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  1. HOME > 鋼構造の基礎 > 機械的接合とは?1分でわかる意味、種類、特徴、冶金的接合との違い

機械的接合 意味 種類 高力ボルト 冶金的接合 溶接 違い

この記事の要点

機械的接合は高力ボルトやリベットで鋼材を接合する方法です。

冶金的接合(溶接)との違い・施工性の特徴と、建築鉄骨での使い分けを解説します。

種類は摩擦接合・支圧接合・引張接合の3つで、現在は高力ボルトによる摩擦接合が最も一般的である。

この記事では、機械的接合とは何か、冶金的接合とどう違うのか、どのような機械的接合があるのかを整理します。

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機械的接合とは、高力ボルトやリベットなどを用いて接合する方法です。

冶金的接合と比べて、母材の加熱が不要な接合方法です。

機械的接合は、火を使わず接合し、高度な作業が不要なので、施工性が良いです。

今回は冶金的接合の意味、種類、特徴、冶金的接合との違いについて説明します。


機械的接合の1つとして、高力ボルト接合があります。詳細は、下記が参考になります。

高力ボルトとは?読み方・種類(F10T・S10T)・規格・摩擦接合の特徴

摩擦接合と支圧接合の違い

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機械的接合とは?

機械的接合とは、高力ボルトやリベットなどを用いて接合する方法です。溶接のように、母材を加熱した接合は行いません。近年、施工時の火災が問題ですが、機械的接合その心配が無いです。


また、高度な作業が不要で、施工性が良いことも特徴です(※リベット接合は熟練した技術が必要のため、近年は使いません)。


代表的な機械的接合として、高力ボルト接合があります。高力ボルトは、下記が参考になります。

高力ボルトとは?読み方・種類(F10T・S10T)・規格・摩擦接合の特徴

機械的接合の種類と特徴

機械的接合の種類には下記があります。


摩擦接合

支圧接合

引張接合


高力ボルトを使った接合として、摩擦接合が一般的です。

摩擦接合

摩擦接合とは、高力ボルトの締め付けにより材間圧縮力を発生させ、接合面の摩擦抵抗力で力を伝達する方法です。接合部の剛性が高く、安定して力を伝達できます。摩擦接合の詳細は、下記が参考になります。

摩擦接合と支圧接合の違い

支圧接合

ボルト孔とボルトの接触により力を伝達する方法です。高力ボルトによる接合部は、摩擦接合なので、支圧接合にしません。中ボルトや、摩擦接合部が滑った後は、支圧接合となります。詳細は、下記が参考になります。

摩擦接合と支圧接合の違い

引張接合

高力ボルトに平行な力を伝達する接合部を、引張接合といいます。引張接合の詳細は、下記が参考になります。

引張接合とは?引張耐力・離間耐力・てこ反力・摩擦接合との違いを解説

機械的接合に使う接合材(材料)

機械的接合に使う接合材として、下記があります。


高力ボルト

リベット

ボルト(中ボルト)


リベットは、熟練した技術が必要な接合材です。リベットを扱える職人が減り、近年は使用されません。リベットは、下記が参考になります。

リベットとは?建築での仕組み・強度と高力ボルトへ切り替わった理由


高力ボルトが最も一般的な接合材です。高力ボルトは、下記が参考になります。

高力ボルトとは?読み方・種類(F10T・S10T)・規格・摩擦接合の特徴


中ボルトは、胴縁や母屋に使う接合材です。主要な構造部材には使いません。中ボルトは、下記が参考になります。

中ボルトとは?1分でわかる意味、規格、強度区分、戻り止め、高力ボルト

機械的接合と冶金的接合の違い

機械的接合と冶金的接合の違いを下記に整理しました。


機械的接合 ⇒ 高力ボルト、リベットを使った接合方法のこと

冶金的接合 ⇒ 溶接による接合方法のこと


溶接は下記が参考になります。

溶接の種類と、隅肉溶接、突き合わせ溶接の特徴

混同しやすい用語

冶金的接合

溶接を用いて金属を加熱・溶融させることで接合する方法。

機械的接合が高力ボルトやリベットで部材を機械的に固定するのに対して、冶金的接合は母材を加熱して一体化させるため、火気管理や熟練技術が必要となる。

試験での問われ方|管理人の一言

建築士試験では「機械的接合=高力ボルト・リベット」「冶金的接合=溶接」という対比で問われます。

また摩擦接合・支圧接合・引張接合の違いも頻出です。

リベットは近年ほとんど使用されない点も覚えておきましょう。(一級建築士 頻出:機械的接合(高力ボルト・リベット)と冶金的接合(溶接)の対比、および摩擦・支圧・引張接合の違いが繰り返し出題)

機械的接合を整理した表を示します。

種類接合材特徴
摩擦接合高力ボルト最も一般的、現在主流
支圧接合中ボルトボルト軸部で力を伝達
引張接合高力ボルト軸力方向に力を伝達

まとめ

今回は機械的接合について説明しました。

意味が理解頂けたと思います。

機械的接合は、最も一般的な接合方法の1つです。

種類には、摩擦接合、支圧接合、引張接合などがあります。

機械的接合を行う接合材として、高力ボルト、リベット、中ボルトがあります。

各接合材の特徴を覚えてくださいね。

下記も併せて参考にしてください。

高力ボルトとは?読み方・種類(F10T・S10T)・規格・摩擦接合の特徴

摩擦接合と支圧接合の違い

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ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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