JP6087094B2 - Bonding structure using medium bolts - Google Patents
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Description
この発明は、鉄骨系の戸建住宅等の建物に用いられる接合材の中ボルト使用接合構造に関する。 The present invention relates to a joining structure using a medium bolt for a joining material used in a building such as a steel-framed detached house.
一般的な建築において、例えば図6(A)のように柱材20とブレース材21との接合部Aでは、同図(B)のように溶接接合が行われたり、同図(C)のように高力ボルト22を使用した高力ボルト摩擦接合が行われる。しかし、溶接接合の場合、現場溶接とする場合でなければ、現場での調整が難しく施工性に難点がある。一方、高力ボルト摩擦接合の場合、高力ボルトが中ボルトに比べて高価であるためコストアップの要因になる。また、高力ボルトを使用する場合、防錆上の理由から溶融亜鉛メッキボルトとする場合が多いが、この場合、有資格者による施工が必要になる。そのため、住宅等の比較的小規模な建物では、基本として有資格者の要らない中ボルトを用いたボルト接合を採用することが多い。
In general construction, for example, at the joint A between the
中ボルトをせん断方向に用いた接合では、接合部での滑りにより剛性が低下し、繰り返し時の荷重変位関係において若干のスリップ現象が現れる。例えば、ボルトとボルト挿通孔の内面間のクリアランスでスリップ現象が生じる。また、ボルト引張接合では、相当のプレテンションを加えなければ繰り返し荷重によりボルトが緩むことが懸念される。特に、制震性能を求める場合、履歴に滑りが出ると支障がある。 In the joint using the middle bolt in the shear direction, the rigidity decreases due to slippage at the joint, and a slight slip phenomenon appears in the load displacement relationship at the time of repetition. For example, the slip phenomenon occurs due to the clearance between the bolt and the inner surface of the bolt insertion hole. Further, in bolt tension joining, there is a concern that the bolt will loosen due to repeated loads unless a considerable pretension is applied. In particular, when the damping performance is required, there is a problem if the history slips.
この発明の目的は、中ボルトを用いて、滑りによる剛性低下や、スリップ挙動を生じることなく、確実にかつ容易にボルト接合でき、コスト低減が可能な接合材の中ボルト使用接合構造を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a joining structure using a medium bolt using a medium bolt, which can be securely and easily bolted without lowering rigidity due to slipping or causing slip behavior, and can reduce costs. That is.
この発明の接合材の中ボルト使用接合構造は、互いに接合面で面接触する2つの接合材が、両接合材の前記接合面を押し付け合うように中ボルトで接合される接合材の中ボルト使用接合構造において、前記両接合材の前記接合面に、互いに対向する溝形の凹部が設けられ、これら凹部間に、両凹部に渡って嵌合する形状のピン状のシアコッターが介在し、前記シアコッターは、前記両凹部を合わせた断面形状よりも大きく、前記中ボルトによる締め付けによって前記凹部に対して締まり嵌めとなることを特徴とする。なお、この明細書において、中ボルトは、現在のJIS規格等で「中ボルト」として分類された仕上げ程度や強度を持つボルトである。 Bolt used junction structure in the bonding material of the present invention, two bonding material in surface contact with the bonding surfaces to each other, the bolts used in the bonding material that will be joined at the middle barrel so mutually pressing said joint surfaces of the joining material in the junction structure, the said bonding surfaces of the bonding material, provided with a groove-shaped recess facing each other, between these recesses, pin-shaped Shiakotta configured to fit over both the recess is interposed, said Shiakotta Is larger than the combined cross-sectional shape of both the recesses, and is an interference fit to the recesses by tightening with the middle bolt . In this specification, the medium bolt is a bolt having a finishing degree and strength classified as “medium bolt” in the current JIS standard.
この構成によると、中ボルトはせん断方向に用いられるが、両接合材の接合面に溝形の凹部を設け、これら両凹部間に、両凹部に渡って嵌合する形状のピン状のシアコッターを介在させて、両接合材をそれらの接合面を押し付け合うように中ボルトで接合しているので、せん断力が繰り返し加わっても、凹部とシアコッターとの嵌合により、滑りによる剛性低下や、スリップ挙動を生じることがない。例えば、中ボルトとボルト挿通孔の内面との間のクリアランスで滑りを生じることが防止される。シアコッターにはピン状のものを用いるが、中ボルトによる接合面に滑り止め手段として介在させるシアコッターであるため、必要な滑り止め機能が確保でき、かつ楔状等のシアコッターに比べて、形状が簡素で部品コストが易くできる。また、溶接による接合のように現場での調整に困難を伴うことがなく、高力ボルトを用いる場合のように有資格者を必要とすることもないので、施工を容易に行うことができる。さらに、高力ボルトに比べて安価な中ボルトを使用できるので、コスト低減も可能となる。その結果、滑りによる剛性低下や、スリップ挙動を生じることなく、容易にボルト接合でき、コスト低減も可能となる。これにより、戸建住宅程度の小規模の建物において、必要性能とコストがバランスした接合構造となる。
また、両凹部を合わせた断面形状よりも、シアコッターの断面形状が大きいため、中ボルトによる両接合材の締め付けによって、シアコッターが凹部に対して締まり嵌めとなるので、ボルト接合部での滑りによる剛性低下や、スリップ挙動をより確実に防止できる。
According to this configuration, the medium bolt is used in the shearing direction, but a groove-shaped concave portion is provided on the joint surface of both the joining materials, and a pin-shaped shear coater having a shape that fits over both concave portions is provided between the two concave portions. Since both joints are joined with intermediate bolts so that their joint surfaces are pressed against each other, even if shearing force is repeatedly applied, the fitting between the recess and the sheer cotter will cause a reduction in rigidity due to slipping or slipping. There is no behavior. For example, it is possible to prevent slippage due to the clearance between the middle bolt and the inner surface of the bolt insertion hole. A pin is used for the shear cotter, but it is a shear cotter that is interposed as an anti-slip means on the joint surface with the middle bolt, so the necessary anti-slip function can be secured, and the shape is simpler than that of a wedge-shaped shear cotter. Parts cost can be made easy. In addition, there is no difficulty in on-site adjustment as in the case of joining by welding, and since there is no need for qualified personnel as in the case of using high-strength bolts, construction can be performed easily. Furthermore, since a medium bolt that is less expensive than a high-strength bolt can be used, the cost can be reduced. As a result, it is possible to easily join the bolts without lowering the rigidity due to the slip or causing the slip behavior, and to reduce the cost. Thereby, in a small-scale building of a detached house level, it becomes a joint structure in which necessary performance and cost are balanced.
In addition, since the cross-sectional shape of the shear cotter is larger than the cross-sectional shape of the two concave portions, the shear cotter is tightly fitted to the concave portion by tightening both joint materials with a medium bolt, so the rigidity due to slipping at the bolt joint portion Lowering and slipping behavior can be prevented more reliably.
この発明において、前記各凹部が断面半円形の溝形であり、前記シアコッターが円柱形状であっても良い。シアコッターが円柱形状であると、丸鋼の切断片等をシアコッターとして用いることができ、より一層部品コストが低減できる。 In this invention, each said recessed part may be a groove shape with a semicircular cross section, and the said shear cotter may be a column shape. When the shear cotter has a cylindrical shape, a cut piece of round steel or the like can be used as the shear cotter, and the component cost can be further reduced.
この発明において、前記両接合材のうちの一方が制震ダンパーであり、前記両接合材のうちの他方が前記制震ダンパーを支持する支持部材であっても良い。
この発明の中ボルト使用接合構造は、繰り返し荷重を受けても上記のようにスリップ挙動が生じず、滑りによる剛性低下が生じないため、制震ダンパーとその支持部材との接合に用いた場合、制震ダンパーが持つ本来の制震性能を十分に発揮させることができる。
In the present invention, one of the joint materials may be a vibration damping damper, and the other of the joint materials may be a support member that supports the vibration control damper.
The joint structure using the intermediate bolt according to the present invention does not cause the slip behavior as described above even when subjected to repeated loads, and does not cause a decrease in rigidity due to the slip, so when used for joining the damping damper and its support member, The original damping performance of the damping damper can be fully demonstrated.
この発明において、前記2つの接合材が、建築物を構成する部材に設けられた板材であっても良い。建築物を構成する部材とは、例えば柱材、梁材、ブレース材等である。接合材が板材であると、前記シアコッターが嵌合する凹部を加工するにつき、長尺の柱材やブレース材の端面に直接に前記凹部を加工する場合に比べて、加工が簡単に行える。 In the present invention, the two bonding materials may be plate members provided on members constituting the building. The members constituting the building are, for example, pillar materials, beam materials, brace materials, and the like. When the bonding material is a plate material, the recess can be easily processed as compared with the case of processing the recess directly on the end face of the long columnar material or the brace material when the recess into which the sheacotter is fitted is processed.
この発明の接合材の中ボルト使用接合構造は、互いに接合面で面接触する2つの接合材が、両接合材の前記接合面を押し付け合うように中ボルトで接合される接合材の中ボルト使用接合構造において、前記両接合材の前記接合面に、互いに対向する溝形の凹部が設けられ、これら凹部間に、両凹部に渡って嵌合する形状のピン状のシアコッターが介在するため、中ボルトを用いながら、滑りによる剛性低下や、スリップ挙動を生じることがない。また、中ボルトを用いるため、容易にボルト接合でき、コスト低減が可能となる。
また、両凹部を合わせた断面形状よりも、シアコッターの断面形状が大きいため、中ボルトによる両接合材の締め付けによって、シアコッターが凹部に対して締まり嵌めとなるので、ボルト接合部での滑りによる剛性低下や、スリップ挙動をより確実に防止できる。
Bolt used junction structure in the bonding material of the present invention, two bonding material in surface contact with the bonding surfaces to each other, the bolts used in the bonding material that will be joined at the middle barrel so mutually pressing said joint surfaces of the joining material in the junction structure, the said bonding surfaces of the bonding material, provided with a groove-shaped recess facing each other, between these recesses, the pin-like Shiakotta configured to fit over both the recess is interposed, medium While using bolts, there is no reduction in rigidity due to slipping or slipping behavior. Moreover, since the middle bolt is used, the bolt can be easily joined and the cost can be reduced.
In addition, since the cross-sectional shape of the shear cotter is larger than the cross-sectional shape of the two concave portions, the shear cotter is tightly fitted to the concave portion by tightening both joint materials with a medium bolt, so the rigidity due to slipping at the bolt joint portion Lowering and slipping behavior can be prevented more reliably.
この発明の一実施形態を図1ないし図3と共に説明する。この接合材の中ボルト使用接合構造1は、図1(A)に示すように互いに接合面2aで面接触する2つの接合材2A,2Bを、両接合材2A,2Bの接合面2aを互いに押し付け合うように中ボルト3で接合し、シアコッター7を介在させるものである。2つの接合材2A,2Bは共に鋼板などの板材からなる。ここでは、一方の接合材2Aが角形鋼管または形鋼などの鋼材からなる柱11の側面に、垂直姿勢で溶接により一体に取付けられている。他方の接合材2Bは、並設される2本の前記柱11間に横架される形鋼等の鋼材からなる梁12の端部に、端板等として、同じく垂直姿勢で溶接により一体に取付けられている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1 (A), the
両接合材2A,2Bのうち、一方の接合材2Bには前記中ボルト3を挿通させる複数のボルト挿通孔4が上下に分けて設けられ、他方の接合材2Aには、一方の接合材2Bと互いに接合した状態で前記ボルト挿通孔4に整合する位置に、複数のねじ孔5が上下に分けて設けられている。ボルト挿通孔4およびねじ孔5の水平方向の並び個数は、1個であっても、2個またはそれ以上であっても良い。両接合材2A,2Bの各接合面2aには、互いに対向する溝形の凹部6がそれぞれ2つ水平方向に延びて設けられている。ここでは、これらの凹部6が断面半円形とされている。
Among the two
両接合材2A,2Bの凹部6,6間には、それぞれ対応する両凹部6に渡って嵌合する形状の2本のピン状のシアコッター7が介在させられる。ここでは、凹部6の断面形状に合わせて、シアコッター7は円柱形状とされている。シアコッター7は例えば丸鋼からなる。両凹部6間にシアコッター7を介在させて、一方の接合材2Bのボルト挿通孔4に挿通させた中ボルト3を他方の接合材2Aのねじ孔5に螺合させることで、図1(B)のように両接合材2A,2Bが中ボルト3でボルト接合される。ここでは、前記シアコッター7は、前記両凹部6を合わせた断面形状よりも大きくされている。これにより、中ボルト3による締め付けによって、両凹部6に対してシアコッター7が締まり嵌めとなる。
Between the
図2には、シアコッター7の断面形状を、前記両凹部6を合わせた断面形状よりも大きくするための加工例を示している。シアコッター7の断面がφ10mmの円形であるとき、凹部6が未加工の前記両接合材2A,2Bで厚み0.5mmのプレート8を挟み付けた状態で、これら両接合材2A,2Bの側部から両接合材2A,2Bに跨がってφ10mmの孔9を接合面2aと平行に切削する。この加工後にプレート8を取り除くと、両接合材2A,2Bの接合面2aに加工された凹部6は、これら両凹部6を合わせた断面形状がシアコッター7の断面形状よりも小さくなる。つまり、加工された両凹部6を合わせた断面形状よりも、シアコッター7の断面形状を大きくできる。
FIG. 2 shows an example of processing for making the cross-sectional shape of the
この構成の接合材の中ボルト使用接合構造1によると、両接合材2A,2Bの接合面2aに溝形の凹部6を設け、これら両凹部6間に、両凹部6に渡って嵌合する形状のピン状のシアコッター7を介在させて、両接合材2A,2Bをそれらの接合面2aを押し付け合うように中ボルト3で接合したので、図1(B)に矢印Vで示すようなせん断力が繰り返し加わっても、凹部6とシアコッター7との嵌合により、滑りによる剛性低下や、スリップ挙動を生じることがない。中ボルト3とボルト挿通孔4との間には、若干のクリアランスが設けられるが、このクリアランス内で滑りを乗じることがない。シアコッター7にはピン状のものを用いるが、中ボルト13による接合面に2aに滑り止め手段として介在させるシアコッターであるため、必要な滑り止め機能が確保でき、かつ楔状等のシアコッターに比べて、形状が簡素で部品コストが易くできる。
According to the joining
また、溶接による接合のように現場での調整に困難を伴うことがなく、高力ボルトを用いる場合のように有資格者を必要とすることもないので、施工を容易に行うことができる。さらに、高力ボルトに比べて安価な中ボルトを使用できるので、コストを低減することもできる。 In addition, there is no difficulty in on-site adjustment as in the case of joining by welding, and since there is no need for qualified personnel as in the case of using high-strength bolts, construction can be performed easily. Furthermore, since a medium bolt that is less expensive than a high-strength bolt can be used, the cost can be reduced.
図3(A)は、中ボルトを用いた従来の構造の場合の耐力試験結果のグラフを示し、図3(B)はこの実施形態のボルト接合構造1の場合の耐力試験結果をグラフで示している。従来の接合構造のでは、丸印で囲んだ範囲内でスリップ挙動が生じているが、実施形態の中ボルト使用接合構造1では、同図(A)のようなスリップ挙動が生じていない。これらのグラフの比較からも、この実施形態の中ボルト使用接合構造1で滑りが解消されていることが分かる。
FIG. 3A shows a graph of the proof stress test result in the case of the conventional structure using the middle bolt, and FIG. 3B shows the proof stress test result in the case of the bolt
また、この実施形態では、前記両接合材2A,2Bの両凹部6を合わせた断面形状よりも、シアコッター7の断面形状を大きくしているので、中ボルト3による両接合材2A,2Bの締め付けによって、シアコッター7が凹部6に対して締まり嵌めとなり、ボルト接合部での緩みや滑りの発生をより確実に防止できる。
Moreover, in this embodiment, since the cross-sectional shape of the
図4は、上記実施形態の接合材の中ボルト使用接合構造1を、間柱型耐力壁13への制震ダンパー10の組み込みに使用した例を正面図で示している。この間柱型耐力壁13では、その間柱14を上側柱部14aと下側柱部14bに分断して、制震ダンパー10の一方の支持部材となる上側端部14aの下端と制震ダンパー10の上端とが前記中ボルト使用接合構造1によって接合されると共に、制震ダンパー10の他方の支持部材となる下側端部14bの上端と制震ダンパー10の下端とが同じく前記中ボルト使用接合構造1によって接合されている。
FIG. 4 is a front view showing an example in which the middle bolt using
このように、制震ダンパー10をその支持部材に接合するのに、繰り返し荷重を受けても滑りによる剛性低下やスリップ挙動を生じない上記実施形態の中ボルト使用接合構造1を用いた場合、制震ダンパー10が持つ本来の制震性能を十分に発揮させることができる。その他の制震デバイスを組み込むときにも、上記実施形態の中ボルト使用接合構造1を用いれば同様の効果を上げることができる。
As described above, when the
図5は、上記実施形態の接合材の中ボルト使用接合構造1を、間柱型耐力壁13への制震ダンパー10の組み込みに使用した他の例を正面図で示している。この間柱型耐力壁13では、柱11とブレース15の下端との接合部に前記制震ダンパー10を介在させ、この制震ダンパー10と柱11との接合に前記中ボルト使用接合構造1を用いている。
この構成の場合も、繰り返し荷重を受けても滑りによる剛性低下やスリップ挙動を生じない上記実施形態の中ボルト使用接合構造1を用いることで、制震ダンパー10が持つ本来の制震性能を十分に発揮させることができる。
FIG. 5 is a front view showing another example in which the middle bolt use
In the case of this configuration, the original damping performance of the damping
なお、参考例であるが、上記実施形態における一方の接合材2Aの凹部6を、開口側が長辺となる断面台形状に形成すると共に、前記シアコッター7に代わって前記凹部6に嵌合する断面台形状の凸部を他方の接合材2Bの接合面2aに一体に形成して、中ボルト3により両接合材2A,2Bを締め付けるとき、前記凸部が前記凹部6に締まり嵌めとなるように構成しても良い。これにより、ボルト接合部での緩みや滑りの発生を防止できる。この場合、締め付け前の状態で、前記凸部の天面と前記凹部6の底面との間に若干の隙間が生じるようにしておけば、中ボルト3による両接合材2A,2Bの締め付けにおいて、前記凹部6に対して前記凸部をより確実に締まり嵌めの状態にすることができる。
In addition, although it is a reference example, while forming the recessed
また、他の参考例を示すと、前記両接合材2A,2Bに凹部6を形成せず、前記シアコッター7に代えて、両面に微細な凸状加工を施した摩擦板を前記両接合材2A,2Bで挟み付けて、両接合材2A,2Bを中ボルト3で締め付けて接合するように構成しても良い。これにより、ボルト接合部での緩みや滑りの発生を防止できる。この場合、前記摩擦板の一例として、例えば鉄板にプレスで孔加工することで、両面に微細な凸状となるバリを意図的に施したものを用いることができる。
In another reference example, a
1…中ボルト使用接合構造
2A,2B…接合材
2a天接合面
3…中ボルト
6…凹部
7…シアコッター
10…制震ダンパー
11…柱
12…梁
13…耐力壁
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記両接合材の前記接合面に、互いに対向する溝形の凹部が設けられ、これら凹部間に、両凹部に渡って嵌合する形状のピン状のシアコッターが介在し、前記シアコッターは、前記両凹部を合わせた断面形状よりも大きく、前記中ボルトによる締め付けによって前記凹部に対して締まり嵌めとなることを特徴とする接合材の中ボルト使用接合構造。 Two bonding material in surface contact with the bonding surfaces to each other, in volts using junction structure in the bonding material that will be joined at the middle barrel so mutually pressing said joint surfaces of the bonding material,
Wherein the bonding surfaces of the bonding material, provided with a groove-shaped recess facing each other, between these recesses, pin-shaped Shiakotta configured to fit is interposed over both the recess, said Shiakotta, the two A joining structure using medium bolts , which is larger than a cross-sectional shape including the concave parts, and is an interference fit with the concave parts by tightening with the middle bolts.
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