(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合対象の相対するＨ形断面材を突き合わせるように配置し、相対するＨ形断面材のフランジに跨がって当接した上下の添板を介して高力ボルト接合するＨ形断面材の高力ボルト摩擦接合構造において、
添板の有するボルト孔のうち少なくとも一方のＨ形断面材側のボルト孔を、Ｈ形断面材の軸方向の径を長径にしたスロットホールとし、
当該スロットホールには、ボルト孔を一孔有する、ボルト毎に独立した形態の摩擦板を当接し、
一つのスロットホールに挿入される一本の高力ボルトは、Ｈ形断面材のフランジと、その両面にそれぞれ当接した一対の添板と、各々の添板に当接した摩擦板とを接合し、
高力ボルトの軸部がスロットホール内を移動する過程で生じる、Ｈ形断面材のフランジの片面側に当接した添板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面材のフランジのもう片面側に当接した添板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面材のフランジの片面側とこれに当接した添板との間に発生する摩擦力、およびＨ形断面材のフランジのもう片面側とこれに当接した添板との間に発生する摩擦力でもって、接合部に作用するエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする摩擦ダンパーを有するＨ形断面材の高力ボルト接合構造。
【請求項２】
接合対象の相対するＨ形断面材のウエブを突き合わせるように配置し、相対するＨ形断面材のウエブに跨がって当接した左右一対の添板を介して高力ボルト接合するＨ形断面材の高力ボルト摩擦接合構造において、
添板の有するボルト孔のうち少なくとも一方のＨ形断面材側のボルト孔を、Ｈ形断面材の軸方向の径を長径にしたスロットホールとし、
当該スロットホールには、ボルト孔を一孔有する、ボルト毎に独立した形態の摩擦板を当接し、
一つのスロットホールに挿入される一本の高力ボルトは、Ｈ形断面材のウエブと、その両面にそれぞれ当接した一対の添板と、各々の添板に当接した摩擦板とを接合し、
高力ボルトの軸部がスロットホール内を移動する過程で生じる、Ｈ形断面材のウエブの片面側に当接した添板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面材のウエブのもう片面側に当接した添板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面材のウエブの片面側とこれに当接した添板との間に発生する摩擦力、およびＨ形断面材のウエブのもう片面側とこれに当接した添板との間に発生する摩擦力でもって、接合部に作用するエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする請求項１記載の摩擦ダンパーを有するＨ形断面材の高力ボルト接合構造。
【請求項３】
箱形断面柱とＨ形断面梁を、箱形断面柱に接合したスプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト摩擦接合構造において、
スプリットティの水平ウエブの先端に、Ｈ形断面梁のフランジの先端を突き当たるように配置し、
スプリットティの水平ウエブの内側およびＨ形断面梁のフランジの内側に跨がってジョイントアングルの水平板を当接するとともに、
スプリットティの水平ウエブの外側およびＨ形断面梁のフランジの外側に跨がってジョイントアングルの水平板に相対するように添板を当接したものであり、
添板とジョイントアングルの水平板の有するボルト孔のうち少なくともＨ形断面梁側のボルト孔を、Ｈ形断面梁の軸方向の径を長径にしたスロットホールとし、
当該スロットホールには、ボルト孔を一孔有する、ボルト毎に独立した形態の摩擦板を当接し、
一つのスロットホールに挿入される一本の高力ボルトは、Ｈ形断面梁のフランジと、その片面側に当接した添板と、これと相対するようにＨ形断面梁のフランジのもう片面側に当接したジョイントアングルの水平板と、前記添板に当接した摩擦板と、前記ジョイントアングルの水平板に当接した摩擦板とを接合し、
高力ボルトの軸部がスロットホール内を移動する過程で生じる、Ｈ形断面梁のフランジの片面側に当接した添板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面梁のフランジのもう片面側に当接したジョイントアングルの水平板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面梁のフランジの片面側とこれに当接した添板との間に発生する摩擦力、およびＨ形断面梁のフランジのもう片面側とこれに当接したジョイントアングルの水平板との間に発生する摩擦力でもって、接合部に作用するエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする摩擦ダンパーを有する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
【請求項４】
箱形断面柱とＨ形断面梁をスプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造において、
スプリットティの垂直ウエブの先端に、Ｈ形断面梁のフランジを、その先端が直角に突き当たるように配置し、
スプリットティの垂直ウエブとＨ形断面梁のフランジに跨がって上下および左右で相対するように配置したジョイントアングルの垂直板をスプリットティの垂直ウエブに高力ボルト接合し、
上下で相対するジョイントアングルの水平板間にＨ形断面梁のフランジを高力ボルト接合したものであり、
ジョイントアングルの水平板の有するボルト孔のうち少なくともＨ形断面梁のフランジ側のボルト孔を、Ｈ形断面梁の軸方向の径を長径にしたスロットホールとし、
当該スロットホールには、ボルト孔を一孔有する、ボルト毎に独立した形態の摩擦板を当接し、
一つのスロットホールに挿入される一本の高力ボルトは、Ｈ形断面梁のフランジと、その両面にそれぞれ当接した一対のジョイントアングルの水平板と、各々のジョイントアングルの水平板に当接した摩擦板とを接合し、
高力ボルトの軸部がスロットホール内を移動する過程で生じる、Ｈ形断面梁のフランジの片面側に当接したジョイントアングルの水平板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面梁のフランジのもう片面側に当接したジョイントアングルの水平板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面梁のフランジの片面側とこれに当接したジョイントアングルの水平板との間に発生する摩擦力、およびＨ形断面梁のフランジのもう片面側とこれに当接したジョイントアングルの水平板との間に発生する摩擦力でもって、接合部に作用するエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする摩擦ダンパーを有する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
【請求項５】
箱形断面柱とＨ形断面梁をスプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造において、
スプリットティの垂直ウエブの先端に、Ｈ形断面梁のフランジを、その先端が直角に突き当たるように配置し、
スプリットティの垂直ウエブとＨ形断面梁のフランジに跨がって上下および左右で相対するように配置したジョイントアングルの垂直板をスプリットティの垂直ウエブに高力ボルト接合し、
上下で相対するジョイントアングルの水平板間に、Ｈ形断面梁のフランジを高力ボルト接合したものであり、
ジョイントアングルの垂直板の有するボルト孔のうち少なくともスプリットティの垂直ウエブ側のボルト孔を、Ｈ形断面梁の軸方向の径を長径にしたスロットホールとし、
当該スロットホールには、ボルト孔を一孔有する、ボルト毎に独立した形態の摩擦板を当接し、
一つのスロットホールに挿入される一本の高力ボルトは、スプリットティの垂直ウエブと、その両面にそれぞれ当接した一対のジョイントアングルの垂直板と、各々のジョイントアングルの垂直板に当接した摩擦板とを接合し、
高力ボルトの軸部がスロットホール内を移動する過程で生じる、スプリットティの垂直ウエブの片面側に当接したジョイントアングルの垂直板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、スプリットティの垂直ウエブのもう片面側に当接したジョイントアングルの垂直板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、スプリットティの垂直ウエブの片面側とこれに当接したジョイントアングルの垂直板との間に発生する摩擦力、およびスプリットティの垂直ウエブのもう片面側とこれに当接したジョイントアングルの垂直板との間に発生する摩擦力でもって、接合部に作用するエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする摩擦ダンパーを有する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、鋼構造建築物を構築する際に、Ｈ形断面柱または箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト摩擦接合構造、またはＨ形断面梁とＨ形断面梁との高力ボルト摩擦接合構造において適用される、高力ボルト摩擦接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、箱形断面柱とＨ形断面梁を用いた両方向ラーメン構造が多用されており、接合構造としては図９（ａ）〜（ｃ）で示すような通しダイアフラム形式の接合構造が用いられている。この形式の接合構造では、箱形断面柱１と上下のダイアフラム２ａ、２ｂとコラムコア２ｃの接合、ダイアフラム２と梁取付部３の接合は溶接ｗによって行われ、梁取付部３とＨ形断面梁４は、双方のフランジ３ａ、３ｂと４ａ、４ｂ間では外側と内側の添板５ａと５ｂ、５ｃを介して、また、双方のウエブ３ｕと４ｕ間では左右一対の添板６ａと６ｂを介して、それぞれ高力ボルト７によって接合されていた。
【０００３】
また、最近では、図１０（ａ）〜（ｃ）で示すように、ダイアフラムや梁取付部を用いずに箱形断面柱１に上下一対のスプリットティ８ａ、８ｂのフランジ８ｆを高力ボルト９で接合し、この上下一対のスプリットティ８ａ、８ｂの水平ウエブ８ｕにＨ形断面梁４の上下フランジ４ａ、４ｂを高力ボルト１０で接合することにより、溶接負担を軽減する接合構造が採用されるようになってきている。
【０００４】
このような接合構造において、例えば中小規模の地震から大地震に至るまでの広範囲に対応可能な耐力を確保するために、エネルギー吸収機能を有する摩擦ダンパーの使用が試みられている。摩擦ダンパーは、剛塑性変形の履歴特性を示す履歴減衰ダンパーであり、荷重変形曲線がループを描くことを利用して振動の減衰を図ろうとするもので、そのヒステリシスループの面積が一周期の間に吸収するエネルギーに相当する。
このような摩擦ダンパーの一例として、摩擦板材と滑り板材とを高力ボルトで挟圧し、両板間に発生する摩擦力によりダンパー機能を発揮させるようにした、比較的廉価に製造できるとともに保守点検も簡便な摩擦接合式エネルギー吸収構造が知られている。
【０００５】
この摩擦接合式エネルギー吸収構造は、例えば、特開平１１−１９０１４７号公報に示すように、２枚の摩擦板とそれらに挟まれた１枚の滑り板材とからなっており、摩擦板は、一方の接合部材に高力ボルト接合され、相対的に変位することができない板材で、通常のボルト孔を有するものである。
一方、滑り板は、他方の接合部材側に通常のボルト孔を有し通常の高力ボルト接合されており、一方の接合部材側に高力ボルトを挿通した状態で、高力ボルトに対して変位可能とするための長手方向に延びるスロットホール（ボルト孔）を有するものである。
【０００６】
この摩擦接合式エネルギー吸収構造に引張力が作用した場合、摩擦板と滑り板に生じる摩擦力を超えた場合には、滑り板は高力ボルトの軸部がスロットホールの一方の壁に突き当たるまで移動することができる。また、圧縮力が作用した場合には、高力ボルトの軸部がスロットホールの他方の壁に突き当たるまで移動することができる。
したがって、滑り板は、摩擦板との間に引張力、圧縮力が摩擦力を超えて作用した場合、スロットホールの長さから高力ボルトの軸径を差し引いた長さを最大として伸縮移動が可能であることから、スロットホールの寸法選定によっては、中小の地震から大地震までのエネルギーを吸収させることが可能になる利点がある。
【０００７】
このような、摩擦接合式エネルギー吸収構造を、例えば、前記した箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト摩擦接合構造や、Ｈ形断面材とＨ形断面材の高力ボルト摩擦接合構造に適用できるが、必要な接合構造の耐力を確保するためには、摩擦面を増やさなければならないため、摩擦板材と滑り板材の枚数増加が余儀なくされ、接合構造が複雑となり施工負担の増大に加え材料コストが増大するという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたもので、接合対象の相対するＨ形断面材の高力ボルト摩擦接合構造、箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト摩擦接合構造において、摩擦板材や滑り板材を少なくしても摩擦面を多く確保でき、これによって小型かつ安価なダンパーでありながら中小規模の地震から大地震に至るまでの広範囲に対応可能な耐力を備えることができるエネルギー吸収機能を有する摩擦ダンパーを備えたＨ形断面材または箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト摩擦接合構造を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、以下の（１）〜（５）を要旨とするものである。
（１）  接合対象の相対するＨ形断面材を突き合わせるように配置し、相対するＨ形断面材のフランジに跨がって当接した上下の添板を介して高力ボルト接合するＨ形断面材の高力ボルト摩擦接合構造において、添板の有するボルト孔のうち少なくとも一方のＨ形断面材側のボルト孔を、Ｈ形断面材の軸方向の径を長径にしたスロットホールとし、当該スロットホールには、ボルト孔を一孔有する、ボルト毎に独立した形態の摩擦板を当接し、一つのスロットホールに挿入される一本の高力ボルトは、Ｈ形断面材のフランジと、その両面にそれぞれ当接した一対の添板と、各々の添板に当接した摩擦板とを接合し、高力ボルトの軸部がスロットホール内を移動する過程で生じる、Ｈ形断面材のフランジの片面側に当接した添板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面材のフランジのもう片面側に当接した添板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面材のフランジの片面側とこれに当接した添板との間に発生する摩擦力、およびＨ形断面材のフランジのもう片面側とこれに当接した添板との間に発生する摩擦力でもって、接合部に作用するエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする摩擦ダンパーを有するＨ形断面材の高力ボルト接合構造。
（２）  （１）において、接合対象の相対するＨ形断面材のウエブを突き合わせるように配置し、相対するＨ形断面材のウエブに跨がって当接した左右一対の添板を介して高力ボルト接合するＨ形断面材の高力ボルト摩擦接合構造において、添板の有するボルト孔のうち少なくとも一方のＨ形断面材側のボルト孔を、Ｈ形断面材の軸方向の径を長径にしたスロットホールとし、当該スロットホールには、ボルト孔を一孔有する、ボルト毎に独立した形態の摩擦板を当接し、一つのスロットホールに挿入される一本の高力ボルトは、Ｈ形断面材のウエブと、その両面にそれぞれ当接した一対の添板と、各々の添板に当接した摩擦板とを接合し、高力ボルトの軸部がスロットホール内を移動する過程で生じる、Ｈ形断面材のウエブの片面側に当接した添板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面材のウエブのもう片面側に当接した添板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面材のウエブの片面側とこれに当接した添板との間に発生する摩擦力、およびＨ形断面材のウエブのもう片面側とこれに当接した添板との間に発生する摩擦力でもって、接合部に作用するエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする摩擦ダンパーを有するＨ形断面材の高力ボルト接合構造。
【００１０】
（３）  箱形断面柱とＨ形断面梁を、箱形断面柱に接合したスプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト摩擦接合構造において、スプリットティの水平ウエブの先端に、Ｈ形断面梁のフランジの先端を突き当たるように配置し、スプリットティの水平ウエブの内側およびＨ形断面梁のフランジの内側に跨がってジョイントアングルの水平板を当接するとともに、スプリットティの水平ウエブの外側およびＨ形断面梁のフランジの外側に跨がってジョイントアングルの水平板に相対するように添板を当接したものであり、添板とジョイントアングルの水平板の有するボルト孔のうち少なくともＨ形断面梁側のボルト孔を、Ｈ形断面梁の軸方向の径を長径にしたスロットホールとし、当該スロットホールには、ボルト孔を一孔有する、ボルト毎に独立した形態の摩擦板を当接し、一つのスロットホールに挿入される一本の高力ボルトは、Ｈ形断面梁のフランジと、その片面側に当接した添板と、これと相対するようにＨ形断面梁のフランジのもう片面側に当接したジョイントアングルの水平板と、前記添板に当接した摩擦板と、前記ジョイントアングルの水平板に当接した摩擦板とを接合し、高力ボルトの軸部がスロットホール内を移動する過程で生じる、Ｈ形断面梁のフランジの片面側に当接した添板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面梁のフランジのもう片面側に当接したジョイントアングルの水平板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面梁のフランジの片面側とこれに当接した添板との間に発生する摩擦力、およびＨ形断面梁のフランジのもう片面側とこれに当接したジョイントアングルの水平板との間に発生する摩擦力でもって、接合部に作用するエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする摩擦ダンパーを有する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
【００１１】
（４）  箱形断面柱とＨ形断面梁をスプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造において、スプリットティの垂直ウエブの先端に、Ｈ形断面梁のフランジを、その先端が直角に突き当たるように配置し、スプリットティの垂直ウエブとＨ形断面梁のフランジに跨がって上下および左右で相対するように配置したジョイントアングルの垂直板をスプリットティの垂直ウエブに高力ボルト接合し、上下で相対するジョイントアングルの水平板間にＨ形断面梁のフランジを高力ボルト接合したものであり、ジョイントアングルの水平板の有するボルト孔のうち少なくともＨ形断面梁のフランジ側のボルト孔を、Ｈ形断面梁の軸方向の径を長径にしたスロットホールとし、当該スロットホールには、ボルト孔を一孔有する、ボルト毎に独立した形態の摩擦板を当接し、一つのスロットホールに挿入される一本の高力ボルトは、Ｈ形断面梁のフランジと、その両面にそれぞれ当接した一対のジョイントアングルの水平板と、各々のジョイントアングルの水平板に当接した摩擦板とを接合し、 高力ボルトの軸部がスロットホール内を移動する過程で生じる、Ｈ形断面梁のフランジの片面側に当接したジョイントアングルの水平板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面梁のフランジのもう片面側に当接したジョイントアングルの水平板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、Ｈ形断面梁のフランジの片面側とこれに当接したジョイントアングルの水平板との間に発生する摩擦力、およびＨ形断面梁のフランジのもう片面側とこれに当接したジョイントアングルの水平板との間に発生する摩擦力でもって、接合部に作用するエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする摩擦ダンパーを有する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
【００１２】
（５）  箱形断面柱とＨ形断面梁をスプリットティを介して高力ボルト接合する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造において、スプリットティの垂直ウエブの先端に、Ｈ形断面梁のフランジを、その先端が直角に突き当たるように配置し、スプリットティの垂直ウエブとＨ形断面梁のフランジに跨がって上下および左右で相対するように配置したジョイントアングルの垂直板をスプリットティの垂直ウエブに高力ボルト接合し、上下で相対するジョイントアングルの水平板間に、Ｈ形断面梁のフランジを高力ボルト接合したものであり、ジョイントアングルの垂直板の有するボルト孔のうち少なくともスプリットティの垂直ウエブ側のボルト孔を、Ｈ形断面梁の軸方向の径を長径にしたスロットホールとし、当該スロットホールには、ボルト孔を一孔有する、ボルト毎に独立した形態の摩擦板を当接し、一つのスロットホールに挿入される一本の高力ボルトは、スプリットティの垂直ウエブと、その両面にそれぞれ当接した一対のジョイントアングルの垂直板と、各々のジョイントアングルの垂直板に当接した摩擦板とを接合し、高力ボルトの軸部がスロットホール内を移動する過程で生じる、スプリットティの垂直ウエブの片面側に当接したジョイントアングルの垂直板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、スプリットティの垂直ウエブのもう片面側に当接したジョイントアングルの垂直板とこれに当接する摩擦板との間に発生する摩擦力、スプリットティの垂直ウエブの片面側とこれに当接したジョイントアングルの垂直板との間に発生する摩擦力、およびスプリットティの垂直ウエブのもう片面側とこれに当接したジョイントアングルの垂直板との間に発生する摩擦力でもって、接合部に作用するエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする摩擦ダンパーを有する箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば、箱型断面柱に取り付けたＨ形断面材またはスプリットティに、Ｈ形断面梁を突き合わせるように配置して、Ｈ形断面材またはスプリットティとＨ形断面梁に跨がって当接された添板やジョイントアングルを介してＨ形断面梁を高力ボルト摩擦接合する場合、あるいはＨ形断面材とＨ形断面材を添板または添板とジョイントアングルを介して高力ボルト摩擦接合する場合において、主に適用されるものであり、添板やジョイントアングルのボルト孔をスロットホールとするとともに、この添板やジョイントアングルの外側に摩擦板を当接して、Ｈ形断面材と添板やジョイントアングルと摩擦板を高力ボルトで締結することにより、Ｈ形断面材と添板やジョイントアングルと摩擦板間で滑り摩擦を発生させるようにした履歴減衰型の摩擦ダンパーを備えたものであり、中小規模の地震から大地震に至るまでの広範囲な荷重に対して摩擦力によるエネルギー吸収機能を有するＨ形断面材または箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト摩擦接合構造である。
【００１４】
本発明でいう、ジョイントアングルは、垂直板と水平板からなり断面が山形のものであり、基本形としては以下の４種がある。
（１）一方の部材に当接される側では垂直板にボルト孔を有し、他方の部材に当接される側では水平板にボルト孔を有するもの。
（２）一方の部材に当接される側も、他方の部材に当接される側も水平板にボルト孔を有するもの。
（３）一方の部材に当接される側も、他方の部材に当接される側も水平板と垂直板にボルト孔を有するもの。
（４）一方の部材に当接される側も、他方の部材に当接される側も水平板にボルト孔を有し、いずれか一方の側の垂直板にのみボルト孔を有するもの。
【００１５】
本発明の高力ボルト摩擦接合構造においては、履歴減衰型の摩擦ダンパーを備えているので、荷重変形曲線がループを描くことを利用して振動を減衰させ、柱・梁などの主材に対する応力と変形を小さくさせることができ、結果として相対的な接合部構造の耐力を向上させることができる。
例えば、添板を用いた場合については、添板のボルト孔をスロットホール（ここでは、Ｈ形断面材の軸方向の径を長径にした長孔を意味する。以下「スロットホール」という。）にして、Ｈ形断面材に荷重が作用して添板と摩擦板間と添板とＨ形断面材間に発生した最大摩擦力に克って滑りを生じた場合に、高力ボルトの軸部がスロットホール内を一定の距離移動する過程で、特に摩擦板付加による滑り摩擦で、最大摩擦力に近い応力を安定して接合部で伝達させることができる。
【００１６】
この種の高力ボルト摩擦接合においては、各ボルト孔に高力ボルトを円滑に挿入できるように、ボルト孔を真円とし、その孔径を高力ボルトの軸径より２〜３mm程度大きく設定しているが、本発明では、添板の外側に摩擦板を当接して高力ボルトで締結することを前提として、摩擦板のボルト孔、Ｈ形断面材のボルト孔はボルト挿入が可能なレベルで従来の孔径によりも極力小さくして、添板の摩擦板を当接する領域のボルト孔をスロットホールにするものである。このスロットホールは、添板やジョイントアングルのボルト孔に適用するが、全部のボルト孔をスロットホールにすることは必要条件ではなく、例えば一方のＨ形断面材側のみをスロットホールにしてもよい。構造性能の明確化、加工コスト、施工性などを考慮した場合には、一方のＨ形断面材側のボルト孔のみをスロットホールにすることが有利であることが多い。
【００１７】
このスロットホールになるボルト孔の長径は、高力ボルトの径に対して１．５〜２．５倍程度に設定することが望ましい。長径が高力ボルト軸径の１．５未満では、滑り摩擦による減衰効果が十分ではない。また、滑り摩擦による減衰効果には限界があり、長径が高力ボルト軸径の２．５倍超にしても、接合部構造全体としての耐力向上につながらないことから、断面減少や加工のコストアップのことを考えれば、高力ボルト軸径の２．５倍超にすることは得策ではない。ただし、この条件は、各部材の強度、各摩擦面での摩擦力、荷重、減衰の目標値等を考慮して設定することができる。
【００１８】
添板やジョイントアングルの外側に当接する摩擦板は、添板やジョイントアングルの各スロットホールに挿通した各高力ボルト単位で独立させて摩擦増設座金（通常の座金より摩擦面を大きくした摩擦板機能を兼備した座金、以下「摩擦増設座金」という。）として配置することが、材料コストを節減し滑り摩擦を効率的に確保する観点でより有効である。この摩擦板の形状は、正方形または円形が主体である。ボルト孔はボルトが挿入できる範囲内で極力小さい径に設定することが好ましい。
複数の高力ボルトに対して摩擦板を一枚で共用することは、ボルト挿入の面から、施工的に非常に難しく、コスト増となることから不利である。
本発明で使用する高力ボルトとしては、ナット螺合側の先端にトルクコントロール機構を備えたトルシア形高力ボルトや高力六角ボルトなどの周知の高力ボルトを用いることができる。なお、各接合面での滑り現象を制御するために、接合面に０．６以上のすべり係数が得られる高摩擦処理を施すことも有効である。
【００１９】
【実施例】
［実施例１］
以下に、本発明の実施例１を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。
この実施例１は、箱形断面柱１とＨ形断面梁４を用いた両方向ラーメン構造において、接合構造として図９に示したような通しダイアフラム形式の接合構造を採用し、箱形断面柱１に取り付けられたダイアフラム２に溶接されたＨ形断面を有する梁取付部３の上下フランジ３ａ、３ｂと、Ｈ形断面梁の上下フランジ４ａ、４ｂを、それぞれ外側の添板５１と内側の添板５２、５３を介して高力ボルト接合し、梁取付部３のウエブ３ｕとＨ形断面梁４のウエブ４ｕを、左右一対の添板６１と６２を介して高力ボルト７で接合する箱形断面柱１とＨ形断面梁４の高力ボルト摩擦接合構造として適用したものである。
箱形断面柱１とＨ形断面梁４の高力ボルト摩擦接合構造においては、箱形断面柱１の１〜４側面に１〜複数段のＨ形断面梁４を取り付けるものであるが、ここでは、箱形断面柱１の一側面に１本（１段）のＨ形断面梁４を高力ボルト摩擦接合する場合で代表説明する。
【００２０】
図１〜図３において、１は箱形断面材による箱形断面柱、２は箱形断面柱に溶接によって取り付けられた通しダイアフラム、３は通しダイアフラム２に突き当たるように溶接されたＨ形断面を有する梁取付部であり、ボルト孔を有する上下フランジ３ａ、３ｂとウエブ３ｕを有するものである。
Ｈ形断面梁４は、ボルト孔を有する上下フランジ４ａ、４ｂとウエブ４ｕを有するものであり、先端面を梁取付部３の先端面に隙間ａを開けて突き合わせるように配置され、梁取付部３の上下フランジ３ａ、３ｂの外側とＨ形断面梁４の上下フランジ４ａ、４ｂの外側に跨がって添板５１が当接され、梁取付部３の上下フランジ３ａ、３ｂの内側とＨ形断面梁４の上下フランジ４ａ、４ｂの内側に跨がって、添板５１に相対するように添板５２、５３が当接されている。また、取付部３のウエブ３ｕの両側とＨ形断面梁４のウエブ４ｕの両側に跨がって添板６１、６２が当接されている。
【００２１】
外側に当接の添板５１は、図４（ａ）に示すように平板であり、梁取付部３側で高力ボルト７を挿通するボルト孔は通常のボルト孔５ｈであるが、Ｈ形断面梁４側で高力ボルト７を挿通するボルト孔は、スロットホール５ｚになっており、このスロットホール５ｚを有する外側の添板５１の外側には、スロットホール５ｚ単位で摩擦板となる摩擦増設座金１２が当接されている。
また、内側に当接の添板５２、５３は、図４（ｂ）に示すように平板であり、梁取付部３側で高力ボルト７を挿通するボルト孔は通常のボルト孔５ｈであるが、Ｈ形断面梁４側で高力ボルト７を挿通するボルト孔は、スロットホール５ｚになっており、このスロットホール５ｚを有する内側の添板５２、５３の外側には、スロットホール５ｚ単位で摩擦板となる摩擦増設座金１２が当接されている。
また、梁取付部３のウエブ３ｕ、Ｈ形断面梁４のウエブ４ｕの両側に跨がって当接の添板６１、６２は、図４（ｃ）に示すように平板であり、梁取付部３側で高力ボルト７を挿通するボルト孔は通常のボルト孔６ｈであるが、Ｈ形断面梁４側で高力ボルト７を挿通するボルト孔は、梁の長さ方向が長径のスロットホール６ｚになっており、このスロットホール６ｚを有する添板６１、６２の外側には、スロットホール６ｚ単位で、摩擦板となる摩擦増設座金１２が当接されている。
上記の摩擦増設座金１２は、図４（ｄ）に示すように円板であり、中心部にボルト孔１２ｈを有するものである。
【００２２】
梁取付部３側では、上下フランジ３ａ、３ｂとその内側に当接した添板５２、５３と外側に当接した添板５１が各２本の高力ボルト７によって接合されており、Ｈ形断面梁４側では、上下フランジ４ａ、４ｂとその内側に当接したスロットホール５ｚを有する添板５２、５３と外側に当接した添板５１と摩擦増設座金１２が高力ボルト７により接合されている。
梁取付部３側では、ウエブ３ｕとその両側に当接した添板６１、６２が３本の高力ボルト７によって接合されており、Ｈ形断面梁４側では、ウエブ４ｕとその両側に当接したスロットホール６ｚを有する添板６１、６２と、その外側に当接した摩擦増設座金１２が３本の高力ボルト７によって接合されている。
【００２３】
この実施例１の箱形断面柱１とＨ形断面梁４の高力ボルト摩擦接合構造においては、添板５１、５２、５３、添板６１、６２のＨ形断面梁側のボルト孔をスロットホール５ｚ、６ｚにして、Ｈ形断面梁に荷重が作用して、各添板と摩擦増設座金１２と各添板とＨ形断面梁４の上下フランジ４ａ、４ｂおよびウエブ４ｕ間に発生した最大摩擦力に克って滑りを生じた場合に、高力ボルト７の軸部が各添板のスロットホール５ｚ、６ｚ内を一定の距離移動する過程で、特に摩擦増設座金１２の付加による滑り摩擦で、最大摩擦力に近い応力を安定して接合部で伝達させることができる。結果として、接合部全体、特に箱形断面柱１、Ｈ形断面梁４などの主材の耐力を向上させることができる。
【００２４】
［実施例２］
以下に、本発明の実施例２を図５〜図６に基づいて詳細に説明する。
この実施例２は、箱形断面柱１とＨ形断面梁４をスプリットティ８ａ、８ｂを介して高力ボルト接合する接合構造を採用し、箱形断面柱１に取り付けられたスプリットティ８ａ、８ｂの水平ウエブ８ｐに、Ｈ形断面柱４の上下フランジ４ａ、４ｂを隙間ａを開けて突き合わせるように配置し、両者のフランジに跨がって外側に当接の左右の添板５１ａ、５１ｂと、両者のフランジの左右の内側に跨がって、添板５１ａ、５１ｂと相対するように水平板ｆｂを当接の左右一対のジョイントアングル１３ａと１３ｂ、１３ｃと１３ｄを介して高力ボルト７で接合する、箱形断面柱１とＨ形断面梁４の高力ボルト摩擦接合構造として適用したものである。
箱形断面柱１とＨ形断面梁４の高力ボルト摩擦接合構造においては、箱形断面柱１の１〜４側面に１〜複数段のＨ形断面梁４を取り付けるものであるが、ここでは、箱形断面柱１の一側面に１本（１段）のＨ形断面梁４を高力ボルト摩擦接合する場合で代表説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）において、１は箱形断面材による箱形断面柱で、その側面に上下一対のスプリットティ８ａ、８ｂが高力ボルト９により接合されている。ジョイントアングル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの垂直板ｆａは非接合部になっている。
【００２５】
左右の外側に当接の添板５１ａ、５１ｂは、図６（ａ）に示すように平板であり、スプリットティ８ａ、８ｂの水平ウエブ８ｐ側で高力ボルト７を挿通するボルト孔は通常のボルト孔５ｈであるが、Ｈ形断面梁４の上下フランジ４ａ、４ｂ側で高力ボルト７を挿通するボルト孔はスロットホール５ｚになっており、その外側には、スロットホール５ｚ単位で摩擦増設座金１２が当接されている。
また、ジョイントアングル１３ａ〜１３ｄは、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、垂直板ｆａと水平板ｆｂからなり断面が山形のものであり、スプリットティ８ａ、８ｂ側で高力ボルト７を挿通する水平板ｆｂのボルト孔は通常のボルト孔１３ｈであるが、Ｈ形断面梁４の上下フランジ４ａ、４ｂ側で高力ボルト７を挿通するボルト孔は、スロットホール１３ｚになっており、その外側には、スロットホール５ｚ単位で摩擦増設座金１２が当接されている。
【００２６】
スプリットティ８ａ、８ｂの水平ウエブ８ｐ側では、その外側に当接した添板５１ａ、５１ｂと、内側に当接したジョイントアングル１３ａと１３ｂ、１３ｃと１３ｄの水平板ｆｂが各２本の高力ボルト７によって接合されており、Ｈ形断面梁４側の上下フランジ４ａ、４ｂ側では、その外側に当接したスロットホール５ｚを有する外側の添板５１ａ、５１ｂと、その外側に当接した摩擦増設座金１２が各２本の高力ボルト７により接合されている。
上記の摩擦増設座金１２は、図６（ｄ）に示すように、円板であり、中心部に通常のボルト孔１２ｈを有するものである。
【００２７】
この実施例２の箱形断面柱１とＨ形断面梁４の高力ボルト摩擦接合構造においては、
（１）外側の添板５１ａ、５１ｂと左右一対のジョイントアングル１３ａと１３ｂ、１３ｃと１３ｄのＨ形断面梁４側のボルト孔をスロットホール５ｚ、１３ｚにして、Ｈ形断面梁４に荷重が作用して、各添板と摩擦増設座金１２とＨ形断面梁４の上下フランジ４ａ、４ｂ間に発生した摩擦力に克って滑りを生じた場合に、高力ボルト７の軸部７ｓが各添板のスロットホール５ｚ、１３ｚ内を一定の距離移動する過程で、特に摩擦増設座金１２の付加による滑り摩擦で、最大摩擦力に近い応力を安定して接合部で伝達させることができる。結果として、接合部全体、特に箱形断面柱１、Ｈ形断面梁４などの主材の耐力を向上させることができる。
【００２８】
（２）箱形断面柱１に高力ボルト接合した一対のスプリットティ８ａ、８ｂの水平ウエブ８ｐにＨ形断面梁４を突き合わせるように配置して、外側に当接の添板５１ａ、５１ｂと内側に当接のジョイントアングル１３ａ、１３ｂと１３ｃ、１３ｄの水平板ｆｂで挟持した状態で、スプリットティ８ａ、８ｂ側とＨ形断面梁４側で高力ボルト接合するので、例えば、工場で箱形断面柱１に上下スプリットティ８ａ、８ｂの高力ボルト接合を完了させて建て方現場に搬送し、箱形断面柱１の建て方の際に、Ｈ形断面梁４をジョイントアングル１３ａ、１３ｂと１３ｃ、１３ｄを介して高力ボルト接合する際に、ジョイントアングルの位置調整が容易にできることから、Ｈ形断面梁の位置調整作業を安定的に行うことができ施工性を改善することができる。
【００２９】
［実施例３］
以下に本発明の実施例３について、図７〜図８に基づいて説明する。
この実施例３は、箱形断面柱１とＨ形断面梁４を垂直ウエブ１４ｕを有するスプリットティ１４ａ、１４ｂを介して高力ボルト接合する接合構造を採用し、箱形断面柱１に取り付けられたスプリットティ１４ａ、１４ｂの垂直ウエブ１４ｕと、Ｈ形断面梁４の上下フランジ４ａ、４ｂを直交させて突き合わせるように配置し、スプリットティ１４ａ、１４ｂの垂直ウエブ１４ｕとＨ形断面梁４の上下フランジ４ａ、４ｂに跨がって当接されたジョイントアングル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｉを介して高力ボルト７により接合する箱形断面柱１とＨ形断面梁４の高力ボルト摩擦接合構造として適用したものである。
Ｈ形断面梁４は、通常の場合、箱形断面柱１の１〜４側面に取り付けられることが多いが、ここでは、箱形断面柱の１側面に１本のＨ形断面梁４を取り付けの場合について代表説明する。
【００３０】
図７（ａ）〜（ｃ）おいて、１は箱形断面柱で、その側面に上下一対のスプリットティ１４ａと１４ｂが所定の間隔をおいて高力ボルト９により接合されている。
ジョイントアングル１３ａ〜１３ｄは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、垂直板ｆａと水平板ｆｂからなり断面が山形のものであり、上側スプリットティ１４ａ側で高力ボルト７を挿通する垂直板ｆａのボルト孔は通常のボルト孔１３ｈであるが、Ｈ形断面梁４側で高力ボルト７を挿通する水平板ｆｂのボルト孔は、スロットホール１３ｚになっており、このスロットホール１３ｚを有する上部側の左右一対のジョイントアングル１３ａと１３ｂおよび下部側の左右一対のジョイントアングル１３ｃと１３ｄの水平板ｆｂの外側には、スロットホール１３ｚ単位で摩擦増設座金１２が当接されている。
【００３１】
上側のスプリットティ１４ａの垂直ウエブ１４ｕには、上部側の左右一対のジョイントアングル１３ａと１３ｂの垂直板ｆａと、下部側の左右一対のジョイントアングル１３ｃと１３ｄの垂直板ｆａが各１本の高力ボルト７により接合されている。また、Ｈ形断面梁４側の上フランジ４ａ側には、上部側の左右一対のジョイントアングル１３ａと１３ｂの水平板ｆｂと、下部側の左右一対のジョイントアングル１３ｃと１３ｄの水平板ｆｂと摩擦増設座金１２が各１本の高力ボルト７により接合されている。
【００３２】
ジョイントアングル１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｉは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、垂直板ｆａと水平板ｆｂからなり断面が山形のものであり、下側スプリットティ１４ｂ側で高力ボルト７を挿通する垂直板ｆａのボルト孔は通常のボルト孔１３ｈであるが、Ｈ形断面梁４の下フランジ４ｂ側で高力ボルト７を挿通する水平板ｆｂのボルト孔は、スロットホール１３ｚになっており、このスロットホール１３ｚを有する上部側の左右一対のジョイントアングル１３ｅと１３ｆおよび下部側の左右一対のジョイントアングル１３ｇと１３ｉの水平板ｆｂの外側には、スロットホール１３ｚ単位で摩擦増設座金１２が当接されている。
【００３３】
下側のスプリットティ１４ｂの垂直ウエブ１４ｕには、上部側の左右一対のジョイントアングル１３ｅと１３ｆ、１３ｇと１３ｉの垂直板ｆａが各１本の高力ボルト７により接合されている。また、Ｈ形断面梁４の下フランジ４ｂ側には、上部側の左右一対のジョイントアングル１３ｅと１３ｆ、下部側の左右一対のジョイントアングル１３ｇと１３ｉの水平板ｆｂと摩擦増設座金１２が各１本の高力ボルト７により接合されている。
上記の摩擦増設座金１２は、図８（ｄ）に示すように、円板であり、中心部に通常のボルト孔１２ｈを有するものである。
【００３４】
この実施例３の箱形断面柱１とＨ形断面梁４の高力ボルト摩擦接合構造においては、実施例２と概ね同様の効果が得られる。
なお、本発明は、上記の実施例の内容に限定されるものではない。例えば、上記の実施例は、柱が角形の箱形断面柱で、梁がＨ形断面梁の場合に適用したものであるが、柱が円形の断面の柱やＨ形断面柱の場合にも本発明の適用が可能であり、梁は、通常、柱の１側面のみではなく、２〜４側面で上下１〜複数段取り付けるものである。また、Ｈ形断面材どうし、厚鋼材どうしを突き合わせて高力ボルト接合する場合にも同様に適用が可能である。
スプリットティの形状、サイズ、配置、固定などの設定条件、ジョイントアングル、添板、摩擦増強座金の形状サイズ、配置、通常のボルト孔、スロットホールの形成領域、孔形状、孔径、配置などの設計条件、高力ボルトおよびナット・座金の設定条件、接合面に対する高摩擦処理、施工手順などについては、接合対象物、接合部位、材料強度、設計強度などに応じて、上記請求項を満足する範囲内で変更のあるものである。
【００３５】
【発明の効果】
本発明では、例えば箱形断面柱に取り付けたスプリットティのウエブにＨ形断面梁のフランジを突き合わせるように配置して、添板、ジョイントアングルを介してＨ形断面梁４を高力ボルト接合する場合において、例えばＨ形断面梁側のボルト孔をスロットホールにして、Ｈ形断面梁４に荷重が作用して、各添板と摩擦増設座金とＨ形断面梁のフランジ間に発生した摩擦力に克って滑りを生じた場合に、高力ボルトの軸部が各添板のスロットホール内を一定の距離移動する過程で、特に摩擦増設座金の付加による滑り摩擦で、最大摩擦力に近い応力を安定して接合部で伝達させることができる。結果として、地震時等における箱形断面柱、Ｈ形断面梁などの主材の損傷を防止でき、構造物全体の安全性を向上させることができる。
また、例えば、箱形断面柱に取り付けたスプリットティとＨ形断面梁を突き合わせるように配置して、ジョイントアングル、添板を介して高力ボルト接合する場合では、箱形断面柱にＨ形断面梁を取り付ける際、ジョイントアングルと添板の位置調整が容易にでき、Ｈ形断面梁の位置調整作業時の制約が緩和され施工性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す一部断面正面説明図。
【図２】図１の一部断面側面説明図。
【図３】図１の平面説明図。
【図４】（ａ）図は、図１のフランジ外側の添板の立体説明図、（ｂ）図は、フランジ内側の添板の立体説明図、（ｃ）図は、ウエブ側の添板の立体説明図、（ｄ）図は、摩擦増設座金の立体説明図。
【図５】（ａ）図は、本発明の実施例２における箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す一部断面正面説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の側面説明図、（ｃ）図は、（ａ）図の平面説明図。
【図６】（ａ）図は、図５のフランジ外側の添板の立体説明図、（ｂ）、（ｃ）図は、フランジ内側のジョイントアングルの立体説明図、（ｄ）図は、摩擦増設座金の立体説明図。
【図７】（ａ）図は、本発明の実施例３における箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す一部断面正面説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の側面説明図、（ｃ）図は、（ａ）図の平面説明図。
【図８】（ａ）図および（ｂ）図は、図７（ａ）〜（ｃ）図のジョイントアングルの立体説明図、（ｃ）図は、図７（ａ）〜（ｃ）図の摩擦増設座金の立体説明図。
【図９】（ａ）図は、従来から知られている箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す立体説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の側面説明図、（ｃ）図は、（ｂ）図の側面説明図。
【図１０】（ａ）図は、従来から知られている他の箱形断面柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す立体説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の側面説明図、（ｃ）図は、（ｂ）図の側面説明図。
【符号の説明】
１    箱形断面柱                  ２    ダイアフラム
２ａ  上フランジ側ダイアフラム    ２ｂ  下フランジ側ダイアフラム
２ｃ  コラムコア                  ３    梁取付部
３ａ  上フランジ                  ３ｂ  下フランジ
４    Ｈ形断面梁                  ４ａ  上フランジ
４ｂ  下フランジ                  ４ｕ  ウエブ
５ａ  外側の添板                  ５ｂ、５ｃ  内側の添板
５１  外側の添板                ５１ａ、５１ｂ  外側の添板
５２、５３  内側の添板            ５ｈ  ボルト孔
５ｚ  スロットホール              ６ａ、６ｄ  ウエブ側の添板
６１、６２  ウエブ側の添板        ６ｈ  ボルト孔
６ｚ  スロットホール（ボルト孔）  ７    高力ボルト
８ａ  上側スプリットティ          ８ｂ  下側スプリットティ
８ｆ  フランジ                    ８ｐ、８ｕ  水平ウエブ
９    高力ボルト                １０    高力ボルト
１１    欠番                      １２    摩擦増設座金
１２ｈ  ボルト孔
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  ジョイントアングル
１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｉ  ジョイントアングル
１３ｈ  ボルト孔                  １３ｚ  スロットホール
ｆａ  垂直板（ジョイントアングル）
ｆｂ  水平板（ジョイントアングル）
１４ａ  上側スプリットティ        １４ｂ  下側スプリットティ
１４ｆ  フランジ                  １４ｕ  垂直ウエブ
【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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