半剛接合とは？1分でわかる意味、計算、鉄骨造、杭頭との関係

この記事の要点

半剛接合とは、剛接合とピン接合の中間的な接合です。

剛接合は、回転に対して固定ですが（回転しない）、半剛接合は回転に対して抵抗するものの、回転はします。

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半剛接合とは、剛接合とピン接合の中間的な接合です。剛接合は、回転に対して固定ですが（回転しない）、半剛接合は回転に対して抵抗するものの、回転はします。今回は、半剛接合の意味、計算法、鉄骨造、杭頭との関係について説明します。剛接合、ピン接合については下記の記事が参考になります。

半剛接合とは？

半剛接合とは、剛接合とピン接合の中間的な接合です。下記に剛接合、ピン接合、半剛接合を整理しました。

下図をみてください。剛接合、半剛接合、ピン接合の、回転に対する抵抗性を示しました。

半剛接合と回転

回転に対する抵抗を示す値を、「バネ定数」や「回転バネ」、「固定度」といいます。剛接合は、回転に対するバネ定数が無限大といえます。一方、ピン接合はバネ定数が０（ゼロ）です。半剛接合は、無限と０の中間なので、具体的な数値がはいります。

半剛接合を用いた計算は、実際の設計で使います。下記に実例を示しました。

鉄骨造の露出柱脚は、アンカーボルトおよびベースプレートで基礎構造に緊結合されています。回転に対する抵抗性は低いものの、０では無いです。よって現在は、露出柱脚のバネを考慮した設計が普通です。

回転バネを考慮すると、柱脚には曲げモーメントが生じます。この曲げモーメントを、アンカーボルトなどで負担します。

杭頭は普通、「固定（剛）」として設計します。ただ、場合により半剛接合やピン接合とする設計法もあります。

上記以外でも、詳細な応力を知りたいとき（実状に即したモデル化をしたいとき）は、接合部などに回転バネを考慮した構造解析を行います。

例えば、トラス部材の接合部、鉄骨小梁の接合部など、ピン接合でモデル化している部分も実際には「半剛接合」です。

混同しやすい用語

半剛接合（はんごうせつごう）

剛接合とピン接合の中間的な接合方法です。回転バネを用いてモデル化し、接合部に曲げモーメントが部分的に伝達します。

剛接合（ごうせつごう）

接合部が回転せず、曲げモーメントを完全に伝達する結合方式です。ラーメン構造の梁-柱接合部が代表例です。

ピン接合（ぴんせつごう）

接合部が自由に回転できる結合方式です。曲げモーメントを伝達できず、軸力とせん断力のみを伝達します。

試験での問われ方｜管理人の一言

半剛接合に関する問題は建築士試験の構造分野で出題されます。定義と計算の両面から理解しておきましょう。

試験では継手・接合部の種類（溶接・高力ボルト）と強度計算の方法が問われます。

「接合部の耐力は接合する部材以上の耐力を持つように設計する」原則を理解しましょう。

半剛接合を整理した表を示します。