JP2005188277A - Bolt fastening structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建設構造物における構造用鋼板のボルト締結構造体に関するものである。 The present invention relates to a bolt fastening structure for a structural steel plate in a construction structure.
建設構造物において、鋼板同士を高力ボルトで結合する従来のボルト締結構造体は、一般的には摩擦力によって力を伝達するものであり、滑らせることは一切考えられていない。ところが近年の技術開発により、滑らせてエネルギー吸収させようとする考え方(特許文献1,2参照)、または滑らせて摩擦係数を上げようとする考え方の(非特許文献1参照)ボルト締結構造体が考案されている。例えば、鋼板間に摩擦板を挟み、これらを高力ボルトで締め付け、当該高力ボルトの軸力を一定に保つための皿バネを用いた、主に制振ダンパーとして構造物のブレース等に使用されるボルト締結構造体が知られている。また、鋼板間にアルミニウム板を挟み、これらを高張力ボルトで締め付けると、滑り開始の摩擦係数は0.4程度であるが、わずか1mm滑る内に0.9程度まで上昇するという実験結果がある。
In a construction structure, a conventional bolt fastening structure in which steel plates are coupled with high-strength bolts generally transmits a force by a frictional force and is not considered at all to slide. However, due to recent technological developments, a bolt fastening structure that has the idea of sliding to absorb energy (see
例えば、図22に示すように、一方に滑り板15を、他方に前記滑り板15に摺動自在に重ね合わされる摩擦板16を設け、前記滑り板15と摩擦板16との接触面に摩擦材17を介在させ、圧接する方向に押圧する付勢手段としての皿バネ18が、高張力ボルト19に設けられている。
For example, as shown in FIG. 22, a
しかし、前記ボルト締結構造体では、滑り板15と摩擦板16との接触が異種材料同士の接触であれば、イオン化傾向の差に伴う電食作用により、接触面に錆が発生するおそれがある。この錆の発生により、摩擦係数が変化し、所望の摩擦抵抗力や減衰作用が得られなくなるという問題点がある。また、付勢手段としての皿バネが高コストであり、皿バネを積層すると厚さが厚くなり、直径が大きくなる等して現場で使用困難となるという問題点がある。
However, in the bolt fastening structure, if the contact between the
解決しようとする課題は、ボルト締結構造体における摩擦係数を飛躍的に増大させることと、異種材料同士の接触による錆の発生である。また、低コストにして構造体全体をコンパクトにすることが困難なことである。 The problem to be solved is to dramatically increase the friction coefficient in the bolt fastening structure and to generate rust due to contact between different materials. In addition, it is difficult to make the entire structure compact at low cost.
本発明に係るボルト締結構造体の要旨は、建設構造物における構造用鋼板同士の重畳部分を貫通するボルトとナットとで所定の圧着力を与えるボルト締結構造体において、前記構造用鋼板間に摩擦介在板が介在されると共に、該摩擦介在板の少なくとも外周面を非導電性部材で防水処理したことである。 The gist of the bolt fastening structure according to the present invention is that a bolt fastening structure that provides a predetermined crimping force with a bolt and a nut that penetrates the overlapping portion of the structural steel plates in a construction structure, the friction between the structural steel plates. The intervening plate is interposed, and at least the outer peripheral surface of the friction interposed plate is waterproofed with a non-conductive member.
また、本発明に係るボルト締結構造体の要旨は、摩擦介在板と、鋼板との重畳部分でその外側から弾性体と押し板とを当てて、それらをすべて貫通するボルトとナットとで所定の圧着力を与えるボルト締結構造体において、少なくとも前記重畳部分の接触部の外周を非導電性部材で防水処理したことである。 Moreover, the gist of the bolt fastening structure according to the present invention is that a friction intermediate plate and a steel plate are overlapped with an elastic body and a pressing plate from the outside, and a bolt and a nut that penetrate all of them are predetermined. In the bolt fastening structure that provides the crimping force, at least the outer periphery of the contact portion of the overlapping portion is waterproofed with a non-conductive member.
更に、本発明に係るボルト締結構造体の要旨は、建設構造物における構造用鋼板同士の重畳部分に、摩擦介在板が介在されてそれらをすべて貫通するボルトとナットとで所定の圧着力が与えられて成るボルト締結構造体において、前記摩擦介在板は、少なくともその周縁部に粘弾性体が塗布され、この板の略中央部にボルト挿通用の孔が設けられ、少なくとも表層がアルミニウムであることである。 Furthermore, the gist of the bolt fastening structure according to the present invention is that a predetermined pressure is applied by a bolt and a nut through which a friction intervening plate is interposed at an overlapping portion of structural steel plates in a construction structure. In the bolt fastening structure formed as described above, the friction intervening plate is coated with a viscoelastic body at least on the peripheral portion thereof, and a hole for inserting a bolt is provided at a substantially central portion of the plate, and at least the surface layer is made of aluminum. It is.
前記摩擦介在板は、少なくとも表層がアルミニウム,銅,鉛,真鍮,チタン,亜鉛,ニッケル,タリウム,ステンレス,銀,金,白金,インジウム,バリウム,それらの合金の非鉄金属である板、または、少なくとも表層がアルミナ,ジルコニア,チタニア,酸化亜鉛,ムライト,窒化けい素,窒化ほう素,窒化アルミニウム,サイアロン,炭化けい素,炭化チタン,ほう化物,硫化物のセラミックスである板の内の少なくとも1枚で成ること、;
前記建設構造物における構造用鋼板同士の重畳部分の外側に、弾性体と押し板とが当てられ、それらをすべて貫通するボルトとナットとで所定の圧着力を与えること、;
前記弾性体が、非金属製板と金属製板との交互積層体、または周囲を金属で拘束された非金属製板であること、;
前記摩擦介在板におけるボルト挿通用の孔には、円筒状の立ち上がり部を有すること、;
前記摩擦介在板は、ロール状に巻き回しされた状態からテープ状に引き出され、その長手方向に直交する方向の分離手段から離隔させられたものであること、;
前記摩擦介在板は、押し出し成型されたアルミニウム板を母材にして形成されていること、;
を含むものである。
The friction interposed plate is a plate whose surface layer is a non-ferrous metal of aluminum, copper, lead, brass, titanium, zinc, nickel, thallium, stainless steel, silver, gold, platinum, indium, barium, or an alloy thereof, or at least At least one of the plates whose surface layer is ceramic of alumina, zirconia, titania, zinc oxide, mullite, silicon nitride, boron nitride, aluminum nitride, sialon, silicon carbide, titanium carbide, boride, sulfide To make;
An elastic body and a pressing plate are applied to the outside of the overlapping portion of the structural steel plates in the construction structure, and a predetermined pressure is applied by bolts and nuts penetrating all of them;
The elastic body is an alternately laminated body of non-metallic plates and metallic plates, or a non-metallic plate whose periphery is constrained by metal;
The bolt insertion hole in the friction interposed plate has a cylindrical rising portion;
The friction interposed plate is drawn out in a tape shape from a state wound in a roll shape and separated from a separating means in a direction perpendicular to the longitudinal direction;
The friction interposed plate is formed using an extruded aluminum plate as a base material;
Is included.
以上の本発明に係るボルト締結構造体によれば、非鉄金属板またはセラミックス板である摩擦介在板(以下、同じ)をサンドイッチすることで、構造用鋼板との間の摩擦係数が大幅に増大し、更に非導電性部材で防水処理することで、異種材料間の錆の発生が防止される。
また、弾性体が、例えば、周囲を金属で拘束されたゴム製若しくはウレタン製等の非金属製板、又は、前記非金属製板と金属製板との交互積層体であることで、高応力度で使用することが可能となる。
前記摩擦介在板のボルト挿通用の孔に、立ち上がり部を有することで、ボルトと孔との隙間が確保されることになる。
According to the above-described bolt fastening structure according to the present invention, the friction coefficient with the structural steel plate is greatly increased by sandwiching the friction intermediate plate (hereinafter the same) which is a non-ferrous metal plate or a ceramic plate. Furthermore, the waterproof treatment with a non-conductive member prevents the occurrence of rust between different materials.
In addition, the elastic body is, for example, a non-metallic plate made of rubber or urethane whose periphery is constrained by a metal, or an alternately laminated body of the non-metallic plate and the metallic plate. It becomes possible to use at a degree.
A clearance between the bolt and the hole is ensured by having the rising portion in the bolt insertion hole of the friction interposed plate.
また、この摩擦介在板が、ロール状に巻いたものを引き出すようにすることで、その取り扱いが容易になるものである。
前記摩擦介在板を、アルミニウムを押し出しで成型することで、例えば、鋼管等の曲面形状の表面に沿った形状にして、容易に形成することができるようになる。
In addition, the friction intervening plate can be easily handled by pulling out a roll wound plate.
By forming aluminum by extruding aluminum, for example, the friction interposed plate can be easily formed into a shape along a curved surface such as a steel pipe.
本発明のボルト締結構造体は、建設構造物における構造用鋼板同士の重畳部分を貫通するボルトとナットとで所定の圧着力を与えるボルト締結構造体において、前記構造用鋼板間に摩擦介在板が介在されると共に、該摩擦介在板の少なくとも外周面を非導電性部材で防水処理したので、構造用鋼板と、少なくとも表層が非鉄金属である板または少なくとも表層がセラミックスである板との間の摩擦係数が大きくなり構造用鋼板が強固に連結されると共に、防錆処理されて前記摩擦係数が一定となって、連結性能の安定した連結構造体となる。よって、構造用鋼板の連結に必要なボルトの本数を半減させることができる。また、滑りを生じた後にも耐力低下しないので、鋼材の降伏挙動と同様に塑性設計に活用することができる。
滑らせてエネルギー吸収させようとする目的の場合には、弾性体と押し板が必要であるが、わずか1mm程度の滑りを許して摩擦抵抗力が増大することだけを利用しようとする目的の場合には、弾性体と押し板が不要となり、さらに低コストにすることができる。
また、摩擦介在板と鋼板との重畳部分でその外側から弾性体と押し板とを当てて、それらをすべて貫通するボルトとナットとで所定の圧着力を与えるボルト締結構造体において、少なくとも前記重畳部分の接触部の外周を非導電性部材で防水処理することで、防錆処理により長期的に接続性能を維持することができる。
The bolt fastening structure of the present invention is a bolt fastening structure in which a predetermined crimping force is applied by a bolt and a nut penetrating an overlapping portion of structural steel plates in a construction structure, and a friction interposed plate is provided between the structural steel plates. In addition, since at least the outer peripheral surface of the friction interposed plate is waterproofed with a non-conductive member, the friction between the structural steel plate and the plate having at least a surface layer of non-ferrous metal or the plate having at least a surface layer of ceramics The coefficient is increased and the structural steel plate is firmly connected, and the anti-rust treatment is performed to make the friction coefficient constant, so that a connection structure with stable connection performance is obtained. Therefore, the number of bolts necessary for connecting the structural steel plates can be halved. In addition, since the yield strength does not decrease even after slipping, it can be used for plastic design as well as the yield behavior of steel.
For the purpose of absorbing energy by sliding, an elastic body and a push plate are required, but for the purpose of using only the fact that the frictional resistance increases by allowing only 1 mm of sliding. In this case, an elastic body and a pressing plate are not required, and the cost can be further reduced.
Further, in the bolt fastening structure in which the elastic body and the pressing plate are applied from the outside at the overlapping portion of the friction interposed plate and the steel plate, and a predetermined pressure is applied by the bolt and the nut that penetrate all of them, at least the overlapping By waterproofing the outer periphery of the contact portion with a non-conductive member, the connection performance can be maintained for a long time by the rust prevention treatment.
前記弾性体が、長期にわたって一定の圧縮力が維持されるようにクリープやレラクセーションが生じず、材料劣化することがないゴムやウレタン等の周囲を金属で拘束された非金属製板、これと金属製板との交互積層体であっても差し支えない。そのようにすると、高応力度で使用することが可能となり、コンパクトに収まり、低コストにすることができる。
前記摩擦介在板とこれを挟装する構造用鋼板との両接触面の内、滑り面側の接触面における少なくとも片側面を粗面処理するとともに非滑り面側の接触面を一体化させるか、若しくは、前記非滑り面側の接触面を樹脂系接着剤,溶接,ろう付けで接着して一体化させることで、滑り面と非滑り面の区別が明確となり、施工時の作業性が向上し、また摩擦係数の増大を図ることもできる。
A non-metallic plate in which the elastic body is restrained by a metal such as rubber or urethane so that creep and relaxation do not occur and the material does not deteriorate so that a constant compressive force is maintained over a long period of time. It may be an alternate laminate of metal plates and metal plates. By doing so, it can be used at a high degree of stress, can be compact, and can be reduced in cost.
Of the contact surfaces of the friction intervening plate and the structural steel plate sandwiching it, or at least one side of the contact surface on the sliding surface side is roughened and the contact surface on the non-sliding surface side is integrated, Alternatively, the contact surface on the non-sliding surface side is bonded and integrated by resin adhesive, welding, or brazing, so that the distinction between the sliding surface and the non-sliding surface becomes clear and the workability during construction is improved. In addition, the friction coefficient can be increased.
前記構造用鋼板の少なくとも1枚に、ボルト貫通用の孔を長孔または大孔に形成して、摺動可能にすれば、ダンパー構造として制振作用を付与させることができる。
建設構造物における構造用鋼板同士の重畳部分に、摩擦介在板が介在されてそれらをすべて貫通するボルトとナットとで所定の圧着力が与えられて成るボルト締結構造体において、前記摩擦介在板は、少なくともその周縁部に粘弾性体が塗布され、該板の略中央部にボルト挿通用の孔が設けられ、少なくとも表層がアルミニウムであることで、構造体としての密着性や防食性が容易に確保され、構造体全体としてコンパクトに収められる。
If at least one of the structural steel plates is formed with a hole for penetrating a bolt as a long hole or a large hole so as to be slidable, a damping action can be imparted as a damper structure.
In a bolt fastening structure in which a friction-bonding plate is interposed between overlapping structural steel plates in a construction structure and a predetermined pressure is applied by bolts and nuts penetrating all of them, the friction-inserting plate is In addition, a viscoelastic body is applied to at least the peripheral portion thereof, a hole for inserting a bolt is provided in a substantially central portion of the plate, and at least the surface layer is aluminum, so that adhesion and corrosion resistance as a structure can be easily achieved. It is ensured and the entire structure can be stored compactly.
前記摩擦介在板として、少なくとも表層がアルミニウム,銅,鉛,真鍮,チタン,亜鉛,ニッケル,タリウム,ステンレス,銀,金,白金,インジウム,バリウム,それらの合金の非鉄金属である板、または、少なくとも表層がアルミナ,ジルコニア,チタニア,酸化亜鉛,ムライト,窒化けい素,窒化ほう素,窒化アルミニウム,サイアロン,炭化けい素,炭化チタン,ほう化物,硫化物のセラミックスである板の内の少なくとも1枚で成ることとすることで、高い摩擦係数が得られるものである。
前記摩擦介在板におけるボルト挿通用の孔には、円筒状の立ち上がり部を有するので、建築構造物の要素として取り付けられた際に、ボルト孔とボルトとの隙間が確保される。
摩擦介在板をロール状に巻き回しすることで、部品管理や持ち運びが容易となり、テープ状に引き出されることで、ボルト締結構造体の組立においても作業性が向上するものである。
As the friction interposed plate, at least a surface layer is a non-ferrous metal of aluminum, copper, lead, brass, titanium, zinc, nickel, thallium, stainless steel, silver, gold, platinum, indium, barium, or an alloy thereof, or at least At least one of the plates whose surface layer is ceramic of alumina, zirconia, titania, zinc oxide, mullite, silicon nitride, boron nitride, aluminum nitride, sialon, silicon carbide, titanium carbide, boride, sulfide By making it, a high coefficient of friction can be obtained.
Since the bolt insertion hole in the friction interposed plate has a cylindrical rising portion, a gap between the bolt hole and the bolt is secured when the friction insertion plate is attached as an element of a building structure.
By winding the friction interposed plate in a roll shape, parts management and carrying become easy, and by pulling out in a tape shape, workability is improved in the assembly of the bolt fastening structure.
本発明に係るボルト締結構造体1について、図面を参照して説明する。図1−1(A),(B),(C)に示すように、建設構造物における所要幅で所要厚さの構造用鋼板2,2同士の重畳部分2aの外側から、ゴム製若しくはウレタン製等の非金属製板でなり、若しくは該非金属製板と金属製板(薄鋼板)との交互積層体(図1−2参照)でなる弾性体3と、金属製の押し板4とを当てて、それらをすべて貫通するボルト(高力ボルト)5とナット6とで所定の圧着力を与えるものである。
A
そして、前記連結しようとする前記構造用鋼板2,2間に、少なくとも表層がアルミニウム,銅,鉛,真鍮,チタン,亜鉛,ニッケル,タリウム,ステンレス,銀,金,白金,インジウム,バリウム,それらの合金の非鉄金属である板、または、少なくとも表層がアルミナ,ジルコニア,チタニア,酸化亜鉛,ムライト,窒化けい素,窒化ほう素,窒化アルミニウム,サイアロン,炭化けい素,炭化チタン,ほう化物,硫化物のセラミックスである板の内の少なくとも1枚を摩擦介在板7(以下、同じ)として介在させる。
And, between the
更に、前記構造用鋼板2,2間に挟まれる前記摩擦介在板7の表面の内、少なくとも外部に露出している外周面を、非導電性部材8、例えば、粘弾性体,粘着材,シリコーン,グリス、アスファルト、タール、アクリル、ブチルゴム等を粘着、接着、若しくは塗布して、防水処理をする。
Further, at least the outer peripheral surface exposed to the outside of the surface of the friction interposed
前記ボルト5を挿通させる孔は、例えば、図1−1(C)に示すように、孔8aとボルト5の胴部との半径に差があって、任意に設定された間隙δ1となっている。
For example, as shown in FIG. 1-1 (C), the hole through which the
このような、ボルト締結構造体1によれば、図2に示すように、前記高力ボルト5とそれに螺合させるナット6により締結して所定の圧力を付与すれば、摩擦介在板7が、JIS-H4000-A1100PやJIS-H4000-A1050Pのアルミニウム板の場合には極めて高い摩擦係数が得られる。図中の実線aが本発明に係るボルト締結構造体1の場合で、破線bが比較のための従来例に係るボルト締結構造体の場合である。このように、摩擦係数μが、本発明に係る構造体ではわずかに滑って約0.9となり、従来例に係る構造体では約0.45であって、約2倍の開きがある。また、滑り始めた後も従来例は耐力低下するが、本発明は耐力低下しない。そして、さらに大きな負荷が加わると、前記間隙δ1だけ移動してボルト本体と孔が直接当たり、ともに大きな耐力を生じて破断に至る。また、図1−3に示すように、異なる複数の摩擦介在板7を挟むことによって、両者の複合効果を出すこともできる。
他の実施例に係るボルト締結構造体1aとして、わずか1mm程度滑った時の大きな摩擦抵抗力だけを利用する目的の場合には、図1−4に示すように、弾性体と押し板が不要となり、通常のボルトとナットで締結させる程度で十分である。この場合には、さらに低コストにすることができる。
According to such a
As a bolt fastening structure 1a according to another embodiment, an elastic body and a push plate are not necessary as shown in FIG. Therefore, it is sufficient to fasten with ordinary bolts and nuts. In this case, the cost can be further reduced.
また、非導電性部材8による防水処理により、摩擦面に水の侵入が防止され、異種金属間の電食作用が生じない。よって、鋼板2と摩擦介在板7との間の摩擦係数μの変動が阻止され、安定した締結構造体となる。
Further, the waterproof treatment by the
なお、前記弾性体3を、ゴムやウレタン等の周囲を金属で拘束された非金属製板として長期にわたって一定の圧縮力が維持されるようにクリープやレラクセーションが生じないものとしたが、これらに限らず、例えば、図3に示すように、金属製の皿バネ3dとしたり、スプリングワッシャーにしたり、所要の圧力を付加するようにしたりしても良い。
In addition, although the said
他の実施例として、図4に示すように、前記構造用鋼板2と摩擦介在板7との間において、例えば、摩擦介在板7側の摩擦面(滑り面ともいう)に、粗面処理として、砂・ガラス等の粒子を吹き付けて表面に凹凸をつけるブラスト処理9を施す。また、前記摩擦面と反対側の非滑り面において、前記構造用鋼板2と摩擦介在板7との間に、接着剤(エポキシ系樹脂等の樹脂系接着剤)層10を設けて、強固に固着する。このほか、溶接,ろう付けで接着して一体化する場合もある。
As another example, as shown in FIG. 4, as a rough surface treatment, for example, on the friction surface (also referred to as a sliding surface) on the friction
このようにすると、摩擦介在板7の設置が容易となる。また、滑り面つまり摩擦面をブラスト処理面に規定でき、結果的に摩擦係数(静止摩擦係数)μが大きくなる。構造用鋼板2,2の連結が強固になるものである。
If it does in this way, installation of
更に、図5に示すように、摩擦面にブラスト処理9を施す方法として、構造用鋼板2の非滑り面と、摩擦介在板7の両面に施すようにすることも提案される。
Further, as shown in FIG. 5, as a method of performing the blasting 9 on the friction surface, it is also proposed to apply the
図1、図3、図4、図5は摩擦介在板7の接触部の外周を防水処理した例であるが、他の実施例として、図6に示すように、前記摩擦介在板7を防水処理するのに、外周面だけでなく、非導電性部材8の貯留槽に摩擦介在板7を浸漬させてその全表面に防水処理を施す。このようにすれば、非導電性部材8の付着作業が容易となり、構造用鋼板2と摩擦介在板7との間の防錆が確実かつ容易となる。そして、ボルトを締めれば自然に非導電性部材8は外周部へ押し出され、構造用鋼板2と摩擦介在板7の界面は接触する。
1, FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5 are examples in which the outer periphery of the contact portion of the friction interposed
図7(A),(B)に示す実施例は、構造用鋼板11に、ボルト貫通用の孔を長孔(または大孔)11aに形成して、長手方向に摺動可能にされてダンパー構造にされているボルト締結構造体12の例を示すものである。高張力ボルト5と長孔11aとの間の、長手方向(摺動方向)の間隙δ2があることで、図8に示すように、荷重Q(≧P(設定圧力)×μ)が作用すると摩擦面で摺動し、±δ2範囲においてヒステリシス線内の面積に相当する振動エネルギーが吸収されるものである。この間隙δ2は、制震構造の場合には50mm程度であり、免震構造の場合には600mm程度となる。
In the embodiment shown in FIGS. 7A and 7B, the
前記摩擦面の摩擦係数 μが、摩擦介在板7を摩擦板として、それを弾性体3で一定の圧力で付勢するようにしているので、安定した摩擦係数となる。高力ボルト5aと、ナット6aとで締結し、弾性体3を使用しない連結部分では、圧着力が大きくなっていて、前記荷重Qでは摺動することがない。
The friction coefficient μ of the friction surface is a stable friction coefficient because the friction interposed
このようなボルト締結構造体12の応用例として、図9に示すように、柱20と梁21との接合部に使用した例がある。なお、図9に示すボルト締結構造体12の例では、図において右側の部分も弾性体3を介在させて圧着力を付与しているが、3カ所で圧着しており、左側の長孔11aの部分で摺動する。また、図10に示すように、梁21間のブレース材22において、ボルト締結構造体12を応用したものを示している。
As an application example of such a
図11に示すボルト締結構造体13は、摩擦抵抗力の異なる大振動用、即ち地震用と、小振動用、即ち風用とのものがあり、これらを摺動方向に沿って直列に繋いでなるものである。この図11(A),(B)において、右側の高力ボルト5bの直径が、左側の高力ボルト5の直径よりも太くなっているのは、ある大きさ以上の振動を受けると当該ボルト5bが剪断力を受けるからである。そして、摩擦介在板7aの面積は小さく設定されている。また、ナット6bによる締結も、弾性体3を弱く締め付けている。この右側の締結構造部分が、風用のダンパー構造体になっている。
The
前記高力ボルト5bの直径とそれ用のボルト挿通孔との半径方向の差はδ1となっていて、図12に示すように、風用に荷重Q1で±δ1の範囲で微小振動し、それ以上の大きな振動では、高力ボルト5bがボルト挿通孔に当接して移動規制され、その剪断力が作用する。このボルト締結構造体13の左側が、地震用のダンパー構造体であり、図12に示すように、荷重Q2で移動範囲±δ2の範囲で摺動する。このボルト締結構造体13により、風用と地震用との2種類の振動に対応する、簡易な構造でコンパクトなダンパー構造体となる。
The radial difference between the diameter of the high-
図13に示すボルト締結構造体14は、前記ボルト締結構造体13に対して、微小振動用のボルト締結構造体に、当該構造体における構造用鋼板11と摩擦介在板7aとの摺動方向における相対的移動量を規制する移動規制手段26を設けた実施例である。
The bolt fastening structure 14 shown in FIG. 13 is different from the
前記移動規制手段26は、小さなエネルギーを吸収する風用の摩擦介在板7aを挟装する一対の対向した構造用鋼板2,11において、摺動方向に直交する方向に向けて一方の構造用鋼板11から延設された突出板27と、他方の構造用鋼板2に穿設され前記突出板の先端部27が遊嵌される規制孔2bとからなり、摺動方向における前記突出板27の壁面と前記規制孔2bの壁面との間で所望の隙間δ1が設けられている。
In the pair of opposed
前記規制手段26により、風等の外力で右側の鋼板11がδ1以上移動するような時には、前記先端部27aが規制孔2bの壁面に当接して、前記鋼板11から鋼板2に力が伝達され、左側の地震用のボルト締結構造体により、エネルギーが吸収されるようになる。こうして、右側のボルト締結構造体では規制手段26で剪断力を受けるようになるので、高力ボルト5は、前記ボルト締結構造体13の場合に比べて太くする必要がなくなり、左側の構造体の高力ボルト5と同じ太さのものを使用している。
When the
図14(A)に示すボルト締結構造体23は、図1に示したボルト締結構造体1に対して、非金属製板と金属製板との交互積層体でなる弾性体3に、お椀型の締付け量調整カップ28を設けた実施例である。これにより、ボルト5とナット6とによる弾性体3の締め付け量を、設定値に調整できるものである。前記調整カップ28は、金属製若しくはプラスチック製であって、底板の中央部にボルト用の挿通孔が設けられている。そして、このカップ28の高さが所望の高さに調整されている。よって、ボルト締結構造体23のナット6を締め込んで、カップ28と鋼板2とを当接させると、弾性体3が、締結前に比べて高さ方向でδ3だけ圧縮されたことになる。それにより、鋼板2,2と摩擦介在板7とに設定した圧縮力が付与されるものである。
The
なお、前記カップ28は、前記弾性体3が圧縮された状態での外径寸法とほぼ等しい内径寸法になっている。また、図14(A)に示した取付状態に限らず、底板を下にしても良い。また、押し板4とカップ28とを一体にしたものを調整カップとしても良く、更には、前記押し板4を削除しても良い。これにより、部品点数が一つ減るものである。
The
このほか、前記弾性体3の他の実施例としては、例えば、図14(B)に示すように、弾性体3は、金属製のパイプ3aで周囲を拘束されたリング状のゴム体3bを嵌装させたものでも良い。この中央部には、ボルト挿通用の貫通孔3cが設けられている。また、ゴム体3bは、前記パイプ3aの内部に収納され、部分的に接着剤で固定されている。このゴム体3bの上下に蓋部材3eが設けられている。更に、同図(C)に示すように、お碗を伏せた形のお碗形金属製板3dで周囲を拘束されたお碗形のゴム体3bを嵌装させたものでも良い。その中央部にボルト挿通用の貫通孔3cが設けられている。このゴム体3bの下部は、お碗形金属製板3dの下端部からδ5だけ下に突出している。この場合、金属製板3dとゴム体3bは、一体成型でも良いし、別体に形成して、それを接着剤等で部分的に固着しても良い。この場合には、前記締付け量調整カップ28は前記金属製板3dに取って代わられ、不要となる。
In addition, as another embodiment of the
図15に示すボルト締結構造体24は、図1に示したボルト締結構造体1に対して、鋼板2と摩擦介在板7との間の摩擦面に、ゴム若しくはウレタン等の変形しやすい弾性部材25を接着等により介在させたものである。この弾性部材25があることで、風等の微小振動時においては、前記弾性部材25で対応させ、地震等の時には鋼板2と摩擦介在板7との間で大きな摩擦力(摩擦係数μ=0.9)が働く、ボルト接合の構造体になる。このように、コンパクトな構成にすることができる。
The
図16に示すように、他の実施例に係るボルト締結構造体29は、建設構造物において、摩擦介在板7と鋼板2,11との重畳部分でその外側から弾性体3と押し板4とを当てて、それらをすべて貫通するボルト5とナット6とで所定の圧着力を与えて、ダンパー構造にしたボルト締結構造体において、少なくとも前記重畳部分の接触部の外周を非導電性部材8で防水処理した例である。これにより、従来のボルト締結構造体に対して、異種金属板同士の錆止めを可能にしたものである。
As shown in FIG. 16, the
本発明の他の実施例に係るボルト締結構造体30は、建設構造物における構造用鋼板同士の重畳部分に、摩擦介在板7bが介在されてそれらをすべて貫通するボルトとナットとで所定の圧着力が与えられて成り、前記摩擦介在板7bは、図17(A)に示すように、少なくともその周縁部に粘弾性体31が塗布され、略中央部にボルト挿通用の孔32が設けられ、少なくとも表層33がアルミニウムである。
A
前記摩擦介在板7bは、例えば、図17(B)に示すように、帯状板の摩擦介在板7を直線状に移動させ、前記粘弾性体31をホットメルト等の印刷手段で連続させて周縁部と孔部周囲とに両面で印刷し、所定の間隔で孔32を穿孔し、更に、所定間隔毎に離隔用の分離手段34を施して、離型紙を介してロール状に巻き取られて、形成される。そして、摩擦介在板7bを使用するときは、このロール状態の端部からテープ状に引き出して、その長手方向に直交する方向の分離手段から離隔させるものである。図18にその使用状態を示す。前記粘弾性体31が、非導電性部材8と同様に防食作用をするものである。
For example, as shown in FIG. 17 (B), the friction interposed
また、前記摩擦介在板7bの孔32には、図19(A),(B)に示すように、円筒状の立ち上がり部32aが設けられている。この立ち上がり部32aは、孔32の打ち抜きにおいて片側に凹凸状の皺32bを持たせて突出させられる。この立ち上がり部32aにより、ボルトと孔との隙間が確保され、摩擦係数(μ)も図19(C)における実線aに示すように、移動当初は緩やかな曲線を描くようになる。
Further, as shown in FIGS. 19A and 19B, a cylindrical rising
図20に示すものは、前記摩擦介在板7bを構造用鋼板2に予め所定の位置に粘着または貼着させて、これを製品化したものである。このようにすれば、現場での組立作業も効率化するものである。
In FIG. 20, the
図21(A),(B)に示す摩擦介在板7cは、例えば、その片側の面に、同図(C)に示す円筒状の鋼管34における連結部材に使用する場合に適するようにした実施例である。この円筒状の鋼管34における外面の曲率と同じにして、押し出し成型されたアルミニウム板を母材にして形成するものである。この押し出された母材の両面において、粘弾性体31を周縁部と、ボルト用孔32の周囲に塗布するものである。これにより、円筒鋼管用の摩擦介在板7cを低コストで大量に形成することができる。
21 (A) and 21 (B), for example, the friction interposed plate 7c is suitable for use on one side of the connecting member in the
本発明に係るボルト締結構造体は、鋼材の接合部に広く適用できる。また、建設構造物の制振用のダンパーとして、地震と風等とに対応させることができる。 The bolt fastening structure according to the present invention can be widely applied to a joining portion of steel materials. Moreover, it can respond to an earthquake, a wind, etc. as a damper for damping a construction structure.
1、1a ボルト締結構造体、
2、11 構造用鋼板、
3 弾性体、 3a パイプ、
3b ゴム体、 3c 貫通孔、
3d お碗形金属製板、 3e 蓋部材、
4 押し板、
5,5a,5b 高力ボルト、
6,6a ナット、
7,7a,7b,7c 摩擦介在板、
8 非導電性部材、
9 ブラスト処理、
10 接着剤層、
11a 長孔、
12,13,14 ボルト締結構造体、
15 滑り板、
16 摩擦板、
17 摩擦材、
18 皿バネ、
19 高張力ボルト、
20 柱、
21 梁、
22 ブレース材、
23,24,29,30 ボルト締結構造体、
25 弾性部材、
26 規制手段、
27 突出板、
28 調整カップ、
31 粘弾性体、
32 孔、 32a 立ち上がり部、32b 皺、
33 表層、
34 鋼管。
1, 1a bolt fastening structure,
2,11 Structural steel plate,
3 elastic body, 3a pipe,
3b rubber body, 3c through-hole,
3d bowl-shaped metal plate, 3e lid member,
4 push plate,
5, 5a, 5b high-strength bolts,
6,6a nut,
7, 7a, 7b, 7c Friction interposed plate,
8 Non-conductive members,
9 Blasting,
10 Adhesive layer,
11a long hole,
12, 13, 14 bolt fastening structure,
15 Sliding board,
16 friction plates,
17 friction material,
18 Belleville spring,
19 High tension bolt,
20 pillars,
21 Beam,
22 brace material,
23, 24, 29, 30 Bolt fastening structure,
25 elastic member,
26 Regulatory means,
27 protruding plate,
28 adjustment cups,
31 Viscoelastic body,
32 holes, 32a rising part, 32b collar,
33 Surface,
34 Steel pipe.
Claims (9)
前記構造用鋼板間に摩擦介在板が介在されると共に、該摩擦介在板の少なくとも外周面を非導電性部材で防水処理したこと、
を特徴とするボルト締結構造。 In the bolt fastening structure that gives a predetermined crimping force with the bolt and nut that penetrates the overlapping portion of the structural steel plates in the construction structure,
A friction interposed plate is interposed between the structural steel plates, and at least an outer peripheral surface of the friction interposed plate is waterproofed with a non-conductive member,
Bolt fastening structure characterized by
少なくとも前記重畳部分の接触部の外周を非導電性部材で防水処理したこと、
を特徴とするボルト締結構造体。 In the bolt fastening structure that gives a predetermined crimping force with bolts and nuts penetrating all the friction interposed plates and steel plates joined to the friction interposed plates,
The outer periphery of at least the contact portion of the overlapping portion is waterproofed with a non-conductive member,
Bolt fastening structure.
前記摩擦介在板は、少なくともその周縁部に粘弾性体が塗布され、この板の略中央部にボルト挿通用の孔が設けられ、少なくとも表層がアルミニウムであること、
を特徴とするボルト締結構造体。 In a bolt fastening structure in which a predetermined crimping force is applied with bolts and nuts through which friction intervening plates are interposed and overlapped between structural steel plates in a construction structure,
The friction interposed plate is coated with a viscoelastic body at least at the peripheral portion thereof, a hole for bolt insertion is provided at a substantially central portion of the plate, and at least the surface layer is aluminum.
Bolt fastening structure.
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のボルト締結構造。 Friction intervening plate is a plate in which at least the surface layer is a non-ferrous metal of aluminum, copper, lead, brass, titanium, zinc, nickel, thallium, stainless steel, silver, gold, platinum, indium, barium, or an alloy thereof, or at least the surface layer Consisting of at least one of the plates made of alumina, zirconia, titania, zinc oxide, mullite, silicon nitride, boron nitride, aluminum nitride, sialon, silicon carbide, titanium carbide, boride, sulfide ceramics about,
The bolt fastening structure according to any one of claims 1 to 3.
を特徴とする請求項1乃至4に記載のボルト締結構造体。 An elastic body and a pressing plate are applied to the outside of the overlapping portion of structural steel plates in a construction structure, and a predetermined pressure is applied with bolts and nuts penetrating all of them.
The bolt fastening structure according to any one of claims 1 to 4.
を特徴とする請求項5に記載のボルト締結構造体。 The elastic body is an alternating laminate of non-metallic plates and metallic plates, or a non-metallic plate that is bound by metal around the periphery,
The bolt fastening structure according to claim 5.
を特徴とする請求項3に記載のボルト締結構造体。 The bolt insertion hole in the friction interposed plate has a cylindrical rising portion,
The bolt fastening structure according to claim 3.
を特徴とする請求項3に記載のボルト締結構造体。 The friction interposed plate is drawn out in a tape shape from a state wound in a roll shape, and is separated from a separating means in a direction perpendicular to the longitudinal direction thereof,
The bolt fastening structure according to claim 3.
を特徴とする請求項3に記載のボルト締結構造体。 The friction interposed plate is formed using an extruded aluminum plate as a base material,
The bolt fastening structure according to claim 3.
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