低炭素化と透明化に資する撃込み鋲接合法の開発

• Project/Area Number: 23760537
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Building structures/materials
• Research Institution: Sendai National College of Technology
• Principal Investigator: 李 晩在 仙台高等専門学校, 建築デザイン学科, 准教授 (60442448)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2012: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2011: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 撃込み鋲接合 / デッキプレート / シアコネクタ / 頭付きスタッド溶接 / 合成梁 / 合成スラブ / マクロ組織観察 / ビッカース硬さ / 撃込み鋲 / 押ぬき試験

Research Abstract

本研究では、頭付きスタッド溶接と撃込み鋲接合を用いたL型シアコネクタの2種類の異なる断面欠損が鋼材の引張特性に与える影響を引張試験、硬さ試験、組織観察の3種類の試験によって比較検討した。合球構造における機械的接合と冶金的接合の研究より得られた知見を以下に示す。
1)撃込み鋲接合を用いたL型シアコネクタと頭付きスタッド溶接が鋼材の引張耐力に与えた影響はほとんど無かった。しかし、撃込み鋲接合L型シアコネクタは頭付きスタッド溶接に比べて鋼材の塑性変形能力に与える影響が大きい。2)ビッカース硬さ分布から、頭付きスタッド溶接は溶接ビード部と鋼材の境界面から3mm範囲までの鋼材が硬化していることに比べ、鋼材の断面欠損を伴う撃込み鋲接合は撃込み鋲と鋼材の境界面から6mm範囲までの鋼材が硬化している。3)マクロ組織観察より、頭付きスタッド溶接は溶接材と鋼材が溶け込んで組織が連続しているのに対し、撃込み鋲と鋼材の組織と不連続していることが分かった。また、撃込み鋲接合は鋼材を押しのけて接合されていることがマクロ組織観察より確認できた。4)合成スラブに用いた撃込み鋲接合のせん断耐力は焼抜き栓溶接より低いが、十分な変形を伴って最大せん断耐力に達した。ただし、最大以降は撃込み鋲の「せん断破断」や「引き抜き」による急激なせん断耐力の低下が見られた。一方、焼抜き栓溶接のせん断耐力は撃込み鋲接合より大きく、その後の耐力低下も緩やかであった。5)合成スラブのデッキプレート接合に撃込み鋲接合を用いる場合、合成スラブの破壊形式は撃込み鋲で決まることが確認できた。6)合成スラブに用いる撃込み鋲接合においてコンクリートを打設する場合、コンクリートを打設しない場合より接合性能は上昇することが確認できた。

Research Products

• [Journal Article] 合成スラブの合成構造における機械的接合と冶金的接合の比較研究 (2012)
  • Author(s): 李晩在、高橋秀治、小林剛、田川泰久
  • Journal Title: 鋼構造年次論文報告集 Volume: 20 Pages: 9069-9069
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Comparative Study on Effect of Powder Actuated Nail and Stud Welding on Steel Member (2012)
  • Author(s): Manjae LEE, Go KOBAYASHI, Yasuhisa TAGAWA
  • Organizer: 15th World Conference on Earthquake Engineering
  • Place of Presentation: Lisbon, Portugal
  • Year and Date: 2012-09-26
• [Presentation] Push-out Test of Mechanical Shear Connector using Powder Actuated Nail (2011)
  • Author(s): Manjae LEE, Tatsuya MURAKAMI, Yasuhisa TAGAWA
  • Organizer: The 6th International Symposium on STEEL STRUCTURES (ISSS-2011)
  • Place of Presentation: Seoul, KOREA
• [Presentation] Bending Test of Composite Beam with Shear Connector using Powder Actuated Nails (2011)
  • Author(s): Tatsuya MURAKAMI, Manjae LEE, Yasuhisa TAGAWA
  • Organizer: The 6th International Symposium on STEEL STRUCTURES (ISSS-2011)
  • Place of Presentation: Seoul, KOREA
• [Presentation] 撃込み鋲接合と溶接接合の比較研究-合成スラブの押抜き試験- (2011)
  • Author(s): 高橋 秀治、李 晩在、小林 剛、田川 泰久
  • Organizer: 2011年度第74回 日本建築学会東北支部研究報告会
  • Place of Presentation: 大学コンソーシアムあきたカレッジプラザ