TWI579438B

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Info

Publication number: TWI579438B
Application number: TW104130787A
Authority: TW
Inventors: Hideaki Takahashi; Kumiko Masuda; Hidenori Tanaka
Original assignee: Senqcia Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2017-04-21
Also published as: US20160090729A1; JP6473593B2; US9797125B2; JP2016069902A; TW201614127A

Description

柱接合用構件、柱之接合構造

發明領域

本發明是有關於一種在使用鋼管柱之構造物的柱接合部所用之柱接合用構件及使用該柱接合用構件的柱之接合構造者。

發明背景

習知在使用鋼管柱之構造物中，在上下方向會有將柱接合的部位。在如此之柱的接合部中，會有上下接合的柱的尺寸相異的情況。例如，相對於下方的柱，上方的柱的尺寸較小的情況。於如此的情況中，在接合的柱之間有使用錐形接合構件的方法。

但是，如此的錐形構件，其製造是困難的。又，由於錐形構件和與其接合之上下的水平面是傾斜地接觸，所以設於錐形構件和水平面之接合部的板狀構件(即襯墊金屬)的端面和水平面不是面接觸，而是成線接觸。因此，在該部位的熔接困難，也成為熔接不良的原因。

另一方面，上下接合的柱未必是設置在同一軸心上。例如，依構造物的柱的位置而分類成中柱、側柱及角柱，於各個柱構造中，上下的柱的接合位置不是相同的。又，如此在柱的接合位置相異的情況中，因應該柱的接合位置，柱接合用構件所必要的強度是不同的。但是，以全部可對應的方式使全體增加厚度，則會增加重量及增加成本。

作為如此之柱的接合構造，例如有顯示中柱、側柱及角柱之各自的接合位置的柱接合構件(專利文獻1)。

【先行技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2012-172371號公報

發明概要

但是，專利文獻1之柱接合構造由於有方向性，所以在現場有弄錯接合方向的可能性。

本發明是鑒於如此之問題而作出的，是以提供一種在上下的柱的尺寸相異的情況中，即使柱的接合位置不同的情況，也不會弄錯安裝方向的柱接合用構件及柱的接合構造為目的。

為達成前述目的，第1發明是一種柱接合用構件，其特徵在於包含有：大略矩形的本體部；及凸部，設於前述本體部的下表面，突出量隨著朝中央而變大，在前述凸部的中央部，朝向前述本體部的厚度方向形成厚度切除部，該厚度切除部是貫通孔或非貫通孔，前述凸部及前述厚度切除部在將前述本體部平行於前述本體部之各邊的中心線作為對稱軸時，對於任一對稱軸皆形成線對稱。

較理想的是：前述凸部是由錐形部和肋所構成，前述錐形部是突出量從前述本體部的下表面慢慢地變大，前述肋是前述錐形部的頂部且形成於前述厚度切除部的緣部。

也可以是：前述厚度切除部是貫通前述本體部的貫通孔。也可以是：前述厚度切除部是形成到前述本體部之預定深度的非貫通孔，且前述本體部之上表面側形成較薄厚度部。

依據第1發明，柱接合用構件的接合方向無方向性，任一朝向皆可安裝柱接合用構件。又，可藉由厚度切除部獲得輕量化，且可藉由凸部獲得所希望的強度。

特別是，藉由在厚度切除部的緣部形成肋，而可確保強度最變弱的部位的強度。

又，厚度切除部若是貫通孔時，可謀求更大的輕量化。又，藉由厚度切除部是非貫通孔，且在上表面側形成較薄厚度部，而可確保強度。

第2發明是一種柱的接合構造，使用柱接合用構件，其特徵在於：柱接合用構件包含有：上表面平坦的本體部；及凸部，設於前述本體部的下表面，且突出量隨著朝中央而變大，在前述凸部的中央部，形成厚度切除部，該厚度切除部是貫通孔或非貫通孔，前述凸部及前述厚度切除部在將前述本體部平行於前述本體部之各邊的中心線作為對稱軸時，對於任一對稱軸皆形成線對稱，前述凸部是由錐形部和肋所構成，前述錐形部是突出量從前述本體部的下表面慢慢地變大，前述肋是前述錐形部的頂部且形成於前述厚度切除部的緣部，前述柱接合用構件之下表面接合中空的第1柱，前述柱接合用構件之上表面接合尺寸比前述第1柱小的中空的第2柱，前述第2柱全部的側面的位置於平面視下，是位在比前述肋的內緣還外側。

也可以是：前述第2柱相對於前述本體部至少朝其中一側偏心，前述第2柱之前述其中一側的外側面的位置和前述第1柱相對應的外側面的位置一致，且前述第2柱之偏心方向的相反方向的前述第2柱之側面中，成為最接近前述厚度切除部的部位之前述第2柱的厚度的中心位置，於平面視中位於前述凸部的範圍內。

也可以是：前述第2柱之偏心方向的相反方向的前述第2柱的側面中，成為最接近前述厚度切除部的部位的前述第2柱的厚度的中心位置，於平面視中位於前述肋的範圍內。

依據第2發明，由於接合於本體部之上表面的第2柱的側面位於比肋還外側，所以可確保柱接合構件對第2柱的強度。

又，接合於本體部之上表面的第2柱在相對於本體部偏心的情況，藉由第2柱之偏心方向的相反方向的第2柱的側面的中心於平面視時位在凸部的範圍內，而可確保柱接合構件對第2柱的強度。

特別是，第2柱之偏心方向的相反方向的第2柱的側面的中心於平面視中位在肋的範圍內時，即使是使第2柱相對於第1柱更大偏心時，也可確保柱接合構件對第2柱的強度。

依據本發明，可提供一種在上下的柱的尺寸相異的情況中，即使柱的接合位置相異的情況，也不會弄錯安裝方向之柱的接合用構件及柱的接合構造。

1‧‧‧接合構造

2‧‧‧本體部

3‧‧‧接合構件

3a‧‧‧接合構件

5a‧‧‧柱

5b‧‧‧柱

5c‧‧‧柱

7‧‧‧梁

9‧‧‧背襯金屬件

11‧‧‧上表面

11a‧‧‧上表面

13‧‧‧凸部

15‧‧‧肋

16‧‧‧錐形部

17‧‧‧下表面

17a‧‧‧下表面

19‧‧‧厚度切除部

25‧‧‧構造體

27‧‧‧外壁

29‧‧‧中柱

31‧‧‧側柱

33‧‧‧角柱

A‧‧‧斷面線

B‧‧‧中心線

C‧‧‧中心線

D‧‧‧中心線

E‧‧‧中心線

圖1是顯示使用了接合構件之柱的接合構造1的立體圖。

圖2是顯示了柱的接合構造1的一部分之立面圖，且是圖1之A-A線斷面圖。

圖3(a)是顯示接合構件3的底面立體圖。

圖3(b)是顯示接合構件3的俯視立體圖。

圖4(a)是顯示接合構件3的側面圖。

圖4(b)是顯示接合構件3的底面圖。

圖5是顯示構造25之柱的配置的示意圖。

圖6(a)是顯示使用了接合構件3之中柱29的接合位置的圖示。

圖6(b)是顯示使用了接合構件3之側柱31的接合位置的圖示。

圖6(c)是顯示使用了接合構件3之角柱33的接合位置的圖示。

圖7(a)是顯示柱5c和柱5b的中心一致的狀態下柱的接合構造之一部分的立面圖。

圖7(b)是顯示柱5c相對柱5b偏心的狀態下柱的接合構造之一部分的立面圖。

圖8是接合構件3b的斷面圖。

較佳實施例之詳細說明

以下，就有關本發明實施形態之柱的接合構造1進行說明。圖1是顯示柱的接合構造1之一部分(中柱)的立體圖，圖2是圖1之A-A線斷面圖。柱的接合構造1是從下方使柱5a、5b、5c配置於鉛直方向，且在各個柱間設有柱接合用構件，即接合構件3a、3。柱5a的上端接合於下方之接合構件3a的下表面17a，柱5b的下端接合於上表面11a。又，柱5b的上端和接合構件3的下表面17接合。再者，柱5c的下端接合於接合構件3的上表面11。且，接合構件3a可為通常的平板形狀的接合構件。又，柱5a、5b間之接合也可使用接合構件3來取代接合構件3a。

柱5a、5b是同一尺寸的中空方型鋼管。柱5c是尺寸比柱5a、5b稍小的中空方型鋼管。接合構件3a是尺寸比柱5b的尺寸稍大的矩形形狀的平板狀構件。且，接合構件3a例如是鋼製，大概是邊長為300~1000mm之方型左右的大小，然而也可因所接合的柱子尺寸而任意設定。

梁7於水平方向接合於以接合構件3、3a所夾範圍的柱5b。因此，梁7之翼板部的端部接合於接合構件3、3a的側面，梁7之腹板部的端部和柱5b的側面接合。亦即，上下之接合構件3、3a的設置間隔(柱5b的長度)是和梁7的高度大致一致。且，梁7之腹板部的上下端部(翼板部附近)為了避免和接合構件3、3a干擾而設有切口。又，在柱5a、5b、5c和接合構件3、3a的接合部中，於柱5a、5b、5c的內面側配置有背襯金屬件9。

接著，就有關接合構件3詳細地進行說明。圖3(a)是顯示接合構件3的仰視立體圖，圖3(b)是顯示接合構件3之俯視立體圖，圖4(a)是接合構件3的側面圖，圖4(b)是底面圖。接合構件3是由略矩形之平板狀的本體部2和凸部13構成。

接合構件3的略中央形成有厚度切除部19。接合構件3之厚度切除部19是貫通凸部13及本體部2的圓形貫通孔。像這樣利用作為貫通孔，使輕量化的效果大，又，也可利用作為進行鍍敷處理等時的洩氣孔。厚度切除部19在上表面11側為較小直徑，並隨著朝凸部13的頂部(下表面側)而擴大直徑。而且，隨著從凸部13的頂部側朝上表面11側，在從凸部13的頂部到本體部2的厚度內的範圍，厚度切除部19以大略一定的傾斜而縮小直徑，且在本體部2的厚度內的範圍急遽地縮小直徑。

接合構件3的下表面17側在厚度切除部19的周圍形成凸部13。凸部13是由錐形部16和肋15構成。錐形部16 隨著從本體部2側(凸部13的基部側)往前端側(頂部側)而慢慢地朝中心方向傾斜。又，錐形部16的本體部2側(凸部13的基部側)為略矩形，並隨著往凸部13的前端側(頂部側)而慢慢地成為圓形。

在錐形部16的頂部且於厚度切除部19的緣部形成肋15。肋15是從錐形部16的頂部朝下方突出的部位。亦即，凸部13相對於接合構件3之厚度方向的高度於錐形部16平緩地變化，僅肋15的部位急遽地變高。

如圖4(b)所示，凸部13及厚度切除部19在分別將平行於本體部2各邊之本體部2的中心線B、C作為對稱軸時，即使是對任一對稱軸也形成線對稱。亦即，凸部13及厚度切除部19從本體部2的各邊來看是沒有方向性。因此，即使以任意的邊為基準將接合構件3配置於任一朝向，凸部13及厚度切除部19也會經常成為一定的形態。

且，接合構件3之下表面17的凸部13周圍成為平坦部。又，接合構件3之上表面11除了厚度切除部19是成為平坦部。本體部2之平坦部成為和柱5b、5c的接合部。

接著，就有關使用接合構件3之構造體25來進行說明。圖5是顯示構造體25的平面示意圖，周圍以外壁27包覆，並以預定間隔設置柱5b(5a)。柱5b(5a)間以梁7連接。且，圖5中為了簡化，接合構件3等省略圖示。設置於下方的柱5b(5a)上設置有外徑比柱5b(5a)小的柱5c。

此處，於四個方向接合有梁7的部位的柱稱為中柱29。又，其中一側形成有外壁27的部位的柱稱為側柱 31。又，形成於構造體25的角落且於2個方向形成有外壁27的部位的柱稱為角柱33。

中柱29於水平方向的縱橫兩方接合梁7，柱5c相對於柱5b(5a)配置成同心。亦即，下方的柱5b(5a)的中心、和外徑更小的柱5c的中心位置一致。

相對於此，側柱31是下方的柱5b(5a)的中心和外徑更小的柱5c的中心位置不一致，且柱5c相對於柱5b(5c)是朝一方向偏心配置(例如圖中之上方)。柱5c是朝外壁27側偏心，並配置成柱5b(5a)的外壁27側的側面和柱5c的外壁27側的側面成為相同位置。亦即，柱5c是朝柱5b(5a)的一方向側(外壁27側)偏心，且不朝和偏心方向垂直的方向(例如圖中的左右方向)偏心。

另一方面，角柱33是朝於2方向相接之外壁27方向的各個方向偏心。柱5c朝各個外壁27側偏心，且配置成柱5b(5a)之各個外壁27側的側面和柱5c之相對應的外壁27側的側面成為相同位置。亦即，柱5c朝柱5b(5a)之一方向側(例如圖中之上側的外壁27側)偏心，且也於與其垂直的方向(例如圖中之右側的外壁27側)也以同量偏心。

圖6(a)~圖6(c)是一平面斷面圖，顯示柱5c(第2柱)相對於各個柱位置的柱5b(第1柱)的配置，且圖6(a)是顯示中柱29、圖6(b)是顯示側柱31、圖6(c)是顯示角柱33的狀態的圖示。

如圖6(a)所示，在中柱29，接合構件3設置於柱5b上，柱5c設置於接合構件3之上表面11的中央。因此，接合構件3的中心線B、C是和柱5c的中心線一致。此處，柱5b、5c任一者皆接合於本體部2的平坦部。又，設置於接合構件3之下方的柱5b的中心不管在哪一種配置也皆是和接合構件3的中心一致。

另一方面，如圖6(b)所示，在側柱31是配置成夾著接合構件3而使下方的柱5b的其中一側面(圖中上方)和上方的柱5c的其中一側面(圖中上方)一致。因此，接合構件3的中心線C和柱5c的中心線D偏心。而且，對側面一致之側垂直的方向(圖中的左右方向)，接合構件3之中心線B和柱5c之中心線一致。即使於此情況下，柱5b、5c的任一者也接合於本體部2的平坦部。

而且，通常，配置於接合構件3上下的異徑柱，多是外徑為50mm~150mm左右的不同柱子。因此，偏心量大概是成為25mm~75mm。

同樣地，如圖6(c)所示，於角柱33中是配置成夾著接合構件3而使下方的柱5b之其中一側面(圖中上方)、和上方的柱5c的其中一側面(圖中之上方)一致，進而即使是對與前述其中一側面垂直的方向(圖中的右側)也設置成柱5b的側面(圖中的右側)和上方的柱5c的側面(圖中的右側)一致。因此，使接合構件3的中心線C和柱5c的中心線D偏心，而且使與中心線C直交的接合構件3的中心線B、和柱5c的中心線E偏心。

而且，如前所述，通常設置在接合構件3上下的異徑柱由於多是外徑為50mm~150mm左右的不同柱子，所以各個的偏心量大概是成為25mm~75mm。又，對各個方向的偏心量大略為同量。

接著，就有關柱5c和接合構件3的接合位置詳細進行說明。圖7(a)是柱5c的中心和接合構件3的中心一致時的斷面圖，例如是圖6(a)的中心線B、C的斷面圖、及圖6(b)的中心線C的斷面圖。如前述般，柱5b接合於接合構件3的下表面17側中凸部13的外側的平坦部。又，柱5c接合於接合構件3的上表面11側的厚度切除部19外側的平坦部。

此處，柱5c是配置於比肋15的內緣部(厚度切除部19)還外側。亦即，柱5c厚度的中心位置就算是在柱5c的側面最接近厚度切除部19的部位(亦即本體部2的中心線斷面位置)，也不會位在比肋15的內緣還內側(圖中的F)。又，在中柱的情況，則較理想的是柱5c的厚度的中心位置全部位在凸部13的形成範圍內。

又，圖7(b)是柱5c從接合構件3的中心偏心時的斷面圖，例如是圖6(b)的中心線B的斷面圖、及圖6(c)的中心線B、C的斷面圖。如前述般，即使於此情況，柱5b也接合於接合構件3的下表面17側中凸部13的外側的平坦部。又，柱5c接合於接合構件3的上表面11側的厚度切除部19外側的平坦部。

在圖7(b)所示的例子中，柱5c相對於本體部2至少朝其中一側偏心，該其中一側的外側面的位置(圖中左側的側面)和柱5b之相對應的外側面的位置一致。又，柱 5c的偏心方向的相反方向(圖中的右側)的柱5c側面成為最接近厚度切除部19的部位(亦即本體部2之中心線斷面)的柱5c厚度的中心位置是位在凸部13的範圍內。此處，所謂凸部13的範圍內是錐形部16的基部和肋15的內緣之間的範圍。

特別是較理想的是：在柱5c的尺寸相對柱5b小的情況，柱5c偏心方向的相反方向(圖中的右側)的柱5c側面成為最接近厚度切除部19的部位(亦即本體部2的中心線斷面位置)的柱5c厚度的中心位置是位在肋15的範圍內。

此處，對接合構件3接合柱5c時，和柱5c的接合位置隨著接近本體部2的外周側(接近柱5b側面之側)，對接合構件3所要求的強度便變低。因此，可使凸部13的高度隨著朝向外周而較低。另一方面，將柱5c接合到接合構件3時，和柱5c的接合位置隨著朝本體部2的中央偏位，對接合構件3所要求的強度便變高。因此，必須使凸部13的高度隨著朝向中心而較高並且使厚度較厚。

又，對接合構件3接合柱5c時，和柱5c的接合位置位在和厚度切除部19的邊界部，即凸部13的頂部附近時，對接合構件3必須要有特別大的強度。因此，在凸部13的頂部設置肋15，利用使接合構件3的厚度較厚而可確保強度。又，不接合柱5c之本體部2的中央部附近，由於不賦予大的應力，所以設置厚度切除部19而可謀求輕量化。

依據本實施形態之接合構件3，即使是對中柱 29、側柱31及角柱33的各個位置的柱5c，也可適用最適合形狀的接合構件。因此，不會使重量過度增加，並可確保必要的強度。又，於接合構件3，由於沒有接合方向之方向性，所以不會弄錯接合方向。

又，因應柱5c的側面位置而設定凸部13的高度。因此，即使是使柱5c偏心而接合於接合構件3的情況，也可藉由凸部13而確保必要的強度。特別是，在與成為強度上最嚴格條件的厚度切除部19的邊界部附近，由於形成肋15，所以柱5c的接合位置即使是在接近本體部2的中心的情況，也可確保必要的強度。

又，在凸部13的範圍中，由於可任意變更柱5c的接合位置，所以即使是對尺寸不同的柱5c，也可適用相同的接合構件3。

而且，柱的形柱並不限於如實施例的大略正方形的方柱，不管是大略長方形或圓斷面等柱子的形狀，本發明皆可適用。又，凸部13的形狀或是厚度切除部19的形狀並不限於圖示的例子。

又，厚度切除部19也並非一定要是貫通孔。例如，如圖8所示之接合構件3b，厚度切除部19也可是從凸部13的頂部側到本體部2的預定深度所形成的非貫通孔。於此情況，在本體部2的上表面側形成較薄厚度部。如此利用留下較薄厚度部而可確保更高的強度。

以上，雖然一面參照所附圖面，一面說明了本發明之實施形態，然而本發明的技術範圍並不為前述之實施形態所左右。只要是熟知該項技藝者，便可瞭解在申請專利範圍所記載的技術思想的範疇內，可想到各種變形例或修正例，且就這些變形例或修正例等也當然是屬於本發明之技術範圍。