JP6785213B2 - 接合金具及びそれを用いてなる建物構造 - Google Patents
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Description
前記第1構造材50に接合される第1接合部2と、
前記第2構造材60に接合される第2接合部3と、
前記第1接合部2と前記第2接合部3とを連結する連結部4と、を備え、
前記第1接合部2、前記第2接合部3、及び前記連結部4は、鋳造により一体形成され、
前記第1構造材50は、閉鎖断面の形鋼からなり、
前記第1接合部2は、前記第1構造材50である閉鎖断面の形鋼の内周部50bが挿入されてその端部50aが裏当てされる裏当て部21を備え、該裏当て部21は鋳造により前記第1接合部2に隆起状に一体形成され、
前記裏当て部21は、前記第1構造材50の内周部50bが挿入される先端部から、基端部に向かって拡径する傾斜面21a,21bを有しており、該裏当て部21の傾斜面21a,21bが、溶接時の開先部21cとなり、
前記裏当て部21は、先端部側に設けられる第1傾斜面21aと、基端部側に設けられ、傾斜角度θ2が、前記第1傾斜面21aの傾斜角度θ1よりも大きくなるように形成される第2傾斜面21bと、を有してなることを特徴としている。
前記第1構造材50,50A,50Bに接合される第1接合部2,2A,2Bと、
前記第2構造材60に接合される第2接合部3と、
前記第1接合部2,2A,2Bと前記第2接合部3とを連結する連結部4と、を備え、
前記第1接合部2,2A,2B、前記第2接合部3、及び前記連結部4は、鋳造により一体形成され、
前記連結部4は、横断面が十字形状に鋳造により一体形成され、十字形状の交差部4aの外形4cが滑らかに湾曲するアール形状となるとともに、前記交差部4aから十字状に延びる補強リブ部4bの先端部4dに向かって滑らかに傾斜する先細り形状となるように形成されてなることを特徴としている。
前記第1接合部2A,2Bは、前記係合凹部51A,51Bに係合するように鋳造により一体形成される係合凸部22A,22Bを有しており、前記第1構造材50A,50Bの前記係合凹部51A,51Bに前記第1接合部の前記係合凸部22A,22Bが係合されると共に、前記第1構造材50A,50Bと、前記係合凹部51A,51Bに係合される前記係合凸部22A,22Bとその両者にわたって挿通される係止ピン53とによって、前記第1接合部2A,2Bは、第1構造材50A,50Bに接合されてなることを特徴としている。
前記係合凸部22Aは、前記第1構造材50Aである木材のスリットに挿入係合される平板状鋼により形成されてなることを特徴としている。
前記第2接合部3は、前記アンカーボルト61の先端部が挿通される複数の挿通孔31と、該複数の挿通孔31に挿通された前記アンカーボルト61の先端部にねじ込まれるナット62が配置される複数のナット座33と、該複数のナット座33を避けて切り欠かれる複数の肉落し部32とを有してなるベースプレート3からなることを特徴とする。
また、請求項1の発明によれば、第1構造材50は、角筒体等の閉鎖断面の形鋼からなり、前記第1接合部2は、前記第1構造材50である閉鎖断面の形鋼の内周部50bが挿入されてその端部50aが裏当てされる裏当て部21を備え、該裏当て部21は鋳造により前記第1接合部2に隆起状に一体形成されてなるから、従来のように第1構造材50の内周部50bにこれとは別個に裏当て金(溶接金属の抜け落ちを防止するバックアップと呼ばれる金属片)を溶接によって取り付けるという手間が不要となるから、製造費を低減することができる。
さらに、請求項1の発明によれば、裏当て部21は、前記第1構造材50の内周部50bに挿入される先端部から、基端部に向かって拡径する傾斜面21a,21bを有しているから、例えば、第1構造材50の外径が同一であって、第1構造材50の厚さが異なりその内径が異なる場合(例えば、第1構造材50の厚さが2、3種類ある場合)であっても、又は、第1構造材50の内径に多少の製作誤差があっても、第1構造材50の端部50aから内周部50bに、傾斜面21a,21bからなる裏当て部21を挿入することによって、裏当て部21を正確な裏当て金として機能させることができるから、溶接を良好に行うことができるとともに、裏当て部21の傾斜面21a,21bが溶接時の開先部21cとなり、従来のように第1構造材50の端部50aに開先部を形成したり、裏当て部21に開先部21cを形成するための切削加工が不要となるから、この面からも製造費を低減することができる。
そしてさらに、請求項1の発明によれば、図8に示すように、裏当て部21が、先端部側に設けられる第1傾斜面21aと、基端部側に設けられ、傾斜角度θ2が、第1傾斜面21aの傾斜角度θ1よりも大きくなるように形成される第2傾斜面21bと、を有するから、すなわち、先端部側に設けられる第1傾斜面21aの開先角度α(90度−傾斜角度θ1)が、基端部側に設けられる第2傾斜面21bの開先角度β(90度−傾斜角度θ2)よりも大きくなるように形成される。したがって、第1構造材50の厚さが大きくてその内径が小であれば、開先角度αが大きい第1傾斜面21aに、第1構造材50の内周部50bが挿入されて第1構造材50の下端部の小径な内周部50bが第1傾斜面21aに当接して第1接合部2に対して正確に位置決めがなされ、又、第1構造材50の厚さが小さくてその内径が大きい場合には、開先角度βが小さい第2傾斜面21bに、第1構造材50の内周部50bに挿入されて第1構造材50の下端部の大径な内周部50bが第2傾斜面21bに当接して第1接合部2に対して正確に位置決めされることになる。すなわち、第1構造材50の厚さが異なりその内径が異なる場合であっても、第1構造材50は第1接合部2に対して正確に位置決めされ、且つ両者間に適切な広さの開先部が形成されて適切な溶着量を得ることができる。
さらに、請求項6の発明によれば、連結部4は、横断面が十字形状となるように、鋳造により一体形成されるから、例えば、アンカーボルト61の先端部に螺結されるナット62を固定するシャーレンチ等のナット締め付け用の工具の動作スペースを確保することができるとともに、例えば、連結部4の十字形状の各辺の辺長及び厚さを、必要強度を維持するのに充分なものに設計することによって、断面二次モーメント(曲げモーメントに対する変形のしにくさを表した量)を大きくすることができるから、従来の横断面が円形状となるもの(例えば、丸形鋼管)に比較して、強度の向上を図ることができる。よって、支持柱の設置本数が少なくなることになり、設計の自由度を上げることが可能となる。
またさらに、請求項6の発明によれば、連結部4は、十字形状の交差部4aの外形4cが滑らかに湾曲するアール形状となるとともに、交差部4aから十字状に延びる補強リブ部4bの先端部4dに向かって滑らかに傾斜する先細り形状となるように形成されるから、例えば、めっき、電着塗装等の防錆処理を行うとき、余剰塗料が連結部4の交差部4aから補強リブ部4bの先端部4dに向けて流れ落ちやすくなるために、連結部4の交差部4aに余剰塗料による液溜りが形成されることがなくなり、もって、めっき、電着塗装等の防錆処理を精度よく行うことができるから、製造費を低減することができる。
以下に、本発明に係る接合金具及びそれを用いてなる建物構造の第1実施形態について、図1〜図8を参照して具体的に説明する。
次に、本発明に係る接合金具及びそれを用いてなる建物構造の第2実施形態について、図9〜図11を参照して具体的に説明する。なお、以下では、第1実施形態と同一の構成には、同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
次に、本発明に係る接合金具及びそれを用いてなる建物構造の第3実施形態について、図12〜図14を参照して具体的に説明する。なお、以下では、第1実施形態と同一の構成には、同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
図16に示すように、第1実施形態の接合金具1において、連結部4の各辺(補強リブ部4b)の厚さtが8.0mm、辺長h(交差部4aを挟んで直径方向に延びる各補強リブ部4bの先端部4d間の長さ)が70mmとなるように形成した接合金具1を準備し、連結部4の横辺の中心線がX0軸となるように配置し、連結部4の縦辺の中心線がY0軸となるように配置し、連結部4の中心がX0軸とY0軸との交点となるように配置した。
図15に示すように、柱材50の下端部50aに溶接部材wにより溶接接合される矩形板状のトッププレート102と、アンカーボルト61の先端部にナット62を螺結することによって、基礎60の上端部60aに接合される矩形板状のベースプレート103と、トッププレート102とベースプレート103とを連結し、横断面が円形状となるように円筒形状に形成された丸形鋼管からなる連結部104と、を備え、連結部104の上端部が、トッププレート102の下端部に溶接部材wにより溶接接合され、連結部104の下端部が、ベースプレート103の上端部に溶接部材wにより溶接接合される接合金具101において、図16に示すように、連結部104の厚さt1が8.0mm、外径d1が42.7mm、内径d2が26.7mmとなるように形成した接合金具101を準備し、連結部104の中心がX0軸とY0軸との交点となるように配置した。
従来例1の接合金具101の連結部104を中実丸鋼とし、図16に示すように、連結部204の外径d3が42.7mmとなるように形成した接合金具201を準備し、連結部204の中心がX0軸とY0軸との交点となるように配置した。
上記のように配置した接合金具1,101,201の座標軸X0,Y0に対して反時計回りにそれぞれ0度、15度、30度、45度、60度、75度、90度回転させた(それぞれ下記表1に記載の実施例1〜7、従来例1,2(0度のみ)とする)計算軸である座標軸X,Y(X0〜X5、Y0,Y0〜Y5、X0)におけるX軸まわりの断面二次モーメント及びY軸まわりの断面二次モーメントを表1に示す。
2,2A,2B 第1接合部(トッププレート)
3 第2接合部(ベースプレート)
4 連結部
4a 交差部
4b 補強リブ部
4c アール部
4d 先端部
20 板状部
21 裏当て部
21a 第1傾斜面
21b 第2傾斜面
21c 開先部
22A,22B 係合凸部
23A,23B 挿通孔
24 テーパ部
31 挿通孔
32 肉落し部
33 ナット座
34 傾斜部
50,50A,50B 第1構造材(柱材)
50a 下端部
50b 内周部
50d 側部
51A,51B 係合凹部
51a 下端部
51b 側部
52A,52B 係止孔
53 係止ピン(ドリフトピン)
60 第2構造材(基礎)
60a 上端部
61 アンカーボルト
62 ナット
w 溶接部材
α 第1傾斜面の開先角度
β 第2傾斜面の開先角度
θ1 第1傾斜面の傾斜角度
θ2 第2傾斜面の傾斜角度
Claims (14)
- 鉄骨構造又は木質構造の建物に使用される柱材、梁材、又は繋ぎ材等の第1構造材と、柱材、梁材、繋ぎ材、基礎、又は土台等の第2構造材と、を接合する接合金具であって、
前記第1構造材に接合される第1接合部と、
前記第2構造材に接合される第2接合部と、
前記第1接合部と前記第2接合部とを連結する連結部と、を備え、
前記第1接合部、前記第2接合部、及び前記連結部は、鋳造により一体形成され、
前記第1構造材は、閉鎖断面の形鋼からなり、
前記第1接合部は、前記第1構造材である閉鎖断面の形鋼の内周部が挿入されてその端部が裏当てされる裏当て部を備え、該裏当て部は鋳造により前記第1接合部に隆起状に一体形成され、
前記裏当て部は、前記第1構造材の内周部が挿入される先端部から、基端部に向かって拡径する傾斜面を有しており、該裏当て部の傾斜面が、溶接時の開先部となり、
前記裏当て部は、先端部側に設けられる第1傾斜面と、基端部側に設けられ、傾斜角度が、前記第1傾斜面の傾斜角度よりも大きくなるように形成される第2傾斜面と、を有してなる接合金具。 - 前記連結部は、横断面が十字形状に鋳造により一体形成されてなる請求項1に記載の接合金具。
- 前記連結部は、十字形状の交差部の外形が滑らかに湾曲するアール形状となるとともに、前記交差部から十字状に延びる補強リブ部の先端部に向かって滑らかに傾斜する先細り形状となるように形成されてなる請求項2に記載の接合金具。
- 前記第1構造材が建物の柱材からなり、前記第2構造材が柱材の基礎となる基礎又は土台からなり、柱材は、接合金具の第1接合部であるトッププレートに接合され、基礎又は土台は、接合金具の第2接合部であるベースプレートに接合され、トッププレートとベースプレートは連結部に、鋳造により一体形成されてなる請求項1に記載の接合金具。
- 柱材は、筒状乃至環状の閉鎖断面の形鋼からなり、該筒状乃至環状の閉鎖断面の形鋼からなる柱材の下端部が、トッププレートに備える裏当て部に裏当てされ、これによって該形鋼製柱材の下端部と裏当て部との間に開先部が形成され、該開先部に突き合わせ溶接によって溶接部材が充填されてなる請求項4に記載の接合金具。
- 鉄骨構造又は木質構造の建物に使用される柱材、梁材、又は繋ぎ材等の第1構造材と、柱材、梁材、繋ぎ材、基礎、又は土台等の第2構造材と、を接合する接合金具であって、
前記第1構造材に接合される第1接合部と、
前記第2構造材に接合される第2接合部と、
前記第1接合部と前記第2接合部とを連結する連結部と、を備え、
前記第1接合部、前記第2接合部、及び前記連結部は、鋳造により一体形成され、
前記連結部は、横断面が十字形状に鋳造により一体形成され、十字形状の交差部の外形が滑らかに湾曲するアール形状となるとともに、前記交差部から十字状に延びる補強リブ部の先端部に向かって滑らかに傾斜する先細り形状となるように形成されてなる接合金具。 - 前記第1構造材は、端部が開口する係合凹部を有する木材からなり、
前記第1接合部は、前記係合凹部に係合するように鋳造により一体形成される係合凸部を有しており、前記第1構造材の前記係合凹部に前記第1接合部の前記係合凸部が係合されると共に、前記第1構造材と前記係合凹部に係合する前記係合凸部とその両者にわたって挿通される係止ピンとによって、前記第1接合部は前記第1構造材に接合されてなる請求項6に記載の接合金具。 - 前記係合凹部は、前記第1構造材である木材の端部及び側部が開口するスリットであって、
前記係合凸部は、前記第1構造材である木材のスリットに挿入係合される平板状鋼により形成されてなる請求項7に記載の接合金具。 - 前記係合凹部は、前記第1構造材である木材の端部が開口するほぞ穴であって、
前記係合凸部は、前記第1構造材である木材の前記ほぞ穴に挿入係合される柱状鋼からなる請求項7に記載の接合金具。 - 前記第1構造材が建物の柱材からなり、前記第2構造材が柱材の基礎となる基礎又は土台からなり、柱材は、接合金具の第1接合部であるトッププレートに接合され、基礎又は土台は接合金具の第2接合部であるベースプレートに接合され、トッププレートとベースプレートは連結部に鋳造により一体形成されてなる請求項7、8又は9に記載の接合金具。
- 木材からなる柱材に形成されるスリットに、前記トッププレートに一体形成される平板状鋼が挿入係合され、該木材からなる柱材とそのスリットに挿入係合される平板状鋼とその両者にわたって挿入されるドリフトピンとによって、前記木材からなる柱材は前記トッププレートに接合されてなる請求項10に記載の接合金具。
- 木材からなる柱材の木材下端部に形成されるほぞ穴に、前記トッププレートに一体形成される柱状鋼が挿入係合され、木材からなる柱材とそのほぞ穴に挿入係合される柱状鋼とその両者にわたって挿入されるドリフトピンとによって、前記木材からなる柱材は前記トッププレートに接合されてなる請求項10に記載の接合金具。
- 前記第2構造材は、その上面にボルト先端部が突出するよう埋設されたアンカーボルトを備え、
前記第2接合部は、前記アンカーボルトの先端部が挿通される複数の挿通孔と、該複数の挿通孔に挿通された前記アンカーボルトの先端部にねじ込まれるナットが配置される複数のナット座と、該複数のナット座を避けて切り欠かれる複数の肉落し部とを有してなるベースプレートからなる請求項1〜12の何れかに記載の接合金具。 - 請求項1〜13の何れかに記載の接合金具を用いてなる建物構造。
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