JP2012107416A - 梁接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 梁の形状や梁を設ける方向の自由度を高め、接合作業が容易で耐久性に優れた梁接合構造を提供することにある。
【解決手段】 本発明の梁接合構造においては、上端の角度が鋭角をなす傾斜面からなる梁２０〜２３の前端面に溶接した梁側エンドプレート２９〜３２と、上端の角度が対応する梁２０〜２３の傾斜面の角度の補角をなすように支持部材２５の端面に溶接された支持側エンドプレート３３〜３６とを、重ね合わせて接合している。この構造では、支持側エンドプレート３３〜３６の上に梁側エンドプレート２９〜３２を載せた状態で安定させることができ、接合作業を極めて容易に行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ラーメン構造における梁の接合構造に関するものであり、特に、梁の形状や梁を設ける方向の自由度を高めることが可能な梁接合構造に関するものである。

一般に、ラーメン構造における梁の接合は、図１０及び図１１に示すような構造となっている。梁１はＨ型鋼からなり、垂直な端面を有している。この梁１を支える支持側の梁（「ブラケット」と称されることもある）２は、Ｈ型鋼からなり、一端が柱３に溶接されており、その他端側の端面の形状及び厚みが梁１の端面に一致するものとなっている。この梁１，２は、互いの端面を突き当て、その上下のフランジ１ａ，２ａがそれぞれスプライスプレート４〜９で挟まれ且つウエブ１ｂ，２ｂがスプライスプレート１０，１１で挟まれて、多数の高力ボルト１２〜１４で締め付けることにより剛接合されていた。

上記接合構造では、多くのスプライスプレート４〜１１を必要としていた。このため、接合に手間とコストがかかるという問題があった。また、梁１にかかる力をスプライスプレート４〜１１だけで受ける構造になっていたため、スプライスプレート４〜１１を減らすと強度が大きく低下することになり、部材を削減することが困難であった。

そこで、柱の上端に傾斜したエンドプレートを取り付けると共に、梁の端部にも傾斜したエンドプレートを取り付け、そのエンドプレート同士を突き当てて接合する柱、梁接合構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構造であれば、接合部分にスプライスプレートを設ける必要がなくなり、部材数を削減することが可能となる。

しかしながら、上記接合構造では、柱の上端に梁を直接接合するため、柱に対して１本の梁を一方向に接合することしかできないという問題があった。また、この構造では、ラーメン構造における最も応力が大きくなる部分で接合しているため、高い接合強度と耐久性が求められることになる。更に、柱の上端に接合部が位置するため、建方時に作業用の足場を設ける必要があった。また、柱を吊り上げる際に、柱の上端に吊り上げ用のプレートを取り付けることができず、柱の側面に吊り下げ用のプレートを取り付けて、作業のやりにくい斜め吊りとしなければならないという問題があった。

特開２００７−２８４９１２号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記従来の問題点を解決し、梁の形状や梁を設ける方向の自由度を高め、接合作業が容易で耐久性に優れた梁接合構造を提供することにある。

本発明の梁接合構造は、ラーメン構造における梁の接合構造であって、端面がその上端の角度が鋭角をなす傾斜面からなる梁と、該梁の端面に溶接された梁側エンドプレートと、柱に固定され且つ端部の上端と下端を結ぶ線がその上端の角度が対応する前記梁の傾斜面の角度の補角をなすように設定されている支持部材と、該支持部材の端部に溶接された支持側エンドプレートとを備え、該支持側エンドプレートと前記梁側エンドプレートとが締結されるものである。締結手段としては、例えば高力ボルトが用いられる。

この梁接合構造における前記支持部材は、例えば、前記柱の上端に上下に間隔をあけて固定される上支持プレート及び下支持プレートと、該上支持プレートと下支持プレートを連結する連結プレートとからなる。該上支持プレートの端部と下支持プレートの端部と連結プレートの端部により形成される傾斜面には、前記支持側エンドプレートが溶接されている。

また、前記上支持プレートと前記下支持プレートは、互いに対応する方向に突出した上フランジと下フランジをそれぞれ有している。該上フランジと下フランジには前記連結プレートが溶接されている。

また、前記支持部材は、前記梁と同一又は異なる構造からなる支持側梁からなるものでもある。該支持側梁の端部には、前記支持側エンドプレートが溶接されている。

本発明の梁接合構造においては、上端の角度が鋭角をなす傾斜面からなる梁の端面に溶接した梁側エンドプレートと、上端の角度が対応する梁の傾斜面の角度の補角をなす支持部材の端面に溶接された支持側エンドプレートとを、重ね合わせて接合しているので、従来のような梁同士を接合する場合に比べて、梁の断面形状や梁の構造自体を選択する自由度が大きくなった。また、支持側エンドプレートの上に梁側エンドプレートを重ね置いて両者を接合する場合には梁が安定するので、エンドプレート同士の接合作業を極めて容易に行うことができる。

また、本発明の梁接合構造では、支持部材の固定が可能な柱であればどのような形状の柱にでも梁を接合することができ、柱に固定する支持部材を設ける方向次第で自由に梁を接合する方向を設定することもできる。特に、互いに対応する方向に突出した上フランジと下フランジをそれぞれ有する上支持プレートと下支持プレートを連結プレートで連結して支持部材を構成することにより、効率よく多くの支持側エンドプレートを取り付けて、梁を接合する方向を複数設定することができる。

また、本発明の梁接合構造における梁の接合部分は、各梁の荷重がそれぞれかかるだけで、常時、荷重が最も小さくなる部分に設けられているため、２枚のエンドプレートによる接合で十分な強度を持ち、耐久性に優れている。

また、本発明の梁接合構造では、柱の頭頂部に乗ったり、吊り上げ用のプレートを取り付けることができるので、接合作業がし易い。

本発明の一実施例に係る梁接合構造を示す斜視図である。 図１に示す梁接合構造の平面図である。 図１に示す梁接合構造の側面図である。 図１に示す梁接合構造における上支持プレート及び下支持プレートと連結プレートとを柱に取り付けるときの状態を示す斜視図である。 図１に示す支持側エンドプレートと梁側エンドプレートを重ね合わせるときの状態を示す断面図である。 図１等に示す支持部材を梁と同様の支持側梁で構成した状態を示す斜視図である。 図６に示す支持側エンドプレートに梁側エンドプレートを重ね合わせるときの状態を示す側面図である。 図７に示す支持側エンドプレートと梁側エンドプレートを接合したときの状態を示す側面図である。 図８に示す梁の構造を変更した例を示す側面図である。 従来の梁接合構造を示す側面図である。 図１０に示す梁接合構造における仕口部分を示す説明図である。

図１乃至図３は本発明の一実施例に係る梁接合構造を示す斜視図、平面図及び側面図であり、図４は柱に上下支持プレートと連結プレートを組み付ける状態を示す斜視図、図５は梁と支持部材を組み付ける状態を示す断面図である。２０〜２３は梁であり、本実施例ではＨ型鋼で構成されている。この梁２０〜２３は、図５に例示する梁２２のように、その前端面２２ａの上端２２ｃの角度（内角）２２ｂが鋭角をなすように前端面２２ａが傾斜面で構成されている。

２４は柱であり、本実施例においては円柱又は円筒をなすものを使用している。この柱２４の外形は任意に変更可能なものであり、断面形状が多角形をなすものや、Ｈ型鋼などであっても良い。また、後述する支持部材の固定が容易になるように上方が細くなるように上部と下部の外径を変えたり、固定位置に溝や突起を設けた形状にしても良い。

２５は柱２４に固定された支持部材である。本実施例における支持部材２５は、図４に示すように、上下に所定の間隔をあけて柱２４に固定される上支持プレート２６と下支持プレート２７と、この上支持プレート２６と下支持プレート２７の間に設けられてそれらを連結する連結プレート１５〜１８で構成されている。

上支持プレート２６は、板面が上下方向を向き、柱２４に適合する取付孔２６ａを中央に有し、放射状に突出する複数の上フランジ２６ｂ〜２６ｅを側方端に有している。また、下支持プレート２７は、板面が上下方向を向いて上支持プレートに略平行となり、柱２４に適合する取付孔２７ａを中央に有し、上支持プレート２６の上フランジ２６ｂ〜２６ｅに対応するように突出した複数の下フランジ２７ｂ〜２７ｅを側方端に有している。この上支持プレート２６の上フランジ２６ｂ〜２６ｅと下支持プレート２７の下フランジ２７ｂ〜２７ｅは、上フランジ２６ｂ〜２６ｅよりも下フランジ２７ｂ〜２７ｅの方が丈が長くなるように設定されている。更に、この上フランジ２６ｂ〜２６ｅ及び下フランジ２７ｂ〜２７ｅは、図５に示すように、上方に位置する上フランジ２６ｄの端部２６ｆと下方に位置する下フランジ２７ｄの端部２７ｆとを結ぶ線（後述する支持側エンドプレート３５の面上に位置する線）２８の上端の角度（線２８と上フランジ２６ｄとがなす角度（内角））２８ａが前述した梁２２の角度２２ｂの補角をなすように、突出する丈が設定されている。

連結プレート１５〜１８は、上支持プレート２６の上フランジ２６ｂ〜２６ｅと、下支持プレート２７の下フランジ２７ｂ〜２７ｅとの間にそれぞれ設けられており、図５に例示する連結プレート１７のように、板面が側方を向き、上端１７ａ及び下端１７ｂが上フランジ２６ｄと下フランジ２７ｄの板面のほぼ中央に略垂直に突き当てられて溶接されている。また、この連結プレート１７の前端面１７ｃは、上フランジ２６ｄの前端部２６ｆと、下フランジ２７ｄの前端部２７ｆとを結ぶ線２８に沿って傾斜する面となっている。これにより、上フランジ２６ｄ及び下フランジ２７ｄの前端部２６ｆ、２７ｆと連結プレート１７の前端面１７ｃで構成される面が所定角度の傾斜面となる。

このように支持部材２５を構成する上指示プレート２６、下支持プレート２７及び連結プレート１５〜１８は、それらを柱２４に組み付けて互いを溶接すると共にそれらを柱２４に溶接することで柱２４に固定される。また、上支持プレート２６、下支持プレート２７及び連結プレート１５〜１８を予め組み付けて仮留めし、それを柱２４に組み付けて位置合わせしてから溶接することも可能である。この場合には、柱２４への取付が容易であり、その際に形状を整えたり位置合わせを確実に行なうこともできる。

２９〜３２は梁２０〜２３の前端面にそれぞれ溶接された梁側エンドプレートである。本実施例における梁側エンドプレート２９〜３２は、矩形をなす板状の鋼材からなり、ボルトを挿通する孔が適宜設けられている。この梁側エンドプレート２９〜３２は、図５に例示する梁側エンドプレート３１のように梁２２の前端面２２ａに溶接されて、その前端面２２ａと同様に傾斜して、斜め下方に接合面３１ａを向けた状態となる。

３３〜３６は支持側エンドプレートであり、梁側エンドプレート２９〜３２と同一の矩形をなす板状の鋼材からなり、ボルトを挿通する孔が形成されている。この支持側エンドプレート３３〜３６は、上支持プレート２６と下支持プレート２７の上フランジ２６ｂ〜２６ｅと下フランジ２７ｂ〜２７ｅの前端部及び連結プレート１５〜１８の前端面に溶接されている。即ち、図５に示す支持側エンドプレート３５のように、上支持プレート２６の上フランジ２６ｄの前端部２６ｆと下支持プレート２７の下フランジ２７ｄの前端部２７ｆと連結プレート１７の前端面１７ｃにそれぞれに溶接されている。このように上フランジ２６ｂと下フランジ２７ｂと連結プレート１７に溶接された支持側エンドプレート３３は、線２８上に取り付けられることになり、その線２８と同様に傾斜して、斜め上方に接合面３５ａを向けた状態となる。

３７は締結具としての高力ボルトである。梁側エンドプレート２９〜３２と支持側エンドプレート３３〜３６の対応する孔に複数の高力ボルト３７がそれぞれ挿通され、下側からナットで締め付けることで梁側エンドプレート２９〜３２と支持側エンドプレート３３〜３６を接合することができる。

次に、上記構成からなる梁接合構造の接合状態を図５に示す梁２２と上支持プレート２６及び下支持プレート２７と連結プレート１７を例にとって説明する。前述したように、梁２２の前端面２２ａに溶接された梁側エンドプレート３１は、接合面３１ａが斜め下方を向くように傾斜している。また、上支持プレート及び下支持プレート２７の前端部２６ｆ、２７ｆと、連結プレート１７の前端面１７ｃに溶接された支持側エンドプレート３５は、接合面３５ａが斜め上方を向くように傾斜している。この梁側エンドプレート３１と支持側エンドプレート３５は、角度２２ｂと角度２８ａが互いに補角をなすことから、両者を重ね合わせると上支持プレート２６と梁２２とが一直線上に並ぶことになる。このときに、梁２２の荷重は、梁側エンドプレート３１を介して支持側エンドプレート３５に掛かり、この支持側エンドプレート３５がその接合面３５ａで安定した状態で梁２２を支持する。この状態において高力ボルト３７を取り付けてナットで締め付ける作業は極めて容易に行うことができ、図１及び図３に示すような状態に接合することができる。

上記のような梁接合構造は、梁２２の両端において同時に行うことが可能であり、その際に、梁２２はその両端が支持側エンドプレート３５によって安定した状態で支持されることになり、落下やズレの発生も防ぐことができる。

また、上記のような梁接合構造は、本実施例のように、梁２０〜２３と支持部材２５の形状や構造が全く異なるものであっても適用することが可能である。このため、複数の梁２０〜２３の形状、構造、大きさ等をそれぞれ変えて、単一の支持部材２５に接合することができる。例えば、図１乃至図３に示すように、梁２１〜２３とそれらよりも細い梁２０を同じ支持部材２５に接合することができる。この場合、図３及び図４に示すように、梁２０の上下方向の寸法に合わせて下フランジ２７ｂを上方に折曲させて支持側エンドプレート３３の角度を調整し、これに合わせて連結プレート１５の前端面１５ｃの傾斜も調整して、支持側エンドプレート３３を他の支持側エンドプレート３４〜３６よりも小さいものを使用することで、外観を整えることができる。

また、本実施例においては、支持部材２５として上支持プレート２６と下支持プレート２７と連結プレート１５〜１８を用いているが、梁２０〜２３と同様の鋼材を柱２４に溶接した張り出し梁あるいはブラケット等の支持部材を用いることもできる。

図６乃至図８は上記のような張り出し梁等を含む梁３９と前述した梁２０〜２３（図６〜８中には梁２０を例示している）とを接合する構造を示している。この梁接合構造においては、角柱状の柱４１の側面に張り出し梁３９の基端部を溶接し、先端部に支持側エンドプレート４０を溶接している。この場合にも、前述した梁接合構造と同様に、梁２０の前端面２０ａにおける上端２０ｃの角度２０ｂが鋭角をなすように前端面２０ａが傾斜面で構成されており、この前端面２０ａに梁側エンドプレート２９が溶接されている。また、張り出し梁３９の前端面３９ａは、その上端３９ｃの角度３９ｂが梁２０の角度２０ｂの補角となるように傾斜した傾斜面となっており、ここに支持側エンドプレート４０が溶接されている。これにより、前述した梁接合構造と同様に角度を設定した支持側エンドプレート４０の接合面４０ａの上に梁側エンドプレート２９の接合面２９ａが重なるように載せて、高力ボルト３７で締め付けることで接合する。

また、梁の構造に関しては、単に梁２０〜２３のように太さを変えるだけでなく、図９に示すように、張り出し梁３９の構造は変えずに、これに接合される側の梁の構造を自由に変えることができ、例えばトラス構造からなる梁３８を使用することも可能である。

なお、上記の各実施例では支持側エンドプレートの上に梁側エンドプレートを重ね置いて両者を接合する場合について説明したが、本発明では両者の位置関係を逆にして梁側エンドプレートの上に支持側エンドプレートを重ね置いて接合する場合にも適用される。

上記のように本発明の梁接合構造においては、柱２４や梁２０〜２３の形状や仕様を任意に変更することが可能であるため、特設会場等におけるテント、屋根、展示場を支えるラーメン構造、少ない柱で高い強度を必要とする駐車場やガソリンスタンド等の建物や屋根を支えるラーメン構造に用いることで、見栄えを良くしたり、あるいは特殊なデザインに対応させることが可能である。

また、組立、分解も容易であるため、仮設住宅、簡易型の建物、イベント用の建造物等に用いることで、組立、分解作業を迅速に進めることができる。

１５〜１８ 連結プレート
１５ｃ 前端面
１７ａ 上端
１７ｂ 下端
１７ｃ 前端面
２０〜２３ 梁
２４ 柱
２５ 支持部材
２６ 上支持プレート
２６ａ，２７ａ 取付孔
２６ｂ〜２６ｅ 上フランジ
２６ｆ、２７ｆ 端部
２７ 下支持プレート
２７ｂ〜２７ｅ 下フランジ
２８ 線
２９〜３２ 梁側エンドプレート
２９ａ，３３ａ 接合面
３３〜３６ 支持側エンドプレート
３７ 高力ボルト
３８，３９ 梁
４０ 支持側エンドプレート
４０ａ，４１ａ 接合面
４１ 柱

Claims (6)

1. ラーメン構造における梁の接合構造であって、
   端面がその上端の角度が鋭角をなす傾斜面からなる梁と、
   該梁の端面に溶接された梁側エンドプレートと、
   柱に固定され且つ端部の上端と下端を結ぶ線がその上端の角度が対応する前記梁の傾斜面の角度の補角をなすように設定されている支持部材と、
   該支持部材の端部に溶接された支持側エンドプレートとを備え、
   該支持側エンドプレートと前記梁側エンドプレートとが締結されることを特徴とする梁接合構造。
2. 前記支持部材は、前記柱の上端に上下に間隔をあけて固定される上支持プレート及び下支持プレートと、該上支持プレートと下支持プレートを連結する連結プレートとからなり、前記上支持プレートの端部と下支持プレートの端部と連結プレートの端部により形成される傾斜面に前記支持側エンドプレートが溶接されている請求項１に記載の梁接合構造。
3. 前記上支持プレートと前記下支持プレートは、互いに対応する方向に突出した上フランジと下フランジをそれぞれ有し、該上フランジと下フランジに前記連結プレートが溶接されている請求項２に記載の梁接合構造。
4. 前記支持部材は、前記梁と同一又は異なる構造又は異なる形状からなる支持側梁からなり、該支持側梁の端部に前記支持側エンドプレートが溶接されている請求項１に記載の梁接合構造。
5. 前記支持側エンドプレートの上に前記梁側エンドプレートを重ね置いて締結される請求項1に記載の梁接合構造。
6. 前記支持側エンドプレートと前記梁側エンドプレートとは、高力ボルトによって締結される請求項1に記載の梁接合構造。
   

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