JP2020094454A - 鋼材どうしの接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊な部材を必要としない鋼材どうしの接合構造を提供する。【解決手段】鋼材どうしの接合構造１００は、平板状をなし所定の厚さで形成された平板部１１Ｂを有する第一鋼材１と、平板状をなし所定の厚さで形成され、厚さ方向が平板部１１Ｂの厚さ方向と同じ方向を向くように、平板部１１Ｂと隣接配置されたスペーサー４と、平板部１１Ｂ及びスペーサー４の厚さ方向の一方側に配置された挟持部材５と、平板部１１Ｂ及びスペーサー４の厚さ方向の他方側に配置された第二鋼材２と、挟持部材５と第二鋼材２とが平板部１１Ｂ及びスペーサー４を挟み込んだ状態で、挟持部材５、第二鋼材２及びスペーサー４を締結する締結部材５，６と、平板部１１Ｂと第二鋼材２との間に接着剤が充填された第一接着層３と、を備え、スペーサー４の厚さｔ３は、平板部１１Ｂの厚さｔ１よりも第一接着層３の厚さｔ２分厚いことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、鋼材どうしの接合構造に関するものである。

従来から、既存鉄骨造建物の改装工事や耐震補強工事において、鉄骨フレーム（ぶどう棚）を追加する等の目的で、既存鉄骨梁にガセットプレートを設置し、ガセットプレートに吊ボルト等を設けることがある。

鉄骨梁にガセットプレートを溶接したり、鉄骨梁のフランジに孔を開け高力ボルトでＴ形部材（ガセットプレート）を接合したりすることがある。しかしながら、溶接作業をする際には、火災防止のため、工事区域の養生が大掛かりになってしまう。また、高力ボルト接合の場合は、孔開け作業が困難な上、母材が断面欠損となり梁の構造性能が低下してしまう。

このため、既存鉄骨梁のフランジに隣接してスペーサーを設け、上側添板及び下側添板で梁のフランジ及びスペーサーを挟み込むように上下に配置し、上側添板と下側添板とを高力ボルト締め付けて、梁のフランジと上側添板及び下側添板とを摩擦接合させた工法が提案されている（下記の特許文献１参照）。下側添板には、ガセットプレートが接合されている。

特許第４０４２９９６号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載された工法では、ガセットプレートのずれに対して、高力ボルト締結による摩擦力または部材の局所的な支圧によって抵抗するため、極厚の添板等の部材が必要になるという問題点がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、特殊な部材を必要としない鋼材どうしの接合構造を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る鋼材どうしの接合構造は、平板状をなし所定の厚さで形成された平板部を有する第一鋼材と、平板状をなし所定の厚さで形成され、厚さ方向が前記平板部の厚さ方向と同じ方向を向くように、前記平板部と隣接配置されたスペーサーと、前記平板部及び前記スペーサーの厚さ方向の一方側に配置された挟持部材と、前記平板部及び前記スペーサーの厚さ方向の他方側に配置された第二鋼材と、前記挟持部材と前記第二鋼材とが前記平板部及び前記スペーサーを挟み込んだ状態で、前記挟持部材、前記第二鋼材及び前記スペーサーを締結する締結部材と、前記平板部と前記第二鋼材との間に接着剤が充填された第一接着層と、を備え、前記スペーサーの厚さは、前記平板部の厚さよりも前記第一接着層の厚さ分厚いことを特徴とする。

このように構成された鋼材どうしの接合構造では、第二鋼材から入力された荷重は、挟持部材と平板部との支圧により第一鋼材へ伝達される。また、第一鋼材の材軸直交方向の荷重は、スペーサーと平板部との支圧により第一鋼材へと伝達される。第一鋼材の材軸方向の荷重に対しては、第一接着層により抗するとともに、接合部分に回転が発生すると、接合部分の回転に伴いスペーサーが平板部に接触し、その摩擦力により応力伝達が行われる。
また、スペーサーの厚さは平板部の厚さよりも第一接着層の厚さ分厚いため、平板部における第二鋼材側を向く面や第二鋼材における平板部側と向く面に不陸等があっても、第一接着層の厚さが確実に確保され、第二鋼材は平板部に確実に接合される。よって、特殊な部材を必要とせずに、第一鋼材に第二鋼材を適切に接合することができる。

また、本発明に係る鋼材どうしの接合構造では、前記第一鋼材は、フランジが前記平板部とされたＨ形鋼材で構成された梁であり、前記第二鋼材は、前記挟持部材との間で、前記平板部及び前記スペーサーを挟み込む挟持プレートと、前記挟持プレートと直交して設けられたガセットプレートと、を有し、前記ガセットプレートは、前記第一鋼材のウェブと幅方向の位置がずれて配置されていることが好ましい。

このように構成された鋼材どうしの接合構造では、第一鋼材の材軸方向の荷重に対しては、ガセットプレートが第一鋼材のウェブと幅方向の位置がずれて（偏心して）いることにより、接合部分が確実に回転する。接合部分の回転に伴いスペーサーが平板部に接触することで、摩擦力が確実に生じて応力伝達が行われる。よって、特殊な部材を必要とせずに、Ｈ形鋼材で構成された梁に第二鋼材を適切に接合することができる。

また、本発明に係る鋼材どうしの接合構造では、前記第一鋼材は、フランジが前記平板部とされたＨ形鋼材で構成された梁であり、前記第一接着層は、前記フランジの幅方向の一方側に偏って配置されていてもよい。

このように構成された鋼材どうしの接合構造では、第一接着層がフランジの幅方向の一方側に偏って（偏心して）配置されていることにより、接合部分が確実に回転する。接合部分の回転に伴いスペーサーが平板部に接触することで、摩擦力が確実に生じて応力伝達が行われる。よって、特殊な部材を必要とせずに、第一鋼材に第二鋼材を適切に接合することができる。

また、本発明に係る鋼材どうしの接合構造では、前記第一鋼材は、フランジが前記平板部とされたＨ形鋼材で構成された柱であり、前記第二鋼材は、前記挟持部材との間で、前記平板部及び前記スペーサーを挟み込む挟持部と、ブレースが連結された連結部と、を有し、前記ブレースと前記連結部との連結位置は、前記柱の幅方向の中心から幅方向に位置がずれて配置されていてもよい。

このように構成された鋼材どうしの接合構造では、第一鋼材の材軸方向の荷重に対して、ブレースと連結部との連結位置が第一鋼材の幅方向の中心から幅方向の位置がずれて（偏心して）いることにより、接合部分が確実に回転する。接合部分の回転に伴いスペーサーが平板部に接触することで、摩擦力が確実に生じて応力伝達が行われる。よって、特殊な部材を必要とせずに、Ｈ形鋼材で構成された柱に第二鋼材を適切に接合することができる。

また、本発明に係る鋼材どうしの接合構造では、Ｈ形鋼材で構成された梁と、平板状をなし所定で形成され、厚さ方向が前記梁のフランジの厚さ方向と同じ方向を向くように、前記フランジと隣接配置されたスペーサーと、前記フランジ及び前記スペーサーの厚さ方向の一方側に配置された挟持部材と、前記フランジ及び前記スペーサーの厚さ方向の他方側に配置された接合鋼材と、前記挟持部材と前記接合鋼材とが前記フランジ及び前記スペーサーを挟み込んだ状態で、前記挟持部材、前記接合鋼材及び前記スペーサーを締結する締結部材と、前記フランジと前記接合鋼材との間で、接着剤が全領域にわたって充填された第一接着層と、前記フランジと前記挟持部材との間に接着剤が充填された第二接着層と、前記フランジの小口と前記スペーサーの小口との間に接着剤が充填された第三接着層と、を備え、前記接合鋼材は、前記挟持部材との間で、前記フランジ及び前記スペーサーを挟み込む挟持プレートと、前記挟持プレートと直交して設けられたガセットプレートと、を有し、前記ガセットプレートは、前記梁のウェブと幅方向の位置を揃えて配置され、前記スペーサーの厚さは、前記フランジの厚さよりも前記第一接着層の厚さ及び前記第二接着層の厚さの合計分厚いことを特徴とする。

このように構成された鋼材どうしの接合構造では、スペーサーの厚さはフランジの厚さよりも第一接着層の厚さ及び第二接着層の厚さの合計分厚いため、フランジにおける接合鋼材側を向く面や接合鋼材におけるフランジ側と向く面に不陸等があっても、第一接着層の厚さが確実に確保され、接合鋼材はフランジに確実に接合される。よって、特殊な部材を必要とせずに、梁に接合鋼材を適切に接合することができる。
また、ガセットプレート及び第一接着層は偏心していないため、梁の材軸方向のずれに対しては第一接着層で抗することができる。

本発明に係る鋼材どうしの接合構造によれば、特殊な部材を必要とせずに、鋼材どうしを接合することができる。

本発明の第一実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す縦断面図である。 図１のＡ方向矢視図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第一実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す平面図である。 本発明の第一実施形態に係る鋼材どうしの接合構造において、鉛直方向の荷重の応力伝達機構を示す縦断面図である。 本発明の第一実施形態に係る鋼材どうしの接合構造において、梁材軸直交方向の荷重の応力伝達機構を示す平面図である。 本発明の第一実施形態に係る鋼材どうしの接合構造において、梁材軸方向の荷重の応力伝達機構を示す平面図である。 本発明の第二実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す縦断面図である。 図８のＣ方向矢視図である。 図８のＤ−Ｄ線断面図である。 本発明の第二実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す平面図である。 本発明の第三実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す縦断面図である。 図１２のＥ方向矢視図である。 図１２のＦ−Ｆ線断面図である。 本発明の第三実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す平面図である。 本発明の第四実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す平断面図である。 図１６のＧ方向矢視図である。 図１６のＨ−Ｈ線断面図である。 本発明の第一実施形態の実施例に係る鋼材どうしの接合構造を示す縦断面図である。 図１９のＩ方向矢視図である。 図１９のＪ−Ｊ線断面図である。 本発明の第一実施形態の実施例に係る鋼材どうしの接合構造を示す平面図である。 本発明の第一実施形態の比較例に係る鋼材どうしの接合構造を示す縦断面図である。 図２３のＫ方向矢視図である。 図２３のＬ方向矢視図である。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態に係る鋼材どうしの接合構造について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す縦断面図である。図２は、図１のＡ方向矢視図である。図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１は、第一鋼材の延在方向と直交する方向に沿う断面図である。
図１から図３に示すように、鋼材どうしの接合構造１００は、Ｈ形鋼材で構成された梁１に、Ｔ形部材２を接合するものである。鋼材どうしの接合構造１００は、梁（第一鋼材）１と、Ｔ形部材（第二鋼材）２と、下部接着層（第一接着層）３と、スペーサー４と、上側鋼板（挟持部材）５と、高力ボルト（締結部材）６及びナット（締結部材）７と、を備えている。

図１に示すように、梁１は、水平方向に延びるように配置されている。本実施形態では、梁１は、Ｈ形鋼材で構成されている。梁１は、一対のフランジ１１Ａ，１１Ｂと、ウェブ１２と、を有している。
なお、以下の説明において、フランジ１１Ａ，１１Ｂの幅方向（図１に示す紙面左右方向）を幅方向Ｘと称することがある。

一対のフランジ１１Ａ，１１Ｂは、鉛直方向Ｚに離間して配置されている。フランジ１１Ａは、上側に配置されている。フランジ（平板部）１１Ｂは、下側に配置されている。なお、以下の説明において、フランジ１１Ａ，１１Ｂを総称して、フランジ１１と称することがある。

各フランジ１１は、平板状に形成されている。フランジ１１は、板厚方向を鉛直方向Ｚに向けて配置されている。フランジ１１Ｂの厚さ寸法を、ｔ１とする。

ウェブ１２は、上下のフランジ１１を、フランジ１１の幅方向Ｘの略中央位置で連結している。ウェブ１２は、平板状に形成されている。ウェブ１２は、板厚方向を幅方向Ｘに向けて配置されている。

Ｔ形部材２は、梁１の下方（スペーサー４の厚さ方向の他方側）に配置されている。Ｔ形部材２は、梁１のフランジ１１Ｂに当接配置されている。

Ｔ形部材２は、梁１の延在方向Ｙに間隔を有して複数箇所、または梁１に対して１箇所に設けられている。

Ｔ形部材２は、延在方向Ｙに直交する断面視で、略Ｔ字状をなしている。Ｔ形部材２は、Ｔフランジ（挟持プレート）２１と、ガセットプレート２２と、を有している。本実施形態では、ガセットプレート２２の上端部がＴフランジ２１に溶接により接合されている。

Ｔフランジ２１は、梁１のフランジ１１Ｂの下面１１ｄに沿って配置されている。Ｔフランジ２１は、平板状に形成されている。Ｔフランジ２１は、板厚方向を鉛直方向Ｚに向けて配置されている。

Ｔフランジ２１の幅方向Ｘの長さ寸法は、梁１のフランジ１１Ｂの幅方向Ｘの長さ寸法よりも長い。Ｔフランジ２１の幅方向Ｘの両端部は、フランジ１１Ｂの幅方向Ｘの両端部よりも側方に突出している。Ｔフランジ２１において、フランジ１１Ｂの幅方向Ｘの両端部よりも側方に突出している部分をフランジ突出部２４とする。Ｔフランジ２１には、鉛直方向Ｚに貫通するボルト孔２１ｈが形成されている。

ガセットプレート２２は、Ｔフランジ２１に直交して設けられている。ガセットプレート２２は、Ｔフランジ２１から下方に延びている。ウェブ１２は、平板状に形成されている。ガセットプレート２２は、板厚方向を幅方向Ｘに向けて配置されている。

ガセットプレート２２は、Ｔフランジ２１の幅方向Ｘの中央よりも、梁１のフランジ１１Ｂの幅方向Ｘの一方側の端部（図１では紙面右側の端部）１１ａ側に偏って配置されている。ガセットプレート２２は、フランジ突出部２４よりも幅方向Ｘの中央側に配置されている。換言すると、ガセットプレート２２は、梁１の直下に配置されている。幅方向Ｘにおいて、ガセットプレート２２は、梁１のウェブ１２と位置をずらして配置されている。

下部接着層３は、梁１のフランジ１１Ｂの下面１１ｄとＴ形部材２のＴフランジ２１の上面２１ｕとの間に充填された接着剤で構成されている。下部接着層３の厚さ寸法を、ｔ２とする。ｔ２は、例えば２ｍｍ程度である。例えば、接着剤として、常温硬化型の構造用接着剤であり、引張せん断強度が５〜３０ＭＰａのものを採用することができる。

下部接着層３は、梁１のフランジ１１Ｂの幅方向Ｘの他方側の端部１１ｂ側に偏って配置されている。本実施形態では、下部接着層３は、梁１のフランジ１１Ｂの端部１１ｂから長さ寸法ａ２の範囲に設けられている。下部接着層３は、平面視で、梁１のウェブ１２と重なるように配置されている。なお、フランジ１１Ｂの下面１１ｄとＴ形部材２のＴフランジ２１の上面２１ｕとの間において、下部接着層３が設けられていない部分には、下部接着層３の厚さに相当する厚さの隙間が形成されている。

下部接着層３の幅方向Ｘの中心から、Ｔ形部材２のガセットプレート２２までの幅方向Ｘの長さ寸法（以下、「ガセットプレートと接着範囲との偏心距離寸法」と称する）を、ｅとする。

スペーサー４は、梁１のフランジ１１Ｂに幅方向Ｘの両側に隣接配置されている。スペーサー４は、平板状に形成されている。スペーサー４は、板厚方向を鉛直方向Ｚに向けて配置されている。本実施形態では、スペーサー４は、鋼板により構成されている。

図４は、鋼材どうしの接合構造１００を示す平面図である。図４では、上側鋼板５、高力ボルト６及びナット７の図示を省略し、梁１を二点鎖線で示している。
図４に示すように、スペーサー４は、Ｔ形部材２のＴフランジ２１のフランジ突出部２４の上面に、梁１の延在方向Ｙに間隔を有して２箇所に設置されている。換言すると、スペーサー４は、梁１のフランジ１１Ｂに幅方向Ｘの両側に、梁１の延在方向Ｙに間隔を有して２箇所ずつ合計４箇所に設置されている。

スペーサー４は、平面視略五角形をなしている。スペーサー４は、平面視略矩形状に形成された基部４１と、基部４１から梁１のフランジ１１Ｂ側に突出する凸部４２と、を有している。

凸部４２の突出方向の先端部４２ａは、先細り形状をなしている。凸部４２の先端部４２ａは、梁１のフランジ１１Ｂの幅方向Ｘの端部１１ａ，１１ｂの小口面（端面）１１ｃ（図１参照。以下同じ。）に当接配置されている。換言すると、凸部４２の先端部４２ａは、梁１のフランジ１１Ｂの小口面１１ｃに点接触している。

スペーサー４の先端部４２ａどうしの離間（間隔）寸法を、ｌとする。スペーサー４には、鉛直方向Ｚに貫通するボルト孔４ｈが形成されている。

図１に示すように、スペーサー４において、上面４ｕ、下面４ｄ及び突出部の小口面（梁１のフランジ１１Ｂ側を向く小口面）４ｃは、ブラスト処理や赤錆等の摩擦面処理がされている。

スペーサー４の厚さ寸法を、ｔ３とする。スペーサー４の厚さ寸法ｔ３は、梁１のフランジ１１Ｂの厚さ寸法ｔ１と下部接着層３の厚さ寸法ｔ２との合計とされている。換言すると、スペーサー４の厚さ寸法ｔ３は、フランジ１１Ｂの厚さ寸法ｔ１よりも下部接着層３の厚さ寸法ｔ２の分厚い。

上側鋼板５は、梁１のフランジ１１Ｂに幅方向Ｘの両側に配置されている。上側鋼板５は、平板状に形成されている。上側鋼板５は、板厚方向を鉛直方向Ｚに向けて配置されている。本実施形態では、上側鋼板５は、鋼板により構成されている。

上側鋼板５は、梁１の上方（スペーサー４の厚さ方向の一方側）に配置されている。上側鋼板５は、梁１のフランジ１１Ｂの上面１１ｕからスペーサー４の上面４ｕにまたがって設置されている。上側鋼板５とＴ形部材２のＴフランジ２１とは、梁１のフランジ１１Ｂ及びスペーサー４を挟み込んでいる。上側鋼板５には、鉛直方向Ｚに貫通するボルト孔５ｈが形成されている。

高力ボルト６は、Ｔ形部材２のＴフランジ２１、スペーサー４及び上側鋼板５の各ボルト孔２１ｈ，４ｈ，５ｈに挿通され、上側鋼板５の上方に配置されたナット７に螺合されている。高力ボルト６及びナット７により、Ｔフランジ２１、スペーサー４及び上側鋼板５は締結されている。なお、締結部材として、通常の（高力ボルトではない）ボルトを使用することも可能である。

次に、鋼材どうしの接合構造１００の応力伝達機構について説明する。
図５は、鋼材どうしの接合構造１００において、鉛直方向の荷重の応力伝達機構を示す縦断面図である。
図５に示すように、Ｔ形部材２のガセットプレート２２から入力された鉛直方向の荷重は、上側鋼板５及び梁１のフランジ１１Ｂの支圧により梁１へ伝達される。

図６は、鋼材どうしの接合構造１００において、梁材軸直交方向の荷重の応力伝達機構を示す平面図である。
図６に示すように、梁材軸直交方向の荷重は、スペーサー４と梁１のフランジ１１Ｂとの支圧により梁１へと伝達される。

図７は、鋼材どうしの接合構造１００において、梁材軸方向の荷重の応力伝達機構を示す平面図である。
図７に示すように、梁材軸方向の荷重Ｐに対しては、ガセットプレートと接着範囲との偏心距離寸法ｅにより、接合部分（Ｔフランジ２１）の回転が発生する。Ｔフランジ２１の回転に伴いスペーサー４が梁１のフランジ１１Ｂに確実に接触し、その摩擦力μＮによって応力伝達を行う。スペーサー４と梁１のフランジ１１Ｂの接触荷重は、次式（１）により求められる。なお、各記号は、図７を参照。

梁材軸方向の荷重に対して、上記実施形態の鋼材どうしの接合構造１００の接合部分にすべりが発生しない条件は次式（２）の通りであり、これを満足するように、接合部分の寸法を設計する。

なお、接着剤は接合部分の回転を励起することが主目的であるが、損傷を避けるため、設計荷重に対して破壊せず、弾性範囲に留まるように設計する。また、スペーサー４と梁１のフランジ１１Ｂの接触が応力伝達機構として重要であるため、スペーサー４とＴフランジ２１及び上側鋼板５との間ですべりが発生しないように、当該部は摩擦接合部として設計する。

次に、鋼材どうしの接合構造１００の施工方法について説明する。
まず、梁１のフランジ１１Ｂの下面１１ｄ、Ｔ形部材２のＴフランジ２１の上面２１ｕを清掃、プライマー塗布等の接着用下処理を行う。

次に、Ｔ形部材２のＴフランジ２１の上面２１ｕの接着の塗布範囲（幅方向Ｘの長さ寸法ａ２）に、接着剤を厚さ２ｍｍ程度で塗布する。

次に、Ｔ形部材２のＴフランジ２１、スペーサー４、上側鋼板５、高力ボルト６及びナット７を仮組みする。

次に、スペーサー４の先端部４２ａが梁１のフランジ１１Ｂの小口面１１ｃに接触するように、スペーサー４を配置する。延在方向Ｙに隣り合うスペーサー４の先端部４２ａどうしの離間（間隔）寸法を、ｌとする（図２参照）。高力ボルト６を本締めして、完了する。

このように構成された鋼材どうしの接合構造１００では、Ｔ形部材２から入力された鉛直方向の荷重は、上側鋼板５と梁１のフランジ１１Ｂとの支圧により梁１へ伝達される。また、梁１の材軸直交方向の荷重は、スペーサー４と梁１のフランジ１１Ｂとの支圧により梁１へと伝達される。梁１の材軸方向の荷重に対しては、下部接着層３により抗するとともに、接合部分に回転が発生すると、接合部分の回転に伴いスペーサー４が梁１のフランジ１１Ｂに接触し、その摩擦力により応力伝達が行われる。

また、スペーサー４の厚さ寸法ｔ３は梁１のフランジ１１Ｂの厚さ寸法ｔ１よりも下部接着層３の厚さ寸法ｔ２分厚いため、梁１のフランジ１１Ｂの下面１１ｄやＴ形部材２のＴフランジ２１の上面２１ｕに不陸等があっても、下部接着層３の厚さ寸法ｔ２が確実に確保され、Ｔ形部材２は梁１のフランジ１１Ｂに確実に接合される。よって、梁１への孔開け加工、溶接、特殊な部材等を必要とせずに、梁１にＴ形部材２を適切に接合することができる。

また、梁１の材軸方向の荷重に対しては、ガセットプレート２２がフランジ１１Ｂの端部１１ａ側に偏心していることにより、接合部分が確実に回転する。接合部分の回転に伴いスペーサー４が梁１のフランジ１１Ｂに接触することで、摩擦力が確実に生じて応力伝達が行われる。また、下部接着層３がフランジ１１Ｂの端部１１ｂ側に偏心していることにより、接合部分が確実に回転する。接合部分の回転に伴いスペーサー４が梁１のフランジ１１Ｂに接触することで、摩擦力が確実に生じて応力伝達が行われる。よって、梁１への孔開け加工、溶接、特殊な部材を必要とせずに、Ｈ形鋼材で構成された梁１にＴ形部材２を適切に接合することができる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係る鋼材どうしの接合構造について、主に図８から図１１を用いて説明する。
以下の実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
図８は、本発明の第二実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す縦断面図である。図９は、図８のＣ方向矢視図である。図１０は、図８のＤ−Ｄ線断面図である。図１１は、本発明の第二実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す平面図である。図１１では、上側鋼板５、高力ボルト６及びナット７の図示を省略し、梁１を二点鎖線で示している。

図８から図１１に示すように、本実施形態では、ガセットプレート２２Ｖは、Ｔフランジ２１の幅方向Ｘの中央から下方に延びている。換言すると、ガセットプレート２２Ｖは、Ｔフランジ２１の幅方向Ｘに偏心して設けられていない。ガセットプレート２２Ｖは、梁１のウェブ１２と幅方向Ｘの位置を揃えて配置されている。

下部接着層３Ｖは、梁１のフランジ１１Ｂの幅方向Ｘの一方側に偏って配置されている。本実施形態では、下部接着層３Ｖは、梁１のフランジ１１Ｂの端部１１ｂから長さ寸法ａ２の範囲に設けられている。下部接着層３Ｖは、平面視で、梁１のウェブ１２と重なっていない。

図１１に示すように、スペーサー４Ｖは、Ｔ形部材２ＶのＴフランジ２１のフランジ突出部２４の上面に設置されている。スペーサー４Ｖは、梁１のフランジ１１Ｂに幅方向Ｘの両側それぞれに設置されている。

スペーサー４Ｖは、平面視略矩形状に形成された基部４１Ｖと、基部４１Ｖから梁１のフランジ１１Ｂ側に突出する２箇所の凸部４２Ｖと、を有している。凸部４２Ｖは、梁１の延在方向Ｙに間隔を有して２箇所に設けられている。

凸部４２の突出方向の先端部４２ｂは、先細り形状をなしている。凸部４２の先端部４２ｂは、梁１のフランジ１１Ｂの幅方向Ｘの小口面（端面）１１ｃ（図８参照。以下同じ。）に当接配置されている。換言すると、凸部４２の先端部４２ｂは、梁１のフランジ１１Ｂの小口面１１ｃに点接触している。

このように構成された鋼材どうしの接合構造１００Ｖでは、Ｔ形部材２Ｖから入力された鉛直方向の荷重は、上側鋼板５と梁１のフランジ１１Ｂとの支圧により梁１へ伝達される。また、梁１の材軸直交方向の荷重は、スペーサー４Ｖと梁１のフランジ１１Ｂとの支圧により梁１へと伝達される。梁１の材軸方向の荷重に対しては、下部接着層３Ｖにより抗するとともに、接合部分に回転が発生すると、接合部分の回転に伴いスペーサー４Ｖが梁１のフランジ１１Ｂに接触し、その摩擦力により応力伝達が行われる。

また、スペーサー４Ｖの厚さ寸法ｔ３は梁１のフランジ１１Ｂの厚さ寸法ｔ１よりも下部接着層３Ｖの厚さ寸法ｔ２分厚いため、梁１のフランジ１１Ｂの下面１１ｄやＴ形部材２ＶのＴフランジ２１の上面２１ｕに不陸等があっても、下部接着層３Ｖの厚さ寸法ｔ２が確実に確保され、Ｔ形部材２Ｖは梁１のフランジ１１Ｂに確実に接合される。よって、梁１への孔開け加工、溶接、特殊な部材等を必要とせずに、梁１にＴ形部材２Ｖを適切に接合することができる。

また、下部接着層３Ｖがフランジ１１Ｂの端部１１ｂ側に偏心して配置されていることにより、接合部分に捩れ変形を発生させて、接合部分が回転する。接合部分の回転に伴いスペーサー４Ｖが梁１のフランジ１１Ｂに接触することで、摩擦力が確実に生じて応力伝達が行われる。よって、梁１への孔開け加工、溶接、特殊な部材を必要とせずに、Ｈ形鋼材で構成された梁１にＴ形部材２Ｖを適切に接合することができる。

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態に係る鋼材どうしの接合構造について、主に図１２から図１５を用いて説明する。
図１２は、本発明の第三実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す縦断面図である。図１３は、図１２のＥ方向矢視図である。図１４は、図１２のＦ−Ｆ線断面図である。図１５は、本発明の第三実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す平面図である。図１５では、上側鋼板５、高力ボルト６及びナット７の図示を省略し、梁１を二点鎖線で示している。

図１２から図１５に示すように、本実施形態では、Ｔ形部材（接合鋼材）２Ｖのガセットプレート２２Ｖは、Ｔフランジ２１の幅方向Ｘの中央から下方に延びている。換言すると、ガセットプレート２２Ｖは、Ｔフランジ２１の幅方向Ｘに偏心して設けられていない。ガセットプレート２２Ｖは、梁１のウェブ１２と幅方向Ｘの位置を揃えて配置されている。

下部接着層３Ｗは、梁１のフランジ１１Ｂの下面１１ｄに、梁１の幅方向Ｘの略全長にわたって（全領域）配置されている。

接着剤がフランジ１１Ｂの小口面１１ｃ及び上面１１ｕに設けられ、小口接着層（第三接着層）３Ｘ及び上部接着層（第二接着層）３Ｙが設けられている。

小口接着層３Ｘは、フランジ１１Ｂの幅方向Ｘの各小口面１１ｃと各スペーサー４の小口面４ｃとの間に充填された接着剤で構成されている。小口接着層３Ｘの厚さ寸法は、例えば２ｍｍ程度である。

上部接着層３Ｙは、梁１のフランジ１１Ｂの上面１１ｕと各上側鋼板５の下面５ｄとの間に充填された接着剤で構成されている。上部接着層３Ｙは、梁１の幅方向Ｘの両側に配置されている。上部接着層３Ｙの厚さ寸法を、ｔ４とする。ｔ４は、例えば２ｍｍ程度である。

図１５に示すように、スペーサー４Ｗは、Ｔ形部材２ＶのＴフランジ２１のフランジ突出部２４の上面に設置されている。スペーサー４Ｗは、梁１のフランジ１１Ｂに幅方向Ｘの両側それぞれに設置されている。

平面視で、スペーサー４Ｗは、フランジ突出部２４と略同一形状をなしている。スペーサー４Ｗは、平面視略矩形状に形成されている。スペーサー４Ｗにおける梁１のフランジ１１Ｂ側を向く面（小口面）４ｅは、梁１のフランジ１１Ｂの小口面１１ｃに線接触している。

図１２に示すように、スペーサー４Ｗは、板厚方向を鉛直方向Ｚに向けて配置されている。スペーサー４Ｗの厚さ寸法を、ｔ５とする。

スペーサー４Ｗの厚さ寸法ｔ５は、梁１のフランジ１１Ｂの厚さ寸法ｔ１と下部接着層３Ｗの厚さ寸法ｔ２と上部接着層３Ｙの厚さ寸法ｔ４との合計とされている。換言すると、スペーサー４Ｗの厚さ寸法ｔ５は、フランジ１１Ｂの厚さ寸法ｔ１よりも下部接着層３Ｗの厚さ寸法ｔ２及び上部接着層３Ｙの厚さ寸法ｔ４の合計分厚い。

このように構成された鋼材どうしの接合構造１００Ｗでは、スペーサー４Ｗの厚さ寸法ｔ５は梁１のフランジ１１Ｂの厚さ寸法ｔ１よりも下部接着層３Ｗの厚さ寸法ｔ２及び上部接着層３Ｙの厚さ寸法ｔ４の合計分厚いため、梁１のフランジ１１Ｂの下面１１ｄやＴ形部材２Ｖの上面２１ｕ、フランジ１１Ｂの小口面１１ｃ、スペーサー４Ｗの小口面４ｃ、上側鋼板５の下面５ｄ、フランジ１１Ｂの上面１１ｕに不陸等があっても、下部接着層３Ｗ、小口接着層３Ｘ及び上部接着層３Ｙの厚さが確実に確保され、Ｔ形部材２Ｖは梁１のフランジ１１Ｂに確実に接合される。よって、梁１への孔開け加工、溶接、特殊な部材等を必要とせずに、梁１にＴ形部材２Ｖを適切に接合することができる。

また、ガセットプレート２２Ｖ及び下部接着層３Ｗは偏心していないため、Ｔフランジ２１は回転せず摩擦力を生じさせず、梁１の材軸方向のずれに対しては、下部接着層３Ｗで抗することができる。

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態に係る鋼材どうしの接合構造について、主に図１６から図１８を用いて説明する。
図１６は、本発明の第四実施形態に係る鋼材どうしの接合構造を示す平断面図である。図１７は、図１６のＧ方向矢視図である。図１８は、図１６のＨ−Ｈ線断面図である。図１７では、後述するカバープレート５Ｘ、高力ボルト６及びナット７の図示を省略し、梁を二点鎖線で示している。
図１６から図１８に示すように、本実施形態では、柱１Ｘに固定されたガセットプレート２Ｘに、引張アングルブレース２５が固定されている。

鋼材どうしの接合構造１００Ｘは、柱１Ｘと、ガセットプレート（第二鋼材）２Ｘと、接着層（第一接着層）３Ｚと、支圧プレート（スペーサー）４Ｘと、カバープレート（挟持部材）５Ｘと、高力ボルト（締結部材）６及びナット（締結部材）７と、を備えている。

柱１Ｘは、鉛直方向に延びるように配置されている。本実施形態では、柱１Ｘは、Ｈ形鋼材で構成されている。柱１Ｘは、一対のフランジ１１Ａ，１１Ｂと、ウェブ１２と、を有している。
なお、以下の説明において、フランジ１１Ａ，１１Ｂの幅方向（図１６に示す紙面左右方向）を幅方向Ｘと称し、幅方向Ｘと直交する方向を奥行方向Ｙと称することがある。

一対のフランジ１１は、奥行き方向Ｙに離間して配置されている。各フランジ１１は、平板状に形成されている。フランジ１１は、板厚方向を奥行き方向Ｙに向けて配置されている。フランジ１１Ｂの厚さ寸法を、ｔ１１とする。

ウェブ１２は、一対のフランジ１１を、フランジ１１の幅方向Ｘの略中央位置で連結している。ウェブ１２は、平板状に形成されている。ウェブ１２は、板厚方向を幅方向Ｘに向けて配置されている。

ガセットプレート２Ｘは、フランジ（平板部）１１Ｂにおいて、対向するフランジ１１Ａ側と反対側を向く面１１ｆに沿って配置されている。

ガセットプレート２Ｘは、平板状に形成されている。ガセットプレート２Ｘは、板厚方向を奥行方向Ｙに向けて配置されている。

ガセットプレート２Ｘの幅方向Ｘの長さ寸法は、柱１Ｘのフランジ１１Ｂの幅方向Ｘの長さ寸法よりも長い。ガセットプレート２Ｘの幅方向Ｘの両端部は、フランジ１１Ｂの幅方向Ｘの両端部よりも側方に突出している。ガセットプレート２Ｘにおいて、フランジ１１Ｂの幅方向Ｘの両端部よりも側方に突出している部分をプレート突出部２１ｅ，２１ｆとする。プレート突出部２１ｅの突出長さ寸法は、プレート突出部２１ｆの突出長さ寸法よりも長い。

プレート突出部２１ｅには、幅方向Ｘの外側（中央側と反対側）に延出する連結部２１ｇが設けられている。

引張アングルブレース２５は、ガセットプレート２Ｘのプレート突出部２１ｅにボルト６１及びナット７１により固定されている。引張アングルブレース２５は、幅方向Ｘ及び鉛直方向Ｚに沿う面に上に配置されている。引張アングルブレース２５は、下方に向かうにしたがって次第に幅方向Ｘのうち柱１Ｘから離間する方向に向かうように傾斜している。

引張アングルブレース２５は、プレート突出部２１ｅにボルト６１及びナット７１で固定される第一プレート部２６と、第一プレート部２６と直交するように設けられた第二プレート部２７と、を有している。

接着層３Ｚは、柱１Ｘのフランジ１１Ｂとガセットプレート２Ｘとの間に充填された接着剤で構成されている。接着層３Ｚの厚さ寸法を、ｔ１２とする。ｔ１２は、例えば２ｍｍ程度である。

図１７に示すように、ボルト６１及びナット７１の中心（引張アングルブレース２５はとガセットプレート２Ｘとの連結位置）を通り、引張アングルブレース２５の延在方向に沿う直線を直線Ｌ１とする。接着層３Ｚの鉛直方向の中央を通り、直線Ｌ１と平行な直線を直線Ｌ２とする。直線Ｌ１，Ｌ２の離間距離寸法（以下、「偏心距離寸法」と称する）を、ｅ１１とする。引張アングルブレース２５の第一プレート部２６とガセットプレート２Ｘへの連結位置は、柱１Ｘの幅方向Ｘの中心からｅ１１分幅方向Ｘの位置がずれて（偏心して）配置されている。

支圧プレート４Ｘは、柱１Ｘのフランジ１１Ｂに幅方向Ｘの両側に隣接配置されている。支圧プレート４Ｘは、平板状に形成されている。支圧プレート４Ｘは、板厚方向を奥行方向Ｙに向けて配置されている。

支圧プレート４Ｘの厚さ寸法を、ｔ１３とする。支圧プレート４Ｘの厚さ寸法ｔ１３は、柱１Ｘのフランジ１１Ｂの厚さ寸法ｔ１１と接着層３Ｚの厚さ寸法ｔ１２との合計とされている。換言すると、支圧プレート４Ｘの厚さ寸法ｔ１３は、フランジ１１Ｂの厚さ寸法ｔ１１よりも接着層３Ｚの厚さ寸法ｔ１２の分厚い。

支圧プレート４Ｘは、柱１Ｘのフランジ１１Ｂの幅方向Ｘの両側に、それぞれ上下に２箇所ずつ合計４箇所に設置されている。

支圧プレート４Ｘは、正面視略五角形をなしている。支圧プレート４Ｘは、正面視略矩形状に形成された基部４１Ｘと、基部４１Ｘから柱１Ｘのフランジ１１Ｂ側に突出する凸部４２Ｘと、を有している。

凸部４２Ｘの突出方向の先端部４２ｃは、先細り形状をなしている。凸部４２Ｘの先端部４２ｃは、柱１Ｘのフランジ１１Ｂの幅方向Ｘの小口面１１ｃに当接配置されている。換言すると、凸部４２Ｘの先端部４２ｃは、柱１Ｘのフランジ１１Ｂの小口面１１ｃに点接触している。

カバープレート５Ｘは、柱１Ｘのフランジ１１Ｂに幅方向Ｘの両側に配置されている。カバープレート５Ｘは、平板状に形成されている。

カバープレート５Ｘは、柱１Ｘのフランジ１１Ｂ及び支圧プレート４Ｘを挟んで、ガセットプレート２Ｘと反対側に配置されている。換言すると、カバープレート５Ｘとガセットプレート２Ｘとは、柱１Ｘのフランジ１１Ｂ及び支圧プレート４Ｘを挟み込んでいる。詳細には、カバープレート５Ｘとガセットプレート２Ｘのプレート突出部２１ｅの幅方向Ｘの中央側の部分（挟持部）及びプレート突出部（挟持部）２１ｆとは、フランジ１１Ｂ及び支圧プレート４Ｘを挟み込んでいる。

高力ボルト６は、カバープレート５Ｘ、支圧プレート４Ｘ及びガセットプレート２Ｘの各ボルト孔（不図示）に挿通され、ガセットプレート２Ｘ側に配置されたナット７に螺合されている。高力ボルト６及びナット７により、カバープレート５Ｘ、支圧プレート４Ｘ及びガセットプレート２Ｘは締結されている。

このように構成された鋼材どうしの接合構造１００Ｘでは、引張アングルブレース２５から入力された荷重は、ガセットプレート２Ｘを介して、カバープレート５Ｘと柱１Ｘのフランジ１１Ｂとの支圧により柱１Ｘへ伝達される。また、柱１Ｘの材軸直交方向の荷重は、支圧プレート４Ｘと柱１Ｘのフランジ１１Ｂとの支圧により柱１Ｘへと伝達される。柱１Ｘの材軸方向の荷重に対しては、接着層３Ｚにより抗するとともに、接合部分に回転が発生すると、接合部分の回転に伴い支圧プレート４Ｘが柱１Ｘのフランジ１１Ｂに接触し、その摩擦力により応力伝達が行われる。

また、支圧プレート４Ｘの厚さ寸法ｔ１３は柱１Ｘのフランジ１１Ｂの厚さ寸法ｔ１１よりも接着層３Ｚの厚さ寸法ｔ１２分厚いため、柱１Ｘのフランジ１１Ｂにおけるガセットプレート２Ｘ側を向く面やガセットプレート２Ｘにおける柱１Ｘのフランジ１１Ｂ側を向く面に不陸等があっても、接着層３Ｚの厚さが確実に確保され、ガセットプレート２Ｘは柱１Ｘのフランジ１１Ｂに確実に接合される。よって、柱１Ｘへの孔開け加工、溶接、特殊な部材等を必要とせずに、柱１Ｘにガセットプレート２Ｘを適切に接合することができる。

また、柱１Ｘの材軸方向の荷重に対しては、柱１Ｘの材軸方向の荷重に対して、ブレースとガセットプレート２Ｘとの連結位置が柱１Ｘの幅方向Ｘの中心から幅方向Ｘに偏心していることにより、接合部分が確実に回転する。接合部分の回転に伴い支圧プレート４Ｘが柱１Ｘのフランジ１１Ｂに接触することで、摩擦力が確実に生じて応力伝達が行われる。よって、特殊な部材を必要とせずに、Ｈ形鋼材で構成された柱１Ｘにガセットプレート２Ｘを適切に接合することができる。

（実施例、比較例）
次に、上記の第一実施形態の鋼材どうしの接合構造１００の実施例、及び従来工法の比較例を示す。
図１９は、本発明の第一実施形態の実施例に係る鋼材どうしの接合構造を示す縦断面図である。図２０は、図１９のＩ方向矢視図である。図２１は、図１９のＪ−Ｊ線断面図である。図２２は、本発明の第一実施形態の実施例に係る鋼材どうしの接合構造を示す平面図である。図２３は、本発明の第一実施形態の比較例に係る鋼材どうしの接合構造を示す縦断面図である。図２４は、図２３のＫ方向矢視図である。図２５は、図２３のＬ方向矢視図である。
実施例は、図１９から図２２に示すように、上記の第一実施形態の構成である。比較例は、従来工法であり、図２３から図２５に示すように、鉄骨梁に孔開け作業を行い、高力ボルトでＴ形部材を接合している。

表１に、実施例でのスペーサー４の間隔の設定を示す。また、表２に、接着剤関連の情報を表す。表３に、実施例及び比較例の試設計結果を示す。

表３に示すように、実施例では、比較例と比較して、１箇所あたり鋼材料をほぼ半減（３０.７ｋｇ／６９．５ｋｇ＝０．４４）することができる。さらに、鉄鋼梁のウェブへの孔開け作業を省略することができるため、作業性を向上させることができる。

なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記に示す第一実施形態では、下部接着層３が梁１のフランジ１１Ｂの幅方向Ｘの端部１１ｂ側に偏って配置されているが、本発明はこれに限られない。第一接着層の位置は適宜設定可能であり、フランジ１１Ｂの下面１１ｄの全領域にわたって設けられていてもよい。

また、上記に示す第一実施形態では、Ｔ形部材２のガセットプレート２２は、幅方向Ｘの中央よりも梁１のフランジ１１Ｂの端部１１ａ側に偏って配置されているが、本発明はこれに限られない。ガセットプレートの配置位置は適宜設定可能であり、フランジ１１Ｂの幅方向Ｘの中央や、フランジ１１Ｂの端部１１ｂ側に偏って配置されていてもよい。

１…梁（第一鋼材）
１…柱（第一鋼材）
２…Ｔ形部材（第二鋼材）
２Ｖ…Ｔ形部材（第二鋼材、接合鋼材）
２Ｘ…ガセットプレート（第二鋼材）
３…下部接着層（第一接着層）
３Ｘ…小口接着層（第三接着層）
３Ｙ…上部接着層（第二接着層）
３Ｚ…接着層（第一接着層）
４…スペーサー
４Ｘ…、支圧プレート（スペーサー）
５…上側鋼板（挟持部材）
５Ｘ…カバープレート（挟持部材）
６…高力ボルト（締結部材）
７…ナット（締結部材）
１１Ｂ…フランジ（平板部）
１２…ウェブ
２１…Ｔフランジ（挟持プレート）
２２…ガセットプレート
２４…フランジ突出部
４１…基部
４２…凸部
４２ａ…先端部
１００，１００Ｖ，１００Ｗ，１００Ｘ…鋼材どうしの接合構造

Claims (5)

1. 平板状をなし所定の厚さで形成された平板部を有する第一鋼材と、
   平板状をなし所定の厚さで形成され、厚さ方向が前記平板部の厚さ方向と同じ方向を向くように、前記平板部と隣接配置されたスペーサーと、
   前記平板部及び前記スペーサーの厚さ方向の一方側に配置された挟持部材と、
   前記平板部及び前記スペーサーの厚さ方向の他方側に配置された第二鋼材と、
   前記挟持部材と前記第二鋼材とが前記平板部及び前記スペーサーを挟み込んだ状態で、前記挟持部材、前記第二鋼材及び前記スペーサーを締結する締結部材と、
   前記平板部と前記第二鋼材との間に接着剤が充填された第一接着層と、を備え、
   前記スペーサーの厚さは、前記平板部の厚さよりも前記第一接着層の厚さ分厚いことを特徴とする鋼材どうしの接合構造。
2. 前記第一鋼材は、フランジが前記平板部とされたＨ形鋼材で構成された梁であり、
   前記第二鋼材は、
   前記挟持部材との間で、前記平板部及び前記スペーサーを挟み込む挟持プレートと、
   前記挟持プレートと直交して設けられたガセットプレートと、を有し、
   前記ガセットプレートは、前記第一鋼材のウェブと幅方向の位置がずれて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼材どうしの接合構造。
3. 前記第一鋼材は、フランジが前記平板部とされたＨ形鋼材で構成された梁であり、
   前記第一接着層は、前記フランジの幅方向の一方側に偏って配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼材どうしの接合構造。
4. 前記第一鋼材は、フランジが前記平板部とされたＨ形鋼材で構成された柱であり、
   前記第二鋼材は、
   前記挟持部材との間で、前記平板部及び前記スペーサーを挟み込む挟持部と、
   ブレースが連結された連結部と、を有し、
   前記ブレースと前記連結部との連結位置は、前記柱の幅方向の中心から幅方向に位置がずれて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼材どうしの接合構造。
5. Ｈ形鋼材で構成された梁と、
   平板状をなし所定の厚さで形成され、厚さ方向が前記梁のフランジの厚さ方向と同じ方向を向くように、前記フランジと隣接配置されたスペーサーと、
   前記フランジ及び前記スペーサーの厚さ方向の一方側に配置された挟持部材と、
   前記フランジ及び前記スペーサーの厚さ方向の他方側に配置された接合鋼材と、
   前記挟持部材と前記接合鋼材とが前記フランジ及び前記スペーサーを挟み込んだ状態で、前記挟持部材、前記接合鋼材及び前記スペーサーを締結する締結部材と、
   前記フランジと前記接合鋼材との間で、接着剤が全領域にわたって充填された第一接着層と、
   前記フランジと前記挟持部材との間に接着剤が充填された第二接着層と、
   前記フランジの小口と前記スペーサーの小口との間に接着剤が充填された第三接着層と、を備え、
   前記接合鋼材は、
   前記挟持部材との間で、前記フランジ及び前記スペーサーを挟み込む挟持プレートと、
   前記挟持プレートと直交して設けられたガセットプレートと、を有し、
   前記ガセットプレートは、前記梁のウェブと幅方向の位置を揃えて配置され、
   前記スペーサーの厚さは、前記フランジの厚さよりも前記第一接着層の厚さ及び前記第二接着層の厚さの合計分厚いことを特徴とする鋼材どうしの接合構造。

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