JP3753148B2 - 構造材の結合構造 - Google Patents
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Description
また、鉄骨からなる構造体は、断面H形又はI形の形鋼同士をガゼットプレート等の接続板を介してボルト又はリベットで結合している。
更に、鉄筋コンクリートからなる構造体は、予め鉄筋で形成した柱、梁、及び桁等を型枠で囲み、その型枠内にコンクリートを充填して養生することにより、形成される。
また、鉄骨からなる構造体は、形鋼同士の結合部分に専用のガゼットプレート等を要すると共に、多数のボルト孔を穿設しておき、ボルトの貫通やナットをセットし締結するという現場作業を必要としている。且つ、かなりの重量となると共に、各形鋼やガゼットプレート等の表面やボルト孔内には、予め塗装等の防錆処理を必須とするため、加工コスト等も嵩む、という問題がある。
一方、軽量で耐食性に優れたアルミニウム合金(以下、単にアルミと言う)は加工も容易で、例えばサッシやカーテンウォールのような建具や外壁材等に広く活用されている。特に、アルミの押出形材は、断面の形状やサイズの設計が自在であるため、当該押出形材同士の結合は基より、パネル等の板材の端縁を呑み込んだ納まりや、或いは結合金具を嵌装してネジ止めが容易な納まり等に利用されている。しかし、係る押出形材の機能を構造材用として有効に生かす工夫は、これまで充分になされておらず、利用されにくかった。
しかし、上記蟻溝等の底広凹溝は、上記押出形材の長手方向の全長に渉って形成されているため、この押出形材を柱等の垂直に立設される構造材に用いると、ボルト頭の底面と押出形材の底広凹溝における開口部の両側片との面接触による摩擦力のみでは、上記柱等と直交する梁や桁等の構造材を支持できなくなるおそれがある。この結果、係るボルトと共に梁や桁等の構造材が下方にずれたりすることもあり得る。
上記ボルトのボルト頭が、上記第1の構造材における底広凹溝の開口部の幅寸法よりも小さい幅寸法を有し、且つ該ボルト頭の長手方向の両端面に喰込部を形成すると共に、
上記ボルト頭を上記第1の構造材の底広凹溝内に嵌装し且つ回転して該ボルト頭の長手両端部を該底広凹溝の両側壁に当接させ、上記ボルトの雄ネジ部にナットを螺着することにより、上記ボルト頭の各喰込部を上記底広凹溝の両側壁にそれぞれ喰込ませるようにしたボルト頭の長手両端面に底広凹溝の両側壁に喰込み可能な喰込部を有する、ことを特徴とする。
また、前記請求項2の結合構造によれば、前記ボルトとナットとを締結することで、当該ボルトの各凸部が第1の構造材における底広凹溝の開口部付近に更に喰込むため、前記第2の構造材を一層確実に第1の構造材に支えることができる。
図1は、本発明の結合構造が適用される住宅(建物)用構造体1を示す。
この構造体1は、地表GL上に設けた複数の換気口3を有する布基礎2の上面に固定した土台4と、この土台4の上に立設した複数の通し柱6及び柱7と、これらの間に水平に結合された梁8、陸屋根用桁10,11とを含む。
また、土台4と梁8及び梁8と陸屋根用桁10等との間には間柱12が垂設され、この間柱12と通し柱6との間、又は間柱12同士の間には、窓台14及び/又はまぐさ16が水平に架設されている。
以上の各アルミには、JIS;A6063−T5、同6061−T5又はT6、同6N01−T5又はT6等の展伸用アルミニウム合金が使用される。
図2及び図3に示すように、通し柱(第1の構造材)6に対して、左右から梁(第2の構造材)8,8が接続材20を介して直角に結合される。また、図示で左側の梁8の上・下面にボルト・ナット42で固定した金具40を介して筋交い18の上・下端部が固定される。即ち、アルミの押出形材からなる断面略山字形の金具40の中央片44に各筋交い18の上・下端部を面接触させ、ボルト・ナット46により締結される。尚、図3中において、符号8′は桁を、符号9は小梁、符号9aは火打ち梁を示す。
尚、本体21の四隅には、ネジ受け用貫通孔29が設けられている。この貫通孔29は、係る通し柱6を前記土台4上に垂直に固定する図示しないボルトの雄ネジを受け入れる。
尚、先尖状凸部34を含めたボルト頭32の厚さは、上記底広凹溝24内における側壁28の奥行き寸法よりもやや小さくなるように予め設定されている。
次いで、予め緩く螺合していた各ナット36を更に締め込むと、ボルト31は通し柱6の外側に向けて引き寄せられる。この結果、そのボルト頭32の各先尖状凸部34は、図6に示すように、底広凹溝24の開口部25における両側の両側片26内に喰込む。この先尖状凸部34の喰込みにより、梁8と通し柱6とを強固に結合した、本発明の前提形態の結合構造30が得られ、何らかの外力が加わっても下側にずれることがなくなる。また、ボルト31自体も緩みにくいことも相まって、長期間に渉って堅牢な住宅用構造体1を構成することができる。
尚、前記図2,図3において、間柱12は、その角形断面の四隅に設けたネジ受け用貫通孔12a内に、梁8のフランジ8bを貫通するボルト13の雄ネジ部を螺入することで固定される。更に、通し柱6の上端において、各底広凹溝24を活用し図示しない接続材を介して、屋根用桁10との結合も容易に行える。
以上において説明した通し柱6と梁8との結合構造30と、これを用いた住宅用構造体1によれば、アルミの押出形材からなる構造材6,8等と喰込み可能なボルト31を併用することによって、軽量で支持荷重を効率的に利用できると共に、ズレなどの変位を来すことがない。しかも、耐食性にも優れるため、長期的にメンテナンスを皆無にし得る堅牢な構造材同士の結合構造と建物用構造体を提供することが可能となる。
図7,8に示すボルト101も、雄ネジ部分101aと細長い略平行四辺形のボルト頭102とからなり、該ボルト頭102の幅寸法も前記ボルト31と同様に幅狭である。また、ボルト頭102の長手方向の寸法も前記ボルト31と同様に大きく、その長手両端の対角位置には緩くカーブした面取り部103が形成されている。更に、ボルト頭102の底面102aにおける長手両端面には、図示で点対称の各隅部に変形三角錐状で先端に斜め外向きに突出する喰込部104aを有する先尖状凸部104と、湾曲し且つ偏平な凸部105とが一対ずつそれぞれ突設されている。
先ず、ボルト頭102を前記通し柱6の開口部25を通じて底広凹溝24内に嵌装し、約90度回転する。次に、ナット108を更に締付けると、ボルト101全体が図示で左側に引き寄せられ、上記先尖状凸部104及び凸部105は、上記凹溝24の開口部25の両側片26内に喰込んで、通し柱6と接続材20(梁8)とを強固に締結すると、本発明の構造材の結合構造100を形成できる。
また、締結後に外力でボルト101が単独に又はナット108と共に緩む方向(図8で時計回り)の回転力を受けた場合、その当初において先尖状凸部104の喰込部104aが底広凹溝24の両側壁28に喰込んでいる。従って、ボルト101は、それ以上緩まず、接続材20(梁8)を確実に支えることができる。
次に、ナット128を更に締付けると、ボルト121全体が図示で左側に引き寄せられ、上記先尖状凸条124は上記凹溝24の開口部25の両側片26内に曲線状に喰込んだ状態となり、通し柱6と接続材20(梁8)を強固に締結すると、本発明の構造材の結合構造120を形成することができる。
また、何かの外力によりボルト121が単独に又はナット128と共に緩む方向(図11で時計回り)の回転力を受けた場合、その当初において喰込部123の尖った先端が底広凹溝24の両側壁28内に喰込んでいる。従って、該ボルト121は、それ以上緩まず、接続材20(梁8)を確実に支えることができる。
6…………………………通し柱,柱(第1の構造材)
8…………………………梁(第2の構造材)
20………………………接続材
24………………………底広凹溝
25………………………開口部
26………………………両側片
28………………………側壁
100,120…………結合構造
101,121…………ボルト
101a,121a……雄ネジ部
102,122…………ボルト頭
102a,122a……底面
104,124…………先尖状凸部(凸部)
108,128…………ナット
105……………………凸部
104a,123………喰込部
Claims (2)
- アルミニウム合金製の押出形材からなり長手方向に沿った底広凹溝を有する第1の構造材と、この第1の構造材に直接又は接続材を介して配置される第2の構造材と、この第2の構造材又は上記接続材を貫通するボルトと、を備え、
上記ボルトのボルト頭が、上記第1の構造材における底広凹溝の開口部の幅寸法よりも小さい幅寸法を有し、且つ該ボルト頭の長手方向の両端面に喰込部を形成すると共に、
上記ボルト頭を上記第1の構造材の底広凹溝内に嵌装し且つ回転して該ボルト頭の長手両端部を該底広凹溝の両側壁に当接させ、上記ボルトの雄ネジ部にナットを螺着することにより、上記ボルト頭の各喰込部を上記底広凹溝の両側壁にそれぞれ喰込ませるようにした、
ことを特徴とする構造材の結合構造。 - 前記ボルトにおけるボルト頭の長手方向の両端部寄りの底面に凸部をそれぞれ形成すると共に、上記ボルトの雄ネジ部にナットを螺着することにより、上記各凸部を前記底広凹溝における開口部の両側片にそれぞれ喰込ませるようにした、
ことを特徴とする請求項1に記載の構造材の結合構造。
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