JPH0841591A - 表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼板 - Google Patents
表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼板Info
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- JPH0841591A JPH0841591A JP17843894A JP17843894A JPH0841591A JP H0841591 A JPH0841591 A JP H0841591A JP 17843894 A JP17843894 A JP 17843894A JP 17843894 A JP17843894 A JP 17843894A JP H0841591 A JPH0841591 A JP H0841591A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摩擦係数が高い表面を溝切りした高力ボルト
摩擦接合用鋼板を提供する。 【構成】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ａｌを所定の重量％含み、
残部Ｆｅ及び不純物からなり、更に必要に応じてＮｉ，
Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｂ，Ｃａ、ＲＥＭ
の１種または２種以上を添加し、焼入臨界直径ＤI が
１．６〜１０インチで、表面硬さＨｖが４００〜７００
の範囲の鋼板の表面を各種切断法で溝切りしてなること
を特徴とする表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼
板。 【効果】 通常鋼板との硬さ比が２．５以上あり、表面
がレーザーで溝切りされ摩擦係数が高くなる。
摩擦接合用鋼板を提供する。 【構成】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ａｌを所定の重量％含み、
残部Ｆｅ及び不純物からなり、更に必要に応じてＮｉ，
Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｂ，Ｃａ、ＲＥＭ
の１種または２種以上を添加し、焼入臨界直径ＤI が
１．６〜１０インチで、表面硬さＨｖが４００〜７００
の範囲の鋼板の表面を各種切断法で溝切りしてなること
を特徴とする表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼
板。 【効果】 通常鋼板との硬さ比が２．５以上あり、表面
がレーザーで溝切りされ摩擦係数が高くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高力ボルトによる摩擦
接合用の添え板に使用される鋼板に関するものである。
接合用の添え板に使用される鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄骨構造物などの高力ボルトによ
る摩擦接合構造においては、鋼材の摩擦面は自然発生の
赤錆が標準となっており（建築学会ＪＡＳＳ６）、施工
上のバラツキを考慮して、設計上は低いすべり係数値
（μ＝０．４５）に設定されている。この改善策とし
て、特開昭５１−５２３３６号公報では、特殊な塗装を
提案している。また、特開平１−２６６３０９号公報で
は、セラミックスのプラズマ溶射処理が提案されてい
る。
る摩擦接合構造においては、鋼材の摩擦面は自然発生の
赤錆が標準となっており（建築学会ＪＡＳＳ６）、施工
上のバラツキを考慮して、設計上は低いすべり係数値
（μ＝０．４５）に設定されている。この改善策とし
て、特開昭５１−５２３３６号公報では、特殊な塗装を
提案している。また、特開平１−２６６３０９号公報で
は、セラミックスのプラズマ溶射処理が提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤錆を発生させ
る方法は、施工上のバラツキが大きく、かつ施工品質の
管理が非常に困難であるため、０．４５よりも大きなす
べり係数値を接合部設計に用いることができないという
欠点がある。また、特殊な塗装やセラミックスのプラズ
マ溶射処理の提案は、いずれも煩雑であるという欠点を
持つ。
る方法は、施工上のバラツキが大きく、かつ施工品質の
管理が非常に困難であるため、０．４５よりも大きなす
べり係数値を接合部設計に用いることができないという
欠点がある。また、特殊な塗装やセラミックスのプラズ
マ溶射処理の提案は、いずれも煩雑であるという欠点を
持つ。
【０００４】本発明はこのような現状に鑑み、高いすべ
り係数を有する高力ボルト摩擦接合用鋼板を提供するこ
とを目的とするものである。
り係数を有する高力ボルト摩擦接合用鋼板を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明らは、かかる問題
点を解決すべく検討した結果、添え板と被接合母材との
強度差および表面粗度が大きいほどすべり係数が増大す
ることを見出した。そこで、添え板の表面硬さのある値
以上への規制、および表面粗度に関しては、設備投資が
比較的安価で、かつ効率性から最近広く使われるように
なってきた各種切断法による溝切りを行い、摩擦接合性
能を向上させた鋼板を提供しようとするものである。
点を解決すべく検討した結果、添え板と被接合母材との
強度差および表面粗度が大きいほどすべり係数が増大す
ることを見出した。そこで、添え板の表面硬さのある値
以上への規制、および表面粗度に関しては、設備投資が
比較的安価で、かつ効率性から最近広く使われるように
なってきた各種切断法による溝切りを行い、摩擦接合性
能を向上させた鋼板を提供しようとするものである。
【０００６】即ち、本発明の要旨とするところは下記の
とおりである。 （１）表面硬さがＨｖ４００以上７００以下であり、該
表面に山の高さが０．２〜２．０ｍｍ、山のピッチが
０．４〜４．０ｍｍである溝切り構造を有することを特
徴とする表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼板。 （２）重量％で、Ｃ：０．１〜１．０％、Ｓｉ：０．０
０５〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５％、Ａｌ：０．
００５〜２．０％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不
純物からなり、かつ焼入臨界直径ＤI が１．６インチ以
上１０インチ以下であることを特徴とする前項（１）記
載の表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼板。
とおりである。 （１）表面硬さがＨｖ４００以上７００以下であり、該
表面に山の高さが０．２〜２．０ｍｍ、山のピッチが
０．４〜４．０ｍｍである溝切り構造を有することを特
徴とする表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼板。 （２）重量％で、Ｃ：０．１〜１．０％、Ｓｉ：０．０
０５〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５％、Ａｌ：０．
００５〜２．０％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不
純物からなり、かつ焼入臨界直径ＤI が１．６インチ以
上１０インチ以下であることを特徴とする前項（１）記
載の表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼板。
【０００７】但し、 ＤI ＝０．３６７√Ｃ（１＋０．７Ｓｉ）（１＋３．３３Ｍｎ）（１＋０．３ ５Ｃｕ）（１＋０．３６Ｎｉ）（１＋２．１６Ｃｒ）（１＋３．０Ｍｏ）（１＋ １．７５Ｖ）（１＋１．７７Ａｌ）×ｆB （インチ） なお、ｆB ＝１ Ｂが含まれない場合 ｆB ＝１＋１．５（０．９−Ｃ） Ｂが０．０００３〜
０．００５％含まれる場合 （３）さらに、重量％でＮｉ：０．０５〜３．５％、Ｃ
ｕ：０．０５〜２．０％、Ｃｒ：０．１〜５．０％、Ｍ
ｏ：０．０５〜２．０％、Ｎｂ：０．００５〜０．２
％、Ｖ：０．００５〜０．２％、Ｔｉ：０．００５〜
０．２％、Ｂ：０．０００３〜０．００５％、Ｃａ：
０．００１〜０．０５％、ＲＥＭ：０．００１〜０．１
％のうちの１種または２種以上を含むことを特徴とする
前項（２）記載の表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合
用鋼板。
０．００５％含まれる場合 （３）さらに、重量％でＮｉ：０．０５〜３．５％、Ｃ
ｕ：０．０５〜２．０％、Ｃｒ：０．１〜５．０％、Ｍ
ｏ：０．０５〜２．０％、Ｎｂ：０．００５〜０．２
％、Ｖ：０．００５〜０．２％、Ｔｉ：０．００５〜
０．２％、Ｂ：０．０００３〜０．００５％、Ｃａ：
０．００１〜０．０５％、ＲＥＭ：０．００１〜０．１
％のうちの１種または２種以上を含むことを特徴とする
前項（２）記載の表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合
用鋼板。
【０００８】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。まず本発明に
おいて、高力ボルト接合用鋼板とは、ボルト接合に使用
される添え板用鋼板をいう。なお、ここでは鋼板自身の
製造方法については特に限定しないが、この種の鋼板の
製造方法としては、例えば特開昭６３−１０８９４７号
公報記載の方法により鋳片を生成し、その後熱間圧延を
行い、さらに焼入れを行うことにより安価に得ることが
できる。
おいて、高力ボルト接合用鋼板とは、ボルト接合に使用
される添え板用鋼板をいう。なお、ここでは鋼板自身の
製造方法については特に限定しないが、この種の鋼板の
製造方法としては、例えば特開昭６３−１０８９４７号
公報記載の方法により鋳片を生成し、その後熱間圧延を
行い、さらに焼入れを行うことにより安価に得ることが
できる。
【０００９】図１は、添え板と被接合鋼板との表面硬さ
比をパラメーターにして、添え板の表面を溝切りした溝
の山の高さとすべり係数の関係を求めたものである。山
の高さが大きくなるに従い、すべり係数が大きくなって
いることが判る。山の高さとは溝の山と谷との落差を示
す。ただ、山の高さが０．２ｍｍ以上になるとすべり係
数の上昇も飽和している。さらに、表面硬さ比が増加す
るに従い、すべり係数が上昇している。その結果、溝切
りした溝の山の高さが０．２ｍｍ以上（これは、山のピ
ッチでは０．４ｍｍ以上）で、かつ添え板と被接合鋼板
の表面硬さ比が２．５以上、つまり、被接合鋼板は軟鋼
または高々５０キロ鋼を使用しているので表面硬さはＨ
ｖ１６０程度であるため、添え板の表面硬さをＨｖ４０
０以上にすることにより、添え板が被接合鋼板に食い込
むことで、高いすべり係数が得られる。
比をパラメーターにして、添え板の表面を溝切りした溝
の山の高さとすべり係数の関係を求めたものである。山
の高さが大きくなるに従い、すべり係数が大きくなって
いることが判る。山の高さとは溝の山と谷との落差を示
す。ただ、山の高さが０．２ｍｍ以上になるとすべり係
数の上昇も飽和している。さらに、表面硬さ比が増加す
るに従い、すべり係数が上昇している。その結果、溝切
りした溝の山の高さが０．２ｍｍ以上（これは、山のピ
ッチでは０．４ｍｍ以上）で、かつ添え板と被接合鋼板
の表面硬さ比が２．５以上、つまり、被接合鋼板は軟鋼
または高々５０キロ鋼を使用しているので表面硬さはＨ
ｖ１６０程度であるため、添え板の表面硬さをＨｖ４０
０以上にすることにより、添え板が被接合鋼板に食い込
むことで、高いすべり係数が得られる。
【００１０】ここで、ピッチとは隣合う溝の山のピーク
の点の間隔を示す。溝山が２ｍｍ超、山のピッチが４ｍ
ｍ超になると、溝加工による実質的な添え板の板厚が減
少するため、経済性の観点から、溝山の上限を２ｍｍ、
山のピッチを４ｍｍ以下とした。次に、添え板の表面硬
さをＨｖ４００以上にするためには、鋼板の焼入性を十
分高くする必要がある。焼入臨界直径ＤI は鋼材の焼入
性を示す指標で、その値が１．６インチ未満では十分な
焼入性が得られないでの、下限を１．６インチとした。
また、Ｈｖ７００超、ＤI が１０インチ超では、いたず
らに合金コストが上昇するため、Ｈｖは７００、ＤI は
１０インチを上限とした。
の点の間隔を示す。溝山が２ｍｍ超、山のピッチが４ｍ
ｍ超になると、溝加工による実質的な添え板の板厚が減
少するため、経済性の観点から、溝山の上限を２ｍｍ、
山のピッチを４ｍｍ以下とした。次に、添え板の表面硬
さをＨｖ４００以上にするためには、鋼板の焼入性を十
分高くする必要がある。焼入臨界直径ＤI は鋼材の焼入
性を示す指標で、その値が１．６インチ未満では十分な
焼入性が得られないでの、下限を１．６インチとした。
また、Ｈｖ７００超、ＤI が１０インチ超では、いたず
らに合金コストが上昇するため、Ｈｖは７００、ＤI は
１０インチを上限とした。
【００１１】次に成分の限定理由を述べる。Ｃは焼入時
の表面硬さを得るために０．１％以上必要である。ま
た、１．０％を超えて添加すると焼入時に焼き割れが発
生するので、Ｃの上限を１．０％とした。Ｓｉは製鋼時
の脱酸元素として添加するが、０．００５％未満ではそ
の効果がなく、２．０％を超えて添加すると鋼板の表面
疵が発生しやすくなるので、上限を２．０％とした。
の表面硬さを得るために０．１％以上必要である。ま
た、１．０％を超えて添加すると焼入時に焼き割れが発
生するので、Ｃの上限を１．０％とした。Ｓｉは製鋼時
の脱酸元素として添加するが、０．００５％未満ではそ
の効果がなく、２．０％を超えて添加すると鋼板の表面
疵が発生しやすくなるので、上限を２．０％とした。
【００１２】Ｍｎは焼入性を上げるために添加するが、
０．２％未満ではその効果が不足し、また２．５％を超
えて添加すると焼割れの原因となるので、上限を２．５
％とした。Ａｌは脱酸に有効であるのみでなく、不純物
としてのＮを固定するのに有効な元素である。その効果
は０．００５％以上の添加で十分であり、一方２．０％
を超えて添加すると圧延時に熱間割れの原因となるの
で、０．００５〜２．０％とした。
０．２％未満ではその効果が不足し、また２．５％を超
えて添加すると焼割れの原因となるので、上限を２．５
％とした。Ａｌは脱酸に有効であるのみでなく、不純物
としてのＮを固定するのに有効な元素である。その効果
は０．００５％以上の添加で十分であり、一方２．０％
を超えて添加すると圧延時に熱間割れの原因となるの
で、０．００５〜２．０％とした。
【００１３】さらに、必要に応じて添加されるＮｉ、Ｃ
ｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃａ、ＲＥＭは
強度上昇に有効な元素であり、その効果が不足しない範
囲として前記の量を下限とし、また靱性および切削性が
劣下しない範囲として、前記の量を上限とした。溝山の
形状としては、図２の（ａ）に示すような三角形型のＶ
溝、あるいは（ｂ）に示すような台形型のＶ溝が適当で
ある。図２の（ｂ）の場合、ピッチとは隣合う谷のピー
ク点の間隔と定義する。
ｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃａ、ＲＥＭは
強度上昇に有効な元素であり、その効果が不足しない範
囲として前記の量を下限とし、また靱性および切削性が
劣下しない範囲として、前記の量を上限とした。溝山の
形状としては、図２の（ａ）に示すような三角形型のＶ
溝、あるいは（ｂ）に示すような台形型のＶ溝が適当で
ある。図２の（ｂ）の場合、ピッチとは隣合う谷のピー
ク点の間隔と定義する。
【００１４】溝切り方法については、通常は図３の
（ａ）に示すような、往復運動で切断するが、より一層
の切断効率向上のため、（ｂ）または（ｃ）に示したよ
うな、渦巻き状または螺旋状に切断することで、切断を
中断することなく連続的に切断できる。これにより、切
断能率が大幅に上昇する。鋼板表面の溝切りは、レーザ
ー切断、機械切削、プラズマ切断、放電加工による切
断、ウォータージェット切断や、ロールやプレスによる
熱間、冷間の転写法等の、設備投資が比較的安価で、か
つ効率性のよいものならどれを採用してもよい。
（ａ）に示すような、往復運動で切断するが、より一層
の切断効率向上のため、（ｂ）または（ｃ）に示したよ
うな、渦巻き状または螺旋状に切断することで、切断を
中断することなく連続的に切断できる。これにより、切
断能率が大幅に上昇する。鋼板表面の溝切りは、レーザ
ー切断、機械切削、プラズマ切断、放電加工による切
断、ウォータージェット切断や、ロールやプレスによる
熱間、冷間の転写法等の、設備投資が比較的安価で、か
つ効率性のよいものならどれを採用してもよい。
【００１５】添え板用鋼板としては、通常板厚１０〜５
０ｍｍ程度のものが使用されるが、用途により、さらに
薄手のもの、あるいは厚手のものの使用が可能である。
０ｍｍ程度のものが使用されるが、用途により、さらに
薄手のもの、あるいは厚手のものの使用が可能である。
【００１６】
【実施例】表１、表２（表１のつづき）に示す化学成分
の鋼１〜１３の２０ｍｍの鋼板と、鋼１２、１３の２５
ｍｍの被接合母材を、図４に示すように１本の高力ボル
トで接合し、治具用鋼板と母材とを挟んで引張試験を行
い、すべりが発生した荷重を締め付け荷重で割ってすべ
り係数を求めた。その結果を表３に示す。本発明１〜１
１では、添え板の表面硬さＨｖが４００以上で、また各
種切断法による溝切りの溝山の高さが０．２〜２．０ｍ
ｍの間で、いずれもすべり係数が０．８以上である。一
方、比較例１２、１３は添え板の表面硬さＨｖが４００
未満であるため、また比較例１４、１５は溝山の高さが
０．２ｍｍ未満のため、それぞれすべり係数が低くなっ
ている。
の鋼１〜１３の２０ｍｍの鋼板と、鋼１２、１３の２５
ｍｍの被接合母材を、図４に示すように１本の高力ボル
トで接合し、治具用鋼板と母材とを挟んで引張試験を行
い、すべりが発生した荷重を締め付け荷重で割ってすべ
り係数を求めた。その結果を表３に示す。本発明１〜１
１では、添え板の表面硬さＨｖが４００以上で、また各
種切断法による溝切りの溝山の高さが０．２〜２．０ｍ
ｍの間で、いずれもすべり係数が０．８以上である。一
方、比較例１２、１３は添え板の表面硬さＨｖが４００
未満であるため、また比較例１４、１５は溝山の高さが
０．２ｍｍ未満のため、それぞれすべり係数が低くなっ
ている。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【発明の効果】上記実施例からも明らかな如く、本発明
によれば、すべり係数が従来材に比べて改善された鋼板
の提供が可能となるものであり、産業上その効果は極め
て顕著である。
によれば、すべり係数が従来材に比べて改善された鋼板
の提供が可能となるものであり、産業上その効果は極め
て顕著である。
【図１】添え板と被接合母材との表面硬さ比をパラメー
ターにして、添え板の表面を溝切りした溝の山の高さと
すべり係数の関係を求めた図である。
ターにして、添え板の表面を溝切りした溝の山の高さと
すべり係数の関係を求めた図である。
【図２】溝山の形状を示した図である。
【図３】溝切り方法を示した図である。
【図４】すべり係数を求めるための引張試験片を示す図
である。
である。
１ 添え板 ２ 被接合母材 ３ 高力ボルト ４ 治具用鋼板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野 暢芳 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (3)
- 【請求項１】 表面硬さがＨｖ４００以上７００以下で
あり、該表面に山の高さが０．２〜２．０ｍｍ、山のピ
ッチが０．４〜４．０ｍｍである溝切り構造を有するこ
とを特徴とする表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用
鋼板。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．１〜１．０％、Ｓ
ｉ：０．００５〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５％、
Ａｌ：０．００５〜２．０％を含み、残部がＦｅおよび
不可避的不純物からなり、かつ焼入臨界直径ＤI が１．
６インチ以上１０インチ以下であることを特徴とする請
求項１記載の表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼
板。但し、 ＤI ＝０．３６７√Ｃ（１＋０．７Ｓｉ）（１＋３．３３Ｍｎ）（１＋０．３ ５Ｃｕ）（１＋０．３６Ｎｉ）（１＋２．１６Ｃｒ）（１＋３．０Ｍｏ）（１＋ １．７５Ｖ）（１＋１．７７Ａｌ）×ｆB （インチ） なお、ｆB ＝１ Ｂが含まれない場合 ｆB ＝１＋１．５（０．９−Ｃ） Ｂが０．０００３〜
０．００５％含まれる場合 - 【請求項３】 さらに、重量％でＮｉ：０．０５〜３．
５％、Ｃｕ：０．０５〜２．０％、Ｃｒ：０．１〜５．
０％、Ｍｏ：０．０５〜２．０％、Ｎｂ：０．００５〜
０．２％、Ｖ：０．００５〜０．２％、Ｔｉ：０．００
５〜０．２％、Ｂ：０．０００３〜０．００５％、Ｃ
ａ：０．００１〜０．０５％、ＲＥＭ：０．００１〜
０．１％のうちの１種または２種以上を含むことを特徴
とする請求項２記載の表面を溝切りした高力ボルト摩擦
接合用鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17843894A JPH0841591A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17843894A JPH0841591A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0841591A true JPH0841591A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16048526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17843894A Withdrawn JPH0841591A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 表面を溝切りした高力ボルト摩擦接合用鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0841591A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104593689A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-06 | 张叶胜 | 花纹钢、其制作方法及剑身制作方法 |
| CN105239766A (zh) * | 2015-09-26 | 2016-01-13 | 郭策 | 一种高强度脚手架 |
| CN105239020A (zh) * | 2015-09-26 | 2016-01-13 | 郭策 | 一种脚手架连接件 |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP17843894A patent/JPH0841591A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104593689A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-06 | 张叶胜 | 花纹钢、其制作方法及剑身制作方法 |
| CN104593689B (zh) * | 2015-01-26 | 2017-01-18 | 张叶胜 | 花纹钢、其制作方法及剑身制作方法 |
| CN105239766A (zh) * | 2015-09-26 | 2016-01-13 | 郭策 | 一种高强度脚手架 |
| CN105239020A (zh) * | 2015-09-26 | 2016-01-13 | 郭策 | 一种脚手架连接件 |
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