JP2007177403A - Structure for tension-joining concrete-filled square steel-pipe column and beam together by using high tension bolt - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に、建築鋼構造物を構成するコンクリート充填角形鋼管柱に、例えばH形鋼梁などの梁を、T型金物やエンドプレートなどの接合金物を介して高力ボルト引張接合するコンクリート充填角形鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造に関するものである。 The present invention mainly uses a high-strength bolt tension joint to a concrete-filled rectangular steel pipe column constituting a building steel structure, for example, a beam such as an H-shaped steel beam via a joint metal such as a T-shaped metal or end plate. It is related to high strength bolt tension joint structure of concrete filled square steel pipe column and beam.
従来、建築鋼構造物の分野では、角形鋼管柱とH形鋼梁を対象とした柱−梁接合構造として、例えば、通しダイアフラム形式の接合構造が知られている。このダイアフラム形式の接合構造では、ダイヤフラムを設置するために、鋼管柱を一旦分断しダイアフラムを挿入した後、溶接接合して再度一体化する上、梁とダイアフラムも溶接接合を行うこととなるため、製作加工が煩雑である。また、梁とダイアフラムの溶接は現場溶接となる場合が多く、風雨の影響を受けやすく、接合部の安定した品質確保が難しい。
一方、本願では、鋼管柱の加工はボルトやPC鋼棒を通す孔明け加工のみで完了するため、柱の加工度が飛躍的に簡易になる。また、接合金物としてエンドプレートを用いた場合には、梁との接合に溶接接合を用いるが、この溶接接合は、作業環境の整った工場でできるため、安定した品質確保ができる。また、現場では、熟練を必要とする溶接接合を用いず、施工が簡単なボルト接合を用いるため、接合部全体としても安定した品質を容易に確保することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of building steel structures, for example, a through diaphragm type joint structure is known as a pillar-beam joint structure for square steel pipe columns and H-shaped steel beams. In this diaphragm type joint structure, in order to install the diaphragm, the steel pipe column is divided once, the diaphragm is inserted, and then welded and joined again, and the beam and the diaphragm are also welded. The manufacturing process is complicated. Also, welding of the beam and the diaphragm is often on-site welding, which is easily affected by wind and rain, and it is difficult to ensure a stable quality of the joint.
On the other hand, in the present application, the processing of the steel pipe column is completed only by drilling through a bolt or a PC steel rod, so that the processing degree of the column is greatly simplified. In addition, when an end plate is used as a metal joint, welding is used for joining to a beam. Since this welding can be performed in a factory with a working environment, stable quality can be ensured. Moreover, in the field, since the welding which requires the skill is not used and the bolting that is easy to construct is used, stable quality can be easily ensured as the whole joint.
特許文献1には、溶接作業を排除するための代替え案として、鉄骨造を対象とした引張ボルト形式の柱梁接合部が開示されている。この引張ボルト形式は、梁フランジからの引張力をエンドプレートの曲げ抵抗により高力ボルトに伝達し、高力ボルトの材軸方向の抵抗と鋼管前面の曲げ抵抗により、鋼管側面へ応力を伝達する接合形式である。
したがって、接合部の耐力は、高力ボルトの材軸方向の引張耐力、鋼管の面外抵抗力、エンドプレートの面外抵抗力のいずれか小さい値で決定される。この内、鋼管の面外耐力(抵抗力)は高力ボルトと鋼管側面との距離が小さい程大きくなるため、効率的に接合部の耐力(鋼管の面外耐力)を向上させる方法として、特許文献1には高力ボルトを極力鋼管側面側に配置した引張ボルト接合部が開示されている。
しかし、高力ボルト引張接合だけでは、伝達できる応力に限界があり、梁が大断面となった場合や鋼管柱がCFT造となり鋼管厚が小さくなった場合には、十分な接合部耐力を確保できなくなるといった課題がある。
一方、本願では、引張高力ボルトを鋼管側面側(隅部に近い部位)に寄せて配置して効率的に鋼管面外耐力を向上させるとともに、引張抵抗補助材を別途設けることで十分な接合部耐力を確保することができる。
Therefore, the yield strength of the joint is determined by the smaller value of any of the tensile strength in the axial direction of the high-strength bolt, the out-of-plane resistance of the steel pipe, and the out-of-plane resistance of the end plate. Among these, the out-of-plane proof stress (resistance force) of the steel pipe increases as the distance between the high-strength bolt and the side surface of the steel pipe becomes smaller, and as a method to efficiently improve the proof strength of the joint (out-of-plane proof strength of the steel pipe)
However, there is a limit to the stress that can be transmitted with high-strength bolt tensile joints only. When the beam has a large cross section or when the steel pipe column is made of CFT and the steel pipe thickness is reduced, sufficient joint strength is ensured. There is a problem that it becomes impossible.
On the other hand, in the present application, the tensile high-strength bolt is arranged close to the side surface of the steel pipe (part close to the corner) to efficiently improve the steel pipe surface strength and to provide sufficient joining by separately providing a tensile resistance auxiliary material. The part yield strength can be secured.
特許文献2には、煩雑な溶接作業を排除するための代替え案として、CFT造を対象としたアンカーボルト形式の柱梁接合部が開示されている。これは、充填コンクリートを効率的に利用して梁フランジからの引張力を鋼管柱に伝達するものであるが、アンカー金物だけでは、伝達できる応力に限界があり、梁が大断面となった場合には、十分な接合部耐力を確保できなくなるといった課題がある。
一方、本願では、アンカー機能付きボルトを用いて充填コンクリートを効率的に利用するとともに、引張高力ボルトを鋼管側面側に寄せて配置して効率的に鋼管面外耐力を効率的向上させており、これら両者を併用することで十分な接合部耐力を確保することができる。
Patent Document 2 discloses an anchor bolt type beam-column joint intended for CFT construction as an alternative for eliminating complicated welding operations. This is to efficiently use the filled concrete to transmit the tensile force from the beam flange to the steel pipe column, but with the anchor metal alone there is a limit to the stress that can be transmitted, and the beam has a large cross section However, there is a problem that sufficient joint strength cannot be ensured.
On the other hand, in the present application, the concrete with the anchor function is used efficiently, and the tensile high-strength bolt is arranged close to the side surface of the steel pipe to efficiently improve the outer strength of the steel pipe surface. By using these both in combination, sufficient joint strength can be ensured.
特許文献3には、煩雑な溶接作業を排除するための代替え案として、鉄骨造を対象とした通しボルト形式の柱梁接合部が開示されている。しかし、特許文献3の通しボルト形式では、「H形鋼梁の端部の上、下のフランジに沿って別個にボルトにより板状の接合金具を固定し・・(請求項1)」とあるように、特殊な接合金具を必要とし、本願とは簡便性において大きく異なる。また、通しボルトだけでは、伝達できる応力に限界があり、梁が大断面となった場合には、十分な接合部耐力を確保できなくなるといった課題が残る。
一方、本願では、通しボルトを用いるとともに、引張高力ボルトを鋼管側面側に寄せて配置して効率的に鋼管面外耐力も向上させており、このようにこれら両者を併用することで十分な接合部耐力を確保している。
なお、特許文献3では、ウェブの接合に高力ボルトを用いているが、これは「せん断力抵抗具として、図6(イ)ではワンサイドボルト8を別に備えて対処するが、・・(段落0008、51行目)」とあるように、梁のせん断力を伝達するためのものであり、梁フランジの引張力を伝達するために配置した本願の引張高力ボルトとはその目的、効果が全く異なるものである。
On the other hand, in the present application, through bolts are used and tensile high strength bolts are arranged close to the side surface of the steel pipe to effectively improve the steel pipe outer surface proof stress. Thus, it is sufficient to use both of these in combination. The joint strength is secured.
In
特許文献4には、煩雑な溶接作業を排除するための代替え案として、鉄骨造を対象とした通しボルト形式の柱梁接合部が開示されている。しかし、通しボルトだけでは、伝達できる応力に限界があり、梁が大断面となった場合には、十分な接合部耐力を確保できなくなるといった課題が残る。
一方、本願では、通しボルトを用いるとともに、引張高力ボルトを鋼管側面側に寄せて配置して効率的に鋼管面外耐力も向上させており、このようにこれら両者を併用することで十分な接合部耐力を確保することができる。
なお、特許文献4では、ウェブの接合に高力ボルトを用いているが、これは「せん断力抵抗具として、図7(イ)ではワンサイドボルト8を別に備えて対処するが、・・(段落0007、44行目)」とあるように、梁のせん断力を伝達するためのものであり、梁フランジの引張力を伝達するために配置した本願の引張高力ボルトとはその目的、効果が全く異なるものである。
On the other hand, in the present application, through bolts are used and tensile high strength bolts are arranged close to the side surface of the steel pipe to effectively improve the steel pipe outer surface proof stress. Thus, it is sufficient to use both of these in combination. Bonding strength can be ensured.
In
特許文献5には、煩雑な溶接作業を排除するための代替え案として、貫通金物を用いた形式の柱梁接合部が開示されている。しかし、特許文献5は、「鉄骨柱の接合部を水平に貫通する貫通金物と、この貫通金物と梁フランジを接合する接合金物を備え、前記貫通金物は、鉄骨柱内部に位置する金物本体と、鉄骨柱側面から突出する雄ねじ部材からなり、前記接合金物は、雄ねじ部材にねじ込まれるナット部と、梁フランジの接合端部に溶接接合される接合部からなり、この接合部の接合面はねじ込みにより回転しても梁フランジに溶接可能な平面形状とされていることを特徴とする(請求項1)とあるように、複雑な貫通金物や接合金物を必要としており、本願とは簡便性において大きく異なる。また、貫通金物だけでは、伝達できる応力に限界があり、梁が大断面となった場合には、十分な接合部耐力を確保できなくなるといった課題が残る。
一方、本願では、通しボルトを用いるとともに、引張高力ボルトを鋼管側面側に寄せて配置して効率的に鋼管面外耐力も向上させており、このようにこれら両者を併用することで十分な接合部耐力を確保することができる。
On the other hand, in the present application, through bolts are used and tensile high strength bolts are arranged close to the side surface of the steel pipe to effectively improve the steel pipe outer surface proof stress. Thus, it is sufficient to use both of these in combination. Bonding strength can be ensured.
本発明は、接合金物と高力ボルトを用いたコンクリート充填角形鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造において、上記従来の課題を有利に解決するものであり、簡易な構造にして接合部の剛性および引張耐力を効率的に向上させ、接合部としての最大耐力を向上可能にする接合部構造を提供するものである。 The present invention advantageously solves the above-mentioned conventional problems in a high strength bolt tensile joint structure of a concrete-filled rectangular steel pipe column and a beam using a joint hardware and a high strength bolt. It is an object of the present invention to provide a joint structure that can efficiently improve rigidity and tensile strength and improve the maximum yield strength as a joint.
本発明は、上記の課題を有利に解決するために、以下の(1)〜(6)を要旨とするものである。
(1)請求項1は、接合金物と高力ボルトを用いるコンクリート充填角形鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造において、角形鋼管柱に梁を接合する接合金物の両側部分を、角形鋼管柱の隅部に近い引張抵抗補強材の外側の部位に配置した高力ボルトで高力ボルト引張接合するとともに、この接合金物の高力ボルト引張接合部間領域に、角形鋼管柱内部のコンクリートに埋没させる軸部を有する引張抵抗補強材(通しボルトやアンカー機能付き高力ボルトをいう、以下「引張抵抗補強材」という。)を挿入・締着し、角形鋼管柱内部にコンクリートを充填・固化させたことを特徴とするコンクリート充填角形鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造である。
(2)請求項2は、請求項1において、引張抵抗補強材が、端部に締着部を有する鋼棒からなり初期張力を付与して、または初期張力を付与しないで使用する通しボルトであり、その両端部を角形鋼管柱に接合した相対する接合金物の外部側に突出させ、相対する接合金物に同時締着したものであることを特徴とするコンクリート充填角形鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造である。
(3)請求項3は、請求項2において、通しボルトが、端部に締着部を有し、軸部にねじ状部または節状部を有する異形鋼棒からなり初期張力を付与しないで使用するものであることを特徴とするコンクリート充填鋼管柱とH形鋼梁の高力ボルト引張接合構造である。
The present invention has the following (1) to (6) in order to advantageously solve the above problems.
(1)
(2) Claim 2 is a through-bolt used in
(3) A third aspect of the present invention is the method according to the second aspect, wherein the through-bolt is formed of a deformed steel bar having a fastening portion at an end portion and a thread-like portion or a node-like portion at a shaft portion without applying initial tension. A high-strength bolt tension joint structure of a concrete-filled steel pipe column and an H-shaped steel beam, which is characterized by being used.
(4)請求項4は、請求項1において、引張抵抗補強材が、軸部にアンカー機能付きボルトであることを特徴とするコンクリート充填鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造である。
(5)請求項5は、請求項2から請求項4のいずれかにおいて、引張抵抗補強材を直交方向に梁を接合するため直交配置する場合において、直交配置する梁のフランジ位置および接合金物位置を、上下方向にずらして配置し、直交配置する引張抵抗補強材の相互干渉を回避していることを特徴とするコンクリート充填角形鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造である。
(6)請求項6は、請求項2から請求項4のいずれかにおいて、引張抵抗補強材を直交方向に梁を接合するため直交配置する場合において、直交配置する引張抵抗補強材位置を上下方向にずらして配置して、直交配置する引張抵抗補強材の相互干渉を回避していることを特徴とするコンクリート充填角形鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造である。
(4) A fourth aspect of the present invention is the high-strength bolt tension joint structure of a concrete-filled steel pipe column and a beam according to the first aspect, wherein the tensile resistance reinforcing material is a bolt with an anchor function at a shaft portion.
(5)
(6) A sixth aspect of the present invention is the method according to any one of the second to fourth aspects, wherein when the tensile resistance reinforcing material is disposed orthogonally so as to join the beams in the orthogonal direction, the tensile resistance reinforcing material position to be orthogonally disposed is the vertical direction. This is a concrete-filled square steel pipe column and beam high-strength bolt tensile joint structure characterized in that the mutual interference of the tensile resistance reinforcement members arranged at right angles is avoided.
本発明では、梁と接合する接合金物の両側部分を、角形鋼管柱の隅部に近い部位に高力ボルト引張接合し、併せてこの高力ボルト引張接合部間領域に、角形鋼管柱内部の充填コンクリートに埋没させる軸部を有する引張抵抗補強材を挿入・締着する簡易な接合部構造とすることにより、引張抵抗補強材の耐力と鋼管面外耐力を累加して接合部剛性と耐力を安定的に向上させることが可能になる(請求項1)。
引張抵抗補強材として、PC鋼棒で形成した通しボルトを用いた場合には、角形鋼管柱の相対する面にも接合金物を接合、または平板(鋼管柱の相対する面に梁を接合しない場合のみ使用)を当接して、その外部側で通しボルトの挿入・締着作業を行い同時締着することができるので施工が簡便である。この場合、通しボルトに初期張力を付与して、剛性・耐力を向上させたり、軸部にネジ部や節部などを有する異形PC鋼棒を用いて、コンクリートとの付着性能を高めることで、通しボルトに十分な剛性、耐力を安定的に付与することが可能になる。(請求項2、3)。
引張抵抗補強材としてアンカー機能付きボルトとした場合で、軸部径より大径のアンカー部を角形鋼管柱内部にある軸部に形成する場合には、接合部が手の届かない位置にある場合、この形成作業は、角形鋼管柱とする前に行ったり、角形鋼管柱としてから特殊な施工方法を採用して行うことで1本当たりの重量を小さくでき、現場施工性が更に向上する。(請求項4)。
引張抵抗補強材を、直交方向に梁を接合するため直交配置する場合においては、直交配置する梁のフランジ位置および接合金物位置を、上下方向にずらして配置したり、引張抵抗補強材位置を上下方向にずらして配置して、直交配置する引張抵抗補強材の相互干渉を回避することが容易にできる。などの効果を奏するものである。(請求項5、6)
In the present invention, the high-strength bolt tensile joint is performed on both side portions of the joint metal to be joined to the beam at a portion near the corner of the square steel pipe column, and at the same time, the region between the high-strength bolt tensile joints is formed inside the square steel pipe column. By adopting a simple joint structure that inserts and fastens a tensile resistance reinforcement material with a shaft part that is buried in filled concrete, the joint strength and strength are increased by accumulating the strength of the tensile resistance reinforcement material and the strength outside the steel pipe surface. It becomes possible to improve stably (Claim 1).
When through bolts made of PC steel rods are used as tensile resistance reinforcements, joining hardware is also joined to the opposing surface of a square steel pipe column, or flat plate (when a beam is not joined to the opposing surface of a steel pipe column) Can be fastened at the same time by inserting and tightening through bolts on the outer side. In this case, by applying initial tension to the through bolt to improve rigidity and proof stress, or by using a deformed PC steel bar having a screw part or a node part in the shaft part, the adhesion performance with concrete is increased, It is possible to stably impart sufficient rigidity and proof stress to the through bolt. (Claims 2 and 3).
When a bolt with an anchor function is used as a tensile resistance reinforcement, and when the anchor part larger than the shaft part diameter is formed on the shaft part inside the square steel pipe column, the joint part is out of reach This forming operation can be carried out before forming the square steel pipe column, or by adopting a special construction method after forming the square steel pipe column, so that the weight per one can be reduced, and the on-site workability is further improved. (Claim 4).
When the tensile resistance reinforcement material is arranged orthogonally to join the beams in the orthogonal direction, the flange position and the joint hardware position of the orthogonally arranged beams are shifted in the vertical direction, or the tensile resistance reinforcement material position is moved up and down. It is possible to easily avoid the mutual interference of the tensile resistance reinforcing members arranged in a shifted direction and orthogonally arranged. It produces the effects such as. (
本発明は、接合金物(主体はT形金物やエンドプレートで、以下「接合金物を」という。)と引張高力ボルトを用いるコンクリート充填角形鋼管柱と梁(主体はH形断面梁であるが、溝形形状、その他形状のものを含む、以下「梁」という。)の高力ボルト引張接合構造において、梁を接合する接合金物と角形鋼管柱(主体は1〜4シーム溶接して得られる角形断面柱で、以下「角形鋼管柱」という。)を高力ボルト引張接合する場合に適用するものである。
本発明においては、角形鋼管柱に梁を接合する接合金物の両側部分を、角形鋼管柱の隅部に近い部位に高力ボルト引張接合するとともに、この接合金物の高力ボルト引張接合部間領域(より好ましくは、角形鋼管柱の幅中央よりの領域)に、角形鋼管柱内部のコンクリートに埋没させる軸部を有する、通しボルトやアンカー機能付きボルトからなる引張抵抗補強材を挿入・締着し、角形鋼管柱内部にコンクリートを充填・固化させてなるコンクリート充填角形鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造であり、引張抵抗補強材の耐力と鋼管面外耐力を累加して接合部剛性と耐力を安定的に向上させるものである。
なお、引張抵抗補強材は、梁のフランジの直上領域及び直下領域に挿入・締着して効果があるが、梁フランジに作用する引張力が小さい場合には、いずれかの領域を重点補強することも考慮する。
The present invention is a joint-filled rectangular steel pipe column and beam (mainly an H-shaped cross-section beam) using joint hardware (mainly T-shaped hardware and end plate, hereinafter referred to as “joint hardware”) and tensile high-strength bolts. In a high-strength bolt tension joint structure including a groove shape and other shapes (hereinafter referred to as “beam”), a metal fitting for joining the beam and a square steel pipe column (mainly obtained by 1 to 4 seam welding). This is a square cross-section column, which is hereinafter referred to as a “square steel tube column”) and is applied to high-strength bolt tension joining.
In the present invention, the high-strength bolt tensile joint of both side portions of the joint hardware for joining the beam to the square steel pipe column at a portion near the corner of the square steel pipe pillar, and the region between the high-strength bolt tensile joint portions of this joint hardware Insert and fasten a tensile resistance reinforcing material consisting of a through bolt or anchor function bolt that has a shaft part embedded in the concrete inside the square steel pipe column (more preferably, the area from the center of the width of the square steel pipe column). This is a high strength bolt tensile joint structure of concrete filled square steel pipe columns and beams, in which concrete is filled and solidified inside the square steel pipe columns, and the joint rigidity is increased by adding the strength of the tensile resistance reinforcement and the out-of-plane strength of the steel pipe. It improves the yield strength stably.
The tensile resistance reinforcement is effective when inserted and tightened in the region directly above and below the beam flange. However, if the tensile force acting on the beam flange is small, either region is emphasized. Also consider.
この高力ボルト引張接合構造で、接合金物の両側部分を角形鋼管柱の隅部に近い部位で接合する引張高力ボルトとしては、JIS B 1186−1995で規定される摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセットの他、図1に示すように、軸部にナットを螺合する雄ねじを有し、締付トルク導入機構(ピンテール)を備え、ナットとピンテールを協動させ、締付トルク管理しながら締め付ける公知のトルシア形高力ボルト、あるいは、軸部にナットを螺合する雄ねじを有し、締付トルク導入機構(ピンテール)を頭部に備え、このピンテールと頭部座面に介挿した角形座金を協動させ、締付トルクを管理しながら締め付ける公知の頭部締めトルシア形高力ボルトなどを使用することができる。
本発明では、これらの引張高力ボルトを用いて接合金物を閉断面の角形鋼管柱に引張接合するため、角形鋼管柱内部側にナットを固定したり、角形鋼管柱内部側からボルト孔に高力ボルトを挿入するなどの作業が必要である。
この作業を角形鋼管柱としてから行う場合、接合部が外部から手の届かない位置にある場合には、特殊な装置を使用するが、角形鋼管柱とする前、例えば溝形成形材の状態で行っておくこともできる。このような作業を省略して、角形鋼管柱のしてから外部側で締付けができる公知のワンサイドボルトなどの他の高力ボルトの使用も考慮することができる。
In this high-strength bolt tension joint structure, a high-strength hexagon bolt for friction joining specified in JIS B 1186-1995 is used as a tensile high-strength bolt that joins both side portions of a joint metal at a portion close to the corner of a square steel pipe column.・ In addition to the set of hexagonal nuts and plain washers, as shown in Fig. 1, it has a male screw to screw the nut into the shaft, and has a tightening torque introduction mechanism (pin tail), which cooperates with the nut and pin tail, It has a well-known Torcia-type high-strength bolt that is tightened while controlling the tightening torque, or a male thread that engages a nut with the shaft, and has a tightening torque introduction mechanism (pin tail) on the head. A well-known head-clamped torcia-type high-strength bolt that can be tightened while cooperating a square washer interposed on the surface and managing the tightening torque can be used.
In the present invention, these tensile high-strength bolts are used to tension-join a metal fitting to a square steel pipe column having a closed cross section, so that a nut is fixed to the inside of the square steel pipe column, or a bolt hole is formed from the inside of the square steel pipe column to the bolt hole. Work such as inserting force bolts is required.
When this work is performed as a rectangular steel pipe column, if the joint is in an unreachable position from outside, a special device is used. You can also go there. The use of other high-strength bolts such as a well-known one-side bolt that can be tightened on the outside after forming a square steel pipe column by omitting such work can be considered.
また、本発明で用いる引張抵抗補強材としては、以下のようなものを用いることができる。
[通しボルト]
通しボルトとは、ここでは、角鋼管柱の一方の面に接合した接合金物と、他方の面に接合した接合金物または当接した平板(他方の面側に梁を接合しない場合に使用)の外側に締着部になる端部が突出する長さを有し、径がボルト孔より小径のものをいう。この通しボルトは、鋼管柱内部側にナットを用いないもので、基本的には、一方の接合金物側からボルト孔に挿入して、締着部を一方の側の接合金物と他方の接合金物または平板から突出させた状態で、一方の接合金物の外側と他方の接合金物(または平板)の外側で同時締着するものである。この通しボルトとしては、例えば以下のようなものを用いるものである。
例えば、
(1)PC鋼棒の両端部にねじ部を形成したもので、ナットとで締着部を形成可能なものであり、軸部を角形鋼管柱の内部で充填コンクリートに埋没させるものである。軸部が円断面であっても相応の剛性、耐力は得られるが、初期張力を導入することにより、剛性、耐力を強化し、通しボルト効果を更に高めることができる。
初期張力を導入する場合には、先端に張力導入機構(ピンテール)を設けて張力管理できるようにすることが有効である。また、張力導入は鋼管の変形防止の観点から、通常コンクリートを充填して固化した後に実施するが、鋼管にダイアフラムを設けて鋼管の変形を防止することで、コンクリート充填前に実施してもよい。
(2)異形PC鋼棒(異形棒鋼も可)に、ねじ状部や節状部を形成したもの)の両端部にねじ部を形成したもので、ナットとで締着部を形成可能なものであり、軸部を角形鋼管柱の内部で充填コンクリートに埋没させるものである。
この異形PC鋼棒の場合には、コンクリートとの付着性能を強化できることから、初期張力を導入することなく剛性、耐力を強化し、通しボルト効果を安定確保できる。
初期張力を導入することも考慮できる。この場合、先端に張力導入機構(ピンテール)を設けて張力管理できるようにすることが有効である。
In addition, as the tensile resistance reinforcing material used in the present invention, the following can be used.
[Through bolt]
Here, the through bolt means a joint metal joined to one surface of a square steel pipe column and a joint metal joined to the other surface or an abutting flat plate (used when the beam is not joined to the other surface). It has the length which the edge part which becomes a fastening part protrudes on the outer side, and a diameter says a diameter smaller than a bolt hole. This through bolt does not use a nut on the inside of the steel pipe column. Basically, the bolt is inserted into the bolt hole from one side of the joint hardware, and the fastening part is joined to the joint hardware on one side and the other joint hardware. Alternatively, it is fastened simultaneously on the outside of one joint metal and the other joint metal (or flat plate) in a state of protruding from the flat plate. As this through bolt, for example, the following is used.
For example,
(1) A threaded portion is formed at both ends of a PC steel rod, a fastening portion can be formed with a nut, and a shaft portion is buried in filled concrete inside a square steel pipe column. Even if the shaft portion has a circular cross section, suitable rigidity and proof stress can be obtained. However, by introducing initial tension, the rigidity and proof stress can be enhanced and the through bolt effect can be further enhanced.
When introducing the initial tension, it is effective to provide a tension introducing mechanism (pin tail) at the tip so that the tension can be managed. In addition, from the viewpoint of preventing deformation of the steel pipe, the introduction of tension is usually performed after the concrete is filled and solidified, but may be implemented before filling the concrete by providing a diaphragm in the steel pipe to prevent the deformation of the steel pipe. .
(2) A threaded part is formed at both ends of a deformed PC steel bar (which can be a deformed bar), and a threaded part can be formed with a nut. The shaft portion is buried in the filled concrete inside the square steel pipe column.
In the case of this deformed PC steel bar, the adhesion performance with concrete can be strengthened, so that rigidity and proof stress can be strengthened without introducing initial tension, and the through-bolt effect can be secured stably.
Introducing an initial tension can also be considered. In this case, it is effective to provide a tension introducing mechanism (pin tail) at the tip so that the tension can be managed.
[アンカー機能付きボルト」
アンカー機能付きボルトとは、角形鋼管柱に接合した接合金物単位で締着して用いるものであり、鋼棒の端部にねじ部を有しナットとで締着部を形成可能にしたものであり、角形鋼管柱内部の充填のコンクリートに対する付着性能を高めるアンカー部を形成した軸部をコンクリートに埋没させるものである。このアンカー機能付きボルトは、基本的には、鋼管柱内部側にナットを用いないものであるが、用いることを排除するものではない。
例えば
(1)PC鋼棒の一方端部にねじ部を形成しナットとで締着部を形成可能なものであり、角形鋼管柱の内部で充填コンクリートに埋没させる軸部に、軸径より大径の鍔状のアンカー部を有するものである。
(2)PC異形鋼棒(異形棒鋼でも可)一方端部にねじ部を形成しナットとで締着部を形成可能なものであり、角形鋼管柱の内部で充填コンクリートに埋没させる軸部にねじ状部または節状部によるボルト孔より小径の凹凸部をを有するものである。この場合に、(1)と同様に、軸部に軸径より大径の鍔状のアンカー部も形成することも考慮できる。
[Bolt with anchor function]
A bolt with an anchor function is used by fastening with a metal fitting unit joined to a square steel pipe column. It has a threaded part at the end of a steel bar and can be fastened with a nut. Yes, the shaft portion in which the anchor portion that enhances the adhesion performance of the filling inside the square steel pipe column to the concrete is formed is buried in the concrete. This bolt with an anchor function basically does not use a nut on the inner side of the steel pipe column, but does not exclude the use.
For example, (1) A threaded part can be formed at one end of a PC steel rod and a fastening part can be formed with a nut. The shaft part embedded in the filled concrete inside the square steel pipe column is larger than the shaft diameter. It has a hook-shaped anchor part with a diameter.
(2) PC deformed steel bar (or deformed steel bar is acceptable) A threaded part can be formed at one end and a fastening part can be formed with a nut, and the shaft part embedded in the filled concrete inside the square steel pipe column It has a concavo-convex portion having a smaller diameter than a bolt hole formed by a screw-like portion or a node-like portion. In this case, as in (1), it can be considered that a hook-shaped anchor portion having a diameter larger than the shaft diameter is formed on the shaft portion.
角形鋼管柱の隣接する面に接合金物を接合するために、通しボルトを直交配置する場合において、直交配置する梁のフランジ位置および接合金物位置を、上下方向にずらして配置し、直交配置する通しボルトの相互干渉を回避することができる。
また、通しボルトを、直交方向に梁を接合するため直交配置する場合において、直交配置する通しボルト位置を上下方向にずらして配置して、直交配置する通しボルトの相互干渉を回避することもできる。
When connecting through bolts orthogonally to join the metal fittings to the adjacent surfaces of the square steel pipe columns, the beam flange positions and the metal fitting positions of the beams arranged orthogonally are shifted in the vertical direction, and the through holes arranged orthogonally are arranged. Mutual interference of the bolts can be avoided.
Further, when the through bolts are arranged orthogonally so as to join the beams in the orthogonal direction, the through bolt positions arranged orthogonally can be shifted in the vertical direction to avoid mutual interference of the orthogonally arranged through bolts. .
なお、梁がH形鋼梁である場合に、接合金物としてT形金物を用いる場合では、このT形金物の水平部(ウェブ)にH形鋼梁のフランジを接合するため、T形金物は上・下フランジを接合するために上下に一対配置するものであり、高力ボルトと、通しボルトやアンカー機能付きボルトなどの引張抵抗補強材は、H形鋼梁の上・下のフランジの上面側領域と下面側領域に対応するT形金物部位にそれぞれ挿入・締着するものである。
接合金物としてエンドプレートを用いる場合では、H形鋼梁の端面を一枚のエンドプレートに突き合わせ溶接接合するが、引張高力ボルトと、通しボルトやアンカー機能付きボルトなどの引張抵抗補強材は、T形金物の場合と同様、H形鋼梁の上・下のフランジの上面側領域と下面側領域に対応するT形金物部位にそれぞれ挿入・締着するものである。
When the beam is an H-shaped steel beam and a T-shaped metal fixture is used as the joint hardware, the flange of the H-shaped steel beam is joined to the horizontal portion (web) of the T-shaped hardware. A pair of upper and lower flanges are placed on the top and bottom, and high-strength bolts and tensile resistance reinforcements such as through bolts and bolts with anchoring function are provided on the upper surface of the upper and lower flanges of the H-shaped steel beam. It is inserted and fastened to T-shaped hardware parts corresponding to the side region and the lower surface side region, respectively.
In the case of using an end plate as the joint metal, the end face of the H-shaped steel beam is butted and welded to one end plate. Tensile high strength bolts and tensile resistance reinforcements such as through bolts and anchor function bolts are As in the case of the T-shaped hardware, it is inserted and fastened to T-shaped hardware parts corresponding to the upper surface side region and the lower surface side region of the upper and lower flanges of the H-shaped steel beam, respectively.
以下に本発明の実施例1について、図1、図2、図3、図4に基づいて説明する。
この実施例1は、接合金物である上下一対のT形金物21、22と引張高力ボルト3を用いたコンクリート充填角形鋼管柱(CFT柱)1とH形断面梁4の接合構造において、T形金物21、22と角形鋼管柱1を高力ボルト引張接合する場合に適用した場合のものである。
H形断面梁4は、通常の場合、角形鋼管柱1の1〜4側面に取り付けられるが、ここでは、コンクリート充填後の状態図である図1(a)、(b)、(c)に示すように、角形鋼管柱1の相対する2側面(A側面とB側面)にT形金物21、22を介してH形鋼梁4を取り付けの場合において、角形鋼管柱1にコンクリート6充填・固化後の接合構造例を部分図で代表説明する。なお、ここでは、T形金物とH形鋼梁を接合する高力ボルトの図示は省略する。
The first embodiment is a joint structure of a concrete-filled square steel pipe column (CFT column) 1 and an H-shaped
The H-shaped
この実施例1は、H形鋼梁4の上下フランジ4a、4bを高力ボルトで接合する上下一対のT形金物21、22を、角形鋼管柱1の相対する2側面(A側面とB側面)に当接して、角形鋼管柱1の隅部に近く引張抵抗の大きい部位に引張高力ボルト3で接合するとともに、角形鋼管柱1の相対する2側面に接合した各T形金物21、22における引張高力ボルト3の間に、それぞれ、引張抵抗補強材である通しボルト(ここではPC鋼棒で形成)5を貫通させ、相対するT形金物から突出させた両端部を同時締着する。
これにより、軸部を角形鋼管柱1に充填・固化させたコンクリート6に埋没させて、通しボルト5の耐力と鋼管面外耐力を累加して、H形鋼梁4から作用する引張力に対する剛性と耐力を強化し、接合部耐力を強化したものである。
なお、この実施例1での通しボルト5は、引張高力ボルト3と高さ方向にずらして、引張高力ボルト3とH形鋼梁4の上フランジ4aまたは4bとの間の内側領域に配置しているが、両側の引張高力ボルト3間に横並びに配置しても、引張抵抗補強材としての機能を十分に発揮する。
In this first embodiment, a pair of upper and lower T-shaped hardwares 2 1 , 2 2 for joining the upper and
As a result, the shaft portion is buried in the
The through-
ここで用いた、上下一対のT形金物21、22は、例えばH形鋼から切り出し加工して得られるものであり、図2に示すように、角形鋼管柱1に当接される垂直フランジ2fと、H形鋼梁4のフランジに当接される水平ウェブ2uで形成されるものである。
垂直フランジ2fには、角形鋼管柱1に接合する引張高力ボルト3用のボルト孔2oと、通しボルト5用のボルト孔2pを、それぞれ2個づつ、水平ウェブ2uの上側領域と下側領域に対称に設け、また、水平ウェブ2uには、H形鋼梁4のフランジに接合する高力ボルトのボルト孔2qを設けたものである。
ここでは、上側T形金物21の水平ウェブ2uの下面には、H形鋼梁4の上フランジ4aの上面を当接して、高力ボルトで接合し、下側T形金物22の水平ウェブ2uの上面には、H形鋼梁4の下フランジ4bの下面を当接して、高力ボルトで接合するようにしている。
The pair of upper and lower T-shaped metal pieces 2 1 , 2 2 used here are obtained by cutting out from, for example, H-shaped steel, and as shown in FIG. It is formed of a
The
Here, the lower surface of the
引張高力ボルト3は、図3(a)に示すように、軸部の一方の側には、座金11を介挿してナット8を螺合する雄ネジ部3sを有し頭部3h端にピンテール3pを有するものであり、頭部3hの座面に張力導入時に、ピンテール3pと協動させる角形座金10を介挿した、頭部締めトルシア形高力ボルトである。
この頭部締めトルシア形高力ボルト3は、角形鋼管柱1の相対する側面に当接したT形金物(21、22)の外部側からボルト孔2oに挿入するものであり、角形鋼管柱1の内部側でナット8と螺合し、T形金物(21、22)の外部側でピンテール3pで導入張力を管理し頭締めして締結するものである。
なお、引張高力ボルト3として、ここでは頭部締めトルシア形高力ボルトを用いたが、図3(b)に示すように、雄ネジ部3sの先端にピンテール3pを有する公知のトルシア形高力ボルト31を、角形鋼管柱1の内部側からボルト孔に挿入し、T形金物側の外部側で導入張力を管理してナット8締めにより締結することも考慮できる。
As shown in FIG. 3A, the tensile high-
This head-clamped torcia-type high-
Here, as the tension high-
通しボルト5は、PC鋼棒で形成したもので、図4(a)に示すように、角形鋼管柱1の相対する2側面を貫通させて、この2側面に引張高力ボルトで接合したT形金物に同時に締着するために、角形鋼管柱1の外径+T形金物2の垂直フランジ2fの厚さ+(ナット8高さ+座金11厚)×2+αの長さを有するものであり、軸部の両端部に座金11を介挿してナット8を螺合する雄ねじ部5sとを有するものである。
この通しボルト5は、角形鋼管柱1の一方の側面に接合したT形金物の外部側からボルト孔2pに挿入して、両端部の雄ねじ部5sを角形鋼管柱1の相対する側面に接合したT形金物の外部側に突出させ、それぞれに、座金11を介挿したナット8を螺合して同時締着することができる。
なお、通しボルト5は、ここでは締着時に張力導入を行わない形式のものを用いたが、例えば、図4(b)に示すように、雄ねじ部5sの先端にピンテール5を設け締着時に張力導入を行う形式の通しボルト51を用いることができる。また、図4(a)、(b)に示したものは、両端部に雄ねじ部5sを形成したものであるが、図4(c)に示すように、一方の端部に雄ねじ部5sを形成し、他方の端部に頭部5tを形成して、ナット8を一方の端部側で行うようした通しボルト52を用いることも考慮できる。
The through-
The through
Here, the through
以下に本発明の実施例2について、図5、図6に基づいて説明する。
この実施例2は、接合金物として、図6に示すようなエンドプレート12と引張高力ボルト3を用いたコンクリート充填角形鋼管柱(CFT柱)1とH形鋼梁4の接合構造において、H形鋼梁4を接合したエンドプレート12と角形鋼管柱1を高力ボルト引張接合する場合に適用した場合のものである。
H形鋼梁4は、通常の場合、角形鋼管柱1の1〜4側面に取り付けられるが、ここでは、図5(a)、(b)、(c)に示すように、角形鋼管柱1の相対する2側面(A側面とB側面)にエンドプレート12を介してH形鋼梁4を取り付けの場合において、角形鋼管柱1にコンクリート6充填・固化後の接合構造例を部分図で代表説明する。
この実施例2は、接合金物としてH形鋼梁4の端面を溶接で接合したエンドプレート12を用いた点、引張抵抗補強材として用いる通しボルト(PC鋼棒)に初期張力を導入するために、雄ねじ部5sの先端にピンテールを有する通しボルト(PC鋼棒)51を用いた点で、実施例1と異なるものである。実施例1と共通する部分については説明を省略する。
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This Example 2 is a joint structure of a concrete-filled square steel pipe column (CFT column) 1 and an H-shaped
In general, the H-shaped
This Example 2 uses the
この実施例2では、H形鋼梁4の端面を溶接wで接合したエンドプレート12を、角形鋼管柱1の相対する2側面(A側面とB側面)に当接して、角形鋼管柱1の隅部に近く引張抵抗の大きい部位に引張高力ボルト3で接合するとともに、角形鋼管柱1の相対する2側面に接合したエンドプレート12における引張高力ボルト3の近傍領域に、それぞれ、引張抵抗補強材である通しボルト51を貫通させ、角形鋼管柱1の相対する2側面に接合したエンドプレート12の外部側から突出させ両端部を同時締着する。
これにより、軸部を角形鋼管柱1に充填・固化させたコンクリート6に埋没させて、通しボルト51の耐力と鋼管面外耐力を累加して、H形鋼梁4から作用する引張力に対する剛性と耐力を強化し、接合部耐力を強化したものである。
なお、この実施例1での通しボルト51は、引張高力ボルト3の近傍領域に配置する。より具体的には、引張高力ボルト3とH形鋼梁4の上フランジ4aまたは4bとの間の内側領域に配置しているが、両側の引張高力ボルト3間に横並びに配置しても、引張抵抗補強材としての機能を十分に発揮する。
In Example 2, the
Thus, while buried in
Incidentally, through-
ここで用いた、エンドプレート12は、例えば厚鋼板からなり、図6に示すように、H形鋼梁4の端面を溶接w接合したものであり、角形鋼管柱1に接合する引張高力ボルト3のボルト孔12oと、通しボルト51のボルト孔12pを、それぞれ2個づつ、H形鋼梁4の上フランジ4a、下フランジ4bの上側領域と下側領域に対称に設けたものである。
また、通しボルト51は、PC鋼棒で形成したもので、初期張力を導入するために、図4(b)に示すように、雄ネジ部5sの先端にピンテール5pを有するものであり、角形鋼管柱1の相対する2側面を貫通させて、この2側面に引張高力ボルト3で接合したエンドプレート12に同時に締着するために、少なくとも角形鋼管柱1の外径+エンドプレート12の厚さ+(ナット8高さ+座金11厚さ)×2+α+ピンテール5pの長さを有するものであり、軸部の両端部に座金11を介挿してナット8を螺合して導入張力を管理しながら締着するものである。
なお、通しボルト51は、ここでは両端部で締着時に張力導入を行う形式のものを用いたが、一方の端部にのみピンテール5pを有する雄ネジ5s部を形成し、他方の端部に頭部を形成して、一方の端部で締着時に張力導入を行う形式のものを用いることもできる。
また、図4(a)や、図4(c)に示すように、張力導入を行うためのピンテールを有しない形式の通しボルト(5)を用いることもできる。
The
Further, the through
Incidentally, the through
Further, as shown in FIG. 4A and FIG. 4C, a through bolt (5) of a type that does not have a pin tail for introducing tension may be used.
以下に本発明の実施例3について、図7、図8に基づいて説明する。
この実施例3は、実施例1と同様、接合金物である上下一対のT形金物21、22と引張高力ボルト3を用いたコンクリート充填角形鋼管柱(CFT柱)1とH形断面梁4の接合構造において、T形金物21、22と角形鋼管柱1を高力ボルト引張接合する場合に適用した場合のものである。
H形断面梁4は、通常の場合、角形鋼管柱1の1〜4側面に取り付けられるが、ここでは、図7(a)、(b)、(c)に示すように、角形鋼管柱1の相対する2側面(A側面とB側面)にT形金物21、22を介してH形鋼梁4を取り付けの場合において、角形鋼管柱1にコンクリート6充填・固化後の接合構造例を部分図で代表説明する。
この実施例3は、引張抵抗補強材として用いる通しボルトとして、軸部に節状部を有する異形PC鋼棒からなる通しボルト13を用いた点で、実施例1と異なるものである。実施例1と共通する部分については説明を省略する。
A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As in Example 1, Example 3 is a concrete-filled square steel tube column (CFT column) 1 and an H-shaped cross section using a pair of upper and lower T-shaped metal components 2 1 and 2 2 and tensile high-
The H-shaped
Example 3 is different from Example 1 in that a through
この実施例3では、H形鋼梁4の上下フランジ4a、4bを高力ボルトで接合する上下一対のT形金物21、22 を、角形鋼管柱1の相対する2側面(A側面とB側面)に当接して、角形鋼管柱1の隅部に近く引張抵抗の大きい部位に引張高力ボルト3で接合するとともに、角形鋼管柱1の相対する2側面に接合した各T形金物21、22における引張高力ボルト3の間に、それぞれ、引張抵抗補強材である通しボルト(ここではPC異形鋼棒で形成)13を貫通させ、相対するT形金物から突出させた両端部を同時締着する。
これにより、軸部を角形鋼管柱1に充填・固化させたコンクリート6に埋没させて、通しボルト13の耐力と鋼管面外耐力を累加して、H形鋼梁4から作用する引張力に対する剛性と耐力を強化し、接合部耐力を強化したものである。
なお、この実施例3での通しボルト13は、引張高力ボルト3と高さ方向にずらして、引張高力ボルト3とH形鋼梁4の上フランジ4aまたは4bとの間の内側領域に配置しているが、両側の引張高力ボルト3間に横並びに配置しても、引張抵抗補強材としての機能を十分に発揮する。
In Example 3, a pair of upper and lower T-shaped hardwares 2 1 , 2 2 for joining the upper and
As a result, the shaft portion is buried in the
The through
通しボルト13は、軸部に節部13xを有する異形PC鋼棒で形成したもので、図8(a)に示すように、角形鋼管柱1の相対する2側面を貫通させて、この2側面に引張高力ボルト3で接合したT形金物に同時に締着するために、角形鋼管柱1の外径+T形金物2の垂直フランジ2fの厚さ+(ナット8高さ+座金11厚さ)×2+αの長さを有するものであり、軸部の両端部に座金11を介挿してナット8を螺合する雄ねじ部13sとを有するものである。
この通しボルト13は、角形鋼管柱1の一方の側面に接合したT形金物の外部側からボルト孔2pに挿入して、両端部の雄ねじ部15s部を角形鋼管柱1の相対する2側面に接合したT形金物の外部側に突出させ、それぞれに、座金11を介挿したナット8を螺合して同時締着することができる。
The through
The through
なお、通しボルトとして、軸部に節部13xを有する異形PC鋼棒で形成した通しボルト13を用いたが、図8(b)に示すように、軸部にネジ状部13zを有する異形PC鋼棒で形成した通しボルト131を用いることができる。この通しボルト13、131は、締着時に張力導入を行わない形式のものにしているが、例えば雄ねじ部13sの先端にピンテールを設け締着時に張力導入を行う形式の通しボルトを用いることもできる。
また、いずれの形式の通しボルトの場合も、一方の端部に雄ねじ部を形成し、他方の端部に頭部を形成して、ナットを一方の端部側で行うようした通しボルトを用いることも考慮できる。
As the through bolt, a through
In addition, in the case of any type of through bolt, a through bolt is used in which a male screw portion is formed at one end and a head is formed at the other end so that the nut is performed on one end side. Can also be considered.
以下に本発明の実施例4について、図9、図10に基づいて説明する。
この実施例4は、上下一対のT形金物21、22と引張高力ボルト3を用いたコンクリート充填角形鋼管柱(CFT柱)1とH形断面梁4の接合構造において、T形金物21、22と鋼管柱1を高力ボルト引張接合する場合に適用した場合のものである。
H形断面梁4は、通常の場合、角形鋼管柱1の1〜4側面に取り付けられるが、ここでは、図9(a)、(b)、(c)に示すように、角形鋼管柱1の相対する2側面にH形断面梁4を取り付けの場合において、角形鋼管柱1にコンクリート6充填・固化後の接合構造例を部分図で代表説明する。
この実施例4は、実施例1、3と同様、上下一対のT形金物21、22を引張高力ボルト3で接合する点では同じであり、引張抵抗補強材として、短寸のアンカー機能付き高力ボルト14を用いる点で、実施例1、3と異なるものである。実施例1、実施例3と共通する部分については説明を省略する。
A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This Example 4 shows a T-shaped hardware in a joint structure of a concrete-filled square steel pipe column (CFT column) 1 and an H-shaped
The H-shaped
The fourth embodiment is the same as the first and third embodiments in that the pair of upper and lower T-shaped metal pieces 2 1 , 2 2 are joined by the tensile high-
H形鋼梁4の上下フランジ4a、4bを高力ボルトで接合する上下一対のT形金物21、22を、角形鋼管柱1の相対する2側面(A側面とB側面)に当接して、角形鋼管柱1の隅部に近く引張抵抗の大きい部位に引張高力ボルト3で接合するとともに、角形鋼管柱1の相対する2側面に接合した各T形金物21、22における引張高力ボルト3の間に、それぞれ、引張抵抗補強材であるアンカー機能付き高力ボルト14を挿入・締着する。
これにより、アンカー機能付き軸部を角形鋼管柱1に充填・固化させたコンクリート6に埋没させて、アンカー機能付き高力ボルト14耐力と鋼管面外耐力を累加して、H形鋼梁4から作用する引張力に対する剛性と耐力を強化し、接合部耐力を強化したものである。
この実施例4でのアンカー機能付き高力ボルト14は、引張高力ボルト3と高さ方向にずらして、引張高力ボルト3とH形鋼梁4の上フランジ4aまたは4bとの間の内側領域に配置しているが、両側の引張高力ボルト3間に横並びに配置しても、引張抵抗補強材としての機能を十分に発揮する。
A pair of upper and lower T-shaped hardwares 2 1 , 2 2 that join the upper and
As a result, the shaft portion with the anchor function is buried in the
The high-
ここで用いたアンカー機能付き高力ボルト14は、図10(a)に示すように、ねじ状部14zを形成したPC異形鋼棒からなり、軸部の一方の先端部に座金11を介挿したナット8に螺合する雄ねじ部14sを有するものであり、他方の先端部側でねじ状部14zにボルト孔径より大径の、雌ねじ部を有する鍔状アンカー板15を締着したものである。
このアンカー機能付き高力ボルト14の挿入・締着は、鍔状アンカー板15を締着して角形鋼管柱1の内部側からボルト孔に挿入したり、鍔状アンカー板15を角形鋼管柱1の内部側に軽接着しておき、外部側から挿入したねじ状部14zを螺合して所望の長さ締付け内部側に押圧し、鍔状アンカー板15を剥がして角形鋼管柱1の内部の所望の位置させるなどの施工方法を採用して行うことができる。
このアンカー機能付き高力ボルト14の軸部のねじ状部14zと鍔状アンカー板15は、角形鋼管柱1の内部に充填・固化したコンクリート6に埋没したとき、このコンクリート6に対してアンカー効果を発揮するものである。
これにより、コンクリート6の抵抗力をアンカー機能付き高力ボルト14を介して角形鋼管柱1の接合部に作用させ、この接合部における圧縮力と引張力に対する接合部性能 (剛性、耐力)を向上させることができる。
なお、ここで用いたアンカー機能付き高力ボルト14は、ねじ状部14zと鍔状アンカー板15を有するものであるが、ねじ状部14zを有しない例えばPC鋼棒にアンカー板15を固定したアンカー機能付き高力ボルトや、頭部をアンカー部とする高力ボルトを角形鋼管柱1の内部側からボルト孔に挿入し、外部側で締着することもできる。
また、10(b)に示すように、軸部にボルト孔径より小径の外径を有する例えば節状部14x(ねじ状部14zでも可)を形成したアンカー機能付き高力ボルト141とし、節状部14xをアンカー部として機能させることもできる。この場合には、図10(a)に示すアンカー機能付き高力ボルト14に比較して、アンカー効果は劣るが、外部側から容易に挿入できるので施工が容易である。
As shown in FIG. 10A, the high-
The high-
When the threaded
As a result, the resistance force of the
In addition, although the
Further, as shown in 10 (b), the shank bolt hole diameter than the anchor function high-
実施例5を、図11(a)、(b)に基づいて説明する。
この実施例5は、角形鋼管柱1の隣り合う2側面(ここではA側面とC側面)にH形鋼梁4を上下一対のT形金物21、22を介して引張高力ボルト3で接合する場合で、実施例1のように、引張高力ボルト3の間に、引張抵抗補強材(ただし通しボルト5)を挿入・定着するコンクリート充填角形鋼管柱とH形鋼梁の高力ボルト引張接合構造例である。
この接合構造例では、隣合うA側面とC側面に、H形鋼梁4を接合するために、同じT形金物21、22を同じ位置に接合し、通しボルト5の配置を同じにした場合には、通しボルト5を直交配置すると干渉して施工が困難になるため、直交する通しボルト5を干渉しない配置にしたものである。実施例1と共通する部分については説明を省略する。
A fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b).
In the fifth embodiment, an H-shaped
In this joining structure example, in order to join the H-shaped
この実施例5では、実施例1と同様に、T形金物21、22での引張高力ボルト3と通しボルト5の配置を同じにして、図11(c)、(d)に示すように、角形鋼管柱1の隣り合うA側面とC側面に接合のT形金物の位置を高さ方向に距離a分ずらして、直交配置するA側面側の通しボルト5aとC側面側の通しボルト5aとの干渉を回避するものである。
なお、この実施例5では、角形鋼管柱1のA側面に相対するB側面およびC側面に相対するD側面には、H形鋼梁4を接合しないため、T形金物21、22は不要であるが、通しボルト5a、5bを安定的に、かつ強固に定着するために、平板16を当接している。B側面およびD側面にH形鋼梁4を接合する場合には、平板16ではなくT形金物21、22を引張高力ボルト3で接合するが、通しボルト5a、5bの配置は同じである。
In Example 5, as in Example 1, the arrangement of the tensile high-
In the fifth embodiment, since the H-shaped
実施例6を、図12(a)、(b)、図13に基づいて説明する。
この実施例6は、角形鋼管柱1の隣り合う2側面(ここではA側面とC側面)にH形鋼梁4を上下一対のT形金物を介して引張高力ボルト3で接合する場合で、実施例5のように、引張高力ボルト3の間に、引張抵抗補強材(ここでは通しボルト5)を挿入・定着するコンクリート充填角形鋼管柱とH形鋼梁の高力ボルト引張接合構造例である。
この実施例6の接合構造例では、隣り合うA側面とC側面に、H形鋼梁4を接合するために、サイズ(垂直フランジの高さ)および形状が異なり、通しボルト5a、5bの配置も異なるT形金物を用いた点で実施例5と異なるものである。
例えば、図13の直交形式1に示すような組み合わせとしたものであり、A側面には、長さ(高さ)Lsで、両側の引張高力ボルト3のボルト孔17o間に通しボルト5aのボルト孔17pを横並びに設けた、上下一対のT形金物171、172を接合し、隣り合うC側面には、長さ(高さ)Lで、両側の引張高力ボルト3のボルト孔18o間に通しボルト5bのボルト孔18pを横並びに設けた、上下一対のT形金物181、182を、A側面のT形金物171、172の長さ中心と一致させ、直交するA側面の通しボルト5aとC側面の通しボルト5bを高さ方向にずらして配置するものである。このような配置にして、隣合うA側面とC側面の通しボルト5aと5bを直交配置しても、干渉しないようにするものである。実施例5と共通する部分については説明を省略する。
Example 6 will be described with reference to FIGS. 12A, 12B, and 13. FIG.
This Example 6 is a case where the H-shaped
In the example of the joining structure of Example 6, the size (the height of the vertical flange) and the shape are different in order to join the H-shaped
For example, it is a combination as shown in the
実施例6のように、隣り合うA側面とC側面のT形金物171(172)と181(182)の長さ中心を一致させて配置する場合で、通しボルト5a、5bを干渉しないように直交配置する場合の他の直交形式としては、図13の直交形式2、3、4などがある。直交形式2、3、4では、A側面とC側面のT形金物の組み合わせが直交形式1と異なっているが、ここでは、直交形式1の場合と同じ符号を用いて、A側面とC側面のボルト5a、5bを干渉しないように直交配置する場合の各T形金物171(172)、181(182)での引張高力ボルト3のボルト孔17o、18oと、通しボルト5a、5bのボルト孔17p、18pの配置例を図示する。
なお、実施例5、6では、接合金物としてT形金物を隣り合う2側面(A側面とC側面)に接合する場合での直交配置する通しボルトの干渉回避例を示したが、T形金物に代えて、エンドプレートを用いた場合も、同様の考え方で直交配置する通しボルトの干渉を回避することができる。
In the case where the length centers of the T-shaped metal pieces 17 1 (17 2 ) and 18 1 (18 2 ) on the adjacent A side surface and C side surface are aligned with each other as in the sixth embodiment, the through
In Examples 5 and 6, an example of avoiding interference of through-bolts arranged orthogonally in the case of joining a T-shaped metal piece to two adjacent side surfaces (A side surface and C side surface) as a joint metal piece is shown. Instead of using the end plate, it is possible to avoid interference of through-bolts arranged orthogonally in the same way.
角形鋼管柱に接合金物と引張り高力ボルトを介してH形鋼梁を接合するコンクリート充填角形鋼管柱とH形鋼梁の高力ボルト引張接合構造において、本発明を適用し、引張り高力ボルト接合部近傍に引張り抵抗補強材を併設した場合の効果を評価するために、1/2モデルによる部分引張実験により、接合部における角形鋼管面外耐力・剛性(接合部耐力)を評価した。図14に本発明例と従来例の評価結果(荷重Pと変形δの関係で示す)を示す。右図は、実験対象の接合構造例を平面断面図で示したものである。
本発明例Aは、実施例1に相当する接合構造(初期張力有りと無しの場合)、Bは、実施例3に相当する接合構造(初期張力無しの場合)、Cは、実施例4に相当する接合構造(初期張力無しの場合)で、本発明例ではいずれも引張高力ボルトと引張抵抗補強材(通しボルトまたはアンカー機能付き高力ボルト)を併用したものである。Dは、従来例で、引張抵抗補強材を併用しない接合構造である。本発明例、従来例は、高力ボルトの種類は異なるが、材質、軸径、本数、配置は略同じにし、その他の各部、各要素の条件は略同じにした。
Applying the present invention to a high strength bolt tensile joint structure of a concrete-filled square steel pipe column and H-shaped steel beam that joins a H-shaped steel beam to a square steel pipe column via a joint metal and a tensile high strength bolt, the tensile high strength bolt In order to evaluate the effect when a tensile resistance reinforcing material is provided in the vicinity of the joint, the out-of-plane strength and rigidity (joint strength) of the square steel pipe at the joint were evaluated by a partial tensile experiment using a 1/2 model. FIG. 14 shows the evaluation results (indicated by the relationship between the load P and the deformation δ) of the present invention and the conventional example. The figure on the right shows an example of the bonding structure of the test object in a cross-sectional plan view.
Invention Example A is a joining structure corresponding to Example 1 (when there is no initial tension), B is a joining structure corresponding to Example 3 (when there is no initial tension), and C is according to Example 4. The corresponding joint structure (in the case of no initial tension) is a combination of a tensile high strength bolt and a tensile resistance reinforcing material (through bolt or high strength bolt with an anchor function). D is a conventional structure which is a joint structure that does not use a tensile resistance reinforcing material. In the present invention example and the conventional example, the types of high-strength bolts are different, but the material, shaft diameter, number and arrangement are substantially the same, and the conditions of other parts and elements are substantially the same.
評価実験結果は、図14に示す通りで、引張高力ボルトのみを使用したDの従来例に対して、通しボルトを併用したA、Bの本発明例の場合には、耐力、剛性に飛躍的な向上が認められた。特にAで初期張力を導入した場合に剛性が最も向上することが明確になった。アンカー機能付き高力ボルトを併用したCの場合には、Dの従来例に対して、耐力・剛性とも若干の向上が認められた。 The results of the evaluation experiment are as shown in FIG. 14, and in the case of the present invention examples of A and B in which a through bolt is used in combination with the conventional example of D using only a tensile high-strength bolt, the yield strength and rigidity are greatly improved. Improvement was observed. In particular, it became clear that the rigidity was most improved when initial tension was introduced at A. In the case of C in which a high-strength bolt with an anchor function was used in combination, a slight improvement in both proof stress and rigidity was recognized as compared with the conventional example of D.
本発明は、上記の各実施例の内容に限定されるものではない。例えば、引張高力ボルト、通しボルト、アンカー機能付き高力ボルトの構造(形式、アンカー部形成条件)、材質、配置(本数を含む)、挿入・締着(定着)構造、接合金物構造、梁の種類、接合金物との接合手段、座金の有無、施工手順などについては、接合対象物、接合部配置、要求される接合部性能などに応じて、上記請求項を満足する範囲内で変更のあるものである。 The present invention is not limited to the contents of the above embodiments. For example, tensile high-strength bolts, through bolts, high-strength bolts with anchor function (model, anchor formation conditions), material, arrangement (including number), insertion / fastening (fixing) structure, joint hardware structure, beam The type of joint, the means for joining with the joint hardware, the presence or absence of the washer, the construction procedure, etc. are changed within the range satisfying the above claims, depending on the object to be joined, the joint placement, the required joint performance, etc. There is something.
1 角形鋼管柱 21 上側T形金物
22 上側T形金物 2f 垂直フランジ
2u 水平ウェブ 2o ボルト孔(引張高力ボルト)
2p ボルト孔(通しボルト)
3 引張高力ボルト(頭締めトルシア形高力ボルト)
31 引張高力ボルト(トルシア形高力ボルト)
3h 頭部 3s 雄ねじ部
3p ピンテール 4 H形鋼梁
4a 上フランジ 4b 下フランジ
4u ウェブ 4o ボルト孔
5、52 通しボルト(PC鋼棒)
51 通しボルト(PC鋼棒)(初期張力有り)
5a、5b 通しボルト(PC鋼棒)(直交配置)
5s 雄ねじ部 5t 頭部
6 コンクリート 8 ナット
10 角座金 11 座金
12 エンドプレート 12o ボルト孔(引張高力ボルト)
12p ボルト孔(通しボルト)
13、131 通しボルト(異形PC鋼棒)
13s 雄ねじ部 13x 節状部
13z ねじ状部 14 アンカー機能付き高力ボルト
14s 雄ねじ部 14x 節状部
14z ねじ状部 15 鍔状アンカー板
16 平板 171 上側T形金物
172 下側T形金物 17f 垂直フランジ
17o ボルト孔(引張高力ボルト) 17p ボルト孔(通しボルト)
17u 水平ウェブ 181 上側T形金物
182 下側T形金物 18f 垂直フランジ
18o ボルト孔(引張高力ボルト) 18p ボルト孔(通しボルト)
18u 水平ウェブ
DESCRIPTION OF
2p bolt hole (through bolt)
3 Tensile high-strength bolt (head tightening torcia-type high-strength bolt)
3 1 Tensile high strength bolt (Torsia type high strength bolt)
5 1 through bolt (PC steel bar) (with initial tension)
5a, 5b Through bolt (PC steel bar) (orthogonal arrangement)
12p bolt hole (through bolt)
13, 13 1- bolt bolt (deformed PC steel bar)
13s
17u Horizontal web 18 1 Upper T-shaped hardware 18 2 Lower T-shaped
18u horizontal web
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