JP2011058288A - 接合構造および建築物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リブ16の凸部17を覆って嵌合リブ22を嵌合させるとともに、その反対側からリブ16の凹部18に挿入した座金3を係合させ、座金3を介してリブ16と嵌合リブ22とをファスナー4で締め付けることで、リブ16、嵌合リブ22および座金3を互いに強固に接合することができる。従って、リブ16と嵌合リブ22との間に隙間が形成されず、それらのずれをなくして接合部の変形を防止することができることから、形鋼1および接合金物2を含んで構成される架構の初期剛性を向上させることができる。
【選択図】図2
Description
このような接合構造では、嵌合させた凹溝および凸部によって形鋼とブラケットとの間でせん断力および曲げモーメントが伝達可能であることから、ファスナーを省略できるかファスナーの数を削減することができ、接合作業の作業効率が向上できるようになっている。
強固に接合することができる。すなわち、補強部材によって凹凸部と嵌合凹部または嵌合凸部との嵌合状態を保持するとともに、締付具の締め付けによって嵌合の強さを高めることができ、凹凸部と嵌合凹部または嵌合凸部との間に隙間が形成されないようにできる。従って、凹凸部と嵌合凹部または嵌合凸部とのずれをなくして接合部の変形を防止することができることから、第1部材と第2部材とを接合して構成される架構の初期剛性を向上させることができる。さらに、凹凸部と嵌合凹部または嵌合凸部との嵌合によって第1部材と第2部材との間で荷重が伝達され、締付具のせん断力や摩擦力によって荷重を伝達する必要がないことから、締付具の数としては、凹凸部と嵌合凹部または嵌合凸部との嵌合状態を維持する程度であればよいため、その締め付けに要する作業手間が軽減できる。
このような構成によれば、形鋼の材軸方向に沿って形鋼リブを連続形成して凹凸部とすることで、接合部の長さが任意に設定でき、所定の接合強度に応じて第2部材の嵌合凹部または嵌合凸部と嵌合させる長さ寸法を適宜に設定することができる。また、形鋼リブの断面形状をコ字状や台形状、三角形状に形成することで、締付具で締め付けた際の第2部材の嵌合凹部または嵌合凸部との密着度を高めることができる。
このような構成によれば、形鋼リブと嵌合凹部および補強部材とを略同一断面形状に形成しておき、嵌合凹部で形鋼リブの凸側を覆って嵌合させるとともに、その反対側である形鋼リブの凹側から補強部材を挿入して係合させ、これらを締付具で締め付けることで、形鋼リブ、嵌合凹部および補強部材を互いに強固に接合することができ、接合強度をさらに高めて接合部の剛性を向上させることができる。
このような構成によっても、形鋼リブと嵌合凸部および補強部材とを略同一断面形状に形成しておき、嵌合凸部を形鋼リブの凹側に挿入するとともに、その反対側である形鋼リブの凸側を補強部材で覆って係合させ、これらを締付具で締め付けることで、形鋼リブ、嵌合凸部および補強部材を互いに強固に接合することができ、接合強度をさらに高めて接合部の剛性を向上させることができる。
このような構成によれば、平板部を貫通する貫通孔の周囲を折り曲げて突出させたスチフナによって凹凸部を構成することで、比較的容易な加工で凹凸部を形成することができる。また、スチフナは、第1部材である形鋼の材軸方向や材軸直交方向などの一方向に沿ったものではなく、平板部に離散的に設けられるものであるため、平板部の面に沿った任意の方向に作用する力を第2部材に伝達することができる。従って、スチフナが1つであ
っても、平板部に作用するせん断力のみならず圧縮力や引っ張り力を伝達することができ、さらに、第1部材にスチフナを複数設ければ、前記力に加えて曲げモーメントも第2部材に伝達することができる。
このような構成によれば、スチフナと嵌合凹部および補強部材とを略同一断面形状に形成しておき、嵌合凹部をスチフナの外周に沿って嵌合させるとともに、スチフナの内周側である貫通孔に補強部材を挿入して係合させ、これらを締付具で締め付けることで、スチフナ、嵌合凹部および補強部材を互いに強固に接合することができ、接合強度をさらに高めて接合部の剛性を向上させることができる。
このような構成によっても、スチフナと嵌合凸部および補強部材とを略同一断面形状に形成しておき、嵌合凸部をスチフナの内周側である貫通孔に挿入するとともに、その反対側であるスチフナの外縁に補強部材を係合させ、これらを締付具で締め付けることで、形鋼リブ、嵌合凸部および補強部材を互いに強固に接合することができ、接合強度をさらに高めて接合部の剛性を向上させることができる。
ここで、他の部材としては、第1部材と同様に形鋼からなる柱や梁などの構造部材が例示でき、これらに対して接合金物(ブラケットや継手部材)である第2部材を介して第1部材が接合される。また、第2部材が対向面部を有した第2の形鋼である場合には、ともに形鋼からなる第1および第2の部材同士を直接的に接合することができる。
このような構成によれば、任意の部材同士を適宜に組み合わせて接合して架構を構成することができるとともに、当該架構の剛性を確保することができる。
ここで、冷間成形加工としては、冷間ロール成形や冷間プレス成形が例示でき、このような冷間成形によって第1部材の凹凸部を加工することで、比較的簡便な設備で加工を行うことができ、製造コストを低減させることができる。
このような構成によれば、前述したように、第1部材および第2部材の接合部における変形を防止することができることから、ラーメン架構の初期剛性を向上させることができる。さらに、締付具の数が少なくても第1部材と第2部材との間で確実に荷重を伝達することができることから、締付具の締め付けに要する作業手間が軽減できる。
なお、第2実施形態以降において、次の第1実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第1実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
図1および図2において、本実施形態の接合構造は、梁等の構造部材に用いられる第1部材としての形鋼1と、図示しない柱等(他の部材)に固定された第2部材としての接合金物2とを接合するものであって、補強部材としての座金3と、締付具としてのファスナー4とを備えて構成されている。ここで、図2は、図1に矢視II−II線で示す位置の断面図である。
と同一方向に延びて連続形成され、リブ16の突出部161に沿う上下の嵌合突出部221と、これら嵌合突出部221の先端同士を結びリブ16の先端面部162に沿う嵌合先端面部222とを有して断面略コ字形に形成されている。すなわち、嵌合リブ22は、形鋼1のリブ16と略同一形状に折り曲げられ、当該リブ16の凸部17の外形寸法(外寸)よりも若干大きく形成され、当該凸部17を覆って嵌合可能に構成されている。このように嵌合リブ22でリブ16の凸部17を覆った状態において、上下の嵌合突出部221は、それぞれリブ16の上下の突出部161外面に当接し、嵌合先端面部222は、リブ16の先端面部162外面に当接するようになっている。
次に、本発明の第2実施形態に係る接合構造を図3、図4に基づいて説明する。
本実施形態の接合構造は、前記第1実施形態と比較して、リブ16や嵌合リブ22の形態や、座金3の形態および配置が相違するものの、他の構成は第1実施形態と略同一である。以下、相違点について詳しく説明する。
て嵌合可能な嵌合凸部として構成されている。このように嵌合リブ22をリブ16の凹部18に挿入した状態において、上下の傾斜嵌合突出部223は、それぞれリブ16の上下の傾斜突出部163内面に当接するようになっている。
図4において、接合金物2の嵌合リブ22は、形鋼1のリブ16と略同一形状に折り曲げられ、当該リブ16の凸部17の外形寸法(外寸)よりも若干大きく形成され、当該凸部17を覆って嵌合可能な嵌合凹部として構成されている。このように嵌合リブ22でリブ16の凸部17を覆った状態において、上下の傾斜嵌合突出部223は、それぞれリブ16の上下の傾斜突出部163外面に当接するようになっている。また、座金3は、リブ16の凹部18内面に沿った屈曲状に形成され、接合金物2と反対側から形鋼1のリブ16に係合可能、すなわち、座金3は、凹部18の内形寸法(内寸)よりも若干小さく形成され、当該凹部18に挿入されて係合可能に構成されている。このように座金3をリブ16の凹部18に係合させた状態において、上下の座金傾斜面部32は、上下の傾斜突出部163に当接するようになっている。そして、ファスナー4のボルト41とナット42とを締め付けることで、リブ16の上下の傾斜突出部163と嵌合リブ22の上下の傾斜嵌合突出部223とが強く密接されるとともに、先端面部164と嵌合先端面部224とが密接され、また、上下の傾斜突出部163と上下の座金傾斜面部32とが強く密接されるとともに、先端面部164と座金側面部31とが密接され、リブ16と嵌合リブ22とがずれないようになっている。このように締め付けた状態において、ボルト41の頭部は、座金3の凹み内部に収容され、ウェブ11の一方側に突出しないようになっている。
なお、図3、図4において、座金3は、形鋼1のリブ16側に設けられているが、座金3が接合金物2の嵌合リブ22側に設けられていてもよく、形鋼1のリブ16側と接合金物2の嵌合リブ22側との両方に座金3が設けられていてもよい。
次に、本発明の第3実施形態に係る接合構造を図5〜図7に基づいて説明する。
本実施形態の接合構造は、柱等の構造部材に用いられる第1部材としての第1形鋼5と、梁等の構造部材に用いられる第2部材としての第2形鋼6とを接合するものであって、
補強部材としての挿入プレート7と、締付具としてのファスナー8とを備えて構成されている。
図7(A)において、補強部材は、ファスナー8のボルト81と、ナット82の皿状部84および座金83によって兼用され、前記挿入プレート7が省略されている。すなわち、ボルト81の軸部85が貫通孔56およびスチフナ57の内周面に近接するとともに、皿状部84および座金83を介してスチフナ57,67同士を締め付けることで、それらのずれが防止できるようになっている。
は、皿状部84の外周から第2形鋼6に向かって突出するとともに、スチフナ67の外径寸法(外寸)よりも若干大きな円環状に形成され、スチフナ67の外周に係合可能に構成されている。このような係合部86をスチフナ67の先端部に係合させることで、スチフナ67が拡大方向に開くことが防止できるので、スチフナ57,67同士を径方向に締め付けて挿入プレート7に押し付けることができ、スチフナ57,67のずれが防止できるようになっている。
次に、本発明の第4実施形態に係る接合構造を図8に基づいて説明する。
本実施形態の接合構造は、前記第3実施形態と比較して、第1形鋼5および第2形鋼6を直接接合するものではなく、第1形鋼5同士を接続する第2部材としての接合金物(接合継手)2Aを用いる点が相違している。
接合金物2Aは、薄板軽量鋼の平板からなり、上下に直列する一対の第1形鋼5,5のウェブ51に跨って対向する対向面部23を備え、この対向面部23には、4つの円形の貫通孔24と、各貫通孔24の周囲にて当該対向面部23を折り曲げることで第1形鋼5のウェブ51に向かって突出する嵌合凸部としてのスチフナ25とが、冷間プレス成形によって加工されている。一方、一対の第1形鋼5のウェブ51には、それぞれ前記第3実施形態と同様の貫通孔56およびスチフナ57が各々2箇所ずつに形成されている。
2Aのスチフナ25を第1形鋼5のスチフナ57に嵌合させた状態で、挿入プレート7およびファスナー8によって接合されるようになっている。すなわち、接合金物2Aの上側2箇所のスチフナ25を上側の第1形鋼5における2箇所のスチフナ57に嵌合させるとともに、接合金物2Aの下側2箇所のスチフナ25を下側の第1形鋼5における2箇所のスチフナ57に嵌合させ、嵌合させた各スチフナ25,57位置において、貫通孔24およびスチフナ25に挿入プレート7を挿入してから、ファスナー8のボルト81とナット82とを締め付ける。これにより、一対の第1形鋼5と接合金物2Aとが接合され、上下の第1形鋼5同士が連結されるようになっている。
すなわち、図9において、第1形鋼5のスチフナ57は、フランジ52,53と同じ側つまり第1形鋼5の内部側に突出して折り曲げ加工されており、接合金物2Aの貫通孔24は、第1形鋼5のスチフナ57を挿通させることができる大きさで形成されている。また、ファスナー8は、第1形鋼5のウェブ51外面側からボルト81を挿通し、第1形鋼5の内部にて接合金物2Aを挟んでナット82に螺合することで、一対の第1形鋼5と接合金物2Aとが接合され、上下の第1形鋼5同士が連結されるようになっている。
以上の本実施形態によれば、前記第3実施形態と略同様の効果が得られるとともに、上下の第1形鋼5の各々に2箇所ずつのスチフナ57を形成して接合金物2Aのスチフナ25と嵌合させることで、2箇所のスチフナ25,57間に作用する偶力によって曲げモーメントを伝達することができる。
次に、本発明の建築物を図10に基づいて説明する。
本実施形態の建築物は、前記各実施形態の接合構造を用いて接合される第1部材としての柱Cおよび梁Gと、これらの柱Cおよび梁Gを接合する柱梁接合部Jとを備え、柱C、梁Gおよび柱梁接合部Jを含んで構成されるラーメン架構Rによって主体構造が構成されている。ここで、図10は、ラーメン架構Rの一部を拡大して示す側面図である。
すなわち、図11に示すラーメン架構Rは、前記柱Cおよび梁Gから前記リブC2,G2が省略され、前記柱梁接合部JのブラケットJ1から前記嵌合リブJ2が省略されて構成され、柱Cおよび梁GのスチフナC4,G4とブラケットJ1のスチフナJ3とを嵌合させた状態で、ファスナー8を締め付けることで、柱Cおよび梁Gと柱梁接合部Jとが剛
接合されるようになっている。
また、図12に示すラーメン架構Rは、図10の柱Cおよび梁Gから前記スチフナC4,G4が省略され、前記柱梁接合部JのブラケットJ1から前記スチフナJ3が省略され、柱Cおよび梁GのリブC2,G2とブラケットJ1の嵌合リブJ2とを嵌合させた状態で、座金3を介してファスナー4を締め付けることで、柱Cおよび梁Gと柱梁接合部Jとが剛接合されるようになっている。
例えば、前記実施形態では、柱や梁として用いられる構造部材に第1部材や第2部材を適用した例を説明したが、本発明における第1および第2の部材は、柱や梁に限らず、トラス材や屋根、床等の支持材などに適用することも可能である。さらに、本発明の接合構造は、建築物に限らず、橋梁や道路橋などの土木構造物や鉄塔などの工作物などに利用されてもよい。
また、前記実施形態では、形鋼1と接合金物2とを接合したり、第1形鋼5と第2形鋼6とを接合したり、柱Cおよび梁Gと柱梁接合部Jとを接合したりなど、互いに一対の部材同士を接合する場合を説明したが、本発明の接合構造は、2つの部材同士を接合する場合に限らず、3つ以上の部材同士を互いに接合する構造に利用することも可能である。
さらに、第1部材としては、形鋼1や第1形鋼5などの薄板軽量溝形鋼に限らず、重量鉄骨などであってもよく、また第2部材としては、接合金物2,2Aや第2形鋼6に限らず、嵌合凹部や嵌合凸部が形成されたものであれば任意の部材が採用できる。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Claims (10)
- 第1および第2の部材からなる一対の被接合材同士を接合する接合構造であって、
前記第1部材は、少なくとも1つの平板部を有した形鋼からなり、当該第1部材の平板部には、一方の面側が突出して他方の面側が凹んだ凹凸部が形成され、
前記第2部材は、前記平板部に対向する対向面部を有し、当該対向面部には、前記凹凸部の一方の面側に嵌合可能な嵌合凹部が形成されるか、または前記凹凸部の他方の面側に嵌合可能な嵌合凸部が形成されており、
前記平板部を挟んで前記第2部材と反対側の前記凹凸部と、前記第2部材の嵌合凹部または嵌合凸部と、の少なくとも一方に係合する補強部材と、
前記凹凸部と嵌合凹部または嵌合凸部とが嵌合した状態で前記補強部材を介して前記第1部材と第2部材とを締め付ける締付具とを備えることを特徴とする接合構造。 - 請求項1に記載の接合構造において、
前記凹凸部は、前記第1部材の材軸方向に沿って連続形成される形鋼リブを有して構成され、当該形鋼リブは、前記平板部から一方側に突出する断面コ字状に形成されるか、一方側に幅が狭まくなる断面台形状に形成されるか、または一方側に頂点を有する断面三角形状に形成されていることを特徴とする接合構造。 - 請求項2に記載の接合構造において、
前記第2部材に設けられる前記嵌合凹部は、前記形鋼リブの凸側外寸よりも若干大きくかつ略同一断面形状のリブ状に形成されるとともに、当該形鋼リブの凸側を覆って嵌合可能に構成され、
前記補強部材は、前記形鋼リブの凹側内寸よりも若干小さくかつ略同一形状に折り曲げ形成され、当該形鋼リブの凹側に挿入されて係合可能に構成されていることを特徴とする接合構造。 - 請求項2に記載の接合構造において、
前記第2部材に設けられる前記嵌合凸部は、前記形鋼リブの凹側内寸よりも若干小さくかつ略同一断面形状のリブ状に形成されるとともに、当該形鋼リブの凹側に挿入されて嵌合可能に構成され、
前記補強部材は、前記形鋼リブの凸側外寸よりも若干大きくかつ略同一形状に折り曲げ形成され、当該形鋼リブの凸側を覆って係合可能に構成されていることを特徴とする接合構造。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の接合構造において、
前記凹凸部は、前記第1部材の平板部を貫通する貫通孔の周囲にて当該平板部を折り曲げることで一方側に突出するスチフナを有して構成されていることを特徴とする接合構造。 - 請求項5に記載の接合構造において、
前記第2部材に設けられる前記嵌合凹部は、前記スチフナの外寸よりも若干大きくかつ略同一形状のスチフナ状に形成されるとともに、当該スチフナの外周に沿って嵌合可能に構成され、
前記補強部材は、前記スチフナの内寸よりも若干小さく形成され、当該スチフナの貫通孔に挿入されて係合可能に構成されていることを特徴とする接合構造。 - 請求項5に記載の接合構造において、
前記第2部材に設けられる前記嵌合凸部は、前記スチフナの内寸よりも若干小さくかつ略同一形状のスチフナ状に形成されるとともに、当該スチフナの貫通孔に挿入されて嵌合
可能に構成され、
前記補強部材は、前記スチフナの外寸よりも若干大きく形成され、当該スチフナの外縁に係合可能に構成されていることを特徴とする接合構造。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の接合構造において、
前記第2部材は、前記第1部材と他の部材とを接合する接合金物、および前記対向面部を有した第2の形鋼の少なくともいずれか一方であることを特徴とする接合構造。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載の接合構造において、
前記第1部材の凹凸部は、冷間成形加工によって形成されていることを特徴とする接合構造。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載の接合構造によって接合された第1部材および第2部材を備える建築物であって、
前記接合された第1部材および第2部材を含むラーメン架構を備えることを特徴とする建築物。
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