JP4038015B2

JP4038015B2 - 高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造

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Publication number: JP4038015B2
Application number: JP2000381560A
Authority: JP
Inventors: 暢芳宇野; 静雄辻岡
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: JP2002180555A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築鉄骨構造物あるいはその他の鉄骨構造物等における鋼材の高力ボルトによる摩擦接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼構造部材の接合は、一般に溶接接合あるいは高力ボルト摩擦接合によって行われる。溶接接合は、被接合材を冶金的に結合するので、被接合材と同等以上の接合部耐力の確保が可能である。しかし、高力ボルト摩擦接合では、接合部の耐力（すべり耐力）は、高力ボルトの導入張力と鋼材間の摩擦係数の積になるので、従来の方法では、被接合材と同等以上の大きなすべり耐力の確保が難しい。
【０００３】
一方、溶接接合は、溶接工の技量によって、溶接部の力学品質が大きく左右されると共に、風や雨に対しても充分な対策が必要であり、必要な力学品質を確保するためには、多大な管理と労力を要している。そこで、接合部の力学品質の確保が比較的容易な高力ボルト摩擦接合の高耐力化が求められている。
【０００４】
従来、高力ボルトを使用した鉄骨部材の摩擦接合構造としては、例えば図８（第１従来例）、図９（第２従来例）および図１０（第３従来例）に示すようなものがある。図８、図９に示すものは、各鉄骨部材１０にボルト孔１０ａを設け、かつ前記各鉄骨部材１０の片面または両面に重合される鋼製添板１１の重合面（摩擦面）が赤錆状態やブラスト処理状態に管理されると共に、鋼製添板１１にボルト孔１１ａが設けられ、これらのボルト孔１０ａ，１１ａに渡って挿通されて緊締された高力ボルト１２の締め付け力により、各鉄骨部材１０を連結する構造である。なお、図８（ａ）、図９（ａ）は共に接合部の側面図であり、図８（ｂ）、図９（ｂ）はそれぞれ同図（ａ）のＥ−Ｅ断面図、Ｆ−Ｆ断面図である。
【０００５】
また、図１０に示すものは、鋼製添板１３の重合面（摩擦面）に平行波形の凹凸１４を形成している。なお、図１０（ａ）は接合部の側面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のＧ矢視図である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８，９に示すものは、摩擦面の処理が比較的簡単で製造コストも小さくてすむが、大きなすべり耐力が得られない。一方、図１０に示すものは、大きなすべり耐力が得られるが、上記鋼製添板１３の重合面の凹凸１４の形成には高い精度、熱処理および品質管理が必要になるという問題がある。また、締付け軸力を大きくすれば、すべり耐力を向上でき、その方法として、超高力ボルトを用いる方法もあるが、遅れ破壊の問題等で鋼材の化学成分や熱処理に十分注意を払う必要があるという問題がある。
【０００７】
一方、上記摩擦接合構造とは別に、高力ボルト支圧接合構造にすることによって、接合部を高耐力とする方法もある。この方法は、接合される鋼材のボルト孔径をボルト軸径に接近させ、すべりによる変形を小さくする方法で、許容変形量（０．２ないし０．５ｍｍ程度の変形）に対して、（イ）鋼部材間の摩擦力と、（ロ）ボルト軸のせん断力および（ハ）継手部材の支圧力とを、同時に働かせるようにしたもので、前記（イ）、（ロ）、（ハ）によって応力を伝達できるので、許容耐力を大きくとれることになる。こうして、「通常の高力ボルト摩擦接合」に比べ、すなわちボルト孔１０ａ，１１ａとボルト１２の軸径との間のクリアランスが大きく（例えば２ｍｍ程度）て、摩擦力のみしか期待できない接合に比べ、許容耐力を大きくとれることになる。しかし、ボルト孔間に食い違いがあると、リーマ加工の実施やボルトの打込み作業などを必要とし、施工性に難点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、加工精度の向上などの特別のコストアップ要因を伴なわずに、単に接合部に摩擦面増設用部材を配設することにより、すべり耐力を向上させた高力ボルト摩擦接合部を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１の発明は、接合すべき鉄骨部材等の鋼材の端部に渡って添板を配置すると共に、前記鋼材および添板の各ボルト孔に挿通する高力ボルトにより接合される鋼材の摩擦接合構造において、摩擦面増設用部材を前記鋼材または添板の少なくともいずれか一方に重合するように当接し、かつ前記鋼材と摩擦面増設用部材の各ボルト孔の孔径を高力ボルトの軸径に近接させて形成し、前記鋼材と添板と摩擦面増設用部材とを高力ボルトにより締め付け圧着させて、前記鋼材と添板との間の摩擦作用と、摩擦面増設用部材と鋼材または添板との間の摩擦作用とにより接合部のすべり耐力を向上させることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、接合すべき鉄骨部材等の鋼材の端部に渡って鋼材の表裏両面に添板を配置すると共に、前記鋼材および添板の各ボルト孔に挿通する高力ボルトにより接合される鋼材の摩擦接合構造において、摩擦面増設用部材を前記各添板に重合するように当接し、かつ前記鋼材と摩擦面増設用部材のボルト孔の孔径を高力ボルトの軸径に近接させて形成し、前記各鋼材と添板と摩擦面増設用部材とを高力ボルトにより締め付け圧着させて、前記鋼材と添板との間の摩擦作用と、摩擦面増設用部材と添板との間の摩擦作用とにより接合部のすべり耐力を向上させることを特徴とする。
【００１１】
さらに請求項３の発明においては、接合すべき鉄骨部材等の鋼材の端部相互を重合すると共に、前記各鋼材のボルト孔に渡って挿通する高力ボルトにより接合される鋼材の摩擦接合構造において、摩擦面増設用部材を一方の鋼材に重合するように当接し、かつ他方の鋼材と摩擦面増設用部材のボルト孔の孔径を高力ボルトの軸径に近接させて形成し、前記各鋼材と摩擦面増設用部材とを高力ボルトにより締め付け圧着させて、前記鋼材と摩擦面増設用部材との間の摩擦作用とにより接合部のすべり耐力を向上させることを特徴とする高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造である。
【００１２】
さらにまた、請求項４の発明においては、添板の両面に０．６以上のすべり係数が得られる高摩擦化処理を施した請求項１または２に記載の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造である。
【００１３】
なおまた請求項５の発明においては、摩擦面増設用部材の添板側の摩擦面または鋼材側の摩擦面に０．６以上のすべり係数が得られる高摩擦化処理を施した請求項１〜３のいずれかに記載の高力ボルトによる摩擦接合構造である。
【００１４】
また請求項６の発明においては、摩擦面増設用部材を高力ボルトの座金の代わりに兼用させるようにした請求項１〜３のいずれかに記載の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造である。
【００１５】
さらに請求項7の発明においては、摩擦面増設用部材のうち、ナット側に配置される摩擦面増設用部材のボルト孔を、これに挿通する高力ボルトの雄ねじと螺合する雌ねじに形成するとともに、前記ナットと一体に成形されていることを特徴とする請求項１〜３，５および６のいずれかに記載の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を主に図１，２，４，６を参照して説明する。図１（ａ），（ｂ）は本実施形態の摩擦接合部１の平面図、側面図であり、図１（ｃ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２は摩擦接合部１の拡大断面図である。また、図４および図５は本発明の摩擦接合構造を備えた試験体を示したもので、図４は二面せん断形式の試験体を示し、図５は一面せん断形式の試験体を示し、図６は本発明を実施した二面せん断形式と一面せん断形式の高力ボルト摩擦接合部の試験部材と、本発明を適用しない通常の試験部材との試験結果を示す図である。
【００１７】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、摩擦接合部１は、接合すべき鋼材２、鋼製添板３、ボルト挿通用透孔４ａを有する厚板鋼板からなる摩擦面増設用部材４および高力ボルト５並びにこれに螺合緊締されるナット５ａと座金５ｂにより構成されている。前記鋼材２は、上下または左右方向に直列に隣り合うＨ形鋼等の柱または梁等のフランジあるいはウエブまたは鉄骨部材における接合すべき鋼板部分に相当する部材（鋼材）であり、添板３は、鋼製のスプライスプレート（外板となる鋼製添接板）であり、前記摩擦面増設用部材４は、鋼材２相互が接合された状態で当該摩擦接合部に引張力または圧縮力が作用した時に、そのボルト挿通用ボルト孔の内周面に高力ボルト５の外周面から押圧されて、摩擦面増設用部材４における添板３側の面（内側摩擦面）と添板３側の接触面との間で摩擦力を作用させるようにする摩擦面増設用の部材である。
【００１８】
接合すべき鋼材２同士は、間隔をあけて直列に配置されると共に、各鋼材２の端面を対向配置され、その隙間および鋼材２同士の端部に跨って、添板３が鋼材２の端部の表裏両面に重ね合わされている。そして、さらに、各添板３の外側に、摩擦面増設用部材４が重ねられ、前記摩擦面増設用部材４と添板３と鋼材２の各透孔２ａ，３ａ，４ａに渡って挿通された高力ボルト５およびこれに螺合されたナット５ａにより強固に緊締されて、各部材が強固に圧着されている。鋼材２と摩擦面増設用部材４とのボルト孔の径２ａ，４ａは、ボルト５の軸径（ｄ）＋０〜０．１ｍｍに形成され、すなわち鋼材２のボルト孔２ａの孔径と、摩擦面増設用部材４のボルト孔４ａの孔径とを、高力ボルト５の呼び径とほぼ同一にすることにより、鋼材２相互が接合された状態においては、鋼材２，摩擦面増設用部材４および高力ボルト５の３部材が一体的な接合要素と見なしうる構成になっている。
【００１９】
本発明の場合における両添板３のボルト孔径は、通常の摩擦接合の場合と同じでもよいが、前記鋼材２のボルト孔２ａと高力ボルト５とのクリアランスが「通常の高力ボルト摩擦接合部」の場合よりも著しく小さいので、摩擦接合部１の組立上、両添板３のボルト孔３ａは、通常の摩擦接合の場合（通常の摩擦接合の孔径は、建築基準法で、Ｍ２７未満はボルト軸径＋２ｍｍ，Ｍ２７以上はボルト軸径＋３ｍｍに規定されている）よりも大きな過大孔（大径孔）に形成して、施工性を確保すると共に、高力ボルト５の軸部と干渉しないようにしてもよい。
【００２０】
この摩擦接合部１に、例えば引張り外力（Ｐ）が作用した場合、主すべりを起こす前には、図２に太線で摩擦部Ｆ１，Ｆ２を示すように、引張り外力（Ｐ）は、鋼材２と添板３の間の摩擦部Ｆ１により伝達されると共に、高力ボルト５で介される摩擦面増設用部材４と添板３の間の摩擦部Ｆ２により伝達される。この場合、摩擦面増設用部材４が無い場合に比べて、単純には摩擦面数が倍となるので、すべり耐力がより大きくなる。通常、高力ボルト５のボルト心から半径方向に離れるにしたがって、摩擦面増設用部材４の摩擦面の接触圧は低下するので、摩擦面増設用部材４はボルト軸径の３〜４倍の距離までを覆える程度の大きさであればよい。
【００２１】
さらにこの機構について説明すると、各鋼材２に引張り外力（Ｐ）が作用した場合、鋼材２のボルト孔２ａが高力ボルト５の軸部に弾性変形程度の変位によって、接触するようになるので、鋼材２のボルト孔２ａの内周面から矢印で示すようなボルト軸直角方向の押圧力ｆ１が高力ボルト５に作用するようになり、また前記高力ボルト５の軸長手方向の両端側において、各摩擦面増設用部材４のボルト挿通用ボルト孔４ａの内周面に、高力ボルト５の外周面から矢印で示すようなボルト軸直角方向の押圧力ｆ２が各摩擦面増設用部材４のボルト孔２ａの内周面に作用するようになる。これによって、各摩擦面増設用部材４に引張り外力（Ｐ）と平行で同方向の押圧力を作用させることができ、したがって、各摩擦面増設用部材４と添板３との接触面に摩擦作用を作用させることができる。この構造の場合は、鋼材２の両側に添板３が配置されて、これらの各接合面の二面によりせん断力を高力ボルト５に負担させる形式であるので、二面せん断形式の摩擦接合である。
【００２２】
なお、本実施形態において、鋼材２のボルト孔２ａのクリアランスや高力ボルト５のせん断変形、各板２，３，４の支圧変形は、極力小さくなるような形状寸法に設定されている。
【００２３】
図４（ａ）〜（ｃ）は摩擦接合する鋼材２のうち、右方側の鋼材２を１本の高力ボルト５で接合し、左側の鋼材２を２本の高力ボルト５で接合した状態の試験体７を示す。なお、ここでは、試験体７の各部材に図１〜２と同一符号を付して説明する。
【００２４】
試験体７は、板幅８５ｍｍ、板厚１６ｍｍの両鋼材２にまたがって、その両面に、前記と同様な板幅で板厚９ｍｍの添板３を重合するように配置すると共に、板厚９ｍｍで８５ｍｍ角の摩擦面増設用部材４を最外側に配置した、請求項１記載の摩擦接合部である。右方側の高力ボルト５（１本）は強度がＦ１０Ｔでボルト軸径がＭ１６である。摩擦面増設用部材４のボルト孔４ａの径および鋼材２のボルト孔２ａの径は、高力ボルト５の軸径（ｄ）＋０〜０．１ｍｍ（クリアランス小）に、また添板３のボルト孔３ａは高力ボルト５の軸径（ｄ）＋２ｍｍに形成されている。なお、左方側の高力ボルト（２本）は、強度がＦ１０Ｔでボルト軸径がＭ２０としているために，試験体７の接合部のすべり耐力は右側で決定される。また、後記の第２実施形態（図３）の説明において詳細に説明するが、図５（ａ）〜（ｃ）に示す試験体８は、添板３が鋼材２の片面だけにあてがわれている一面せん断形式の摩擦接合であり、他の条件は試験体７と同じに設定されている。試験体７の試験結果を図６の曲線Ａで、また試験体８の試験結果を図６の曲線Ｂで示す。
【００２５】
上記試験体７，８と比較するために、通常の高力ボルトを使用し、摩擦面増設用部材を備えていない「通常の試験体」を試験し、これを曲線Ｃ（二面せん断形式），曲線Ｄ（一面せん断形式）で示した。この通常の試験体は、鋼材２のボルト孔２ａおよび添板３のボルト孔３ａが通常孔で、座金のボルト挿通用透孔の内周面と高力ボルトの外周面との間隙の大きい形態である（図示を省略した）。
【００２６】
図６は、本発明を実施した試験体７，８と通常の試験体にそれぞれ引張力（Ｐ）を与えて、引張力（Ｐ）と接合部のすべり量（右方側の鋼材２の移動量）との関係を比較した試験結果を、また下記に個々の試験体の部材条件と共に示す。図６の縦軸は引張力Ｐ（ｋＮ）を示し、横軸は高力ボルト５の１本で接合した摩擦接合部のすべり量（δ）を示す。各条件の試験体の荷重すべり曲線における太矢印部は最大荷重に到達した点であり、右方側の摩擦接合部のすべり耐力を表している。図示のように、特に矢印Ａ１〜Ｄ１の位置で示したすべり耐力に達するまで、およびその後の試験体７，８の荷重特性について、本発明の優位性（向上）が明瞭に確認された。
曲線Ａ：二面せん断形式であり、添板３のボルト孔は通常孔であり、摩擦面増設用部材４を備えた本発明の摩擦接合構造の場合。
曲線Ｂ：一面せん断形式であり、添板３のボルト孔は通常孔であり、摩擦面増設用部材４を備えた本発明の摩擦接合構造の場合。
曲線Ｃ：二面せん断形式であり、鋼材２のボルト孔は通常孔で、摩擦面増設用部材を備えていない通常の高力ボルトを使用した摩擦接合構造の場合。
曲線Ｄ：一面せん断形式であり、鋼材２のボルト孔は通常孔で、摩擦面増設用部材を備えていない通常の高力ボルトを使用した摩擦接合構造の場合。
【００２７】
図６からわかるように、本発明の試験体（曲線Ａ）では、鋼材２、摩擦面増設用部材４のボルト孔２ａ，４ａと高力ボルト５の軸とのクリアランスを零に近づけているので、摩擦面増設用部材４による摩擦作用が十分に作用しているため２６８ｋＮのすべり耐力が得られている。一方、通常の高力ボルトによる摩擦接合構造の場合（曲線Ｃ）のすべり耐力は１４１ｋＮである。したがって、本発明の試験体は通常の摩擦構造に対してすべり耐力が１２７ｋＮも向上しており、すべり耐力はほぼ２倍になっている。
【００２８】
こうして、本実施形態の摩擦接合部１では、上記従来の通常の摩擦接合に比べ摩擦面増設用部材４が増えているが、各部材２，３，４には特別な処理は不要で、安価で製作可能であり摩擦接合の信頼性も高い。
【００２９】
また、鋼材２に塗装が施されていたり、あるいは鋼材２が黒皮状態の場合の接合においても、表面が赤錆状態の通常の高力ボルト摩擦接合部と同程度のすべり耐力を確保でき、摩擦面の特別な処理が不要というメリットがある。
【００３０】
一方、高力ボルト５の軸のせん断と各板の支圧に依存するものの、支圧接合と異なり見掛け上は摩擦接合であり、添板３に過大なボルト孔３ａを設けることにより、ボルト孔２ａ，３ａ間の食い違いに対して柔軟な対応が可能で、リーマ加工などの特別な作業は必要ない。
【００３１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を、図３を参照して説明する。図３（ａ），（ｂ）は本実施形態の摩擦接合部６の平面図、側面図であり、図３（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００３２】
本実施形態の摩擦接合部６は、添板３が鋼材２の片面にだけあてがわれている点が上記第１実施形態（図１）と相違し、その他の構成は第１実施形態と同じである。したがって、重複する説明は省略する。この構造の場合は、鋼材２の片側に添板３が配置されて、この接合面の一面によりせん断力を高力ボルト５に負担させる形式であるので、一面せん断形式の摩擦接合である。
【００３３】
図６からわかるように、本発明の試験体（曲線Ｂ）は図３（ａ）〜（ｃ）に示す構成により、摩擦接合部６の摩擦面数は上記第１実施形態のそれよりも減少するものの、ボルト孔４ａと高力ボルト５とのクリアランスを零に近づけている摩擦面増設用部材４を備えていることにより１３３ｋＮのすべり耐力が得られている。一方、通常の高力ボルトによる摩擦接合構造の場合（曲線Ｄ）のすべり耐力は６８ｋＮである。したがって、本発明の試験体は通常の摩擦構造に対してすべり耐力が６５ｋＮも向上しており、一面せん断形式の場合においてもすべり耐力はほぼ２倍になっている。
これにより、本実施形態のような鋼材２と添板３との一面摩擦接合であっても、高耐力となるので、トラス材の取り付けなどでは、前記実施形態のような添板３を鋼材２の表裏両面に重合するように使用した二面摩擦接合（図１）に比べ、より簡便となり、施工性が高まる。
【００３４】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態を、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図７（ａ），（ｂ）は本実施形態の摩擦接合部９の平面図、側面図であり、図７（ｃ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。この構造の場合は、鋼材２相互の接合面の一面によりせん断力を高力ボルト５に負担させる形式であるので、一面せん断形式の摩擦接合である。
【００３５】
本実施形態の摩擦接合部９は、添板３が省略されて、鋼材２相互が重合され、一方の鋼材２のボルト孔２ａを高力ボルト５の軸径に近づけて、そのクリアランスを小さくし、他方の鋼材２のボルト孔２ｂを通常孔として、摩擦面増設用部材４を通常孔としたボルト孔２ｂを有する他方の鋼材２の外側に配設している点が上記第２実施形態（図３）と相違している。
【００３６】
図７（ａ）〜（ｃ）に示す構成により、摩擦接合部９の摩擦面数は、前記第２実施形態と同様に、上記第１実施形態のそれよりも減少するものの、他方の鋼材２に摩擦面増設用部材４を備えていることにより、高すべり耐力の摩擦接合が可能となる。これにより、本実施形態のような鋼材２相互の一面摩擦接合であっても、前記第２実施形態と同様に高耐力となるので、部材相互の取り付けなどでは、前記実施形態のような添板３を鋼材２の表裏両面に重合するように使用した二面摩擦接合（図１）に比べ、より簡便となり、施工性が高まると共に、前記第２実施形態の場合よりも、部品点数を少なくすることができるので、経済的に鋼材２相互を摩擦接合することができる。
【００３７】
本発明を実施する場合、少なくとも０．６以上のすべり係数が得られる高摩擦化処理としては、表面粗さ処理としてグリッドブラストを採用し、例えば、前記添板３の両面の摩擦面の表面硬さおよび表面粗さを、鋼材２または摩擦面増設用部材４の摩擦接合される摩擦面の表面硬さおよび表面粗さよりも大きくすることにより、容易に０．６以上のすべり係数が得られる。
【００３８】
また前記と同様に、摩擦面増設用部材４の添板３に当接する側の摩擦面の表面硬さおよび表面粗さを、鋼材２または添板３の摩擦接合される摩擦面の表面硬さおよび表面粗さよりも大きくすることにより、容易に０．６以上のすべり係数が得られる。
【００３９】
さらに説明すると、例えば、鋼材２の摩擦面の表面硬さをＨｖ１６０程度、表面粗さを７０μ以上〜１５０μ以下程度として、添板３および摩擦面増設用部材４の鋼材２の表面硬さに対する硬さ比を１．３以上〜２．５程度にすると、すべり係数０．６〜０．８５を確保することができ、また添板３と摩擦面増設用部材４との関係も同様に適用することができる。
【００４０】
またすべり係数０．９以上を確保する場合には、添板３および摩擦面増設用部材４の摩擦面の表層部の硬さと鋼材２の摩擦面の表層部の硬さとの硬さ比を２．５以上であって、表層部の硬さが大なる層の深さを０．２ｍｍ以上とし、表層部の硬さが大なる側の表面に沿って三角形の波形状あるいは角錐状の多数の突起を設け、かつ前記突起の高さは０．２〜０．１ｍｍとし、また表層部の硬さが小なる側（鋼材２）の表面の最大表面粗さを、前記突起の高さよりも十分小さくすることにより、すべり係数０．９以上を確保することができ、また添板３と摩擦面増設用部材４との関係も同様に適用することができる。
【００４１】
前記の多数の突起としては、連続的に繰り返すように設けるのが好ましく、加工手段としては、切削加工、レーザー加工、ローレット加工、プラズマ加工等により摩擦接合表面に沿い一定した形態で成形するとよい。
【００４２】
前記各実施形態においては、ボルト５の頭部および摩擦面増設用部材４に座金５ｂを当接するようにした形態を示したが、本発明を実施する場合、摩擦面増設用部材４は座金と同様な締付け力の拡散による押圧作用があるので、座金５ｂを省略して、摩擦面増設用部材４のみにしてもよい。
【００４３】
図示の形態においては、ナット５ａ側の摩擦面増設用部材４およびボルト５の頭部側の摩擦面増設用部材４をそれぞれ独立した部品の摩擦面増設用部材４としたが、座金５ｂを省略して、摩擦面増設用部材４のみにする場合、摩擦面増設用部材４のうち、ナット５ａ側に配置される摩擦面増設用部材４をナット５ａと一体に形成し、摩擦面増設用部材４のボルト孔を、図７（ｄ）に示すように、これに挿通する高力ボルト５の雄ねじ軸部と螺合する雌ねじ孔に形成するとともに、前記ナット５ａの雌ねじ孔と一連に雌ねじ孔を成形するようにしてもよい。摩擦面増設用部材４のボルト孔を、単なる透孔にしてもよいが、雌ねじ孔にすると、高力ボルト５ａのねじ刻設部を若干長くするだけで、高力ボルト５ａとナット５ａのねじ接合部に、さらに摩擦面増設用部材４とのねじ接合部が加わるので、高力ボルト５ａとのねじ接合を確実にすることができる。また摩擦面増設用部材４をナット５ａと一体に形成すると、部品点数を減らした高耐力の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造とすることができる。この場合摩擦面増設用部材４の部分の形状は円形または矩形のいずれでもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明によれば、単に摩擦面増設用部材を添板に重合させることにより摩擦面数が増加すると共に、鋼材と摩擦面増設用部材とが高力ボルトとほぼ一体化されることにより、すべり耐力が増大した摩擦接合部が得られる。
【００４５】
また、各部材の摩擦面に特別な処理などが不要であるので、安価で信頼性の高い摩擦接合部が得られる。
【００４６】
また、請求項２の発明によれば、摩擦面増設用部材および添板が鋼材の表裏両面に配置されるので、鋼材の片面にだけ配置される場合よりも摩擦面数が増加するので、すべり耐力が一層向上した摩擦接合部が得られる。
【００４７】
また請求項３の発明によれば、一面せん断形式の高力ボルトによる摩擦接合であっても、単に摩擦面増設用部材を使用するだけで、すべり耐力が増大した高耐力の摩擦接合部が得られ、また鋼材の取付が簡便となり施工性を高めることができる。
【００４８】
また請求項４のように、添板の両面に０．６以上のすべり係数が得られる高摩擦化処理を施すと、容易に高耐力の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造とすることができる。
【００４９】
また請求項５のように、摩擦面増設用部材の添板側の摩擦面または鋼材側の摩擦面に０．６以上のすべり係数が得られる高摩擦化処理を施すと、さらに容易に高耐力の高力ボルトによる摩擦接合構造とすることができる。
【００５０】
また請求項６のように、摩擦面増設用部材を高力ボルトの座金の代わりに兼用させるようにすると、座金を省略して、摩擦面増設用部材により、代用させて、部品点数を変えることなく、高耐力の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造とすることができる。
【００５１】
また請求項７のように、摩擦面増設用部材のうち、ナット側に配置される摩擦面増設用部材のボルト孔を、これに挿通する高力ボルトの雄ねじと螺合する雌ねじに形成するとともに、前記ナットと一体に成形すると、高力ボルトとナットのねじ接合部に、さらに摩擦面増設用部材とのねじ接合部が加わるので、高力ボルトとのねじ接合を確実にすることができ、また部品点数を減らした高耐力の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施形態の平面図、側面図であり、（ｃ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】第１実施形態の拡大断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明の第２実施形態の平面図、側面図であり、（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は二面せん断形式の試験体の平面図、側面図であり、（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】一面せん断形式の摩擦接合構造の試験体を示す図であり、（ａ），（ｂ）は試験体の平面図、側面図であり、（ｃ）は同図（ａ）のＤ’−Ｄ’断面図である。
【図６】各試験体と通常の試験体にそれぞれ引張力（Ｐ）を与えて、引張力（Ｐ）と接合部のすべり量（右方側の鋼材の移動量）との関係を比較した試験結果を示す図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は本発明の第３実施形態の平面図、側面図であり、（ｃ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、（ｄ）はナットと摩擦面増設用部材とを一体に成形した場合の形態を示す図である。
【図８】（ａ）は第１従来例の側面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図９】（ａ）は第２従来例の側面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】（ａ）は第３従来例の側面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のＧ矢視図である。
【符号の説明】
１，７摩擦接合部
２鋼材（鋼材）
２ａ，２ｂ，３ａ，４ａボルト孔
３添板（添板）
４摩擦面増設用部材（摩擦面増設用部材）
５高力ボルト
５ａナット
５ｂ座金
６試験体
７試験体
８試験体
９摩擦接合部
１０ａボルト孔
１１鋼製添板
１１ａボルト孔
１２高力ボルト
１３鋼製添板
１４凹凸

Claims

接合すべき鉄骨部材等の鋼材の端部に渡って添板を配置すると共に、前記鋼材および添板の各ボルト孔に挿通する高力ボルトにより接合される鋼材の摩擦接合構造において、摩擦面増設用部材を前記鋼材または添板の少なくともいずれか一方に重合するように当接し、かつ前記鋼材と摩擦面増設用部材の各ボルト孔の孔径を高力ボルトの軸径に近接させて形成し、前記鋼材と添板と摩擦面増設用部材とを高力ボルトにより締め付け圧着させて、前記鋼材と添板との間の摩擦作用と、摩擦面増設用部材と鋼材または添板との間の摩擦作用とにより接合部のすべり耐力を向上させることを特徴とする高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造。
接合すべき鉄骨部材等の鋼材の端部に渡って鋼材の表裏両面に添板を配置すると共に、前記鋼材および添板の各ボルト孔に挿通する高力ボルトにより接合される鋼材の摩擦接合構造において、摩擦面増設用部材を前記各添板に重合するように当接し、かつ前記鋼材と摩擦面増設用部材のボルト孔の孔径を高力ボルトの軸径に近接させて形成し、前記各鋼材と添板と摩擦面増設用部材とを高力ボルトにより締め付け圧着させて、前記鋼材と添板との間の摩擦作用と、摩擦面増設用部材と添板との間の摩擦作用とにより接合部のすべり耐力を向上させることを特徴とする高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造。
接合すべき鉄骨部材等の鋼材の端部相互を重合すると共に、前記各鋼材のボルト孔に渡って挿通する高力ボルトにより接合される鋼材の摩擦接合構造において、摩擦面増設用部材を一方の鋼材に重合するように当接し、かつ他方の鋼材と摩擦面増設用部材のボルト孔の孔径を高力ボルトの軸径に近接させて形成し、前記各鋼材と摩擦面増設用部材とを高力ボルトにより締め付け圧着させて、前記鋼材と摩擦面増設用部材との間の摩擦作用とにより接合部のすべり耐力を向上させることを特徴とする高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造。
添板の両面に０．６以上のすべり係数が得られる高摩擦化処理を施した請求項１または２に記載の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造。
摩擦面増設用部材の添板側の摩擦面または鋼材側の摩擦面に０．６以上のすべり係数が得られる高摩擦化処理を施した請求項１〜３のいずれかに記載の高力ボルトによる摩擦接合構造。
摩擦面増設用部材を高力ボルトの座金の代わりに兼用させるようにした請求項１〜３のいずれかに記載の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造。
摩擦面増設用部材のうち、ナット側に配置される摩擦面増設用部材のボルト孔を、これに挿通する高力ボルトの雄ねじと螺合する雌ねじに形成するとともに、前記ナットと一体に成形されていることを特徴とする請求項１〜３，５および６のいずれかに記載の高力ボルトによる鋼材の摩擦接合構造。