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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2019 年 9 月

金属工事におけるボルト接合部に関する実験
その 2正会員

実験結果

非構造部材

金属工事

スロット孔

すべり係数

ボルト接合部

1. はじめに○ 黒 澤 未 來 *1

正 会 員 吉 敷 祥 一 *2

同

巽

同鈴木翔 *4

同

中 島 一 浩 *5

同川邉裕一 *5

同

清家信彦

*3

同

佐 藤 秋 雄 *4
剛 *6て大きい．一方，横スロット孔と縦スロット孔を組み合本報( その 2 ) では，金属工事におけるボルト接合部をわせた形状 5 と形状 6 では，ボルトの支圧状態に移行す

想定したすべり係数評価試験の結果について報告する．

るまでは縦スロット孔の形状 3 と，支圧状態に移行した

2. 荷重変形関係

後は横スロット孔の形状 4 と同様の挙動を示す．ボルト

ボルト孔形状ごとの荷重変形関係を，表面処理が溶融

孔形状が丸孔である形状 1 と形状 2 は最終的にボルトの亜鉛めっきの場合を例に図 1 に示す．図の縦軸はボルトせん断破壊に至ったが，縦スロット孔を含む形状 3 ，形1 本当たりの軸方向力 P であり，横軸はすべり量であ状 5，形状 6 では縦スロット孔の端抜け破断に至った．一る．また，線種によって初期導入張力を区別している方，横スロット孔と丸孔を組み合わせた形状 4 では，横（破線：10kN，一点鎖線：30kN，実線：50kN）．標準試験

スロット孔の添板端部の面外変形とボルトの曲げ変形が体である形状 1 とボルト本数が 1 本の形状 2 では，ボル確認された．

ト孔形状が丸孔であり，かつ孔周りにめっきが付着して3. すべり係数いるために，すべり量 1mm 以下でボルトが支圧状態にな表面処理とボルト孔形状の組合せごとのすべり係数をり，耐力が上昇し続けている．これに対して，添板のみ

図 2 に示す。図の縦軸はすべり係数の平均値であり，横が縦スロット孔の形状 3 では，15mm 程度のすべり量まで軸はボルト孔形状である．ほとんどの表面処理において荷重をほぼ一定に維持したまま変形が進み，その後，支標準試験体である形状 1 のすべり係数が最も大きくなっ圧状態に移行している．また，添板のみが横スロット孔ていることが分かる．溶融亜鉛めっき( HDZ) においてボである形状 4 は，支圧状態に移行するまでのすべり量は

ルト孔形状の違いを比較すると，標準試験体からボルト丸孔の形状 1 や形状 2 とほとんど変わらないが，支圧状本数を 1 本にした形状 2 では，すべり係数は標準試験体態に移行してから破断に至るまでの変形量が他と比較しに比べて低下していることが分かる．添板あるいは添板

P/2 [kN]

150

P [kN]

150

ボルト破断

50 kN

50 kN

10010030 kN
10 kN50

設計クリアランス[mm]0510(a)1520
形状 12530P [kN]

150[mm]00510(b)1520
形状 22530

P [kN]

1500

設計クリアランス

10(c)設計クリアランスはしぬけ破断10051520
形状 32530

P [kN]

150はしぬけ破断

10010, 30, 50 kN

50[mm]
0はしぬけ破断

10030 kN
10 kN

500P [kN]

150

ボルト破断

はしぬけ破断10050 kN
30 kN

50

10, 30, 50 kN

5010 kN[mm]0[mm]0052530

10, 30, 50 kN

50[mm]
010(d)

1520
形状 4

図1

最大耐力までの荷重変形関係の一例（破線：10kN，一点鎖線：30kN，実線：50kN）

Tests on Bolted Joints in Metal Construction
Part 2: Result of the Tests0510(e)1520形状 525300510(f)1520形状 62530

KUROSAWA Miku, KISHIKI Shoichi, TATSUMI Nobuhiko, SATO Akio,
SUZUKI Sho, NAKAJIMA Kazuhiro, KAWABE Yuichi and SEIKE Tsuyoshi― 749 ―

[-]
0.4●：全実験データ●：平均値

0.3
0.20.10

ボルト孔
形状：
表面処理：

HD Z

HD ZP

図2/2.0

EP

EPJP

SUS

実験より得られたすべり係数
スロット孔による低減率0.7

standard

1.00.0

ボルト孔
形状：

HD Z

表面処理：

HD ZP

図30.6[-]

0.5

標準孔
スロット孔

0.4

EP

0.26 0.004 RZSUS[-]

1標準孔
スロット孔
既往研究 標準孔既往研究 拡大孔0.8

スロット孔による低減を考慮した回帰式

0.3EPJP

標準試験体のすべり係数で基準化した実験結果

0.60.450.40.20.1

R [ m]
Z00

図4510150.220025

R [ m]

図4050 ブラスト処理下限値 100

図5

表面粗さとすべり係数の関係（実験結果のみ）

Z150

表面粗さとすべり係数の関係と母材の両方にスロット孔を設けたボルト孔形状に関し一般に，構造用鋼材においては 0.45 以上のすべり係数がては，すべり係数がさらに低下している．この傾向は，求められ，ブラスト処理の場合は最大高さ粗さ 5 0 m 以

表面処理の違いによらず同様である．次に，ボルト孔形上を確保することが規定されている 3 ) ．一方，本実験結状によるすべり係数の低減について考察するため，表面果は上記の条件を大きく下回っている．しかし，実験結処理ごとに標準試験体（形状 1 ）のすべり係数の平均値

果はスロット孔による低減を考慮した回帰式と概ね重によって除して基準化した実験結果を図 3 に示す．鋼構なっており，すべり係数と表面粗さの関係が表面処理に造接合部設計指針 1 ) では，スロット孔を用いた場合のす依らないことが分かる．

べり係数の低減率は最小で 0 . 7 を示しており，本実験結

5. まとめ果においても概ね 0 . 7 前後であることが分かる．

本報( その 2 ) では，金属工事におけるボルト接合部を4. 表面粗さの影響想定したすべり係数評価試験の結果を報告した．次報実験により得られたすべり係数と表面粗さの関係を図( その 3 ) では，実用部材の接合部を再現したすべり係数4 に示す．また，本実験結果と既往の研究データ を併せ試験について報告する．て図 5 に示す．両図の縦軸はすべり係数

るすべり係数の低減率 0.7 を考慮したものを破線で示す．

参考文献1 ) 日本建築学会：鋼構造接合部設計指針，2 0 1 2 . 3 .
2 ) 例えば，加村隆志，北後寿：高力ボルト摩擦接合 の接合面粗さ が す べ り 耐 力 へ 及 ぼ す 影 響 ，日 本 建 築 学 会 構 造 系 論 文 集 第61 巻，第 485 号，pp.127-134，1996.7.
3) 日本建築学会：建築工事標準仕様書 JASS6 鉄骨工事，2015.12.

* 1 東京工業大学大 学院 修士課程
* 2 東京工業大学大学院 准教授・博士（工学）* 3 東京工業大学大学院 助教・博士（工学）*4 菊川工業* 5 ロブテックスファスニングシステム* 6 東京大学大学院 教授・博士（工学）Graduate Student, Tokyo Institute of Technology
Associate Professor, Tokyo Institute of Technology, Dr. Eng.
Assistant Professor, Tokyo Institute of Technology, Dr. Eng.
KIKUKAWA KOGYO Co., Ltd.
Lobtex Fastening System. Co., Ltd.
Professor, The University of Tokyo, Dr. Eng.

2)であり，横軸は最大高さ粗さ R Z である．また，両図中に北後ら によ2)る回帰式を重ねて示し，さらにこの式にスロット孔によ― 750 ―