(57)【要約】【課題】  柱の内部にメッキ液やコンクリートを確実に充填することが可能な柱接合用部材および柱の接合構造を提供する。【解決手段】  接合部材３は、略矩形の平板状である。接合部材３の略中央には、孔９が形成される。孔９は、接合部材３を貫通する円形の貫通孔である。接合部材３の下面１７には、孔９の周囲に、孔９に向かって肉厚が薄くなる方向にテーパ部１１が形成される。接合部材３のテーパ部１１の外側には、孔９の中心軸に直交する面を有する平坦部１３が形成される。平坦部１３は、下面１７における柱との接合部となる。また、接合部材３の上面１５は、略全体が平坦部１３となる。したがって、接合部材３の上面においては、孔９以外の部位に、柱を接合することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面および下面に柱が接合される柱接合用部材であって、
柱接合用部材の少なくとも一部に上下面に貫通する孔を有し、
前記柱接合用部材の上下面には、それぞれ、柱を接合する平坦部が形成され、
前記柱接合用部材の少なくとも一方の面において、前記孔の周囲には、前記孔に向かって肉厚が薄くなる方向にテーパ部が形成されることを特徴とする柱接合用部材。
【請求項２】
前記孔が複数形成され、それぞれの前記孔の周囲に前記テーパ部が形成されることを特徴とする請求項１記載の柱接合用部材。
【請求項３】
前記柱接合用部材は略矩形であり、前記孔が少なくとも前記柱接合用部材の四隅近傍に配置されることを特徴とする請求項２記載の柱接合用部材。
【請求項４】
前記柱接合用部材の他方の面の縁部近傍には、厚みが薄くなるようにテーパ形状または段部が形成され、前記テーパ形状または前記段部の内側に、前記平坦部が形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の柱接合用部材。
【請求項５】
前記柱接合用部材の両方の面において、前記孔に向かって肉厚が薄くなる方向に前記テーパ部が形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の柱接合用部材。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の柱接合用部材と、
前記柱接合用部材の上下面の前記平坦部にそれぞれ接合される柱と、
を具備し、
前記柱接合用部材の下面に接合された柱が、前記柱接合用部材の上面に接合される柱よりもサイズが大きく、
前記テーパ部が、少なくとも前記柱接合用部材の下面側に形成されることを特徴とする柱接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管柱を用いた構造物の柱の接合部に用いられる柱接合用部材およびこれを用いた柱接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼管柱を用いた構造物において、上下方向に柱を接合する部位がある。このような柱の接合部においては、上下の柱の間にダイアフラムと呼ばれる接合部材が用いられる。
【０００３】
一方、亜鉛メッキ柱を用いる場合には、柱の一端と接合部材とが接合された状態で、亜鉛メッキが行われる場合がある。この場合には、柱と接合部材とが接合された構造体を、亜鉛メッキ浴に浸漬し、構造体の内外面に亜鉛メッキが形成される。
【０００４】
また、鋼管柱の内部にコンクリートが充填されたＣＦＴ柱（Ｃｏｎｃｒｅｔｅ  Ｆｉｌｌｅｄ  ｓｔｅｅｌ  Ｔｕｂｅ）が用いられる場合がある。この場合には、鋼管柱の下方からコンクリートが注入され、鋼管柱の内部にコンクリートが充填される。
【０００５】
このような亜鉛メッキ柱やＣＦＴ柱を構築する際には、柱の接合部を貫通して亜鉛メッキ液やコンクリートが流れる必要がある。このため、接合部には、亜鉛メッキ液やコンクリートが通過可能な孔が必要となる。このような孔を有する接合部材を用いれば、メッキ液やコンクリートを接合部材の上下に流すことができ、亜鉛メッキ柱やＣＦＴ柱を構築することができる（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１２２３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、接合部材には強度が必要であるため、孔を制限なく大きくすることはできないため、接合部材に形成される孔の大きさには限界がある。このため、メッキ液やコンクリートを流した際に、特に、接合部材と柱の接合部における隅部などに空気溜りなどが生じやすく、メッキ液やコンクリートを完全に隅まで充填することが困難である。また、メッキ処理後にメッキ液を排出する際にも、液溜り等が生じやすく、メッキ液の排出が困難となる。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、柱の内部にメッキ液やコンクリートを確実に充填することが可能な柱接合用部材および柱の接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、上面および下面に柱が接合される柱接合用部材であって、柱接合用部材の少なくとも一部に上下面に貫通する孔を有し、前記柱接合用部材の上下面には、それぞれ、柱を接合する平坦部が形成され、前記柱接合用部材の少なくとも一方の面において、前記孔の周囲には、前記孔に向かって肉厚が薄くなる方向にテーパ部が形成されることを特徴とする柱接合用部材である。
【００１０】
前記孔が複数形成され、それぞれの前記孔の周囲に前記テーパ部が形成されてもよい。
【００１１】
前記柱接合用部材は略矩形であり、前記孔が少なくとも前記柱接合用部材の四隅近傍に配置されてもよい。
【００１２】
前記柱接合用部材の他方の面の縁部近傍には、厚みが薄くなるようにテーパ形状または段部が形成され、前記テーパ形状または前記段部の内側に、前記平坦部が形成されてもよい。
【００１３】
前記柱接合用部材の両方の面において、前記孔に向かって肉厚が薄くなる方向に前記テーパ部が形成されてもよい。
【００１４】
第１の発明によれば、柱接合用部材に形成された孔の周囲に、孔に向かって肉厚が薄くなる方向にテーパ部が形成されるため、流体を柱内に注入した際に、流体が孔にスムーズに流れやすく、柱との接合部近傍に空気溜り等が生じにくい。このため、メッキ液やコンクリートをより確実に柱内に充填することができる。
【００１５】
また、孔を複数形成することで、より効率よく、流体を柱接合用部材の上下に流すことができる。
【００１６】
この際、特に、柱接合用部材が略矩形である場合において、孔が四隅近傍に形成されることで、特に空気溜り等が生じやすい隅部へも、効率よくメッキ液やコンクリートを充填することができる。
【００１７】
また、柱接合用部材の上面の縁部近傍にテーパ形状又は段部を形成することで、柱接合用部材の強度を確保しつつ、軽量化を達成することができる。また、テーパ形状や段部の内側を、上面における柱接合位置のマークとして利用することもできる。
【００１８】
また、柱接合用部材の両方の面において、孔に向かって肉厚が薄くなる方向にテーパ部を形成することで、柱接合用部材のいずれの方向から流体を流しても、空気溜り等が生じにくい。また、メッキ液などの注入時と排出時のいずれにおいても、空気溜りや液溜りが生じにくい。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明にかかる柱接合用部材と、前記柱接合用部材の上下面の前記平坦部にそれぞれ接合される柱と、を具備し、前記柱接合用部材の下面に接合された柱が、前記柱接合用部材の上面に接合される柱よりもサイズが大きく、前記テーパ部が、少なくとも前記柱接合用部材の下面側に形成されることを特徴とする柱接合構造である。
【００２０】
第２の発明によれば、特に空気溜り等が生じやすい、大きな柱が接合される側にテーパ部を形成することで、効率よく、メッキ液やコンクリートを隅まで充填することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、柱の内部にメッキ液やコンクリートを確実に充填することが可能な柱接合用部材および柱の接合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】接合部材３を用いた、柱の接合構造１を示す斜視図。
【図２】接合部材３を示す斜視図であり、（ａ）は底面斜視図、（ｂ）は上面斜視図。
【図３】柱の接合構造１の一部を示す断面図。
【図４】（ａ）は、接合部材３ａを用いた、柱の接合構造１ａの一部を示す断面図、（ｂ）は、接合部材３ｂを用いた、柱の接合構造１ｂの一部を示す断面図。
【図５】（ａ）は、接合部材３ｃを用いた、柱の接合構造１ｃの一部を示す断面図、（ｂ）は、接合部材３ｄを用いた、柱の接合構造１ｄの一部を示す断面図。
【図６】接合部材３ｅの底面図。
【図７】接合部材３ｅを用いた、柱の接合構造１ｅの一部を示す断面図。
【図８】接合部材３ｆの底面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態にかかる柱の接合構造１について説明する。図１は、柱の接合構造１の一部（中柱）を示す斜視図である。柱の接合構造１は、下方から柱５ａ、５ｂ、５ｃが鉛直方向に配置され、それぞれの柱間には柱接合用部材である接合部材３が設けられる。下方の接合部材３の下面には柱５ａの上端が接合され、上面には柱５ｂの下端が接合される。また、上方の接合部材３の下面には柱５ｂの上端が接合され、上面には柱５ｃの下端が接合される。
【００２４】
柱５ａ、５ｂは例えば同一サイズの中空の角形鋼管である。柱５ｃは、柱５ａ、５ｂよりもサイズの小さな中空の角形鋼管である。接合部材３は、柱５ａ、５ｂのサイズよりもわずかに大きなサイズの略矩形形状の平板状部材である。なお、接合部材３は例えば鋼製であり、概ね３００〜１０００ｍｍ角程度の大きさであるが、接合される柱のサイズにより任意に設定することができる。また、柱５ａ、５ｂ、５ｃは、円鋼管など他の形状であってもよい。
【００２５】
上下の接合部材３で挟まれた範囲の柱５ｂには、水平方向に梁７が接合される。したがって、梁７のフランジ部の端部は、接合部材３の側面に接合され、梁７のウェブ部の端部が柱５ｂの側面と接合される。すなわち、上下の接合部材３の設置間隔（柱５ｂの長さ）は、梁７の高さとほぼ一致する。なお、梁７のウェブ部の上下端部（フランジ部近傍）は、接合部材３との干渉を避けるため、切欠きが設けられる。また、柱５ａ、５ｂ、５ｃと接合部材３との接合部において、柱５ａ、５ｂ、５ｃの内面側には、図示を省略する裏当金が配置される。
【００２６】
次に、接合部材３について詳細を説明する。図２（ａ）は、接合部材３を示す下面斜視図、図２（ｂ）は接合部材３を示す上面斜視図である。接合部材３は、略矩形の平板状の部材である。なお、接合部材３の外形は、接合される柱の形状に応じて決定され、例えば円形など、矩形以外の形状であってもよい。
【００２７】
接合部材３の略中央には、孔９が形成される。孔９は、接合部材３を貫通する円形の貫通孔である。なお、孔９の形状は、円形には限られない。接合部材３の下面１７には、孔９の周囲に、孔９に向かって肉厚が薄くなる方向にテーパ部１１が形成される。
【００２８】
接合部材３のテーパ部１１の外側には、孔９の中心軸に直交する面を有する平坦部１３が形成される。平坦部１３は、下面１７における柱との接合部となる。また、接合部材３の上面１５は、略全体が平坦部１３となる。したがって、接合部材３の上面においては、孔９以外の部位に、柱を接合することができる。このように、接合部材３は、上面１５と下面１７とにそれぞれ柱を接合可能であり、その一部に孔９が形成され、下面１７においては、孔９の周囲に、平坦部１３に対して凹形状のテーパ部１１が形成される。
【００２９】
次に、接合部材３を用いた柱の接合構造１について、より詳細に説明する。図３は、柱の接合構造１の一部の断面図である。なお、以下の図において、梁７の図示を省略する。また、図示した例では、柱５ｂと柱５ｃとの接続部を示すが、柱５ａと柱５ｂとの接合部もほぼ同様である。
【００３０】
前述したように、接合部材３は、テーパ部１１及び孔９を除き、平坦部１３となる。接合部材３の下面１７の平坦部１３には、柱５ｂの上端が接合される。また、接合部材３の上面１５の平坦部１３には、柱５ｃの下端が接合される。なお、図示した柱の接合構造１は、中柱である例を示すが、側柱や隅柱の場合には、柱５ｃが、接合部材３の中心に対して一方向または二方向に偏心した位置に接合される。
【００３１】
前述したように、柱５ｂのサイズは、柱５ｃのサイズよりも大きい。すなわち、接合部材３の下面１７に接合された柱５ｂのサイズは、接合部材３の上面１５に接合される柱５ｃのサイズよりも大きい。
【００３２】
テーパ部１１は、より大きなサイズの柱５ｂとの接合面側に形成され、接合部材３と柱５ｂとの接合部近傍から孔９に向かって形成される。なお、テーパ部１１の外周部と、柱５ｂの内面との距離（柱５ｂの内側にはみ出す平坦部１３の長さ）は、可能な限り短いことが望ましい。すなわち、テーパ部１１の長さ（テーパ部１１の外周から孔９までの距離）は、テーパ部１１の外周部と、柱５ｂの内面との距離（柱５ｂの内面にはみ出す平坦部１３の長さ）に対して十分に長い。
【００３３】
このような柱の接合構造１の下方から流体を導入すると、流体は、テーパ部１１に沿って孔９を通過して、接合部材３の上方に流出する（図中矢印Ａ）。例えば、柱の接合構造１を図示した向きで、亜鉛メッキ浴に浸漬していくと、メッキ液の液面は柱５ｂの内部で上昇し、接合部材３まで到達すると、テーパ部１１に沿ってメッキ液が孔９に向かって流れて、孔９を通過する。同様に、柱の接合構造１の下方からコンクリートを注入していくと、コンクリートの上面は柱５ｂの内部で上昇し、接合部材３まで到達すると、テーパ部１１に沿ってコンクリートが孔９に向かって流れて、孔９を通過する。
【００３４】
このように、テーパ部１１を形成することで、流体がスムーズに孔９に向かって流れ、接合部材３と柱５ｂとの接合部近傍などに、空気溜りができにくい。したがって、柱５ｂの内部に確実に流体を充填することができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態にかかる接合部材３によれば、一方の面に孔９に向かって肉厚が薄くなるようにテーパ部１１が形成されるため、流体を柱５ｂの内部に充填する際に、流体および内部の空気が、孔９に向かってスムーズに流れ、空気溜り等が生じにくい。このため、確実に柱５ｂの内部に、流体を充填することができる。
【００３６】
また、このような空気溜り等は、孔９から遠い位置程生じやすい。このため、柱内面と孔９との距離が離れるほど、空気溜り等が生じやすくなる。したがって、本実施形態の様に、柱５ｂ、５ｃのサイズが異なる場合には、よりサイズの大きな柱５ｂ側にテーパ部１１を形成することで、より効果的に、空気溜り等が生じることを抑制することができる。
【００３７】
次に、第２の実施形態について説明する。図４（ａ）は、第２の実施形態にかかる柱の接合構造１ａを示す図である。なお、以下の図において、第１の実施形態と同様の機能を奏する構成については、図１〜図３と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３８】
柱の接合構造１ａは、柱の接合構造１とほぼ同様の構造であるが、接合部材３ａが用いられる点で異なる。接合部材３ａは、接合部材３と同様に、孔９を有する略平板状の部材であり、接合部材３ａの下面１７において、孔９の周囲には、テーパ部１１が形成される。
【００３９】
接合部材３ａの上面１５においては、外縁部近傍にテーパ部１９が形成される。テーパ部１９は、接合部材３ａの外周に向かって肉厚が薄くなるテーパ形状に形成される。接合部材３ａの上面１５においては、テーパ部１９の内側に平坦部１３が形成される。
【００４０】
このようなテーパ部１９を形成することで、接合部材３ａを軽量化することができる。特に、上部に接合される柱５ｃのサイズが小さい場合、接合部材３ａの上面における外縁部近傍は、強度に対する寄与率が小さいため、この部位を除肉しても、強度低下は小さい。
【００４１】
また、接合部材３ａの上面に、サイズの小さい柱５ｃを接合する場合には、テーパ部１９の内周部（平坦部１３の外周部）を、柱５ｃの接合位置を示すマークとして機能させることができる。なお、上下に同一サイズの柱を接合する場合には、前述した接合部材３を用いることができる。例えば、図１において、柱５ａと柱５ｂとの接合部には、接合部材３を用い、柱５ｂと柱５ｃとの接合には接合部材３ａを用いることができる。
【００４２】
なお、このような接合部材３ａに代えて、図４（ｂ）に示す柱の接合構造１ｂのように、接合部材３ｂを用いてもよい。接合部材３ｂは、接合部材３ａのテーパ部１９に代えて、段部２１が形成される。すなわち、平坦部１３の外周側に、薄肉部が形成される。接合部材３ｂを用いても、接合部材３ａと同様の効果を得ることができる。
【００４３】
第２の実施の形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、接合部材３ａ、３ｂの上面に、縁部近傍が薄肉となるようなテーパ部１９や段部２１を形成することで、接合部材３ａ、３ｂの強度を維持しつつ、軽量化を達成することができる。また、上部に接合される柱５ｃの接合位置を容易に把握することができる。
【００４４】
次に、第３の実施形態について説明する。図５（ａ）は、第３の実施形態にかかる柱の接合構造１ｃを示す図である。柱の接合構造１ｃは、柱の接合構造１とほぼ同様の構造であるが、接合部材３ｃが用いられる点で異なる。
【００４５】
接合部材３ｃは、接合部材３ａと同様に、孔９を有する略平板状の部材である。すなわち、接合部材３ｃの下面１７において、孔９の周囲には、テーパ部１１が形成され、接合部材３ｃの上面１５の外縁部近傍には、テーパ部１９が形成される。また、接合部材３ｃには、上面１５においても、孔９の周囲にテーパ部１１ａが形成される。すなわち、接合部材３ｃの下面１７および上面１５の両方の面において、孔９に向かって肉厚が薄くなる方向にテーパ部１１、１１ａがそれぞれ形成される。
【００４６】
このような柱の接合構造１ｃに対して、図示した向きで、亜鉛メッキ浴に浸漬していくと、前述したように、メッキ液の液面は柱５ｂの内部で上昇し、接合部材３まで到達すると、テーパ部１１に沿ってメッキ液が孔９に向かって流れて、孔９を通過する。また、メッキ処理後に、柱の接合構造１ｃを亜鉛メッキ浴から引き上げると、内部のメッキ液は、孔９から下方に流出する。この際、メッキ液はテーパ部１１ａに沿ってスムーズに孔９に向かって流れ、液溜りなどが生じにくい。
【００４７】
なお、同様の効果は、図５（ｂ）に示す柱の接合構造１ｄのように、接合部材３ｄを用いてもよい。接合部材３ｄは、接合部材３ｃのテーパ部１９に代えて、段部２１が形成される。すなわち、平坦部１３の外周側に、薄肉部が形成される。接合部材３ｄを用いても、接合部材３ｃと同様の効果を得ることができる。
【００４８】
第３の実施の形態によれば、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、テーパ部１１、１１ａを接合部材３ｃ、３ｄの両面に形成することで、いずれの方向から流体を流しても、空気溜り等が生じにくく、また、流体を排出する際にも、液残りなどが生じにくい。
【００４９】
次に、第４の実施形態について説明する。図６は、第３の実施形態にかかる接合部材３ｅの底面図であり、図７は、柱の接合構造１ｅを示す図である。柱の接合構造１ｅは、柱の接合構造１とほぼ同様の構造であるが、接合部材３ｅが用いられる点で異なる。
【００５０】
接合部材３ｅには、複数の孔９が設けられる。図示した例では、略矩形の接合部材３ｅに対して、四つの孔９が設けられ、それぞれの孔９が、接合部材３ｅの四隅近傍に配置される。なお、本発明において、接合部材３ｅの四隅近傍とは、接合部材３ｅの中央位置に対して、接合部材３ｅの四隅方向にずれた位置を差す。
【００５１】
それぞれの孔９の周囲には、孔９に向かって薄肉となるようにテーパ部１１が形成される。すなわち、接合部材３ｅの下面１７には、平坦部１３に対して、それぞれの孔９に向かって四カ所の凹形状が形成される。なお、柱５ｂは、それぞれのテーパ部１１の外周側の平坦部１３に接合される。
【００５２】
このように、孔９を接合部材３ｅの四隅に近づけて配置することで、特に空気溜り等が生じやすい隅部への空気溜り等を生じにくくすることができる。なお、孔９を複数個配置することで、それぞれの孔９のサイズは、前述した接合部材３等と比較して小さくすることができる。例えば、孔９の総断面積を同一とすれば、接合部材３の孔９に対して、接合部材３ｅの孔９は、１／４程度のサイズとすればよい。
【００５３】
なお、図８に示す接合部材３ｆのように、孔９を接合部材３ｆの四隅近傍に加えてさらに中央にも形成してもよい。すなわち、孔９を五つ形成してもよい。この場合でも、接合部材３ｆの少なくとも四隅近傍に孔９が形成され、接合部材３ｅと同様の効果を得ることができる。
【００５４】
第３の実施の形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、孔９を、複数個配置することで、孔９の総断面積を増やすことなく、効率よく、空気溜り等が生じることを抑制することができる。また、略矩形の接合部材３ｅ、３ｆの、少なくとも四隅近傍に孔９を形成することで、特に空気溜り等が生じやすい隅部への空気溜り等を生じにくくすることができる。
【００５５】
なお、接合部材３ｅ、３ｆの上面１５のテーパ部１９は、段部２１としてもよく、また、上面１５の全面を平坦部１３としてもよい。また、接合部材３ｅ、３ｆの上面１５においても、それぞれの孔９の周囲に、テーパ部１１ａを形成してもよい。
【００５６】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５７】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ………柱の接合構造
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ………接合部材
５ａ、５ｂ、５ｃ………柱
７………梁
９………孔
１１、１１ａ………テーパ部
１３………平坦部
１５………上面
１７………下面
１９………テーパ部
２１………段部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019143418.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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