柱梁接合構造、柱端接合構造及び柱脚接合構造
【課題】柱梁接合部、柱端部又は柱脚部の耐力を十分に確保することができる柱梁接合構造、柱端接合構造又は柱脚接合構造を提供することを目的とする。
【解決手段】鉄骨造の梁端部２０、柱端部又は柱脚部の端面に、梁端部２０、柱端部又は柱脚部のフランジ２１に溶接されたベースプレート２３が設けられ、ベースプレート２３が、コンクリート造の柱仕口部１０の側面、梁仕口部の上面若しくは下面又は基礎部の上面に固着されることで、柱仕口部１０の側面、梁仕口部の上面若しくは下面又は基礎部の上面に梁端部２０、柱端部又は柱脚部が接合された柱梁接合構造、柱端接合構造又は柱脚接合構造において、フランジ２１に、少なくともフランジ２１の側縁よりもフランジ幅方向外側に突出した補強プレート３が溶接されており、補強プレート３がベースプレート２３に溶接されている。
【解決手段】鉄骨造の梁端部２０、柱端部又は柱脚部の端面に、梁端部２０、柱端部又は柱脚部のフランジ２１に溶接されたベースプレート２３が設けられ、ベースプレート２３が、コンクリート造の柱仕口部１０の側面、梁仕口部の上面若しくは下面又は基礎部の上面に固着されることで、柱仕口部１０の側面、梁仕口部の上面若しくは下面又は基礎部の上面に梁端部２０、柱端部又は柱脚部が接合された柱梁接合構造、柱端接合構造又は柱脚接合構造において、フランジ２１に、少なくともフランジ２１の側縁よりもフランジ幅方向外側に突出した補強プレート３が溶接されており、補強プレート３がベースプレート２３に溶接されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート造の柱仕口部に鉄骨造の梁端部を接合する柱梁接合構造、コンクリート造の梁仕口部に鉄骨造の柱端部を接合する柱端接合構造、及びコンクリート造の基礎部に鉄骨造の柱脚部を接合する柱脚接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンクリート造の柱仕口部に鉄骨造の梁端部を接合する柱梁接合構造として、柱端部をベースプレートとアンカーボルトによって柱仕口部に接合する接合構造の開発が進められている。上記した柱は通し柱となっており、この柱の仕口部にはアンカーボルトが定着されている。また、上記した梁端部にはベースプレートが溶接されており、このベースプレートが前記したアンカーボルトで柱仕口部の側面に固着されている。
【０００３】
また、従来、例えば下記特許文献１に示されているような、鋼管柱の仕口部に鉄骨造の梁端部を接合する柱梁接合構造が知られている。この柱梁接合構造は、柱仕口部の外周面に板状のダイアフラムが溶接され、このダイアフラムに梁端部がボルト接合された構成となっている。この柱梁接合構造によれば、ダイアフラムによって梁端部が拡幅された形状となるので、柱梁接合構造の耐力を向上させることができる。
【０００４】
また、従来より、柱脚をコンクリート造の基礎等に接合する柱脚接合構造として、一般に、柱材の下端面にベースプレートが溶接され、そのベースプレートがアンカーボルトで基礎部の上面に固着された構造が知られている。ところで、大地震時における鉄骨造の柱脚部の被害を鑑みて、近年、上記した柱脚接合構造を設計する際には、例えば下記非特許文献１に記載されているように、地震時の応力と保有耐力時の応力に応じたベースプレートの設計及びアンカーボルトの設計に加えて、アンカーボルトの伸び能力の有無や柱脚の保有水平耐力接合の判定の項目があり、より厳しい応力による設計を行うことが要求されている。例えば、柱脚の曲げ耐力が柱材の曲げ耐力のα（例えば４９０Ｎ級の場合は１．１）倍以下の場合には、地震等による曲げ変形時の塑性ヒンジの位置が柱材の下端面の位置（柱脚位置）となるため、例えば１階の構造特性係数を０．０５割り増して保有水平耐力を確認する必要がある。また、アンカーボルトの伸び能力が無い場合には、さらに柱のランクに関わらず部材種別をＤランクまで下げた条件で１階の保有水平耐力を確保する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６２６９９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「２００７年度版 建築物の構造関係技術基準解説書、全国官報販売協同組合、平成１９年８月１０日、ｐ．５９７‐ｐ．６０４」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来のベースプレートとアンカーボルトを用いた柱梁接合構造では、柱梁接合部の耐力の確保が難しいという問題が存在する。すなわち、上記耐力は、接合部として考慮できるコンクリートの体積と強度によって決定されるが、柱梁接合部では梁端部の梁幅やフランジ厚さが小さく、接合部として考慮できるコンクリートの体積が十分にないため、上記耐力を確保することが難しい。なお、上述した柱脚接合部であっても、接合部として考慮できるコンクリートの体積が十分にない場合があり、柱梁接合構造と同様に、上記耐力を確保することが難しい場合がある。また、例えば間柱の柱頭を接合する構造のように、ベースプレートとアンカーボルトを用いて梁下面等に接合される柱頭接合構造でも同様である。
【０００８】
また、上記した従来のベースプレートとアンカーボルトを用いた柱脚部の接合構造では、柱脚の曲げ耐力が柱材の曲げ耐力のα倍以下となる場合が多く、上述したように１階の構造特性係数を割り増して保有水平耐力を確認する必要があるため、上部構造全体の鉄骨数量が増加したり、ベースプレートやアンカーボルトなどの接合用部材の数量が増加したり、基礎躯体の躯体数量が増加したりする問題が生じ、コストが嵩むという問題がある。なお、上記した柱頭接合構造でも同様に最上階の構造特性係数を割り増しして最上階の保有水平耐力を確認する必要があり、また、上述した柱梁接合構造でも梁端部の端面位置が曲げ変形時の塑性ヒンジとなるため、柱脚部の接合構造と同様に構造特性係数を割り増しして保有耐力を確認する必要がある。
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、柱梁接合部や柱端接合部、柱脚接合部の耐力を十分に確保することができ、また、梁端や柱端、柱脚の構造特性係数を割り増すことなく保有耐力を確認することができる柱梁接合構造、柱端接合構造及び柱脚接合構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る柱梁接合構造は、鉄骨造の梁端部の端面に、該梁端部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の柱仕口部の側面に固着されることで、該柱仕口部の側面に前記梁端部が接合された柱梁接合構造において、前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりも梁幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴としている。
【００１１】
このような特徴により、梁端部の柱仕口部に対する接合箇所の梁幅寸法が、フランジの側縁よりも梁幅方向（フランジ幅方向）の外側に突出した補強プレートの分だけフランジ幅よりも拡幅され、その結果、接合部として考慮できるコンクリートの体積が増大する。
また、梁端の曲げ耐力が梁材の曲げ耐力よりも大きくなり、梁の塑性ヒンジの位置が、補強プレートの梁中央側の端部（ベースプレートに溶接された端部の反対側の端部）の位置となり、梁材が先行降伏する構造となる。
【００１２】
また、本発明に係る柱端接合構造は、鉄骨造の柱端部の端面に、該柱端部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の梁仕口部の上面又は下面に固着されることで、該梁仕口部の上面又は下面に前記柱端部が接合された柱端接合構造において、前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴としている。
【００１３】
このような特徴により、柱端部の梁仕口部に対する接合箇所の柱幅寸法が、フランジの側縁よりもフランジ幅方向の外側に突出した補強プレートの分だけフランジ幅よりも拡幅され、その結果、接合部として考慮できるコンクリートの体積が増大する。
また、柱端の曲げ耐力が柱材の曲げ耐力よりも大きくなり、柱の塑性ヒンジの位置が、補強プレートの柱中央側の端部（ベースプレートに溶接された端部の反対側の端部）の位置となり、柱材が先行降伏する構造となる。
【００１４】
また、本発明に係る柱脚接合構造は、鉄骨造の柱脚部の下端面に、該柱脚部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の基礎部の上面に固着されることで、該基礎部の上面に前記柱脚部が接合された柱脚接合構造において、前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴としている。
【００１５】
このような特徴により、柱脚部の基礎部に対する接合箇所の柱幅寸法が、フランジの側縁よりもフランジ幅方向の外側に突出した補強プレートの分だけフランジ幅よりも拡幅され、その結果、接合部として考慮できるコンクリートの体積が増大する。
また、柱脚の曲げ耐力が柱材の曲げ耐力よりも大きくなり、柱の塑性ヒンジの位置が、補強プレートの上端部の位置となり、柱材が先行降伏する構造となる。
【００１６】
ところで、上記した補強プレートとして、フランジの側方にフランジと略面一に配置されるサイドプレートを用いることが可能であるが、このサイドプレートでは、フランジの側縁に対して部分溶込み溶接等で溶接することになるため、高度な溶接技量が必要である。
【００１７】
そこで、本発明に係る柱梁接合構造は、前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりも梁幅方向外側に張り出されていることが好ましい。
また、本発明に係る柱端接合構造は、前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に張り出されていることが好ましい。
また、本発明に係る柱脚接合構造は、前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に張り出されていることが好ましい。
これにより、例えば隅肉溶接などの簡単な溶接作業で補強プレートがフランジに対して溶接されるので、部分溶込み溶接等の高度な技量を要する溶接作業が不要である。なお、上記した「補強プレートの幅寸法」とは、フランジ幅方向の寸法であり、柱梁接合構造のける「補強プレートの幅寸法」は梁軸方向に直交する方向の寸法であり、柱端接合構造及び柱脚接合構造における「補強プレートの幅寸法」は柱軸方向に直交する方向の寸法である。
【００１８】
さらに、本発明に係る柱梁接合構造は、前記補強プレートに、梁軸方向に延在する切欠きが形成され、該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることが好ましい。
また、本発明に係る柱端接合構造は、前記補強プレートに、柱軸方向に延在する切欠きが形成され、該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることが好ましい。
また、本発明に係る柱脚接合構造は、前記補強プレートに、柱軸方向に延在する切欠きが形成され、該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることが好ましい。
これにより、補強プレートとフランジとの溶接長さが十分に確保され、補強プレートとフランジとが強固に接合される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る柱梁接合構造、柱端接合構造及び柱脚接合構造によれば、接合部として考慮できるコンクリートの体積が増大するので、柱梁接合部や柱端接合部、柱脚接合構造の耐力を十分に確保することができる。また、梁端部や柱端部、柱脚部の曲げ耐力が梁材や柱材の曲げ耐力よりも大きくなるため、梁端や柱端、柱脚の必要保有耐力を割り増すことなく設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための柱梁接合構造の斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するための柱梁接合構造の斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を説明するための柱端接合構造の斜視図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を説明するための柱端接合構造の斜視図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を説明するための柱端接合構造の斜視図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態を説明するための柱端接合構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る柱梁接合構造の実施の形態（第１、第２の実施の形態）、本発明に係る柱端接合構造の実施の形態（第３、第４の実施の形態）、及び本発明に係る柱脚接合構造の実施の形態（第５、第６の実施の形態）について、図面に基いて説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
まず、本発明に係る柱梁接合構造の第１の実施の形態について、図１に基いて説明する。
図１に示す柱梁接合構造は、コンクリート造（鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等）の柱１に鉄骨造の大梁２を接合する構造である。
【００２３】
柱１は、複数階に亘って延設された角柱形状の通し柱であり、上階の柱部１１と下階の柱部１２とが柱仕口部１０を介して一体的に連設されている。前記した柱仕口部１０には、複数のアンカーボルト１３が設けられている。これら複数のアンカーボルト１３は、柱仕口部１０のコンクリート内に埋設されて定着されており、先端部が柱仕口部１０の側面から垂直に突出されており、アンカーボルト１３の先端部には、ナット１４がそれぞれ螺着されている。また、複数のアンカーボルト１３は、後述するベースプレート２３の図示せぬボルト孔の位置に合わせて配設されている。
【００２４】
大梁２は、Ｈ形鋼からなる鉄骨梁である。この大梁２の端部（梁端部２０）には、梁端部２０を拡幅するサイドプレート３（補強プレート）が設けられている。このサイドプレート３は、梁端部２０の上下のフランジ２１，２１にそれぞれ溶接された板材であり、フランジ２１の側縁２１ａよりも梁幅方向外側に突出している。詳しく説明すると、サイドプレート３は、平板状の鋼板からなり、梁端部２０のフランジ２１の側方にそれぞれ配設されている。また、これら両側のサイドプレート３，３は、フランジ２１に対して同一平面状に配設されており、サイドプレート３とフランジ２１とは表面同士が面一になっている。
【００２５】
また、サイドプレート３は、直角台形状に形成されており、平行する対辺３ａ，３ｂを梁軸方向に沿って延在させると共に直角部分を梁軸方向外側（柱仕口部１０側）に向けて配設されている。すなわち、サイドプレート３の平行する対辺のうち、長い方の辺（長側縁３ａ）は梁幅方向内側（フランジ２１側）に配置され、短い方向の辺（短側縁３ｂ）は梁幅方向外側に配置されている。そして、前記した長側縁３ａは、梁端部２０のフランジ２１の側縁２１ａに部分溶込み溶接されている。また、サイドプレート３の平行しない対辺のうち、上記した平行する対辺３ａ，３ｂに対して直角を成す直角側の辺（直端縁３ｃ）は梁軸方向外側（柱仕口部１０側）に配置され、上記した平行する対辺３ａ，３ｂに対して傾斜する斜辺（斜端縁３ｄ）は梁軸方向内側に配置されている。そして、前記した直端縁３ｃは、フランジ２１の梁軸方向外側の端縁２１ｂと同一線上に形成されている。
【００２６】
また、上記した梁端部２０は、柱仕口部１０の側面に接合されている。詳しく説明すると、梁端部２０の端面には、フランジ２１に対して垂直に配置されたベースプレート２３が設けられている。このベースプレート２３は、矩形の鋼板からなり、上下のフランジ２１，２１の端縁２１ｂ，２１ｂの梁軸方向外側にそれぞれ配設されていると共に柱仕口部１０の側面に沿って配置されている。また、ベースプレート２３は、フランジ２１の端縁２１ｂ及び両側のサイドプレート３，３の各直端縁３ｃ，３ｃにそれぞれ突合せ溶接されている。このベースプレート２３とフランジ２１及びサイドプレート３，３との溶接部は、一方のサイドプレート３の直端縁３ｃからフランジ２１の端縁２１ｂを通って他方のサイドプレート３の直端縁３ｃまで連続的に溶接されている。
【００２７】
また、ベースプレート２３の上部及び下部には、複数の図示せぬボルト孔がそれぞれ形成されている。ベースプレート２３の上部に形成された複数のボルト孔は、ベースプレート２３の上辺に沿って並設されており、ベースプレート２３の下部に形成された複数のボルト孔は、ベースプレート２３の下辺に沿って並設されている。そして、これら複数のボルト孔には、上記したアンカーボルト１３がそれぞれ挿通されており、ベースプレート２３はアンカーボルト１３に螺着されたナット１４によってアンカーボルト１３に締結されている。
【００２８】
上記した構成からなる柱梁接合構造によれば、梁端部２０の柱仕口部１０に対する接合箇所の梁幅寸法Ｂ１が、フランジ２１の側縁２１ａよりも梁幅方向外側に突出したサイドプレート３，３の分だけフランジ幅Ｂ２よりも拡幅される。すなわち、フランジ幅Ｂ２と両側のサイドプレート３，３の幅寸法Ｂ３，Ｂ３との和が、梁端部２０の柱仕口部１０に対する接合箇所の梁幅寸法Ｂ１となる。その結果、接合部として考慮できる柱仕口部１０のコンクリートの体積が、上述したように拡幅された分（両側のサイドプレート３，３の分）だけ増大する。したがって、柱梁接合部の耐力を十分に確保することができる。
【００２９】
また、上記した構成からなる柱梁接合構造によれば、サイドプレート３，３によって梁端の曲げ耐力が大梁２の鉄骨材の曲げ耐力よりも大きくなり、大梁２の塑性ヒンジの位置が、図１に一点鎖線Ｌで示すように、サイドプレート３，３の梁中央側の端部（長側縁３ａと斜端縁３ｄとの角部）の位置となり、その位置で大梁２の鉄骨材が先行降伏する構造となる。これにより、構造特性係数を割り増すことなく上部構造の保有耐力を確認することができる。その結果、上部構造全体の鉄骨量を削減したり、ベースプレート２３やアンカーボルト１３の数量を削減したり、柱仕口部１０の躯体数量を削減したりすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明に係る柱梁接合構造の第２の実施の形態について、図２に基いて説明する。
なお、上記した第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図２に示すように、大梁２の端部（梁端部２０）には、梁端部２０を拡幅するトッププレート１０３（補強プレート）が設けられている。詳しく説明すると、トッププレート１０３は、平面視矩形の平板状の鋼板からなり、梁端部２０のフランジ２１の表面（上側のフランジ２１の上面及び下側のフランジ２１の下面）に重ね合わせられている。このトッププレート１０３の幅寸法Ｂ４は、フランジ幅Ｂ２よりも大きく、トッププレート１０３の両側の側部は、フランジ２１の側縁２１ａよりも梁幅方向外側にそれぞれ張り出されている。
【００３２】
また、トッププレート１０３には、梁軸方向内側（柱仕口部１０側の反対側）の端縁１０３ａから梁軸方向外側（柱仕口部１０側）に向かって切り欠かれた切欠き１３０が形成されている。この切欠き１３０は、梁軸方向に沿って延在するスリット状の切欠きであり、梁幅方向の中央部分に配設されている。そして、この切欠き１３０の両側の縁部１３０ａ，１３０ａとフランジ２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されており、これにより、トッププレート１０３がフランジ２１に対して接合されている。
【００３３】
上記した構成からなる柱梁接合構造によれば、部分溶込み溶接と比べて簡単な隅肉溶接によってトッププレート１０３がフランジ２１に対して溶接されている。よって、部分溶込み溶接等の高度な技量を要する溶接作業が不要であり、溶接技量を軽減化することができると共にトッププレート１０３をフランジ２１に確実に接合させることができる。
【００３４】
また、トッププレート１０３に切欠き１３０が形成され、この切欠き１３０の両側の縁部１３０ａ，１３０ａとフランジ２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されているので、トッププレート１０３とフランジ２１との溶接長さが十分に確保される。これにより、トッププレート１０３とフランジ２１とを強固に接合することができ、トッププレート１０３をフランジ２１に確実に接合させることができる。
【００３５】
また、上記した構成からなる柱梁接合構造では、トッププレート１０３の厚さが適宜変更可能である。したがって、接合部の耐力確保のために必要なトッププレート１０３の幅寸法Ｂ４が、建物の設計上必要なフランジ幅Ｂ２を大きく上回る場合には、トッププレート１０３の厚さを薄くすることで対応可能である。
【００３６】
［第３の実施の形態］
まず、本発明に係る柱端接合構造の実施の形態について、図３に基いて説明する。
図３に示す柱端接合構造は、コンクリート造（鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等）の大梁２０１の梁仕口部２１０の上面に鉄骨造の柱２０２の下端部を接合する柱端接合構造である。
【００３７】
梁仕口部２１０は、柱２０２を支持する柱支持部であり、この梁仕口部２１０には、複数のアンカーボルト２１３が設けられている。これら複数のアンカーボルト２１３は、梁仕口部２１０のコンクリート内に埋設されて定着されており、先端部が梁仕口部２１０の上面から垂直に突出されており、アンカーボルト２１３の先端部には、ナット２１４がそれぞれ螺着されている。また、複数のアンカーボルト２１３は、後述するベースプレート２２３の図示せぬボルト孔の位置に合わせて配設されている。
【００３８】
柱２０２は、Ｈ形鋼からなる鉄骨柱であり、上下の梁間に建てられた間柱である。この柱２０２の下端部２２０には、柱下端部２２０を拡幅するサイドプレート２０３（補強プレート）が設けられている。このサイドプレート２０３は、柱下端部２２０の両側のフランジ２２１，２２１にそれぞれ溶接された板材であり、フランジ２２１の側縁２２１ａよりもフランジ幅方向（強軸方向）の外側に突出している。詳しく説明すると、サイドプレート２０３は、平板状の鋼板からなり、柱下端部２２０のフランジ２２１の側方にそれぞれ配設されている。また、これら両側のサイドプレート２０３，２０３は、フランジ２２１に対して同一平面状に配設されており、サイドプレート２０３とフランジ２２１とは表面同士が面一になっている。
【００３９】
また、サイドプレート２０３は、直角台形状に形成されており、平行する対辺２０３ａ，２０３ｂを柱軸方向に沿って延在させると共に直角部分を下側に向けて配設されている。すなわち、サイドプレート２０３の平行する対辺のうち、長い方の辺（長側縁２０３ａ）はフランジ幅方向内側（フランジ２２１側）に配置され、短い方向の辺（短側縁２０３ｂ）はフランジ幅方向外側に配置されている。そして、前記した長側縁２０３ａは、柱下端部２２０のフランジ２２１の側縁２２１ａに部分溶込み溶接されている。また、サイドプレート２０３の平行しない対辺のうち、上記した平行する対辺２０３ａ，２０３ｂに対して直角を成す直角側の辺（直端縁２０３ｃ）は下側に配置され、上記した平行する対辺２０３ａ，２０３ｂに対して傾斜する斜辺（斜端縁２０３ｄ）は上側に配置されている。そして、前記した直端縁２０３ｃは、フランジ２２１の下端縁２２１ｂと同一線上に形成されている。
【００４０】
また、上記した柱下端部２２０は、梁仕口部２１０の上面に接合されている。詳しく説明すると、柱２０２の下端面には、フランジ２２１に対して垂直に配置されたベースプレート２２３が設けられている。このベースプレート２２３は、矩形の鋼板からなり、柱下端部２２０の下側に配設されていると共に梁仕口部２１０の上面に沿って配置されている。また、ベースプレート２２３は、フランジ２２１の下端縁２２１ｂ、ウェブ２２２の下端縁２２２ａ、及び両側のサイドプレート２０３，２０３の各直端縁２０３ｃ，２０３ｃにそれぞれ突合せ溶接されている。なお、ベースプレート２２３とフランジ２２１及びサイドプレート２０３，２０３との溶接部は、一方のサイドプレート２０３の直端縁２０３ｃからフランジ２２１の下端縁２２１ｂを通って他方のサイドプレート２０３の直端縁２０３ｃまで連続的に溶接されている。
【００４１】
また、ベースプレート２２３には、複数の図示せぬボルト孔がそれぞれ形成されている。複数のボルト孔は、平面視においてフランジ２２１の両側（柱２０２の弱軸方向の両側）にフランジ幅方向に間隔をあけて並設されている。そして、これら複数のボルト孔には、上記したアンカーボルト２１３がそれぞれ挿通されており、ベースプレート２２３はアンカーボルト２１３に螺着されたナット２１４によってアンカーボルト２１３に締結されている。
【００４２】
上記した構成からなる柱端接合構造によれば、柱下端部２２０の梁仕口部２１０に対する接合箇所の柱幅寸法Ｄ１が、フランジ２２１の側縁２２１ａよりもフランジ幅方向外側に突出したサイドプレート２０３，２０３の分だけフランジ幅Ｄ２よりも拡幅される。すなわち、フランジ幅Ｄ２と両側のサイドプレート２０３，２０３の幅寸法Ｄ３，Ｄ３との和が、柱下端部２２０の梁仕口部２１０に対する接合箇所の柱幅寸法Ｄ１となる。その結果、接合部として考慮できる梁仕口部２１０のコンクリートの体積が、上述したように拡幅された分（両側のサイドプレート２０３，２０３の分）だけ増大する。したがって、柱端接合部の耐力を十分に確保することができる。
【００４３】
また、上記した構成からなる柱端接合構造によれば、サイドプレート２０３，２０３によって柱脚の曲げ耐力が柱２０２の鉄骨材の曲げ耐力よりも大きくなり、柱２０２の塑性ヒンジの位置が、図３に一点鎖線Ｌで示すように、サイドプレート２０３，２０３の上端部（長側縁２０３ａと斜端縁２０３ｄとの角部）の位置となり、その位置で柱２０２の鉄骨材が先行降伏する構造となる。これにより、構造特性係数を割り増すことなく上部構造の保有水平耐力を確認することができる。その結果、上部構造全体の鉄骨量を削減したり、ベースプレート２２３やアンカーボルト２１３の数量を削減したり、梁仕口部２１０の躯体数量を削減したりすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００４４】
［第４の実施の形態］
次に、本発明に係る柱端接合構造の他の実施の形態について、図４に基いて説明する。
なお、上記した第３の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図４に示すように、柱２０２の下端部２２０には、柱下端部２２０を拡幅するトッププレート３０３（補強プレート）が設けられている。詳しく説明すると、トッププレート３０３は、矩形平板状の鋼板からなり、柱下端部２２０のフランジ２２１の弱軸方向外側の表面（対向面の反対側の面）に重ね合わせられている。このトッププレート３０３の幅寸法Ｄ４は、フランジ幅Ｄ２よりも大きく、トッププレート３０３の両側の側部は、フランジ２２１の側縁２２１ａよりもフランジ幅方向外側にそれぞれ張り出されている。
【００４６】
また、トッププレート３０３には、下端縁３０３ａから上方に向かって切り欠かれた切欠き３３０が形成されている。この切欠き３３０は、柱軸方向に沿って延在するスリット状の切欠きであり、フランジ幅方向の中央部分に配設されている。そして、この切欠き３３０の両側の縁部３３０ａ，３３０ａとフランジ２２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されており、これにより、トッププレート３０３がフランジ２２１に対して接合されている。
【００４７】
上記した構成からなる柱端接合構造によれば、部分溶込み溶接と比べて簡単な隅肉溶接によってトッププレート３０３がフランジ２２１に対して溶接されている。よって、部分溶込み溶接等の高度な技量を要する溶接作業が不要であり、溶接技量を軽減化することができると共にトッププレート３０３をフランジ２２１に確実に接合させることができる。
【００４８】
また、トッププレート３０３に切欠き３３０が形成され、この切欠き３３０の両側の縁部３３０ａ，３３０ａとフランジ２２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されているので、トッププレート３０３とフランジ２２１との溶接長さが十分に確保される。これにより、トッププレート３０３とフランジ２２１とを強固に接合することができ、トッププレート３０３をフランジ２２１に確実に接合させることができる。
【００４９】
また、上記した構成からなる柱端接合構造では、トッププレート３０３の厚さが適宜変更可能である。したがって、接合部の耐力確保のために必要なトッププレート３０３の幅寸法Ｄ４が、建物の設計上必要なフランジ幅Ｄ２を大きく上回る場合には、トッププレート３０３の厚さを薄くすることで対応可能である。
【００５０】
［第５の実施の形態］
まず、本発明に係る柱脚接合構造の実施の形態について、図５に基いて説明する。
図５に示す柱脚接合構造は、コンクリート造（鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等）の基礎部４０１の上面に鉄骨造の柱４０２の柱脚部４２０を接合する柱脚接合構造である。
【００５１】
基礎部４０１は、六面体状のフーチング４１１の上面に平面視矩形状の立ち上がり部４１０が突設された構成からなり、フーチング４１１の側面には、コンクリート造の地中梁４１２が一体に形成され、フーチング４１１の下面には、杭体４１５が垂設されている。この基礎部４０１のうち、立ち上がり部４１０の部分には、複数のアンカーボルト４１３が設けられている。これら複数のアンカーボルト４１３は、基礎部４０１のコンクリート内に埋設されて定着されており、先端部が基礎部４０１の上面から垂直に突出されており、アンカーボルト４１３の先端部には、ナット４１４がそれぞれ螺着されている。また、複数のアンカーボルト４１３は、後述するベースプレート４２３の図示せぬボルト孔の位置に合わせて配設されている。
【００５２】
柱４０２は、Ｈ形鋼からなる鉄骨柱である。この柱４０２の柱脚部４２０には、柱脚部４２０を拡幅するサイドプレート４０３（補強プレート）が設けられている。このサイドプレート４０３は、柱脚部４２０の両側のフランジ４２１，４２１にそれぞれ溶接された板材であり、フランジ４２１の側縁４２１ａよりもフランジ幅方向（強軸方向）の外側に突出している。詳しく説明すると、サイドプレート４０３は、平板状の鋼板からなり、柱脚部４２０のフランジ４２１の側方にそれぞれ配設されている。また、これら両側のサイドプレート４０３，４０３は、フランジ４２１に対して同一平面状に配設されており、サイドプレート４０３とフランジ４２１とは表面同士が面一になっている。
【００５３】
また、サイドプレート４０３は、直角台形状に形成されており、平行する対辺４０３ａ，４０３ｂを柱軸方向に沿って延在させると共に直角部分を下側に向けて配設されている。すなわち、サイドプレート４０３の平行する対辺のうち、長い方の辺（長側縁４０３ａ）はフランジ幅方向内側（フランジ４２１側）に配置され、短い方向の辺（短側縁４０３ｂ）はフランジ幅方向外側に配置されている。そして、前記した長側縁４０３ａは、柱脚部４２０のフランジ４２１の側縁４２１ａに部分溶込み溶接されている。また、サイドプレート４０３の平行しない対辺のうち、上記した平行する対辺４０３ａ，４０３ｂに対して直角を成す直角側の辺（直端縁４０３ｃ）は下側に配置され、上記した平行する対辺４０３ａ，４０３ｂに対して傾斜する斜辺（斜端縁４０３ｄ）は上側に配置されている。そして、前記した直端縁４０３ｃは、フランジ４２１の下端縁４２１ｂと同一線上に形成されている。
【００５４】
また、上記した柱脚部４２０は、基礎部４０１の上面に接合されている。詳しく説明すると、柱４０２の下端面には、フランジ４２１に対して垂直に配置されたベースプレート４２３が設けられている。このベースプレート４２３は、矩形の鋼板からなり、柱脚部４２０の下側に配設されていると共に基礎部４０１の立ち上がり部４１０の上面に沿って配置されている。また、ベースプレート４２３は、フランジ４２１の下端縁４２１ｂ、ウェブ４２２の下端縁４２２ａ、及び両側のサイドプレート４０３，４０３の各直端縁４０３ｃ，４０３ｃにそれぞれ突合せ溶接されている。なお、ベースプレート４２３とフランジ４２１及びサイドプレート４０３，４０３との溶接部は、一方のサイドプレート４０３の直端縁４０３ｃからフランジ４２１の下端縁４２１ｂを通って他方のサイドプレート４０３の直端縁４０３ｃまで連続的に溶接されている。
【００５５】
また、ベースプレート４２３には、複数の図示せぬボルト孔がそれぞれ形成されている。複数のボルト孔は、平面視においてフランジ４２１の両側（柱４０２の弱軸方向の両側）にフランジ幅方向に間隔をあけて並設されている。そして、これら複数のボルト孔には、上記したアンカーボルト４１３がそれぞれ挿通されており、ベースプレート４２３はアンカーボルト４１３に螺着されたナット４１４によってアンカーボルト４１３に締結されている。
【００５６】
上記した構成からなる柱脚接合構造によれば、柱脚部４２０の基礎部４０１に対する接合箇所の柱幅寸法Ｄ１が、フランジ４２１の側縁４２１ａよりもフランジ幅方向外側に突出したサイドプレート４０３，４０３の分だけフランジ幅Ｄ２よりも拡幅される。すなわち、フランジ幅Ｄ２と両側のサイドプレート４０３，４０３の幅寸法Ｄ３，Ｄ３との和が、柱脚部４２０の基礎部４０１に対する接合箇所の柱幅寸法Ｄ１となる。その結果、接合部として考慮できる基礎部４０１のコンクリートの体積が、上述したように拡幅された分（両側のサイドプレート４０３，４０３の分）だけ増大する。したがって、柱脚接合部の耐力を十分に確保することができる。
【００５７】
また、上記した構成からなる柱脚接合構造によれば、サイドプレート４０３，４０３によって柱脚の曲げ耐力が柱４０２の鉄骨材の曲げ耐力よりも大きくなり、柱４０２の塑性ヒンジの位置が、図３に一点鎖線Ｌで示すように、サイドプレート４０３，４０３の上端部（長側縁４０３ａと斜端縁４０３ｄとの角部）の位置となり、その位置で柱４０２の鉄骨材が先行降伏する構造となる。これにより、１階（柱脚部４２０が在る最下階）の構造特性係数を割り増すことなく１階の保有水平耐力を確認することができる。その結果、上部構造全体の鉄骨量を削減したり、ベースプレート４２３やアンカーボルト４１３の数量を削減したり、基礎部４０１の躯体数量を削減したりすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００５８】
［第６の実施の形態］
次に、本発明に係る柱脚接合構造の他の実施の形態について、図６に基いて説明する。
なお、上記した第５の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図６に示すように、柱４０２の柱脚部４２０には、柱脚部４２０を拡幅するトッププレート５０３（補強プレート）が設けられている。詳しく説明すると、トッププレート５０３は、矩形平板状の鋼板からなり、柱脚部４２０のフランジ４２１の弱軸方向外側の表面（対向面の反対側の面）に重ね合わせられている。このトッププレート５０３の幅寸法Ｄ４は、フランジ幅Ｄ２よりも大きく、トッププレート５０３の両側の側部は、フランジ４２１の側縁４２１ａよりもフランジ幅方向外側にそれぞれ張り出されている。
【００６０】
また、トッププレート５０３には、下端縁５０３ａから上方に向かって切り欠かれた切欠き５３０が形成されている。この切欠き５３０は、柱軸方向に沿って延在するスリット状の切欠きであり、フランジ幅方向の中央部分に配設されている。そして、この切欠き５３０の両側の縁部５３０ａ，５３０ａとフランジ４２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されており、これにより、トッププレート５０３がフランジ４２１に対して接合されている。
【００６１】
上記した構成からなる柱脚接合構造によれば、部分溶込み溶接と比べて簡単な隅肉溶接によってトッププレート５０３がフランジ４２１に対して溶接されている。よって、部分溶込み溶接等の高度な技量を要する溶接作業が不要であり、溶接技量を軽減化することができると共にトッププレート５０３をフランジ４２１に確実に接合させることができる。
【００６２】
また、トッププレート５０３に切欠き５３０が形成され、この切欠き５３０の両側の縁部５３０ａ，５３０ａとフランジ４２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されているので、トッププレート５０３とフランジ４２１との溶接長さが十分に確保される。これにより、トッププレート５０３とフランジ４２１とを強固に接合することができ、トッププレート５０３をフランジ４２１に確実に接合させることができる。
【００６３】
また、上記した構成からなる柱脚接合構造では、トッププレート５０３の厚さが適宜変更可能である。したがって、接合部の耐力確保のために必要なトッププレート５０３の幅寸法Ｄ４が、建物の設計上必要なフランジ幅Ｄ２を大きく上回る場合には、トッププレート５０３の厚さを薄くすることで対応可能である。
【００６４】
以上、本発明に係る柱梁接合構造、柱端接合構造及び柱脚接合構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した第１、第２の実施の形態では、梁端部２０の上下のフランジ２１，２１にそれぞれサイドプレート３，３やトッププレート１０３等の補強プレートが溶接されており、上記した第３、第４の実施の形態では、柱下端部２２０の両側のフランジ２２１，２２１にそれぞれサイドプレート２０３，２０３やトッププレート３０３の補強プレートが溶接されており、上記した第５、第６の実施の形態では、柱脚部４２０の両側のフランジ４２１，４２１にそれぞれサイドプレート４０３，４０３やトッププレート５０３の補強プレートが溶接されているが、本発明は、何れか一方のフランジ２１（２２１、４２１）にだけ補強プレートを溶接した構成であってもよい。
【００６５】
また、上記した実施の形態では、直角台形状のサイドプレート３（２０３、４０３）や矩形状のトッププレート１０３（３０３、５０３）がフランジ２１（２２１、４２１）に溶接されているが、本発明における補強プレートの形状は適宜変更可能であり、例えば矩形状や直角三角形状のサイドプレートであってもよく、或いは、台形状のトッププレートであってもよい。
【００６６】
また、上記した実施の形態では、ベースプレート２３（２２３、４２３）がフランジ２１（２２１、４２１）に対して垂直に溶接されているが、本発明は、ベースプレートがフランジに対して垂直に配設されてなく、ベースプレートがフランジに対して斜めに溶接されていてもよい。つまり、ベースプレートはフランジに対して交差する方向に沿って配設されていればよく、例えば、勾配の付いた梁端部や傾斜したフランジを有する梁端部の場合には、フランジが柱仕口部の側面に対して傾斜した向きとなるので、この場合、ベースプレートは、フランジに対して斜めに傾斜した向きに配設され、柱仕口部の側面に沿って配置される。また、勾配の付いた柱下端部や傾斜したフランジを有する柱下端部の場合には、フランジが梁仕口部の上面に対して傾斜した向きとなるので、この場合、ベースプレートは、フランジに対して斜めに傾斜した向きに配設され、梁仕口部の上面に沿って配置される。また、勾配の付いた柱脚部や傾斜したフランジを有する柱脚部の場合には、フランジが基礎部の上面に対して傾斜した向きとなるので、この場合、ベースプレートは、フランジに対して斜めに傾斜した向きに配設され、基礎部の上面に沿って配置される。
【００６７】
また、上記した第１、第２の実施の形態における柱１は、複数階に亘って延設された通し柱となっているが、本発明における柱梁接合構造は、通し柱に限定されるものではない。例えば、本発明における柱仕口部は、最上階（屋上階）の柱仕口部であってもよく、或いは、上下階の柱の位置がずれている場合、その柱の上端部や柱の下端部の柱仕口部であってもよい。
【００６８】
また、上記した第３、第４の実施の形態では、柱下端部２２０を梁仕口部２１０の上面に接合しているが、本発明の柱端接合構造は、柱の上端部（柱頭部）を梁仕口部の下面に接合する柱頭接合構造であってもよく、例えば上述した間柱の上端部が梁仕口部の下面に接合された構造であってもよい。
【００６９】
また、上記した第１、第２の実施の形態では、Ｈ形鋼からなる大梁２を柱１に接合する柱梁接合構造について説明しており、また、上記した第３、第４の実施の形態では、Ｈ形鋼からなる柱２０２を梁仕口部２１０に接合する柱端接合構造について説明しており、また、上記した第５、第６の実施の形態では、Ｈ形鋼からなる柱４０２の柱脚部４２０を基礎部４０１に接合する柱脚接合構造について説明しているが、本発明の柱梁接合構造における梁は、Ｈ形鋼からなる梁に限定されるものではなく、他の構造の梁であってもよく、また、本発明の柱端接合構造及び柱脚接合構造における柱は、Ｈ形鋼からなる柱に限定されるものではなく、他の構造の柱であってもよい。例えば、溝形鋼やＴ形鋼、Ｉ形鋼等からなる鉄骨梁又は鉄骨柱であってもよい。また、山形鋼等からなる上フランジ材と下フランジ材とを平鋼等のウェブ材で連結した平行弦トラス梁（ラチス梁）や帯板梁であってもよく、また、山形鋼等からなる一対のフランジ材を平鋼等のウェブ材で連結した平行弦トラス柱（ラチス柱）や帯板柱であってもよい。また、並列に配置された溝形鋼やラチス梁、帯板梁等の上端同士及び下端同士を平鋼等の連結材でそれぞれ連結した箱形梁であってもよく、また、並列に配置された溝形鋼やラチス柱、帯板柱等のフランジ材同士を平鋼等の連結材で連結した箱形柱であってもよい。また、本発明の柱梁接合構造における梁は、鉄骨梁の一部又は全部にコンクリートが被覆されたコンクリート被覆鉄骨梁であってもよく、また、本発明の柱端接合構造及び柱脚接合構造における柱は、鉄骨柱の一部又は全部にコンクリートが被覆されたコンクリート被覆鉄骨柱や鋼管柱の内側にコンクリートが充填されたコンクリート充填鋼管柱であってもよい。
【００７０】
また、上記した第２、第４、第６の実施の形態では、トッププレート１０３（３０３、５０３）に切欠き１３０（３３０、５３０）が形成されているが、本発明は、切欠き１３０（３３０、５３０）が形成されていないトッププレート１０３（３０３、５０３）であってもよい。この場合、トッププレート１０３（３０３、５０３）の梁軸方向（柱軸方向）内側の端縁とフランジ２１（２２１、４２１）の表面とを隅肉溶接することでトッププレート１０３（３０３、５０３）をフランジ２１（２２１、４２１）に接合することができる。
【００７１】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１、２０２、４０２ 柱
２、２０１ 大梁（梁）
３、２０３、４０３ サイドプレート（補強プレート）
１０ 柱仕口部
２０ 梁端部
２１、２２１、４２１ フランジ
２３、２２３、４２３ ベースプレート
１０３、３０３、５０３ トッププレート（補強プレート）
１３０、３３０、５３０ 切欠き
２１０ 梁仕口部
２２０ 柱下端部（柱端部）
４０１ 基礎部
４２０ 柱脚部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート造の柱仕口部に鉄骨造の梁端部を接合する柱梁接合構造、コンクリート造の梁仕口部に鉄骨造の柱端部を接合する柱端接合構造、及びコンクリート造の基礎部に鉄骨造の柱脚部を接合する柱脚接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンクリート造の柱仕口部に鉄骨造の梁端部を接合する柱梁接合構造として、柱端部をベースプレートとアンカーボルトによって柱仕口部に接合する接合構造の開発が進められている。上記した柱は通し柱となっており、この柱の仕口部にはアンカーボルトが定着されている。また、上記した梁端部にはベースプレートが溶接されており、このベースプレートが前記したアンカーボルトで柱仕口部の側面に固着されている。
【０００３】
また、従来、例えば下記特許文献１に示されているような、鋼管柱の仕口部に鉄骨造の梁端部を接合する柱梁接合構造が知られている。この柱梁接合構造は、柱仕口部の外周面に板状のダイアフラムが溶接され、このダイアフラムに梁端部がボルト接合された構成となっている。この柱梁接合構造によれば、ダイアフラムによって梁端部が拡幅された形状となるので、柱梁接合構造の耐力を向上させることができる。
【０００４】
また、従来より、柱脚をコンクリート造の基礎等に接合する柱脚接合構造として、一般に、柱材の下端面にベースプレートが溶接され、そのベースプレートがアンカーボルトで基礎部の上面に固着された構造が知られている。ところで、大地震時における鉄骨造の柱脚部の被害を鑑みて、近年、上記した柱脚接合構造を設計する際には、例えば下記非特許文献１に記載されているように、地震時の応力と保有耐力時の応力に応じたベースプレートの設計及びアンカーボルトの設計に加えて、アンカーボルトの伸び能力の有無や柱脚の保有水平耐力接合の判定の項目があり、より厳しい応力による設計を行うことが要求されている。例えば、柱脚の曲げ耐力が柱材の曲げ耐力のα（例えば４９０Ｎ級の場合は１．１）倍以下の場合には、地震等による曲げ変形時の塑性ヒンジの位置が柱材の下端面の位置（柱脚位置）となるため、例えば１階の構造特性係数を０．０５割り増して保有水平耐力を確認する必要がある。また、アンカーボルトの伸び能力が無い場合には、さらに柱のランクに関わらず部材種別をＤランクまで下げた条件で１階の保有水平耐力を確保する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６２６９９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「２００７年度版 建築物の構造関係技術基準解説書、全国官報販売協同組合、平成１９年８月１０日、ｐ．５９７‐ｐ．６０４」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来のベースプレートとアンカーボルトを用いた柱梁接合構造では、柱梁接合部の耐力の確保が難しいという問題が存在する。すなわち、上記耐力は、接合部として考慮できるコンクリートの体積と強度によって決定されるが、柱梁接合部では梁端部の梁幅やフランジ厚さが小さく、接合部として考慮できるコンクリートの体積が十分にないため、上記耐力を確保することが難しい。なお、上述した柱脚接合部であっても、接合部として考慮できるコンクリートの体積が十分にない場合があり、柱梁接合構造と同様に、上記耐力を確保することが難しい場合がある。また、例えば間柱の柱頭を接合する構造のように、ベースプレートとアンカーボルトを用いて梁下面等に接合される柱頭接合構造でも同様である。
【０００８】
また、上記した従来のベースプレートとアンカーボルトを用いた柱脚部の接合構造では、柱脚の曲げ耐力が柱材の曲げ耐力のα倍以下となる場合が多く、上述したように１階の構造特性係数を割り増して保有水平耐力を確認する必要があるため、上部構造全体の鉄骨数量が増加したり、ベースプレートやアンカーボルトなどの接合用部材の数量が増加したり、基礎躯体の躯体数量が増加したりする問題が生じ、コストが嵩むという問題がある。なお、上記した柱頭接合構造でも同様に最上階の構造特性係数を割り増しして最上階の保有水平耐力を確認する必要があり、また、上述した柱梁接合構造でも梁端部の端面位置が曲げ変形時の塑性ヒンジとなるため、柱脚部の接合構造と同様に構造特性係数を割り増しして保有耐力を確認する必要がある。
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、柱梁接合部や柱端接合部、柱脚接合部の耐力を十分に確保することができ、また、梁端や柱端、柱脚の構造特性係数を割り増すことなく保有耐力を確認することができる柱梁接合構造、柱端接合構造及び柱脚接合構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る柱梁接合構造は、鉄骨造の梁端部の端面に、該梁端部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の柱仕口部の側面に固着されることで、該柱仕口部の側面に前記梁端部が接合された柱梁接合構造において、前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりも梁幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴としている。
【００１１】
このような特徴により、梁端部の柱仕口部に対する接合箇所の梁幅寸法が、フランジの側縁よりも梁幅方向（フランジ幅方向）の外側に突出した補強プレートの分だけフランジ幅よりも拡幅され、その結果、接合部として考慮できるコンクリートの体積が増大する。
また、梁端の曲げ耐力が梁材の曲げ耐力よりも大きくなり、梁の塑性ヒンジの位置が、補強プレートの梁中央側の端部（ベースプレートに溶接された端部の反対側の端部）の位置となり、梁材が先行降伏する構造となる。
【００１２】
また、本発明に係る柱端接合構造は、鉄骨造の柱端部の端面に、該柱端部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の梁仕口部の上面又は下面に固着されることで、該梁仕口部の上面又は下面に前記柱端部が接合された柱端接合構造において、前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴としている。
【００１３】
このような特徴により、柱端部の梁仕口部に対する接合箇所の柱幅寸法が、フランジの側縁よりもフランジ幅方向の外側に突出した補強プレートの分だけフランジ幅よりも拡幅され、その結果、接合部として考慮できるコンクリートの体積が増大する。
また、柱端の曲げ耐力が柱材の曲げ耐力よりも大きくなり、柱の塑性ヒンジの位置が、補強プレートの柱中央側の端部（ベースプレートに溶接された端部の反対側の端部）の位置となり、柱材が先行降伏する構造となる。
【００１４】
また、本発明に係る柱脚接合構造は、鉄骨造の柱脚部の下端面に、該柱脚部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の基礎部の上面に固着されることで、該基礎部の上面に前記柱脚部が接合された柱脚接合構造において、前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴としている。
【００１５】
このような特徴により、柱脚部の基礎部に対する接合箇所の柱幅寸法が、フランジの側縁よりもフランジ幅方向の外側に突出した補強プレートの分だけフランジ幅よりも拡幅され、その結果、接合部として考慮できるコンクリートの体積が増大する。
また、柱脚の曲げ耐力が柱材の曲げ耐力よりも大きくなり、柱の塑性ヒンジの位置が、補強プレートの上端部の位置となり、柱材が先行降伏する構造となる。
【００１６】
ところで、上記した補強プレートとして、フランジの側方にフランジと略面一に配置されるサイドプレートを用いることが可能であるが、このサイドプレートでは、フランジの側縁に対して部分溶込み溶接等で溶接することになるため、高度な溶接技量が必要である。
【００１７】
そこで、本発明に係る柱梁接合構造は、前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりも梁幅方向外側に張り出されていることが好ましい。
また、本発明に係る柱端接合構造は、前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に張り出されていることが好ましい。
また、本発明に係る柱脚接合構造は、前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に張り出されていることが好ましい。
これにより、例えば隅肉溶接などの簡単な溶接作業で補強プレートがフランジに対して溶接されるので、部分溶込み溶接等の高度な技量を要する溶接作業が不要である。なお、上記した「補強プレートの幅寸法」とは、フランジ幅方向の寸法であり、柱梁接合構造のける「補強プレートの幅寸法」は梁軸方向に直交する方向の寸法であり、柱端接合構造及び柱脚接合構造における「補強プレートの幅寸法」は柱軸方向に直交する方向の寸法である。
【００１８】
さらに、本発明に係る柱梁接合構造は、前記補強プレートに、梁軸方向に延在する切欠きが形成され、該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることが好ましい。
また、本発明に係る柱端接合構造は、前記補強プレートに、柱軸方向に延在する切欠きが形成され、該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることが好ましい。
また、本発明に係る柱脚接合構造は、前記補強プレートに、柱軸方向に延在する切欠きが形成され、該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることが好ましい。
これにより、補強プレートとフランジとの溶接長さが十分に確保され、補強プレートとフランジとが強固に接合される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る柱梁接合構造、柱端接合構造及び柱脚接合構造によれば、接合部として考慮できるコンクリートの体積が増大するので、柱梁接合部や柱端接合部、柱脚接合構造の耐力を十分に確保することができる。また、梁端部や柱端部、柱脚部の曲げ耐力が梁材や柱材の曲げ耐力よりも大きくなるため、梁端や柱端、柱脚の必要保有耐力を割り増すことなく設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための柱梁接合構造の斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するための柱梁接合構造の斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を説明するための柱端接合構造の斜視図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を説明するための柱端接合構造の斜視図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を説明するための柱端接合構造の斜視図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態を説明するための柱端接合構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る柱梁接合構造の実施の形態（第１、第２の実施の形態）、本発明に係る柱端接合構造の実施の形態（第３、第４の実施の形態）、及び本発明に係る柱脚接合構造の実施の形態（第５、第６の実施の形態）について、図面に基いて説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
まず、本発明に係る柱梁接合構造の第１の実施の形態について、図１に基いて説明する。
図１に示す柱梁接合構造は、コンクリート造（鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等）の柱１に鉄骨造の大梁２を接合する構造である。
【００２３】
柱１は、複数階に亘って延設された角柱形状の通し柱であり、上階の柱部１１と下階の柱部１２とが柱仕口部１０を介して一体的に連設されている。前記した柱仕口部１０には、複数のアンカーボルト１３が設けられている。これら複数のアンカーボルト１３は、柱仕口部１０のコンクリート内に埋設されて定着されており、先端部が柱仕口部１０の側面から垂直に突出されており、アンカーボルト１３の先端部には、ナット１４がそれぞれ螺着されている。また、複数のアンカーボルト１３は、後述するベースプレート２３の図示せぬボルト孔の位置に合わせて配設されている。
【００２４】
大梁２は、Ｈ形鋼からなる鉄骨梁である。この大梁２の端部（梁端部２０）には、梁端部２０を拡幅するサイドプレート３（補強プレート）が設けられている。このサイドプレート３は、梁端部２０の上下のフランジ２１，２１にそれぞれ溶接された板材であり、フランジ２１の側縁２１ａよりも梁幅方向外側に突出している。詳しく説明すると、サイドプレート３は、平板状の鋼板からなり、梁端部２０のフランジ２１の側方にそれぞれ配設されている。また、これら両側のサイドプレート３，３は、フランジ２１に対して同一平面状に配設されており、サイドプレート３とフランジ２１とは表面同士が面一になっている。
【００２５】
また、サイドプレート３は、直角台形状に形成されており、平行する対辺３ａ，３ｂを梁軸方向に沿って延在させると共に直角部分を梁軸方向外側（柱仕口部１０側）に向けて配設されている。すなわち、サイドプレート３の平行する対辺のうち、長い方の辺（長側縁３ａ）は梁幅方向内側（フランジ２１側）に配置され、短い方向の辺（短側縁３ｂ）は梁幅方向外側に配置されている。そして、前記した長側縁３ａは、梁端部２０のフランジ２１の側縁２１ａに部分溶込み溶接されている。また、サイドプレート３の平行しない対辺のうち、上記した平行する対辺３ａ，３ｂに対して直角を成す直角側の辺（直端縁３ｃ）は梁軸方向外側（柱仕口部１０側）に配置され、上記した平行する対辺３ａ，３ｂに対して傾斜する斜辺（斜端縁３ｄ）は梁軸方向内側に配置されている。そして、前記した直端縁３ｃは、フランジ２１の梁軸方向外側の端縁２１ｂと同一線上に形成されている。
【００２６】
また、上記した梁端部２０は、柱仕口部１０の側面に接合されている。詳しく説明すると、梁端部２０の端面には、フランジ２１に対して垂直に配置されたベースプレート２３が設けられている。このベースプレート２３は、矩形の鋼板からなり、上下のフランジ２１，２１の端縁２１ｂ，２１ｂの梁軸方向外側にそれぞれ配設されていると共に柱仕口部１０の側面に沿って配置されている。また、ベースプレート２３は、フランジ２１の端縁２１ｂ及び両側のサイドプレート３，３の各直端縁３ｃ，３ｃにそれぞれ突合せ溶接されている。このベースプレート２３とフランジ２１及びサイドプレート３，３との溶接部は、一方のサイドプレート３の直端縁３ｃからフランジ２１の端縁２１ｂを通って他方のサイドプレート３の直端縁３ｃまで連続的に溶接されている。
【００２７】
また、ベースプレート２３の上部及び下部には、複数の図示せぬボルト孔がそれぞれ形成されている。ベースプレート２３の上部に形成された複数のボルト孔は、ベースプレート２３の上辺に沿って並設されており、ベースプレート２３の下部に形成された複数のボルト孔は、ベースプレート２３の下辺に沿って並設されている。そして、これら複数のボルト孔には、上記したアンカーボルト１３がそれぞれ挿通されており、ベースプレート２３はアンカーボルト１３に螺着されたナット１４によってアンカーボルト１３に締結されている。
【００２８】
上記した構成からなる柱梁接合構造によれば、梁端部２０の柱仕口部１０に対する接合箇所の梁幅寸法Ｂ１が、フランジ２１の側縁２１ａよりも梁幅方向外側に突出したサイドプレート３，３の分だけフランジ幅Ｂ２よりも拡幅される。すなわち、フランジ幅Ｂ２と両側のサイドプレート３，３の幅寸法Ｂ３，Ｂ３との和が、梁端部２０の柱仕口部１０に対する接合箇所の梁幅寸法Ｂ１となる。その結果、接合部として考慮できる柱仕口部１０のコンクリートの体積が、上述したように拡幅された分（両側のサイドプレート３，３の分）だけ増大する。したがって、柱梁接合部の耐力を十分に確保することができる。
【００２９】
また、上記した構成からなる柱梁接合構造によれば、サイドプレート３，３によって梁端の曲げ耐力が大梁２の鉄骨材の曲げ耐力よりも大きくなり、大梁２の塑性ヒンジの位置が、図１に一点鎖線Ｌで示すように、サイドプレート３，３の梁中央側の端部（長側縁３ａと斜端縁３ｄとの角部）の位置となり、その位置で大梁２の鉄骨材が先行降伏する構造となる。これにより、構造特性係数を割り増すことなく上部構造の保有耐力を確認することができる。その結果、上部構造全体の鉄骨量を削減したり、ベースプレート２３やアンカーボルト１３の数量を削減したり、柱仕口部１０の躯体数量を削減したりすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明に係る柱梁接合構造の第２の実施の形態について、図２に基いて説明する。
なお、上記した第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図２に示すように、大梁２の端部（梁端部２０）には、梁端部２０を拡幅するトッププレート１０３（補強プレート）が設けられている。詳しく説明すると、トッププレート１０３は、平面視矩形の平板状の鋼板からなり、梁端部２０のフランジ２１の表面（上側のフランジ２１の上面及び下側のフランジ２１の下面）に重ね合わせられている。このトッププレート１０３の幅寸法Ｂ４は、フランジ幅Ｂ２よりも大きく、トッププレート１０３の両側の側部は、フランジ２１の側縁２１ａよりも梁幅方向外側にそれぞれ張り出されている。
【００３２】
また、トッププレート１０３には、梁軸方向内側（柱仕口部１０側の反対側）の端縁１０３ａから梁軸方向外側（柱仕口部１０側）に向かって切り欠かれた切欠き１３０が形成されている。この切欠き１３０は、梁軸方向に沿って延在するスリット状の切欠きであり、梁幅方向の中央部分に配設されている。そして、この切欠き１３０の両側の縁部１３０ａ，１３０ａとフランジ２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されており、これにより、トッププレート１０３がフランジ２１に対して接合されている。
【００３３】
上記した構成からなる柱梁接合構造によれば、部分溶込み溶接と比べて簡単な隅肉溶接によってトッププレート１０３がフランジ２１に対して溶接されている。よって、部分溶込み溶接等の高度な技量を要する溶接作業が不要であり、溶接技量を軽減化することができると共にトッププレート１０３をフランジ２１に確実に接合させることができる。
【００３４】
また、トッププレート１０３に切欠き１３０が形成され、この切欠き１３０の両側の縁部１３０ａ，１３０ａとフランジ２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されているので、トッププレート１０３とフランジ２１との溶接長さが十分に確保される。これにより、トッププレート１０３とフランジ２１とを強固に接合することができ、トッププレート１０３をフランジ２１に確実に接合させることができる。
【００３５】
また、上記した構成からなる柱梁接合構造では、トッププレート１０３の厚さが適宜変更可能である。したがって、接合部の耐力確保のために必要なトッププレート１０３の幅寸法Ｂ４が、建物の設計上必要なフランジ幅Ｂ２を大きく上回る場合には、トッププレート１０３の厚さを薄くすることで対応可能である。
【００３６】
［第３の実施の形態］
まず、本発明に係る柱端接合構造の実施の形態について、図３に基いて説明する。
図３に示す柱端接合構造は、コンクリート造（鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等）の大梁２０１の梁仕口部２１０の上面に鉄骨造の柱２０２の下端部を接合する柱端接合構造である。
【００３７】
梁仕口部２１０は、柱２０２を支持する柱支持部であり、この梁仕口部２１０には、複数のアンカーボルト２１３が設けられている。これら複数のアンカーボルト２１３は、梁仕口部２１０のコンクリート内に埋設されて定着されており、先端部が梁仕口部２１０の上面から垂直に突出されており、アンカーボルト２１３の先端部には、ナット２１４がそれぞれ螺着されている。また、複数のアンカーボルト２１３は、後述するベースプレート２２３の図示せぬボルト孔の位置に合わせて配設されている。
【００３８】
柱２０２は、Ｈ形鋼からなる鉄骨柱であり、上下の梁間に建てられた間柱である。この柱２０２の下端部２２０には、柱下端部２２０を拡幅するサイドプレート２０３（補強プレート）が設けられている。このサイドプレート２０３は、柱下端部２２０の両側のフランジ２２１，２２１にそれぞれ溶接された板材であり、フランジ２２１の側縁２２１ａよりもフランジ幅方向（強軸方向）の外側に突出している。詳しく説明すると、サイドプレート２０３は、平板状の鋼板からなり、柱下端部２２０のフランジ２２１の側方にそれぞれ配設されている。また、これら両側のサイドプレート２０３，２０３は、フランジ２２１に対して同一平面状に配設されており、サイドプレート２０３とフランジ２２１とは表面同士が面一になっている。
【００３９】
また、サイドプレート２０３は、直角台形状に形成されており、平行する対辺２０３ａ，２０３ｂを柱軸方向に沿って延在させると共に直角部分を下側に向けて配設されている。すなわち、サイドプレート２０３の平行する対辺のうち、長い方の辺（長側縁２０３ａ）はフランジ幅方向内側（フランジ２２１側）に配置され、短い方向の辺（短側縁２０３ｂ）はフランジ幅方向外側に配置されている。そして、前記した長側縁２０３ａは、柱下端部２２０のフランジ２２１の側縁２２１ａに部分溶込み溶接されている。また、サイドプレート２０３の平行しない対辺のうち、上記した平行する対辺２０３ａ，２０３ｂに対して直角を成す直角側の辺（直端縁２０３ｃ）は下側に配置され、上記した平行する対辺２０３ａ，２０３ｂに対して傾斜する斜辺（斜端縁２０３ｄ）は上側に配置されている。そして、前記した直端縁２０３ｃは、フランジ２２１の下端縁２２１ｂと同一線上に形成されている。
【００４０】
また、上記した柱下端部２２０は、梁仕口部２１０の上面に接合されている。詳しく説明すると、柱２０２の下端面には、フランジ２２１に対して垂直に配置されたベースプレート２２３が設けられている。このベースプレート２２３は、矩形の鋼板からなり、柱下端部２２０の下側に配設されていると共に梁仕口部２１０の上面に沿って配置されている。また、ベースプレート２２３は、フランジ２２１の下端縁２２１ｂ、ウェブ２２２の下端縁２２２ａ、及び両側のサイドプレート２０３，２０３の各直端縁２０３ｃ，２０３ｃにそれぞれ突合せ溶接されている。なお、ベースプレート２２３とフランジ２２１及びサイドプレート２０３，２０３との溶接部は、一方のサイドプレート２０３の直端縁２０３ｃからフランジ２２１の下端縁２２１ｂを通って他方のサイドプレート２０３の直端縁２０３ｃまで連続的に溶接されている。
【００４１】
また、ベースプレート２２３には、複数の図示せぬボルト孔がそれぞれ形成されている。複数のボルト孔は、平面視においてフランジ２２１の両側（柱２０２の弱軸方向の両側）にフランジ幅方向に間隔をあけて並設されている。そして、これら複数のボルト孔には、上記したアンカーボルト２１３がそれぞれ挿通されており、ベースプレート２２３はアンカーボルト２１３に螺着されたナット２１４によってアンカーボルト２１３に締結されている。
【００４２】
上記した構成からなる柱端接合構造によれば、柱下端部２２０の梁仕口部２１０に対する接合箇所の柱幅寸法Ｄ１が、フランジ２２１の側縁２２１ａよりもフランジ幅方向外側に突出したサイドプレート２０３，２０３の分だけフランジ幅Ｄ２よりも拡幅される。すなわち、フランジ幅Ｄ２と両側のサイドプレート２０３，２０３の幅寸法Ｄ３，Ｄ３との和が、柱下端部２２０の梁仕口部２１０に対する接合箇所の柱幅寸法Ｄ１となる。その結果、接合部として考慮できる梁仕口部２１０のコンクリートの体積が、上述したように拡幅された分（両側のサイドプレート２０３，２０３の分）だけ増大する。したがって、柱端接合部の耐力を十分に確保することができる。
【００４３】
また、上記した構成からなる柱端接合構造によれば、サイドプレート２０３，２０３によって柱脚の曲げ耐力が柱２０２の鉄骨材の曲げ耐力よりも大きくなり、柱２０２の塑性ヒンジの位置が、図３に一点鎖線Ｌで示すように、サイドプレート２０３，２０３の上端部（長側縁２０３ａと斜端縁２０３ｄとの角部）の位置となり、その位置で柱２０２の鉄骨材が先行降伏する構造となる。これにより、構造特性係数を割り増すことなく上部構造の保有水平耐力を確認することができる。その結果、上部構造全体の鉄骨量を削減したり、ベースプレート２２３やアンカーボルト２１３の数量を削減したり、梁仕口部２１０の躯体数量を削減したりすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００４４】
［第４の実施の形態］
次に、本発明に係る柱端接合構造の他の実施の形態について、図４に基いて説明する。
なお、上記した第３の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図４に示すように、柱２０２の下端部２２０には、柱下端部２２０を拡幅するトッププレート３０３（補強プレート）が設けられている。詳しく説明すると、トッププレート３０３は、矩形平板状の鋼板からなり、柱下端部２２０のフランジ２２１の弱軸方向外側の表面（対向面の反対側の面）に重ね合わせられている。このトッププレート３０３の幅寸法Ｄ４は、フランジ幅Ｄ２よりも大きく、トッププレート３０３の両側の側部は、フランジ２２１の側縁２２１ａよりもフランジ幅方向外側にそれぞれ張り出されている。
【００４６】
また、トッププレート３０３には、下端縁３０３ａから上方に向かって切り欠かれた切欠き３３０が形成されている。この切欠き３３０は、柱軸方向に沿って延在するスリット状の切欠きであり、フランジ幅方向の中央部分に配設されている。そして、この切欠き３３０の両側の縁部３３０ａ，３３０ａとフランジ２２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されており、これにより、トッププレート３０３がフランジ２２１に対して接合されている。
【００４７】
上記した構成からなる柱端接合構造によれば、部分溶込み溶接と比べて簡単な隅肉溶接によってトッププレート３０３がフランジ２２１に対して溶接されている。よって、部分溶込み溶接等の高度な技量を要する溶接作業が不要であり、溶接技量を軽減化することができると共にトッププレート３０３をフランジ２２１に確実に接合させることができる。
【００４８】
また、トッププレート３０３に切欠き３３０が形成され、この切欠き３３０の両側の縁部３３０ａ，３３０ａとフランジ２２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されているので、トッププレート３０３とフランジ２２１との溶接長さが十分に確保される。これにより、トッププレート３０３とフランジ２２１とを強固に接合することができ、トッププレート３０３をフランジ２２１に確実に接合させることができる。
【００４９】
また、上記した構成からなる柱端接合構造では、トッププレート３０３の厚さが適宜変更可能である。したがって、接合部の耐力確保のために必要なトッププレート３０３の幅寸法Ｄ４が、建物の設計上必要なフランジ幅Ｄ２を大きく上回る場合には、トッププレート３０３の厚さを薄くすることで対応可能である。
【００５０】
［第５の実施の形態］
まず、本発明に係る柱脚接合構造の実施の形態について、図５に基いて説明する。
図５に示す柱脚接合構造は、コンクリート造（鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等）の基礎部４０１の上面に鉄骨造の柱４０２の柱脚部４２０を接合する柱脚接合構造である。
【００５１】
基礎部４０１は、六面体状のフーチング４１１の上面に平面視矩形状の立ち上がり部４１０が突設された構成からなり、フーチング４１１の側面には、コンクリート造の地中梁４１２が一体に形成され、フーチング４１１の下面には、杭体４１５が垂設されている。この基礎部４０１のうち、立ち上がり部４１０の部分には、複数のアンカーボルト４１３が設けられている。これら複数のアンカーボルト４１３は、基礎部４０１のコンクリート内に埋設されて定着されており、先端部が基礎部４０１の上面から垂直に突出されており、アンカーボルト４１３の先端部には、ナット４１４がそれぞれ螺着されている。また、複数のアンカーボルト４１３は、後述するベースプレート４２３の図示せぬボルト孔の位置に合わせて配設されている。
【００５２】
柱４０２は、Ｈ形鋼からなる鉄骨柱である。この柱４０２の柱脚部４２０には、柱脚部４２０を拡幅するサイドプレート４０３（補強プレート）が設けられている。このサイドプレート４０３は、柱脚部４２０の両側のフランジ４２１，４２１にそれぞれ溶接された板材であり、フランジ４２１の側縁４２１ａよりもフランジ幅方向（強軸方向）の外側に突出している。詳しく説明すると、サイドプレート４０３は、平板状の鋼板からなり、柱脚部４２０のフランジ４２１の側方にそれぞれ配設されている。また、これら両側のサイドプレート４０３，４０３は、フランジ４２１に対して同一平面状に配設されており、サイドプレート４０３とフランジ４２１とは表面同士が面一になっている。
【００５３】
また、サイドプレート４０３は、直角台形状に形成されており、平行する対辺４０３ａ，４０３ｂを柱軸方向に沿って延在させると共に直角部分を下側に向けて配設されている。すなわち、サイドプレート４０３の平行する対辺のうち、長い方の辺（長側縁４０３ａ）はフランジ幅方向内側（フランジ４２１側）に配置され、短い方向の辺（短側縁４０３ｂ）はフランジ幅方向外側に配置されている。そして、前記した長側縁４０３ａは、柱脚部４２０のフランジ４２１の側縁４２１ａに部分溶込み溶接されている。また、サイドプレート４０３の平行しない対辺のうち、上記した平行する対辺４０３ａ，４０３ｂに対して直角を成す直角側の辺（直端縁４０３ｃ）は下側に配置され、上記した平行する対辺４０３ａ，４０３ｂに対して傾斜する斜辺（斜端縁４０３ｄ）は上側に配置されている。そして、前記した直端縁４０３ｃは、フランジ４２１の下端縁４２１ｂと同一線上に形成されている。
【００５４】
また、上記した柱脚部４２０は、基礎部４０１の上面に接合されている。詳しく説明すると、柱４０２の下端面には、フランジ４２１に対して垂直に配置されたベースプレート４２３が設けられている。このベースプレート４２３は、矩形の鋼板からなり、柱脚部４２０の下側に配設されていると共に基礎部４０１の立ち上がり部４１０の上面に沿って配置されている。また、ベースプレート４２３は、フランジ４２１の下端縁４２１ｂ、ウェブ４２２の下端縁４２２ａ、及び両側のサイドプレート４０３，４０３の各直端縁４０３ｃ，４０３ｃにそれぞれ突合せ溶接されている。なお、ベースプレート４２３とフランジ４２１及びサイドプレート４０３，４０３との溶接部は、一方のサイドプレート４０３の直端縁４０３ｃからフランジ４２１の下端縁４２１ｂを通って他方のサイドプレート４０３の直端縁４０３ｃまで連続的に溶接されている。
【００５５】
また、ベースプレート４２３には、複数の図示せぬボルト孔がそれぞれ形成されている。複数のボルト孔は、平面視においてフランジ４２１の両側（柱４０２の弱軸方向の両側）にフランジ幅方向に間隔をあけて並設されている。そして、これら複数のボルト孔には、上記したアンカーボルト４１３がそれぞれ挿通されており、ベースプレート４２３はアンカーボルト４１３に螺着されたナット４１４によってアンカーボルト４１３に締結されている。
【００５６】
上記した構成からなる柱脚接合構造によれば、柱脚部４２０の基礎部４０１に対する接合箇所の柱幅寸法Ｄ１が、フランジ４２１の側縁４２１ａよりもフランジ幅方向外側に突出したサイドプレート４０３，４０３の分だけフランジ幅Ｄ２よりも拡幅される。すなわち、フランジ幅Ｄ２と両側のサイドプレート４０３，４０３の幅寸法Ｄ３，Ｄ３との和が、柱脚部４２０の基礎部４０１に対する接合箇所の柱幅寸法Ｄ１となる。その結果、接合部として考慮できる基礎部４０１のコンクリートの体積が、上述したように拡幅された分（両側のサイドプレート４０３，４０３の分）だけ増大する。したがって、柱脚接合部の耐力を十分に確保することができる。
【００５７】
また、上記した構成からなる柱脚接合構造によれば、サイドプレート４０３，４０３によって柱脚の曲げ耐力が柱４０２の鉄骨材の曲げ耐力よりも大きくなり、柱４０２の塑性ヒンジの位置が、図３に一点鎖線Ｌで示すように、サイドプレート４０３，４０３の上端部（長側縁４０３ａと斜端縁４０３ｄとの角部）の位置となり、その位置で柱４０２の鉄骨材が先行降伏する構造となる。これにより、１階（柱脚部４２０が在る最下階）の構造特性係数を割り増すことなく１階の保有水平耐力を確認することができる。その結果、上部構造全体の鉄骨量を削減したり、ベースプレート４２３やアンカーボルト４１３の数量を削減したり、基礎部４０１の躯体数量を削減したりすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００５８】
［第６の実施の形態］
次に、本発明に係る柱脚接合構造の他の実施の形態について、図６に基いて説明する。
なお、上記した第５の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図６に示すように、柱４０２の柱脚部４２０には、柱脚部４２０を拡幅するトッププレート５０３（補強プレート）が設けられている。詳しく説明すると、トッププレート５０３は、矩形平板状の鋼板からなり、柱脚部４２０のフランジ４２１の弱軸方向外側の表面（対向面の反対側の面）に重ね合わせられている。このトッププレート５０３の幅寸法Ｄ４は、フランジ幅Ｄ２よりも大きく、トッププレート５０３の両側の側部は、フランジ４２１の側縁４２１ａよりもフランジ幅方向外側にそれぞれ張り出されている。
【００６０】
また、トッププレート５０３には、下端縁５０３ａから上方に向かって切り欠かれた切欠き５３０が形成されている。この切欠き５３０は、柱軸方向に沿って延在するスリット状の切欠きであり、フランジ幅方向の中央部分に配設されている。そして、この切欠き５３０の両側の縁部５３０ａ，５３０ａとフランジ４２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されており、これにより、トッププレート５０３がフランジ４２１に対して接合されている。
【００６１】
上記した構成からなる柱脚接合構造によれば、部分溶込み溶接と比べて簡単な隅肉溶接によってトッププレート５０３がフランジ４２１に対して溶接されている。よって、部分溶込み溶接等の高度な技量を要する溶接作業が不要であり、溶接技量を軽減化することができると共にトッププレート５０３をフランジ４２１に確実に接合させることができる。
【００６２】
また、トッププレート５０３に切欠き５３０が形成され、この切欠き５３０の両側の縁部５３０ａ，５３０ａとフランジ４２１の表面とがそれぞれ隅肉溶接されているので、トッププレート５０３とフランジ４２１との溶接長さが十分に確保される。これにより、トッププレート５０３とフランジ４２１とを強固に接合することができ、トッププレート５０３をフランジ４２１に確実に接合させることができる。
【００６３】
また、上記した構成からなる柱脚接合構造では、トッププレート５０３の厚さが適宜変更可能である。したがって、接合部の耐力確保のために必要なトッププレート５０３の幅寸法Ｄ４が、建物の設計上必要なフランジ幅Ｄ２を大きく上回る場合には、トッププレート５０３の厚さを薄くすることで対応可能である。
【００６４】
以上、本発明に係る柱梁接合構造、柱端接合構造及び柱脚接合構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した第１、第２の実施の形態では、梁端部２０の上下のフランジ２１，２１にそれぞれサイドプレート３，３やトッププレート１０３等の補強プレートが溶接されており、上記した第３、第４の実施の形態では、柱下端部２２０の両側のフランジ２２１，２２１にそれぞれサイドプレート２０３，２０３やトッププレート３０３の補強プレートが溶接されており、上記した第５、第６の実施の形態では、柱脚部４２０の両側のフランジ４２１，４２１にそれぞれサイドプレート４０３，４０３やトッププレート５０３の補強プレートが溶接されているが、本発明は、何れか一方のフランジ２１（２２１、４２１）にだけ補強プレートを溶接した構成であってもよい。
【００６５】
また、上記した実施の形態では、直角台形状のサイドプレート３（２０３、４０３）や矩形状のトッププレート１０３（３０３、５０３）がフランジ２１（２２１、４２１）に溶接されているが、本発明における補強プレートの形状は適宜変更可能であり、例えば矩形状や直角三角形状のサイドプレートであってもよく、或いは、台形状のトッププレートであってもよい。
【００６６】
また、上記した実施の形態では、ベースプレート２３（２２３、４２３）がフランジ２１（２２１、４２１）に対して垂直に溶接されているが、本発明は、ベースプレートがフランジに対して垂直に配設されてなく、ベースプレートがフランジに対して斜めに溶接されていてもよい。つまり、ベースプレートはフランジに対して交差する方向に沿って配設されていればよく、例えば、勾配の付いた梁端部や傾斜したフランジを有する梁端部の場合には、フランジが柱仕口部の側面に対して傾斜した向きとなるので、この場合、ベースプレートは、フランジに対して斜めに傾斜した向きに配設され、柱仕口部の側面に沿って配置される。また、勾配の付いた柱下端部や傾斜したフランジを有する柱下端部の場合には、フランジが梁仕口部の上面に対して傾斜した向きとなるので、この場合、ベースプレートは、フランジに対して斜めに傾斜した向きに配設され、梁仕口部の上面に沿って配置される。また、勾配の付いた柱脚部や傾斜したフランジを有する柱脚部の場合には、フランジが基礎部の上面に対して傾斜した向きとなるので、この場合、ベースプレートは、フランジに対して斜めに傾斜した向きに配設され、基礎部の上面に沿って配置される。
【００６７】
また、上記した第１、第２の実施の形態における柱１は、複数階に亘って延設された通し柱となっているが、本発明における柱梁接合構造は、通し柱に限定されるものではない。例えば、本発明における柱仕口部は、最上階（屋上階）の柱仕口部であってもよく、或いは、上下階の柱の位置がずれている場合、その柱の上端部や柱の下端部の柱仕口部であってもよい。
【００６８】
また、上記した第３、第４の実施の形態では、柱下端部２２０を梁仕口部２１０の上面に接合しているが、本発明の柱端接合構造は、柱の上端部（柱頭部）を梁仕口部の下面に接合する柱頭接合構造であってもよく、例えば上述した間柱の上端部が梁仕口部の下面に接合された構造であってもよい。
【００６９】
また、上記した第１、第２の実施の形態では、Ｈ形鋼からなる大梁２を柱１に接合する柱梁接合構造について説明しており、また、上記した第３、第４の実施の形態では、Ｈ形鋼からなる柱２０２を梁仕口部２１０に接合する柱端接合構造について説明しており、また、上記した第５、第６の実施の形態では、Ｈ形鋼からなる柱４０２の柱脚部４２０を基礎部４０１に接合する柱脚接合構造について説明しているが、本発明の柱梁接合構造における梁は、Ｈ形鋼からなる梁に限定されるものではなく、他の構造の梁であってもよく、また、本発明の柱端接合構造及び柱脚接合構造における柱は、Ｈ形鋼からなる柱に限定されるものではなく、他の構造の柱であってもよい。例えば、溝形鋼やＴ形鋼、Ｉ形鋼等からなる鉄骨梁又は鉄骨柱であってもよい。また、山形鋼等からなる上フランジ材と下フランジ材とを平鋼等のウェブ材で連結した平行弦トラス梁（ラチス梁）や帯板梁であってもよく、また、山形鋼等からなる一対のフランジ材を平鋼等のウェブ材で連結した平行弦トラス柱（ラチス柱）や帯板柱であってもよい。また、並列に配置された溝形鋼やラチス梁、帯板梁等の上端同士及び下端同士を平鋼等の連結材でそれぞれ連結した箱形梁であってもよく、また、並列に配置された溝形鋼やラチス柱、帯板柱等のフランジ材同士を平鋼等の連結材で連結した箱形柱であってもよい。また、本発明の柱梁接合構造における梁は、鉄骨梁の一部又は全部にコンクリートが被覆されたコンクリート被覆鉄骨梁であってもよく、また、本発明の柱端接合構造及び柱脚接合構造における柱は、鉄骨柱の一部又は全部にコンクリートが被覆されたコンクリート被覆鉄骨柱や鋼管柱の内側にコンクリートが充填されたコンクリート充填鋼管柱であってもよい。
【００７０】
また、上記した第２、第４、第６の実施の形態では、トッププレート１０３（３０３、５０３）に切欠き１３０（３３０、５３０）が形成されているが、本発明は、切欠き１３０（３３０、５３０）が形成されていないトッププレート１０３（３０３、５０３）であってもよい。この場合、トッププレート１０３（３０３、５０３）の梁軸方向（柱軸方向）内側の端縁とフランジ２１（２２１、４２１）の表面とを隅肉溶接することでトッププレート１０３（３０３、５０３）をフランジ２１（２２１、４２１）に接合することができる。
【００７１】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１、２０２、４０２ 柱
２、２０１ 大梁（梁）
３、２０３、４０３ サイドプレート（補強プレート）
１０ 柱仕口部
２０ 梁端部
２１、２２１、４２１ フランジ
２３、２２３、４２３ ベースプレート
１０３、３０３、５０３ トッププレート（補強プレート）
１３０、３３０、５３０ 切欠き
２１０ 梁仕口部
２２０ 柱下端部（柱端部）
４０１ 基礎部
４２０ 柱脚部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨造の梁端部の端面に、該梁端部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の柱仕口部の側面に固着されることで、該柱仕口部の側面に前記梁端部が接合された柱梁接合構造において、
前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりも梁幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、
該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項２】
請求項１に記載の柱梁接合構造において、
前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、
該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりも梁幅方向外側に張り出されていることを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項３】
請求項２に記載の柱梁接合構造において、
前記補強プレートに、梁軸方向に延在する切欠きが形成され、
該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項４】
鉄骨造の柱端部の端面に、該柱端部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の梁仕口部の上面又は下面に固着されることで、該梁仕口部の上面又は下面に前記柱端部が接合された柱端接合構造において、
前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、
該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴とする柱端接合構造。
【請求項５】
請求項４に記載の柱端接合構造において、
前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、
該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に張り出されていることを特徴とする柱端接合構造。
【請求項６】
請求項５に記載の柱端接合構造において、
前記補強プレートに、柱軸方向に延在する切欠きが形成され、
該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることを特徴とする柱端接合構造。
【請求項７】
鉄骨造の柱脚部の下端面に、該柱脚部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の基礎部の上面に固着されることで、該基礎部の上面に前記柱脚部が接合された柱脚接合構造において、
前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、
該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴とする柱脚接合構造。
【請求項８】
請求項７に記載の柱脚接合構造において、
前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、
該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に張り出されていることを特徴とする柱脚接合構造。
【請求項９】
請求項８に記載の柱脚接合構造において、
前記補強プレートに、柱軸方向に延在する切欠きが形成され、
該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることを特徴とする柱脚接合構造。
【請求項１】
鉄骨造の梁端部の端面に、該梁端部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の柱仕口部の側面に固着されることで、該柱仕口部の側面に前記梁端部が接合された柱梁接合構造において、
前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりも梁幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、
該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項２】
請求項１に記載の柱梁接合構造において、
前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、
該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりも梁幅方向外側に張り出されていることを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項３】
請求項２に記載の柱梁接合構造において、
前記補強プレートに、梁軸方向に延在する切欠きが形成され、
該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることを特徴とする柱梁接合構造。
【請求項４】
鉄骨造の柱端部の端面に、該柱端部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の梁仕口部の上面又は下面に固着されることで、該梁仕口部の上面又は下面に前記柱端部が接合された柱端接合構造において、
前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、
該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴とする柱端接合構造。
【請求項５】
請求項４に記載の柱端接合構造において、
前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、
該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に張り出されていることを特徴とする柱端接合構造。
【請求項６】
請求項５に記載の柱端接合構造において、
前記補強プレートに、柱軸方向に延在する切欠きが形成され、
該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることを特徴とする柱端接合構造。
【請求項７】
鉄骨造の柱脚部の下端面に、該柱脚部のフランジに溶接されたベースプレートが設けられ、該ベースプレートが、コンクリート造の基礎部の上面に固着されることで、該基礎部の上面に前記柱脚部が接合された柱脚接合構造において、
前記フランジに、少なくとも該フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に突出した補強プレートが溶接されており、
該補強プレートが前記ベースプレートに溶接されていることを特徴とする柱脚接合構造。
【請求項８】
請求項７に記載の柱脚接合構造において、
前記補強プレートが、前記フランジの表面に重ね合わせられた平面視矩形状の板材からなり、
該補強プレートの幅寸法が前記フランジの幅寸法よりも大きく、該補強プレートの両側部がそれぞれ前記フランジの側縁よりもフランジ幅方向外側に張り出されていることを特徴とする柱脚接合構造。
【請求項９】
請求項８に記載の柱脚接合構造において、
前記補強プレートに、柱軸方向に延在する切欠きが形成され、
該切欠きの縁部と前記フランジの表面とが隅肉溶接されて前記補強プレートと前記フランジとが接合されていることを特徴とする柱脚接合構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２４７０７７（Ｐ２０１１−２４７０７７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８４９０９（Ｐ２０１０−２８４９０９）
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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