JP7373962B2

JP7373962B2 - Pin joint structure and metal plate used in this pin joint structure

Info

Publication number: JP7373962B2
Application number: JP2019179504A
Authority: JP
Inventors: 純人西塔
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2023-11-06
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: JP2021055402A

Description

この発明は、例えば木材同士を、ホゾや羽子板を用いずに接合できるピン接合構造およびこのピン接合構造に用いる金属プレートに関する。 The present invention relates to a pin joining structure that can join pieces of wood together, for example, without using a tenon or a battledore, and a metal plate used in this pin joining structure.

図１１に示すように、例えば、木製の柱１０１と木製の梁１０２とを接合する接合構造として、上記柱１０１に金属プレート１０３の基部１０３ａをビス固定するとともに、上記金属プレート１０３の突出板部１０３ｂに梁１０２の端側に形成されたスリット部１０２ａを差し込み、上記突出板部１０３ｂに形成されている貫通孔１０３ｃと上記梁１０２の端側に形成されている貫通孔１０２ｂとを位置合わせし、これら貫通孔１０２ｂ、１０３ｃを貫通させてドリフトピン１０４を打ち込むピン接合構造１００が知られている。 As shown in FIG. 11, for example, as a joining structure for joining a wooden pillar 101 and a wooden beam 102, a base 103a of a metal plate 103 is fixed to the pillar 101 with screws, and a protruding plate part of the metal plate 103 is fixed to the pillar 101 with screws. Insert the slit portion 102a formed on the end side of the beam 102 into 103b, and align the through hole 103c formed on the protruding plate portion 103b and the through hole 102b formed on the end side of the beam 102. A pin joining structure 100 is known in which a drift pin 104 is driven through these through holes 102b and 103c.

なお、特許文献１には、柱と、当該柱の上面部または下面部に固定される梁とを接合するピン接合構造が開示されている。 Note that Patent Document 1 discloses a pin joint structure that joins a pillar and a beam fixed to the upper surface or lower surface of the pillar.

ところで、ピン接合構造における引張荷重時の変形・破壊の性状は、以下の３つに大きく分けることができる。
（１）ドリフトピンの曲げ変形（破壊には至らない）
（２）木質部材の割裂または引張破壊（脆性的である）
（３）鋼製の金属プレートの引張降伏および引張破壊（破壊には略至らない） Incidentally, the deformation/destruction properties of pin joint structures under tensile load can be roughly divided into the following three types.
(1) Bending deformation of drift pin (does not result in destruction)
(2) Splitting or tensile failure of wood members (brittle)
(3) Tensile yield and tensile fracture of steel metal plates (almost not fracture)

一般的なピン接合構造では、上記（１）によってピン接合構造における変形性能を確保し、最終的に上記（２）の破壊に至ることが多い。この場合、上記（２）の変形・破壊の性状のバラツキが大きく、性能評価が低く見積もられることが多い。 In a typical pin joint structure, the deformation performance of the pin joint structure is ensured by the above (1), which often ultimately leads to the failure of the above (2). In this case, the variation in the deformation/destruction properties described in (2) above is large, and the performance evaluation is often underestimated.

特開２０１８－５３４９９号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-53499

一方、上記（３）を先行させて破壊させる設計では、接合側（負荷力側）のドリフトピンの周囲の小さな範囲でしか上記金属プレートに変形が生じないため、変形性能はあまり期待できない。 On the other hand, in a design in which the above (3) is destroyed first, the metal plate is deformed only in a small area around the drift pin on the joining side (load force side), so that the deformation performance cannot be expected to be very good.

この発明は、上記の事情に鑑み、ピン接合構造において、金属プレートの引張降伏・破壊を先行させる設計でも、金属プレートにおいて高い変形性能を得ることができるピン接合構造および金属プレートを提供する。 In view of the above circumstances, the present invention provides a pin joint structure and a metal plate in which high deformation performance can be obtained in the metal plate even if the pin joint structure is designed to undergo tensile yield and breakage of the metal plate first.

この発明のピン接合構造は、上記の課題を解決するために、金属プレートに第１貫通孔が形成されており、上記第１貫通孔の配置に対応する配置で第２貫通孔が形成された構造材に上記金属プレートが重ねられ、上記第１貫通孔および第２貫通孔に貫通してピンが差し込まれたピン接合構造であって、上記ピンは上記第１貫通孔の一端側に位置し、当該第１貫通孔が上記構造材における他部材と接合する端面の方向に長くされることで上記ピンの側面と当該第１貫通孔の他端側との間に空間が形成され、当該空間の長さが１０ｍｍ以上で１５０ｍｍ以下とされたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the pin joint structure of the present invention includes a first through hole formed in the metal plate, and a second through hole formed in an arrangement corresponding to the arrangement of the first through hole. The metal plate is stacked on a structural material, and a pin is inserted through the first through hole and the second through hole, the pin being located at one end side of the first through hole. , a space is formed between the side surface of the pin and the other end side of the first through hole by elongating the first through hole in the direction of the end surface of the structural material that joins with another member, and the space The length is 10 mm or more and 150 mm or less.

上記の構成であれば、上記第１貫通孔に上記空間が形成されたことによって、当該第１貫通孔の周囲縁において応力が広く分布し、変形領域が増えることで、全体として変形性能が向上する。すなわち、上記金属プレートの引張降伏・破壊を先行させる設計でも、高い変形性能を得ることができる。 With the above configuration, by forming the space in the first through hole, stress is widely distributed at the peripheral edge of the first through hole, increasing the deformation area, and improving deformation performance as a whole. do. That is, high deformation performance can be obtained even with a design in which the above-mentioned tensile yielding and destruction of the metal plate is preceded.

上記第１貫通孔および第２貫通孔が、それぞれ、上記構造材における他部材と接合する端面の方向に複数形成される場合、上記第１貫通孔のうち、上記端面に最も近い位置の第１貫通孔に上記空間が形成されるのがよい。すなわち、引張荷重が生じる際に最外縁にあるピンに対応する第１貫通孔が上記空間を持つことで、効率的に降伏後の変形性能を確保することができる。 When a plurality of first through holes and a plurality of second through holes are respectively formed in the direction of an end surface of the structural material that joins to another member, the first through hole located closest to the end surface among the first through holes It is preferable that the space is formed in the through hole. That is, when a tensile load is generated, the first through hole corresponding to the pin at the outermost edge has the above-mentioned space, so that deformation performance after yielding can be efficiently ensured.

上記空間を形成する第１貫通孔の互いに向き合う孔縁が、上記接合する端面の方向に互いに平行に延びるか、または、上記接合する端面の方向に互いに非平行に延びてもよい。 The mutually facing hole edges of the first through-holes forming the space may extend parallel to each other in the direction of the end surfaces to be joined, or may extend non-parallel to each other in the direction of the end surfaces to be joined.

また、この発明の金属プレートは、上記ピン接合構造に用いられる、上記第１貫通孔が形成されたものである。この金属プレートにおいて、上記空間が形成される側の端部に上記他部材との接合のための接合面部を有してもよい。 Further, in the metal plate of the present invention, the first through hole used in the pin joint structure is formed. This metal plate may have a joint surface portion for joining with the other member at the end on the side where the space is formed.

本発明であれば、ピン接合構造において、金属プレートの引張降伏・破壊を先行させても、高い変形性能を得ることができるという効果を奏する。 The present invention has the effect that high deformation performance can be obtained in a pin-jointed structure even if the tensile yielding and destruction of the metal plate is preceded.

この実施形態のピン接合構造を示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the pin joint structure of this embodiment. 同図（Ａ）は、図１のピン接合構造に用いられる鋼製プレートおよびドリフトピンの配置関係を示した説明図であり、同図（Ｂ）は空間長さの説明図である。FIG. 1A is an explanatory diagram showing the arrangement relationship of the steel plates and drift pins used in the pin joint structure of FIG. 1, and FIG. 1B is an explanatory diagram of the spatial length. 他の実施形態のピン接合構造を示した斜視図である。It is a perspective view showing the pin joint structure of other embodiments. 図３のピン接合構造に用いられる鋼製プレートおよびドリフトピンの配置関係を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the arrangement relationship of a steel plate and a drift pin used in the pin joint structure of FIG. 3. FIG. 建物において、図１のピン接合構造および図３のピン接合構造の使用箇所を例示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating locations where the pin joint structure of FIG. 1 and the pin joint structure of FIG. 3 are used in a building. 有限要素解析によって得られた鋼製プレートに形成される通常の丸貫通孔と実施形態の長貫通孔との変位と荷重の関係を示したグラフである。It is a graph showing the relationship between displacement and load between a normal round through hole formed in a steel plate and a long through hole according to an embodiment, obtained by finite element analysis. 同図（Ａ）は、鋼製プレートに丸貫通孔が形成された場合の各場所の応力の相違を色の濃さで示した説明図であり、同図（Ｂ）は、実施形態にかかる鋼製プレートに長貫通孔が形成された場合の各場所の応力の相違を色の濃さで示した説明図である。The same figure (A) is an explanatory diagram showing the difference in stress at each location when a round through hole is formed in a steel plate, and the same figure (B) is an explanatory diagram showing the difference in stress at each location when a round through hole is formed in a steel plate, and the same figure (B) is an explanatory diagram showing the difference in stress at each location when a round through hole is formed in a steel plate. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the difference in stress at each location when a long through hole is formed in a steel plate using the depth of color. 実施形態を示す図であって、鋼製プレートに形成される長孔の貫通孔例を示した説明図である。It is a figure which shows embodiment, Comprising: It is an explanatory view showing an example of a long hole through-hole formed in a steel plate. 実施形態を示す図であって、鋼製プレートに形成される他の貫通孔例を示した説明図である。It is a figure which shows embodiment, Comprising: It is explanatory drawing which showed the other example of a through-hole formed in a steel plate. 同図（Ａ）は有限要素解析の対象とした金属プレートの寸法図であり、同図（Ｂ）は加力条件を示した説明図である。Figure (A) is a dimensional diagram of a metal plate targeted for finite element analysis, and Figure (B) is an explanatory diagram showing the applied conditions. 従来のピン接合構造を示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a conventional pin joint structure.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態のピン接合構造１０は、例えば、木製の梁１と、この上面に設けられる木製の束２とを接合する接合構造として利用される。 Embodiments of the present invention will be described below based on the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the pin joint structure 10 of this embodiment is used, for example, as a joint structure for joining a wooden beam 1 and a wooden bundle 2 provided on the upper surface thereof.

上記梁１の上面には、鋼製プレート（金属プレート）３が取り付けられる。この鋼製プレート３は、構造材である上記束２にとっての他部材（この例では上記梁１）との接合のための接合面部３ａを備えており、この接合面部３ａに形成されている貫通孔にビス５がねじ込まれることによって上記鋼製プレート３が上記梁１に固定される。また、上記鋼製プレート３は、上記接合面部３ａから上方向に突出する突出板部３ｂを備える。上記接合面部３ａと上記突出板部３ｂとは、例えば、溶接によって互いに固定される。上記突出板部３ｂには、例えば、４個の第１貫通孔３ｃが、上記束２における上記梁１（他部材）と接合する端面の方向に２個、上記接合する端面の方向と直交する方向に２個の２行２列で形成されている。 A steel plate (metal plate) 3 is attached to the upper surface of the beam 1. This steel plate 3 is provided with a joint surface portion 3a for joining the bundle 2, which is a structural member, with another member (in this example, the beam 1), and has a through-hole formed in the joint surface portion 3a. The steel plate 3 is fixed to the beam 1 by screwing the screw 5 into the hole. Further, the steel plate 3 includes a protruding plate portion 3b that protrudes upward from the joint surface portion 3a. The joint surface portion 3a and the protruding plate portion 3b are fixed to each other by, for example, welding. The protruding plate portion 3b has, for example, four first through holes 3c, two in the direction of the end surface to be joined to the beam 1 (other member) in the bundle 2, and two in the direction of the end surface to be joined to the beam 1 (other member). It is formed in two rows and two columns in the direction.

上記束２の端側には、上記突出板部３ｂが差し込まれるスリット２ａが形成されている。また、上記束２の端側の側面には、４個の第２貫通孔２ｂが、上記第１貫通孔３ｃの配置と同じ配置で上記スリット２ａを横切るように形成されている。上記スリット２ａに上記突出板部３ｂを入れて、上記第１貫通孔３ｃと上記第２貫通孔２ｂとを位置合わせし、これら第１貫通孔３ｃおよび第２貫通孔２ｂを貫通させて４本の金属製のドリフトピン４が打ち込まれる。 A slit 2a into which the protruding plate portion 3b is inserted is formed at the end of the bundle 2. Further, four second through holes 2b are formed on the end side surface of the bundle 2 so as to cross the slit 2a in the same arrangement as the first through holes 3c. Insert the protruding plate portion 3b into the slit 2a, align the first through hole 3c and the second through hole 2b, and pass through the first through hole 3c and second through hole 2b to form four holes. A metal drift pin 4 is driven in.

図２（Ａ）にも示すように、上記束２における上記梁１と接合する端面の方向に並ぶ２個の上記第１貫通孔３ｃのうち、上記束２の端面に最も近い位置の第１貫通孔３ｃは、その向き合う孔縁が上記束２の端面方向（上記接合面部３ａに近づく方向）に互いに平行に延びた長孔形状の第１貫通孔３ｃ(L)となっている。 As shown in FIG. 2A, among the two first through holes 3c lined up in the direction of the end surface of the bundle 2 that joins the beam 1, the first through hole 3c is located closest to the end surface of the bundle 2. The through-hole 3c is a first through-hole 3c(L) in the shape of an elongated hole whose facing edges extend parallel to each other in the direction of the end surface of the bundle 2 (the direction approaching the joint surface portion 3a).

そして、上記束２の端面に最も近い位置の２本のドリフトピン４は、上記第１貫通孔３ｃ(L)の一端側（上記接合面部３ａから遠い側）に位置しており、また、上記第１貫通孔３ｃ(L)が、上記束２の上記梁１と接合する端面の方向に長いことで、上記ドリフトピン４の周面（側面）から当該第１貫通孔３ｃ(L)の他端側の間に空間Ｇが形成されている。すなわち、引張荷重が生じる際に最外縁にあるドリフトピンに対応する第１貫通孔が上記空間Ｇを有している。 The two drift pins 4 closest to the end surface of the bundle 2 are located on one end side (the side far from the joint surface portion 3a) of the first through hole 3c(L), and Since the first through hole 3c(L) is long in the direction of the end surface of the bundle 2 that joins with the beam 1, the first through hole 3c(L) is extended from the peripheral surface (side surface) of the drift pin 4 to A space G is formed between the end sides. That is, the first through hole corresponding to the drift pin located at the outermost edge when a tensile load is generated has the space G.

また、図２（Ｂ）に示すように、上記空間Ｇの長さＬ、すなわち、上記第１貫通孔３ｃ(L)の長手方向に平行であって上記ドリフトピン４の中心を通る中心線上の当該ドリフトピン４の周面上のＰ１点から、上記第１貫通孔３ｃ(L)の他端側の上記中心線上のＰ２点までの長さＬは、１０ｍｍ以上で１５０ｍｍ以下、望ましくは、上記鋼製プレート３の変形領域の増大の観点から、２０ｍｍ以上、さらに望ましくは、３０ｍｍ以上とするのがよい。一方で、上記空間Ｇの長さＬは、一般的な木質接合部の荷重変形の評価時に、変形長さ３０ｍｍ以下で評価することを踏まえ、鋼材の伸び性能が２０％以上であることや圧縮時の鋼板の安定性（座屈防止）等を考慮すると、望ましくは１２０ｍｍ以下、さらに望ましくは、１００ｍｍ以下とするのがよい。 Further, as shown in FIG. 2(B), the length L of the space G, that is, on the center line that is parallel to the longitudinal direction of the first through hole 3c (L) and passes through the center of the drift pin 4. The length L from point P1 on the circumferential surface of the drift pin 4 to point P2 on the center line on the other end side of the first through hole 3c(L) is 10 mm or more and 150 mm or less, preferably From the viewpoint of increasing the deformation area of the steel plate 3, it is preferably 20 mm or more, more preferably 30 mm or more. On the other hand, the length L of the space G is determined based on the fact that the deformation length is 30 mm or less when evaluating the load deformation of general wooden joints, and that the elongation performance of the steel material is 20% or more and the compression Considering the stability (buckling prevention) of the steel plate during operation, etc., the thickness is preferably 120 mm or less, and more preferably 100 mm or less.

なお、上記第１貫通孔３ｃ(L)の上記形状例では、当該第１貫通孔３ｃ(L)の一端側（上記接合面部３ａから遠い側）に位置するドリフトピン４の中心と、上記第１貫通孔３ｃ(L)の他端側（上記接合面部３ａに近い側）に仮想的に位置させたドリフトピン４の中心間の距離は、上記空間Ｇの長さＬに一致する。 In the above example of the shape of the first through hole 3c(L), the center of the drift pin 4 located on one end side (the side far from the joint surface portion 3a) of the first through hole 3c(L) and the first through hole 3c(L) are connected to each other. The distance between the centers of the drift pins 4 virtually located on the other end side (the side closer to the joint surface portion 3a) of the first through hole 3c(L) corresponds to the length L of the space G.

また、上記梁１はコンクリート基礎梁でもよい。この場合、上記接合面部３ａに形成されている貫通孔（図１の例では、上記ビス５が設けられる）を例えば４つとし、これら貫通孔に、上記コンクリート基礎梁の上面から突出するアンカーボルトを挿通させて、図示しないナットで上記接合面部３を上記コンクリート基礎梁の上面に固定する。また、上記接合面部３ａは平板ではなく、上記接合面部３ａの上記４つの貫通孔間に立つ十字状の立板部上に平板を取り付け、この平板上に上記突出板部３ｂを設けた構造としてもよい。 Further, the beam 1 may be a concrete foundation beam. In this case, the number of through holes formed in the joint surface portion 3a (in the example of FIG. 1, the screws 5 are provided) is, for example, four, and the anchor bolts protruding from the upper surface of the concrete foundation beam are inserted into these through holes. is inserted, and the joint surface portion 3 is fixed to the upper surface of the concrete foundation beam using a nut (not shown). Further, the joint surface portion 3a is not a flat plate, but has a structure in which a flat plate is attached to a cross-shaped vertical plate portion standing between the four through holes of the joint surface portion 3a, and the protruding plate portion 3b is provided on this flat plate. Good too.

次に、他の実施形態のピン接合構造１０Ａを図３に示す。このピン接合構造１０Ａは、例えば、木製の柱１１と木製の梁１２とを接合する接合構造として利用される。 Next, a pin joint structure 10A of another embodiment is shown in FIG. This pin joint structure 10A is used, for example, as a joint structure for joining a wooden column 11 and a wooden beam 12.

上記柱１１の上部には、鋼製プレート１３が取り付けられる。この鋼製プレート１３は、上記梁１２にとっての他部材（この例では上記柱１１）との接合のための接合面部（基部）１３ａを備えており、この接合面部１３ａに形成されている貫通孔にビス１５がねじ込まれることによって上記鋼製プレート１３が上記柱１１に固定される。また、上記鋼製プレート１３は、上記接合面部１３ａから水平方向に突出する突出板部１３ｂを備える。上記突出板部１３ｂには、例えば、８個の第１貫通孔１３ｃが、構造材である上記梁１２における上記柱１１（他部材）と接合する端面の方向に２個で、上記接合する端面の方向と直交する方向に４個の４行２列で形成されている。 A steel plate 13 is attached to the top of the pillar 11. This steel plate 13 includes a joint surface (base) 13a for joining the beam 12 with another member (in this example, the column 11), and has a through hole formed in the joint surface 13a. The steel plate 13 is fixed to the column 11 by screwing the screw 15 into the column. Further, the steel plate 13 includes a protruding plate portion 13b that protrudes in the horizontal direction from the joint surface portion 13a. The protruding plate portion 13b has, for example, eight first through holes 13c, two in the direction of the end surface of the beam 12, which is a structural member, that joins with the column 11 (other member), and two holes in the direction of the end surface that joins with the column 11 (other member). They are formed in four rows and two columns in a direction perpendicular to the direction.

上記梁１２の端側には、上記突出板部１３ｂが差し込まれる縦のスリット１２ａが形成されている。また、上記梁１２の端側の側面には、８個の第２貫通孔１２ｂが、上記第１貫通孔１３ｃの配置と同じ配置で上記スリット１２ａを横切るように形成されている。上記スリット１２ａに上記突出板部１３ｂを入れて、上記第１貫通孔１３ｃと上記第２貫通孔１２ｂとを位置合わせし、これら第１貫通孔１３ｃと第２貫通孔１２ｂとを貫通させて８本のドリフトピン１４が打ち込まれる。 A vertical slit 12a into which the protruding plate portion 13b is inserted is formed on the end side of the beam 12. Furthermore, eight second through holes 12b are formed on the end side surface of the beam 12 so as to cross the slit 12a in the same arrangement as the first through holes 13c. The protruding plate portion 13b is inserted into the slit 12a, the first through hole 13c and the second through hole 12b are aligned, and the first through hole 13c and the second through hole 12b are penetrated. A book drift pin 14 is driven in.

図４にも示すように、上記梁１２における柱１１と接合する端面の方向に並ぶ２個の上記第１貫通孔１３ｃのうち、上記梁１２の端面に最も近い位置の第１貫通孔１３ｃは、その互いに向き合う孔縁が上記梁１２の端面方向（上記接合面部１３ａに近づく方向）に互いに平行に延びた長孔形状の第１貫通孔１３ｃ(L)となっている。 As shown in FIG. 4, among the two first through holes 13c lined up in the direction of the end surface of the beam 12 that joins the pillar 11, the first through hole 13c located closest to the end surface of the beam 12 is The edges of the holes facing each other form elongated first through holes 13c(L) extending parallel to each other in the direction of the end face of the beam 12 (the direction approaching the joint surface portion 13a).

そして、上記梁１２の端面に最も近い位置の４本のドリフトピン１４は、上記第１貫通孔１３ｃ(L)の一端側（上記接合面部１３ａから遠い側）に位置しており、また、上記第１貫通孔１３ｃ(L)が上記梁１２の端面方向に長いことで、上記ドリフトピン１４の周面（側面）と当該第１貫通孔１３ｃ(L)の他端側との間に空間Ｇが形成されている。上記空間Ｇの長さについては、先の実施形態で例示した長さＬと同様の長さとしている。 The four drift pins 14 closest to the end surface of the beam 12 are located on one end side (the side far from the joint surface portion 13a) of the first through hole 13c(L), and Since the first through hole 13c(L) is long in the end surface direction of the beam 12, there is a space G between the peripheral surface (side surface) of the drift pin 14 and the other end side of the first through hole 13c(L). is formed. The length of the space G is the same as the length L exemplified in the previous embodiment.

図５は、建物５０において、上記ピン接合構造１０、１０Ａが適用される箇所を例示している。上記ピン接合構造１０は、柱、束、トラス等の軸方向引張圧縮力を受ける接合部（Ａ箇所）に好適である。一方、上記ピン接合構造１０Ａは、曲げ剛性を受ける柱―梁接合部等（Ｂ箇所）に用いることができる。いずれの箇所も、初期の剛性だけでなく、２次的な靭性を確保することが求められる。 FIG. 5 illustrates a location in a building 50 to which the pin joint structures 10 and 10A are applied. The above-mentioned pin joint structure 10 is suitable for a joint part (A location) that receives an axial tensile and compressive force such as a column, a bundle, a truss, etc. On the other hand, the above-mentioned pin joint structure 10A can be used at a column-beam joint, etc. (location B) that receives bending rigidity. At each location, it is required to ensure not only initial rigidity but also secondary toughness.

図６は、鋼製プレートに形成される貫通孔の形状の相違によって、当該貫通孔に同一荷重が加えられた際の変位と荷重との関係について、有限要素解析で計算した結果を示したグラフである。この有限要素解析における解析対象である鋼製プレートの材料情報を表１に示し、鋼製プレートの各部寸法を表２に示す。また、図１０（Ａ）は表２に対応する鋼製プレートおよび貫通孔の各部寸法箇所の符号を示しており、図１０（Ｂ）は鋼製プレートおよび貫通孔のへ加力条件を示している。この加力条件では、鋼製プレートの一端側（他部材との接合側）と貫通孔における円弧縁のうち上記一端側から遠い円弧縁に力が加わることを示している。また、降伏条件はミーゼス（Von Mises）とする。 Figure 6 is a graph showing the results calculated using finite element analysis regarding the relationship between displacement and load when the same load is applied to the through holes formed in the steel plate due to differences in the shape of the through holes. It is. Table 1 shows the material information of the steel plate that is the analysis target in this finite element analysis, and Table 2 shows the dimensions of each part of the steel plate. In addition, Fig. 10(A) shows the numbers of the dimensions of each part of the steel plate and the through hole corresponding to Table 2, and Fig. 10(B) shows the conditions for applying force to the steel plate and the through hole. There is. This application condition indicates that force is applied to one end side of the steel plate (the side to be joined to another member) and the arcuate edge of the through hole that is far from the one end side. In addition, the yield condition is assumed to be Von Mises.

また、図７は、上記有限要素解析で計算した結果に基づいて、鋼製プレートの貫通孔の周囲縁に生じる応力値の相違を色の濃さで示した説明図であり、濃い色の箇所ほど、高い応力値となり、薄い色の箇所ほど、低い応力値となることが示されている。そして、図７（Ａ）は、鋼製プレートに丸貫通孔が形成された場合を示しており、図７（Ｂ）は、鋼製プレートに長貫通孔が形成された場合を示している。これらの図から、上記鋼製プレート１３に長貫通孔が形成されると、上記第１貫通孔３ｃ(L)、１３ｃ(L)の周囲に応力が広く分布し、変形領域が増えていることが分かる。 Furthermore, Fig. 7 is an explanatory diagram showing the difference in stress values occurring at the peripheral edge of a through hole in a steel plate by color density, based on the results calculated by the above finite element analysis. It is shown that the lighter the color, the higher the stress value, and the lighter the color, the lower the stress value. FIG. 7(A) shows a case where a round through hole is formed in a steel plate, and FIG. 7(B) shows a case where a long through hole is formed in a steel plate. From these figures, it can be seen that when long through holes are formed in the steel plate 13, stress is widely distributed around the first through holes 3c (L) and 13c (L), and the deformation area increases. I understand.

上記ピン接合構造１０、１０Ａによれば、上記第１貫通孔３ｃ(L)、１３ｃ(L)に上記空間Ｇが形成されたことによって、上記第１貫通孔３ｃ(L)、１３ｃ(L)の周囲に応力が広く分布し、変形領域が増えることで、全体として変形性能が向上する。すなわち、上記鋼製プレートの引張降伏・破壊を先行させる設計としても、高い変形性能を得ることができる。 According to the pin joint structure 10, 10A, the space G is formed in the first through hole 3c(L), 13c(L), so that the first through hole 3c(L), 13c(L) The stress is widely distributed around the area and the deformation area increases, which improves the deformation performance as a whole. That is, high deformation performance can be obtained even when the steel plate is designed to undergo tensile yielding and destruction in advance.

上記の例では、上記第１貫通孔３ｃ、１３ｃおよび第２貫通孔２ｂ、１２ｂが、それぞれ、構造材である束２、梁１２における他部材と接合する端面の方向に複数形成される場合に、上記第１貫通孔３ｃ、１３ｃのうち、上記束２、梁１２の最も端面に近い位置の第１貫通孔３ｃ(L)、１３ｃ(L)に上記空間Ｇが形成されたが、上記第１貫通孔３ｃ、１３ｃおよび第２貫通孔２ｂ、１２ｂが、上記束２、梁１２の上記接合する端面の方向に１個される場合には、当該１個の第１貫通孔が長孔である第１貫通孔３ｃ(L)、１３ｃ(L)となる。 In the above example, when a plurality of the first through holes 3c, 13c and the second through holes 2b, 12b are formed in the direction of the end surface of the bundle 2 and the beam 12, which are structural members, to be joined to other members, respectively. , among the first through holes 3c and 13c, the space G was formed in the first through holes 3c(L) and 13c(L) located closest to the end surfaces of the bundle 2 and the beam 12; When one through hole 3c, 13c and one second through hole 2b, 12b are formed in the direction of the joining end surfaces of the bundle 2 and the beam 12, the one first through hole is a long hole. There are certain first through holes 3c(L) and 13c(L).

また、上記の例では、上記空間Ｇを形成している第１貫通孔３ｃ(L)、１３ｃ(L)は、構造材である上記束２、梁１２の端面方向に平行に延びた長孔とされたが、このような長孔には、図８に示すように、第１貫通孔３ｃ(L)、１３ｃ(L)の互いに向き合う孔縁が、ドリフトピン４，１４が挿通される円形箇所の直径よりも狭い幅を形成してもよいし、或いは、上記直径よりも広い幅を形成してもよい。 Further, in the above example, the first through holes 3c(L) and 13c(L) forming the space G are long holes extending parallel to the end surface direction of the bundle 2 and the beam 12, which are structural members. However, in such a long hole, as shown in FIG. The width may be narrower than the diameter of the portion, or the width may be wider than the diameter.

また、上記のような長孔に限らず、例えば、図９に示すように、上記第１貫通孔３ｃ(L)、１３ｃ(L)は、互いに向き合う孔縁を、上記束２、梁１２の端面方向に非平行に長く有してもよい。 In addition to the elongated holes as described above, for example, as shown in FIG. It may be long and non-parallel to the end face direction.

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated embodiments. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same scope or equivalent scope of the present invention.

１：梁（他部材）
２：束（構造材）
２ａ：スリット
２ｂ：第２貫通孔
３：鋼製プレート
３ａ：接合面部
３ｂ：突出板部
３ｃ：第１貫通孔(丸孔)
３ｃ(L) ：第１貫通孔（長孔）
４：ドリフトピン（ピン）
５：ビス
１０：ピン接合構造
１０Ａ：ピン接合構造
１１：柱（他部材）
１２：梁（構造材）
１２ａ：スリット
１２ｂ：第２貫通孔
１３：鋼製プレート
１３ａ：接合面部
１３ｂ：突出板部
１３ｃ：第１貫通孔(丸孔)
１３ｃ(L) ：第１貫通孔（長孔）
１４：ドリフトピン（ピン）
１５：ビス
５０：建物
Ｇ：空間 1: Beam (other parts)
2: Bundle (structural material)
2a: Slit 2b: Second through hole 3: Steel plate 3a: Joint surface portion 3b: Projecting plate portion 3c: First through hole (round hole)
3c(L): First through hole (long hole)
4: Drift pin (pin)
5: Screw 10: Pin joint structure 10A: Pin joint structure 11: Column (other parts)
12: Beam (structural material)
12a: Slit 12b: Second through hole 13: Steel plate 13a: Joint surface portion 13b: Projecting plate portion 13c: First through hole (round hole)
13c(L): First through hole (long hole)
14: Drift pin (pin)
15: Screw 50: Building G: Space

Claims

金属プレートに第１貫通孔が形成されており、上記第１貫通孔の配置に対応する配置で第２貫通孔が形成された構造材に上記金属プレートが重ねられ、上記第１貫通孔および第２貫通孔に貫通してピンが差し込まれたピン接合構造であって、
上記ピンは上記第１貫通孔の一端側の円弧縁に位置し
当該第１貫通孔が上記構造材における他部材と接合する端面に近づく方向に長くされることで上記ピンの側面と当該第１貫通孔の他端側との間に空間が形成され、
当該空間の長さが１０ｍｍ以上で１５０ｍｍ以下とされており、
上記第１貫通孔の長手方向に平行であって上記ピンの中心を通る中心線上において上記ピンが上記一端側の円弧縁に接触して当該円弧縁に荷重が加わることを特徴とするピン接合構造。 A first through hole is formed in the metal plate, and the metal plate is stacked on a structural member in which a second through hole is formed in an arrangement corresponding to the arrangement of the first through hole. 2. A pin joint structure in which a pin is inserted through the through hole,
The pin is located on the arcuate edge of one end of the first through hole, and the first through hole is lengthened in the direction approaching the end surface of the structural material that joins with another member, so that the side surface of the pin and the first through hole are elongated. A space is formed between the other end of the through hole,
The length of the space is 10 mm or more and 150 mm or less ,
A pin joint structure characterized in that the pin contacts the arcuate edge on the one end side on a center line that is parallel to the longitudinal direction of the first through hole and passes through the center of the pin, and a load is applied to the arcuate edge. .

請求項１に記載のピン接合構造において、上記第１貫通孔および第２貫通孔が、それぞれ、上記構造材における他部材と接合する端面に近づく方向に複数形成されており、上記第１貫通孔のうち、上記端面に最も近い位置の第１貫通孔に上記空間が形成されていることを特徴とするピン接合構造。 In the pin joint structure according to claim 1, a plurality of the first through holes and a plurality of second through holes are each formed in a direction approaching an end surface of the structural material to be joined to another member, and the first through hole A pin joint structure characterized in that the space is formed in the first through hole located closest to the end surface.

請求項１または請求項２に記載のピン接合構造において、上記空間を形成する第１貫通孔の互いに向き合う孔縁が、上記接合する端面に近づく方向に互いに平行に延びるか、または、上記接合する端面に近づく方向に互いに非平行に延びることを特徴とするピン接合構造。 In the pin joint structure according to claim 1 or 2, the mutually facing hole edges of the first through holes forming the space extend parallel to each other in a direction approaching the end surface to be joined, or A pin joint structure characterized by extending non-parallel to each other in the direction approaching the end face.

請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のピン接合構造に用いられる、上記第１貫通孔が形成された金属プレート。 A metal plate in which the first through hole is formed and used in the pin joint structure according to any one of claims 1 to 3.

請求項４に記載の金属プレートにおいて、上記空間が形成される側の端部に上記他部材との接合のための接合面部を有する金属プレート。 5. The metal plate according to claim 4, having a joint surface portion for joining with the other member at the end on the side where the space is formed.