JP7396623B2 - Dissimilar material joining structure - Google Patents
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特許法第30条第2項適用 DVD-ROM:日本建築学会2019年度大会(北陸) 学術講演梗概集 建築デザイン発表梗概集(2019年7月20日発行) 日本建築学会2019年度大会(北陸) (開催日:2019年9月5日)
本発明は、建築構造物や土木構造物などにおいて、構造用鋼材、コンクリート材、木材、合成樹脂材などの異種材料を一体的に接合して形成される接合構造に関する。 The present invention relates to a joint structure formed by integrally joining dissimilar materials such as structural steel, concrete, wood, and synthetic resin materials in architectural structures, civil engineering structures, and the like.
建築構造物や土木構造物などにおいては、構造用鋼材、コンクリート材、木材、合成樹脂材などの異種材料を組み合わせて接合した構造が施工されているが、本発明に関連する従来技術として、例えば、図36,図37に示す頭付きスタッド201を使用した複合構造200あるいは図38,図39に示す接合構造300などが知られている。
In architectural structures, civil engineering structures, etc., structures are constructed in which dissimilar materials such as structural steel, concrete, wood, and synthetic resin materials are combined and bonded. , a
図36,図37に示す複合構造200においては、構造用鋼材(H形鋼)である鉄骨梁202の上面に複数の頭付きスタッド201が所定間隔ごとに起立状態で溶接され、これらの頭付きスタッド201及び鉄骨梁202の上面を埋設した状態でコンクリート材203が打設されている。
In the
また、図38,図39に示す接合構造300においては、構造用鋼材(H形鋼)である鉄骨柱302のウェブ302wの両面及びフランジ302fの外面に、それぞれ複数の頭付きスタッド301が所定間隔ごとに起立状態で溶接され、鉄骨柱302及び頭付きスタッド301の周りに鉄筋303が配筋され、鉄骨柱302、複数の頭付きスタッド301及び鉄筋303を埋設した状態でコンクリート材304が打設されている。
In addition, in the
一方、本発明に関連するその他の従来技術として、例えば、特許文献1,2に記載された「梁補強金具」などがある。この梁補強金具は、建築構造物を形成するH形鋼製の鉄骨梁のウェブに開設された配管挿通用の貫通孔の周囲に取り付けて使用するものであり、貫通孔の周囲を補強する機能を有している。
On the other hand, other conventional techniques related to the present invention include, for example, "beam reinforcing metal fittings" described in
図36,図37に示す複合構造200や図38,図39に示す接合構造300において使用されている頭付きスタッド201,301は、「柔なずれ止め」として知られており、その軸部201a,301aの曲げ剛性が小さいので、鉄骨梁202や鉄骨柱302とコンクリート材203,304との間にズレを伴いながら力を伝達する特性を有している。従って、現行の設計法では、剛性不足を補うために多数の頭付きスタッド201,301を必要としている。また、頭付きスタッド201,301の最小高さは80mm~100mm程度であることから、狭小な接合領域では施工が困難となる状況が生じている。
The
一方、特許文献1,2に記載された梁補強金具は、鉄骨梁のウェブに開設された配管挿通用の貫通孔の周囲に取り付け、貫通孔の周囲を補強する機能を有するものであるが、鉄骨梁とコンクリート材との接合については、特許文献1,2には全く記載されておらず、それを示唆する記載もない。
On the other hand, the beam reinforcing metal fittings described in
そこで、本発明が解決しようとする課題は、狭小な接合領域においても施工可能であり、ずれ剛性と剪断耐力の増大を図ることができ、汎用性にも優れた異種材料接合構造を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a dissimilar material joining structure that can be constructed even in a narrow joining area, can increase shear rigidity and shear strength, and has excellent versatility. It is in.
本発明に係る異種材料接合構造は、
構造用鋼材と、前記構造用鋼材と材質の異なる固化材と、を接合する異種材料接合構造であって、
板状の基板部と、前記基板部を厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔と、前記貫通孔の内周縁から前記基板部の一方の面より外側に突出する突縁部と、を有する剪断抵抗部材を構造用鋼材に固着させ、
前記剪断抵抗部材が固着された前記構造用鋼材を内包するように固化材を打設若しくは充填することにより、前記構造用鋼材と前記固化材とを接合することを特徴とする。
The dissimilar material joining structure according to the present invention is
A dissimilar material joining structure for joining a structural steel material and a solidified material different in material from the structural steel material,
It has a plate-shaped substrate portion, at least one through hole penetrating the substrate portion in the thickness direction, and a projecting edge portion protruding outward from one surface of the substrate portion from an inner peripheral edge of the through hole. The shear resistance member is fixed to the structural steel,
The method is characterized in that the structural steel material and the solidifying material are joined by pouring or filling the solidifying material so as to enclose the structural steel material to which the shear resistance member is fixed.
異種材料接合構造においては、前記突縁部が突出する前記基板部の一方の面若しくは前記一方の面の裏側に位置する他方の面の少なくとも一部を、
前記構造用鋼材の外面に接触若しくは対向させた状態、または、前記構造用鋼材の辺縁部に接触させた状態で固着することができる。
In the dissimilar material bonding structure, at least a portion of one surface of the substrate portion from which the projecting edge portion projects or the other surface located on the back side of the one surface,
It can be fixed in a state in which it is in contact with or facing the outer surface of the structural steel material, or in a state in which it is in contact with an edge portion of the structural steel material.
前記異種材料接合構造においては、前記固化材として、コンクリート材、モルタル材、グラウト材、合成樹脂材の何れかを用いることができる。 In the dissimilar material joining structure, any one of concrete material, mortar material, grout material, and synthetic resin material can be used as the solidifying material.
前記異種材料接合構造においては、前記剪断抵抗部材が複数の貫通孔を有し、前記貫通孔の突縁部の突出方向が全て同じ、若しくは、少なくとも一つの前記貫通孔の突縁部の突出方向がその他の前記貫通孔の突縁部の突出方向と反対であるようにすることができる。 In the dissimilar material joining structure, the shear resistance member has a plurality of through holes, and the protruding edges of the through holes all have the same protruding direction, or the protruding edge of at least one of the through holes protrudes in the same direction. may be opposite to the protruding direction of the protruding edges of the other through-holes.
前記異種材料接合構造においては、少なくとも一対の前記剪断抵抗部材を、前記構造用鋼材の一部を挟んで互いに鏡面対称を成す状態に固着することができる。 In the dissimilar material joining structure, at least one pair of the shear resistance members can be fixed to each other in mirror symmetry with a part of the structural steel material interposed therebetween.
前記異種材料接合構造においては、前記構造用鋼材における前記剪断抵抗部材の貫通孔と対向する領域に、前記貫通孔と対向する開口部を設けることができる。 In the dissimilar material joining structure, an opening facing the through hole may be provided in a region of the structural steel material facing the through hole of the shear resistance member.
前記異種材料接合構造においては、前記剪断抵抗部材の貫通孔及び前記構造用鋼材の開口部を連通する状態で挿通された鉄筋を備えることができる。 The dissimilar material joining structure may include a reinforcing bar inserted through the through hole of the shear resistance member and the opening of the structural steel material so as to communicate with each other.
前記異種材料接合構造においては、前記剪断抵抗部材の基板部が湾曲形状を成すようにすることもできる。 In the dissimilar material joining structure, the substrate portion of the shear resistance member may have a curved shape.
前記異種材料接合構造においては、前記構造用鋼材として、I形鋼、H形鋼、角形鋼管若しくは十字形鋼などを使用することができる。 In the dissimilar material joining structure, I-beam steel, H-beam steel, square steel pipe, cross-shape steel, or the like can be used as the structural steel material.
本発明により、狭小な接合領域においても施工可能であり、ずれ剛性と剪断耐力の増大を図ることができ、汎用性にも優れた異種材料接合構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a dissimilar material joining structure that can be constructed even in a narrow joining area, increases shear rigidity and shear strength, and has excellent versatility.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態である異種材料接合構造について説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, a dissimilar material joining structure which is an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
初めに、図1~図3に基づいて、本発明の実施形態である異種材料接合構造を構成する剪断抵抗部材1について説明する。図1~図3に示すように、剪断抵抗部材1は鋼板で形成されており、平板状の基板部2と、基板部2を厚さ2t方向に貫通する一つの貫通孔3と、貫通孔3の内周縁から基板部2の片方の面(表面2a)より外側に突出する突縁部4と、を有している。
First, a
剪断抵抗部材1の貫通孔3及び突縁部4は鋼板にプレス加工(バーリング加工)を施すことによって形成されているが、製造方法を限定するものではない。また、剪断抵抗部材1の基板部2の外形は四角形であり、貫通孔3は円形であるが、これらの形状に限定するものではない。
Although the through
次に、図4~図6に基づいて、図1に示す剪断抵抗部材1を構造用鋼材5に固着する形態について説明する。図4,図5に示すように、構造用鋼材5の平板部分の外面5aに対し、剪断抵抗部材1の基板部2の裏面2bを接触させ、基板部2の外周と構造用鋼材5の外面5aとの間に溶接Wを施すことにより、両者を固着している。
Next, a mode of fixing the
図5に示す形態おいては、構造用鋼材5の平板部分に加工を施すことなく剪断抵抗部材1を溶接Wによって固着しているが、これに限定するものではないので、図6に示すように、構造用鋼材5において剪断抵抗部材1の貫通孔3と対向する領域に、構造用鋼材5を厚さ5t方向に貫通する円形の開口部6を設け、剪断抵抗部材1の貫通孔3を構造用鋼材5の開口部6に対向させた状態で両者を固着することもできる。
In the form shown in FIG. 5, the
図6に示す形態においては、剪断抵抗部材1の貫通孔3の軸心3cと、構造用鋼材5の開口部6の軸心6cとを一致させた状態で剪断抵抗部材1を構造用鋼材5に固着しているが、これに限定するものではない。
In the form shown in FIG. 6, the
次に、図7,図8に基づいて、本発明の実施形態である異種材料接合構造100について説明する。図7は本発明の実施形態である異種材料接合構造100を示す一部省略断面図であり、図8は図7中の矢線Dで示す部分を、コンクリート材13を省略した状態で示す拡大断面図である。
Next, a dissimilar
図7に示すように、異種材料接合構造100は、構造用鋼材の一種であるH形鋼11と、H形鋼11のウェブ11aの外面に固着された複数の剪断抵抗部材1,1と、H形鋼11の周りに配筋された鉄筋12及び剪断抵抗部材1,1を内包するように打設されたコンクリート材13と、を備えている。
As shown in FIG. 7, the dissimilar
複数の剪断抵抗部材1,1は何れも図1~図3に示す剪断抵抗部材1と同じであり、図8に示すように、それぞれの基板部2の外周とH形鋼11のウェブ11aの外面との間に溶接Wを施すことにより、剪断抵抗部材1,1がH形鋼11に固着されている。
Each of the plurality of
図8に示すように、異種材料接合構造100においては、一対の剪断抵抗部材1,1が、H形鋼11のウェブ11aを挟んで互いに鏡面対称を成す状態に固着されている。また、ウェブ11aにおいて剪断抵抗部材1,1の貫通孔3,3が対向する領域には、貫通孔3,3と同軸上で連通する円形の開口部6が開設されている。H形鋼11、鉄筋12及び剪断抵抗部材1,1を内包するように打設されたコンクリート材13(図7参照)は、貫通孔3,3及び開口部6の内部にも隙間なく充填されている。
As shown in FIG. 8, in the dissimilar
図7に示す異種材料接合構造100において、H形鋼11のウェブ11aを挟持するように固着された剪断抵抗部材1,1はH形鋼11と一体化しており、剪断抵抗部材1,1の突縁部4,4はそれぞれウェブ11aの面方向に加わる剪断力に対して強い支圧抵抗力を発揮するので、図38,図39に示す従来の接合構造300に比べ、ずれ剛性及び剪断耐力が大幅に増大する。
In the dissimilar
また、図38,図39に示す従来の接合構造300において使用されている頭付きスタッド301の全長301tに比べると、剪断抵抗部材1全体の厚さ1t(図2参照)が小さいので、異種材料接合構造100は狭小な接合領域においても施工可能である。さらに、後述するように、剪断抵抗部材1は様々な形状の構造用鋼材に対して様々な状態に固着することができるので、多種多様な施工条件に的確に対応することが可能であり、汎用性にも優れている。
Furthermore, compared to the
次に、図9~図32に基づいて、本発明のその他の実施形態である異種材料接合構造101~120について説明する。なお、図9~図32に示す異種材料接合構造101~120において、図7,図8に示す異種材料接合構造100の構成部分と共通する部分については、図7,図8中の符号と同符号を付して説明を省略する。また、図9~図32に示す異種材料接合構造101~120においては、剪断抵抗部材及び構造用鋼材などの周りに打設されるコンクリート材や鉄筋を省略している。
Next, dissimilar
図9に示す異種材料接合構造101は、構造用鋼材の一種であるH形鋼11と、H形鋼11のウェブ11aの外面に固着された剪断抵抗部材20と、H形鋼11の周りに配筋された鉄筋(図示せず)及び剪断抵抗部材20を内包するように打設されたコンクリート材(図示せず)と、を備えている。剪断抵抗部材20は、図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成であるが、基板部2の一辺の長さ、貫通孔3の内径などが、図1に示す剪断抵抗部材1の場合より大である。
The dissimilar
図10に示す異種材料接合構造102は、H形鋼11と、H形鋼11のウェブ11aの外面に固着された複数の剪断抵抗部材21と、H形鋼11の周りに配筋された鉄筋(図示せず)及び剪断抵抗部材21を内包するように打設されたコンクリート材(図示せず)と、を備えている。剪断抵抗部材21は、図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成であるが、基板部2の一辺の長さ、貫通孔3の内径など全体のサイズが、図1に示す剪断抵抗部材1の場合より小さく設定されている。
The dissimilar
図11に示す異種材料接合構造103は、H形鋼11と、H形鋼11のフランジ11b,11bの外面(ウェブ11aと繋がっていない方の面)にそれぞれ固着された複数の剪断抵抗部材1と、H形鋼11の周りに配筋された鉄筋(図示せず)及び剪断抵抗部材1を内包するように打設されたコンクリート材(図示せず)と、を備えている。剪断抵抗部材1は、図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成である。
The dissimilar
図12に示す異種材料接合構造104は、H形鋼11と、H形鋼11のフランジ11b,11bの外面(ウェブ11aと繋がっている方の面)にそれぞれ固着された複数の剪断抵抗部材1と、H形鋼11の周りに配筋された鉄筋(図示せず)及び剪断抵抗部材1を内包するように打設されたコンクリート材(図示せず)と、を備えている。剪断抵抗部材1は、図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成である。
The dissimilar
図13に示す異種材料接合構造105は、H形鋼11と、H形鋼11のウェブ11a並びにフランジ11b,11bをそれぞれ挟んで鏡面対称をなすように固着された複数対の剪断抵抗部材1と、H形鋼11の周りに配筋された鉄筋(図示せず)及び剪断抵抗部材1を内包するように打設されたコンクリート材(図示せず)と、を備えている。剪断抵抗部材1は、図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成である。
The dissimilar
図14に示す異種材料接合構造106においては、H形鋼11のフランジ11b,11bに複数の開口部6が開設され、フランジ11b,11bの外面(ウェブ11aと繋がっている方の面)に複数の剪断抵抗部材1の基板部2が固着されている。剪断抵抗部材1は、図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成である。
In the dissimilar
複数の剪断抵抗部材1の貫通孔3(図3参照)は、それぞれ、フランジ11b,11bの開口部6と図6に示すような状態で連通しており、一方のフランジ11bの開口部6及び剪断抵抗部材1の貫通孔3を貫通するとともに、他方のフランジ11b側の剪断抵抗部材1の貫通孔3及び当該フランジ11bの開口部6を貫通した状態で鉄筋7が配筋されている。図示していないが、H形鋼11の周りに配筋された鉄筋及び剪断抵抗部材1を内包するようにコンクリート材が打設されている。
The through holes 3 (see FIG. 3) of the plurality of
図14に示す異種材料接合構造106においては、H形鋼11、剪断抵抗部材1及び鉄筋7とコンクリート材とが強固に一体化されるため、コンクリート材のひび割れを有効に防止することができる。
In the dissimilar
図15に示す異種材料接合構造107は、図14に示す異種材料接合構造106における矢線Eで示す部分を変更したものである。異種材料接合構造107においては、図14に示す異種材料接合構造106においてフランジ11bの一方の面(ウェブ11aに繋がっている方の面)に固着された複数の剪断抵抗部材1のそれぞれと、フランジ11bを挟んで鏡面対称をなすように剪断抵抗部材1が固着されている。鉄筋7は、フランジ11bの一方の面に固着された剪断抵抗部材1の貫通孔3、フランジ11bの開口部6、並びにフランジ11bの他方の面に固着された剪断抵抗部材1の貫通孔3を貫通した状態で配筋されている。
A dissimilar
図15に示す異種材料接合構造107においても、H形鋼11、剪断抵抗部材1及び鉄筋7とコンクリート材とが強固に一体化されるため、コンクリート材のひび割れを有効に防止することができ、特に、鉄筋7の長さ方向のコンクリート材の剥離を防止することができる。
Also in the dissimilar
図16,図17に示す異種材料接合構造108は、H形鋼11と、H形鋼11のフランジ11b,11bの側縁部(辺縁部)11c,11cに固着された複数の剪断抵抗部材22と、H形鋼11のウェブ11aとフランジ11b,11bとで区画された領域に打設されたコンクリート材13と、を備えている。剪断抵抗部材22は、基板部2の外形が長方形状をなしていることを除き、図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成である。
The dissimilar
複数の剪断抵抗部材22,22は、それぞれの突縁部4をH形鋼11のウェブ11aに向け、基板部2をフランジ11b,11bの側縁部(辺縁部)11c,11cの内側に嵌め込んだ状態で溶接Wによって固着されている。複数の剪断抵抗部材22,22はH形鋼11のウェブ11aを挟んで鏡面対称をなすように配置されている。
The plurality of
図16,図17に示す異種材料接合構造108においては、コンクリート材13がH形鋼11のウェブ11a、フランジ11b,11b及び剪断抵抗部材22によって強く拘束されるので、ずれ剛性及び剪断耐力の向上を図ることができる。
In the dissimilar
図18,図19に示す異種材料接合構造109においては、H形鋼11のフランジ11b,11bの側縁部(辺縁部)11c,11cに剪断抵抗部材23,23が固着され、H形鋼11の周りに配筋された鉄筋12及び剪断抵抗部材23,23を内包するようにコンクリート材13が打設されている。剪断抵抗部材23は、基板部2の外形が長方形状をなしていること、並びに、複数の貫通孔3,3と突縁部4,4を有することを除き、図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成である。
In the dissimilar
複数の剪断抵抗部材23,23は、それぞれの基板部2の裏面2b(突縁部4が無い方の面)をH形鋼11のウェブ11aに向け、基板部2の裏面2bをフランジ11b,11bの側縁部(辺縁部)11c,11cに当接させた状態で溶接Wによって固着されている。複数の剪断抵抗部材23,23はH形鋼11のウェブ11aを挟んで鏡面対称をなすように配置されている。
The plurality of
図18,図19に示す異種材料接合構造109においても、前述と同様、コンクリート材13がH形鋼11のウェブ11a、フランジ11b,11b及び剪断抵抗部材22によって強く拘束されるので、ずれ剛性及び剪断耐力の向上を図ることができる。
In the dissimilar
図20に示す異種材料接合構造110においては、H形鋼11のフランジ11b,11bの側縁部(辺縁部)11c,11cに剪断抵抗部材24が固着され、H形鋼11の周りに配筋された鉄筋(図示せず)及び剪断抵抗部材24を内包するようにコンクリート材(図示せず)が打設されている。剪断抵抗部材24は、基板部2の外形が長方形状をなし、複数(4つ)の貫通孔3及び突縁部4が形成されている。4つの貫通孔3のうちの2つの突縁部4はH形鋼11のウェブ11aに向かって突出しており、他の2つの貫通孔3の突縁部4はウェブ11aから離れる方向に突出している。
In the dissimilar
図21に示す異種材料接合構造111においては、H形鋼11のフランジ11b,11bの側縁部(辺縁部)11c,11cに剪断抵抗部材25が固着され、H形鋼11の周りに配筋された鉄筋(図示せず)及び剪断抵抗部材25を内包するようにコンクリート材(図示せず)が打設されている。剪断抵抗部材25は、基板部2の外形が長方形状をなし、複数(2つ)の貫通孔3及び突縁部4が形成されている。2つの貫通孔3のうちの一方の突縁部4はH形鋼11のウェブ11aに向かって突出しており、他方の貫通孔3の突縁部4はウェブ11aから離れる方向に突出している。
In the dissimilar
図22に示す異種材料接合構造112においては、角形鋼管8の外周の4つの平面部8aにそれぞれ剪断抵抗部材1が固着され、角形鋼管8の内部、剪断抵抗部材1及び角形鋼管8の周りに配筋された鉄筋(図示せず)及を内包するようにコンクリート材(図示せず)が打設されている。剪断抵抗部材1は、それぞれの基板部2の裏面2bを平面部8aに当接させ、突縁部4が外側(平面部8aから離れる方向)に向かって突出している。
In the dissimilar
図23に示す異種材料接合構造113においては、角形鋼管8の内周の4つの平面部8bにそれぞれ剪断抵抗部材1が固着され、角形鋼管8の内部、剪断抵抗部材1及び角形鋼管8の周りに配筋された鉄筋(図示せず)を内包するようにコンクリート材(図示せず)が打設されている。剪断抵抗部材1は、それぞれの基板部2の裏面2bを平面部8bに当接させ、突縁部4が内側(平面部8bから離れる方向)に向かって突出している。
In the dissimilar
図24に示す異種材料接合構造114は、図22に示す異種材料接合構造112と図23に示す異種材料接合構造113とを合わせたような構造を備えている。図24に示す異種材料接合構造114においては、角形鋼管8の外周の4つの平面部8a及び角形鋼管8の内周の4つの平面部8bにそれぞれ剪断抵抗部材1が固着され、角形鋼管8の内部、剪断抵抗部材1及び角形鋼管8の周りに配筋された鉄筋(図示せず)を内包するようにコンクリート材(図示せず)が打設されている。
The dissimilar
角形鋼管8の外周の4つの平面部8aに固着された剪断抵抗部材1は、それぞれの基板部2の裏面2bを平面部8aに当接させ、突縁部4が外側(平面部8aから離れる方向)に向かって突出している。
The
角形鋼管8の内周の4つの平面部8bに固着された剪断抵抗部材1は、それぞれの基板部2の裏面2bを平面部8bに当接させ、突縁部4が内側(平面部8bから離れる方向)に向かって突出している。
The
図25に示す異種材料接合構造115は、十字形鋼9と、十字形鋼9を構成する4つのウェブ9aのそれぞれを両面から挟む状態で固着された複数の剪断抵抗部材1と、十字形鋼9、複数の剪断抵抗部材1及び十字形鋼9の周りに配筋された鉄筋(図示せず)を内包するように打設されたコンクリート材(図示せず)と、を備えている。図25中に示す剪断抵抗部材1は図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成である。
The dissimilar
図25に示す異種材料接合構造115においては、複数の剪断抵抗部材1はウェブ9aの同じ位置を両面から挟む状態で固着されているが、これに限定するものではないので、複数の剪断抵抗部材1がウェブ9aの両面において千鳥状をなすように配置して固着することもできる。
In the dissimilar
図26に示す異種材料接合構造116は、十字形鋼9と、十字形鋼9を構成する4つのフランジ9bの外面(ウェブ9aと繋がっていない方の面)にそれぞれ固着された複数の剪断抵抗部材1と、十字形鋼9、複数の剪断抵抗部材1及び十字形鋼9の周りに配筋された鉄筋(図示せず)を内包するように打設されたコンクリート材(図示せず)と、を備えている。図26中に示す剪断抵抗部材1は図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成である。
The dissimilar
図27に示す異種材料接合構造117は、十字形鋼9と、十字形鋼9を構成する4つのフランジ9bにおいて隣り合うフランジ9bの側縁部(辺縁部)9c,9cの間を跨ぐような状態で側縁部(辺縁部)9c,9cに固着された複数の剪断抵抗部材1と、十字形鋼9、複数の剪断抵抗部材1及び十字形鋼9の周りに配筋された鉄筋(図示せず)を内包するように打設されたコンクリート材(図示せず)と、を備えている。図26中に示す剪断抵抗部材1は図1に示す剪断抵抗部材1と同じ構成である。
The dissimilar
図27に示す異種材料接合構造117において、複数の剪断抵抗部材1はそれぞれの突縁部4を外側(十字形鋼9の中心から離れる方向)に向けた状態でフランジ9bの側縁部(辺縁部)9c,9cに固着されているが、これに限定するものではない。
In the dissimilar
図28,図29に示す異種材料接合構造118は、構造用鋼材5と、構造用鋼材5の外面5aに固着された剪断抵抗部材26と、構造用鋼材5及び剪断抵抗部材26を内包するように打設されたコンクリート材(図示せず)と、を備えている。剪断抵抗部材26は、湾曲形状をなす板状の基板部27と、基板部27をその厚さ27t方向に貫通する貫通孔28と、貫通孔28の内周縁から基板部27の表面27aより外側(基板部27から離れる方向)に突出する突縁部29と、を備えている。
The dissimilar
剪断抵抗部材26の基板部27は、その表面27a(突縁部29がある面)側を凸とする湾曲形状をなしており、構造用鋼材5の外面5aに対し、凹状をなす裏面27b(突縁部29が無い面)を対向させた状態で溶接Wによって固着されている。コンクリート材(図示せず)は、貫通孔28を貫通した状態で構造用鋼材5と剪断抵抗部材26との間にも打設されている。打設されたコンクリート材(図示せず)は、構造用鋼材5の外面5aと、剪断抵抗部材26の基板部27の裏面27bとの間にも流れ込んだ状態となるので、構造用鋼材5の外面5aからコンクリート材が浮き上がる方向に生じる剥離力(乖離力、浮上力)に対して、剪断抵抗部材26全体で抵抗し、一体化を図ることができる。
The
また、図28,図29に示す異種材料接合構造118において、剪断抵抗部材26の貫通孔28は、コンクリート材の充填性(一体化性)の向上に有効であり、突縁部29内に打設されたコンクリート材は、突縁部29の剛性向上に有効である。さらに、突縁部29は、構造用鋼材5とコンクリート材との界面に生じる水平剪断力(構造用鋼材5の面方向の剪断力)に対して抵抗力を発揮し、基板部27の凹状に湾曲した裏面27bは、構造用鋼材5とコンクリート材との界面に生じる剥離力(垂直力)に対する抵抗力を発揮する。
In addition, in the dissimilar
このように、図28,図29に示す異種材料接合構造118においては、湾曲形状の基板部27を有する剪断抵抗部材26の存在により、構造用鋼材5とコンクリート材とが強固に一体化されるため、ずれ剛性及び剪断抵抗力の向上を図ることができる。
In this way, in the dissimilar
図30,図31に示す異種材料接合構造119は、構造用鋼材5と、構造用鋼材5の外面5aに固着された剪断抵抗部材30と、構造用鋼材5及び剪断抵抗部材30を内包するように打設されたコンクリート材(図示せず)と、を備えている。剪断抵抗部材30は、湾曲形状をなす板状の基板部31と、基板部31をその厚さ31t方向に貫通する貫通孔32と、貫通孔32の内周縁から基板部31の裏面31bより外側(基板部31から離れる方向)に突出する突縁部33と、を備えている。
The dissimilar
剪断抵抗部材30の基板部31は、その表面31a(突縁部33が無い面)側を凸とする湾曲形状をなしており、構造用鋼材5の外面5aに対し、凹状をなす裏面31b(突縁部33がある面)を対向させた状態で溶接Wによって固着されている。コンクリート材(図示せず)は、貫通孔32を貫通した状態で構造用鋼材5と剪断抵抗部材30との間にも打設されている。
The
図30,図31に示す異種材料接合構造119においては、図28,図29に示す異種材料接合構造118と同様、湾曲形状の基板部31を有する剪断抵抗部材30の存在により、構造用鋼材5とコンクリート材とが強固に一体化されるため、ずれ剛性及び剪断抵抗力の向上を図ることができる。
In the dissimilar
図32に示す異種材料接合構造120においては、構造用鋼材5の平板部分の外面5aに対し、接着剤35を介して、剪断抵抗部材1の基板部2の裏面2bを固着することによって両者を一体化し、構造用鋼材5及び剪断抵抗部材26を内包するようにコンクリート材(図示せず)を打設している。
In the dissimilar
図33~図35に示す異種材料接合構造121においては、構造用鋼材5の平板部分の外面5aに対し、複数の剪断抵抗部材1が所定間隔ごとに溶接によって固着され、剪断抵抗部材1の配置間隔と同位相に開設された複数の貫通部41を有する木材40が構造用鋼材5の外面5aに接着剤で固着され、貫通部41内にコンクリート材13が打設されている。剪断抵抗部材1の基板部2の平面視形状と貫通部41の平面視形状は相似形をなし、基板部2は貫通部41の内側に収まるサイズである。コンクリート材13は貫通部41の内部に隙間なく充填され、構造用鋼材5の外面5a及び剪断抵抗部材1を内包している。
In the dissimilar
図33~図35に示す異種材料接合構造121においては、剪断抵抗部材1及びコンクリート材13の存在により、構造用鋼材5と木材40とが強固に一体化されるため、ずれ剛性及び剪断抵抗力の向上を図ることができる。なお、木材40は、これに限定するものではないので、合成樹脂材(FRPを含む)やコンクリート材を用いることができる。また、コンクリート材13の代わりに、モルタル材やグラウト材を貫通部41内に打設したり、接着剤を貫通部41内に充填したりすることもできる。
In the dissimilar
なお、図1~図35に基づいて説明した異種材料接合構造100~121などは本発明に係る異種材料接合構造を例示するものであり、発明に係る異種材料接合構造は前述した異種材料接合構造100~121に限定されるものではない。
Note that the dissimilar
本発明に係る異種材料接合構造は、土木建設業や建築業などの産業分野において広く利用することができる。 The dissimilar material joining structure according to the present invention can be widely used in industrial fields such as the civil engineering construction industry and the building industry.
1,20,21,22,23,24,25,26,30 剪断抵抗部材
2,27,31 基板部
2a,27a 表面
2b,27b 裏面
2t,5t,27t,31t 厚さ
3,28,32 貫通孔
3c,6c 軸心
4,29,33 突縁部
5 構造用鋼材
5a 外面
6 開口部
7,12 鉄筋
8 角形鋼管
8a,8b 平面部
9 十字形鋼
9b,11b フランジ
9c,11c 側縁部
11 H形鋼
11a ウェブ
13 コンクリート材
35 接着剤
40 木材
41 貫通部
100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121 異種材料接合構造
W 溶接
1, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 30
Claims (17)
板状の基板部と、前記基板部を厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔と、前記貫通孔の内周縁から前記基板部の一方の面より外側に突出する突縁部と、を有する剪断抵抗部材を前記構造用鋼材に固着させ、
固着された前記剪断抵抗部材の前記貫通孔の内部に前記固化材が充填され、前記剪断抵抗部材が固着された前記構造用鋼材を内包するように前記固化材を打設若しくは充填することにより、前記構造用鋼材と前記固化材とを接合する異種材料接合構造であり、
前記剪断抵抗部材の前記突縁部が突出する前記基板部の一方の面の裏側に位置する他方の面を前記構造用鋼材の同一面に接触させた状態で、前記剪断抵抗部材を前記構造用鋼材に固着した
ことを特徴とする異種材料接合構造。 A dissimilar material joining structure for joining a structural steel material and a solidified material different in material from the structural steel material,
It has a plate-shaped substrate portion, at least one through hole penetrating the substrate portion in the thickness direction, and a projecting edge portion protruding outward from one surface of the substrate portion from an inner peripheral edge of the through hole. fixing a shear resistant member to the structural steel;
The solidifying material is filled inside the through hole of the fixed shear resistance member, and the solidifying material is cast or filled so as to enclose the structural steel material to which the shear resistance member is fixed, A dissimilar material joining structure for joining the structural steel material and the solidifying material,
The shear resistance member is attached to the structural steel member with the other surface located on the back side of one surface of the base plate from which the protruding edge portion of the shear resistance member protrudes in contact with the same surface of the structural steel material. stuck to steel
A dissimilar material joining structure characterized by:
板状の基板部と、前記基板部を厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔と、前記貫通孔の内周縁から前記基板部の一方の面より外側に突出する突縁部と、を有する剪断抵抗部材を前記構造用鋼材に固着させ、 It has a plate-shaped substrate portion, at least one through hole penetrating the substrate portion in the thickness direction, and a projecting edge portion protruding outward from one surface of the substrate portion from an inner peripheral edge of the through hole. affixing a shear resistant member to the structural steel;
固着された前記剪断抵抗部材の前記貫通孔の内部に前記固化材が充填され、前記剪断抵抗部材が固着された前記構造用鋼材を内包するように前記固化材を打設若しくは充填することにより、前記構造用鋼材と前記固化材とを接合する異種材料接合構造であり、 The solidifying material is filled inside the through hole of the fixed shear resistance member, and the solidifying material is cast or filled so as to enclose the structural steel material to which the shear resistance member is fixed, A dissimilar material joining structure for joining the structural steel material and the solidifying material,
(i)前記剪断抵抗部材の前記基板部が、前記突縁部が突出する一方の面側を凸とする湾曲形状を成しており、前記構造用鋼材の面に対し、凹状を成す前記一方の面の裏側に位置する他方の面を対向させた状態で、前記剪断抵抗部材を前記構造用鋼材の前記面に固着した、または、(i) The base plate portion of the shear resistance member has a curved shape with one side from which the protruding edge protrudes convex, and the one side has a concave shape with respect to the surface of the structural steel material. The shear resistance member is fixed to the surface of the structural steel material with the other surface located on the back side of the surface facing the surface, or
(ii)前記剪断抵抗部材の前記基板部が、前記他方の面側を凸とする湾曲形状を成しており、前記構造用鋼材の面に対し、凹状を成す前記一方の面を対向させた状態で、前記剪断抵抗部材を前記構造用鋼材の前記面に固着した(ii) The substrate portion of the shear resistance member has a curved shape with the other surface being convex, and the one concave surface is opposed to the surface of the structural steel material. the shear resistance member is fixed to the surface of the structural steel material in a state where the shear resistance member is fixed to the surface of the structural steel material
ことを特徴とする異種材料接合構造。A dissimilar material joining structure characterized by:
板状の基板部と、前記基板部を厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔と、前記貫通孔の内周縁から前記基板部の一方の面より外側に突出する突縁部と、を有する剪断抵抗部材を前記構造用鋼材に固着させ、 It has a plate-shaped substrate portion, at least one through hole penetrating the substrate portion in the thickness direction, and a projecting edge portion protruding outward from one surface of the substrate portion from an inner peripheral edge of the through hole. affixing a shear resistant member to the structural steel;
固着された前記剪断抵抗部材の前記貫通孔の内部に前記固化材が充填され、前記剪断抵抗部材が固着された前記構造用鋼材を内包するように前記固化材を打設若しくは充填することにより、前記構造用鋼材と前記固化材とを接合する異種材料接合構造であり、 The solidifying material is filled inside the through hole of the fixed shear resistance member, and the solidifying material is cast or filled so as to enclose the structural steel material to which the shear resistance member is fixed, A dissimilar material joining structure for joining the structural steel material and the solidifying material,
十字形鋼である前記構造用鋼材と、前記十字形鋼を構成する4つのフランジにおいて隣り合うフランジの側縁部の間を跨ぐような状態で側縁部に固着された複数の前記剪断抵抗部材と、前記剪断抵抗部材を固着した前記構造用鋼材を内包するように前記固化材とを備えた The structural steel material is a cruciform steel, and the plurality of shear resistance members are fixed to the side edges of the four flanges constituting the cruciform steel so as to straddle the side edges of adjacent flanges. and the solidifying material to enclose the structural steel material to which the shear resistance member is fixed.
ことを特徴とする異種材料接合構造。A dissimilar material joining structure characterized by:
板状の基板部と、前記基板部を厚さ方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔と、前記貫通孔の内周縁から前記基板部の一方の面より外側に突出する突縁部と、を有する剪断抵抗部材を前記構造用鋼材に固着させ、 It has a plate-shaped substrate portion, at least one through hole penetrating the substrate portion in the thickness direction, and a projecting edge portion protruding outward from one surface of the substrate portion from an inner peripheral edge of the through hole. affixing a shear resistant member to the structural steel;
固着された前記剪断抵抗部材の前記貫通孔の内部に前記固化材が充填され、前記剪断抵抗部材が固着された前記構造用鋼材を内包するように前記固化材を打設若しくは充填することにより、前記構造用鋼材と前記固化材とを接合する異種材料接合構造であり、 The solidifying material is filled inside the through hole of the fixed shear resistance member, and the solidifying material is cast or filled so as to enclose the structural steel material to which the shear resistance member is fixed, A dissimilar material joining structure for joining the structural steel material and the solidifying material,
H形鋼である前記構造用鋼材と、前記H形鋼を構成するフランジの側縁部の間を跨ぐような状態で固着された複数の前記剪断抵抗部材と、前記剪断抵抗部材を固着した前記構造用鋼材を内包するように前記固化材とを備えた The structural steel material, which is an H-section steel, the plurality of shear resistance members fixed to each other so as to straddle the side edges of the flanges constituting the H section steel, and and the solidifying material so as to enclose the structural steel material.
ことを特徴とする異種材料接合構造。A dissimilar material joining structure characterized by:
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