JP4171183B2 - High strength bolt joint structure and nut fixing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、鋼構造建築物を構築する際に角形断面または円形断面の箱形断面材を柱材とし、この箱形断面柱にスプリットティやエンドプレート、アングル材、添板などの接合金物を介してH形断面梁(圧延成形材や溶接組立材)を取り付ける箱形断面柱とH形断面梁とのボルト接合構造において適用される、高力ボルト接合構造およびナット固定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、角形の箱形断面材による柱材とH形断面梁を用いた両方向ラーメン構造が多用されており、接合構造としては通しダイヤフラム形式の接合構造が一般的に用いられている。この形式の接合構造では、箱形断面柱とダイヤフラムの接合、ダイヤフラムとH形断面梁の取付部の接合は溶接によって行われ、取付部とH形断面梁の接合は、添板を介してボルト接合によって行われていた。
このような、通しダイヤフラム形式の接合構造においては、H形断面梁に曲げモーメントが作用した場合に生じる上下フランジでの圧縮力および引張力を、接合部の剛性を低下させずに箱形断面柱に伝達させることができるものの、その構造は複雑であり加工工数が多大となる。また、ダイヤフラムの両面を箱形断面柱およびコラムコアに溶接する必要があり、溶接量が多くなるとともに高度の溶接技能が必要になる。
【0003】
そのため、最近では、図35に示すように、ダイヤフラムを用いず箱形断面柱1にスプリットティ2を特殊構造で高価なワンサイドボルト3(詳細図示省略)で接合し、このスプリットティ2にH形断面梁4を高力ボルト5で接合することにより、溶接負担を軽減する接合構造が採用されるようになってきている。ここで用いられる高力ボルト5としては、日本鋼構造協会の規格(JSS II 091996)に定められている構造用トルシア形高力ボルト・六角ナット・平座金のセット(以下「トルシア形高力ボルト」という。)が多用されている。
【0004】
このトルシア形高力ボルトは、ボルトに対して所定の張力を導入できる構造を備えた、図36(a)〜(c)に示すような構造を有するものである。すなわち、このトルシア形高力ボルト6は、外周形状が円形の頭部を有し、外周形状が六角形のナット7の雌ネジに螺合する雄ネジ形成部の先端にブレークネック10を介してトルクコントロール用のピンテール9を形成したものである。
このトルシア形高力ボルト6を用い、例えば鋼材どうしをボルト接合する場合には、図37(a)に示すように、トルシア形高力ボルト6を接合する鋼材11と12のボルト孔13に挿入し、突出した雄ネジ部に座金8を挿通してナット7を螺合し、ナット7側を回して締め付けるようにしたものであり、この締め付けの際には、図37(b)に示すような特殊な締付具14が使用される。
【0005】
この締付具14は、ナット7に係合させるアウタースリーブ14oと、ピンテール9を掴み一定のトルクを与えるインナースリーブ14iとを連動的に動作させる機構を備えたものであり、この締付具14を用いてトルシア形高力ボルト6を締め付ける場合には、インナースリーブ14iでピンテール9を掴みアウタースリーブ14oでナット7を回すことにより、ナットの回転トルクを反力としてピンテール9のブレークネック10に伝え、図37(c)に示すように、この部分をある一定のトルクで破断させるものである。このときの破断トルクで高力ボルトに導入する張力をコントロールすることができるものである。
【0006】
このトルシア形高力ボルトは、例えば、上記のような角形の箱形断面材とH形断面梁のボルト接合構造において、箱形断面柱にスプリットティをボルト接合する場合、あるいはスプリットティにH形断面梁を直接または添板を介してボルト接合する場合などに用いて、ピンテール形成側を接合部位の外部側にしてナットを螺合し締め付けるようにしたものである。
しかし、このような箱形断面柱とスプリットティの接合構造においては、一般の高力ボルト(例えばJIS B1186に規定される摩擦接合用高力六角ボルトや日本鋼構造協会規格の構造用トルシア形高力ボルトなど)を用いた、通常のボルト接合では接合施工が不可能である。
【0007】
そのため箱形断面柱の外部側から接合施工が可能なワンサイドボルトが開発され実用に供されるようになった。また、柱の建て方前に、工場または現場で事前に箱形断面柱の内部から一般の高力ボルトを特殊な道具により箱形断面柱に設けられたボルト孔に挿入し、スプリットティを箱形断面柱に当接して固定する方法も提案されている。
しかし、前者のワンサイドボルトを使用した接合構造は高価であり接合部の費用が嵩むとともに、強度に限界があることに加え、ボルトに対する導入張力のコントロールが容易ではなく、大型構造の柱梁接合構造において安定したボルト接合構造を実現することができなかった。
また、後者の方法は、ワンサイドボルトに比較してコスト面や強度は改善できているが、上下のスプリットティが梁の取り付け前の柱に固定されていることから、現場での梁の取り付け作業方法に制約があり、施工スピードが落ちるという問題があり、結果的に建設コストの上昇につながっている。
【0008】
そのため、H形断面梁の下フランジを取り付ける下側のスプリットティのみを工場で取り付け、上側のスプリットティは現場でH形断面梁の取り付けを行う際にボルトを外部側から挿入して取り付けられるように、予め工場で箱形断面柱の内部側にナットを固定しておき、H形断面梁の取り付けの際に、上側のスプリットティをH形断面梁の上フランジに取り付け、下側のスプリットティでH形断面梁を支持した状態にして、箱形断面柱に上側のスプリットティを並行して取り付ける方法も採用されている。
【0009】
例えば、特開平6−33929号、特開平6−101284号、特開平7−145638号公報では、ナットを角形鋼管柱の内部側に固定し、ボルトを外部側から挿入して締め付けを行うことが開示されているが、このようなボルト接合構造においては、ナットにカラーを一体成型して、このカラーを角形鋼管柱の内部側からボルト孔に押し込み変形させる必要があるため、狭隘な角形鋼管柱の内部側で大きい力を付与する必要があり施工性に難がある。また、実質的には上記従来のトルシア形高力ボルトを使用することができず、ボルトに対して簡便な張力導入ができず、安定したボルト接合構造の実現が難しかった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の高力ボルト接合構造での問題点を解消するものであり、例えば、箱形断面材による柱材と接合金物としてのスプリットティの高力ボルト接合構造において、ナットを箱形断面柱の内部側に固定し高力ボルトを外部側から挿入して、高力ボルトに対する張力導入のコントロールも容易に可能な高力ボルト接合構造および箱形断面柱内部へのナット固定方法を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、以下の(1)〜(7)を要旨とするものである。
(1)箱形断面材と接合金物の高力ボルト接合部位の少なくとも複数部位で、箱形断面材の内部側に当接したナットの雌ネジ端に、この雌ネジ径より大径の雌ネジが別設され、外部側からボルト孔に挿入されたナット保持部品のスリーブの雄ネジが前記大径の雌ネジに螺合されることによって、ナットが箱形断面材の内部側に固定され、高力ボルトが箱形断面材の外側に当接した接合金物の外部側からボルト孔に挿入され、雄ネジ部が箱形断面材の内部側に固定されたナットと螺合されていることを特徴とする箱形断面材と接合金物の高力ボルト接合構造。
【0012】
(2)箱形断面材と接合金物の高力ボルト接合部位の少なくとも複数部位で、箱形断面材の内部側に配置したナット側にスリーブが固着され、このスリーブが箱形断面材の内部側からボルト孔に挿入され外部側にあるナット保持部品のスリーブと接合されることによって、ナットが箱形断面材の内部側に固定され、高力ボルトが箱形断面材の外側に当接された接合金物の外部側からボルト孔に挿入され、雄ネジ部が箱形断面材の内部側に固定されたナットと螺合されていることを特徴とする箱形断面材と接合金物の高力ボルト接合構造。
【0013】
(3)箱形断面材と接合金物の高力ボルト接合部位の少なくとも複数部位で、箱形断面材の内部側に当接したナットの雌ネジ端に、係止縁を有する係合孔が設けられ、この係止縁に、ボルト孔に挿入されたナット保持部品のスリーブ先端の係止鉤が押し込まれ係止されることによって、ナットが箱形断面材の内部側に固定され、高力ボルトが箱形断面材の外側に当接した接合金物の外部側からボルト孔に挿入され雄ネジ部が箱形断面材の内部側に固定されたナットと螺合されていることを特徴とする箱形断面材と接合金物の高力ボルト接合構造。
【0014】
(4)用いられた高力ボルトが、頭部にトルクコントロール機構を備え頭部座面に座金を当接して使用するものであることを特徴とする(1)、(2)または(3)記載の箱形断面材と接合金物の高力ボルト接合構造。
【0015】
(5)箱形断面材と接合金物の高力ボルト接合部位の少なくとも複数部位で、箱形断面材の内部側に配置するナットの雌ネジに、ナット設置ボルトの雄ネジを螺合して、ナット設置ボルトを箱形断面材の内部側からボルト孔に挿入して外部側に突出させた状態で、ナット設置ボルトに外部側から挿入したナット保持部品により箱形断面材の内部側にナットを固定することを特徴とする箱形断面材内部側へのナット固定方法。
【0016】
(6)ナットを箱形断面材の内部側に固定した後、ナット設置ボルトを回転させて取り外すことを特徴とする請求項5記載の箱形断面材内部側へのナット固定方法。
【0017】
(7)ナットを箱形断面材の内部側に固定した後、ナット設置ボルトに箱形断面材の外部側から仮止めナットを螺合して締め付け、ナット設置ボルトを仮止めして置くことを特徴とする請求項5記載の箱形断面材内部側へのナット固定方法。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明は、主として、スプリットティやエンドプレート、アングル材、添板などの接合金物を用いた箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造において、特に箱形断面柱と接合金物を高力ボルト接合する場合に適用されるものである。本発明では、基本的には、ナット(ここでは、ナット、座金と一体成形されたナット、独立した座金と一体化したナット、以下「ナット」という。)を、予め箱形断面柱の内部側に固定しておき、箱形断面柱の外側にスプリットティ(以下接合金物を「スプリットティ」で代表説明する。)を当接して高力ボルト接合する際に、高力ボルトを外部側からボルト孔に挿入し、雄ネジ部を内部側に固定したナットの雌ネジに螺合して、外部側にある高力ボルトの頭部側を締結具で回転させて締め付けるものであり、高力ボルトとしては、頭部側にトルクコントロール機構を備えたトルシア形高力ボルトを主に用いるものである。このようなトルシア形高力ボルトを用いる場合には従来の締付具とは異なる特殊な締結具を用いるものである。
【0019】
ナットを箱形断面柱の内部に固定する場合には、例えば本件出願人の出願になる特開2000−213070号公報に開示されるような特殊な装置(ボルト搬送装置と引出治具)を用いることができる。この装置を用いる場合には、ナットを螺合したナット設置ボルトをボルトとし、これを直立状態にしてボルト搬送装置によって箱形断面柱内のボルト孔の位置まで搬送し、外部側からボルト孔に挿入した引出治具により先端部を外部側に引き上げた状態にして、箱形断面柱の内部側でナット設置ボルトに螺合されているナットを、ナット保持部品、スリーブ、接着などの固定手段により箱形断面柱の内部に固定することができる。
ここで用いるナット保持部品やスリーブは、主として金属製あるいはプラスチック製であり、ナット保持部品が金属製で鍔部の表裏面が接合面になる場合には、この鍔部の外径をボルト軸径の2〜3倍にすることが好ましい。
【0020】
スプリットティを箱形断面柱に高力ボルト接合する場合には、ナット設置ボルトをナットから取り外してスプリットティを箱形断面柱に当接し、高力ボルトを外部側からボルト孔に挿入して箱形断面柱の内部側に固定されたナットに螺合し、ボルト頭部側を締結具で回転させることにより締め付け、スプリットティを箱形断面柱に接合することができる。
箱形断面柱とスプリットティ(接合金物)の高力ボルト接合作業は、すべて工場で完了させることが可能であるが、建て方現場での梁材の取り付けの際の制約を緩和するために、例えば下側スプリットティのみを接合して建て方現場に移動させ、上側スプリットティは建て方現場で梁材を取り付ける際に接合したり、あるいは上下のスプリットティを建て方現場で建て方前に、または梁材を取り付ける際に接合する場合などがあり、高力ボルトとしては、頭部側にトルクコントロール機構を備えたトルシア形高力ボルトを主に用いるが、接合構造全体としては、一部にワンサイドボルトや高力六角ボルトを用いることもできる。
【0021】
【実施例】
(実施例1)
以下に、本発明の実施例1を図1〜図8に基づいて詳細に説明する。
この実施例1は、角形断面の箱形断面材による柱(以下「箱形断面柱」という)1に、接合金物であるスプリットティ2を介して梁材であるH形断面梁(図示省略)を取り付ける箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造において、箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合構造に本発明を適用した場合のものである。
【0022】
図1は、本発明による箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合構造例において、トルシア形高力ボルト6αによる接合を完了した状態を示している。
なお、スプリットティ2は、H形断面梁を箱形断面柱1に取り付ける場合には、1本のH形断面梁に対して上下一対用いられるものであり、通常、1個のスプリットティ2は、複数本の高力ボルトによって箱形断面柱1に接合されるものであるが、ここでは、高力ボルトとして、従来のトルシア形高力ボルトとは異なる、頭部にトルクコントロール機構を備えたトルシア形高力ボルト6αを用いたボルト接合構造例で1本のトルシア形高力ボルト6αを中心に図示して代表説明する。
【0023】
図1において、15は箱形断面柱1の内部側に固定されたナットで、図2(a)、(b)に示すように、ここでは座金と一体に形成した形状であり、小径の雌ネジ15sを有し、座金相当部15z側には大径の雌ネジ15oを有するものである。16は箱形断面柱1の内部側にナット15を保持するために用いるナット保持部品である。このナット保持部品16は金属製であり、図3(a)、(b)に示すように、スリーブ部16aと鍔部16bからなり、スリーブ部16a先端部には雄ネジ16sを有するものである。
【0024】
ナット保持部品16のスリーブ部16aは、箱形断面柱1の外側からボルト孔17に挿入されており、雄ネジ16sがナット15の座金相当部15zの大径の雌ネジ15oに螺合され、鍔部16bが箱形断面柱1の外部側に係止されている。ここでは、鍔部16bの表裏面は箱形断面柱1とスプリットティ2の内面との接合面になるため、安定した接合面とするために、その外径doがトルシア形高力ボルト6αの軸径の2〜3倍になるように設定されている。
【0025】
箱形断面柱1の外側でナット保持部品16の鍔部16bに当接されたスプリットティ2は、外部側からボルト孔17に挿入されたトルシア形高力ボルト6αを、箱形断面柱1の内部側に固定されたナット15に螺合して頭部側を締め付けることによって、箱形断面柱1に接合されている。
このトルシア形高力ボルト6αは、ナット15の雌ネジ15sに螺合する雄ネジ6sを有するものであり、図4(a)、(b)に示すように、頭部6tに張力コントロール用のピンテール18を形成し頭部6tとピンテール18間に破断溝によるブレークネック19を形成したものであり、前記図36に示した従来のトルシア形高力ボルト6とは異なるものである。
【0026】
このトルシア形高力ボルト6αの頭部6tの座面6fに外周形状が六角形の座金20が介挿・当接されているが、この座金は、図4(a)、(b)に示すように、外周形状が六角形であり、ボルト頭部6tの外径より大径にして、締結具21で締め付ける際にボルト頭部6tと干渉しないようにしたものである。
この座金20は、トルシア形高力ボルト6αを締結具21(図8(c)を参照)で締め付ける際に、この締結具21のアウタースリーブ21oに係合させ、締結具21のインナースリーブ21iでボルト頭部6tのピンテール18を掴み回して、座金20からの反力としての回転トルクによってブレークネック19を所定の破断トルクで破断させて、ボルトに対する導入張力をコントロールするために重要な役割を果すものである。
【0027】
この実施例1の箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造を得るための接合工法例について、図5(a)、(b)〜図7(a)〜(c)に基づいて説明する。
[箱形断面柱内部へのナット固定方法]
(1)ナット設置ボルトを用いる方法
この方法では、図5(a)に示すような一方の側に雄ネジ22sを形成し他方の側の端部に把持部22aを形成した設置ボルト22(または図5(b)に示すような本体全面に雄ネジ23sを形成し他方の側の端部に把持部23aを形成したたナット設置ボルト23を用いてもよい。)を用い、図6に示すように、雄ネジ22sにナット15の小径の雌ネジ15sを螺合し、このナット設置ボルト22の把持部側を箱形断面柱1の内部側からボルト孔17を経由して外部側に突出させた状態でナット15を固定するものである。
【0028】
そのために、ナット設置ボルト22は、箱形断面柱1の内部の所定位置(ボルト孔17の直下)に移動させ、ボルト孔17を経由して外部側に押し上げまたは引き上げる必要があるが、その手段として、例えば、前記本件出願人の出願になる特開2000−213070号公報に開示されるボルト搬送装置と引出治具 (図示省略)を用いることができる。
すなわち、ナット設置ボルト22は、把持部22aを上にした状態でボルト搬送装置に搭載し、箱形断面柱1の内部側の所定位置(ボルト孔17の直下)まで移動させ、箱形断面柱1のボルト孔17に、予めナット保持部品16(スリーブ部16a)を挿通してある引出治具24の把持部24aを挿入し、図7(a)に示すように、ナット設置ボルト22の把持部22aを把持して引上げ、図7(b)に示すように、ナット15の座金相当部15zの座面を箱形断面柱1の内面に押し付けた状態で、ナット保持部品16のスリーブ部16aを、ボルト孔17に挿入し、スリーブ部16aの雄ネジ16sをナット15の座金相当部15zの大径の雌ネジ15oに螺合して締め付ける。
この締め付けの完了によって、ナット保持部品16の鍔部16bが箱形断面柱1の外面に係止されることにより、図7(c)に示すようにナット15を箱形断面柱1の内部側に確実に固定することができる。ナット設置ボルト22は、ナット固定後に適時ナット15から取り外すものである。
【0029】
(2)接合部位が作業者の手の届くところにある場合には、上記したナット設置ボルトを用いることなく、ナット15を箱形断面柱1の内部側に固定することができる。
【0030】
[箱形断面柱内とスプリットティの高力ボルト接合工法]
上記のようにして、内部側にナット15を固定した後の箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合工法について、図8(a)〜(c)に基づいて説明する。
図7(c)に示すように、ナット保持部品16を用いてナット15を箱形断面柱1の内部側に固定し、ナット設置ボルト22をナット15から取り外した状態で、図8(a)に示すように箱形断面柱1の外側にスプリットティ2を箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト孔17(双方のボルト孔17の孔径は必ずしも同じでなくてもよい)を合わせるように当接し、座金20を挿入したトルシア形高力ボルト6αを、図8(b)に示すように、スプリットティ2の外側からスプリットティ2のボルト孔17、ナット保持部品16のスリーブ部16a内を経由して挿入し、雄ネジ6sを箱形断面柱1の内部に固定したナット15の小径の雌ネジ15sに螺合して一次締めを行う。
【0031】
一次締めを行った後、図8(c)に示すように、インナースリーブ21iとアウタースリーブ21oを連動して動作させる機構を備えた締結具21によって本締め付けを行う。締結具21は、例えば図37に示す公知の締付具14と基本的には同様の原理を利用したものであるが、トルシア形高力ボルト6αのピンテール18を掴み回転させるインナースリーブ21iと、トルシア形高力ボルト6αの頭部6tの座面6fに当接された座金20に係合するアウタースリーブ21oを連動的に動作させる機構を備えたものであり、公知の締付具14と同じものではない。
【0032】
この締結具21でトルシア形高力ボルト6αを締め付ける場合には、インナースリーブ21iでトルシア形高力ボルト6αの頭部6tに形成したピンテール18を掴み、アウタースリーブ21oを座金20に係合して、ピンテール18を回し、アウタースリーブ21oを介して座金20からの反力としての回転トルクによって、ピンテール18の破断溝によるブレークネック19を所定の破断トルクで破断させるものであり、ボルトに対する導入張力を容易にコントロールして安定した高力ボルト接合構造を実現することができる。
なお、ナット保持部品16は、トルシア形高力ボルト6αの締め付けを完了した状態では不要なものであるが、そのまま残しておいても支障はない。
【0033】
この実施例1のトルシア形高力ボルト6αを使用した、箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造においては、外部側でボルトの締め付けが行えるので、建て方現場でも高価なワンサイドボルトを使用する必要がなく、コストの大幅低減が可能である。また、ボルトの締め付け作業を、柱の建て方現場で箱形断面柱1にH形断面梁をスプリットティ2を介して取り付ける際に並行して行えることから、H形断面梁の取り付け作業に制約を与えることがなく、良好な施工性を確保できる。また、頭部6t側にトルクコントロール用のピンテール18を有するトルシア形高力ボルト6αを用いているので、箱形断面柱1の内部側にナット15を固定し、外部側でボルト頭部6t側を回して締め付ける場合には、ボルトに対する導入張力を容易にコントロールすることができ、安定した接合構造を実現することが可能になる。
【0034】
(実施例2)
以下に、本発明の実施例2を図9〜図13に基づいて詳細に説明する。この実施例2は、実施例1とは、ナット15の固定方法(構造)において異なる。実施例1と共通する部分については、詳細説明を省略する。
図9は、本発明による箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合構造例において、トルシア形高力ボルト6αによる接合を完了した状態を示している。図9において、15は箱形断面柱1の内部側に固定された雌ネジ15sを有するナットで、図10(a)、(b)に示すように、ここでは座金相当部15zと一体に成形した形状で、座金相当部15zにスリーブ25を固定したものである。
【0035】
このスリーブ25は金属製であり、基端部を座金相当部15zの孔内に嵌入・接着して固定したもので、ボルト孔17より僅かに小径の外径を有して箱形断面柱1のボルト孔17に挿入されており、このスリーブ25には、箱形断面柱1の外側からボルト孔17に挿入されたナット保持部品26のスリーブ部26aが内挿され、スリーブ25の内周面とスリーブ26a部外周面が接着剤bにより接合されている。
ナット保持部品26は金属製のものであり、図11(a)、(b)に示すようにスリーブ部26aと鍔部26bからなるものであり、スリーブ部26aの内径は、トルシア形高力ボルト6αの軸径より僅かに大径であり、雄ネジ6s部を容易に挿入可能である。
【0036】
また、鍔部26bは、ナット15を箱形断面柱1の外面に係止するものであるが、ここでは、その表裏面が接合面になるため、安定した接合面とするために外径doがトルシア形高力ボルト6αの軸径の2〜3倍の径に設定されている。
スリーブ部26aは、ナット15側のスリーブ25に挿入容易にするために僅かに先細りの形状にしてもよい。このナット保持部品26のスリーブ部26aが箱形断面柱1の外面側から座金相当部15zに固定したスリーブ25に内挿・接着され、鍔部26bが箱形断面柱1の外面に係止されることによって、ナット15がスリーブ25、ナット保持部品26を介して箱形断面柱1の内部側に確実に固定される。
【0037】
トルシア形高力ボルト6αは、座金20を挿入したもので、実施例1と同様のものであり、箱形断面柱1の外側に当接されたスプリットティ2の外側からボルト孔17に挿入され、雄ネジ6sを箱形断面柱1の内部側に固定されたナット15の雌ネジ15sに螺合して、実施例1と同様の締結具21により頭部6t側で締め付けることにより、箱形断面柱1とスプリットティ2を接合したものである。なお、ナット15側のスリーブ25とナット保持部品26は、トルシア形高力ボルト6αの締め付けを完了した状態では不要なものであるが、そのまま残しておいても支障はない。
【0038】
この実施例2の箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造を得るための接合工法について、図12及び図13(a)〜(c)に基づいて説明する。
[箱形断面柱内部へのナット固定方法]
実施例1と同様の装置とナット設置ボルト22を用いる方法であり、図12に示すように、ナット設置ボルト22の雄ネジ22sに、座金相当部15zにスリーブ25を固定したナット15の雌ネジ15sを螺合し、このナット設置ボルト22を箱形断面柱1の内部の所定位置に搬送する。
図13(a)に示すように、箱形断面柱1のボルト孔17の外部側から、予めナット保持部品26のスリーブ部26aを挿通した引出治具24の把持部24aを挿入してナット設置ボルト22の把持部22aを把持して引上げ、図13(b)に示すように、ナット15側のスリーブ25を箱形断面柱1のボルト孔17に挿入しナット15の座金相当部15zを箱形断面柱1の内面に押し付ける。
【0039】
この状態で、ナット保持部品26のスリーブ部26aを箱形断面柱1の外側からボルト孔17に挿入してナット側のスリーブ25に内挿し、スリーブ部26aの外周面をナット側のスリーブ25の内周面に接着剤bで接着する。十分に接着された状態になってから、図13(c)に示すようにナット設置ボルト22の把持部22aを回してナット設置ボルト22をナット15から取り外す。このようにして、箱形断面柱1の内部側にスリーブ25とナット保持部品26を介してナット15を固定することができる。
【0040】
なお、接着力の発現が不十分な状態で現場に搬送する場合などには、搬送途中の衝撃による脱落防止のために、図5(b)に示す軸部に全ネジ23sを有するナット設置ボルト23を用い、このナット設置ボルト23を取り外さないで、外部側からナット設置ボルト23に仮止めナットを螺合して手締め程度で締め付けて現場に搬送することもできる。
また、この実施例2では、ナット15側のスリーブ25とナット保持部品26のスリーブ26aを接着・固定しているが、スリーブ25の内周に雌ネジを形成し、スリーブ26aの外周に雄ネジを形成して螺合・固定したり、スリーブ25の内周と、スリーブ部26aの外周に嵌合部(凹凸)を形成して嵌合・回動して係止・固定するようにしてもよい。
【0041】
[箱形断面柱内とスプリットティの高力ボルト接合工法]
上記のようにして、箱形断面柱1の内部側にナット15を固定した後の箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合工法については、実施例1の場合と概ね同様につき、説明を省略する。
この実施例2のトルシア形高力ボルト6αを使用した、箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造においては、実施例1の場合に比較して部品数増に加え接着施工負担がやや大きいが、概ね同様の効果が得られる。
【0042】
(参考例1)
以下に、本発明の参考例1を図14〜図17に基づいて詳細に説明する。この参考例1は、実施例1、2とはナット15の固定方法(構造)において異なる。実施例1、2と共通する部分については詳細説明を省略する。
図14は、この参考例1による箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合構造例において、トルシア形高力ボルト6αによる接合を完了した状態を示している。図14において、15は箱形断面柱1の内部側に接着・固定された雌ネジ15sを有するナットで、図15(a)、(b)に示すように座金相当部15zと一体に成型した形状であり、箱形断面柱1の内部側に接着剤bで接着され固定されている。
トルシア形高力ボルトαは、座金20を挿入したもので実施例1、2と同様のものであり、箱形断面柱1の外側に当接されたスプリットティ2の外側からボルト孔17に挿入され、雄ネジ6sを箱形断面柱1の内部側に接着・固定されたナット15の雌ネジ15sに螺合して、実施例1と同様、締結具21により頭部6t側で締め付けることにより、箱形断面柱1とスプリットティ2を接合したものである。
【0043】
この参考例1の箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造を得るための接合工法について、図16及び図17(a)〜(c)に基づいて説明する。
[箱形断面柱内部へのナット固定方法]
実施例1、2と同様の装置とナット設置ボルト22を用いる方法であり、図16に示すように、ナット設置ボルト22の雄ネジ22sに、座金相当部15zの座面に接着剤bを施したナット15の雌ネジ15sを螺合し、このナット設置ボルトを箱形断面柱1の内部の所定位置に搬送する。
【0044】
図17(a)に示すように、箱形断面柱1のボルト孔17の外部側から引出治具24の把持部24aを挿入して、ナット設置ボルト22の把持部22aを把持して引上げ、図17(b)に示すように、ナット15の座金相当部15zを箱形断面柱1の内面に押し付け座面を接着剤bで接着・固定する。十分に接着・固定された状態になってから、図17(c)に示すように、ナット設置ボルト22の把持部22aを回してナット設置ボルト22をナット15から取り外す。このようにして、箱形断面柱1の内部側にナット15を固定することができる。
なお、接着力の発現が不十分な状態で現場に搬送する場合などには、搬送途中の衝撃による脱落防止のために、例えば、図18に示すように、軸部に全ネジ23sを有するナット設置ボルト23を用い、このナット設置ボルト23を取り外さないで、外部側からナット設置ボルト23に仮止めナット27を螺合して手締め程度で締め付けて現場に搬送することもできる。
【0045】
[箱形断面柱内とスプリットティの高力ボルト接合工法]
上記のようにして、箱形断面柱1の内部側にナット15を固定した後の箱形断面柱1内とスプリットティ2の高力ボルト接合工法については、実施例1〜2の場合と概ね同様につき、説明を省略する。
この参考例1のトルシア形高力ボルト6αを使用した、箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造においては、ナット15を箱形断面柱1の内部側に接着・固定するものであるため、実施例1、2に比較して、スリーブやナット保持部品を用いる必要がなく、構造が簡易であり、ナットの固定作業も簡易である。他の効果は、実施例1、2の場合と概ね同様である。
【0046】
(参考例2)
以下に、本発明の参考例2を図19〜図21に基づいて詳細に説明する。この参考例2は、箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合構造に本参考例2を適用した場合のものである。
図19は、本参考例2による箱形断面柱3とスプリットティ2の高力ボルト接合構造例において、ボルト接合を完了した状態を示している。この参考例2は、箱形断面柱1の内部側へのナット固定構造において実施例1、2および参考例1と異なるものである。他の共通部分の詳細説明は一部省略する。
【0047】
図19において、15は箱形断面柱1の内部側に固定された雌ネジ15sを有するナットで、実施例1、2および参考例1と同様、座金相当部と一体に成形した形状で、座金相当部15zにスリーブ28を固定したものである。このスリーブ28は金属製であり、基端部を座金相当部15zの孔内に嵌入・接着して固定したもので、ボルト孔17より僅かに小径の外径を有し箱形断面柱1のボルト孔17に嵌入され外周面が接着剤bにより接着されている。
【0048】
トルシア形高力ボルト6αは、座金20を挿入したもので、実施例1、2および参考例1と同様のものであり、箱形断面柱1の外側に当接されたスプリットティ2の外側からボルト孔17に挿入され、雄ネジ6sをスプリットティ2のボルト孔17、スリーブ28の孔内を経由して箱形断面柱1の内部側に接着・固定されたナット15の雌ネジ15sに螺合し、実施例1、2及び参考例1と同様、締結具21により頭部側で締め付けることにより、箱形断面柱1とスプリットティ2を接合したものである。
【0049】
この参考例2の箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造を得るための接合工法について、図20及び図21(a)〜(c)に基づいて説明する。
[箱形断面柱内部へのナット固定方法]
実施例1、2及び参考例1と同様の装置とナット設置ボルト22を用いる方法であり、図20に示すように、ナット設置ボルト22の雄ネジ22sに、座金相当部15zに外周面に接着剤bを施したスリーブ28を固定したナット15の雌ネジ15sを螺合し、箱形断面柱1の内部の所定位置に搬送する。
【0050】
図21(a)に示すように、ボルト孔17の外部側から引出治具24の把持部24aを挿入してナット設置ボルト22の把持部22aを把持して引上げ、図21(b)に示すように、ナット15の座面相当部15zを箱形断面柱1の内面に押し付けた状態で、スリーブ28の外周面を箱形断面柱1のボルト孔17の内面に接着剤bにより接着・固定する。十分に接着・固定された状態になってから、図21(c)に示すように、ナット設置ボルト22の把持部22aを回してナット設置ボルト22をナット15から取り外す。このようにして、箱形断面柱1の内部側にナット15を固定することができる。
接着力の発現が不十分の状態で現場に搬送する場合などには、搬送途中の衝撃による脱落防止のために、例えば、前記図18に示すように、軸部に全ネジ23sを有するナット設置ボルト23を用い、ナット設置ボルト23を取り外さないで、外部側からナット設置ボルト22に仮止めナット27を螺合して手締め程度で締め付けて現場に搬送することもできる。
【0051】
[箱形断面柱とスプリットティの高力ボルト接合工法]
上記のようにして箱形断面柱1の内部側にナット15を固定した後の箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合工法については、実施例1、2及び参考例1の場合と概ね同様であるので説明を省略する。
この参考例2のトルシア形高力ボルト6αを使用した箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造においては、箱形断面柱1の内部側へのナット15の固定は、ナット15側のスリーブ28を箱形断面柱1のボルト孔17に嵌入して、その外周面を接着・固定するようにしており、ナット保持部品を用いる実施例1、2に比較して、構造が簡易であり、ナットの固定作業も簡易である。他の効果は、実施例1、2及び参考例1の場合と同様である。
【0052】
(参考例3)
以下に、本発明の参考例3を図22〜図25に基づいて詳細に説明する。この実施例5は、箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合構造に本発明の参考例3を適用した場合のものである。
図22は、本発明の参考例3による箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合構造例において、ボルト接合を完了した状態を示している。この実施例5は、箱形断面柱1の内部側へのナット固定構造において実施例1、2および参考例1,2と異なるものである。他の共通部分の詳細説明は一部省略する。
【0053】
図22において、15は箱形断面柱1の内部側に固定された雌ネジ15sを有するナットで、実施例1、2および参考例1,2と同様、座金相当部15zと一体に成形した形状であり、図23(a)、(b)に示すように座金相当部15zにスリーブ29を固定したものである。このスリーブ29は金属製であり、基端部を座金相当部15zの孔内に嵌入・接着したもので、ボルト孔17より僅かに小径の外径を有し先端部側に複数の突起部29kを形成したものである。
この突起部29kは、先端部を拡開・折曲するものであり、スリーブ29を箱形断面柱1のボルト孔17に挿入した後、箱形断面柱1の外側に突出した突起部29kを拡開・折曲して係止することによって、ナット15を箱形断面柱1の内部側に固定している。
【0054】
トルシア形高力ボルト6αは、座金20を挿入したもので、実施例1、2および参考例1,2と同様のもので、箱形断面柱1の外側に当接されたスプリットティ2の外側からボルト孔17に挿入され、スプリットティ2のボルト孔17、スリーブ29の孔内経由で、雄ネジ6sを箱形断面柱1の内部側に接着・固定されたナット15の雌ネジ15sに螺合して、実施例1と同様、締結具21により頭部側で締め付けることにより、箱形断面柱1とスプリットティ2を接合したものである。
【0055】
この参考例3の箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合構造を得るための接合工法について、図24及び図25(a)〜(c)に基づいて説明する。
[箱形断面柱内部へのナット固定方法]
実施例1、2および参考例1、2と同様の装置とナット設置ボルトを用いる方法であり、図24に示すように、ナット設置ボルト22の雄ネジ22sに、座金相当部15zを一体に成形したナット15の雌ネジ15sに螺合し、箱形断面柱1の内部の所定位置に搬送する。
【0056】
図25(a)に示すように、箱形断面柱1のボルト孔17の外部側から引出治具24の把持部24aを挿入して、ナット設置ボルト22の把持部22aを把持して引上げ、図25(b)に示すように、ナット15の座面相当部15zの座面を箱形断面柱1の内面に押し付けた状態で、箱形断面柱1の外側に突出したスリーブ29の先端の突起部29kを適宜の折曲治具30を用いて拡開・折曲させて箱形断面柱1の外面に係止・固定する。係止・固定後、図25(c)に示すように、ナット設置ボルト22の把持部22aを回してナット設置ボルト22をナット15から取り外す。このようにして、箱形断面柱1の内部側にナット15を固定することができる。
【0057】
[箱形断面柱とスプリットティの高力ボルト接合工法]
上記のようにして、箱形断面柱1の内部側にナット15を固定した後の箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合工法については、実施例1、2および参考例1、2の場合と概ね同様であるので説明を省略する。
この参考例3のトルシア形高力ボルト6αを使用した箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造においては、箱形断面柱1の内部側へのナット15の固定は、ナット15側のスリーブ29を箱形断面柱1のボルト孔17に挿入して、その突起部29kを拡開・折曲して、係止・固定するようにしており、接着施工が少なく固定作業が簡易である。他の効果は、基本的には、実施例1、2および参考例1、2の場合と概ね同様である。
【0058】
(参考例4)
以下に、本発明の参考例4を図26〜図29に基づいて詳細に説明する。この実施例6は、箱形断面柱1とスプリット2の高力ボルト接合構造に本発明の参考例4を適用した場合のものである。
図26は、本発明の参考例4による箱形断面柱1とスプリット2の高力ボルト接合構造例において、トルシア形高力ボルト6αによる接合を完了した状態を示している。この参考例4は、箱形断面柱1の内部側へのナット固定構造において実施例1、2および参考例1〜3と異なるものである。他の共通部分の詳細説明は一部省略する。
【0059】
図26において、15は箱形断面柱1の内部側に固定された雌ネジ15sを有するナットで、座金相当部15zと一体に形成した形状であり、図27(a)、(b)に示すように座金相当部15zの外周に、ナット保持部品31の複数の係止脚32の係止部を係合したものである。
このナット保持部品31は金属製であり、ボルト孔17より僅かに小径の外径を有するスリーブ部31aの先端部側に複数の突起部31kが形成されたものである。係止脚32は容易に弾性変形し係止部をナット15の座金相当部15zの外周に容易に着脱可能である。この係止脚32は箱形断面柱1の内部側およびナット(座金相当部)との接合面を有するものであるため、十分な摩擦力を確保できる面積を有し接合面に高摩擦処理を施すことが好ましい。
【0060】
また、突起部31kは、先端部を拡開・折曲するものであり、スリーブ部31aを箱形断面柱1のボルト孔17に挿入した後、箱形断面柱1の外側に、突出した突起部31kを拡開・折曲して係止することによって、ナット15を箱形断面柱1の内部側に固定している。
トルシア形高力ボルト6αは、座金20を挿入したもので、実施例1、2および参考例1〜3と同様のものであり、箱形断面柱1の外側に当接されたスプリットティ2の外側からボルト孔17に挿入され、スプリットティ2のボルト孔17、ナット保持部品31のスリーブ部31aの孔内経由で、雄ネジ6sを箱形断面柱1の内部側に固定されたナット15の雌ネジ15sに螺合して、実施例1と同様、締結具21により頭部側で締め付けることにより、箱形断面柱1とスプリット2を接合したものである。
【0061】
この参考例4の箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合構造を得るための接合工法について、図28及び図29(a)〜(c)に基づいて説明する。
[箱形断面柱内部へのナット固定方法]
実施例1、2および参考例1〜3と同様の装置とナット設置ボルトを用いる方法であり、図28に示すように、ナット設置ボルト22の雄ネジ22sに、座金相当部15zの外周にナット保持部品31の複数の係止脚32の係止部を係合したナット15の雌ネジ15sを螺合して、箱形断面柱1内部の所定位置に搬送する。
【0062】
図29(a)に示すように、ボルト孔17の外部側から引出治具24の把持部24aを挿入してナット設置ボルト22の把持部22aを把持して引上げ、図29(b)に示すように、ナット保持部品31の係止脚32を箱形断面柱1の内面に押し付けた状態で、箱形断面柱1の外側に突出したナット保持部品31の突起部31kを折曲治具30を用いて拡開・折曲させて箱形断面柱1の外面に係止・固定する。係止・固定後、図29(c)に示すように、ナット設置ボルト22の把持部22aを回してナット設置ボルト22をナット15から取り外す。このようにして、箱形断面柱1の内部側にナット15を固定することができる。
【0063】
[箱形断面柱とスプリットティの高力ボルト接合工法]
上記のようにして、箱形断面柱1の内部側にナット15を固定した後の箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合工法については、実施例1、2および参考例1〜3と概ね共通するので、説明を省略する。
この参考例4のトルシア形高力ボルト6αを使用した箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造においては、箱形断面柱1の内部側へのナット15の固定は、係止脚32とスリーブ部31aと突起部31kからなるナット保持部品31を用い、ナット15の座金相当部15zの外周部に係止脚32を係合し、突起部31kを箱形断面柱1の外側に拡開・折曲させて係止・固定するようにしており、ナット15側へナット保持部品31を容易に着脱可能に係合・固定でき、接着剤bを用いる実施例2および参考例1、2に比較して、接着剤施工を必要としないので、ナットの固定作業も簡易である。他の効果は、基本的には、実施例1、2および参考例1〜3の場合と概ね同様である。
【0064】
(実施例3)
以下に、本発明の実施例3を図30〜図34に基づいて詳細に説明する。この実施例3は、実施例1、2および参考例1〜4とは、ナット・座金構造とナット固定方法(構造)において異なるものである。
図30は、本発明による箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合構造例において、トルシア形高力ボルト6αによる接合を完了した状態を示している。実施例1と共通する部分については、詳細説明を省略する。図30において、33は箱形断面柱1の内部側に固定されたナットであり、図31(a)、(b)に示すように、雌ネジ33sを有するもので座金34が溶接(例えば、スポット溶接sw)により固定されている。
【0065】
座金34は、図31に示すように、係合孔34aのスプリットティ2側に係止縁34eが形成されたものであり、この係止縁34eは箱形断面柱1のボルト孔17と同径または僅かに小径の内径を有し、箱形断面柱1の外部側からボルト孔17に挿入されたナット保持部品35の係止鉤35fを係止するようになっている。このナット保持部品35はプラスチック製であり、図32に示すように、スリット(切込でも可)st付きのスリーブ部35aと鍔部35bからなり、スリーブ部35aの先端部に係止鉤35fを形成したものであり、係止鉤35fの外径do、内径diは、スリットstによる効果で弾性的に拡縮可能である。
【0066】
スリーブ部35a内には、トルシア形高力ボルト6αの雄ネジ6s部を容易に挿入可能である。ここでは、鍔部35bは箱形断面柱1の外面に係止するものであるが、その表裏面が接合面になる場合には、安定した接合面とするために鍔部35bを金属製にして外径Dをトルシア形高力ボルト6αの軸径の2〜3倍程度にすることも有効である。
このナット保持部品35のスリーブ部35aは、箱形断面柱1の外側から挿入され、鍔部35bが箱形断面柱1の外面に係止され、スリーブ35a先端部の係止鉤35fが箱形断面柱1の内部側に当接された座金34の係合孔34aの係止縁34eに押し込み係止されることにより、座金34に固定されたナット33が箱形断面柱1の内部側に確実に固定されている。
【0067】
トルシア形高力ボルト6αは、座金20を挿入したもので、実施例1〜6と同様のものであり、雄ネジ6s部は、箱形断面柱1の外側に当接されたスプリットティ2の外側からボルト孔17に挿入され、スプリットティ2のボルト孔17、ナット保持部品35のスリーブ部35a内、座金34の係合孔34a内を経て箱形断面柱1の内部側に固定されたナット33の雌ネジ33sに螺合することによって、箱形断面柱1とスプリットティ2が確実に接合されている。なお、ナット保持部品35は、箱形断面柱1とスプリットティ2の接合が完了した状態では不要なものであるが、そのまま残しておいても支障はない。
【0068】
この実施例3の箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造を得るための接合工法について、図33及び図34(a)〜(d)に基づいて説明する。
[箱形断面柱内部へのナット固定方法]
実施例1、2および参考例1〜4と同様の装置とナット設置ボルトを用いる方法であり、図33に示すように、ナット設置ボルト22の雄ネジ22sに、座面側に座金34を溶接したナット33の雌ネジ33sを螺合して箱形断面柱1の内部の所定位置に搬送する。
【0069】
図34(a)に示すように、箱形断面柱1のボルト孔17の外部側から、予めナット保持部品35を挿通した引出治具24の把持部24aを挿入して、ナット設置ボルト22の把持部22aを把持して引上げ、図34(b)に示すように、ナット保持部品35のスリーブ部35aを箱形断面柱1のボルト孔17に挿入し、ナット33を固定した座金34の座面を箱形断面柱1の内面に押し付けた状態で、図34(c)に示すように、ナット保持部品35のスリーブ部35aを押し込む。
スリーブ部35aを押し込むと、スリットst効果で係止鉤35fの外径が縮径して座金34の係止縁34eを通過し、通過と同時に、図34(d)に示すように、係止鉤35fの外径が拡径(復元)して座金34の係合孔34aの係止縁34eに係止し、ナット33は箱形断面柱1の内部側に確実に固定される。ナット33を固定後、ナット設置ボルト22を回してナット33から取り外す。
【0070】
[箱形断面柱内とスプリットティの高力ボルト接合工法]
上記のようにして、箱形断面柱1の内部側にナット33を固定した後の箱形断面柱1とスプリットティ2の高力ボルト接合工法については、実施例1、2および参考例1〜4の場合と概ね同様につき、説明を省略する。
この実施例3のトルシア形高力ボルト6αを使用した、箱形断面柱1とスプリットティ2のボルト接合構造においては、実施例1の場合に比較して、座金の加工、ナット33と座金34の固定、ナット保持部品の加工が必要であるが、ナットの固定作業は簡易である。ナットを箱形断面柱の内部に固定して得られる効果については他の実施例1、2および参考例1〜4と概ね同様である。
【0071】
上記の実施例1、2および参考例1〜4においては、ナット15を座金相当部15zと一体に成形しているが、ナットと座金を独立して成形した後一体化させてもよいし、ナットのみを単独で用いてもよい。
また、上記実施例2および参考例2、3においては、ナット(座金相当部)にナット保持部品としてスリーブを嵌入・接着により固定しているが、ナット(座金相当部)に挿し込むスリーブの基部にスリットを形成してスリットの径を弾性的に拡縮可能にして、圧入して固定するようにしてもよい。この場合、接着を併用してもよい。あるいは、実施例1の場合のように螺合してもよい。
【0072】
本発明は、上記の実施例の内容のみに限定されるものではない。例えば、上記の実施例は、本発明を角形断面の箱形断面材を柱材として用い、この柱材に接合金物としてのスプリットティを高力ボルト接合する場合のものであるが、本発明は、例えば円形鋼管(箱形断面材)を柱材として用い、接合金物としてのスプリットティを高力ボルト接合する場合にも適用可能である。この場合、座金(座金相当部)の座面、スプリットティの箱形断面柱との接合面を曲面に形成することによって対応可能である。また、箱形断面材を梁材として用いて接合金物と高力ボルト接合する場合にも本発明の適用が可能であり、箱形断面材とスプリットティ以外の接合金物や梁材の高力ボルト接合においても適用可能である。
【0073】
上記の実施例における箱形断面柱とスプリットティのボルト接合構造を得るための、ナット固定作業は、基本的には、工場で行うものであるが、建て方現場で建て方前に行うこともできる。また、ボルトの締め付け作業は、工場で完了させてもよいし、建て方現場で建て方前または建て方の際に行うこともできる。
また、上記の実施例における箱形断面柱とスプリットティのボルト接合構造では、箱形断面柱の内部へのナット固定方法として、特開2000−213070号公報記載のボルト搬送装置と引出治具とナット設置ボルトを用いるナット固定方法を一例的に記載したが、他のナット固定方法を用いてもよい。
【0074】
また、高力ボルトとしては、トルシア形の高力ボルト6αに限定されるものではなく、ボルト頭部側で締め付ける他の高力ボルトを用いてもよいし、その場合には、座金20の使用は不可欠ではない。また、高力ボルトの頭部形成条件、ピンテールおよび破断溝(ブレークネック)の形成条件、ネジ形成条件、頭部側の座金形成条件、ナットおよび座金形成条件、ナット保持構造(ナットとスリーブとの固定手段、材質を含む)、各接合面に対する高摩擦処理などについては、接合対象物、接合部位、材料強度、設計強度などに応じて、上記請求項に記載した事項を満足する範囲内で変更のあるものである。
【0075】
【発明の効果】
本発明のボルト接合構造は、例えば、箱形断面柱とスプリットティのボルト接合において、特殊で高価なワンサイドボルトを用いない高力ボルトのみによるボルト接合が可能になることから、以下の効果が期待できる。
(1)柱梁接合部の建設コストの低減が図れる。
(2)より大型構造物の柱梁接合が高力ボルト引張接合によって可能になる。その結果、溶接構造とせざるを得なかった接合部が高力ボルトで行えるために、より力学品質の安定が図れ、施工性がよく、構造安全性の高い構造物ができる。
(3)外部側でボルトの頭部側を回して締め付ける場合にボルトに対する導入張力を容易にコントロールできるトルシア形高力ボルトを用いることもでき、高強度で安定したボルト接合構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における箱形断面柱とスプリットティのトルシア形高力ボルトによる接合構造例で、本締め付けが完了した状態を示す一部切欠断面側面説明図。
【図2】 (a)図は、図1で用いたナットの構造例を示す一部切欠断面側面説明図、(b)図は、(a)図のAa−Ab矢視説明図。
【図3】 (a)図は、図1で用いたナット保持部品の正面説明図、(b)図は、(a)図の一部切欠断面側面説明図。
【図4】 (a)図は、図1で用いたトルシア形高力ボルトとボルト頭部側の座金の構造例を示す側面説明図、(b)図は、(a)図のBa−Bb矢視説明図。
【図5】 (a)図は、箱形断面柱の内部側にナットを固定するために用いるナット設置ボルトの構造例を示す側面説明図、(b)図は、他のナット設置ボルトの構造例を示す側面説明図。
【図6】 図1の高力ボルト接合構造を得る過程での固定方法例に用いるナット設置ボルトにナットを螺合した状態を示す側面説明図。
【図7】 図1の高力ボルト接合構造を得る過程での図5のナット設置ボルトを用いたナットの固定手順を示す説明図で、(a)図は、図6のナット設置ボルトを箱形断面柱のボルト孔に挿入した状態を示す一部切欠断面側面説明図、(b)図は、ナット設置ボルトを箱形断面柱のボルト孔に挿入しナット側のスリーブに外部側からナット保持部品を内装している状態を示す一部切欠断面側面説明図、(c)図は、ナットにナット保持部品を螺合しナット設置ボルトをナットから外した状態を示す一部切欠断面側面説明図。
【図8】 図1の高力ボルト接合構造を得る過程でのナットを保持部品で固定した箱形断面柱とスプリットティの高力ボルト接合工法例を示す説明図で、(a)図は、箱形断面柱にスプリットティを当接した状態を示す側断面説明図、(b)図は、スプリットティの外面側から座金を挿通したトルシア形高力ボルトをボルト孔に挿入している状態を示す側断面説明図、(c)図は、トルシア形高力ボルトをインナースリーブとアウタースリーブを連動動作させる締結具で本締め付けしている状態(締め付け完了直前)を示す側断面説明図。
【図9】 本発明の実施例2における箱形断面柱とスプリットティのトルシア形高力ボルトによる接合構造例で本締め付けが完了した状態を示す側断面説明図。
【図10】 (a)図は、図9で用いたスリーブ付きナットの構造例を示す一部断面側面説明図、(b)図は、(a)図のCa−Cb矢視説明図。
【図11】 (a)図は、図9で用いたナット保持部品の正面説明図、(b)図は、(a)図の一部切欠断面側面説明図。
【図12】 図9の高力ボルト接合構造を得る過程でのナットの固定方法例に用いるナット設置ボルトにナットを螺合した状態を示す側面説明図。
【図13】 図9の高力ボルト接合構造を得る過程でのナット設置ボルトを用いたナットの固定手順を示す説明図で、(a)図は、ナット設置ボルトを箱形断面柱のボルト孔に挿入した状態を示す一部切欠断面側面説明図、(b)図は、ナット設置ボルトを引っ張ってナット保持部品をナット側のスリーブに内挿している状態を示す一部切欠断面側面説明図、(c)図は、箱形断面柱にナットをナット保持部品で固定後、ナット設置ボルトをナットから外した状態を示す側断面説明図。
【図14】 本発明の参考例1における箱形断面柱とスプリットティのトルシア形高力ボルトによる接合構造例で本締め付けが完了した状態を示す側断面説明図。
【図15】 (a)図は、図14で用いたナットの構造例を示す側面説明図、(b)図は、(a)図のDa−Db矢視説明図。
【図16】 図14の高力ボルト接合構造を得る過程でのナットの固定方法例に用いるナット設置ボルトにナットを螺合した状態を示す側面説明図。
【図17】 図14の高力ボルト接合構造を得る過程でのナット設置ボルトを用いたナットの固定手順を示す説明図で、(a)図は、ナット設置ボルトを箱形断面柱のボルト孔に挿入した状態を示す一部切欠断面側面説明図、(b)図は、ナット設置ボルトを引っ張ってナットの座金相当部を箱形断面柱の内面に接着している状態を示す一部切欠断面側面説明図、(c)図は、箱形断面柱にナットを接着・固定後、ナット設置ボルトをナットから外した状態を示す一部切欠断面側面説明図。
【図18】 図17(b)の状態を経てナット設置ボルトに仮止ナットを螺合し軽く締め付けた場合の状態例を示す側断面説明図。
【図19】 本発明の参考例2における箱形断面柱とスプリットティのトルシア形高力ボルトによる接合構造例で本締め付けが完了した状態を示す側断面説明図。
【図20】 図19の高力ボルト接合構造を得る過程でのナットの固定方法例に用いるナット設置ボルトに、スリーブを固着したナットを螺合した状態を示す側面説明図。
【図21】 図19の高力ボルト接合構造を得る過程でのナット設置ボルトを用いたナットの固定方法(手順)例を示す説明図で、(a)図は、ナット設置ボルトを箱形断面柱のボルト孔に挿入した状態を示す一部切欠断面側面説明図、(b)図は、ナット設置ボルトを引っ張ってナットの座金相当部に固着したスリーブを箱形断面柱のボルト孔に接着している状態を示す一部切欠断面側面説明図、(c)図は、箱形断面柱にナットを固定後、ナット設置ボルトをナットから外した状態を示す一部切欠断面側面説明図。
【図22】 本発明の参考例3における箱形断面柱とスプリットティのトルシア形高力ボルトによる接合構造例で本締め付けが完了した状態を示す側断面説明図。
【図23】 (a)図は、図22で用いたスリーブ付きナットの構造例を示す一部断面側面説明図、(b)図は、(a)図のEa−Eb矢視説明図。
【図24】 図22の高力ボルト接合構造を得る過程でのナットの固定方法例に用いるナット設置ボルトに、スリーブを固着したナットを螺合した状態を示一部切欠断面側面説明図。
【図25】 図22の高力ボルト接合構造を得る過程でのナット設置ボルトを用いたナットの固定手順を示す説明図で、(a)図は、ナット設置ボルトを箱形断面柱のボルト孔に挿入した状態を示す一部切欠断面側面説明図、(b)図は、ナット設置ボルトを引っ張って箱形断面柱の外面に突出させたスリーブの突起部を治具で拡開・折曲を開始する状態を示す一部切欠断面側面説明図、(c)図は、箱形断面柱の外面にナット側スリーブの突起部を拡開・折曲して係止・固定後、ナット設置ボルトをナットから外した状態を示す一部切欠断面側面説明図。
【図26】 本発明の参考例4における箱形断面柱とスプリットティのトルシア形高力ボルトによる接合構造例で本締め付けが完了した状態を示す側断面説明図。
【図27】 (a)図は、図26で用いたナットとナット保持部品の構造例を示す一部断面側面説明図、(b)図は、(a)図のFa−Fb矢視説明図。
【図28】 図26の高力ボルト接合構造を得る過程でのナットの固定方法例に用いるナット設置ボルトに、ナット保持部品を固着したナットを螺合した状態を示す側面説明図。
【図29】 図26の高力ボルト接合構造を得る過程でのナット設置ボルトを用いたナットの固定手順を示す説明図で、(a)図は、ナット設置ボルトを箱形断面柱のボルト孔に挿入した状態を示す一部切欠断面側面説明図、(b)図は、ナット設置ボルトを引っ張って箱形断面柱の外面に突出させたナット保持部品の突起部を治具で拡開・折曲を開始する状態を示す一部切欠断面側面説明図、(c)図は、箱形断面柱の外面にナット保持部品のスリーブの突起部を拡開・折曲して係止・固定後、ナット設置ボルトをナットから外した状態を示す側断面説明図。
【図30】 本発明の実施例3における箱形断面柱とスプリットティのトルシア形高力ボルトによる接合構造例で本締め付けが完了した状態を示す側断面説明図。
【図31】 (a)図は、図30で用いたナットの構造例を示す一部断面側面説明図、(b)図は、(a)図のGa−Gb矢視説明図。
【図32】 (a)図は、図30で用いたナット保持部品の構造例を示す一部断面側面説明図、(b)図は、(a)図の側面説明図。
【図33】 図30の高力ボルト接合構造を得る過程でのナットの固定方法例に用いるナット設置ボルトに、ナット保持部品を固着したナットを螺合した状態を示す側面説明図。
【図34】 図30の高力ボルト接合構造を得る過程でのナット設置ボルトを用いたナットの固定手順を示す説明図で、(a)図は、ナット設置ボルトを箱形断面柱のボルト孔に挿入した状態を示す一部切欠断面側面説明図、(b)図は、ナット設置ボルトを引っ張って箱形断面柱の外面に突出させたナット設置ボルトに挿通したナット保持部品をボルト孔に挿入している状態を示す一部切欠断面側面説明図、(c)図は、ナット保持部品の係止鉤が座金の係止縁を通過中の状態を示す一部切欠断面側面説明図、(d)図は、箱形断面柱にナットを固定後、ナット設置ボルトをナットから外した状態を示す一部切欠断面側面説明図。
【図35】 従来の箱形断面柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す立体説明図。
【図36】 従来のトルシア高力ボルト(a)、ナット(b)、座金(c)のセット例を示す説明図。
【図37】 従来のトルシア高力ボルトによるボルト接合構造例でのボルト締め付け方法例を示す側断面説明図で、(a)図は、ナットを1次締め付けした状態を示し、(b)図は、インナースリーブとアウタースリーブを連動動作させる締結具で本締め付けしている状態を示し、(c)図は、締結具で本締めを完了した状態を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, for example, when building a steel structure building, a box-shaped cross-sectional material having a square or circular cross section is used as a column material, and a split tee, an end plate, an angle material, an accessory plate, or the like is joined to the box-shaped cross-sectional column. It relates to a high-strength bolt joint structure and a nut fixing method applied in a bolt joint structure of a box-shaped cross-section column to which an H-shaped cross-section beam (rolled molding material or welded assembly material) is attached via a hardware. is there.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a bi-directional frame structure using a columnar box-shaped cross-section material and an H-shaped cross-section beam has been widely used, and a through-diaphragm type joint structure is generally used as the joint structure. In this type of joint structure, the box-shaped cross-section column and the diaphragm are joined together, and the joint between the diaphragm and the H-shaped cross-section beam is joined by welding. It was done by joining.
In such a through-diaphragm type joint structure, the box-shaped cross-section column does not reduce the compressive force and tensile force at the upper and lower flanges generated when a bending moment is applied to the H-shaped cross-section beam without reducing the rigidity of the joint. However, the structure is complicated and the number of processing steps is great. In addition, it is necessary to weld both sides of the diaphragm to the box-shaped cross-section column and the column core, which increases the amount of welding and a high level of welding skill.
[0003]
Therefore, recently, as shown in FIG. 35, the
[0004]
This torcia type high strength bolt has a structure as shown in FIGS. 36 (a) to 36 (c) provided with a structure capable of introducing a predetermined tension to the bolt. In other words, the torcia-type high-
When this torcia type
[0005]
The
[0006]
This torcia-type high-strength bolt is, for example, in the bolted structure of the rectangular box-shaped cross-section material and the H-shaped cross-section beam as described above, when the split tee is bolted to the box-shaped cross-section column, or the split tee is H-shaped. This is used in the case where the cross-section beam is bolted directly or via an accessory plate, and the nut is screwed and tightened with the pin tail forming side as the outside of the joining portion.
However, in such a joint structure of a box-shaped cross-section column and a split tee, a general high-strength bolt (for example, a high-strength hexagon bolt for friction welding specified in JIS B1186 or a structural torcia type It is impossible to join with ordinary bolted joints using force bolts).
[0007]
Therefore, a one-side bolt that can be joined from the outside of the box-shaped column was developed and put into practical use. Also, before building the pillar, insert a general high-strength bolt from the inside of the box-shaped cross-section column into the bolt hole provided in the box-shaped cross-section column with a special tool in advance at the factory or the site, There has also been proposed a method of abutting and fixing the cylindrical section.
However, the former joint structure using one-side bolts is expensive and the cost of the joints is high, and the strength is limited. In addition, it is not easy to control the tension applied to the bolts. A stable bolt joint structure could not be realized in the structure.
The latter method has improved cost and strength compared to the one-side bolts, but the upper and lower split tees are fixed to the pillars before the beam is installed, so the beam can be installed in the field. There is a problem that the working method is limited and the construction speed is reduced, resulting in an increase in construction cost.
[0008]
Therefore, only the lower split tee for attaching the lower flange of the H-shaped cross-section beam is installed at the factory, and the upper split tee can be installed by inserting bolts from the outside when installing the H-shaped cross-section beam on site. At the factory, a nut is fixed to the inside of the box-shaped cross-section column in advance, and when installing the H-shaped cross-section beam, the upper split tee is attached to the upper flange of the H-shaped cross-section beam, and the lower split tee is The method of attaching the upper split tee to the box-shaped cross-section column in parallel with the H-shaped cross-section beam being supported is also adopted.
[0009]
For example, in JP-A-6-33929, JP-A-6-101284, and JP-A-7-145638, a nut is fixed to the inner side of a square steel pipe column, and a bolt is inserted from the outer side to perform tightening. Although it is disclosed, in such a bolt joint structure, it is necessary to form a collar integrally with a nut and push the collar into the bolt hole from the inside of the square steel pipe column to deform it. It is necessary to apply a large force on the inner side of the machine, and the workability is difficult. Further, the conventional Torcia-type high-strength bolt cannot be used substantially, and a simple tension cannot be introduced to the bolt, making it difficult to realize a stable bolt joint structure.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the problems in the conventional high-strength bolt joint structure. For example, in a high-strength bolt joint structure of a split tee as a column material and a joint metal by a box-shaped cross-section material, a nut is box-shaped. Providing a high-strength bolt joint structure that can easily control the introduction of tension to the high-strength bolt by fixing it to the internal side of the cross-section column and inserting a high-strength bolt from the outside, and a nut fixing method inside the box-shaped cross-section column It is intended to do.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following (1) to (7).
(1) A female female nut that is in contact with the inner side of the box-shaped cross-section material at at least a plurality of locations of the box-shaped cross-section material and the high-strength bolt joint portion of the metal joint.screwAt the end, female diameter larger than this female thread diameterscrewIs a male part of the sleeve of the nut holding part inserted into the bolt hole from the outside.screwButTo the large diameter female screwBy being screwed together, the nut is fixed to the inner side of the box-shaped cross-section material, the high-strength bolt is inserted into the bolt hole from the outer side of the joint hardware that contacts the outside of the box-shaped cross-section material, and the male screw portion is A high-strength bolt joint structure for a box-shaped cross-section material and a joint metal fitting, which is screwed with a nut fixed to the inner side of the box-shaped cross-section material.
[0012]
(2) A sleeve is fixed to the nut side disposed on the inner side of the box-shaped cross-section material at at least a plurality of locations of the box-shaped cross-section material and the high-strength bolt joint portion of the joint metal, and this sleeve is the inner side of the box-shaped cross-section material. The nut is fixed to the inner side of the box-shaped cross-section material, and the high-strength bolt is brought into contact with the outer side of the box-shaped cross-section material. A box-shaped cross-section material and a high-strength bolt of the metal joint, which are inserted into the bolt holes from the outside of the metal joint and the male screw part is screwed to a nut fixed to the inner side of the box-shaped cross-section material. Joint structureMade.
[0013]
(3)At least a plurality of the high-strength bolt joints of the box-shaped cross-section material and the joint hardware,An engaging hole having a locking edge is provided at the female thread end of the nut that is in contact with the inner side of the box-shaped cross-section material, and the engaging edge of the sleeve holding member inserted into the bolt hole is engaged with the locking edge. By pressing and locking the stop,A nut is fixed to the inner side of the box-shaped cross-section material, and a high-strength bolt is inserted into the bolt hole from the outside of the joint metal that contacts the outside of the box-shaped cross-section material. A high-strength bolt joint structure of a box-shaped cross-section material and a joint hardware characterized by being screwed with a fixed nut.
[0014]
(4) The high-strength bolt that is used is provided with a torque control mechanism on the head and is used with a washer abutting on the head seating surface (1), (2) or (3) DescribedHigh-strength bolt joint structure for box-shaped cross section and joint hardwareMade.
[0015]
(5)At least a plurality of the high-strength bolt joints of the box-shaped cross-section material and the joint hardware,Screw the male screw of the nut installation bolt into the female screw of the nut placed on the inner side of the box-shaped cross-section material, insert the nut installation bolt into the bolt hole from the inner side of the box-shaped cross-section material, and protrude outward In this state, the nut is fixed to the inner side of the box-shaped cross-section with the nut holding part inserted from the outside into the nut installation bolt.It is characterized byA method for fixing nuts to the inside of a box-shaped cross section.
[0016]
(6) The nut may be removed by rotating the nut installation bolt after fixing the nut to the inside of the box-shaped cross section.How to fix the nut to the inside of the box sectionLaw.
[0017]
(7) After fixing the nut on the inner side of the box-shaped cross-section material, screw and tighten the temporary fixing nut to the nut installation bolt from the outside of the box-shaped cross-section material, and temporarily tighten the nut installation bolt The nut fixing method to the box-shaped cross-section material inside side according to
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention mainly uses a box-shaped cross-section column and a high-strength bolt joint structure of a split section, end plate, angle material, accessory plate, etc. This is applied when high-strength bolts are joined. In the present invention, basically, a nut (here, a nut, a nut integrally formed with a washer, a nut integrated with an independent washer, hereinafter referred to as a “nut”) is preliminarily arranged on the inner side of the box-shaped cross-section column. When a high strength bolt is joined by abutting a split tee (hereinafter referred to as “split tee”) on the outside of the box-shaped cross section column, the high strength bolt is bolted from the outside. The high-strength bolt is inserted into the hole, screwed into the female screw of the nut with the male screw part fixed on the inside, and the head side of the high-strength bolt on the outside is rotated with a fastener. As for, the torcia type high strength bolt which provided the torque control mechanism on the head side is mainly used. When such a torcia type high strength bolt is used, a special fastener different from the conventional fastener is used.
[0019]
When fixing the nut inside the box-shaped cross-section column, for example, a special device (a bolt conveying device and a drawing jig) as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-213070 filed by the present applicant is used. be able to. When using this device, the nut installation bolt screwed into the nut is used as a bolt, and the bolt is set upright and conveyed to the position of the bolt hole in the box-shaped cross-section column by the bolt conveying device. With the inserted drawing jig pulling the tip out to the outside, the nut screwed into the nut installation bolt on the inside of the box-shaped cross-section column is fixed by a fixing means such as a nut holding part, sleeve, or adhesive It can be fixed inside the box-shaped cross-section column.
The nut-holding parts and sleeves used here are mainly made of metal or plastic. When the nut-holding parts are made of metal and the front and back surfaces of the buttock are joint surfaces, the outer diameter of this buttock is the bolt shaft diameter. It is preferable to make it 2 to 3 times.
[0020]
When joining the split tee to the box-shaped cross-section column, remove the nut installation bolt from the nut, abut the split tee on the box-shaped cross-section column, and insert the high-strength bolt into the bolt hole from the outside. The split tee can be joined to the box-shaped cross-section column by screwing into a nut fixed to the inner side of the shaped cross-section column and rotating the bolt head side with a fastener.
All of the high-strength bolt joining work of the box-shaped column and split tee (joint hardware) can be completed at the factory, but in order to ease the restrictions when installing the beam material on the construction site, For example, only the lower split tee is joined and moved to the building site, and the upper split tee is joined when installing the beam material at the building site, or the upper and lower split tees are built before building on the building site, Or, there is a case of joining when attaching the beam material, and as the high-strength bolt, the torcia type high-strength bolt with a torque control mechanism on the head side is mainly used. One-side bolts and high-strength hexagon bolts can also be used.
[0021]
【Example】
Example 1
In the first embodiment, an H-shaped cross-section beam (not shown) that is a beam material is connected to a column (hereinafter referred to as a “box-shaped cross-section column”) 1 having a square cross-section through a
[0022]
FIG. 1 shows a state in which joining with a torcia-type high-strength bolt 6α is completed in a high-strength bolt joining structure example of a box-shaped
Note that when the H-shaped cross-section beam is attached to the box-shaped
[0023]
In FIG. 1,
[0024]
The
[0025]
The
The torcia-type high-strength bolt 6α has a
[0026]
A
The
[0027]
An example of a joining method for obtaining the bolted joint structure of the box-shaped
[Nut fixing method inside box-shaped cross-section column]
(1) Method using nut installation bolt
In this method, the installation bolt 22 (or as shown in FIG. 5 (b)) in which a
[0028]
Therefore, it is necessary to move the
That is, the
When the tightening is completed, the
[0029]
(2) When the joint part is within the reach of the operator, the
[0030]
[High-strength bolt joining method for box section and split tee]
A high-strength bolt joining method for the box-shaped
As shown in FIG. 7C, the
[0031]
After the primary tightening, as shown in FIG. 8C, the final tightening is performed by the
[0032]
When the torcia type high strength bolt 6α is tightened with the
The
[0033]
In the bolt joint structure of the box-shaped
[0034]
(Example 2)
The second embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. The second embodiment is different from the first embodiment in the fixing method (structure) of the
FIG. 9 shows a state in which the connection by the torcia-type high-strength bolt 6α is completed in the example of the high-strength bolt joint structure of the box-shaped
[0035]
The
The
[0036]
The
The
[0037]
The torcia type high strength bolt 6α has a
[0038]
A joining method for obtaining a bolted joint structure of the box-shaped
[Nut fixing method inside box-shaped cross-section column]
This is a method using the same device and the
As shown in FIG. 13 (a), from the outside of the
[0039]
In this state, the
[0040]
In addition, when transporting to the site with insufficient adhesive force, the nut installation bolt having the
In the second embodiment, the
[0041]
[High-strength bolt joining method for box section and split tee]
As described above, the high-strength bolt joining method for the box-shaped
In the bolted joint structure of the box-shaped
[0042]
(Reference example 1)
Below, the present inventionReference example 1Will be described in detail with reference to FIGS. thisReference example 1Is different from the first and second embodiments in the fixing method (structure) of the
FIG.This reference example 1In the example of the high-strength bolt joint structure of the box-shaped
The torcia type high strength bolt α is the same as in the first and second embodiments with the
[0043]
thisReference example 1A joining method for obtaining a bolted joint structure of the box-shaped
[Nut fixing method inside box-shaped cross-section column]
This is a method using the same device and the
[0044]
As shown in FIG. 17 (a), the gripping
In addition, when transporting to the site with insufficient adhesive force, for example, as shown in FIG. 18, a nut having all
[0045]
[High-strength bolt joining method for box section and split tee]
As described above, the high-strength bolt joining method for the inside of the box-shaped
thisReference example 1In the bolted structure of the box-shaped
[0046]
(Reference example 2)
Below, the present inventionReference example 2Will be described in detail with reference to FIGS. thisReference example 2This is a high-strength bolt joint structure with a box-shaped
19 shows the bookReference example 2In the example of the high-strength bolt joint structure of the box-shaped cross-sectional column 3 and the
[0047]
In FIG. 19,
[0048]
The torcia type high strength bolt 6α has a
[0049]
thisReference example 2A joining method for obtaining a bolted joint structure of the box-shaped
[Nut fixing method inside box-shaped cross-section column]
Example 12 and Reference Example 1As shown in FIG. 20, a
[0050]
As shown in FIG. 21 (a), the gripping
When transporting to the site with insufficient adhesive force, for example, as shown in FIG. 18, a nut having a
[0051]
[Box-shaped column and split tee high-strength bolt joint method]
Example 1 of the high-strength bolt joining method for the box-shaped
thisReference example 2In the bolted structure of the box-shaped
[0052]
(Reference example 3)
Below, the present inventionReference example 3Will be described in detail with reference to FIGS. In this fifth embodiment, the present invention is applied to a high-strength bolt joint structure of a box-shaped
FIG. 22 shows the present invention.Reference example 3In the example of the high-strength bolt joint structure of the box-shaped
[0053]
In FIG. 22,
The
[0054]
The torcia type high strength bolt 6α has a
[0055]
thisReference example 3A joining method for obtaining a high-strength bolt joint structure of the box-shaped
[Nut fixing method inside box-shaped cross-section column]
Example 12 and Reference Examples 1 and 224, a method using a nut installation bolt, and as shown in FIG. 24, a
[0056]
As shown in FIG. 25 (a), the gripping
[0057]
[Box-shaped column and split tee high-strength bolt joint method]
As described above, the high-strength bolt joining method for the box-shaped
thisReference example 3In the bolted structure of the box-shaped
[0058]
(Reference example 4)
Below, the present inventionReference example 4Will be described in detail with reference to FIGS. In this sixth embodiment, the present invention is applied to a high-strength bolt joint structure of a box-shaped
FIG. 26 illustrates the present invention.Reference example 4In the example of the high-strength bolt joint structure of the box-shaped
[0059]
In FIG. 26,
The
[0060]
Further, the protruding
The torcia type high strength bolt 6α has a
[0061]
thisReference example 4A joining method for obtaining a high-strength bolt joint structure between the box-shaped
[Nut fixing method inside box-shaped cross-section column]
Example 12 and Reference Examples 1-3As shown in FIG. 28, the
[0062]
As shown in FIG. 29 (a), the gripping
[0063]
[Box-shaped column and split tee high-strength bolt joint method]
As described above, the high-strength bolt joining method for the box-shaped
thisReference example 4In the bolted structure of the box-shaped
[0064]
(Example3)
The following are examples of the present invention.3Will be described in detail with reference to FIGS. This example3Example 12 and Reference Examples 1-4Is different in the nut / washer structure and the nut fixing method (structure).
FIG. 30 shows a state in which the joining with the torcia-type high-strength bolt 6α is completed in the example of the high-strength bolt joining structure of the box-shaped
[0065]
As shown in FIG. 31, the
[0066]
The
The
[0067]
The torcia-type high-strength bolt 6α has a
[0068]
This example3A joining method for obtaining a bolted joint structure of the box-shaped
[Nut fixing method inside box-shaped cross-section column]
Example 12 and Reference Examples 1-433, and a method using a nut installation bolt. As shown in FIG. 33, a
[0069]
As shown in FIG. 34 (a), from the outside of the
When the
[0070]
[High-strength bolt joining method for box section and split tee]
As described above, the high-strength bolt joining method of the box-shaped
This example3In the bolted joint structure of the box-shaped
[0071]
Example 1 above2 and Reference Examples 1-4In FIG. 1, the
In addition, Example 2 aboveAnd Reference Examples 2 and 3, The sleeve is fitted to the nut (corresponding to the washer) as a nut-holding part and fixed, but a slit is formed in the base of the sleeve that is inserted into the nut (corresponding to the washer) to make the slit diameter elastic. It may be possible to expand and contract, and press fit to fix. In this case, adhesion may be used in combination. Or you may screw together like the case of Example 1. FIG.
[0072]
The present invention is not limited to the contents of the above embodiments. For example, the above-described embodiment is a case where the box-shaped cross-section material of the present invention is used as a column material, and a split tee as a joint metal is joined to this column material with high-strength bolts. For example, the present invention can also be applied to a case where a round steel pipe (box-shaped cross-section material) is used as a column material and a split tee as a joint metal is joined with a high-strength bolt. In this case, it is possible to cope with this by forming the seating surface of the washer (the washer-equivalent portion) and the joint surface with the split tee box-shaped cross section on a curved surface. Further, the present invention can also be applied to the case where a box-shaped cross-section material is used as a beam material to join a joint metal and a high-strength bolt. It can also be applied to bonding.
[0073]
The nut fixing work for obtaining the bolted structure of the box-shaped cross section column and the split tee in the above embodiment is basically performed at the factory, but it can also be performed at the construction site before the construction. it can. The bolt tightening operation may be completed at the factory, or may be performed before or at the construction site.
Moreover, in the box-shaped cross-section column and split tee bolt joint structure in the above-described embodiment, as a nut fixing method inside the box-shaped cross-section column, a bolt conveying device and a drawing jig described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-213070 Although the nut fixing method using the nut installation bolt has been described as an example, other nut fixing methods may be used.
[0074]
Moreover, as a high strength bolt, it is not limited to the torcia type high strength bolt 6 (alpha), You may use the other high strength bolt fastened by a bolt head side, In that case, use of a
[0075]
【The invention's effect】
The bolted joint structure of the present invention enables, for example, a bolted joint using only a high-strength bolt that does not use a special and expensive one-side bolt in a box-shaped column and a split-tee bolted joint. I can expect.
(1) The construction cost of the column beam joint can be reduced.
(2) Larger structures can be connected to each other by high-strength bolts. As a result, since the joint part, which had to be a welded structure, can be made with high-strength bolts, the mechanical quality can be further stabilized, the workability can be improved, and a structure with high structural safety can be obtained.
(3) When the head side of the bolt is turned and tightened on the outside, a torcia type high strength bolt that can easily control the tension introduced to the bolt can be used, and a high strength and stable bolt joint structure can be realized. it can.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a partially cutaway side view of a partially cut-away side view showing a state in which full tightening is completed in an example of a joint structure using a box-shaped cross-section column and a split tee torcia-type high-strength bolt in
2A is a partially cutaway side view illustrating a structural example of the nut used in FIG. 1, and FIG. 2B is a view illustrating Aa-Ab in FIG.
3A is a front explanatory view of the nut holding component used in FIG. 1, and FIG. 3B is a partially cutaway side view of FIG.
4A is a side explanatory view showing an example of the structure of the Torcia type high strength bolt and the washer on the bolt head side used in FIG. 1, and FIG. 4B is a view taken along line Ba-Bb in FIG. Arrow explanatory drawing.
5A is a side explanatory view showing an example of the structure of a nut installation bolt used for fixing a nut to the inner side of a box-shaped cross-section column, and FIG. 5B is a view of the structure of another nut installation bolt. Side surface explanatory drawing which shows an example.
6 is an explanatory side view showing a state in which a nut is screwed to a nut installation bolt used in an example of a fixing method in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 1;
7 is an explanatory diagram showing a nut fixing procedure using the nut installation bolt of FIG. 5 in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 1. FIG. 7 (a) shows the nut installation bolt of FIG. Fig. 4B is a side view of the partially cut-away cross section showing the state where it is inserted into the bolt hole of the shaped cross-section column. Figure (b) shows the nut installation bolt inserted into the bolt hole of the box-shaped cross-section column and held on the nut side sleeve from the outside. FIG. 4C is a partially cutaway sectional side view illustrating a state in which a nut holding component is screwed onto the nut and a nut installation bolt is removed from the nut. .
FIG. 8 is an explanatory view showing an example of a high-strength bolt joining method of a box-shaped cross-section column and a split tee in which a nut is fixed with a holding part in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 1; Side cross-sectional explanatory view showing a state in which the split tee is in contact with the box-shaped cross section column, (b) is a state in which the torcia type high strength bolt inserted through the washer is inserted into the bolt hole from the outer surface side of the split tee. FIG. 4C is a side cross-sectional explanatory view showing a state where the Torcia-type high-strength bolt is finally tightened with a fastener that interlocks the inner sleeve and the outer sleeve (just before completion of tightening).
FIG. 9 is an explanatory side sectional view showing a state in which the final tightening is completed in a joint structure example using a box-shaped cross-section column and a split-tee torcia-type high-strength bolt in
10A is a partially sectional side view showing an example of the structure of a nut with a sleeve used in FIG. 9, and FIG. 10B is an explanatory view taken along the line Ca-Cb in FIG. 10A.
11A is a front explanatory view of the nut holding component used in FIG. 9, and FIG. 11B is a partially cutaway side sectional explanatory view of FIG.
12 is an explanatory side view showing a state in which a nut is screwed onto a nut installation bolt used in an example of a nut fixing method in the process of obtaining the high strength bolt joint structure of FIG. 9;
13 is an explanatory view showing a nut fixing procedure using a nut installation bolt in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 9, and FIG. FIG. 4B is a partially cutaway sectional side view illustrating a state in which the nut holding bolt is pulled into the nut side sleeve by pulling the nut installation bolt. (C) The figure is a side cross-sectional explanatory drawing which shows the state which removed the nut installation bolt from the nut, after fixing a nut to a box-shaped cross section pillar with a nut holding component.
FIG. 14 shows the present invention.Reference example 1Side cross-section explanatory drawing which shows the state which this tightening was completed in the example of joining structure by the box-shaped cross-section column | column and split tee torcia type high strength bolts in FIG.
15A is an explanatory side view showing an example of the structure of the nut used in FIG. 14, and FIG. 15B is an explanatory view taken along the line Da-Db in FIG. 15A.
16 is an explanatory side view showing a state in which a nut is screwed onto a nut installation bolt used in an example of a nut fixing method in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 14;
17 is an explanatory view showing a nut fixing procedure using a nut installation bolt in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 14, and FIG. 17 (a) is a diagram illustrating a bolt hole of a box-shaped cross-section column. FIG. 5B is a partially cutaway cross-sectional side view showing a state in which a nut installation bolt is pulled to bond the washer-corresponding portion of the nut to the inner surface of the box-shaped cross-section column. Side explanatory drawing, (c) figure is a partially cutaway side sectional explanatory view showing a state in which the nut installation bolt is removed from the nut after the nut is bonded and fixed to the box-shaped cross-section column.
FIG. 18 is a side cross-sectional explanatory view illustrating an example of a state in which a temporary fixing nut is screwed onto a nut installation bolt through the state of FIG. 17B and lightly tightened.
FIG. 19 shows the present invention.Reference example 2Side cross-section explanatory drawing which shows the state which this tightening was completed in the example of joining structure by the box-shaped cross-section column | column and split tee torcia type high strength bolts in FIG.
20 is an explanatory side view showing a state in which a nut having a sleeve fixed thereto is screwed onto a nut installation bolt used in a nut fixing method example in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 19;
FIG. 21 is an explanatory view showing an example of a nut fixing method (procedure) using a nut installation bolt in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 19; (a) FIG. FIG. 4B is a partially cutaway sectional side view showing a state in which it is inserted into the bolt hole of the column. FIG. 5B is a diagram in which a nut fixed to the washer equivalent part of the nut is attached to the bolt hole of the box-shaped cross-sectional column by pulling the nut installation bolt. FIG. 4C is a partially cutaway sectional side view illustrating a state in which the nut installation bolt is removed from the nut after the nut is fixed to the box-shaped sectional column.
FIG. 22 shows the present invention.Reference example 3Side cross-section explanatory drawing which shows the state which this tightening was completed in the example of joining structure by the box-shaped cross-section column | column and split tee torcia type high strength bolts in FIG.
23A is a partially sectional side view showing an example of the structure of the nut with sleeve used in FIG. 22, and FIG. 23B is an explanatory view taken along arrow Ea-Eb in FIG.
24 is a partially cutaway sectional side view illustrating a state in which a nut having a sleeve fixed thereto is screwed onto a nut installation bolt used in a nut fixing method example in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG.
25 is an explanatory view showing a nut fixing procedure using a nut installation bolt in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 22, and (a) FIG. Fig. 4B is a partially cutaway cross-sectional side view showing the state inserted into the sleeve. Fig. 5 (b) is a drawing of the protruding portion of the sleeve that is pulled out from the outer surface of the box-shaped cross-section column by using a nut installation bolt. Partial cutaway cross-sectional side view showing the state to start, (c) Figure is a nut-shaped bolt after the nut-side sleeve protrusion is expanded and bent on the outer surface of the box-shaped cross-section column, locked and fixed FIG. 6 is a partially cutaway sectional side view illustrating a state where the nut is removed.
FIG. 26 of the present inventionReference example 4Side cross-section explanatory drawing which shows the state which this tightening was completed in the example of joining structure by the box-shaped cross-section column | column and split tee torcia type high strength bolts in FIG.
27A is a partial cross-sectional side view showing an example of the structure of the nut and the nut holding part used in FIG. 26, and FIG. 27B is an explanatory view taken along the line Fa-Fb in FIG. 27A. .
FIG. 28 is an explanatory side view showing a state in which a nut having a nut holding part fixed thereto is screwed onto a nut installation bolt used in an example of a nut fixing method in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG.
29 is an explanatory view showing a nut fixing procedure using a nut installation bolt in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 26. FIG. 29 (a) shows the nut installation bolt as a bolt hole of a box-shaped cross-section column. Fig. 4B is a partially cutaway sectional side view showing a state where the nut is inserted into the nut. Fig. (B) is a diagram showing a nut holding bolt that is pulled out from the outer surface of a box-shaped cross-section column by using a nut. The partially cut-away side surface explanatory view showing the state of starting the bending, (c) the figure is after expanding and bending the projection of the sleeve of the nut holding part on the outer surface of the box-shaped cross-section column, after locking and fixing, Side sectional explanatory drawing which shows the state which removed the nut installation bolt from the nut.
FIG. 30 shows an example of the present invention.3Side cross-section explanatory drawing which shows the state which this tightening was completed in the example of joining structure by the box-shaped cross-section column | column and split tee torcia type high strength bolts in FIG.
31 (a) is a partially sectional side view illustrating an example of the structure of the nut used in FIG. 30, and FIG. 31 (b) is an explanatory view taken along the line Ga-Gb in FIG.
32A is a partial cross-sectional side view showing an example of the structure of the nut holding part used in FIG. 30, and FIG. 32B is a side explanatory view of FIG.
33 is an explanatory side view showing a state in which a nut having a nut holding part fixed thereto is screwed onto a nut installation bolt used in an example of a nut fixing method in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 30;
34 is an explanatory view showing a nut fixing procedure using a nut installation bolt in the process of obtaining the high-strength bolt joint structure of FIG. 30; FIG. 34 (a) shows a bolt hole in a box-shaped cross-section column. Fig. 4B is a side view of the partially cut-away cross section showing the state inserted into the nut, and Figure (b) shows the nut holding part inserted into the bolt hole by pulling the nut installation bolt and projecting it to the outer surface of the box-shaped cross-section column. FIG. 4C is a partially cutaway sectional side view illustrating a state in which the locking rod of the nut holding part is passing through the locking edge of the washer. FIG. ) The figure is a partially cutaway sectional side view showing a state in which the nut installation bolt is removed from the nut after the nut is fixed to the box-shaped cross-section column.
FIG. 35 is a three-dimensional explanatory view showing an example of a conventional high-strength bolt joint structure of a box-shaped cross-section column and an H-shaped cross-section beam.
FIG. 36 is an explanatory view showing a set example of a conventional Torcia high-strength bolt (a), nut (b), and washer (c).
FIG. 37 is an explanatory side sectional view showing an example of a bolt fastening method in a bolt joining structure example using a conventional Torcia high-strength bolt. FIG. 37 (a) shows a state in which a nut is primarily tightened, and FIG. FIG. 4C shows a state in which the inner sleeve and the outer sleeve are finally tightened with a fastener that interlocks the inner sleeve and the outer sleeve, and FIG.
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