鉄骨梁の終点ノードはヒンジで固定されるように設計されていますが、図面では固定されています。

サイトは修正のため停止されました。計算中、ビーム端はヒンジとして扱われました。ただし、現場での実際の作業では、梁の円全体を溶接することでした。これは、ヒンジを剛接続に変換することに相当します。もともとせん断力のみを考慮して構成されていたアンカープレートやボルトは、曲げモーメントにも同時に耐えることが求められます。安全上の問題があるため、直ちに対処する必要があります。

一体何が起こっているのでしょうか？脈拍を測ってはっきりさせましょう。設計上、ビーム端はヒンジとして計算されます。つまり、ビーム端はせん断力を伝達するためのみに比較的自由に回転でき、曲げモーメントは節点で解放されます。しかし、現場での実際の建設は別の方法で行われました。梁のウェブとフランジの周囲で円周溶接が行われ、梁と接続プレートが回転できないようにしっかりと「貼り付け」られました。この溶接により、強固な接続が得られました。つまり、理論モデルは実際のアプローチとは異なり、ノードにストレスがかかる方法が変更されています。これは決して小さな問題ではありません。

図面の共同レビューまたは現場自主検査中に、誰かがチェックして問題を発見しました。円周上での完全な溶接操作により、機械レベルで曲げモーメントが伝達されます。しかし、アンカープレートやアンカーボルトの設計では、せん断力のみを基に計算されており、曲げモーメントは考慮されていません。仕様によれば、これは 2017 年の関連規定で明確化されています。計算モデルはコンポーネント接続の実際のパフォーマンスと一致していなければならず、ノード構造も計算の仮定と一致していなければなりません。現場で曲げモーメントが伝達されないように、関節式の方法に従って操作を実行します。または、それを剛接続として扱い、ノードを再計算してマージします。 2 つのうち 1 つを選択するだけです!

ヒンジジョイントとリジッドジョイントの違いを明確に理解する必要があります。ヒンジ付きジョイントでは、ターニングポイントを設置するようなものです。ビームの端は回転でき、力は主にせん断力によって伝達されます。接続しただけだと完全にネジ止めされているようなもので、改造の可能性はありません。せん断力を伝達するだけでなく、曲げモーメントも伝達する必要があります。ノードには追加の曲げモーメントとトルクが発生します。後者の状況では、アンカー ボルト、アンカー プレート、溶接など、より多くの関連コンポーネントが必要になります。建設が実行され、ヒンジが誤って剛結合にされた場合、一般的な結果は、アンカーボルトが曲がって張力を受け、アンカープレートが曲がって変形し、溶接部にかかる負荷が大きすぎて範囲を超えることです。長期間使用すると、局所的に降伏、疲労、亀裂が発生することがあります。もっと分かりやすく言えば、安全マージンをこっそりこっそり圧縮して少しずつ減らしていくということです。

このプロジェクトでは、アンカープレートとアンカーボルトの検証が中心課題となります。この設計では、せん断力に基づいてアンカー ボルトの拡張のみをチェックし、引張力や曲げモーメントは考慮していません。ただし、現場では、全周溶接後、ビームフランジ、ウェブプレート、接続プレートが全体として接続されます。曲げモーメントは溶接部を介して連結板に伝達され、アンカープレートやアンカーボルトを介して柱や基礎に力が伝達されます。このような作業条件下では、アンカーボルトには追加の引張力と曲げモーメントがかかります。ひどい場合にはアンカーボルトが抜け、連結プレートに亀裂や塑性変形が生じる場合があります。アンカープレートが曲げモーメントに応じて補強または厚くされていない場合、局所的な曲げが発生しやすく、ノード全体の力の伝達経路に影響を与えます。

なぜエラーが発生するのでしょうか?共通の手がかりが 2 つあります。第一に、建設当事者は円周溶接の使用に慣れています。なぜなら、そのような円周溶接は安全であると感じているからです。しかし、設計の前提条件を確認しません。第二に、図面、詳細設計、設置図面間のコミュニケーションが不十分です。ノード方式には「多関節、円周溶接禁止」と明記されておらず、現場でルーチンに従って作業が行われます。監督が時間通りにチェックしないと、建設段階で問題が見落とされやすくなり、検収またはその後になるまで判明せず、その時点で問題はさらに大きくなります。

現場の状況と時間コストに応じて、現在 2 つの治療ラインが導入可能です。一つは、元の状態に戻す、つまり外周の溶接部分を除去するか、局部溶接や格子溶接に置き換える方法です。ビームの 2 つのウェブのみが溶接されているため、フランジと接続プレートの間に隙間があり、ビームの端が回転して元のヒンジ特性を可能な限り復元できます。この方法の方が実際の操作は速く、変更も少なくて済みます。ただし、細部にまで注意を怠ってはなりません。エラーを防ぐために、ウェブ溶接のサイズ、位置、溶接プロセスの順序は、技術開示の関連要件に厳密に従って処理する必要があります。溶接により二次曲げモーメントが発生する場合があります。同時に、ヒンジの実際の効果を確認するために現場で検査作業を実行する必要があります。必要に応じて、物理的隔離やガスケットなどの一連の手段を使用して、摩擦や追加の溶接によって曲げモーメントが伝わらないようにすることができます。

2 番目の方法は、サイトが剛に接続されていることを確認し、ノードが剛に接続されているものとして再計算し、それに応じてアンカー プレートを強化し、より大きなアンカー ボルトに変更し、溶接形状を変更し、補剛リブまたは補剛プレートを設定することです。このソリューションは実際の実践と理論を一致させており、安全性の点でより安全です。ただし、費用や工期が増加し、設置されている部品の修理が必要になる場合もあります。どちらにするかは安全性、工期、コストを考慮して判断する必要があります。

どの道を選択する場合でも、必ずいくつかの手順が必要です。まず作業を停止し、他の場所が追随しないように該当するノードを封印します。その後、設計部門は書面による意見を提出します。関節を修復する場合は、建設技術の詳細な説明が必要です。剛体接続を行う場合は、再計算証明書と設計変更の証明書を発行する必要があります。監督は第三者機関を組織して計画の実現可能性を検証する必要がある。建設当事者は、各段階での変更を記録し、建設図面と設置計画を更新し、建設変更命令を発行し、すべての当事者が確認のために署名する必要があります。

もう 1 つ無視できない点があります。それは、サイト全体で同じ種類のノードを確認することです。ノードに問題がある場合、そのほとんどは個別のケースではありません。建設チームの一貫した実践はプロジェクト全体で再現される可能性があるため、技術的な説明では同様のノードをすべてカバーする必要があります。監督者は、隠れた危険の拡大を防ぐために、抜き打ち検査を実施し、必要に応じて計算書やノード図を 1 つずつ確認する必要があります。

責任分担も明確にする必要があります。設計部門には、ノードの前提条件と禁止事項を図面または技術説明書で明確にする義務があります。建設ユニットは図面に従って建設しなければなりません。慣行を変更したい場合は、変更を提案し、設計の承認を得る必要があります。監督者は、設計に適合しない建設を監督し、受け入れ、適時に中止する責任があります。このチェーン内のリンクに問題があると、同様のエラーが発生します。管理する場合は、プロセスを補完し、責任を明確にする必要があります。

現在、実際の現場で行われているのは、要件に応じてのみ円周溶接をウェブ溶接に変換することです。同時に、設計部門は一部の重要な節点について剛接合条件での補足計算を実施し、必要に応じてアンカーボルトやアンカープレートを補強する準備を整えています。監督者は抜き打ち検査に従事し、建設部門は工事の変更とビザに関する事項を記録し、設計者は書面による検証内容と技術説明資料を発行します。この問題はまだ対処中ですが、関連ノードの封印、検証、修正がすでに進み始めています。