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梁と梁の接合部(ピン接合)-2

鉄骨の接合納まりとしてピン接合について説明をしていますが、まずは大梁に対して小梁を取り付けることが出来るように準備しておくという話が前回はありました。
ちょっと説明が長くなって中途半端な状態で終わってしまったので、今回はピン接合の納まりについての話を続けていきたいと思います。

リブプレートで補強しながらガセットプレートを出しておき、そこに小梁を取り付ける事になる訳ですが、大梁側はこのような状態になっています。

ガセットプレート

大梁側をこのような状態にしておき、そこに小梁を配置してボルトで固定するという事で、具体的にはこのような納まりなります。

小梁のピン接合

剛接合の場合はフランジもウェブもスプライスプレートで固定していましたが、今回の場合はウェブだけを固定していますよね。
ここが剛接合とピン接合の大きな違いになります。

一面しか固定していない為、曲げる方向に力がかかった場合、ピン接合の考え方ではその力に抵抗することが出来ません。
一方で剛接合の場合は二面をきちんと固定していますから、曲げる方向の力にもきちんと抵抗することが出来る、というあたりが剛接合とピン接合の大きな違いなんです。

鉄骨柱と鉄骨大梁は建物のメインフレームになりますから、曲げモーメントにも耐えられる必要がありますが、小梁は基本的に床からの荷重を大梁に伝達する役割を持つだけ。
なので、鉄骨大梁と鉄骨小梁をわざわざ剛接合する必要がない場合が多く、その結果として上記で説明したようなピン接合が採用されることになります。

ちなみに余計に混乱させてしまうだけかも知れませんが、鉄骨大梁と鉄骨小梁を剛接合しておきたい、という状況も場所によっては結構あります。
その場合はどのような納まりが考えられるかと言うと、やはりガセットプレートによる納まりではなく、溶接による接合とスプライスプレートを併用して納めていくことになります。

大梁側から小梁と同じ仕様のH鋼を少しだけ取り付けておいて、そのH鋼同士をスプライスプレートでフランジ・ウェブ両方接合していく、という考え方です。
下図のような納まりの考え方であれば、二面をきちんと固定することになるので、曲げモーメントに対してもきちんと抵抗してくれるはず。

小梁の剛接合

これらの図面を見て、鉄骨梁の接合が剛接合とピン接合によって、どれだけ大きく違っているのかが何となく伝わるのではないでしょうか。
少々乱暴な区分になりますが、フランジとウェブ両方を固定している場合は剛接合、ウェブだけを固定している場合はピン接合という区分が分かりやすいかも知れません。

建物の構造体として、それぞれの場所を剛接合にするのかピン接合にするのか、という部分の検討は非常に難しいものがあります。
建物の構造体をどのように考えるかというような話ですから難しいのは当たり前の話ですが、そうした検討をするのは構造設計者の役割です。

意匠設計者にとっては正直なところ、鉄骨の接合がどのようなパターンになっていたとしても、それほど興味がある項目とは言い難いものがあります。
意匠設計者が興味があるのは、鉄骨柱がどの程度の大きさになって、それをそのまま見せるのか、それとも隠すのかなどの「どう見せるか」という点ですから。

また、もし施工者であれば、ここを剛接合にするのかピン接合にするのか、という部分を検討する必要はなく、構造図に記載されている方針を遵守するだけ。
とは言っても、構造図に記載された内容に沿って鉄骨の納まりを調整していく必要がありますから、こちらもそれ程簡単な事ではありませんが…

このような役割分担で建物の設計と施工は進められていくことになります。

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