JP2017166122A - Steel beam and column-beam joint structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steel beam and a column-beam joint structure that prevent buckling of a web when exposed to horizontal external force caused by an earthquake, etc.SOLUTION: A steel beam 1 has an H-shaped cross-section with a flange 2 made of a steel material with yield strength higher than the material of a web 3, and is stiffened at an end portion. A plurality of longitudinal stiffening members 6 is disposed on the web 3 at the end portion, orthogonally to an axial direction of the beam, and at a prescribed interval in the axial direction. As such, the stiffening members 6 stiffen the end portion of the beam so as to restrict out-of-plane deformation of the web 3 at the end portion of the beam. The configuration suppresses buckling of the web accompanied by rapid decline in load resistant capacity of the member, caused by local buckling of the flange 2 at the end portion of the beam on a flexural compression side.SELECTED DRAWING: Figure 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。   The present invention relates to a steel beam and a beam-column joint structure whose ends are stiffened.

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。
When a load is applied to the steel beam that constitutes the structure due to an earthquake, etc., it is effective in shear buckling, and the local buckling of the flange is gently constrained to ensure deformation capacity and excessive strength The thing of patent document 1 is known as an example of the steel beam and column beam junction structure which can suppress a raise.
In the steel beam described in Patent Document 1, the end of the steel beam having an H-shaped cross section is stiffened by a stiffening member, and the stiffening member is provided on the web of the end of the steel beam. The longitudinal stiffener is orthogonal to the longitudinal direction of the steel beam, and the upper and lower ends of the vertical stiffener are not joined to the flange of the steel beam.

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。
In addition, by stiffening the web with a lateral stiffener to increase the bending strength, the lateral stiffener suppresses the occurrence of local buckling of the web and prevents the early loss of yield strength. As an example of the structure, one described in Patent Document 2 is known.
The stiffening structure of the hybrid H-shaped steel beam described in Patent Document 2 includes the flange plate yield strength ff, the web plate yield strength fw, and the flange plate related to the center axis of the hybrid H-section steel web height h. The relationship between the section modulus Zf and the section modulus Zw of the web plate is expressed by a function satisfying the relationship defined by a predetermined formula, and the web plate is attached with a stiffener at the beam end joined to the column member. It is characterized by being stiffened.

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。 In addition, the strength deterioration due to local buckling deformation of the compression flange is compensated by a reinforcing portion arranged in the vicinity of the neutral axis of the cross section of the structural member, while preventing sudden deterioration of the structural strength of the structural member. The thing of patent document 3 is known as an example of the reinforcement structure of the structural member which is going to ensure stable deformation performance. The reinforcing structure described in Patent Document 3 is such that a predetermined section including a section in which plasticization due to bending torsional deformation of the flange is taken into account near the neutral axis of the member cross section of the structural member, on the compression side of the flange by plasticization. A reinforcing portion having a predetermined cross section for compensating for the bending strength deterioration of the flange is provided in parallel with the flange.

特開2014−51822号公報JP 2014-51822 A 特開2015−105543号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-105543 特開平6−17507号公報JP-A-6-17507

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。   By the way, it is a large cross-section and high-strength H-shaped cross-section beam used in super high-rise buildings and large-scale distribution warehouses, and in particular, it can achieve both reduction in member weight and improvement in cross-section efficiency (bending rigidity) and bending strength. In the case of a thin-walled web and a welded and assembled H-shaped cross-section (BH) beam using a high-strength flange for the thin-walled web, the strength of the member can be suddenly lowered against a horizontal external force acting due to an earthquake or the like. There is a risk of web clipping failure. That is, the flange is thick and wide, the web is thin (the width-thickness ratio is large), and the yield stress of the flange is high with respect to the web. The BH beam has a U-shaped curved buckling on the flange at the end of the beam. If it occurs, the web is thin and low in strength, so the web in the vicinity of the compression side flange may be crushed, and there is a risk of causing clipping failure with a sudden drop in the load bearing capacity of the member.

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。   On the other hand, as in the steel beam described in Patent Document 1, the web at the end of the beam is stiffened by using both a vertical stiffener extending in a direction orthogonal to the axial direction of the beam and a horizontal stiffener extending in the axial direction of the beam. Even in this case, clipping failure may occur in a beam having an H-shaped cross section made of a steel material having a high yield stress of the flange relative to the web.

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。   Moreover, in the stiffening structure of the hybrid H-shaped steel beam described in Patent Document 2, a horizontal stiffener is installed for the purpose of reinforcing the bending strength of a low-strength web, but a vertical stiffener is installed for countermeasures against web clipping failure. As a result, clipping failure may occur in a beam having an H-shaped cross section made of a steel material having a high yield stress of the flange relative to the web.

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。   Furthermore, in the reinforcing structure of the structural member described in Patent Document 3, when a bending moment acts on the beam, in order to compensate for a decrease in yield strength due to torsional buckling of the compression-side beam flange, Various types of stiffening members are installed, but the effect on the clipping failure of the web is not expected, so in the H-shaped cross-section beam made of steel with a high yield stress of the flange against the web, Clipping destruction may occur. Further, in FIG. 8 of Patent Document 3, it is disclosed that a reinforcing member made of a strip is horizontally attached to an H-shaped steel beam, and that a vertical rib is provided on the web at a predetermined interval. The force is provided so that the force is better transmitted from the web to the reinforcing material, and the effect on the clipping destruction of the web as described above cannot be expected.

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。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a steel beam and column beam joint structure capable of suppressing clipping failure of a web against a horizontal external force acting due to an earthquake or the like.

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。
In order to achieve the above object, a steel beam of the present invention is a steel beam in which a beam end portion of a beam having an H-shaped cross section made of a steel material having a high yield stress of a flange with respect to a web is stiffened.
The web at the beam end is provided with a plurality of vertical stiffening members that are orthogonal to the axial direction of the beam and are arranged at predetermined intervals in the axial direction.

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。
Here, in order to stiffen the beam end, the stiffening length (Ls) for providing a plurality of longitudinal stiffening members at the beam end is assumed to be plasticized by an earthquake or the like. For example, when the inner span of a column is L,
It is sufficient if Ls ≧ 0.1L.

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。
In the present invention, the web at the beam end is provided with a plurality of vertical stiffening members that are orthogonal to the axial direction of the beam and arranged at predetermined intervals in the axial direction. The member stiffens to constrain the out-of-plane deformation that occurs in the web at the beam end. As a result, it is possible to suppress the clipping failure of the web accompanied by a sudden decrease in the proof stress of the member due to the local buckling of the flange at the beam end on the bending compression side.
In addition, the longitudinal stiffening member provided on the web at the beam end gently restrains the flange via the web and allows local buckling to occur at the flange. As a result, after the plasticization of the beam end Excellent plastic deformation performance can be imparted while suppressing breakage of the beam end welds and a sudden decrease in load bearing capacity due to an excessive increase in yield strength.

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。
In the above configuration of the present invention, when the flange width is B,
It is preferable that at least one of the plurality of longitudinal stiffening members is provided at a distance within 2.0 B from the beam end.

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。
Here, the distance from the beam end of the vertical stiffening member is set in this way when all of the plurality of vertical stiffening members are provided at a distance exceeding 2.0 B from the beam end. This is because the out-of-plane deformation that occurs in the web at the beam end cannot be effectively restrained, and there is a possibility that clipping of the web may occur.
Further, the distance of at least one longitudinal stiffening member from the beam end is preferably set to 50 mm or more from the viewpoint of manufacturing when the beam end is joined to a column or the like.

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。   According to such a configuration, since at least one of the plurality of longitudinal stiffening members is provided within a distance of 2.0 B from the beam end, local buckling of the flange at the beam end on the bending compression side Therefore, it is possible to more reliably suppress the clipping failure of the web accompanying the sudden decrease in the proof stress of the member.

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。   Moreover, the said structure of this invention WHEREIN: It is preferable that the vertical stiffening member in the distance within 2.0B from the said beam end part is provided in both surfaces of the said web among the said vertical stiffening members.

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。   According to such a configuration, the vertical stiffening members provided on both surfaces of the web at the beam end portion restrain the out-of-plane deformation that occurs on both surfaces of the web at the beam end portion, thereby further preventing clipping of the web. It can be effectively suppressed.

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。   Moreover, the said structure of this invention WHEREIN: It is preferable that the space | interval of the said vertical stiffening member adjacent to the axial direction of the said beam is less than 2.0B.

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。   Here, the interval between the longitudinal stiffening members adjacent to each other in the axial direction of the beam is set as described above. When the interval between the adjacent vertical stiffening members exceeds 2.0B, the gap is generated in the web at the beam end portion. This is because out-of-plane deformation cannot be effectively constrained, and there is a possibility that the clipping destruction of the web may occur.

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。   According to such a configuration, since the interval between the longitudinal stiffening members adjacent to each other in the axial direction of the beam is within 2.0B, the plurality of vertical stiffening members are not subjected to out-of-plane deformation that occurs in the web at the beam end. Since the stiffening is performed so as to restrain the web, it is possible to more reliably suppress the clipping failure of the web accompanied by a sudden decrease in the proof stress of the member due to the local buckling of the flange at the end of the beam on the bending compression side.

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。   Moreover, in the said structure of this invention, it is preferable that the upper-lower-end part of the said vertical stiffening member is not joined with the said flange, respectively, and the predetermined clearance gap is provided between the said flanges.

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。   Here, if the predetermined gap between the upper and lower ends of the longitudinal stiffening member and the flange is S and the beam formation is H, 0.005 ≦ S / H ≦ 0.05 (about 10 mm ≦ S ≦ 50 mm) It is preferable to set the gap S so as to be.

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。   According to such a configuration, since the upper and lower ends of the vertical stiffening member are not joined to the flange, and a predetermined gap is provided between the vertical stiffening member and the flange, a local portion of the flange is provided by the vertical stiffening member. Buckling is allowed. Therefore, the local buckling of the flange of the steel beam can be restrained gently, and an excessive increase in the proof stress can be suppressed while ensuring the deformability.

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。   Moreover, the said structure of this invention WHEREIN: It is preferable that the horizontal stiffening member extended in the axial direction of a beam is provided in the web of the said beam end part. That is, it is preferable that not only the plurality of vertical stiffening members but also a horizontal stiffening member extending in the axial direction of the beam is provided on the web at the beam end. Further, a plurality of the lateral stiffening members may be arranged in parallel apart from each other in the vertical direction of the web.

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。   According to such a configuration, since the web can be restrained by the longitudinal stiffening member and the lateral stiffening member provided on the web at the beam end portion, both local buckling and shear buckling that can occur in the web are provided. The suppression effect with respect to can be further enhanced.

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。   Moreover, the column beam connection structure of the present invention is characterized in that the steel beam is bonded to a column.

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。   In the present invention, the plurality of longitudinal stiffening members provided on the web at the beam end stiffen so as to constrain the out-of-plane deformation that occurs on the web at the beam end. Because it is possible to suppress the clipping failure of the web accompanied by a sudden decrease in the proof stress of the member due to local buckling, and gently restrain the local buckling of the flange, while ensuring deformation capacity, it is possible to suppress an excessive increase in proof stress, The strength of the steel beam will not increase excessively. Therefore, the soundness of the beam-to-column joint between the steel beam and the column can be maintained.

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。
In the configuration of the present invention, the steel beam includes a beam joint portion joined to the column, and a beam body portion joined to the beam joint portion via a splice plate,
The splice plate may serve as the longitudinal stiffening member, and the web of the beam joint portion and the web of the beam main body portion may be joined to each other.

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。   According to such a configuration, the spliced plate can easily and reliably join the beam joint portion and the beam main body portion, and the strength of the member suddenly decreases due to local buckling of the flange at the beam end portion on the bending compression side. The accompanying clipping failure of the web can be suppressed.

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。
Further, in the configuration of the present invention, the steel beam is joined to the column via the splice plate,
The splice plate may serve as the longitudinal stiffening member, and the column and the steel beam web may be joined to each other.

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。   According to such a configuration, the web of the column and the steel beam can be firmly joined by the splice plate, and the web is clipped with a sudden decrease in the proof stress of the member due to the local buckling of the flange at the beam end on the bending compression side. Destruction can be suppressed.

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。   According to the present invention, since a plurality of longitudinal stiffening members are provided at predetermined intervals on the web at the beam end, the longitudinal stiffening members restrain the out-of-plane deformation that occurs on the web at the beam end. Stiffen. Therefore, it is possible to suppress the clipping destruction of the web against a horizontal external force acting due to an earthquake or the like.

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。The column beam junction structure concerning a 1st embodiment of the present invention is shown, (a) is a side view and (b) is an AA line sectional view in (a). 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。It is a graph which shows the beam end moment M / Mp by FEM analysis, and member angle (theta) / thetap relationship. 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。The column beam joining structure concerning the 2nd Embodiment of this invention is shown, (a) is a side view, (b) is the sectional view on the AA line in (a). 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。The column beam joining structure concerning the 3rd Embodiment of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is a side view. 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。The column beam joining structure concerning the 4th Embodiment of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is a side view. 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。The column beam joining structure concerning the 5th Embodiment of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is a side view.

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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1A and 1B show a column beam connection structure according to a first embodiment, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

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。
In FIG. 1 (a) and FIG.1 (b), the code | symbol 1 shows a steel beam. The steel beam 1 has an H-shaped cross section formed by welding steel plates, and is formed so as to connect the flanges 2 and 2 between a pair of upper and lower flanges 2 and 2. Web 3.
Such a steel beam 1 is an H-shaped cross-section beam made of a steel material having a high yield stress of the flange 2 with respect to the web 3, and particularly when it is not stiffened as described later, it has a high strength and thickness. In the combination of the thick and wide flange 2 and the low-strength and thin web (large width-thickness ratio) web 3, clipping failure of the web 3 due to the U-shaped buckling of the flange 2 is likely to occur.

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、wF≦325N/mm(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。
Examples of such a combination of the flange 2 and the web 3 include the following examples.
(1) Assuming that the yield stress level (fF) of the flange and the yield stress level (wF) of the web,
fF ≧ 385 N / mm 2 , wF ≦ 325 N / mm 2 (or fF / wF ≧ 385/325).
(2) d / tw ≧ 100√ (235 / wF) in the relationship between the inner height (d) of the web, the plate thickness (tw), and the yield stress (wF).
(3) As a ratio of the cross-sectional area (Aw) of the web and the cross-sectional area (Af) of the one-side flange,
Af / Aw ≧ 1.0.
(4) As a ratio of the thickness (tw) of the web and the thickness (tf) of the flange,
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。
The beam end of the steel beam 1 is stiffened by a stiffening member 5. The stiffening member 5 includes a vertical stiffener (vertical stiffening member) 6 and a horizontal stiffener (horizontal stiffening member) 7.
The vertical stiffener 6 is provided on the web 3 at the beam end of the steel beam 1 and is disposed orthogonal to the axial direction of the beam (left-right direction in FIG. 1A). Two vertical stiffeners 6 are provided at predetermined intervals in the axial direction of the beam.
The vertical stiffener 6 is formed of a rectangular plate-shaped steel plate that is long in the vertical direction, and protrudes from the surface of the web 3 outward at a substantially right angle. Further, the vertical stiffener 6 is welded so as to face both surfaces of the web 3 at the beam end. That is, a total of four vertical stiffeners 6 are provided with two pairs sandwiching the web 3.
The upper and lower ends of the vertical stiffener 6 are not joined to the flanges 2 and 2, and a predetermined gap is provided between the upper and lower ends of the vertical stiffener 6 and the flanges 2 and 2. Further, the protruding length of the vertical stiffener 6 from the web 3 is set to be equal to or shorter than the protruding length of the flange 2 from the web 3.
Note that the upper and lower end portions of the vertical stiffener 6 need not be joined to the flanges 2 and 2 by welding or the like, and may simply be in contact with the flanges 2 and 2.

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。
Here, when the flange width of the flange 2 is B, the first vertical stiffener 6 on the side close to the beam end among the vertical stiffeners 6 and 6 adjacent in the axial direction of the beam is within 2.0 B from the beam end. The distance is provided. That is, if the distance between the beam end and the first vertical stiffener 6 on the side close to the beam end is Ls1, Ls1 ≦ 2.0B.
Moreover, the space | interval of the 1st vertical stiffener 6 and the 2nd vertical stiffener 6 adjacent to the axial direction of a beam is set within 2.0B. That is, if the interval between adjacent vertical stiffeners 6 and 6 is Ls2, Ls2 ≦ 2.0B.

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。
Here, FEM analysis was performed with the stiffener number (stiffening interval) of the vertical stiffener at the beam end of the hybrid beam (H-section beam made of steel with high yield stress of the flange relative to the web) as the analysis variable. Since it implemented, this is demonstrated.
Under the analysis conditions as shown in Table 1, the analysis models No1 to No3 were analyzed.

Figure 2017166122
Figure 2017166122

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、ウェブ:wF=325N/mm
[縦スチフナと梁フランジの隙間s]30mm
Here, H (mm) is the beam formation, B (mm) is the flange width, tw (mm) is the thickness of the web, and tf (mm) is the thickness of the vertical stiffener.
Hereinafter, conditions are common to Nos. 1 to 3.
[Material properties (degree yield stress)] Flange: fF = 385N / mm 2, the web: wF = 325N / mm 2
[Gap between vertical stiffener and beam flange 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。
The analysis model models only half of the intra-column span considering symmetry, stiffens the web at one end of the beam member as a fixed end with longitudinal and lateral stiffeners, and longitudinal and lateral stiffeners on the web. The bending test type of cantilever beams with the other end corresponding to the center of the intra-column span not subjected to stiffening as the free end and the free end as the loading point.
The formulas for calculating the moment M at the beam end and the member angle θ are as follows.
M = P · (L / 2)
θ = δ / (L / 2)
Here, P is the loading point load and δ is the vertical displacement of the loading point.

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。
The analysis results are as follows.
FIG. 2 shows the relationship between the beam end moment M / Mp and the member angle θ / θp by FEM analysis. The vertical axis and the horizontal axis are normalized by the total plastic moment Mp and the total plastic moment equivalent elastic member angle θp, respectively. In No. 1 and No. 2 in which the vertical stiffener installation interval ls> 2.0B, a sudden decrease in the proof stress was confirmed around θ / θp = 5, leading to clipping of the web, but the vertical stiffener installation interval ls ≦ 2. In No. 3 set to 0B, the clipping failure of the web did not occur until θ / θp = 10, and the suppression effect of the clipping failure of the web and the improvement of the plastic deformation ability according to the present invention were confirmed.
Therefore, as described above, if the distance between the beam end and the first vertical stiffener 6 on the side close to the beam end is Ls1, Ls1 ≦ 2.0B, and adjacent to the beam axial direction. When the interval between the first vertical stiffener 6 and the second vertical stiffener 6 is Ls2, Ls2 ≦ 2.0B.
The distance from the beam end to the first vertical stiffener 6 on the side close to the beam end is preferably set to 50 mm or more from the viewpoint of manufacturing when the beam end is joined to a column or the like.

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。
In addition, as an example of a large cross-section and high-strength H-shaped cross-section beam used in a super high-rise building, a large distribution warehouse, or the like, assuming that the beam formation is H, about 800 mm ≦ H ≦ 2500 mm.
Further, the plate thickness (ts) of the longitudinal stiffener 6 may be about 0.7 ≦ tw / ts ≦ 1.5 with respect to the plate thickness (tw) of the web 3.
Further, the stiffening length (Ls) may be greater than or equal to the range in which the end of the beam is assumed to be plastic, and may be about Ls ≧ 0.1 L with respect to the inner span (L) of the column.

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。   Here, in the present embodiment, two vertical stiffeners 6 are provided at predetermined intervals in the axial direction of the beam, but three or more vertical stiffeners may be provided. Thus, when three or more vertical stiffeners are provided, it is preferable to provide them at equal intervals in the section of the stiffening length (Ls), but it is not necessarily limited to equal intervals. Even in such a case, if the interval between adjacent vertical stiffeners is Ls2, Ls2 ≦ 2.0B.

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。
The lateral stiffener 7 is provided on the web 3 at the beam end, and is arranged in parallel with the axial direction of the beam. The lateral stiffener 7 is formed of a rectangular plate-shaped steel plate that is long on the left and right, and protrudes from the surface of the web 3 outward at a substantially right angle. Further, the lateral stiffener 7 is welded so as to face both surfaces of the web 3.
Two horizontal stiffeners 7 are arranged in the center of the web 3 in the vertical direction so as to sandwich the first vertical stiffener 6 on the side close to the beam end, and the left end of the horizontal stiffener 7 on the side close to the beam end and the column. 10 is provided with a gap in order to absorb a dimensional error generated in manufacturing and construction and from the viewpoint of manufacturability and workability, and the right end of the horizontal stiffener 7 is on the side closer to the beam end. The first vertical stiffener 6 is brought into contact with the central portion in the vertical direction or joined by welding or the like. Further, the left end of the lateral stiffener 7 on the side far from the beam end is brought into contact with the vertical center of the first vertical stiffener 6 on the side near the beam end, or is joined by welding or the like. The right end of 7 is brought into contact with the center in the vertical direction of the second vertical stiffener 6 on the side far from the beam end, or is joined by welding or the like. Thus, a total of four horizontal stiffeners 7 are provided at the end of the web 3 with the web 3 interposed therebetween.
The protruding length of the lateral stiffener 7 from the web 3 is set equal to the protruding length of the vertical stiffener 6 from the web 3.

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。
The steel beam 1 configured as described above is joined to the column 10. Although the pillar 10 may have any structure, in the present embodiment, for example, the pillar 10 is constituted by a tubular steel pipe pillar 10. And the end part of the steel beam 1 is joined to the outer surface of the column 10 by welding or the like directly, or is joined by welding, bolt joining or the like via a joint formed on the column 10.
In addition, as a column to which the steel column 10 is joined, not only a steel column having a cross-sectional shape such as an H shape, a box shape, or a circular shape, but also a concrete filled steel tube column filled with concrete inside a box shape or a circular steel tube, Steel reinforced concrete columns are desirable.

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。   According to the present embodiment, a plurality of (two) vertical stiffeners (vertical stiffening members) 6 that are orthogonal to the axial direction of the beam and are arranged at predetermined intervals in the axial direction of the beam at the end 3 of the beam. Therefore, the plurality of vertical stiffeners 6 are stiffened so as to restrain the out-of-plane deformation occurring in the web 3 at the beam end. As a result, it is possible to suppress the clipping failure of the web accompanied by a sudden decrease in the proof stress of the member due to the local buckling of the flange 2 at the end of the beam on the bending compression side. Since the stiffener 6 restrains the out-of-plane deformation that occurs on both sides of the web 3 at the beam end, the clipping destruction of the web 3 can be more effectively suppressed.

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。
In addition, the longitudinal stiffener 6 and the lateral stiffener 7 provided on the web 3 at the beam end portion gently restrain the flange 2 via the web 3 and allow local buckling to occur in the flange 2, resulting in the beam Excellent plastic deformation performance can be imparted while suppressing a sudden decrease in load bearing capacity due to the fracture of the welded end of the beam due to an excessive increase in yield strength after plasticization of the end portion. Therefore, the soundness of the column beam joint between the steel beam 1 and the column 10 can be maintained.
Furthermore, in the steel beam 1 and the beam-column connection structure having such a configuration, the stiffening member 5 provided on the web 3 at the beam end portion is constituted by the vertical stiffener 6 and the horizontal stiffener 7. , 7 can enhance the effect of suppressing both local buckling and shear buckling of the web 3.

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。
Further, since the first vertical stiffener 6 on the side closer to the beam end of the vertical stiffeners 6 and 6 is provided within a distance of 2.0 B from the beam end, the flange of the beam end on the bending compression side is provided. It is possible to more reliably suppress the web clipping failure accompanied by a sudden decrease in the proof stress of the member due to local buckling.
Further, since the interval between the longitudinal stiffeners 6 and 6 adjacent to each other in the axial direction of the beam is within 2.0B, the stiffening is performed so that these longitudinal stiffeners 6 and 6 restrain the out-of-plane deformation generated in the web at the beam end. To do. Therefore, it is possible to more reliably suppress the clipping failure of the web accompanied by a sudden decrease in the proof stress of the member due to the local buckling of the flange at the end of the beam on the bending compression side.

(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。
(Second Embodiment)
FIGS. 3A and 3B show a column beam connection structure according to the second embodiment, in which FIG. 3A is a side view and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
The steel beam 1 shown in this figure is different from the steel beam 1 of the first embodiment in that four lateral stiffeners 7 are arranged on each side of the web 3, and other configurations are shown in FIG. 1 are the same as those shown in FIG.
In the present embodiment, the two lateral stiffeners 7, 7 arranged on the both sides of the web 3 respectively in the axial direction of the beam are arranged in parallel apart from each other in the vertical direction. Since the four horizontal stiffeners 7 and 7 are provided on the both sides of the web 3 at positions where the vertical length of the web 3 is divided into three equal parts, a total of eight horizontal stiffeners 7 are provided.
In the steel beam 1 and the beam-column joint structure having such a configuration, the same effect as that of the steel beam 1 and the beam-column joint structure can be obtained, and four lateral stiffeners 7 are provided on both sides of the web 3 for a total of eight. Therefore, the effect on the local buckling and shear buckling of the web 3 is greater than that shown in FIG.

(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。
(Third embodiment)
4A and 4B show a beam-column joint structure according to a third embodiment. FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a side view.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the column beam connection structure shown in FIG. 1 and FIG. 3, and the description is abbreviate | omitted or simplified.

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。
In the present embodiment, the steel beam 1 includes a beam joint portion 1a joined to the column 10 by welding or the like, and a beam body joined to the beam joint portion 1a via a splice plate 15 and a flange joining member 16. Part 1b.
The beam joint portion 1a and the beam main body portion 1b are joined by the flange joining member 16 and the splice plate 15 in a state where the flanges 2a and 2b and the webs 3a and 3b are abutted with each other.
The flanges 2a and 2b are clamped by upper and lower flange joint members 16 and 16 and then bolted, and the webs 3a and 3b are clamped by front and back splice plates 15 and 15 and bolted. In the present embodiment, the flange 2 of the steel beam 1 is configured by the flanges 2a and 2b, and the web 3 of the steel beam 1 is configured by the webs 3a and 3b.

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。
In addition, the splice plate 15 joins the web 3a of the beam joint portion 1a and the web 3b of the beam main body portion 1b to each other in a state of serving as a vertical stiffening member. In other words, in the present embodiment, the first vertical stiffener 6 shown in FIG. 1 is substituted by the splice plate 15, and the end portion of the steel beam 1 is connected to the splice plate 15 as the vertical stiffening member, the vertical stiffener 6, Stiffened by the lateral stiffener 7.
Further, assuming that the flange width of the flanges 2a and 2b is B, the splice plate 15 is provided at a distance within 2.0B from the beam end. That is, if the distance between the beam end portion and the center portion of the splice plate 15 (center portion in the axial direction of the beam) is Ls1, Ls1 ≦ 2.0B.
Further, the distance between the center portion of the splice plate 15 and the second vertical stiffener 6 is set within 2.0B. That is, if the distance between the center portion of the splice plate 15 and the second vertical stiffener 6 is Ls2, Ls2 ≦ 2.0B.
The upper and lower ends of the splice plate 15 are not joined to the flanges 2a and 2b, and a predetermined gap is provided between the upper and lower ends of the splice plate 15 and the flanges 2a and 2b.

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。
In addition, two lateral stiffeners 7 are disposed on both surfaces of the web 3a of the beam joint portion 1a so as to be spaced apart from each other in parallel, and between the column 10 and the left end of the lateral stiffener 7 and between the lateral stiffeners. A gap is provided between the right end portion 7 and the splice plate 15 in order to absorb a dimensional error generated in manufacturing and construction, and from the viewpoint of manufacturability and workability.
In addition, two lateral stiffeners 7 are disposed on both sides of the web 3b of the beam main body 1b so as to be spaced apart from each other in parallel, and there is a gap between the left end of the lateral stiffener 7 and the splice plate 15. Is provided. Further, the right end portion of the horizontal stiffener 7 is brought into contact with the vertical stiffener 6 or joined by welding or the like.

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。   According to the present embodiment, the splice plate 15 can easily and reliably join the beam joint portion 1a and the beam main body portion 1b, and the surface on which the splice plate 15 and the vertical stiffener 6 are formed on the web 3 at the beam end. Since the stiffening is performed so as to constrain the external deformation, it is possible to suppress the clipping failure of the web accompanied by a sudden decrease in the proof stress of the member due to the local buckling of the flange 2 at the end of the beam on the bending compression side.

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。
Further, the splice plate 15, the vertical stiffener 6, and the lateral stiffener 7 provided on the web 3 at the beam end portion gently restrain the flange 2 via the web 3 to allow local buckling generated in the flange 2. As a result, excellent plastic deformation performance can be imparted while suppressing breakage of the beam end weld and a sudden decrease in load bearing capacity due to an excessive increase in yield strength after plasticization of the beam end.
Therefore, the soundness of the column beam joint between the steel beam 1 and the column 10 can be maintained.
Furthermore, in the steel beam 1 and the beam-column connection structure having such a configuration, the stiffening member 5 provided on the web 3 at the beam end is configured by the splice plate 15, the vertical stiffener 6, and the horizontal stiffener 7, By using the splice plate 15 and the stiffeners 6 and 7 together, the effect of suppressing both the local buckling and the shear buckling of the web 3 can be enhanced.

(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。
(Fourth embodiment)
5A and 5B show a column beam connection structure according to a fourth embodiment, in which FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a side view.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure which is common in the column beam connection structure shown in FIG.1, FIG3 and FIG.4, and the description is abbreviate | omitted or simplified.

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。
In the present embodiment, the steel beam 1 includes a beam joint portion 1c joined to the column 10 by welding or the like, and a beam main body joined to the beam joint portion 1c via the splice plate 15 and the flange joining member 16. Part 1d.
In the third embodiment, the beam end portion of the steel beam 1 is configured by the beam joint portion 1a and the end portion of the beam main body portion 1b, whereas in the present embodiment, the beam joint portion 1c is used. The beam end portion of the steel beam 1 is configured. Therefore, the beam joint portion 1c in the present embodiment is longer in the axial direction than the beam joint portion 1a in the third embodiment.

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。
The beam joint portion 1c and the beam main body portion 1b are joined by the flange joining member 16 and the splice plate 15 in a state where the flanges 2c and 2d and the webs 3c and 3d are abutted with each other.
The flanges 2c and 2d are clamped by the upper and lower flange joint members 16 and 16 and then bolted, and the webs 3c and 3d are clamped by the front and back splice plates 15 and 15 and bolted. In the present embodiment, the flange 2 of the steel beam 1 is configured by the flanges 2c and 2d, and the web 3 of the steel beam 1 is configured by the webs 3c and 3d.

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。   Further, the splice plate 15 joins the web 3c of the beam joint portion 1c and the web 3d of the beam main body portion 1d to each other while also serving as a vertical stiffening member. That is, in the present embodiment, the second vertical stiffener 6 shown in FIG. 1 is substituted by the splice plate 15, and the end portion of the steel beam 1 is connected to the splice plate 15 as the vertical stiffening member, the vertical stiffener 6, Stiffened by the lateral stiffener 7.

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。
When the flange width of the flanges 2c and 2d is B, the first vertical stiffener 6 is provided at a distance within 2.0B from the beam end. That is, if the distance between the beam end and the first vertical stiffener 6 is Ls1, Ls1 ≦ 2.0B.
Further, the distance between the first vertical stiffener 6 and the central portion of the splice plate 15 is set within 2.0B. That is, if the interval between the first vertical stiffener 6 and the central portion of the splice plate 15 is Ls2, Ls2 ≦ 2.0B.
The upper and lower ends of the splice plate 15 are not joined to the flanges 2c and 2d, and a predetermined gap is provided between the upper and lower ends of the splice plate 15 and the flanges 2c and 2d.

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。
Further, two lateral stiffeners 7 and 7 arranged in the axial direction of the beam on both surfaces of the web 3c are arranged in parallel apart from each other in the vertical direction. Four horizontal stiffeners 7 are provided at positions obtained by dividing the vertical length of the web 3 into three equal parts.
In the axial direction of the beam, two horizontal stiffeners 7 are arranged so as to sandwich the vertical stiffener 6, and there is a gap between the left end of the horizontal stiffener 7 on the side close to the beam end and the column 10 in terms of manufacturing and construction. In order to absorb dimensional errors caused by the above and from the viewpoint of manufacturability and workability, a gap is provided, and the right end of the horizontal stiffener 7 is brought into contact with the vertical stiffener 6 or joined by welding or the like. Further, the left end portion of the horizontal stiffener 7 on the side far from the beam end is brought into contact with the vertical stiffener 6 or joined by welding or the like, and between the right end portion of the horizontal stiffener 7 and the splice plate 15, A gap is provided in order to absorb dimensional errors that occur during manufacturing and construction, and from the viewpoints of manufacturability and workability.

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。   According to the present embodiment, similarly to the third embodiment, the beam joint portion 1c and the beam main body portion 1d can be easily and reliably joined by the splice plate 15, and the vertical stiffener 6 and the splice plate 15 can be joined. Is stiffened so as to constrain the out-of-plane deformation that occurs in the web 3c at the beam end, so that the clipping failure of the web accompanying a sudden decrease in the proof stress of the member due to local buckling of the flange 2 at the beam end on the bending compression side Can be suppressed.

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。
Further, the splice plate 15, the vertical stiffener 6 and the horizontal stiffener 7 provided on the web 3 (3 c) at the beam end portion gently restrain the flange 2 via the web 3, and local buckling occurring in the flange 2 is prevented. As a result, excellent plastic deformation performance can be imparted while suppressing breakage of the beam end welded portion and a sudden decrease in load bearing capacity due to an excessive increase in the yield strength after plasticization of the beam end portion.
Therefore, the soundness of the column beam joint between the steel beam 1 and the column 10 can be maintained.
Furthermore, in the steel beam 1 and the beam-column connection structure having such a configuration, the stiffening member 5 provided on the web 3 at the beam end is configured by the splice plate 15, the vertical stiffener 6, and the horizontal stiffener 7, By using the splice plate 15 and the stiffeners 6 and 7 together, the effect of suppressing both the local buckling and the shear buckling of the web 3 can be enhanced.

(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。
(Fifth embodiment)
6A and 6B show a column beam connection structure according to a fifth embodiment, where FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a side view.
The steel beam 1 shown in this figure is different from the steel beam 1 shown in FIG. 3 in that the end of the web 3 of the steel beam 1 is joined to the column 10 by a splice plate 15a. 3 are the same as those shown in FIG.

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。
The splice plate 15a is substantially half as long as the beam in the axial direction of the splice plate 15. The splice plate 15a is bolted to the web 3 on one side of the web 3. The splice plate 15a is joined to the column 10 by welding or the like at the construction site.
In the steel beam 1 and the column beam joint structure having such a configuration, the same effect as that of the second embodiment can be obtained, and there is an advantage that the column 10 and the steel beam 1 can be firmly joined.

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。   As mentioned above, although the example of embodiment of this invention was demonstrated in detail, all the embodiment mentioned above showed only the example of actualization in implementing this invention, and these are the technical aspects of this invention. The range should not be construed as limiting.

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel beam 1a, 1c Beam joint part 1b, 1d Beam main-body part 2, 2a, 2b, 2c, 2d Flange 3, 3a, 3b, 3c, 3d Web 5 Stiffening member 6 Vertical stiffener (vertical stiffening member)
7 Lateral stiffener (lateral stiffener)
10 pillar 15 splice plate 16 flange joint member

Claims (9)

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。
A steel beam in which the beam end of a beam having an H-shaped cross section made of a steel material having a high yield stress of the flange with respect to the web is stiffened,
A steel beam characterized in that a plurality of vertical stiffening members perpendicular to the axial direction of the beam and arranged at predetermined intervals in the axial direction are provided on the web at the beam end.
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。
If the flange width is B,
The steel beam according to claim 1, wherein at least one of the plurality of longitudinal stiffening members is provided at a distance within 2.0 B from the beam end.
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。   3. The steel beam according to claim 2, wherein among the vertical stiffening members, vertical stiffening members that are within a distance of 2.0 B from the beam end are provided on both surfaces of the web. 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。
If the flange width is B,
The steel beam according to any one of claims 1 to 3, wherein an interval between the longitudinal stiffening members adjacent to each other in the axial direction of the beam is within 2.0B.
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。   The upper and lower ends of the vertical stiffening member are not joined to the flange, respectively, and a predetermined gap is provided between the flange and the flange. Steel beam described. 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。   The steel beam according to any one of claims 1 to 5, wherein a lateral stiffening member extending in the axial direction of the beam is provided on the web of the beam end portion. 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。   A steel beam according to any one of claims 1 to 6, wherein the steel beam is joined to a column. 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。
The steel beam includes a beam joint portion joined to the column, and a beam body portion joined to the beam joint portion via a splice plate,
The column beam according to claim 7, wherein the splice plate joins the web of the beam joint portion and the web of the beam main body portion to each other in a state of serving also as the longitudinal stiffening member. Junction structure.
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。
The steel beams are joined to the pillars via the splice plate;
The column-beam joint structure according to claim 7, wherein the splice plate joins the column and the web of the steel beam to each other in a state of serving as the longitudinal stiffening member.
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