(57)【要約】【課題】互いに分離している上柱部材と下柱部材を軸方向に突き合わせて接合することにより鋼管柱を構成する上で、接合部分への過大な応力を発生させずに、単純に上柱部材と下柱部材を接合する。【解決手段】上柱部材２の下柱部材３側の端部と、下柱部材３の上柱部材２側の端部のいずれか一方に、他方側へ凸の形状をした凸部４１を有する凸部材４を軸方向に嵌合させて一体化させ、いずれか他方に、一方側へ凹の形状をし、凸部材４の凸部４１が軸方向に嵌合する凹部５１を有する凹部材５を軸方向に嵌合させて一体化させ、凸部材４と凹部材５を互いに軸方向に嵌合させて上柱部材２と下柱部材３を接合する。【選択図】図１
2020143535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に突き合わせられ、互いに接合されて鋼管柱を構成する上柱部材と下柱部材からなる鋼管柱の継手構造であり、
前記上柱部材の前記下柱部材側の端部と、前記下柱部材の前記上柱部材側の端部のいずれか一方に、他方側へ凸の形状をした凸部を有する凸部材が軸方向に嵌合して一体化し、いずれか他方に、前記一方側へ凹の形状をし、前記凸部材の前記凸部が軸方向に嵌合する凹部を有する凹部材が軸方向に嵌合して一体化しており、
前記上柱部材と前記下柱部材は前記凸部材と前記凹部材が互いに軸方向に嵌合して接合されていることを特徴とする鋼管柱の継手構造。
【請求項２】
前記凸部材の前記凸部の少なくとも前記凹部材側と、前記凹部材の前記凹部の少なくとも前記凸部材側の少なくともいずれか一方の側面に、前記上柱部材と前記下柱部材のいずれかに嵌合する本体部側からその反対側へかけ、軸方向に垂直な断面積が減少する傾斜が付けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管柱の継手構造。
【請求項３】
前記凸部材の前記凸部の軸方向の長さは前記凸部材の軸方向長さの一部の区間であり、前記凹部材の前記凹部の軸方向の長さは前記凹部材の軸方向長さの一部の区間であることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の鋼管柱の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は互いに分離している上柱部材と下柱部材が軸方向に突き合わせられて接合されることにより鋼管柱を構成する鋼管柱の継手構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸方向に突き合わせられ、接合されて鋼管柱（柱部材）を構成する上柱部材と下柱部材は分離している状態で現場に搬入され、現場で溶接されて接合されることが一般的である。この上下柱部材の突き合わせ状態での溶接時の施工誤差を軽減する上では、各柱部材の外周に予め溶接されていた鋼材間にプレートを跨設して位置決めをする作業が必要になる（特許文献１参照）。
【０００３】
これに対し、現場での溶接作業に依る方法の手間と熱応力の影響を低減する方法として、上柱部材の下端と下柱部材の上端のそれぞれに雄ねじが形成された継手金具を螺合しておき、継手金具を軸回りに回転させることにより継手金具を上柱部材と下柱部材に螺合させ、両継手金具も互いに螺合させる方法がある（特許文献２、３参照）。但し、各継手金具を個別に回転させる必要があるため、作業性に難があり、作業時間が掛かる。
【０００４】
一方、柱部材の梁部材との接合部分を、梁部材の柱部材との接合部分に形成した筒部材の内周面内に落とし込み、柱部材を梁部材に嵌合させることにより柱部材と梁部材を接合する方法がある（特許文献４、５参照）。この方法では柱部材の接合部分の外周面と筒部材の内周面に傾斜を付け、例えば柱部材の接合部分を筒部材に内接させることで、接合部分を筒部材に拘束させ、柱部材と梁部材を接合することができる作業上の簡便さがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３２７３９７号公報（請求項１、段落００１２〜００１６、図１〜図３）
【特許文献２】特開平７−４７５２号公報（請求項１、段落０００６〜００１３、図１〜図６）
【特許文献３】特開２０１８−１１１９７３号公報（請求項１、段落００２９〜００３７、図１〜図４）
【特許文献４】特開２００９−１０２９７３号公報（請求項２、段落００１４〜００５１、図１〜図８）
【特許文献５】特開２０１６−２１６９５０号公報（請求項１、段落００２８〜００４１、図１〜図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
但し、特許文献４、５の方法では柱部材の外周面と筒部材の内周面との間に圧力が生じることで、接合（接触）状態での安定性を保つが、圧力が生じる接触面は鉛直に対して傾斜した傾斜面であり、圧力は接触面に作用する鉛直荷重が大きく、接触面の鉛直面に対する角度が小さい程、大きくなる。
【０００７】
結果として接触面には柱部材が負担する鉛直荷重より大きい力が作用し続け、接合状態で相対的に外周側に配置される筒部材は半径方向外周側へ向かう応力と周方向に引張力を負担し続ける状態に置かれる。接触面の区間は梁成程度以上に及ぶこともあり、柱部材と筒部材のいずれかが薄肉である場合には、２方向の応力に対する対策が必要になることもある。
【０００８】
本発明は上記背景より、接合部分への過大な応力の負担を生じさせずに、上柱部材と下柱部材を単純に接合することを可能にする鋼管柱の継手構造を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の鋼管柱の継手構造は、軸方向に突き合わせられ、互いに接合されて鋼管柱を構成する上柱部材と下柱部材からなる鋼管柱の継手構造であり、
前記上柱部材の前記下柱部材側の端部と、前記下柱部材の前記上柱部材側の端部のいずれか一方に、他方側へ凸の形状をした凸部を有する凸部材が軸方向に嵌合して一体化し、いずれか他方に、前記一方側へ凹の形状をし、前記凸部材の前記凸部が軸方向に嵌合する凹部を有する凹部材が軸方向に嵌合して一体化しており、
前記上柱部材と前記下柱部材が、前記凸部材と前記凹部材が互いに軸方向に嵌合して接合されていることを構成要件とする。
【００１０】
「上柱部材と下柱部材のいずれか一方に凸部材が軸方向に嵌合し、いずれか他方に凹部材が軸方向に嵌合し」とは、凸部材が上柱部材に嵌合する場合には凹部材が下柱部材に嵌合し、凸部材が下柱部材に嵌合する場合には凹部材が上柱部材に嵌合することを言い、凸部材と凹部材がいずれに嵌合するかを問わない意味である。「嵌合して一体化し」とは、嵌合の結果として上柱部材と下柱部材が一体的に接合されることを言う。この一体性を確実にするために、嵌合状態で凸部材と凹部材が上柱部材と下柱部材に溶接されることもある。上柱部材と下柱部材は軸方向に接合されることにより鋼管柱（柱部材）を構成する。
【００１１】
鋼管柱の鋼管は角形鋼管と円形鋼管がある。鋼管内にはコンクリートが充填される場合（ＣＦＴ）と充填されない場合がある。鋼管内にコンクリートが充填される場合、柱部材内で軸方向に嵌合する凸部材４と凹部材５には図１−（ａ）、（ｂ）に示すように軸方向の端面間を貫通するコンクリート充填用の開口４ａ、５ａが形成される。開口４ａ、５ａが形成される場合、開口４ａ、５ａがコンクリートの充填用にのみ使用される場合には、凸部材４と凹部材５には開口４ａ、５ａ以外に空気抜き用の通気孔４ｂ、５ｂが軸方向の端面間を貫通して形成される。
【００１２】
「嵌合」には力嵌めの他、嵌合する側である凸部材４や凹部材５を予め冷却し、収縮させておいた状態で、嵌合される側である上柱部材２や下柱部材３内に挿入する冷やし嵌めがある。この他、嵌合される側である上柱部材２や下柱部材３を予め加熱し、膨張させておいた状態で、嵌合する側である凸部材４や凹部材５を上柱部材２や下柱部材３内に挿入する焼き嵌め等の方法もある。冷やし嵌めの場合、予め冷却された凸部材４や凹部材５は常温で膨張し、上柱部材２や下柱部材３に密着する。焼き嵌めの場合、予め加熱された上柱部材２や下柱部材３は常温で収縮し、凸部材４や凹部材５に密着する。
【００１３】
凸部材４と凹部材５は軸方向の上柱部材２側と下柱部材３側から上柱部材２内と下柱部材３内に挿入され、嵌合するため、凸部材４と凹部材５は外周面において上柱部材２と下柱部材３に内接する。図１では凸部材４と凹部材５の上柱部材２と下柱部材３への嵌合部分の外周にフランジ４２、５２を形成し、上柱部材２と下柱部材３の接合時に双方のフランジ４２、５２の互いに対向する面を軸方向に密着させているが、このフランジ４２、５２は形成されず、上柱部材２の軸方向端面と下柱部材３の軸方向端面が互いに密着する状態になることもある。
【００１４】
図１に示すように凸部材４と凹部材５にフランジ４２、５２が形成される場合、凸部材４は上柱部材２、または下柱部材３に嵌合する本体部４０と、その外周に形成されるフランジ４２と、フランジ４２より本体部４０の反対側へ突出する凸部４１の３部分を有する。凹部材５は下柱部材３、または上柱部材２に嵌合する本体部５０と、その外周に形成されるフランジ５２と、フランジ５２より本体部５０の反対側へ凹になった凹部５１の３部分を有する。
【００１５】
フランジ４２、５２が形成されない場合、凸部材４は本体部４０と凸部４１の２部分を有し、凹部材５は本体部５０と凹部５１の２部分を有する。但し、フランジ４２、５２は本体部４０、５０の外周側へ張り出した、本体部４０、５０の一部であるとも言えるため、フランジ４２、５２の有無を問わず、凸部材４は本体部４０と凸部４１を有し、凹部材５は本体部５０と凹部５１を有するとも言える。
【００１６】
上柱部材２と下柱部材３が互いに接合されるときの凸部材４と凹部材５の嵌合は主に現場での嵌合になるため、上柱部材２が下柱部材３上から降下したときの自重を利用することにより、または降下時の自重に圧入を付加することによる力嵌めによって嵌合することになる。凸部材４と凹部材５の嵌合状態では凸部材４は水平断面上の中心に向かう応力を凹部材５から受け、凹部材５は水平断面上の外周側へ向かう応力を凸部材４から受ける。
【００１７】
但し、凸部材４と凹部材５は上柱部材２と下柱部材３の内部で柱部材（鋼管柱）１の軸方向に互いに嵌合することで、上記した開口４ａ、５ａが形成される場合を含め、双方の嵌合部分を通る水平断面形状に薄肉部分が形成されることがないか、薄肉部分を形成する必要性がないため、凸部材４と凹部材５のいずれかの部分への補強の必要性は生じない。また上柱部材２と下柱部材３は凸部材４と凹部材５が柱部材１の軸方向に、単に互いに嵌合するだけで接合されるため、現場での接合作業が単純化される。
【００１８】
上柱部材２が下柱部材３上から降下させられることによる凸部材４（凸部４１）と凹部材５（凹部５１）の嵌合が円滑に行われるようにする上では、図３に示すように凸部材４の凸部４１の少なくとも凹部材５側と、凹部材５の凹部５１の少なくとも凸部材４側の少なくともいずれか一方の側面４１ａ、５１ａに、上柱部材２と下柱部材３のいずれかに嵌合する本体部４０、５０側からその反対側へかけ、軸方向に垂直な断面積が減少する傾斜が付けられていることが適切である（請求項２）。凸部４１の側面４１ａは凸部４１の外周面であり、凹部５１の側面５１ａは凹部５１（空間）を形成する本体部５０の内周面である。
【００１９】
「凸部４１の凹部材５側」は上記した本体部４０側の反対側である軸方向先端側であり、「凹部５１の凸部材４側」は上記した本体部５０側の反対側である軸方向先端側である。「凸部４１の少なくとも凹部材５側」とは、凸部４１の軸方向の全長の内、少なくとも凹部材５側寄りの部分を言い、全長を含む。「凹部５１の少なくとも凸部材４側」も同様に凹部５１の軸方向の全長の内、少なくとも凸部材４側寄りの部分を言い、全長を含む。「凸部４１と凹部５１の少なくともいずれか一方の側面４１ａ、５１ａ」とは、凸部４１と凹部５１のいずれか一方の側面４１ａ（５１ａ）、または双方の側面４１ａ、５１ａに傾斜が付けられることを言う。
【００２０】
「凸部材４側から凹部材５側へかけて軸方向に垂直な断面積が減少する傾斜が付けられ」とは、図３−（ａ）に示すように凸部材４の上記本体部４０側から凸部４１の先端側（軸方向先端側）へかけて凸部４１が先細りになる形状をしていることを言う。同様に「凹部材５側から凸部材４側へかけて軸方向に垂直な断面積が減少する傾斜が付けられ」とは、（ｂ）に示すように凹部材５の上記本体部５０側から凹部５１の先端側（軸方向先端側）へかけて凹部５１である中空の空間（本体部５０の内周面）が先細りになる形状をしていることを言う。
【００２１】
図３−（ａ）に示すように凸部４１の側面４１ａに傾斜が付けられ、凹部５１の側面５１ａに傾斜が付けられない場合、凸部４１の軸方向先端側の稜線４１ｂの位置と、それに対向する凹部５１の軸方向先端側の稜線５１ｂの位置は嵌合状態で一致、または実質的に一致する。同様に（ｂ）に示すように凹部５１の側面５１ａに傾斜が付けられ、凸部４１の側面４１ａに傾斜が付けられない場合、凹部５１の軸方向先端側の稜線５１ｂの位置と、それに対向する凸部４１の軸方向先端側の稜線４１ｂの位置は嵌合状態で一致、または実質的に一致する。（ａ）の場合、凹部５１の側面５１ａに凸部４１の側面４１ａの傾斜より緩い傾斜が付けられることもあり、（ｂ）の場合、凸部４１の側面４１ａに凹部５１の側面５１ａの傾斜より緩い傾斜が付けられることもある。
【００２２】
図３に示す例の場合、凸部４１と凹部５１の嵌合開始時にはそれぞれの軸方向先端側の稜線が合致させられた状態で突き合わせられる。そのまま軸方向に圧力が加えられることで、凸部４１が凹部５１の内部を外周側へ押し広げるように嵌合していき、嵌合が完了したときには凸部４１の側面４１ａと凹部５１の側面５１ａ間に互いに押し合う圧力が生じた状態になる。凸部材４と凹部材５が柱部材１の軸方向に嵌合した状態では、柱部材１の軸方向に垂直な方向（水平方向）には凸部材４と凹部材５が互いに係合し合うため、上柱部材２と下柱部材３間で水平方向のせん断力を伝達し合える状態になる。
【００２３】
ここで、凸部材４の凸部４１の軸方向の長さ（高さ）を凸部材４の軸方向長さの一部の区間にし、凹部材５の凹部５１の軸方向の長さ（深さ）を凹部材５の軸方向長さの一部の区間にすれば（請求項３）、凸部４１と凹部５１が嵌合した状態で凸部材４と凹部材５間（上柱部材２と下柱部材３間）では軸方向圧縮力と水平せん断力のみを伝達する状態にすることができる。「凸部４１の長さ（高さ）が凸部材４の軸方向長さの一部であり、凹部５１の長さ（深さ）が凹部材５の軸方向長さの一部である」とは、端的に言えば、凸部４１が凹部材５を軸方向に貫通しない（突き抜けない（凸部４１の下面が凹部材５の下面に露出しない））ことを言う。
【００２４】
凸部材４の凸部４１の軸方向の長さ（高さ）と凹部材５の凹部５１の軸方向の長さ（深さ）は凸部４１と凹部５１の互いの嵌合深さとも言える。凸部材４の本体部４０と凹部材５の本体部５０の対向する面が互いに密着したときに、凸部４１と凹部５１が完全に嵌合した状態になるとすれば、凸部４１の軸方向長さと凹部５１の軸方向長さは等しいことになる。
【００２５】
請求項３では凸部４１と凹部５１の軸方向の長さがそれぞれ凸部材４と凹部材５の軸方向長さの一部の区間であることで、凸部４１と凹部５１の嵌合深さを調整すること、すなわち凸部４１と凹部５１の嵌合深さを浅くすることが可能になる。この結果、凸部４１と凹部５１の嵌合による接合状態を実質的にピンにし、上柱部材２と下柱部材３間では曲げモーメントが伝達されない状態にすることが可能になる。なお、凸部４１と凹部５１の嵌合深さを大きく取り、上柱部材２と下柱部材３間で曲げモーメントが伝達される接合状態にすることも可能である。
【００２６】
上柱部材２と下柱部材３間で曲げモーメントが伝達されない接合状態にした場合、図５に示すように１層分の柱部材１の全長の内、上柱部材２と下柱部材３の接合（継手）位置を柱脚部と柱頭部の中間の区間に配置すれば、柱・梁架構に水平力が作用したときの接合（継手）位置に生じる曲げモーメントは０になる。
【００２７】
この結果、柱・梁架構の立面上、ある位置に配置された柱部材１の柱頭部寄りに生じる曲げモーメント、または柱部材１の柱脚部寄りに生じる曲げモーメントを一定値以内に抑えることが可能になる。図５は架構を構成する梁（梁部材６）の端部曲げモーメントが均一になるように、柱部材１（柱）を構成する上柱部材２と下柱部材３の接合位置を設定した場合の曲げモーメントを示している。
【発明の効果】
【００２８】
軸方向に突き合わせられて鋼管柱を構成する上柱部材と下柱部材の内、上柱部材の下柱部材側の端部と、下柱部材の上柱部材側の端部のいずれか一方に一体化した凸部材の凸部と、いずれか他方に一体化した凹部材の凹部を互いに軸方向に嵌合させることで、上柱部材と下柱部材を接合するため、上柱部材と下柱部材の接合作業を単純化させることができる。
【００２９】
また凸部材と凹部材の双方の嵌合部分を通る水平断面形状に薄肉部分が形成されることがないか、薄肉部分を形成する必要性がなく、凸部材と凹部材に対しては互いに応力を及ぼし合うことがないため、凸部材と凹部材に対する補強の必要性は生じない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は角形鋼管の上柱部材に凸部材が嵌合し、角形鋼管の下柱部材に凹部材が嵌合した場合に、凸部材の凸部と凹部材の凹部が互いに嵌合したときの様子を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｘ−ｘ線断面図である。
【図２】図１−（ａ）に示す凸部材と凹部材が嵌合する前の状況を示した立面図である。
【図３】（ａ）は凸部材の凸部の側面に本体部側から先端側へかけて傾斜が付けられた場合の、凹部材との組み合わせ例を示した縦断面図、（ｂ）は凹部材の凹部の側面に本体部側から先端側へかけて傾斜が付けられた場合の、凸部材との組み合わせ例を示した縦断面図である。
【図４】凸部材と凹部材の各本体部の側面に傾斜を付け、上柱部材と凸部材との間及び下柱部材と凹部材との間での、嵌合状態での接触面間の圧力を高めた場合の、上柱部材と凸部材、及び下柱部材と凹部材との組み合わせ例を示した縦断面図である。
【図５】柱・梁架構を構成する梁（梁部材）の端部曲げモーメントが均一になるように、上柱部材と下柱部材の接合位置を設定した場合の曲げモーメントを示した分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は軸方向に突き合わせられ、互いに接合されて鋼管柱（柱部材）１を構成する上柱部材２と下柱部材３からなる鋼管柱１の継手構造の具体例を示す。上柱部材２と下柱部材３には図１−（ｂ）に示すように角形鋼管か円形鋼管が使用される。
【００３２】
上柱部材２の下柱部材３側の端部と、下柱部材３の上柱部材２側の端部のいずれか一方には、他方側へ凸の形状をした凸部４１を有する凸部材４が予め軸方向に嵌合して一体化している。上柱部材２の下柱部材３側の端部と、下柱部材３の上柱部材２側の端部のいずれか他方には、前記一方側へ凹の形状をし、凸部材４の凸部４１が軸方向に嵌合する凹部５１を有する凹部材５が予め軸方向に嵌合して一体化している。凸部４１と凹部５１は互いに軸方向に嵌合することができれば、形状は問われない。
【００３３】
図１では上柱部材２の下端部に凸部材４を嵌合させ、下柱部材３の上端部に凹部材５を嵌合させているが、凸部材４が下柱部材３に嵌合し、凹部材５が上柱部材２に嵌合する場合もある。上柱部材２、または下柱部材３に嵌合した凸部材４は上柱部材２、または下柱部材３との一体性確保のために、上柱部材２、または下柱部材３に溶接され、下柱部材３、または上柱部材２に嵌合した凹部材５は下柱部材３、または上柱部材２に溶接されることもある。
【００３４】
上柱部材２と下柱部材３は、上柱部材２が下柱部材３上から降下させられることで、図１−（ａ）に示すように凸部材４と凹部材５が互いに軸方向に嵌合することの結果として接合される。図２は図１に示す凸部材４と凹部材５のみの、嵌合前の様子を示す。凸部材４の凸部４１と凹部材５の凹部５１が軸方向に嵌合した図１−（ａ）に示す状態では上柱部材２と下柱部材３の軸方向に垂直な方向の水平力が作用したとき、凸部材４と凹部材５との間で、上柱部材２（下柱部材３）の軸方向に垂直な方向のせん断力（水平せん断力）と軸方向の圧縮力（鉛直荷重）が伝達可能になる。せん断力は凸部材４の凸部４１と凹部材５の凹部５１の周囲の部分（本体部５０）との間で伝達される。
【００３５】
凸部材４は図１−（ａ）、図２に示すように上柱部材２の下端部、もしくは下柱部材３の上端部に軸方向に嵌合する部分（嵌合部）を含む本体部４０と本体部４０の凹部材５側の端面から凹部材５側へ突出する凸部４１を有する。凹部材５は下柱部材３の上端部、もしくは上柱部材２の下端部に軸方向に嵌合する部分（嵌合部）を含む本体部５０と本体部５０の凸部材４側の端面から本体部５０側へ凹んだ、凸部４１が嵌合する凹部５１を有する。
【００３６】
凸部材４の本体部４０は図１−（ｂ）に示すように上柱部材２と下柱部材３のいずれかに嵌合したときに上柱部材２、もしくは下柱部材３に内接する平面形状をする。但し、本体部４０の外周面（側面４１ａ）の全周が必ずしも上柱部材２、もしくは下柱部材３に内接する必要はなく、外周面の一部が内接することもある。凸部材４と凹部材５は不整形な形状をするため、主に鋳物で成型される。
【００３７】
図１、図２では上柱部材２と下柱部材３内にコンクリートが充填されることを想定し、凸部材４と凹部材５に、双方を軸方向に貫通する、コンクリート充填用の開口４ａ、５ａと、コンクリート充填時の内部の空気を抜くための通気孔４ｂ、５ｂを形成している。但し、上柱部材２と下柱部材３内にコンクリートが充填されなければ、開口４ａ、５ａと通気孔４ｂ、５ｂは形成される必要はない。
【００３８】
上柱部材２と下柱部材３内にコンクリートが充填される場合、コンクリートの充填性向上のために、開口４ａ、５ａの内周面（水平断面上の中心寄りの側面）に、コンクリートの充填元（上流側）から充填先（下流側）に向けて上柱部材２と下柱部材３の材軸に直交する断面積が減少する傾斜を付けることもある。また図１−（ｂ）では上柱部材２と下柱部材３を軸方向に見たとき、通気孔４ｂ（５ｂ）が円形状の例を示しているが、通気孔４ｂ（５ｂ）は凸部材４と凹部材５の四隅を１／４円形状が残るように、または三角形部分を切り落とした形状に形成される等、通気孔４ｂ（５ｂ）の形状は任意である。
【００３９】
図１、図２に示す凸部材４と凹部材５は本体部４０、５０の外周に、上柱部材２と下柱部材３の嵌合する側の端面に密着するフランジ４２、５２を形成した場合の例を示しているが、フランジ４２、５２は必ずしも必要ない。フランジ４２、５２はそれぞれ上柱部材２や下柱部材３に内接する本体部４０、５０の外周面から外周側へ張り出した部分を指し、上柱部材２と下柱部材３の肉厚に相当する幅を有する部分を指す。
【００４０】
凸部４１と凹部５１の嵌合状態では前記のように凸部４１と凹部５１周囲の部分との間でせん断力が伝達されるため、フランジ４２がない場合、凸部４１は図３に示すように本体部４０の外周面（側面４１ａ）より内周側（中心側）に形成され、凸部４１の軸方向中心に垂直な断面積は本体部４０の軸方向中心に垂直な断面積より小さい。同様にフランジ５２がない場合、凹部５１は図３に示すように本体部５０の外周面（側面５１ａ）より内周側（中心側）に形成され、凹部５１の軸方向中心に垂直な断面積は本体部５０の軸方向中心に垂直な断面積より小さい。凸部４１の凹部５１への嵌合位置を図１−（ｂ）中、破線で示している。この例では凸部４１と凹部５１の平面形状が円形であるが、凸部４１と凹部５１の平面形状は問われない。
【００４１】
フランジ４２、５２が形成された場合に、凸部材４の凸部４１から伝達されるせん断力が凹部材５のフランジ５２で負担可能な場合には、凸部４１の外周面と本体部４０の外周面が揃えられることもある。その場合、凸部４１の軸方向中心に垂直な断面積は本体部４０の軸方向中心に垂直な断面積に等しくなり、凹部５１の軸方向中心に垂直な断面積は本体部５０の軸方向中心に垂直な断面積に等しくなり、図２での本体部４０の外形線と凸部４１の外形線が同一線上に位置するようになる。
【００４２】
凸部４１と凹部５１が軸方向に嵌合したときに、凸部４１の側面４１ａ（外周面）と凹部５１の側面５１ａ（内周面）との間に生じる圧力を増し、凸部材４と凹部材５の一体性を高める上では、図３に示すように凸部４１の少なくとも凹部５１側の側面５１ａと、凹部５１の少なくとも凸部４１側の側面４１ａの少なくともいずれか一方に傾斜が付けられる。傾斜は凸部材４と凹部材５の本体部４０、５０側からその反対側（軸方向先端側）へかけ、軸方向に垂直な断面積が減少するように付けられる。凸部材４の軸線（軸方向の中心線）、または凹部材５の軸線に対する傾斜の角度は具体的には２°前後程度である。
【００４３】
図３−（ａ）は凸部４１の側面４１ａ（外周面）に傾斜を付けた場合、（ｂ）は凹部５１の側面５１ａ（内周面）に傾斜を付けた場合の例を示す。いずれの場合も、凸部材４と凹部材５の軸線が一致するように凸部材４と凹部材５を配置したとき、破線で示すように凸部４１の凹部５１寄りの稜線が凹部５１の周囲部分の稜線に合致するようにそれぞれの側面４１ａ、５１ａに傾斜が付けられることが適切である。
【００４４】
同様に図４に示すように凸部材４と凹部材５の各本体部４０、５０の外周面である側面４０ａ、５０ａに傾斜を付けることにより、上柱部材２と凸部材４との間、及び下柱部材３と凹部材５との間での、嵌合状態での接触面間の圧力を高めることは可能である。図４は本体部４０の側面４０ａに、上柱部材２側から反対側の凸部４１側へかけて軸方向に垂直な断面積が拡大する傾斜を付け、本体部５０の側面５０ａに、下柱部材３側から反対側の凹部５１側へかけて軸方向に垂直な断面積が拡大する傾斜を付けた場合である。
【００４５】
前記のように上柱部材２と下柱部材３の軸方向に垂直な方向の水平力が作用したとき、凸部４１と凹部５１の周囲部分との間でせん断力が伝達される。ここで、凸部４１と凹部５１の周囲部分との間で曲げモーメントが伝達されないようにするには、図１−（ａ）に示すように凸部４１の軸方向の長さ（高さ）が凸部材４の軸方向長さの一部の区間であり、凹部５１の軸方向の長さ（深さ）が凹部材５の軸方向長さの一部の区間であるように調整される。
【００４６】
例えば凸部４１が凹部材５の軸方向の全長を貫通するような場合、凸部材４と凹部材５は相対的に曲げ変形が生じる剛接合の状態になり易く、曲げモーメントが伝達され得る接合状態になる。これに対し、図１−（ａ）に示すように凸部４が凹部材５の軸方向の全長を貫通しない程度に凹部５１に嵌合すれば、凸部材４と凹部材５は剛接合にはならず、水平せん断力と軸方向圧縮力のみを凸部材４と凹部材５間で伝達可能な状態にすることができる。
【００４７】
具体的には凸部材４と凹部材５間で水平せん断力の伝達時に凸部４１が凹部５１から抜け出さない程度の深さで嵌合していればよい。この凸部４１の凹部５１への嵌合深さは上柱部材２と下柱部材３間に水平力の作用時に想定される水平せん断力の大きさから決められる。図面では凸部４１の軸方向の高さが凸部４１の全体で一定である場合の例を示しているが、凸部４１の高さは部分的に相違する場合もある。
【００４８】
図５は上柱部材２と下柱部材３から構成される鋼管柱（柱部材）１と梁部材６からなる柱・梁架構に水平力が作用したときの鋼管柱１と梁部材６に生じる曲げモーメントの分布を示す。ここに示すように上柱部材２と下柱部材３の接合（継手）位置である凸部４１と凹部５１の嵌合部分で水平せん断力と軸方向圧縮力のみが伝達される状態に接合されていれば、嵌合部分には曲げモーメントが生じないため、曲げモーメントが０になるように設定することが可能になる。
【００４９】
図５に示す例は１階の鋼管柱１の柱脚部の曲げモーメントが０になり、２階の鋼管柱１の柱脚部寄りの位置の曲げモーメントが０になり、３階の鋼管柱１の柱脚部と柱頭部の中間部の曲げモーメントが０になるように各階での上柱部材２と下柱部材３の接合（継手）位置を設定した場合である。またこの例では梁部材６端部の太線で示した曲げモーメントが等しいため、梁部材６の形状、寸法等を標準化させることが可能になる。
【符号の説明】
【００５０】
１……鋼管柱（柱部材）、
２……上柱部材、
３……下柱部材、
４……凸部材、４０……本体部、４０ａ……側面、４１……凸部、４１ａ……側面、４１ｂ……稜線、４２……フランジ、４ａ……開口、４ｂ……通気孔、
５……凹部材、５０……本体部、５０ａ……側面、５１……凹部、５１ａ……側面、５１ｂ……稜線、５２……フランジ、５ａ……開口、５ｂ……通気孔、
６……梁部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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