。このボルト２２は、梁１２端部の上フランジ１８ａとの接合も兼ねており、エンドプレート５０ａ、５０ｂと上フランジ１８ａとは、第１スプライスプレート２０、２１、２３を介して接合されてある。通しダイアフラム１４と梁１２端部の下フランジ１８ｂとは、第１スプライスプレート２０、２１を介してボルト接合されてある。ガセットプレート１６と梁１２端部のウェブ２４とは、第２スプライスプレート２６を介してボルト接合されてある。
【００２９】
上記の実施例３の柱梁接合構造３００を施工する場合には、まず上下柱１０ａ、１０ｂのエンドプレート５０ａ、５０ｂ同士をボルト接合する。そのボルトは梁１２の上フランジ１８ａの接合も兼ね、ボルト本数の削減を図っている。次いで、梁１２の下フランジ１８ｂを下節柱１０ｂの通しダイアフラム１４に、梁ウェブ２４をガセットプレート１６にそれぞれ接合する。
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、柱梁を剛接合することができ、スプリット・ティ型のような半剛接合状態にならない。また、ブラケットを有しないので、柱ピースの搬送や建込みに際して施工作業性が良い。さらに、梁幅の拡幅加工が不要であることから、鋼材量の増加を最小限に留めることができる。また、終局状態においても梁継手部は弾性範囲に収まるので、ボルトの滑りは発生しない。また、終局状態におけるヒンジ形成位置が梁継手の内側になることから、大地震が発生して梁材が損傷した場合に、柱はそのままで梁材を取り替えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１の柱梁接合構造の一例を示す概略正面断面図である。
【図２】本発明の実施例１の柱梁接合構造の一例を示す分解正面断面図である。
【図３】本発明の実施例１の柱梁接合構造の一例を示す分解平面断面図である。
【図４】本発明の実施例２の柱梁接合構造の一例を示す概略正面断面図である。
【図５】本発明の実施例２の柱梁接合構造の一例を示す分解正面断面図である。
【図６】本発明の実施例２の柱梁接合構造の一例を示す分解平面断面図である。
【図７】本発明の実施例３の柱梁接合構造の一例を示す概略正面断面図である。
【図８】本発明の実施例３の柱梁接合構造の一例を示す分解正面断面図である。
【図９】本発明の実施例３の柱梁接合構造の一例を示す分解平面断面図である。
【図１０】従来のスプリット・ティ型の柱梁接合構造を示す概略斜視図である。
【図１１】従来のブラケット型の柱梁接合構造を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  角形鋼管柱
１２  Ｈ形鋼梁
１４  通しダイアフラム
１６  ガセットプレート
１８  フランジ
２０  第１スプライスプレート
２２  ボルト
２４  ウェブ
２６  第２スプライスプレート
３０  継手
３２  高強度鋼材
４０ａ，４０ｂ  十字形接合プレート
４４  柱建方兼用スプライスプレート
５０ａ，５０ｂ  エンドプレート
１００  柱梁接合構造
【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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