(57)【要約】【課題】本発明は、建築鋼構造物の構築に用いられる鉄骨部材の支圧接合部において、遅れ破壊の発生が懸念される高強度の高力ボルトを用いた場合にも、その高強度特性（変形性能）を安定確保し、支圧接合部としての最大耐力（せん断耐力）を安定確保可能にする。これによってボルト本数を低減し、コンパクト化や加工手間、締付施工の省力化を安価に実現できる鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部を提供する。【解決手段】添板２ａ、２ｂを介して高力ボルト３で接合する支圧接合部であって、高力ボルト・ナット３、４による締付面と被接合母材１１、１２または添板２ａ、２ｂ間に、異常荷重が作用時に被接合母材１１、１２または添板２ａ、２ｂのボルト孔近傍部に生じる板厚方向の局部的な膨らみにより高力ボルト３に作用する材軸方向の張力増加を（吸収）緩和する隙間ｃを形成したり、バネや軟質材による緩衝材を介在させた状態で締結してなる。【選択図】図１
2008156908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築鋼構造物を構築する鉄骨部材である被接合母材を、添板を介して高力ボルトで接合する支圧接合部であって、高力ボルト・ナットによる締付面と被接合母材または添板間に、異常荷重が作用時に被接合母材または添板のボルト孔近傍部に生じる板厚方向の局部的な膨らみにより高力ボルトに作用する材軸方向の張力増加を（吸収）緩和する隙間を形成した状態で締結したことを特徴とする鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部。
【請求項２】
建築鋼構造物を構築する鉄骨部材である被接合母材を、添板を介して高力ボルトで接合する支圧接合部であって、高力ボルト・ナットによる締付面と被接合母材または添板間に、異常荷重が作用時に被接合母材または添板のボルト孔近傍部に生じる板厚方向の局部的な膨らみにより高力ボルトに作用する材軸方向の張力増加を（吸収）緩和する緩衝材を介在させ、この緩衝材を軽度の締付力で圧縮した状態で締結したことを特徴とする鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部。
【請求項３】
緩衝材が、高力ボルトの破断張力以下の圧縮力で前記膨らみを吸収できる自由高さを有するバネやバネ座金からなることを特徴とする請求項２記載の鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部。
【請求項４】
緩衝材が、高力ボルトの破断張力以下の圧縮力で厚みを縮小して前記膨らみを吸収できる軟質材からなることを特徴とする請求項２記載の鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部。
【請求項５】
請求項１〜請求項４高力ボルト支圧接合部を１箇所以上有することを特徴とする建築鋼構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い耐震性が要求される建築鋼構造物を構築する鉄骨部材の接合に用いられる、主として、せん断接合形式の高力ボルト支圧接合部に関するものである。
ここで、支圧接合部とは、例えば、図１４（ａ）、（ｂ）に一般例として示すように、板状の被接合母材１１、１２を間隙ｃをあけて突き合わせ、その両面に添板２ａ、２ｂを当接して被接合母材１１、１２の孔と添板２ａ、２ｂのボルト孔にせん断抵抗体である高力ボルト３を挿通して、高力ボルト３と被接合母材１１、１２のボルト孔面との接触（支圧）によって応力を伝達する、せん断接合形式の接合に分類されるものであるが、同じせん断接合形式の接合に分類される摩擦接合部とは、摩擦力、締付軸力の導入を必須としない点で異なるもので、接合強度は、主として、高力ボルト３のせん断耐力または被接合母材板１１、１２の支圧耐力などによって支配される接合部である。
【背景技術】
【０００２】
建築鋼構造物を構築する鉄骨部材の高力ボルト接合の分野では、接合部のコンパクト化や加工手間、締付施工の省力化の観点からボルト本数の低減要請が高まってきており、この要請に応えるために、せん断抵抗体としての高力ボルト（以下「高力ボルト」と称する）を高強度化して１本当たりの荷重伝達能力を高め、ボルト本数を低減する開発が進められてきた。
従来、高力ボルトとしては、引張強さが１０００ＭＰａ級（締付軸力：１０００ＭＰａ×ネジ部有効断面積×０．７４）の高力ボルトが主体になっていたが、現状では、引張強さが１４００ＭＰａ級（締付軸力：１４００ＭＰａ×ネジ部有効断面積×０．７４）の高力ボルトが使用されるようになってきている。これらは専ら摩擦接合や引張接合で利用されている。
ここで、ネジ有効断面積とは、ＪＩＳ  Ｂ  １０８２−１９８７で規定されるネジの有効断面積であり、（１）式により計算されるものである。
Ａs＝π／４・｛（ｄ２＋ｄ３）／２｝２  ・・・・・（１）
ここで、
Ａs：ネジの有効断面積
ｄ２：高力ボルトのネジの有効径の基準寸法で、ネジ溝の幅がネジ山の幅に等しくなるような仮想的な円筒の直径
ｄ３：高力ボルトのネジ谷径の基準寸法。
【０００３】
また、特許文献１では、橋脚などの鋼構造での補修工法の分野で、支圧接合用の打ち込み式高力ボルトとして、引張強さが１２００〜１６００ＭＰａ級（導入張力：１０００ＭＰ級の標準的な導入張力かそれ以下の値）の高力ボルトが開示されている。
このように、高力ボルトは、かなり高強度化が進んだものであるが、建築鋼構造物の分野で用いる高力ボルトとしては、必ずしも高強度化が十分に満足できるレベルまで達しているとは言い難い。
高力ボルトを、現状技術レベルで十分に可能な１７００〜２６００ＭＰａ程度まで高強度化することにより、使用ボルト本数をさらに低減し、接合部のコンパクト化や、ボルト孔加工手間、および締付施工の省力化が可能性がある。
ところが、高力ボルトに高張力を導入して使用する摩擦接合や引張接合の場合には、高力ボルトの強度が１１００ＭＰａ以上になると高強度化するほど遅れ破壊が発生する可能性が高くなるため、何らかの対策が必要になる。
ここで、遅れ破壊とは、金属材料が引張荷重が負荷されてから、ある時間経過後に突然破壊を生ずる現象である。
【０００４】
高力ボルトの材料に合金元素を添加することで耐遅れ破壊性能を高めた材料を用いるとともに、ネジ形状を改良することで遅れ破壊の要因の１つと考えられる応力集中を緩和する対策を講ずる技術が知られている。しかし、これは強度レベルが１４００ＭＰａ級（締付軸力：１４００ＭＰａ×ネジ部有効断面積×０．７４）と、未だ十分満足出来るレベルではない。
したがって、高力ボルトを高強度化（例えば１７００〜２６００ＭＰａ程度まで上げる）した場合では、遅れ破壊発生を回避するために、例えば導入張力を下げて使用する必要があり、持てる高強度特性を十分に発揮した使用ができないことから、十分な接合強度を確保しながらボルト本数を十分に低減するという要請に対して十分に応えられないという問題がある。
遅れ破壊発生を回避できる更なる高強度特性を有する高力ボルトの要請とともに、現状の強度レベルの高力ボルトを使用して、各種形式の接合部としての総合特性を増強できる技術も求められている。
例えば、添板と高強度ボルトを用いた高力ボルト支圧接合では、被接合母材の支圧降伏が先行する場合、高力ボルトによる被接合母材のボルト孔近傍部の変形挙動が高力ボルトの耐力に影響を与える可能性もあることから、これらの変形挙動も考慮して、上記の１７００〜２６００ＭＰａレベルの高強度高力ボルトを用いた場合にも、その特性を十二分に発揮可能な条件を整えた高力ボルト支圧接合部構造が求められている。
【特許文献１】特開２００４−１７６２５３号公報
【非特許文献１】日本建築学会論文報告集  第２１８号・昭和４９年４月                    ２７ｐ−３６ｐ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、建築鋼構造物の構築に用いられる鉄骨部材の支圧接合部において、高力ボルト（ナット）により添板を介して被接合母材を厚み方向に拘束する場合で、被接合母材の支圧降伏が先行する設計をしている場合には、例えば図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、被接合母材１１、１２のボルト孔１ｏ近傍部が支圧降伏して塑性化後に板厚方向に局部的に膨らみ６（以下「膨らみ」と称し、この「膨らみ」の最大値を「膨らみ量δ」という。）が生じ、この膨らみ量δが大きい場合には、高力ボルト３に過大な引張応力が発生して、高力ボルト３が破断する懸念がある。特に１７００ＭＰａ以上の高強度の高力ボルトの場合には、設計上母材の支圧降伏が発生しやすくなるのでその懸念が大である。
本発明は、このような高力ボルトの破断を防止し、遅れ破壊の発生が懸念される高強度の高力ボルトを用いた場合にも、その高強度特性（変形性能）を安定確保し、支圧接合部としての最大耐力（せん断耐力）を安定確保可能にする。これによってボルト本数を低減し、コンパクト化や加工手間、締付施工の省力化を安価に実現できる鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、以下の（１）〜（５）を要旨とするものである。
（１）  建築鋼構造物を構築する鉄骨部材である被接合母材を、添板を介して高力ボルトで接合する支圧接合部であって、高力ボルト・ナットによる締付面と被接合母材または添板間に、異常荷重が作用時に被接合母材または添板のボルト孔近傍部に生じる板厚方向の局部的な膨らみにより高力ボルトに作用する材軸方向の張力増加を（吸収）緩和する隙間を形成した状態で締結したことを特徴とする鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部。
（２）  建築鋼構造物を構築する鉄骨部材である被接合母材を、添板を介して高力ボルトで接合する支圧接合部であって、高力ボルト・ナットによる締付面と被接合母材または添板間に、異常荷重が作用時に被接合母材または添板のボルト孔近傍部に生じる板厚方向の局部的な膨らみにより高力ボルトに作用する材軸方向の張力増加を（吸収）緩和する緩衝材を介在させ、この緩衝材を軽度の締付力で圧縮した状態で締結したことを特徴とする鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部。
（３）  （２）において、緩衝材が、高力ボルトの破断張力以下の圧縮力で前記膨らみを吸収できる自由高さを有するバネやバネ座金からなることを特徴とする鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部。
（４）  （２）において、緩衝材が、高力ボルトの破断張力以下の圧縮力で厚みを縮小して前記膨らみを吸収できる軟質材からなることを特徴とする鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部。
（５）  （１）〜（４）の高力ボルト支圧接合部を１箇所以上有することを特徴とする建築鋼構造物。
なお、本発明でいう接合対象の鉄骨部材とは、建築鋼構造物を構築するための厚鋼板や、板状部（フランジ）を有する形鋼（溶接組立てによる形鋼も含む）などの鋼部材であり、本発明は、この鉄骨部材、及び複数の鉄骨部材からなる中間部材を接合対象とし、添板と、高力ボルトで代表されるせん断抵抗体（以下「高力ボルト」と称する。）を用いて、１面または２面接合する支圧接合部として適用するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の鉄骨部材の高力ボルト支圧接合部は、被接合母材や添板の支圧降伏が先行する設計になっている場合に、異常荷重が作用時に被接合母材や添板のボルト孔近傍部に生じる板厚方向の局部的な膨らみにより高力ボルトに作用する材軸方向の張力増加を（吸収）緩和する構造を有する。
この構造により、接合部に高い変形性能を付与することができ、せん断耐力を安定確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、主として厚鋼板や、形鋼（溶接組立てによるものを含む）のフランジを、添板と高力ボルトを介して支圧接合する場合に適用とするものであり、基本的には、被接合母材や添板の支圧降伏が先行する設計になっている高力ボルト支圧接合部で、添板に拘束された被接合母材のボルト孔近傍部に高力ボルトにより支圧降伏して板厚方向に局部的な膨らみを生じ、この膨らみが高力ボルトの材軸方向で張力増加をもたらす場合において適用し効果を奏する。
本発明の高力ボルト支圧接合部においては、例えば高力ボルト・ナットによる締付面（軸方向の拘束面）と被接合母材（または添板）間に、大地震時などにより異常荷重が作用した場合に、被接合母材のボルト孔近傍部において支圧降伏・塑性化後に生じる板厚方向の局部的な膨らみにより高力ボルトに作用する材軸方向の張力増加を（吸収）緩和する構造を備えている。
【０００９】
具体的には、隙間を形成したり、高力ボルトの破断張力以下の圧縮力で厚み（自由高さ）が減少して前記膨らみを吸収できるバネや軟質材などによる緩衝材を介在させた状態で締結する構造を有することを特徴とする。
これによって、前記膨らみ発生による高力ボルトの軸方向の張力増加を緩和し、高力ボルトの破断発生を防止して、支圧接合部のせん断耐力を安定確保することができる。
【００１０】
本発明は、以下のような知見に基づくものである。
添板と高強度ボルトを用いた支圧接合では、例えば技術文献１などによって、被接合母材の支圧降伏が先行する場合、高力ボルトにより母材のボルト孔が応力方向に拡大し、塑性化後に割れ・破断現象が生じる。この場合、母材の幅方向、長さ方向の変形を伴うことが知られている。
しかし、本発明者らの実験によれば、例えば、添板による被接合母材の拘束領域を十分に確保した場合において被接合母材や添板の支圧降伏が先行する設計になっている場合、異常荷重が作用時には、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、被接合母材１１、１２のボルト孔１ｏ近傍部に生じる板厚方向の局部的な膨らみ６が発生し、膨らみ量δが大きい場合には、被接合母材１１、１２や添板２ａ、２ｂをその板厚方向で拘束する高力ボルト３に材軸方向の張力増加を生じることが判明した。
このように高力ボルト３の材軸方向に張力増加がある場合、高力ボルト３が破断してしまうという懸念がある。特に母材強度が４００ＭＰａ〜８００ＭＰａ程度に対し高力ボルトの強度が１７００ＭＰａ以上と大きい場合に、母材の支圧降伏が先行しやすくなる上、ボルト素材が高強度のため、伸び性能が低下しやすいので、このようなボルト破断が発生する可能性が高い。
そこで、本発明では、前記膨らみによる高力ボルト３の材軸方向の張力増加を緩和する支圧接合部構造を採用する。
【００１１】
本発明で、前記膨らみによる高力ボルトの材軸方向の張力増加を緩和する支圧接合部構造について、さらに具体的に説明する。
（１）隙間の形成
高力ボルト（ナット）による拘束面（締結面）と添板（または被接合母材）間に、前記膨らみ量δを吸収できる隙間を形成する。
この隙間は、大き過ぎると高力ボルトの突出長を大きくすることになり好ましくない。また、高力ボルト軸とボルト孔とが遊合状態にある場合では、初期段階での接合部が安定しないため、この隙間は極力小さくする必要がある。ただし、小さ過ぎると前記膨らみに対する吸収効果が小さく、高力ボルトの材軸方向の張力増加を緩和することができず、高力ボルトの破断を防止できないので、適切な値にする必要がある。
好ましい値としては、被接合母材による高力ボルト軸の支圧位置の変化量（水平変形量）と同等程度あれば十分な効果を得ることができる。
【００１２】
（２）緩衝材の介在
高力ボルト（ナット）による拘束面（締結面）と添板（または被接合母材）間に、前記膨らみ量δを吸収できる緩衝材を介在させ、高力ボルトによる軽度の締付力により緩衝材に軽度の圧縮力を付与して締結して、添板と被接合母材を拘束する。
この緩衝材としては、高力ボルトの破断張力以下の圧縮力で厚み（自由高さ）が減少して前記膨らみ量δを吸収できる変形特性を有する板バネ、皿バネ、らせん（つる巻き）バネ、波形バネやバネ座金を用いることができる。
バネやバネ座金を用いる場合、バネ剛性が高い程、接合部は剛強になるため好ましいと言えるが、バネ剛性が高過ぎると高力ボルトの軸力が過大となり、１１００ＭＰａ以上の高力ボルトを用いた場合には、遅れ破壊が発生することが懸念される。
この緩衝材の効果を十分に発揮させるためには、適切なバネ剛性を付与しておく必要がある。高力ボルトの材料によって遅れ破壊特性が異なるが、標準ボルト張力の０．１〜０．７５程度の範囲内で、前記膨らみ量δ相当程度の厚み（自由高さ）を減少できるバネ剛性を有することが望ましい。
【００１３】
また、バネやバネ座金以外の緩衝材としては、高力ボルトの破断張力以下の圧縮力で厚みを減少して前記膨らみ量δを吸収できる、一定の弾性を有し塑性変形しやすい軟質材を用いることもできる。例えば、軟質の薄鋼板や軽金属板で形成した孔空きキャップ状や環状の緩衝材、あるいは、プラスチック、樹脂などの非金属で形成した緩衝材などを用いることもできる。
これらの軟質材からなる緩衝材の場合も、前記バネやバネ座金の場合と同様、標準ボルト張力の０．１〜０．７５程度の範囲内で、前記膨らみ量δ相当程度の厚み（自由高さ）を減少できる変形特性（剛性）を有することが望ましい。
なお、緩衝材を介在させ、予め緩衝材に圧縮力を付与しておく場合には、付与する圧縮力の度合いによっては、添板と被接合母材間に摩擦力が作用して、摩擦接合部的機能も併せ持つ支圧接合部になる。この場合、摩擦力以上の荷重が作用した場合に本発明の支圧接合部として機能することになる。
【００１４】
［支圧接合部の破壊モード］
支圧せん断型の接合部では、接合部の破壊モードを大別すると、被接合母材側（または添板）の支圧破壊モードと高力ボルトせん断破壊モードの２種類があるが、本発明は、主として、被接合母材の支圧破壊モードで接合部の耐力が決定する場合に適用して、その効果が発揮されるものである。
添板の支圧破壊モードで支圧接合部の耐力が決定する場合もあり、この場合での本発明の適用も可能であるが、効果は被接合母材の支圧破壊モードの場合程顕著ではないので、具体的な説明は省略する。
支圧破壊モードは、被接合母材の板厚と強度、高力ボルト径と強度と関係し、被接合母材の支圧破壊モードとなる条件は、１面せん断接合、２面せん断接合で各々下式によって表すことができる。
また、本発明は、特に引張強度で１７００ＭＰａ〜２６００ＭＰａ程度の高強度の高力ボルトを用いた場合に、その効果が大きい（高強度になると伸び性能が１０％以下となるケースがあり、１４％以上が確保されている１０００ＭＰａ級と比べ、相対的に伸び性能が小さくなるため前記膨らみ対策が重要になる。また遅れ破壊発生の懸念の解消にも寄与する）。
【００１５】
［１面せん断の場合］
被接合母材の支圧破壊モードになる条件は、
bＲsa＜pＲbra
bＲsa＝０．６０×１×bＡs・bＦy＝０．６０・π（Ｄ／２）２・bＦy
＝０．４７１３・ｄ２・bＦy                                  （１）
pＲbra＝ｔ・ｄ×１．２５×piＦy×１．５＝１．８７５・ｔ・ｄ・piＦy    （２）
bＲsa：高力ボルトのせん断破壊耐力
pＲbra：被接合母材の支圧破壊耐力
piＦy：被接合母材の降伏強さ
bＡs：高力ボルト軸の断面積
bＦy：高力ボルトの降伏強さ
ｄ：高力ボルト軸径
【００１６】
［２面せん断の場合］
被接合母材の支圧破壊モードになる条件は、
bＲsa＞pＲbra
bＲsa＝０．６０×２×bＡs・bＦy＝１．２０・π（Ｄ／２）２・bＦy
＝０．９４２６・ｄ２・bＦy              （３）
pＲbra＝ｔ・ｄ×１．２５×piＦy×１．５＝１．８７５・ｔ・ｄ・piＦy    （４）
本発明の支圧接合部での前記膨らみ量δを吸収する隙間や、介在させる緩衝材の条件については、例えば大地震による（想定）最大応力作用時の被接合母材の変形（伸び）を、上記各式（１）〜（４）などによって求め、この変形によって生じる膨らみ量δを求めることができる。
本発明では、この膨らみ量δによって生じる高力ボルトに対する張力増加を緩和するため、隙間や介在させる緩衝材の条件を設定し、高力ボルトの破断を防止し、支圧接合部の最大耐力を安定確保するものである。
【００１７】
［実施形態例１］
以下に、本発明の実施形態例１を模式図である図１（ａ）、（ｂ）、図２（ａ）、（２）に基づいて説明する。
この実施形態例１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、接合対象である被接合母材が厚鋼板１１、１２であり、接合部を微小間隙ｃを生じるように突き合わせ、突き合わせた厚鋼板１１、１２に跨がって、上下面に当接した添板２ａ、２ｂ（添板が１枚でも可）を介して、頭部を有し他端側にナット４を螺合する型式の頭部を有する高力ボルト３で接合した、破壊モードが被接合母材の支圧破壊モードである高力ボルト支圧接合部例に係わるものである。
【００１８】
この例では、高力ボルト３で締結した状態（初期状態）で、頭部座面と、厚鋼板１１、１２に当接した添板２ａとの間、ナット４と厚鋼板１１、１２に当接した添板２ｂ間に、それぞれ隙間５を形成しておき、この状態では厚鋼板１１、１２と添板２ａ、２ｂをその板厚方向で拘束しないで、高力ボルト３の軸方向に張力が作用しないようにしている。
高力ボルト３頭部と添板２ａ間、ナット４と添板２ｂ間の隙間５は、例えば大地震発生時に支圧接合部に大きな応力が作用した時に、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、高力ボルト３の支圧により厚鋼板１１、１２のボルト孔１ｏ近傍部が支圧降伏して変形し、塑性化して、両面側にそれぞれ板厚方向の局部的な膨らみ６を生じ、膨らみ量δが隙間５相当以上になった場合に、厚鋼板１１、１２と添板２ａ、２ｂが高力ボルト３の頭部とナット４間で拘束される。
このとき、隙間５は、膨らみ６により高力ボルト３の軸方向に作用する張力が、高力ボルトの破断張力以下で膨らみ量δを吸収して厚鋼板１１、１２と添板２ａ、２ｂを拘束できるように設定しているので、膨らみ量δ（δ×２）を隙間５（５×２）が吸収したとき、高力ボルト３の軸方向には張力が作用する場合もあるが、隙間５は膨らみ６による張力が高力ボルトの破断張力以下（標準ボルト張力の０．７５〜０．１程度）に抑制できるように設定されているので、高力ボルトの破断を防止することができる。
なお、この例では隙間５は、高力ボルト３頭部と添板２ａ間と、ナット４と添板２ｂ間の両側に設けたが、いずれか一方の片側にのみ設けることも考慮できる。
【００１９】
なお、この実施形態例１では、支圧接合部は初期から膨らみ６発生終期に至るまで、厚鋼板１１、１２と添板２ａ、２ｂが板厚方向で高力ボルト３の頭部とナット４間で拘束がないまたは拘束が不十分な構造になり、接合部として安定を欠く懸念がある。
この懸念を解消するため、高力ボルト３とボルト孔１ｏ、２ｏ間の間隙を充填材の充填などによって、厚鋼板１１、１２と添板２ａ、２ｂの高力ボルト３の軸方向の動きを抑制することも考慮できる。（請求項１の形態例に相当）。
【００２０】
［実施形態例２］
以下に、本発明の実施形態例を模式図である図３〜図５および図６に基づいて説明する。
この実施形態例２は、実施形態例１と同様、接合対象である被接合母材が厚鋼板１１、１２であり、接合部を微小間隙ｃを生じるように突き合わせ、突き合わせた厚鋼板１１、１２に跨がって、上下面に当接した添板２ａ、２ｂ（添板が１枚でも可）を介して両端部にナット４ａ、４ｂを螺合する型式の頭部を有しない高力ボルト３１で接合した、破壊モードが被接合母材の支圧破壊モードである高力ボルト支圧接合部例に係わるものである。
この実施形態例２は、ナット４ａ、４ｂと添板２ａ、２ｂ間に、隙間５に代えて緩衝材として、図５に示すような、公知（例えばＪＩＳ規格に記載）のバネ座金８を介在させた点で実施形態例１とは異なるものである。
【００２１】
この例では、高力ボルト３１で締結する前の状態では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ナット４ａ、４ｂ間と、厚鋼板１１、１２に当接した添板２ａ、２ｂとの間に、それぞれ緩衝材であるバネ座金８を介在させておく。このとき、バネ座金８は圧縮されておらず、厚み（自由高さ）はＨｏである。
図６に示すように、初期段階で支圧接合部を安定させるために、ナット４ａ、４ｂ間で厚鋼板１１、１２と添板２ａ、２ｂを軽度の締付力で締付けて、その板厚方向に拘束する。このとき、バネ座金８は軽度に圧縮されて、厚み（自由高さは）Ｈ０からＨ１に減少する。このとき、このバネ座金８の反力により高力ボルト３１の軸方向に標準ボルト張力の０．１程度の張力が作用して、初期段階の支圧接合部を安定させている。
この状態で、例えば大地震発生して支圧接合部に大きな応力が作用した時に、高力ボルト３１の支圧により厚鋼板１１、１２のボルト孔１ｏ近傍部が支圧降伏して変形し、両面側にそれぞれ局部的な膨らみ６を生じた場合に、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、バネ座金８は、添板２ａ、２ｂとナット４ａ、４ｂ間で膨らみ量δ程度圧縮されて、厚み（自由高さ）がＨ１からＨ２に減少する。
このとき、バネ座金８の反力により高力ボルト３１の軸方向に作用する張力は、高力ボルト３１の破断張力以下（標準ボルト張力の０．７５程度以下）で、膨らみ量δ（δ×２）を吸収して高力ボルト３１の破断を防止することができる。
なお、この例ではバネ座金８は、ナット４ａと添板２ａ間と、ナット４ｂと添板２ｂ間の両側に介在させたが、いずれか一方の片側に介在させることも考慮できる。
【００２２】
ここでは、緩衝材としてバネ座金を用いたが、例えばＪＩＳなどに記載があるような公知の板バネ、らせん（つる巻き）バネ、波形バネ、あるいは皿バネなど、他のバネ特性を有するものを用いることができる。この場合、高力ボルト３１の破断張力以下（標準ボルト張力の０．７５程度以下）で、膨らみ量δを吸収して高力ボルト３１の破断を防止できる条件を満足できるものを選択して用いるものである。（請求項２、３の形態例に相当）。
【００２３】
［実施形態例３］
以下に、本発明の実施形態例３を模式図である図７〜図９に基づいて説明する。
この実施形態例３は、実施形態例１、２と同様、接合対象である被接合母材が厚鋼板１１、１２であり、接合部を微小間隙ｃを生じるように突き合わせ、突き合わせた厚鋼板１１、１２に跨がって、上下面に当接した添板２ａ、２ｂ（添板が１枚でも可）を介して両端部にナット４ａ、４ｂを螺合する型式の高力ボルト３で接合した、破壊モードが被接合母材の支圧破壊モードである高力ボルト支圧接合部例に係わるものである。
この実施形態例３は、ナット４ａ、４ｂと添板２ａ、２ｂ間に、バネ座金８に代えて緩衝材として軟質材（プラスチック）を介在させた点で実施形態例２とは異なるものである。
【００２４】
この例では、高力ボルト３１で締結する前の状態では、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ナット４ａ、４ｂ間と、厚鋼板１１、１２に当接した添板２ａ、２ｂとの間に、それぞれ、緩衝材である図９に示すようなプラスチック製の孔空きキャップ９を介在させておく。このとき、孔空きキャップ９は、初期段階で支圧接合部を安定させるために、ナット４ａ、４ｂ間で厚鋼板１１、１２と添板２ａ、２ｂを軽度の締付力で締付けて、その板厚方向に拘束する。このとき、孔空きキャップ９は僅かに圧縮されて厚み（自由高さ）Ｈ０からＨ１（図示省略）まで厚み（自由高さは）を減少し、孔空きキャップ９の反力により高力ボルト３１の軸方向に標準ボルト張力の０．１程度の張力が作用している。
この状態で、例えば大地震発生して支圧接合部に大きな応力が作用した時に、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、高力ボルト３１の支圧により厚鋼板１１、１２のボルト孔１ｏ近傍部が支圧降伏して変形し、局部的な膨らみ６を生じた場合に、孔空きキャップ９は、添板２ａ、２ｂとナット４ａ、４ｂ間で圧縮されて、厚み（自由高さ）をＨ２まで減少する。このとき、孔空きキャップ９の反力により高力ボルト３１の軸方向に作用する張力は、高力ボルト３１の破断張力以下（標準ボルト張力の０．７５程度以下）で、膨らみ量（δ×２）を吸収して高力ボルト３１の破断を防止することができる。
なお、孔空きキャップ９は、ナット４ａと添板２ａ間とナット４ｂと添板２ｂ間の両側に介在させたが、いずれか一方の片側にのみ介在することも考慮できる。
【００２５】
孔空きキャップ９としては、上記のように適度（低度）の弾性を有し、添板２ａ、２ｂや厚鋼板１１、１２より塑性変形しやすい変形特性を有するものを用いるものである。ここでは緩衝材としてプラスチック製の孔空きキャップ９を用いたが、例えば、極軟鋼板や軽金属板で形成した孔空きキャップ状や環状の緩衝材、あるいは、樹脂などの非金属で形成した緩衝材など適度（低度）の弾性を有し、添板２ａ、２ｂや厚鋼板１１、１２より塑性変形しやすい変形特性を有するものを用いることができる。（請求項２、４の形態例に相当）。
【００２６】
上記実施形態例１、２、３で用いた高力ボルト３、３１は、遅れ破壊の発生の懸念のある引張強さが１７００ＭＰａ級のものであり、ナット４または４ａ、４ｂを螺合して、ナット４または４ａ、４ｂを締め付けて締結する一般的な高力ボルト・ナットを使用したが、例えば図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、高力ボルト３の頭部やナット４または４ａ、４ｂを螺合する端部側に締付トルクを管理できる、ピンテール３ｐを形成した公知のトルシア形高力ボルト３２、３３などであってもよい。
なお、ナット４、４ａ、４ｂの特性については、硬さがＨＲＣ３０以上のものであればよい。
また、添板２ａ、２ｂの特性については、上記の各実施形態例では、支圧接合破壊モードを被接合母材の破壊モードの支圧接合部としているので、厚鋼板１１、１２と同じ程度以上であることがより好ましい。
また、上記各実施形態例では、添板２ａ、２ｂの２枚を用いたが、例えば図１１に示すようにいずれか１枚（２ａ）のみを用いてもよい。
座金については、バネ座金を必要する場合以外には、必要に応じて使用するものであり、この場合の座金特性については、硬さがＨＲＣ４５以上のものであればよい。
【００２７】
上記各実施形態例は、本発明を厚鋼板の支圧接合部として適用した場合の例であるが、本発明を適用する高力ボルト支圧接合部としては、上記実施形態例以外に、例えば、図１０に示すように、Ｈ形鋼梁１０１、１０２を接合対象として、軸方向に微小間隙ｃをあけて突き合わせた上下フランジ１０ａ、１０ｂどうしを、その上下フランジ１０ａ、１０ｂの上下面に当接した添板２ａ、２ｂを介して高力ボルト３（で接合する高力ボルト支圧接合部などとしても適用することができる。
他に、本発明の解決する課題と同様の課題がある高力ボルト支圧接合部にも適用可能である。また、本発明の高力ボルト支圧接合部は、基本的には鉄骨部材の高力ボルトとして適用するものであるが、接合部位に要求される接合部特性に応じて、一部の接合部位にのみ適用して、本発明以外の高力ボルト摩擦接合部や高力ボルト引張接合部を併用して建築鋼構造物を構築することができる。（請求項５の形態例に相当）
【実施例】
【００２８】
図３〜図５に示すような高力ボルト支圧接合部を、８００ＭＰａ級で、厚さ９ｍｍ、幅１２０ｍｍの厚鋼板１１、１２を微小間隙を有するように突き合わせ、この厚鋼板１１、１２に跨がって、上下面に当接した添板２ａ、２ｂを介して高力ボルト３で支圧接合する場合において適用し、引張荷重を漸増付加して、バネ座金８の介在効果を確認する実験を行った。
バネ座金８を介在させない、従来の高力ボルト支圧接合部の場合とともに実験結果を図１３に示す。なお、この実験では、付与荷重による厚鋼板１１、１２のボルト孔１ｏ近傍部の伸びと局部的膨らみ量δと高力ボルトの破断（最大耐力）で接合部性能を評価した。
ここでの従来の支圧接合部は、ナット４ａ、４ｂと添板２ａ、２ｂ間に隙間の形成やバネ座金８の介在をさせないで、ナット４ａ、４ｂ間で厚鋼板１１、１２と添板２ａ、２ｂを軽度の締付力（ボルト標準張力の０．１程度）で拘束した場合のものである。
【００２９】
［実験条件］
高力ボルト３１
軸径：２７ｍｍ
引張強さ：１７００ＭＰａ
厚鋼板１１、１２
ボルト孔径：２７．２ｍｍ
ボルト孔中心と板端間距離：４１０ｍｍ
添板２ａ、２ｂ
長さ：４１０ｍｍ
幅：１２０ｍｍ
厚さ：９ｍｍ
引張強さ：８００ＭＰａ
ボルト孔径：２７．２ｍｍ
ボルト孔中心と添板長さ中心間距離：２２０ｍｍ
ナット４ａ、４ｂ：硬さ  ＨＲＣ３０
バネ座金８
内径ｄ：２７．５ｍｍ
外径Ｄ：４５．３ｍｍ
厚さｔ：６．８ｍｍ
硬さ  ：ＨＲＣ４５
ナット間での締付力
バネ座金８をボルト標準張力の０．１程度で圧縮して拘束。
【００３０】
［実験例１］
図１３に示すように、バネ座金８を介在させた本発明の支圧接合では、引張荷重を漸増付加していくと、荷重が３００ｋＮ程度から剛性が低下し、変形が増加する性状が見られた。変形の増加とともに、厚鋼板１１、１２のボルト孔１ｏ近傍の局部的膨らみ６が板厚中心から概ね対称の形状に発生したが、荷重が約６００ｋＮに達し変形量で１６ｍｍを超えても、高力ボルト３１は破断することなく安定した耐荷性能を示した。実験はこの時点で終了し除荷した。この時の局部的な膨らみ量δは約５ｍｍであった。
【００３１】
［従来例］
従来の支圧接合部では、図１３に示すように、引張荷重を漸増付加していくと、荷重が３００ｋＮ程度から剛性が低下し変形が増加する性状が見られた。変形の増加とともに、厚鋼板１１、１２のボルト孔１ｏ近傍の局部的膨らみ６が板厚中心から概ね対称の形状に発生した。荷重が約６００ｋＮに達し変形量で８ｍｍを超えた当たりで、高力ボルト３１が破断し耐荷能力を失い。接合部としての機能を失った。この時の局部的な膨らみ量δは約２ｍｍであった。
【００３２】
以上の実験結果から、厚鋼板１１、１２に当接した添板２ａ、２ｂと、これを板厚方向で拘束するナット４ａ、４ｂ間に、バネ座金８を介在させ、厚鋼板１１、１２のボルト孔近傍に支圧降伏によって生ずる局部的な膨らみによる高力ボルト軸方向の張力増加を吸収緩和できる本発明の支圧接合部は、高力ボルト破断による接合部耐力の急激な劣化を防ぎ、接合部として高い変形性能を兼ね備え、安定した耐荷能力を発揮することができる。
これにより、大地震発生時にも十分に耐えられる建築鋼構造物を実現可能である。
【００３３】
本発明は上記の実施例の内容に限定されるものではなく、適用する接合部位に要求される支圧接合部特性に応じて、用いる高力ボルトの形式、引張強さ、ボルト本数、締付軸力、被接合母材、添板、緩衝材特性、ナット、座金などの各部材の材質、引張強さ、形状（サイズを含む）などの条件を、請求項を満足する範囲内で変更のあるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）図は、本発明の高力ボルト支圧接合部の実施形態例１を示す側断面説明図で、（ｂ）図は、（ａ）図の平面説明図。
【図２】（ａ）図は、図１の支圧接合部での異常荷重作用時の支圧接合部の状態例を示す説明図。（ｂ）図は、（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図３】（ａ）図は、本発明の高力ボルト支圧接合部の実施形態例２を示す側断面説明図で、（ｂ）図は、（ａ）図の平面説明図。
【図４】（ａ）図は、図３の支圧接合部での異常荷重作用時の支圧接合部の状態例を示す説明図。（ｂ）図は、（ａ）図のＢａ−Ｂｂ矢視断面説明図。
【図５】実施形態例２で用いたバネ座金の形状例を示す側面説明図と平面説明図。
【図６】実施形態例２での支圧接合部でのバネ座金の圧縮変形と高力ボルトの張力領域を示す説明図。
【図７】（ａ）図は、本発明の高力ボルト支圧接合部の実施形態例３を示す側断面説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の平面説明図。
【図８】（ａ）図は、図３の支圧接合部での異常荷重作用時の支圧接合部の状態例を示す説明図。（ｂ）図は、（ａ）図のＣａ−Ｃｂ矢視断面説明図。
【図９】実施形態例２で用いた孔空きキャップの形状例を示す中心部断面説明図と平面説明図。
【図１０】本発明を適用できる他の高力ボルト支圧接合部例を示す側面説明図。
【図１１】本発明を適用できる他の高力ボルト支圧接合部例を示す側断面説明図。
【図１２】（ａ）図は、本発明で用いる他の高力ボルト例を示す側面説明図。（ｂ）図は、本発明で用いる他の高力ボルト例を示す側面説明図。
【図１３】本発明の実施例および従来例での支圧接合部の評価実験結果を示す説明図。
【図１４】（ａ）図は、板状の被接合母材を接合対象とした従来の一般的  な支圧接合部例を示す断面説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の平面説明図。
【図１５】（ａ）図は、図１４に示すような支圧接合部での異常荷重作用時の支圧接合部の状態例を示す説明図。（ｂ）図は、（ａ）図のＤａ−Ｄｂ矢視断面説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１１、１２      厚鋼板（板状の被接合母材）  １ｏ    ボルト孔
２ａ、２ｂ    添板                         ２ｏ    ボルト孔
３、３１、３２    高力ボルト                ４、４ａ、４ｂ    ナット
５    隙間                                 ６      膨らみ
７    座金                                 ８      バネ座金
８ｏ    孔                                 ９      孔空きキャップ
９ｏ    孔                               １０１、１０２      Ｈ形鋼梁
１０ａ、１０ｂ    フランジ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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