JP5490551B2 - システム建築用の柱梁接合部 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管からなる柱と形鋼からなる梁と当該梁と前記柱とを接合するダイアフラムおよび複数の高力ボルトを構成要素とするシステム建築用の柱梁接合部に関し、鋼管からなる柱にＨ形鋼からなる梁を現地で高力ボルトのみで容易に接合することができる。

出願人は、柱、梁、屋根材および壁材などの建物を構成する部材の寸法や形状、他の部材とのディテール、施工方法などをあらかじめ決定し、統一することにより、営業、設計から工場製作・施工まで、すべての建築生産プロセスを標準化して、短工期かつ低コストで高品質の鉄骨構造建築物を提供するシステム建築を開発し、これまで様々な建物の建設において成果を上げている。

ところで、角形鋼管からなる柱にＨ形鋼からなる梁を接合する方法として、ダイアフラムを介して接合する方法が知られ、そのうち特に柱の梁との接合部にダイアフラムを貫通させて設置する梁通し形式が一般に知られている。

即ち、柱の梁との接合部に柱を貫通して設置された上下ダイアフラムに梁の上下フランジを複数の接合プレートと複数の高力ボルトによってそれぞれボルト締結することにより角形鋼管からなる柱の側部にＨ形鋼からなる梁の端部が接合されている。

特開平１１−２９３７６８号公報 特開２００４−３２４３６１号公報 特開２００４−１１６０８０号公報

しかし、これまでの梁通し形式では、梁がダイアフラムに複数の接合プレートと高力ボルトによって接合されているため、接合プレートを必要とする上に接合プレートをダイアフラム側と梁側の両方にボルト締結する必要があり、接合作業が非常に煩わしい等の課題があった。

また、ダイアフラムは、接合部の形態により様々な形状および寸法に形成されているため、ダイアフラムの製作がきわめて面倒で製作コストも嵩む等の課題があった。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、ダイアフラムの製作が容易で、かつ高力ボルトのみを使用し、接合プレートを使用しないで柱と梁を容易に接合できるシステム建築用の柱梁接合部を提供することを目的とするものである。

請求項１記載のシステム建築用の柱梁接合部は、鋼管からなる柱とＨ形鋼からなる梁と当該梁と前記柱とを接合する上下ダイアフラムおよび複数の高力ボルトとからなるシステム建築用の柱梁接合部において、前記上ダイアフラムは前記柱の外径よりわずかに大きく形成され、前記梁の上フランジとほぼ同じ高さにおいて前記柱を貫通し、かつ前記柱に溶接されたダイアフラム本体部と、当該ダイアフラム本体部より前記梁の上フランジの上側に沿って梁の軸方向に対称に延長された継手部とから形成され、前記下ダイアフラムは前記柱の外径よりわずかに大きく形成され、前記梁の下フランジとほぼ同じ高さにおいて前記柱を貫通し、かつ前記柱に溶接されたダイアフラム本体部と、当該ダイアフラム本体部より前記梁の下フランジの下側に沿って梁の軸方向に延長された継手部とから形成され、かつ前記上ダイアフラムの継手部は前記梁の上フランジの上側に、前記下ダイアフラムの継手部は前記梁の下フランジの下側にそれぞれ複数の高力ボルトによって接合されてなることを特徴とするものである。

本発明は、柱の梁接合部を貫通して設置された上下ダイアフラム端部の延長部に梁の上下フランジの端部をそれぞれ直接複数の高力ボルトで接合することにより、接合プレートを使用せずに柱と梁とを容易に接合できるようにしたものである。また、ダイアフラムの形状を数種類に統一することによりダイアフラムの製作を容易にすると共に製作コストの低減を図るようにしたものである。

ダイアフラムの形状としては、接合部の形態により平面に見てＩ字型状(図２参照)、十字型状(図４(ｃ)参照)、Ｔ字型状(図５(ａ)参照)およびＬ字型状(図５(ｂ)参照)などのきわめて単純な形状に統一することができ、接合部の形態に応じて使い分ければよい。また、ダイアフラムは、柱の製作時に工場などで予め取り付けておくこともできる。さらに、角形鋼管、円形鋼管のいずれの鋼管からなる柱にも利用することができる。

請求項２記載のシステム建築用の柱梁接合部は、請求項１記載のシステム建築用の柱梁接合部において、下ダイアフラムの継手部の下側に補強プレートが鉛直に設置されていることを特徴とするものである。

下ダイアフラムを補強プレートによって補強することにより、下ダイアフラムのせん断耐力を高めることができ、また現地で鉄骨を組み立てる際、例えば梁を載せた際の衝撃などでダイフラムの延長部の笠折れを防止することができる。補強プレートは、矩形板状または三角形板状に形成し、また一枚乃至数枚を梁の長手方向に平行に取り付けてもよい。

本発明は、柱の梁接合部を貫通して設置された上下ダイアフラムの端部の延長部に梁の上下フランジの端部をそれぞれ直接複数の高力ボルトで接合することにより、現場施工の省力化、工期短縮、さらにはコスト削減等を図ることができる。また、ダイアフラムの形状を数種類に統一し、接合部の形態に応じて使い分けることにより、ダイアフラムを容易に製作することができ、コスト削減等が図れる。

角形鋼管からなる柱の梁接合部にＨ形鋼からなる梁がダイアフラムを介して接合されたシステム建築用の柱梁接合部を示し、(ａ)は側面図、(ｂ)は(ａ)におけるイ−イ線断面図、(ｃ)は(ａ)におけるロ−ロ線断面図である。 図１におけるダイアフラムの平面図である。 角形鋼管からなる柱の梁接合部にＨ形鋼からなる梁がダイアフラムを介して接合されたシステム建築用の柱梁接合部のうち、補強プレートにより下ダイアフラムを補強している形態を示し、(ａ)は側面図、(ｂ)は(ａ)におけるイ−イ線断面図である。 角形鋼管からなる柱の梁接合部にＨ形鋼からなる梁がダイアフラムを介して接合されたシステム建築用の柱梁接合部のうち、柱と当該柱の四方に配置された各梁との接合形態を示し、(ａ)は側面図、(ｂ)は(ａ)におけるイ−イ線断面図、(ｃ)は(ａ)におけるロ−ロ線断面図である。 角形鋼管からなる柱の梁接合部にＨ形鋼からなる梁がダイアフラムを介して接合されたシステム建築用の柱梁接合部を示し、(ａ)は柱と柱の三方向に配置された各梁との接合部を示す横断面図、(ｂ)は柱と柱の隣り合う二方向に配置された各梁との接合部を示す横断面図である。

図１〜図３は、本発明の一実施形態を示し、図において、角形鋼管からなる柱１の梁２との接合部にＨ形鋼からなる梁２が上下ダイアフラム３，３と複数の高力ボルト４によって接合されている。

上下ダイアフラム３，３は、梁２の上下フランジ２ａ，２ａとほぼ同じ高さの位置において柱１の梁接合部をそれぞれ水平に貫通して配置されている。

上フランジ３は、梁２の上フランジ２ａの上側に沿って梁２の軸方向に所定長水平に延長され、下ダイアフラム３は梁２の下フランジ２ａの下側に沿って梁２の軸方向に所定長水平に延長されている。

また、上下いずれのダイアフラム３においても、柱１を貫通する部分はダイアフラム３の本体部３ａを形成し、柱１の両側に水平に延長された部分は梁２の継手部３ｂを形成している。

ダイアフラム本体部３ａは、柱１の外径よりやや大きい寸法の正方形板状に形成され、その周縁部が柱１の外周に少し突出した状態で柱１に一体に溶接されている。また、強度的に特に問題がない場合には本体部３ａに貫通孔を形成することにより軽量化と材料の節約化が図られている。

継手部３ｂは、梁２の上下フランジ２ａとほぼ同一幅か、それよりやや幅広な長方形板状に形成され、かつダイアフラム本体部３ａの両端部に柱１を挟んで対称にかつ梁２の軸方向に水平に延長されている。継手部３ｂには複数のボルト孔３ｃが形成されている。

そして、上ダイアフラム３の継手部３ｂに梁２の上フランジ２ａが継手部３ｂのボルト孔３ｃを貫通する複数の高力ボルト４によって接合され、下ダイアフラム３の継手部３ｂに梁２の下フランジ２ａが継手部３ｂのボルト孔３ｃを貫通する複数の高力ボルト４によって接合されている。

図３(ａ)，(ｂ)は、本発明の他の実施形態を示し、下ダイアフラム３の継手部３ｂの下側に補強プレート５が取り付けられている。

補強プレート５は矩形板状(または三角形板状)に形成されている。また、補強プレート５は、梁２のウェブ２ｂと対応する位置に鉛直に設置され、かつ下ダイアフラム３と柱１にそれぞれ溶接することにより取り付けられている。なお、補強プレート５は必要により複数取り付けられてもよい。

この実施形態によれば、下ダイアフラム３のせん断耐力を高めることができ、また、現地における組立時の下ダイアフラム３の笠折れを防止することができる。

図４と図５は、同じく本発明の他の実施形態を示し、図４は角形鋼管からなる柱１とその四方向に配置されたＨ形鋼からなる各梁２がダイアフラム３を介して接合された柱梁接合部を示し、この場合、ダイアフラム３は平面に見てほぼ十字型に形成されている。

また、図５(ａ)は角形鋼管からなる柱１とその三方向に配置されたＨ形鋼からなる各梁２がダイアフラム３を介して接合された柱梁接合部を示し、この場合、ダイアフラム３は平面に見てほぼＴ字型に形成されている。

そして、図５(ｂ)は角形鋼管からなる柱１とその二方向に配置されたＨ形鋼からなる各梁２がダイアフラム３を介して接合された柱梁接合部を示し、この場合、ダイアフラム３は平面に見てほぼＬ字型に形成されている。

いずれの場合も、柱１に溶接されたダイアフラム本体部３ａと梁２の上下フランジ２ａにボルト締結された継手部３ｂとから形成され、またダイアフラム本体部３ａと継手部３ｂは平面に見て製作容易なようにそれぞれ矩形状に形成され、また特に、柱１に円形鋼管が用いられているときは、ダイアフラム本体部３ａは、柱１の断面形状に合せて円形とすればよい。

さらに、ダイアフラム本体部３ａと継手部３ｂの横幅(梁直角方向の幅)は、ダイアフラム本体部３ａ側に合せて同じ幅に形成してもよい。

本発明は、角形鋼管からなる柱にＨ形鋼からなる梁を容易に接合することができる。

１ 角形鋼管からなる柱
２ Ｈ形鋼からなる梁
２ａ フランジ
２ｂ ウェブ
３ ダイアフラム
３ａ ダイアフラム本体部
３ｂ 継手部
３ｃ ボルト孔
４ 高力ボルト
５ 補強プレート

Claims (2)

1. 鋼管からなる柱とＨ形鋼からなる梁と当該梁と前記柱とを接合する上下ダイアフラムおよび複数の高力ボルトとからなるシステム建築用の柱梁接合部において、前記上ダイアフラムは前記柱の外径よりわずかに大きく形成され、前記梁の上フランジとほぼ同じ高さにおいて前記柱を貫通し、かつ前記柱に溶接されたダイアフラム本体部と、当該ダイアフラム本体部より前記梁の上フランジの上側に沿って梁の軸方向に延長された継手部とから形成され、前記下ダイアフラムは前記柱の外径よりわずかに大きく形成され、前記梁の下フランジとほぼ同じ高さにおいて前記柱を貫通し、かつ前記柱に溶接されたダイアフラム本体部と、当該ダイアフラム本体部より前記梁の下フランジの下側に沿って梁の軸方向に延長された継手部とから形成され、かつ前記上ダイアフラムの継手部は前記梁の上フランジの上側に、前記下ダイアフラムの継手部は前記梁の下フランジの下側にそれぞれ複数の高力ボルトによって接合されてなることを特徴とするシステム建築用の柱梁接合部。
2. 請求項１記載のシステム建築用の柱梁接合部において、下ダイアフラムの継手部の下側に補強プレートが鉛直に設置されていることを特徴とするシステム建築用の柱梁接合部。

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