JP2006275122A - ターンバックル - Google Patents

Abstract

【課題】例えば免震装置の予荷重保持のための治具として適用した場合、その予荷重を付与する前に取り付けて荷重をかけることができ、また取付け後に予荷重以上の荷重が加わってもターンバックルには伝達することがなく、取り外しを簡単に行うことができるターンバックルを提供する。
【解決手段】一方の端部に、内周がボルト挿通孔１７，１８を規定する環状突部１５，１６がそれぞれ設けられた第１，第２スリーブ１１，１２と、第１スリーブ１１のボルト挿通孔１７に挿通され、環状突部１５の内面に係合する頭部２０を有する第１ボルト１３と、第２スリーブ１２のボルト挿通孔１８に挿通され、環状突部１６の内面に係合する頭部２０を有し、該スリーブ１２に対して軸方向相対移動可能であるが、相対回転不能である第２ボルト１４とを備え、第１，第２スリーブ１１，１２の他方の端部どうしがねじ嵌合することを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

この発明は、ターンバックルに関し、さらに詳細には、例えば積層ゴムを備えた免震装置に予め載荷して鉛直方向のたわみを付与し、その予荷重状態を保持するのに好適なターンバックルに関する。

近年、既設構造物の免震レトロフィットが広く行われるようになってきている。この免震レトロフィットでは、一般に積層ゴムを備えた免震装置が採用され、基礎と柱の間あるいは柱を切断してその切断箇所に免震装置が設置される。

図１は、建物の中間階での免震レトロフィットの例を示している。この工事の概略手順は、上階の荷重をサポートジャッキ５０で支持したうえで、柱５１を所定寸法Ｌだけ切断する。柱５１の切断箇所に免震装置１を配置して、モルタル５２で柱５１に固定する。その後、サポートジャッキ５０を撤去する。このとき、免震装置１に建物の荷重が載荷されることから、積層ゴム２に鉛直方向のたわみが生じる。

柱は１つの建物につき多数本存在し、上記のような免震装置１の据え付けは、同時に行うことが困難である。このため、据え付け工事は複数の工区に分けて、工区毎に行うのが一般的である。しかしながら、免震装置に生じるたわみを全ての工区で一定にするのは困難であり、その結果、各柱の負担軸力が施工前後で変動するおそれがある。このようなことから、免震装置に予め載荷してたわみを生じさせ、予荷重状態で免震装置を据え付けることが望ましい方法である。

予荷重は工場等においてプレス機によって付与されるが、据え付け完了までその予荷重を保持するための治具が要求される。この治具としてターンバックルを使用する場合、免震装置の上下フランジ間に取り付けることになるが、一般的なターンバックルを使用すると、載荷後にしか取り付けることができない。また、取り付けることができたとしても、ストロークを大きくとることができないことから、取り外しが困難となる。

さらに、設計により求めた予荷重と、免震装置に実際に加わる建物荷重との間には誤差が生じるのを避けることは事実上不可能である。このため、免震装置に取り付けたターンバックルには設計予荷重以上の過大な圧縮荷重が加わり、ターンバックルの取り外しが全く不可能になるという事態も起こる。

この出願の発明に関連する先行技術情報としては次のようなものがある。
特開平１１−３３６８３７号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、例えば建物の免震レトロフィットにおける免震装置の一つの望ましい据え付け方法である、免震装置に工場で予荷重を与えてそれを保持し、そのまま現場に運んで据え付けする方法において、免震装置に予荷重を付与する前に取り付けて荷重をかけることができ、また取付け後に予荷重以上の荷重が加わってもターンバックルには伝達することがなく、取り外しを簡単に行うことができるターンバックルを提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、一方の端部に、内周がボルト挿通孔を規定する環状突部がそれぞれ設けられた第１，第２スリーブと、
前記第１スリーブの前記ボルト挿通孔に挿通され、前記環状突部の内面に係合する頭部を有する第１ボルトと、
前記第２スリーブの前記ボルト挿通孔に挿通され、前記環状突部の内面に係合する頭部を有し、該スリーブに対して軸方向相対移動可能であるが、相対回転不能である第２ボルトとを備え、
前記第１，第２スリーブの他方の端部どうしがねじ嵌合することを特徴とするターンバックルにある。

より具体的には、前記第２ボルトを第２スリーブに対して軸方向相対移動可能かつ相対回転不能とするための手段は、前記第２スリーブの内周に軸方向に沿って設けられたキー溝と、前記第２ボルトの頭部に設けられ、前記キー溝に嵌合するキーとからなる。また、前記第１ボルトは、六角穴付きボルトである。また、前記第１，第２スリーブの少なくとも一方の外周に取り付けられる熱線ヒータを備えている。

前記ターンバックルは、例えば、積層ゴムの上下部にフランジを有する免震装置の予荷重保持のために適用される。この場合、前記第１，第２ボルトの各先端は、前記上下フランジにそれぞれ設けられたボルト挿通孔に挿通されたうえ、前記上下フランジの上下にそれぞれ配置されるベースプレートに設けられたねじ孔にねじ込まれる。

この発明によれば、例えば免震装置の予荷重保持のための治具として適用した場合、その予荷重を付与する前に取り付けて荷重をかけることができ、また取付け後に予荷重以上の荷重が加わってもターンバックルには伝達することがなく、取り外しを簡単に行うことができるという効果が得られる。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図２は、この発明によるターンバックルが適用される免震装置１を示す正面図である。免震装置１は、積層ゴム２と、その上下に設けられた円形のフランジ３ａ，３ｂとからなっている。積層ゴム２は、鋼板とゴム層とを交互に積層してなる円柱状のものであって、水平方向にせん断変形することにより地震時のエネルギーを吸収する作用をなす。

免震装置１は上下フランジ３ａ，３ｂの各上下面に配置されるベースプレート４ａ，４ｂを介して柱５１に設置される。これらのベースプレート４ａ，４ｂには、図１に示したモルタル５２に埋め込まれる複数のねじ込み式のスタッドボルト５が設けられている。上下フランジ３ａ，３ｂには後述するセットボルトを挿通するためのボルト挿通孔６が周方向に間隔を置いて複数設けられ、また上下ベースプレート４ａ，４ｂにはボルト挿通孔６に対応して複数のねじ孔７が設けられている。ターンバックル１０は、これらのボルト挿通孔６及びねじ孔７を利用して免震装置１に装着される。

図３はターンバックル１０の詳細構造を示す軸方向断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。ターンバックル１０は、第１，第２スリーブである上下２つのスリーブ１１，１２と、第１，第２ボルトである上下２本のボルト１３，１４とを備えている。上下スリーブ１１，１２はそれぞれの上端部及び下端部に環状突部１５，１６が設けられ、この環状突部１５，１６の内周によってボルト１３，１４の挿通孔１７，１８が規定されている。

上下ボルト１３，１４はそれぞれ上下スリーブ１１，１２にその開口端側から挿入され、各挿通孔１７，１８に挿通される。ボルト１３，１４はいずれも先端部の雄ねじ部１９と頭部２０とを持ち、頭部２０に六角穴２１が形成された六角穴付きボルトである。挿通孔１７，１８に挿通されたボルト１３，１４は、その頭部２０が環状突部１５，１６の内面に係合可能となっている。なお、上スリーブ１１には環状突部１５の下方に環状の段付き部２２が形成され、この段付き部２２の内周にボルト１３の頭部２０が収容される。

下スリーブ１２の内周には軸方向に沿ってキー溝２３が形成されている。他方、この下スリーブ１２に挿入される下ボルト１４の頭部２０には、キー溝２３に嵌合するキー２４が設けられている。これにより、下ボルト１４は下スリーブ１２に対し、軸方向に相対移動可能であるが、回転は不能となっている。

上スリーブ１１の下端部内周には雌ねじ部２５が設けられている。他方、下スリーブ１２の上端部外周には雌ねじ部２５に螺着する雄ねじ部２６が設けられている。これにより、上スリーブ１１は下スリーブ１２にねじ嵌合するようになっている。なお、図３において符号２７は、スパナ掛け穴を示している。

下スリーブ１２の外周には熱線ヒータ２７が取り付けられている。この熱線ヒータ２７は、下スリーブ１２の外周に熱線をコイル状に巻き付けることにより取り付けることができる。あるいは、適宜のシート材に熱線を埋込み、このシート材を下スリーブ１２に巻き付けることによって取り付けることもできる。熱線ヒータ２７は上スリーブ１１に取り付けるようにしてもよい。

次に、上記ターンバックルを使用した免震装置の予荷重付与作業工程について図５及び図６を参照しながら説明する。この作業は、通常、免震装置の出荷前に工場で行われるが、施工現場で行うこともできる。
＜図５（ａ）＞
１．上ベースプレート４ａを免震装置の上フランジ３ａ上に載せ、それらのねじ孔７とボルト挿通孔６との位置を合わせる。
２．上ボルト１３を上スリーブ１１に組み込み、ボルト挿通孔１７に挿通した状態で、このボルト１３を六角レンチ３０を用いて上ベースプレート４ａのねじ孔７にねじ込む。

＜図５（ｂ）＞
３．免震装置の下フランジ３ｂを下ベースプレート４ｂ上に載せ、それらのねじ孔７とボルト挿通孔６との位置を合わせる。
４．下ボルト１４を下スリーブ１２に組み込み、ボルト挿通孔１８に挿通した状態で、上スリーブ１１を上に持ち上げながら下スリーブ１２を横から上下フランジ３ａ，３ｂ間に挿入する。
＜図５（ｃ）＞
５．下スリーブ１２にスパナ３１を掛けて廻す。下ボルト１４は下スリーブ１２に対して相対回転しないので、下ベースプレート４ｂのねじ孔７にねじ込まれる。このとき、キー２４はキー溝２３に沿って下降する。

＜図６（ｄ）＞
６．下スリーブ１２をスパナ３１で抑えながら、上スリーブ１１にスパナ３１を掛けて廻す。これにより、上スリーブ１１はの雌ねじ部２５と下スリーブ１２の雄ねじ部２６とが螺着し、両スリーブは嵌合して一体となる。また、上下ボルト１３，１４の各頭部２０はそれぞれの環状突部１５，１６の内面に係合する。
＜図６（ｅ）＞
７．上記のようにしてターンバックル１０が取り付けられた免震装置をプレス機にセットし、所定荷重Ｆを加える。この結果、積層ゴム２がたわむので、そのたわみ量ｈに相当する隙間ｄが下ボルト１４の頭部２０と環状突部１６との間に生じる。
＜図６（ｆ）＞
８．下スリーブ１２をスパナ３１で抑えながら、上スリーブ１１をスパナ３１で廻して、下スリーブ１２を上スリーブ１１にさらにねじ込む。このとき、上ボルト１３の頭部２０と環状突部１５との間には摩擦が効いているので、上ボルト１３は締まり方向に廻ろうとする。これにより、上下ボルト１３，１４は緊張し、予荷重が保持される。

なお、予荷重はベースプレート４ａ，４ｂの外周を引っ張る形になり、ベースプレートが薄いとたわむので厚くする必要がある。この場合、ベースプレートが極端に厚くなるようであれば、このたわみ分を考慮して、積層ゴム２にあたる面をたわみ分凸型に削っておくと極端に厚くなるのが解消される。

次に、施工現場でのターンバックルの取り外し作業を含む免震装置の据え付け作業工程について図７及び図８を参照しながら説明する。以下の説明では、図１に示したように、予荷重が付与された免震装置１が柱５１の切断箇所に設置され、上下ベースプレート４ａ，４ｂがモルタル５２で柱５１に固定されているものとする。このとき、免震装置に建物から予荷重以上の荷重が加わっても、下ボルト１４に対して下スリーブ１２が軸方向に変位することから、上下ボルト１３，１４には過大な圧縮力が加わることがない（図６（ｆ）参照）。

＜図７（ａ）＞
１．熱線ヒータ２７に通電し、下スリーブ１２を加熱する。加熱により下スリーブ１２が膨張するので、下スリーブ１２をスパナ３１で抑えながら上スリーブ１１にスパナ３１を掛けて弛め方向に廻すと、両スリーブ１１，１２を固定しているねじ２５，２６が弛む。このとき、上ボルト１３も弛め方向に廻ろうとするので、弛め易い。
＜図７（ｂ）＞
２．下スリーブ１２から切り離された上スリーブ１１を持ち上げながら、下スリーブ１２をスパナ３１により下ボルト１４の弛め方向に廻す。このとき、キー２４がキー溝２３に沿って上昇し、下ボルト１４が下ベースプレート４ｂのねじ孔７から抜け出す。

＜図７（ｃ）＞
３．下ボルト１４が上がりきったら、下スリーブ１２を横方向に取り除く。
＜図８（ｄ）＞
４．上ボルト１３を六角レンチ３０で弛め、上スリーブ１１を取り除く。
＜図８（ｅ）＞
上下フランジ３ａ，３ｂの各ボルト挿通孔６を通して、上下ベースプレート４ａ，４ｂの各ねじ孔７にセットボルト２９をねじ込み、フランジ３ａ，３ｂとベースプレート４ａ，４ｂとを締結する。以上で据え付け作業を終了する。

上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の形態を採りうる。例えば、上スリーブ１１と下スリーブ１２との上下関係を上記実施形態とは逆にしても、免震装置への取り付け・取り外しをすることができる。また、上記実施形態では、この発明のターンバックルを免震装置の予荷重保持のための治具として適用したが、免震装置に限らず２つの要素間に付与される予荷重を保持するためのものとして適用できる。

建物の中間階での免震レトロフィットの例を示す図である。 この発明によるターンバックルが取り付けられた免震装置を示す図である。 同ターンバックルの詳細を示す断面図である。 図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。 この発明によるターンバックルを使用した免震装置の予荷重付与作業工程を示す図である。 図５に引き続く作業工程を示す図である。 この発明によるターンバックルの取り外しを含む免震装置の据え付け作業工程を示す図である。 図７に引き続く作業工程を示す図である。

符号の説明

１ 免震装置
２ 積層ゴム
３ａ，３ｂ 上下フランジ
４ａ，４ｂ 上下ベースプレート
６ ボルト挿通孔
７ ねじ孔
１０ ターンバックル
１１ 上スリーブ
１２ 下スリーブ
１３ 上ボルト
１４ 下ボルト
１５，１６ 環状突部
１７，１８ ボルト挿通孔
１９ 雄ねじ部
２０ 頭部
２１ 六角穴
２３ キー溝
２４ キー
２５ 雌ねじ部
２６ 雄ねじ部
２７ 熱線ヒータ
２９ セットボルト

Claims (5)

1. 一方の端部に、内周がボルト挿通孔を規定する環状突部がそれぞれ設けられた第１，第２スリーブと、
   前記第１スリーブの前記ボルト挿通孔に挿通され、前記環状突部の内面に係合する頭部を有する第１ボルトと、
   前記第２スリーブの前記ボルト挿通孔に挿通され、前記環状突部の内面に係合する頭部を有し、該スリーブに対して軸方向相対移動可能であるが、相対回転不能である第２ボルトとを備え、
   前記第１，第２スリーブの他方の端部どうしがねじ嵌合することを特徴とするターンバックル。
2. 前記第２ボルトを第２スリーブに対して軸方向相対移動可能かつ相対回転不能とするための手段は、前記第２スリーブの内周に軸方向に沿って設けられたキー溝と、前記第２ボルトの頭部に設けられ、前記キー溝に嵌合するキーとからなることを特徴とする請求項１記載のターンバックル。
3. 前記第１ボルトは、六角穴付きボルトであることを特徴とする請求項１又は２記載のターンバックル。
4. 前記第１，第２スリーブの少なくとも一方の外周に取り付けられる熱線ヒータを備えていることを特徴とする請求項１，２又は３記載のターンバックル。
5. 前記ターンバックルは、積層ゴムの上下部にフランジを有する免震装置の予荷重保持のために適用され、
   前記第１，第２ボルトの各先端は、前記上下フランジにそれぞれ設けられたボルト挿通孔に挿通されたうえ、前記上下フランジの上下にそれぞれ配置されるベースプレートに設けられたねじ孔にねじ込まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１記載のターンバックル。

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