JP2002115334A - 鋼板部材の接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建築用鋼板部材の接合部せん断耐力の向上お
よび接合の簡略化を図る。 【解決手段】 接合する部材の少なくとも一方が薄鋼板
を用いた溝形鋼１や鋼板等の鋼板部材であり、他方が受
け側部材５である接合構造において、鋼板部材と受け側
部材の接合部の一方または両方に凹部６が形成され、凹
部６に嵌合するようにシアープレート７が配置されてお
り、前記鋼板部材と受け側部材とシアープレート７を貫
通してボルト・リベット・ドリルねじ等のファスナー８
を締結することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄鋼板で成形され
る形鋼や鋼板などの建築用鋼板部材のファスナーによる
接合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】スチールハウスに用いられる形鋼等の鋼
板部材は、板厚０．５〜２．３ｍｍ程度の薄鋼板をロー
ルフォーミング成形等の手段により形成されると共に、
鋼板部材は、軽量かつ運搬の便宜・工期短縮等の事情か
ら一般的に現場で組み立てられ、ボルト、ドリルねじな
どのファスナーを用いて接合される場合が多い。

【０００３】従来の建築用鋼板部材のボルト接合構造例
としては、特開平９−２２１８２８号公報に開示の技術
（第１従来例）がある。このボルト接合構造では、トラ
スの主材および斜材にパイプ材を用い、その接合部を扁
平に加工して板状にすると共に、この接合部に接合する
所定形状のプレート状の部材、あるいはアングル材等を
重ね合わせ、両外側面に補強座金を当てがい、ボルト・
ナットにより共締めしている。なお、この接合構造では
接合されるプレート状の部材などは平板状のままで使用
されている。

【０００４】また、特開平１０−２６６３４９号公報に
開示の技術（第２従来例）では、ホールドダウン金物の
垂直支持部である薄鋼板製の溝形鋼に、他の小サイズの
溝形鋼を重ね合わせて嵌め込み、外側溝形鋼のウエブ内
側面に小サイズ溝形鋼のウエブ外側面を当てがい、ドリ
リングタッピングねじにより連結固定する構造が示され
ている。なお、この接合構造でも両ウエブは平面状のま
まで使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、鋼板部材のボ
ルト接合された相対する部材間に、その接合面と平行に
引離す力が作用したとき、当該接合にはボルト軸線と直
角方向のせん断力が作用する。この場合、接合部のせん
断耐力は、ボルトと鋼板との支圧面積により決定される
が、接合部の接合耐力を上げるためにボルト径を大きく
し過ぎると重量が過大となり、コストも大となる。従っ
て、接合耐力向上のためにボルト径を増大させるには限
界がある。

【０００６】一方、鋼板の板厚に応じた小径のボルトで
多数箇所を締結して支圧面積を増加し、ボルト接合部の
せん断耐力を向上させることもできるが、この方法では
接合箇所が増加することから、ボルトの使用量が増える
だけでなく、工数が増えて施工費が嵩み、工期も延びる
などの問題がある。

【０００７】本発明は、薄鋼板からなる鋼板部材の接合
部を簡略化にして、かつ接合部せん断耐力を向上した接
合部構造とし、以て、ファスナーの使用本数の削減とそ
れに伴う施工数の低減および、工期短縮を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。

【０００９】第１の発明は、接合する部材の少なくとも
一方が薄鋼板を用いた溝形鋼や鋼板等の鋼板部材であ
り、他方が受け側部材である接合構造において、前記鋼
板部材と受け側部材の接合部の一方または両方に凹部が
形成され、当該凹部に嵌合するようにシアープレートが
配置されており、前記鋼板部材と受け側部材とシアープ
レートを貫通してボルト・リベット・ドリルねじ等のフ
ァスナーを締結することを特徴とする。

【００１０】第２の発明は、第１の発明において、前記
鋼板部材と受け側部材の接合部の両方に凹部が形成さ
れ、各凹部は互いに重なり合うように配置されているこ
とを特徴とする。

【００１１】第３の発明は、第１の発明において、前記
鋼板部材と受け側部材の接合部の両方に設けられる凹部
は、内側が互いに向かい合うように形成されていて、両
凹部の内側に跨って前記シアープレートが配設されてい
ることを特徴とする。

【００１２】第４の発明は、第１の発明において、前記
鋼板部材と受け側部材の接合部の両方に設けられる凹部
は、互いに背中合わせになるように配置されていて、各
凹部に前記シアープレートが配設されていることを特徴
とする。

【００１３】

【作用】本発明では、鋼板部材のファスナーによる接合
部に凹部を形成し、その凹部にシアープレートを配置さ
せ、シアープレートと鋼板部材を挿通するようにファス
ナーを配設することで、シアープレートと鋼板部材との
支圧面積が接合部に作用する剪断力を負担させ、ファス
ナーの軸径を増大したと同等の接合部せん断耐力を得る
ものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１〜図８を
参照して説明する。ここで、図１（ａ）は実施形態の一
適用例を示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部
拡大図であり、図１（ｃ）は同図（ｂ）のＢ−Ｂ断面図
である。

【００１５】図１（ａ）は、薄鋼板をロールフォーミン
グして成形されたリップ付き溝形鋼１（以下、溝形鋼と
いう）を用いて、屋根トラス２を構成した例を示し、前
記溝形鋼１は、前記屋根トラス２における上弦材３、下
弦材４および各ラチス材５に用いられている。

【００１６】図１（ｂ）、（ｃ）において、下弦材４と
ラチス材５はＣ形断面に形成され、かつラチス材５は下
弦材４に対し垂直になるように配置される。

【００１７】下弦材４のボルト接合部には、ウエブ４ａ
の接合部の接合面（突合せ面）側に向かって突出するプ
レート嵌合用の凹部６がプレス加工により形成されてい
る。

【００１８】一方、ラチス材５のボルト接合部には、ウ
エブ５ａの接合面（突合せ面）からみて凹部になるよう
に、凹部６ａがプレス加工により形成されている。

【００１９】なお、凹部６および凹部６ａは同寸法の截
頭円錐台形状に形成されており、凹部６と凹部６ａとは
接合面が重なり合うようになっている。

【００２０】下弦材４とラチス材５は、互いのウエブ４
ａ、５ａの接合面同士が背中合わせで当接するように配
置され、下弦材４の凹部６には、当該凹部６と略同形
状、同寸法で、かつ凹部の深さと略同じ厚みの金属板か
らなり、後述のファスナー８に作用するせん断力を受け
るシアープレート７が嵌合配置されている。

【００２１】そして、ファスナー８（図では、具体例と
して、ボルト８ａ、ナット８ｂが示されている）が下弦
材４、ラチス材５およびシアープレート７を貫通して各
部材同士が締結され接合されている。

【００２２】図２は接合状態の変更例を示す概念図であ
り、図２（ａ）は、図１の下弦材４およびラチス材５と
同じ断面形状の溝形鋼１ａ、１ｂを同一方向に配置し、
そのウェブ１ｃ、１ｄ同士を背中合わせに配置した接合
部の断面図で、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＣ矢視図で
ある。

【００２３】図２に示すように、溝形鋼１ａ、１ｂのウ
ェブ１ｃ、１ｄに形成された凹部６と凹部６ａが嵌り合
っており、かつ凹部６にシアープレート７が配置され、
シアープレート７と凹部６、６ａの中心をボルト８ａが
貫通しており、ボルト８ａにナット８ｂを締結すること
で、各部材同士が締結され接合されている。

【００２４】図３は、溝形鋼１ａ、１ｂのウェブ１ｃ、
１ｄの各接合部に形成する凹部６の形状および、接合に
当たって凹部６の組み合わせ方を変更した事例を示す概
念図である。

【００２５】図３（ａ）では、溝形鋼１ａ、１ｂの接合
部には、背中合わせに接合する両ウェブ１ｃ、１ｄに形
成するプレート嵌合用の凹部６、６の内側が対向するよ
うに凹部６がプレス加工により形成されている。このよ
うにして、凹部６が対向するように溝形鋼１ａ同士が接
合されたとき、両方の凹部６、６に跨って、かつこの両
凹部６、６に挟まれるように厚みのあるシアープレート
７を配置して、シアープレート７と各凹部６、６の中心
を貫通するファスナー（ボルト８ａ、ナット８ｂ）によ
り溝形鋼１ａ、１ｂ同士を接合している。

【００２６】図３（ｂ）では、溝形鋼１ａ、１ｂの接合
部には、背中合わせに接合する両ウェブ１ｃ、１ｄに形
成するプレート嵌合用の両凹部６、６が背中合わせにな
るようにプレス加工により形成されている。このように
して、凹部６が背中合わせとなって溝形鋼１ａ、１ｂ同
士が接合されたとき、両方の凹部６、６にそれぞれ比較
的薄い板厚の２枚のシアープレート７を配置してあり、
各シアープレート７と各凹部６、６の中心を貫通するフ
ァスナー（ボルト８ａ、ナット８ｂ）により溝形鋼１
ａ、１ｂ同士を接合している。

【００２７】なお、図２では凹部６、６ａの周縁が皿状
に傾斜しているのに対し、図３では凹部６の形状は縁が
直角状に凹む形状に形成されている。何れにあっても、
シアープレート７の周縁が凹部６、６ａの内壁と接して
いることにより、溝形鋼１ａ、１ｂに接合面と平行に引
離す方向に力が作用したとき、その力が凹部６、６ａを
介してシアープレート７とボルト８ａに伝達される。

【００２８】前述のように、シアープレート７は、ボル
ト８ａが挿通していることにより当該ボルト８ａと一体
になり、かつ、シアープレート７は凹部６に配置されて
いることにより、溝形鋼１ａ、１ｂの接合面と平行に作
用する引離し応力に対して、シアープレート７を介して
ボルト８ａにせん断力が作用することになり、結果、ボ
ルト８ａよりも鋼板部材との支圧面積が広いシアープレ
ート７の接合部が剪断力を負担し、ボルト径を増大する
のと同等の接合部せん断耐力を得ることができる。

【００２９】つまり、接合部せん断耐力はボルト径ｄ
（ｍｍ）に対するシアープレート径Ｄ（ｍｍ）の比で増
加する。例えば、Ｄ／ｄ＝６０／１２＝５の場合には耐
力増加率が５であり、ボルト本数を１／５に削減するこ
とができる。このように、ボルト本数を削減できること
は、材料コストの低減だけでなく、その分工期が短縮さ
れ、施工費的にも経済的となる。

【００３０】また、凹部６と凹部６ａが重なることで接
合する部材間の位置決めが容易となり、作業効率も向上
する。

【００３１】図４〜図６では、それぞれ薄鋼板製の溝形
鋼からなる鋼製枠部材９のボルト接合例を示す。

【００３２】図４、図６（ａ）は斜交する鋼製枠部材９
のウエブ９ａの接合面同士を当接させてボルト８ａ、ナ
ット８ｂおよびシアープレート７により接合する構成を
示したものである。接合部の構造は、図１〜図３に示し
たいずれの接合構造を用いてもよい。

【００３３】図５、図６（ｂ）は直線状に配置された鋼
製枠部材９のウエブ９ａの接合面同士を当接させてボル
ト８ａ、ナット８ｂおよびシアープレート７により接合
する構成を示したものである。接合部の構造は、図１〜
図３に示したいずれの接合構造を用いてもよい。

【００３４】図７、図８では、薄鋼板製の溝形鋼からな
る水平枠部材１０と垂直枠部材１２のＬ字状金物１１を
用いた接合例を示す。この例では、成型接着・溶接・は
め込み等の手段で水平枠部材１０に固着されたＬ字状金
物１１の立ち上り部と垂直枠部材１２のウェブの接合部
にそれぞれ凹部が形成されており、両部材の接合面同士
を当接させてボルト８ａ、ナット８ｂおよびシアープレ
ート７により接合したものである。接合部の構造は、図
１〜図３に示したいずれの接合構造を用いてもよい（図
では、Ｌ字状金物１１の凹部６のみが示される）。

【００３５】本発明の実施形態では、溝形鋼部材同士の
接合構造を主として説明したが、本発明はこれらに限定
されない。例えば、薄鋼板同士の接合部にボルト・ナッ
ト以外のドリルねじ、リベット等を用いる場合にもシア
ープレートの適用が可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、鋼板部材のファスナー
による接合部に凹部を形成し、その凹部にシアープレー
トを配置させ、シアープレートと鋼板部材を挿通するよ
うにファスナーを配設したことにより、シアープレート
と鋼板部材との支圧面積が接合部に作用する剪断力を負
担し、ファスナーの軸径を増大したと同等の接合部せん
断耐力を得ることができる。

【００３７】そのため、ファスナーを用いた鋼板接合部
の耐力・剛性が向上し、使用するファスナーの本数を削
減できるので、作業能率が上がって工期の短縮が可能と
なる。

【００３８】また、組立鋼板部材の凹部と受け側部材の
凹部が重なるようにした場合には、接合する部材間の位
置決めが容易となり、更に作業効率が向上する効果も得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施形態の一適用例を示す図
であり、（ｂ）は同図（ａ）のＡ部拡大図であり、
（ｃ）は同図（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図２】（ａ）は接合状態の変更例を示す概念図であ
り、（ｂ）は、同図（ａ）のＣ矢視図である。

【図３】本発明の実施形態の変更例を示す概念図であ
る。

【図４】斜交する鋼製枠部材の接合構造例を示した分離
斜視図である。

【図５】直線状に配置された鋼製枠部材の接合構造例を
示した分離斜視図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）それぞれ図４、図５の各部材の
結合時の斜視図である。

【図７】Ｌ字状の板材を用いた水平枠部材と垂直枠部材
の接合例を示した分離斜視図である。

【図８】図７の各部材の結合時の斜視図である。

【符号の説明】

１ 溝形鋼 １ａ 溝形鋼 １ｂ 溝形鋼 ２ 屋根トラス ３ 上弦材 ４ 下弦材 ４ａ 下弦材ウェブ部 ５ ラチス材 ５ａ ラチス材ウェブ部 ６ 凹部 ６ａ 凹部 ７ シアープレート ８ ファスナー ８ａ ボルト ８ｂ ナット ９ 鋼製枠部材 ９ａ 鋼製枠部材のウエブ １０ 水平枠部材 １１ Ｌ字状金物 １２ 垂直枠部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合する部材の少なくとも一方が薄鋼板
   を用いた形鋼や鋼板等の鋼板部材であり、他方が受け側
   部材である接合構造において、前記鋼板部材と受け側部
   材の接合部の一方または両方に凹部が形成され、当該凹
   部に嵌合するようにシアープレートが配置されており、
   前記鋼板部材と受け側部材とシアープレートを貫通して
   ボルト・リベット・ドリルねじ等のファスナーを締結す
   ることを特徴とする鋼板部材の接合構造。
2. 【請求項２】 前記鋼板部材と受け側部材の接合部の両
   方に凹部が形成され、各凹部は互いに重なり合うように
   配置されていることを特徴とする請求項１記載の鋼板部
   材の接合構造。
3. 【請求項３】 前記鋼板部材と受け側部材の接合部の両
   方に設けられる凹部は、内側が互いに向かい合うように
   形成されていて、両凹部の内側に跨って前記シアープレ
   ートが配設されていることを特徴とする請求項１記載の
   鋼板部材の接合構造。
4. 【請求項４】 前記鋼板部材と受け側部材の接合部の両
   方に設けられる凹部は、互いに背中合わせになるように
   配置されていて、各凹部に前記シアープレートが配設さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の鋼板部材の接
   合構造。