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日本建築学会大会学術講演梗概集（九州） 2016 年 8 月

高耐食めっき鋼板と高耐食タッピング型ワンサイドボルトによる乾式接合胴縁システムに関する実験的研究
正会員

胴縁ワンサイドボルト
1.

非構造部材
乾式接合

○中島一浩*1
川邉裕一*1
藤井勝義*1

同岡本憲尚*2
星山 守*3
城倉貴史*4

高耐食めっき鋼板
劣化対策等級

はじめに接合部の耐力

3.

胴縁は建築物の中の非構造部材であるが，建築的に合表 1 に接合部の耐力を示す．基準耐力は式(1)より算出

理的な検証が十分になされていないのが現状である．ました．鋼板の F 値は 280N/mm2 とし，各試験片の降伏点た，東日本大震災の被害では天井の落下など，非構造部Yp により，降伏点のバラつきの影響を除外した．破壊性材の安全性確保について問題提起されている．筆者

状は，雌ねじ側鋼板からのボルト抜けであった．

らは胴縁の耐食性向上と製造の簡素化を目的とした胴縁

基準耐力=(比例限度荷重平均‐3σ)×F 値/降伏点 Yp1) 2)

システムを開発した．本論ではその概要を報告する．

(1)

また，胴縁部材である角形鋼管を用いた引張試験を行い，平板試験片の基準耐力よりも大きいことを確認した．

2. 胴縁システム概要

表 1．接合部の耐力(kN)

板厚ｔ＝2.3ｍｍ

ｔ＝3.2ｍｍ

荷重

引張せん断

引張せん断

最大荷重

5.37

20.90

9.65

28.65

⽐例限度荷重

2.11

6.56

4.81

9.43

基準耐⼒

1.20

4.53

3.396.13

角形鋼管

1.82―

4.27―

耐食性試験

4.

高耐食めっき鋼板とワンサイドボルト接合部の耐食性を確認するために，中性塩水噴霧サイクル試験(JIS H

写真 1．胴縁システム概要図8502)を行った．表 2 に 150 サイクル後の腐食の状況を，
図 3 に試験方法を示す．ボルト近傍にわずかな白錆が発生しているものの，耐食性は溶融亜鉛めっき HDZ40 と同等以上である．
表 2．中性塩水噴霧サイクル試験材料

図 1．寸法図 2．締結方法

試験前

50サイクル100サイクル150サイクル

高耐食めっき鋼板(JIS G 3323 , JIS G 3317)＋胴縁システムの概要を写真 1 に示す．高耐食めっき鋼

タッピング型ワンサイドボルト
溶融亜鉛めっき板と高耐食タッピング型ワンサイドボルト 3)（以下，ワンサイドボルト）を採用し，ネコピースはワンサイドボルトで乾式接合している．図 1 にワンサイドボルトの寸（JIS H 8641 HDZ40)＋タッピング型ワンサイドボルト法を，図 2 に締結方法を示す．ワンサイドボルトは，雄塩水噴霧 2時間 温度35±2℃ 塩濃度5％±0.5％

ねじ自身が鋼板に雌ねじを塑性変形によって成形し，部材同士を締結する．独自のねじ形状，ねじピッチにより1サイクル 8時間高い接合強度が得られるのが特徴である．片側からの締結が可能なため角形鋼管などへの締結が有効である．

乾燥 4時間温度60±1℃ 相対湿度30％RH

湿潤 2時間温度50±1℃ 相対湿度95％RH

図 3．試験方法

Experimental study on furring strips system of high corrosion-resistant plated
steel sheet and thread forming self-tapping one-side bolt.

― 1143 ―NAKAJIMA Kazuhiro, OKAMOTO Norihisa
KAWABE Yuichi, HOSHIYAMA Mamoru
FUJII Katsuyoshi, SHIROKURA Takashi

5．劣化対策等級

8．実物大試験

建築物の耐久性を劣化対策等級で比較した一例を表 3

胴縁の変形性能を確認するために実物大試験を行った．に示す．めっき鋼板の推定耐用年数は，めっき層が

写真 2 に三点曲げ試験と層間変位試験の状況を示す．支

90%消失し，さらに鋼板の板厚が 10%減少した時点を限

持部材はリップ溝形鋼 100×50×50×20×2.3mm，梁部界状態として算出した

材は角形鋼管 100×100×2.3mm とした．

．劣化対策等級は 1 世代が概4) 5)

ね 25 年から 30 年程度である．構造躯体は板厚が厚いた

三点曲げ試験(梁スパン 1,140mm)は荷重制御とし，短め劣化対策等級は 3 レベルであるが，同じ防錆仕様の場

期荷重相当 13.3kN 載荷時に梁中央の変位は 12.13mm，合，胴縁の劣化対策等級は 1 レベルとなる．つまり，胴接合部の変位量は 0.86mm であった．

縁と構造材の耐用年数が異なるため，胴縁の耐食性を構層間変位試験(層間高さ 1,800mm)は変位制御とし，層造体と同等以上にするには，本胴縁システムのように非間変形角 1/120 で接合部の変位量は 0.037mm，層間変形角 1/10 においても 0.685mm であった．これらの結果に構造部材の耐食性を向上させることが有効である．
表 3部位

板厚mm

構造躯体と胴縁の推定耐用年数の比較

防錆仕様

鋼材の耐⽤年数 塗膜orめっきの耐⽤年数 推定耐⽤年数 劣化対策等級

梁10

一般さび止めペイント

70

柱

9JIS K 5621

63

2回塗り
胴縁2.3716

高耐食めっき鋼板 K14

梁︓H300×300×10×15より，胴縁接合部の変形に対する安全性を確認した．

16

柱︓□350×350×9147

77

等級３レベル70

等級２レベル

23

等級１レベル163

等級３レベル

胴縁︓C100×50×20×2.3

6．疲労試験
胴縁接合部の疲労試験（JIS Z 2273）を行った．繰り返し数 200 万回時の最大負荷荷重は，板厚 2.3mm のと

写真 2．実物大試験

9．結論

き引張 2.2kN，せん断 6.67kN，板厚 3.2mm のとき引張高耐食めっき鋼板と高耐食タッピング型ワンサイドボ

3.84kN，せん断 8.0kN となり，何れも基準耐力より大きルトによる乾式接合胴縁システムについて実験的検証をく，疲労に対して安全であることを確認した．

行った結果，耐食性に優れ，非構造部材としての安全性が確保されていることを確認した．また，本システムのように乾式接合にすることで，製造上の歪取り，補修塗

7．耐緩み性試験
胴縁接合部の振動試験（JIS D 1601）を行った．振動装，めっき工程が省略され，製造工程の短縮が図れる．

数 33Hz，振幅 3mm，負荷荷重 5kg，試験時間は 17 時間である．試験の結果，200 万回の加振で緩みや変形は確認されなかった．

謝辞
本論文の実物大実験は，JFE シビル株式会社の皆様のご協力，ご指導を頂いた．ここに感謝の意を表す．

表 4 戻しトルクの比較
締付トルク N・m 戻しトルク N・m

トルク⽐

ワンサイドボルト Φ12.5

30.0

20.5

68.3%

M12×1.75（並目）SW付30.0

22.675.3%

M10×1.5（並目）SW付

30.020.267.3%

次に，ワンサイドボルトと普通ボルト M12 及び M10の戻しトルクを比較した．表 4 に戻しトルクを示す．ネ
コピース（ボルト頭側）の板厚は 3.2mm，胴縁（ナット側）の板厚は 2.3mm とし，締付部材は高耐食めっき鋼板とした．戻しトルクは約 70％程度であり，胴縁接合部の緩み性能は，普通ボルトにばね座金を使用した戻しトルクと同程度である．

参考文献
1) 「非構造部材の安全性確保に向けて JSCA からの提言」,
2014 年 6 月
2) 日本建築学会「建築雑誌」2016 年 3 月号，特集「災害対策研究の新しい基点」，第三部「非構造部材の安全対策はどうあるべきか」，P26～37
3) 鈴木博之：スレッドローリングねじで接合された継手の強度に関する実験的研究, 土木学会構造工学論文集 Vol.61A,
P614-626, 2015 年 3 月
4) 鉄骨造建築物の耐久性向上技術：(財)国土開発技術研究セン
ター建築物耐久性向上技術普及委員会編，技報堂出版, P75～90, P189～2035) 住宅の腐食・防食 Q&A：腐食防食協会編, 丸善株式会社,P225～275*1 ロブテックスファスニングシステム*2 岡本構造研究室*3 カナヤマ*4 日新製鋼*1 Lobtex Fastening System Co., Ltd.
*2 SUM/Structural Engineer’s Office*3 Kanayama Co., Ltd.
*4 Nisshin Steel Co., Ltd.

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