母材間連結構造及びその母材間連結構造用の添板

【課題】個々の接合用補助部材を添板の所定位置に的確に設置することができ、しかもその添板を母材側に添設して締付け固定する際に接合用補助部材の方向性をより確実に保持し得る母材間連結技術を提供し、もって添板を母材に締付け固定する際の作業負担を軽減するとともに、個々の接合用補助部材の方向性を維持して所期のすべり係数を確保し、所期の接合強度を確実に実現する。
【解決手段】母材間に跨って添設される添板７と前記母材との間に両面に係止部２３を設けた板状の接合用補助部材１１を介在させ、それらの添板、接合用補助部材及び母材に貫通させたボルトとナットによって締付け固定するように構成した母材間連結構造において、前記接合用補助部材１１をスタッドピン１９あるいは添板に設けた掛止部材によって添板側に確実に保持し、その保持状態において添板７を母材に対して添設する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば梁や柱を構成するＨ形鋼などの母材同士をそれらの母材間に跨って添設する添板と母材との間に両面に係止部を設けた板状の接合用補助部材を介在させた状態で連結する母材間連結技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築や橋梁などの鋼構造材の摩擦接合部に適用される接合用鋼材においては、その接合耐力を向上すべく、接合面における摩擦係数、すなわちすべり係数を大きくするための工夫が種々なされている。例えば、接合面の黒皮を除去して赤錆を発生させることによりすべり係数を増やしたり、ショットブラスト等のブラスト処理によりすべり係数を増やしたりする方法が知られている。しかしながら、これらの方法によるすべり係数の増加には自ずと限界があり、しかもいずれの場合にも、広いスペースが必要とされ、作業性にも問題があった。ところで、すべり係数の大小には、接合面の面粗さ、すなわち表面の凹凸の高低差だけではなく、接合面の表面の硬さも関与する。そこで、接合面の凹凸の高低差を拡大するために、凹凸状のロールによる転写、機械加工、レーザ加工、放電加工、化学的手段などを用い、さらに表面硬さを強化するために、焼入れ処理などを施すことにより、接合面の凹凸の高低差を０．２〜１．０ｍｍ、表面硬さをヴィッカース硬さで２５０以上に構成したものも提案されている（特許文献１参照）。また、母材間に跨って添設する添板と母材との間に両面に刃状突起を設けた板状の接合用補助部材を介在させ、それらを貫通する高力ボルトとナットの締付けにより、その接合用補助部材の両面に形成した刃状突起をそれぞれ添板及び母材の双方の接合面に食込ませることによって母材間の連結状態の強化を図ったものも知られている（特許文献２参照）。また、その場合に、前記接合用補助部材の両面に形成する刃状突起を母材の連結方向に直交する方向に平行に並設した複数条からなる刃状突起にて構成することにより、母材の連結方向のすべり係数を増加させる手法も知られているところである。さらに、前記接合用補助部材に磁気や接着剤により接着性をもたせることにより良好な作業性が得られる旨の指摘もあった。
【特許文献１】特許第３６０７７４２号公報
【特許文献２】特公平８−３０３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、両面に係合部を備えた接合用補助部材を母材間に跨って添設される添板と前記母材との間に介在させ、それらの添板、接合用補助部材及び母材に貫通させたボルトとナットによって締付け固定する際には、接合用補助部材を添板の外側から直視することができず、また作業中に移動したり脱落してしまう可能性もあることから、個々の接合用補助部材を所定位置に的確に設置するには作業者にかかる負担も大きかった。特に、その接合用補助部材の設置方向に方向性がある場合には供回りに対応する負担も加わることから作業負担が倍加されるといった問題があった。さらに、前記接合用補助部材に磁気や接着剤により接着性をもたせることにより良好な作業性が得られる旨の従来の指摘は、その具体性に欠けるだけでなく、特に接着剤による場合には、その接着作業の際に接合用補助部材の方向性を確保することは簡単ではなく、またボルトの挿通孔へ接着剤が付着して挿入操作性を害するといった技術的問題があった。因みに、接合用補助部材に方向性がある場合に、その方向性を確実に維持できない場合には、所期のすべり係数を発揮できず、接合耐力の低下を招くことにもなる。
【０００４】
本発明は、以上のような従来の技術状況に鑑み、個々の接合用補助部材を添板の所定位置に的確に設置することができ、しかもその添板を母材側に添設して締付け固定する際に接合用補助部材の方向性をより確実に保持し得る母材間連結技術を提供し、もって添板を母材に締付け固定する際の作業負担を軽減するとともに、個々の接合用補助部材の方向性を維持して所期のすべり係数を確保し、所期の接合耐力を確実に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明では、母材間に跨って添設される添板と前記母材との間に両面に係止部を設けた板状の接合用補助部材を介在させ、それらの添板、接合用補助部材及び母材に貫通させたボルトとナットによって締付け固定するように構成した母材間連結構造において、前記接合用補助部材をスタッドピンあるいは添板に設けた掛止部材によって前記添板側に確実に保持した状態で、添板を母材に対して添設するという技術手段を採用した。この場合、隣接する接合用補助部材の辺部をスタッドピンにより同時に保持するように構成してもよい。また、接合用補助部材の外周部に段部を形成し、その段部に前記スタッドピン又は掛止部材を掛止するように構成してもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明においては、接合用補助部材をスタッドピンあるいは添板に設けた掛止部材を用いて添板側に保持した状態で、添板を母材に対して添設するという技術手段を採用したので、次の効果を得ることができる。
（１）スタッドピンあるいは添板に設けた掛止部材を用いて個々の接合用補助部材を添板の所定位置に所定の方向性をもたせて保持するように構成したので、それらの接合用補助部材の設置位置及び方向性を的確でかつ強固に保持できる。
（２）したがって、所要の接合用補助部材を保持した添板を母材側に添設して締付け固定する際に伴った、接合用補助部材の供回りや、移動、脱落などの従来の技術的問題は確実に解消されることから、その作業負担を大幅に軽減することが可能である。
（３）また、それらのスタッドピンあるいは添板に設けた掛止部材により、個々の接合用補助部材の方向性が強固に保持されることから、添板を母材側に添設して締付け固定する前記作業を通じて接合用補助部材の方向性が確実に維持され、所期のすべり係数が確保されるので、所期の接合耐力を確実に実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に係る母材間連結技術は、建築や橋梁などにおいて梁や柱を構成するＨ形鋼などの母材同士をボルトとナットを用いて連結する場合に広く適用することが可能である。前記接合用補助部材の両面に設けられる係止部に関しては、その中の少なくとも母材側の面に形成される係止部は、母材の接合面に食込んですべり係数を増すように構成されるが、他方の添板側の面に形成される係止部については、母材側の場合と同様に添板の接合面に食込んですべり係数を増やすように構成してもよいし、あるいは添板側の接合面に予め前記係止部に係合し得る係合部を形成しておき、それらの接合用補助部材側に形成された前記係止部と添板側に予め形成された係合部との係合によってすべり係数を増やすように構成しても構わない。その接合用補助部材に形成される係止部の具体的形状に関しては、相手側の接合面に食込ませてすべり係数を増やす形態の場合には、先端が尖った刃状突起のものや錐状のものが適当である。これに対して、接合用補助部材側に形成された前記係止部と添板側に予め形成された係合部との係合によってすべり係数を増やす形態の場合には、添板側へ食込ませる必要性がないことから、係合可能な種々の形状が可能である。また、それらの係止部及び係合部のどちらが凸側でも凹側でも構わない。
【０００８】
接合用補助部材の両面に形成される係止部は、母材間の連結方向に直交する方向に平行に並設される複数条の係止部から構成するようにすれば、その母材間の連結方向に対するすべり係数、延いてはその接合耐力を効率的かつ確実に向上することが可能である。本発明に係る母材間連結技術は、正にこのような接合用補助部材に方向性がある場合に最適であるが、方向性のない場合にも適用は可能である。因みに、接合用補助部材に関しては、焼入れ処理等によりとりわけ母材側の接合面に食込む係止部の部分の硬度を高めたものが望ましい。また、添板に関しては、焼入れ処理を施さない方が、添板、接合用補助部材及び母材の締付け固定時に、部材の厚さに関する多少の寸法差や梁間における施工誤差があっても、変形して馴染みやすいことから、より安定した締付けが可能であるが、それらに限定されるものではない。なお、前記スタッドピンや添板に設けた掛止部材の高さに関しては、その接合用補助部材の保持後の高さが接合用補助部材自体の高さより低くなるように設定し、接合用補助部材の両面に形成される係止部の相手側接合面に対する食込みないし係合を妨げないようにする必要性がある。因みに、接合用補助部材の外形に関しては、以下の実施例のように八角形に限らず、四角形や六角形などの他の多角形あるいは円形状のものでもよい。
【実施例】
【０００９】
図１は母材間の連結状態を示した正面図であり、図２はその平面図である。また、図３は添板を外して示した平面図、図４は図１中の丸内を示した部分拡大図である。図中１，２はＨ形鋼からなる母材で、それらの母材１，２間を本発明に係る母材間連結構造により連結した状態を示したものである。図示のように、母材１及び母材２に対しては、それらの母材１のフランジ部３，４と母材２のフランジ部５，６との間に跨った状態に添板７〜１０が添設される。添板７〜１０と母材１，２のフランジ部３〜６との間には、図３及び図４に示したように、両面に適宜の係止部を設けた板状からなる所要数の接合用補助部材１１が介装され、それらの添板７〜１０、個々の接合用補助部材１１及び母材１，２を、それらに貫通させたボルト１２及びナット１３によって締付け固定するように構成されている。また、母材１のウェブ１４と母材２のウェブ１５とは、図１に示したように添板１６を用いて接合用補助部材１１と同様の接合用補助部材を介装しながらボルト１７とナットにより連結されている。なお、図５は母材１のフランジ部３と母材２のフランジ部５との厚さに寸法差がある場合の連結状態を示したものである。ここでは、添板７〜１０に焼入れ処理を施していない場合を示したものであり、図示のように添板８が変形してフランジ部３，５の寸法差を吸収しながら馴染むことから、より安定した締付けが可能である。なお、母材１と母材２の高さに多少の施工誤差があった場合にも同様である。
【００１０】
次に、図６〜図９に基づいて本発明の特徴であるスタッドピンを用いた接合用補助部材の添板側への保持に関して説明する。図６は前記添板７の平面図であり、図７はそのＡ−Ａ断面図である。なお、以下の説明は添板８〜１０に関しても共通である。因みに、添板７，９の場合には、以下の手順で接合用補助部材１１が所定位置に保持された後の使用に際しては、上下を逆転して接合用補助部材１１を下方にした状態で母材１，２に添設され、ボルト１２及びナット１３を用いて締付け固定されることになる。しかして、図中１８は添板７に形成された前記ボルト１２用の挿通孔であり、１９はその挿通孔１８の両側にスタッド溶接等により予め固着されたスタッドピンである。図８は添板７に形成された各挿通孔１８に対応させて同数の接合用補助部材１１を載置した状態を示した平面図であり、図９はその部分拡大縦断面図である。図示のように、本実施例におけるそれぞれの接合用補助部材１１は若干偏平に変形された八角形からなり、その長手方向の両側に位置する平行辺部を隣接間で互いに当接させることにより、接合用補助部材１１の設置方向が規制されるように構成されている。
【００１１】
図９に示したように、接合用補助部材１１の中心部には添板７に形成された前記挿通孔１８と同じか若干大径の挿通孔２０が形成され、またそれぞれの接合用補助部材１１の両側の平行辺部には段部２１が形成されている。それらの接合用補助部材１１の両側に形成された段部２１には、それぞれ前記スタッドピン１９に対して嵌合可能な半円状の凹部が形成されている。しかして、本実施例の場合には、各接合用補助部材１１の両側の段部２１に形成された凹部を添板７上に固着された前記スタッドピン１９に嵌合しながら、各スタッドピン１９の上部を潰して図９に示したように鍔部２２を形成して段部２１に掛止させることにより、各接合用補助部材１１を添板７に対して強固に保持することができる。因みに、本実施例によれば、図８及び図９に示したように隣接する接合用補助部材１１の段部２１が互いに近接している部分については、１本のスタッドピン１９の上部を潰して両側の段部２１に掛止させることにより、それらの段部２１を同時に保持することが可能である。図中、２３は、接合用補助部材１１の両面に備える係止部として、母材１，２の連結方向に直交する方向に平行に並設した複数条からなる突起である。なお、接合用補助部材１１の添板７側に面する突起２３を大きく形成し、その突起２３に係合可能な係合凹部を添板７の接合面に形成して両者を係合するように構成すれば、接合用補助部材１１の方向性を的確に維持できるとともに、供回りの防止にもきわめて有効である。さらに、接合用補助部材１１の片面をこのような大きな突起とすれば、添板７に対する当接面積を大きくとることが可能なことから、他方の面に形成した突起の食込みの安定化にも有効である。
【００１２】
図１０及び図１１は前記実施例の変形例を示した平面図である。図１０の実施例に係る接合用補助部材２４は、その全周部に段部２５を形成してスタッドピン１９に嵌合可能な凹部２６を設けたものである。また、図１１の実施例に係る接合用補助部材２７は、同様に全周部に段部２８を形成してスタッドピン１９が挿通可能な挿通孔２９を設けたものである。これらの実施例の場合も、スタッドピン１９の上部を潰してそれぞれの段部２５，２８に掛止させることにより接合用補助部材２４，２７を添板７に対して強固に保持することが可能である。
【００１３】
図１２及び図１３は他の変形例を示したものであり、図１２は本実施例に係る添板３０に対して接合用補助部材３１を保持する前の状態を示した平面図、図１３は接合用補助部材３１を保持した後の添板３０の状態を示した平面図である。図１２に示したように、本実施例に係る添板３０の場合には、前記ボルト１２用の挿通孔３２を千鳥状に配置し、それらの挿通孔３２の図面上で縦方向の両側にスタッド溶接等によりスタッドピン３３を予め固着している。そして、その添板３０に対しては、図１３に示したように接合用補助部材３１を前記挿通孔３２に対応させて千鳥状に設置することになる。この接合用補助部材３１の設置の仕方は、前記実施例の場合と同様で、各接合用補助部材３１の図面上で縦方向の両側に設けた段部３４に形成された凹部又は挿通孔にスタッドピン３３を嵌合ないし挿通し、そのスタッドピン３３の上部を潰して段部３４に掛止することにより、添板３０に対して強固に保持することができる。図示のように、本実施例に係る接合用補助部材３１の場合も八角形に形成され、隣接する傾斜辺部同士を当接することにより、接合用補助部材３１の方向性を規制し得るように構成している。
【００１４】
図１４〜図１６は掛止部材を用いる他の実施例を示したものであり、図１４は接合用補助部材を保持した状態の添板を示した平面図、図１５は添板に設けられる掛止部材を示した拡大平面図、図１６は図１４を部分的に拡大して示した部分拡大縦断面図である。図１４に示したように、本実施に場合には、添板３５に図１５に示した掛止部材３６を２列平行に設置し、それらの掛止部材３６に設けた掛止片３７により、図１６に示したように接合用補助部材３８の周囲に形成した段部３９を掛止することにより、接合用補助部材３８を添板３５側に保持するように構成している。すなわち、本実施例に係る接合用補助部材３８も八角形からなり、その周囲に形成した段部３９の外縁部に掛止部材３６の内縁部に形成した斜辺部４０を当接することにより方向性を規制した状態で前記段部３９の上面に掛止片３７を掛止することにより、掛止部材３６の内部に所要数の接合用補助部材３８を多少のクリアランスを設けてそれ以上動けない状態に収容した上、前記掛止部材３６をスポット溶接等により添板３５側へ固着するという構成を採用している。なお、図１４に示した各接合用補助部材３８に形成した前記ボルト１２用の挿通孔４１の下方には添板３５の挿通孔が位置しており、前記実施例における添板と同様に、接合用補助部材３８付きの添板３５として母材１，２に跨って添設した状態でボルト１２及びナット１３を用いて締付け固定されることになる。因みに、その締付け固定作業時においてボルト１２を挿通する際には、接合用補助部材３８に付与した前記クリアランスによって挿通孔４１の位置に関する微調整が可能なことから、施工誤差を吸収でき、作業性の向上が可能である。すなわち、掛止部材３６には、接合用補助部材３８が施工誤差を吸収できる程度のクリアランスが設けられている。
【００１５】
図１７及び図１８は前記添板３５に使用した掛止部材３６に関する変形例を示したものであり、図１７はその部分平面図、図１８は部分拡大縦断面図である。本実施例に係る添板４２には、図１７に示したように八角形からなる接合用補助部材４３の周囲に形成した段部４４に対して掛止可能な掛止部材４５が２列平行に設置される。それらの掛止部材４５は、図１８に示したように段部４４の外縁部に当接して方向性を規制し得る形状に内部がくり抜かれた下部掛止板４６と、段部４４の上面に掛止して接合用補助部材４３を押え込める形状に内部がくり抜かれた上部掛止板４７とから構成される。そして、それらの下部掛止板４６と上部掛止板４７から構成される掛止部材４５の内部に所要数の接合用補助部材４３を多少のクリアランスを設けてそれ以上動けない状態に収容した上、スポット溶接等により添板４２側へ固着されることになる。
【００１６】
図１９〜図２１は他の変形例を示したものであり、図１９はその部分平面図、図２０は下部掛止板を示した部分平面図、図２１は上部掛止板を示した部分平面図である。本実施例に係る添板４８には、図１９に示したように八角形からなる接合用補助部材４９が千鳥状に配置される場合に適応し得る掛止部材５０が２列平行に設置される。それらの掛止部材５０は、それぞれ図２０に示したように接合用補助部材４９の周囲に形成した段部５１の外縁部に当接して方向性を規制し得るように内部が略Ｎ字状にくり抜かれた下部掛止板５２と、図２１に示したように前記段部５１の上面に掛止して接合用補助部材４９を押え込める形状に内部がくり抜かれた上部掛止板５３とから構成される。そして、それらの下部掛止板５２と上部掛止板５３から構成される掛止部材５０の内部に所要数の接合用補助部材４９を多少のクリアランスを設けてそれ以上動けない状態に収容した上、スポット溶接等により添板４８側へ固着されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】母材間の連結状態を示した正面図である。
【図２】同母材間の連結状態を示した平面図である。
【図３】同母材間の連結状態を添板を外して示した平面図である。
【図４】図１中の丸内を示した部分拡大図である。
【図５】母材のフランジ部の厚さに寸法差がある場合の連結状態を示した部分拡大図である。
【図６】添板を示した平面図である。
【図７】同添板のＡ−Ａ断面図である。
【図８】同添板に接合用補助部材を載置した状態を示した平面図である。
【図９】図８の部分拡大縦断面図である。
【図１０】前記実施例の変形例を示した平面図である。
【図１１】他の変形例を示した平面図である。
【図１２】更に他の変形例における接合用補助部材を保持する前の添板の状態を示した平面図である。
【図１３】同変形例における接合用補助部材を保持した後の添板の状態を示した平面図である。
【図１４】他の実施例における接合用補助部材を保持した状態の添板を示した平面図である。
【図１５】同実施例の添板に設けられる掛止部材を示した拡大平面図である。
【図１６】図１４を部分的に拡大して示した部分拡大縦断面図である。
【図１７】前記掛止部材に関する変形例を示した部分平面図である。
【図１８】同変形例の部分拡大縦断面図である。
【図１９】他の変形例を示した部分平面図である。
【図２０】同変形例の下部掛止板を示した部分平面図である。
【図２１】同変形例の上部掛止板を示した部分平面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１，２…母材、３〜６…フランジ部、７〜１０…添板、１１…接合用補助部材、１２…ボルト、１３…ナット、１４，１５…ウェブ、１６…添板、１７…ボルト、１８…挿通孔、１９…スタッドピン、２０…挿通孔、２１…段部、２２…鍔部、２３…突起、２４…接合用補助部材、２５…段部、２６…凹部、２７…接合用補助部材、２８…段部、２９…挿通孔、３０…添板、３１…接合用補助部材、３２…挿通孔、３３…スタッドピン、３４…段部、３５…添板、３６…掛止部材、３７…掛止片、３８…接合用補助部材、３９…段部、４０…斜辺部、４１…挿通孔、４２…添板、４３…接合用補助部材、４４…段部、４５…掛止部材、４６…下部掛止板、４７…上部掛止板、４８…添板、４９…接合用補助部材、５０…掛止部材、５１…段部、５２…下部掛止板、５３…上部掛止板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材間に跨って添設される添板と前記母材との間に両面に係止部を設けた板状の接合用補助部材を介在させ、それらの添板、接合用補助部材及び母材に貫通させたボルトとナットによって締付け固定するように構成した母材間連結構造において、前記接合用補助部材をスタッドピンを用いて前記添板側に保持した状態で、添板を母材に対して添設するように構成したことを特徴とする母材間連結構造。
【請求項２】
隣接する接合用補助部材の辺部をスタッドピンにより同時に保持するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の母材間連結構造。
【請求項３】
母材間に跨って添設される添板と前記母材との間に両面に係止部を設けた板状の接合用補助部材を介在させ、それらの添板、接合用補助部材及び母材に貫通させたボルトとナットによって締付け固定するように構成した母材間連結構造において、前記添板に設けた掛止部材によって前記接合用補助部材の外周部を掛止することにより接合用補助部材を前記添板側に保持した状態で、添板を母材に対して添設するように構成したことを特徴とする母材間連結構造。
【請求項４】
前記接合用補助部材の外周部に段部を形成し、その段部に前記スタッドピン又は掛止部材を掛止するように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の母材間連結構造。
【請求項５】
母材間に跨って添設される添板と前記母材との間に両面に係止部を設けた板状の接合用補助部材を介在させ、それらの添板、接合用補助部材及び母材に貫通させたボルトとナットによって締付け固定するように構成した母材間連結構造に使用される添板であって、前記接合用補助部材をスタッドピンを用いて保持したことを特徴とする母材間連結構造用の添板。
【請求項６】
母材間に跨って添設される添板と前記母材との間に両面に係止部を設けた板状の接合用補助部材を介在させ、それらの添板、接合用補助部材及び母材に貫通させたボルトとナットによって締付け固定するように構成した母材間連結構造に使用される添板であって、その添板に設けた掛止部材によって前記接合用補助部材の外周部を掛止することにより接合用補助部材を保持したことを特徴とする母材間連結構造用の添板。

【図１】