JP3978361B2

JP3978361B2 - 建築・土木構造用継手

Info

Publication number: JP3978361B2
Application number: JP2002101069A
Authority: JP
Inventors: 広安及川
Original assignee: 株式会社アイ．エヌ．ジー
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: JP2003293462A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に接合される第１および第２部材に固定され互いに嵌合する雌雄の継手部材を備える建築・土木構造用継手に関する。
【０００２】
【発明の背景】
住宅等を含む各種建設工事に採用される鉄骨構造において、鉄骨同士の接合には、いわゆる高力ボルト接合が行われることが多い。この高力ボルト接合では、まず、端部に複数のボルト孔を形成した鉄骨柱や梁に、同様に複数のボルト孔が形成してあるカバープレートを当接する。次に、接合する前記柱や梁の当接面を突き合わせた状態で、カバープレートとボルト孔との位置合わせをしてそれらにボルトを挿通するとともに、それらボルトにナットを螺合し、位置の微調整をした後、ナットを締付ける。
【０００３】
この高力ボルト接合では、鉄骨およびカバープレートにボルト孔をあけ、鉄骨端部を突き合わせた不安定な状態で、複数のカバープレートと多数のボルト孔の位置合わせをしてそれらすべてにボルトを挿通するとともに、それらボルトにナットを螺合し、位置の微調整をした後、すべてのナットを締付ける、という工程が必要である。このため、梁等の接合作業に非常に手間を要するだけでなく長時間の作業を要するという問題がある。
【０００４】
この問題点を解消するため、本発明者は、鉄骨構造における接続箇所に雄および雌の係合部を備えた建築・土木構造用継手を考案し、特許出願（特願平４−１２８７１０号）した。図１および図２は、特願平４−１２７８１０号に開示されている建築・土木構造用継手の一例を示しており、図１（ａ）は雄継手部材の平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図、図２（ａ）は雌継手部材の平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。
【０００５】
図１において、雄継手部材１１０は、矩形板状の本体１１１の片面に上下に延びる２本の凸条１１２を備えている。両凸条１１２は、互いに平行であり、また、上方から下方に向かって幅が徐々に減少するテーパ状に形成してある。
両凸条１１２の中央付近には、それぞれ、断面形状が楕円形のキー孔１１３が形成してある。キー孔１１３は、雄継手部材１１０の厚さ方向に貫通している。図２において、雌継手部材１２０は、矩形板状の本体１２１の片面に上下に延びる２本の凹溝１２２を備えている。両凹溝１２２は、互いに平行であり、また、上方から下方に向かって幅が徐々に減少するテーパ状に形成してある。両凹溝１２２の大きさおよびテーパの傾斜は、雄継手部材１１０の２個の凸状１１２のそれと一致しており、各凸状１１２が各係合用凹溝２２に正確に係合するようになっている。
両凹溝１２２の中央付近には、それぞれ、断面形状が雄継手部材１１０のキー孔１１３と一致する楕円形のキー孔１２３が形成してある。キー孔１２３は、雌継手部材１２０の厚さ方向に貫通している。これらキー孔１１３、１２３には、キー孔１１３、１２３の断面形状と同じ断面楕円形の柱状のキーが挿入・嵌合される。
【０００６】
上述した構成を持つ従来例の雄継手部材１１０および雌継手部材１２０は、次のようにして使用する。
図３は、雌継手部材１１０に雄継手部材１２０を挿入・係合させている状態の要部斜視図である。Ｈ形鋼の梁１３０の一端に溶接により雄継手部材１１０を接合する。雄継手部材１１０の後面には、梁１３０の上フランジ１３１、ウェブ１３２および下フランジ１３３の端面が接触・接合される。他方、柱１５０に固定されたＨ形鋼の短い梁１４０の一端に、溶接により雌継手部材１２０を接合する。雌継手部材１２０の後面には、梁１４０の上フランジ１４１、ウェブ１４２および下フランジ１４３の端面が接触・係合される。
【０００７】
柱１５０は、鋼製の角パイプ１５１から構成され、梁１４０の接合箇所では、角パイプ１５１を切断してその間に補強プレート１５２を介在して溶接してある。梁１４０の上下フランジ１４１、１４３は補強プレート１５２に溶接してあり、ウェブ１４２は角パイプ１５１に溶接してある。柱１５０は、雌継手部材１２０の溶接後、ほぼ垂直に立設される。
【０００８】
次に、垂直方向を向いた雌継手部材１２０の上方から、雄継手部材１１０を固定した梁１３０を水平姿勢を保ちながら下降させ、２個の凸条１１２を２個の凹溝１２２にそれぞれ挿入・係合させる。
この状態では、雄継手部材１１０のキー孔１１３と雌継手部材１２０のキー孔１２３が重なり合うので、両キー孔１１３、１２３にキーを挿入・嵌合させる。これで梁１３０、１４０の接合作業は完了である。
【０００９】
なお、特願平４−１２７８１０号には、キーの代りにボルトおよびナットにより接合するものあるいはキーとボルトおよびナットを併用して接合するものも、併せて開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特願平４−１２７８１０号に開示された建築・土木構造用継手では、雄継手部材および雌継手部材のキー孔あるいはボルト孔に、キーの挿入・嵌合あるいはボルトの挿入およびナットの螺合・締付けという作業を行う必要がある。この作業は、図３より明らかなように、Ｈ型鋼の梁１３０の上下フランジ１３１、１３２の間の狭い場所で行わなければならないため、必ずしも容易ではない。
また、キーを用いた場合は、キーおよびキー孔の精密加工が必要であり、ボルトおよびナットを用いた場合は、ボルト挿入後にナットの螺合・締付けという作業が必要である。
【００１１】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、柱や梁などの部材の接合作業を簡便確実且つ迅速に行なえる建築・土木構造用継手を低コストで提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の請求項１に係る建築・土木構造用継手は、相互に接合される第１および第２部材に固定され、互いに嵌合する雌雄の継手部材を備える継手であって、前記雄継手部材は、前記第１部材の接合部に固定される鉛直端面を有する平板状の本体と、該本体の端面から突出形成される鉛直方向に延びる蟻状の係合用凸条とからなる単位雄継手を、前記第１部材の接合部に鉛直方向に複数設置し、かつ鉛直方向に隣接する単位雄継手間を連結プレートで連結固定してなり、前記雌継手部材は、前記第２部材の接合部に固定される鉛直端面を有する平板状の本体と、該本体の端面に形成される鉛直方向に延びる前記係合用凸条に対し上下方向にスライド嵌合可能な係合用凹溝とからなる単位雌継手を、前記単位雄継手の配置に合わせて前記第２部材の接合部に鉛直方向に複数設置し、かつ鉛直方向に隣接する単位雌継手間を連結プレートで連結固定してなり、前記雄雌継手部材を互いに嵌合させる際に、前記雌継手部材の単位雌継手間に前記雄継手部材の下段の単位雄継手を嵌め込み、該下段の単位雄継手を前記単位雌継手間の連結プレート上に位置させ、この状態で、各単位雄継ぎ手の係合用凸条と各単位雌継手の係合用凹溝とを相互にスライド嵌合させることにより、単位雌雄継手の本体の端面同士が互いに面接触することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る建築・土木構造用継手は、請求項１に記載の建築・土木構造用継手であって、前記係合用凸条が前記本体の側面から突出形成されるものであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図４は本実施形態における建築・土木構造用継手の雄継手部材例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。また、図５は本実施形態における建築・土木構造用継手の雌継手部材例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお本実施形態においては、鉄骨構造用継手として本発明の建築・土木構造用継手を適用した例を示すがこれに限定されるものではなく、建築・土木構造用継手として使用可能ないずれの状況にも適用できるものである。
【００１５】
鉄骨構造における柱・梁等の接合時に、本実施形態の建築・土木構造用継手を用いた場合、鉄骨同士の互いの当接端面には雄継手部材と雌継手部材とを組み合わせて設置する。第１部材に溶接その他の固定手段にて固定されるのが雄継手部材１０である。雄継手部材１０は、第１部材との当接面に応じた鉛直端面を有する平板状の本体１１と、該本体１１の端面から突出形成され鉛直方向に延びる蟻状の係合用凸条１２とからなる単位雄継手１５を、前記第１部材において鉛直方向に複数設置してなるものである。
【００１６】
なお、単位雄継手１５を複数設置するにあたり、本実施形態においては連結プレート１３にて単位継手１５間を連結固定している。或いは、この連結プレート１３が前記本体１１と元来一体形成されているとしても勿論問題ない。また、前記蟻状の係合用凸条１２は、断面楕円の裁頭円錐状のものを例示したが、これに限らず、鉛直方向にテーパが絞られる形態の凸条で雌継手部材との嵌合が確立できるのであればいずれの形態をなすものでもよい。
【００１７】
一方、上記雄継手部材１０と嵌合するのが雌継手部材２０である。この雌継手部材２０は、前記第２部材に溶接その他の適宜な固定手段にて固定される。雌継手部材２０は、第２部材との当接面に応じた鉛直端面を有する平板状の本体２１と、該本体２１の端面に形成されて鉛直方向に延び前記係合用凸条１２に対し上下方向にスライド嵌合可能な係合用凹溝２２とからなる単位雌継手２５を、第１部材における前記単位雄継手１５の配置に合わせて第２部材に複数設置してなるものである。前記単位雄継手１５の係合用凸条１２の形状が鉛直方向に蟻状であるから、単位雌継手２５における係合用凹溝２２は、鉛直方向にテーパが絞られ裁頭円錐状の内空を有するものとなる。
【００１８】
なお、雄継手部材１０に関して前記したのと同様に、単位雌継手２５を複数設置をするにあたり、本実施形態においては連結プレート２３にて単位雌継手２５間を連結固定している。或いは、この連結プレート２３が前記本体２１と元来一体形成されているとしても勿論問題ない。
【００１９】
図６は本実施形態の雌継手部材２０に雄継手部材１０を挿入・係合させている状態の要部斜視図である。上述した雌雄の継手部材を備えた、第１部材１４０および第２部材１５０は、前記係合用凸条１２と係合用凹溝２２とを係合させることで連結される。手順としては、柱１５０から突出する第２部材１４０に対して第１部材１３０を接合するとすれば、例えば第１部材１３０の端面に固定された雄継手部材１０を第２部材１４０端面に備わる雌継手部材２０に接近させる。
【００２０】
そして、雄継手部材１０における単位雄継手１５ａ、１５ｂのうち、下段に位置する単位雄継手１５ｂを、対向する雌継手部材２０における連結プレート２３上に位置させる。つまり、単位雌継手２５ａ、２５ｂ間にはめ込む。これにより、各単位雄継手１５ａ、１５ｂの係合用凸条１２が、各単位雌継手２５ａ、２５ｂの係合用凹溝２２に対するスライド嵌合の開始位置に移動することになる。続いて、第１部材１３０を下方に移動させる。つまり、各係合用凸条１２を係合用凹溝２２内でスライド嵌合させる。これにより、蟻状の係合用凸条１２は係合用凹溝２２内に楔状に係止され、前記単位雌雄継手の本体１１、２１の端面同士が面接触する。これにより、雌雄の継手部材１０、２０同士が接合固定されるとともに、第１部材１３０と第２部材１４０とが確実に連結されることとなる。
【００２１】
図７（ａ）〜（ｄ）は他の雄継手部材の例を示す説明図である。上記実施形態において示したもののみならず、例えば図７で示すような様々な形態の雌雄の継手形態を採用することも出来る。（ａ）図では、雄継手部材１０における本体１１の角隅２箇所に係合用凸条１２を設けた例、（ｂ）図では、本体１１の角隅全てに係合用凸条１２を設けた例、（ｃ）図では、本体１１上において三角形状に係合用凸条１２を配置した例、（ｄ）図では、本体１１上において逆三角形状に係合用凸条１２を配置した例を示している。いずれにしても、本体１１上において、少なくとも上下関係をもって配置される複数の係合用凸条１２を備えることとなる。勿論、このような係合用凸条１２の配置に応じて雌継手部材においても係合用凹溝２２を形成する。
【００２２】
なお、上記で述べた、雌雄の単位継手部材を「複数設置する」との意には、単体の単位継手部材を予め作成し、それらを複数集めて設置するとの意の他に、元々１つの継手部材であったものの前記係合用凸条１２、２３等を適宜切り欠いた結果、単位継手部材を複数形成する意も含まれる。
【００２３】
また、前記係合用凸条１２が前記本体１１の側面から突出形成されるものとし、これにあわせて単位雌継手２５の本体側面に係合用凹溝２２を形成するものとしてもよい。
【００２４】
更に、雄継手部材１０および雌継手部材２０の材質は、例えばＳＳ４００（ＪＩＳＧ３１０１一般構造用圧延鋼材）、ＳＭ４９０Ａ（ＪＩＳＧ３１０６溶接構造用圧延鋼材）が好ましいが、その他の鋼材や鋼材以外の材料も必要な強度に応じて適宜使用することができる。
【００２５】
雄継手部材１０の係合用凸条１２は、板材を切削加工するあるいは鋳造するなどして一体的に形成してもよいし、板材に棒材を溶接してもよい。雌継手部材２０の係合用凹溝２２は、板材を切削加工するあるいは鋳造するなどして形成してもよいし、板材に係合用凹溝２２以外の箇所を形成する棒材ないし板材を溶接してもよい。
また、本発明の建築・土木構造用継手は、ここで例示した柱・梁接合の継手に適用するのが好ましいが、鉄骨を接合する箇所であればその他の箇所（例えば橋、高架道路）にも適用することができる。さらに、建築・土木構造以外の建築構造、および例えば地下街やその道路などの土木構造にも適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、雌雄継手部材のキー孔あるいはボルト孔に対する、キーの挿入・嵌合あるいはボルトの挿入およびナットの螺合・締付け作業を省略することが可能となるので、作業効率を大幅に向上させることができる。
しかも、この接合作業を行う場合、各種鉄骨（Ｈ型鋼等）のフランジ間等の狭小な場所での作業を強いられることが少なくなるため、作業のし易さや作業人員の低減に資することとなる。
また、本発明の建築・土木構造用継手を形成するに際し、特別な精密加工は不要であるので、製作コストやその効率も改善可能である。
しかして、柱や梁などの部材の接合作業を簡便確実かつ迅速に行なえる建築・土木構造用継手を低コストで提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】特願平４−１２７８１０号に開示されている建築・土木構造用継手の一例のうち、（ａ）は雄継手部材の平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。を示す図である。
【図２】特願平４−１２７８１０号に開示されている建築・土木構造用継手の一例のうち、（ａ）は雌継手部材の平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。
【図３】図１に示す雌継手部材に図２に示す雄継手部材を挿入・係合させている状態の要部斜視図である。
【図４】本実施形態における建築・土木構造用継手の雄継手部材例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図５】本実施形態における建築・土木構造用継手の雌継手部材例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図６】本実施形態の雌継手部材に雄継手部材を挿入・係合させている状態の要部斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は他の雄継手部材の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０雄継手部材
１１（単位雄継手の）本体
１２係合用凸条
１３連結用プレート
１５単位雄継手
２０雌継手部材
２１（単位雌継手の）本体
２２係合用凹溝
２３連結用プレート
２５単位雌継手
１３０第１部材
１４０第２部材

Claims

相互に接合される第１および第２部材に固定され、互いに嵌合する雌雄の継手部材を備える継手であって、
前記雄継手部材は、前記第１部材の接合部に固定される鉛直端面を有する平板状の本体と、該本体の端面から突出形成される鉛直方向に延びる蟻状の係合用凸条とからなる単位雄継手を、前記第１部材の接合部に鉛直方向に複数設置し、かつ鉛直方向に隣接する単位雄継手間を連結プレートで連結固定してなり、
前記雌継手部材は、前記第２部材の接合部に固定される鉛直端面を有する平板状の本体と、該本体の端面に形成される鉛直方向に延びる前記係合用凸条に対し上下方向にスライド嵌合可能な係合用凹溝とからなる単位雌継手を、前記単位雄継手の配置に合わせて前記第２部材の接合部に鉛直方向に複数設置し、かつ鉛直方向に隣接する単位雌継手間を連結プレートで連結固定してなり、
前記雄雌継手部材を互いに嵌合させる際に、前記雌継手部材の単位雌継手間に前記雄継手部材の下段の単位雄継手を嵌め込み、該下段の単位雄継手を前記単位雌継手間の連結プレート上に位置させ、この状態で、各単位雄継ぎ手の係合用凸条と各単位雌継手の係合用凹溝とを相互にスライド嵌合させることにより、単位雌雄継手の本体の端面同士が互いに面接触することを特徴とする建築・土木構造用継手。
前記係合用凸条が前記本体の側面から突出形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の建築・土木構造用継手。