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JP7542019B2 - Steel beam-column joint structure - Google Patents

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JP7542019B2
JP7542019B2 JP2022000657A JP2022000657A JP7542019B2 JP 7542019 B2 JP7542019 B2 JP 7542019B2 JP 2022000657 A JP2022000657 A JP 2022000657A JP 2022000657 A JP2022000657 A JP 2022000657A JP 7542019 B2 JP7542019 B2 JP 7542019B2
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  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)

Description

本発明は、鉄骨柱に柱幅より幅の狭い鉄骨梁を接続させる鉄骨柱梁接合構造に関するものである。 The present invention relates to a steel column-beam joint structure that connects a steel beam, the width of which is narrower than the width of the column, to a steel column.

鉄骨造建築物では、特許文献1の図7に開示されているように、柱梁接合部に通しダイアフラムを配置する工法が知られている。また、一般的な通しダイアフラム形式の在来工法における柱梁接合部では、通しダイアフラムと梁状の短梁ブラケットのフランジとが完全溶け込み溶接で接合されている。さらに、柱スキンプレートと短梁ブラケットのウェブとが、隅肉溶接で接合されている。そして、スプライスプレートを介して、短梁ブラケットと梁部材とが高力ボルトによって接合されている。 As shown in Figure 7 of Patent Document 1, a method of placing a through diaphragm at a column-beam joint is known for steel-framed buildings. In addition, in a column-beam joint in a typical through diaphragm-type conventional method, the through diaphragm and the flange of the beam-shaped short beam bracket are joined by full penetration welding. Furthermore, the column skin plate and the web of the short beam bracket are joined by fillet welding. The short beam bracket and the beam member are then joined by high-strength bolts via a splice plate.

こうした在来工法では、鉄骨製作工場において、柱と短梁ブラケットとが溶接された出来姿の状態になるまでの製作が行われる。すなわち、上記した溶接作業は鉄骨製作工場で行われ、高力ボルトによる接合作業は工事現場で行われることになる。完全溶け込み溶接は、フランジが破断に至るまで、フランジに生じる応力を通しダイアフラムに伝達できる点で非常に優れた溶接方法である。一方で、高い性能が要求されることから、溶接部の品質を確保するために、高度な技術を要する溶接工の確保や、溶接部全数の超音波探傷試験(UT試験)による欠陥の有無の確認など、高度な品質管理が求められている。 In this conventional method, the columns and short beam brackets are welded together to create the finished product at a steel frame manufacturing factory. In other words, the above-mentioned welding work is carried out at the steel frame manufacturing factory, and the joining work using high-strength bolts is carried out at the construction site. Full penetration welding is an extremely excellent welding method in that it can transmit the stress generated in the flange to the diaphragm until the flange breaks. However, since high performance is required, advanced quality control is required to ensure the quality of the welds, such as securing highly skilled welders and conducting ultrasonic testing (UT testing) on all welds to check for defects.

ここで、在来工法における梁の塑性化領域は、柱と接する梁部材の梁端が塑性化領域の起点となり、梁部材の変形の進展に伴って、梁端から梁部材中央側に向かって塑性化領域が形成されることになる。すなわち、一般に地震時に梁に生じる曲げモーメントが最も大きい部位に、高度な品質管理が要求される完全溶け込み溶接を用いていることになる。 In conventional construction methods, the plastic region of a beam begins at the end of the beam member that contacts the column, and as the deformation of the beam member progresses, the plastic region forms from the end of the beam toward the center of the beam member. In other words, full penetration welding, which requires a high level of quality control, is used in the area where the bending moment generated in the beam during an earthquake is generally the largest.

一方、特許文献1では、柱から最も遠い高力ボルト接合のボルト孔位置(以下、「第1ボルト位置」という。)が塑性化領域の起点となるように、通しダイアフラムの幅を数式によって規定した発明が開示されている。すなわち地震荷重時に、梁側のみを塑性化させて、通しダイアフラムのブラケット側を弾性内に抑える崩壊機構とすることで、地震後において、梁部のみを補修などして大掛かりな復旧工事が不要となるようにしている。ここで、特許文献1の柱梁接合部のスプライスプレートは、継手全長に渡って同一幅の長方形板状となっている。 Meanwhile, Patent Document 1 discloses an invention in which the width of the through diaphragm is defined by a formula so that the bolt hole position of the high-strength bolt joint farthest from the column (hereinafter referred to as the "first bolt position") becomes the starting point of the plasticity region. In other words, when an earthquake load is applied, only the beam side is plasticized, creating a collapse mechanism that holds the bracket side of the through diaphragm within an elastic range, making it unnecessary to carry out large-scale restoration work by repairing only the beam portion after an earthquake. Here, the splice plate of the column-beam joint in Patent Document 1 is a rectangular plate of the same width over the entire length of the joint.

また、特許文献2にも通しダイアフラム形式の柱梁接合部の発明が開示されているが、通しダイアフラムの幅に関する具体的な規定は開示されていない。 Patent Document 2 also discloses an invention for a through-diaphragm type column-beam joint, but does not disclose any specific regulations regarding the width of the through-diaphragm.

特許第4770096号公報Patent No. 4770096 特開2020-94344号公報JP 2020-94344 A

しかしながら、特許文献1に記載されている数式によって通しダイアフラムの幅を規定したことで想定される崩壊機構は、梁の第1ボルト位置の降伏が必ず先行するための条件が課されていない、梁の塑性変形能力を確保するための条件が課されていない、スプライスプレートが継手全長に渡って同一幅となっているなどの理由から、想定した設計通りに進行するかどうかの疑問が残る。また、特許文献2には、通しダイアフラムの幅に関する規定がない。 However, the collapse mechanism assumed by specifying the width of the through diaphragm using the formula described in Patent Document 1 leaves doubts as to whether it will proceed as expected due to reasons such as the fact that no condition is imposed to ensure that the beam's first bolt position always yields first, no condition is imposed to ensure the beam's plastic deformation capacity, and the splice plate has the same width over the entire length of the joint. Furthermore, Patent Document 2 does not specify the width of the through diaphragm.

そこで本発明は、鉄骨梁に設計通りの塑性化領域が形成されるように、通しダイアフラムの必要幅を規定した鉄骨柱梁接合構造を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention aims to provide a steel beam-column joint structure in which the required width of the through diaphragm is specified so that a plastic region is formed in the steel beam as designed.

前記目的を達成するために、本発明の鉄骨柱梁接合構造は、鉄骨柱に柱幅より幅の狭い鉄骨梁を接続させる鉄骨柱梁接合構造であって、前記鉄骨柱の内部を貫通して外部に張り出されるブラケット部を有する通しダイアフラムと、鉄骨柱側が拡幅されて鉄骨梁側が梁幅に形成されるスプライスプレートと、前記スプライスプレートの前記鉄骨柱側の端部を前記ブラケット部に接合させるとともに、前記スプライスプレートの前記鉄骨梁側の端部を前記鉄骨梁に接合させる複数の高力ボルトとを備え、前記通しダイアフラムの必要幅が以下の式で規定されることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned objective, the steel column beam joint structure of the present invention is a steel column beam joint structure that connects a steel column to a steel beam that is narrower than the column width, and is characterized in that it comprises a through diaphragm with a bracket portion that penetrates the inside of the steel column and protrudes to the outside, a splice plate that widens the steel column side and forms the steel beam side to the beam width, and a plurality of high-strength bolts that join the steel column side end of the splice plate to the bracket portion and join the steel beam side end of the splice plate to the steel beam, and the required width of the through diaphragm is defined by the following formula.

ここで、前記スプライスプレートの拡幅側の幅は、前記鉄骨柱から最も遠い前記高力ボルトによる高力ボルト接合のボルト孔位置において前記鉄骨梁が降伏する時に降伏せず、かつ前記鉄骨梁が全塑性に至るまで破断しないように設定される構成とすることができる。また、前記スプライスプレートの梁幅側に配置された前記高力ボルトの接合箇所よりも前記鉄骨梁側に塑性化領域が形成されるようにすることができる。 The width of the widening side of the splice plate can be set so that it does not yield when the steel beam yields at the bolt hole position of the high-strength bolt joint by the high-strength bolt farthest from the steel column, and does not break until the steel beam becomes fully plastic. Also, a plasticized region can be formed on the steel beam side of the joint point of the high-strength bolt arranged on the beam width side of the splice plate.

このように構成された本発明の鉄骨柱梁接合構造は、鉄骨梁に設計通りの塑性化領域が形成されるように、通しダイアフラムの必要幅を数式で規定している。さらに、スプライスプレートを拡幅して、継手部に充分な剛性及び耐力を付与することで、確実に第1ボルト位置で鉄骨梁が全塑性に至ることになり、鉄骨梁の所定の塑性変形能力を発揮させることができる。 In the steel beam-column joint structure of the present invention configured in this way, the necessary width of the through diaphragm is mathematically defined so that the designed plastic region is formed in the steel beam. Furthermore, by widening the splice plate and imparting sufficient rigidity and strength to the joint, the steel beam is ensured to reach full plasticity at the first bolt position, allowing the steel beam to exert its specified plastic deformation capacity.

本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造の構成を示した斜視図である。1 is a perspective view showing the configuration of a steel beam-column joint structure according to the present embodiment. FIG. 鉄骨柱と通しダイアフラムの構成を示した斜視図である。This is an oblique view showing the configuration of a steel column and a through diaphragm. 本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造の構築方法を説明するための斜視図である。1 is an oblique view for explaining a method of constructing a steel beam-column joint structure according to this embodiment. FIG. 本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造で規定する数式を説明するための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the mathematical formulas prescribed in the steel beam-column joint structure of this embodiment. 本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造の効果を確認するために行った数値解析を説明する図であって、(a)は本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造の解析モデルの斜視図、(b)は比較例となる在来工法の柱梁接合部の解析モデルの斜視図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a numerical analysis conducted to confirm the effect of the steel beam-column joint structure of this embodiment, in which (a) is a perspective view of an analysis model of the steel beam-column joint structure of this embodiment, and (b) is a perspective view of an analysis model of a column-beam joint of a conventional construction method, which is a comparative example. 解析結果を説明するグラフである。13 is a graph illustrating the analysis results. スプライスプレートの拡幅側の幅の決め方を説明するための説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining how to determine the width of the widened side of the splice plate. 実施例1で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例1の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a structural example 1 of a steel beam-column joint structure described in Example 1. 実施例1で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例1の側面図である。FIG. 2 is a side view of structural example 1 of a steel beam-column joint structure described in Example 1. 実施例1で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例2の平面図である。FIG. 4 is a plan view of structural example 2 of a steel beam-column joint structure described in Example 1. 実施例1で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例3の平面図である。FIG. 4 is a plan view of structural example 3 of a steel beam-column joint structure described in Example 1. 実施例1で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例4の平面図である。FIG. 11 is a plan view of structural example 4 of the steel beam-column joint structure described in Example 1. 実施例2で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例5の平面図である。FIG. 11 is a plan view of structural example 5 of a steel beam-column joint structure described in Example 2.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の構成を示した斜視図である。また、図2は、鉄骨柱2と通しダイアフラム4の構成を示した斜視図、図3は、鉄骨柱梁接合構造1の構築方法を説明するための斜視図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig. 1 is a perspective view showing the configuration of a steel beam-column joint structure 1 according to the present embodiment. Fig. 2 is a perspective view showing the configuration of a steel column 2 and a through diaphragm 4, and Fig. 3 is a perspective view for explaining a method of constructing the steel beam-column joint structure 1.

本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1は、鉄骨柱2に柱幅より幅の狭い梁幅の鉄骨梁3を接続させる交差部に設けられる。図1-図3では、鉄骨柱2の交差部分のみを抜き出して図示している。 The steel column beam joint structure 1 of this embodiment is provided at an intersection where a steel beam 3, which has a beam width narrower than the column width, is connected to a steel column 2. In Figures 1 to 3, only the intersection portion of the steel column 2 is illustrated.

鉄骨柱2には、平面視略正方形を含む略長方形の角形鋼管、円形鋼管などの鉄骨を使用することができる。また、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(CFT:Concrete Filled Tube)を、鉄骨柱2とすることもできる。 For the steel column 2, steel frames such as rectangular steel pipes that are roughly rectangular in plan view, including roughly square, and circular steel pipes can be used. In addition, concrete-filled steel pipe columns (CFT: Concrete Filled Tube), in which concrete is filled inside a steel pipe, can also be used as the steel column 2.

梁との交差部においては、鉄骨柱2の内部は、鋼板によって形成される通しダイアフラム4によって塞がれる。通しダイアフラム4は、交差部の上部と下部に間隔を置いて配置される。通しダイアフラム4,4が設けられた鉄骨柱2の交差部は、既製品を用いてもよいし、後述するように溶接によって組み立てることもできる。 At the intersection with the beam, the inside of the steel column 2 is sealed by a through diaphragm 4 made of steel plate. The through diaphragms 4 are placed at intervals above and below the intersection. The intersection of the steel column 2 with the through diaphragms 4, 4 may be a prefabricated product, or may be assembled by welding as described below.

例えば、交差部における鉄骨柱2は、上部の通しダイアフラム4の上側に配置される部分と、上下の通しダイアフラム4,4の間に配置される部分と、下部の通しダイアフラム4の下側に配置される部分とに分かれている。そして、鉄骨柱2の各部分と通しダイアフラム4とは、ロボット溶接によって接合される。 For example, the steel column 2 at the intersection is divided into a portion located above the upper through diaphragm 4, a portion located between the upper and lower through diaphragms 4, 4, and a portion located below the lower through diaphragm 4. Each portion of the steel column 2 and the through diaphragm 4 are then joined by robot welding.

図2を参照しながら、通しダイアフラム4の詳細について説明する。通しダイアフラム4は、鉄骨柱2の内部を貫通する貫通部41と、外部に張り出されるブラケット部42とが、一枚の一体の鋼板によって形成されている。 The through diaphragm 4 will be described in detail with reference to Figure 2. The through diaphragm 4 has a penetration portion 41 that penetrates the inside of the steel column 2 and a bracket portion 42 that protrudes to the outside, and is formed from a single, integral steel plate.

例えば、平面視略八角形の鋼板によって形成された通しダイアフラム4では、内縁が略正方形で外縁が略八角形の鉄骨柱2の側方に張り出された環状部分が、ブラケット部42となる。 For example, in a through diaphragm 4 formed from a steel plate that is roughly octagonal in plan view, the bracket portion 42 is an annular portion that protrudes to the side of a steel column 2 that has a roughly square inner edge and a roughly octagonal outer edge.

鉄骨柱2の交差部の上下から張り出された通しダイアフラム4,4のブラケット部42,42間は、側面視略長方形の鋼板によって形成されるブラケットウェブ43によって繋がれる。 The bracket sections 42, 42 of the through diaphragms 4, 4 that extend from above and below the intersection of the steel columns 2 are connected by a bracket web 43 formed from a steel plate that is roughly rectangular in side view.

ブラケットウェブ43は、鉄骨柱2の側面からの張り出し量がブラケット部42と同じで、鉄骨柱2の各側面の幅方向略中央に配置される。そして、ブラケットウェブ43は、鉄骨柱2の側面と上部のブラケット部42の下面と下部のブラケット部42の上面とに、隅肉溶接によって接合される。 The bracket web 43 protrudes from the side of the steel column 2 by the same amount as the bracket portion 42, and is positioned approximately in the center of the width of each side of the steel column 2. The bracket web 43 is joined to the side of the steel column 2, the underside of the upper bracket portion 42, and the top of the lower bracket portion 42 by fillet welding.

ブラケット部42及びブラケットウェブ43には、高力ボルトや超高力ボルトを通すためのボルト孔44が、複数、穿孔される。ボルト孔44の数や位置などの詳細については、後述する。 The bracket portion 42 and the bracket web 43 are drilled with multiple bolt holes 44 for passing high-strength bolts or ultra-high-strength bolts through. Details of the number and positions of the bolt holes 44 will be described later.

図3に示すように、通しダイアフラム4のブラケット部42及びブラケットウェブ43は、接続する鉄骨梁3の各部の位置に合わせて設けられる。鉄骨梁3は、例えばH形鋼によって形成され、上フランジ31と、下フランジ32と、それらを繋ぐウェブ33とを備えている。ここで、通しダイアフラム4のブラケット部42の厚さは、鉄骨梁3のフランジ(31,32)の厚さと同等以上にする。 As shown in FIG. 3, the bracket portion 42 and bracket web 43 of the through diaphragm 4 are provided to match the positions of each portion of the steel beam 3 to which they are connected. The steel beam 3 is formed, for example, from an H-shaped steel, and includes an upper flange 31, a lower flange 32, and a web 33 connecting them. Here, the thickness of the bracket portion 42 of the through diaphragm 4 is set to be equal to or greater than the thickness of the flanges (31, 32) of the steel beam 3.

上部の通しダイアフラム4のブラケット部42は、鉄骨梁3の上フランジ31と突き合わせる位置に設けられ、下部の通しダイアフラム4のブラケット部42は、鉄骨梁3の下フランジ32と突き合わせる位置に設けられる。そして、通しダイアフラム4のブラケットウェブ43は、鉄骨梁3のウェブ33と突き合わせる位置に設けられる。 The bracket portion 42 of the upper through diaphragm 4 is provided in a position where it butts against the upper flange 31 of the steel beam 3, and the bracket portion 42 of the lower through diaphragm 4 is provided in a position where it butts against the lower flange 32 of the steel beam 3. And the bracket web 43 of the through diaphragm 4 is provided in a position where it butts against the web 33 of the steel beam 3.

すなわち、本実施の形態の通しダイアフラム4は、在来技術における一般的な「通しダイアフラムとしての機能」と、鉄骨梁3を接続するための「梁ブラケットとしての機能」とを備えている。 In other words, the through diaphragm 4 of this embodiment has the general "function as a through diaphragm" in conventional technology, and also the "function as a beam bracket" for connecting the steel beam 3.

鉄骨梁3の軸方向端部の上フランジ31、下フランジ32及びウェブ33には、高力ボルトや超高力ボルトを通すためのボルト孔34が、複数、穿孔される。ボルト孔34の数や位置などの詳細については、後述する。 Multiple bolt holes 34 for passing high-strength bolts or ultra-high-strength bolts are drilled in the upper flange 31, lower flange 32, and web 33 at the axial end of the steel beam 3. Details such as the number and position of the bolt holes 34 will be described later.

このようにして突き合せられる通しダイアフラム4と鉄骨梁3とは、スプライスプレート5を介して、超高力ボルトを含む高力ボルト6によって接合される。要するに、スプライスプレート5の鉄骨柱側の端部は、通しダイアフラム4のブラケット部42に接合され、スプライスプレート5の鉄骨梁側の端部は、鉄骨梁3の端部に接合される。 The through diaphragm 4 and the steel beam 3 that are butted together in this way are joined by high-strength bolts 6, including ultra-high-strength bolts, via the splice plate 5. In short, the end of the splice plate 5 facing the steel column is joined to the bracket portion 42 of the through diaphragm 4, and the end of the splice plate 5 facing the steel beam is joined to the end of the steel beam 3.

また、スプライスプレート5は、鉄骨柱側が拡幅されて鉄骨梁側が梁幅となるように鋼板によって形成される。すなわち、上部の通しダイアフラム4のブラケット部42と鉄骨梁3の上フランジ31との上面間に架け渡されるスプライスプレート5は、鉄骨柱2に隣接する縁部の幅が柱幅程度に拡幅され、鉄骨梁側の縁部が梁幅にされた平面視略台形状に形成される。下部の通しダイアフラム4のブラケット部42と鉄骨梁3の下フランジ32との下面間に架け渡されるスプライスプレート5も、同様の平面視略台形状に形成される。 The splice plate 5 is formed from steel plates so that the steel column side is widened and the steel beam side is the beam width. That is, the splice plate 5 that spans between the bracket part 42 of the upper through diaphragm 4 and the upper surface of the upper flange 31 of the steel beam 3 is formed into a roughly trapezoidal shape in plan view, with the width of the edge adjacent to the steel column 2 widened to about the column width and the edge on the steel beam side set to the beam width. The splice plate 5 that spans between the bracket part 42 of the lower through diaphragm 4 and the lower surface of the lower flange 32 of the steel beam 3 is also formed into a similar roughly trapezoidal shape in plan view.

これに対して、スプライスプレート5と上フランジ31又は下フランジ32を挟んで対向させる添プレート51は、鉄骨梁3のウェブ33の両側にそれぞれ配置できるように、スプライスプレート5の幅の半分以下の幅に形成される。 In contrast, the splice plate 51, which faces the splice plate 5 across the upper flange 31 or the lower flange 32, is formed with a width less than half the width of the splice plate 5 so that it can be placed on both sides of the web 33 of the steel beam 3.

また、通しダイアフラム4のブラケットウェブ43と鉄骨梁3のウェブ33との両方の側面間にそれぞれ架け渡されるウェブプレート52は、鉄骨梁3のウェブ33よりも低い高さの側面視略長方形に、鋼板によって形成される。 The web plates 52 that are respectively spanned between the sides of the bracket web 43 of the through diaphragm 4 and the web 33 of the steel beam 3 are made of steel plates and have a generally rectangular shape in side view with a height lower than that of the web 33 of the steel beam 3.

スプライスプレート5、添プレート51及びウェブプレート52には、高力ボルトや超高力ボルトを通すためのボルト孔53が、複数、穿孔される。ボルト孔53の数や位置などの詳細については、後述する。 The splice plate 5, the attachment plate 51, and the web plate 52 are drilled with multiple bolt holes 53 for passing high-strength bolts or ultra-high-strength bolts through. Details of the number and positions of the bolt holes 53 will be described later.

次に、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1で規定する数式について、図4を参照しながら説明する。
図4は、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の模式図と、鉄骨梁3の第1ボルト位置(A断面位置(鉄骨柱2から最も離れた高力ボルト6による高力ボルト接合のボルト孔位置))での降伏時と全塑性時の曲げモーメント分布を図示したものである。
Next, the mathematical expressions prescribed in the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram of the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment, and illustrates the bending moment distribution at the first bolt position of the steel beam 3 (cross-section position A (bolt hole position of the high-strength bolt joint by the high-strength bolt 6 farthest from the steel column 2)) at yield and full plasticity.

本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1では、鉄骨梁3の耐力及び塑性変形能力を確保するために、通しダイアフラム4のE断面位置における幅(必要幅)に対して次のような条件を課すこととしている。 In the steel column beam joint structure 1 of this embodiment, in order to ensure the strength and plastic deformation capacity of the steel beam 3, the following conditions are imposed on the width (required width) at the E cross section position of the through diaphragm 4.

<条件1>鉄骨梁3の第1ボルト位置降伏時
第1ボルト位置(A断面位置)での降伏時に、E断面位置の通しダイアフラム4は降伏しない。
<条件2>鉄骨梁3の第1ボルト位置全塑性時
第1ボルト位置(A断面位置)での全塑性時に、E断面位置の通しダイアフラム4が破断しない。
<Condition 1> When the steel beam 3 yields at the first bolt position When the steel beam 3 yields at the first bolt position (A cross section position), the through diaphragm 4 at E cross section position does not yield.
<Condition 2> When the steel beam 3 is fully plastic at the first bolt position When the steel beam 3 is fully plastic at the first bolt position (A cross section position), the through diaphragm 4 at the E cross section position does not break.

上記した2つの条件を具体的な条件式に書き下し、展開して整理すると以下のようになる。
<条件1>鉄骨梁3の第1ボルト位置降伏時
第1ボルト位置(A断面位置)での降伏時に、E断面位置の通しダイアフラム4が降伏しないという条件1を式に書き下すと次のようになる。
The above two conditions are written down as specific conditional expressions, expanded and organized as follows:
<Condition 1> When the steel beam 3 yields at the first bolt position Condition 1, that is, when the first bolt position (A cross section position) yields, the through diaphragm 4 at E cross section position does not yield, can be written in the following equation.

上式の左辺のE断面位置の通しダイアフラム4の降伏曲げ耐力EMyを、E断面位置の有効断面係数EZeと降伏強度Jdσyとで表わすと、次式のようになる。
When the yield bending strength E M y of the through diaphragm 4 at the E cross section on the left side of the above equation is expressed in terms of the effective section modulus E Z e at the E cross section and the yield strength Jd σ y , the following equation is obtained.

そして、有効断面係数EZeは、次式で表すことができる。なお、柱梁接合部せいJDは、鉄骨梁3の梁せいと同じになる。
The effective section modulus E Z e can be expressed by the following formula: Note that the column-beam joint depth J D is the same as the beam depth of the steel beam 3.

さらに、(数3)で示した式を(数2)で示した式に代入して、E断面位置の通しダイアフラム4のボルト孔44の欠損を考慮した有効幅Ebeで整理すると、以下の式のように表すことができる。
Furthermore, by substituting the equation shown in (Equation 3) into the equation shown in (Equation 2) and rearranging it with the effective width Ebe taking into account the loss of the bolt hole 44 of the through diaphragm 4 at the E cross section position, the following equation can be obtained.

この有効幅Ebeは、実際に必要となる必要幅Ebと、E断面位置の高力ボルト6の本数Enと、ボルト孔44の孔径dとを用いると、以下の式のように表すことができる。
This effective width E b e can be expressed by the following formula using the actually required width E b, the number E n of high-strength bolts 6 at cross section position E, and the hole diameter d of the bolt hole 44.

これを(数4)で示した式に代入して整理すると、第1ボルト位置の降伏時にE断面位置の通しダイアフラム4が降伏しないために必要となる通しダイアフラム4の必要幅Ebの条件として次式が得られる。
By substituting this into the equation shown in (Mathematical Expression 4) and rearranging it, the following equation is obtained as the condition for the necessary width Eb of the through diaphragm 4, which is necessary so that the through diaphragm 4 at the E cross section position does not yield when the first bolt position yields.

<条件2>鉄骨梁3の第1ボルト位置全塑性時
第1ボルト位置(A断面位置)での全塑性時に、E断面位置の通しダイアフラム4が破断しないという条件2を式に書き下すと次のようになる。
<Condition 2> When the steel beam 3 is fully plastic at the first bolt position Condition 2, that the through diaphragm 4 at the E cross section position does not break when the steel beam 3 is fully plastic at the first bolt position (A cross section position), can be written in the following equation.

ここで、EMuはE断面位置の通しダイアフラム4の破断耐力、EMdはA断面位置での全塑性時のE断面位置の曲げモーメント、αは1.0より大きい接合部係数を示す。 Here, E M u is the fracture strength of the through diaphragm 4 at the E cross section, E M d is the bending moment at the E cross section when fully plastic at the A cross section, and α is a joint coefficient greater than 1.0.

(数7)で示した上式の左辺を、E断面位置の通しダイアフラム4とブラケットウェブ43のそれぞれの塑性断面係数(EdZpEwZp)と引張強度(JdσuJwσu)で表わすと次式のようになる。
If the left side of the above equation (7) is expressed in terms of the plastic section modulus ( Ed Zp , Ew Zp ) and tensile strength ( Jd σu , Jw σu ) of the through diaphragm 4 and bracket web 43 at the E cross section position, the following equation is obtained.

E断面位置における通しダイアフラム4の塑性断面係数EdZpは、次式で表すことができる。
The plastic section modulus Ed Z p of the through diaphragm 4 at the E cross section position can be expressed by the following equation.

さらに、(数9)で示した式を(数8)で示した式に代入して、E断面位置の通しダイアフラム4のボルト孔44の欠損を考慮した有効幅Ebeで整理すると、以下の式のように表すことができる。
Furthermore, by substituting the equation shown in (Equation 9) into the equation shown in (Equation 8) and rearranging it with the effective width Ebe taking into account the loss of the bolt hole 44 of the through diaphragm 4 at the E cross section position, the following equation can be obtained.

この有効幅Ebeは、実際に必要となる必要幅Ebと、E断面位置の高力ボルト6の本数Enと、ボルト孔44の孔径dとを用いると、(数5)で示した式のように表すことができるので、(数10)で示した式に代入して整理すると、第1ボルト位置の全塑性時にE断面位置の通しダイアフラム4が破断しないために必要となる通しダイアフラム4の必要幅Ebの条件として、次式が得られる。
This effective width Ebe can be expressed as shown in (Equation 5) using the actual required width Eb , the number of high-strength bolts 6 at the E cross section position, and the hole diameter d of the bolt hole 44.By substituting this into the equation shown in (Equation 10) and rearranging, the following equation is obtained as the condition for the required width Eb of the through diaphragm 4 required to prevent the through diaphragm 4 at the E cross section position from breaking during full plasticity at the first bolt position.

すなわち、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1では、図4に示すE断面位置の通しダイアフラム4の必要幅が、上記(数6)及び(数11)で示した式を満たす構成となっている。 In other words, in the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment, the required width of the through diaphragm 4 at the E cross section position shown in Figure 4 is configured to satisfy the formulas shown in (Equation 6) and (Equation 11) above.

本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1では、鉄骨柱側が拡幅されて鉄骨梁側が梁幅に形成されるスプライスプレート5を、鉄骨梁3の上フランジ31の上面と下フランジ32の下面とに対向させて配置している。そこで、スプライスプレート5の拡幅によって得られる効果について、解析的に検討した結果を説明する。 In the steel column beam joint structure 1 of this embodiment, the splice plate 5, which is widened on the steel column side and formed to the beam width on the steel beam side, is placed opposite the upper surface of the upper flange 31 and the lower surface of the lower flange 32 of the steel beam 3. Here, we will explain the results of an analytical study of the effects obtained by widening the splice plate 5.

図5に、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の効果を確認するために行った数値解析の解析モデルを示した。図5(a)は、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の解析モデルの主要部を拡大して示した斜視図であり、図5(b)は、比較のために解析した在来工法の柱梁接合部の解析モデルの斜視図である。 Figure 5 shows an analytical model of a numerical analysis conducted to confirm the effect of the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment. Figure 5(a) is an enlarged perspective view of the main part of the analytical model of the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment, and Figure 5(b) is an oblique view of the analytical model of the column-beam joint of a conventional construction method analyzed for comparison.

ここで、在来工法の解析モデルでは、H-600×300×12×25及びH-600×300×12×22で示される2種類のH形鋼により梁断面をそれぞれモデル化し、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の解析モデルでは、H-600×300×12×22で示されるH形鋼を、鉄骨梁3の梁断面としてモデル化した。すなわち、在来工法の解析モデルについては、フランジの厚さが1サイズ厚い25mmのH形鋼を使用した場合も作成した。 Here, in the analysis model for the conventional construction method, the beam cross section is modeled using two types of H-shaped steel, H-600×300×12×25 and H-600×300×12×22, and in the analysis model for the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment, the H-shaped steel, H-600×300×12×22, is modeled as the beam cross section of the steel beam 3. In other words, the analysis model for the conventional construction method was also created when an H-shaped steel with a flange thickness of 25 mm, one size thicker, was used.

解析は、荷重を梁の自由端に強制変位として与える載荷方式で行った。図6に、梁の自由端のせん断力(kN)と部材角(rad)との関係を示す。本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の解析モデルの解析結果は、実線で示したNo.3である。一方、No.2(点線)は、フランジ厚が1サイズ厚い在来工法(H-600×300×12×25)の解析結果を示し、No.1(破線)は、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1とフランジ厚を同じにした在来工法(H-600×300×12×22)の解析結果を示している。 The analysis was performed using a loading method in which the load was applied to the free end of the beam as a forced displacement. Figure 6 shows the relationship between the shear force (kN) at the free end of the beam and the member angle (rad). The analysis result of the analysis model of the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment is No. 3 shown by the solid line. Meanwhile, No. 2 (dotted line) shows the analysis result of a conventional method (H-600 x 300 x 12 x 25) with a flange thickness one size thicker, and No. 1 (dashed line) shows the analysis result of a conventional method (H-600 x 300 x 12 x 22) with the same flange thickness as the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment.

図6の解析結果を見ると、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の解析モデル(No.3)では、フランジ厚が在来工法(No.2)のモデルよりも薄いにも関わらず、在来工法(No.2)と同等の剛性及び耐力を発揮していることが分かる。さらに、フランジ厚が同じ在来工法(No.1)と比較すると、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の解析モデル(No.3)の方が、高い剛性及び耐力を発揮していることが分かる。これは、スプライスプレート5の拡幅が、部材剛性及び耐力の向上に寄与した結果と言える。 Looking at the analysis results in Figure 6, it can be seen that the analytical model (No. 3) of the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment exhibits the same rigidity and strength as the conventional construction method (No. 2), even though the flange thickness is thinner than that of the model of the conventional construction method (No. 2). Furthermore, when compared with the conventional construction method (No. 1) with the same flange thickness, it can be seen that the analytical model (No. 3) of the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment exhibits higher rigidity and strength. This can be said to be the result of the widening of the splice plate 5 contributing to improved member rigidity and strength.

続いて、スプライスプレート5の拡幅側の幅の決め方について、図7を参照しながら説明する。 Next, we will explain how to determine the width of the widening side of the splice plate 5 with reference to Figure 7.

鉄骨梁3の上フランジ31の上面及び下フランジ32の下面に接触させるスプライスプレート5の幅は、以下の2つの条件を満たすように決定する。
<幅決定条件1>
第1ボルト位置(A断面位置)での鉄骨梁3の降伏時に、B断面及びD断面位置のスプライスプレート5が降伏しないような幅に決定する。
<幅決定条件2>
第1ボルト位置(A断面位置)での鉄骨梁3の全塑性時に、B断面及びD断面位置のスプライスプレート5が破断しないように幅を決定する。
The width of the splice plate 5 to be in contact with the upper surface of the upper flange 31 and the lower surface of the lower flange 32 of the steel beam 3 is determined so as to satisfy the following two conditions.
<Width Determination Condition 1>
The width is determined so that when the steel beam 3 at the first bolt position (section A position) yields, the splice plates 5 at sections B and D do not yield.
<Width Determination Condition 2>
The width is determined so that the splice plates 5 at cross sections B and D do not break when the steel beam 3 is fully plastic at the first bolt position (cross section A).

次に、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1では、鉄骨梁3に設計通りの塑性化領域が形成されるように、通しダイアフラム4の必要幅を数式(数6,数11)で規定している。
Next, the operation of the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment will be described.
In the steel column beam connection structure 1 of this embodiment configured as described above, the required width of the through diaphragm 4 is specified by formulas (Equation 6, Equation 11) so that a plasticized region is formed in the steel beam 3 as designed.

また、継手部は、梁に入力される曲げモーメントが大きい箇所に設けられるため、スプライスプレート5を拡幅することで、継手部に充分な剛性及び耐力を付与している。さらに、鉄骨造である鉄骨梁3が塑性変形能力を発揮するためには塑性化領域を確保することが重要となるので、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1では、スプライスプレート5を拡幅して継手に充分な耐力を確保することで、柱側面からオフセットした位置で鉄骨梁3が降伏に至るように設計している。 In addition, since the joint is provided at a location where the bending moment input to the beam is large, the splice plate 5 is widened to provide the joint with sufficient rigidity and strength. Furthermore, since it is important to ensure a plastic region in order for the steel beam 3, which is a steel structure, to demonstrate its plastic deformation capacity, the steel beam-column joint structure 1 of this embodiment is designed so that the splice plate 5 is widened to ensure sufficient strength in the joint, and the steel beam 3 will yield at a position offset from the side of the column.

詳細には図4に示すように、鉄骨梁3の降伏は、柱側面から最も遠いボルト孔34(第1ボルト位置)が起点となって生じ、鉄骨梁3の変形の進展に伴って、塑性化領域が第1ボルト位置から鉄骨梁3の中央側に向かって形成されるように、数式(数6,数11)によって規定している。 In detail, as shown in FIG. 4, the yield of the steel beam 3 begins at the bolt hole 34 (first bolt position) that is farthest from the side of the column, and as the deformation of the steel beam 3 progresses, a plastic region is formed from the first bolt position toward the center of the steel beam 3, as regulated by the formulas (6 and 11).

要するに、スプライスプレート5を拡幅して、継手部に充分な剛性及び耐力を付与することで、確実に第1ボルト位置で鉄骨梁3が全塑性に至ることになり、鉄骨梁3の所定の塑性変形能力を発揮させることができる。 In short, by widening the splice plate 5 and imparting sufficient rigidity and strength to the joint, the steel beam 3 can be made to reach full plasticity at the first bolt position, allowing the steel beam 3 to exert a specified plastic deformation capacity.

また、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1では、図6の解析結果で説明したように、スプライスプレート5を拡幅したことによって、在来工法と比べて、鉄骨梁3の梁断面を縮減することができるようになる。 In addition, in the steel column beam joint structure 1 of this embodiment, as explained in the analysis results of Figure 6, by widening the splice plate 5, it is possible to reduce the beam cross section of the steel beam 3 compared to the conventional construction method.

そして、在来工法のように梁フランジと通しダイアフラムとの完全溶け込み溶接をする必要がないので、溶接部の品質に左右されない梁の力学性能を確保することができる。また、梁の塑性化領域が、柱側面からオフセットされた位置に形成されるため、梁の力学性能は溶接部の品質に左右されることがない。さらに、鉄骨製作工場における溶接工数を削減できるとともに、超音波探傷試験(UT試験)の試験箇所数も削減でき、鉄骨製作の省力化と生産性を向上させることができる。 And because there is no need for full penetration welding between the beam flange and the through diaphragm as in conventional construction methods, the mechanical performance of the beam can be ensured without being affected by the quality of the weld. Also, because the plastic region of the beam is formed at a position offset from the side of the column, the mechanical performance of the beam is not affected by the quality of the weld. Furthermore, the welding labor hours at the steel frame manufacturing factory can be reduced, and the number of test points for ultrasonic testing (UT testing) can also be reduced, resulting in labor savings and improved productivity in steel frame manufacturing.

また、鉄骨製作工場で製作されるのは、図2に示したような、交差部の鉄骨柱2の側面から通しダイアフラム4のブラケット部42が、200mm程度と短く張り出したコンパクトな部材となる。例えば、在来工法の柱から張り出すブラケット長さは1,000mm程度となるため、在来工法の工場で製作した部材は、1台のトレーラーに2本しか積載できなかったが、本実施の形態のようにショートブラケットとすることで、積載可能な柱本数を2倍程度に増やすことができ、運搬効率を向上させることができる。 In addition, what is produced in the steel frame manufacturing factory is a compact component with the bracket portion 42 of the through diaphragm 4 protruding from the side of the steel frame column 2 at the intersection by a short distance of about 200 mm, as shown in Figure 2. For example, the bracket length protruding from the column in a conventional construction method is about 1,000 mm, so only two components produced in a conventional construction factory could be loaded onto one trailer, but by using a short bracket as in this embodiment, the number of columns that can be loaded can be increased by about double, improving transportation efficiency.

以下、前記した実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の具体的な構成(構造例)について、図8-図12を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。 The specific configuration (structural example) of the steel beam-column joint structure 1 of the above-mentioned embodiment will be described below with reference to Figures 8 to 12. Note that the same terms or the same reference numerals will be used to describe the same or equivalent parts as those described in the above-mentioned embodiment.

図8は、実施例1で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例1の平面図、図9は構造例1の側面図である。構造例1では、鉄骨柱2に550×550×19の角形鋼管を使用し、鉄骨梁3にはH-600×300×12×22のH形鋼を使用している。 Figure 8 is a plan view of structural example 1 of the steel beam-column joint structure described in Example 1, and Figure 9 is a side view of structural example 1. In structural example 1, a 550 x 550 x 19 square steel pipe is used for the steel column 2, and an H-shaped steel of H-600 x 300 x 12 x 22 is used for the steel beam 3.

この構造例1では、鉄骨梁3に生じる曲げモーメントに対して、接合部のスプライスプレート5と母材(鉄骨梁3又はブラケット部42)との間に、一次設計時にすべりが生じないように高力ボルト6の本数を決定している。 In this structural example 1, the number of high-strength bolts 6 is determined during the initial design so that no slippage occurs between the splice plate 5 at the joint and the base material (steel beam 3 or bracket portion 42) due to the bending moment generated in the steel beam 3.

詳細には、ブラケット側と梁側とのそれぞれに、14本の高力ボルト6が必要となる。14本の高力ボルト6を、スプライスプレート5の最大幅が柱幅となるようにブラケット部42に配置する。このときのブラケット部42の張り出し量(柱側面から先端までの距離)は、200mmとなる。 In detail, 14 high-strength bolts 6 are required on each of the bracket side and the beam side. The 14 high-strength bolts 6 are placed on the bracket part 42 so that the maximum width of the splice plate 5 is the width of the column. In this case, the protrusion amount of the bracket part 42 (the distance from the side surface of the column to the tip) is 200 mm.

例えば、鉄骨柱2の柱側面と鉄骨柱2に最も近い高力ボルト6の間隔を100mmとし、2列の高力ボルト6の間隔を60mmとし、ブラケット部42の梁側先端のボルト孔44からのはしあきを40mmとすると、それらを足して200mmになる。なお、ブラケット部42の斜め方向の張り出しcは、108mmとなる。 For example, if the distance between the side surface of the steel column 2 and the high-strength bolt 6 closest to the steel column 2 is 100 mm, the distance between the two rows of high-strength bolts 6 is 60 mm, and the clearance from the bolt hole 44 at the beam-side end of the bracket part 42 is 40 mm, the sum of these amounts is 200 mm. The diagonal overhang c of the bracket part 42 is 108 mm.

ここで、実施例1における高力ボルト6の配置方法は、以下のレールを標準とする。
<ルール1>
ブラケット部42に配置する梁軸方向の高力ボルト6の列数は、2列以下を標準とする。
<ルール2>
スプライスプレート5の最大幅の上限値は、鉄骨柱2の柱幅とし、この幅に高力ボルト6が配置できない場合は、梁軸方向の高力ボルト6を2列を超える列数で配置する。このときは、ブラケット部42の張り出し量は、200mmより大きくなる。
Here, the arrangement method of the high strength bolts 6 in the first embodiment is based on the following rail.
<Rule 1>
The number of rows of high-strength bolts 6 arranged in the bracket portion 42 in the beam axis direction is set to two rows or less as standard.
<Rule 2>
The upper limit of the maximum width of the splice plate 5 is the column width of the steel column 2, and if the high-strength bolts 6 cannot be arranged within this width, the high-strength bolts 6 are arranged in more than two rows in the beam axis direction. In this case, the overhang of the bracket part 42 becomes larger than 200 mm.

図10は、構造例1の鉄骨梁3を、H-600×200×12×22とした場合の構造例2の鉄骨柱梁接合構造1である。すなわち構造例2では、鉄骨柱2に550×550×19の角形鋼管を使用し、鉄骨梁3にはH-600×200×12×22のH形鋼を使用している。 Figure 10 shows the steel column beam joint structure 1 of structural example 2, where the steel beam 3 of structural example 1 is H-600x200x12x22. That is, in structural example 2, a 550x550x19 square steel pipe is used for the steel column 2, and a H-shaped steel beam 3 of H-600x200x12x22 is used.

そして、構造例1と同様の方法で高力ボルト6の本数を決定すると、ブラケット側と梁側のそれぞれに10本の高力ボルト6が必要になり、これを上記したルールでブラケット部42に配置した結果が、図10となる。ここで、ブラケット部42の斜め方向の張り出しcは、66mmとなる。 When the number of high-strength bolts 6 is determined using the same method as in Structural Example 1, 10 high-strength bolts 6 are required on each of the bracket and beam sides, and when these are arranged on the bracket part 42 according to the above rules, the result is as shown in Figure 10. Here, the diagonal overhang c of the bracket part 42 is 66 mm.

図11は、鉄骨柱2に550×550×36の角形鋼管を使用し、鉄骨梁3にはH-800×300×14×25のH形鋼を使用した構造例3を示している。構造例3でも、上記したルールに則って、スプライスプレート5の最大幅が柱幅以下となるように、ブラケット側に3列で高力ボルト6を配置している。ここで、ブラケット部42の斜め方向の張り出しcは、195mmとなる。 Figure 11 shows structural example 3, in which 550 x 550 x 36 square steel pipes are used for the steel columns 2, and H-shaped steel of H-800 x 300 x 14 x 25 is used for the steel beams 3. In structural example 3, in accordance with the above rules, high-strength bolts 6 are also arranged in three rows on the bracket side so that the maximum width of the splice plate 5 is equal to or less than the column width. Here, the diagonal overhang c of the bracket part 42 is 195 mm.

ところで、上述した構造例1-3は、高力ボルト6を使用した場合である。締付軸力が高力ボルトの1.5倍程度となる超高力ボルトを使用することで、別の構造とすることもできる。 The above-mentioned structural example 1-3 is a case where a high-strength bolt 6 is used. A different structure can be achieved by using an ultra-high-strength bolt, which has a tightening axial force that is about 1.5 times that of a high-strength bolt.

例えば、構造例1では、ブラケット部42の斜め方向の張り出しcが108mmで、スプライスプレート5の最大幅が柱幅と同じ550mmであったが、超高力ボルトを使用することで、図12の構造例4に示すように、ブラケット部42の斜め方向の張り出しcを73mmとし、スプライスプレート5の最大幅を柱幅よりも小さくして、鋼材量を削減することができる。 For example, in structural example 1, the diagonal overhang c of the bracket portion 42 was 108 mm, and the maximum width of the splice plate 5 was 550 mm, the same as the column width. However, by using ultra-high strength bolts, as shown in structural example 4 in Figure 12, the diagonal overhang c of the bracket portion 42 can be set to 73 mm, and the maximum width of the splice plate 5 can be made smaller than the column width, reducing the amount of steel material used.

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。 The rest of the configuration and effects are similar to those of the above embodiment and other examples, so a detailed description will be omitted.

以下、前記した実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1の具体的な構成(構造例)について、図13を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。 The specific configuration (structural example) of the steel beam-column joint structure 1 of the embodiment described above will be described below with reference to FIG. 13. Note that the same terms or symbols will be used to describe parts that are the same or equivalent to those described in the embodiment or Example 1.

実施例2で説明する鉄骨柱梁接合構造の構造例5は、上記実施例1で説明した構造例1-4とは異なり、スプライスプレート5の最大幅を鉄骨柱2の柱幅より広くしている。この構造例5は、図11を参照しながら説明した構造例3と同じく、鉄骨柱2に550×550×36の角形鋼管を使用し、鉄骨梁3にはH-800×300×14×25のH形鋼を使用している。 Structural example 5 of the steel column beam joint structure described in Example 2 differs from structural examples 1-4 described in Example 1 above in that the maximum width of the splice plate 5 is wider than the column width of the steel column 2. Like structural example 3 described with reference to Figure 11, structural example 5 uses 550 x 550 x 36 square steel pipes for the steel column 2 and H-shaped steel of H-800 x 300 x 14 x 25 for the steel beam 3.

そして、構造例3と同じく、ブラケット側と梁側に、それぞれ18本の高力ボルト6が必要になるので、構造例5では、上記実施例1で示した「<ルール1> ブラケット部42に配置する梁軸方向の高力ボルト6の列数は、2列以下を標準とする。」に従って、ブラケット側の高力ボルト6を配置した。 And, as in Structural Example 3, 18 high-strength bolts 6 are required on each of the bracket and beam sides, so in Structural Example 5, the high-strength bolts 6 on the bracket side are arranged in accordance with Rule 1, "The standard number of rows of high-strength bolts 6 in the beam axis direction arranged in the bracket section 42 is two rows or less," as stated in Example 1 above.

この結果、図13に示したように、スプライスプレート5の最大幅は、鉄骨柱2の柱幅を超えることになった。また、ブラケット部42の斜め方向の張り出しcは、168mmとなった。 As a result, as shown in Figure 13, the maximum width of the splice plate 5 exceeds the width of the steel column 2. In addition, the diagonal overhang c of the bracket portion 42 is 168 mm.

すなわち、構造例3では、スプライスプレート5の最大幅を柱幅以下とするために、ブラケット側に3列で高力ボルト6を配置したが、構造例5のように、ブラケット側に2列で高力ボルト6を配置して、スプライスプレート5の最大幅を鉄骨柱2の柱幅より広くすることもできる。 In other words, in structural example 3, the high-strength bolts 6 are arranged in three rows on the bracket side to make the maximum width of the splice plate 5 equal to or less than the column width, but as in structural example 5, the high-strength bolts 6 can be arranged in two rows on the bracket side to make the maximum width of the splice plate 5 wider than the column width of the steel column 2.

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。 The rest of the configuration and effects are similar to those of the above embodiment and other examples, so a detailed description will be omitted.

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 The above describes the embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment or example, and design changes that do not deviate from the gist of the present invention are included in the present invention.

例えば、前記実施の形態及び実施例では、鉄骨柱2の四方に鉄骨梁3が接続される構成を例にして主に説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも1本の鉄骨梁3が鉄骨柱2に接続される交差部において、本実施の形態の鉄骨柱梁接合構造1を設けることができる。 For example, in the above embodiment and examples, a configuration in which steel beams 3 are connected to the four sides of a steel column 2 has been mainly described as an example, but this is not limited to this, and the steel column beam connection structure 1 of this embodiment can be provided at an intersection where at least one steel beam 3 is connected to a steel column 2.

1 :鉄骨柱梁接合構造
2 :鉄骨柱
3 :鉄骨梁
34 :ボルト孔
4 :通しダイアフラム
42 :ブラケット部
5 :スプライスプレート
6 :高力ボルト
1: Steel column beam joint structure 2: Steel column 3: Steel beam 34: Bolt hole 4: Through diaphragm 42: Bracket part 5: Splice plate 6: High strength bolt

Claims (3)

鉄骨柱に柱幅より幅の狭い鉄骨梁を接続させる鉄骨柱梁接合構造であって、
前記鉄骨柱の内部を貫通して外部に張り出されるブラケット部を有する通しダイアフラムと、
鉄骨柱側が拡幅されて鉄骨梁側が梁幅に形成されるスプライスプレートと、
前記スプライスプレートの前記鉄骨柱側の端部を前記ブラケット部に接合させるとともに、前記スプライスプレートの前記鉄骨梁側の端部を前記鉄骨梁に接合させる複数の高力ボルトとを備え、
前記通しダイアフラムの必要幅が以下の式で規定されることを特徴とする鉄骨柱梁接合構造。

なお、E断面は、前記鉄骨柱に最も近い前記高力ボルトによる高力ボルト接合のボルト孔位置の断面を指し、A断面は、前記鉄骨柱から最も離れた前記高力ボルトによる高力ボルト接合のボルト孔位置の断面を指す。また、上記した E I w 及び Ew Z p のウェブは、上下に配置された前記通しダイアフラムの前記ブラケット部間を繋ぐブラケットウェブを指す。
A steel column-beam joint structure in which a steel beam having a width narrower than the column width is connected to a steel column,
A through diaphragm having a bracket portion that penetrates the inside of the steel column and protrudes to the outside;
A splice plate in which the steel column side is widened and the steel beam side is formed to the beam width;
A plurality of high-strength bolts are provided for joining the end of the splice plate on the steel column side to the bracket portion and joining the end of the splice plate on the steel beam side to the steel beam,
A steel column-beam joint structure, characterized in that the required width of the through diaphragm is defined by the following formula.

The E section refers to the section at the bolt hole position of the high-strength bolt joint by the high-strength bolt closest to the steel column, and the A section refers to the section at the bolt hole position of the high-strength bolt joint by the high-strength bolt farthest from the steel column. Also, the webs of E I w and Ew Z p above refer to the bracket webs connecting the bracket parts of the through diaphragms arranged above and below.
前記スプライスプレートの拡幅側の幅は、前記鉄骨柱から最も遠い前記高力ボルトによる高力ボルト接合のボルト孔位置において前記鉄骨梁が降伏する時に降伏せず、かつ前記鉄骨梁が全塑性に至るまで破断しないように設定されることを特徴とする請求項1に記載の鉄骨柱梁接合構造。 The width of the widened side of the splice plate is set so that it does not yield when the steel beam yields at the bolt hole position of the high-strength bolt connection by the high-strength bolt farthest from the steel column, and does not break until the steel beam becomes fully plastic. The steel column beam connection structure described in claim 1. 前記スプライスプレートの梁幅側に配置された前記高力ボルトの接合箇所よりも前記鉄骨梁側に塑性化領域が形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の鉄骨柱梁接合構造。 A steel beam-column joint structure according to claim 1 or 2, characterized in that a plasticized area is formed on the steel beam side of the joint of the high-strength bolt arranged on the beam width side of the splice plate.
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