CN1419634A - 强力螺栓连接结构及其螺母固定方法、以及扭剪形强力螺栓及使用其的连接方法 - Google Patents

强力螺栓连接结构及其螺母固定方法、以及扭剪形强力螺栓及使用其的连接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种通过强力螺栓连接的箱形剖面支柱和T形贴角连接板构成的连接结构，以及将螺母固定在箱形剖面支柱内侧的固定方法。本发明还提供了借助被控制的拉力而紧密连接的扭剪形强力螺栓，以及使用该螺栓的钢材料的连接方法。该连接结构由箱形剖面支柱、安装在外侧的T形贴角连接板和从T形贴角连接板的外侧插入且与螺母连接的强力螺栓构成。螺母，通过固定在与螺母一体成型的垫片上的套管及从支柱外侧的螺母保持部件的套管之间的连接，被固定在箱形剖面支柱上。扭剪形强力螺栓在顶部带有扭矩控制用的销尾部。

Description

强力螺栓连接结构及其螺母固定方法、 以及扭剪形强力螺栓及使用其的连接方法
技术领域
本发明适用于，例如在建筑钢结构建筑物时，将矩形钢管和钢管之类的具有矩形剖面或者圆形剖面的箱形剖面材料作为支柱材料，借助T形贴角连接板、端板、角钢、夹板等金属连接零件，在该箱形剖面柱上，安装H形剖面梁(轧制成型材料和焊接组装材料)的箱形剖面支柱与H形剖面梁的螺栓连接结构，涉及一种强力螺栓连接结构及螺母固定方法与扭剪形强力螺栓及使用该螺栓的连接方法。
背景技术
近年来，使用具有中空矩形剖面的矩形钢管(包括将板材与形材焊接加工制得的材料)等角形的箱形剖面材料的支柱材料与H形钢(包括将板材与形材焊接加工制得的材料)等H形剖面梁，构成双向框架结构被广泛使用。作为连接结构则一般采用贯通隔板方式的连接结构。在这种连接结构中，箱形剖面支柱与隔板及隔板与H形剖面梁的连接部位之间的连接通过焊接进行，连接部与H形剖面梁之间的连接通过夹板用螺栓进行。
如此贯通隔板方式的连接结构中，虽然可使弯曲力矩作用在H形剖面梁上时所产生的上下法兰上的压力和拉力在不使连接部的刚性下降地传递到箱形剖面支柱上，但是此结构复杂而且费工费力。另外，隔板的两面要焊接在箱形剖面支柱和圆柱中心上，焊接量多且需要较高的焊接技能。
因此，最近，如图37所示，不使用贯通隔板而通过特殊的结构使用价格昂贵的单侧螺栓3(详细图示省略)将T形贴角连接板2连接在箱形剖面支柱1上，使用强力螺栓5将H形剖面梁4连接在该T形贴角连接板2上，这种减轻焊接负担的连接结构被逐渐采用。此处使用的强力螺栓5大多使用日本钢结构协会的规格(JSS II 09 1996)所规定的结构用扭剪形强力螺栓、六角螺母、平垫圈组合(下面称为[扭剪形强力螺栓])。
该扭剪形强力螺栓具备可以对螺栓导入规定的拉力的结构，具有图38(a)～图38(c)所示的结构。即，该扭剪形强力螺栓6具有外周形状为圆形的头部，通过切断颈10在与外周形状为六角形的螺母7的内螺纹相螺接(螺旋连接)的外螺纹形成部前端上形成控制扭矩用的销尾部9。
使用该扭剪形强力螺栓6，如将钢板彼此间进行螺栓连接时，如图39(a)所示，向要连接的钢板11和12的螺栓孔13中插入扭剪形强力螺栓6，在突出的外螺纹部上套上垫片8，拧上并旋转拧紧螺母7，在拧紧的时候，要使用如图39(b)所示的特殊的紧固工具14。
该紧固工具14，具有使得与螺母7卡合的外套管140和包住销尾部9并提供规定的扭矩的内套管14i联动工作的结构，在使用该紧固工具14拧紧扭剪形强力螺栓6时，用内套管14i包住销尾部9，用外套管140旋转螺母7，作为反作用力，将螺母的转动扭矩传递到销尾部9的切断颈10上，如图39(c)所示，该部分受到一定的扭矩作用而断裂。而通过此时的断裂扭矩可以控制导入强力螺栓的拉力。
该扭剪形强力螺栓例如，在上述的角形的箱形剖面材料与H形剖面梁的螺栓连接结构中，将T形贴角连接板以螺栓连接在箱形剖面支柱上时，或者在将H形剖面梁直接或通过夹板螺栓连接在T形贴角连接板上时，将销尾部形成侧置于连接部的外侧并拧紧螺母。
一般来讲，螺母的高度与轴径大致相同。在拧紧后的状态下，强力螺栓的外螺纹部的前端通常有约相当螺距×3的部分突出于外部，而且由于要放入垫圈，所以，例如，轴径为22mm的强力螺栓，从垫圈的接触平面到销尾部的切断部的切剖面约为35mm，大大地突出于钢材和连接部件的外面。在有这样大的突出部的情况下，会给被覆耐火材料和装修施工带来麻烦，如果是裸露铁骨的话，又有损美观，这在外观设计上是不希望的。
而且，这种箱形剖面支柱与T形贴角连接板的连接结构中，使用了一般的强力螺栓(例如JIS B1186规定的摩擦连接用强力六角螺栓和日本钢结构协会规格的结构用扭剪形强力螺栓等)，以通常的螺栓连接进行施工是不可能的。
为此，由箱形剖面支柱的外侧可以进行连接施工的单侧螺栓被开发出来并得到实际应用，另外，在安装支柱前，在工厂或现场事先使用特殊的工具将一般的强力螺栓从箱形剖面支柱的内部插入箱形剖面支柱上设的螺栓孔，将T形贴角连接板对接固定在箱形剖面支柱上的方法也被提出来。
但是，使用前者的单侧螺栓的连接结构价高而使得接合部位的费用增多，再加上强度有限，对螺栓的导入拉力的控制也并不容易，在大型结构的梁柱连接结构中不能实现稳定的螺栓连接结构。
另外，后者的方法与单侧螺栓的连接结构比较，虽然在费用和强度方面有所改善，但是由于上下的T形贴角连接板要在安装梁之前固定于支柱上，而在现场安装梁的作业方法上是有所制约的，所以存在降低施工速度的问题，从结果上也加大了建设施工的费用。
为此，仅将安装有H形剖面梁的下凸缘下侧的T形贴角连接板在工厂里进行安装，上侧的T形贴角连接板在现场进行H形剖面梁的安装时，将螺栓从外部侧插入安装，预先在工厂将螺母固定在箱形剖面支柱的内部一侧，安装H形剖面梁时，将上侧的T形贴角连接板安装在H形剖面梁的上凸缘上，以下侧的T形贴角连接板形成支撑H形剖面梁的状态，将上侧T形贴角连接板并排地安装在箱形剖面支柱上的方法也被采用。
例如，特开平6-33929号、特开平6-101284号、特开平7-145638号公报中公开了下述的方法：将螺母固定在矩形钢管支柱的内侧，再将螺栓从外侧插入拧紧。在这种螺栓连接结构中，必须将垫圈一体成型在螺母上，并将该垫圈从矩形钢管支柱的内侧推入螺栓孔使其变形，这样就必须在狭窄的矩形钢管支柱内部施加很大的力，施工上有困难。此外，实际上，无法使用上述的现有的扭剪形强力螺栓，不能简单地对螺栓导入拉力，难于实现稳定的螺栓连接结构。
发明内容
本发明解决了以往的强力螺栓连接结构的问题点，其目的在于：提供一种例如在箱形剖面材料的支柱材料与连接部件的T形贴角连接板的强力螺栓连接结构中，将螺母固定在箱形剖面支柱的内侧，将强力螺栓从外部插入，可以容易地控制对强力螺栓的拉力导入的强力螺栓连接结构以及在箱形剖面支柱的内侧固定螺母的方法，以及提供一种具有通过转动螺栓头部进行紧固工序的结构，可以在螺栓头部一侧导入对螺栓的拉力，可以降低外部侧的头部和垫圈的突出部分高度的扭剪形强力螺栓及其使用该螺栓的连接方法。
本发明为实现上述的目的，采取了下述的(1)～(20)的措施。
(1)一种箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位，与箱形剖面材料的内部侧对接的螺母的内螺纹一端，另外设置比该内螺纹直径大的内螺纹，并通过从外部插入螺栓孔的螺母保持部件的套管的外螺纹螺接而使螺母固定于箱形剖面材料的内侧，强力螺栓从与箱形剖面材料的外侧对接的连接金属部件的外侧插入螺栓孔，外螺纹部分与固定在箱形剖面材料内侧的螺母螺接。
(2)一种箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和连接金属部件的强力螺栓的连接部位的至少多个部位，将套管固定在设置于箱形剖面材料内部侧的螺母侧，通过该套管从箱形剖面材料内部侧插入螺栓孔，与位于外侧的螺母保持部件的套管相连接，而使得螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
(3)一种箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和连接金属部件强力螺栓的连接部位的至少多个部位上，将沿长度方向形成有可以使外径弹性伸缩的缝隙的套管固定在螺母上，由于该套管的缝隙形成区域从箱形剖面材料的内部侧被压入螺栓孔，螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料的外侧对接的连接金属部件的外部插入螺栓孔，外螺纹部与固定于箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
(4)一种箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和连接金属部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位上，将前端具有卡止用突起部的套管固定在螺母上，该套管从箱形剖面材料的内部侧被插入螺栓孔，突出于箱形剖面材料外侧的卡止用突起部被扩开、弯曲并被卡止于箱形剖面材料的外部侧，这样，螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
(5)一种箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和连接金属部件强力螺栓的连接部位的至少多个部位上，螺母保持部件的卡止爪卡合在螺母的外周部，该螺母保持部件的套管从箱形剖面材料的内侧被插入螺栓孔，突出在箱形剖面材料外部侧的卡合用前端部被扩开、弯曲并卡止于箱形剖面材料外部侧，这样，螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
(6)一种箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和连接金属部件强力螺栓的连接部位的至少多个部位上，螺母被粘接固定在箱形剖面材料内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
(7)一种箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和连接金属部件强力螺栓的连接部位的至少多个部位上，与箱形剖面材料内侧对接的螺母内螺扣一端设有具卡止边缘的卡合孔，插入螺栓孔的螺母保持部件的套管前端的卡止钩被推入该卡止边缘并被卡止，这样，螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
(8)如(1)～(7)的任意一项中的箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：所使用的强力螺栓是，在头部具有扭矩控制机构，并在头部的垫面(垫片接触面)上对接垫片而使用。
(9)一种箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在箱形剖面材料和连接金属部件强力螺栓的连接部位的至少多个部位上，带帽螺栓(螺母设置螺栓)的外螺纹螺接在配置于箱形剖面材料内部侧的螺母的内螺纹上，在将带帽螺栓从箱形剖面材料内部侧插入螺栓孔并突出于外部侧的状态下，通过从外部侧插入的带帽螺栓的螺母保持部件将螺母固定在箱形剖面材料内部侧。
(10)一种箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在箱形剖面材料和连接金属部件强力螺栓的连接部位的至少多个部位上，带帽螺栓的外螺纹螺接在配置于箱形剖面材料内侧的螺母的内螺纹上，保持将带帽螺栓从箱形剖面材料内部侧插入螺栓孔并突出在外部侧的状态下，通过粘接将螺母固定在箱形剖面材料内部侧。
(11)如(9)或(10)中的箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在将螺母固定在箱形剖面材料内部侧后，旋转并取出带帽螺栓。
(12)如(9)或(10)中的箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在将螺母固定在箱形剖面材料内部侧后，从箱形剖面材料外部侧将临时止动螺母螺接在带帽螺栓上，临时止动带帽螺栓。
(13)一种扭剪形强力螺栓，其特征在于：是具有与内螺纹螺接的外螺纹，且可以用内套管和外套管联动工作的连接工具卡合在头部一侧进行紧固的强力螺栓，在头部前端形成扭矩控制用销尾部，通过头部和销尾部间的断裂槽形成切断颈，在螺栓头部的垫面和连接对象的钢材料之间，插入抵接比头部外周直径大的外周为角形的垫片，将尾部用连接工具的内套管夹紧，将垫片与外套管卡合并紧固。
(14)如(13)中的扭剪形强力螺栓，其特征在于：螺栓的强度为800N/mm2以上。
(15)如(13)或(14)中的扭剪形强力螺栓，其特征在于：至少螺栓的头部垫面和螺纹部经过润滑处理。
(16)如(13)或(14)中的扭剪形强力螺栓，其特征在于：插入并对接在螺栓的头部垫面与连接钢材之间的垫片的螺栓头部侧垫面经过润滑处理。
(17)如(13)或(14)中的扭剪形强力螺栓，其特征在于：至少螺栓的头部垫面和螺纹部经过润滑处理，而且，插入并对接在螺栓的头部垫面与连接钢材之间的垫片的螺栓头部侧垫面也经过润滑处理。
(18)一种使用扭剪形强力螺栓的螺栓连接方法，其特征在于：是使用(13)～(17)任意一项中的头部前端形成扭矩控制用销尾部，头部和销尾部之间形成有通过断裂槽形成的切断颈的扭剪形强力螺栓的钢材螺栓连接方法，在将外螺纹拧到固定侧的内螺纹上并紧固螺栓时，螺栓头部的垫面与连接的钢材之间，插入并对接比该头部外周直径大的外周形状为角形的垫片，使用内套管与外套管联动工作的连接工具，通过用内套管包住销尾部旋转，利用外套管，凭籍垫片的反作用力所得的旋转扭矩而产生的一定的断裂扭矩使切断颈被切断，从而控制导入螺栓的拉力。
(19)如(18)中的使用扭剪形强力螺栓的螺栓连接方法，其特征在于：使用的扭剪形强力螺栓为贯穿螺栓，形成与外螺纹螺接的内螺纹的部分为螺母。
(20)如(18)中的使用扭剪形强力螺栓的螺栓连接方法，其特征在于：使用的扭剪形强力螺栓为紧固螺栓，形成的与外螺纹螺接的内螺纹的部分为所连接的钢材。
附图说明
图1是表示本发明实施例1中的箱形剖面支柱和T形贴角连接板通过扭剪形强力螺栓的连接结构中的，完全紧固后的状态下的部分侧剖面说明图。
图2(a)是图1中使用的螺母结构示例的部分侧剖面说明图。
图2(b)是图2(a)的Aa-Ab的向视说明图。
图3(a)是图1中使用的螺母保持部件的正视说明图。
图3(b)是图3(a)的部分侧剖面说明图。
图4(a)是表示图1中使用的本发明的扭剪形强力螺栓和螺栓头部一侧的垫片的结构示例的侧面说明图。
图4(b)是图4(a)中Ba-Bb的向视说明图。
图5(a)是表示为将螺母固定在箱形剖面支柱内部侧所使用的带帽螺栓的结构示例的侧视说明图。
图5(b)是表示为将螺母固定在箱形剖面支柱内部侧所使用的其他的带帽螺栓的结构示例的侧视说明图。
图6是表示在图1的强力螺栓连接结构的形成过程中的固定方法例子中使用的带帽螺栓上螺接了螺母的状态的部分侧剖面侧视说明图。
图7(a)是表示在图1的强力螺栓连接结构的形成过程中使用的图5的带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示将图6的带帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的状态的部分侧剖面说明图。
图7(b)是表示在图1的强力螺栓连接结构的形成过程中使用的图5的带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示将带帽螺栓插入箱形剖面支柱的螺栓孔，从外部侧将螺母保持部件内装于螺母侧的套管的状态的部分侧剖面说明图。
图7(c)是表示在图1的强力螺栓连接结构形成的过程中使用的图5的带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是将螺母保持部件螺接在螺母上并将带帽螺栓从螺母上取出的状态的部分侧剖面说明图。
图8(a)是表示在图1的强力螺栓连接结构的形成过程中，用保持部件固定了螺母的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的强力螺栓连接方法示例的说明图，也是表示将T形贴角连接板与箱形剖面支柱对接的状态的侧剖面说明图。
图8(b)是表示在图1的强力螺栓连接结构的形成过程中，用保持部件固定了螺母的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的强力螺栓连接方法示例的说明图，也是表示扭剪形强力螺栓从T形贴角连接板的外部侧贯通了垫片插入螺栓孔的状态的侧剖面说明图。
图8(c)是在图1的强力螺栓连接结构的形成过程中，用保持部件固定了螺母的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的强力螺栓连接方法示例的说明图，也是表示用使内套管与外套管联动工作的连接工具紧固扭剪形强力螺栓(完成紧固之前)的状态的侧剖面说明图。
图9是表示本发明的实施例2的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的扭剪形强力螺栓连接结构例子中完成紧固的状态的侧剖面说明图。
图10(a)是表示图9中使用的带有套管的螺母的结构示例的部分侧剖面说明图。
图10(b)是图10(a)的Ca-Cb向视说明图。
图11(a)是图9中使用的螺母保持部件的正视说明图。
图11(b)是图11(a)的部分侧剖面说明图。
图12是表示在图9的强力螺栓连接结构的形成过程中，螺母固定方法示例中使用的带帽螺栓上螺接了螺母的状态的侧视说明图。
图13(a)是表示在图9的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用的带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示将带帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的状态的部分侧剖面说明图。
图13(b)是表示在图9的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示拉住带帽螺栓将螺母保持部件插入螺母侧的套管内的状态的部分侧剖面说明图。
图13(C)是表示在图9的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示用螺母保持部件将带帽螺母固定在箱形剖面支柱上后，将带帽螺栓从螺母上取出的状态的部分侧剖面说明图。
图14是本发明实施例3中的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的扭剪形强力螺栓连接结构示例中完成紧固的状态的侧剖面说明图。
图15(a)是表示图14中使用的螺母的结构示例的侧视说明图。
图15(b)是图15(a)的Da-Db向视说明图。
图16是表示在图14的强力螺栓连接结构的形成过程中，螺母固定方法示例中使用的带帽螺栓上螺接了螺母的状态的侧视说明图。
图17(a)是表示在图14的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示将带帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的状态的部分侧剖面说明图。
图17(b)是表示在图14的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示拉住带帽螺栓将螺母的垫片相当部粘接在箱形剖面支柱内面的状态的部分侧剖面说明图。
图17(c)是表示在图14的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示在将螺母粘接固定在箱形剖面支柱上后，将带帽螺栓从螺母上取下的状态的部分侧剖面说明图。
图18是经过图17(b)的状态后将临时止动螺母轻轻地螺接在带帽螺栓上紧固后时的状态示例的侧剖面说明图。
图19是本发明实施例4中的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的扭剪形强力螺栓连接结构示例中完成紧固的状态的侧剖面说明图。
图20是表示在图19的强力螺栓连接结构的形成过程中，螺母固定方法示例中所使用的带帽螺栓上，将固定有套管的螺母螺接上的状态的侧面说明图。
图21(a)是表示在图19的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示将带帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的状态的部分侧剖面说明图。
图21(b)是表示在图19的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示拉住带帽螺栓，固定在螺母的垫片相当部上的套管与箱形剖面支柱的螺栓孔粘接的状态的部分侧剖面说明图。
图21(c)是表示在图19的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示将螺母固定在箱形剖面支柱上后，将带帽螺栓从螺母上取下的状态的部分侧剖面说明图。
图22是本发明实施例5中的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的扭剪形强力螺栓连接结构示例中完成紧固的状态的侧剖面说明图。
图23(a)是表示图22中使用的带有套管的螺母的结构示例的部分侧剖面说明图。
图23(b)是图23(a)的Ea-Eb向视说明图。
图24是表示在图22的强力螺栓连接结构的形成过程中，螺母固定方法例中使用的带帽螺栓上螺接上固定有套管的螺母的状态的侧面说明图。
图25(a)是表示在图22的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示将带帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的状态的部分侧剖面说明图。
图25(b)是表示在图22的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示拉住带帽螺栓，并使用夹具开始扩开弯曲突出于箱形剖面支柱外面的套管的突起部的状态的部分侧剖面说明图。
图25(c)是表示在图22的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示扩开弯曲并卡止固定突出于箱形剖面支柱外面的套管的突起部后，将带帽螺栓从螺母上取下的状态的部分侧剖面说明图。
图26是本发明实施例6中的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的扭剪形强力螺栓连接结构示例中完成紧固的状态的侧剖面说明图。
图27(a)是表示图26中使用的螺母和螺母保持部件的结构示例的部分侧剖面说明图。
图27(b)是图27(a)的Fa-Fb向视图。
图28是表示在图26的强力螺栓连接结构的形成过程中，螺母固定方法示例中所使用的带帽螺栓上螺接上固定有螺母保持部件的螺母的状态的部分侧视说明图。
图29(a)是表示在图26的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示将带帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的状态的部分侧剖面说明图。
图29(b)是表示在图26的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用了带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示拉住带帽螺栓并使用夹具开始扩开弯曲突出于箱形剖面支柱外面的螺母保持部件的突起部的状态的部分侧剖面说明图。
图29(c)是表示在图26的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示扩开弯曲并卡止固定突出于箱形剖面支柱面外的螺母保持部件的突起部后，将带帽螺栓从螺母上取下的状态的部分侧剖面说明图。
图30是本发明实施例7中的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的扭剪形强力螺栓连接结构示例中完成紧固的状态的侧剖面说明图。
图31(a)是表示图30中使用的螺母结构示例的部分侧剖面说明图。
图31(b)是图31(a)的Ga-Gb向视说明图。
图32(a)是表示图30中所使用的螺母保持部件结构示例的正视图。
图32(b)是图32(a)的侧视图。
图33是表示在图30的强力螺栓连接结构的形成过程中，螺母固定方法示例中所使用的带帽螺栓上螺接上固定有螺母保持部件的螺母的状态的侧视说明图。
图34(a)是表示在图30的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示将带帽螺栓插入箱形剖面支柱的螺栓孔的状态的部分侧剖面说明图。
图34(b)是表示在图30的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示拉住带帽螺栓将突出于箱形剖面支柱外面的带帽螺栓贯穿的螺母保持部件插入螺栓孔的状态的部分侧剖视图。
图34(c)是表示在图30的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示螺母保持部件的卡止钩通过垫片的卡止边缘中的状态的部分侧剖视图。
图34(d)是表示在图30的强力螺栓连接结构的形成过程中，使用带帽螺栓的螺母固定顺序的说明图，也是表示将螺母固定在箱形剖面支柱后，将带帽螺栓从螺母上取下的状态的部分侧剖视图。
图35(a)表示了本发明的扭剪形强力螺栓的使用示例，是表示作为贯穿螺栓使用的，矩形钢管支柱和连接金属部件的螺栓连接结构示例中完成紧固之前的状态的侧剖面说明图。
图35(b)是表示图35(a)的紧固完成的状态的侧剖面说明图。
图36(a)表示了本发明的扭剪形强力螺栓的另一使用示例，是表示作为紧固螺栓使用的，钢材料和钢材料的螺栓连接结构示例中完成紧固之前的状态的侧剖面说明图。
图36(b)是表示图36(a)的紧固完了状态的侧剖面说明图。
图37是表示现有的箱形剖面支柱与H形剖面梁的强力螺栓连接结构的立体说明图。
图38(a)是现有的扭剪形强力螺栓组的螺栓的说明图。
图38(b)是现有的扭剪形强力螺栓组的螺母的说明图。
图38(c)是现有的扭剪形强力螺栓组的垫片的说明图。
图39(a)是表示现有的扭剪形强力螺栓的螺栓连接结构示例中的螺栓紧固方法例的说明图，是表示一次紧固螺母的状态的侧剖面说明图。
图39(b)是表示现有的扭剪形强力螺栓的螺栓连接结构示例中的螺栓紧固方法示例的侧剖面说明图，是表示用使内套管和外套管联动工作的连接工具进行紧固的状态的侧剖面说明图。
图39(c)是表示现有的扭剪形强力螺栓的螺栓连接结构示例中的螺栓紧固方法例的侧剖面说明图，是表示使用连接工具完成紧固的状态的侧剖面说明图。
具体实施方式
本发明的强力螺栓连接结构和螺母固定方法主要适用于使用T形贴角连接板和端板、角钢、夹板等连接金属部件的箱形剖面支柱与H形剖面梁的强力螺栓连接结构，特别适用于箱形剖面支柱与连接金属部件之间的强力螺栓连接。
本发明的强力螺栓连接结构和螺母固定方法中，基本上是将螺母(此处，包括单独的螺母、与垫片一体成型的螺母、和独立的垫片结合成一体的螺母等，下面均称为[螺母])预先固定在箱形剖面支柱的内部侧，在箱形剖面支柱的外侧对接T形贴角连接板以强力螺栓接合(下面接合金属部件以T形贴角连接板为代表进行说明)时，将强力螺栓从外部侧插入螺栓孔，将内部侧固定有外螺纹的螺母螺接在内螺纹上，再用连接工具旋转外部侧的强力螺栓的头部侧将其紧固。作为强力螺栓，主要是使用头部具有扭矩控制机构的扭剪形强力螺栓。在使用这样的扭剪形强力螺栓时，要使用与以往不同的特殊的连接工具。
在将螺母固定在箱形剖面支柱的内部时，例如可以使用本发明申请人申请的特开2000-213070号公报中公开的特殊装置(螺栓输送装置和抽出夹具)。在使用这个装置的时候，将螺接有螺母的带帽螺栓作为螺栓，将其呈直立状态并用螺栓输送装置送至箱形剖面支柱内侧的螺栓孔处，借助从外部插入螺栓孔的抽出夹具使其前端处于撤回到外部侧的状态，再将螺接在箱形剖面支柱的内部侧的带帽螺栓上的螺母，借助螺母保持部件、套管、粘接等固定手段可固定在箱形剖面支柱的内部。
此处使用的螺母保持部件和套管主要为金属制或者塑料制，在螺母保持部件为金属制、凸缘部的正反面为连接面的情况下，该凸缘部的外径最好为螺栓轴直径的2～3倍。
在将T形贴角连接板以强力螺栓连接在箱形剖面支柱上时，可以将带帽螺栓从螺母中取出，将T形贴角连接板与箱形剖面支柱对接，从外部侧将强力螺栓插入螺栓孔螺接在固定于箱形剖面支柱内部侧的螺母上，使用连接工具旋转螺栓头部使其紧固，从而可将T形贴角连接板连接在箱形剖面支柱上。
箱形剖面支柱与T形贴角连接板(连接金属部件)的强力螺栓连接作业可以全部在工厂中完成，也可以为了缓和在施工现场组装梁材料时的限制，比如只将下侧的T形贴角连接板连接好后移动到施工现场，再将上侧的T形贴角连接板在施工现场安装梁时进行连接，或者在施工现场组装上下T形贴角连接板之前，或在组装梁材料时进行连接等，作为强力螺栓，主要使用头部具有扭矩控制机构的扭剪形强力螺栓，但是作为连接结构整体，可一部分使用单侧螺栓和强力六角螺栓。
(实施例1)
下面，以图1～图8(C)为基础详细说明本发明的实施例1。
该实施例1为，在矩形剖面的箱形剖面材料的支柱(下面称为[箱形剖面支柱])1上，借助为连接金属部件的T形贴角连接板2来安装为梁材料的H型剖面梁(图示省略)的箱形剖面支柱与H型剖面梁的强力螺栓连接结构中，本发明适用于箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构。
图1表示本发明的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，本发明的依据扭剪形强力螺栓6α完成了连接的状态。
而且，在H形剖面梁安装在箱形剖面支柱上1的情况下，针对1根H形剖面梁上下使用一对T形贴角连接板2，通常1个T形贴角连接板2使用多条强力螺栓连接在箱形剖面支柱1上，但是此处，强力螺栓与以往的扭剪形强力螺栓不同，在使用本发明的头部具有扭矩控制结构的扭剪形强力螺栓6α的螺栓连接结构示例中，以1条扭剪形强力螺栓6α为中心图示说明。此外，下面的实施例2～7也是同样。
图1中，15为固定在箱形剖面支柱1内部侧的螺母，如图2(a)、图2(b)所示，此处的螺母为与垫片形成为一体的形状，具有小直径内螺纹15s，并在垫片相当部15z侧有大直径内螺纹15o。16为用于保持螺母15处于箱形剖面支柱1的内部侧的螺母保持部件。该螺母保持部件16为金属制，如图3(a)、图3(b)所示，由套管部16a和凸缘部16b构成，套管16a的前端部具有外螺纹16s。
螺母保持部件16的套管16a由箱形剖面支柱1的外侧被插入螺栓孔17内，外螺纹16s与螺母15的垫片相当部15z的大直径内螺纹15o螺接，凸缘部16b被卡止于箱形剖面支柱1的外部侧。此处，凸缘部16b的正反面成为箱形剖面支柱1与T形贴角连接板2内面的接合面，为了保持接合面的稳定，其外径do设定为扭剪形强力螺栓6α的轴直径的2～3倍。
于箱形剖面支柱1的外侧与螺母保持部件16的凸缘部16b的外面对接的T形贴角连接板2，通过将从外部侧插入螺栓孔17的扭剪形强力螺栓6α螺接在固定于箱形剖面支柱1内部侧的螺母15并紧固头部一侧的操作，而被连接在箱形剖面支柱1上。
该扭剪形强力螺栓6α，具有与螺母15的内螺纹15s螺接的外螺纹6s，如图4(a)、图4(b)所示，头部6t形成拉力控制用的销尾部18，头部6t与销尾部18之间由断裂槽形成的切断颈19。与图38(a)～图38(c)所示的现有的扭剪形强力螺栓6不同。
该扭剪形强力螺栓6α的头部6t的垫面6f上插入对接有外周形状为六角形的垫片20，该垫片，如图4(a)、图4(b)所示，外周形状为六角形，外径比螺栓头部6t外直径大，在使用紧固工具21紧固时，不干涉螺栓头部6t。
在使用紧固工具21(参照图8(c))将扭剪形强力螺栓6α紧固时，使该垫片20与紧固工具21的外套管21o相接，紧固工具21的内套管21i包住螺栓头部6t的销尾部18进行旋转，通过来自垫片20的作为反作用力的旋转扭矩使切断颈19在规定的扭矩的作用下被切断，对控制向螺栓的导入拉力起着重要作用。
而且，该扭剪形强力螺栓6α的构成、以及使用其的连接方法，后面还将详细叙述。
关于实现该实施例1的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的螺栓连接结构的施工方法，根据图5(a)、图5(b)～图7(c)进行说明。
[箱形剖面支柱内部的螺母固定方法]
(1)使用带帽螺栓的方法
此方法中，使用如图5(a)所示的一侧形成有外螺纹22s另一侧的端部形成有握持部22a的带帽螺栓22(或者也可使用图5(b)所示，在主体的全部形成有外螺纹23s，另一端的端部形成有握持部23a的带帽螺栓23)，如图6所示，将螺母15的小内螺纹15s螺接在外螺纹22s上，在使该带帽螺栓22的握持部一侧从箱形剖面支柱1的内部侧经过螺栓孔17突出于外部侧的状态下，固定螺母15。
因此，需要将带帽螺栓22移动到箱形剖面支柱1的内部的规定位置(螺栓孔17的正下方)，经螺栓孔17推出或抽出到外部，作为该手段，例如可以使用上述的本发明的申请人申请的特开2000-213070号公报公开的螺栓输送装置和抽出夹具(图示省略)。
即，带帽螺栓22将握持部22a向上搭载在螺栓输送装置上，移动到箱形剖面支柱1内部侧的规定位置(螺栓孔17的正下方)，向箱形剖面支柱1的螺栓孔17插入预先插有螺母保持部件16(套管部16a)的抽出夹具24的握持部24a，如图7(a)所示，握持带帽螺栓22的握持部22a抽出，再如图7(b)所示，在将螺母15的垫片相当部15z的垫面压到箱形剖面支柱1内侧面的状态下，将螺母保持部件16的套管部16a插入螺栓孔17，将套管部16a的外螺纹16s螺接在螺母15的垫片相当部15z的大内螺纹15o上并紧固。
完成该紧固后，由于螺母保持部件16的凸缘16b被卡止在箱形剖面支柱1外面，如图7(c)所示，可以切实地将螺母15固定在箱形剖面支柱1的内部侧。带帽螺栓22在螺母固定后可以适时地从螺母15上取出。
(2)在连接位置处于操作人员伸手可及的范围时，可以不使用上述的带帽螺栓，将螺母15固定在箱形剖面支柱1内部侧。
[箱形剖面支柱内部与T形贴角连接板的强力螺栓连接方法]
如上所述，根据图8(a)～8(c)对在内部侧固定螺母15后的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接方法进行说明。
如图7(c)所示，用螺母保持部件16将螺母15固定在箱形剖面支柱1的内部侧，在将带帽螺栓22从螺母15上取下的状态下，如图8(a)所示，使得T形贴角连接板2与箱形剖面支柱1的螺栓孔17配合那样(双方的螺栓孔17的孔径不一定要相同)将T形贴角连接板2与箱形剖面支柱1的外侧对接，并如图8(b)所示，将插入垫片20的扭剪形强力螺栓6a从T形贴角连接板2的外侧，经过T形贴角连接板的螺栓孔17和螺母保持部件16的套管部16a内侧插入，再将外螺纹6s与固定在箱形剖面支柱1内部的螺母15的小直径内螺纹15s螺接进行第一次紧固。
进行第一次紧固后，如图8(c)所示，使用具有使内套管21i和外套管21o联动工作结构的紧固工具21进行正式紧固动作。紧固工具21，例如基本上与图39(b)～图39(c)所示的众所周知的紧固工具14利用同样的原理，但是，其具有包住扭剪形强力螺栓6α的销尾部18使其旋转的内套管21i和使得与扭剪形强力螺栓6α的头部6t的垫面6f对接的垫片20卡合的外套管21o联动工作的结构，这是与众所周知的紧固工具14所不同的。
使用该紧固工具21拧紧扭剪形强力螺栓6α时，用内套管21i包住扭剪形强力螺栓6α头部6t上形成的的销尾部18，将外套管21o与垫片20卡合，旋转销尾部18，借助外套管21o传递的垫片20的反作用产生的旋转扭矩，用规定的断裂扭矩使销尾部18的断裂槽形成的切断颈19断裂，这样就实现了容易对导入螺栓的拉力进行稳定的控制的强力螺栓连接结构。
而且，螺母支撑部件16在完全拧紧扭剪形强力螺栓6α后就不需要了，留在上面也不构成障碍。
在使用该实施例1的扭剪形强力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的螺栓连接结构中，因为是从外部侧拧紧螺栓，所以在施工现场没有必要使用价格昂贵的单侧螺栓，可以大幅度降低费用。此外，在组装支柱的现场，螺栓的紧固作业可以与通过T形贴角连接板2将H形剖面梁组装在箱形剖面支柱1上的作业并行进行，对H形剖面梁的安装作业没有制约，可以确保良好的施工。另外，因为使用头部6t具有控制扭矩用销尾部18的扭剪形强力螺栓6α，所以在将螺母15固定在箱形剖面支柱1的内侧，从外部旋转螺栓头部6t进行拧紧的情况下，可以容易地控制对螺栓的导入拉力，得以实现稳定的连接结构。
(实施例2)
下面，以图9～图13为基础详细说明本发明的实施例2。该实施例2与实施例1在螺母15的固定方法(结构)上不同。与实施例1共同的部分将省略详细说明。
图9表示本发明的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，完成了扭剪形强力螺栓6α的连接的状态。图9中，15为固定于箱形剖面支柱1内部侧的具有内螺纹15s的螺母，如图10(a)、图10(b)所示，为与垫片相当部15z一体成型，在垫片相当部15z固定有套管25。
该套管25为金属制，基端部被嵌入粘接并固定在垫片相当部15z的孔内。其具有比螺栓孔17稍小的外径，并被插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17中，从箱形剖面支柱1外侧向螺栓孔17插入的螺母保持部件26的套管部26a被内插于该套管25中，套管25的内周表面与套管部26a的外周表面通过粘接剂b连接在一起。
螺母保持部件26为金属制，如图11(a)、图11(b)所示，由套管部26a和凸缘部26b构成。套管部26a的内径比扭剪形强力螺栓6α的轴径稍大，外螺纹部6s可以容易插入。
另外，凸缘部26b将螺母15卡止于箱形剖面支柱1外面，此处，其正反面成为连接面，为了得到稳定的连接面，其外径do被设定为扭剪形强力螺栓6α的轴径的2～3倍。
为了容易地插入螺母15一侧的套管25，套管部26a可以设计为前端略细的形状。该螺母保持部件26的套管部26a被插入粘接在从箱形剖面支柱1的外侧固定于垫片相当部15z的套管25上，凸缘部26b被卡止在箱形剖面支柱1的外面，螺母15通过套管25和螺母保持部件26被切实地固定在箱形剖面支柱1的内部侧。
扭剪形强力螺栓6α被插入垫片20，与实施例1同样，从对接在箱形剖面支柱1外侧的T形贴角连接板2的外侧被插入螺栓孔17中，将外螺纹6s拧在固定于箱形剖面支柱1内侧的螺母15的内螺纹15s上，使用与实施例1一样的紧固工具21在头部6t一侧拧紧，从而使箱形剖面支柱1与T形贴角连接板2相连接。而且，螺母15侧的套管25与螺母保持部件26，在完全拧紧扭剪形强力螺栓6α后即不需要，留在上面也没有问题。
关于实现该实施例2的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的螺栓连接结构的接合方法，根据图12～图13进行说明。
[箱形剖面支柱内部的螺母固定方法]
使用与实施例1同样的装置及带帽螺栓22的固定方法，如图12所示，带帽螺栓22的外螺纹22s，与套管25固定于垫片相当部15z上的螺母15的内螺纹15s螺接，将该带帽螺栓22输送到箱形剖面支柱1的内部的规定位置。
如图13(a)所示，从箱形剖面支柱1的螺栓孔17的外侧，将预先插入了螺母保持部件26的套管部26a的抽出夹具24的握持部24a插入，并握住带帽螺栓22的握持部22a抽出，如图13(b)所示，再将螺母15侧的套管25插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17，使螺母15的垫片相当部15z紧贴在箱形剖面支柱1的内面。
在此状态下，从箱形剖面支柱1的外侧将螺母保持部件26的套管部26a插入螺栓孔17并插入螺母侧的套管25内，并将套管部26a的外周面用粘接剂b粘接在螺母侧的套管25的内周面上。在完全粘接上之后，如图13(c)所示，旋转带帽螺栓22的握持部22a，将带帽螺栓22从螺母15上取下。这样，可以通过套管25和螺母保持部件26将螺母15固定在箱形剖面支柱1的内侧。
而且，在粘接力不佳的状态下运送到现场等情况下，为了防止运送过程中的撞击造成的脱落，可以使用图5(b)所示的轴部带有全螺纹23s的带帽螺栓23，不将该带帽螺栓23取下，而从外部在带帽螺栓23上用手拧上临时防脱落螺母，再运送到现场。
此外，在该实施例2中，螺母15侧的套管25与螺母保持部件26的套管部26a粘接固定在一起，也可以在套管25的内周形成内螺纹，在套管部26a的外周形成外螺纹并拧合在一起进行固定，或者，在套管25的内周和套管部26a的外周形成(凹凸)嵌合部并嵌合、旋转将两者进行卡止固定。
[箱形剖面支柱内部与T形贴角连接板的强力螺栓连接方法]
如上所述，关于在内侧固定了螺母15后的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接方法，与实施例1大致相同，在此省略说明。
在该实施例2中，使用扭剪形强力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，与实施例1比较，零件的数量稍有增加，粘接施工负担也稍大，但是可以得到大致相同的效果。
(实施例3)
下面，以图14～图17(C)为基础详细说明本发明的实施例3。该实施例3与实施例1、2在螺母15的固定方法(结构)上不同。与实施例1、2共通的部分将省略详细说明。
图14表示本发明的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，完成了依据扭剪形强力螺栓6α进行连接的状态。图14中，15为粘接固定于箱形剖面支柱1内侧的带有内螺纹15s的螺母，如图15(a)、图15(b)所示，为与垫片相当部15z一体成型，通过粘接剂b固定于箱形剖面支柱1内侧的螺母。
扭剪形强力螺栓6α，为插有垫片20的螺栓，与实施例1、2相同，从对接于箱形剖面支柱1外侧的T形贴角连接板2的外侧被插入螺栓孔17，将外螺纹6s拧在粘接固定于箱形剖面支柱1内侧的螺母15的内螺纹15s上，与实施例1一样，使用紧固工具21在头部6t一侧拧紧，从而使箱形剖面支柱1与T形贴角连接板2相连接。
关于实现该实施例3的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的螺栓连接结构的施工方法，根据图16～图17(C)进行说明。
[箱形剖面支柱内部的螺母固定方法]
使用与实施例1、2同样的装置及带帽螺栓22的固定方法。如图16所示，在带帽螺栓22的外螺纹22s上，拧上垫片相当部15z垫面上涂有粘接剂b的螺母15的内螺纹15s，将该带帽螺栓22输送到箱形剖面支柱1的内部的规定位置。
如图17(a)所示，从箱形剖面支柱1的螺栓孔17的外侧，将抽出夹具24的握持部24a插入，并握住带帽螺栓22的握持部22a抽出，如图17(b)所示，将螺母15的垫片相当部15z压在箱形剖面支柱1的内侧并使用粘接剂b粘接固定。完全粘接固定之后，如图17(c)所示，旋转带帽螺栓22的握持部22a，将带帽螺栓22从螺母15上取下。这样，可以将螺母15固定在箱形剖面支柱1的内部侧。
而且，在粘接力不佳的状态下向现场运送的情况下，为了防止因运送过程中的撞击造成的脱落，例如图18所示，可以使用轴部带有全螺纹23s的带帽螺栓23，不将该带帽螺栓23取下，而从外部在带帽螺栓23上用手拧上临时防脱落螺母27，再运送到现场。
[箱形剖面支柱内部与T形贴角连接板的强力螺栓连接方法]
如上所述，关于在内部侧固定了螺母15后的箱形剖面支柱1内和T形贴角连接板2的强力螺栓连接方法，与实施例1、2大致相同，在此省略说明。
使用该实施例3的扭剪形强力螺栓6α的箱形剖面支柱1与T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，因为将螺母15粘接固定在箱形剖面支柱1的内侧，与实施例1、2比较，没有必要使用套管和螺母保持部件，结构简单，螺母的固定作业也较简单。而其他效果与实施例1、2大致相同。
(实施例4)
下面，以图19～图21(C)为基础详细说明本发明的实施例4。该实施例4是在箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中使用本发明的情况。
图19表示本发明的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构示例中，完成了螺栓连接的状态。该实施例4在螺母固定于箱形剖面支柱1内侧的结构上与实施例1～3不同。其他相同部分的说明省略。
图19中，15为固定于箱形剖面支柱1内侧的带有内螺纹15s的螺母，与实施例1～3相同，为与垫片相当部15z一体成形，在垫片相当部15z固定有套管28的螺母。该套管28为金属制，基端部被嵌入粘接并固定在垫片相当部15z的孔内。其具有比螺栓孔17稍小的外径，并被嵌插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17中，外周面通过粘接剂b粘接在一起。而且，在粘接时，可以使用普通的粘接剂。
扭剪形强力螺栓6α被插入垫片20，与实施例1～3同样，从对接于箱形剖面支柱1外侧的T形贴角连接板2的外侧被插入螺栓孔17中，将外螺纹6s经过T形贴角连接板2的螺栓孔17和套管28的孔内拧在粘接固定于箱形剖面支柱1内侧的螺母15的内螺纹15s上，与实施例1～3一样，使用紧固工具21在头部拧紧，从而使箱形剖面支柱1与T形贴角连接板2相连接。
关于实现该实施例4的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的螺栓连接结构的接合方法，根据图20～图21(c)进行说明。
[箱形剖面支柱内部的螺母固定方法]
使用与实施例1～3同样的装置和带帽螺栓22的固定方法。如图20所示，在带帽螺栓22的外螺纹22s上，拧上在垫片相当部15z的外周面并涂有粘接剂b的固定有套管28的螺母15的内螺纹15s，并输送到箱形剖面支柱1的内部的规定位置。
如图21(a)所示，从螺栓孔17的外侧，将抽出夹具24的握持部24a插入，并握住带帽螺栓22的握持部22a抽出，如图21(b)所示，将螺母15的垫片相当部15z压在箱形剖面支柱1的内侧并使用粘接剂b将套管28的外周面粘接固定在箱形剖面支柱1的螺栓孔17的内面。完全粘接固定之后，如图21(c)所示，旋转带帽螺栓22的握持部22a，将带帽螺栓22从螺母15上取下。这样，可以将螺母15固定在箱形剖面支柱1的内侧。
在粘接力不佳的状态下向现场运送时，为了防止因运送过程中的撞击造成的脱落，例如上述图18所示，可以使用轴部带有全螺纹23s的带帽螺栓23，不将带帽螺栓22取下，而从外部在带帽螺栓22上用手拧上临时防脱落螺母27，再运送到现场。
[箱形剖面支柱与T形贴角连接板的强力螺栓连接方法1
如上所述，关于在内侧固定了螺母15后的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接方法，与实施例1～3大致相同，在此省略说明。
使用该实施例4的扭剪形强力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，螺母15在箱形剖面支柱1的内侧的固定是通过将螺母15侧的套管28嵌入箱形剖面支柱1的螺栓孔17内其外周面粘接固定而完成，与使用螺母保持部件的实施例1、2比较，结构简单，螺母的固定作业也较简单。而其他效果与实施例1～3大致相同。
(实施例5)
下面，以图22～图25(c)为基础详细说明本发明的实施例5。该实施例5是在箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中使用本发明的情况。
图22表示本发明的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，完成了螺栓连接的状态。该实施例5在螺母固定于箱形剖面支柱1内侧的结构上与实施例1～4不同。其他共同部分的说明省略。
图22中，15为固定于箱形剖面支柱1内侧的带有内螺纹15s的螺母，与实施例1～4相同，与垫片相当部15z一体成形，如图23(a)、图23(b)所示在垫片相当部15z上固定有套管29。该套管29为金属制，基端部被嵌入粘接在垫片相当部15z的孔内，其具有比螺栓孔17稍小的外径，前端部设有多个突起部29k。
该突起部29k是将前端部扩开并弯曲的，套管29插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17后，扩开并弯曲突出于箱形剖面支柱1外侧的突起部29k使其卡止，从而将螺母固定在箱形剖面支柱1的内侧。
套管29，其突起部29k的前端突出到箱形剖面支柱1外几mm，理想长度为3～5mm，突起部29k的长度设定为，将突起部29k的根部置于箱形剖面支柱内，比上述的突出的长度稍长，最好约为1mm。
扭剪形强力螺栓6α被插入垫片20，与实施例1～4同样，从对接于箱形剖面支柱1外侧的T形贴角连接板2的外侧被插入螺栓孔17中，将外螺纹6s经由T形贴角连接板2的螺栓孔17和套管29的孔内拧在固定于箱形剖面支柱1内侧的螺母15的内螺纹15s上，与实施例1一样，使用紧固工具21在头部侧拧紧，从而使箱形剖面支柱1与T形贴角连接板2相连接。
关于实现该实施例5的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的螺栓连接结构的接合方法，根据图24～图25(c)进行说明。
[箱形剖面支柱内部的螺母固定方法]
使用与实施例1～4同样的装置和带帽螺栓的固定方法。如图24所示，在带帽螺栓22的外螺纹22s上，拧上与垫片相当部15z一体成形的螺母15的内螺纹15s，并输送到箱形剖面支柱1的内部的规定位置。
如图25(a)所示，从箱形断面支柱1的螺栓孔17的外侧，将抽出夹具24的握持部24a插入，并握住带帽螺栓22的握持部22a抽出，如图25(b)所示，将螺母15的垫片相当部15z压在箱形剖面支柱1的内侧，使用适宜的折曲工具30将突出于箱形剖面支柱1外面的套管29前端的突起部29k扩开弯曲，并卡止固定于箱形剖面支柱1的外侧。如图25(c)所示，卡止固定后旋转带帽螺栓22的握持部22a，将带帽螺栓22从螺母15上取下。这样，可以将螺母15固定在箱形剖面支柱1的内侧。
[箱形剖面支柱与T形贴角连接板的强力螺栓连接方法]
如上所述，关于在内侧固定了螺母15后的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接方法，与实施例1～4大致相同，在此省略说明。
使用该实施例5的扭剪形强力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，螺母15在箱形剖面支柱1的内侧的固定是通过将螺母15侧的套管29插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17，并扩开、弯曲、卡止、固定其突起部29k而完成，没有粘接作业，固定作业简单。而其他效果与实施例1～4大致相同。
(实施例6)
下面，以图26～图29(c)为基础详细说明本发明的实施例6。该实施例6是在箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中使用本发明的情况。
图26表示本发明的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，完成了扭剪形强力螺栓6α的连接的状态。该实施例6在螺母固定于箱形剖面支柱1内侧的结构上与实施例1～5不同。其他相同部分的说明将省略。
图26中，15为固定于箱形剖面支柱1内侧的带有内螺纹15s的螺母，与实施例1～4相同，为与垫片相当部15z一体成形，如图27(a)、图27(b)所示，并与在垫片相当部15z的外周与螺母保持部件31的多个卡止脚32的卡止部相卡合的螺母。
该螺母保持部件31为金属制，在设有比螺栓孔17直径稍小的外径的套管部31a的前端形成有多个突起31k。卡止脚32易弹性变形，卡止部在螺母的垫片相当部15z的外周可以容易地装卸。该卡止脚32具有与箱形剖面支柱1的内面和螺母(垫片相当部)相连接的垫面，有可以确保充分摩擦力的面积，在接合面上进行高度摩擦处理较为理想。
此外，该突起部31k的前端可以扩开弯曲，在套管部31a插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17后，突出的突起部31k扩开并弯曲，被卡止在箱形剖面支柱1外面，从而将螺母15固定在箱形剖面支柱1内侧。
扭剪形强力螺栓6α被插入垫片20，与实施例1～5同样，从对接于箱形剖面支柱1外侧的T形贴角连接板2的外侧被插入螺栓孔17中，将外螺纹6s经过T形贴角连接板2的螺栓孔17和螺母保持部件31的套管部31a的孔内，拧在固定于箱形剖面支柱1内侧的螺母15的内螺纹15s上，与实施例1一样，使用紧固工具21在头部拧紧，从而使箱形剖面支柱1与T形贴角连接板2相连接。
关于实现该实施例6的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构的接合方法，根据图28～图29(c)进行说明。
[箱形剖面支柱内部的螺母固定方法]
使用与实施例1～5同样的装置和带帽螺栓的方法。如图28所示，在带帽螺栓22的外螺纹22s上，拧上在垫片15z相当部外周上与螺母保持部件31的多个卡止脚32的卡止部卡合的螺母15的内螺纹15s，并输送到箱形剖面支柱1的内部的规定位置。
如图29(a)所示，从螺栓孔17的外侧，将抽出夹具24的握持部24a插入，并握住带帽螺栓22的握持部22a抽出，如图29(b)所示，将螺母保持部件31的卡止脚32贴在箱形剖面支柱1的内侧，使用折曲工具30将突出于箱形剖面支柱1外面的螺母保持部件31的突起部31k扩开折曲，并卡止固定于箱形剖面支柱1的外侧。卡止固定后，如图29(c)所示，旋转带帽螺栓22的握持部22a，将带帽螺栓22从螺母15上取下。这样，可以将螺母15固定在箱形剖面支柱1的内侧。
[箱形剖面支柱与T形贴角连接板的强力螺栓连接方法]
如上所述，关于在内侧固定了螺母15后的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接方法，与实施例1～5大致相同，在此省略说明。
使用该实施例6的扭剪形强力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，螺母15在箱形剖面支柱1的内侧的固定是通过使用由卡止脚32及套管部31a和突起部31k构成的螺母保持部件31，将卡止脚32卡合在螺母15的垫片15z相当部的外周，于箱形剖面支柱1的外侧使突起部31k扩开弯曲并卡合固定。螺母15上可以容易地装卸螺母保持部件31而进行卡合固定，与使用粘接剂b的实施例2、3、4比较，没有必要进行粘接作业，固定作业简单。而其他效果与实施例1～5大致相同。
(实施例7)
下面，以图30～图34(d)为基础详细说明本发明的实施例7。该实施例7与实施例1～6在螺母、垫片结构和螺母固定方法(结构)上有所不同。
图30表示本发明的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构示例中，完成了扭剪形强力螺栓6α的连接的状态。该实施例7与实施例1的相同部分的说明将省略。图30中，33为固定在箱形剖面支柱1的内侧的螺母，如图31(a)、图31(b)所示，设有内螺纹33s，垫片34通过焊接(例如，点焊sw)被固定。
垫片34，如图31(a)、图31(b)所示，卡合孔34a的T形贴角连接板2一侧形成有卡止缘34e，该卡止缘34e具有与箱形剖面支柱1的螺栓孔17大小相同或者稍小的内径，卡止住从箱形剖面支柱1的外侧插入螺栓孔17的螺母保持部件35的卡止钩35f。该卡止钩35f为塑料制，如图32(a)、图32(b)所示，由带有缝隙(也可以是切口)st的套管35a和凸缘部35b构成，在套管35a的前端设有卡止钩35f，卡止钩35f的外径do、内径di可由缝隙st有效进行弹性的扩大缩小。
扭剪形强力螺栓6α的外螺纹6s可以容易地插入套管35a中。此处，凸缘部35b卡止于箱形剖面支柱1外，其外径通常比螺栓孔的直径稍大，最好大1～2mm程度，在其正反面成为连接面的情况下，为了得到稳定的连接面，将凸缘部35b由金属制，外径D为扭剪形强力螺栓6α轴径的约2～3倍也很有效。
该螺母保持部件35的套管部35a从箱形剖面支柱1的外侧插入，凸缘部35b被卡止在箱形剖面支柱1的外面，套管35a前端的卡止钩35f压入并卡止在箱形剖面支柱1内侧对接的垫片34的卡合孔34a的卡止边缘34e上，这样固定在垫片34上的螺母33就被切实地固定在箱形剖面支柱1的内侧。
扭剪形强力螺栓6α被插入垫片20，与实施例1～6同样，外螺纹6s从对接在箱形剖面支柱1外侧的T形贴角连接板2的外侧被插入螺栓孔17中，经过T形贴角连接板2的螺栓孔17和螺母保持部件35的套管部35a的内孔以及垫片34的连接孔34a，拧在固定于箱形剖面支柱1内侧的螺母33的内螺纹33s上，箱形剖面支柱1与T形贴角连接板2得以切实地被连接在一起。而且，螺母保持部件35在完成了箱形剖面支柱1与T形贴角连接板2的连接后，即可以不要，但留在上面也没有问题。
关于实现该实施例7的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的螺栓连接结构的施工方法，根据图33～图34(d)进行说明。
[箱形剖面支柱内部的螺母固定方法]
使用与实施例1～6同样的装置和带帽螺栓的固定方法。如图33所示，在带帽螺栓22的外螺纹22s上，拧上在垫面上焊接有垫片34的螺母33的内螺纹33s，并输送到箱形剖面支柱1内部的规定位置。
如图34(a)所示，从箱形剖面支柱1的螺栓孔17外侧，将预先贯通了螺母保持部件35的抽出夹具24的握持部24a插入，并握住带帽螺栓22的握持部22a抽出，如图34(b)所示，将螺母保持部件35的套管部35a插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17，将固定螺母33的垫片34的垫面压贴在箱形剖面支柱1的内侧，如图34(c)所示，压入螺母保持部件35的套管部35a。
压入套管部35a后，借助缝隙st的效果，卡止钩35f的外径缩小并通过垫片34的卡止边缘34e，通过的同时，如图34(d)所示，卡止钩35f的外径扩大(复原)卡止在垫片34的卡合孔34a的卡止边缘34e上，这样，螺母33切实地被固定在箱形剖面支柱1的内侧。固定螺母33后，旋转带帽螺栓22，将其从螺母33上取下。
[箱形剖面支柱内部与T形贴角连接板的强力螺栓连接方法]
如上所述，关于在内侧固定了螺母33后的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接方法，与实施例1-6大致相同，在此省略说明。
使用该实施例7的扭剪形强力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形贴角连接板2的强力螺栓连接结构中，与实施例1比较，需要进行垫片的加工、螺母33和垫片34的固定及螺母保持部件的加工，但是螺母固定作业简单容易。将螺母固定在箱形剖面支柱内侧所得到的效果与其他实施例1～6大致相同。
在上述实施例1～6中，螺母15与垫片15z相当部一体成形，但实际上，螺母和垫片各自独立成型后再合为一体也可以，单独使用螺母也可以。
另外，在上述实施例2、4、5中，螺母(垫片相当部)上通过嵌入和粘接固定设有螺母保持部件的套管，但在插入螺母(垫片相当部)的套管根部形成缝隙，使缝隙的口径可以弹性扩大缩小，将其压入固定也是可以的。在这种情况下，与粘接并用也是可以的。或者像实施例1一样进行螺接也可以。
本发明的强力螺栓连接结构和螺母固定方法并不仅限于上述实施例中的内容。例如，上述的实施例使用矩形剖面的箱形剖面支柱为支柱材料，将作为连接金属件的T形贴角连接板利用强力螺栓连接在该支柱材料上，而本发明也可以适用于，例如使用圆形钢管(箱形剖面材料)作为支柱材料，将作为连接金属件的T形贴角连接板使用强力螺栓连接在该支柱材料上的情况。在这种情况下，将垫片(垫片相当部分)的垫面与T形贴角连接板箱形剖面支柱的连接面形成弯曲面即可对应。此外，使用箱形剖面支柱为梁材料，与连接金属件进行强力螺栓连接的情况下，本发明也可适用。在箱形剖面材料与T形贴角连接板以外的连接金属件部和梁材的强力螺栓连接上也适用。
为得到上述实施例中的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的螺栓连接结构，螺母的固定作业基本上在工厂里进行，但也可以在施工现场施工前进行。另外，螺母的拧紧作业可以在工厂里完成，也可以在施工现场施工前或施工中进行。
此外，上述实施例中的箱形剖面支柱与T形贴角连接板的螺栓连接结构中，作为箱形剖面支柱内部的螺母的固定方法，将使用特开2000-213070号公报中记载的螺母输送装置、抽出夹具和带帽螺栓进行螺母固定的方法作为一个例子进行了记载，但使用其它的螺母固定方法也可以。
另外，作为强力螺栓，并不限定于扭剪形强力螺栓6α，也可以使用在螺栓头部一侧进行拧紧的其他强力螺栓。在这种情况下，必须使用垫片20。此外，关于强力螺栓头部的形成条件、销尾部和断裂槽(切断颈)的形成条件、螺纹的形成条件、头部的垫片的形成条件、螺母和垫片的形成条件、螺母支撑结构(包括螺母和套管的固定手段、材质)，针对各个连接面的高度摩擦处理，针对连接对象、连接部位、材料强度、设计强度等，可以进行变更。
接下来，对本发明的扭剪形强力螺栓及其连接方法进行说明。
本发明的扭剪形强力螺栓以及使用该螺栓的螺栓连接方法中，其螺栓为具有可以拧在螺母和钢材形成的内螺纹上的外螺纹，并且紧固工具可以在头部一侧拧紧的、头部前端带有控制扭矩用的销尾部，头部和销尾部之间设有依据切断槽形成的切断颈的强力螺栓(本发明的扭剪形强力螺栓不能缺少螺栓头部侧的垫片，但是在使用紧固螺栓的情况下，则外螺纹侧的螺母不能缺少垫片)；此外，该螺栓与在头部的相反一侧的前端形成销尾部的现有的扭剪形强力螺栓不同。主要作为贯穿连接螺栓(指在贯通重合的连接对象钢材，外螺纹部插入垫片并在外螺纹上拧有螺母的螺栓，下面称为[贯穿螺栓])或紧固螺栓(指将螺栓的外螺纹直接拧合在连接对象钢材上的螺栓，螺栓贯穿或不贯穿重合的连接对象钢材均可，下面称为[紧固螺栓])进行使用。
本发明的扭剪形强力螺栓，拧在外螺纹上的螺母例如处于矩形钢管之类的箱形剖面材料的内侧时，或者，在连接位置处于狭窄的空间中，将螺母固定在内侧很困难时使用具有显著的效果。在螺母处于外侧进行安装的情况下也不逊色于图38(a)～图38(c)所示的现有的扭剪形强力螺栓。
本发明的扭剪形强力螺栓，使用在JIS规格所定的F8T以上，即，拉力强度被要求在800N/mm2以上的钢结构建筑物的建设中例如，以箱形剖面材料的矩形钢管为支柱材料，在该支柱上通过T形贴角连接板和端板、夹板等金属连接部件安装H形钢梁的矩形钢管支柱与H形钢梁的螺栓连接结构中，或者建设施工中在螺母安装作业处于狭窄的空间而进行困难的强力螺栓连接结构中使用。
本发明的扭剪形强力螺栓，是使用与众所周知的使内套管和外套管连动的紧固工具的基本原理相同的紧固工具在头部侧进行拧紧安装的。而且，本发明中的紧固工具具有将内套管与销尾部、外套管与垫片卡合，包住销尾部旋转，得到由于卡合在外套管上的外周为角形的垫片的反作用力而形成的旋转扭矩，使得销尾部的切断颈断裂的结构，这与以往的工具不同。
这样，使用该工具的内套管包住销尾部旋转，借助于外套管得到垫片的反作用力所形成的旋转扭矩，而使销尾部的断裂槽形成的切断颈在一定的断裂扭矩作用下断裂，可以实现容易控制并稳定的对螺栓导入拉力的螺栓连接结构。
在使用本发明的扭剪形强力螺栓的连接结构中，特别是极力地降低结构外侧头部和垫片的突出高度，缓和在耐火被覆和装修工程中的障碍，缓和裸露铁骨施工的不美观的问题。此外，例如，在将上述具有中空角形(箱形)剖面的矩形钢管作为支柱材料，通过连接金属部件构成的安装有H形钢梁的矩形钢管支柱与H形钢梁的连接结构中，将螺母固定在内部侧，在外部侧旋转螺栓的头部侧进行拧紧安装的情况下，也可以容易地控制对螺栓的导入拉力。
以往，在矩形钢管等箱形剖面材料上螺栓连接金属连接部件时，大多使用将螺栓从外侧插入拧紧的单侧螺栓，这种螺栓价格极高，还存在不容易控制对螺栓的导入拉力的缺点，因此，本发明尝试将螺母固定在矩形钢管支柱的内部侧，将其他种类的螺栓从外侧插入并在外侧拧紧，将螺母固定于矩形钢管内侧的简易手段的出现，从而实现了比单侧螺母便宜并可以容易地控制对螺栓的导入拉力，连接结构稳定。
下面对本发明的扭剪形强力螺栓以及使用该螺栓的连接方法进行详细说明。
本发明的扭剪形强力螺栓，具有在通过冷锻和滚压加工成型后进行热处理而容易得到的800N/mm2以上的强度。头部的外周形状在最终拧紧时可以为圆形、椭圆形、或角形的任意一种，但在一次拧紧时，考虑到拆卸和修理(包括更换)时的问题，一般使用可以与手动或电动扳子等转动工具卡合进行旋转的形状较好。从这个意义上讲，可以说一般使用六角形，而四角形或者其他的多角形状、椭圆形等也可以。头部的大小，最好基本上比以往的螺栓的头部稍薄。
此外，与头部的垫面对接的垫片，可以是JIS和JSS规定的标准材质制成的。在使用内套管和外套管联动工作的上述的紧固工具进行正式拧紧时，如上所述，为切实地卡合外套管，通过垫片的反作用力形成的旋转扭矩将销尾部断裂槽形成的切断颈在一定的断裂扭矩的作用下切断发挥功能，所以外螺管为不能旋转。
该垫片，因为与紧固工具的外套管卡合，为了使用内套管旋转销尾部时不成为障碍，其最小外周直径比螺栓头部的最大外周直径稍大。
另外，该垫片在操作中使外套管不旋转，因此，要经过确保刚性的热处理，特别是要对连接对象钢材一侧的垫面进行粗糙化等高度摩擦处理和粘接处理。此外，外周形状，因为要切实地与紧固工具的外套管卡合的关系，因此一般为六角形，也可以是四角形或其他的多角形。
销尾部主要为剖面形状是多角形和圆形的外周面上带有多个的轴方向的槽的物体。该销尾部的外周面必须由上述的紧固工具的内套管包住旋转，因此，在外周面形成有防滑的轴方向槽。该销尾部必须要用上述的紧固工具的内套管包住，所以，外径最好与螺栓的轴径相同或稍小。
螺栓头部与销尾部之间形成的断裂槽，依据垫片的反作用力的旋转扭矩形成在一定的断裂扭矩的作用下切断的切断颈，对应螺栓的强度，为对螺栓导入规定的拉力的扭矩作用时，维持销尾部的原形而使其断裂。槽的形状最好是通过设定的断裂扭矩能够精确地被切断的具有稍小的直径(槽的深度)的V字形状或U字形状。
本发明的扭剪形强力螺栓，在形成销尾部、断裂槽的同时，例如通过冷锻和滚压成形进行批量生产而可以便宜地得到。
本发明的扭剪形强力螺栓，作为贯穿螺栓使用时，螺母拧在外螺纹上，该螺母只要具有螺栓的60～70％的强度即可，从根本上讲，因为在安装时不必旋转，所以必须在旋转螺栓头部进行安装时，使其不旋转。作为必要的措施，使螺母和垫片相互独立的情况下，要对垫片的两面及螺母的垫面进行粗糙化等高度摩擦处理和粘接处理，另外，在将螺母和垫片一体成型的情况下，要对垫片相当部的垫面进行粗糙化等高度摩擦处理和粘接处理。螺母的外周形状一般为六角形，也可以是圆形、或者其他的角形中的任一种。
螺母与垫片一体成型时，垫面的面积增大而摩擦力加大，因此将垫片的垫面面积设定的比螺母的面积大是很有效的。即使两者的外周形状相同也没有问题。该螺母侧的垫片被省略的情况也是有的，并非不可缺少。
而且，在使用以往的扭剪形强力螺栓的情况下，为了稳定地导入拉力一般要向螺母的螺纹和垫面施加润滑处理，在使用本发明的扭剪形强力螺栓的情况下，如果进行螺母的润滑处理，在向螺栓导入拉力时伴随着螺栓的转动，螺母也会一起转动，顺利稳定地导入拉力就会变得困难。
在使用本发明的扭剪形强力螺栓时，原则上，具有与螺栓的外螺纹螺合的内螺纹的螺母和钢材必须被固定。另外，螺栓头部的垫面和连接对象的钢材之间插入对接的垫片必须不能转动。为了容易地满足这个条件，在螺栓头部的垫面与垫片之间，以及与螺母和钢材上的内螺纹螺合的外螺纹上进行润滑处理较为有效。通过该润滑处理，可以顺利而且稳定地导入拉力。此外，在防止螺栓与螺母的同时转动的同时，也可以防止在导入强拉力时外螺纹与内螺纹的发热胶着(烧接)。润滑处理可以使用涂抹润滑剂(包括浸泡)、贴或垫入片状润滑剂等处理手段。
(实施例8)
下面根据附图对本发明的扭剪形强力螺栓的实施例进行说明。
图4(a)、图4(b)是表示结构(形状)示例的图，图35(a)、图35(b)、图36(a)、图36(b)是表示使用示例的图。
图4(a)、图4(b)中，6α是本发明的扭剪形强力螺栓，具有头部6t、轴部6g和与固定的螺母和钢材上形成的内螺纹(后面进行说明)相螺接的外螺纹6s。在头部6t一体形成外周面具有防滑部18c的销尾部18，销尾部18和头部6t的交界处的外周设有V形断裂槽所形成的扭矩控制用切断颈19。在拧紧时，对该切断颈19施加一定的扭矩，使其断裂，施加规定的断裂扭矩从而可控制对强力螺栓6α的导入拉力。
20是外周形状为角形的垫片，插入对接于螺栓头部6t的垫面6f一侧，利用其与连接对象钢材(图示省略)间发生的摩擦力产生切断扭矩。
本发明的扭剪形强力螺栓6α，具有用如图35(a)所示的内套管21i和外套管21o联动工作的紧固工具21(省略详细图示)，旋转头部6t而进行拧紧安装为前提的结构。拧紧安装时，利用插入对接在头部6t的垫面6f上的垫片20和连接对象钢材间产生的摩擦力产生切断扭矩。
为了稳定地确保产生该效果的摩擦力，要对垫片20的连接对象钢材一侧的垫面进行粗糙化等高度摩擦处理，如图35(a)所示，在外螺纹6一侧使用螺母(垫片)时，为了使其不转动，对螺母(垫片)的垫面也可以进行同样的处理及粘接处理。
此外，对于本发明的扭剪形强力螺栓6α，预先或使用时，对螺栓头部6t的垫面6f和外螺纹6s进行润滑处理，从而在导入高拉力时，可以防止外螺纹6s与螺接的螺母或者连接对象钢材的内螺纹之间的烧接，顺利稳定地导入拉力。在使用螺母的情况下不固定螺母时，可以防止螺母一起转动。
例如，在使用作为连接金属部件的T形贴角连接板的矩形钢管支柱和H形钢梁的强力螺栓连接结构中，在使用图4(a)、图4(b)所示的本发明的扭剪形强力螺栓6α作为贯穿螺栓的情况下，如图35(a)所示，将强力螺栓6α插入重叠在一起的矩形钢管支柱1的螺栓孔1a和T形贴角连接板2的螺栓孔2a，外螺纹6s拧在预先与垫片36一起固定在矩形钢管支柱1的螺栓孔1a的出口一侧，即矩形钢管支柱的内侧的螺母37的内螺纹37s上，使用手动或电动扳手(省略图示)转动强力螺栓6α的头部6t进行初次拧紧。
在初次拧紧后，用紧固工具21的内套管21i包住销尾部18，同时外套管21o与垫片20的外周卡合，用内套管21i旋转销尾部18，通过转动外套管21o，用垫片20的旋转扭矩作为反作用力，利用规定的断裂扭矩使得销尾部18的切断颈19被切断，这样可以容易地控制对强力螺栓6α的导入拉力。
图35(b)表示切断切断颈19并取下销尾部18的状态。强力螺栓6α的头部6t和垫片20位于T形贴角连接板2的外部侧，从T形贴角连接板2的外侧表面，到强力螺栓6α的头部6t的前端的切断颈19的切剖面的突出高度ha，与从矩形钢管柱1的内部侧的表面，到强力螺栓6α的前端面的突出高度h比较，可降低约60％。
此外，如图36(a)所示，例如，在钢材料11和钢材料12的强力螺栓连接结构中，在将图4(a)、图4(b)所示的本发明的扭剪形强力螺栓6α作为紧固螺栓使用的情况下，该强力螺栓6α插入重叠在一起的钢材料12的螺栓孔12a，外螺纹部6s的前端拧在钢材料11的内螺纹11s上，使用手动或电动扳手(省略图示)转动强力螺栓6α的头部6t侧进行初次拧紧。
在初次拧紧后，用紧固工具21的内套管21i包住销尾部18的同时，外套管21o与垫片20的外周卡合，用内套管21i旋转销尾部18，通过转动外套管21o，用垫片20的旋转力矩作为反作用力使得以规定的断裂扭矩握持将尾部18的切断颈19切断，这样可以容易地控制对强力螺栓6α的导入拉力。图36(b)表示切断切断颈19并取下销尾部18的状态。
而且，在使用本发明的扭剪形强力螺栓的连接结构中，实际上，使用了多个扭剪形强力螺栓，在上述的图35(a)、图35(b)、图36(a)、图36(b)中，方便地将其中的一条扭剪形强力螺栓作为主体举例表示出了其连接结构。
本发明的扭剪形强力螺栓，如上所述，作为贯穿螺栓或者紧固螺栓使用时，都可以容易地控制对螺栓的导入拉力，实现稳定的螺栓连接结构。
而且，本发明的扭剪形强力螺栓，作为贯穿螺栓，在矩形钢管支柱与T形贴角连接板连接部位和螺母安装困难的狭窄的连接部位使用时，螺母可以预先固定在矩形钢管支柱的内部侧或狭窄空间里的连接部位(内部侧)，再从外侧插入螺栓在螺栓侧进行拧紧安装，在外侧很容易地控制对螺栓的导入拉力，实现稳定的螺栓连接结构。
另外，与使用螺母的以往的扭剪形强力螺栓时相比，可以大大降低螺栓和垫片突出在外部的高度，缓和了在耐火涂层和装修工程中的障碍，而且缓和了裸露铁骨的不美观的问题。
本发明的扭剪形强力螺栓及其连接方法，并不局限于上述的实施例中的内容。上述本发明的扭剪形强力螺栓，在将作为箱形剖面材料范例的矩形钢管支柱和H形钢梁的强力螺栓连接结构中的使用，作为主体进行了说明，但是并不局限使用在该结构中，在使用H形钢梁以外的各种型钢作为梁材的情况下也可以使用。
关于螺栓头部的形成条件、销尾部和断裂槽(切断颈)的形成条件、螺纹的形成条件、头部侧的垫片的形成条件、螺母和垫片的形成条件、高摩擦处理部位及处理条件、润滑处理部位及处理条件等，根据连接对象物体、连接位置、材料强度、设计强度等可以变更。
本发明的螺栓连接结构，例如，在箱形剖面支柱和T形贴角连接板的螺栓连接结构中，可以不使用特殊的价格昂贵的单侧螺栓，只使用强力螺栓完成螺栓连接，并且可以期待产生下述的效果：
(1)可以降低梁柱连接部位的建设费用。
(2)通过强力螺栓的拉伸连接可以进行更大型的结构的梁柱连接。因为不可缺少焊接结构的连接部可通过高强度螺母而完成，其结果是，在建造力学上质量可以更加稳定，施工性、结构稳定性更高。
(3)在外部侧旋转螺栓头部侧进行紧固的情况下，可以使用容易控制对螺栓的导入拉力的扭剪形强力螺栓，实现高强度而且稳定的螺栓连接结构。
此外，本发明的扭剪形强力螺栓，在将其作为贯穿螺栓使用的连接结构物中，特别是大大地降低了结构物外面侧的螺栓和螺母的突出高度，缓和了在耐火被覆和装修工程中的障碍，而且缓和了裸露铁骨的不美观的问题。
另外，例如，将作为箱形剖面材料的范例的矩形钢管作为支柱、借助连接金属部件安装有H形钢梁的矩形钢管材料和H形钢梁的强力螺栓连接结构中，或者，在螺母紧固困难的连接部位，螺母预先固定在内侧，再从外侧转动螺栓头部侧进行紧固的情况下，还有在作为不需要螺母的紧固螺栓使用时，可以容易地控制对螺栓的导入拉力，实现稳定的强力螺栓连接结构。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
帽螺栓从箱形剖面材料内部侧插入螺栓孔并突出于外部侧的状态下，通过带帽螺栓上从外部侧插入的螺母保持部件将螺母固定在箱形剖面材料的内部侧。
10.一种箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位上，在配置于箱形剖面材料内部侧的螺母的内螺纹上，螺接带帽螺栓的外螺纹，保持将带帽螺栓从箱形剖面材料的内部侧插入螺栓孔并突出于外侧的状态，通过粘接将螺母固定在箱形剖面材料的内部侧。
11.如权利要求9或者10中所述的箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在将螺母固定在箱形剖面材料的内部侧后，旋转并取下带帽螺栓。
12.如权利要求9或者10中所述的箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在将螺母固定在箱形剖面材料的内部侧后，从箱形剖面材料的外部侧将临时止动螺母螺接紧固在带帽螺栓上，将带帽螺栓临时固定。
13.一种扭剪形强力螺栓，是可以用内套管和外套管联动工作的紧固工具卡合在头部侧进行紧固且具有与内螺纹螺接的外螺纹的强力螺栓，其特征在于：由在头部的前端形成有扭矩控制用销尾部的头部与销尾部之间的断裂槽形成切断颈，在螺栓头部的垫面和连接对象的钢材之间，插入对接有比头部外周直径大的、外周为角形的垫片，紧固工具的内套管包住销尾部，外套管与垫片卡合进行紧固而构成。
14.如权利要求 13所述的扭剪形强力螺栓，其特征在于：螺栓的强度为800N/mm2或以上。
15.如权利要求13或14中所述的扭剪形强力螺栓，其特征在于：至少螺栓的头部垫面和螺纹部要经过润滑处理。
16.如权利要求 13或14中所述的扭剪形强力螺栓，其特征在于：螺栓头部的垫面和连接对象的钢材之间插入并对接的垫片的螺栓头部一侧的垫面经过润滑处理。
17.如权利要求13或14中所述的扭剪形强力螺栓，其特征在于：至少螺栓的头部垫面和螺纹部要经过润滑处理，而且，螺栓头部的垫面和连接对象的钢材之间插入、对接的垫片的螺栓头部一侧的垫面要润滑处理。
18.一种使用扭剪形强力螺栓的螺栓连接方法，是使用权利要求 13 或14中所述的头部前端形成有扭矩控制用的销尾部，头部与销尾部之间形成有通过断裂槽形成的切断颈的扭剪形强力螺栓的钢材的螺栓连接方法，其特征在于：在将外螺纹螺接在为固定侧的内螺纹上并紧固螺栓时，螺栓头部的垫面和连接对象的钢材之间，插入并对接直径比该头部外周直径大且外周为角形的垫片，用使内套管和外套管联动工作的紧固工具，以内套管包住销尾部旋转，并借助外套管得到的垫片的反作用力产生的旋转扭矩，由此在一定的切断扭矩作用下，切断切断颈，从而控制向螺栓导入的拉力。
19.如权利要求18中所述的使用扭剪形强力螺栓的螺栓连接方法，其特征在于：使用的扭剪形强力螺栓为贯穿螺栓，形成有可以与外螺纹螺接的内螺纹。
20.如权利要求18中所述的使用扭剪形强力螺栓的螺栓连接方法，其特征在于：使用的扭剪形强力螺栓为紧固螺栓，形成了可以与外螺纹螺接的内螺纹的是作为连接对象的钢材。

Claims (20)

1.一种箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓的连接部位的至少多个部位上，与箱形剖面材料内部侧对接的螺母的内螺纹一端，另外设置比该内螺纹直径大的内螺纹，通过螺接从外部侧插入螺栓孔的螺母保持部件的套管的外螺纹，螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
2.一种箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位上，套管被固定在配置于箱形剖面材料的内部侧的螺母上，通过该套管从箱形剖面材料的内部侧插入螺栓孔，与位于外部侧的螺母保持部件的套管相连接，螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
3.一种箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位上，将沿长度方向形成有缝隙的外直径可弹性张缩的套管固定在螺母上，由于该套管的缝隙形成区域从箱形剖面材料的内部侧被压入螺栓孔，螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
4.一种箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位上，将前端具有卡止用突起部的套管固定在螺母上，该套管从箱形剖面材料的内部侧插入螺栓孔，由突出于箱形剖面材料的外部侧的套管的卡止用突起部被扩开、弯曲，并被卡止于箱形剖面材料的外部侧，螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
5.一种箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位上，在螺母的外周部卡合有螺母保持部件的卡止爪，该螺母保持部件的套管从箱形剖面材料的内部侧插入螺栓孔，突出于箱形剖面材料外部侧的前端部被扩开弯曲，并卡止于箱形剖面材料的外部侧，螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
6.一种箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位上，螺母通过粘接被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
7.一种箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位上，与箱形剖面材料内部侧对接的螺母的内螺纹一端，设置具有卡止缘的卡合孔，被插入螺栓孔的螺母保持部件的套管前端的卡止钩被压入该卡止边缘并被卡止，因此螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。
8.如权利要求1～7中的任意一项所述的箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：所使用的强力螺栓，头部具有扭矩控制结构，并且头部的垫面对接有垫片而使用。
9.一种箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位上，在配置于箱形剖面材料内部侧的螺母的内螺纹上，螺接带帽螺栓的外螺纹，在将带帽螺栓从箱形剖面材料内部侧插入螺栓孔并突出于外部侧的状态下，通过带帽螺栓上从外部侧插入的螺母保持部件将螺母固定在箱形剖面材料的内部侧。
10.一种箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位上，在配置于箱形剖面材料内部侧的螺母的内螺纹上，螺接带帽螺栓的外螺纹，保持将带帽螺栓从箱形剖面材料的内部侧插入螺栓孔并突出于外侧的状态，通过粘接将螺母固定在箱形剖面材料的内部侧。
11.如权利要求9或者10中所述的箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在将螺母固定在箱形剖面材料的内部侧后，旋转并取下带帽螺栓。
12.如权利要求9或者10中所述的箱形剖面材料内部侧的螺母固定方法，其特征在于：在将螺母固定在箱形剖面材料的内部侧后，从箱形剖面材料的外部侧将临时止动螺母螺接紧固在带帽螺栓上，将带帽螺栓临时固定。
13.一种扭剪形强力螺栓，是可以用内套管和外套管联动工作的紧固工具卡合在头部侧进行紧固且具有与内螺纹螺接的外螺纹的强力螺栓，其特征在于：由在头部的前端形成有扭矩控制用销尾部的头部与销尾部之间的断裂槽形成切断颈，在螺栓头部的垫面和连接对象的钢材之间，插入对接有比头部外周直径大的、外周为角形的垫片，紧固工具的内套管包住销尾部，外套管与垫片卡合进行紧固而构成。
14.如权利要求1所述的扭剪形强力螺栓，其特征在于：螺栓的强度为800N/mm2或以上。
15.如权利要求13或14中所述的扭剪形强力螺栓，其特征在于：至少螺栓的头部垫面和螺纹部要经过润滑处理。
16.如权利要求13～14中任意一项所述的扭剪形强力螺栓，其特征在于：螺栓头部的垫面和连接对象的钢材之间插入并对接的垫片的螺栓头部一侧的垫面经过润滑处理。
17.如权利要求13或14中所述的扭剪形强力螺栓，其特征在于：至少螺栓的头部垫面和螺纹部要经过润滑处理，而且，螺栓头部的垫面和连接对象的钢材之间插入、对接的垫片的螺栓头部一侧的垫面要润滑处理。
18.一种使用扭剪形强力螺栓的螺栓连接方法，是使用权利要求13～17中任意一项所述的头部前端形成有扭矩控制用的销尾部，头部与销尾部之间形成有通过断裂槽形成的切断颈的扭剪形强力螺栓的钢材的螺栓连接方法，其特征在于：在将外螺纹螺接在为固定侧的内螺纹上并紧固螺栓时，螺栓头部的垫面和连接对象的钢材之间，插入并对接直径比该头部外周直径大且外周为角形的垫片，用使内套管和外套管联动工作的紧固工具，以内套管包住销尾部旋转，并借助外套管得到的垫片的反作用力产生的旋转扭矩，由此在一定的切断扭矩作用下，切断切断颈，从而控制向螺栓导入的拉力。
19.如权利要求18中所述的使用扭剪形强力螺栓的螺栓连接方法，其特征在于：使用的扭剪形强力螺栓为贯穿螺栓，形成有可以与外螺纹螺接的内螺纹。
20.如权利要求18中所述的使用扭剪形强力螺栓的螺栓连接方法，其特征在于：使用的扭剪形强力螺栓为紧固螺栓，形成了可以与外螺纹螺接的内螺纹的是作为连接对象的钢材。
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