JP2006291613A - High strength bolt friction joining structure of square steel-pipe column and attached plate for one surface friction - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、鉄骨骨組を構築する際に、柱材として用いる角形鋼管を、添板と高力ボルトを用いて材軸方向に接合して長尺の角形鋼管柱を形成する場合に適用される、角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合構造と一面摩擦用添板に関する。 The present invention is applied to, for example, a case where a long rectangular steel pipe column is formed by joining a square steel pipe used as a column material in the material axis direction using an attachment plate and a high-strength bolt when constructing a steel frame. The present invention relates to a high-strength bolt friction joining structure of a square steel pipe column and a one-side friction accessory.
一般に、鉄骨骨組を構築する柱は、道路の輸送制限により、建物の約3階の高さに相当する12m以下の長さにして現場搬入するのが通例となっており、高層の建物を構築する場合には、現場で柱を接合して長尺化することが行われている。この場合、例えばH形断面材(開断面材)を柱材とする場合では、添板と一般的な高力ボルトを用いて容易に接合可能であるが、角形鋼管(閉断面材)を柱材とする場合では、このように添板と一般の高力ボルトを用いて接合することは困難であることから、従来、外側からの接合施工で直接に接合可能な溶接が用いられてきた。
このように、角形鋼管柱を溶接接合する場合には、1本の溶接接合に2人がかりで半日かかることも稀ではなく、溶接部の品質管理や検査にも多大の手間を要する。また、溶接施工は、天候(雨、風、低温等に制限あり)に左右されることがあることから、風、雨、低温等に対する対策も必要であるなど、工期上の問題に加え施工コストの高騰を招くという問題がある。
In general, pillars to construct steel frames are usually carried in the site with a length of 12m or less, which corresponds to the height of about the third floor of the building, due to road transportation restrictions, and high-rise buildings are constructed. In the case of doing so, it has been practiced to lengthen by joining the pillars in the field. In this case, for example, when a H-shaped cross-section material (open cross-section material) is used as a column material, it can be easily joined using an accessory plate and a general high-strength bolt, but a square steel pipe (closed cross-section material) is a column. In the case of using a material, since it is difficult to join using a ply plate and a general high-strength bolt as described above, conventionally, welding that can be directly joined by joining work from the outside has been used.
Thus, when welding a square steel pipe column by welding, it is not uncommon for two welders to take half a day for one welded joint, and a great deal of labor is required for quality control and inspection of the weld. In addition, since welding may be affected by the weather (limited to rain, wind, low temperature, etc.), it is necessary to take measures against wind, rain, low temperature, etc. There is a problem of inviting soaring.
このような問題を解消するために、角形鋼管柱の外側または外側と内側に添板を当接してボルト・ナットを用いて締結する柱−柱の継手構造が提案されている。例えば、上下の角形鋼管に跨がって外側と内側に添板を当接し、角形鋼管端部の開口部から高力ボルトを挿入して、内側の添板のボルト孔から外側の添板の外部に突出させ、ナットを螺合して締結するようにした継手構造が提案されている。
この継手構造においては、一般の高力ボルトを使用できるが、手探りで多数のボルト孔に高力ボルトを挿入する必要があり労力負担が大きい。また、添板を角形鋼管柱の外側に当接した場合には、角形鋼管柱の外面に添板による局部的な出っ張り部が生じ、角形鋼管柱の仕上げ処理(耐火材被覆、パネル張りなど)に支障を生じることがあり、加えて、柱鋼管の内側からボルトを挿入し外側でナット締めにより締結する場合には、ナット使用による出っ張り部の高さが大きくなり、この支障の度合いが更に大きくなるという問題がある。
In order to solve such a problem, there has been proposed a column-column joint structure in which a accessory plate is brought into contact with the outside or outside and inside of a square steel tube column and fastened with bolts and nuts. For example, straddling the upper and lower square steel pipes, the outer plate and the inner plate are abutted, high-strength bolts are inserted from the opening of the square steel pipe end, the outer auxiliary plate from the bolt hole of the inner auxiliary plate There has been proposed a joint structure that protrudes to the outside and is fastened by screwing a nut.
In this joint structure, a general high-strength bolt can be used. However, it is necessary to insert high-strength bolts into a large number of bolt holes by groping, and the labor load is large. In addition, when the accessory plate is in contact with the outside of the square steel pipe column, a local bulging portion is generated by the accessory plate on the outer surface of the square steel tube column, and the square steel pipe column finish treatment (fireproof material coating, panel tension, etc.) In addition, when a bolt is inserted from the inside of a column steel pipe and tightened by tightening a nut on the outside, the height of the protruding portion due to the use of the nut increases, and the degree of this trouble is further increased. There is a problem of becoming.
このような、問題を解消する角形鋼管柱の接合構造として、例えば特許文献1において、概念的には図11(a)、(b)に示すように、背面側に複数のナット5を共回りしないように保持具4で保持した添板2を角形鋼管柱1の内側にのみ当接して、座金6を用いるトルシア形頭締め高力ボルト3を角形鋼管柱1の外側からボルト孔1o、2oに挿入して添板2の背面側に保持されたナット4に螺合し、高力ボルト3を頭締めして締結するようにした一面摩擦接合による角形鋼管柱の接合構造が開示されている。
しかし、ここで用いられる添板2はフラットな板体であり、若干厚みを増加させたものを用いるが、角形鋼管柱1の内側にのみ当接して一面摩擦接合で高力ボルト3で接合する場合には、図12(a)に示すように、鋼管柱1と添板2に偏芯eが生じるため、場合によっては、角形鋼管柱1の軸方向に作用する圧縮力Nにより、図12(b)に示すように、鋼管柱1の接合位置近傍にある添板2の中央部と添板上・下部の角形鋼管部で、面外変形cが生じて接合部として十分な耐力が発揮できない場合もある。
対策例として、単純に添板の厚みを大幅に増加させて耐力を上げることが考えられるが、この場合、添板の材料費、加工費が必要以上に増加することになり、また重量が増加するため、手作業による施工負荷が増大するという問題もあり、得策とは言い難い。
However, although the
As an example of countermeasures, it is possible to increase the proof stress by simply increasing the thickness of the accessory plate, but in this case, the material cost and processing cost of the accessory plate will increase more than necessary, and the weight will increase. For this reason, there is a problem that the construction load due to manual work increases, which is difficult to say.
本発明は、角形鋼管柱を、添板および高力ボルトを用いて長さ方向に接合して角形鋼管柱を形成する場合に、添板を角形鋼管柱の内側にのみ当接して一面摩擦接合とし、角形鋼管柱の外側で高力ボルトを頭締めして添板とナットによる出っ張り部を少なくし、柱の仕上げ処理(耐火材被覆、パネル張りなど)への支障を緩和する場合において、添板として圧縮力に対して十分な耐力を有利に確保できる一面摩擦用添板を用いることにより接合強度を安定確保可能な角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合構造を提供するものである。 In the present invention, when a square steel pipe column is formed by joining a square steel pipe column in the length direction using an accessory plate and a high-strength bolt, the accessory plate is brought into contact with the inner side of the square steel tube column only to make a one-surface friction welding. When tightening high-strength bolts on the outside of the square steel pipe column to reduce the protruding parts due to the plate and nut, alleviation of obstacles to the column finishing process (fireproof material coating, panel tension, etc.) The present invention provides a high-strength bolt friction joint structure for a rectangular steel pipe column that can secure a stable joint strength by using a single-surface friction accessory plate that can advantageously ensure a sufficient yield strength against a compressive force.
本発明は、上記の課題を有利に解決するために、以下の(1)〜(9)を要旨とするものである。
(1) 添板と高力ボルトを用いる角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合構造において、接合する角形鋼管柱に跨がって材軸方向に連続する補強部を有する一面摩擦用添板を角形鋼管柱の接合部領域の内面側にのみ当接し、角形鋼管柱の外面側から高力ボルトを挿入してネジ部を添板の背面から突出させナットを螺合し締結したことを特徴とする角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合構造。
(2) (1)の角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合構造において角形鋼管柱の内面側に当接して用いる一面摩擦用添板であって、角形鋼管柱のボルト孔に合わせた複数のボルト孔を有し、背面側の少なくとも接合部近傍領域で、接合する角形鋼管柱に跨がって材軸方向に連続する補強部を有することを特徴とする角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合用の一面摩擦用添板。
(3) (2)において、添板の補強部が、添板に接合した複数の縦リブからなる角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合用の一面摩擦用添板。
(4) (2)において、添板の補強部が、添板自体の両端を曲げ加工して形成した突条部からなる角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合用の一面摩擦用添板。
(5) (2)において、添板の補強部が、添板自体に一体に形成した複数の突条部からなる角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合用の一面摩擦用添板。
The present invention is summarized as the following (1) to (9) in order to advantageously solve the above problems.
(1) In a high-strength bolt friction joint structure of a square steel pipe column using a splice plate and a high-strength bolt, a one-surface friction splice plate having a reinforcing portion that extends across the square steel pipe column to be joined and continues in the axial direction is square. It is only in contact with the inner surface side of the joint area of the steel pipe column, and a high-strength bolt is inserted from the outer surface side of the square steel pipe column so that the screw part protrudes from the back surface of the accessory plate, and the nut is screwed and fastened. High-strength bolt friction joint structure for square steel pipe columns.
(2) In the high-strength bolt friction joint structure of the square steel pipe column of (1), a single-surface frictional attachment plate used in contact with the inner surface side of the square steel pipe column, a plurality of bolts matched to the bolt holes of the square steel pipe column For high-strength bolt friction joining of square steel pipe columns, which has a hole and has a reinforcing portion that extends in the material axis direction across the square steel pipe columns to be joined, at least in the vicinity of the joining portion on the back side One side friction plate.
(3) The one-surface friction accessory plate for high-strength bolt friction joining of a square steel pipe column in which the reinforcing portion of the accessory plate is composed of a plurality of vertical ribs joined to the accessory plate in (2).
(4) A single-surface friction accessory plate for high-strength bolt friction joining of a rectangular steel pipe column, wherein the reinforcing portion of the accessory plate is formed by bending both ends of the accessory plate itself in (2).
(5) The one-surface friction accessory plate for high-strength bolt friction joining of a rectangular steel pipe column, wherein the reinforcing portion of the accessory plate is a plurality of protrusions formed integrally with the accessory plate in (2).
(6) (2)において、ウェブと両フランジからなり、ウェブに角形鋼管柱のボルト孔に合せたボルト孔を有し、両フランジ部を補強部とする複数の溝形鋼材からなる角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合用の一面摩擦用添板。
(7) (2)において、添板の背面に、添板のボルト孔に合致するボルト孔を有するウェブと両フランジからなる複数の溝形鋼材を幅方向に並べウェブ側で接合してなる角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合用の一面摩擦用添板。
(8) (2)〜(7)のいずれかにおいて、補強部を形成した添板のナット螺合側に、ボルト孔に合わせてナットを共回りしないように保持する保持枠を装着してなる角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合用の一面摩擦用添板。
(9) (2)において、添板の背面に、ウェブと両フランジからなり溝空間に添板のボルト孔に合わせて複数のナットを共回りしないように保持した溝形鋼材を、添板のボルト孔経由で角形鋼管柱の外面側から挿入された高力ボルトにナットを螺合可能な位置に並べ両フランジ端側で接合してなる角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合用の一面摩擦用添板。
(6) In (2), a square steel pipe column comprising a web and both flanges, the web having bolt holes that match the bolt holes of the square steel pipe column, and a plurality of grooved steel members having both flange portions as reinforcing portions. One-surface friction accessory plate for high-strength bolt friction bonding.
(7) In (2), a square formed by arranging a plurality of grooved steel members composed of a web having a bolt hole matching the bolt hole of the accessory plate and both flanges on the back surface of the accessory plate on the web side. One-surface friction accessory plate for high-strength bolt friction welding of steel pipe columns.
(8) In any one of (2) to (7), a holding frame for holding the nut so as not to rotate together with the bolt hole is mounted on the nut screwing side of the accessory plate on which the reinforcing portion is formed. One-side friction accessory plate for high-strength bolt friction welding of square steel pipe columns.
(9) In (2), a grooved steel material comprising a web and both flanges and holding a plurality of nuts in the groove space so as not to rotate together with the bolt holes of the accessory plate is provided on the rear surface of the accessory plate. For single-surface friction for high-strength bolt friction joining of square steel pipe columns, which are formed by arranging nuts at positions where they can be screwed into high-strength bolts inserted from the outer surface side of the square steel pipe columns via bolt holes and joining at both flange ends. Saddle plate.
本発明では、角形鋼管柱を、添板および高力ボルトを用いて長さ方向に接合して角形鋼管柱を形成する場合に、補強部を有する一面摩擦用添板を角形鋼管柱の内側にのみ当接して一面摩擦接合としているので、角形鋼管柱の外側で高力ボルトを頭締めして添板とナットによる出っ張り部を少なくし、柱の仕上げ処理(耐火材被覆、パネル張りなど)に関する支障を緩和するとともに、添板コスト、手作業の負荷を大幅増加させることなく、接合部の材軸方向の圧縮力に対する耐力を十分に確保でき、接合強度を安定確保可能な角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合構造を安定的に得ることができる。
また、一面摩擦用添板側にナットホルダーを共回りしないように保持した場合には、角形鋼管柱の外面側から高力ボルトをナットに容易に螺合して締結でき、接合施工負荷を軽減することができる。
In the present invention, when a square steel pipe column is formed by joining a square steel pipe column in the length direction using a spigot plate and a high-strength bolt, the one-surface friction accessory plate having a reinforcing portion is placed inside the square steel pipe column. Since only one-side frictional joining is used, high-strength bolts are tightened on the outside of the square steel pipe column to reduce the protruding portion by the accessory plate and nut, and the column finish processing (fireproof material coating, panel tension, etc.) The height of a rectangular steel pipe column that can sufficiently secure the strength against compressive force in the axial direction of the joints and can ensure stable joint strength without alleviating the obstacles and without significantly increasing the cost of plate and manual work. A force bolt friction joint structure can be obtained stably.
In addition, when the nut holder is held so that it does not co-rotate on the side of the friction plate, the high-strength bolt can be easily screwed to the nut from the outer surface side of the square steel pipe column and fastened, reducing the joint work load can do.
[接合構造の形態例]
本発明は、角形鋼管を柱材として用い、接合する上下の角形鋼管柱を長さ方向に接合して長尺の角形鋼管柱を主として施工現場で形成する場合に適用される、一面摩擦用添板を用いる角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合構造であり、ここでは、一面摩擦用添板を角形鋼管柱の4側面において内側にのみ当接する場合について、部分説明図である図1〜図4に基づき概要説明する。
本発明の角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合構造の基本構造は、図1(a)、(b)に示すように接合する角形鋼管柱1a、1bのボルト孔1oに対応する複数のボルト孔2oを有し、背面側の少なくとも接合部近傍領域において、接合する角形鋼管柱1aと1bに跨がって材軸方向に連続する補強部8を有する、例えば図2に示すような一面摩擦用添板(以下「添板」または「一面摩擦用添板」という。)2を、角形鋼管柱1a、1bの4側面の内側の接合部領域においてボルト孔1oと2oが合う位置に当接し、角形鋼管柱1a、1bの外面側からボルト孔1o、2oに高力ボルト3を挿入してネジ部を添板2の背面から突出させナット5を螺合・締結することによって角形鋼管柱1a、1bを接合した角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合構造である。
[Example of bonding structure]
The present invention is applied when a rectangular steel pipe is used as a column material and the upper and lower rectangular steel pipe columns to be joined are joined in the length direction to form a long rectangular steel pipe column mainly at a construction site. It is a high strength bolt friction joint structure of a square steel pipe column using a plate, and here, FIG. The outline will be explained based on the above.
The basic structure of the high-strength bolt friction joint structure of the square steel pipe column of the present invention is a plurality of bolt holes corresponding to the bolt holes 1o of the square
ここでは、添板2の背面側にナットホルダー4を介して縦列毎の複数のナット5、座金7を保持させておき、角形鋼管柱1a、1bの外側から高力ボルト3をボルト孔1o、2oに挿入し頭締めして、ナットホルダー4に保持されたナット5に螺合・締結する。ナットホルダー4に保持されたナット5は、一定の微小範囲内で位置を変化させることができ、微小ずれに対応して高力ボルト3を円滑に螺合可能である。
高力ボルト3としては、例えば特許文献1に記載されるようなトルシア形の頭締め高力ボルトであり、従来の締付具と同様の原理を利用した専用の締結具を用い、座金6とともに用いて頭締めにより、締め付けのトルクを管理して締結できるものが適性が高い。
Here, a plurality of
The high-
[接合構造の施工手順例]
上記の接合構造例において、ナット5と座金7をナットホルダー4により保持した添板2を角形鋼管柱1a、1b内に当接して、角形鋼管柱1a、1bの外側から高力ボルト3を頭締めしてナット5に螺合・締結することによって、角形鋼管柱1aと1bを接合する場合、例えば図4に示すような施工手順例を採用することができる。
(1)所定の長さに切断し整端した角形鋼管柱1a、1bの端部に複数のボルト孔1oをあける。
(2)所定のサイズに切断・加工した添板本体2hに、角形鋼管柱1aと1bを突き合わせた際のボルト孔1oに対応する複数のボルト孔2oを設け、各ボルト孔2oに合わせて背面側に、ナット5をナットホルダー4を介して締結時に高力ボルト3と共回りしないように保持させておく。また、添板本体2hの背面側の少なくとも接合部近傍領域において、接合する角形鋼管柱1aと1bに跨がって材軸方向に連続する縦リブからなる補強部8をナットホルダー4の両側に溶接w接合する。
(3)一方の角形鋼管柱1bの相対する2側面(例えば側面AとB)に、開口端から添板2を挿入して角形鋼管柱1aとの当接部分を外部側に突出させた状態で当接し、角形鋼管柱1bの外側から手の届く範囲で選択した(全部も可)したボルト孔1o、2oに高力ボルト3を挿入して、添板2の背面側でナットホルダー4に保持したナット5に螺合し仮締結しておく。
(4)他方の角形鋼管柱1aでは、相対する2側面(例えば側面CとD・・Dは図示省略)に、開口端から添板2を挿入して角形鋼管柱1bとの当接部分を外部側に突出させた状態で当接し、角形鋼管柱1aの外側から内部の手が届く範囲で、選択した(全部も可)ボルト孔1o、2oに高力ボルト3を挿入して、添板2の背面側でナットホルダー4に保持したナット5に螺合し仮締結しておく。
(5)角形鋼管柱1bに角形鋼管柱1aを接近させて、開口端から突出した角形鋼管柱1a側の添板2の当接部分を角形鋼管柱1b内に挿入し、同時に開口端から突出した鋼管柱1b側の添板2の当接部分を角形鋼管柱1a内に挿入して、それぞれボルト孔1oと各添板2のト孔2oの位置を合わせ、角形鋼管柱1a、1bの外側からボルト孔1o、2oに高力ボルト3を挿入し頭締めして、添板2の背面側でナットホルダー4に保持したナット5に螺合・締結し、併せて(3)、(4)で仮締結しておいた高力ボルト3とナット5を本締結する。
このようにして、角形鋼管柱1a、1bの各側面(A〜D)に添板2を高力ボルト3で接合することによって、上記の角形鋼管柱の高力ボルト摩擦接合構造を得ることができる。
[Example of construction procedure for joint structure]
In the above-mentioned example of the joining structure, the
(1) A plurality of bolt holes 1o are formed in the ends of the square
(2) A plurality of bolt holes 2o corresponding to the bolt holes 1o when the square
(3) A state in which the
(4) In the other square
(5) The square
In this way, the high-strength bolt friction joint structure for the square steel pipe column can be obtained by joining the
なお、上記の施工手順で、角形鋼管柱への添板2の仮締結を、一方の角形鋼管柱1bと他方の角形鋼管柱1a側で半分(2側面)ずつ行ってから、接合する角形鋼管柱側に挿入して締結するようにしているが、これは、角形鋼管柱の開口端から仮締結領域までの距離を短くし開口端から仮締結の作業性を高めるためであり、十分な作業性が確保される場合には、いずれか一方の角形鋼管柱で、全部(4側面)の添板2を仮締結して、接合する角形鋼管柱側に挿入して締結するようにしてもよい。(以上は請求項1の形態例に相当)。
In addition, the square steel pipe which joins, after carrying out the temporary fastening of the
[添板の形態例1]
[接合構造の形態例]で用いた一面摩擦用添板2は、より具体的には図2に示すように、フラットな添板本体2hの背面に、接合する角形鋼管柱1a、1bの接合部近傍領域で角形鋼管柱1a、1bにほぼ均一の長さで跨がる軸方向に連続する複数の縦リブを間隔を開けて溶接wして補強部8としたものである。ここでは、補強部8を形成する縦リブは、添板2の材軸長さより短い長さのもので、溶接wは複数箇所を選択して局部溶接としている。(全周を溶接することは不可欠ではない)。
補強部8は、角形鋼管柱1a、1bのボルト孔1oに合わせた複数のボルト孔2oの縦列間に形成する。この一面摩擦用添板2では、補強部8は最も補強が必要な角形鋼管柱1a、1bの接合部近傍領域にのみ形成し、簡易で安価に得られるようにしているが、この補強部8の長さは添板2の材軸長さまで長くすることもできる。
[Applied plate example 1]
More specifically, as shown in FIG. 2, the one-surface
The reinforcing
添板2の背面には、ナット5と座金7を保持するために用いるナットホルダー4を例えば点溶接wで固定しておくが、このナットホルダー4は、より具体的には、図3(a)、(b)に示すように、添板2に複数点で溶接wされた極薄鋼板からなる成形枠体からなり、天板4cに高力ボルト3の先端の突出空間4dを有し、ナット5を座金7とともに添板2のボルト孔2oの位置に併せて、側板4aと止め板4b間に弾性的に保持しており、このナットホルダー4に保持したナット5と座金7を、微小範囲内で位置調整することができる。このナットホルダー4は、主として複数のボルト2o単位でナット5と座金7を保持できるものを用いるが、ボルト孔2o単位でナット5と座金7を保持できるものを用いてもよい。
A
また、このナットホルダー4は、添板2の全部のボルト孔2o毎に設けることは不可欠ではない。例えば、先に角形鋼管柱に仮締結しておく側は、角形鋼管柱の開口端から手作業で高力ボルト3とナット5の仮締結ができるので、この領域のボルト孔2oにはナットホルダー4を設けなくてもよい。
ナットホルダーの形状は、ナットの数と配置に応じて選択するが、基本形は、方形で、例えば角形鋼管柱の4面において複数のナット5による各列、例えば縦列(横列配置、ナット単位の配置も選択可)毎に配置する。このナットホルダー4の添板2への固定方法としては、工場で、少なくとも2カ所を溶接wで固定する方法が簡易である。(請求項2、3+請求項8の形態例に相当)。
Further, it is not essential to provide the
The shape of the nut holder is selected according to the number and arrangement of the nuts, but the basic shape is rectangular, for example, each row of a plurality of
[添板の形態例2]
本発明で用いる他の一面摩擦用添板例としては、図5に示したように、添板9の両端を曲げ加工して両フランジ9fを補強部とし、両フランジ9f間に角形鋼管柱1a、1bのボルト孔1oに合わせた複数のボルト孔9oを設けたものがある。この一面摩擦用添板9は、両端を簡易な曲げ加工で容易に得られるため、安価に得られるものである。
ただし、両端のフランジ9a間の間隔が大きい場合には、安定した補強効果が十分でない場合もあることから、両端のフランジ間隔の小さい小幅の添板9とし、幅方向に複数枚並べて用いることも考慮する。この場合、複数の添板9を独立させてもよいが複数の添板9を幅方向に接合して用いることにより補強効果をより安定確保することができる。
この添板9の背面側にナット5、座金7を保持した、例えば図3に示すようなナットホルダー4を固定するが詳細説明は省略する。(請求項2、4+請求項8の形態例に相当)。
[Example 2 of accessory plate]
As another example of the one-surface friction accessory plate used in the present invention, as shown in FIG. 5, both ends of the
However, if the gap between the flanges 9a at both ends is large, the stable reinforcing effect may not be sufficient. Therefore, a
For example, a
[添板の形態例3]
本発明で用いる他の一面摩擦用添板としては、図6に示したように、添板10の補強部が、添板自体に一体に形成した複数の突条部10aからなるもので、角形鋼管柱1a、1bのボルト孔1oに合わせた複数のボルト孔10oを設けたものがある。
この一面摩擦用添板10は、例えば圧延などで得られる成形体を切断加工して容易、かつ安価に得られるものであり、背面側にナット5、座金7を保持した、例えば図3に示すようなナットホルダー4を固定するが詳細説明は省略する。(請求項2、5+請求項8の形態例に相当)。
[Example 3 of accessory plate]
As another one-surface friction accessory used in the present invention, as shown in FIG. 6, the reinforcing portion of the
The one-surface
[添板の形態例4]
本発明で用いる他の一面摩擦用添板としては、図7に示したように、ウェブ12uと両フランジ12fからなり、ウェブ12uに角形鋼管柱のボルト孔1oに合せたボルト孔12oを有し、両フランジ12f部を補強部とする複数の溝形鋼材12からなるものがある。基本的には、幅方向に複数並べて使用するが、接合強度を安定確保する上で、隣り合う溝形鋼材を例えば溶接wで接合することが望ましい。
この一面摩擦用添板11は、例えば圧延などで、容易に得られるC形鋼を切断加工して容易、かつ安価に得られるものであり、背面側にナット5、座金7を保持した、例えば図3に示すようなナットホルダー4を固定するが詳細説明は省略する。(請求項2、6+請求項8の形態例に相当)。
[Fourth plate example 4]
As shown in FIG. 7, another one-surface friction accessory used in the present invention comprises a
This one-
[添板の形態例5]
本発明で用いる他の一面摩擦用添板としては、図8に示すように、添板13の本体13hの背面に、添板13のボルト孔13oに合わせたるボルト孔14oを有するウェブ14uと両フランジ14fからなる複数の溝形鋼材14を幅方向に並べ補強部としたものがある。
添板13と溝形鋼材14は、角形鋼管柱に高力ボルト3で接合するので、接合することは不可欠ではないが、補強効果をより安定して確保する上で接合することが望ましい。隣合う溝形鋼材14は、接合することは不可欠ではないが、補強効果をより安定して確保する上で接合することが望ましい。溝形鋼材14の背面側にナット5、座金7を保持した、例えば図3に示すようなナットホルダー4を固定するが詳細説明は省略する。
なお、ここでは、隣り合う溝形鋼材14を幅方向に並べて配置したが、サイズ(特にウェブ14u幅)を小さくして離して配置することも考慮できる。(請求項2、7+請求項8の形態例に相当)。
[Example 5 of accessory plate]
As shown in FIG. 8, another one-surface friction accessory plate used in the present invention includes a
The
Here, the adjacent
[添板の形態例6]
本発明で用いる他の一面摩擦用添板としては、図9に示すように、添板15の本体15aの背面に、ボルト孔15oに合わせて複数のナット5を共回りしないように保持したナットホルダー4を溶接wし、さらに、ウェブ16uと両フランジ16fからなる複数の溝形鋼材16を補強部とし、溝空間16xに各ナットホルダー4を収容するように幅方向に並べ両フランジ16f端側で溶接wし、添板15のボルト孔15o経由で角形鋼管柱の外面側から挿入された高力ボルト3に、ナットホルダー4で保持したナット5を螺合可能にしたものがある。
ナット5、座金7を保持するナットホルダー4は、基本的には図3(a)、(b)に示すものとほぼ同様であり、より詳しくは図9(b)、(c)に示すように、ナット5と座金7を、ナットホルダー4内に挿入して、添板本体15aの背面と、ナットホルダーの天板4cと側板4aと止め板4bによって位置を微小範囲で調整可能に保持するものである。
ここでは、ナットホルダー4は添板本体15aの背面に溶接wしたが、溝形鋼材16側に接合(溶接や係合など)しておいてもよい。なお、溝形鋼材16は、ナットホルダー4を収容するように配置しないで、補強部として独立に配置してもよい。
なお、ここでは溝形鋼材16をナットホルダー4を収容するように配置したが、ナットホルダー4(ボルト孔)からずらして配置することも考慮できる。(請求項2、9の形態例に相当)。
[Example 6 of accessory plate]
As another one-surface friction accessory used in the present invention, as shown in FIG. 9, a nut that holds a plurality of
The
Here, the
Here, although the
本発明の有効性を評価するために、4面の中央部の内面側に一面摩擦用添板を用いた接合部を有する角形鋼管柱部材について、材軸方向に漸増圧縮荷重を付与した場合の材軸方向圧縮力N(kN)−材軸方向変形(δmm)との関係を弾塑性FEM解析により調査した。この解析は、次の3ケースについて実施し、この解析結果に基づき各ケースについて接合部耐力を評価した。
[ケース1]:比較例1(添板に補強部のない従来の基本例)
部材全長:2000mm
角形鋼管柱
厚み:12mm
外径:600mm
降伏点325MPa
一面摩擦用添板
厚み:12mm
幅:440mm
材軸長さ:460mm
降伏点:325MPa
補強部:無し
高力ボルト
添板1枚に付き、縦4個配置で3列(ボルト計12個)配置相当。
なお、十分大きなすべり耐力を確保することを前提に、高力ボルトそのものはモ
デル化せずに、FEM解析では高力ボルトの配置される位置で、添板と角形鋼管
柱を剛接して解析した。
[ケース2]:本発明例(縦リブによる補強部がある請求項3の添板を使用)
部材全長:2000mm
角形鋼管柱:ケース1と同じ
一面摩擦用添板
厚み:12mm
幅 :440mm
材軸長さ:460mm
降伏点:325MPa
補強部:有り(縦リブで添板1枚に2枚設置)
縦リブ
厚み:17.6mm
高さ:50mm
材軸長さ:460mm
高力ボルト:ケース1と同じ
[ケース3]:比較例2(ケース1でケース2の縦リブ断面積と同じ断面積で一面摩擦用添板を均等増肉したケース)
部材全長:2000mm
角形鋼管柱:ケース1と同じ
一面摩擦用添板
厚み:16mm
幅 :440mm
材軸長さ:460mm
降伏点:325MPa
補強部:無し
高力ボルト:ケース1と同じ。
In order to evaluate the effectiveness of the present invention, when a gradually increasing compressive load is applied in the direction of the material axis for a square steel pipe column member having a joint portion using a one-surface friction accessory plate on the inner surface side of the central portion of the four surfaces. The relationship between the material axial compression force N (kN) and the material axial deformation (δ mm) was investigated by elasto-plastic FEM analysis. This analysis was performed for the following three cases, and the joint strength was evaluated for each case based on the analysis results.
[Case 1]: Comparative Example 1 (conventional basic example in which the reinforcing plate is not provided with a reinforcing plate)
Total length of member: 2000mm
Square steel pipe column Thickness: 12mm
Outer diameter: 600mm
Yield point 325 MPa
One side friction accessory Thickness: 12mm
Width: 440mm
Material shaft length: 460mm
Yield point: 325 MPa
Reinforcement part: None High-strength bolt Attached to one accessory plate, it is equivalent to three rows (12 bolts total) arranged in a vertical arrangement of four.
Note that the high strength bolt itself is not modeled on the assumption that a sufficiently large slip strength is secured. In the FEM analysis, the plate and the square steel pipe column are rigidly connected at the position where the high strength bolt is placed. did.
[Case 2]: Example of the present invention (using the accessory plate of
Total length of member: 2000mm
Square steel pipe column: Same as
Width: 440mm
Material shaft length: 460mm
Yield point: 325 MPa
Reinforcement part: Existence (Installed 2 sheets per sheet with vertical ribs)
Vertical rib
Thickness: 17.6mm
Height: 50mm
Material shaft length: 460mm
High-strength bolts: Same as Case 1 [Case 3]: Comparative Example 2 (
Total length of member: 2000mm
Square steel pipe column: Same as
Width: 440mm
Material shaft length: 460mm
Yield point: 325 MPa
Reinforcement part: None High-strength bolt: Same as
上記各ケースについての解析結果を図10に示す。いずれのケースでも接合部が降伏し面外変形の進行と共に剛性が低下する結果となった。
図10は、解析結果による材軸方向圧縮力N(kN)−材軸方向変形(δmm)との関係を示したものであり、各ケースの接合部耐力を評価した結果も併せて示している。ここでの接合部耐力は、接線剛性が初期剛性の1/3に低下した点(接合部の降伏耐力)として定義し、各ケースの接合部耐力を比較した結果、ケース2の本発明例の場合は、ケース1の比較例1に対し1.34倍と接合部耐力が大きくなった。一方、ケース3の比較例2では、比較例1に対し1.07倍と若干の接合部耐力の増加が見られたが、本発明例のような大幅な改善は見られなかった。
The analysis results for the above cases are shown in FIG. In either case, the joint yielded and the stiffness decreased as the out-of-plane deformation progressed.
FIG. 10 shows the relationship between the material axial compression force N (kN) and the material axial deformation (δ mm) as a result of analysis, and also shows the results of evaluating the joint strength of each case. . The joint strength here is defined as the point at which the tangential stiffness has decreased to 1/3 of the initial stiffness (yield strength of the joint), and as a result of comparing the joint strength of each case, In this case, the joint strength was 1.34 times that of Comparative Example 1 of
本発明は、上記の各形態例、実施例の内容に限定されるものではない。例えば添板の配置、添板の補強部の形状およびサイズ(含む長さ)、形成領域、ボルト孔の有無、ボルト孔の配置、ナットホルダーの構造、各種接合の手段、高力ボルト、施工手順などについては、角形鋼管柱の用途、要求接合強度などに応じて、上記請求項の範囲内で変更のあるものである。
また、角形鋼管柱と添板との接合面に摩擦力を強化するための処理や、高摩擦鋼板、フィラーの介在なども考慮できる。さらに、高力ボルトとしてトルシア形頭締め高力ボルトを使用する場合には、締め付けトルク管理精度を低下させないように、ネジ部や、ナットのネジ部に酸化防止材を塗布することも考慮できる。
The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments and examples. For example, the arrangement of the accessory plate, the shape and size (including length) of the reinforcement part of the accessory plate, the formation area, the presence or absence of the bolt hole, the arrangement of the bolt hole, the structure of the nut holder, various joining means, high strength bolts, construction procedure Etc., there is a change within the scope of the above claims according to the use of the rectangular steel pipe column, the required joint strength, and the like.
In addition, a treatment for strengthening the frictional force on the joint surface between the square steel pipe column and the accessory plate, a high friction steel plate, interposition of a filler, and the like can be considered. Furthermore, when a torcia type head tightening high strength bolt is used as the high strength bolt, it is also possible to consider applying an antioxidant to the screw portion and the screw portion of the nut so as not to reduce the tightening torque management accuracy.
1、1a、1b 鋼管柱 1o ボルト孔
2 一面摩擦用添板 2h 添板本体
2o ボルト孔 3 高力ボルト
4 ナットホルダー 4a 側板
4b 止め板 4c 天板
4d 先端空間 5 ナット
6 座金(ボルト頭部側 7 座金(ナット側)
8 補強部 9 一面摩擦用添板
9f フランジ 9o ボルト孔
10 一面摩擦用添板 10a 突条部
10o ボルト孔 11 一面摩擦用添板
12 溝形鋼材 12u ウェブ
12f フランジ 12o ボルト孔
13 一面摩擦用添板 13h 添板本体
14 溝形鋼材 14u ウェブ
14f フランジ 14o ボルト孔
15 一面摩擦用添板 15a 添板本体
15o ボルト孔 16 溝形鋼材
16f フランジ 16x 溝空間
16u ウェブ
1, 1a, 1b Steel pipe pillar
DESCRIPTION OF
Claims (9)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103104035A (en) * | 2011-11-10 | 2013-05-15 | 同济大学 | Bolt connection node of rectangular tubular column splicing externally-sleeved connection piece |
CN112046622A (en) * | 2020-09-22 | 2020-12-08 | 薛巧红 | Stand reinforcing mechanism for trailer |
JP2022113205A (en) * | 2021-01-25 | 2022-08-04 | 株式会社エスビーエル | Column material, joint, architectural structure, manufacturing method of column material and construction method of architectural structure |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0271702U (en) * | 1988-11-21 | 1990-05-31 | ||
JPH03117002U (en) * | 1990-03-13 | 1991-12-04 | ||
JPH10219700A (en) * | 1996-12-03 | 1998-08-18 | Nkk Corp | Joint structure of column base part and steel-made underground beam |
JP2004019361A (en) * | 2002-06-19 | 2004-01-22 | Shimizu Corp | Brace damper |
JP2004300737A (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Nippon Steel Corp | Friction welding structure of high strength bolt for steel tube column and its construction method |
-
2005
- 2005-04-13 JP JP2005115443A patent/JP2006291613A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0271702U (en) * | 1988-11-21 | 1990-05-31 | ||
JPH03117002U (en) * | 1990-03-13 | 1991-12-04 | ||
JPH10219700A (en) * | 1996-12-03 | 1998-08-18 | Nkk Corp | Joint structure of column base part and steel-made underground beam |
JP2004019361A (en) * | 2002-06-19 | 2004-01-22 | Shimizu Corp | Brace damper |
JP2004300737A (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Nippon Steel Corp | Friction welding structure of high strength bolt for steel tube column and its construction method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103104035A (en) * | 2011-11-10 | 2013-05-15 | 同济大学 | Bolt connection node of rectangular tubular column splicing externally-sleeved connection piece |
CN112046622A (en) * | 2020-09-22 | 2020-12-08 | 薛巧红 | Stand reinforcing mechanism for trailer |
JP2022113205A (en) * | 2021-01-25 | 2022-08-04 | 株式会社エスビーエル | Column material, joint, architectural structure, manufacturing method of column material and construction method of architectural structure |
JP7329861B2 (en) | 2021-01-25 | 2023-08-21 | 株式会社エスビーエル | Pillars, joints, buildings, manufacturing methods for pillars and construction methods for buildings |
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