JP2017166122A - 鉄骨梁および柱梁接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】地震等により作用する水平外力に対して、ウェブのクリッピング破壊を抑制できる鉄骨梁および柱梁接合構造を提供する。
【解決手段】ウェブ３に対してフランジ２の降伏応力度が高い鋼材からなるＨ形断面の梁の梁端部が補剛された鉄骨梁１であって、梁端部のウェブ３に、梁の軸方向と直交し、かつ当該軸方向に所定間隔で配置された複数の縦補剛部材６が設けられているので、これら縦補剛部材６が梁端部のウェブ３に生じる面外変形を拘束するように補剛する。これによって、曲げ圧縮側の梁端部のフランジ２の局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊を抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、端部が補剛された鉄骨梁および柱梁接合構造に関する。

構造物を構成する鉄骨梁に地震等により荷重が作用した場合に、せん断座屈に効果があり、かつ、フランジの局部座屈を緩やかに拘束して、変形能力を確保しつつ、過大な耐力上昇を抑制できる鉄骨梁および柱梁接合構造の一例として、特許文献１に記載のものが知られている。
この特許文献１に記載の鉄骨梁は、Ｈ形断面の鉄骨梁の端部が補剛部材によって補剛されており、当該補剛部材は、前記鉄骨梁の端部のウェブに設けられて、当該鉄骨梁の長手方向と直交する縦スチフナで構成され、この縦スチフナの上下端部はそれぞれ前記鉄骨梁のフランジと接合されていないことを特徴とするものである。

また、ウェブを横スチフナで補剛して曲げ耐力の増大を図ることにより、横スチフナがウェブの局部座屈の発生を抑制して、早期の耐力喪失を防止するハイブリッドＨ形鋼梁の補剛構造の一例として、特許文献２に記載のものが知られている。
この特許文献２に記載のハイブリッドＨ形鋼梁の補剛構造は、フランジ板の降伏強度ｆｆと、ウェブ板の降伏強度ｆｗと、ハイブリッドＨ形鋼のウェブ高さｈの中心軸に関するフランジ板の断面係数Ｚｆと、ウェブ板の断面係数Ｚｗとの関係を、所定の式により規定される関係を満足する関数で表し、ウェブ板が、柱材に接合される梁端部にスチフナが取り付けられて補剛されることを特徴とするものである。

また、圧縮フランジの局部座屈変形による耐力劣化分を、構造部材の部材断面の中立軸近傍に配置した補強部で補う形で、構造部材としての急激な耐力の劣化を防ぎつつ、構造部材の安定的な変形性能を確保しようとする構造部材の補強構造の一例として特許文献３に記載のものが知られている。 この特許文献３に記載されている補強構造は、フランジの曲げねじれ変形による塑性化が考慮される区間を含む所定区間について、構造部材の部材断面の中立軸近傍に、塑性化によるフランジの圧縮側フランジの曲げ耐力劣化分を補うための所定断面の補強部を、フランジと平行に設けたことを特徴とするものである。

特開２０１４−５１８２２号公報 特開２０１５−１０５５４３号公報 特開平６−１７５０７号公報

ところで、超高層建物や大型物流倉庫等で使用されている大断面・高強度のＨ形断面梁であって、特に部材重量の削減および断面効率（曲げ剛性）・曲げ耐力の向上を両立しうる、薄肉ウェブと、当該薄肉ウェブに対して高強度のフランジを用いた溶接組立Ｈ形断面（ＢＨ）梁の場合、地震等により作用する水平外力に対して、部材の急激な耐力低下を生じうるウェブのクリッピング破壊が生じる虞がある。すなわち、フランジが厚肉広幅、ウェブが薄肉(幅厚比が大きい)、かつウェブに対してフランジの降伏応力度が高い、ＢＨ梁では、梁端部のフランジにＵ字形の湾曲した座屈が生じた場合、ウェブが薄肉かつ低強度であるため、圧縮側フランジ近傍のウェブが押しつぶされて、急激な部材の耐荷能力の低下を伴うクリッピング破壊が生じる虞がある。

これに対し、特許文献１に記載の鉄骨梁のように、梁端部のウェブを、梁の軸方向と直交する方向に延びる縦スチフナおよび梁の軸方向に延びる横スチフナを併用して補剛した場合においても、ウェブに対してフランジの降伏応力度が高い鋼材からなるＨ形断面の梁では、クリッピング破壊が生じる虞がある。

また、特許文献２に記載のハイブリッドＨ形鋼梁の補剛構造では、低強度ウェブの曲げ耐力を補強する目的で横スチフナは設置されているが、ウェブのクリッピング破壊対策用の縦スチフナが設置されていないので、ウェブに対してフランジの降伏応力度が高い鋼材からなるＨ形断面の梁では、クリッピング破壊が生じる虞がある。

さらに、特許文献３に記載の構造部材の補強構造では、梁に曲げモーメントが作用した場合に、圧縮側の梁フランジの捩れ座屈に伴う耐力低下を補うため、ウェブ中立軸（中央）付近に様々な形式の補剛部材を設置しているが、ウェブのクリッピング破壊への効果を期待したものではないので、ウェブに対してフランジの降伏応力度が高い鋼材からなるＨ形断面の梁では、クリッピング破壊が生じる虞がある。また、特許文献３の図８には、Ｈ形鋼梁に、帯板からなる補強材を水平に取り付けるとともに、ウェブに所定間隔で縦リブを設けることが開示されているが、このリブは、力がウェブから補強材により良く伝わるように設けられたものであり、上述したようなウェブのクリッピング破壊への効果は期待できない。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、地震等により作用する水平外力に対して、ウェブのクリッピング破壊を抑制できる鉄骨梁および柱梁接合構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の鉄骨梁は、ウェブに対してフランジの降伏応力度が高い鋼材からなるＨ形断面の梁の梁端部が補剛された鉄骨梁であって、
前記梁端部のウェブに、梁の軸方向と直交し、かつ当該軸方向に所定間隔で配置された複数の縦補剛部材が設けられていることを特徴とする。

ここで、梁端部を補剛するために、当該梁端部に複数の縦補剛部材を設けるための補剛長さ（Ｌｓ）は、地震等により梁端部の塑性化が想定される範囲以上であればよく、例えば、柱の内法スパンをＬとすると、
Ｌｓ≧０．１Ｌであればよい。

本発明においては、梁端部のウェブに、梁の軸方向と直交し、かつ当該軸方向に所定間隔で配置された複数の縦補剛部材が設けられているので、これら複数の縦補剛部材が梁端部のウェブに生じる面外変形を拘束するように補剛する。これによって、曲げ圧縮側の梁端部のフランジの局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊を抑制できる。
また、梁端部のウェブに設けられた縦補剛部材がフランジに対してウェブを介して緩やかに拘束し、フランジに生じる局部座屈を許容するため、結果として梁端部の塑性化後の過度の耐力上昇に伴う梁端溶接部の破断や急激な耐荷能力の低下を抑えつつ、優れた塑性変形性能も付与できる。

また、本発明の前記構成において、フランジ幅をＢとすると、
複数の前記縦補剛部材のうちの少なくとも１つが前記梁端部から２．０Ｂ以内の距離に設けられていることが好ましい。

ここで、このように縦補剛部材の梁端部からの距離を設定したのは、複数の縦補剛部材の全てが梁端部から２．０Ｂを超えた距離に設けられている場合、梁端部のウェブに生じる面外変形を効果的に拘束できず、ウェブのクリッピング破壊が生じる虞があるからである。
また、梁端部からの少なくとも１つの縦補剛部材の距離は、梁端部を柱等に接合する際の製作上の観点から５０ｍｍ以上に設定するのが好ましい。

このような構成によれば、複数の縦補剛部材のうちの少なくとも１つが梁端部から２．０Ｂ以内の距離に設けられているので、曲げ圧縮側の梁端部のフランジの局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊をより確実に抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記縦補剛部材のうち、前記梁端部から２．０Ｂ以内の距離にある縦補剛部材は、前記ウェブの両面に設けられていることが好ましい。

このような構成によれば、梁端部のウェブの両面に設けられている縦補剛部材が当該梁端部のウェブの両面にそれぞれ生じる面外変形を拘束するので、ウェブのクリッピング破壊をより効果的に抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記梁の軸方向に隣り合う前記縦補剛部材の間隔は、２．０Ｂ以内であることが好ましい。

ここで、このように梁の軸方向に隣り合う縦補剛部材の間隔を設定したのは、隣り合う縦補剛部材の間隔が、２．０Ｂを超えた場合、梁端部のウェブに生じる面外変形を効果的に拘束できず、ウェブのクリッピング破壊が生じる虞があるからである。

このような構成によれば、梁の軸方向に隣り合う縦補剛部材の間隔が、２．０Ｂ以内であるので、これら複数の縦補剛部材が梁端部のウェブに生じる面外変形を拘束するように補剛するので、曲げ圧縮側の梁端部におけるフランジの局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊をより確実に抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記縦補剛部材の上下端部はそれぞれ前記フランジと接合されておらず、かつ前記フランジとの間に所定の隙間が設けられていることが好ましい。

ここで、縦補剛部材の上下端部とフランジとの間の所定の隙間をＳ、梁成をＨとすると、０．００５≦Ｓ／Ｈ≦０．０５（１０ｍｍ≦Ｓ≦５０ｍｍ程度）となるように、隙間Ｓを設定するのが好ましい。

このような構成によれば、縦補剛部材の上下端部がそれぞれフランジと接合されておらず、かつフランジとの間に所定の隙間が設けられているので、縦補剛部材によってフランジの局部座屈が許容される。したがって、鉄骨梁のフランジの局部座屈を緩やかに拘束して、変形能力を確保しつつ、過大な耐力上昇を抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記梁端部のウェブに、梁の軸方向に延びる横補剛部材が設けられていることが好ましい。つまり、前記梁端部のウェブに、前記複数の縦補剛部材だけでなく、梁の軸方向に延びる横補剛部材が併用して設けられていることが好ましい。また、前記横補剛部材はウェブの上下に離間して平行に複数配置してもよい。

このような構成によれば、梁端部のウェブに設けられた縦補剛部材と横補剛部材により、ウェブを拘束することができるため、ウェブに生じうる局部座屈とせん断座屈の双方に対する抑制効果をさらに高めることができる。

また、本発明の柱梁接合構造は、前記鉄骨梁が柱に接合されていることを特徴とする。

本発明においては、梁端部のウェブに設けられた複数の縦補剛部材が梁端部のウェブに生じる面外変形を拘束するように補剛するので、曲げ圧縮側の梁端部のフランジの局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊を抑制できるとともに、フランジの局部座屈を緩やかに拘束して、変形能力を確保しつつ、過大な耐力上昇を抑制できるので、鉄骨梁の耐力が過大に上昇することがない。したがって、鉄骨梁と柱との柱梁接合部の健全性を保つことができる。

本発明の前記構成において、前記鉄骨梁が、前記柱に接合された梁継手部と、当該梁継手部にスプライスプレートを介して相互に接合された梁本体部とを備え、
前記スプライスプレートが、前記縦補剛部材を兼ねた状態で、前記梁継手部のウェブと前記梁本体部のウェブとを相互に接合していてもよい。

このような構成によれば、スプライスプレートによって、梁継手部と梁本体部を容易かつ確実に接合できるととともに、曲げ圧縮側の梁端部のフランジの局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊を抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記鉄骨梁が、前記柱に前記スプライスプレートを介して相互に接合され、
前記スプライスプレートが、前記縦補剛部材を兼ねた状態で、前記柱と前記鉄骨梁のウェブとを相互に接合していてもよい。

このような構成によれば、スプライスプレートによって、柱と鉄骨梁のウェブを強固に接合できるとともに、曲げ圧縮側の梁端部のフランジの局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊を抑制できる。

本発明によれば、梁端部のウェブに、複数の縦補剛部材が所定間隔で設けられているので、これら縦補剛部材が梁端部のウェブに生じる面外変形を拘束するように補剛する。したがって、地震等により作用する水平外力に対して、ウェブのクリッピング破壊を抑制できる。

本発明の第１の実施の形態に係る柱梁接合構造を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 ＦＥＭ解析による梁端モーメントＭ／Ｍｐと部材角θ／θｐ関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係る柱梁接合構造を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る柱梁接合構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る柱梁接合構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る柱梁接合構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態に係る柱梁接合構造を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。

図１（ａ）および図１（ｂ）において、符号１は鉄骨梁を示す。この鉄骨梁１は鋼板を溶接することによって組立形成されたＨ形断面のものであり、上下一対のフランジ２，２とこれらフランジ２，２の間に当該フランジ２，２を繋げるように形成されたウェブ３とを備えている。
このような鉄骨梁１は、ウェブ３に対してフランジ２の降伏応力度が高い鋼材からなるＨ形断面の梁であり、後述するような補剛がされていない場合、特に、高強度・厚肉・広幅のフランジ２と、低強度・薄肉（幅厚比の大きい）のウェブ３との組み合せにおいて、フランジ２のＵ字形座屈に伴うウェブ３のクリッピング破壊が生じ易い。

このような、フランジ２とウェブ３との組み合わせの例としては以下の例がある。
（１）フランジの降伏応力度（ｆＦ）とウェブの降伏応力度（ｗＦ）とすると、
ｆＦ≧３８５Ｎ／ｍｍ^２、ｗＦ≦３２５Ｎ／ｍｍ^２（または、ｆＦ／ｗＦ≧３８５／３２５）。
（２）ウェブの内法高さ（ｄ）と板厚（ｔｗ）と降伏応力度（ｗＦ）の関係において、ｄ／ｔｗ≧１００√（２３５／ｗＦ）。
（３）ウェブの断面積（Ａｗ）と片側フランジの断面積（Ａｆ）の比として、
Ａｆ／Ａｗ≧１．０。
（４）ウェブの板厚（ｔｗ）とフランジの板厚（ｔｆ）の比として、
ｔｆ／ｔｗ≧３．０。

前記鉄骨梁１の梁端部は補剛部材５によって補剛されている。この補剛部材５は、縦スチフナ（縦補剛部材）６と横スチフナ（横補剛部材）７とによって構成されている。
縦スチフナ６は、鉄骨梁１の梁端部のウェブ３に設けられて、梁の軸方向（図１（ａ）において左右方向）と直交して配置されている。また、縦スチフナ６は梁の軸方向に所定間隔で２つ設けられている。
縦スチフナ６は、上下に長尺な矩形板状の鋼板で形成されていて、ウェブ３の面から外方に向けてほぼ直角に突出している。さらに、縦スチフナ６は、梁端部のウェブ３の両面にそれぞれ対向して溶接されている。つまり、縦スチフナ６はウェブ３を挟んで２対、合計４つ設けられている。
縦スチフナ６の上下端部は、フランジ２，２と接合されておらず、当該縦スチフナ６の上下端部とフランジ２，２との間には所定の隙間が設けられている。また、縦スチフナ６のウェブ３からの突出長さは、フランジ２のウェブ３からの突出長さ以下に設定されている。
なお、縦スチフナ６の上下端部は、フランジ２，２と溶接等によって接合されていなければよく、単にフランジ２，２に当接されていてもよい。

ここで、フランジ２のフランジ幅をＢとすると、梁の軸方向に隣り合う縦スチフナ６，６のうち、梁端部に近い側の第１縦スチフナ６は、梁端部から２．０Ｂ以内の距離に設けられている。つまり、梁端部と当該梁端部に近い側の第１縦スチフナ６との間の距離をＬｓ１とすると、Ｌｓ１≦２．０Ｂとなっている。
また、梁の軸方向に隣り合う第１縦スチフナ６と第２縦スチフナ６との間隔は、２．０Ｂ以内に設定されている。つまり、隣り合う縦スチフナ６，６の間隔をＬｓ２とすると、Ｌｓ２≦２．０Ｂとなっている。

ここで、ハイブリッド梁（ウェブに対してフランジの降伏応力度が高い鋼材からなるＨ形断面の梁）の梁端部の縦スチフナの補剛数（補剛間隔）を解析変数としたＦＥＭ解析を実施したので、これについて説明する。
表１に示すような解析条件で、Ｎｏ１〜Ｎｏ３の解析モデルを解析した。

ここで、Ｈ（ｍｍ）は梁成、Ｂ（ｍｍ）はフランジ幅、ｔｗ（ｍｍ）はウェブの板厚、ｔｆ（ｍｍ）は縦スチフナの板厚である。
以下，Ｎｏ１〜３で条件は共通である。
［材料特性（降伏応力度）］フランジ：ｆＦ=３８５Ｎ／ｍｍ^２、ウェブ：ｗＦ=３２５Ｎ／ｍｍ^２
［縦スチフナと梁フランジの隙間ｓ］３０ｍｍ

解析モデルは、対称性を考慮して柱内法スパンの半分のみをモデル化し、固定端とした梁部材の一端のウェブに縦スチフナおよび横スチフナによる補剛を行い、ウェブに縦スチフナおよび横スチフナによる補剛を行ってない柱内法スパンの中央に相当する他端を自由端として、自由端を載荷点とした片持ち梁の曲げ試験形式とする。
梁端のモーメントＭ、部材角θの算定式は以下のとおりである。
Ｍ＝Ｐ・（Ｌ／２）
θ＝δ／（Ｌ／２）
ここで、Ｐは載荷点荷重、δは載荷点の鉛直変位である。

解析結果は以下のとおりである。
図２に、ＦＥＭ解析による梁端モーメントＭ／Ｍｐと部材角θ／θｐとの関係を示す。縦軸、横軸はそれぞれ全塑性モーメントＭｐ、全塑性モーメント相当弾性部材角θｐで基準化している。縦スチフナの設置間隔ｌｓ＞２．０ＢとしたＮｏ１、２では、θ／θｐ＝５付近で急激な耐力低下が確認され、ウェブのクリッピング破壊に至ったが、縦スチフナの設置間隔ｌｓ≦２．０ＢとしたＮｏ３では、θ／θｐ＝１０までウェブのクリッピング破壊は生じず、本発明によるウェブのクリッピング破壊の抑制効果および塑性変形能力の改善が確認された。
したがって、上述したように、梁端部と当該梁端部に近い側の第１縦スチフナ６との間の距離をＬｓ１とすると、Ｌｓ１≦２．０Ｂとし、また、梁の軸方向に隣り合う縦第１縦スチフナ６と第２縦スチフナ６の間隔をＬｓ２とすると、Ｌｓ２≦２．０Ｂと規定した。
また、梁端部から、当該梁端部に近い側の第１縦スチフナ６の距離は、梁端部を柱等に接合する際の製作上の観点から５０ｍｍ以上に設定するのが好ましい。

また、超高層建物や大型物流倉庫等で使用されている大断面・高強度のＨ形断面梁の例として、梁成をＨとすると、８００ｍｍ≦Ｈ≦２５００ｍｍ程度とする。
また、縦スチフナ６の板厚（ｔｓ）はウェブ３の板厚（ｔｗ）に対して、０．７≦ｔｗ／ｔｓ≦１．５程度であればよい。
さらに、補剛長さ（Ｌｓ）は、梁端部の塑性化が想定される範囲以上であればよく、柱の内法スパン（Ｌ）に対してＬｓ≧０．１Ｌ程度以上あればよい。

ここで、本実施の形態では、縦スチフナ６を梁の軸方向に所定間隔で２つ設けたが、縦スチフナは３つ以上設けてもよい。このように縦スチフナを３つ以上設ける場合、補剛長さ（Ｌｓ）の区間において、等間隔で設けるのが好ましいが、必ずしも等間隔に限ることはない。このような場合においても、隣り合う縦スチフナの間隔をＬｓ２とすると、Ｌｓ２≦２．０Ｂとする。

前記横スチフナ７は、梁端部のウェブ３に設けられて、当該梁の軸方向と平行に配置されている。横スチフナ７は、左右に長尺な矩形板状の鋼板で形成されていて、ウェブ３の面から外方に向けてほぼ直角に突出している。さらに、横スチフナ７は、ウェブ３の両面にそれぞれ対向して溶接されている。
横スチフナ７はウェブ３の上下方向中央部において、梁端部に近い側の第１縦スチフナ６を挟むようにして２つ配置されており、梁端部に近い側の横スチフナ７の左端部と柱１０との間には、製作上および施工上で生じる寸法誤差を吸収するためや製作性および施工性の観点から隙間が設けられ、同横スチフナ７の右端部は、梁端部から近い側の第１縦スチフナ６の上下方向中央部に当接されるか、または溶接等によって接合されている。また、梁端部から遠い側の横スチフナ７の左端部は梁端部から近い側の第１縦スチフナ６の上下方向中央部に当接されるか、または溶接等によって接合され、同横スチフナ７の右端部は梁端部から遠い側の第２縦スチフナ６の上下方向中央部に当接されるか、または溶接等によって接合されている。このように、横スチフナ７はウェブ３の端部に当該ウェブ３を挟んで合計で４つ設けられている。
また、横スチフナ７のウェブ３からの突出長さは、縦スチフナ６のウェブ３からの突出長さと等しく設定されている。

前記構成の鉄骨梁１は、柱１０に接合されている。柱１０はどのような構造のものでもよいが、本実施の形態では、例えば筒状の鋼管柱１０によって構成されている。そして、鉄骨梁１の端部は柱１０の外面に直接溶接等によって接合されるか、柱１０に形成された仕口部を介して溶接やボルト接合等によって接合されている。
なお、鉄骨柱１０が接合される柱としては、Ｈ形、箱形、円形等の断面形状の鋼柱だけでなく、箱形や円形の鋼管の内部にコンクリートを充填したコンクリート充填鋼管柱や、鉄骨鉄筋コンクリート柱等が望ましい。

本実施の形態によれば、梁端部のウェブ３に、梁の軸方向と直交し、かつ当該軸方向に所定間隔で配置された複数（２つ）の縦スチフナ（縦補剛部材）６が設けられているので、これら複数の縦スチフナ６が梁端部のウェブ３に生じる面外変形を拘束するように補剛する。これによって、曲げ圧縮側の梁端部のフランジ２の局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊を抑制でき、さらに、梁端部のウェブ３の両面に設けられている縦スチフナ６が当該梁端部のウェブ３の両面にそれぞれ生じる面外変形を拘束するので、ウェブ３のクリッピング破壊をより効果的に抑制できる。

また、梁端部のウェブ３に設けられた縦スチフナ６および横スチフナ７がフランジ２に対してウェブ３を介して緩やかに拘束し、フランジ２に生じる局部座屈を許容するため、結果として梁端部の塑性化後の過度の耐力上昇に伴う梁端溶接部の破断による急激な耐荷能力の低下を抑えつつ、優れた塑性変形性能も付与できる。したがって、鉄骨梁１と柱１０との柱梁接合部の健全性を保つことができる。
さらに、このような構成の鉄骨梁１および柱梁接合構造では、梁端部のウェブ３に設けられた補剛部材５が縦スチフナ６および横スチフナ７により構成されているため、これらのスチフナ６，７の併用によりウェブ３の局部座屈とせん断座屈の双方に対する抑制効果を高めることができる。

また、縦スチフナ６，６のうちの梁端部から近い側の第１縦スチフナ６が梁端部から２．０Ｂ以内の距離に設けられているので、曲げ圧縮側の梁端部のフランジの局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊をより確実に抑制できる。
さらに、梁の軸方向に隣り合う縦スチフナ６，６の間隔が、２．０Ｂ以内であるので、これら縦スチフナ６，６が梁端部のウェブに生じる面外変形を拘束するように補剛する。したがって、曲げ圧縮側の梁端部におけるフランジの局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊をより確実に抑制できる。

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係る柱梁接合構造を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
この図に示す鉄骨梁１が第１の実施の形態の鉄骨梁１と異なる点は、横スチフナ７がウェブ３の両面において、それぞれ４つずつ配置されている点であり、他の構成は図１に示すものと等しいので、共通部分には同一符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態では、ウェブ３の両面においてそれぞれ梁の軸方向に配置されている２つの横スチフナ７，７が上下に離間して平行に配置されている。ウェブ３の両面において、当該ウェブ３の上下の長さを３等分した位置において、４つの横スチフナ７，７が設けられているので、横スチフナ７は合計８つ設けられている。
このような構成の鉄骨梁１および柱梁接合構造では、前記鉄骨梁１および柱梁接合構造と同様の効果が得られる他、横スチフナ７がウェブ３の両面においてそれぞれ４つ、合計で８つあるので、図１に示すものに比して、ウェブ３の局部座屈やせん断座屈に対しての効果が大きくなる。

（第３の実施の形態）
図４は第３の実施の形態に係る柱梁接合構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
なお、図１および図３に示す柱梁接合構造と共通の構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

本実施の形態では、鉄骨梁１は、柱１０に溶接等によって接合された梁継手部１ａと、当該梁継手部１ａにスプライスプレート１５およびフランジ接合部材１６を介して相互に接合された梁本体部１ｂとを備えている。
梁継手部１ａと梁本体部１ｂとは、それぞれのフランジ２ａ，２ｂどうし、およびウェブ３ａ，３ｂどうしが突き合わされた状態で、フランジ接合部材１６およびスプライスプレート１５によって接合されている。
フランジ２ａ，２ｂは上下のフランジ接合部材１６，１６によって挟み付けられたうえでボルト接合され、ウェブ３ａ，３ｂは表裏のスプライスプレート１５，１５によって挟み付けられたうえでボルト接合されている。なお、本実施の形態では、フランジ２ａ，２ｂによって鉄骨梁１のフランジ２が構成され、ウェブ３ａ，３ｂによって同鉄骨梁１のウェブ３が構成されている。

また、スプライスプレート１５は、縦補剛部材を兼ねた状態で、梁継手部１ａのウェブ３ａと梁本体部１ｂのウェブ３ｂとを相互に接合している。つまり、本実施の形態では、図１に示す第１縦スチフナ６をスプライスプレート１５によって代用しており、鉄骨梁１の端部は、縦補剛部材としてのスプライスプレート１５、縦スチフナ６と、横スチフナ７によって補剛されている。
また、フランジ２ａ，２ｂのフランジ幅をＢとすると、スプライスプレート１５は、梁端部から２．０Ｂ以内の距離に設けられている。つまり、梁端部とスプライスプレート１５の中央部（梁に軸方向の中央部）との距離をＬｓ１とすると、Ｌｓ１≦２．０Ｂとなっている。
また、スプライスプレート１５の中央部と、第２縦スチフナ６との間隔は、２．０Ｂ以内に設定されている。つまり、スプライスプレート１５の中央部と第２縦スチフナ６との間隔をＬｓ２とすると、Ｌｓ２≦２．０Ｂとなっている。
また、スプライスプレート１５の上下端部は、フランジ２ａ，２ｂと接合されておらず、当該スプライスプレート１５の上下端部とフランジ２ａ，２ｂとの間には所定の隙間が設けられている。

また、梁継手部１ａのウェブ３ａの両面において２つの横スチフナ７，７が上下に離間して平行に配置されており、柱１０と当該横スチフナ７の左端部との間、および同横スチフナ７の右端部とスプライスプレート１５との間には、製作上および施工上で生じる寸法誤差を吸収するためや製作性および施工性の観点からそれぞれ隙間が設けられている。
また、梁本体部１ｂのウェブ３ｂの両面において２つの横スチフナ７，７が上下に離間して平行に配置されており、当該横スチフナ７の左端部と、スプライスプレート１５との間には隙間が設けられている。また、当該横スチフナ７の右端部は縦スチフナ６に当接されるか、または溶接等によって接合されている。

本実施の形態によれば、スプライスプレート１５によって、梁継手部１ａと梁本体部１ｂとを容易かつ確実に接合できるととともに、スプライスプレート１５および縦スチフナ６が梁端部のウェブ３に生じる面外変形を拘束するように補剛するので、曲げ圧縮側の梁端部のフランジ２の局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊を抑制できる。

また、梁端部のウェブ３に設けられたスプライスプレート１５、縦スチフナ６および横スチフナ７がフランジ２に対してウェブ３を介して緩やかに拘束し、フランジ２に生じる局部座屈を許容するため、結果として梁端部の塑性化後の過度の耐力上昇に伴う梁端溶接部の破断や急激な耐荷能力の低下を抑えつつ、優れた塑性変形性能も付与できる。
したがって、鉄骨梁１と柱１０との柱梁接合部の健全性を保つことができる。
さらに、このような構成の鉄骨梁１および柱梁接合構造では、梁端部のウェブ３に設けられた補剛部材５がスプライスプレート１５、縦スチフナ６および横スチフナ７により構成されているため、これらのスプライスプレート１５、スチフナ６，７の併用によりウェブ３の局部座屈とせん断座屈の双方に対する抑制効果を高めることができる。

（第４の実施の形態）
図５は第４の実施の形態に係る柱梁接合構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
なお、図１、図３および図４に示す柱梁接合構造と共通の構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

本実施の形態では、鉄骨梁１は、柱１０に溶接等によって接合された梁継手部１ｃと、当該梁継手部１ｃにスプライスプレート１５およびフランジ接合部材１６を介して相互に接合された梁本体部１ｄとを備えている。
第３の実施の形態では、梁継手部１ａと梁本体部１ｂの端部とによって、鉄骨梁１の梁端部が構成されているのに対し、本実施の形態では、梁継手部１ｃによって鉄骨梁１の梁端部が構成されている。したがって、本実施の形態における梁継手部１ｃは、第３の実施の形態における梁継手部１ａより軸方向の長さが長くなっている。

梁継手部１ｃと梁本体部１ｂとは、それぞれのフランジ２ｃ，２ｄどうし、およびウェブ３ｃ，３ｄどうしが突き合わされた状態で、フランジ接合部材１６およびスプライスプレート１５によって接合されている。
フランジ２ｃ，２ｄは上下のフランジ接合部材１６，１６によって挟み付けられたうえでボルト接合され、ウェブ３ｃ，３ｄは表裏のスプライスプレート１５，１５によって挟み付けられたうえでボルト接合されている。なお、本実施の形態では、フランジ２ｃ，２ｄによって鉄骨梁１のフランジ２が構成され、ウェブ３ｃ，３ｄによって同鉄骨梁１のウェブ３が構成されている。

また、スプライスプレート１５は、縦補剛部材を兼ねた状態で、梁継手部１ｃのウェブ３ｃと梁本体部１ｄのウェブ３ｄとを相互に接合している。つまり、本実施の形態では、図１に示す第２縦スチフナ６をスプライスプレート１５によって代用しており、鉄骨梁１の端部は、縦補剛部材としてのスプライスプレート１５、縦スチフナ６と、横スチフナ７によって補剛されている。

また、フランジ２ｃ，２ｄのフランジ幅をＢとすると、第１縦スチフナ６は梁端部から２．０Ｂ以内の距離に設けられている。つまり、梁端部と第１縦スチフナ６の距離をＬｓ１とすると、Ｌｓ１≦２．０Ｂとなっている。
また、第１縦スチフナ６とスプライスプレート１５の中央部との間隔は、２．０Ｂ以内に設定されている。つまり、第１縦スチフナ６とスプライスプレート１５の中央部との間隔をＬｓ２とすると、Ｌｓ２≦２．０Ｂとなっている。
また、スプライスプレート１５の上下端部は、フランジ２ｃ，２ｄと接合されておらず、当該スプライスプレート１５の上下端部とフランジ２ｃ，２ｄとの間には所定の隙間が設けられている。

また、ウェブ３ｃの両面においてそれぞれ梁の軸方向に配置されている２つの横スチフナ７，７が上下に離間して平行に配置されている。ウェブ３の上下の長さを３等分した位置において、４つの横スチフナ７，７が設けられている。
梁の軸方向において、横スチフナ７は縦スチフナ６を挟むようにして２つ配置されており、梁端部に近い側の横スチフナ７の左端部と柱１０との間には、製作上および施工上で生じる寸法誤差を吸収するためや製作性および施工性の観点から隙間が設けられ、同横スチフナ７の右端部は、縦スチフナ６に当接されるか、または溶接等によって接合されている。また、梁端部から遠い側の横スチフナ７の左端部は縦スチフナ６に当接されるか、または溶接等によって接合され、同横スチフナ７の右端部とスプライスプレート１５との間には、製作上および施工上で生じる寸法誤差を吸収するためや製作性および施工性の観点から隙間が設けられている。

本実施の形態によれば、第３の実施の形態と同様に、スプライスプレート１５によって、梁継手部１ｃと梁本体部１ｄとを容易かつ確実に接合できるととともに、縦スチフナ６およびスプライスプレート１５が梁端部のウェブ３ｃに生じる面外変形を拘束するように補剛するので、曲げ圧縮側の梁端部のフランジ２の局部座屈による部材の急激な耐力低下を伴うウェブのクリッピング破壊を抑制できる。

また、梁端部のウェブ３（３ｃ）に設けられたスプライスプレート１５、縦スチフナ６および横スチフナ７がフランジ２に対してウェブ３を介して緩やかに拘束し、フランジ２に生じる局部座屈を許容するため、結果として梁端部の塑性化後の過度の耐力上昇に伴う梁端溶接部の破断や急激な耐荷能力の低下を抑えつつ、優れた塑性変形性能も付与できる。
したがって、鉄骨梁１と柱１０との柱梁接合部の健全性を保つことができる。
さらに、このような構成の鉄骨梁１および柱梁接合構造では、梁端部のウェブ３に設けられた補剛部材５がスプライスプレート１５、縦スチフナ６および横スチフナ７により構成されているため、これらのスプライスプレート１５、スチフナ６，７の併用によりウェブ３の局部座屈とせん断座屈の双方に対する抑制効果を高めることができる。

（第５の実施の形態）
図６は第５の実施の形態に係る柱梁接合構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
この図に示す鉄骨梁１が図３に示す鉄骨梁１と異なる点は、鉄骨梁１のウェブ３の端部が柱１０にスプライスプレート１５ａによって接合されている点であり、他の構成は図３に示すものと等しいので、共通部分には同一符号を付してその説明を省略する。

スプライスプレート１５ａは、前記スプライスプレート１５より梁の軸方向における幅が略半分の長さとなっており、このスプライスプレート１５ａは、ウェブ３の片面側において当該ウェブ３にボルト接合されている。また、スプライスプレート１５ａは、建設現場において溶接等によって柱１０に接合されている。
このような構成の鉄骨梁１および柱梁接合構造では、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、柱１０と鉄骨梁１を強固に接合できるという利点がある。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

１ 鉄骨梁
１ａ，１ｃ 梁継手部
１ｂ，１ｄ 梁本体部
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ フランジ
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ ウェブ
５ 補剛部材
６ 縦スチフナ（縦補剛部材）
７ 横スチフナ（横補剛部材）
１０ 柱
１５ スプライスプレート
１６ フランジ接合部材

Claims (9)

1. ウェブに対してフランジの降伏応力度が高い鋼材からなるＨ形断面の梁の梁端部が補剛された鉄骨梁であって、
   前記梁端部のウェブに、梁の軸方向と直交し、かつ当該軸方向に所定間隔で配置された複数の縦補剛部材が設けられていることを特徴とする鉄骨梁。
2. フランジ幅をＢとすると、
   複数の前記縦補剛部材のうちの少なくとも１つが前記梁端部から２．０Ｂ以内の距離に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨梁。
3. 前記縦補剛部材のうち、前記梁端部から２．０Ｂ以内の距離にある縦補剛部材は、前記ウェブの両面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の鉄骨梁。
4. フランジ幅をＢとすると、
   前記梁の軸方向に隣り合う前記縦補剛部材の間隔は、２．０Ｂ以内であることを特徴する請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄骨梁。
5. 前記縦補剛部材の上下端部はそれぞれ前記フランジと接合されておらず、かつ前記フランジとの間に所定の隙間が設けられていること特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄骨梁。
6. 前記梁端部のウェブに、梁の軸方向に延びる横補剛部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の鉄骨梁。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の鉄骨梁が柱に接合されていることを特徴とする柱梁接合構造。
8. 前記鉄骨梁が、前記柱に接合された梁継手部と、当該梁継手部にスプライスプレートを介して相互に接合された梁本体部とを備え、
   前記スプライスプレートが、前記縦補剛部材を兼ねた状態で、前記梁継手部のウェブと前記梁本体部のウェブとを相互に接合していることを特徴とする請求項７に記載の柱梁接合構造。
9. 前記鉄骨梁が、前記柱に前記スプライスプレートを介して相互に接合され、
   前記スプライスプレートが、前記縦補剛部材を兼ねた状態で、前記柱と前記鉄骨梁のウェブとを相互に接合していることを特徴とする請求項７に記載の柱梁接合構造。

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