JPH0674215A - 摩擦接合用高力ボルト継手 - Google Patents

摩擦接合用高力ボルト継手

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JPH0674215A
JPH0674215A JP22962092A JP22962092A JPH0674215A JP H0674215 A JPH0674215 A JP H0674215A JP 22962092 A JP22962092 A JP 22962092A JP 22962092 A JP22962092 A JP 22962092A JP H0674215 A JPH0674215 A JP H0674215A
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JP
Japan
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joint
strength bolt
high strength
friction
coating material
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Withdrawn
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JP22962092A
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English (en)
Inventor
Tokuji Ichikawa
篤司 市川
Genpachi Anami
源八 穴見
Ichiro Sugimoto
一朗 杉本
Isamu Kobayashi
勇 小林
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Railway Technical Research Institute
Kubota Corp
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Kubota Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 無機ジンクリッチペイントにチタン酸カリウ
ム繊維を含有する塗布材を開発して、摩擦接合用高力ボ
ルト継手の接合部に塗布材として用いることにより、摩
擦接合用高力ボルト継手の摩擦係数を0.5以上にする
とともに、ボルト軸力が低下しない摩擦接合用高力ボル
ト継手を提供する。 【構成】 摩擦接合用高力ボルト継手において、高力ボ
ルトのセットと、母材としての接合鋼板1,1′と、添
接鋼板2,2′と、これらの摩擦接合面に塗布される無
機ジンクリッチペイントにチタン酸カリウム繊維を含有
する塗布材4,4′を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、橋梁や建築物等の鋼構
造物に用いられる摩擦接合用高力ボルト継手に係り、特
に、継手接合面の摩擦力を増大する摩擦接合用高力ボル
ト継手に関するものである。
【0002】
【従来の技術】橋梁や建築物等の鋼構造物に用いられる
高力ボルト継手としては、一般に、摩擦接合が多く用い
られる。摩擦接合は、高力ボルトで接合材片を締め付け
た際に生じる大きな材間圧縮力によって得られる接合材
間の摩擦抵抗で、応力を伝達する接合法である。
【0003】上記したような鋼構造物の摩擦接合用高力
ボルト継手に関しては、継手接合面の摩擦係数とボルト
軸力が問題となる。すなわち、摩擦接合用高力ボルト継
手において、継手接合面の摩擦係数を0.4以上確保す
ることが必要である。また、締め付け後、ボルト自身の
リラクゼーションや、鋼板のなじみ等により徐々に低下
するボルト軸力は小さい程良い。
【0004】そして、摩擦接合用高力ボルト継手の接合
部には、従来、防錆のための塗装が施されることが多い
が、その塗布材料と施工方法によっては、摩擦係数が減
少し、ボルト軸力が低下する。塗布材料として、従来か
ら主に、防錆効果が高い、無機ジンクリッチペイントが
用いられ、実績も多い。
【0005】なお、無機ジンクリッチペイントを塗装し
た高力ボルト継手の研究論文としては、「鋼構造の研
究」奥村敏恵教授還暦記念、昭和52年6月15日 発
行、編者・発行者 岡本 舜三、発行所 奥村敏恵教授
還暦記念会を挙げることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
無機ジンクリッチペイントは、適切に使った場合でも、
摩擦係数が0.4をわずかに超える程度であった。そこ
で、本発明は、無機ジンクリッチペイントにチタン酸カ
リウム繊維を含有する塗布材を開発して、摩擦接合用高
力ボルト継手の接合部に塗布材として用いることによ
り、摩擦接合用高力ボルト継手の摩擦係数を0.5以上
にするとともに、ボルト軸力の減少率も小さい摩擦接合
用高力ボルト継手を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、橋梁や建築物等の鋼構造物に用いる摩擦
接合用高力ボルト継手において、高力ボルトのセット
と、母材としての接合鋼板と、添接鋼板と、これらの摩
擦接合面に塗布される無機ジンクリッチペイントにチタ
ン酸カリウム繊維を含有する塗布材を具備することを特
徴とする。
【0008】チタン酸カリウムとしては、四チタン酸カ
リウム(K2 Ti4 9 )、六チタン酸カリウム(K2
Ti6 13)、八チタン酸カリウム(K2 Ti8 17
が挙げられる。チタン酸の形状は、摩擦係数向上の点か
ら粉ではなく、繊維状がよい。また、チタン酸カリウム
の形状は、フレーク状多結晶繊維が塗膜中で配向するこ
とによる成膜強度向上の点で望ましいが、一般的な針状
微細繊維(直径0.2〜1μm、長さ5〜30μm)で
あってもよい。フレーク状多結晶繊維は、幅と厚さの比
が2以上で、厚さが30μm以下が望ましい。幅と厚さ
の比が2未満では塗膜中での配向が起こらなくなり、ま
た、厚さが30μmを超えると表面がザラザラで、均一
な塗膜にはならない。
【0009】
【作用】本発明によれば、摩擦接合用高力ボルト継手に
おいて、高力ボルトのセットと、母材としての接合鋼板
と、添接鋼板と、これらの摩擦接合面に塗布される無機
ジンクリッチペイントにチタン酸カリウム繊維を含有す
る塗布材を具備するようにしたので、摩擦係数が0.5
以上であり、ボルト軸力低下率も小さい摩擦接合用高力
ボルト継手を得ることができる。
【0010】チタン酸カリウム繊維は引張強度500〜
700kgf/mm2 、弾性係数28000kgf/m
2 と強靱な繊維であり、無機ジンクリッチペイントに
添加することにより、成膜強度が向上し、摩擦係数が向
上する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す摩
擦接合用高力ボルト継手の断面図である。この図に示す
ように、母材としての接合鋼板1,1′に、無機ジンク
リッチペイントにチタン酸カリウム繊維を含有する塗布
材4,4′を介して、上下に添接鋼板2,2′を配置
し、高力ボルト3に高張力の材料を使用し、高力ボルト
3の締め付け力を高めることによって高力ボルト3に大
きな引張軸力を発生させ、その反力として接合鋼板1,
1′の圧縮力によって生じる摩擦力により、応力を伝達
させるようにした。塗布材4の膜厚は50μmから15
0μmとする。
【0012】上記したように、無機ジンクリッチペイン
トにチタン酸カリウム繊維を含有する塗布材4,4′を
用いる摩擦接合用高力ボルト継手の場合には、以下に示
すように、摩擦係数を0.5以上に、ボルト軸力の低下
を小さくすることができる。本発明において、用いられ
る塗料は、無機ジンクリッチペイントにフレーク状チタ
ン酸カリウム繊維の形状が、幅と厚さの比が約3で、厚
さが5〜20μmのフレーク状多結晶繊維を配合した場
合を示すと、以下のようになる。
【0013】まず、Aタイプを配合した場合を示すと、
次のようになる。そのAタイプのチタン酸カリウム繊維
の物性を示すと図2の通りである。すなわち、幅20〜
50μm、かつ、長さ80〜350μm、かつ、厚さ5
〜20μmのものが50重量%以上で、形状はフレーク
状、化学組成はK2 Ti6 13、真比重は3.53、嵩
密度は0.50g/cm3 である。
【0014】図3はかかるAタイプのフレーク状チタン
酸カリウム繊維の素材形状を示す図であり、図3(a)
はその斜視図、図3(b)はその塗膜の断面図である。
図3に示すように、Aタイプのフレーク状チタン酸カリ
ウム繊維6は、平均すると長さ150μm、幅30μ
m、厚さ10μmの寸法を有している。このフレーク状
チタン酸カリウム繊維6を含む無機ジンクリッチペイン
トを接合鋼板及び添接鋼板7の表面に塗布する。
【0015】そのAタイプのチタン酸カリウム繊維を無
機ジンクリッチペイントに配合した組成例は、図5に示
すとおりである。組成例I〜IVが本発明における無機ジ
ンクリッチペイントの組成例であり、これらの組成のペ
イントを摩擦接合面に膜厚が50〜150μmとなるよ
うに塗布することによって、摩擦係数を0.5以上に、
かつボルト軸力の低下を小さくすることができる。な
お、組成例Vは、標準的な従来の無機ジンクリッチペイ
ントの組成を示している。
【0016】次に、本発明において、用いられる塗料
は、無機ジンクリッチペイントにフレーク状のチタン酸
カリウム繊維の形状が、幅と長さの比が約20で、厚さ
が1μm以下のフレーク状多結晶繊維であるもの(SA
タイプ)を配合した場合を示すと以下のようになる。そ
のSAタイプのフレーク状チタン酸カリウム繊維の物性
を示すと図2の通りである。すなわち、長さ5〜60μ
m、かつ、幅2〜15μm、かつ、厚さ1μm以下のも
のが50重量%以上で、形状はフレーク状、化学組成は
2 Ti6 13、真比重3.53、嵩密度0.2g/c
3 である。
【0017】図4はかかるSAタイプのフレーク状チタ
ン酸カリウム繊維の素材形状を示す図であり、図4
(a)はその斜視図、図4(b)はその塗膜の断面図で
ある。図4に示すように、SAタイプのフレーク状チタ
ン酸カリウム繊維8は、平均すると、長さ40μm、幅
10μm、厚さ0.5μmの寸法を有している。このフ
レーク状チタン酸カリウム繊維8を含む無機ジンクリッ
チペイントを接合鋼板及び添接鋼板9の表面に塗布す
る。
【0018】そのSAタイプのチタン酸カリウム繊維を
無機ジンクリッチペイントに配合したものの組成例は、
図5に示すとおりである。組成例VI〜IXが本発明におけ
る無機ジンクリッチペイントの組成例である。これらの
組成のペイントを摩擦接合面に、膜厚が50〜150μ
mとなるように塗布することによって、摩擦係数を0.
5以上に、かつボルト軸力の低下を小さくすることがで
きる。
【0019】なお、図5及び図6において、亜鉛粉末
は、粒径0.01〜50μmまでの金属亜鉛の粉末であ
り、体質顔料は、金属酸化膜、水酸化物もしくはこれら
の複合・混合物またはこれらの水和物である。シリケー
トワニスは、エチルシリケートの加水分解組成物、専用
シンナーは、アルコール系溶剤を主成分とする。また、
顔料体積濃度は、(顔料成分の全体積)×100/(顔
料成分の全体積+樹脂成分の体積)を示している。
【0020】このSAタイプのフレーク状チタン酸カリ
ウム繊維8は、前記Aタイプのフレーク状チタン酸カリ
ウム繊維6に比して、扁平で、かつ小形であり、塗膜の
膜厚を小さくすることができ、しかも塗膜の表面が円滑
になり、成膜強度の向上を図ることができる。 (具体例)図7に示すような、試験体形状とした。すな
わち、接合鋼板(母材)11と11′を添接鋼板12で
上下から無機ジンクリッチペイントにフレーク状チタン
酸カリウム繊維(前記Aタイプ又はSAタイプ)を含有
する塗布材14(図6参照)を介して挟んで、高力ボル
ト13により接合した。鋼材としての接合鋼板11と1
1′及び添接鋼板12の材質はSM490Y、高力ボル
トはM22(F10T)を使用した。ボルト導入軸力は
設計軸力の1割増しとし、トルクレンチを使用して軸力
を導入した。リラクゼーション試験においては、高力ボ
ルト軸部に歪ゲージを貼り付けたボルトを使用し、歪ゲ
ージによるボルト軸力管理を行った。なお、試験体形状
の寸法の単位はmmである。
【0021】無機ジンクリッチペイントは、図6に示す
ように、亜鉛粉末とチタン酸カリウムの配合比率を変化
させた6種類とした。図8に本発明の無機ジンクリッチ
ペイントにフレーク状チタン酸カリウム繊維を含有する
塗布材のすべり試験結果を示す。図から明らかなよう
に、摩擦係数は、配合したフレーク状チタン酸カリウム
繊維の種類・割合に関わらず、0.5を上回る高い値が
得られた。
【0022】また、リラクゼーション試験の計測開始よ
り1カ月後の状況は、ボルト軸力の低下率は8%であ
る。なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、そ
れらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0023】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、摩擦接合用高力ボルト継手において、高力ボル
トのセットと、母材としての接合鋼板と、添接鋼板と、
これらの摩擦接合面に塗布される無機ジンクリッチペイ
ントにチタン酸カリウム繊維を含有する塗布材を設ける
ようにしたので、摩擦係数が0.5以上であり、ボルト
軸力低下率も小さい摩擦接合用高力ボルト継手を得るこ
とができた。
【0024】このように、摩擦係数が高く、ボルト軸力
低下率を低くすることができるので、ボルト本数を約2
0%低減させることができ、安価な摩擦接合用高力ボル
ト継手を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す摩擦接合用高力ボルト継
手の断面図である。
【図2】本発明のAタイプ及びSAタイプのフレーク状
チタン酸カリウム繊維の特性の例を示す図である。
【図3】本発明のAタイプのフレーク状チタン酸カリウ
ム繊維の素材形状を示す図である。
【図4】本発明のSAタイプのフレーク状チタン酸カリ
ウム繊維の素材形状を示す図である。
【図5】本発明のAタイプのフレーク状チタン酸カリウ
ム繊維配合無機ジンクリッチペイントの組成例を示す図
である。
【図6】本発明のSAタイプのフレーク状チタン酸カリ
ウム繊維配合無機ジンクリッチペイントの組成例を示す
図である。
【図7】本発明の実施例を示す摩擦接合用高力ボルト継
手の試験体形状を示す図である。
【図8】本発明の実施例を示す無機ジンクリッチペイン
トの亜鉛粉末とチタン酸カリウムの配合及びそれらのす
べり試験結果を示す図である。
【符号の説明】
1,1′,11,11′ 母材としての接合鋼板 2,2′,12 添接鋼板 3,13 高力ボルト 4,4′,14 無機ジンクリッチペイントにチタン
酸カリウム繊維を含有する塗布材 6 Aタイプのフレーク状チタン酸カリウム繊維 7,9 接合鋼板及び添接鋼板 8 SAタイプのチタン酸カリウム繊維
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 一朗 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 小林 勇 兵庫県尼崎市浜一丁目1番1号 株式会社 クボタ技術開発研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 橋梁や建築物等の鋼構造物に用いる摩擦
    接合用高力ボルト継手において、(a)高力ボルトのセ
    ットと、(b)母材としての接合鋼板と、(c)添接鋼
    板と、(d)これらの摩擦接合面に塗布される無機ジン
    クリッチペイントにチタン酸カリウム繊維を含有する塗
    布材を具備することを特徴とする摩擦接合用高力ボルト
    継手。
JP22962092A 1992-08-28 1992-08-28 摩擦接合用高力ボルト継手 Withdrawn JPH0674215A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22962092A JPH0674215A (ja) 1992-08-28 1992-08-28 摩擦接合用高力ボルト継手

Applications Claiming Priority (1)

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JP22962092A JPH0674215A (ja) 1992-08-28 1992-08-28 摩擦接合用高力ボルト継手

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JPH0674215A true JPH0674215A (ja) 1994-03-15

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ID=16895049

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JP22962092A Withdrawn JPH0674215A (ja) 1992-08-28 1992-08-28 摩擦接合用高力ボルト継手

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JP (1) JPH0674215A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100383408C (zh) * 2004-06-07 2008-04-23 本田技研工业株式会社 紧固结构
CN105697482A (zh) * 2016-04-08 2016-06-22 南京工业大学 一种不锈钢结构高强螺栓抗滑移连接方法

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Effective date: 19991102