(57)【要約】【課題】本発明は、コンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造において、接合施工を簡易化でき、棒状定着金物のアンカー部と鋼管柱内のコンクリートとの定着力を強化できる接合構造と棒状定着金物を提供する。【解決手段】鋼管柱１の同レベルの複数側面に鋼製部材２を接合する場合に、アンカー部３ａと外部側に角度調整機構を備えた外部定着部３ｃを有する１本以上の棒状定着金物３を、鋼管柱１のボルト孔に外部側から傾斜挿入して各アンカー部３ａの干渉を回避しながら鋼管柱内部のコンクリート６に対して、鋼管柱内の対向面間距離の１／２以上の長さ領域で定着しアンカー部３ａの定着力を強化し、外部定着部３ｃを、鋼管柱１に当接の鋼製部材２の外面側に定着する。アンカー部３ａに長円形の鍔（鋼管柱には長円形の長孔）を形成してアンカー機能を強化することも考慮するもの。【選択図】図１
2008156909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンカー部と外部定着部を有し、外部定着部側に定着角度調整機構を有する棒状定着金物を用いて、鋼管柱の同レベルの複数側面に鋼製部材を接合するコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造であって、一本以上の定着金物のアンカー部の長さを鋼管柱内の対向面間距離の１／２以上の長さにして、この棒状定着金物を鋼管柱の孔に外部側から挿入し、定着角度調整により鋼管柱内の各棒状定着金物のアンカー部間の干渉を回避した状態で、各棒状定着金物のアンカー部を鋼管柱内に充填・固化させたコンクリートに定着させ、各棒状定着金物の外部定着部を、鋼管柱に当接の鋼製部材の外面側に定着したことを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造。
【請求項２】
棒状定着金物のアンカー部に１〜複数の長円形の鍔を形成し、鋼管柱には、上記長円形の鍔を挿通できる縦方向に長径を有する長孔を設けて、上記長円形の鍔を形成した棒状定着金物のアンカー部を、鋼管柱の長孔に挿入して、鋼管柱内に充填・固化させたコンクリートに定着させることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造。
【請求項３】
アンカー部と外部定着部を有する棒状定着金物を用いて、鋼管柱に鋼製部材を接合するコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造であって、１本以上の棒状定着金物のアンカー部に１〜複数の長円形の鍔を形成し、鋼管柱には、上記長円形の鍔を挿通できる縦方向に長径を有する長孔を設けて、棒状定着金物を外部側から鋼管柱の長孔に挿入して、上記長円形の鍔で形成したアンカー部を、鋼管柱内に充填・固化させたコンクリートに定着させ、棒状定着金物の外部定着部を、鋼製部材の外面側で定着することを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造。
【請求項４】
請求項１または２に記載のコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造で用いる棒状定着金物であって、外部側から鋼管柱の孔に挿入して鋼管柱内のコンクリートと定着する、定着長さが鋼管柱内の対向面間距離の１／２以上の長さであるアンカー部と、鋼管柱に当接の鋼製部材の外面側で定着する外部定着部を有し、この外部定着部に定着角度調整機構を形成したことを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材との接合構造用の棒状定着金物。
【請求項５】
請求項２に記載のコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造で用いる棒状定着金物であって、外部側から鋼管柱の長孔に挿入して鋼管柱内のコンクリートと定着する、定着長さが鋼管柱内の対向面間距離の１／２以上の長さを有し１〜複数の長円形の鍔を形成したアンカー部と、鋼管柱に当接の鋼製部材の孔に挿通してその外面側で定着する外部定着部を有し、この外部定着部に定着角度調整機構を形成したことを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造用の棒状定着金物。
【請求項６】
請求項３に記載のコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造で用いる棒状定着金物であって、外部側から鋼管柱の長孔に挿入して鋼管柱内のコンクリートと定着する１〜複数の長円形の鍔を形成したアンカー部と、鋼管柱に当接の鋼製部材の孔に挿通してその外面側で定着する外部定着部を有することを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造用の棒状定着金物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼構造建築物を構築する際に、例えばコンクリート充填角形鋼柱に鋼製梁や接合金物などの鋼製部材を接合する場合に適用するコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造と、この接合構造で用いる棒状定着金物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
角形鋼管柱とＨ形鋼梁等の鋼製梁の非溶接接合構造としては、例えば、Ｈ形鋼からの切り出しや、板を溶接組立、または鋳造により製作されるＴ型接合金物を用いたボルト接合構造が知られている。この接合構造で、Ｔ型金物を鋼管柱にボルト接合する場合、特殊ボルトを使用したり鋼管柱の内部からボルトを挿入して外部に突出させたり、鋼管柱の内部で締結するなど複雑な作業を必要とし、また使用するボルト本数や接合金物も多量になり、材料・加工コスト・施工負担が大きい。
Ｔ型金物は、鋼管柱外面に当接してボルト接合するフランジと、鋼製梁のフランジに当接してボルト接合するウェブで構成され、このＴ型金物のフランジは、面外の曲げ抵抗機構で、Ｔ型金物のウェブから伝達されてくる梁フランジ応力を柱フランジに伝達するため、ウェブに比べて厚みを大きくして曲げ抵抗を確保する必要があり、材料費・加工費の負担が大きい。
このため、これらの負担を軽減するための対策が講じられている。
【０００３】
例えば、鋼管柱をコンクリート充填鋼管柱とし、接合金物を鋼管柱に接合する場合に、柱内部の充填コンクリートを接合材料として活用することが提案されている。例えば、特許文献１、特許文献２において、以下のような提案がある。
（１）Ｔ型金物と柱を接合するボルトの先端にアンカー機能を付与して、このボルトを鋼管柱とＴ型金物のボルト孔に挿通して、ボルト先端のアンカー部を鋼管柱内に充填・固化させたコンクリートに定着させ、鋼管柱とその外面側に当接したＴ型金物をボルト接合するもの。
（２）ネジ鉄筋等を用いて、その鋼管柱側部位は内部コンクリートに定着し、Ｔ型金物側部位を鋼管柱とその外面に当接したＴ型金物のボルト孔に挿通して鋼管柱とＴ型金物をボルト接合するもの。などが提案されている。
【０００４】
しかし、これらの接合構造では、いずれも鋼管柱とＴ型金物をボルト接合するものであり、鋼管柱内部側からボルトを挿入したり、鋼管柱内部側にナットを保持するため、施工負担を十分に軽減することはできない。
また、ネジ鉄筋等を用いる場合では、Ｔ型金物を鋼管柱の同レベルの複数側面に接合する場合、鋼管柱内部で各側面側からのボルトが干渉し合うため、アンカー効果のあるネジ鉄筋のコンクリートとの定着長さは、鋼管柱内の対向辺間距離の１／２以下であり、コンクリートとの定着力を十分に確保できない。
一般にＴ型金物のフランジは、鋼管柱にボルト接合されているため、面外の曲げ抵抗機構でＴ型金物のウェブから伝達されてくる梁フランジ応力を柱フランジに伝達するため、曲げ抵抗を確保するために、鋼管柱とＴ型金物のフランジ厚を厚くして曲げ抵抗を確保する結果、鋼管柱とＴ型金物の重量増大を十分に緩和できないという問題もある。
このような問題を解消するために、ボルトのアンカー部を、外部側から鋼管柱のボルト孔に挿入でき、アンカー効果を、さらに強化できるコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造が要請されている。
【特許文献１】特開２００３−３０１５１４号公報
【特許文献２】特開２００３−３４３００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、鋼管柱に鋼製部材を、鋼管柱の外部側から挿入するアンカー部を有する棒状定着金物を用いて接合するコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造において、棒状定着金物のアンカー部（鋼管柱内のコンクリートに定着してアンカー機能を有する部位を意味する。以下「アンカー部」という。）とコンクリートとの定着力を強化し、鋼管柱−鋼製部材間の応力伝達を合理化して鋼製部材を軽量化するとともに、特に、鋼管柱とその外面に当接する鋼製部材との接合施工を簡易化し、材料・加工コスト、施工コスト負担を低減可能なコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造と、この接合構造で用いる棒状定着金物を提供するものである。
【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されたものであり、以下の（１）〜（６）を要旨とするものである。
（１）請求項１の発明は、アンカー部と外部定着部を有し、外部定着部側に定着角度調整機構（コンクリートへのアンカー部の定着角度を調整する機構を意味する。以下「定着角度調整機構」という。）を有する棒状定着金物を用いて、鋼管柱の同レベルの複数側面に鋼製部材を接合するコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造であって、一本以上の棒状定着金物のアンカー部の長さを鋼管柱内の対向面間距離の１／２以上の長さにして、この棒状定着金物を鋼管柱のボルト孔に外部側から挿入し、定着角度調整により鋼管柱内の各棒状定着金物のアンカー部間の干渉を回避した状態で、各棒状定着金物のアンカー部を鋼管柱内に充填・固化させたコンクリートに定着させ、各棒状定着金物の外部定着部を、鋼管柱に当接の鋼製部材の外面側に定着したことを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造である。
（２）請求項２の発明は、請求項１の発明において、棒状定着金物のアンカー部に１〜複数の長円形の鍔（長円形、楕円形またはこれらの類似形の鍔を含んで、以下「長円形の鍔」という。）を形成し、鋼管柱には、上記長円形の鍔を挿通できる縦方向に長径を有する長孔を設けて、上記長円形の鍔を形成した棒状定着金物の内部側アンカー部を、鋼管柱の長孔に挿入して、鋼管柱内に充填・固化させたコンクリートに定着させることを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造である。
【０００７】
（３）請求項３の発明は、アンカー部と外部定着部を有する棒状定着金物を用いて、鋼管柱に鋼製部材を接合するコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造であって、１本以上の棒状定着金物のアンカー部に１〜複数の長円形の鍔で形成し、鋼管柱には、上記長円形の鍔を挿通できる縦方向に長径を有する長孔のボルト孔を設けて、棒状定着金物を外部側から鋼管柱の長孔に挿入して、上記長円形の鍔で形成したアンカー部を、鋼管柱内に充填・固化させたコンクリートに定着させ、棒状定着金物の外部定着部を、鋼製部材の外面側で定着することを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造である。
【０００８】
（４）請求項４の発明は、請求項１または２の発明のコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造で用いる棒状定着金物であって、外部側から鋼管柱のボルト孔に挿入して鋼管柱内のコンクリートと定着する、定着長さが鋼管柱内の対向面間距離の１／２以上の長さであるアンカー部と、鋼管柱に当接の鋼製部材に挿通してその外面側で定着する外部定着部を有し、この外部定着部に定着角度調整機構を形成したことを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材との接合構造用の棒状定着金物である。
（５）請求項５の発明は、請求項２の発明のコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造で用いる棒状定着金物であって、外部側から鋼管柱の長孔のボルト孔に挿入して鋼管柱内のコンクリートと定着する、定着長さが鋼管柱内の対向面間距離の１／２以上の長さを有し１〜複数の長円形の鍔を形成したアンカー部と、鋼管柱に当接の鋼製部材の孔に挿通してその外面側で定着する外部定着部を有し、この外部定着部に定着角度調整機構を形成したことを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造用の棒状定着金物である。
（６）請求項６の発明は、請求項３の発明のコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造で用いる棒状定着金物であって、外部側から鋼管柱の長孔のボルト孔に挿入して鋼管柱内のコンクリートと定着する１〜複数の長円形の鍔を形成したアンカー部と、鋼管柱に当接の鋼製部材の孔に挿通してその外面側で定着する外部定着部を有することを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造用の棒状定着金物である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１、２の発明は、鋼管柱の同レベルの複数側面に鋼製部材を接合するコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造に適用して効果を奏するものである。請求項１の発明では、棒状定着金物のアンカー部を、外部側から鋼管柱内に挿入し、コンクリートとの定着角度を調整しアンカー部間の干渉を回避しながら鋼管柱内の対向面間距離の１／２以上の長さ領域でコンクリートに定着することができる。これによって、コンクリートとの定着力を格段に強化できる。また、鋼管柱に当接した鋼製部材に外部定着部を定着できることから、容易に、強固なコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造を得ることができる。
請求項２の発明では、棒状定着金物のアンカー部に長円形の鍔を形成して、さらにアンカー機能を強化してコンクリートに定着することで、長円形の鍔効果も加わってコンクリートとの定着力を格段に強化することができる。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項２の発明と同様、棒状定着金物のアンカー部に長円形の鍔を形成してアンカー機能を強化して、外部側から鋼管柱内に挿入し、コンクリートに定着することで、長円形の鍔効果でコンクリートとの定着力を強化することができる。
ただし、請求項２の発明とは、鋼管柱の同レベルの複数側面に鋼製部材を接合する場合での適用に限定されないこと、また、棒状定着金物のアンカー部を鋼管柱内の対向面間距離の１／２以上の長さ領域でコンクリートに定着すること、棒状定着金物の定着角度を調整することを必須要件としない点で異なる。
【００１１】
請求項１、２、３の発明は、ともに、棒状定着金物のアンカー部によるアンカー効果を十分に強化可能にして、このアンカー部を外部側から鋼管柱に挿入して外部定着部を鋼管柱に当接した鋼製部材の外面側で定着するので、鋼管柱内部での面倒な作業を必要とせず、現場施工の場合にも外部側の作業により接合施工が格段に容易になる。
また、棒状定着金物のアンカー部のアンカー効果を十分に強化できるので、鋼製部材例えばＴ型金物からの応力は、従来のような鋼管柱フランジの面外曲げ抵抗に依存せず、鋼管柱内のコンクリートの十分なバックアップを得た棒状定着金物の軸力で鋼管柱に合理的に伝達させることができるため、鋼管柱に接合する鋼製部材（例えばＴ型金物）を、従来の接合構造に比較して格段に小さくし軽量化できるなどの効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の請求項１、２の発明は、コンクリート充填鋼管柱の同レベルの複数側面に、鋼製部材（例えば、Ｈ形鋼梁を接合するＴ型金物、アングル材、エンドプレートなどの接合金物や、形鋼材などで、以下「鋼製部材」という。）を接合する場合に適用する。
本発明では、この接合に棒状定着金物（ボルト状のものであるが、コンクリートに定着するアンカー部を有し、一般のボルトと異なる締結方式を用いるので、一般のボルト区別して、以下「棒状定着金物」という。）を定着金物として用いるものである。
この棒状定着金物として、アンカー部と外部定着部を有し、この外部定着部に定着角度調整機構を形成した請求項４、５の発明の棒状定着金物を、各接合部単位で一本以上用い、この棒状定着金物を、外部側から鋼管柱の孔（長孔を含む）に挿入して、鋼管柱内部のコンクリートに鋼管柱内の対向辺間距離の１／２以上（好ましくは１／２〜１領域）の長さ領域でアンカー部を定着し、鋼管柱外面に当接した鋼製部材の外面側に外部定着部を定着するものである。
【００１３】
このとき、鋼管柱内で複数側面の棒状定着金物間でアンカー部の干渉（本発明でいう「干渉」とは、棒状定着金物のアンカー部どうしが突き当たって所望の長さで挿入困難になる状態であり、外周面で軽微に接触する状態は含まない。以下「干渉」という。）が起き十分な定着が困難にならないように、定着角度調整機構により定着角度を調整するものである。
この棒状定着金物の長さや定着角度（向きを含む）を全て同じにすることは必須要件ではない。これらの条件は、各棒状定着金物に作用する応力の種類、方向、大きさなどに応じて、効果的に機能するように、各棒状定着金物毎に長さや定着角度条件を使い分けることも考慮できる。
このようにして、棒状定着金物のアンカー部の長さを十分に確保して鋼管柱内のコンクリートとの定着力を十分に確保し、外部定着部を鋼製部材の外面側で定着することにより、鋼管柱と鋼製部材を容易に、強固に定着するものである。この棒状定着金物のアンカー部には、鋼管柱内のコンクリートに対する定着力を確保する上で、軸部に例えばネジや節等の凹凸部を形成することが好ましい。また、外部定着部は、その定着力を安定確保するために、コンクリートに定着後に締付力を付与できるように、外部側にネジを形成し、ナットで締結可能に形成することがより好ましいが、外部側に頭部を形成した棒状定着金物を用いて、外部ナットによる締結によらない外部定着部も考慮できる。この場合、外部側の頭部と座金間で定着角度を調整する。
【００１４】
棒状定着金物のアンカー部にネジや節等の凹凸部を形成する場合では、鋼管柱のボルト孔径の制約があるため、そのアンカー効果を十二分に確保できる条件で形成することが難しい。
そこで、請求項２の発明では、コンクリートに対する定着長さを長くすることに加えて、アンカー部に１〜複数の長円形（長円形、楕円形やこれらの類似形を含んで、以下「長円形」という。）の鍔を形成して、さらにアンカー機能を強化した請求項５の発明の棒状定着金物を用い、鋼管柱の孔を長孔にし、棒状定着金物の長円形の鍔を有するアンカー部を鋼管柱の長孔から挿入してコンクリートに定着させることで、長円形の鍔効果も加わってコンクリートとの定着力を格段に強化する。
この場合、鋼管柱の孔を長孔にするので、鋼管柱の耐力、接合部の耐力への影響が懸念されるが、本発明者らの検討によれば長孔の長径が鋼管柱の長さ方向にある場合、この長孔の長径が棒状定着金物の軸径の１．５〜３．０倍程度であれば、これらの耐力への影響はない。アンカー部に長円形の鍔を形成する場合、鋼管柱の孔のみを長孔にすることを基本とするが、鋼製部材の孔も鋼管柱の長孔と同様に長孔にすることを排除するものではない。ここで、長孔の好ましいあけ方としては、例えば上下に孔をあけ、その間を削りとる方法などがある。
【００１５】
この請求項２の発明で用いる棒状定着金物のアンカー部に形成する長円形の鍔は、鋼管柱の長孔に対して、外部側から挿入できる形状、大きさで形成するものである。
このアンカー部に形成する長円形の鍔は、長径側、短径側とも軸を中心として対称形状に形成しなくてもよい。形成角度や長径側の場合には、偏心させたり、形成角度を変えたり、大きさを変えることも考慮できる。
この長円形の鍔は、１〜複数形成するものであるが、複数の長円形の鍔を形成する場合で、長径方向が異なり形成角度が異なる鍔を形成する場合には、鋼管柱のフランジ厚（板厚）以上の間隔を設けて形成し、鋼管柱の長孔に挿入するときは、棒状定着金物の軸を、隣り合う長円形の鍔間の形成角度差分回して挿入することができる。
このとき、鋼管柱内で複数側面の棒状定着金物間でアンカー部の干渉が起き十分な定着が困難にならないように、角度調整機構により角度調整して挿入するものであるが、この棒状定着金物の長さや定着角度（向きを含む）を全て同じにすることは必須要件ではない。これらの条件は、各棒状定着金物に作用する応力の種類、方向、大きさなどに応じて、効果的に機能するように、各棒状定着金物毎に条件を使い分けることも考慮することができる。
【００１６】
上記請求項１、２の発明で棒状定着金物の定着角度を調整する角度調整機構は、基本的には、棒状定着金物の外部定着部になるナットまたはナットと座金間或いは座金と座金間に形成した凹−凸の曲面座（凹凸状の部分球面座）間の係合により形成するものである。この場合の凹−凸の曲面座の曲率は、定着角度の調整に支障がなく、角度調整後、棒状定着金物の挿入角度に応じて鋼製部材との接合面間で安定して十分な応力伝達ができる範囲で設定する。
この棒状定着金物の定着角度の調整は、鋼管柱の外部側で行うものであり、その調整幅は、鋼管柱での鋼製部材の接合面数、各面での使用本数、配置、棒状定着金物の軸径、鋼管柱と鋼製部材の厚みと孔径などによって異なるが、例えば２〜４側面の場合、立体的方向で、例えば５〜１０度程度の範囲の角度調整によって各アンカー部が鋼管柱内での干渉を回避して、コンクリートとの定着力を確保し十分な耐力を確保できる。
この定着角度調整を可能にするために、鋼管柱、鋼製部材の孔径を、通常の場合より１０〜１５％程度大きくするものである。ただし、アンカー部に長円形の鍔を設ける場合には、長円形の鍔を挿通できる長円形の長孔とし、長径を棒状定着金物の軸径の１．５〜３．０倍程度とするものである。
なお、請求項１、２の発明では、棒状定着金物は、従来より長くして、鋼製部材からの応力をコンクリートを介して鋼管柱に伝達するために、コンクリートとの定着力を十分に確保できる必要があるため、鋼管柱と鋼製部材をボルト・ナットで直接締結する従来の接合構造で使用するものより高強度材で形成することが好ましい。
【００１７】
請求項３の発明では、アンカー部と外部定着部を有する棒状定着金物を用いる鋼管柱に鋼製部材を接合するコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造であって、コンクリート充填鋼管柱の同レベルの複数側面に、鋼製部材を接合する場合にのみ適用を限定するものではない。
請求項３の発明は、請求項６の発明の棒状定着金物を、各接合部単位で１本以上用い、外部側から鋼管柱の長孔に挿入して、上記長円形の鍔で形成した内部側アンカー部を、鋼管柱内に充填・固化させたコンクリートに定着させ、棒状定着金物の外部定着部を、鋼製部材の外面側で定着することにおいて請求項５の棒状定着金物を用いる請求項２の発明と共通の内容を有している。
しかし、アンカー部を鋼管柱内の対向辺間距離の１／２以上の長さ領域でコンクリートに定着させるために棒状定着金物の定着角度を調整して鋼管柱内での棒状定着金物のアンカー部の干渉を回避することを必須要件としない点でも、請求項２の発明とは異なるものである。
【００１８】
［実施形態例１］
請求項１に係わるコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造の実施形態例１について、図１〜図５に基づき説明する。この実施形態例１での鋼製部材は、鋼管柱にＨ形鋼梁を接合するために用いる上下一対のＴ型金物（スプリットティ）である。（以下「Ｔ型金物」という。通常、上下一対のＴ型金物は、鋼管柱の２〜４側面に接合するものであるが、ここでは相対する２側面に接合する場合で、上側のＴ型金物の接合部で代表説明する。
図１（ａ）は、コンクリート充填鋼管柱１とＴ型金物２の棒状定着金物３による接合が完了した状態を示す水平断面部分説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視断面部分説明図である。
図１（ａ）、（ｂ）において、鋼管柱１は、Ｔ型金物２を当接して棒状定着金物３により接合するため、棒状定着金物３の軸径の１．５倍程度の孔径の孔１ｏを複数有している。
鋼管柱１に当接されたＴ型金物２は、フランジ２ｆとウェブ２ｕからなり、フランジ２ｆに鋼管柱１の孔１ｏに合わせた、孔１ｏとほぼ同径の孔２ｏを、フランジ２ｆの上側と下側にそれぞれ２つ横列に有している。
【００１９】
ここで用いている棒状定着金物３は、請求項４に係わるもので、ネジ（螺旋状の突条）３ｐを形成したアンカー部３ａとネジを形成しない軸部３ｂと、ネジ３ｓ部を有するものであり、このネジ３ｓ部にナット４を螺合し締結して外部定着部３ｃを形成することができる。
この棒状定着金物３のネジ３ｓ部には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、凹曲面座５ｕを形成した座金５を介挿しており、この座金５の凹曲面座５ｕに係合する凸曲面４ｋを一体形成したナット４を螺合して、外部定着部３ｃを形成し、座金５の凹曲面座５ｕとナット４の凸曲面４ｋによる定着角度調整機構を形成している。
【００２０】
実施形態例１では、棒状定着金物３のアンカー部３ａ側をＴ型金物２の外面側から孔２ｏ、鋼管柱１の孔１ｏに挿入して、鋼管柱１の相対する側面からの棒状定着金物３のアンカー部３ａが干渉しない定着角度α（ここでは基準中心線ｃから水平方向に５度程度傾斜）に角度調整して、鋼管柱１の内部に充填、固化させたコンクリート６に定着している。
この棒状定着金物３のアンカー部３ａをコンクリート６に定着した状態で、ネジ３ｓ部とナット４とを締結することにより、外部定着部３ｃを座金５を介して鋼製部材２の外部側に定着して、コンクリート充填鋼管柱１と鋼製部材２の接合構造が得られる。このとき、棒状定着金物３は、水平方向に５度程度傾斜した状態で定着されているが、座金５の凹曲面座５ｕとナット４の凸曲面４ｋ効果で安定した締結になっている。
この実施形態例１の接合構造では、鋼管柱１の相対する２側面から挿入された各棒状定着金物３は、ここでは鋼管柱１内の対向面間距離Ｌの２／３程度の長さＬａのアンカー部３ａを有するが、定着角度αを調整して相対する棒状定着金物３の各アンカー部３ａの干渉を回避することができ、この各アンカー部３ａをコンクリート６に定着して、定着力を十分に確保できる。
【００２１】
なお、ここでは、相対する棒状定着金物３のアンカー部３ａは、図３（ａ）に示すように、コンクリート６とのアンカー効果を得るためにネジ３ｐによる凹凸を設けたものであり、ここでは、アンカー部３ａを鋼部材２、鋼管柱１の外部側から孔２ｏ、１ｏに挿入できるように、孔２ｏ、１ｏの孔径より小さい外径を有する凹凸を設けている。ネジ３ｐは、上部定着部３ｃのネジ３ｓと同じにして連続させることも考慮できる、
他の凹凸として、例えば図３（ｂ）に示すような、多数条の節３ｆ、あるいは一般的な異形鉄筋のような節や縦リブを組み合わせたものなどであってもよい。
また、相対する棒状定着金物３のアンカー部３ａの長さは全て同じにし干渉を回避する角度調整は、基準中心線ｃから水平左右方向で行うようにしているが、各棒状定着金物３のアンカー部３ａの長さが全て同じである必要はないし、このアンカー部３ａの干渉を回避する定着角度調整も上下方向あるいは斜め方向など立体的に行うことができる。
【００２２】
また、棒状定着金物３の外部定着部の定着角度調整機構は、棒状定着金物３、３１のネジ３ｓ形成部と、凸曲面４ｋを有するナット４とＴ型金物２の外面に当接した凹曲面座５ｕを有する座金５によって形成しているが、例えば図４（ａ）（ｂ）、（ｃ）に示すように、ナット４と、凸曲面５ｋを有する座金５１と、Ｔ型金物２の外面に当接した凹曲面座５ｕを有する座金５によって形成してもよい。また、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ナット４と、凹曲面５ｕを有する座金５と、Ｔ型金物２の外面に当接した凸曲面座５ｋ有する座金５によって形成してもよい。
【００２３】
［実施形態例２］
請求項２に係わるコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造の実施形態例２について、図６〜図１１に基づき説明する。この実施形態例２は、実施形態例１において、棒状定着金物３に代えてアンカー部３ａに長円形の鍔７を設けた棒状定着金物３１を用いたもので、長円形の鍔７効果で、コンクリートに対するアンカー部３ａの定着力を、実施形態例１の場合より格段に強化したものである。以下では実施形態例１と共通する部分の詳細説明は省略する。
図６（ａ）は、コンクリート充填鋼管柱１とＴ型金物２の接合が完了した状態を示す水平断面部分説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のＢａ−Ｂｂ矢視断面部分説明図である。
また、図７は鋼管柱の長孔例を示す正面説明図。図９は、長円形の鍔の構造例を示すもので、（ａ）は、長円形の鍔の短径側の側断面図と正面説明図を示す。（ｂ）は、長円形の鍔の長径側の側断面図と正面説明図を示す。
【００２４】
図６において、棒状定着金物３１は、請求項５に係わるもので、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ネジ３ｐを形成したアンカー部３ａの長さ方向に、長径ｄｙ／短径ｄｘが２．０程度の長円形（ここでは略楕円形）の鍔７を形成し、外部側に凸曲面座４ｋを有するナット４と、凹曲面座５ｕを有する座金５による外部定着部３ｃを形成したものである。
長円形の鍔７は、図９に示すように、アンカー部３ａのネジ３ｐに螺合するネジ７ｓを有し一側に閉鎖端を形成したキャップ状のものである。ここで、長円形の鍔７の長径ｄｙは、棒状定着金物３１の軸径の２．５倍程度にしている。この長円形の鍔７を形成したアンアー定着部３ａが、鋼管柱１に充填、固化したコンクリート６に定着されている。この状態で、各棒状定着金物３１は各アンカー部３ａ間で干渉が生じない定着角度α（ここでは基準中心ｃから上下方向に５度程度傾斜）に角度調整されている。
この実施形態例２では、長円形の鍔７を形成した棒状定着金物３１のアンカー部３ａを、外部側から鋼管柱１の孔に挿入するために、この鋼管柱１の孔１ｘは、図７に示すように、長円形の鍔７が挿通できるように、鋼管柱１の長さ方向の長径Ｄｙと短径Ｄｘを有する長円形（ここでは楕円形）の長孔になっており、各棒状定着金物３１のアンカー部３ａを円滑に挿通できるように、長円形の鍔７の長径ｄｙ、短径ｄｘより通常レベルで大きくしたものである。
【００２５】
棒状定着金物３１は、ここでは、実施形態例１と同様、ネジ（螺旋状の突条）３ｐを形成したアンカー部３ａとネジを形成しない軸部３ｂと、ナット４を締結して外部定着部３ｃを形成するネジ３ｓ部からなり、ここでは、アンカー部３ａのネジ３ｐに長円形の鍔７を螺合し締結したものである。
この実施形態例２では、鋼管柱１に当接して接合するＴ型金物２の孔２ｏは、ここでは棒状定着金物３１の軸部径より若干大きい円形孔にしており、その外部側から長円形の鍔７を有するアンカー部３ａを挿入できないため、棒状定着金物３１のアンカー部３ａを鋼管柱１の長孔１ｘに挿入した後に、棒状定着金物３１の外部定着部をＴ型金物２の孔２ｏに挿通してその外部側に突出させ、その外部側で外部定着部にナット４を螺合し締結することができる。
【００２６】
棒状定着金物３１のアンカー部３ａは、ここでは図３（ａ）に示すようなネジ３ｐを設けて形成したものを用いて、長円形の鍔７をアンカー部３ａのネジ３ｐに螺合し固定するようにしたが、図３（ｂ）に示すような、多数条の節３ｆを設けて形成したもの、あるいは異形鉄筋のような節や縦リブを組み合わせて形成したものを用いる場合には、アンカー部３ａへの長円形の鍔７の形成には、溶接や接着等の固定方法を用いることを考慮する。このような固定方法を用いる場合は、長円形の鍔７には、ネジ７ｓを省略してもよい。
実施形態例２では、棒状定着金物３１のアンカー部３ａに長円形の鍔７を有するので、実施形態例１の場合よりアンカー部３ａのコンクリート６との定着力を格段に強化できるので、実施形態例１の場合よりアンカー部３ａの長さＬａを短くして、コンクリート６との定着力を十分に確保できる。
【００２７】
実施形態例２では、棒状定着金物３１のアンカー部３ａの長円形の鍔７は、先端部に１つ形成したが、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、２つの長円形の鍔７の向きを、例えば９０度ずらして、軸端から見て十字状に形成することも容易である。この場合には、２つの長円形の鍔７、７１の形成間隔ｅを鋼管柱１の板厚以上にして、まず先端側の１つ目の長円形の鍔７を鋼管柱１の長孔１ｘに合わせて挿入し、２つ目の長円形の鍔７１を棒状定着金物３１を９０度回転させて鋼管柱１の長孔１ｘに合わせて挿入することができる。
このようにして、向きの異なる複数の長円形の鍔７、７１を形成した場合にも、外部側から鋼管柱１の長孔１ｘに挿入することができる。
使用する棒状定着金物３１のアンカー部３ａに長円形の鍔７、７１を形成する場合、この長円形の鍔７、７１の形成条件が同じでなくてもよい。例えば、アンカー部３ａに長円形の鍔７、７１を同じに向きに間隔ｅをおいて形成した棒状定着金物３１を用いることも考慮する。
また、これらの棒状定着金物３１を、他の棒状定着金物、例えば、実施形態例１の棒状定着金物３や一般的なボルト（これらの場合鋼管柱の孔は一般的な円形の孔）などと併用した接合構造とすることも考慮できる。
【００２８】
［実施形態例３］
請求項３に係わるコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造の実施形態例３について、図１１〜図１３に基づき説明する。
この実施形態例３は、実施形態例１、２と同様、コンクリート充填鋼管柱１とＴ型金物２を接合対象とするものであり、１本以上の棒状定着金物のアンカー部に１〜複数の長円形の鍔を形成してアンカー機能を強化し、鋼管柱内に充填、固化したコンクリートとの定着力を強化することでは、実施形態例２と共通するが、アンカー部の長さが鋼管柱の対向辺間距離の１／２以上であることおよびアンカー部の干渉を回避するための角度調整機構を有することを要件としない請求項６の棒状定着金物を用いる点で、実施形態例２とは異なるものである。実施形態例２と共通する部分は詳細説明を省略する。
【００２９】
図１１（ａ）は、鋼管柱１とＴ型金物２の接合が完了した状態を示す要部の水平断面部分説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のＣａ−Ｃｂ矢視断面部分説明図である。
図１１において、棒状定着金物３２は、請求項６に係わるもので、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、アンカー部３ａの先端部に形成したネジ３ｐ部に、長径ｄｙ／短径ｄｘが１．５程度の長円形の鍔７を形成し、外部側の端部にナット４を締結して外部定着部３ｃを形成するネジ３ｓ部を形成したものである。ここでは、長円形の鍔７の長径ｄｙは棒状定着金物３２の軸径の２．０倍程度にしている。
長円形の鍔７を形成したアンカー部３ａは、長さが鋼管柱の対向辺間距離の１／２より若干短い領域で、鋼管柱１に充填、固化したコンクリート６に定着している。
この実施形態例３では、実施形態例２と同様、鋼管柱１には図７に示すように、棒状定着金物３２のアンカー部３ａの長円形の鍔７が挿通できるように、長さ方向に長径Ｄｙを有し短径Ｄｘを有する長円形の長孔１ｘを設けている。この長孔１ｘの長径Ｄｙ、短径Ｄｘは各棒状定着金物３２のアンカー部３ａを円滑に挿通できるように長円形の鍔７の長径ｄｙ、短径ｄｘより通常レベルで大きくしている。
【００３０】
また、鋼管柱１に当接して接合するＴ型金物２の孔２ｏは、ここでは棒状定着金物３２の軸部径より若干大きい円形孔にしているため、その外部側から長円形の鍔７を有するアンカー部３ａを挿入できない。この場合、棒状定着金物３２のアンカー部３ａを、鋼管柱１の長孔１ｘに挿入した後に外部定着部３ｃになるネジ３ｓ部をＴ型金物２の孔２ｏに挿通して外部側に突出させ、座金５２を介挿しナット４を螺合して仮締結しておく。または、鋼管柱１の長孔１ｘに挿入前に外部定着部３ｃになるネジ３ｓ部をＴ型金物２の孔２ｏに挿通して外部側に突出させ、座金５２を介挿しナット４を螺合して仮締結してから、アンカー部３ａを鋼管柱１の長孔１ｘに挿入することができる。
【００３１】
この実施形態例３での棒状定着金物３２のアンカー部３ａは、先端部にネジ３ｐを設けこのネジ３ｐ部に１つの長円形の鍔７を螺合し締結（固定）したものであるが、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、２つの長円形の鍔７と７１を鋼管柱１の厚み以上の間隔ｅをあけ向きを９０度ずらして軸端側から見て十字状になるように形成することもできる。この場合、２つの長円形の鍔７と７１によるアンカー効果をさらに強化することができる。
図１３の場合では、長円形の鍔７と７１は、軸端側から見て十字状になる位置関係で形成しているが、十字状になる位置関係で形成することは必須条件ではない。長円形の鍔７と７１のように長円形の鍔を複数形成する場合、向きを同じにすることも考慮する。
【００３２】
また、他のアンカー部３ａを有する棒状定着金物としては、例えば、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、軸部端に長円形の鍔７２を一体に形成し外部側にネジ３ｓを有する棒状定着金物３３を用い、長円形の鍔７２をアンカー部３ａ先端に位置させアンカーとして機能させることができる。
図１４に示すように、長円形の鍔７２をアンカー部３ａ先端でアンカーとして機能させる場合に、例えば図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、アンカー部３ａの外部側のネジ３ｓを延長した棒状定着金物３４とし、図１６（ａ）、（ｂ）に示すような閉鎖端を有しない長円形の鍔７３を螺合して締結し、長円形の鍔７２と７３とでアンカー機能をさらに強化することもできる。
このようなアンカー部３ａにした場合、長円形の鍔７２をアンカー部３ａの任意の位置に容易に締結（固定）することができ、アンカー部３ａのアンカー効果を任意に調整できる利点がある。
図１５の場合では、長円形の鍔７２と７３は、アンカー部３ａの先端側から見て十字状になる位置関係で締結（固定）しているが、十字状になる位置関係で締結することは必須条件ではない。長円形の鍔７２と７３の向きを同じにすることも考慮する。
【００３３】
［実施形態例４］
請求項３に係わるコンクリート充填鋼管柱と鋼製部材の接合構造の他の実施形態例４について、図１７に基づいて説明する。
図１７（ａ）は、鋼管柱１とＴ型金物２の接合が完了した状態を示す要部の水平断面説明図である。（ｂ）図は、（ａ）図の棒状定着金物３３のアンカー部３ａの先端面側の正面説明図である。（ｃ）図は棒状定着金物３３に挿通し鋼管柱１内面に定着した長円形の内部ナット８の端面側の正面説明図である。
この実施形態例４は、図１４、図１５と同様、軸部に一体形成した長円形の鍔７２をアンカー部３ａの先端とし、外部側ネジ３ｓをアンカー部３ａの基部まで延長し、この基部に長円形の内部ナット８を締結できる棒状定着金物３３を用いるものであり、外部側から鋼管柱１の長孔１ｘにアンカー部３ａを挿入してコンクリート６を充填、固化させる際に、長円形の内部ナット８と外部側ナット４間で鋼管柱１とＴ型金物２を固定しておくことができ、安定したコンクリートの充填施工を可能にするものである。
【００３４】
この場合では、棒状定着金物３３の外部端からネジ３ｓに長円形の内部ナット８を螺合して鋼管１の内部側の所定位置になる位置で締結（固定）してから、ネジ３ｓの外部側の端部をＴ型金物２の孔２ｏに挿通してＴ型金物２の外部側に突出させ、ネジ３ｓ部に座金５２を介挿しナット４を螺合し仮締結する。
そして、鋼管柱１の長孔１ｘに、アンカー部３ａの長円形の鍔７２と長円形の内部ナット８を挿入し、９０度回転して長円形の内部ナット８を鋼管柱１の長孔１ｘに係止できる状態にして、鋼管柱１とＴ型金物２を長円形の内部ナット８と外部側のナット４間で締結することができる。
【００３５】
実施形態例４で用いる長円形の内部ナット８は、鋼管柱１内にコンクリート６を充填、固化させるまで、ナット機能のみを果たせばよいので、アンカー機能を強化するアンカー部３ａの長円形の鍔７２のような耐力を必要としないことから、コンクリート充填、固化した鋼管柱１の耐力に悪影響を与えることはない。
なお、棒状定着金物３３のアンカー部３ａに長円形の内部ナット８を形成することは、図１３、図１４に示すような棒状定着金物３２を使用する請求項３の接合部にも適用可能であり、また、棒状定着金物３、３１を使用する請求項１、２の接合部においても適用可能である。
【００３６】
本発明は、上記の実施形態例の内容に限定されるものではない。例えば、本発明で接合対象とするコンクリート充填鋼管柱および鋼製部材条件、棒状定着金物条件（本数を含む）、ナット条件、孔条件、座金条件、アンカー部の形成条件などについては、構造物の種類、用途、接合部位、要求される強度（荷重方向考慮）などに応じて上記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】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態例１でのコンクリート充填鋼管柱と構成部材（Ｔ型金物）の接合構造を示す水平断面概念説明図。（ｂ）図は、図１（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面概念説明図。
【図２】（ａ）図は、図１（ａ）での棒状定着金物の挿入角度の調整機構の拡大断面説明図。（ｂ）図は、ナット座面とＴ型金物間に介挿する座金のナット側平面概念説明図。
【図３】（ａ）図は、本発明の実施形態例１で用いる棒状定着金物のアンカー部を形成するネジ部例を示す側面概念説明図。（ｂ）図は、高力ボルトの他のアンカー部を形成する節部例を示す側面概念説明図。
【図４】（ａ）図は、実施形態例１で用いる他の棒状定着金物の挿入角度の調整機構の拡大断面説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の挿入角度の調整機構を形成するナット座面に当接する凸曲面座を有する座金の凸曲面座側の平面説明図。（ｃ）図は、凸曲面座を有する座金の凸曲面座に対応する凹曲面座を有する座金の凹曲面座側の平面概念説明図。
【図５】（ａ）図は、他の棒状定着金物の挿入角度の調整機構の拡大断面説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の挿入角度の調整機構を形成するナット座面に当接する凹曲面座を有する座金の凹曲面座側の平面説明図。（ｃ）図は、凹曲面座を有する座金の凹曲面座に対応する凸曲面座を有する座金の凸曲面座側の平面概念説明図。
【図６】本発明の実施形態例２のコンクリート充填鋼管柱と構成部材（Ｔ型金物）の接合構造を示す水平断面概念説明図。（ｂ）図は、図１（ａ）のＢａ−Ｂｂ矢視断面概念説明図。
【図７】実施形態例２での鋼管柱の孔形状例と配置例を示す正面説明図。
【図８】（ａ）図は、実施形態例２で用いた棒状定着金物の一部断面側面説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の棒状定着金物の長円形の鍔端面の正面説明図。
【図９】（ａ）図は、実施形態例２で用いる他の棒状定着金物のアンカー部例で用いる長円形の鍔の短径側の断面および正面説明図。（ｂ）図は、他の長円形の鍔の長径側の断面および正面説明図。
【図１０】（ａ）図は、実施形態例２で用いる他の棒状定着金物のアンカー部例と、用いる長円形の鍔の他の例を示す側面部分説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の長円形の鍔端面の正面説明図。（ｃ）図は、（ａ）、（ｂ）で示す長円形の鍔の立体説明図
【図１１】本発明の実施形態例３のコンクリート充填鋼管柱と構成部材（Ｔ形金物）の接合構造を示す水平断面概念説明図。（ｂ）図は、図１（ａ）のＣａ−Ｃｂ矢視断面概念説明図。
【図１２】（ａ）図は、実施形態例３で用いた棒状定着金物の側面部分説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の長円形の鍔端面の正面説明図。
【図１３】（ａ）図は、実施形態例３で用いる他の棒状定着金物のアンカー部例を示す側面部分説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の長円形の鍔端面の正面説明図。
【図１４】（ａ）図は、実施形態例３で用いる他の棒状定着金物のアンカー部例を示す側面部分説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の長円形の鍔端面の正面説明図。
【図１５】（ａ）図は、実施形態例３で用いる他の棒状定着金物のアンカー部例を示す側面部分説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の長円形の鍔端面の正面説明図。
【図１６】図１５で用いる一側の長円形の長径側の断面および正面説明図。
【図１７】（ａ）図は、実施形態例４のコンクリート充填鋼管柱と構成部材（Ｔ型金物）の接合構造の要部を示す一部断面概念説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の棒状定着金物の長円形の鍔の正面説明図。（ｃ）図は、（ａ）図の棒状定着金物に対する長円形の内部ナットの正面説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１    鋼管柱                            １ｏ  孔
１ｘ  長孔                              ２    Ｔ型金物（鋼製部材）
２ｆ  フランジ                          ２ｕ  ウェブ
２ｏ  孔
３、３１、３２、３３、３４、３５      棒状定着金物
３ａ  アンカー部                        ３ｂ  軸部
３ｃ  外部定着部                        ３ｆ  節
３ｐ、３ｓ    ネジ                      ３ｈ  頭部
４    ナット                            ４ｋ  凸曲面座
５    座金（凹曲面座）                  ５１  座金（凸曲面座）
５２    座金（平面座）                   ５ｏ  孔
５ｋ  凸曲面座                          ５ｕ  凹曲面座
６    コンクリート
７、７１、７２、７３      長円形の鍔      ７ｓ  ネジ
８    長円形の内部ナット                ８ｓ  ネジ
【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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【図１６】
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【図１７】
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