(57)【要約】【課題】  補強材の柱状構造部材および他の構造部材と止端部の応力集中を大幅に緩和し、また補強材を溶接した場合には溶接残留応力を大幅に緩和し、その結果として耐力や疲労性能を従来より大幅に向上することができる柱状構造部材と他の構造部材との接合構造体を提供することを目的とする。【解決手段】  柱状構造部材を他の構造部材に接合した接合構造体において、接合される柱状構造部材と他の補強構造部材には、該構造部材の接合を補強するための板状の補強材が溶接されており、該補強材は該構造部材の表面に沿った形状がＵ字状またはＶ字状の屈曲部を有し、且つ、リング状の開口部を有することを特徴とする。【選択図】図１
2005054565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状構造部材を他の構造部材に接合した構造において、接合される柱状構造部材と他の構造部材には、該構造部材の接合を補強するための板状の補強材が溶接されており、該補強材は該構造部材の表面に沿った形状が二つ以上のＵ字状またはＶ字状の屈曲部を有し、且つ、リング状の開口部を有することを特徴とする接合構造体。
【請求項２】
柱状構造部材に他の構造部材が接合され、該両方の構造部材の表面に沿って補強材が接合された接合構造体であって、該補強材は、該表面に沿った断面形状がリング状で、且つ該両方の構造部材の接合部から遠い側にそれぞれ、Ｕ字状またはＶ字状である屈曲部を有し、少なくとも該屈曲部は該両方の構造部材に溶接により接合され、更に該両方の構造部材と接していない側にリング状の開口部を有することを特徴とする接合構造体。
【請求項３】
柱状構造部材に、複数の他の柱状の構造部材が隣接して接合され、そのうち、二つの隣り合う他の柱状の構造部材と該柱状構造部材の表面に沿って補強材が接合された接合構造体であって、該補強材は、該表面に沿った断面形状がリング状で、且つ該二つの隣り合う他の柱状の構造部材と該柱状構造部材との接合部から遠い側にそれぞれ、Ｕ字状またはＶ字状である屈曲部を有し、少なくとも該屈曲部は該二つの隣り合う他の柱状の構造部材に溶接により接合され、更に該隣接する二つの隣り合う他の柱状の構造部材と接していない側にリング状の開口部を有することを特徴とする接合構造体。
【請求項４】
前記リング状の開口部の長径が、前記補強材における前記柱状構造部材側の屈曲部頂点と、前記補強材における前記他の構造部材側の屈曲部頂点とを結んだ直線距離の0.5倍以上１倍未満であることを特徴とする請求項１又は２記載の接合構造体。
【請求項５】
前記リング状の開口部の長径が、前記補強材における前記二つの隣り合う他の柱状の構造部材側の屈曲部頂点同士を結んだ直線距離の0.5倍以上１倍未満であることを特徴とする請求項３記載の接合構造体。
【請求項６】
前記他の構造部材が板状部材であることを特徴とする請求項１、２、４のいずれか１項に記載の接合構造体。
【請求項７】
前記他の構造部材が前記柱状構造部材と交差する柱状部材であることを特徴とする請求項１、２、４のいずれか１項に記載の接合構造体。
【請求項８】
前記補強材は、その幅が前記柱状構造部材の幅の０．７〜０．９５倍で、該柱状構造部材に対して１対の相対する位置のみに配置されることを特徴とする請求項１、２、４、６、７のいずれか１項に記載の接合構造体。
【請求項９】
前記補強材は、その幅が前記柱状構造部材と交差する柱状部材の幅の０．７〜０．９５倍で、該柱状構造部材に対して１対の相対する位置のみに配置されることを特徴とする請求項７記載の接合構造体。
【請求項１０】
前記リング状の開口部に蓋を設置することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の接合構造体。
【請求項１１】
前記補強材が、二つ以上の板状部材を成形加工し、溶接して組み立てた部材であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の接合構造体。
【請求項１２】
前記補強材が、筒状部材を成形加工して製作された部材であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の接合構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱状構造部材と他の構造部材との接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼製の柱状構造部材と他の構造部材（例えば板状構造部材或いは柱状構造部材と交差する柱状構造部材）との間に板状補強材或いはＵ字状またはＶ字状の補強材を溶接した接合構造体が考案されている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
【０００３】
図９に示される従来の鋼製の柱状構造部材10と他の構造部材11との間に板状の補強材12を溶接して接合する接合構造体においては、柱状構造部材10に他の構造部材11に対する曲げモーメントが作用した時、板状の補強材12の止端部14に近い柱状構造部材10に大きい応力集中が生じ、構造性能が低下するという問題があった。更に、板状の補強材12を柱状構造部材10に溶接した場合には、板状の補強材12の上端の回し溶接部が、溶接残留応力と溶接止端部14の熱影響部材質劣化との重複により構造欠陥になりやすく、耐力や疲労性能が低下するという問題があった。
【０００４】
また、図１０に示される従来の鋼製の柱状構造部材10と他の構造部材11との間にＵ字形またはＶ字形の補強材13を溶接した接合構造体においては、柱状構造部材10と補強材13の接合部は、柱状構造部材10の表面に沿って形状がＵ字形またはＶ字形とされている。そのため、柱状構造部材10に大きい曲げモーメントや軸力が作用したとき、柱状構造部材10に溶接された補強部材13のＵ字形またはＶ字形の止端部15に近い柱状構造部材10に作用する大きな応力集中が大幅に緩和される。Ｕ字形またはＶ字形の補強材13を柱状構造部材10に溶接した場合、止端部15への応力集中の緩和に加えて、溶接残留応力を大幅に緩和することができるが、Ｕ字形またはＶ字形の補強材13の開放端部16での他の構造部材11との接合部では、柱状構造部材10に曲げモーメントが作用した時、Ｕ字形またはＶ字形の補強材13の開放端部16の止端部付近の他の構造部材11に大きい応力集中が生じ、構造性能が低下するという問題があった。更に、Ｕ字形またはＶ字形の補強材13の開放端部16を他の構造部材11に溶接した場合には、Ｕ字形またはＶ字形の補強材13の開放端の回し溶接部が、溶接残留応力と溶接止端部の熱影響部材質劣化との重複により構造欠陥になりやすく、耐力や疲労性能が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開2001−132102号公報
【特許文献２】特開2003−1476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、上記した従来の問題点を解決し、補強材による柱状構造部材および他の構造部材の止端部の応力集中を大幅に緩和し、また補強材を溶接した場合には溶接引張残留応力を大幅に緩和し、その結果として耐力や疲労性能を従来より大幅に向上することができる柱状構造部材と他の構造部材との接合構造体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】
【０００６】
本第１発明は、前記課題を解決するために、柱状構造部材を他の構造部材に接合した接合構造体において、接合される柱状構造部材と他の構造部材には、該構造部材の接合を補強するための板状の補強材が溶接されており、該補強材は該構造部材の表面に沿った形状が二つ以上のＵ字状またはＶ字状の屈曲部を有し、且つ、リング状の開口部を有することを特徴とする。
【０００７】
本第２発明は、柱状構造部材に他の構造部材が接合され、該両方の構造部材の表面に沿って補強材が接合された接合構造体であって、該補強材は、該表面に沿った断面形状がリング状で、且つ該両方の構造部材の接合部から遠い側にそれぞれ、Ｕ字状またはＶ字状である屈曲部を有し、少なくとも該屈曲部は該両方の構造部材に溶接により接合され、更に該両方の構造部材と接していない側にリング状の開口部を有することを特徴とする。
【０００８】
本第３発明は、柱状構造部材に、複数の他の柱状の構造部材が隣接して接合され、そのうち、二つの隣り合う他の柱状の構造部材と該柱状構造部材の表面に沿って補強材が接合された接合構造体であって、該補強材は、該表面に沿った断面形状がリング状で、且つ該二つの隣り合う他の柱状の構造部材と該柱状構造部材との接合部から遠い側にそれぞれ、Ｕ字状またはＶ字状である屈曲部を有し、少なくとも該屈曲部は該二つの隣り合う他の柱状の構造部材に溶接により接合され、更に該隣接する二つの隣り合う他の柱状の構造部材と接していない側にリング状の開口部を有することを特徴とする。
【０００９】
本第４発明は、本第１又は第２発明の接合構造体において、前記リング状の開口部の長径が、前記補強材における前記柱状構造部材側の屈曲部頂点と、前記補強材における前記他の構造部材側の屈曲部頂点とを結んだ直線距離の0.5倍以上１倍未満であることを特徴とする。
【００１０】
本第５発明は、本第３発明の接合構造体において、前記リング状の開口部の長径が、前記補強材における前記二つの隣り合う他の柱状の構造部材側の屈曲部頂点同士を結んだ直線距離の0.5倍以上１倍未満であることを特徴とする。
【００１１】
本第６発明は、本第１、２、４の発明のいずれか１つの接合構造体において、前記他の構造部材が板状部材であることを特徴とする。
【００１２】
本第７発明は、本第１、２、４の発明のいずれか１つの接合構造体において、前記他の構造部材が前記柱状構造部材と交差する柱状部材であることを特徴とする。
【００１３】
本第８発明は、本第１、２、４、６、７の発明のいずれか１つの接合構造体において、前記補強材は、その幅が前記柱状構造部材の幅の０．７〜０．９５倍で、該柱状構造部材に対して１対の相対する位置のみに配置されることを特徴とする。
【００１４】
本第９発明は、本第７発明の接合構造体において、前記補強材は、その幅が前記柱状構造部材と交差する柱状部材の幅の０．７〜０．９５倍で、該柱状構造部材に対して１対の相対する位置のみに配置されることを特徴とする。
【００１５】
本第１０発明は、本第１〜９の発明のいずれか１つの接合構造体において、前記リング状の開口部に蓋を設置することを特徴とする。
【００１６】
本第１１発明は、本第１〜１０の発明のいずれか１つの接合構造体において、前記補強材が、二つ以上の板状部材を成形加工し、溶接して組み立てた部材であることを特徴とする。
【００１７】
本第１２発明は、本第１〜１０の発明のいずれか１つの接合構造体において、前記補強材が、筒状部材を成形加工して製作された部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の接合構造体は、リング状の開口部を有する補強材と柱状構造部材および他の構造部材との端部接合部において、補強材が従来の三角リブであった場合に、柱状構造部材に曲げモーメントや軸力が発生したときに生じる、柱状構造部材及び他の構造部材の最大引張応力又は最大圧縮応力の方向（柱状構造部材側においては軸方向、他の構造部材側においては補強材との接合部の外周線の中心軸方向（屈曲部を挟んで両側の外周線に略平行な方向））から離れる方向に、本発明で使用するリブは、Ｕ字形またはＶ字形に屈曲しているため、補強材の端部接合部を低剛性構造とすることができる。その結果、補強材と柱状構造部材および他の構造部材との端部接合部における応力集中が大幅に緩和されるとともに、溶接部の溶接残留応力も大幅に緩和され、接合構造体としての耐力や疲労性能が大幅に向上する。
【００１９】
補強材の幅を柱状構造部材の幅に近く、柱状構造部材に対して１対の相対する位置のみに配置することにより、ベースプレート等の板状構造部材の片方の幅にスペース上から制約があり、90度ピッチで補強材を４つ配置することは幾何学上無理な場合でも、本発明の補強材で大きな断面二次モーメント及び断面係数を確保できるばかりでなく、耐疲労性能も圧倒的に向上させることが可能となり、材料費の低減、施工コストの低減を図ることができる。
【００２０】
補強材のリング状の開口部に蓋部材を設置することにより、開口部内への雨水、塵埃の侵入を防止し、補強材、構造部材の腐食を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態を図により説明する。図１は、本発明の一実施形態である柱状構造部材と他の構造部材として板状構造部材との間に90度間隔で４つの補強材を設置した接合構造体を示す斜視図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）は、柱状構造部材と板状構造部材との間に180度間隔で２つの補強材を配置した接合構造体を示す平面図であり、図３（ａ）、図３（ｂ）は、柱状構造部材とそれに交差する他の柱状構造部材との間に補強材を配置した接合構造体を示す斜視図であり、図４、図５は、柱状構造部材に複数の他の柱状構造部材が隣接して接合され、そのうち、二つの隣り合う他の柱状の構造部材と柱状構造部材との間に補強材を配置した接合構造体を示す斜視図である。
【００２２】
図６は、図１における補強材のリング状の開口部の一部を閉塞した状態の接合構造体を示す斜視図である。図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）は、成形加工された二つ以上の板状部材を溶接し、補強材を製作する方法の例を示した斜視図である。図８は、成形加工された筒状部材からなる補強材を製作する方法を示した斜視図である。
【００２３】
図１に示される接合構造体の実施形態において、１は柱状構造部材であり、２は他の構造部材として柱状構造部材１の下端に溶接されている板状構造部材であり、３は柱状構造部材１と板状構造部材２との間に90度間隔に溶接される補強材である。補強材３は、柱状構造部材１と板状構造部材２の両方の構造部材の表面に沿って接合され、その表面に沿った断面形状が閉じられた空間を持つ略リング状となっている。柱状構造部材１側に溶接された補強材３は、柱状構造部材１と板状構造部材２との接合部17から遠い側の端部、すなわち上端部４において、柱状構造部材１の表面に沿った補強材３の断面形状が、Ｕ字状又はＶ字状に屈曲して屈曲部を形成している。また、板状構造部材２側に溶接された補強材３は、柱状構造部材１と板状構造部材２との接合部17から遠い側の端部、すなわち下端部５において、板状構造部材２の表面に沿った断面形状が、Ｕ字状又はＶ字状に屈曲して屈曲部を形成している。少なくともこれらの屈曲部の基端部はそれぞれ両方の構造部材１，２に溶接により接合される。
【００２４】
これら上下端部４、５にそれぞれ有する屈曲部により、補強材３には、柱状構造部材１、板状構造部材２と接しない側に、補強材３の板厚trを含まない空間であるリング状の開口部６ａが形成される。すなわち、リング状の開口部６ａは、図１において補強材３の柱状構造部材１及び板状構造部材２の両構造部材と接しない側の端部によって囲まれて補強材３の内縁によって形成されるリング状の空間である。ここで、リング状の開口部６ａが存在することによる上下端部４，５での応力集中緩和効果について説明する。仮に開口部がリブ板と同等の板厚をもつ部材で塞がれていた場合、上下端部４，５を結ぶ最短距離に近い位置に剛性の高い部材が存在することとなり、柱状構造部材１に作用する曲げモーメントが他の構造部材（ここでは板状構造部材）２に伝達される過程で多くの断面力（断面応力）がその塞がれた部材に流れる。結果として上下端部４，５では、開口部が存在する場合と比べた応力集中が高くなる。しかし、上記開口部６ａが設けられた場合には、断面力は開口部周辺のリブ（補強材３の両側板）に分散されて流れ、結果として上下端部４，５に応力が集中せず、該当箇所の応力は緩和される。更に、開口部６ａの存在により上下端部４，５を結ぶラインの補強材剛性が弱まり、結果として溶接材料の溶接熱収縮による上下端部４，５付近の溶接止端部引張残留応力が小さくなる。以上の二つの事象により、開口部が無い場合と比較して、開口部６ａの存在は接合構造体としての耐力や疲労性能により優れた構造を提供することを可能としている。その際、リング状の開口部６ａの長径は、補強材における前記柱状構造部材側の屈曲部頂点28と、補強材における他の構造部材側の屈曲部頂点28とを結んだ直線距離の0.5倍以上１倍未満であることが好ましい。
【００２５】
また、図１において、リング状端面６ｂは、屈曲部を有するリング状断面の、補強材３の柱状構造部材１及び板状構造部材２の両構造部材と接していない側の端部端面であり、補強材３の板厚trを含む。通常、リング状の開口部６ａ及びリング状端面６ｂは、長径、短径を有して楕円形状となる。なお、この実施形態では、リング状の開口部６ａの大きさは、リング状端面６ｂから補強材３の板厚trを除いた大きさである。この実施形態の接合構造体においては、補強材３の上下端部４，５を柱状構造部材１及び板状構造部材２の前述した最大引張応力又は最大圧縮応力の方向から逃げる方向（離れる方向）にＵ字形またはＶ字形に屈曲させているため、補強材３の上下端部４，５を低剛性構造とすることができる。その結果、補強材３の上下端部４，５における応力集中が大幅に緩和されるとともに、溶接部の溶接残留応力も大幅に緩和され、接合構造体としての耐力や疲労性能が大幅に向上する。この効果を十分に発揮させるためには、補強材の上下端部４，５の屈曲部の曲率半径を補強材３の板厚の３倍以上としておくことが好ましい。曲率半径がこれより小さいと補強材３を湾曲させる際に材質劣化が生じ易くなり、また剛性を低下させる効果も小さくなる。なお、補強材３と柱状構造部材１及び板状構造部材２との溶接は補強材３の外側のみ行っても良いが、補強材３の内側からも溶接することが好ましい。また、柱状構造材１と板状構造部材２との溶接部と補強材３との重なりを避けるために、補強材３の柱状構造材１と板状構造部材２の溶接による接合部17に対応する位置、すなわちリング状の開口部と反対側の補強材３の内側の角部に円弧状の切り欠き等によるスカーラップを設けても良い。補強材３のリング状の開口部６ａには、内部に雨水、塵埃の侵入を防止するための蓋部材７（図１の網目模様で示す）を設置することが好ましい。蓋部材７の板厚が補強材３の板厚以下であると補強材３に作用する応力が緩和される。なお、蓋部材７の板厚は、補強材３の板厚の0.5倍以下であることが好ましい。また、蓋部材７の材質は、補強材３の材質よりも軟質であることが好ましい。蓋部材７を設置する代わりに、開口部に発泡樹脂等の充填材を充填してもよい。
【００２６】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示される接合構造体の実施形態は、柱状構造部材１の下端に幅狭の板状構造部材２が溶接され、柱状構造部材１と幅狭の板状構造部材２との間に図１に示される実施形態と同様の補強材３が柱状構造部材１に対して１対の相対する位置のみに溶接されて配置される。図２（ａ）はＹ軸方向の板幅制約は強いが、Ｘ軸方向の板幅制約は緩やかな場合であり、図２（ｂ）はＸ軸方向の板幅制約も強い場合（板状構造部材２のＸ軸方向の幅が、柱状構造部材１の外径の３倍程度しかとれない場合）である。図２（ｂ）のような場合、補強材３の幅Ｗ、すなわち、補強材３の中心と柱状構造部材１の中心とを結ぶ軸線に直交する方向（Ｙ軸方向）の長さは、柱状構造部材１の幅に近く、柱状構造部材１の幅の70％以上にすることが好ましく、上限は加工性を考慮すると９５％以下が好ましい。更に、好ましくは、補強材３のリング状の開口部６ａには蓋部材７を設置する。
【００２７】
柱状構造部材１に対して１対の相対する位置のみに配置される補強材３は、その中心線面と板状構造部材２の面との交線Ｘ軸回り及びこれと直交するＹ軸回りの曲げモーメントに対して充分な剛性及び強度を確保するように設計される。Ｙ軸回りの曲げモーメントに対向するには、補強材３の板厚ｔｒと張り出し長さＬを必要分確保することにより実現できるので、ベースプレート等の板状構造部材２が幅狭の形状であっても対応可能である。
Ｘ軸回りの曲げモーメントに対向するためには、幅狭の板状構造部材２とした場合、幅方向（Ｙ軸方向）に補強材３を設置できないという制限下では、補強材３の幅Ｗ（踏ん張り幅）を広げることが好ましい。
【００２８】
補強材３の幅（踏ん張幅）Ｗとは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、補強材３の板状構造部材２に溶接された部分のＹ軸方向の幅の最大値をいう。
柱状構造部材１が円形鋼管柱の場合、柱状構造部材１の幅を直径のＤ、板厚をｔとして、断面二次モーメント（Ｉ１）と断面係数（Ｚ１）は、
Ｉ１＝（π／64）×｛Ｄ４−（Ｄ−２・ｔ）４｝≒（π／８）×Ｄ３・ｔ
Ｚ１＝（π／32）×｛Ｄ３−（Ｄ−２・ｔ）３｝≒（π／４）×Ｄ２・ｔ
一方、補強材３の底面の断面二次モーメント（Ｉ２）と断面係数（Ｚ２）は、
Ｉ２＝Ｌ・Ｗ２・ｔ
Ｚ２＝２Ｌ・Ｗ・ｔ
従って、Ｉ２がＩ１と同等であるためのＷの下限値Ｗａは、
Ｗａ＝√｛（π／８Ｌ）×Ｄ３｝
Ｚ２がＺ１と同等であるためのＷの下限値Ｗｂは、
Ｗｂ＝（π／８Ｌ）×Ｄ２
である。
ここで、実際の施工では、図２（ｂ）のようにＸ方向の板幅制約もある場合が多く、Ｌ＝０．７５Ｄ程度であることが多いので、
Ｗａ＝√｛（π／６Ｄ）×Ｄ３｝＝０．７２Ｄ
Ｗｂ＝（π／８Ｌ）×Ｄ２＝０．５２Ｄ
従って、補強材３の幅Ｗは、柱状構造部材１の幅に近いことが好ましく、具体的には加工性も考慮して柱状構造部材１の幅の0.7〜０．９５倍であることが好ましい。
【００２９】
図３（ａ）、図３（ｂ）に示される接合構造体の実施形態は、柱状構造部材１の下端に前記柱状構造部材１と交差する方向に延びる他の柱状構造部材８が接合され、柱状構造部材１と他の柱状構造部材８との間に、図１及び２に示されると同様の補強材３を配置したものである。図では、補強材３は１個だけ配置されているが、より補強が必要な場合は、柱状構造部材１を挟んで対面に更に補強材３を配置しても構わない。また、補強材３のリング状の開口部６ａには蓋部材７を設置することが好ましい。
【００３０】
図４、図５に示される接合構造体の実施形態は、柱状構造部材１に複数の他の柱状の構造部材８が隣接して接合され（図は２本の例）、その複数の他の柱状の構造部材８のうち、二つの隣り合う他の柱状の構造部材９と柱状構造部材１の表面に沿って、図１、図２、図３に示されると同様の補強材３を接合する。補強材３は、表面に沿った断面形状が閉じられた空間を持つ略リング状で、且つ二つの隣り合う他の柱状の構造部材９と柱状構造部材１との接合部から遠い側にそれぞれ、Ｕ字状またはＶ字状である屈曲部を有する。補強材３は、少なくとも屈曲部の基端部は二つの隣り合う他の柱状の構造部材９に溶接により接合され、二つの隣り合う他の柱状の構造部材９と接していない側にリング状の開口部６ａを有する。リング状の開口部６ａの長径は、二つの隣り合う他の柱状の構造部材９の屈曲部頂点28同士を結んだ直線距離の0.5倍以上１倍未満であることが好ましい。
【００３１】
複数の他の柱状構造部材８の柱状構造部材１への交差角度は90度に限らずどのような角度で交差するものにも適用可能である。補強材３のリング状の開口部６ａには蓋部材７を設置することが好ましい。
【００３２】
図６に示される接合構造体の実施形態は、図１に示した接合構造体のリング状の開口部６ａの一部を補強材３の板厚と同等以上の板厚を有する板状部材18によって塞いだものである。すなわち、図６に示される補強材３のリング状の開口部６ａの長径（斜め上下方向）は、補強材３の、屈曲部を有するリング状断面の、柱状構造部材１および他の構造部材２と接しない側の端部端面により形成される面、すなわちリング状端面６ｂの長径よりも短くなっており、リング状の開口部６ａの大きさは屈曲部を有するリング状断面の大きさ及びリング状端面６ｂの大きさよりも小さくなっている。このリング状の開口部６ａの長径は、補強材における前記柱状構造部材側の屈曲部頂点28と、補強材における他の構造部材側の屈曲部頂点28とを結んだ直線距離の0.5倍以上であれば補強材３に作用する応力を緩和することができる。なお、リング状の開口部６ａの長径は、両方の構造部材それぞれの屈曲部頂点28同士を結んだ直線距離の0.8倍以上であることが応力緩和上より好ましい。上限は１倍未満である。
【００３３】
本発明において使用する補強材は、二つ以上の板状部材を曲げ加工し、溶接することによって形成することができる。例えば、図７（ａ）に示すように、補強材３を一点鎖線に平行な縦断面により屈曲部で二分割した形状の板状部材19，20をプレス加工によって形成し、屈曲部同士を突き合わせて溶接すれば良い。また、図７（ｂ）に示すように、補強材を短径に平行な断面で、例えば補強材のリング状の開口部の短径と柱状構造部材と他の構造部材との接合部近傍となる角部とを結ぶ一点鎖線に平行な断面で、二分割した形状の板状部材21，22を曲げ加工によって形成し、二つの部材をリング状の開口部を形成するように突合せて溶接しても良い。また、図７（ｃ）に示すように、Ｕ字形状部分を分離して、二つの５角形の板状部材23，24と二つのＵ字状部材25，26を製作し、四つの部材を一点鎖線で示される位置で突き合わせて溶接しても良い。
【００３４】
また、本発明において使用する補強材は、図１のリング状の開口部が底面となるような形状に板材をプレス加工することによっても製造することができる。この場合、プレス加工の板材の底面の一部または前部を切断して孔を設けることにより、リング状の開口部を形成することができる。板材の材質、板厚によっては、プレス加工する前に板材を加熱しても良い。
【００３５】
さらに、本発明において使用する補強部材は、図８に示すように、筒状の部材27を切断することによって製造することができる。この筒状の部材27の円形状の断面をリング状の開口部６とし、これを柱状構造部材１と他の構造部材２との接合部から遠い側になるように溶接すれば良い。この場合、図８に一点鎖線で示した筒状の部材27の切断部は、柱状構造部材１及び他の構造部材２に溶接される位置に対応する両構造部材の表面形状に沿うような形状にすれば良い。また、筒状の部材27は扁平にして断面を楕円形状としても構わない。筒状の部材27は、例えば電縫鋼管またはシームレス鋼管をそのままの形状、又は扁平形状にプレス加工して製造することができる。このようにして製造した補強材を、例えば、板状構造部材に柱状構造部材を垂直に接合した構造体に溶接する場合、補強材のＵ字状またはＶ字状の屈曲部の頂部における稜線は、柱状構造部材の軸線に対して傾斜している状態となる。
【００３６】
また、本発明において使用する補強材は、例えば図１０に示した従来の補強材３の開放端部16の先端をＵ字形状に屈曲させ、先端同士を突き合わせて溶接することにより製造しても良い。すなわち、図１０に示した上端15にＵ字形又はＶ字形の屈曲部を有し、他端に開放端部16を有する補強材３の、柱状構造部材10及び板状構造部材11と接触しない側に形成された開放面が開放端部16の場合には、その先端をＵ字形又はＶ字形に屈曲させ、その先端同士が溶接接合されることにより、リング状の開口部６を形成できる。
【００３７】
本発明の接合構造体は、リング状の開口部を有する補強材と柱状構造部材および他の構造部材との端部接合部において、補強材が従来の三角リブであった場合に、柱状構造部材に曲げモーメントや軸力が発生したときに生じる、柱状構造部材及び他の構造部材の最大引張応力又は最大圧縮応力の方向（柱状構造部材側においては軸方向、他の構造部材側においては補強材との接合外周面の中心軸方向（屈曲部を挟んで両側の外周部に略平行な方向））から離れる方向に、本発明で使用する補強材は、Ｕ字形またはＶ字形に屈曲しているため、補強材の端部接合部を低剛性構造とすることができる。その結果、補強材と柱状構造部材および他の構造部材との端部接合部における応力集中が大幅に緩和されるとともに、溶接部の溶接残留応力も大幅に緩和され、接合構造体としての耐力や疲労性能が大幅に向上する。
【００３８】
補強材の幅を柱状構造部材の幅に近く、柱状構造部材に対して１対の相対する位置のみに配置することにより、ベースプレート等の板状構造部材の片方の幅にスペース上から制約があり、90度ピッチで補強材を４つ配置することは幾何学上無理な場合でも、本発明において使用する補強材で大きな断面二次モーメント及び断面係数を確保できるばかりでなく、耐疲労性能も圧倒的に向上させることが可能となり、材料費の低減、施工コストの低減を図ることができる。
【００３９】
補強材のリング状の開口部に蓋部材を設置することにより、開口部内への雨水、塵埃の侵入を防止し、補強材、構造部材の腐食を抑制することができる。
【実施例１】
【００４０】
図１に示される実施形態において、柱状構造部材の外径Ｄ：163mm、柱状構造部材の肉厚ｔｐ：4.5mm、板状構造部材の肉厚ｔｂ：25mm、補強材の肉厚ｔｒ：6.0mm、補強材の柱状構造部材側の長さｈｐ：200mm、補強材の板状構造部材側の長さｈｂ：100mm、補強材の幅Ｗ：40mm、補強材の柱状構造部材側（上端部）の曲率半径ｒｐ：40mm、補強材の板状構造部材側（下端部）の曲率半径ｒｂ：40mmとして、柱状構造物１に静的水平力を負荷する試験を実施した結果、図１０に示される従来型のU字リブ構造（補強材の板状構造部材側が屈曲しておらず、リング状でない以外は、実施例と同条件）と同等の耐力が確認された。また、基部公称応力振幅２５０MPａに相当する繰り返し曲げ荷重を与えた場合では、図１０に示される構造で疲労寿命が８０万回であったのに対し、上記の実施形態での疲労寿命は２３０万回であった。
本発明の接合構造体は、十分な耐力を有し、疲労性能が大幅に上昇することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明の他の実施形態を示す平面図である。  （ｂ）は、本発明の他の実施形態を示す平面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の他の実施形態を示す斜視図である。  （ｂ）は、本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】図１の補強材におけるリング状の開口部の一部を閉塞した実施形態を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、二つの板状部材からなる補強材を製作する方法を示した斜視図である。  （ｂ）は、二つの板状部材からなる補強材を製作する他の方法を示した斜視図である。  （ｃ）は、四つの板状部材からなる補強材を製作する方法を示した斜視図である。
【図８】筒状部材からなる補強材を製作する方法を示した斜視図である。
【図９】従来の接合構造体の斜視図である。
【図１０】従来の接合構造体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  柱状構造部材
２  板状構造部材
３  補強材
４  上端部
５  下端部
６ａ  リング状の開口部
６ｂ  リング状端面
７  蓋部材
８  他の柱状の構造部材
９  隣接する二つの隣り合う他の柱状の構造部材
１０  柱状構造部材
１１  他の構造部材
１２  板状の補強材
１３  補強材
１４  止端部
１５  止端部
１６  開放端部
１７  （構造部材の）接合部
１８  板状部材
１９  屈曲部で二分割した形状の板状構造部材
２０  屈曲部で二分割した形状の板状構造部材
２１  二分割した形状の板状構造部材
２２  二分割した形状の板状構造部材
２３  二つの５角形の板状部材
２４  二つの５角形の板状部材
２５  二つのＵ字状部材
２６  二つのＵ字状部材
２７  筒状の部材
２８  屈曲部頂点
【図１】
2005054565.tif 000003
【図２】
2005054565.tif 000004
【図３】
2005054565.tif 000005
【図４】
2005054565.tif 000006
【図５】
2005054565.tif 000007
【図６】
2005054565.tif 000008
【図７】
2005054565.tif 000009
【図８】
2005054565.tif 000010
【図９】
2005054565.tif 000011
【図１０】
2005054565.tif 000012