JP2001020392A - 構造部材の接合構造 - Google Patents

構造部材の接合構造

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JP2001020392A JP19372499A JP19372499A JP2001020392A JP 2001020392 A JP2001020392 A JP 2001020392A JP 19372499 A JP19372499 A JP 19372499A JP 19372499 A JP19372499 A JP 19372499A JP 2001020392 A JP2001020392 A JP 2001020392A
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Kazuhiko Isoda
和彦 磯田
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Shimizu Corp
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造部材どうしをボルト締結により接合する
に際し、優れた接合強度が得られかつボルト所要本数を
大幅に低減する。 【解決手段】 接合すべき二部材A,Bの双方に当て板
6を密着させて該当て板と各部材とをボルト7により締
結することにより該当て板を介して双方の部材を接合す
る構造において、部材と当て板の双方に、接合部に生じ
る剪断力に抵抗するシヤーキーとしての対の凸部11と
凹部12を形成しておき、それら凸部と凹部とを互いに
嵌合せしめた状態でボルト締結する。凸部および凹部を
それぞれ互いに密着するテーパ状に形成する。接合すべ
き二部材の両面にそれぞれ当て板を密着させてそれら当
て板により各部材を挟み込む。凸部と凹部とを接合すべ
き二部材の一方と当て板との間にのみ形成し、他方は単
なる摩擦接合とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造部材どうしを
接合するための接合構造に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、建物の構造部材どうしの
接合は溶接によるよりもボルト締結によることが主流と
なっている。たとえば、図8に示すような制震ダンパー
としての粘性壁1を建物に組み込む場合には、上下の梁
2a,2bにそれぞれブラケット3,4を溶接し、それ
らブラケット3,4に対して粘性壁1の上下を当て板
(スプライスプレート)5,6を介して多数の高力ボル
ト(HTB)7により締結し、また粘性壁1のベースプ
レート8とブラケット4とをやはり高力ボルト7により
直接的にボルト締結するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような高力ボル
ト7の締結による接合は施工が容易であり、当然に解体
も可能であり、コスト的にも有利であるが、高力ボルト
7の1本当たりの接合強度は自ずと限界があり、したが
って大きな接合強度が要求される場合には高力ボルト7
の所要本数が多大になる。図8の場合を例にとれば、粘
性壁1の片側下部とブラケット4との間には100〜3
00ton程度の耐力が必要とされ、そこでの高力ボル
ト7の所要本数は20本(10段×2列)以上にもな
り、当て板6の長さは1mにも及ぶものとなる。そし
て、場合によってはボルト所要本数が非現実的な程度に
まで多大となって納まりがつかず、やむなく溶接による
接合とせざるを得ない場合もある。
【0004】また、たとえばオイルダンパー等の機械的
なダンパーを建物に設置するような場合には、クレビス
やボールジョイント等の機械的な接合機構が用いられる
が、そのような接合機構では少なからず遊び(ガタ)が
あり、したがってその遊び以下の微小振動に対しては作
動し得ないものとなるから制震ダンパーの接合構造とし
ては好ましくない。
【0005】上記事情に鑑み、本発明は、優れた接合強
度が得られることはもとよりボルト所要本数を大幅に低
減でき、特に制震ダンパーを建物に組み込む場合等に適
用して好適な構造部材の接合構造を提供することを目的
としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、接合
すべき二部材の双方に当て板を密着させて該当て板と各
部材とをボルト締結することにより該当て板を介して双
方の部材を接合する構造において、前記部材と前記当て
板の双方に、接合部に生じる剪断力に抵抗するシヤーキ
ーとしての対の凸部と凹部を形成しておき、それら凸部
と凹部とを互いに嵌合せしめた状態でボルト締結してな
るものである。
【0007】請求項2の発明は、請求項1の発明の接合
構造において、前記凸部および凹部をそれぞれ互いに密
着するテーパ状に形成してなるものである。
【0008】請求項3の発明は、請求項1または2の発
明の接合構造において、接合すべき二部材の両面にそれ
ぞれ前記当て板を密着させてそれら当て板により各部材
を挟み込んでなるものである。
【0009】請求項4の発明は、請求項1,2または3
の発明の接合構造において、前記凸部と凹部とを、接合
すべき二部材の一方と前記当て板との間にのみ形成して
なるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。以下の実施形態は図8に示した粘性壁1の下部をブ
ラケット4に対して接合するための構造に本発明を適用
したものであり、図1はその全体を、図2および図3は
接合部の詳細を示す。
【0011】図2に示すように、本実施形態の接合構造
は、接合すべき二部材A,B(本例では粘性壁1とブラ
ケット4)の双方に当て板6を密着させ、その当て板6
と各部材A,Bとを高力ボルト7によりボルト締結する
ものであるが、各部材A,Bと当て板6の双方に、接合
部に生じる剪断力に抵抗するシヤーキーとしての対の凸
部11と凹部12を形成しておき、それら凸部11と凹
部12とを互いに嵌合せしめた状態で高力ボルト7によ
り締結するようにしたものである。
【0012】シヤーキーとしての凸部11と凹部12
は、図3に示すようにたとえば10:1程度の傾斜を有
するテーパ状の凸条および凹溝として形成されていて、
それらは自ずと互いに密着する状態で遊びなく嵌合する
ように精度良く切削加工されて形成されている。
【0013】なお、当て板6は接合対象の部材A,Bと
同一素材とすれば良いが、少なくともそれら部材A,B
より先行破壊を受けないものであれば良く、必要であれ
ばより高強度の鋼材やセラミック材等も採用可能であ
る。また、図示例のものでは、部材A,Bに凹部12を
形成しているためそこでは断面欠損が生じているから、
それを見越して部材A,Bの厚みを決定すれば良い。さ
らに、当て板6における凸部11は当て板6全体を切削
することで形成することでも良いが、平板状の当て板6
に凸部11となる部材を溶接して機械加工することでも
良い。
【0014】上記の接合構造によれば、シヤーキーとし
ての凸部11と凹部12が嵌合した状態で部材A,Bと
当て板6とが高力ボルト7により締結されることによ
り、剪断力が伝達される状態で確実強固な接合がなさ
れ、そのようなシヤーキーのない通常の摩擦接合による
場合に比較して高力ボルト7の所要本数を大幅に減らす
ことができる。本例の場合には、従来においては20本
の高力ボルト7を必要としていたのに対しわずか4本の
高力ボルト7で同等の接合強度が得られ、当て板6の長
さは400mm程度で済み、その分、ブラケット4の寸
法を小さくして粘性壁1の寸法を大きくすることが可能
となる。
【0015】特に、凸部11と凹部12とを互いに密着
するようなテーパ状とすることにより、当て板6を部材
A,Bに重ね合わせるのみでそれらが自ずとと遊びなく
(がたつきなく)嵌合し、完全に遊びのない接合を実現
できる。したがって、この接合構造を本実施形態のよう
に制震ダンパーとしての粘性壁1を建物に組み込む際に
適用すれば、建物の微小変形が確実に粘性壁1に対して
伝達され、制震ダンパーとしての機能を確実かつ十分に
発揮させることができる。同様の理由により、オイルダ
ンパー等の機械的な制震ダンパーを設置するに際して
も、従来のクレビスやボールジョイントに代えてこの接
合構造を採用すれば同様の効果が得られる。
【0016】以上のように、上記の接合構造によれば、
従来の単なる摩擦接合による場合に比較して優れた接合
強度が得られることはもとより、ボルト所要本数の大幅
な削減が可能であるのでボルト締結作業の手間を大幅に
軽減することができ、かつ凸部11と凹部12を予め形
成しておくこと以外は何等面倒な手間や操作は必要ない
から、総合的にコストダウンを図ることができる。しか
も、格段にシンプルかつコンパクトな構造となるので外
観および納まりにも優れるものである。解体は従来どう
り何等支障なく行うことができることは言うまでもな
い。
【0017】以上で本発明の一実施形態を説明したが、
本発明は上記実施形態のように粘性壁1の下部とブラケ
ット4との接合部に適用するのみならず、任意の構造部
材どうしを接合する場合全般に広く適用できるものであ
るし、以下に列挙するような様々な実施形態が考えられ
る。
【0018】上記実施形態では当て板6に凸部11を形
成し部材A,Bに凹部12を形成したが、図4に示すよ
うにそれとは逆に、部材A,Bに凸部11を形成し当て
板6に凹部12を形成することでも良く、凸部11およ
び凹部12の形成の手間、部材A,Bと当て板6の厚み
寸法等を考慮して、いずれか有利な方を採用すれば良
い。なお、必要であれば、接合すべき部材A,Bの一方
には図2のように凹部12を設けるが、他方には図4の
ように凸部11を設け、当て板6にはそれぞれに対応す
る凸部11と凹部12を設けることでも良い。
【0019】また、上記実施形態では各部材A,Bに2
本ずつの凹部12を設け、それに対応して当て板6には
2本ずつ計4本の凸部11を設けたが、それらの本数は
任意であり、同じく図4に示すように各部材A,Bに設
ける凸部11(あるいは図2に示したような凹部12)
を1本のみとしたり、あるいは3本以上としても良い。
そして、それら凸部11と凹部12の本数や断面形状、
寸法の設定によりシアーキーとしての剪断耐力を調節で
きるし、それに加えて当て板6の面積や高力ボルト7の
使用本数等を設定することにより接合強度を最適に設定
することが可能である。なお、凸部11および凹部12
はシアーキーとして機能できるものであれば良いのであ
り、その限りにおいて上記実施形態のように一方向に長
い凸条および凹溝として形成することに限るものではな
く、たとえば加工はやや複雑にはなるが、凹部12を独
立した穴部として形成するとともに凸部11をその穴部
に嵌合する独立した栓(コッター)の形態とすることも
可能である。
【0020】図5に示すように、2枚の当て板6を用い
て接合すべき二部材A,Bを両側から挟み込むようにし
ても良く、それにより2面剪断接合となって接合強度を
より高めることができる。この場合、図示しているよう
に部材A,Bの両面にそれぞれ凸部11(あるいは凹部
12)を設け、各当て板6にそれぞれ凹部12(あるい
は凸部11)を設けることが良いが、それらを片面側に
のみ設け、他方の凸部11と凹部12は省略して単なる
摩擦接合とすることでも良い。
【0021】図6に示すように、接合すべき二部材A,
Bのうちの一方(図示例では部材B)と当て板6とは上
記のように凸部11と凹部12とを嵌合させてボルト締
結するが、他方の部材(同、部材A)と当て板6とは凸
部11と凹部12を省略して所要本数の高力ボルト7に
よる単なる摩擦接合とすることでも良い。この場合、一
方の部材Bと当て板6とは自ずと高精度に位置決めがな
されるが、他方の部材Aと当て板6との間では通常のボ
ルト締結の場合と同様にボルト孔のクリアランスにより
面内方向の位置決め誤差の吸収が可能である。なお、板
厚方向の誤差が生じた場合には部材A,Bのいずれかと
当て板6の間にフィラープレートを挟み込むことで対応
することができる。
【0022】図7に示すように、アングル状の当て板6
を用いれば部材A,Bを直角に接合する場合にも適用す
ることができる。
【0023】
【発明の効果】請求項1の発明は、接合すべき部材と当
て板の双方に、接合部に生じる剪断力に抵抗するシヤー
キーとしての対の凸部と凹部を形成しておき、それら凸
部と凹部とを互いに嵌合せしめた状態でボルト締結する
構造であるから、シヤーキーとしての凸部と凹部により
剪断力が伝達される状態で確実強固な接合がなされ、し
たがって通常の摩擦接合による場合に比較して優れた接
合強度が得られることはもとより、締結ボルトの所要本
数を大幅に減らすことが可能であり、その結果、ボルト
締結作業の手間を大幅に軽減することができるとともに
接合部のスペースを節約できる。また、凸部と凹部を予
め形成しておくこと以外は何等面倒な手間や操作は必要
ないから総合的にはコストダウンを図ることができる
し、シンプルかつコンパクトな構造であるので外観およ
び納まりにも優れる。
【0024】請求項2の発明は、凸部および凹部をそれ
ぞれ互いに密着するテーパ状に形成したので、当て板と
部材とを重ね合わせるのみでそれらが自ずと遊びなく嵌
合して完全に遊びのない接合を実現でき、したがって制
震ダンパーを建物に組み込む場合に採用して最適であ
る。
【0025】請求項3の発明は、接合すべき二部材の両
面にそれぞれ当て板を密着させてそれら当て板により各
部材を挟み込むので、2面剪断接合となってより接合強
度を高めることができる。
【0026】請求項4の発明は、凸部と凹部とを接合す
べき二部材の一方と当て板との間にのみ形成することと
し、一方の部材とは剪断接合とするが他方の部材とは単
なる摩擦接合とすれば、従来と同様に摩擦接合部により
位置決め誤差の吸収を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の接合構造により粘性壁を建物に組み
込む場合の一例を示す図である
【図2】 本発明の実施形態である接合構造を示す図で
ある。
【図3】 同、拡大図である。
【図4】 本発明の他の実施形態である接合構造を示す
図である。
【図5】 本発明のさらに他の実施形態である接合構造
を示す図である。
【図6】 本発明のさらに他の実施形態である接合構造
を示す図である。
【図7】 本発明のさらに他の実施形態である接合構造
を示す図である。
【図8】 粘性壁を建物に組み込む場合の接合構造の従
来例を示す図である。
【符号の説明】
A,B 部材 1 粘性壁(部材) 4 ブラケット(部材) 6 当て板 7 高力ボルト(ボルト) 11 凸部 12 凹部
フロントページの続き Fターム(参考) 2E002 EB13 FA02 FB12 GA03 MA04 MA12 2E125 AA02 AA54 AB08 AC14 AD01 AE13 AG03 AG12 AG21 BB02 BB16 BB22 BB33 BD01 BE01 BE02 BE05 BF01 CA05 CA14 CA24 DA01 EA01 EA17

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接合すべき二部材の双方に当て板を密着
    させて該当て板と各部材とをボルト締結することにより
    該当て板を介して双方の部材を接合する構造において、 前記部材と前記当て板の双方に、接合部に生じる剪断力
    に抵抗するシヤーキーとしての対の凸部と凹部を形成し
    ておき、それら凸部と凹部とを互いに嵌合せしめた状態
    でボルト締結してなることを特徴とする構造部材の接合
    構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の接合構造において、 前記凸部および凹部をそれぞれ互いに密着するテーパ状
    に形成してなることを特徴とする構造部材の接合構造。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の接合構造におい
    て、 接合すべき二部材の両面にそれぞれ前記当て板を密着さ
    せてそれら当て板により各部材を挟み込んでなることを
    特徴とする構造部材の接合構造。
  4. 【請求項4】 請求項1,2または3記載の接合構造に
    おいて、 前記凸部と凹部とを、接合すべき二部材の一方と前記当
    て板との間にのみ形成してなることを特徴とする構造部
    材の接合構造。
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