‑9 2‑
‑9 3 ‑
第 6 章 結論
6
.1 結論
<
標 準
試 験 体実
験より
>第
2章 , 第
3章
で は,
肌 す き 量, 締
め付 け 腰 序,
一 次
締
め トルクの大 小, 本 締
め後
のボルトの取
り 替
えの有 無,
フィラ ー プレ ー トの挿
入 の有
無, 初
期 状 態 を実験 変数
と し た実 験
を 行っ
た.得
られ た主 な 知 見を以下
に示 す.1
)
肌 すきの有る試験 体
は締
め付 け 過 程で,
ボルト張 力が変
動 する. 肌 すき量が小さいは どボルト張 力の変
動 幅
は小さく なる.2
)
肌 すきの有る試 験体
は締
め付
け 順 序がすべ り 耐 力に影響
を及 ぼ す.締
め付 け開
始 方 向が肌 すきの有
る側からで群ご と に締
め付 ける方 法のすべ り 耐 力が最 も 小さく なる.3
)
肌 すきの有る試 験 体は,
一 次
締
め トル ク を大きく する と,
ナッ ト回転
量の ば らつ き は減 少する が
,
すべ り 耐 力は は と ん ど変わらず ,
すべり 耐 力の設 計 値 を 下 回る.4
)
肌 す きの有
る試 験体
は,
ボル トを 取 り替
えて も すべ り 耐 力は ほ と ん ど変
わらず ,
すべり
耐 力の設 計 値 を 下 回る.5
)
肌 すきの有
る試 験 体は,
フィラ ー プレ ー トを挿
入 しても すべり
耐 力の設 計 値を下
回る物
が ある.6
)
肌 すきの有る試 験 体は,
肌 すきの有る側から締
め付 け始め る場 合, 初
期 状 態がすべ り 耐 力に影 響 を 及 ぼ す.
:
. 市 大 ′羊人:y;t,
I
: 院 r. Jl
}
L , I
:I;)f 究 村
‑9 4 ‑
< 実 大 実 験より>
第
4章 , 第
5章
で は,
H 型鋼
の食
い違い による肌 すきの実 大 H 型鋼
梁の摩 擦 接 合継
手の実 験を行
っ
た. 得 られ た主 な 知 見を以下
に示 す.1
) 実
大摩擦接
合継
手は, 締
め付
け 対象
の ボル トを締
め付 けた とき, 継
手 を 挟んだ締
め付 け 対象外
のボルト張
力,
ウェ
ブ を挟
んだ側
の締
め付
け 対象 外
のボルト張 力に影響
が出
る.2
)
肌 すき が1m m (
実 測値
0.8 9m m )
ある と, 実
大摩 擦
接 合継
手に おい て,
すべり
耐 力の設 計 値 を 下 回る.3
)
ナ ッ ト回転
量が1 A S S 6. の規 定 値に収 まっ
ても,
すべ り 耐 力の設計
値 を下
回る場 合がある.注
)
本 実 験は継
手 片 側 ボルト 4 本,
梁せ い 5 0 0 mm
程度
で使
われる最 大厚
の板 厚 16m m
の スプライスプレ ー ト を用い て い る事
, 摩
擦面
に赤錆
を発
生さ せず ,
ショ
ッ トブラス ト処 理のま まに して い ること から
,
同様
の形 式の継
手に置
い て小さな すべ り 耐 力となる よう な 試 験 体である.:
̲̲
F
T:7
人'羊 人';、;: 院 i:. L;‑、:二研 究 ネ
:
ト19 5‑
6
.2 今後 の 課 題
1
) 標 準
試験
対 実験
で は,
フィラ ー プレ ー トを 両面
に挟ん だ試 験体
のみ検 討
し た. フ ィ ラ ー プレ ー トを 片
面
に挟ん だ時にすべり
耐 力に どの よう
な 影響
が出
るのか検 討
する必要
がある.2
)
実 大 実 験で は,
片側
ボル ト本
数4本
で肌 す きが無い試 験 体,
片 側 ボルト本 数6本
で肌 すきが無い試
験 体 ,
肌 すき が有
る試験 体
の実験
を し, 実
大実験
で の肌 す き 量と片 側 ボルト本 数
の及 ぼ す 影
響
を明 らか にする.3
)
肌 すき がある場 合のすべ り 耐 力 を算
出で き る よう
に,
ス プラ イスプレ ー ト とフラ ンジの関 係
をモ デル化
し,
スプラ イス プレ ー ト に貼付
し た ひず
みゲ
ー ジを 用 い て ス プラ イス プレ ートに
働
く 応 力とボル ト張
力の関 係 を 明 らかにする.:
. 前 人:j、;二人′j
、 :
二F;
;t i, J、
j三二川
二
'/t IJ ; :
ト‑9 6‑
参 考 文 献
:
, 求人 苧 人
′
1)1
:: 院 L Jj'三:ILI)T・ 光 村‑9 7 ‑
参考 文 献
【1】 日
本
建築 学
会: 鉄骨
工事標
準 仕様書 ,
J A S S 6,
鉄骨
工事2 0 0 7[2】 日
本
建築 学
会:
鉄骨
工事技 術指 針 ・
工事 現 場 施工編
2 0 0 7【3】 岡 田 久 志
、
志 水 和 宏「肌 すきを
有
する高
カ ボルト摩 擦
接 合 重ね継
手のすべ り 耐 力に関
する研 究
」日 本 建 築 学 会
構
造 系 論 文 集第
570 号p .1 59‑
p .1 6 6、
2 0 0 3 .8【4】 内 田 直 樹
、 降
井繁
蔵、
西仁 、
西 田 芳 弘、 福
井 実、
川 村 政 美「
高
カ ボル ト摩 擦接
合の肌 すきの影響
に関 する実 験」 ( その 1 実 験)
日 本建
築 学 会 大会 学
術講
演 梗概 集
(東
海)
p .1 19 9‑
p .1 2 0 0、
1976 .1 0【5】 内 田 直 樹
、 降
井繁蔵 、
西仁 、
西 田 芳 弘、 福
井 実、
川 村 政 美「
高
カ ボルト摩
擦接
合の肌 すきの影響
に関
する実
験」 (
その2 実 験結
果の考 察)
日本 建築
学 会 大 会 学 術講 演
梗概
集 (東
海)
p .12 0 0‑
p .12 0 2、
1976 .1 0【6] 川 村 満
、
大 越 俊 男、
三町 直 志、 後 藤
徳 広「
肌 すきのある接 合部
に おける トル シ ア形高
カ ボル トのすべ り 耐 力 試 験」日
本
建築 学
会 大 会 学 術 講 演 梗概
集 (関東)
p .1 4 0 7‑
p .14 0 8、
19 9 3.9[7] 矢 部 菖 堂
、 高 橋
正 明、
菊 川 春三、 草
深博
道「
高
カ ボルトの締め付 け施工に関
する実 験 的研
究」(
その 1部
材締
め付 けに よ る導
入 軸 力の確
認 ) 日本
建築
学 会 大 会学
術講
演 梗 概 集( 東
北)
p .18 4 9‑
p .18 5 0、
19 8 2.1 0[8】矢
部
喜 堂、 高橋
正 明、 菊
川春
三、
草 深 博 道「
高
カ ボル トの締
め付 け 施工に関 する実 験 的 研 究」(
その2 部 材 締め付 けに おける材 間 圧 力の測 定 ) 日 本 建築 学
会 大 会 学 術 講 演梗概
集(
東 北)
p .18 5 1‑
p .1 8 5 2、
1 9 8 2 .10【9】
高橋
正 明、
矢部 喜
堂、 菊
川春
三、 草
深博
道「
高
カ ボルトの締
め付
け 施工に関
する実 験 的 研 究」(
その3 大 型高
カ ボルト摩 擦 継 手のすべ り 耐 力)
日本 建 築学
会 大 会学
術講
演梗概 集( 東
北 )p .18 5 3‑
p .1 8 5 4、
1 9 8 2.10【10】田中 清
、
山 田 周平 、
山 崎 真 司「
肌 すき を有 する高
カ ボル ト摩擦
接 合 部のすべ り 耐 力に つ いて」日 本 建
築
学 会 大 会 学 術講
演 梗概
集 ( 中 国) p .1315‑
p .1316、
1977 .10:
̲
t
T.7
: 人:
̀)t J
'
: 火̀、デ: 院 L J;
、
・'
二[AL)F 究 村‑9 8 ‑ [1 1】
橋
本 篤 秀、
北後 寿 、 松
下 一 郎「ナ ッ ト回
転
法に関
する実
験 的研 究
」日本 建
築
学 会 大 会学
術講
演梗概
集( 東
北) p .118 7‑
p .1 1 8 8、
1973 .1 0【1 2】
橋 本
篤秀 、
北後 毒 、 松下
一郎
「ナ ッ ト 回
転
法に関
する実験
的研 究
」日
本 建 築 学
会 大会学
術講
演 梗概 集(
北 陸)
p .10 4 5‑
p .1 0 4 6、
19 7 4 .10[13】
橋 本
篤 秀、
北後 毒 、
松下
一郎 、 守
屋 一 彦「ナッ ト回
転
法に関
する実 験 的 研 究」(
その 3、
肌 すきの ある摩擦
接 合 部のと り 耐 力)
日 本 建 築学
会 大 会 学 術講 演
梗概
集 (関東
) p .9 3 9‑
p .9 4 0、
197 5、
10【14】
橋 本 篤
秀、
北後 毒 、 松
下 一郎 、
守 屋 一 彦「ナッ ト回
転
法に関
する実 験 的 研究
」(
その 4、
肌 すき板 締
付 け 時の群 ボルトの軸 力変
動 ) 日 本 建 築学
会 大 会 学 術 講 演 梗概
集( 関東)
p .9 41‑
p .9 4 2【1 5】 日
本
建築学
会高
カ ボルト接 合 設 計 施工 ガ イ ド ブック1 9 9 6年
改 訂【1 6] 鉄
骨
技 術(
S T R U T E C) ,
連 載技
術講
座高
カ ボルト接 合,
8 .高
カ ボルト接
合の工作
19 9 4 .3:
̲ 車人'?
I
: 人j′t
‑,I
' 院 r̲ /
'
i:二[‑J)F 究 村‑9 9 ‑
謝 辞
・
‑
̲
i
:F:
l
人 子 人一?'
二V,
'
t i
‑
̲ J
'
i三: 研ノ先 約
‑1 0 0一
謝辞
本
研 究に お い て, 終始 熱
心 なご指 導 , 貴
重 な御
助 言 をい た だ い た 三重 大学
大 学院
工学 研究 科 ,
川口淳 准 教 授に深 く 御 礼を申
し上げ
ます. 先 生が実 験の際に おっ
しやっ
て い た 「実 験を止め る勇 気 も 必要
だ」 と いう 言葉 印
象に残っ
ていま す. 仕事
につ いて か ら も危
ない作 業 ,
見 逃し て はい け ない部
分があっ
た ら 止め る勇 気 を持 っ
てい きま す. そして, 株
式会
社中
央 繊骨
と共 同研
究 を する機
会 を 与 えていただ き あ りが とう
ございま す. 研 究 を 進め る上で学
ん だ事
は働
く 上で大きな 財産
となる と思いま す. また
,
三重 大学
工学部 ・
工学
研 究 科技
術部 , 新 美
治 利 氏に はパソコ ンの こと を始
め, 最 後
は実 験の手伝
いまで してい ただきまし た. 朝から 晩 まで 一 日 中 手伝 っ
て いた だ きあり
が とう
ござい まし た. さらに,
三重 大 学 災害
プロ ジェ
ク ト室, 平 林
典 久 氏に は,
研 究の進め方,
実験
の方 法を手 取 り 足 取り
‑ から 教 えて い ただ き まし た.結
局ス プライス プレ ー トの,
F E M解 析
は で きず ,
できの悪
い子ですみ ま せ ん.こ こ に
,
これらの方々 に対し て,
深 く 感 謝の意 を表
し ま す.なお
, 本 研
究 本研
究の肌 す き1m
m シリ ー ズの実験
は木本
哲 司 君の卒 業 論文
と し て取 り組
ん でいた だ いたもの であ り
,
同 諸 君に は同 君に は多
大の御
助 力 を 得 まし た. こ こに深 く 感 謝 致しま す.本 研 究 室で
研
究 室 で‑‑・‑‑一一緒
に研
究し て き た片 山 奈 美さ ん,
中 村 里枝
子さ ん,
福 田 力 大 君,
みな さ ん が い たこ と で楽
し い大 学院
生活
を送る事が出来
まし た. 片 山さ ん,
中 村さ ん,
実 験では率
先して
動
い て いた だ きあり
が とうございま した. お かげ
で,
良いデ ー タ,
整 理しや すい デー タシ ー ト が仕 上がり
まし た.福
田 君,
大物
の骨組
を組
む事
から,
二人での素材
試 験 まで福
田 君が いた か ら 実 験が で き た と言っ
ても 過 言で はあ り ませ ん. 前 川伊
津雄
君に は,
学部
の ころの実 験から 最 後の実 験 まで最
初
から最後
まで手伝 っ
て いただきまし た.平
井 武 志 君は,
研 究 室でくだら ない話し をして,
息 抜きをさ せてい た だき まし た. こ こに,
これ らの方々に深 く 感 謝 致しま す.川口
研
究 室の4年
生の稲 葉
‑樹
君,
上松
美幸
ざ ん,
喜 田 英 明 君, 桜
井克 頼
君,
田内
浩 喜 君,
忙
し い時 期に実 験を手伝 っ
て い ただきあ りが とうございまし た.また
,
共 同研
究 を し ていた だ い た株
式 会 社 中 央 械 骨, 株
式 会 社 中 央 繊 骨 早藤
正 勝 氏に深 く御
礼を申
し上げ
ます. 無理難題
を お願い し たり,
迅 速 な 対応
大変
感 謝し て おり
ま す. 今後 , 株
式会
社 中 央 域 骨と仕事
がで き る日が来る事を楽し み しております. よ ろ しくお願 い しま す.最
後
に,
大 学院
に行 く 事を許
し てくれ,
長 い学 生 生 活を支 えてくれ た両
親に深 く 謝 意を表
し ま す. わ がま ま ばかり
で し たけど,
これ から 少しずつ恩 返し さ せてくだ さい:
. 屯 人 .?
I
: 人 苧 院 IA. 芋 研 究 糾平 成19 年 度 修士論 文 梗 概 2 0 0 8 年2 月2 1 日
ト ル シ ア
形 高 カ ボ
ル ト摩擦接 合 継 手
の肌 す き
の滑 り 耐 力
に及 ぼ す 影 響
に関 す る 研 究
三重 大 学 大 学 院工学 研 究 科 建 築 学 専 攻 川口研 究 室 安 形 昌文 1 . 序 論
1 .1 はじめ に
鋼 構 造 物の継 手や仕口 は
,
溶 接 接 合 や,
ボルト接 合が用い ら れ る. 高 カ ボルトに は,
トル シ ア形 高 カ ボルト,
高 力 六 角 ボル ト がある. 現 在,
建 設 現 場で は,
高 カ ボル ト と して は,
トル シア形 高 カ ボル ト が最 も 多 く 使 用さ れて いる. ま た
,
高 カ ボル ト継 手には,
高 カ ボル ト摩 擦 接 合 継 手,
高 カ ボルト引 張 継 手がある. 本 研 究では,
トル シ ア形 高 カ ボルト摩 擦 接 合 継 手を対 象とする.高 カ ボルト摩 擦 接 合 継 手は
,
高 カ ボル トで継 手 部 材を締め 付け,
部 材 間に生 じ る摩 擦 力に よっ て応 力を伝 達 する接 合 法である. 材 間の圧 縮 力を確 保 する た めに は
,
ボルト を強 く 締 め付け,
その締め付け力を適 切にコ ン
トロ
ー ルすること が重 要である. 継 手には様々な力が か か る が,
許 容 応 力 度 設 計では
,
摩 擦 面がすべ
ら ない こと が必 要 条 件である.トル シ ア形 高 カ ボル ト摩 擦 接 合 継 手の現 場における品質 管 理 は
「
1 次 締め‑ マ
ー キン
グ‑
本 締め」
の手 順で行わ れ,
木 綿め後に ナッ
ト回 転 量 を チェッ
クすることで,
所 定の締め付 けが行わ れ た か どうか確 認を行 うことになっ て いる1)
I 2)
. 揺 合 面が十 分に密 着して いない状 態で,
トル シ ア形 高 カ ボル ト の本 締め を行 うと,
先に締め付け たボル トの周 辺が密 着し,
次に締め付 ける ボル ト が緩んでしまい適 正 な 締め付け が行え なくな る可 能 性が大き
い
. そのような事 態を避 け,
適二iE にボ ルト を締め付 ける た めに 1 次 締め を行い,
本 締めに先 立っ て接 合 面を密 着さ せ る必 要が あ る.
ナ
ッ
ト回転 量はボル ト群 毎の 回転 量に著しい
ばらつ
きの認 められ る場 合,
その‑・一・・・一群の全 ボルトのナッ
ト回 転 量を測 定し,
平 均 回 転 角 度が±
3 0o
以上の ボル ト を不 合 格と して,
取 り 替 え る. 1つ
の建 物に用いら れ る全 ボルト本 数の約1 0% が不 合 格であっ た例 も ある. ナッ
ト回 転 量の ば らつ
く要 因はボル ト の施工管 理 不 足に より 発 生 する ね じ部の打痕,
ボルトの水 濡 れ,
ボル トの さび,
建て方 精 度や 公差か ら発生する肌 すき が ある. 本 研 究では,
ナッ
ト回転 量のば らつ
く 主な要 因である 肌 すきにつ い
て検 討 する.肌 すき は
,
トル シ ア形 高 カボル ト摩 擦 接 合 継 手におい
て,
使 用 鋼 材や板 厚 許 容 差や梁せい
許 容 差,
建て方 精 度な どに起 因して生 じ る. J A SS 61)
で は,
肌 すき が1m m
以上生 じ た場 合はフ ィ ラ ー プレ ー ト を挿入する と規 定さ れてい
る が,
使 用 鋼 材や板 厚 許 容 差や梁せい
許 容 差,
建て方 精 度な どによっ て肌 すき が 生 じ た場 合は作 業工程上 フ ィラ ー プレ ー ト を挿入す
‑I‑
‑
r
T‑i
:人Li り、 ( ′3、'':J: i
Lるの は困 難である. ま た
,
肌 すきの有 無は,
フラン
ジ面は確 認でき る が ウェ ブ面は確 認でき ない.1 .2 既 往の研 究
内田 ら
3
) は,
肌 すきに より すべり 耐 力が低 下 することを 報 告して いる. また,
すべり 側のボルト本 数を変 数と し た実 験 を行い,
ボルト本 数が多い
ほ ど,
すべり 耐 力の低 下 する割 合 が減 少 すること を報 告してい
る. 川 村ら4)
は,
添 板の厚さ が 薄く曲 げ 剛 性が小さいほ ど,
肌 すき が すべ
り 耐 力に与え る影 響が小さ く な ること を報 告して いる. さ らに,
端 あき距 離を 6 5m m ‑
13 0m m
と し た実 験を行い,
端 あき距 離を長くする ことによっ て,
すべ
り 耐 力の低 下 する割 合が小さくな ること を報 告してい
る. 田中ら5)
は,
ボル トの締め付 け順 序の違いによっ て
,
すべ
り 耐 力に大き な違いがあること を報 告してい
る. 矢 部 ら6) は,
肌 すき がある継 手では,
一 次 締め トルク を 大きくし た はうが,
すべ
り 耐 力は10 % 程 度と若 干の向上 が 見ら れ た と報 告してい
る. 岡田 ら7)
は継 手のすべり 耐 力低 下 を定 量 的に評 価 する た めの力 学モ デル を提 案し,
その モデルに基づ
い
たすべ
り 耐 力 低 下の評 価 式を誘 導してい
る. さ らに,
力 学モデルと評 価 式の妥 当 性を検 討 する た めに実 験を行い妥 当性を確 認して いる.
1.3 本 研 究の目的 本 研 究の目 的は
,
「
合理的 な施工管理方 法を提 案 する た め に,
現 状の施工管 理 方 法に の っ と っ て施工し た継 手の性 能を 明確にする」
ことである.1.4 本研究の方 法
本 研 究の方 法は
,
標 準 試 験 体 実 験により,
継 手の基 礎 的メ カニ ズムを明ら かにし,
実 大 実験により,
摩 擦 接 合 継 手の力 学 的性 状を明ら かにする.2 . 標 準 試 験 体 実 験 概 要 2 .1 標 準 試 験 体 実 験目的
標 準 試 験 体 実 験では
,
肌 すきによ るすべ
り 耐 力 低 下の基 礎 的メ カニ
ズム を明 らかにする た め,
肌す き量,
ボルトの締め 付け順 序,
一 次 締め トルクの大 小,
本 締め後のボルトの取 り 替えの有 艶 フ ィラ ー プレ ー トの挿入の有 無,
初 期 状 態が すべ
り 耐 力 及び,
ナッ
ト回 転 量に与え る影 響につ
い て検 討 する.2 .2 実験 計 画
実 験は
,
試 験 体の ボル トの締め付け施工 を行い ,
ボルト東 力を計 測す る施工試験と施工し た試 験 体のすべ
り 耐 力を計 測 するすべり 試 験に分けて行 っ た. 標 準 試 験 体 実 験で は,
肌すL J
'
;f二研 '光村