JP5597941B2 - Mating type steel column joint - Google Patents
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Description
本発明は、鉄骨柱の接合に関し、特に、オス型挿込金具とメス型受金具を有する嵌合式鉄骨柱の接合部に関する。 The present invention relates to the joining of steel columns, and more particularly, to a joint portion of a fitting type steel column having a male insertion fitting and a female receiving fitting.
鉄骨構造物は、H形鋼などの形鋼、および角形鋼管、円形鋼管などの鋼材を柱、梁、ブレースなどの部材として使い、それらを接合して組み立てられる。
鉄骨構造物の建設では、輸送可能な大きさで、予め工場製作された部材を建設現場に搬入し、それらを現場で接合して組み立てていく。この場合、部材等の接合には、工場においては溶接接合が、現場においては、火気や特別な技術が必要無い、省力化工法であるボルト接合が通常用いられる。
The steel structure is assembled by joining a shape steel such as an H-shaped steel, and a steel material such as a square steel pipe and a round steel pipe as members such as columns, beams, and braces.
In the construction of a steel structure, members that have been manufactured in the factory in a size that can be transported are brought into the construction site, and they are joined and assembled on site. In this case, for joining members and the like, welding joints are usually used at the factory, and bolt joining, which is a labor-saving construction method that does not require fire or special techniques at the site, is usually used.
ボルト接合する場合は、図9に示すように、予め接合するH形鋼柱部材26に、ボルト貫通のための孔を開け、ボルト挿通孔を備えた鋼製の添え板20を添え、ボルト21の締め付けにより摩擦接合する方法が用いられている。ボルトの締め付け作業は、足場などを利用し、作業員が接合部に接近し、トルクレンチを用いて行う。
In the case of bolt joining, as shown in FIG. 9, a hole for penetrating the bolt is formed in the H-shaped
また、仮設構造物の分野においては、本設の建物よりも、組み立て、解体のスピードが要求される傾向にあること、部材の使用期間が短期的であること、構成部材の負担荷重が小さいこと、鋼管で構造体が形成されることから、接合される2つの鋼管の一方の端部に、他方の鋼管の端部の内径よりも外径を小さくした絞り加工部を差込む(嵌合させる)ことで接合を行い、組み立て及び解体のスピードのアップ、使用後の部材の再利用を可能とした接合法が用いられている。 In addition, in the field of temporary structures, there is a tendency for the speed of assembly and dismantling to be required, compared to the main building, that the period of use of the members is short, and that the burden on the components is small. Since the structure is formed of a steel pipe, a drawn portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the other steel pipe is inserted (fitted) into one end of the two steel pipes to be joined. ) Is used to increase the speed of assembling and disassembling, and reuse the members after use.
また、図11に示すように、送電線支持用支柱において、薄肉の鋼板を材料とし、部材長手方向上方に向かって漸次径が縮小する複数の短尺の鋼管柱部材bを嵌合させ、長尺柱を構成する工法(パンザマスト(登録商標))が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この工法は、柱の撤去、移設の際に長尺柱を短尺の鋼管柱部材bに分解することが容易であり、短尺の鋼管柱部材bのリユースが可能となっている。 Moreover, as shown in FIG. 11, in the power transmission line supporting column, a thin steel plate is used as a material, and a plurality of short steel pipe column members b whose diameters are gradually reduced upward in the longitudinal direction of the member are fitted to each other. A construction method (Panzamast (registered trademark) ) that constitutes a pillar is disclosed (for example, see Patent Document 1). In this construction method, it is easy to disassemble the long column into the short steel pipe column member b when removing or moving the column, and the short steel tube column member b can be reused.
従来のボルトによる接合の場合には、作業員が接合部に接近し、トルクレンチを用いてボルト1本1本の締め付け作業を行うことから、接合する部材の断面が大きな場合、ボルト本数が多くなるため、接合にかかる時間が長くなり、施工期間が長くなるという問題がある。 In the case of joining with conventional bolts, an operator approaches the joint and performs a tightening operation for each bolt using a torque wrench. Therefore, when the cross section of the member to be joined is large, the number of bolts is large. Therefore, there is a problem that the time required for joining becomes long and the construction period becomes long.
また、仮設構造物などの解体を前提とした構造物に使用した場合は、例えば、接合部のボルトの取り外し若しくは部材のガス切断によって構造物の解体を行う方法があるが、接合部のボルトを取外す場合は、作業員が接合部に接近し、工具を用いてボルトの取り外しの作業を行う必要があり、解体のスピードが遅くなる。ガス切断により解体を行うと、解体スピードは速くなるが、部材を短く切断するため、再度同一の構造物を築造する際に、リユースが不可能となる。 In addition, when used in a structure that is premised on the dismantling of a temporary structure or the like, for example, there is a method of disassembling the structure by removing the bolt of the joint or gas cutting of the member. When removing, it is necessary for the worker to approach the joint and to perform the work of removing the bolt using a tool, and the speed of disassembly is reduced. When disassembling is performed by gas cutting, the disassembling speed is increased, but the member is cut short, so that it is impossible to reuse the same structure again.
鋼管の嵌合の場合は、接合部に求められる荷重伝達性能が軽微な場合及び接合される部材が鋼管の場合に限定され、嵌合後のガタツキをできるだけ抑制するためには、絞り加工部の外径と、鋼管端部の内径の差を出来る限り小さくすることが必要であるが、この差を小さくするほど、嵌合させる部材間のクリアランスが小さくなり、嵌合時の作業性が悪くなる。
テーパー状鋼管部材bを用いる場合は、長尺柱を構成する鋼管柱部材bが薄肉の鋼板を材料として製造されているため、柱に曲げモーメントが生じた際の抵抗性能が弱いという問題がある。また、この場合、柱の形状は、鋼管に限定され、柱自体にテーパー状の傾斜がつくという制約が生じる。
本発明は、鉄骨構造物の柱の接合部おいて、接合時の作業性能と、接合部の強度を両方満足する嵌合式とすることで、組み立て、解体の作業手間を削減し、組み立て作業のスピードおよび解体作業のスピードをアップさせることができ、前記の課題を有利に解決した鉄骨柱の接合構造を提供することを主目的とする。
また、ガス切断や機械切断による鉄骨柱部材の損傷を無くし、再度同一の構造物を築造する場合等には、鉄骨柱部材のリユースが可能となる接合構造を提供することも目的とする。
In the case of steel pipe fitting, it is limited to the case where the load transmission performance required for the joint is insignificant and the member to be joined is a steel pipe. In order to suppress rattling after fitting as much as possible, It is necessary to make the difference between the outer diameter and the inner diameter of the steel pipe end as small as possible. However, the smaller this difference is, the smaller the clearance between the members to be fitted becomes, and the workability during fitting becomes worse. .
When the tapered steel pipe member b is used, since the steel pipe column member b constituting the long column is manufactured using a thin steel plate, there is a problem that resistance performance when a bending moment is generated in the column is weak. . In this case, the shape of the column is limited to the steel pipe, and there is a restriction that the column itself has a tapered inclination.
The present invention is a fitting type that satisfies both the work performance at the time of joining and the strength of the joined part in the joint part of the column of the steel structure structure, thereby reducing the work of assembling and dismantling, and the assembly work. The main object of the present invention is to provide a steel column joint structure that can increase the speed and speed of the dismantling work and that advantageously solves the above-mentioned problems.
It is another object of the present invention to provide a joint structure that enables reuse of a steel column member when, for example, the same structure is constructed again without damaging the steel column member due to gas cutting or mechanical cutting.
本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
第1発明では、メス型受金具とオス型挿込金具を嵌合する解体を前提とした仮設構造物の鉄骨柱の接合部において、
前記メス型受金具には、その先端に向かって漸次幅が広くなるテーパー状の凹部を有し、前記オス型挿込金具には、その先端に向かって漸次幅が狭くなるテーパー状の凸部を有し、
前記メス型受金具のテーパー状部の柱軸線に対する傾斜角と、オス型挿込金具のテーパー状部の柱軸線に対する傾斜角が同じ傾斜角であり、かつその傾斜角度が2.5°以上、20°以下であり、
オス型挿込金具とメス型受金具が接触する鉄骨柱の軸方向の長さが、鉄骨柱の幅の2/3倍以上、2倍以下であり、
前記メス型受金具は、2枚の傾斜板と、2枚の側面板と、鉄骨柱部材の閉塞板とから構成されることを特徴とする。
第2発明では、前記オス型挿込金具が前記メス型受金具に嵌合したときに、前記オス型挿入金具における面板が前記メス型受金具における閉塞板に接触しない構造としてもよい。
第3発明のように、前記の場合に、前記メス型受金具のテーパー部表面、または、オス型挿込金具のテーパー部表面は、粗面とする表面処理を施してもよい。
The gist of the present invention is as follows.
In the 1st invention, in the junction part of the steel column of the temporary structure on the assumption of the dismantling which fits a female type metal fitting and a male type metal fitting,
The female receiving bracket has a tapered recess that gradually increases in width toward the tip, and the male insertion bracket has a tapered protrusion that gradually decreases in width toward the tip. Have
The inclination angle with respect to the column axis of the tapered portion of the female bracket is the same as the inclination angle with respect to the column axis of the taper portion of the male insertion fitting, and the inclination angle is 2.5 ° or more, 20 degrees or less,
The axial length of the steel columns that male insertion fitting and the female pivot bracket are in contact, 2/3 times or more the width of the steel column state, and are more than twice,
The female pivot bracket includes two inclined plates, is composed of a two side plates, and the closing plate of steel columns member, characterized in Rukoto.
In 2nd invention, when the said male type insertion metal fitting fits into the said female type metal fitting, it is good also as a structure where the face plate in the said male type metal insertion metal fitting does not contact the obstruction board in the said female type metal fitting.
As in the third aspect, in the above case, the surface of the taper portion of the female bracket or the surface of the taper portion of the male insertion fitting may be roughened.
上述する構成を具備する本発明によれば、オス型挿込金具をメス型受金具に嵌合させることで、鉄骨柱相互の接合が完了し、従来の接合法に比べて簡単に接合を完了することができる。また、組み立て作業のスピードおよび解体作業のスピードをアップさせることができ、鉄骨柱部材のリユースも可能となる。
また、嵌合完了時に接合された鉄骨柱のテーパー部相互が密着しガタツキがなく、曲げモーメントに対する抵抗性能を発揮することができる。
また、テーパー部表面粗面とすると、密着する2つの面の間の最大摩擦力が増大し、接合がより強固になる。
According to the present invention having the above-described configuration, by joining the male insertion fitting to the female receiving fitting, the joining between the steel columns is completed, and the joining is completed more easily than the conventional joining method. can do. In addition, the speed of the assembly work and the speed of the dismantling work can be increased, and the steel column member can be reused.
Further, the tapered portions of the steel columns joined when the fitting is completed are in close contact with each other, and there is no backlash, so that resistance to bending moment can be exhibited.
In addition, when the surface of the tapered portion is rough, the maximum frictional force between the two surfaces that are in close contact with each other increases and the bonding becomes stronger.
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。 Next, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
鉄骨構造物の一形態としては、図1に示すように、鉄骨柱22と鉄骨トラス梁23により構成される門型フレーム26がある。門型フレーム26は、鉄骨加工工場で加工された鉄骨が、建設現場に輸送され、接合されて組み立てられる。
鉄骨柱22の接合される位置(継手位置)は、輸送の際の長さ制限、施工法、フレームに生じる応力などを考慮して決められる。図1は一形態として、門型フレーム26の2本の鉄骨柱22の中間の継手位置にそれぞれ2箇所ずつ、合計4箇所に、メス型受金具1aおよびオス型挿込金具2aからなる継手を設けた例を示す。
As one form of the steel structure, there is a
The position (joint position) where the
本発明の一実施形態の嵌合接合は、鉄骨加工工場もしくは建設現場で、予めメス型受金具及びオス型挿込金具2aを、鉄骨柱部材に溶接接合により取り付けた状態で鉄骨建方工事を行う。
組み立ての要領は、図2に示すように、差込用の凸部を有するオス型挿込金具2aを取り付けた下側の鉄骨柱23を、オス型挿込金具2a側の端を上に向け、他方を基礎25に固定する。そして、オス型挿込金具2aを嵌合させるためのテーパー状の凹部29を有するメス型受金具1aを取り付けた上側の鉄骨柱24を、メス型受金具1a側の端を下に向け、重機等により、下側の鉄骨柱23の直上に移動し、オス型挿込金具2aを嵌合させる。なお、メス型受金具1aを取り付けた鉄骨柱24が下側に、オス型挿込金具2aを取り付けた鉄骨柱23が上側となってもよい。
The fitting joint according to one embodiment of the present invention is a steel processing factory or construction site, in which a female-type metal fitting and a male-type
As shown in FIG. 2, the assembling procedure is such that the
図4を参照して、メス型受金具1aの詳細を説明する。
メス型受金具1aは、傾斜板1と、傾斜板2と、側面板3と、側面板4と、鉄骨柱部材側の閉塞板5との5枚から構成され、鋼板相互を溶接されることで構成され、6面体に対してオス型挿込金具のための挿入口6の1面だけ鋼板が欠けた形となる。
With reference to FIG. 4, the detail of the female type metal fitting 1a is demonstrated.
The female-type metal fitting 1a is composed of five pieces of an
より具体的には、間隔をおいて平行に対向するように配置された台形状の側面板3,4の一端側(底辺側)が相互に離反し、他端側(上辺側)が相互に接近するように傾斜して同レベルに配置され、前記側面板3,4の幅方向側縁部に、長方形の傾斜板1、2が同レベルに配置されて、溶接Wにより固定されている。また、前記側面板3,4の上辺と各傾斜板1、2の上辺の4辺を塞ぐように鉄骨柱部材側の閉塞板5が、前記側面板3,4間および各傾斜板1、2上に配置されて、前記傾斜板1,2および各側面板3,4に溶接により固定されている。前記の溶接Wは、メス型受金具1aの外側からの溶接により行われ、メス型受金具1aの内側面に溶接ビードが生じないようにされている。
前記の傾斜板1,2および各側面板3,4並びに閉塞板5に囲まれる内側空間により、凹部29が形成され、前記傾斜板1,2が対向して傾斜配置されていることで、テーパー状の凹部29とされている。
More specifically, one end side (bottom side) of the
A
また、オス型挿込金具挿入口6は、オス型挿込金具2aの挿入口の役割を担う。また、強軸方向の曲げモーメントに抵抗する面である各傾斜板1および2は、鉄骨柱長手方向の材軸(柱軸線)Yに対して、挿入口6側(先端側)が、互いに漸次離反するように、傾斜角θで傾斜した傾斜面(傾斜角θ)となっている。
前記各傾斜板1と2の基端側は、断面H形鉄骨柱部材1bのフランジ27に溶接Wにより固定され、前記の閉塞板5は、断面H形鉄骨柱部材1bのウェブ28に溶接Wにより固定されている。各側面板3,4の内側間隔は、断面H形鉄骨柱部材1bにおけるフランジ27の幅寸法よりも僅かに大きくされている。
前記の傾斜板1、2間の基端側の間隔(閉塞板5の傾斜板1、2間の長さ寸法に相当)は、後記のオス型挿込金具2aにおける傾斜板8と傾斜板9とにより形成される先端部間の幅寸法よりも小さくされて、オス型挿込金具2aにおける面板13,16が、閉塞板5に接触しないようにされ、また、メス型受金具1a内にオス型挿込金具2a全体を収納可能なように、メス型受金具1a内の柱軸方向の寸法はメス型受金具1aの柱軸方向の寸法より長くされて、メス型受金具1a全体がオス型挿込金具2aに確実に嵌合されるようにされている。
なお、弱軸方向の曲げモーメントに対しては、側面板3,4が抵抗するようになる。
Moreover, the male insertion metal
The base ends of the
The base end side interval between the
Note that the
次に、図5を参照して、オス型挿込金具2aの詳細を説明する。
オス型挿込金具2aは、傾斜板8、傾斜板9、ウェブ部板10、鉄骨柱部材側の面板11、リブ補強材12、先端板13、鉄骨柱部材側の面板14、リブ補強材15、先端板16の鋼板を組み立て、鋼板相互を溶接Wされることで、テーパー状の凸部30を有するオス型挿込金具とされている。
Next, details of the male insertion fitting 2a will be described with reference to FIG.
The male insertion fitting 2a includes an
より具体的には、幅方向中央に位置するように配置された左右の辺が対称に傾斜した台形状のウェブ部板10の上端部の表裏両側に、上辺とほぼ同じ長さ寸法の長方形の前記先端板13,16が配置されて溶接Wにより固定されている。前記先端板13,16に間隔をおいて平行に、ウェブ部板10の中間部の幅寸法とほぼ同じ長さ寸法の長方形の補強材12,15が、ウェブ部板10に溶接Wにより固定されている。同様に長方形の面板11,14が前記補強材12,15に平行に配置されて、ウェブ部板10に溶接Wにより固定されている。
More specifically, on the front and back sides of the upper end portion of the trapezoidal
前記の先端板13,16と、補強材12,15と、面板11,14とは、その幅寸法は同じ幅寸法とされている。
長方形状の傾斜板8および9の幅寸法は、先端板13,16の各幅寸法にウェブ部板10の板厚寸法を足した寸法とされ、そのような傾斜板8,9が、各先端板13,16と、補強材12,15と、面板13,16と、ウェブ部板10に傾斜端面に当接されて、溶接により固定されている。
The
The width dimension of the rectangular
オス型挿込金具2aにおける溶接部は、先端板13,16部分の溶接Wを除いてオス型挿込金具2aの主として内側からの溶接Wにより行われ、オス型挿込金具2aの外側面に溶接ビードが生じないようにされている。
前記各傾斜板8,9の基端側は、断面H形鉄骨柱部材1cのフランジ27に溶接Wにより固定され、前記の面板11,14およびウェブ部板10は、断面H形鉄骨柱部材1cのウェブ28に溶接Wにより固定されている。
The welded portion in the male insertion fitting 2a is performed by welding W mainly from the inner side of the male insertion fitting 2a except for the welds W of the
The base end side of each of the
前記の実施形態では、各傾斜板8,9と、先端板13,16とによりテーパー状の凸部30が形成されている。前記のウェブ部板10の板厚の先端側の端面に、先端板13,16を固定する場合には、先端板13,16に代えて、1枚の鋼板からなる先端板にすることも可能である。補強材12は縦向きの補強材としてもよく、あるいは縦向きあるいは横向きの両方を備えた十字状の補強材としてもよい。
In the above-described embodiment, the tapered
前記の各傾斜板8,9の幅寸法は、前記の側面板3,4間の寸法よりも僅かに小さくされて、オス型挿し込み金具2aをメス型受金具1aに嵌合可能にされている。
なお、弱軸方向の曲げモーメントに対しては、面板11,14と、補強材12,15と、面板13,16の端部が抵抗するようになる。
また、強軸方向Yの曲げモーメントに抵抗する面である傾斜板8および傾斜板9は、鉄骨柱長手方向の材軸(柱軸線)Yに対して傾斜した傾斜面(傾斜角θ)となっており、H形鋼のウェブに当たる位置には、前記のようにウェブ部板10を設置する。
各傾斜板9と10の基端部は、断面H形の鉄骨柱部材1cにおけるフランジ27に溶接により固定され、また、傾斜板8および9は、その幅方向中央に配置されたウェブ部板10に溶接Wにより固定されて一体化され、前記ウェブ部板10を境にしてこれに対して直角に、上面板11および14と、補強材12および15と、先端板13および16とは、溶接Wにより固定されている。
本発明においては、接合される鉄骨柱の断面形状は適宜の形状でよいから限定されず、図6は、鉄骨柱がH形鋼の場合、図7は角形鋼管の場合の実施形態を示す。
なお、鉄骨柱部材1bおよび1cが角形鋼管の場合には、鉄骨柱部材1bにあっては、角形鋼管の端面4辺の内2辺を、傾斜板1,2に溶接Wにより固定し、他の2辺を閉塞板5に溶接により固定する。
The width dimension of each of the
Note that the end portions of the
Further, the
The base end portions of the
In the present invention, the cross-sectional shape of the steel column to be joined may be an appropriate shape, and is not limited. FIG. 6 shows an embodiment in which the steel column is an H-shaped steel, and FIG. 7 shows an embodiment in the case of a square steel pipe.
When the
接合部を構成する鋼板は、接合部にかかる所定以上の曲げモーメントに対して、降伏、座屈を起さないように板厚を設定する。
オス型挿込金具2a、メス型受金具1aの傾斜面の鉄骨柱長手方向の材軸に対する傾斜角θは同一とし、接合完了時には、図3に示すように、メス型受金具1aの傾斜板1及び2の内面と、オス型挿込金具2aにおける傾斜板8及び9の外側面が、全体に面接触して密着する形態となるように、オス型挿込金具2a及びメス型受金具1aの各部の寸法を設定する。
The steel sheet constituting the joint is set to have a thickness so as not to yield and buckle against a bending moment of a predetermined level or more applied to the joint.
The inclination angle θ of the inclined surfaces of the male insertion fitting 2a and the female reception fitting 1a with respect to the material axis in the longitudinal direction of the steel column is the same, and when joining is completed, as shown in FIG. 3, the inclined plate of the female reception fitting 1a The male insertion fitting 2a and the
このように各傾斜板の傾斜角θ、寸法を設定すると、メス型受金具1aの傾斜板1及び2の内側面と、オス型挿込金具における傾斜板8及び9の外側面が、互いにガイド面として案内して、嵌合することができ、嵌合完了時には接合された二つの鉄骨部柱1b、1c(2b,2c))の材軸Yが合致することとなる。
また、メス型受金具1aの鉄骨柱材軸方向の長さL1(図4参照)は、オス型挿込金具2aの鉄骨柱材軸方向の長さL2(図5参照)に対して余裕を持たせ、嵌合完了時にメス型受金具1aもしくはオス型挿込金具2aの製作誤差の吸収しろを持たせておくことが好ましい。
嵌合完了時に密着するメス型受金具1aにおける傾斜板1及び2の内側面と、オス型挿込金具2aにおける傾斜板8及び9の外側面には、サンドブラストあるいはショットブラスト等のブラスト処理などにより、テーパー部表面の粗さの値を増加させる表面処理をほどこして、粗面とすると、密着する2つの面の間の最大摩擦力が増大し、接合がより強固になる。
このように、メス型受金具1a及びオス型挿込金具2aを構成することで、鉄骨柱嵌合時のメス型受金具1aの先端と、オス型挿込金具2aの先端の間のクリアランスを確保でき、かつ、嵌合完了時には鉄骨柱同士を密着させることができ、接合部において所定以上の荷重を伝達することが可能となる。
また、接合された状態の柱材の解体の際も、重機で接合部の上位に位置する鉄骨柱部材1bを吊り上げるだけで簡単に取外すことができ、従来のガス切断のような損傷も無いため、再度同じ構造物を構築する際は、同じ鉄骨柱部材1b、1cをリユースすることができる。
When the inclination angle θ and the dimensions of each inclined plate are set in this way, the inner side surfaces of the
Further, the length L1 (see FIG. 4) of the female-type metal fitting 1a in the axial direction of the steel column member has a margin with respect to the length L2 (see FIG. 5) of the male-type insertion fitting 2a in the steel column material axis direction. It is preferable to provide an allowance for manufacturing error of the female receiving metal fitting 1a or the male insertion fitting 2a when the fitting is completed.
The inner side surfaces of the
In this way, by configuring the
In addition, when disassembling the joined column members, the
本発明における鉄骨柱の接合構造の実施例を示す。
図10には、本発明の接合構造において、接合部の荷重伝達性能と接合部のオス型挿込金具2aとメス型受金具1aが接触する鉄骨柱17の軸方向の差込長さL、及びテーパー状の傾斜角θの間係を確認する試験の実施状況が示されている。
試験体は、H形鋼からなる鉄骨柱部材17及びこれに固定された本発明の接合部18から構成され、試験体は試験機の制約上、鉄骨柱長手方向の材軸を水平方向とし、2箇所の支点19、及び支点19間の中央に本発明の接合部18を有する。
載荷は試験体の中央から等距離となる2箇所において、点に集中して載荷を行う。この載荷方法により本発明の接合部18に曲げモーメントを生じさせることができる。
試験体における鉄骨柱H形鋼サイズは、強軸幅Hが294mm、弱軸幅Bが200mm、ウェブ板厚tWが8mm、フランジ板厚tfが12mmである。
The Example of the joining structure of the steel column in this invention is shown.
In FIG. 10, in the joint structure of the present invention, the load transmission performance of the joint portion and the insertion length L in the axial direction of the
The test body is composed of a
Loading is concentrated at points at two locations equidistant from the center of the specimen. By this loading method, a bending moment can be generated in the joint 18 of the present invention.
The steel column H-shaped steel size in the test specimen is 294 mm for the strong axis width H, 200 mm for the weak axis width B, 8 mm for the web plate thickness tW, and 12 mm for the flange plate thickness tf.
試験の結果、図10におけるオス型挿込金具2aとメス型受金具1aが接触する鉄骨柱の軸方向の差込長さLは、鉄骨柱の強軸幅H対して2/3倍以上、かつ、テーパー状の傾斜角θは20°以下であれば、鉄骨柱H形鋼が降伏する曲げモーメントを載荷しても本発明の接合部はオス型挿込金具2aとメス型受金具1aが分離することなく、曲げモーメントを伝達することが可能であった。
一方で、前記差込長さLが鉄骨柱の強軸幅Hに対して2/3倍未満、または、傾斜角θが20°より大きい場合は、鉄骨柱H形鋼が降伏する曲げモーメントよりも小さな曲げモーメントでオス型挿込金具2aとメス型受金具1aが外れる結果となった。
テーパー状の傾斜角θと嵌合容易性の関係は、傾斜角θが大きい程、嵌合時のクリアランスが大きくなり、オス型挿込金具2aとメス型受金具1aの嵌合が容易になるが、傾斜角θが2.5°以上の場合、嵌合をスムーズに行うことができ、2.5°未満の場合は嵌合が著しく困難であった。
材軸方向の差込長さLを長くすると当然ながら使用鉄骨量が多くなり、製造コストが高くなる。差込長さLを鉄骨柱強軸幅H対して2倍よりも長くすると、本発明の接合部を制作するための鉄骨量が、従来のボルト接合の場合に必要な鉄骨量の5倍を超えるため、コストの合理性に欠けるといえる。
以上の実施の結果をまとめたものが図8に示す図である。テーパー状の傾斜角θ及びオス型挿込金具2aとメス型受金具1aが接触する鉄骨柱の軸方向の差込長さLの鉄骨柱の強軸幅Hに対する倍率は、荷重伝達性、施工性、コストを考慮するとXの範囲に絞るとよい。
As a result of the test, the insertion length L of the steel column in which the male insertion fitting 2a and the female receiving fitting 1a in FIG. 10 are in contact with each other is 2/3 times or more the strong axis width H of the steel column, And if the taper-shaped inclination | tilt angle (theta) is 20 degrees or less, even if it loads the bending moment in which the steel column H-section steel yields, the joint part of this invention is the male insertion metal fitting 2a and the female type metal fitting 1a. It was possible to transmit the bending moment without separation.
On the other hand, when the insertion length L is less than 2/3 times the strong axis width H of the steel column or the inclination angle θ is greater than 20 °, the bending moment at which the steel column H-section steel yields is obtained. As a result, the male insertion fitting 2a and the female receiving fitting 1a were detached with a small bending moment.
As for the relationship between the tapered inclination angle θ and the ease of fitting, the larger the inclination angle θ, the larger the clearance at the time of fitting, and the fitting of the male insertion fitting 2a and the female receiving fitting 1a becomes easier. However, when the inclination angle θ is 2.5 ° or more, the fitting can be performed smoothly, and when it is less than 2.5 °, the fitting is extremely difficult.
Increasing the insertion length L in the material axis direction naturally increases the amount of steel used and increases the manufacturing cost. When the insertion length L is longer than twice the steel column strong axis width H, the amount of steel for producing the joint of the present invention is 5 times the amount of steel required for conventional bolted joints. Therefore, it can be said that the cost is not reasonable.
A summary of the results of the above implementation is shown in FIG. The taper-shaped inclination angle θ and the magnification with respect to the strong axis width H of the steel column with the insertion length L in the axial direction of the steel column in contact with the male insertion fitting 2a and the female receiving fitting 1a are load transferability, construction Considering the characteristics and cost, it is better to narrow the range to X.
本発明を実施する場合、前記実施形態では、メス型受金具1aおよびオス型挿込金具2aにおける対向する2面について、傾斜面としたが、他の対向する2面(メス型受金具1aあるいはオス型挿込金具2aについて)についても、傾斜させるようにして、メス型受金具1aおよびオス型挿込金具2aの周側部の4面を傾斜面としてもよい。
In carrying out the present invention, in the above-described embodiment, the two opposing surfaces of the
1a メス型受金具
2a オス型挿込金具
1b メス型受金具に接合するH形鋼鉄骨柱部材
2b メス型受金具に接合する角形鋼管鉄骨柱部材
1c オス型挿込金具に接合するH形鋼鉄骨柱部材
2c オス型挿込金具に接合する角形鋼管鉄骨柱部材
b パンザーマストにおける長尺柱を構成する鋼管柱部材
L1 メス型受金具の材軸方向長さ
L2 オス型挿込金具の材軸方向長さ
B1 メス型受金具の材軸直角方向幅
B2 オス型挿込金具の材軸直角方向幅
θ 傾斜部角度
H 実施試験におけるH形鋼鉄骨柱の強軸幅
B 実施試験におけるH形鋼鉄骨柱の弱軸幅
tf 実施試験におけるH形鋼鉄骨柱のフランジ厚
tw 実施試験におけるH形鋼鉄骨柱のウェブ厚
L 実施試験における嵌合接合部差込長さ
1 メス型受金具の傾斜板
2 メス型受金具の傾斜板
3 メス型受金具の側面板
4 メス型受金具の側面板
5 メス型受金具の鉄骨柱部材側板
6 メス型受金具におけるオス型挿込金具挿入口
7 オス型挿込金具の傾斜板
8 オス型挿込金具の傾斜板
9 オス型挿込金具の傾斜板
10 オス型挿込金具のウェブ部板
11 オス型挿込金具における鉄骨柱部材側の面板
12 オス型挿込金具リブ補強材
13 オス型挿込金具の先端板
14 オス型挿込金具における鉄骨柱部材側の面板
15 オス型挿込金具のリブ補強材
16 オス型挿込金具の先端板
17 実施試験におけるH形鋼柱部材
18 実施試験における本発明の接合部
19 実施試験における試験体の支点
20 ボルト接合における添板
21 ボルト接合におけるボルト
22 門形フレームにおける鉄骨柱
23 梁
24 鉄骨柱
25 基礎
26 門型フレーム
27 フランジ
28 ウェブ
29 テーパー状の凹部
30 テーパー状の凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Female type receiving metal fitting 2a Male type insertion metal fitting 1b H-shaped steel frame column member 2b joined to a female type metal fitting 1b Square steel pipe steel column member 1c joined to a female type metal fitting H type steel to be joined to a male type insertion metal fitting Steel column member 2c Square steel tube steel column member b to be joined to male insertion bracket Steel tube column member L1 which constitutes a long column in the panther mast Material axis direction length L2 of female type reception bracket Material axis direction of male insertion bracket Length B1 Material axis perpendicular direction width B2 of female type receiving bracket B2 Material axis perpendicular direction width θ of male insertion bracket Inclined part angle H Strong axis width of H-shaped steel bone column in actual test B H-shaped steel bone in actual test Weak axial width of column tf Flange thickness tw of H-shaped steel bone column in the test test Web thickness L of H-shaped steel frame column in the test test Mating joint insertion length 1 in the test test Tilt plate 2 of the female receiving bracket Inclined plate of female receiving bracket 3 Female receiving Side plate 4 of the female side plate 5 Side plate of the female type receiving metal plate 6 Side plate 6 of the female type receiving metal fitting 6 Male insertion fitting insertion port 7 in the female receiving fitting 7 Inclined plate 8 of the male insertion fitting Male insertion fitting Inclined plate 9 Inclined plate of male insertion fitting 10 Web part plate of male insertion fitting 11 Face plate 12 on the side of the steel column member of the male insertion fitting Male insertion fitting rib reinforcement 13 Male insertion fitting End plate 14 Steel plate member side face plate 15 in male insertion fittings Rib reinforcement 16 of male insertion fittings Tip plate 17 of male insertion fittings H-shaped steel column member 18 in an implementation test The present invention in an implementation test Joint part 19 fulcrum 20 of test specimen in execution test bolt 21 in bolt joint bolt 22 in bolt joint steel column 23 in portal frame 23 beam 24 steel column 25 foundation 26 portal frame 27 flange 28 web 2 9 Tapered concave part 30 Tapered convex part
Claims (3)
前記メス型受金具には、その先端に向かって漸次幅が広くなるテーパー状の凹部を有し、前記オス型挿込金具には、その先端に向かって漸次幅が狭くなるテーパー状の凸部を有し、
前記メス型受金具のテーパー状部の柱軸線に対する傾斜角と、オス型挿込金具のテーパー状部の柱軸線に対する傾斜角が同じ傾斜角であり、かつその傾斜角度が2.5°以上、20°以下であり、
オス型挿込金具とメス型受金具が接触する鉄骨柱の軸方向の長さが、鉄骨柱の幅の2/3倍以上、2倍以下であり、
前記メス型受金具は、2枚の傾斜板と、2枚の側面板と、鉄骨柱部材の閉塞板とから構成されることを特徴とした鉄骨柱の接合部。 In the joint of the steel column of the temporary structure assuming the disassembly to fit the female receiving bracket and the male insertion bracket,
The female receiving bracket has a tapered recess that gradually increases in width toward the tip, and the male insertion bracket has a tapered protrusion that gradually decreases in width toward the tip. Have
The inclination angle with respect to the column axis of the tapered portion of the female bracket is the same as the inclination angle with respect to the column axis of the taper portion of the male insertion fitting, and the inclination angle is 2.5 ° or more, 20 degrees or less,
The axial length of the steel columns that male insertion fitting and the female pivot bracket are in contact, 2/3 times or more the width of the steel column state, and are more than twice,
The female pivot bracket includes two inclined plates, and two side plates, the junction of the steel columns that wherein Rukoto is composed of a closing plate of steel columns member.
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