特開 2022-158196 溝付接合板及び鋼材接合構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022158196

(43)【公開日】2022-10-17

(54)【発明の名称】溝付接合板及び鋼材接合構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/58 20060101AFI20221006BHJP

   E04B 1/24 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

E04B1/58 503G

E04B1/24 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021062932

(22)【出願日】2021-04-01

(71)【出願人】

【識別番号】316001674

【氏名又は名称】センクシア株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000107044

【氏名又は名称】ショーボンド建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】田中 秀宣

(72)【発明者】

【氏名】望月 久智

(72)【発明者】

【氏名】稲葉 克哉

(72)【発明者】

【氏名】川島 泰之

(72)【発明者】

【氏名】竹村 浩志

(72)【発明者】

【氏名】安東 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】平塚 慶達

(72)【発明者】

【氏名】小倉 浩則

【テーマコード（参考）】

2E125

【Ｆターム（参考）】

2E125AA01

2E125AB01

2E125AC15

2E125AG21

2E125BB02

2E125CA06

(57)【要約】

【課題】 被膜を有する鋼材同士の接合であっても、高いすべり係数が得られる溝付接合板と、これを用いた鋼材接合構造を提供する。
【解決手段】 溝付接合板１００をウェブの両面から挟み込んで高力ボルト１０１を締め込むことで、突部１３の先端をウェブに食い込ませ、これにより、Ｈ形鋼２００同士の接合部に引張力が生じても、溝付接合板１００とＨ形鋼２００とのすべりが生じにくく、確実にＨ形鋼２００同士を接合することができる。ここで、特に屋外で使用されるＨ形鋼２００の表面には、被膜２０１が形成される。ここで、突部１３の高さＨ１（突部１３の高さについては後述する）は、被膜２０１の厚さＦよりも高い。このため、突部１３を被膜２０１に貫通させて、突部２０１の先端をＨ形鋼２００の表面に食い込ませることができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被膜が形成された鋼材へ他の鋼材を接合する溝付接合板であって、
板状部材の少なくとも一方の面に、複数の突部と前記突部間に形成される溝部とを有し、
前記突部の高さが、前記被膜の厚みよりも高く、前記突部で前記被膜を貫通させることが可能であることを特徴とする溝付接合板。

【請求項2】

前記突部および前記溝部が、溝付接合板の両面に形成されることを特徴とする請求項１記載の溝付接合板。

【請求項3】

溝付接合板のそれぞれの面において、前記突部同士の距離が異なることを特徴とする請求項２記載の溝付接合板。

【請求項4】

前記溝部は、互いに平行な第１の溝部と、前記第１の溝部と異なる方向に向けて形成される第２の溝部とを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の溝付接合板。

【請求項5】

前記第１の溝部と、前記第２の溝部とのなす角度が１～９０度であることを特徴とする請求項４記載の溝付接合板。

【請求項6】

前記第１の溝部同士の間隔と、前記第２の溝部同士の間隔の比が、１：１～１：９９９であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の溝付接合板。

【請求項7】

溝付接合板の少なくとも前記一方の面に表面処理が施され、
前記一方の面の硬度が、処理前の素材の突部形成面の硬度の２倍以上であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の溝付接合板。

【請求項8】

表面に被膜を有し、互いに端部が突き合せられた一対の鋼材と、
前記鋼材同士にまたがるように固定される溝付接合板と、を具備し、
前記溝付接合板は、
少なくとも一方の面に、複数の突部と前記突部間に形成される溝部とを有し、
前記突部の高さが、前記被膜の厚みよりも高く、前記突部で前記被膜を貫通することを特徴とする鋼材接合構造。

【請求項9】

表面に被膜を有する第１の鋼材と、
前記第１の鋼材に接合される第２の鋼材と、
前記第１の鋼材と前記第２の鋼材との間に配置される溝付接合板と、を具備し、
前記溝付接合板は、
少なくとも一方の面に、複数の突部と前記突部間に形成される溝部とを有し、
前記突部の高さが、前記被膜の厚みよりも高く、前記突部で前記被膜を貫通することを特徴とする鋼材接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばＨ形鋼同士を接続するための溝付接合板及び鋼材接合構造に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｈ形鋼等の鋼材同士を、スプライスプレートを用いた高力ボルト摩擦接合によって接合することがある。この場合、スプライスプレートは両鋼材に沿って配置され、両鋼材に高力ボルトやナット等を用いて締結される。

【0003】

このような高力ボルト摩擦接合による接合部は、高力ボルトに導入する軸力、スプライスプレートと鋼材の摩擦面のすべり係数、および摩擦面の数によってその耐力を確保する構成となっている。

【0004】

そのため、スプライスプレートの鋼材に接する面に赤錆を発生させたり、ショットブラスト加工を施したりして所定のすべり係数（例えば日本建築学会編「建築工事標準仕様書ＪＡＳＳ６」では０．４５）を確保している。

【0005】

しかしながら、近年の鋼材の高張力化や大断面化の影響により、接合部に必要となる耐力も大きくなる傾向にある。そのために高力ボルト本数を増やして耐力を向上させることも可能であるが、コストや工数が増加する問題がある。

【0006】

一方、摩擦面のすべり係数を向上させれば高力ボルトの本数の増加を抑えることができるだけでなく、さらに低減も図ることができる場合もある。特許文献１、２には、すべり係数を向上させるため、略三角形状の突部を所定ピッチで設けた溝付のスプライスプレートの例が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第２９３６４５５号

【特許文献2】特許第３５６９７５８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

このような鋼材同士の接合構造としては、橋梁などでも使用される。この場合には、接合される鋼材は塗料によって塗膜等の被膜が形成されている場合が多い。しかし、被膜によって、スプライスプレートと鋼材との間の十分なすべり係数を確保することができない場合がある。したがって、通常、スプライスプレートは、被膜を動力工具で除去し、素地を露出させた状態で取り付けられる。

【0009】

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、被膜を除去することなく、高いすべり係数が得られる溝付接合板と、これを用いた鋼材接合構造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】

【0010】

前述した課題を解決するための第１の発明は、被膜が形成された鋼材同士を接合する溝付接合板であって、板状部材の少なくとも一方の面に、複数の突部と前記突部間に形成される溝部とを有し、前記突部の高さが、前記被膜の厚みよりも高く、前記突部で前記被膜を貫通させることが可能であることを特徴とする溝付接合板である。

【0011】

前記突部および前記溝部が、溝付接合板の両面に形成されてもよい。または、突部および溝部を溝付接合板の一方の面にのみ形成し、他方の面には、無機ジンクリッチペイント等のすべり係数の高い塗料を塗布してもよい。

【0012】

溝付接合板のそれぞれの面において、前記突部同士の距離が異なってもよい。

【0013】

前記溝部は、互いに平行な第１の溝部と、前記第１の溝部と異なる方向に向けて形成される第２の溝部とを有してもよい。

【0014】

この場合、前記第１の溝部と、前記第２の溝部とのなす角度が１～９０度であることが望ましい。また、前記第１の溝部同士の間隔と、前記第２の溝部同士の間隔の比が、１：１～１：９９９であることが望ましい。

【0015】

溝付接合板の少なくとも前記一方の面に表面処理が施され、前記一方の面のビッカース硬度が、処理前の素材の突部形成面のビッカース硬度の２倍以上であることが望ましい。

【0016】

第１の発明によれば、被膜が形成された鋼材同士を接合する際に、溝付接合板の突部の高さが、被膜の厚みよりも高いため、突部で被膜を貫通させて、突部の先端を鋼材に食い込ませることが可能である。このため、被膜を有する鋼材であっても、溝付接合板と鋼材との間の十分なすべり係数を確保することができる。

【0017】

この際、被膜を除去する必要がないため、作業を簡略化することができるとともに、既存の被膜中に鉛やＰＣＢ等の有害物質が含有している場合でも、除去工程を削減することで、有害物質の飛散や、作業者への影響を抑制することができる。また、既設の素地の表面状態によらず、すべり係数を確保することができる。

【0018】

また、突部および溝部が、溝付接合板の両面に形成されれば、両面のいずれかを用いて鋼材同士を接合することができる。また、溝付接合板の外側から挟み込む挟持部材を用いた場合には、溝付接合板を、挟持部材と鋼材の両方に対して食い込ませて接合することができる。

【0019】

この際、溝付接合板のそれぞれの面の突部同士の距離を異なるようにすることで、挟持部材と鋼材の接合対象となる部材に適した突部の形態で、溝付接合板を、挟持部材と鋼材の両方に対して食い込ませて接合することができる。

【0020】

また、溝部が、互いに平行な第１の溝部と、第１の溝部と異なる方向に向けて形成される第２の溝部とからなれば、少なくとも２方向に向けて、突部と溝部とが繰り返し形成される。このため、鋼材同士の引張方向に対するすべり係数のみではなく、鋼材同士のせん断方向に対しても、高いすべり係数を得ることができる。

【0021】

特に、第１の溝部と第２の溝部とのなす角度が所定の範囲であれば、異なる方向に対するすべり係数を高めることができる。また、第１の溝部同士の間隔と、第２の溝部同士の間隔の比を所定の範囲とすることで、それぞれの方向に対して適切なすべり係数を確保することができる。

【0022】

また、溝付接合板の突部が形成される面に表面処理を施し、処理前の鋼材の硬度に対して、処理後の硬度が２倍以上となるようにすることで、突部の加工時の加工性と、使用時における突部の剛性とを両立することができる。なお、処理前のビッカース硬度は、例えば、溝付接合板を切断した際の断面で測定することができる。

【0023】

第２の発明は、表面に被膜を有し、互いに端部が突き合せられた一対の鋼材と、前記鋼材同士にまたがるように固定される溝付接合板と、を具備し、前記溝付接合板は、少なくとも一方の面に、複数の突部と前記突部間に形成される溝部とを有し、前記突部の高さが、前記被膜の厚みよりも高く、前記突部が前記被膜を貫通して、前記突部の先端が前記鋼材に食い込むことを特徴とする鋼材接合構造である。

【0024】

第２の発明によれば、高いすべり係数によって鋼材同士を確実に接合することが可能な鋼材接合構造を得ることができる。

【0025】

第３の発明は、表面に被膜を有する第１の鋼材と、前記第１の鋼材に接合される第２の鋼材と、前記第１の鋼材と前記第２の鋼材との間に配置される溝付接合板と、を具備し、前記溝付接合板は、少なくとも一方の面に、複数の突部と前記突部間に形成される溝部とを有し、前記突部の高さが、前記被膜の厚みよりも高く、前記突部で前記被膜を貫通することを特徴とする鋼材接合構造である。

【0026】

第３の発明によれば、鋼材同士の突き合せ部のみではなく、鋼材に他の鋼材を接合する際にも、効率良く両者を接合することができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、被膜を除去することなく、高いすべり係数が得られる溝付接合板と、これを用いた鋼材接合構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】（ａ）、（ｂ）は、溝付接合板１００を示す斜視図。

【図2】（ａ）は、溝付接合板１００を用いた鋼材接合構造３００を示す図、（ｂ）は、接合部における断面図、（ｃ）は、（ｂ）のＥ部拡大図。

【図3】（ａ）は、溝付接合板１００の厚さ方向の断面を示す図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部拡大図。

【図4】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、溝付接合板１００を挟持部材１２０に固定した状態を示す図。

【図5】挟持部材１２０及び溝付接合板１００を用いた鋼材接合構造３００ａを示す図。

【図6】（ａ）、（ｂ）は、溝付接合板１００ａを示す図。

【図7】挟持部材１２０及び溝付接合板１００ａを用いた鋼材接合構造３００ｂを示す図。

【図8】溝付接合板１００ｂを示す斜視図。

【図9】（ａ）は、溝付接合板１００ｂの部分平面図、（ｂ）は（ａ）の他の実施形態を示す図。

【図10】図９（ａ）に対して、溝部１１ａ、１１ｂの方向を変えた状態を示す図。

【図11】図１０に対して、溝部１１ａ、１１ｂの角度を変えた状態を示す図。

【図12】溝付接合板１００ｅを示す平面図。

【図13】溝付接合板１００ｃを示す斜視図。

【図14】溝付接合板１００ｃを用いた鋼材接合構造３００ｃにおける接合部の断面図。

【図15】溝付接合板１００を用いた鋼材接合構造３００ｄにおける接合部の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0029】

［第１の実施形態］
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0030】

（溝付接合板１００）
図１（ａ）、図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る溝付接合板１００を示す図であり、両者は突部１３（溝部１１）の形成方向のみが異なる。溝付接合板１００は、いわゆるスプライスプレートであり、例えばＨ形鋼のウェブやフランジ部等を接合する際に使用される。

【0031】

板状部材である溝付接合板１００は、接合対象に接する少なくとも一方の面に、複数の突部１３が平行に並べて設けられる。すなわち、それぞれの隣り合う突部１３の間に溝部１１が平行に形成される。また、高力ボルトを通すための複数の貫通孔１２が形成される。

【0032】

なお、例えば、図１（ｂ）に示した例では、貫通孔１２は、溝付接合板１００の幅方向（突部１３の形成方向に垂直な方向）の両端部近傍にそれぞれ２列に配置される。この際、貫通孔１２は、図示したように、突部１３の併設方向に整列して配置されてもよく、隣り合う貫通孔１２が突部１３に沿った方向（幅方向に垂直な方向）に互いにずれて千鳥状に配置されてもよい。貫通孔１２を幅方向に整列させることで、溝付接合板１００の長さを短くすることができ、貫通孔１２を千鳥状に配置することで、溝付接合板１００の幅を狭くすることができる。なお、貫通孔１２の数および配置は、図示した例には限られない。

【0033】

図２（ａ）は、溝付接合板１００を用いて接合対象である鋼材同士を接合した鋼材接合構造３００を示す図であり、図２（ｂ）は、接合部における断面図である。溝付接合板１００は、例えば、鉄骨梁において接合対象であるＨ形鋼２００（鋼材）のウェブやフランジ（以下、フランジ等という）同士を接合する際に用いられる。一対のＨ形鋼２００は、互いに端部が突き合せられて、溝付接合板１００は隣り合うＨ形鋼２００のフランジ等にまたがるように配置され、両フランジ等に高力ボルト１０１やナット１０２等を用いて固定される。なお、ウェブの接合に用いられる溝付接合板１００と、フランジの接合に用いられる溝付接合板１００とでは、貫通孔１２の形成方向に対する突部１３の形成方向が異なる場合もある。

【0034】

溝付接合板１００には、例えば、一般構造用圧延鋼材、建築構造用圧延鋼材、溶接構造用圧延鋼材、溶接構造用耐候性熱間圧延鋼材、橋梁用高降伏点鋼板、機械構造用炭素鋼鋼材、機械構造用合金鋼鋼材などによる金属板が用いられる。また、鋼材を挟み込む２枚の溝付接合板１００の総厚みは、接合対象の厚みに応じて設定され、例えば、溝付接合板１００の総厚みがフランジ等の厚み以上となるように設定される。

【0035】

なお、図１（ｂ）に示した溝付接合板１００は、例えば、ウェブ同士の接合に用いられる。この場合には、溝部１１（突部１３）の形成方向が、Ｈ形鋼２００同士の突き合せ方向（すなわち接合方向）に対して略垂直に形成される。このため、溝付接合板１００をウェブの両面から挟み込んで高力ボルト１０１を締め込むことで、突部１３の先端をウェブに食い込ませ、これにより、Ｈ形鋼２００同士の接合部に引張力が生じても、溝付接合板１００とＨ形鋼２００とのすべりが生じにくく、確実にＨ形鋼２００同士を接合することができる。

【0036】

ここで、特に屋外で使用されるＨ形鋼２００には、表面に被膜が設けられる場合がある。図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＥ部拡大図である。図示したように、本実施形態では、Ｈ形鋼２００の表面に被膜２０１が形成される。なお、被膜２０１としては、例えば塗膜、めっき、溶射等などで形成される。特に、被膜２０１が塗膜である場合には、すべり係数として、土木分野では０．４以上、建築分野では０．４５以上を確保することが困難な塗膜に有効である。ここで、突部１３の高さＨ１（突部１３の高さについては後述する）は、被膜２０１の厚さＦよりも高い。このため、突部１３を被膜２０１に貫通させて、突部１３の先端をＨ形鋼２００の表面に食い込ませることができる。なお、被膜２０１が塗膜である場合には、一般的な被膜２０１の厚みは、５００μｍ程度であるため、突部１３の高さＨ１は、５００μｍ超であることが望ましい。

【0037】

次に、溝付接合板１００の突部１３及び溝部１１の詳細について説明する。図３（ａ）は溝付接合板１００の厚さ方向の断面を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ部拡大図である。前述したように、溝付接合板１００の一方の面（突部形成面１１１とする）には、突部１３および溝部１１が交互に形成される。

【0038】

突部１３は、略二等辺三角形（正三角形含む）であり、突部１３の先端同士の距離がＬ１（図３（ｂ）参照）となる。すなわち、突部１３および溝部１１は等ピッチＬ１で配列されている。なお、突部１３のピッチＬ１は望ましくは、０．１ｍｍ～３．０ｍｍ程度であることが望ましく、より望ましくは０．５ｍｍ～２．０ｍｍである。

【0039】

突部１３は、直線状の斜面によって形成される。なお、突部１３を構成する直線状の斜面のなす角度は６０°～１２０°とする。角度が小さすぎると、突部１３の剛性が小さくなる。また、角度が大きくなりすぎると、鋼材に食い込ませにくくなり、また、突部１３の幅が広くなるため、突部１３の数が少なくなり、鋼材に対するすべり係数が低下する。

【0040】

ここで、突部１３を構成する直線状の斜面の基部（例えば、傾斜角度の変化点）を基準面（図中Ｂ）とすると、基準面Ｂよりも先端側（図中上方）が突部１３であり、突部１３同士の間であって、基準面Ｂよりも基部側（図中下方）が溝部１１となる。すなわち、溝部１１は、突部１３の斜面の延長線では形成されずに、突部１３の傾斜角度とは異なる角度で形成される。従って、溝部１１は、突部１３の斜面の基部であって、傾斜角度の変化点同士の間に形成される。溝部１１は、基準面Ｂに対して全体として例えば円弧状に形成される。なお、溝部１１は、完全に円弧状でなくてもよく、例えば、複数の異なる角度の直線が連続する多角形状に形成されてもよい。すなわち、全体として略円弧状であればよい。

【0041】

ここで、基準面Ｂにおける溝部１１の幅をＬ２（図３（ｂ）参照）とすると、Ｌ１（突部ピッチ）／Ｌ２（溝幅）は、２以上１０以下とする。例えば、突部１３の先端角度を一定にしてＬ１／Ｌ２を２未満とすると、溝部１１の幅が広くなりすぎて突部１３の数が減り、高いすべり係数を確保することが困難である。一方、溝部１１の幅を一定にしてＬ１／Ｌ２を２未満とすると、突部１３が細く鋭利になりすぎて突部１３の剛性が低下する。また、突部１３の角度を一定にしてＬ１／Ｌ２を１０超とすると、溝部１１の幅が狭くなりすぎて製造性が悪くなるとともに、溝部１１における応力集中の緩和効果が小さくなる。一方、溝部１１の幅を一定にしてＬ１／Ｌ２を１０超とすると、突部１３の数が減り、高いすべり係数を確保することが困難である。

【0042】

また、図３（ｂ）に示すように、基準面Ｂからの突部１３の高さをＨ１とし、基準面Ｂからの溝部１１の深さをＨ２とした際に、Ｈ１／Ｈ２は、３以上１５以下とする。Ｈ１／Ｈ２が３未満では、突部１３の高さが低くなりすぎるため、鋼材への食い込み代が十分に確保することができない。なお、前述したように、突部１３の高さＨ１は、接合対象となる鋼材の表面の被膜厚み（図２（ｃ）のＦ）よりも高い。

【0043】

また、Ｈ１／Ｈ２が１５を超えると、突部１３の高さが高くなりすぎるため、突部１３の剛性が不十分となるとともに、鋼材への食い込み代が大きくなりすぎるため、より大きな締め付け力が必要となる。また、溝部１１の深さが小さくなりすぎると、応力緩和効果が小さくなるとともに、鋼材に突部１３を食い込ませた際に、鋼材の変形部分（突部１３の食い込みによる膨らみ部分）を溝部１１で吸収することが困難となる。

【0044】

なお、溝付接合板１００の少なくとも一方の面の突部形成面１１１の表層には表面処理（例えば窒化処理など）が施されており、接合対象であるＨ形鋼２００のフランジ等の硬度よりも高い硬度となっている。ここで、表面処理後の突部形成面１１１の硬度（例えばビッカース硬度）は、処理前の素材の突部形成面の硬度の２倍以上であることが望ましい。なお、処理前の素材の突部形成面のビッカース硬度は、溝付接合板１００の断面において、突部形成面近傍であって、表面処理部を除く部位において測定することが可能である。

【0045】

このような溝付接合板１００は、例えば特開２０１８－１６４９５６に開示されている方法によって製造することができる。この方法によれば、突部１３の先端を鋭利に加工することができるとともに、溝部１１を容易に円弧状に形成することができる。

【0046】

以上説明したように、本実施形態では、突部１３の高さが、接合対象の鋼材の表面に形成された被膜２０１の厚みよりも高いため、突部１３で被膜２０１を貫通させて、突部１３の先端を確実に鋼材に食い込ませることができる。このため、被膜を有する鋼材同士の接合においても、高いすべり係数を確保することができる。

【0047】

また、突部１３を特定の条件を満たした形状とすることで、これを用いて鋼材同士を接合した際に、突部１３を確実に鋼材に食い込ませて高いすべり係数を得ることができる。また、溝部１１にも応力集中が起こらずに、製造も容易である。

【0048】

また、表面処理を施して突部形成面１１１の表層の硬度を接合対象の鋼材よりも２倍以上大きくすることで、突部１３の先端を鋼材に食い込ませてすべり止め効果を発揮させることができる。

【0049】

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、第１の実施形態と同様の機能を奏する構成については、図１～図３と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0050】

第２の実施形態では、溝付接合板１００が単独で使用されるのではなく、挟持部材１２０と共に用いられる。図４（ａ）に示すように、溝付接合板１００の一方の面には、突部１３と溝部１１とが形成され、他方の面には挟持部材１２０が固定される。挟持部材１２０は、溝付接合板１００と同一の材質でもよいが、表面処理は不要である。また、挟持部材１２０は、溝付接合板１００よりも軟質の材質もでもよい。

【0051】

図４（ａ）に示す例では、溝付接合板１００と挟持部材１２０とは、溶接部１２１によって接合される。また、図４（ｂ）に示すように、溝付接合板１００と挟持部材１２０とは、ボルト１２３によって接合されてもよい。また、図４（ｃ）に示すように、溝付接合板１００の突部１３と溝部１１とが形成される面とは逆側の面に、被膜１２４が形成されてもよい。被膜１２４は、溝付接合板１００と挟持部材１２０との滑り係数を高めるためのものであり、例えば、無機ジンクリッチペイント等で構成される。この場合には、溝付接合板１００と挟持部材１２０とは摩擦によってずれが抑制されるため、両者を一体化しなくてもよい。なお、図示は省略するが、挟持部材１２０には、溝付接合板１００の貫通孔１２に対応する位置に貫通孔が形成される。

【0052】

図５は、挟持部材１２０を用いた鋼材接合構造３００ａを示す断面図である。なお、挟持部材１２０と溝付接合板１００とは、ボルト１２３で接合される例を示すが、溶接部１２１（図４（ａ））で接合されてもよく、被膜１２４（図４（ｃ））を形成してもよい。また、これらを組み合わせてもよい。例えば、溝付接合板１００の挟持部材１２０との対向面に、十分なすべり係数を確保することが可能な塗料が塗布されれば、溝付接合板１００と挟持部材１２０が、Ｈ形鋼に対して高力ボルト１０１で一体に接合されてもよい。

【0053】

一対のＨ形鋼２００が、互いに端部を突き合わせるように配置され、Ｈ形鋼２００同士にまたがるように略同サイズの溝付接合板１００と挟持部材１２０が配置される。この際、溝付接合板１００の複数の突部１３及び溝部１１がＨ形鋼２００に対向するように配置され、溝付接合板１００及び挟持部材１２０とでＨ形鋼２００が挟み込まれる。すなわち、挟持部材１２０によってＨ形鋼２００が挟み込まれ、挟持部材１２０とＨ形鋼２００との間に溝付接合板１００が配置される。なお、溝付接合板１００は、複数に分割されていてもよい。

【0054】

前述したように、溝付接合板１００と挟持部材１２０には、貫通孔が形成される。また、Ｈ形鋼２００を挟み込む一対の溝付接合板１００及び挟持部材１２０の貫通孔とＨ形鋼２００に形成される貫通孔とは一直線上に配置され、貫通孔１２に高力ボルト１０１が挿通されてナット１０２によって固定される。高力ボルト１０１を締め込むことで、溝付接合板１００の突部１３がＨ形鋼２００に食い込み、Ｈ形鋼２００同士を接合することができる。

【0055】

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、挟持部材１２０を用い、鋼材を挟み込む２枚の挟持部材１２０と２枚の溝付接合板１００の総厚みを確保することで、溝付接合板１００の厚みを薄くしても、挟持部材１２０によって剛性を得ることができる。このように溝加工などを行う溝付接合板１００を薄くすることで、加工が容易となる。

【0056】

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について説明する。図６（ａ）は、第３の実施形態に係る溝付接合板１００ａを示す断面図である。溝付接合板１００ａは、溝付接合板１００と略同様の構成であるが、突部１３および溝部１１が両面に形成される点で異なる。

【0057】

溝付接合板１００ａの両面に形成される突部１３及び溝部１１の形成方向は同一である。なお、図６（ａ）に示すように、両面の突部１３間の距離（突部１３のピッチ）Ｌ１ａ、Ｌ１ｂや、突部１３の高さは、同一であってもよいが、図６（ｂ）に示すように、溝付接合板１００ａのそれぞれの面において、突部１３同士の距離Ｌ１ａ、Ｌ１ｂが異なってもよい。また、溝付接合板１００ａのそれぞれの面において、突部１３の高さが異なってもよい。なお、溝付接合板１００ａにおいては、少なくとも一方の面において、前述した突部１３と溝部１１との高さ比や幅比を満たせばよいが、両面のそれぞれにおいて、前述した突部１３と溝部１１との高さ比や幅比を満たすことが望ましい。

【0058】

図７は、溝付接合板１００ａを用いた鋼材接合構造３００ｂを示す図である。鋼材接合構造３００ｂは、鋼材接合構造３００ａと同様に、挟持部材１２０同士で溝付接合板１００ａ及びＨ形鋼２００を挟み込み、高力ボルト１０１とナット１０２によって固定される。この際、挟持部材１２０と溝付接合板１００ａとは、溶接やボルトで接合されるのではなく、溝付接合板１００ａの突部１３が挟持部材１２０に食い込むことで、両者のずれが防止されて両者が固定される。すなわち、溝付接合板１００ａの外面側の突部１３は挟持部材１２０に食い込み、溝付接合板１００ａの内面側の突部１３はＨ形鋼２００に食い込む。なお、作業の効率化のため、溝付接合板１００ａと挟持部材１２０とはボルト等で仮接合してもよい。また、溝付接合板１００ａは、複数に分割されていてもよい。

【0059】

この際、挟持部材１２０とＨ形鋼２００は、材質や硬度などが異なる場合がある。この場合には、それぞれの部材に対して適切な突部１３のピッチや高さが存在する。このため、溝付接合板１００ａの両面に接触する部材に対して適切な突部１３となるように、両面の突部１３同士の距離や高さを変えることで、効率よく挟持部材１２０とＨ形鋼２００の両方に対して、突部１３を食い込ませることができる。

【0060】

第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、溝付接合板１００ａの両面に突部１３を形成することで、挟持部材１２０と溝付接合板１００ａを強固に接合する必要がない。このため、挟持部材１２０と溝付接合板１００ａの接合部材が不要となるか、または、接合する場合でも、仮止め程度の接合とすることができる。

【0061】

［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態について説明する。図８は、第４の実施形態に係る溝付接合板１００ｂを示す斜視図である。溝付接合板１００ｂは、溝付接合板１００と略同様の構成であるが、突部１３および溝部１１が２方向に向けて形成される点で異なる。

【0062】

溝付接合板１００ｂは、接合対象に接する少なくとも一方の面に、複数の突部１３が併設される。それぞれの隣り合う突部１３の間に溝部１１ａ、１１ｂがそれぞれ形成される。第１の溝部である溝部１１ａは、互いに平行に配置される。同様に、第２の溝部である溝部１１ｂは、互いに平行に配置される。溝部１１ａと溝部１１ｂとは、互いに異なる向きに形成される。なお、図示した例では、溝部１１ａと溝部１１ｂとは、互いに直交するように設けられるが、溝部１１ａと溝部１１ｂとの角度は９０度には限定されない。また、図示した例では、突部１３及び溝部１１ａ、１１ｂは、一方の面のみに形成されるが、両面に形成されてもよい。なお、溝付接合板１００ｂにおいては、少なくとも一方の溝部１１ａ、１１ｂにおいて、前述した突部１３と溝部１１との高さ比や幅比を満たせばよいが、溝部１１ａ、１１ｂの両者に対して、前述した突部１３と溝部１１との高さ比や幅比を満たすことが望ましい。

【0063】

図９（ａ）は、溝付接合板１００ｂの部分平面図である。図示した例では、溝部１１ａ、１１ｂの間隔が互いに略等しい。したがって、突部１３の各方向に対する幅（図中Ｃ、Ｄ）は、略１：１となる。これに対し、図９（ｂ）に示すように、溝部１１ａ、１１ｂの間隔を変えてもよい。例えば、突部１３の一方向に対しての食い込み重視するのであれば、Ｃ：Ｄは、例えば１：１～１：９９９の範囲であることが望ましく、より好ましく１：１～１：５０であり、さらにＣ：Ｄは、１：１～１：５の間が最適である。

【0064】

また、溝部１１ａ、１１ｂは、溝付接合板１００ｂの各辺に対して平行又は垂直でなくてもよい。図１０は、溝付接合板の長手方向（図中Ｇ）に対して、４５度の角度（図中Ｉ、Ｊ）に溝部１１ａ、１１ｂが形成されたものである。このように、溝部１１ａ、１１ｂは、溝付接合板の長手方向に対して斜めに形成されてもよい。

【0065】

また、溝部１１ａと溝部１１ｂとは、互いに直交しなくてもよい。図１１は、溝部１１ａ、１１ｂの部分拡大図である。溝部１１ａと溝部１１ｂとのなす角度θは、１度～９０度であれば良く、より好ましくは、３０度～９０度の範囲であり、４５度～９０度の範囲であることが最適である。

【0066】

第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、互いに異なる向きの溝部１１ａ及び溝部１１ｂが設けられるため、突部１３の角形状部の数が増加し、突部１３を接合対象により噛合わせることができ、すべり係数を大きくすることができる。

【0067】

また、Ｈ形鋼２００同士の引張方向に対するすべり係数のみではなく、Ｈ形鋼２００同士のせん断方向に対しても、高いすべり係数を得ることができる。また、Ｈ形鋼２００の接合の際に、ウェブの接合とフランジの接合とで、溝部及び突部の形成方向を変える必要がなく、同一の部材を用いることができる。なお、溝付接合板１００ｂは、単独で使用することもできるが、挟持部材１２０と併用してもよい。

【0068】

［第５の実施形態］
次に、第５の実施形態について説明する。図１２は、第５の実施形態に係る溝付接合板１００ｅを示す平面図である。溝付接合板１００ｅは、溝付接合板１００等と略同様の構成であるが、溝部１１及び突部１３が、貫通孔１２を中心とした同心円状に複数形成される点で異なる。

【0069】

このように、溝部１１及び突部１３が円状に形成されることで、すべての方向に対して、すべり係数を確保することが可能となる。なお、図示した例では、６つの同心円を形成したが、同心円の個数及び配置は図示した例には限られない。また、同心円同士が、重なり合ってもよい。

【0070】

第５の実施形態によれば、第４の実施形態等と同様の効果を得ることができる。このように、溝部１１及び突部１３は、直線状に形成される場合には限られない。

【0071】

［第６の実施形態］
次に、第６の実施形態について説明する。図１３は、第６の実施形態に係る溝付接合板１００ｃを示す斜視図である。溝付接合板１００ｃは、溝付接合板１００と略同様の構成であるが、幅方向の略中央部には、突部１３及び溝部１１が形成されない平坦部１４が形成される点で異なる。平坦部１４は、突部１３及び溝部１１に平行に、全長にわたって形成される。

【0072】

図１４は、溝付接合板１００を用いて接合対象である鋼材同士を接合した鋼材接合構造３００ｃにおける、接合部の断面図である。鋼材接合構造３００ｃは、一対の鋼材（Ｈ形鋼２００）が、互いに端部が突き合せられて、隣り合うＨ形鋼２００のフランジ等にまたがるように溝付接合板１００ｃが配置されて固定される。

【0073】

この際、Ｈ形鋼２００の端部の突き合せ部には、わずかに隙間が形成される。溝付接合板１００ｃは、この隙間に平坦部１４が位置するように配置されて固定される。このように、突部１３を食い込ませる必要のない部位には、突部１３を形成しないことで、加工が容易となる。

【0074】

なお、平坦部１４における板厚を、他の部位の板厚（溝部１１における最小板厚）よりも薄くしてもよい。このようにすることで、平坦部１４を、他の部位と比較して変形が容易な部位とすることができる。すなわち、溝付接合板１００ｃの幅方向の略中央に変形容易部を形成することができる。

【0075】

例えば、Ｈ形鋼２００同士を突き合せた際に、Ｈ形鋼２００の芯が完全に一致せず、芯ずれが生じる場合がある。この場合に、溝付接合板をＨ形鋼２００同士にまたがるように配置すると、一方のＨ形鋼２００に対する突部の食い込みと、他方のＨ形鋼２００に対する突部の食い込みが異なり、全体としてすべり係数が低下する要因となる。これに対し、幅方向の略中央に変形容易部が形成された溝付接合板１００ｃをＨ形鋼２００に締め込むと、平坦部１４が変形し、芯ずれに追従するように溝付接合板１００ｃを変形させることができる。このため、所望のすべり係数を確保することができる。

【0076】

第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、接合対象のＨ形鋼２００同士の隙間には、突部１３を形成する必要がないため、この部位を平坦部１４とすることで、板材の全面に突部等の加工を行う場合と比較して、加工面積が減り、加工が容易となる。

【0077】

また、平坦部１４の厚みを薄くすることで、変形容易部を形成することができる。このため、Ｈ形鋼２００同士の芯ずれに対して、平坦部を変形させて、芯ずれの影響を抑制することができる。なお、溝付接合板１００ｂは、単独で使用することもできるが、挟持部材１２０を用いてもよい。この場合には、両面に突部１３を形成してもよいが、挟持部材１２０との対向面には、平坦部１４を形成する必要はない。

【0078】

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0079】

例えば、前述した各実施形態において、Ｈ形鋼同士の突き合せ部に溝付接合板を用いて、両者を接合する例について説明したが、これには限られない。例えば、Ｈ形鋼以外の鋼材同士を突き合せて接合する場合にも適用可能である。また、一対の鋼材同士の突き合せ部に用いるのではなく、一方の鋼材の一部に、他の鋼材を固定する場合にも適用可能である。

【0080】

図１５は、鋼材接合構造３００ｄを示す図である。鋼材接合構造３００ｄは、第１の鋼材である鋼材２００ａの表面に、第２の鋼材である鋼材２００ｂが接合されたものである。鋼材２００ａの表面には図示を省略した被膜が形成される。また、鋼材２００ｂは、挟持部材１２０と、補強部材等を接合可能なブラケット１２５とが一体化した部材である。鋼材２００ａと鋼材２００ｂとの間には、溝付接合板１００が配置される。なお、溝付接合板１００の、挟持部材１２０との対向面には、被膜１２４が形成されておりすべり係数が確保される。なお、被膜に代えて、溝付接合板１００の挟持部材１２０との対向面にも、突部１３と溝部１１とが形成されていてもよく、又は、溝付接合板１００と挟持部材１２０とが溶接されていてもよく、ボルトで固定されていてもよい。

【0081】

挟持部材１２０、溝付接合板１００、鋼材２００ａを貫通する孔が形成され、孔には、例えば挟持部材１２０側から高力ボルト１０１が貫通する。鋼材２００ａの背面側では、高力ボルト１０１にナット１０２が螺合して、鋼材２００ａに２００ｂが固定される。この際、ナット１０２と鋼材２００ａとの間に、溝付接合板１００ｄを配置してもよい。溝付接合板１００ｄは、例えば一方の面に突部と溝部とが形成された座金である。なお、溝付接合板１００ｄは、全ての高力ボルト１０１にまたがるように形成されてもよく、図左側に示すように、一部の高力ボルト１０１にまたがるように配置されてもよく、図右側に示すように、それぞれの高力ボルト１０１毎にそれぞれ配置してもよい。

【0082】

この場合でも、溝付接合板１００の突部の高さが、鋼材２００ａの被膜の厚みよりも高く、突部で被膜を貫通することができれば、鋼材２００ａへ鋼材２００ｂを接合することができる。すなわち、本願において、接合とは、一対の同種の鋼材同士を突き合せて接合する場合に限られず、一方の鋼材の一部に、他の鋼材を固定する場合も含まれる。

【符号の説明】

【0083】

１１、１１ａ、１１ｂ………溝部
１２………貫通孔
１３………突部
１４………平坦部
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ………溝付接合板
１０１………高力ボルト
１０２………ナット
１１１………突部形成面
１２０………挟持部材
１２１………溶接部
１２３………ボルト
１２５………ブラケット
２００………Ｈ形鋼
２００ａ、２００ｂ………鋼材
２０１………被膜
３００、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ………鋼材接合構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】