JP4264435B2

JP4264435B2 - デッキプレート接合用ドリルねじ

Info

Publication number: JP4264435B2
Application number: JP2005301131A
Authority: JP
Inventors: 克己新城
Original assignee: ピアス販売株式会社
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2025-10-17
Also published as: JP2007107329A

Description

本発明は、鉄筋構造の建物の床構造に採用されている合成スラブを構築するデッキプレートを鉄骨梁材のフランジ部に接合するためのデッキプレート接合用ドリルねじに関するものである。

デッキプレートを用いた合成スラブは、通常、Ｈ形鋼などの鉄鋼梁材の上にデッキプレートを敷込み、該デッキプレートを鉄骨梁材のフランジ部に接合して構築されるが、このようなデッキプレートの接合方法として「焼抜き栓溶接」と「発射打込みびょう」が認定されており、その施工作業は、建築基準法で定められた有資格者に限られている（非特許文献１参照）。

また、上記の接合方法による許容せん断力は、下記のとおりに定められている。

表１
焼抜き栓溶接（１個当り）
┌──────────────┬─────────────┐
│デッキプレートの板厚（ｍｍ）│短期許容せん断力（ｋｇｆ）│
├──────────────┼─────────────┤
│ １．２ │ ７５０ │
├──────────────┼─────────────┤
│ １．６ │ １，０５０ │
└──────────────┴─────────────┘

表２
発射打込みびょう（１本当り）
┌──────────────┬─────────────┐
│デッキプレートの板厚（ｍｍ）│短期許容せん断力（ｋｇｆ）│
├──────────────┼─────────────┤
│ １．２ │ ５１０ │
├──────────────┼─────────────┤
│ １．６ │ ６６０ │
└──────────────┴─────────────┘
「通則的耐火指定・無被覆耐火棒法合成スラブの設計・施工マニュアル」平成９年１２月「合成スラブ工業会」発行第５５頁、第９２〜９９頁

しかし、上記した焼抜き栓溶接による接合方法では、デッキプレートの表側から裏側の鉄骨梁材のフランジ部も溶融させて接合するため、溶接不良をデッキプレートの表面側から目視によって確認することが困難であり、また、溶接不良は、作業者の手抜きだけではなく、デッキプレートと鉄骨梁材との重ね合わせ接合部位に隙間が生じることによっても発生するので、実際上、避けることは困難であった。加えて、高所で施工するため、電源確保や溶接機の移動が大きな負担になっている。さらに、溶接作業中に降雨があると、作業の中断や、漏電事故が発生するという問題があった。

一方、発射打込みびょうによる接合方法では、発射時の爆発音がデッキプレートと共鳴する騒音の発生や、誤発射による危険、接合強度の低さ等からあまり普及していない。

上記のように従来の接合方法には多くの問題点があるので、施工現場や監督官庁からねじ止めによる接合方法の開発が要請されている。

しかし、デッキプレートの板厚が１．２ｍｍ〜１．６ｍｍであるのに対して、該デッキプレートを接合する鉄骨梁材のフランジ部の厚みは９．０ｍｍ〜４０．０ｍｍの広い範囲に及ぶため、施工現場においてフランジ部にねじ下穴を加工することは極めて困難であり、プレスによる打ち抜き加工も不可能であった。

一方、ドリルねじの普及に伴って、毎分２，５００回転の高速電動工具が市販されるようになったため、ねじ径が６．０ｍｍ以下、好ましくは５．０ｍｍのドリルねじであれば、板厚が１／２インチ（１２．７ｍｍ）の金属板でも１０秒前後の短時間でねじ下穴の加工とねじ込み（タッピング）を完了することができるようになった。しかし、ねじ径が６．０ｍｍ以上、例えばねじ径が６．３ｍｍのドリルねじでは、上記した高速電動工具を用いてねじ下穴を加工すると、摩擦熱でドリル部が焼付いて加工不能になる。

本発明は、このようなドリルねじの特性を利用して、フランジ部の厚みが９．０ｍｍ〜２０．０ｍｍの範囲内の鉄骨梁材であれば、施工現場において、デッキプレートを鉄骨梁材のフランジ部に容易、かつ強固に接合させることができるデッキプレート接合用ドリルねじを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、合成スラブを構築するデッキプレートを鉄骨梁材のフランジ部に接合するためのドリルねじであって、平行ねじ山を有するねじ軸部の一端に、前記デッキプレートと前記フランジ部の重ね合わせ接合部位に貫通する下穴を加工する長いドリル部が設けられ、前記ねじ軸部の他端に、テーパ部を介して、前記ねじ軸部のねじ径より僅かに大きい直径を有し、かつ軸方向の長さが前記デッキプレートの厚みとほぼ同等である短い円柱部が設けられ、該円柱部に頭部が連設されており、前記下穴に前記ねじ軸部をねじ込み、続いて前記テーパ部を介して前記円柱部を前記デッキプレートにあけられた下穴に圧入させることにより、前記フランジ部に接合した前記デッキプレートの許容せん断力を高めるように構成されていることを特徴とする。

上記構成において、前記ねじ軸部の平行ねじ山のねじ径が５．０ｍｍで、前記円柱部の直径が５．１ｍｍ〜５．５ｍｍであるドリルねじとすると、前記デッキプレートの板厚が１．２ｍｍ〜１．６ｍｍで、前記フランジ部の厚みが９．０ｍｍ〜２０．０ｍｍの範囲内であれば、前記デッキプレートと前記フランジ部の重ね合わせ接合部位に約１０〜１５秒前後の短時間でねじ下穴の加工とねじ込み（タッピング）が完了し、前記デッキプレートが前記フランジ部に接合されると、前記デッキプレートの下穴に圧入した径大の前記円柱部が該デッキプレートに発生するせん断応力を受けるので、ねじ径５．０ｍｍの前記ねじ軸部によりせん断応力を受けさせる場合に比べて、許容せん断力が約３０％増大し、表１に示した１，０５０ｋｇｆを十分に確保することができる。したがって、ねじ径が５．０ｍｍの一種類のドリルねじで、板厚が１．２ｍｍ〜１．６ｍｍのデッキプレートを前記フランジ部に接合することが可能となる。

以上説明したように、本発明のドリルねじは、フランジ部の厚みが９．０ｍｍ〜２０．０ｍｍの範囲内の鉄骨梁材に対して、板厚みが１．２ｍｍ〜１．６ｍｍのデッキプレートを前記フランジ部に容易、かつ強固に接合できる。

しかも、接合作業には、従来のように溶接機や、特殊な装置を必要とせず、市販されている高速電動工具を用いて容易に、かつ能率良く行なえるので、合成スラブの施工現場における作業の安全と省力化に貢献できるものである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るデッキプレート接合用ドリルねじを示している。該ドリルねじ１は、平行ねじ山を有するねじ軸部２の一端に、後述するデッキプレート１０と鉄骨梁材１１のフランジ部１２の重ね合わせ接合部位に貫通する下穴１３，１４（図２（ｂ）参照）を加工する長いドリル部３が設けられ、ねじ軸部２の他端には、テーパ部４を介して、ねじ軸部２のねじ径ｄより僅かに大きい直径Ｄを有し、かつ軸方向の長さがデッキプレート１０の厚みｔ（図２、図３参照）とほぼ同等である短い円柱部５が設けられ、該円柱部５に頭部６が設けられている。

ドリルねじ１の具体的な寸法については、ねじ軸部２のねじ径ｄが５．０ｍｍで、円柱部５の直径Ｄは５．１ｍｍ〜５．５ｍｍの範囲で、好ましくは５．２ｍｍとする。また、ドリル部３の直径ｄ１は４．６ｍｍである。

一方、図３に示すように、デッキプレート１０は、Ｈ形鋼からなる鉄骨梁材１１のフランジ部１２に接合して合成スラブを構築する。デッキプレート１０の板厚ｔは１．２ｍｍ〜１．６ｍｍであり、フランジ部１２の厚みＴは９．０ｍｍ〜２０．０ｍｍの範囲内である。

図２は、上記の構成を有するドリルねじ１を用いてデッキプレート１０を鉄骨梁材１１のフランジ部１２に接合する作業工程を示している。図２（ａ）は、接合作業の準備状態を示しており、ドリルねじ１の頭部６を図示しない高速電動工具のドライバビット２０の係合穴２１に係合して、ドリル部３の先端をデッキプレート１０とフランジ部１２の重ね合わせ接合部位に押し当てる。この状態でドライバビット２０を高速回転（毎分２，５００回転）させると、図２（ｂ）に示すように、長いドリル部３がデッキプレート１０とフランジ部１２を貫通して下穴１３，１４を加工する。続いて、図２（ｄ）に示すように、ねじ軸部２が下穴１３，１４にねじ込まれ、タッピング加工しながらねじ嵌合し、さらにテーパ部４が下穴１３と下穴１４の入口部分に圧入して下穴１３，１４を拡径しながら進入し、図２（ｄ）に示すように、頭部６がデッキプレート１０に当接して締付けが完了すると、径大の円柱部５が下穴１３に圧入して密着嵌合し、デッキプレート１０がフランジ部１２に接合される。この接合状態において、デッキプレート１０の下穴１３に圧入嵌合した直径Ｄが５．２ｍｍの円柱部５がデッキプレート１０に発生するせん断応力（図３の矢印方向）を受けるので、ねじ径ｄが５．０ｍｍのねじ軸部２によりせん断応力を受けさせる場合に比べて、許容せん断力が約３０％増大し、１，０５０ｋｇｆ以上のせん断力が確保される。しかも、ドリルねじ１による接合作業は、毎分２，５００回転の高速電動工具を用いると、１０〜１５秒前後の短時間で完了する。

本発明に係るデッキプレート接合用ドリルねじの正面図である。同上ドリルねじの接合工程を示す説明図であり、（ａ）は準備工程、（ｂ）は下穴加工工程、（ｃ）はねじ込み工程、（ｄ）は接合完了状態を示している。同上ドリルねじの使用状態を示す要部縦断面図である。

符号の説明

１デッキプレート接合用ドリルねじ
２ねじ軸部
３ドリル部
４テーパ部
５円柱部
６頭部
１０デッキプレート
１１鉄骨梁材（Ｈ形鋼）
１２フランジ部
１３，１４下穴
２０ドライバビット
２１係合穴

Claims

合成スラブを構築するデッキプレートを鉄骨梁材のフランジ部に接合するためのドリルねじであって、
平行ねじ山を有するねじ軸部の一端に、前記デッキプレートと前記フランジ部の重ね合わせ接合部位に貫通する下穴を加工する長いドリル部が設けられ、
前記ねじ軸部の他端に、テーパ部を介して、前記ねじ軸部のねじ径より僅かに大きい直径を有し、かつ軸方向の長さが前記デッキプレートの厚みとほぼ同等である短い円柱部が設けられ、該円柱部に頭部が連設されており、
前記下穴に前記ねじ軸部をねじ込み、続いて前記テーパ部を介して前記円柱部を前記デッキプレートにあけられた下穴に圧入させることにより、前記フランジ部に接合した前記デッキプレートの許容せん断力を高めるように構成されていることを特徴とするデッキプレート接合用ドリルねじ。
前記デッキプレートの板厚が１．２ｍｍ〜１．６ｍｍ、前記鉄骨梁材のフランジ部の厚みが９．０ｍｍ〜２０．０ｍｍの範囲内であって、
前記ねじ軸部の平行ねじ山のねじ径が５．０ｍｍで、前記円柱部の直径が５．１ｍｍ〜５．５ｍｍである請求項１記載のデッキプレート接合用ドリルねじ。