JPH0640648Y2 - 部材の接合構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、特に、剪断力で力が伝達されるような個所の
接合に採用する部材の接合構造に関するものである。

［従来の技術］ 部材と部材を重ね合わせて接合する如き部材の接合構造
としては、一方の部材を他方の部材に隅肉溶接等によっ
て接合する方式や、２枚の部材にボルトを貫通させてボ
ルトの締結により接合する方式等が従来より広く知られ
ている。しかし、上記溶接による接合構造は、溶接範囲
が長大になると、接合部材に熱歪が発生したり、あるい
は、接合部材に接する他の部材に熱影響を与える問題が
あり、又、上記ボルト締結による接合構造は、重ね合わ
せる２枚の部材に共に貫通孔を設けることができる場合
にしか採用することはできず、又、たとえ、２枚の部材
に共に貫通孔を設けることができたとしても、一方の部
材が内部に手の入らないようなボックスの一部を構成し
ているような場合には、ボルトの締結作業を行うことが
できないので採用することができない。

そこで、上述した如き溶接による接合構造及びボルト締
結による接合構造による場合の如き問題がない部材の重
ね合わせ接合構造として、一方の部材の片面にスタッド
ボルトを溶接により固設し、他方の部材にスタッドボル
ト用貫通孔を穿設し、両部材を重ね合わせるときに一方
の部材のスタッドボルトを他方の部材の貫通孔に貫通さ
せて該スタッドボルトに螺着させたナットを締め付ける
ことによって接合するようにした方式が従来より採用さ
れている。この接合構造によれば、溶接はスタッドボル
トの固設のために用いられるだけであるため、上述した
溶接による接合構造の場合に比して熱歪み等の問題は少
なく、又、貫通孔は一方の部材にだけ設ければよいの
で、２枚の部材に共に貫通孔を設けることができない場
合でも採用できると共に、一方の部材がボックスの一部
を構成している場合でも、ボックス側にスタッドボルト
を固設すればスタッドボルトの締結作業を行うことがで
きるので容易に採用できるのである。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、上記スタッドボルトによる部材の接合構造の
場合、特に、現場作業で複数のスタッドボルトを一方の
部材に溶着させる場合においては、スタッドボルトの取
付位置にずれが生じる場合があり、ずれがあると複数設
けた貫通孔の位置と互に一致しなくなって複数本のスタ
ッドボルトを複数個のボルト貫通孔に一度にすべて通す
ことができなくなる問題がある。そのため、スタッドボ
ルトの取付位置がずれていても貫通孔に合わせるために
予めスタッドボルト溶着位置のずれを見込んで貫通孔の
内径をスタッドボルトの外径よりも大きくしておかなけ
ればならないことになるが、貫通孔の径を大きくした場
合、スタッドボルトの取付位置はずれたままであるた
め、一方の部材と他方の部材に、たとえば、引張方向の
力が作用したときすべてのスタッドボルトが各々の貫通
孔に均一に当ることがなく、一部のスタッドボルトのみ
がその貫通孔に当って引張力を受けるようになるので、
スタッドボルトとその貫通孔とが接する一部の（特定
の）スタッドボルトに剪断応力が集中することになり、
その結果、応力集中を起したスタッドボルトが破断（破
損）してしまい、破断後、別のスタッドボルトが貫通孔
に接したときもそのスタッドボルトに応力集中が起って
破断し、同様に順次応力集中を起したスタッドボルトが
次々に破断してしまう虞があった。

そこで、本考案は、複数のスタッドボルトにより部材同
士を重ね合わせて接合する場合において、両方の部材間
に引張力や圧縮力が作用したときに複数のスタッドボル
トの取付位置にずれがあっても特定のスタッドボルトに
剪断応力が集中することがなく、すべてのスタッドボル
トを通して力が伝達されるようにしようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記目的を達成するために、一方の部材の片
面にスタッドボルトを溶接し、他方の部材に上記スタッ
ドボルトを貫通させる貫通孔を設け、該貫通孔に上記ス
タッドボルトを貫通させるようにして上記両部材を重ね
合わせ、且つ上記各スタッドボルトに螺着させたナット
を締め付けることにより上記両部材を接合するようにし
た部材の接合構造において、一方の部材に複数本のスタ
ッドボルトを溶接し、且つ他方の部材に各スタッドボル
トに対応させて複数の貫通孔を、各々スタッドボルトと
の間に隙間が形成されるような大きな内径として設け
て、上記各スタッドボルトと各貫通孔との間の隙間をグ
ラウト材充填用空間とすると共に、上記他方の部材の重
ね合わせ側の面に、上記貫通孔の縁から部材端へ至る空
気抜き溝を形成し、更に、締付時にナットと他方の部材
との間に介在させる座金に、グラウト材注入用の切欠を
設け、該座金の切欠を通して上記グラウト材充填用空間
にグラウト材を充填してスタッドボルトと貫通孔とを一
体化してなる構成とする。

［作用］ 各部のスタッドボルトと貫通孔との隙間であるグラウト
材充填用空間が充填されたグラウト材によって埋められ
るため、一方の部材に引張方向や圧縮方向の力が作用す
ると、その力はすべてのスタッドボルトを経て伝えられ
ることによって各部に分散され、特定のスタッドボルト
にだけ応力が集中するようなことがなくなる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の一実施例として、鋼板１と２を重ね合
わせて接合する場合を示すもので、片面に複数（主とし
て３本以上）のスタッドボルト４を溶接により固設した
鋼板２と、上記各スタッドボルト４に対応させて且つス
タッドボルト４の外径より大きい内径とした貫通孔３を
複数個穿設した鋼板１とを、上記各スタッドボルト４を
各貫通孔３に通して重ね合わせ、且つ上記各スタッドボ
ルト４に螺着させたナット６を座金５を挟んで締め付け
ることにより接合するようにした鋼板の接合構造につい
て示す。上記他方の鋼板１に設ける各貫通孔３の内径の
大きさは、上記各スタッドボルト４を貫通させたとき
に、該スタッドボルト４と貫通孔３の内面との間に所要
大きさの隙間が形成される大きさとして、この各貫通孔
３の内側にスタッドボルト４を通したときに形成される
隙間をグラウト材充填用空間とすると共に、該グラウト
材充填用空間には最深部、すなわち、上記各貫通孔３の
鋼板２側の端縁部に、第２図にも示す如く、スタッドボ
ルト４の根元を鋼板２の片面に溶接するときに溶着部が
周囲に膨らむのを考慮して更に一回り大きな径の凹部3a
を設けて、上記グラウト材充填用空間を段付形状とし、
スタッドボルト４を貫通孔３内に貫通させて鋼板１と２
を重ね合わせたときに上記スタッドボルト４の溶接部も
グラウト材充填用空間内に完全に位置させられるように
し、且つ上記鋼板１側のグラウト材充填用空間内へ表面
側よりグラウト材７を注入したときにグラウト材充填用
空間内の空気を外部へ排出するための空気抜き溝８を、
上記鋼板１の重ね合わせ側の面にそれぞれ形成して、各
空気抜き溝８を第２図に示す如く、貫通孔３の凹部3aの
縁から鋼板１の端部へ至るように設ける。又、上記ナッ
ト６と鋼板１との間に介在させる座金５としては、第３
図に詳細を示す如く、リングの一部を切欠いて、該切欠
９を、上記グラウト材充填用空間へグラウト材７を注入
させるときの注入口として使用するようにした構造とす
る。第１図において、10はグラウトポンプ、11は座金５
の切欠９に先端を挿入できるようにしてあるグラウトポ
ンプ10の注入ホースである。

なお、グラント材としては、グリース状のエポキシを使
用するが、圧縮強度のある樹脂であれば別のものでもよ
く、したがって、本考案ではグラント材とは圧縮強度の
ある樹脂とセメント材を指す。

次に、鋼板１と鋼板２の具体的な接合手順を説明するに
際して、一例として、橋梁の鉄筋コンクリート床版を支
持する主桁の上フランジと、該床版の補強用として主桁
間に配した補強材とを結合する場合を想定し、主桁上フ
ランジが鋼板２、補強材が鋼板１とすると、補強材とし
ての鋼板１には、予め工場において所定位置に多数の貫
通孔３を穿設すると共に裏面に空気抜き溝８を形成して
おき、一方、主桁上フランジとしての鋼板２には、上記
各貫通孔３に対応させて下面にそれぞれスタッドボルト
４を下向きに溶接する。

上記鋼板１の空気抜き溝８が、鋼板２側となるようにし
て貫通孔３を対応するスタッドボルト４に沿い嵌めて鋼
板１を鋼板２に重ね合わせる。この際、鋼板１の貫通孔
３の内径はスタッドボルト４の外径より大きいので、ス
タッドボルト４の固設位置に若干のずれがあったとして
も、スタッドボルト４はこじり等を起すことなく楽に貫
通孔３を貫通させられて頭部が鋼板１の表面側、すなわ
ち、反重ね合わせ面側に突出させられる。次に、貫通孔
３より突出する各スタッドボルト４の頭部に座金５を嵌
めた後ナット６をそれぞれ螺着し、該各ナット６を強固
に締め付ける。これにより、鋼板１は鋼板２にナット６
の締付力により一体化された状態で保持される。この状
態では、各スタッドボルト４と貫通孔３の内面との間に
はグラウト材充填用空間が形成された状態となっている
ので、次に、グラウトポンプ10の注入ホース11の先端を
座金５の切欠９に挿入してグラウト材充填用空間内に臨
ませ、しかる後、グラウトポンプ10からエポキシ樹脂の
如きグラウト材７を、グラウト材充填用空間に順次注入
して行く。この場合、グラウト材７が座金５の切欠９か
らグラウト材充填用空間内に徐々に注入されて行くと、
グラウト材充填用空間内にあった空気が空気抜き溝８か
ら順次外部へ排出されるため、空気抜き溝８の端からグ
ラウト材７が第１図に示す如く流出することによりグラ
ウト材充填用空間にグラウト材７が充填されたことがわ
かり、空気抜き溝８からのグラウト材７の流出を確認す
ると、注入作業を終了する。これにより、スタッドボル
ト４の外周部にグラウト材７が隙間なく充填されたこと
になり、グラウト材７が固化することによりスタッドボ
ルト４と貫通孔３とが一体化されて、鋼板１と２の重ね
合わせ接合が完了する。

上記において、鋼板２側の各スタッドボルト４と鋼板１
の各貫通孔３はグラウト材７を介して一体化されるた
め、たとえば、鋼板１に引張力（第１図の矢印Ａ参照）
又は圧縮力が作用した場合、その力により各貫通孔３部
でグラウト材７が圧縮されて、その力をスタッドボルト
４を介して鋼板２に確実に伝えることができる。この
際、スタッドボルト４の取付位置にずれがあって、各ス
タッドボルト４が各貫通孔３の中心位置にない場合で
も、スタッドボルト４と貫通孔３の間の隙間にグラウト
材７を充填して固めてしまうので、上記のように鋼板１
に作用する力は各スタッドボルト４に均一に分散され、
一部のスタッドボルト４にだけ剪断応力が集中するよう
なことはなく、特定のスタッドボルト４が破損してしま
うような事態を防止することができる。したがって、鋼
板１に作用した引張力又は圧縮力を確実に鋼板２に伝え
ることができる。

次に、第４図は本考案の他の実施例を示すもので、多数
のスタッドボルト４に同時に嵌められるようにした座金
５′の例を示すものである。すなわち、前期実施例にお
けるリング状の座金に代えて、細長い座金プレート12
に、多数のスタッドボルト４に対応させられるようにボ
ルト孔13をそれぞれ穿設すると共に、該各ボルト孔13に
通じる切欠９をプレートの一側に形成し、該切欠９内に
グラウトポンプ10のホース11を挿入してグラウト材充填
用空間内へグラウト材を注入できるようにしたものであ
る。

この座金５′を用いると、一度の嵌め込み動作で同時に
多数のスタッドボルト４に対応させられるため、接合作
業全体に要する時間を短縮することができ、作業の能率
化を図ることができるようになる。

なお、本考案は上記実施例にのみ限定されるものではな
く、たとえば、グラウト材充填用空間の最深部を大径と
して段差を設けたが、全長を大径のままとして段付のな
いものにしてもよく、その他本考案の要旨を逸脱しない
範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

［考案の効果］ 以上述べた如く、変更案の部材の接合構造によれば、一
方の部材に溶接した複数のスタッドボルトと他方の部材
に設けた複数の貫通孔との間に各々形成された隙間をグ
ラウト材充填用空間とすると共に、上記他方の部材の重
ね合わせ側の面に、上記貫通孔の縁から部材端へ至る空
気抜き溝を形成し、更に、締付時にナットと他方の部材
との間に介在させる座金に、グラウト材注入用の切欠を
設け、該座金の切欠を通して上記グラウト材充填用空間
にグラウト材を充填してスタッドボルトと貫通孔とを一
体化させるようにしたので、一方の部材に引張力や圧縮
力が作用した場合、たとえスタッドボルトの固設位置に
ずれがあったとしても、上記引張力や圧縮力をグラウト
材の圧縮により各スタッドボルトから他方の部材へ、
又、逆に他方の部材から各スタッドボルトへ均一に分散
させて伝えることができ、両方の部材間の大きな剪断力
を受けて力を伝えることができ、複数のスタッドボルト
を用いた場合の接合において生じる特定のスタッドボル
トにだけ剪断応力が集中するというような事態を防止で
きてスタッドボルトの破損事故を防止することができ、
又、部材の厚みが薄くても貫通孔から部材端までの距離
が長くても空気抜き溝の加工を楽に行うことができ、し
かもグラウト材の注入は座金の切欠を利用するので、ボ
ルト自体には一切加工を施す必要がなく、特に、鉄筋コ
ンクリート床版に接する鋼板の如き片面がコンクリート
に接するために孔をあけられないような場合とか、鋼板
の片面にクローズされたボックスがあるような個所での
接合に極めて有効であり、又、現場での補修工事に本考
案を採用することにより施工管理が楽になる、という優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の部材の接合構造の一実施例を示す概略
切断側面図、第２図は接合すべき一方の部材に設ける貫
通孔部の平面図、第３図は本考案に用いる座金の一例を
示す図、第４図は座金の他の例を示す図である。 1,2…鋼板、３…貫通孔、４…スタッドボルト、5,5′…
座金、６…ナット、７…グラウト材、８…空気抜き溝、
９…切欠。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の部材の片面にスタッドボルトを溶接
   し、他方の部材に上記スタッドボルトを貫通させる貫通
   孔を設け、該貫通孔に上記スタッドボルトを貫通させる
   ようにして上記両部材を重ね合わせ、且つ上記各スタッ
   ドボルトに螺着させたナットを締め付けることにより上
   記両部材を接合するようにした部材の接合構造におい
   て、一方の部材に複数本のスタッドボルトを溶接し、且
   つ他方の部材に各スタッドボルトに対応させて複数の貫
   通孔を、各々スタッドボルトとの間に隙間が形成される
   ような大きな内径として設けて、上記各スタッドボルト
   と各貫通孔との間の隙間をグラウト材充填用空間とする
   と共に、上記他方の部材の重ね合わせ側の面に、上記貫
   通孔の縁から部材端へ至る空気抜き溝を形成し、更に、
   締付時にナットと他方の部材との間に介在させる座金
   に、グラウト材注入用の切欠を設け、該座金の切欠を通
   して上記グラウト材充填用空間にグラウト材を充填して
   スタッドボルトと貫通孔とを一体化してなることを特徴
   とする部材の接合構造。