メタルタッチとは？１分でわかる意味と継手の構造
この記事の要点
メタルタッチとは鉄骨柱継手で密着した金属面接触による圧縮力の伝達方法で、圧縮力のみを負担し引張力は別途ボルト等で抵抗する。
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メタルタッチという用語をご存知でしょうか。
メタルタッチは鉄骨柱の継手部に用いられる接合方法の１つです。
メタルタッチは通常使用しない接合方法ですが、ある条件を満たすと使うことができます。
今回は、メタルタッチ継手の意味と、メタルタッチの構造について説明します。
※鉄骨造の継手は、下記が参考になります。
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メタルタッチとは？
メタルタッチとは、鉄骨部材の接触面だけで力を伝達する方法です。下図を見てください。柱に継手を設けると、AとBのように２つの柱になります。柱には曲げモーメント、せん断力、軸力が作用します。
このとき、柱に圧縮力しか作用しない条件であれば、溶接は必要なく、せん断力を伝達するプレートがあれば、あとは単純に上から下へ力を流すだけで良いのです。※圧縮力、せん断力、軸力については、下記が参考になります。
引張力と圧縮力の違いとは？符号・強度・記号（σt・σc）を解説
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ただメタルタッチは、柱に圧縮力しか作用しないこと及び精密加工が必要のため、特殊な条件下でしか使われません。メタルタッチは、建築基準法により後述の条件で使用が許されています。※一般的な柱継手は下記が参考になります。
メタルタッチ継手と構造
メタルタッチは、建築基準法により下記の条件で利用可能です。
柱の端面を削り仕上げとし、密着する構造とした継手又は仕口で引張り応力が生じないものはその部分の圧縮力及び曲げモーメントの４分の1（柱脚部においては、1/2）以内を接触面から伝えている構造とみなすことができる。
前述したように、柱には曲げモーメントと軸力が作用します。
曲げモーメントは中立軸を境に、圧縮力と引張力が発生します。
また軸力は、長期では圧縮力、地震時では圧縮力または引張力が作用します。
これらの応力を組み合わせた結果、圧縮力しか作用しなければ、メタルタッチとできるのです。
簡単に言えば「長期荷重が大きい柱」はメタルタッチにできます。一方、長期荷重が小さい場合、地震力による引張軸力が大きくなるため、メタルタッチでは力を伝達できないでしょう。
下図は、柱に作用する曲げモーメントと、軸力の組み合わせ応力です。
このような応力状態になれば、メタルタッチが使えます。くどいようですが、メタルタッチは溶接を行わず、鉄骨の接触面で力を伝達します。
２つの柱は一体ではないので、引張力が作用すれば離れてしまいます。ですから引張力の作用する柱では、メタルタッチは使えないのです。
構造設計の実務では、メタルタッチをあえて利用する機会はほとんどありません。柱継手は突き合わせ溶接で一体化あるいはプレートによる一体化をすべきでしょう。
混同しやすい用語
溶接継手
溶接によって部材を接合する継手。
メタルタッチ継手とは異なり、引張・圧縮・曲げなど全応力を溶接部で伝達できる。
メタルタッチを整理した表を示します。
| 項目 | メタルタッチ | 溶接継手 |
|---|---|---|
| 伝達できる力 | 圧縮力のみ | 全応力（引張・圧縮・曲げ） |
| 加工精度 | 精密仕上げが必要 | 通常の溶接加工 |
| 使用条件 | 引張応力が生じない場合 | 条件なし |
まとめ
今回は、メタルタッチについて説明しました。
メタルタッチの意味がわかって頂けたと思います。
メタルタッチは工場製作での精密加工を必要とするため、あまり使われない方法です。
ただ一級建築士の試験問題では出題されることもあります。
知識として覚えておくと良いでしょう。
柱継手や剛接合、ピン接合の違いも理解してくださいね。
下記が参考になります。
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理解度チェック
メタルタッチとは？
鉄骨柱継手で、密着した金属面の接触により圧縮力を伝達する方法です。
メタルタッチが負担する力は？
圧縮力のみを負担し、引張力は別途ボルト等で抵抗します。
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プロフィール
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- 名前 ハナダユキヒロ/ミツメラボ代表.
- 2010年 弊サイトを開設
- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
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試験での問われ方｜管理人の一言
試験では、メタルタッチが圧縮力のみを伝達し、引張力には対応しない点（引張力はボルトや溶接で負担）が頻出。（一級建築士 頻出：メタルタッチは圧縮力のみ伝達・引張力はボルトや溶接が負担する点が繰り返し出題）