JP2011058288A - 接合構造および建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】接合部における接合作業の簡便化を図るとともに接合部の変形を防止して架構剛性の向上を図ることができる接合構造および建築物を提供すること。
【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

本発明は、接合構造および建築物に係り、詳しくは、形鋼同士を接合したり形鋼とブラケットや継手部材などとを接合したりなど、一対の被接合材同士を接合する接合構造、および当該接合構造によって接合された部材を備える建築物に関するものである。

従来、形鋼とブラケット等との接合構造として、形鋼の材軸方向に沿って凹溝（凹部）を形成しておくとともに、ブラケット（接合金物）に凸部を形成しておき、凹溝と凸部とを嵌合させる構造や、凹溝と凸部とを嵌合させた状態で形鋼とブラケットとをファスナー（ボルトおよびナット）で緊結する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
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。

特開２００２−１３８５８５号公報

ところで、特許文献１記載の接合構造において、互いに嵌合させただけでは凹溝と凸部との間にガタができてしまい、形鋼とブラケットとの間に作用する荷重に対して、接合部の初期剛性が必ずしも十分に確保できない可能性がある。すなわち、凹溝と凸部との間に微少な隙間が存在した場合には、荷重が作用した際に接合部においてずれや回転が生じ、接合部と反対の形鋼の他方端にいくほど大きな変形となってしまい、架構としての剛性が低下することとなってしまう。このため、従来の接合構造を架構に用いた建築物では、架構の内部にブレースなどを設けることで、このブレースによって架構の剛性を高めるような工夫がなされている。

本発明の目的は、接合部における接合作業の簡便化を図るとともに接合部の変形を防止して架構剛性の向上を図ることができる接合構造および建築物を提供することにある。

本発明の接合構造は、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。

以上の本発明によれば、第１部材の凹凸部と第２部材の嵌合凹部または嵌合凸部とを嵌合させるとともに、凹凸部や嵌合凹部または嵌合凸部に補強部材を係合させ、この補強部材を介して第１部材と第２部材とを締付具で締め付けることで、第１部材と第２部材とを
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。

この際、本発明の接合構造では、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が好ましい。
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。

さらに、本発明の接合構造では、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が好ましい。
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。

また、本発明の接合構造では、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てもよい。
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。

また、本発明の接合構造では、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が好ましい。
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。

この際、本発明の接合構造では、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が好ましい。
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。

また、本発明の接合構造では、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てもよい。
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。

また、本発明の接合構造では、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。
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。

以上の本発明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が好ましい。
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。

一方、本発明の建築物は、前記いずれか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。
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。

以上のような本発明の接合構造および建築物によれば、第１部材の凹凸部と第２部材の嵌合凹部または嵌合凸部とを嵌合させるとともに、凹凸部や嵌合凹部または嵌合凸部に補強部材を係合させ、この補強部材を介して第１部材と第２部材とを締付具で締め付けることで、必要最小限の締付具によって部材間の荷重を確実に伝達することができ、接合部の変形を抑制して架構としての剛性を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る接合構造を示す側面図である。 前記接合構造を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る接合構造を拡大して示す断面図である。 第２実施形態の変形例を拡大して示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る接合構造を示す分解斜視図である。 前記接合構造を示す断面図である。 (Ａ)〜(Ｄ)は、第３実施形態の変形例を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る接合構造を示す分解斜視図である。 第４実施形態の変形例に係る接合構造を示す分解斜視図である。 本発明の建築物におけるラーメン架構の一部を示す側面図である。 前記ラーメン架構の変形例を示す側面図である。 前記ラーメン架構の他の変形例を示す側面図である。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
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。

〔第１実施形態〕
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。

形鋼１は、冷間成形の薄板軽量溝形鋼（リップ溝形鋼）であり、図１中左右方向の材軸方向に長尺に形成されるとともに、図１、２中上下方向に延びる平板部としてのウェブ１１と、このウェブ１１の上下に連続して延びる上下のフランジ１２，１３と、各フランジ１２，１３の先端から折れ曲がった折返し片１４，１５とを有して断面略Ｃ字形に形成されている。ウェブ１１には、フランジ１２，１３と同じ側（図２の左側）に突出して折り曲げ加工された形鋼リブ（凹凸部）としての上下２条のリブ１６が材軸方向に沿って連続形成されている。これらのリブ１６は、冷間プレス成形または冷間ロール成形によって加工されており、それぞれウェブ１１から突出する上下の突出部１６１と、これら突出部１６１の先端同士を結ぶ先端面部１６２とを有して断面略コ字形に形成されている。すなわち、このようなリブ１６によってウェブ１１には、フランジ１２，１３と同じ側である一方側に突出した凸部１７と、ウェブ１１を挟んで反対側である他方側（図２の右側）が凹んだ凹部１８とが形成されている。

接合金物２は、薄板軽量鋼の平板を冷間プレス成形または冷間ロール成形によって折り曲げ加工したものであって、形鋼１のウェブ１１の一方側に対向する対向面部２１と、この対向面部２１からウェブ１１と反対側に突出して折り曲げ加工された嵌合凹部としての上下２条の嵌合リブ２２とを有して形成されている。嵌合リブ２２は、形鋼１のリブ１６
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。

座金３は、平板状の鋼板からなり、接合金物２と反対側から形鋼１のリブ１６に係合可能に構成されている。すなわち、座金３は、全体矩形状に形成され、その上下の幅寸法は、リブ１６の凹部１８の幅寸法（内寸）、つまり上下の突出部１６１間の間隔寸法よりも若干小さく形成され、凹部１８に挿入されてリブ１６と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に挿入した状態において、座金３の上下辺は、上下の突出部１６１内面に当接し、座金３の側面は、リブ１６の先端面部１６２内面に当接するようになっている。

ファスナー４は、座金３を介して形鋼１のリブ１６と接合金物２の嵌合リブ２２とを締め付けるものであって、形鋼１の他方側（図２の右側）から座金３、リブ１６の先端面部１６２および嵌合リブ２２の嵌合先端面部２２２を貫通して一方側へ挿入されるボルト４１と、接合金物２の側（図２の左側）からボルト４１に螺合されるナット４２とを有して構成されている。これらのボルト４１とナット４２とを締め付けることで、座金３を介して先端面部１６２が嵌合先端面部２２２に密接され、嵌合されたリブ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、凹部１８の内部に収容され、ウェブ１１の一方側に突出しないようになっている。

以上の本実施形態によれば、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と他の部材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。さらに、リブ１６と嵌合リブ２２との嵌合によって形鋼１と接合金物２との間で荷重が確実に伝達されることから、ファスナー４の数を最小限、例えば１つの座金３に対して１箇所とすることができ、その締め付けに要する作業手間が軽減できる。

〔第２実施形態〕
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。

図３において、形鋼１に形成されるリブ１６は、ウェブ１１から互いに近づく方向に突出する上下の傾斜突出部１６３と、これら傾斜突出部１６３の先端同士を結ぶ先端面部１６４とを有して断面略台形状に形成され、このようなリブ１６によって凸部１７と凹部１８とが形成されている。接合金物２の嵌合リブ２２は、リブ１６の傾斜突出部１６３に沿う上下の傾斜嵌合突出部２２３と、これら傾斜嵌合突出部２２３の先端同士を結びリブ１６の先端面部１６４に沿う嵌合先端面部２２４とを有して断面略台形状に形成されている。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。

また、座金３は、形鋼１のリブ１６の凸部１７外面に沿った屈曲状に形成され、接合金物２と反対側からリブ１６の凸部１７に係合可能に構成されている。すなわち、座金３は、リブ１６の先端面部１６４に沿った座金側面部３１と、上下の傾斜突出部１６３に沿った上下の座金傾斜面部３２とを有し、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を覆って係合可能に構成されている。このように座金３を凸部１７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、嵌合リブ２２の凹み内部に収容され、対向面部２１の一方側に突出しないようになっている。

また、本実施形態において、リブ１６、嵌合リブ２２および座金３は、上述のものに限らず、図４に示す形態のものでもよい。
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。

以上の本実施形態によれば、前記第１実施形態と略同様の効果が得られるとともに、リブ１６、嵌合リブ２２および座金３にそれぞれ、傾斜突出部１６３、傾斜嵌合突出部２２３および座金傾斜面部３２を形成し、これらがファスナー４の締め付けによって互いに密接するように構成したことで、リブ１６と嵌合リブ２２とをより強固に接合することができるようになる。
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。

〔第３実施形態〕
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。

第１形鋼５は、冷間成形の薄板軽量溝形鋼（リップ溝形鋼）であり、上下方向の材軸方向に長尺に形成されるとともに、平板部としてのウェブ５１と、このウェブ５１の左右に連続して延びる一対のフランジ５２，５３と、各フランジ５２，５３の先端から折れ曲がった折返し片５４，５５とを有して断面略Ｃ字形に形成されている。ウェブ５１には、円形の貫通孔５６と、貫通孔５６の周囲にて当該ウェブ５１を折り曲げることで一方側であるフランジ５２，５３と反対側に突出するスチフナ５７とが、冷間プレス成形または冷間ロール成形によって加工されている。すなわち、スチフナ５７によって、一方の面側であるフランジ５２，５３と反対側に突出し、かつ他方の面側であるフランジ５２，５３の側が凹んだ凹凸部が構成されている。

第２形鋼６は、第１形鋼５と同様に、冷間成形の薄板軽量溝形鋼（リップ溝形鋼）であり、左右方向の材軸方向に長尺に形成されるとともに、対向面部としてのウェブ６１と、このウェブ６１の上下に連続して延びる一対のフランジ６２，６３と、各フランジ６２，６３の先端から折れ曲がった折返し片６４，６５とを有して断面略Ｃ字形に形成されている。ウェブ６１には、円形の貫通孔６６と、貫通孔６６の周囲にて当該ウェブ６１を折り曲げることでフランジ６２，６３と同じ側に突出するスチフナ６７とが、冷間プレス成形によって加工されている。このスチフナ６７は、その内径が第１形鋼５のスチフナ５７の外径寸法（外寸）よりも若干大きな同心円状に形成され、貫通孔６６にスチフナ５７を挿入して嵌合可能に形成されており、当該スチフナ６７によって嵌合凹部が構成されている。

挿入プレート７は、第１形鋼５の貫通孔５６およびスチフナ５７に挿入可能な円盤状に形成されており、挿入した状態で貫通孔５６およびスチフナ５７の内周面に当接して係合可能な外周面７１を有して構成されている。また、挿入プレート７の略中心位置には、ファスナー８のボルト８１を挿通可能な挿通孔７２が形成されている。

ファスナー８は、ボルト８１と、ボルト８１に螺合されるナット８２と、座金８３とを有して構成され、ナット８２には、第１形鋼５および第２形鋼６のスチフナ５７，６７先端部に当接可能な円盤状の皿状部８４が形成されている。そして、座金８３を第１形鋼５のウェブ５１に当接させるとともに、この座金８３を通して挿入プレート７の挿通孔７２にボルト８１を挿通させ、このボルト８１にナット８２を螺合して皿状部８４をスチフナ５７，６７先端部に当接させつつ、ボルト８１とナット８２とを締め付けることで、スチフナ５７，６７同士が嵌合し、第１形鋼５と第２形鋼６とが接合されるようになっている。この際、貫通孔５６およびスチフナ５７の内周面に挿入プレート７が当接することで、スチフナ５７，６７同士のずれが防止されるとともに、ボルト８１およびナット８２の締め付け力によってスチフナ５７，６７が変形するのが防止できるようになっている。

なお、本実施形態において、補強部材および締付具の構成としては、前述したものに限らず、図７(Ａ)〜(Ｄ)に示すものでもよい。
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。

図７(Ｂ)において、補強部材としては、前記挿入プレート７に加えて、ファスナー８におけるナット８２の皿状部８４に設けた係合部８６を備えて構成されている。係合部８６
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。

図７(Ｃ)において、補強部材および締付具を兼用する部材として、スリーブリング９が設けられている。このスリーブリング９は、第１形鋼５側の第１スリーブ９１と、第２形鋼６側の第２スリーブ９２とを備え、これらの筒状部９３，９４同士を互いに圧入して嵌合させることで固着可能になっている。そして、第１スリーブ９１の筒状部９３を第１形鋼５の貫通孔５６に挿通してその皿状部９５で貫通孔５６周辺を押圧するとともに、第２スリーブ９２の筒状部９４を第１スリーブ９１の筒状部９３に挿通してその皿状部９６でスチフナ５７，６７先端を押圧することで、第１形鋼５と第２形鋼６とを締め付けて接合でき、スチフナ５７，６７を径方向内側から拘束することで、スチフナ５７，６７の変形やずれが防止できるようになっている。

図７(Ｄ)において、第１形鋼５および第２形鋼６のスチフナ５７，６７は、それぞれウェブ５１，６１から傾斜して突出する円錐台状の傾斜面部５８，６８を有して構成されている。また、ファスナー８は、円錐台形状の傾斜座金８７，８８を有し、これらの傾斜座金８７，８８によって補強部材が構成されている。すなわち、傾斜座金８７，８８を各々スチフナ５７，６７の傾斜面部５８，６８に当接させた状態で、ボルト８１とナット８２とを締め付けることで、傾斜座金８７，８８からの締め付け力が傾斜面部５８，６８同士を密接させる方向に作用し、スチフナ５７，６７同士のずれが防止できるようになっている。また、ボルト８１の頭部は、スチフナ５７の凹み内部に収容され、ウェブ５１の側に突出しないようになっている。

以上の本実施形態によれば、スチフナ５７，６７同士を嵌合させるとともに、貫通孔５６およびスチフナ５７に挿入プレート７やスリーブリング９等を挿入したり、ナット８２の皿状部８４および座金８３あるいは傾斜座金８７，８８を介して第１形鋼５および第２形鋼６を締め付けることで、スチフナ５７，６７同士を互いに強固に接合することができる。従って、スチフナ５７，６７同士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、第１形鋼５および第２形鋼６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。さらに、スチフナ５７，６７同士の嵌合によって第１形鋼５と第２形鋼６との間で荷重が確実に伝達されることから、ファスナー８の数を最小限にでき、その締め付けに要する作業手間が軽減できる。

〔第４実施形態〕
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。

以上のような一対の第１形鋼５と接合金物２Ａとは、第３実施形態と同様に、接合金物
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。

なお、本実施形態の接合構造としては、図９に示すものでもよい。
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。

〔第５実施形態〕
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。

図１０において、柱Ｃおよび梁Ｇは、それぞれ前記第１、２実施形態の形鋼１や第３、４実施形態の第１形鋼５と同様の薄板軽量溝形鋼から構成され、その平板部であるウェブＣ１，Ｇ１には、第１、２実施形態の形鋼１と同様の２本のリブＣ２，Ｇ２と、第３、４実施形態の第１形鋼５と同様の貫通孔Ｃ３，Ｇ３およびスチフナＣ４，Ｇ４とが形成されている。柱梁接合部Ｊは、第１、２実施形態の接合金物２と同様のブラケットＪ１を２つ備え、これらのブラケットＪ１には、それぞれ第１、２実施形態の接合金物２と同様の２本の嵌合リブＪ２と、第３、４実施形態の第２形鋼６や接合金物２Ａと同様の２箇所の貫通孔（不図示）およびスチフナＪ３とが形成されている。

以上の柱Ｃおよび梁Ｇと柱梁接合部ＪのブラケットＪ１とは、それぞれリブＣ２，Ｇ２と嵌合リブＪ２とを嵌合させた状態で、第１、２実施形態と同様の座金３およびファスナー４によって接合されるとともに、スチフナＣ４，Ｇ４とスチフナＪ３とを嵌合させた状態で、第３、４実施形態と同様のファスナー８によって接合されるようになっている。このように柱梁接合部Ｊを介して接合された柱Ｃおよび梁Ｇは、互いに剛接合されることでラーメン架構Ｒの初期剛性が確保できることから、ブレース等を用いなくても、主体構造としての良好な剛性や耐力が確保できるようになっている。

なお、本実施形態のラーメン架構Ｒとしては、図１１や図１２に示すものでもよい。
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。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
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。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
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。

１…形鋼（第１部材）、２，２Ａ…接合金物（第２部材）、３…座金（補強部材）、４，８…ファスナー（締付具）、５…第１形鋼（第１部材）、６…第２形鋼（第２部材）、７…挿入プレート（補強部材）、９…スリーブリング（補強部材、締付具）、１１，５１…ウェブ（平板部）、１６…リブ（凹凸部としての形鋼リブ）、２１…対向面部、２２…嵌合リブ（嵌合凹部、嵌合凸部）、２４…貫通孔、２５…スチフナ（嵌合凸部）、５６…貫通孔、５７…スチフナ（凹凸部）、６１…ウェブ（対向面部）、６６…貫通孔、６７…スチフナ（嵌合凹部）、Ｃ…柱（第１部材）、Ｇ…梁（第１部材）、Ｊ…柱梁接合部（第２部材）、Ｒ…ラーメン架構。

Claims (10)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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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