梁と柱との接合構造、接合部材
【課題】 異なる高さの梁を柱に接合する場合において、柱内部にダイアフラム等の部材を接合することなく、また、特殊な構造の柱梁接合金物を用いることなく、簡易な構造で柱の外部のみで作業が可能な梁と柱との接合構造を提供する。
【解決手段】 柱５は中空の角形鋼管であり、梁７ａ、７ｂはＨ形鋼である。梁７ａと梁７ｂとは、梁の高さが異なる。柱５には、一対のダイアフラム３ａ、３ｂが接合される。なお、ダイアフラム３ａ、３ｂは、柱５の外方に突出する通しダイアフラムである。ダイアフラム３ａ、３ｂは、柱５に所定の間隔をあけて上下に設けられる。梁７ａの上下のフランジ部の端部は、それぞれダイアフラム３ａ、３ｂと溶接によって接合される。すなわち、ダイアフラム３ａ、３ｂの設置間隔は梁７ａのフランジ部間隔と一致する。したがって、梁７ａからの応力を柱に確実に伝達することができる。
【解決手段】 柱５は中空の角形鋼管であり、梁７ａ、７ｂはＨ形鋼である。梁７ａと梁７ｂとは、梁の高さが異なる。柱５には、一対のダイアフラム３ａ、３ｂが接合される。なお、ダイアフラム３ａ、３ｂは、柱５の外方に突出する通しダイアフラムである。ダイアフラム３ａ、３ｂは、柱５に所定の間隔をあけて上下に設けられる。梁７ａの上下のフランジ部の端部は、それぞれダイアフラム３ａ、３ｂと溶接によって接合される。すなわち、ダイアフラム３ａ、３ｂの設置間隔は梁７ａのフランジ部間隔と一致する。したがって、梁７ａからの応力を柱に確実に伝達することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管柱に対して、異なる高さの梁を接合するための梁と柱との接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼管柱を用いた構造物において、Ｈ形鋼からなる梁を接合する場合がある。柱と梁とを接合する場合には、接合部において、梁からの応力を柱に効率良く伝達させるために、梁のフランジ部の高さに応じた通しダイアフラムが設けられる。通しダイアフラムは、柱と柱の間に溶接等で接合される板状部材である。通常、梁のフランジ部は、通しダイアフラムの側面で突きあわされて溶接される。
【０００３】
しかし、柱に接合される梁のサイズ（高さ）が全ての方向で同じではない場合がある。例えば、一方向の梁のみ、高さが低い梁を接合する場合がある。このような場合には、当該梁の上下のフランジ部の内、少なくとも一方は他の梁が接合される通しダイアフラムと接合することができない。
【０００４】
したがって、このような高さの異なる梁を接合するためには柱内部に内ダイアフラムを接合する等の必要がある。
【０００５】
また、このような高さの異なる梁を接合するための柱梁接合構造として、角形断面管と、該角形断面管の並行する２辺を支持する十字プレートと、該角形断面管の角部を挟む２辺を支持する斜めプレートとが鋳造により一体的に成形され、且つ外周面の少なくとも梁が取り付けられる範囲が平坦に形成された柱梁接合金物の端部が角形断面管からなる柱に溶接接合され、Ｈ形鋼からなる梁が前記柱梁接合金物の外周面にノンスカラップ溶接により接合される柱梁接合構造がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３２９６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、柱内部に内ダイアフラムを設ける作業は、溶接量が多く、作業性が悪いという問題がある。また、特許文献１に記載の構造では、柱梁接合部を一体成型する必要があり、金物の質量が大きくなるとともに高価なものとなる。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、異なる高さの梁を柱に接合する場合において、柱内部にダイアフラム等の部材を接合することなく、また、特殊な構造の柱梁接合金物を用いることなく、簡易な構造で柱の外部のみで作業が可能な梁と柱との接合構造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】
【０００９】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、梁と柱との接合構造であって、柱に形成される一対のダイアフラムと、上下の前記ダイアフラムにそれぞれのフランジ部が接合される第１の梁と、前記第１の梁と高さが異なり、前記第１の梁とは異なる方向に前記柱と接合される第２の梁と、を具備し、前記第２の梁の一方のフランジ部は一方の前記ダイアフラムと接合され、少なくとも前記第２の梁の他方のフランジ部と他方の前記ダイアフラムとの間の前記柱の外面側に梁接合部材が接合され、前記梁接合部材を介して、前記第２の梁の他方のフランジ部と他方の前記ダイアフラムとの間の応力伝達が行われることを特徴とする梁と柱との接合構造である。
【００１０】
前記梁接合部材は、少なくとも一対の側板と、前記側板を連結するように形成される底板とを有し、前記側板および前記底板は前記柱の外面と接合されることが望ましい。
【００１１】
前記梁接合部材は、前記柱の外面と溶接されており、前記第２の梁の他方のフランジ面の下面または上面と、前記梁接合部材の上面または下面との間に隙間が形成されてもよい。前記第２の梁の他方のフランジ面の下面または上面が前記梁接合部材の上面または下面と接触してもよい。
【００１２】
前記梁接合部材は、少なくとも一対の板状部材であり、一対の前記梁接合部材の対向する面で前記第２の梁を挟みこむようにして、前記梁接合部が前記柱の外周面に接合されてもよい。一対の前記梁接合部材の端部近傍がそれぞれ前記ダイアフラムと接合されるとともに、前記第２の梁の他方のフランジ部と前記梁接合部材の内面とが接合されてもよい。前記梁接合部材の上下端近傍が、それぞれ一対の前記ダイアフラムと接合されてもよい。
【００１３】
前記梁接合部材の前記柱との接合部には、前記柱との溶接範囲を示す溶接範囲特定部が設けられ、前記溶接範囲特定部で前記梁接合部材と前記柱とが溶接されてもよい。
【００１４】
前記溶接範囲特定部は、テーパ部であってもよく、前記溶接範囲特定部は、前記溶接範囲と他の部位との境界に設けられた線であってもよい。
【００１５】
第１の発明によれば、梁と柱との接合部が、柱の外部に設けられる梁接合部材によって行われるため、柱の外部のみで作業を行うことが可能である。したがって、柱への梁の接合作業性に優れる。
【００１６】
また、梁接合部がダイアフラムと柱の外面に溶接され、梁のフランジ部の上面または下面と梁接合部とが接触すれば、梁からの応力を確実に柱に伝達することができる。また、梁のフランジ部の上面または下面と梁接合部との間に隙間が形成されれば、梁からの応力を梁接合部材が直接受けることがなく、梁接合部材を小型化することができる。また、柱の面外変形を抑制することができる。
【００１７】
また、梁接合部材が一対の側板と、これらの側板を連結するように形成される底板とを有し、側板がダイアフラムおよび柱の外面と接合され、底板の外面が梁のフランジ面と接触するようにすることで、効率良く梁の応力を梁接合部材に伝達することができる。
【００１８】
また、梁接合部材が一対の板状部材であり、一対の梁接合部材の端部近傍をそれぞれダイアフラムと接合し、梁接合部材の対向する面で梁を挟みこむようにして、フランジ部と梁接合部材の内面とを接合することで、極めて簡易な構造で梁と柱とを接合することができる。
【００１９】
この際、梁接合部材の上下端近傍をそれぞれ一対のダイアフラムと接合することで、より確実に梁からの応力を柱に伝達することができる。
【００２０】
また、溶接範囲を示す溶接範囲特定部が設けられ、溶接範囲特定部で梁接合部材と柱とが溶接されれば、適切な溶接代で溶接を行うことができる。また、溶接範囲特定部がテーパ部またはけがき線であれば、視認性に優れる。
【００２１】
第２の発明は、梁と柱との接合部材であって、柱と接合される柱接合部と、前記柱接合部と略垂直な面である梁設置面と、前記柱接合部の幅方向に渡って形成される、ダイアフラムとの干渉を防止するための切欠き部と、を具備し、前記柱接合部には、前記柱との溶接範囲を示す溶接範囲特定部が設けられことを特徴とする接合部材である。
【００２２】
第２の発明によれば、サイズの異なる梁と柱との接合部に使用することができ、柱との接合代を容易に把握することが可能な梁接合部材を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、異なる高さの梁を柱に接合する場合において、柱内部にダイアフラム等の部材を接合することなく、また、特殊な構造の柱梁接合金物を用いることなく、簡易な構造で柱の外部のみで作業が可能な梁と柱との接合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】柱と梁の接合構造１を示す斜視図。
【図２】柱と梁の接合構造１を示す立面図であり、図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】柱と梁の接合構造１を示す立面図であり、図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】他の実施の形態の柱と梁の接合構造１ａを示す立面図。
【図５】他の実施の形態の柱と梁の接合構造１ｂを示す立面図。
【図６】柱と梁の接合構造１０を示す斜視図。
【図７】柱と梁の接合構造１０を示す立面図であり、図６のＣ−Ｃ線断面図。
【図８】柱と梁の接合構造１０を示す立面図であり、図６のＤ−Ｄ線断面図。
【図９】他の実施の形態の柱と梁の接合構造１０ａを示す立面図。
【図１０】他の実施の形態の柱と梁の接合構造１０ｂを示す立面図。
【図１１】梁接合部材２１を示す斜視図であり、（ａ）は上面斜視図、（ｂ）は底面斜視図。
【図１２】柱と梁の接合構造２０を示す立面図。
【図１３】（ａ）は柱と梁の接合構造２０を示す立面図であり、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図。
【図１４】梁接合部材２１ａを示す斜視図であり、（ａ）は上面斜視図、（ｂ）は底面斜視図。
【図１５】柱と梁の接合構造２０ａを示す立面図。
【図１６】（ａ）は柱と梁の接合構造２０ａを示す立面図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態にかかる柱と梁の接合構造１について説明する。図１は、柱と梁の接合構造１を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。柱と梁の接合構造１は、柱５に複数の梁７ａ、７ｂが接合された構造である。
【００２６】
柱５は中空の角形鋼管であり、梁７ａ、７ｂはＨ形鋼である。梁７ａと梁７ｂとは、梁の高さが異なる。なお、図１の例では、梁７ａが柱５の三方向に形成され、梁７ｂが一方向に形成される例を示すが、本発明ではこれに限られず、梁７ｂを複数方向に設けてもよい。
【００２７】
柱５には、一対のダイアフラム３ａ、３ｂが接合される。なお、ダイアフラム３ａ、３ｂは、柱５の外方に突出する通しダイアフラムである。ダイアフラム３ａ、３ｂは、柱５に所定の間隔をあけて上下に設けられる。
【００２８】
梁７ａの上下のフランジ部の端部は、それぞれダイアフラム３ａ、３ｂと溶接によって接合される。すなわち、ダイアフラム３ａ、３ｂの設置間隔は梁７ａのフランジ部間隔と一致する。したがって、梁７ａからの応力を柱に確実に伝達することができる。
【００２９】
梁７ｂの上方のフランジ部８ａの端部は、上方のダイアフラム３ａと溶接によって接合される。梁７ｂは梁７ａよりも高さが低いため、梁７ｂの下方のフランジ部８ｂとダイアフラム３ｂとの間には隙間が生じる。
【００３０】
本発明では、ダイアフラム３ｂと梁７ｂのフランジ部８ｂとの間に梁接合部材９が接合される。すなわち、梁接合部材９を介して梁７ｂのフランジ部８ｂとダイアフラム３ｂとが接合される。したがって、梁７ｂからの応力を柱に確実に伝達することができる。
【００３１】
図２に示すように、梁接合部材９は、上面が梁７ｂのフランジ部８ｂの下面と接触するように柱５に接合される。すなわち、梁接合部材９は、通しダイアフラムであるダイアフラム３ｂの突出部上面と梁７ｂ下面との間を埋めるように固定される。
【００３２】
なお、梁接合部材９のダイアフラム３ｂとの接合部に対応する部位は、あらかじめ切欠き部１２が形成される。このため、梁接合部材９とダイアフラム３ｂとが干渉することがない。ここで、切欠き部１２の位置は問わないが、梁接合部材９の下端が、ダイアフラム３ｂよりも下方に位置し、梁接合部材９がダイアフラム３ｂをまたいで柱５の外周面と接合されることが望ましい。
【００３３】
また、図３に示すように、梁接合部材９は、一対の側板１３ａとこれら側板を接続する底板１３ｂ（図３では側板１３ａの上部同士が底板１３ｂで接合される）とから構成される。すなわち、梁接合部材９は略コの字状部材である。すなわち、梁接合部材９としては、通常の溝形鋼（チャンネル）や山形鋼（アングル）を用いることができる。
【００３４】
なお、梁７ｂ下面と梁接合部材９上面との接触面は、必ずしも溶接する必要はない。また、梁７ｂ下面と梁接合部材９上面との間に隙間を形成してもよい。このようにしても、梁７ｂからの応力は柱５に伝わり、柱の面外変形を抑制し、応力をダイアフラムへ伝えることができる。
【００３５】
また、図２において、梁７ｂの上方のフランジ部８ａとダイアフラム３ａの接触部とを溶接し、梁７ｂのウェブ部およびフランジ部８ｂの端部と柱５の外周面との接触部とを溶接し、梁接合部材９と柱５およびダイアフラム３ｂとの接触部を溶接してもよいが、梁接合部材９は、柱５の外周面と溶接されれば良く、梁接合部材９とダイアフラム３ｂとは、必ずしも溶接する必要はない。この場合には、切欠き１２を大きくし、梁接合部材９とダイアフラム３ｂとの間には隙間が形成されてもよい。
【００３６】
このように、ダイアフラム３ｂと梁７ｂとの間に梁接合部材９を設けることで、梁７ｂからの下方に向かう応力や、ダイアフラム３ａとの接合部を起点としたモーメント等を確実に柱５に伝達することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、梁７ｂが梁７ａよりも高さが低い例を示したが、梁７ｂが梁７ａよりも高い場合でも本発明は適用可能である。この場合には、梁７ｂのウェブを所定範囲切欠いて、梁接合部材９を柱５に接合すればよい。この場合には、例えば図３の例では、梁接合部材９の接合の向きを上下反転し、梁接合部材９の底板を梁７ｂのフランジ部８ｂの上面に接合すればよい。
【００３８】
また、梁接合部材９は、梁７ｂの下部に設置する必要はなく、上部に設けてもよい。この場合には、図２、図３の上下が反転した状態で、梁７ｂと梁接合部材９とを接合すればよい。この場合には、梁接合部材９の底板と梁７ｂとの接触面とは溶接等で接合する必要がある。
【００３９】
次に、柱と梁との接合構造１の変形例を示す。なお、以下の説明において、柱と梁との接合構造１と同様の機能を奏する構成については図１〜図３と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４０】
図４は、梁接合部材９に代えて梁接合部材９ａを用いた柱と梁の接合構造１ａを示す図（図３に対応する）である。梁接合部材９ａは、梁接合部材９と略同様であるが、一対の側板１３ａと、これら側板１３ａを接続する一対の底板１３ｂとから構成される。すなわち、梁接合部材９ａは略ロの字状部材である。すなわち、梁接合部材９ａは通常の角形鋼管を用いることができる。なお、ダイアフラム３ｂとの干渉を避けるための切欠き部１２や溶接部等は、梁接合部材９と同様である。
【００４１】
また、図５に示すように、梁接合部材９に代えて梁接合部材９ｂを用いた柱と梁の接合構造１ｂとしてもよい。梁接合部材９ｂは、梁接合部材９と略同様であるが、一体のブロックから構成される。すなわち、梁接合部材９のコの字部を鋼材で埋めた形状である。すなわち、梁接合部材９ｂは通常の角形鋼材を用いることができる。なお、ダイアフラム３ｂとの干渉を避けるための切欠き部１２や溶接部等は、梁接合部材９と同様である。
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、高さの異なる梁７ｂを柱５に接合する場合において、柱５の内部に内ダイアフラムを設けることを必要とせず、また、特殊な接合金物を柱の一部に接合する必要がない。このため、梁と柱との接合作業性に優れる。
【００４３】
また、梁接合部材９、９ａ、９ｂは、一般の鋼材を用いることができるため、安価である。また、通しダイアフラムの突出部上面（または下面）と梁７ｂ下面（または上面）との鉛直方向の空間を梁接合部材で確実に埋めて、柱５と梁７ｂとが接合されるため、梁７ｂからの鉛直方向の力やモーメントを確実に梁接合部材が受けることができる。したがって、簡易な構造で確実に梁７ｂからの応力を柱５に伝達することができる。なお、梁接合部材と梁７ｂとの間に隙間を形成することで、梁７ｂからの応力を梁接合部材が直接受けることがなく、梁接合部材を小型化することができる。すなわち、梁接合部材は、梁７ｂからの応力を受ける柱の面外変形を抑制するように、柱の外周面に接合されればよい。
【００４４】
次に、他の実施の形態について説明する。図６は、柱と梁の接合構造１０を示す斜視図であり、図７は、図６のＣ−Ｃ線断面図、図８は図６のＤ−Ｄ線断面図である。なお、以下の説明において、柱と梁の接合構造１（梁接合部材９等）と同様の機能を奏する構成については、図１〜図３等と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４５】
柱と梁の接合構造１０では、梁接合部材１１が用いられる。図７に示すように、梁接合部材１１の下部はダイアフラム３ｂと溶接され、柱５と接触する梁接合部材１１の端面が柱５に対して溶接される。なお、梁接合部材１１の下部には切欠き部１２が形成される。このため、梁接合部材１１とダイアフラム３ｂとが干渉することがない。また、梁接合部材１１は、ダイアフラム３ｂ上面と梁７ｂ下面との間に形成されるのみではなく、梁接合部材１１の上部が梁７ｂのフランジ部８ｂを超えてフランジ部８ｂの上方まで設けられる。ここで、梁接合部材１１とダイアフラム３ｂとは必ずしも接合される必要はなく、梁接合部材１１は少なくとも柱５の外周面に接合されれば良い。
【００４６】
また、図８に示すように、柱と梁の接合構造１０では、板状の梁接合部材１１は一対用いられ、梁接合部材１１でフランジ部８ｂを挟み込むように設けられる。すなわち、梁接合部材１１は、略平行に設けられ、略鉛直方向に配置される。梁接合部材１１と梁７ｂとの接触部は溶接によって接合される。ここで、梁接合部材１１と梁７ｂとは必ずしも接触（接合）される必要はなく、梁接合部材１１と梁７ｂとの間に隙間が形成されてもよい。
【００４７】
なお、柱と梁の接合構造１０は、梁７ｂが梁７ａよりも高い場合にも適用可能である。この場合には、図８において梁接合部材１１を上限反転させて設ければよい。
【００４８】
また、梁接合部材１１は、梁７ｂの下部に設置する必要はなく、上部に設けてもよい。この場合には、図７、図８の上下が反転した状態で、梁７ｂと梁接合部材１１とを接合すればよい。梁接合部材１１を用いることで、異なる高さの梁７ｂに対しても、同一の梁接合部材で対応することができる。
【００４９】
図９は、梁接合部材１１に代えて梁接合部材１１ａを用いた柱と梁の接合構造１０ａを示す図（図７に対応）である。梁接合部材１１ａは、梁接合部材１１と略同様であるが、切欠き部１２よりも下方側に延長される。したがって、梁接合部材１１ａを柱５に接合すると、梁接合部材１１ａは、切欠き部１２でダイアフラム３ｂをまたぐように柱５に接合される。すなわち、梁接合部材１１ａは、ダイアフラム３ｂの上下の柱５外周面と接合される。
【００５０】
このようにすることで、梁接合部材１１ａによって、梁７ｂからの応力を、より確実に柱５に伝達することができる。
【００５１】
また、図１０に示すように、梁接合部材１１に代えて梁接合部材１１ｂを用いた柱と梁の接合構造１０ｂとしてもよい。梁接合部材１１ｂは、梁接合部材９と略同様であるが、上端がダイアフラム３ａまで延長される。したがって、梁接合部材１１ｂを柱５に接合すると、梁接合部材１１ｂは、上下のダイアフラム３ａ、３ｂにまたがるように接合される。
【００５２】
このようにすることで、梁接合部材１１ｂによって、梁７ｂからの応力を、さらに確実に柱５に伝達することができる。
【００５３】
以上、本実施の形態によれば、前述した、柱と梁の接合構造１等と同様の効果を得ることができる。また、異なる高さの梁７ｂに対しても、同一の梁接合部材で対応することができる。また、前述したように、上下反転させた場合でも容易に対応が可能である。
【００５４】
また、ダイアフラム３ｂからフランジ部８ｂまでの高さの精度が出なくても、切欠き部１２から梁７ｂとの接合部高さには自由度があるため、高い精度は不要である。
【００５５】
次に、他の実施の形態について説明する。図１１は、梁接合部材２１を示す斜視図であり、図１１（ａ）は上面斜視図、図１１（ｂ）は底面斜視図である。梁接合部材２１は、底面側が柱接合面２４となり、一方の側面が梁設置面２６となる。すなわち、柱接合面２４と梁設置面２６とは略垂直に形成される。
【００５６】
柱接合面２４は、柱の表面と接合される部位である。柱接合面２４には、幅方向に渡って切欠き部１２が形成される。切欠き部１２は、ダイアフラムとの干渉を避けるものである。
【００５７】
梁接合部材２１の両側面の柱接合面２４との縁部近傍には、けがき線２３が設けられる。けがき線２３は、梁接合部材２１と柱５との溶接範囲を特定するためのものである。溶接代が小さすぎると、溶接強度を確保することができず、また、溶接代が大きすぎると、梁接合部材等の歪が大きくなるとともに、過剰なコストを要するためである。したがって、適切な溶接代を示すための溶接範囲特定部が形成される。
【００５８】
なお、梁接合部材２１の外形は、図示した例に限られず、梁接合部材２１の外形や切欠き部１２の位置等は適宜設定される。
【００５９】
図１２、図１３（ａ）は、柱と梁の接合構造２０を示す図である。図１２、図１３（ａ）に示すように、梁接合部材２１は、上面（梁設置面２６）が梁７ｂのフランジ部８ｂの下面と接触するように柱５に接合される。すなわち、梁接合部材２１は、通しダイアフラムであるダイアフラム３ｂの突出部上面と梁７ｂ下面との間を埋めるように固定される。
【００６０】
前述の通り、梁接合部材２１のダイアフラム３ｂとの接合部に対応する部位は、切欠き部１２が形成される。このため、梁接合部材２１とダイアフラム３ｂとが干渉することがない。梁接合部材２１の下端は、ダイアフラム３ｂよりも下方に位置する。すなわち、梁接合部材２１は、ダイアフラム３ｂをまたいで柱５の外周面と接合される。
【００６１】
また、図１２において、梁７ｂの上方のフランジ部８ａとダイアフラム３ａの接触部とを溶接し、梁７ｂのウェブ部およびフランジ部８ｂの端部と柱５の外周面との接触部とを溶接し、梁接合部材２１と柱５およびダイアフラム３ｂとの接触部を溶接してもよいが、梁接合部材２１は、柱５の外周面と溶接されれば良く、梁接合部材２１とダイアフラム３ｂとは、必ずしも溶接する必要はない。この場合には、切欠き部１２を大きくし、梁接合部材２１とダイアフラム３ｂとの間には隙間が形成されてもよい。
【００６２】
なお、梁接合部材２１が接合されるダイアフラム３ｂの延長部（梁接合部材２１を鉛直方向の柱に接合した際に、これと直交する方向の延長部）と梁接合部材２１との交差部における梁接合部材２１の厚みをＴとすると、Ｔは、柱５の厚みｔよりも大きくなるように設定される。このように、ダイアフラム３ｂと梁７ｂとの間に梁接合部材２１を設けることで、梁７ｂからの下方に向かう応力や、ダイアフラム３ａとの接合部を起点としたモーメント等を確実に柱５に伝達することができる。
【００６３】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。前述の通り、梁接合部材２１は、柱５と溶接部２２で溶接される。この際、梁接合部材２１の側面のけがき線２３が溶接範囲特定部として機能する。すなわち、けがき線２３の部位が溶接代となる。したがって、適切な溶接代で梁接合部材２１と柱５とを溶接することができる。なお、梁７ｂのフランジ部８ｂの下面と梁設置面２６との接触面は、必ずしも溶接する必要はない。
【００６４】
以上、梁接合部材２１によれば、前述した、柱と梁の接合構造１等と同様の効果を得ることができる。また、溶接範囲がけがき線で特定されるため、適切な溶接代で溶接を行うことができる。
【００６５】
次に、さらに他の実施の形態について説明する。図１４は、梁接合部材２１ａを示す斜視図であり、図１４（ａ）は上面斜視図、図１４（ｂ）は底面斜視図である。梁接合部材２１ａは、梁接合部材２１と略同様であるが、テーパ部２５および凹部２７が形成される点で異なる。
【００６６】
柱接合面２４には、凹部２７が形成される。凹部２７の深さは、梁接合部材２１ａの本体厚みの半分以上の深さであることが望ましい。
【００６７】
また、柱接合面２４には、幅方向に渡って切欠き部１２が形成される。また、切欠き部１２の近傍において、凹部２７には、必要に応じて幅方向にリブ２９が設けられる。リブ２９の端面は、柱接合面２４と同一面となってもよく、または、リブ２９の高さが、凹部２７の深さよりも低くてもよい。リブ２９は、梁接合部材の変形を防止して梁接合部材を補強するものである。
【００６８】
梁接合部材２１ａの両側面の柱接合面との縁部には、テーパ部２５が設けられる。テーパ部２５は、梁接合部材２１ａと柱５との溶接代を示すものである。すなわち、テーパ部２５は、適切な溶接代を示すための溶接範囲特定部となる。
【００６９】
梁接合部材２１ａは、切欠き部１２において、最も厚みが厚く、両端に向かって厚みが徐々に薄くなるように形成される。なお、梁接合部材２１ａの形状は、図示した例に限られず、凹部２７の形状や梁接合部材２１ａの外形などは、前述した構成を有する限り、適宜設定される。
【００７０】
図１５、図１６（ａ）は、柱と梁の接合構造２０ａを示す図である。図１５に示すように、梁接合部材２１ａは、上面（梁設置面２６）が梁７ｂのフランジ部８ｂの下面と接触するように柱５に接合される。すなわち、梁接合部材２１ａは、通しダイアフラムであるダイアフラム３ｂの突出部上面と梁７ｂ下面との間を埋めるように固定される。
【００７１】
なお、梁接合部材２１ａが接合されるダイアフラム３ｂの延長部（梁接合部材２１ａを鉛直方向の柱に接合した際に、これと直交する方向の延長部）と梁接合部材２１ａとの交差部における梁接合部材２１ａの厚み（当該部位における凹部２７の底部における厚み）をＴとすると、Ｔは、柱５の厚みｔよりも大きくなるように設定される。すなわち、凹部２７の深さは、梁接合部材２１ａの本体全厚の半分以上の深さであり、かつ、Ｔがｔよりも大きくなるように設定される。
【００７２】
このように、ダイアフラム３ｂと梁７ｂとの間に梁接合部材２１ａを設けることで、梁接合部材２１と同様に、梁７ｂからの下方に向かう応力や、ダイアフラム３ａとの接合部を起点としたモーメント等を確実に柱５に伝達することができる。
【００７３】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。梁接合部材２１ａと柱５とは、前述したテーパ部２５において、溶接部２２によって接合される。なお、梁７ｂのフランジ部８ｂの下面と梁設置面２６との接触面は、必ずしも溶接する必要はない。この状態で、梁から柱に力が加わった場合には、梁接合部材２１ａにも力が付与される。
【００７４】
例えば、図１５において、梁７ｂが柱５ｃから離れる方向（図中右方向）に力が付与されるとする。この場合、図１６（ｂ）に示すように、柱５および梁接合部材２１ａの厚み方向の中心（図中Ｇ）よりも内方側（図中Ｈ）には引張方向の力が付与される。また、梁接合部材２１ａの厚み方向の中心（図中Ｇ）よりも外方側（図中Ｉ）には、圧縮力が付与される。
【００７５】
この場合には、引張力は柱５が受け持つことができるため、梁接合部材２１ａの中心Ｇよりも内方側Ｈにおいては、過剰な強度は不要である。一方、梁接合部材２１ａの中心Ｇよりも外方側Ｉにおいては、梁接合部材２１ａのみで圧縮力を受け持つため、高い強度が必要である。
【００７６】
本発明に係る梁接合部材２１ａは、この高い強度が要求される部位（Ｉ）を厚肉とし、強度を要さない部位（Ｈ）においては、肉を薄くするために凹部２７が形成される。すなわち、柱５に接合された状態で、柱５の接合面から遠い部位の肉厚を厚くすることで、効率的に補強を行うとともに、凹部２７によって、軽量化を達成することができる。特に、柱から遠い部位の肉厚を厚くすることで補強した柱の面外方向の耐力を向上させることができる。
【００７７】
以上説明したように、梁接合部材２１ａによれば、梁接合部材２１と同様の効果を得ることができる。特に、溶接範囲がテーパ部２５で特定されるため、適切な溶接代で溶接を行うことができる。
【００７８】
また、また、柱接合面側に凹部２７が形成されるため、軽量であり、また、特に強度が必要な部位の肉厚が厚いため、効率的に補強を行うことができる。
【００７９】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８０】
例えば、前述した各実施形態の構成は、互いに組み合わせることができることは言うまでもない。例えば、梁接合部材１１ａと１１ｂとを組み合わせ、梁接合部材を下方のダイアフラム３ｂ下部から、上方のダイアフラム３ａまで延長してもよい。
【００８１】
また、溶接範囲特定部として、けがき線やテーパ部を梁接合部材９、９ａ、９ｂ、１１、１１ａ、１１ｂに形成してもよい。また、溶接範囲特定部としては、けがき線やテーパ部のみに限られず、視認可能であれば、面粗度を変化させたり、色を変えたりしてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１、１ａ、１ｂ、１０、１０ａ、１０ｂ、２０、２０ａ………柱と梁の接合構造
３ａ、３ｂ………ダイアフラム
５………柱
７ａ、７ｂ………梁
８ａ、８ｂ………フランジ部
９、９ａ、９ｂ………梁接合部材
１１、１１ａ、１１ｂ………梁接合部材
１２………切欠き部
１３ａ………側板
１３ｂ………底板
２１、２１ａ………梁接合部材
２２………溶接部
２３………けがき線
２４………柱接合面
２５………テーパ部
２６………梁設置面
２７………凹部
２９………リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管柱に対して、異なる高さの梁を接合するための梁と柱との接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼管柱を用いた構造物において、Ｈ形鋼からなる梁を接合する場合がある。柱と梁とを接合する場合には、接合部において、梁からの応力を柱に効率良く伝達させるために、梁のフランジ部の高さに応じた通しダイアフラムが設けられる。通しダイアフラムは、柱と柱の間に溶接等で接合される板状部材である。通常、梁のフランジ部は、通しダイアフラムの側面で突きあわされて溶接される。
【０００３】
しかし、柱に接合される梁のサイズ（高さ）が全ての方向で同じではない場合がある。例えば、一方向の梁のみ、高さが低い梁を接合する場合がある。このような場合には、当該梁の上下のフランジ部の内、少なくとも一方は他の梁が接合される通しダイアフラムと接合することができない。
【０００４】
したがって、このような高さの異なる梁を接合するためには柱内部に内ダイアフラムを接合する等の必要がある。
【０００５】
また、このような高さの異なる梁を接合するための柱梁接合構造として、角形断面管と、該角形断面管の並行する２辺を支持する十字プレートと、該角形断面管の角部を挟む２辺を支持する斜めプレートとが鋳造により一体的に成形され、且つ外周面の少なくとも梁が取り付けられる範囲が平坦に形成された柱梁接合金物の端部が角形断面管からなる柱に溶接接合され、Ｈ形鋼からなる梁が前記柱梁接合金物の外周面にノンスカラップ溶接により接合される柱梁接合構造がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３２９６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、柱内部に内ダイアフラムを設ける作業は、溶接量が多く、作業性が悪いという問題がある。また、特許文献１に記載の構造では、柱梁接合部を一体成型する必要があり、金物の質量が大きくなるとともに高価なものとなる。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、異なる高さの梁を柱に接合する場合において、柱内部にダイアフラム等の部材を接合することなく、また、特殊な構造の柱梁接合金物を用いることなく、簡易な構造で柱の外部のみで作業が可能な梁と柱との接合構造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】
【０００９】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、梁と柱との接合構造であって、柱に形成される一対のダイアフラムと、上下の前記ダイアフラムにそれぞれのフランジ部が接合される第１の梁と、前記第１の梁と高さが異なり、前記第１の梁とは異なる方向に前記柱と接合される第２の梁と、を具備し、前記第２の梁の一方のフランジ部は一方の前記ダイアフラムと接合され、少なくとも前記第２の梁の他方のフランジ部と他方の前記ダイアフラムとの間の前記柱の外面側に梁接合部材が接合され、前記梁接合部材を介して、前記第２の梁の他方のフランジ部と他方の前記ダイアフラムとの間の応力伝達が行われることを特徴とする梁と柱との接合構造である。
【００１０】
前記梁接合部材は、少なくとも一対の側板と、前記側板を連結するように形成される底板とを有し、前記側板および前記底板は前記柱の外面と接合されることが望ましい。
【００１１】
前記梁接合部材は、前記柱の外面と溶接されており、前記第２の梁の他方のフランジ面の下面または上面と、前記梁接合部材の上面または下面との間に隙間が形成されてもよい。前記第２の梁の他方のフランジ面の下面または上面が前記梁接合部材の上面または下面と接触してもよい。
【００１２】
前記梁接合部材は、少なくとも一対の板状部材であり、一対の前記梁接合部材の対向する面で前記第２の梁を挟みこむようにして、前記梁接合部が前記柱の外周面に接合されてもよい。一対の前記梁接合部材の端部近傍がそれぞれ前記ダイアフラムと接合されるとともに、前記第２の梁の他方のフランジ部と前記梁接合部材の内面とが接合されてもよい。前記梁接合部材の上下端近傍が、それぞれ一対の前記ダイアフラムと接合されてもよい。
【００１３】
前記梁接合部材の前記柱との接合部には、前記柱との溶接範囲を示す溶接範囲特定部が設けられ、前記溶接範囲特定部で前記梁接合部材と前記柱とが溶接されてもよい。
【００１４】
前記溶接範囲特定部は、テーパ部であってもよく、前記溶接範囲特定部は、前記溶接範囲と他の部位との境界に設けられた線であってもよい。
【００１５】
第１の発明によれば、梁と柱との接合部が、柱の外部に設けられる梁接合部材によって行われるため、柱の外部のみで作業を行うことが可能である。したがって、柱への梁の接合作業性に優れる。
【００１６】
また、梁接合部がダイアフラムと柱の外面に溶接され、梁のフランジ部の上面または下面と梁接合部とが接触すれば、梁からの応力を確実に柱に伝達することができる。また、梁のフランジ部の上面または下面と梁接合部との間に隙間が形成されれば、梁からの応力を梁接合部材が直接受けることがなく、梁接合部材を小型化することができる。また、柱の面外変形を抑制することができる。
【００１７】
また、梁接合部材が一対の側板と、これらの側板を連結するように形成される底板とを有し、側板がダイアフラムおよび柱の外面と接合され、底板の外面が梁のフランジ面と接触するようにすることで、効率良く梁の応力を梁接合部材に伝達することができる。
【００１８】
また、梁接合部材が一対の板状部材であり、一対の梁接合部材の端部近傍をそれぞれダイアフラムと接合し、梁接合部材の対向する面で梁を挟みこむようにして、フランジ部と梁接合部材の内面とを接合することで、極めて簡易な構造で梁と柱とを接合することができる。
【００１９】
この際、梁接合部材の上下端近傍をそれぞれ一対のダイアフラムと接合することで、より確実に梁からの応力を柱に伝達することができる。
【００２０】
また、溶接範囲を示す溶接範囲特定部が設けられ、溶接範囲特定部で梁接合部材と柱とが溶接されれば、適切な溶接代で溶接を行うことができる。また、溶接範囲特定部がテーパ部またはけがき線であれば、視認性に優れる。
【００２１】
第２の発明は、梁と柱との接合部材であって、柱と接合される柱接合部と、前記柱接合部と略垂直な面である梁設置面と、前記柱接合部の幅方向に渡って形成される、ダイアフラムとの干渉を防止するための切欠き部と、を具備し、前記柱接合部には、前記柱との溶接範囲を示す溶接範囲特定部が設けられことを特徴とする接合部材である。
【００２２】
第２の発明によれば、サイズの異なる梁と柱との接合部に使用することができ、柱との接合代を容易に把握することが可能な梁接合部材を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、異なる高さの梁を柱に接合する場合において、柱内部にダイアフラム等の部材を接合することなく、また、特殊な構造の柱梁接合金物を用いることなく、簡易な構造で柱の外部のみで作業が可能な梁と柱との接合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】柱と梁の接合構造１を示す斜視図。
【図２】柱と梁の接合構造１を示す立面図であり、図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】柱と梁の接合構造１を示す立面図であり、図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】他の実施の形態の柱と梁の接合構造１ａを示す立面図。
【図５】他の実施の形態の柱と梁の接合構造１ｂを示す立面図。
【図６】柱と梁の接合構造１０を示す斜視図。
【図７】柱と梁の接合構造１０を示す立面図であり、図６のＣ−Ｃ線断面図。
【図８】柱と梁の接合構造１０を示す立面図であり、図６のＤ−Ｄ線断面図。
【図９】他の実施の形態の柱と梁の接合構造１０ａを示す立面図。
【図１０】他の実施の形態の柱と梁の接合構造１０ｂを示す立面図。
【図１１】梁接合部材２１を示す斜視図であり、（ａ）は上面斜視図、（ｂ）は底面斜視図。
【図１２】柱と梁の接合構造２０を示す立面図。
【図１３】（ａ）は柱と梁の接合構造２０を示す立面図であり、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図。
【図１４】梁接合部材２１ａを示す斜視図であり、（ａ）は上面斜視図、（ｂ）は底面斜視図。
【図１５】柱と梁の接合構造２０ａを示す立面図。
【図１６】（ａ）は柱と梁の接合構造２０ａを示す立面図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態にかかる柱と梁の接合構造１について説明する。図１は、柱と梁の接合構造１を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。柱と梁の接合構造１は、柱５に複数の梁７ａ、７ｂが接合された構造である。
【００２６】
柱５は中空の角形鋼管であり、梁７ａ、７ｂはＨ形鋼である。梁７ａと梁７ｂとは、梁の高さが異なる。なお、図１の例では、梁７ａが柱５の三方向に形成され、梁７ｂが一方向に形成される例を示すが、本発明ではこれに限られず、梁７ｂを複数方向に設けてもよい。
【００２７】
柱５には、一対のダイアフラム３ａ、３ｂが接合される。なお、ダイアフラム３ａ、３ｂは、柱５の外方に突出する通しダイアフラムである。ダイアフラム３ａ、３ｂは、柱５に所定の間隔をあけて上下に設けられる。
【００２８】
梁７ａの上下のフランジ部の端部は、それぞれダイアフラム３ａ、３ｂと溶接によって接合される。すなわち、ダイアフラム３ａ、３ｂの設置間隔は梁７ａのフランジ部間隔と一致する。したがって、梁７ａからの応力を柱に確実に伝達することができる。
【００２９】
梁７ｂの上方のフランジ部８ａの端部は、上方のダイアフラム３ａと溶接によって接合される。梁７ｂは梁７ａよりも高さが低いため、梁７ｂの下方のフランジ部８ｂとダイアフラム３ｂとの間には隙間が生じる。
【００３０】
本発明では、ダイアフラム３ｂと梁７ｂのフランジ部８ｂとの間に梁接合部材９が接合される。すなわち、梁接合部材９を介して梁７ｂのフランジ部８ｂとダイアフラム３ｂとが接合される。したがって、梁７ｂからの応力を柱に確実に伝達することができる。
【００３１】
図２に示すように、梁接合部材９は、上面が梁７ｂのフランジ部８ｂの下面と接触するように柱５に接合される。すなわち、梁接合部材９は、通しダイアフラムであるダイアフラム３ｂの突出部上面と梁７ｂ下面との間を埋めるように固定される。
【００３２】
なお、梁接合部材９のダイアフラム３ｂとの接合部に対応する部位は、あらかじめ切欠き部１２が形成される。このため、梁接合部材９とダイアフラム３ｂとが干渉することがない。ここで、切欠き部１２の位置は問わないが、梁接合部材９の下端が、ダイアフラム３ｂよりも下方に位置し、梁接合部材９がダイアフラム３ｂをまたいで柱５の外周面と接合されることが望ましい。
【００３３】
また、図３に示すように、梁接合部材９は、一対の側板１３ａとこれら側板を接続する底板１３ｂ（図３では側板１３ａの上部同士が底板１３ｂで接合される）とから構成される。すなわち、梁接合部材９は略コの字状部材である。すなわち、梁接合部材９としては、通常の溝形鋼（チャンネル）や山形鋼（アングル）を用いることができる。
【００３４】
なお、梁７ｂ下面と梁接合部材９上面との接触面は、必ずしも溶接する必要はない。また、梁７ｂ下面と梁接合部材９上面との間に隙間を形成してもよい。このようにしても、梁７ｂからの応力は柱５に伝わり、柱の面外変形を抑制し、応力をダイアフラムへ伝えることができる。
【００３５】
また、図２において、梁７ｂの上方のフランジ部８ａとダイアフラム３ａの接触部とを溶接し、梁７ｂのウェブ部およびフランジ部８ｂの端部と柱５の外周面との接触部とを溶接し、梁接合部材９と柱５およびダイアフラム３ｂとの接触部を溶接してもよいが、梁接合部材９は、柱５の外周面と溶接されれば良く、梁接合部材９とダイアフラム３ｂとは、必ずしも溶接する必要はない。この場合には、切欠き１２を大きくし、梁接合部材９とダイアフラム３ｂとの間には隙間が形成されてもよい。
【００３６】
このように、ダイアフラム３ｂと梁７ｂとの間に梁接合部材９を設けることで、梁７ｂからの下方に向かう応力や、ダイアフラム３ａとの接合部を起点としたモーメント等を確実に柱５に伝達することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、梁７ｂが梁７ａよりも高さが低い例を示したが、梁７ｂが梁７ａよりも高い場合でも本発明は適用可能である。この場合には、梁７ｂのウェブを所定範囲切欠いて、梁接合部材９を柱５に接合すればよい。この場合には、例えば図３の例では、梁接合部材９の接合の向きを上下反転し、梁接合部材９の底板を梁７ｂのフランジ部８ｂの上面に接合すればよい。
【００３８】
また、梁接合部材９は、梁７ｂの下部に設置する必要はなく、上部に設けてもよい。この場合には、図２、図３の上下が反転した状態で、梁７ｂと梁接合部材９とを接合すればよい。この場合には、梁接合部材９の底板と梁７ｂとの接触面とは溶接等で接合する必要がある。
【００３９】
次に、柱と梁との接合構造１の変形例を示す。なお、以下の説明において、柱と梁との接合構造１と同様の機能を奏する構成については図１〜図３と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４０】
図４は、梁接合部材９に代えて梁接合部材９ａを用いた柱と梁の接合構造１ａを示す図（図３に対応する）である。梁接合部材９ａは、梁接合部材９と略同様であるが、一対の側板１３ａと、これら側板１３ａを接続する一対の底板１３ｂとから構成される。すなわち、梁接合部材９ａは略ロの字状部材である。すなわち、梁接合部材９ａは通常の角形鋼管を用いることができる。なお、ダイアフラム３ｂとの干渉を避けるための切欠き部１２や溶接部等は、梁接合部材９と同様である。
【００４１】
また、図５に示すように、梁接合部材９に代えて梁接合部材９ｂを用いた柱と梁の接合構造１ｂとしてもよい。梁接合部材９ｂは、梁接合部材９と略同様であるが、一体のブロックから構成される。すなわち、梁接合部材９のコの字部を鋼材で埋めた形状である。すなわち、梁接合部材９ｂは通常の角形鋼材を用いることができる。なお、ダイアフラム３ｂとの干渉を避けるための切欠き部１２や溶接部等は、梁接合部材９と同様である。
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、高さの異なる梁７ｂを柱５に接合する場合において、柱５の内部に内ダイアフラムを設けることを必要とせず、また、特殊な接合金物を柱の一部に接合する必要がない。このため、梁と柱との接合作業性に優れる。
【００４３】
また、梁接合部材９、９ａ、９ｂは、一般の鋼材を用いることができるため、安価である。また、通しダイアフラムの突出部上面（または下面）と梁７ｂ下面（または上面）との鉛直方向の空間を梁接合部材で確実に埋めて、柱５と梁７ｂとが接合されるため、梁７ｂからの鉛直方向の力やモーメントを確実に梁接合部材が受けることができる。したがって、簡易な構造で確実に梁７ｂからの応力を柱５に伝達することができる。なお、梁接合部材と梁７ｂとの間に隙間を形成することで、梁７ｂからの応力を梁接合部材が直接受けることがなく、梁接合部材を小型化することができる。すなわち、梁接合部材は、梁７ｂからの応力を受ける柱の面外変形を抑制するように、柱の外周面に接合されればよい。
【００４４】
次に、他の実施の形態について説明する。図６は、柱と梁の接合構造１０を示す斜視図であり、図７は、図６のＣ−Ｃ線断面図、図８は図６のＤ−Ｄ線断面図である。なお、以下の説明において、柱と梁の接合構造１（梁接合部材９等）と同様の機能を奏する構成については、図１〜図３等と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４５】
柱と梁の接合構造１０では、梁接合部材１１が用いられる。図７に示すように、梁接合部材１１の下部はダイアフラム３ｂと溶接され、柱５と接触する梁接合部材１１の端面が柱５に対して溶接される。なお、梁接合部材１１の下部には切欠き部１２が形成される。このため、梁接合部材１１とダイアフラム３ｂとが干渉することがない。また、梁接合部材１１は、ダイアフラム３ｂ上面と梁７ｂ下面との間に形成されるのみではなく、梁接合部材１１の上部が梁７ｂのフランジ部８ｂを超えてフランジ部８ｂの上方まで設けられる。ここで、梁接合部材１１とダイアフラム３ｂとは必ずしも接合される必要はなく、梁接合部材１１は少なくとも柱５の外周面に接合されれば良い。
【００４６】
また、図８に示すように、柱と梁の接合構造１０では、板状の梁接合部材１１は一対用いられ、梁接合部材１１でフランジ部８ｂを挟み込むように設けられる。すなわち、梁接合部材１１は、略平行に設けられ、略鉛直方向に配置される。梁接合部材１１と梁７ｂとの接触部は溶接によって接合される。ここで、梁接合部材１１と梁７ｂとは必ずしも接触（接合）される必要はなく、梁接合部材１１と梁７ｂとの間に隙間が形成されてもよい。
【００４７】
なお、柱と梁の接合構造１０は、梁７ｂが梁７ａよりも高い場合にも適用可能である。この場合には、図８において梁接合部材１１を上限反転させて設ければよい。
【００４８】
また、梁接合部材１１は、梁７ｂの下部に設置する必要はなく、上部に設けてもよい。この場合には、図７、図８の上下が反転した状態で、梁７ｂと梁接合部材１１とを接合すればよい。梁接合部材１１を用いることで、異なる高さの梁７ｂに対しても、同一の梁接合部材で対応することができる。
【００４９】
図９は、梁接合部材１１に代えて梁接合部材１１ａを用いた柱と梁の接合構造１０ａを示す図（図７に対応）である。梁接合部材１１ａは、梁接合部材１１と略同様であるが、切欠き部１２よりも下方側に延長される。したがって、梁接合部材１１ａを柱５に接合すると、梁接合部材１１ａは、切欠き部１２でダイアフラム３ｂをまたぐように柱５に接合される。すなわち、梁接合部材１１ａは、ダイアフラム３ｂの上下の柱５外周面と接合される。
【００５０】
このようにすることで、梁接合部材１１ａによって、梁７ｂからの応力を、より確実に柱５に伝達することができる。
【００５１】
また、図１０に示すように、梁接合部材１１に代えて梁接合部材１１ｂを用いた柱と梁の接合構造１０ｂとしてもよい。梁接合部材１１ｂは、梁接合部材９と略同様であるが、上端がダイアフラム３ａまで延長される。したがって、梁接合部材１１ｂを柱５に接合すると、梁接合部材１１ｂは、上下のダイアフラム３ａ、３ｂにまたがるように接合される。
【００５２】
このようにすることで、梁接合部材１１ｂによって、梁７ｂからの応力を、さらに確実に柱５に伝達することができる。
【００５３】
以上、本実施の形態によれば、前述した、柱と梁の接合構造１等と同様の効果を得ることができる。また、異なる高さの梁７ｂに対しても、同一の梁接合部材で対応することができる。また、前述したように、上下反転させた場合でも容易に対応が可能である。
【００５４】
また、ダイアフラム３ｂからフランジ部８ｂまでの高さの精度が出なくても、切欠き部１２から梁７ｂとの接合部高さには自由度があるため、高い精度は不要である。
【００５５】
次に、他の実施の形態について説明する。図１１は、梁接合部材２１を示す斜視図であり、図１１（ａ）は上面斜視図、図１１（ｂ）は底面斜視図である。梁接合部材２１は、底面側が柱接合面２４となり、一方の側面が梁設置面２６となる。すなわち、柱接合面２４と梁設置面２６とは略垂直に形成される。
【００５６】
柱接合面２４は、柱の表面と接合される部位である。柱接合面２４には、幅方向に渡って切欠き部１２が形成される。切欠き部１２は、ダイアフラムとの干渉を避けるものである。
【００５７】
梁接合部材２１の両側面の柱接合面２４との縁部近傍には、けがき線２３が設けられる。けがき線２３は、梁接合部材２１と柱５との溶接範囲を特定するためのものである。溶接代が小さすぎると、溶接強度を確保することができず、また、溶接代が大きすぎると、梁接合部材等の歪が大きくなるとともに、過剰なコストを要するためである。したがって、適切な溶接代を示すための溶接範囲特定部が形成される。
【００５８】
なお、梁接合部材２１の外形は、図示した例に限られず、梁接合部材２１の外形や切欠き部１２の位置等は適宜設定される。
【００５９】
図１２、図１３（ａ）は、柱と梁の接合構造２０を示す図である。図１２、図１３（ａ）に示すように、梁接合部材２１は、上面（梁設置面２６）が梁７ｂのフランジ部８ｂの下面と接触するように柱５に接合される。すなわち、梁接合部材２１は、通しダイアフラムであるダイアフラム３ｂの突出部上面と梁７ｂ下面との間を埋めるように固定される。
【００６０】
前述の通り、梁接合部材２１のダイアフラム３ｂとの接合部に対応する部位は、切欠き部１２が形成される。このため、梁接合部材２１とダイアフラム３ｂとが干渉することがない。梁接合部材２１の下端は、ダイアフラム３ｂよりも下方に位置する。すなわち、梁接合部材２１は、ダイアフラム３ｂをまたいで柱５の外周面と接合される。
【００６１】
また、図１２において、梁７ｂの上方のフランジ部８ａとダイアフラム３ａの接触部とを溶接し、梁７ｂのウェブ部およびフランジ部８ｂの端部と柱５の外周面との接触部とを溶接し、梁接合部材２１と柱５およびダイアフラム３ｂとの接触部を溶接してもよいが、梁接合部材２１は、柱５の外周面と溶接されれば良く、梁接合部材２１とダイアフラム３ｂとは、必ずしも溶接する必要はない。この場合には、切欠き部１２を大きくし、梁接合部材２１とダイアフラム３ｂとの間には隙間が形成されてもよい。
【００６２】
なお、梁接合部材２１が接合されるダイアフラム３ｂの延長部（梁接合部材２１を鉛直方向の柱に接合した際に、これと直交する方向の延長部）と梁接合部材２１との交差部における梁接合部材２１の厚みをＴとすると、Ｔは、柱５の厚みｔよりも大きくなるように設定される。このように、ダイアフラム３ｂと梁７ｂとの間に梁接合部材２１を設けることで、梁７ｂからの下方に向かう応力や、ダイアフラム３ａとの接合部を起点としたモーメント等を確実に柱５に伝達することができる。
【００６３】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。前述の通り、梁接合部材２１は、柱５と溶接部２２で溶接される。この際、梁接合部材２１の側面のけがき線２３が溶接範囲特定部として機能する。すなわち、けがき線２３の部位が溶接代となる。したがって、適切な溶接代で梁接合部材２１と柱５とを溶接することができる。なお、梁７ｂのフランジ部８ｂの下面と梁設置面２６との接触面は、必ずしも溶接する必要はない。
【００６４】
以上、梁接合部材２１によれば、前述した、柱と梁の接合構造１等と同様の効果を得ることができる。また、溶接範囲がけがき線で特定されるため、適切な溶接代で溶接を行うことができる。
【００６５】
次に、さらに他の実施の形態について説明する。図１４は、梁接合部材２１ａを示す斜視図であり、図１４（ａ）は上面斜視図、図１４（ｂ）は底面斜視図である。梁接合部材２１ａは、梁接合部材２１と略同様であるが、テーパ部２５および凹部２７が形成される点で異なる。
【００６６】
柱接合面２４には、凹部２７が形成される。凹部２７の深さは、梁接合部材２１ａの本体厚みの半分以上の深さであることが望ましい。
【００６７】
また、柱接合面２４には、幅方向に渡って切欠き部１２が形成される。また、切欠き部１２の近傍において、凹部２７には、必要に応じて幅方向にリブ２９が設けられる。リブ２９の端面は、柱接合面２４と同一面となってもよく、または、リブ２９の高さが、凹部２７の深さよりも低くてもよい。リブ２９は、梁接合部材の変形を防止して梁接合部材を補強するものである。
【００６８】
梁接合部材２１ａの両側面の柱接合面との縁部には、テーパ部２５が設けられる。テーパ部２５は、梁接合部材２１ａと柱５との溶接代を示すものである。すなわち、テーパ部２５は、適切な溶接代を示すための溶接範囲特定部となる。
【００６９】
梁接合部材２１ａは、切欠き部１２において、最も厚みが厚く、両端に向かって厚みが徐々に薄くなるように形成される。なお、梁接合部材２１ａの形状は、図示した例に限られず、凹部２７の形状や梁接合部材２１ａの外形などは、前述した構成を有する限り、適宜設定される。
【００７０】
図１５、図１６（ａ）は、柱と梁の接合構造２０ａを示す図である。図１５に示すように、梁接合部材２１ａは、上面（梁設置面２６）が梁７ｂのフランジ部８ｂの下面と接触するように柱５に接合される。すなわち、梁接合部材２１ａは、通しダイアフラムであるダイアフラム３ｂの突出部上面と梁７ｂ下面との間を埋めるように固定される。
【００７１】
なお、梁接合部材２１ａが接合されるダイアフラム３ｂの延長部（梁接合部材２１ａを鉛直方向の柱に接合した際に、これと直交する方向の延長部）と梁接合部材２１ａとの交差部における梁接合部材２１ａの厚み（当該部位における凹部２７の底部における厚み）をＴとすると、Ｔは、柱５の厚みｔよりも大きくなるように設定される。すなわち、凹部２７の深さは、梁接合部材２１ａの本体全厚の半分以上の深さであり、かつ、Ｔがｔよりも大きくなるように設定される。
【００７２】
このように、ダイアフラム３ｂと梁７ｂとの間に梁接合部材２１ａを設けることで、梁接合部材２１と同様に、梁７ｂからの下方に向かう応力や、ダイアフラム３ａとの接合部を起点としたモーメント等を確実に柱５に伝達することができる。
【００７３】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。梁接合部材２１ａと柱５とは、前述したテーパ部２５において、溶接部２２によって接合される。なお、梁７ｂのフランジ部８ｂの下面と梁設置面２６との接触面は、必ずしも溶接する必要はない。この状態で、梁から柱に力が加わった場合には、梁接合部材２１ａにも力が付与される。
【００７４】
例えば、図１５において、梁７ｂが柱５ｃから離れる方向（図中右方向）に力が付与されるとする。この場合、図１６（ｂ）に示すように、柱５および梁接合部材２１ａの厚み方向の中心（図中Ｇ）よりも内方側（図中Ｈ）には引張方向の力が付与される。また、梁接合部材２１ａの厚み方向の中心（図中Ｇ）よりも外方側（図中Ｉ）には、圧縮力が付与される。
【００７５】
この場合には、引張力は柱５が受け持つことができるため、梁接合部材２１ａの中心Ｇよりも内方側Ｈにおいては、過剰な強度は不要である。一方、梁接合部材２１ａの中心Ｇよりも外方側Ｉにおいては、梁接合部材２１ａのみで圧縮力を受け持つため、高い強度が必要である。
【００７６】
本発明に係る梁接合部材２１ａは、この高い強度が要求される部位（Ｉ）を厚肉とし、強度を要さない部位（Ｈ）においては、肉を薄くするために凹部２７が形成される。すなわち、柱５に接合された状態で、柱５の接合面から遠い部位の肉厚を厚くすることで、効率的に補強を行うとともに、凹部２７によって、軽量化を達成することができる。特に、柱から遠い部位の肉厚を厚くすることで補強した柱の面外方向の耐力を向上させることができる。
【００７７】
以上説明したように、梁接合部材２１ａによれば、梁接合部材２１と同様の効果を得ることができる。特に、溶接範囲がテーパ部２５で特定されるため、適切な溶接代で溶接を行うことができる。
【００７８】
また、また、柱接合面側に凹部２７が形成されるため、軽量であり、また、特に強度が必要な部位の肉厚が厚いため、効率的に補強を行うことができる。
【００７９】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８０】
例えば、前述した各実施形態の構成は、互いに組み合わせることができることは言うまでもない。例えば、梁接合部材１１ａと１１ｂとを組み合わせ、梁接合部材を下方のダイアフラム３ｂ下部から、上方のダイアフラム３ａまで延長してもよい。
【００８１】
また、溶接範囲特定部として、けがき線やテーパ部を梁接合部材９、９ａ、９ｂ、１１、１１ａ、１１ｂに形成してもよい。また、溶接範囲特定部としては、けがき線やテーパ部のみに限られず、視認可能であれば、面粗度を変化させたり、色を変えたりしてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１、１ａ、１ｂ、１０、１０ａ、１０ｂ、２０、２０ａ………柱と梁の接合構造
３ａ、３ｂ………ダイアフラム
５………柱
７ａ、７ｂ………梁
８ａ、８ｂ………フランジ部
９、９ａ、９ｂ………梁接合部材
１１、１１ａ、１１ｂ………梁接合部材
１２………切欠き部
１３ａ………側板
１３ｂ………底板
２１、２１ａ………梁接合部材
２２………溶接部
２３………けがき線
２４………柱接合面
２５………テーパ部
２６………梁設置面
２７………凹部
２９………リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁と柱との接合構造であって、
柱に形成される一対のダイアフラムと、
上下の前記ダイアフラムにそれぞれのフランジ部が接合される第１の梁と、
前記第１の梁と高さが異なり、前記第１の梁とは異なる方向に前記柱と接合される第２の梁と、
を具備し、
前記第２の梁の一方のフランジ部は一方の前記ダイアフラムと接合され、少なくとも前記第２の梁の他方のフランジ部と他方の前記ダイアフラムとの間の前記柱の外面側に梁接合部材が接合され、前記梁接合部材を介して、前記第２の梁の他方のフランジ部と他方の前記ダイアフラムとの間の応力伝達が行われることを特徴とする梁と柱との接合構造。
【請求項２】
前記梁接合部材は、少なくとも一対の側板と、前記側板を連結するように形成される底板とを有し、
前記側板および前記底板は前記柱の外面と接合されることを特徴とする請求項１記載の梁と柱との接合構造。
【請求項３】
前記第２の梁の他方のフランジ面の下面または上面と、前記梁接合部材の上面または下面との間に隙間が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の梁と柱との接合構造。
【請求項４】
前記第２の梁の他方のフランジ面の下面または上面が前記梁接合部材の上面または下面と接触することを特徴とする請求項１または請求項２記載の梁と柱との接合構造。
【請求項５】
前記梁接合部材は、少なくとも一対の板状部材であり、
一対の前記梁接合部材の対向する面で前記第２の梁を挟みこむようにして、前記梁接合部材が前記柱の外周面に接合されることを特徴とする請求項１記載の梁と柱との接合構造。
【請求項６】
一対の前記梁接合部材の端部近傍がそれぞれ前記ダイアフラムと接合されるとともに、前記第２の梁の他方のフランジ部と前記梁接合部材の内面とが接合されることを特徴とする請求項５記載の梁と柱との接合構造。
【請求項７】
前記梁接合部材の上下端近傍が、それぞれ一対の前記ダイアフラムと接合されることを特徴とする請求項５または請求項６記載の梁と柱との接合構造。
【請求項８】
前記梁接合部材の前記柱との接合部には、前記柱との溶接範囲を示す溶接範囲特定部が設けられ、前記溶接範囲特定部で前記梁接合部材と前記柱とが溶接されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の梁と柱との接合構造。
【請求項９】
前記溶接範囲特定部は、テーパ部であることを特徴とする請求項８記載の梁と柱との接合構造。
【請求項１０】
前記溶接範囲特定部は、前記溶接範囲と他の部位との境界に設けられた線であることを特徴とする請求項８記載の梁と柱との接合構造。
【請求項１１】
梁と柱との接合部材であって、
柱と接合される柱接合部と、
前記柱接合部と略垂直な面である梁設置面と、
前記柱接合部の幅方向に渡って形成される、ダイアフラムとの干渉を防止するための切欠き部と、
を具備し、
前記柱接合部には、前記柱との溶接範囲を示す溶接範囲特定部が設けられことを特徴とする接合部材。
【請求項１】
梁と柱との接合構造であって、
柱に形成される一対のダイアフラムと、
上下の前記ダイアフラムにそれぞれのフランジ部が接合される第１の梁と、
前記第１の梁と高さが異なり、前記第１の梁とは異なる方向に前記柱と接合される第２の梁と、
を具備し、
前記第２の梁の一方のフランジ部は一方の前記ダイアフラムと接合され、少なくとも前記第２の梁の他方のフランジ部と他方の前記ダイアフラムとの間の前記柱の外面側に梁接合部材が接合され、前記梁接合部材を介して、前記第２の梁の他方のフランジ部と他方の前記ダイアフラムとの間の応力伝達が行われることを特徴とする梁と柱との接合構造。
【請求項２】
前記梁接合部材は、少なくとも一対の側板と、前記側板を連結するように形成される底板とを有し、
前記側板および前記底板は前記柱の外面と接合されることを特徴とする請求項１記載の梁と柱との接合構造。
【請求項３】
前記第２の梁の他方のフランジ面の下面または上面と、前記梁接合部材の上面または下面との間に隙間が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の梁と柱との接合構造。
【請求項４】
前記第２の梁の他方のフランジ面の下面または上面が前記梁接合部材の上面または下面と接触することを特徴とする請求項１または請求項２記載の梁と柱との接合構造。
【請求項５】
前記梁接合部材は、少なくとも一対の板状部材であり、
一対の前記梁接合部材の対向する面で前記第２の梁を挟みこむようにして、前記梁接合部材が前記柱の外周面に接合されることを特徴とする請求項１記載の梁と柱との接合構造。
【請求項６】
一対の前記梁接合部材の端部近傍がそれぞれ前記ダイアフラムと接合されるとともに、前記第２の梁の他方のフランジ部と前記梁接合部材の内面とが接合されることを特徴とする請求項５記載の梁と柱との接合構造。
【請求項７】
前記梁接合部材の上下端近傍が、それぞれ一対の前記ダイアフラムと接合されることを特徴とする請求項５または請求項６記載の梁と柱との接合構造。
【請求項８】
前記梁接合部材の前記柱との接合部には、前記柱との溶接範囲を示す溶接範囲特定部が設けられ、前記溶接範囲特定部で前記梁接合部材と前記柱とが溶接されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の梁と柱との接合構造。
【請求項９】
前記溶接範囲特定部は、テーパ部であることを特徴とする請求項８記載の梁と柱との接合構造。
【請求項１０】
前記溶接範囲特定部は、前記溶接範囲と他の部位との境界に設けられた線であることを特徴とする請求項８記載の梁と柱との接合構造。
【請求項１１】
梁と柱との接合部材であって、
柱と接合される柱接合部と、
前記柱接合部と略垂直な面である梁設置面と、
前記柱接合部の幅方向に渡って形成される、ダイアフラムとの干渉を防止するための切欠き部と、
を具備し、
前記柱接合部には、前記柱との溶接範囲を示す溶接範囲特定部が設けられことを特徴とする接合部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２０７５１５（Ｐ２０１２−２０７５１５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００３６６（Ｐ２０１１−２００３６６）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００２３３２３９）日立機材株式会社 (225)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００２３３２３９）日立機材株式会社 (225)
【Ｆターム（参考）】
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