(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジとウェブとを備えてなる一対の鋼材の端部同士を互いに突き合わせるとともに、これら鋼材のフランジ同士をスプライスプレートを介して接合するための構造であって、
前記フランジと前記スプライスプレートは、高力ボルト摩擦接合により接合され、
前記一対の鋼材のうちの少なくとも一方においては、その端部に、前記フランジと前記ウェブとの間を互いに離間させることによりそれらフランジとウェブを独立に変位可能とする間隙部が設けられていて、双方の鋼材の端部どうしが接合される際にフランジおよびスプライスプレートがウェブに対して変位して双方の鋼材の端部どうしの目違いが吸収可能とされていることを特徴とする鋼材の接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の鋼材の接合構造であって、
前記ウェブに対して前記間隙部を隔てて位置する前記フランジにおける前記スプライスプレートに対しての接合面と、該スプライスプレートにおける該フランジに対しての接合面との少なくとも一方には、凹凸が設けられていることを特徴とする鋼材の接合構造。
【請求項３】
請求項１記載の鋼材の接合構造であって、
前記ウェブに対して前記間隙部を隔てて位置する前記フランジと、該フランジに接する前記スプライスプレートとの接合面には、これらフランジおよびスプライスプレートに比べて高強度の材料により形成された線材が、前記鋼材と直交する方向に延在するように介装されていることを特徴とする鋼材の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フランジとウェブとを備えてなる一対の鋼材の端部同士を互いに突き合わせるとともに、これら鋼材のフランジ同士をスプライスプレートを介して接合するための鋼材の接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高力ボルト（以下、ＨＴＢという。）摩擦接合は、取り付けや取り替えが容易でローコストに信頼性の高い接合部が形成でき、現場施工管理も容易なことから広く採用されている。
【０００３】
ＨＴＢ摩擦接合では、接合される２つの部材に目違いがあると、これら２つの部材の接合面同士に隙間ができる、いわゆる「はだすき」の状態が生じ、これにより十分な摩擦接合耐力が得られないという問題がある。このため、この目違いを解消するために、フィラープレート（はさみ板）を隙間に介在させてボルトで締め上げることによって「はだすき」の状態を解消することが行われている。
【０００４】
図５から７は、フィラープレートを使用した従来のＨＴＢ摩擦接合構造を示す図であり、図５は、接合構造１の側面図、図６は、図５におけるＩ−Ｉ線矢視断面図、図７は、図６におけるＩＩ−ＩＩ線矢視断面図を示す。
【０００５】
これらの図に示す接合構造１は、Ｈ型断面を有し、互いに成の異なる鋼材からなる梁２および３におけるフランジ４および５を、スプライスプレート６，６を介して互いに接合するものである。この場合、梁２の成：Ｈ1が梁３の成：Ｈ2に比較して大きいので、梁２のフランジ４の内面４ａと、梁３のフランジ５の外面５ａとに対して、それぞれフィラープレート７，８を配置し、梁２，３のフランジ４，５の上下面の目違いを補正するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この接合構造１においては、フィラープレート７，８を、目違いを解消するのに適当な厚さに加工する必要があること、また、フィラープレート７，８自体のコストが必要であることなどにより、施工手間の増大やコストアップが生じることとなる。
【０００７】
また、近年においては、互いにＨＴＢ摩擦接合されるフランジとスプライスプレートとの間の接合面に機械的な小さな凹凸をつけたり、あるいは、接合面にピアノ線などの高強度材を挿入するとともにＨＴＢの張力により接合面を圧縮して、高強度材をフランジ、スプライスプレートの双方に食い込まることにより、接合面の摩擦係数を増大させ、少ない数のＨＴＢにより接合部において大きな耐力を得ることのできる技術が提案されている。
【０００８】
しかしながら、このような技術においては、フランジとスプライスプレートとが直接接合されていることが前提とされており、フランジ４，５をフィラープレート７，８を介してスプライスプレート６，６に対して接合した上述の接合構造１においては、所定の効果を期待することができない。
【０００９】
そこで、本発明においては、接合対象の鋼材同士に目違いがある場合にも、フランジとスプライスプレートとをフィラープレートを用いずに直接接合することのできる技術を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の鋼材の接合構造は、フランジとウェブとを備えてなる一対の鋼材の端部同士を互いに突き合わせるとともに、これら鋼材のフランジ同士をスプライスプレートを介して接合するための構造であって、
前記フランジと前記スプライスプレートは、高力ボルト摩擦接合により接合され、
前記一対の鋼材のうちの少なくとも一方においては、その端部に、前記フランジと前記ウェブとの間を互いに離間させる間隙部が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
特に、この鋼材の接合構造においては、鋼材の端部においてフランジとウェブの間に間隙部を設けたことによりそれらフランジとウェブとが独立に変位することが可能となっており、したがって、この鋼材が他の鋼材に接合される場合に目違いが生じたとしても、フランジとスプライスプレートがウェブに対して緩やかに変位して目違いを吸収することが可能な構成となっている。
【００１２】
請求項２記載の鋼材の接合構造は、請求項１記載の鋼材の接合構造であって、前記ウェブに対して前記間隙部を隔てて位置する前記フランジにおける前記スプライスプレートに対しての接合面と、該スプライスプレートにおける該フランジに対しての接合面との少なくとも一方には、凹凸が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項３記載の鋼材の接合構造は、請求項１記載の鋼材の接合構造であって、
前記ウェブに対して前記間隙部を隔てて位置する前記フランジと、該フランジに接する前記スプライスプレートとの接合面には、これらフランジおよびスプライスプレートに比べて高強度の材料により形成された線材が、前記鋼材と直交する方向に延在するように介装されていることを特徴としている。
【００１４】
このような構成とされるため、これら請求項２または３記載の鋼材の接合構造においては、フランジとスプライスプレートとの間の摩擦係数が向上し、これにより、高力ボルトの数を一般の高力ボルト接合に比較して減ずることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１から図３は、本発明の一実施の形態を模式的に示す図であり、図１は、本実施の形態による接合構造１１の側面図、図２は、図１におけるａ−ａ線矢視断面図、図３は、図１におけるｂ−ｂ線矢視断面図である。
【００１６】
これらの図に示すように、接合構造１１は、互い成の異なる断面略Ｈ型の鋼材１２および１３の端部１２ａ，１３ａ同士を互いに突き合わせるとともに、これら鋼材１２，１３のフランジ１４，１５同士をスプライスプレート１６，１６を介して接合し、ウェブ１７，１８同士を添え板１９を介して接合した概略構成となっている。フランジ１４，１５とスプライスプレート１６とは、フィラープレートを介さずに、ＨＴＢ２０，…により、直接、高力ボルト摩擦接合されている。
【００１７】
また、ここで用いられる鋼材１３は、図４に示すように、その端部１３ａにおいて、端面１３ｂから一定寸法の長さの間フランジ１５とウェブ１８とが一体化されず、フランジ１５とウェブ１８との間に間隙部２２が設けられた構成となっている。また、ここでは図示しないが、鋼材１２の端部１２ａにおいても、鋼材１３と同様に、フランジ１４とウェブ１７との間に間隙部が設けられている。これにより、接合構造１１においては、鋼材１２，１３の端面１２ｂ，１３ｂから一定寸法の距離の間（図１中に示す区間Ａの部分）において、フランジ１４，１５とウェブ１７，１８とが互いに離間して位置し、かつフランジ１４，１５とウェブ１７，１８とが独立に変形することが可能な構成となっている。
【００１８】
また、スプライスプレート１６，…は、高強度焼き入れ鋼板により形成されており、フランジ１４，１５との接合面１６ａには、図示しない微小な凹凸が形成されている。さらに、このような凹凸を有するスプライスプレート１６を、ＨＴＢ２０，２０，…を用いてフランジ１４，１５に接合することで、ＨＴＢ２０，２０，…の張力により、スプライスプレート１６の凹凸がフランジ１４，１５に食い込み、両者が強固に噛み合わせ接合されるようになっている。
【００１９】
このような構成とされた接合構造１１においては、鋼材１３の端部１３ａにおいて、フランジ１５とウェブ１８との間に間隙部２２が設けられ、また、鋼材１２の端部１２ａにおいて、フランジ１４とウェブ１７との間に図示しない間隙部が設けられることから、フランジ１４，１５とウェブ１７，１８とが独立に変形することが可能であり、したがって、フランジ１４，１５に可撓性が付与されることとなる。これにより、鋼材１２および１３の成が異なることで鋼材１２，１３間に生じる目違いを、フランジ１４，１５とスプライスプレート１６とが緩やかに変形して吸収することが可能となり、従来と異なり、部材間の目違いを解消するためのフィラープレートを用いずに、フランジ１４，１５とスプライスプレート１６とを直接接合することができる。したがって、従来、フィラープレートを設置するために要していたコストおよび手間を削減することができる。
【００２０】
また、接合構造１１においては、スプライスプレート１６におけるフランジ１４，１５への接合面１６ａに凹凸が設けられていることから、この凹凸をＨＴＢ２０，２０，…の張力により食い込ませて、接合面１６ａの摩擦係数を向上させることができる（例えば、通常のＨＴＢ摩擦接合においては、接合面の摩擦係数は、μ＝0.45程度であるが、本実施の形態においては、摩擦係数をμ≧0.9とすることができる。）。これにより、従来に比べて少ないＨＴＢの本数により所望の耐力を得ることが可能となり、接合構造１１として、設置スペースが小さく、意匠や機能上の障害となりにくいものを実現することができる。
【００２１】
加えて、上記実施の形態の接合構造１１は、ＨＴＢを使用しているため、取付や取り外しが容易であり、部材の交換時に再び同様の接合形式を採用することが可能である。 また、上記実施の形態の接合構造１１は、接合部を構成する部材点数が少なく、加工程度も小さいため、ローコストに実現することが可能である。
【００２２】
なお、上記実施の形態において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用するようにしてもよい。
例えば、上記実施の形態においては、スプライスプレート１６として高強度焼き入れ鋼板が使用されるとともに、スプライスプレート１６の接合面１６ａに微小な凹凸が形成された構成とされていたが、これに代えて、スプライスプレート１６とフランジ１４，１５との間に、ピアノ線などのフランジ１４，１５およびスプライスプレート１６に比較して高強度で高強度の線材を、鋼材１２，１３の延在方向と直交する方向（図１中、紙面と直交方向）に挿入し、スプライスプレート１６とフランジ１４，１５とをＨＴＢ２０，２０，…で一体化する際に、この線材を、スプライスプレート１６とフランジ１４，１５との双方に食い込ませるようにしてもよい。このようにすることによっても、スプライスプレート１６とフランジ１４，１５との接合面の摩擦係数を従来に比較して向上させることができ、上記実施の形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００２３】
また、これに代えて、スプライスプレート１６とフランジ１４，１５との双方に機械的な凹凸をつけておき、ＨＴＢ２０，２０，…で両者を一体化する際に、これらの凹凸を嵌合させることにより、スプライスプレート１６とフランジ１４，１５との摩擦係数を確保するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、これとは別に、上記実施の形態においては、鋼材１２，１３の双方に間隙部が設けられていたが、これら鋼材１２，１３のいずれか一方に間隙部が設けられた構成であってもよい。また、間隙部の長さ寸法は、フランジ１４，１５やスプライスプレート１６の板厚に応じて変化させることが可能である。
【００２５】
また、上記実施の形態は、フランジ１４，１５の上下面にスプライスプレート１６，１６が配置される、いわゆる２面せん断接合の場合の例であったが、これを、フランジ１４，１５の上下面のいずれか一方にスプライスプレート１６が配置されるいわゆる１面せん断接合としてもよい。
【００２６】
また、上記実施の形態においては、凹凸が設けられたスプライスプレート１６にフランジ１４，１５を直接接合することにより、両者の接合面の摩擦係数を増大させる構成が採用されていたが、これに代えて、通常のＨＴＢ摩擦接合を採用するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る鋼材の接合構造は、鋼材の端部において、フランジとウェブとの間に間隙部が設けられてそれらフランジとウェブが独立に変位可能とされていることから、フランジに可撓性が付与され、これにより、鋼材同士の間に生じる目違いを、フランジとスプライスプレートとが緩やかに変形して吸収することが可能となる。したがって、従来と異なり、部材間の目違いを解消するためのフィラープレートを用いずに、フランジとスプライスプレートとを直接接合することができ、従来、フィラープレートを設置するために要していたコストおよび手間を削減することができる。
【００２８】
請求項２および３に係る鋼材の接合構造においては、スプライスプレートとフランジとの摩擦係数が、従来に比べて向上することから、従来に比べて少ない本数の高力ボルトにより所望の耐力を得ることが可能となり、設置スペースが小さく、意匠や機能上の障害となりにくいものを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１  】  本発明の一実施の形態を模式的に示す図であって、鋼材の接合構造の側面図である。
【図２  】  図１におけるａ−ａ線矢視断面図である。
【図３  】  図１におけるｂ−ｂ線矢視断面図である。
【図４  】  図１に示した接合構造に用いられる鋼材の端部を示す側面図である。
【図５  】  高力ボルト摩擦接合が適用された従来の鋼材の接合構造の側面図である。
【図６  】  図５におけるＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図７  】  図５におけるＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１１  接合構造
１２，１３  鋼材
１２ａ，１３ａ  端部
１４，１５  フランジ
１６  スプライスプレート
１６ａ  接合面
１７，１８  ウェブ
２０  ＨＴＢ（高力ボルト）
２２  間隙部
【図１】
0004145444.tif 000002
【図２】
0004145444.tif 000003
【図３】
0004145444.tif 000004
【図４】
0004145444.tif 000005
【図５】
0004145444.tif 000006
【図６】
0004145444.tif 000007
【図７】
0004145444.tif 000008