JPH06272323A - 高力ボルト摩擦接合構造 - Google Patents

高力ボルト摩擦接合構造

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JPH06272323A
JPH06272323A JP6547693A JP6547693A JPH06272323A JP H06272323 A JPH06272323 A JP H06272323A JP 6547693 A JP6547693 A JP 6547693A JP 6547693 A JP6547693 A JP 6547693A JP H06272323 A JPH06272323 A JP H06272323A
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JP
Japan
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friction
joint
strength bolt
steel
friction coefficient
Prior art date
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Application number
JP6547693A
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English (en)
Inventor
Hisaya Kamura
久哉 加村
Shigeki Ito
茂樹 伊藤
Chihiro Anzaki
千博 安崎
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 接合面のすべり摩擦係数を大きくすることが
可能で、防錆上も良く、接合部を小さくでき、かつ施工
性を向上させることのできる高力ボルト摩擦接合構造を
得ること。 【構成】 スプライスプレート3,4の各鋼材1,2と
の摩擦接合面に金属またはセラミックの溶射による摩擦
層7,7を形成して、接合面のすべり摩擦係数を大きく
できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高力ボルト摩擦接合部
の摩擦面のすべり摩擦係数を向上させることのできる接
合構造の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の高力ボルト摩擦接合構造の
構成を示す側面図である。図において、構造用材料であ
る鋼材、例えばH形鋼1,2は、その接合部1a,2a
(ここではフランジの長手方向端部)が、上下よりスプ
ライスプレート3,4にて挾み込まれ、更に複数の高力
ボルト5およびナット6にて締付けられている。
【0003】このようなものにおいて、高力ボルト5お
よびナット6にて締付けることにより一方のH形鋼に作
用する力は、スプライスプレート3,4を介して摩擦力
により他方のH形鋼に伝達される。この摩擦力の大きさ
は、接合面のすべり摩擦係数とボルトの締め付けによる
接合材間の接触圧によって決まり、下式により求めるこ
とができる。
【0004】
【数1】 但し、Sfは許容摩擦力、vはすべり摩擦に対する安全
率、mは摩擦面数、μはすべり摩擦係数、Boは設計ボ
ルト張力である。
【0005】また、従来試験から得られた種々の接合面
のすべり摩擦係数は下表1に示すとおりである。
【0006】
【表1】
【0007】表1から明らかなように、すべり摩擦係数
は、摩擦面の状態によって大きく異なる。構造用材料で
ある鋼材の高力ボルト摩擦接合の場合、すべり摩擦係数
は従来の経験からJASS6.4.3の規定に従い表面
処理を行い、その後の管理が適切に行われる場合には、
一般に0.45以上の値が保持できることがわかってい
る。そこで、施工にあたっては、設計に用いたすべり摩
擦係数値(0.45)が完全に確保されるよう、とくに
注意する必要がある。一般に、接合面には赤さび面処理
が適用される。また、防食性と接合部耐力とを満足させ
るために有機および無機ジンクリッチペイントを塗装す
ることが試みられている。
【0008】また、すべり摩擦係数を向上させるため
に、構造用材料である鋼材そのものの接合面にアルミを
アーク溶射したり、プラズマ溶射する技術が試験レベル
で採用されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
摩擦接合に適用される赤さび面処理、ショットブラスト
処理は、すべり摩擦係数のばらつきが大きく(表1参
照)、そのうち赤さび面処理は防錆上の理由から適当な
処理ではない。
【0010】また、防食性の良いジンクリッチペイント
を塗布した場合は、他の処理のものに比し、すべり摩擦
係数が低いばかりでなく、経年変化に伴うすべり摩擦係
数の低下もみられたので、これも適当な処理ではない。
【0011】これらに対し、鋼材そのものの接合面にア
ルミをアーク溶射したり、プラズマ溶射する表面処理手
法は、必要なすべり摩擦係数の確保は容易であるが、そ
の前処理として、鋼材表面に発生した錆の除去や良好な
溶射層(摩擦層)を得るためのブラスト処理が必要とな
る。大形の鋼材にブラスト処理を施すには、それなりの
設備が必要で、このため鋼材を現場に運ぶ途中でファブ
リケータによる加工が必要になる。この結果、大形の鋼
材の運搬や加工の費用が大きくなり、鋼材コストが高く
なるのを避けられ得ない。また、各鋼材相互の不等厚に
も対応しずらく、実際の柱と柱、あるいは梁と梁の接合
部での施工性の悪さが問題となっていた。
【0012】本発明は叙上の点に鑑み、接合面のすべり
摩擦係数を大きくすることが可能で、接合部を小さくで
き、防錆上も良く、かつ施工性を向上させることのでき
る高力ボルト摩擦接合構造を得ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明に係
る高力ボルト摩擦接合構造は、H形鋼等の構造用材料相
互の接合部を両側からスプライスプレートにより挾み、
かつこれらを高力ボルトにて締付けることによる摩擦力
で鋼材相互を接合するものにおいて、前記スプライスプ
レートの前記各鋼材との摩擦接合面に金属またはセラミ
ックの溶射による摩擦層を形成したものである。
【0014】また、本発明の第2の発明に係る高力ボル
ト摩擦接合構造は、H形鋼等の構造用材料相互の接合部
を両側からスプライスプレートにより挾み、かつこれら
を高力ボルトにて締付けることによる摩擦力で鋼材相互
を接合するものにおいて、前記スプライスプレートと前
記各鋼材の摩擦接合面との間に、少なくとも片面に金属
またはセラミックの溶射による摩擦層を形成したフィラ
ープレートをそれぞれ設置したものである。
【0015】
【作用】本発明の第1の発明において、高力ボルトにて
締付けることにより一方の鋼材に作用する力は、スプラ
イスプレートを介して摩擦力により他方の鋼材に伝達さ
れる。スプライスプレートの各鋼材との摩擦接合面に形
成した金属またはセラミックの溶射による摩擦層は、防
錆上も良く、かつ必要なすべり摩擦係数の確保が容易で
あるので、接合面のすべり摩擦係数を大きくすることが
でき、接合部を小さくすることができる。
【0016】また、本発明の第2の発明において、高力
ボルトにて締付けることにより一方の鋼材に作用する力
は、フィラープレートとスプライスプレートを介して摩
擦力により他方の鋼材に伝達される。フィラープレート
は、その少なくとも片面に形成した金属またはセラミッ
クの溶射による摩擦層により接合面のすべり摩擦係数を
大きくすることができるとともに、接合部内に挟み込む
だけでよいため、現場での施工性が向上する。
【0017】
【実施例】
実施例1.以下、図示実施例により本発明を説明する。
図1は本発明の第1の発明に係る高力ボルト摩擦接合構
造の構成を示す側面図であり、図中、従来に相当する部
分には同一符号を付してある。図において、構造用材
料、例えばH形鋼1,2は、その接合部1a,2aが、
上下より本実施例に係るスプライスプレート3,4によ
り挾み込まれ、更に高力ボルト5およびナット6にて締
付けられている。
【0018】スプライスプレート3,4は、それぞれH
形鋼1,2との摩擦接合面に予めアルミニウム,ステン
レス等の金属またはアルミナ,チタニア等のセラミック
の溶射による摩擦層7が形成されている。
【0019】前述の構成を有する本実施例において、高
力ボルト5およびナット6にて締付けることにより一方
のH形鋼に作用する力は、スプライスプレート3,4を
介して摩擦力により他方のH形鋼に伝達される。スプラ
イスプレート3,4のH形鋼1,2との摩擦接合面にそ
れぞれ形成した摩擦層7は、すべり摩擦係数が高くかつ
防錆上も良いため、必要なすべり摩擦係数の確保が容易
で、接合面のすべり摩擦係数を大きくすることができ
る。その結果、接合部を小さくすることができる。
【0020】実施例2.図2は本発明の第2の発明に係
る高力ボルト摩擦接合構造の要部を分解して示す側面図
であり、図中、実施例1に相当する部分には同一符号を
付してある。この実施例のものは、H形鋼1,2の接合
部1a,2aを上下より挾み込むスプライスプレート
3,4(図1参照)とH形鋼1,2の摩擦接合面との間
に、両面に予め実施例1同様のアルミニウム,ステンレ
ス等の金属またはアルミナ,チタニア等のセラミックの
溶射による摩擦層7,7が形成されたフィラープレート
8a,8bをそれぞれ設置したものであり、それ以外の
構成は実施例1と同様である。
【0021】この実施例において、図示しない高力ボル
トおよびナットにて締付けることにより一方のH形鋼に
作用する力は、各フィラープレート8a,8bとスプラ
イスプレート3,4を介して摩擦力により他方のH形鋼
に伝達される。フィラープレート8a,8bは、両面に
形成した金属またはセラミックの溶射による摩擦層7,
7により接合面のすべり摩擦係数を大きくすることがで
きるとともに、接合部内に単に挟み込むだけでよいた
め、現場での施工性の向上に寄与する。
【0022】なお、この実施例では摩擦層を各フィラー
プレート8a,8bの両面にそれぞれ形成したものを示
したが、この摩擦層は各フィラープレート8a,8bの
片面にのみ形成するようにしても所期の目的を達成でき
る。
【0023】フィラープレート8a,8bの片面または
両面に、金属またはセラミックの溶射による摩擦層7,
7を形成した場合の接合面のすべり摩擦係数は下表2に
示すとおりである。なお、下表2はこの実施例のフィラ
ープレート8a,8bの接合面の片面または両面にセラ
ミックの溶射による摩擦層7,7を形成したものと、シ
ョットブラスト処理を施したものとの、それぞれの接合
状態の実験結果を比較して示すものである。
【0024】
【表2】
【0025】表2から明らかなように、フィラープレー
ト8a,8bの接合面の少なくとも一方に、セラミック
の溶射による摩擦層7,7を形成することにより、すべ
り摩擦係数を大きくすることができた。
【0026】実施例3.図3は本発明の第3の発明に係
る高力ボルト摩擦接合構造の要部を分解して示す側面図
であり、図中、実施例2に相当する部分には同一符号を
付してある。この実施例のものは、接合されるH形鋼
1,2が互いに不等厚の場合、厚みの薄いH形鋼側に設
置されるフィラープレート8cの厚みを、不等厚を吸収
するできる厚さに設定したものであり、それ以外の構成
は実施例2と同様である。
【0027】この実施例においては、H形鋼1,2の不
等厚により、H形鋼1,2の摩擦接合面に段差が生じて
も、この段差をフィラープレート8cが吸収するので、
各フィラープレート8a,8cのスプライスプレートと
の接触面の平面度を容易に確保することができる。
【0028】なお、この実施例ではH形鋼1,2の不等
厚による摩擦接合面の段差を、厚みの異なるフィラープ
レート8a,8cにより吸収するようにしたものを示し
たが、これを例えば実施例2に示した同厚のフィラープ
レート8a,8bをそれぞれ複数枚使用して、フィラー
プレート8a,8bの重ね厚により吸収させることもで
きる。
【0029】ところで近年、構造用材料である鋼材とし
て使用されるようになった高張力鋼やステンレスの場
合、高張力鋼では大きな応力を伝達するために、ステン
レスではすべり摩擦係数が小さいために、それぞれ接合
部のボルト数が多くなり、接合部は大きくなる傾向にあ
るが、これらに本発明を適用すれば、すべり摩擦係数を
大きくすることが可能となって、接合部のボルト数を少
なくすることができ、接合部を小さくすることができ
る。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の第1の発明
によれば、スプライスプレートの各鋼材との摩擦接合面
に金属またはセラミックの溶射による摩擦層を形成した
ので、防錆上も良く、かつ必要なすべり摩擦係数の確保
が容易となり、接合面のすべり摩擦係数を大きくするこ
とができ、接合部を小さくすることができる。また、本
発明の第2の発明によれば、スプライスプレートと各鋼
材の摩擦接合面との間に、少なくとも片面に金属または
セラミックの溶射による摩擦層を形成したフィラープレ
ートをそれぞれ設置して、高力ボルトにて締付けること
により一方の鋼材に作用する力が、フィラープレートと
スプライスプレートを介して摩擦力により他方の鋼材に
伝達されるようにしたので、第1の発明の効果に加え、
現場での施工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の発明に係る高力ボルト摩擦接合
構造の構成を示す側面図である。
【図2】本発明の第2の発明に係る高力ボルト摩擦接合
構造の要部を分解して示す側面図である。
【図3】第2の発明で使用されるフィラープレートの他
の例を示す図2相当図である。
【図4】従来の高力ボルト摩擦接合構造の構成を示す側
面図である。
【符号の説明】
1,2 H形鋼 1a,2a 接合部 3,4 スプライスプレート 5 高力ボルト 7 摩擦層 8a,8b,8c フィラープレート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 H形鋼等の構造用材料相互の接合部を両
    側からスプライスプレートにより挾み、かつこれらを高
    力ボルトにて締付けることによる摩擦力で鋼材相互を接
    合する高力ボルト摩擦接合構造において、 前記スプライスプレートの前記各鋼材との摩擦接合面に
    金属またはセラミックの溶射による摩擦層を形成したこ
    とを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。
  2. 【請求項2】 H形鋼等の構造用材料相互の接合部を両
    側からスプライスプレートにより挾み、かつこれらを高
    力ボルトにて締付けることによる摩擦力で鋼材相互を接
    合する高力ボルト摩擦接合構造において、 前記スプライスプレートと前記各鋼材の摩擦接合面との
    間に、少なくとも片面に金属またはセラミックの溶射に
    よる摩擦層を形成したフィラープレートをそれぞれ設置
    したことを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。
JP6547693A 1993-03-24 1993-03-24 高力ボルト摩擦接合構造 Pending JPH06272323A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996024730A1 (en) * 1995-02-06 1996-08-15 Nippon Steel Corporation Friction welding structure of high-strength bolt and steel material therefor
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JP2016205474A (ja) * 2015-04-20 2016-12-08 新日鐵住金株式会社 高力ボルト摩擦接合部の設計方法および高力ボルト摩擦接合部
JP2021155974A (ja) * 2020-03-26 2021-10-07 株式会社フジタ フィラープレートおよび摩擦接合構造
JP2023088365A (ja) * 2021-12-15 2023-06-27 清水建設株式会社 柱と鉄骨造の梁との接合構造

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