鉄骨梁とコンクリート柱を接続する高力ボルトや埋設部品の計算では、せん断抵抗のみが考慮されており、安全ではありません。

鉄骨梁と鉄筋コンクリート柱の関節接合の場合、鉄骨梁の断面高さが比較的大きくなると、高力ボルト接合の設計や埋設部のアンカーバーの計算はせん断耐力のみを考慮したものとなり安全ではありません。

以下に示すように、あるプロジェクトには、鉄骨梁とコンクリート柱の間の接続ノードである接続ノードがあります。鉄骨梁の高さは比較的高く、鉄骨梁の端部に発生する曲げモーメントは無視できません。

問題分析

「高層土木建築物の鋼構造に関する技術基準」JGJ99-2015の第8.1.2条第3項によれば、梁ウェブを高力ボルトで接続する場合、まずウェブの曲げ領域の高さを決定し、次に接続プレートに配置されるボルトを合理的に配置する必要があります。次に、ウェブ接続の曲げ耐力とせん断耐力を個別に計算します。

第 8 条の 2 の 5 の第 2 項では、高力ボルトを使用して接続する場合の曲げモーメントに耐える面積とせん断力に耐える面積を具体的に規定しています。これら 2 つの領域のボルトの本数は、曲げ領域の曲げモーメントとせん断領域に作用するせん断力によって発生する水平力に応じて計算する必要があります。さらに、計算中に、接続のさまざまな故障モードを考慮する必要があります。したがって、計算結果としては最小値が選択される。

上記のノードでは、鉄骨梁の端はヒンジ付きジョイントとして計算されます。ただし、鉄骨梁の断面高さが大きい場合、高力ボルトの固定効果により、梁端部には曲げモーメントが残るため、ウェブを曲げモーメント領域とせん断応力領域とで区別する必要がある。鉄骨梁端部の曲げモーメントは埋設部に引張力を発生させるため、埋設部のアンカーバーの計算ではせん断力と引張力の結合作用を考慮する必要があります。埋め込み部品のアンカーバーがせん断抵抗のみに基づいて計算される場合、非常に危険です。実際の同様の工事では、施工段階でアンカーバーが抜けて接合部が損傷する事故が発生しました。

治療措置

1. ボルトの必要本数を計算する際は、「高層土木建築物の鋼構造に関する技術基準」JGJ99-2015 第 8.‍2.3 条および第 8.2.5 条を参照してください。埋設部品のアンカーバーを計算するときは、せん断力と引張力の接合効果を考慮する必要があります。

2. 鉄骨梁と鉄筋コンクリート柱がヒンジ結合された状態にある場合、条件があれば、鉄骨梁を柱の頂部に置くか、コンクリートのコーベルの上に置き、柱の頂部またはコーベルの頂部にある埋設部品とボルトで接続するのが適切です。この種の関節応力状況は単純で、施工が便利で、安全で信頼性があります。

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