JP2010121289A - Joining structure, joining method, and building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、重ね合わせた部材を接合する接合構造、重ね合わせた部材の接合方法、及び重ね合わせた部材を接合する接合構造を有する建築物に関する。 The present invention relates to a joint structure for joining superposed members, a method for joining superposed members, and a building having a joint structure for joining superposed members.
H形鋼桁部材等の構造部材同士を繋ぎ合わせる場合、一般に、繋ぎ合わせる一方の構造部材の端部から他方の構造部材の端部に渡って、鋼製の添接板を添わせる。そして、構造部材と添接板とを高力ボルト、ボルト、ピン等により接合する。 When connecting structural members such as an H-shaped steel beam member, generally, a steel attachment plate is attached from the end of one structural member to be connected to the end of the other structural member. Then, the structural member and the attachment plate are joined by high strength bolts, bolts, pins or the like.
高力ボルトによる摩擦接合では、構造部材と添接板との接合部に形成された孔に挿入された高力ボルトと、この高力ボルトに取り付けられたナットとによって、構造部材及び添接板を挟み込む。そして、ナットに対する高力ボルトの締め付けにより、構造部材と添接板との接合面(接触面)に摩擦力を生じさせて構造部材と添接板との接合部の接合強度を確保する。 In friction welding using a high-strength bolt, the structural member and the attachment plate are formed by a high-strength bolt inserted into a hole formed in a joint portion between the structural member and the attachment plate, and a nut attached to the high-strength bolt. Is inserted. Then, by tightening the high-strength bolt with respect to the nut, a frictional force is generated on the joint surface (contact surface) between the structural member and the attachment plate to ensure the joint strength of the joint portion between the structural member and the attachment plate.
しかし、例えば、強い接合強度を必要とする高強度鋼部材同士の接合の場合、構造部材と添接板との接合面(接触面)に大きな摩擦力を生じさせるためには、多くの数の高力ボルトで構造部材と添接板とを接合しなければならない。
さらに、これに伴って高力ボルトが挿入される孔の数も多くなるので、構造部材及び添接板の断面欠損面積も大きくなり、構造部材及び添接板の部材自体の強度が大きく低下してしまう。
However, for example, in the case of joining high-strength steel members that require strong joint strength, in order to generate a large frictional force on the joint surface (contact surface) between the structural member and the attachment plate, a large number of The structural member and the attachment plate must be joined with high-strength bolts.
In addition, the number of holes into which high-strength bolts are inserted increases accordingly, and the cross-sectional defect area of the structural member and attachment plate also increases, and the strength of the structural member and attachment plate member itself is greatly reduced. End up.
ボルトやピン等のせん断力伝達部材(以下、「ピン部材」とする)による支圧接合では、構造部材と添接板との接合部に形成された孔にピン部材を挿入して構造部材と添接板とを接合するので、接合作業が簡単である。また、支圧接合強度はピン部材のせん断耐力に依存するので、ピン部材の本数は、同じ径の高力ボルトを用いた摩擦接合と比べて少なくなる。 In bearing support joining using a shear force transmission member such as a bolt or a pin (hereinafter referred to as “pin member”), the pin member is inserted into a hole formed in a joint portion between the structural member and the attachment plate. Since the joining plate is joined, joining work is easy. Further, since the bearing joint strength depends on the shear strength of the pin member, the number of pin members is smaller than that of the friction joint using high strength bolts having the same diameter.
しかし、構造部材と添接板との接合部に形成された孔と、ピン部材との間に隙間があるので、構造部材と添接板との接合部に曲げモーメントやせん断力が発生したときに初期変形が生じ、これによって接合部の十分な初期剛性が期待できない。 However, since there is a gap between the hole formed in the joint between the structural member and the attachment plate and the pin member, when a bending moment or shear force is generated at the joint between the structural member and the attachment plate Thus, initial deformation occurs, so that sufficient initial rigidity of the joint cannot be expected.
図16(a)に示すように、特許文献1の接合方法では、鍔302を有する管304とこの管304に挿入される芯306とによって、ブラインドリベット300が構成されている。芯306のリベット頭308の径は管304の内径よりも大きく、リベット頭308下部付近には括れ部310が形成されている。
As shown in FIG. 16A, in the joining method of Patent Document 1, a
柱312に設けられたリベット継ぎ手316と、壁パネル314とを締結する場合、まず、リベット継ぎ手316及び壁パネル314を貫通するリベット穴318にブラインドリベット300を差し込む。
When fastening the
次に、チャック320で芯306を掴み、工具322で鍔302を押さえながらチャック320により芯306を引っ張る。これによって、管304が変形してその外周がリベット穴318と密着し且つ管304の上端部が膨らむ。そして、管304の変形が限界に達したときに芯306は括れ部310で引きちぎられる。これにより、リベット継ぎ手316と壁パネル314とが締結される。
Next, the
しかし、締結後の管304を描いた図16(b)の拡大断面図に示すように、リベット継ぎ手316と壁パネル314とを締結する管304は中空なので大きなせん断強度(せん断面積)を得ることができない。
よって、特許文献1の接合方法を構造部材と添接板との接合に用いた場合、構造部材と添接板との接合部の剛性は管304のせん断強度(せん断面積)に依存するので、接合部の十分な初期剛性が期待できない。
Therefore, when the joining method of Patent Document 1 is used for joining the structural member and the attachment plate, the rigidity of the joint portion between the structural member and the attachment plate depends on the shear strength (shear area) of the
本発明は係る事実を考慮し、接合部の初期変形を低減することができる、ピン部材を用いた接合構造、接合方法、及び建築物を提供することを課題とする。 This invention considers the fact which concerns, and makes it a subject to provide the joining structure using the pin member which can reduce the initial stage deformation | transformation of a junction part, the joining method, and a building.
請求項1に記載の発明は、重ね合わせた部材を接合する接合構造において、前記重ね合わせた部材を貫通する孔と、前記孔に挿入される中実のピン部材と、前記ピン部材と前記孔の孔壁との間に介在するスペーサ部材と、を有し、前記スペーサ部材と前記孔の孔壁、及び前記スペーサ部材と前記ピン部材とを密着させて前記孔に前記ピン部材を固定する。 The invention according to claim 1 is a joining structure for joining the overlapped members, a hole penetrating the overlapped member, a solid pin member inserted into the hole, the pin member and the hole A spacer member interposed between the hole wall, the spacer member, the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member, and the pin member is fixed to the hole.
請求項1に記載の発明では、重ね合わせた部材を接合する接合構造において、重ね合わせた部材を貫通する孔が、部材のそれぞれに形成されている。孔には、中実のピン部材が挿入され、このピン部材と孔の孔壁との間にはスペーサ部材が介在している。
そして、スペーサ部材と孔の孔壁とを密着させると共に、スペーサ部材とピン部材とを密着させることにより、孔にピン部材を固定する。
According to the first aspect of the present invention, in the joining structure for joining the overlapped members, holes penetrating the overlapped members are formed in each of the members. A solid pin member is inserted into the hole, and a spacer member is interposed between the pin member and the hole wall of the hole.
Then, the spacer member and the hole wall of the hole are brought into close contact with each other, and the pin member is fixed to the hole by bringing the spacer member and the pin member into close contact with each other.
よって、スペーサ部材と孔の孔壁、及びスペーサ部材とピン部材とを密着させて孔にピン部材を固定するので、部材が重ね合わされた接合部(以下、「接合部」とする)に曲げモーメントやせん断力が発生したときに生じる初期変形を低減することができる。
すなわち、ピン部材を用いた接合において、孔クリアランスが0となるリベット接合の場合と同様の(孔に対するピン部材のがたつきがない)支圧接合の状態を実現することができるので、初期剛性を確実に得ることができる。
Therefore, the spacer member and the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member are brought into close contact with each other, and the pin member is fixed to the hole. The initial deformation that occurs when a shearing force is generated can be reduced.
That is, in the joining using the pin member, it is possible to realize the same support pressure joining state as in the case of the rivet joining in which the hole clearance is 0 (there is no rattling of the pin member with respect to the hole). Can be definitely obtained.
また、ピン部材を孔に固定するときに、スペーサ部材と孔の孔壁、及びスペーサ部材とピン部材とを密着させるので、スペーサ部材と孔の孔壁との間や、スペーサ部材とピン部材との間に隙間を有した状態で、スペーサ部材やピン部材を孔に挿入することができる。これにより、スペーサ部材やピン部材を簡単に孔に挿入することが可能になるので、接合作業の手間を低減することができる。 Further, when the pin member is fixed to the hole, the spacer member and the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member are brought into close contact with each other. A spacer member or a pin member can be inserted into the hole with a gap between them. Thereby, since it becomes possible to insert a spacer member and a pin member in a hole easily, the effort of joining work can be reduced.
また、スペーサ部材と孔の孔壁、及びスペーサ部材とピン部材とを密着させることによって、3次元的な拘束力が周囲からスペーサ部材に作用するので、スペーサ部材の部材強度が小さくても見かけ上の部材強度が大きくなる。これにより、部材強度の小さいスペーサ部材を用いた場合でも、必要とする支圧強度を確保することが可能となる。 In addition, since the spacer member and the hole wall of the hole and the spacer member and the pin member are brought into close contact with each other, a three-dimensional restraining force acts on the spacer member from the surroundings. The member strength increases. Thereby, even when a spacer member having a low member strength is used, it is possible to ensure the required bearing strength.
請求項2に記載の発明は、前記スペーサ部材は、筒状の部材である。 According to a second aspect of the present invention, the spacer member is a cylindrical member.
請求項2に記載の発明では、スペーサ部材を筒状の部材とすることにより、スペーサ部材と孔の孔壁、及びスペーサ部材とピン部材との間で力を均等に伝達させることができる。 According to the second aspect of the present invention, the spacer member is a cylindrical member, so that the force can be evenly transmitted between the spacer member and the hole wall of the hole and between the spacer member and the pin member.
請求項3に記載の発明は、前記スペーサ部材は、径方向に向かって膨らむ形状記憶合金によって形成されている。 According to a third aspect of the present invention, the spacer member is made of a shape memory alloy that expands in the radial direction.
請求項3に記載の発明では、スペーサ部材を形状記憶合金によって形成し、このスペーサ部材の温度を形状記憶合金の形状回復温度にすることにより、スペーサ部材の径方向に向かってスペーサ部材を膨張(形状回復)させる。
よって、スペーサ部材と孔の孔壁、及びスペーサ部材とピン部材とを密着させるタイミングを容易に制御することができる。
In the third aspect of the invention, the spacer member is formed of a shape memory alloy, and the temperature of the spacer member is set to the shape recovery temperature of the shape memory alloy, so that the spacer member expands in the radial direction of the spacer member ( Shape recovery).
Therefore, the timing at which the spacer member and the hole wall of the hole and the spacer member and the pin member are brought into close contact with each other can be easily controlled.
請求項4に記載の発明は、前記形状記憶合金は、鉄系形状記憶合金である。 According to a fourth aspect of the present invention, the shape memory alloy is an iron-based shape memory alloy.
請求項4に記載の発明では、形状記憶合金を鉄系形状記憶合金としている。鉄系形状記憶合金は、一般的に安価であり剛性が高い材料なので、低コストの接合構造を実現することができる。また、鉄系形状記憶合金は大型部材の製造が容易な材料なので、大きなスペーサ部材を必要とする場合に特に有効となる。 In the invention described in claim 4, the shape memory alloy is an iron-based shape memory alloy. Since iron-based shape memory alloys are generally inexpensive and have high rigidity, a low-cost joint structure can be realized. Further, since iron-based shape memory alloy is a material that makes it easy to manufacture large-sized members, it is particularly effective when a large spacer member is required.
請求項5に記載の発明は、前記スペーサ部材の内径及び前記ピン部材の外径の少なくとも一方は前記ピン部材の挿入方向に向かって縮径し、前記孔の孔壁との間に前記スペーサ部材が介在された前記ピン部材の端部を引っ張って、前記スペーサ部材と前記孔の孔壁、及び前記スペーサ部材と前記ピン部材とを密着させる。 According to a fifth aspect of the present invention, at least one of the inner diameter of the spacer member and the outer diameter of the pin member is reduced in the insertion direction of the pin member, and the spacer member is between the hole wall of the hole. By pulling the end portion of the pin member in which is interposed, the spacer member and the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member are brought into close contact with each other.
請求項5に記載の発明では、スペーサ部材の内径及びピン部材の外径の少なくとも一方が、ピン部材の挿入方向に向かって縮径している。そして、孔の孔壁との間にスペーサ部材が介在されたピン部材の端部を引っ張り、これによりスペーサ部材と孔の孔壁とを密着させると共に、スペーサ部材とピン部材とを密着させる。 In the invention according to claim 5, at least one of the inner diameter of the spacer member and the outer diameter of the pin member is reduced in diameter in the insertion direction of the pin member. And the edge part of the pin member in which the spacer member was interposed between the hole walls of the hole is pulled, thereby bringing the spacer member and the hole wall of the hole into close contact with each other and bringing the spacer member and the pin member into close contact with each other.
よって、孔の孔壁との間にスペーサ部材が介在されたピン部材の端部を引っ張るとき、スペーサ部材の内径及びピン部材の外径の少なくとも一方はピン部材の挿入方向に向かって縮径しているので、楔の効果によりピン部材からスペーサ部材に径方向外向きの力が作用する。また、これによってスペーサ部材から孔の孔壁に径方向外向きの力が作用する。 Therefore, when the end of the pin member with the spacer member interposed between the hole wall and the hole is pulled, at least one of the inner diameter of the spacer member and the outer diameter of the pin member is reduced in the insertion direction of the pin member. Therefore, a radially outward force acts on the spacer member from the pin member due to the effect of the wedge. This also causes a radially outward force to act on the hole wall from the spacer member.
そして、これらによりスペーサ部材と孔の孔壁、及びスペーサ部材とピン部材とを密着させてピン部材を孔に固定するので、リベット接合の際に行われる接合部材(リベット)の加熱作業(温度管理)を行わずに部材同士を接合することが可能となる。 Then, the spacer member and the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member are brought into close contact with each other to fix the pin member to the hole. It is possible to join the members without performing the above.
また、スペーサ部材を形状記憶合金によって形成した場合には、スペーサ部材の径方向に向かってスペーサ部材を膨張(形状回復)させることにより、接合部の初期変形をさらに低減することが可能となり、接合部の初期剛性をさらに大きくすることができる。 Further, when the spacer member is formed of a shape memory alloy, the initial deformation of the joint portion can be further reduced by expanding the spacer member in the radial direction of the spacer member (recovering the shape). The initial rigidity of the part can be further increased.
スペーサ部材の内径及びピン部材の外径の少なくとも一方はピン部材の挿入方向に向かって縮径しているので、スペーサ部材の内径及びピン部材の外径が縮径していない場合に比べてスペーサ部材やピン部材が挿入し難くなる。 Since at least one of the inner diameter of the spacer member and the outer diameter of the pin member is reduced in the insertion direction of the pin member, the spacer is smaller than the case where the inner diameter of the spacer member and the outer diameter of the pin member are not reduced. It becomes difficult to insert a member or a pin member.
このような場合に、スペーサ部材を形状記憶合金によって形成すれば、スペーサ部材と孔の孔壁、及びスペーサ部材とピン部材との間にある程度の隙間を設けていても、接合部において所定の剛性を確保することが可能なので、このような隙間を設けることによりスペーサ部材やピン部材を挿入し易くすることができる。 In such a case, if the spacer member is formed of a shape memory alloy, even if a certain amount of clearance is provided between the spacer member and the hole wall and between the spacer member and the pin member, a predetermined rigidity is provided at the joint. Therefore, it is possible to easily insert the spacer member or the pin member by providing such a gap.
請求項6に記載の発明は、前記ピン部材の端部は、前記ピン部材の端部に締め付けられるナットによって引っ張られる。 In the invention according to claim 6, the end portion of the pin member is pulled by a nut fastened to the end portion of the pin member.
請求項6に記載の発明では、ピン部材の端部にナットが設けられている。そして、ピン部材に対するこのナットの締め付けによってピン部材の端部が引っ張られる。
よって、簡単な工具や装置等によってナットを締め付けることにより、ピン部材の端部を引っ張ることができる。
In the invention described in claim 6, the nut is provided at the end of the pin member. Then, the end of the pin member is pulled by tightening the nut with respect to the pin member.
Therefore, the end of the pin member can be pulled by tightening the nut with a simple tool or device.
また、打撃力を用いずに、孔にピン部材を固定することができる。これにより、騒音を出さずに接合作業を行うことが可能になるので、接合作業によって作業環境や近隣の周辺環境等が悪化することを防止できる。 Further, the pin member can be fixed to the hole without using the striking force. Thereby, since it becomes possible to perform joining work without generating noise, it is possible to prevent the work environment and the surrounding environment in the vicinity from being deteriorated by the joining work.
請求項7に記載の発明は、前記ピン部材は、該ピン部材を引っ張る力が所定値に達したときに該ピン部材の所定位置で切断される。 According to a seventh aspect of the present invention, the pin member is cut at a predetermined position of the pin member when a force for pulling the pin member reaches a predetermined value.
請求項7に記載の発明では、ピン部材を引っ張る力が所定値に達したときに、ピン部材の所定位置でピン部材が切断される。よって、接合部が所定の剛性となる引っ張り力の値を事前に求めておき、この値を所定値とすれば、接合部を所定の剛性にすることができる。
また、これと同時にスペーサ部材とピン部材とが引き合う力(スペーサ部材とピン部材との一体化の強さ)を管理することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, when the force for pulling the pin member reaches a predetermined value, the pin member is cut at a predetermined position of the pin member. Therefore, if the value of the pulling force at which the joint portion has a predetermined rigidity is obtained in advance and this value is set to a predetermined value, the joint portion can be set to the predetermined rigidity.
At the same time, the pulling force between the spacer member and the pin member (strength of integration of the spacer member and the pin member) can be managed.
請求項8に記載の発明は、前記スペーサ部材の端部は、前記スペーサ部材を前記孔に挿入した後に前記スペーサ部材の径方向外側に折り返される。 According to an eighth aspect of the present invention, the end portion of the spacer member is folded back outward in the radial direction of the spacer member after the spacer member is inserted into the hole.
請求項8に記載の発明では、スペーサ部材を孔に挿入した後に、スペーサ部材の端部がスペーサ部材の径方向外側に折り返されるので、ピン部材が孔に固定された後に振動等によってスペーサ部材が孔から抜けることを防止できる。 In the eighth aspect of the invention, after the spacer member is inserted into the hole, the end of the spacer member is folded back radially outward of the spacer member, so that the spacer member is moved by vibration or the like after the pin member is fixed to the hole. It can be prevented from coming out of the hole.
請求項9に記載の発明は、前記スペーサ部材の端部は、切り込みを有する。 According to a ninth aspect of the present invention, the end portion of the spacer member has a cut.
請求項9に記載の発明では、スペーサ部材の端部が切り込みを有することにより、スペーサ部材の端部を折り返し易くすることができる。 In the ninth aspect of the invention, the end of the spacer member can be easily folded back by having the notch at the end of the spacer member.
請求項10に記載の発明は、前記スペーサ部材の内壁又は前記ピン部材の外壁は、粗面である。
In the invention according to
請求項10に記載の発明では、スペーサ部材の内壁又はピン部材の外壁を粗面とすることにより、ピン部材が孔に固定された後に振動等によってピン部材がスペーサ部材(孔)から抜けることを防止できる。
In the invention according to
請求項11に記載の発明は、重ね合わせた部材を接合する接合方法において、前記重ね合わせた部材を貫通する孔に中実のピン部材を挿入するピン部材挿入工程と、前記ピン部材と前記孔の孔壁との間に介在する筒状のスペーサ部材を前記孔に挿入するスペーサ部材挿入工程と、前記スペーサ部材と前記孔の孔壁、及び前記スペーサ部材と前記ピン部材とを密着させて前記孔に前記ピン部材を固定するピン部材固定工程と、を有する。 The invention according to claim 11 is a joining method for joining the overlapped members, a pin member insertion step of inserting a solid pin member into a hole penetrating the overlapped members, and the pin members and the holes A spacer member inserting step of inserting a cylindrical spacer member interposed between the hole wall and the hole member; and the spacer member, the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member, A pin member fixing step of fixing the pin member to the hole.
請求項11に記載の発明では、重ね合わせた部材を接合する接合方法が、ピン部材挿入工程と、スペーサ部材挿入工程と、ピン部材固定工程とを有している。 In the invention according to claim 11, the joining method for joining the overlapped members includes a pin member insertion step, a spacer member insertion step, and a pin member fixing step.
ピン部材挿入工程は、重ね合わせた部材を貫通する孔に、中実のピン部材を挿入する。
スペーサ部材挿入工程は、重ね合わせた部材を貫通する孔に、ピン部材と孔の孔壁との間に介在する筒状のスペーサ部材を挿入する。
ピン部材固定工程は、スペーサ部材と孔の孔壁、及びスペーサ部材とピン部材とを密着させて孔にピン部材を固定する。
よって、請求項1と同じ効果を得ることができる。
In the pin member insertion step, a solid pin member is inserted into a hole penetrating the stacked members.
In the spacer member insertion step, a cylindrical spacer member interposed between the pin member and the hole wall of the hole is inserted into the hole penetrating the overlapped member.
In the pin member fixing step, the spacer member and the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member are brought into close contact with each other to fix the pin member in the hole.
Therefore, the same effect as that of claim 1 can be obtained.
請求項12に記載の発明は、前記スペーサ部材は、径方向に向かって膨らむ形状記憶合金によって形成されている。 According to a twelfth aspect of the present invention, the spacer member is formed of a shape memory alloy that expands in the radial direction.
請求項12に記載の発明では、スペーサ部材を形状記憶合金によって形成し、このスペーサ部材の温度を形状記憶合金の形状回復温度にすることにより、スペーサ部材の径方向に向かってスペーサ部材を膨張(形状回復)させる。
よって、スペーサ部材と孔の孔壁、及びスペーサ部材とピン部材とを密着させるタイミングを容易に制御することができる。
In the invention described in
Therefore, the timing at which the spacer member and the hole wall of the hole and the spacer member and the pin member are brought into close contact with each other can be easily controlled.
請求項13に記載の発明は、重ね合わせた部材を接合する接合方法において、前記重ね合わせた部材を貫通する孔に中実のピン部材を挿入するピン部材挿入工程と、前記ピン部材と前記孔の孔壁との間に介在する筒状のスペーサ部材を前記孔に挿入するスペーサ部材挿入工程と、前記孔の孔壁との間に前記スペーサ部材が介在された前記ピン部材の端部を引っ張って、前記スペーサ部材と前記孔の孔壁、及び前記スペーサ部材と前記ピン部材とを密着させるピン部材固定工程と、を有する。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the joining method for joining the overlapped members, a pin member insertion step of inserting a solid pin member into a hole penetrating the overlapped members, and the pin members and the holes A spacer member inserting step of inserting a cylindrical spacer member interposed between the hole wall and the end of the pin member where the spacer member is interposed between the hole wall of the hole; And a pin member fixing step for bringing the spacer member and the pin member into close contact with each other.
請求項13に記載の発明では、重ね合わせた部材を接合する接合方法が、ピン部材挿入工程と、スペーサ部材挿入工程と、ピン部材固定工程とを有している。 In a thirteenth aspect of the present invention, a joining method for joining the overlapped members includes a pin member insertion step, a spacer member insertion step, and a pin member fixing step.
ピン部材挿入工程は、重ね合わせた部材を貫通する孔に、中実のピン部材を挿入する。
スペーサ部材挿入工程は、重ね合わせた部材を貫通する孔に、ピン部材と孔の孔壁との間に介在する筒状のスペーサ部材を挿入する。
ピン部材固定工程は、孔の孔壁との間にスペーサ部材が介在されたピン部材の端部を引っ張る。これによって、スペーサ部材と孔の孔壁、及びスペーサ部材とピン部材とを密着させる。
よって、請求項1と同じ効果を得ることができる。
In the pin member insertion step, a solid pin member is inserted into a hole penetrating the stacked members.
In the spacer member insertion step, a cylindrical spacer member interposed between the pin member and the hole wall of the hole is inserted into the hole penetrating the overlapped member.
In the pin member fixing step, the end portion of the pin member having the spacer member interposed between the hole wall and the hole wall is pulled. Thus, the spacer member and the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member are brought into close contact with each other.
Therefore, the same effect as that of claim 1 can be obtained.
請求項14に記載の発明は、前記スペーサ部材の内径及び前記ピン部材の外径の少なくとも一方は前記ピン部材の挿入方向に向かって縮径している。 According to a fourteenth aspect of the present invention, at least one of the inner diameter of the spacer member and the outer diameter of the pin member is reduced in the insertion direction of the pin member.
請求項14に記載の発明では、スペーサ部材の内径及びピン部材の外径の少なくとも一方が、ピン部材の挿入方向に向かって縮径している。
そして、孔の孔壁との間にスペーサ部材が介在されたピン部材の端部を引っ張り、これによりスペーサ部材と孔の孔壁とを密着させると共に、スペーサ部材とピン部材とを密着させる。
よって、請求項5と同じ効果を得ることができる。
In the invention described in
And the edge part of the pin member in which the spacer member was interposed between the hole walls of the hole is pulled, thereby bringing the spacer member and the hole wall of the hole into close contact with each other and bringing the spacer member and the pin member into close contact with each other.
Therefore, the same effect as that of claim 5 can be obtained.
請求項15に記載の発明は、請求項1〜10の何れか1項に記載の接合構造を有する建築物である。 Invention of Claim 15 is a building which has the joining structure of any one of Claims 1-10.
請求項15に記載の発明では、請求項1〜10の何れか1項に記載の接合構造を有することにより、接合部の初期変形を低減することができる、ピン部材を用いた接合構造を有する建築物を構築することができる。 In invention of Claim 15, it has the joining structure using a pin member which can reduce the initial deformation | transformation of a junction part by having the joining structure of any one of Claims 1-10. You can build buildings.
本発明は上記構成としたので、接合部の初期変形を低減することができる、ピン部材を用いた接合構造、接合方法、及び建築物を提供することができる。 Since this invention set it as the said structure, the joining structure using the pin member which can reduce the initial stage deformation | transformation of a junction part, the joining method, and a building can be provided.
図面を参照しながら、本発明の接合構造、接合方法、及び建築物を説明する。なお、本実施形態では、部材としての2つの板材を重ね合わせ、この2つの板材同士を接合する例を示したが、さまざまな形状の部材同士の接合や、さまざまな材料によって形成された部材同士の接合に適用することができる。例えば、板材と角材、又は角材と角材の接合に本実施形態を適用してもよい。 The joining structure, joining method, and building of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, two plate members as members are overlapped, and the two plate members are joined to each other. It can be applied to the joining. For example, you may apply this embodiment to the joining of a board | plate material and a square, or a square and a square.
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。 First, a first embodiment of the present invention will be described.
図1(b)の側断面図のように、第1の実施形態の接合構造10では、部材としての鋼板12、14を重ね合わせている。そして、この重ね合わせた鋼板12、14を貫通する貫通孔16が、鋼板12、14のそれぞれに形成されている。すなわち、鋼板12に形成された孔16Aと、鋼板14に形成された孔16Bとによって、貫通孔16が構成されている。
貫通孔16には、鋼製のピン部材18が挿入されている。また、ピン部材18は、中実となっている。
As shown in the side sectional view of FIG. 1B, in the joining
A
ピン部材18と貫通孔16の孔壁との間には、筒状のスペーサ部材20が介在している。スペーサ部材20は、鉄系形状記憶合金により形成されている。よって、スペーサ部材20の温度を鉄系形状記憶合金の形状回復温度にすることにより、スペーサ部材20の径方向の内側及び外側に向かってスペーサ部材20を膨張(形状回復)させることができる。
A
ここで、接合構造10における鋼板12と鋼板14との接合方法の一例について説明する。
まず、図1(a)の側断面図に示すように、重ね合わせた鋼板12、14を貫通する貫通孔16に、ピン部材18と貫通孔16の孔壁との間に介在するスペーサ部材20を挿入する(スペーサ部材挿入工程)。
Here, an example of the joining method of the
First, as shown in the side sectional view of FIG. 1A, a
スペーサ部材20の挿入は、この挿入方向後方のスペーサ部材20に設けられた鍔部22が鋼板12に接触するまで行い、これによりスペーサ部材20の端部26を鋼板14の外側に突出させる。
The
スペーサ部材20の端部26の内径は、スペーサ部材20の中央部28の内径よりも小さくなっている。すなわち、スペーサ部材20の端部26の内壁は、中央部28の内壁よりも内側に突出している。
The inner diameter of the
次に、スペーサ部材20の孔32(貫通孔16)に、ピン部材18を挿入する(ピン部材挿入工程)。ピン部材18の挿入は、このピン部材18の先端部がスペーサ部材20の端部26の内壁に接触する程度まで行う。
Next, the
次に、ピン部材18の頭部24をハンマー(不図示)等で打撃する。これにより、ピン部材18の先端部がスペーサ部材20の端部26を押し、スペーサ部材20の端部26がスペーサ部材20の径方向外側に折り返されると共に、ピン部材18が貫通孔16を貫通する(ピン部材貫通工程)。
Next, the
次に、図1(b)に示すように、スペーサ部材20の温度を鉄系形状記憶合金の形状回復温度にすることにより、スペーサ部材20の径方向の内側及び外側に向かってスペーサ部材20を膨張(形状回復)させる(矢印S)。これによって、スペーサ部材20と貫通孔16の孔壁とを密着させると共に、スペーサ部材20とピン部材18とを密着させて、貫通孔16にピン部材18を固定する(ピン部材固定工程)。
スペーサ部材20の温度を鉄系形状記憶合金の形状回復温度にする場合には、バーナー、電磁誘導加熱、及び高周波加熱等によってスペーサ部材20を加熱すればよい。
Next, as shown in FIG. 1B, by setting the temperature of the
When the temperature of the
次に、本発明の第1の実施形態の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of the first embodiment of the present invention will be described.
第1の実施形態の接合構造10では、図1(b)に示すように、スペーサ部材20と貫通孔16の孔壁、及びスペーサ部材20とピン部材18とを密着させて貫通孔16にピン部材18を固定するので、部材12、14が重ね合わされた接合部30に曲げモーメントやせん断力が発生したときに生じる初期変形を低減することができる。
すなわち、ピン部材18を用いた接合において、リベット接合のような孔クリアランス(ピン部材18と貫通孔16の孔壁との間の隙間)が0の支圧接合を実現することができるので、接合部30の初期剛性を確実に得ることができる。
In the joining
That is, in the joining using the
ここで、孔クリアランスが0の支圧接合(例えば、図2に示すようなリベット接合)によって、重ね合わせた部材34、36を接合した場合と、図3(a)に示すような孔クリアランスを有するボルト接合又は図3(b)に示すような孔クリアランスを有するピン接合によって、重ね合わせた部材34、36を接合した場合とを考える。
Here, when the overlapped
そして、これらの部材34、36の接合部にせん断力Fが発生した場合、接合部の変形Rに対するせん断力Fは、図4、5(図4は、図2の接合部にせん断力Fが発生したときの変形−せん断力特性、図5は、図3(a)、(b)の接合部にせん断力Fが発生したときの変形−せん断力特性)のようになる。
すなわち、図2の支圧接合では、接合部に初期変形が生じないが、図3(a)、(b)のボルト接合又はピン接合では、接合部に初期変形が生じてしまう。
When a shearing force F is generated at the joint between these
That is, in the support joint shown in FIG. 2, initial deformation does not occur in the joint, but in the bolt joint or pin joint shown in FIGS. 3A and 3B, initial deformation occurs in the joint.
これに対して、図1(b)で示した接合構造10では、ピン接合においても図2で示したような孔クリアランスが0の支圧接合を実現することができるので、図4で示したような接合部の初期剛性を確実に得ることができる。
On the other hand, in the joining
また、ピン部材18を固定するときに、スペーサ部材20と貫通孔16の孔壁、及びスペーサ部材20とピン部材18とを密着させるので、スペーサ部材20と貫通孔16の孔壁との間や、スペーサ部材20とピン部材18との間に隙間を有した状態で、スペーサ部材20やピン部材18を貫通孔16に挿入することができる。これにより、スペーサ部材20やピン部材18を簡単に貫通孔16に挿入することが可能になるので、接合作業の手間を低減することができる。
Further, when the
また、スペーサ部材20と貫通孔16の孔壁、及びスペーサ部材20とピン部材18とを密着させることによって、3次元的な拘束力が周囲からスペーサ部材20に作用するので、スペーサ部材20の部材強度が小さくても見かけ上の部材強度が大きくなる。これにより、部材強度の小さいスペーサ部材20を用いた場合でも、必要とする支圧強度を確保することができる。
In addition, since the three-dimensional restraining force acts on the
また、スペーサ部材20を筒状の部材とすることにより、スペーサ部材20と貫通孔16の孔壁、及びスペーサ部材20とピン部材18との間で力を均等に伝達させることができる。
In addition, by using the
また、スペーサ部材20を形状記憶合金によって形成し、このスペーサ部材20の温度を形状記憶合金の形状回復温度にすることにより、スペーサ部材20を膨張(形状回復)させるので、スペーサ部材20と貫通孔16の孔壁、及びスペーサ部材20とピン部材18とを密着させるタイミングを容易に制御することができる。
Further, since the
また、形状記憶合金として用いた鉄系形状記憶合金は、一般的にニッケルチタン系の形状記憶合金よりも安価であり剛性が高い材料なので、低コストの接合構造を実現することができる。また、鉄系形状記憶合金は大型部材の製造が容易な材料なので、大きなスペーサ部材を必要とする場合に特に有効となる。 Moreover, since the iron-based shape memory alloy used as the shape memory alloy is generally a material that is cheaper and has higher rigidity than the nickel titanium-based shape memory alloy, a low-cost joint structure can be realized. Further, since iron-based shape memory alloy is a material that makes it easy to manufacture large-sized members, it is particularly effective when a large spacer member is required.
また、スペーサ部材20を貫通孔16に挿入した後に、スペーサ部材20の端部がスペーサ部材20の径方向外側に折り返されるので、ピン部材18が貫通孔16に固定された後に振動等によってスペーサ部材20が貫通孔16から抜けることを防止できる。
In addition, after the
また、スペーサ部材挿入工程、ピン部材挿入工程、ピン部材貫通工程、及びピン部材固定工程の作業の全てを接合構造10の片側(図1(a)の場合には、鋼板12の左側)から行うことができる。 Further, all the operations of the spacer member insertion step, the pin member insertion step, the pin member penetration step, and the pin member fixing step are performed from one side of the joining structure 10 (in the case of FIG. 1A, the left side of the steel plate 12). be able to.
また、図1(a)、(b)では、ピン部材18の先端部がスペーサ部材20の端部26を押すことによって、スペーサ部材20の端部26がスペーサ部材20の径方向外側に折り返される例を示したが、図6(a)に示すように、スペーサ部材20の端部26の内壁と、スペーサ部材20の中央部28の内壁とが面一になるようにし、図6(b)に示すように、鉄系形状記憶合金の形状回復によってスペーサ部材20の端部26をスペーサ部材20の径方向外側に折り返す(矢印42)ようにしてもよい。
Further, in FIGS. 1A and 1B, the
このようにすれば、打撃力を用いずにピン部材18を貫通孔16に貫通させることができる。これにより、騒音を出さずに部材(鋼板12、14)同士の接合作業を行うことが可能になる。
また、ピン部材18の先端部がスペーサ部材20の端部26を押すことによって径方向外側に折り返された図1(b)のスペーサ部材20の端部26をさらに形状回復させて、確実に折り返すようにしてもよい。
In this way, the
In addition, the
また、ピン部材18の先端部がスペーサ部材20の端部26を押すことによって、又は鉄系形状記憶合金の形状回復によって、スペーサ部材20の端部26をスペーサ部材20の径方向外側に折り返され易くするために、図7(a)、(b)に示すように、スペーサ部材20の端部26に切り込み38を入れてもよい。
Further, the
この場合、切り込み38を入れることによって形成される折り返し部40は、図7(a)に示すようにスペーサ部材20の端部26全周に渡って配置されるようにしてもよいし、切り込み38の割合を大きくして、端部26の周方向に対して点在するようにしてもよい。
In this case, the folded
また、図8に示すように、スペーサ部材20の内壁を粗面とすれば、ピン部材18が貫通孔16に固定された後に、振動等によってピン部材18がスペーサ部材20(貫通孔16)から抜けることを防止できる。
なお、ピン部材18の外壁を粗面としてもよいし、スペーサ部材20の内壁とピン部材18の外壁との両方を粗面としてもよい。これらの構成にした場合においても、振動等によってピン部材18がスペーサ部材20(貫通孔16)から抜けることを防止できる。
Further, as shown in FIG. 8, if the inner wall of the
The outer wall of the
また、図1、6、8では、スペーサ部材20を鉄系形状記憶合金により形成されている例を示したが、スペーサ部材20は、スペーサ部材20と貫通孔16の孔壁とを密着させると共に、スペーサ部材20とピン部材18とを密着させる(スペーサ部材20の径方向の内側及び外側に向かってスペーサ部材20を膨張させる)ことができる材料によって形成されていればよい。また、図1、6、8で示したピン部材18にボルトを用いてもよい。
1, 6, and 8 show examples in which the
また、接合構造10における鋼板12と鋼板14との接合方法で示した、スペーサ部材挿入工程とピン部材挿入工程との順番は逆にしてもよい。例えば、図1(a)で示した鍔部22をスペーサ部材20の端部に設けないようにして、先にピン部材18を貫通孔16に挿入した後に、反対側から貫通孔16にスペーサ部材20を挿入してもよい。また、ピン部材18が挿入された状態のスペーサ部材20を貫通孔16に挿入するようにしてもよい。
Moreover, you may make the order of the spacer member insertion process and the pin member insertion process shown with the joining method of the
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
第2の実施形態は、第1の実施形態のスペーサ部材20の構成を違えたものである。したがって、第2の実施形態の説明において、第1の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
In the second embodiment, the configuration of the
図9(b)の側断面図のように、第2の実施形態の接合構造44では、貫通孔16に、鋼製のピン部材46が挿入されている。
ピン部材46は中実となっており、ピン部材46の外径が、ピン部材の挿入方向(矢印48)に向かって縮径している。
As shown in the side sectional view of FIG. 9B, in the
The
また、ピン部材46と貫通孔16の孔壁との間には、鋼製のスペーサ部材50が介在している。スペーサ部材50は筒状の部材であり、内径がピン部材46の挿入方向(矢印48)に向かって縮径している。
A
そして、ピン部材46の外壁部に形成されたテーパと、スペーサ部材50の内壁部に形成されたテーパの傾きはほぼ等しくなっており、ピン部材46が貫通孔16に所定量だけ挿入された状態(図9(a)の側断面図を参照のこと)で、ピン部材46の外壁面とスペーサ部材50の内壁面とが、ほぼ隙間なく面接触する。
また、図9(a)に示すように、ピン部材46の端部60には、ナット52がねじ込まれる雄ネジ54が形成されている。
The taper formed on the outer wall portion of the
Further, as shown in FIG. 9A, a
ここで、接合構造44における鋼板12と鋼板14との接合方法の一例について説明する。
まず、図9(a)に示すように、重ね合わせた鋼板12、14を貫通する貫通孔16に、ピン部材46と貫通孔16の孔壁との間に介在するスペーサ部材50を挿入する(スペーサ部材挿入工程)。
スペーサ部材50の挿入は、この挿入方向(矢印48)後方に設けられたスペーサ部材50の鍔部56が鋼板12に接触するまで行う。
Here, an example of the joining method of the
First, as shown in FIG. 9A, a
The
次に、スペーサ部材50の孔62(貫通孔16)に、ピン部材46を挿入する(ピン部材挿入工程)。ピン部材46の挿入は、このピン部材46の端部60が鋼板12から外側へ突出するまで行う(ピン部材貫通工程)。
Next, the
次に、雄ネジ54にねじ込んだナット52を締め付けてピン部材46の端部60を挿入方向(矢印48)に引っ張る。これによって、スペーサ部材50と孔16の孔壁、及びスペーサ部材50とピン部材46とを密着させ、貫通孔16にピン部材46を固定する(ピン部材固定工程)。ナット52を締め付けるときには、ナット52がスペーサ部材50の鍔部56を押すので、スペーサ部材50が貫通孔16から抜けてしまうことはない。
Next, the
次に、図9(b)に示すように、ピン部材46を引っ張る力が所定値に達したときに、ピン部材46の所定位置でピン部材が切断される(ピン部材切断工程)。
Next, as shown in FIG. 9B, when the force pulling the
次に、本発明の第2の実施形態の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of the second embodiment of the present invention will be described.
第2の実施形態の接合構造44では、図9(b)に示すように、貫通孔16の孔壁との間にスペーサ部材50が介在されたピン部材46の端部60を引っ張るとき、スペーサ部材50の内径及びピン部材46の外径がピン部材46の挿入方向(矢印48)に向かって縮径しているので、楔の効果によりピン部材46からスペーサ部材50に径方向の外側に向かって力が作用する(矢印T1)。また、これによってスペーサ部材50から貫通孔16の孔壁に径方向の外側に向かって力が作用する(矢印T2)。
In the
そして、これらによりスペーサ部材50と貫通孔16の孔壁、及びスペーサ部材50とピン部材46とを密着させてピン部材46を貫通孔16に固定するので、リベット接合の際に行われる接合部材(リベット)の加熱作業(温度管理)を行わずに部材(鋼板12、14)同士を接合することが可能となる。
Since the
また、ナット52を締め付けてピン部材46の端部60を挿入方向(矢印48)に引っ張るので、打撃力を用いずに貫通孔16にピン部材46を固定することができる。これにより、騒音を出さずに部材(鋼板12、14)同士の接合作業を行うことが可能になるので、接合作業によって作業環境や近隣の周辺環境等が悪化することを防止できる。
Further, since the
また、ピン部材46を引っ張る力が所定値に達したときに、ピン部材46の所定位置でピン部材46が切断される。よって、接合部58が所定の剛性となる引っ張り力の値を事前に求めておき、この値を所定値とすれば、接合部58を所定の剛性にすることができる。また、これと同時にスペーサ部材50とピン部材46とが引き合う力(スペーサ部材50とピン部材46との一体化の強さ)を管理することができる。
Further, when the force for pulling the
図9(a)、(b)では、スペーサ部材50の内径及びピン部材46の外径が、ピン部材46の挿入方向(矢印48)に向かって縮径している例を示したが、スペーサ部材50の内径及びピン部材46の外径の少なくとも一方が、ピン部材46の挿入方向(矢印48)に向かって縮径していればよい。
9A and 9B show an example in which the inner diameter of the
例えば、図10(a)の側断面図のように、スペーサ部材50の内径のみがピン部材64の挿入方向(矢印48)に向かって縮径していてもよいし、図10(b)の側断面図のように、ピン部材46の外径のみがピン部材46の挿入方向(矢印48)に向かって縮径していてもよい。
For example, as shown in the side sectional view of FIG. 10A, only the inner diameter of the
スペーサ部材の内径及びピン部材の外径の両方が、ピン部材の挿入方向に向かって縮径していれば、ピン部材の根元から先端に渡って、ピン部材からスペーサ部材に作用させる力(図9(b)の矢印T1を参照のこと)を均等に与えることができるので好ましい。
なお、図10(a)、(b)の場合においても、スペーサ部材50、66が変形してスペーサ部材50、66の内壁面と、ピン部材64、46の外壁面とが最終的に密着するようにしてもよい。
If both the inner diameter of the spacer member and the outer diameter of the pin member are reduced in the direction in which the pin member is inserted, the force acting on the spacer member from the pin member to the tip (see FIG. It preferred since 9 arrows T 1 of the (b) can be given that) the evenly reference.
10A and 10B, the
また、図9(b)では、ピン部材46を引っ張る力が所定値に達したときに、ピン部材46の所定位置でピン部材46が切断されるようにして、接合部58を所定の剛性にすると共に、スペーサ部材50とピン部材46とが引き合う力を管理した例を示したが、ピン部材46の所定位置(切断箇所)に切り欠きを形成し、この切欠き量によって剛性や引き合う力を管理してもよい。
In FIG. 9B, when the force pulling the
また、ピン部材46を切断させずに、ナット52を締め付けるトルクレンチで剛性や引き合う力を管理してもよい。ピン部材46が切断されるようにしたほうが、ピン部材46を貫通孔16に固定した後にナット52やピン部材46の端部60がなくなるので、鋼板12から突出する部材を少なくすることができる。
Further, the rigidity and attractive force may be managed with a torque wrench that tightens the
また、接合構造44における鋼板12と鋼板14との接合方法で示した、スペーサ部材挿入工程とピン部材挿入工程との順番は逆にしてもよい。例えば、図9(a)で示したピン部材46を先に貫通孔16に挿入した後に、反対側から貫通孔16にスペーサ部材50を挿入してもよい。また、鍔部56をスペーサ部材50の端部に設けないようにして、ピン部材46が挿入された状態のスペーサ部材50を貫通孔16に挿入するようにしてもよい。
Moreover, you may make the order of the spacer member insertion process and the pin member insertion process shown with the joining method of the
また、図9(a)、(b)では、ナット52を締め付けてピン部材46の端部60を挿入方向(矢印48)に引っ張る例を示したが、ピン部材46の端部60を挿入方向(矢印48)に移動できればよく、例えば図11(a)、(b)の側断面図に示すように、チャック68でピン部材72の端部74を掴み、台座70でスペーサ部材50の鍔56を押さえながら油圧ジャッキ76等によりピン部材72の端部74を引っ張ってもよい。図11(a)にはピン部材72の端部74を引っ張る前の状態が示され、図11(b)にはピン部材72の端部74を引っ張ってピン部材72の端部74の根元に形成した切り欠き78の位置で切断されている状態が示されている。
9A and 9B show an example in which the
また、このような装置を用いずに、図12(a)、(b)の側断面図に示すように、ハンマー等でピン部材80の頭部82を打撃し、これによってスペーサ部材50の孔62(貫通孔16)へピン部材80を貫入させてもよい。図12(a)にはスペーサ部材50の孔62(貫通孔16)へピン部材80を貫入される前の状態が示され、図12(b)にはスペーサ部材50の孔62(貫通孔16)へピン部材80が貫入されて、ピン部材80が貫通孔16に固定された状態が示されている。
Further, without using such a device, the
このような場合には、図12(a)に示すように、ピン部材80を挿入する側(図12(a)の右側)のスペーサ部材50端部に鍔部56を設ければ、ハンマー等の打撃によってスペーサ部材50が貫通孔16から抜け出てしまうのを防げるので好ましい。
In such a case, as shown in FIG. 12A, if a
以上、本発明の第1及び第2の実施形態について説明した。
なお、第1の実施形態では、スペーサ部材20が鉄系形状記憶合金により形成されている例を示したが、第2の実施形態のスペーサ部材50、66を鉄系形状記憶合金等の形状記憶合金としてもよい。
スペーサ部材50、66を鉄系形状記憶合金等の形状記憶合金とすれば、スペーサ部材50、66の径方向の内側及び外側に向かってスペーサ部材50、66を膨張(形状回復)させることにより、接合部58に曲げモーメントやせん断力が発生したときに生じる初期変形をさらに低減することが可能となり、接合部58の初期剛性をさらに大きくすることができる。
The first and second embodiments of the present invention have been described above.
In the first embodiment, the example in which the
If the
スペーサ部材50の内径及びピン部材46、72、80の外径はピン部材46、72、80の挿入方向に向かって縮径しているので、スペーサ部材の内径及びピン部材の外径が縮径していない場合に比べてスペーサ部材やピン部材が挿入し難くなる。
Since the inner diameter of the
このような場合に、スペーサ部材50、66に形状記憶合金を用いれば、スペーサ部材50、66と貫通孔16の孔壁、及びスペーサ部材50、66とピン部材46、64、72、80との間にある程度の隙間を設けていても、接合部58において所定の剛性を確保することが可能なので、このような隙間を設けることによりスペーサ部材やピン部材を挿入し易くすることができる。
In such a case, if a shape memory alloy is used for the
第1及び第2の実施形態のスペーサ部材20、50、66の形成が可能な形状記憶合金としては、鉄系形状記憶合金のFe−Mn−Si基の一種である、Fe−28%Mn−6%Si−5%Cr−0.5%NbC合金(以下、「NbC添加合金」とする)、Fe−28%Mn−6%Si−5%Cr合金、Fe−32%Mn−6%Si合金、Fe−20%Mn−5%Si−8%Cr−5%Ni合金、Fe−16%Mn−5%Si−12%Cr−5%Ni合金等が挙げられる。スペーサ部材20、50、66を形成する材料には、Fe−28%Mn−6%Si−5%Cr合金を用いるのが好ましく、NbC添加合金を用いるのがより好ましい。
As the shape memory alloy capable of forming the
形状記憶合金によって形成される部材(以下、「形状記憶部材」とする)の形状記憶処理及び形状回復処理は、例えば、図13のフロー図に示す手順によって行うことができる。 Shape memory processing and shape recovery processing of a member formed of a shape memory alloy (hereinafter referred to as “shape memory member”) can be performed, for example, according to the procedure shown in the flowchart of FIG.
まず、ステップ100で、所定の形状を有するように形状記憶部材を製作する(形状製作工程)。
次に、ステップ102で、形状回復時の形状に形状記憶部材を拘束した状態で形状回復させるときの温度(以下、「形状回復温度」とする)に加熱し、この形状(形状回復時の形状)を記憶させる(記憶処理工程)。
次に、ステップ104で、トレーニング処理を行う(トレーニング処理工程)。このトレーニング処理工程では、形状回復前の形状(例えば、図1(a)における膨張前のスペーサ部材20の形状)に変形させるトレーニング処理時変形付与工程と、所定の温度に加熱するトレーニング処理時加熱工程とを繰り返し行うことにより、形状記憶効果を改善し、形状回復率を向上させる。
First, in
Next, in
Next, in
このようにして、形状が記憶された形状記憶部材は、形状回復前の形状(例えば、図1(a)における膨張前のスペーサ部材20の形状)に変形させた(ステップ106の変形付与工程)後において、形状を回復させたいタイミングで形状回復温度(約300゜C以上)に加熱する(ステップ108の加熱工程)ことにより形状を回復させることができる(ステップ110の形状回復工程)。
Thus, the shape memory member in which the shape was memorized was deformed into a shape before shape recovery (for example, the shape of the
例えば、NbC添加合金の場合、トレーニング処理工程での加工熱処理の仕方によって異なった「回復ひずみ−温度特性」を発揮させることができる。例えば、NbC添加合金に溶体化処理を施した合金(以下、「第1の合金」とする)、NbC添加合金に600°C、14%の温間圧延を施した後、時効してNbCを微細析出させた合金(以下、「第2の合金」とする)、又はNbC添加合金に10%室温引張りでの前加工を施した後、NbCを時効析出させた合金(以下、「第3の合金」とする)によって、スペーサ部材20、50、66を形成することができる。
For example, in the case of an NbC-added alloy, different “recovery strain-temperature characteristics” can be exhibited depending on how the heat treatment is performed in the training process. For example, NbC-added alloy is subjected to solution treatment (hereinafter referred to as “first alloy”), NbC-added alloy is subjected to warm rolling at 600 ° C. and 14%, and then aged to form NbC. A finely precipitated alloy (hereinafter referred to as “second alloy”), or an NbC-added alloy that has been pre-processed by 10% room temperature tension, and then NbC age-aged alloy (hereinafter referred to as “third alloy”) The
ここで、例えば、図1(b)で示した接合構造10において、図14に示すように、スペーサ部材20と貫通孔16の孔壁との間、及びスペーサ部材20とピン部材18との間の径方向の長さをそれぞれd1、d2とし、スペーサ部材20の外形の直径をDとする。
Here, for example, in the
このとき、第1〜第3の合金を用いた場合には、スペーサ部材20の径方向において最大で2%程度の膨張率(スペーサ部材20の材軸方向においては最大で2.5〜4%程度の膨張率)が得られるので、d1=d2≦D×0.02/2を満たす程度の隙間を確保することができる。 At this time, when the first to third alloys are used, the expansion coefficient is about 2% at maximum in the radial direction of the spacer member 20 (2.5 to 4% at maximum in the material axis direction of the spacer member 20). A degree of expansion coefficient) can be obtained, so that a gap satisfying d 1 = d 2 ≦ D × 0.02 / 2 can be secured.
また、第1及び第2の実施形態で示したスペーサ部材20、50、66、及びピン部材18、46、64、72、80の部材強度は、鋼板12、14の部材強度以上にするのが好ましい。特に、スペーサ部材20、50、66の部材強度を大きくすれば、鋼板12、14の接合部に大きな初期剛性を与えることができるので好ましい。
In addition, the member strength of the
また、第1及び第2の実施形態では、スペーサ部材20、50、66を筒状としたが、図15(a)〜(c)の斜視図に示すように、スリット92が形成された中空管状の部材90も、第1及び第2の実施形態における筒状のスペーサ部材に含まれる。図15(a)〜(c)の部材90に示すように、スペーサ部材(部材90)にスリット92を形成することにより、貫通孔16へスペーサ部材(部材90)を挿入し易くなる。
Further, in the first and second embodiments, the
また、第2の実施形態の図12(a)で示したスペーサ部材50の端部(鋼板12側)を、第1の実施形態の図1(a)、(b)や図6(a)、(b)で示したスペーサ部材20の端部26のように、スペーサ部材20の径方向外側に折り返すようにしてもよい。この場合、スペーサ部材50の端部(鋼板12側)に第1の実施形態の図7(a)で示した切り込み38を入れてもよい。
Moreover, the edge part (
また、第1及び第2の実施形態の接合構造10、44を利用して、さまざまな構造部材同士を繋ぎ合わせることができる。例えば、H形鋼桁部材等の構造部材同士を繋ぎ合わせる場合、繋ぎ合わせる一方の構造部材の端部から他方の構造部材の端部に渡って、鋼製の添接板を添わせる。そして、構造部材と添接板とを第1及び第2の実施形態の接合構造10、44を用いて接合する。
Moreover, various structural members can be joined together using the joining
また、第1及び第2の実施形態では、1枚の鋼板12と1枚の鋼板14とを接合構造10、44によって接合した例を示したが、鋼板12、14は、複数枚であってもよい。例えば、1枚の鋼板12を2枚の鋼板14で挟み、これらの鋼板12、14を貫通するピン部材によって3枚の鋼板12、14を接合してもよいし、また、4枚以上の鋼板を重ね合わせてこれらの鋼板を貫通するピン部材によってこれらの鋼板を接合してもよい。
In the first and second embodiments, an example in which one
また、第1及び第2の実施形態では、接合する部材を鋼板12、14としたが、板材以外の部材であってもよい。例えば、角材同士を接合構造10、44によって接合してもよい。
Further, in the first and second embodiments, the members to be joined are the
強い接合強度を必要とする高強度鋼部材同士を添接板を用いて接合する場合、構造部材と添接板との接合面(接触面)に大きな摩擦力を生じさせるためには、多くの数の高力ボルトで構造部材と添接板とを接合しなければならない。さらに、これに伴って高力ボルトが挿入される孔の数も多くなるので、構造部材及び添接板の断面欠損面積も大きくなり、構造部材及び添接板の部材自体の強度が大きく低下してしまう。また、先塗装が施された部材同士を接合する場合、高力ボルトによる摩擦接合では十分な摩擦接合強度が得られないことが考えられる。このように高力ボルトによる摩擦接合が難しい部材同士の接合に、第1及び第2の実施形態の接合構造10、44は特に有効となる。
When joining high-strength steel members that require strong joint strength using joint plates, in order to generate a large frictional force on the joint surface (contact surface) between the structural member and the joint plate, The structural member and the splice plate must be joined with a number of high strength bolts. In addition, the number of holes into which high-strength bolts are inserted increases accordingly, and the cross-sectional defect area of the structural member and attachment plate also increases, and the strength of the structural member and attachment plate member itself is greatly reduced. End up. Moreover, when joining the members with which the pre-coating was given, it is possible that sufficient friction joining strength is not obtained by the friction joining by a high strength bolt. Thus, the joining
また、第1及び第2の実施形態で示した接合構造10、44を、建築物の一部又は全部に用いれば、接合部30、58に曲げモーメントやせん断力が発生したときに生じる初期変形を低減することができる、ピン部材18、46、64、72、80を用いた接合構造10、44を有する建築物を構築することができる。
In addition, if the
以上、本発明の第1及び第2の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、第1及び第2の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although 1st and 2nd embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, You may use combining 1st and 2nd embodiment, Needless to say, the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
10、44 接合構造
12、14 鋼板(部材)
16 貫通孔(孔)
18、46、64、72、80 ピン部材
20、50、66 スペーサ部材
26 端部
38 切り込み
52 ナット
60、74 端部
90 部材(スペーサ部材)
10, 44 Joined
16 Through hole (hole)
18, 46, 64, 72, 80
Claims (15)
前記重ね合わせた部材を貫通する孔と、
前記孔に挿入される中実のピン部材と、
前記ピン部材と前記孔の孔壁との間に介在するスペーサ部材と、
を有し、
前記スペーサ部材と前記孔の孔壁、及び前記スペーサ部材と前記ピン部材とを密着させて前記孔に前記ピン部材を固定する接合構造。 In the joining structure that joins the stacked members,
A hole penetrating the superposed member;
A solid pin member inserted into the hole;
A spacer member interposed between the pin member and a hole wall of the hole;
Have
A joining structure in which the spacer member and the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member are brought into close contact to fix the pin member in the hole.
前記重ね合わせた部材を貫通する孔に中実のピン部材を挿入するピン部材挿入工程と、
前記ピン部材と前記孔の孔壁との間に介在する筒状のスペーサ部材を前記孔に挿入するスペーサ部材挿入工程と、
前記スペーサ部材と前記孔の孔壁、及び前記スペーサ部材と前記ピン部材とを密着させて前記孔に前記ピン部材を固定するピン部材固定工程と、
を有する接合方法。 In the joining method for joining the stacked members,
A pin member insertion step of inserting a solid pin member into a hole penetrating the overlapped member;
A spacer member inserting step of inserting a cylindrical spacer member interposed between the pin member and the hole wall of the hole into the hole;
A pin member fixing step of fixing the pin member to the hole by closely contacting the spacer member and the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member;
A bonding method comprising:
前記重ね合わせた部材を貫通する孔に中実のピン部材を挿入するピン部材挿入工程と、
前記ピン部材と前記孔の孔壁との間に介在する筒状のスペーサ部材を前記孔に挿入するスペーサ部材挿入工程と、
前記孔の孔壁との間に前記スペーサ部材が介在された前記ピン部材の端部を引っ張って、前記スペーサ部材と前記孔の孔壁、及び前記スペーサ部材と前記ピン部材とを密着させるピン部材固定工程と、
を有する接合方法。 In the joining method for joining the stacked members,
A pin member insertion step of inserting a solid pin member into a hole penetrating the overlapped member;
A spacer member inserting step of inserting a cylindrical spacer member interposed between the pin member and the hole wall of the hole into the hole;
A pin member that pulls an end portion of the pin member in which the spacer member is interposed between the hole wall of the hole and tightly contacts the spacer member and the hole wall of the hole, and the spacer member and the pin member. A fixing process;
A bonding method comprising:
The building which has the junction structure of any one of Claims 1-10.
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