JPH05222777A

JPH05222777A - 建物骨組の摩擦ボルト接合構造

Info

Publication number: JPH05222777A
Application number: JP5709192A
Authority: JP
Inventors: Akira Fukuda; 章福田; Yoshiaki Horizono; 義昭堀園
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd; Mitsui Kinzoku Paints and Chemicals Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd; Mitsui Kinzoku Paints and Chemicals Co Ltd
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1993-08-31
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH0781326B2

Abstract

(57)【要約】【目的】摩擦接合面に予め塗膜を施して、作業性の向
上および耐久性の向上を図る。塗料の使用量を節減しな
がら、高い滑り係数（０．４５）が得られるようにす
る。【構成】高力ボルト１で締付けられる骨組構成材２，
３同士の摩擦接合面ａ，ｂに、ジンクリッチペイントの
塗膜４，５を各々設け、これら２面の塗膜４，５の厚さ
を互いに異ならせる。薄い塗膜４を設ける骨組構成材２
は、例えば柱や梁等の大きな部材とし、厚い塗膜５を設
ける骨組構成材３は梁接合片等の小部材とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、塗装を用いた建物骨
組の摩擦ボルト接合構造に関し、柱梁接合部や柱脚等に
応用される。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨構造の建物において、柱梁接合部や
その他の接合箇所をボルト接合構造にする場合、高力ボ
ルトを用いて摩擦ボルト接合とすることが多い。摩擦ボ
ルト接合では、滑り係数を増大させるために、摩擦接合
面は錆止めを行わず、赤錆を発生させたままで接合する
ことが一般に行われている。接合の後、錆止め塗装を施
す。

【０００３】しかし、接合後に現場で錆止め塗装を行わ
なくてはならず、錆止め塗装部の養生も必要になるた
め、作業性が悪く、構築作業の機械化も図り難い。ま
た、錆止め塗装が不完全であると、耐久性の面で問題が
生じる。さらに、赤錆のままで組み立てるために、見た
目にも悪く、施工主に不安を与えることがある。

【０００４】このような問題点を解消するため、摩擦接
合面を含めて、骨組構成材の全体に予め防食処理を施す
ことがある。このような場合の防食法の代表的な方法と
して、ジンクリッチペイントを塗布する方法が挙げられ
る。ジンクリッチペイントの塗膜を摩擦接合面に施す場
合、塗膜の厚さをある程度の範囲で厚くするに従って、
滑り係数が大きくなることが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は互いに
接合される両骨組構成材に同じ厚さの塗膜を施す構造と
しており、また同一部材における各部の塗膜厚さを変え
ることは塗装工程の都合から難しいため、滑り係数を実
用上望ましい値とされる０．４５以上にするには、柱や
梁等の大きな骨組構成材においても、全体に厚い塗膜が
必要となる。そのため塗料の使用量が非常に多くなり、
またこのような厚い塗膜は錆止めの目的からは必要でな
く、経済面を考慮すると０．４５以上の滑り係数を得る
ことは実際上難しかった。

【０００６】この発明の目的は、摩擦接合面に予め塗膜
を施しておくことができて、作業性の向上および耐久性
の向上が図れ、かつ塗料の使用量を節減しながら、高い
滑り係数を得ることのできる建物骨組の摩擦ボルト接合
構造を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の建物骨組の摩
擦ボルト接合構造は、高力ボルトで締付けられる骨組構
成材同士の摩擦接合面に、ジンクリッチペイントの塗膜
を各々設け、これら２面の塗膜の厚さを互いに異ならせ
たものである。

【０００８】

【作用】この構成によると、摩擦接合面に設けられたジ
ンクリッチペイントの塗膜によって滑り係数が増大す
る。２面の塗膜の厚さは互いに異なるが、両面の塗膜の
合計厚さをある程度の厚さとすることより、実用上で十
分な滑り係数が得られる。この効果は実験により確認さ
れた。このように片方の骨組構成材の塗膜の厚さが薄く
て良いため、塗膜を薄くする骨組構成材を梁や柱等の大
きな部材とし、塗膜を厚くする骨組構成材を接合片等の
小部材とすることにより、ジンクリッチペイントの総使
用量が節減できる。

【０００９】

【実施例】この発明の一実施例を図１に基づいて説明す
る。この摩擦ボルト接合構造は、高力ボルト１で互いに
接合される各骨組構成材２，３に、摩擦接合面ａ，ｂを
含む外表面の全体においてジンクリッチペイントの塗膜
４，５を各々施したものである。塗膜４，５を施す面に
は、下地調整として、ブラスト処理により除錆すること
が望ましい。骨組構成材２，３は、形鋼または鉄板等か
らなる。高力ボルト１は、両骨組構成材２，３に形成し
たボルト穴６，７にわたって挿通し、座金８を介してナ
ット９により締付ける。

【００１０】両骨組構成材２，３の塗膜４，５の厚さ
は、互いに異ならせる。薄い方の塗膜４の厚さは２０〜
３０μ程度とし、厚い方の塗膜５の厚さは５０〜１００
μ程度とすることが望ましい。例えば、薄い方の塗膜４
の厚さを２０〜３０μとし、厚い方の塗膜５の厚さを７
５μとする。

【００１１】塗膜４，５に使用するジンクリッチペイン
トは、大きな滑り係数を得るには無機系のものが好まし
く、例えば三井金属塗料化学株式会社製のジンキー１０
Ｐ、ジンキー１０Ｐ′、またはジンキー１０ＱＣが使用
できる。前記ジンキー１０Ｐは、エチルシリケート縮合
液を塗料液とし、亜鉛粉末を防錆顔料としたものであ
り、亜鉛末９５％，体質顔料５％（重量比）の混合粉末
と、エチルシリケート縮合液１００％の塗料液とを、粉
末：塗料液＝７：３（重量比）の混合比で混合させたも
のからなる。ジンキー１０Ｐ′は、ジンキー１０Ｐと同
様な成分で、ジンキー１０Ｐよりも混合粉末の粒度を大
きくしたものである。ジンキー１０ＱＣは、亜鉛末９６
％，体質顔料４％（重量比）の混合粉末と、エチルシリ
ケート縮合液９０％，添加剤１０％（重量比）の塗料液
とを、粉末：塗料液＝７１：２９（重量比）の混合比で
混合させたものからなる。ジンキー１０ＱＣは、塗膜硬
化が早く厚塗りができる。そのため、例えば、厚膜側の
塗膜５をジンキー１０ＱＣとし、薄膜側の塗膜４をジン
キー１０Ｐまたはジンキー１０Ｐ′としても良い。

【００１２】この構成によると、ジンクリッチペイント
の塗膜４，５が摩擦接合面ａ，ｂに設けられているた
め、摩擦接合面ａ，ｂの滑り係数が増大する。両面ａ，
ｂの塗膜４，５の厚さは互いに異なるが、これら塗膜
４，５の合計厚さをある程度以上の厚さとすることよ
り、後に実験例を示すように、実用上で望ましい０．４
５以上の滑り係数が確保できる。なお、薄い方の塗膜４
の厚さも、ある程度の最低厚さ以上とすることが望まし
い。また、塗膜４，５の合計厚さは、厚くなり過ぎると
高力ボルト１の緩みによる軸力低下が大きくなるため、
適度の範囲とすることが望まれる。

【００１３】このように片方の骨組構成材２の塗膜４の
厚さが薄くて良いため、塗膜４を薄くする骨組構成材２
を梁や柱等の大きな部材とし、塗膜５を厚くする骨組構
成材３を接合片等の小部材とすることにより、ジンクリ
ッチペイントの総使用量が節減でき、経済的に実用的な
範囲で、優れた滑り係数の確保が図れる。また、このよ
うに摩擦接合面ａ，ｂにジンクリッチペイントの塗膜
４，５を設けるので、骨組構成材２，３の接合後の錆止
め塗布や養生が不要で、作業性が向上し、骨組構築の機
械化にも対応できる。また、ジンクリッチペイントの塗
膜４，５が設けられるため、耐久性も優れたものとな
る。

【００１４】図２は、この摩擦ボルト接合構造を応用し
た柱梁接合構造の一例を示す。Ｈ形鋼からなる柱１０の
両フランジに、スプリットティーからなる梁接合片１１
とＴ形補強片１２とをボルト１３で接合し、上下の梁接
合片１１，１１にＨ形鋼からなる梁１４をボルト１５で
接合してある。柱１０のウェブ両面には、補強板１６を
重ねてアングル材１７をボルト１８で接合し、左右のＴ
形補強片１２，１２の横片部分をアングル材１７と補強
片１８とで挟んでボルト１９で接合してある。補強板１
６の中央には、断面Ｔ形の小梁接合片２０をボルト２１
で接合してある。各ボルト１３，１５，１８，１９，２
１は各々高力ボルトからなる。

【００１５】図２の構成において、柱１０および梁１４
は、全面にジンクリッチペイントの塗膜を薄く設け、他
の骨組構成材である梁接合片１１，Ｔ形補強片１２，補
強板１６，アングル材１７，補強片１８，および小梁接
合片２０は、各々ジンクリッチペイントの塗膜を全面に
厚く設ける。

【００１６】このように、柱１０や梁１４等の大きな骨
組構成材の塗膜を薄くし、小部材である他の各骨組構成
材（１１，１２，１６，１７，１８，２０）の塗膜を厚
くすることにより、ジンクリッチペイントの総使用量を
節減しながら、滑り係数の大きい優れた摩擦ボルト接合
構造の柱梁接合構造が実現できる。

【００１７】次に、摩擦接合部の滑り試験例を説明す
る。供試体の形状寸法は、図３に示すように、添板３０
の板厚が１２mm、中板３１の板厚が２２mmの２面剪断滑
り試験体であり、試験側２本、固定側２本の高力ボルト
３２，３３で締付けている。供試体の板幅は１１０mmと
した。添板３０および中板３１に用いる鋼材は、ＪＩＳ
規格のＳＭ４９０Ａである。

【００１８】供試ボルトとなる試験側および固定側の高
力ボルト３２，３３は、何れもＪＩＳ規格のＦ１０ＴＭ
２２高力ボルトセットであり、ボルト穴径はφ２４とし
ている。試験側に用いる高力ボルト３２の軸部には、２
枚の歪みゲージを張り付け、初期軸力の導入、および試
験中のボルト軸力の測定に用いた。初期導入軸力は試験
側２本については標準ボルト張力（Ｆ１０ＴＭ２２：２
２．６ton )とした。

【００１９】供試体の種類としては、添板３０および中
板３１の塗膜の厚さにつき、表１に示すように厚さ（目
標値）を種々変化させると共に、ジンクリッチペイント
の種類を異ならせた２７種類（Ａ〜Ｘシリーズ、および
Ｏ′〜Ｑ′シリーズ）の供試体を各３体ずつ合計８１体
準備した。

【００２０】塗膜のジンクリッチペイントは、種類によ
って滑り係数に影響を与えるため、この試験では前記ジ
ンキー１０Ｐ、ジンキー１０Ｐ′、ジンキー１０ＱＣの
３種類を表１に示すように組み合わせて試験を行った。
また、下地の処理は、ブラスト処理による除塵を、表１
のようにＳａ１〜２、またはＳａ２．５まで行った。

【００２１】

【表１】

【００２２】載荷および測定は次のように行った。すな
わち、高力ボルト３２，３３を所定の方法で締め付けた
後、１週間実験室にそのままの状態で放置した後、滑り
試験を行った。その間、定期的にボルト軸歪み度を測定
している。載荷は２００tonの試験機で行い、試験側の
滑りが生じた後、固定側の滑りが生じるまで単調載荷し
た。載荷中の滑り量は、供試体側面のボルト中央位置に
取付けた高感度変位計（試験側２個、固定側２個、１供
試体につき計４個）で測定している。また、載荷中１〜
２ton の間隔で、ボルト軸歪み度を測定した。

【００２３】上記の滑り試験の結果を説明する。表１
は、滑り試験により得られた各供試体シリーズの滑り荷
重（Ｆｓ）と、試験側の各種の滑り係数とを示す。すな
わち、載荷直前の軸力（Ｐｅ）を用いて算定した滑り係
数と、標準ボルト張力（Ｐ_D）を用いて算定して滑り係
数と、締付け後１分の軸力（Ｐ１）を用いて算定した滑
り係数との３種類の滑り係数を示す。数値は、各シリー
ズ３体の平均値で示している。表２は、Ａ〜Ｎの１４種
類の供試体シリーズにおける載荷直前の軸力（Ｐｅ）を
示す。他の１３の供試体シリーズについては、軸力（Ｐ
ｅ）の測定値を省略する。

【００２４】

【表２】

【００２５】図５は、この試験における２７種類の供試
体シリーズについて、縦軸に滑り係数（載荷直前の軸力
Ｐｅを基準とした滑り係数）を横軸に中板と添板の塗膜
厚の合計を取り、合計塗膜厚と滑り係数の関係を示した
ものである。実線は、ジンクリッチペイント１０Ｐと１
０ＱＣとを組合せた供試体シリーズを、鎖線はジンクリ
ッチペイント１０Ｐ′と１０ＱＣとを組合せた供試体シ
リーズを各々示す。また、これら各曲線は、各３体の滑
り係数の平均値を結んだものである。

【００２６】図６は、中板と添板の塗膜厚が等しい供試
体シリーズについて、塗膜厚と滑り係数（載荷直前の軸
力Ｐｅを基準とした滑り係数）の関係を示す。実線は、
ジンクリッチペイント１０Ｐを用いた供試体シリーズの
場合を、鎖線はジンクリッチペイント１０Ｐ′を用いた
場合の例を各々示す。

【００２７】図４は、中板膜厚を一定として添板膜厚を
種々異ならせた場合の滑り係数（載荷直前の軸力Ｐｅを
基準とした滑り係数）と塗膜厚との関係を示した図であ
る。中板については、ジンクリッチペイント１０Ｐと１
０ＱＣとを用いたものでは、塗膜厚が１５μと３０μの
シリーズにつき、ジンクリッチペイント１０Ｐ′と１０
ＱＣとを用いたものでは１５μ，２０μ，および３０μ
の各シリーズにつき示してある。

【００２８】これらの図表より、合計塗膜厚が増加する
と滑り係数が若干増加する傾向が見られ、この増加傾向
は中板と添え板の塗膜厚が異なっていても得られること
がわかる。中板の塗膜厚が１５μのシリーズでは、添板
の塗膜厚が厚くても０．４５以上の滑り係数が得られな
い場合があるが、中板の塗膜厚が３０μの場合は、いず
れの供試体シリーズにおいても０．４５以上の滑り係数
が安定して得られている。また、中板の塗膜厚が２０μ
の場合は、添板の塗膜厚が３０μ以上の各供試体シリー
ズにつき、いずれも０．４５以上の滑り係数が安定して
得られている。

【００２９】この実験結果から、摩擦接触面における２
面の塗膜厚の合計値がある一定値以上あり、かつ薄い方
の塗膜厚がある最低限度以上あれば、２面の塗膜厚が異
なっていても、安定して０．４５以上の滑り係数が確保
されることがわかる。なお、この実験に用いたジンクリ
ッチペイントでは、前記の最低限度の塗膜厚は２０μと
考えられる。

【００３０】ボルト軸力については、詳細な実験結果を
省略するが、試験開始前１週間に緩みによってボルト軸
力は減少し、この軸力減少傾向は塗膜厚が厚くなれば大
きくなる傾向が認められた。軸力の低下傾向は、経過時
間を対数軸上にとれば、略直線状に変化しており、この
試験で得られたデータより推測すれば、合計２５０μの
塗膜の場合、５０年後には約１３％の軸力低下が予想さ
れる。

【００３１】

【発明の効果】この発明の摩擦ボルト接合構造は、摩擦
接合面の２面の塗膜厚を互いに異ならせたため、接合片
等の小部材側の骨組構成材の塗膜厚を厚くすることによ
り、柱や梁等の大きな骨組構成材の塗膜厚を薄くしなが
ら、２面の塗膜の合計厚さを厚くして、必要な滑り係数
を確保することができる。そのため、ジンクリッチペイ
ントの無駄な使用を節減し、経済的に実用的な範囲で、
優れた滑り係数の確保が図れる。また、このように摩擦
接合面にジンクリッチペイントの塗膜を設けるので、骨
組構成材の接合後の錆止め塗布や養生が不要で、作業性
が向上し、骨組構築の機械化にも対応できる。さらに、
ジンクリッチペイントの塗膜が設けられるため、耐久性
も優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる摩擦ボルト接合構
造の断面図である。

【図２】同実施例の摩擦ボルト接合構造を応用した柱梁
接合構造の正面図である。

【図３】滑り試験の供試体の平面図および側面図であ
る。

【図４】２面の塗膜厚を異ならせた場合における滑り係
数と添板膜厚との関係を示す図表である。

【図５】滑り係数と塗膜厚の合計値との関係を示す図表
である。

【図６】２面の塗膜厚を同じにした場合における滑り係
数と塗膜厚との関係を示す図表である。

【符号の説明】

１…高力ボルト、２，３…骨組構成材、４，５…塗膜、
ａ，ｂ…摩擦接触面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高力ボルトで締付けられる骨組構成材同
士の摩擦接合面に、ジンクリッチペイントの塗膜を各々
設け、これら２面の塗膜の厚さを互いに異ならせた建物
骨組の摩擦ボルト接合構造。