JP2002038608A - 高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で、建て込み誤差が想定値を超え
る場合にも容易に対応することができる高力ボルトによ
る摩擦接合構造の提供。 【構成】 接合すべき鉄骨部材等の鋼材１，２の端部に
渡って接合用プレートを配置すると共に、前記各鋼材
１，２のボルト挿通用透孔にそれぞれ挿通するようにし
た複数の高力ボルトによる鋼材摩擦接合構造において、
前記各高力ボルト５を挟むように前記各高力ボルト５の
両側に、それぞれ独立した接合用プレート６を前記各鋼
材１，２に重合するように配置し、前記各接合用プレー
ト６にボルト挿通用透孔７を備えた押え金具８を当接す
ると共に、前記各鋼材１，２の透孔と押え金具８の各透
孔に渡ってそれぞれ挿通した高力ボルト５により、接合
用プレート６と鉄骨部材等の鋼材１，２を締め付けて圧
着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築鉄骨構造物あ
るいはその他の鉄骨構造物等において、施工誤差を有す
る鉄骨部材同士を接合するための高力ボルトによる鋼材
の摩擦接合構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高力ボルトを使用した鋼材の摩擦
接合構造としては、（１）図１５および図１６に示すよ
うに、各鉄骨部材１０にボルト挿通用透孔１２を設け、
かつ前記各鉄骨部材１０に重合される鋼製添え板１１に
もボルト挿通用透孔１３を設けると共に、これらの透孔
１２，１３に渡って挿通されて緊締されたボルト１４の
締め付け力により、各鉄骨部材１０を連結する摩擦接合
構造が知られている。この摩擦接合部における各鉄骨部
材１０および鋼製添え板１１に設けられているボルト挿
通用透孔１２は、真円の透孔であり、かつボルト径に対
してほぼ2mm程度のクリアランスしかない構造の鋼材の
摩擦接合構造である。

【０００３】また（２）図１７および図１８に示すよう
に、各鉄骨部材１０の取付け長さを調整する方法とし
て、一方の母材となる鉄骨部材１０側には長孔１２ａを
設け、前記各鉄骨部材１０に重合される添え板１１側に
は、真円の孔１３を設け、これらの孔１２ａ，１３に渡
って挿通されて緊締されたボルト１４の締め付け力によ
り、各鉄骨部材１０を連結する鋼材の摩擦接合構造が知
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記（１）の従来の添
え板１１を使用したボルト接合の場合は、ボルト挿通用
透孔１２は、真円で、かつボルト径に対して、ほぼ2mm
程度のクリアランスしかないため、鉄骨製作時の誤差
や、鉄骨建方時の誤差を、最大でもほぼ8mm程度までし
か吸収できないという欠点がある。

【０００５】前記（２）の従来の長孔を備えた添え板１
１を使用したボルト接合の場合は、長孔の加工手間が増
えるのに加えて、鉄骨の建て込み誤差が想定値を超える
場合には、鉄骨再製作などの措置が必要になる。

【０００６】通常、鉄骨を再製作する場合、現場におい
て実測をして鉄骨を製作されることが一般的であり、こ
のように現場実測して鉄骨を製作することは、コスト的
・工期的なロスになることはもとより、施工誤差分長さ
の違う鉄骨が多数出来ることになり、製作・管理手間が
かかるという問題がある。

【０００７】本発明は、高力ボルトによる鋼材の摩擦接
合部において新たな接合部構造を発明することにより、
前記課題の解決を図り、鉄骨の建て込み誤差が想定値を
超える場合にも容易に対応することができ、構造も簡単
な高力ボルトを使用した鋼材の摩擦接合構造を提供する
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の問題を有利に解決
するために、請求項１の高力ボルトによる鋼材の摩擦接
合構造においては、接合すべき鉄骨部材等の鋼材１，２
の端部に渡って接合用プレートを配置すると共に、前記
各鋼材１，２のボルト挿通用透孔にそれぞれ挿通するよ
うにした複数の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造に
おいて、前記各高力ボルト５を挟むように前記各高力ボ
ルト５の両側に、それぞれ独立した接合用プレート６を
前記各鋼材１，２に重合するように配置し、前記各接合
用プレート６にボルト挿通用透孔７を備えた押え金具８
を当接すると共に、前記各鋼材１，２の透孔と押え金具
８の各透孔に渡ってそれぞれ挿通した高力ボルト５によ
り、接合用プレート６と鉄骨部材等の鋼材１，２を締め
付けて圧着させたことを特徴とする。

【０００９】また請求項２の発明においては、請求項１
の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造において、前記
各鋼材１，２それぞれに複数のボルトを配する場合にお
いて、ボルト単位で独立した押え金具を用いるか、また
は鋼材１，２それぞれのボルト群において、施工効率を
疎外しない範囲で、ボルト群内の複数のボルトに対して
一体化した押え金具を用いることを特徴とする。さらに
請求項３の発明においては、請求項１または２に記載の
高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造において、接合用
プレート６の鋼材１，２との接触面を、高すべり係数化
処理したことを特徴とする。さらにまた請求項４の発明
においては、請求項１〜３のいずれかに記載の高力ボル
トによる鋼材の摩擦接合構造において、Ｆ８Ｔ〜Ｆ１１
Ｔの高力ボルトよりも高い締め付け力を発揮するボルト
をもちいたことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明の第１実施形
態を示すものであって、上下または左右方向に直列に隣
り合うＨ形鋼等からなる柱または梁等の鉄骨部材等の鋼
材（鋼材）１，２におけるフランジあるいはウエブ等の
鋼板１５の端部に、ボルト挿通用透孔３，４が予め設け
られ、かつ前記各鉄骨部材等の鋼材１，２におけるフラ
ンジまたはウエブ等の鋼板１５における摩擦接合面側の
表面は、同一面上に配置され、かつ前記各ボルト挿通用
透孔３，４の両側に、透孔を備えていない横断面矩形状
の鋼板（帯状鋼製プレート）または鋼棒等の鋼製接合用
プレート６が、前記各鋼材１，２に渡って重合するよう
に配置されており、かつ前記各接合用プレート６は、そ
れぞれ別個に独立して各高力ボルト５の両側に配置さ
れ、前記各接合用プレート６は互いにほぼ平行に並列配
置されている。

【００１１】並列して配置されている各接合用プレート
６に渡って、矩形状鋼板からなり、ほぼ中央部にボルト
挿通用透孔７を備えている複数の押え金具８が、それぞ
れ各鋼材１，２側において、各接合用プレート６に重合
するように配設され、各接合用プレート６の間におい
て、前記各鋼材１，２における鋼板１５の透孔３，４と
各押え金具８の透孔７に渡って高力ボルト５が挿通され
ると共にこれに螺合緊締されたナット２０より、接合用
プレート６と押え金具８と鋼材１，２は強固に締め付け
られて圧着されて、各鋼材１，２は直列に連結されてい
る。なお、前記高力ボルト５およびナット２０には、座
金が嵌設または介在されている。

【００１２】前記第１実施形態においては、各鋼材１，
２に一つの高力ボルト５を配設する形態を示したが、図
５〜図７に示す第２実施形態あるいは図８〜図１０に示
す第３実施形態の場合のように、鋼材１，２の各接合端
部に部材軸方向に複数のボルト挿通用透孔３，４が間隔
をおいて千鳥状配置に設けられか、または図示のように
間隔をおいて一直線上に直列に設けられると共に、部材
巾方向に複数列設けられたボルト挿通用透孔を有する各
鋼材１，２のそれぞれに、複数（または多数）の高力ボ
ルト５を挿通配置する場合においては、各鋼材１，２に
挿通配置されるそれぞれのボルト群５Ａ（図示の場合
は、４つのボルト）において、施工効率を疎外しない範
囲で、図５〜図７に示す第２実施形態のように、ボルト
群５Ａ内の横方向（部材巾方向）に隣り合う複数（図示
の場合は２つ）のボルト５に対して、横方向に複数のボ
ルト挿通用透孔７を有する横長の押え金具８を用いて、
中央部の広幅の接合用プレート６とその両側に間隔をお
いて配設された２枚の接合用プレート６との計３枚の接
合用プレート６と、各押え金具８と、鋼材１，２とを、
接合用プレート６間に配置される複数の高力ボルト５お
よびこれに螺合緊締されたナット２０より強固に締め付
けて、各鋼材１，２を直列に連結するようにしてもよ
く、あるいは図８〜図１０に示す第３実施形態の場合の
ように、４つのボルト挿通用透孔７を有する縦長の１枚
ものの押え金具８を用いて、前記のように３枚の接合用
プレート６と、押え金具８と、鋼材１，２とを、接合用
プレート６間に配置される複数の高力ボルト５およびこ
れに螺合緊締されたナット２０より、強固に締め付け
て、各鋼材１，２を直列に連結するようにしてもよい。
なお、前記第２および第３実施形態のその他の構造は、
前記第１実施形態と同様であるので、同様な要素につい
ては、同一の符号を付して詳細な構造説明を省略する。

【００１３】前記のように、各鋼材１，２のそれぞれに
複数のボルト５を挿通配置する場合においては、第１実
施形態のように、ボルト単位で独立した押え金具８を用
いるか、または鋼材１，２のそれぞれのボルト群におい
て、施工効率を疎外しない範囲で、ボルト群５Ａ内の複
数のボルト５に対して、あるいはボルト群全体に対して
対応できる一体化した１枚ものの押え金具８を用いるか
を適宜選択するようにすると、施工効率が向上するので
よい。

【００１４】すなわち本発明においては、高力ボルト５
を使用した鋼材の摩擦接合部において、鉄骨部材等の鋼
材（母材）１，２間の応力を伝達する鋼棒状等の一本も
のの接合用プレート６を、鋼材軸方向の一直線上に直列
に配置される複数の高力ボルト５の両側（左右）に、そ
れぞれ別個に独立した状態で配置したことで、各接合用
プレート６には、ボルト挿通用透孔（貫通孔）を設ける
必要がなくなり、鉄骨部材等の鋼材（母材）１，２と接
合用プレート６の部材長手方向（部材軸方向）の位置関
係が、ボルト挿通用透孔の位置およびその透孔の大きさ
によって限定（制限）されないようにされている。また
直列に配置される鉄骨部材等の鋼材１の中心軸線と鉄骨
部材等の鋼材２の中心軸線が、同一平面状において、多
少ずれていても容易に対応することができる。

【００１５】前記の接合用プレート６は、余裕をもった
定尺の長さのものを使用するようにしてもよいが、余裕
をもった長さの長尺帯状の接合用プレート６を現場に搬
入し、現場での誤差の大きさに応じて、切断して使用す
ることで、各接合部の鉄骨部材等の鋼材１，２間におけ
る任意の大きさの誤差を、確実に吸収して、各鉄骨部材
等の鋼材１，２相互を容易に接合することができる。

【００１６】また鋼板からなる押え金具８を用いること
により、高力ボルト５の締め付け力を、接合用プレート
６に確実に伝達すると同時に、鉄骨部材等の鋼材（母
材）１，２と接合用プレート６を広範囲に圧着させるこ
とができる。

【００１７】前記各接合用プレート６の摩擦接合面とな
る面の高滑り係数化処理の一例としては、以下のような
方法が有る。図４に示すように、部材軸方向に直角な方
向（接合用プレート６の巾方向）に延長するように、断
面ほぼ逆Ｖ字状の連続した凸部１６が設けられると共
に、その接合用プレート６の部材軸方向の両側には、前
記凸部１６と隣り合うように断面ほぼＶ字状の連続した
凹部１７が設けられ、かつ前記凸部１６と凹部１７と
は、接合用プレート６の長手方向（軸方向）に交互に、
かつ接合用プレート６の全長に渡って設けられて、各接
合用プレート６の摩擦接合面となる鋼材１，２との接触
面には、摩擦接合用の粗面１９が形成されている。な
お、前記凸部１６と凹部１７としては、断面ほぼ逆Ｖ字
状の連続した凸部１６と断面ほぼＶ字状の連続した凹部
１７との組み合わせ以外に種々考えられるが、例えば円
弧状断面に形成した円弧状凸部１６および円弧状凹部１
７との交互の組み合わせによって、断面円弧状波形の摩
擦接合面としてもよく、また前記各例の凸部１６および
凹部１７を部材軸方向に傾斜した平行状態で設けるよう
にしてもよく、あるいは円環状の凹部１７または凸部１
６を各接合用プレート６の摩擦接合面に多数間隔をおい
て並列状態または千鳥状に点在させるようにしてもよ
い。

【００１８】本発明を実施する場合、前記各接合用プレ
ート６における摩擦面側に凹凸をつける場合は、表面硬
さは、鋼材１，２の摩擦接合面の表面硬さよりも大きく
設定するようにするとよい。

【００１９】本発明に係る鋼材の摩擦接合構造を構成す
る接合用プレート６としては、焼き入れが可能な鋼を熱
処理することにより硬さを高めたもの、または高強度
鋼、あるいは表層のみに硬さが高い鋼板を備えている複
層鋼板を使用するようにしてもよく、高強度材を使用す
る場合は、その接合用プレート６の強度が大きいので、
鋼製接合用プレート６の板厚を設計上削減することがで
きる。

【００２０】本発明を実施する場合、高力ボルト５とし
ては、Ｆ８Ｔ〜Ｆ１１Ｔの高力ボルト以外にも、より強
い締め付け力を発揮するボルト、例えばＦ１４Ｔのよう
な高強度ボルトも使用するようにしてもよい。

【００２１】図１１および図１２は本発明の第４実施形
態を示すものであって、鋼製押え金具８の摩擦接合面側
の巾方向の両側端部に、接合用プレート６に向かって直
角に突出するように係止凸部２１が鋼製押え金具８の全
長に渡って設けられ、前記各係止凸部２１の内側側面が
各接合用プレート６の外側面に係合するようにしている
が、その他の構成は前記実施形態の場合と同様であるの
で、同様な部分については、同一の符号を付して説明を
省略する。

【００２２】この実施形態の場合には、鋼製押え金具８
の両側に、係止凸部２１が形成されているので、接合用
プレート６を取り付ける時に、その接合用プレート６が
左右方向（鋼材巾方向）に位置ずれするのを防止しなが
ら、高力ボルト５により確実に接合用プレート６を締め
付けることができる。

【００２３】図１４（ａ）および（ｂ）は、本発明の高
力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造を、柱と梁の接合に
実施した形態を示すものであって、地上骨組みの柱ある
いは逆打ち工法における構真柱等の柱建て入れ誤差Ｈが
比較的大きく生じている柱２２と、これに固定されてい
るＨ形鋼製の梁用ブラケット２３とからなる鋼材１にお
ける前記梁用ブラケット２３の上下のフランジ２４と、
Ｈ形鋼製の梁２５からなる鋼材２の上下のフランジ２６
の端部に渡って複数の接合用プレート６が表裏両側に並
列に配置され、かつ前記鋼材１の複数の透孔３と前記鋼
材２の複数の透孔４を挟むように、それぞれ独立した接
合用プレート６を前記各鋼材１，２に重合するように配
置し、前記各接合用プレート６にボルト挿通用透孔７を
備えた押え金具８を当接すると共に、前記各鋼材１，２
の各透孔３，４と押え金具８の各透孔７に渡ってそれぞ
れ高力ボルト５を挿通することより、高力ボルト５を挟
むように前記各高力ボルト５の両側に、それぞれ独立し
た接合用プレート６が前記各鋼材１，２に重合するよう
に配置され、前記高力ボルト５およびこれに螺合される
ナット２０を緊締することにより、接合用プレート６と
鉄骨部材等の鋼材１，２を締め付けて圧着し、前記柱２
２とブラケット２３からなる鋼材１と梁２５からなる鋼
材２とが接合されている。

【００２４】図８の（Ｃ）から（Ｅ）は、柱２２の横断
面の変形形態を示すものであり、（Ｂ）の場合の角形鋼
管柱に替えて、（Ｃ）のようにＨ形鋼からなる柱２２
ａ、あるいは（Ｄ）のように十字断面部材（クロスＨ形
鋼）２２ｂでもよく、また（Ｅ）のように円形鋼管柱２
２ｃでもよい。

【００２５】本発明を実施する場合、鉄骨部材等の鋼材
１，２と接合用プレート６を同様な材質の鋼材を使用す
る場合には、鉄骨部材等の鋼材１，２の強度と複数の接
合用プレート６合計の強度を、同等にするために、鋼材
１，２に比べて個々の接合用プレート６の厚みを大きく
することにより、各接合用プレート６の断面積を大きく
し、鉄骨部材等の鋼材１，２の部材軸方向に直角な断面
積と、複数の接合用プレート６の合計の断面積とを同じ
程度にして、鉄骨部材１，２の強度と、複数の接合用プ
レート６全体の強度とを同等にすればよい。

【００２６】また接合用プレート６に高強度鋼を使用す
れば、鉄骨部材等の鋼材１，２の断面積よりも、複数の
接合用プレート６の合計断面積が小さくても、鉄骨部材
等の鋼材１，２の高強と、複数の接合用プレート６全体
の強度とを同等にすることができる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、接合すべき鉄
骨部材等の鋼材１，２の端部に渡って接合用プレートを
配置すると共に、前記各鋼材１，２のボルト挿通用透孔
にそれぞれ挿通するようにした複数の高力ボルトによる
鋼材の摩擦接合構造において、前記各高力ボルト５を挟
むように前記各高力ボルト５の両側に、それぞれ独立し
た接合用プレート６を前記各鋼材１，２に重合するよう
に配置し、前記各接合用プレート６にボルト挿通用透孔
７を備えた押え金具８を当接すると共に、前記各鋼材
１，２の透孔と押え金具８の各透孔に渡ってそれぞれ挿
通した高力ボルト５により、接合用プレート６と鉄骨部
材等の鋼材１，２を締め付けて圧着させたので、鉄骨構
造部材の鋼材の軸方向の比較的大きな施工誤差、または
これに直角な方向の鉄骨構造の施工誤差に対して、接合
用プレート６にボルト挿通用透孔を設けることなく、し
かも鉄骨部材等の鋼材に長孔加工や鉄骨の現場合わせを
することなく、しかも直列に隣り合う鉄骨部材等の鋼材
相互の位置関係が比較的大きく離れていても、容易にボ
ルト接合することが可能となる等の効果が得られる。

【００２８】また請求項２の発明によれば、鋼材１，２
それぞれに複数のボルトを配する場合において、ボルト
単位で独立した押え金具を用いるか、または鋼材１，２
それぞれのボルト群において、施工効率を疎外しない範
囲で、ボルト群内の複数のボルトに対して一体化した押
え金具を用いると、鋼材１，２の強固な連結作業の施工
効率を向上させることができる。

【００２９】また請求項３の発明によれば、接合用プレ
ート６の摩擦接合する面を、高滑り係数化処理したの
で、請求項１の効果に加えて、さらに高い滑り係数を発
揮して、鉄骨部材相互を強固に接合することができる。

【００３０】また請求項４の発明によれば、F8T〜F11T
の高力ボルトよりも高い締め付け力を発揮するボルトを
もちいると、より強い締め付け力を発揮して、鋼材１，
２を強固に連結することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る高力ボルトによる
鋼材の摩擦接合構造を示す側面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】（ａ）は図１の一部を拡大して示す一部縦断側
面図であり、（ｂ）は接合用プレートを取り出して示す
側面図であり、（ｃ）は接合用プレートの底面図であ
る。

【図５】本発明の第２実施形態に係る高力ボルトによる
鋼材の摩擦接合構造を示す側面図である。

【図６】図５の平面図である。

【図７】図５のＢ−Ｂ線断面図である。

【図８】本発明の第３実施形態に係る高力ボルトによる
鋼材の摩擦接合構造を示す側面図である。

【図９】図８の平面図である。

【図１０】図８のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１１】本発明の第４実施形態に係る高力ボルトによ
る鋼材の摩擦接合構造を示す側面図である。

【図１２】図１１の平面図である。

【図１３】図１１のＤ−Ｄ線断面図である。

【図１４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の高力ボルト
による鋼材の摩擦接合構造を柱と梁の接合に実施した形
態を示す図であり、（Ｃ）から（Ｄ）は、柱の横断面の
変形形態を示す図である。

【図１５】従来の鋼材の摩擦接合構造の一形態を示す側
面図である。

【図１６】図１５のＥ−Ｅ線断面図である。

【図１７】従来の鋼材の摩擦接合構造の他の形態を示す
側面図である。

【図１８】図１０のＦ−Ｆ線断面図である。

【符号の説明】

１ 鉄骨部材 ２ 鉄骨部材 ３ 透孔 ４ 透孔 ５ 高力ボルト ５Ａ ボルト群 ６ 接合用プレート ７ ボルト挿通用透孔 ８ 押え金具 ９ 粗面 １０ 鉄骨部材 １１ 鋼製添え板 １２ ボルト挿通用透孔 １２ａ 長孔 １３ ボルト挿通用透孔 １４ ボルト １５ 鋼板 １６ 凸部 １７ 凹部 １９ 粗面 ２０ ナット ２１ 係止凸部 ２２ 柱 ２３ ブラケット ２４ フランジ ２５ 梁 ２６ フランジ

フロントページの続き (72)発明者 宇野 暢芳 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 Ｆターム(参考） 2E125 AA04 AA13 AB01 AB03 AB12 AB16 AB17 AC15 AG12 AG45 BB09 BB22 BB37 BE05 BE07 CA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合すべき鉄骨部材等の鋼材１，２の端
   部に渡って接合用プレートを配置すると共に、前記各鋼
   材１，２のボルト挿通用透孔にそれぞれ挿通するように
   した複数の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造におい
   て、前記各高力ボルト５を挟むように前記各高力ボルト
   ５の両側に、それぞれ独立した接合用プレート６を前記
   各鋼材１，２に重合するように配置し、前記各接合用プ
   レート６にボルト挿通用透孔７を備えた押え金具８を当
   接すると共に、前記各鋼材１，２の透孔と押え金具８の
   各透孔に渡ってそれぞれ挿通した高力ボルト５により、
   接合用プレート６と鉄骨部材等の鋼材１，２を締め付け
   て圧着させたことを特徴とする高力ボルトによる鋼材の
   摩擦接合構造。
2. 【請求項２】 前記各鋼材１，２それぞれに複数のボル
   トを配置する場合において、ボルト単位で独立した押え
   金具を用いるか、または鋼材１，２それぞれのボルト群
   において、施工効率を疎外しない範囲で、ボルト群内の
   複数のボルトに対して一体化した押え金具を用いること
   を特徴とする請求項１に記載の高力ボルトによる鋼材の
   摩擦接合構造。
3. 【請求項３】 接合用プレート６の摩擦接合する面を、
   高すべり係数化処理したことを特徴とする請求項１また
   は２のいずれか１項に記載の高力ボルトによる鋼材の摩
   擦接合構造。
4. 【請求項４】 Ｆ８Ｔ〜Ｆ１１Ｔの高力ボルトよりも高
   い締め付け力を発揮するボルトをもちいたことを特徴と
   する請求項１〜３のいずれか１項に記載の高力ボルトに
   よる鋼材の摩擦接合構造。