JP2007211461A - 閉鎖断面柱及びこれを用いた接合構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】閉鎖断面柱の梁等の他部材への接合に際して、その作業性及び安全性の向上を図る。
【解決手段】閉鎖断面柱1は、梁20と接合するための接合用ボルト4・・の頭部7・・を、閉鎖断面を有する柱本体2の内部に配置するとともに、接合用ボルト4・・のボルト部8・・を、柱本体2の下端開口部に取り付けたエンドプレート5のボルト挿通孔6・・から外部へ突出させて、柱本体2の内部に、接合用ボルト4・・のボルト部8・・先端の振れを許容しながら、接合用ボルト4・・の頭部7・・をエンドプレート5に保持する保持部材10・・を設けている。
【選択図】図1
【解決手段】閉鎖断面柱1は、梁20と接合するための接合用ボルト4・・の頭部7・・を、閉鎖断面を有する柱本体2の内部に配置するとともに、接合用ボルト4・・のボルト部8・・を、柱本体2の下端開口部に取り付けたエンドプレート5のボルト挿通孔6・・から外部へ突出させて、柱本体2の内部に、接合用ボルト4・・のボルト部8・・先端の振れを許容しながら、接合用ボルト4・・の頭部7・・をエンドプレート5に保持する保持部材10・・を設けている。
【選択図】図1
Description
この発明は、例えば鉄骨構造の建物に用いられる閉鎖断面柱及びこれを用いた接合構造に関するものである。
従来より、鉄骨構造の建物において、角形鋼管柱等の閉鎖断面柱の端部を、H形鋼からなる梁へ接合する場合、例えば特許文献1にも開示されているように、閉鎖断面柱の端部に溶接したエンドプレートを、梁のフランジへ接合用ボルトによって接合している。
この接合に際しては、閉鎖断面柱のエンドプレートに形成したボルト挿通孔と、梁のフランジに形成したボルト挿通孔とを一致させて、それらボルト挿通孔へ挿通させた接合用ボルトにナットを螺合して締め付けるようにしている。
しかしながら、上記のような接合においては、柱と梁の互いのボルト挿通孔の位置合わせ作業、それらボルト挿通孔が位置ずれしないように柱と梁を保持しながら、互いに一致させたボルト挿通孔へ接合用ボルトを挿通させる作業、ボルト挿通孔へ挿通させた接合用ボルトの頭部を固定しながら、接合用ボルトにナットを螺合して締め付ける作業等が必要となり、作業工程が煩雑であった。
また、例えば図11に示すように、閉鎖断面柱50のエンドプレート51に予め複数本の接合用ボルト52・・を固定しておいて、それら接合用ボルト52・・を梁53のフランジ54に形成したボルト挿通孔55・・へ挿通させることで、作業工程の簡略化を図るようにした接合方法も知られている。
この場合、接合用ボルト52・・の頭部56・・を柱50の内部に配置して、接合用ボルト52・・のボルト部57・・をエンドプレート51のボルト挿通孔58・・から外部へ突出させている。そして、柱50の運搬や施工の際に、接合用ボルト52・・がボルト挿通孔58・・から抜け出して柱50の内部に脱落しないように、またナット59・・の締め付けの際に、接合用ボルト52・・が空回りしないように、接合用ボルト52・・の頭部56・・をエンドプレート51に溶接して、接合用ボルト52・・をエンドプレート51に強固に固定している。
しかしながら、このように柱50のエンドプレート51に複数本の接合用ボルト52・・を固定した場合、柱50や梁53を移動させながら、複数本の接合用ボルト52・・のボルト部57・・を梁53側のボルト挿通孔55・・へ同時に挿通させる必要がある。
一般に、接合用ボルト52のボルト部57の直径と梁53側のボルト挿通孔55の内径との差は、接合強度に直接影響するため、m/m単位以下となるように法律上定められており、よってボルト部57の外周面とボルト挿通孔55の内周面との間には、通常m/m単位以下のクリアランスしか確保されていない。
従って、上記のような接合用ボルト52・・のボルト挿通孔55・・への挿通作業は、少しの位置ずれも許されない高い精度が要求され、多くの時間と労力を要する面倒な作業となるばかりか、柱50や梁53を移動させながらの不安定な作業を長時間強いられることから、特に高所では危険を伴うものとなっていた。
そこで、この発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、閉鎖断面柱の梁等の他部材への接合に際して、その作業性及び安全性の向上を図ることにある。
上記課題を解決するため、この発明の閉鎖断面柱1、30は、梁20、32等の他部材と接合するための接合用ボルト4・・の頭部7・・を、閉鎖断面を有する柱本体2の内部に配置するとともに、前記接合用ボルト4・・のボルト部8・・を、前記柱本体2の上端開口部及び/又は下端開口部に取り付けたエンドプレート5のボルト挿通孔6・・、若しくは、前記柱本体2の側面部のボルト挿通孔31・・から外部へ突出させて、前記柱本体2の内部に、前記接合用ボルト4・・のボルト部8・・先端の振れを許容しながら、前記接合用ボルト4・・の頭部7・・を前記エンドプレート5若しくは前記柱本体2の側面部に保持する保持部材10・・を設けたことを特徴とする。
そして、前記保持部材10は、前記接合用ボルト4の空回りを規制する空回り止め部と、前記接合用ボルト4の前記ボルト挿通孔6、31からの抜けを規制する抜け止め部とを備えている。
具体的に、前記空回り止め部は、略六角柱状の前記頭部7を挟み込むようにして、前記エンドプレート5若しくは前記柱本体2の側面部から立ち上がった一対の立ち上がり片11、11からなり、前記抜け止め部は、略六角柱状の前記頭部7に被さるようにして、前記立ち上がり片11、11の先端部間を連結する連結片12からなり、前記立ち上がり片11、11間の間隔L1を、前記頭部7の同一対角線上の側面角部位16、16間の間隔L3よりも短くしながら、前記立ち上がり片11、11とそれらに対向する前記頭部7の側面平坦部位15、15との間に第1の隙間S1を設けるとともに、前記連結片12と前記頭部7の天端面17との間に第2の隙間S2を設けている。
この発明の接合構造は、上記の閉鎖断面柱1、30における接合用ボルト4・・のボルト部8・・を、梁20、32等の他部材側のボルト挿通孔21、34・・へ挿通させて、そのボルト部8・・先端にナット23・・を螺合して締め付けることで、前記閉鎖断面柱1、30と他部材とを接合したことを特徴する。
この発明によれば、閉鎖断面柱に予め接合用ボルトを保持させているので、閉鎖断面柱と梁等の他部材との接合に際して、作業工程の簡略化を図ることができる。しかも、外部に突出した接合用ボルトのボルト部先端の振れが許容されているので、従来のように接合用ボルトが溶接によって固定されている構造のものと比べて、多少の位置ずれが生じていても、ボルト部先端をボルト挿通孔へ素早く簡単に差し入れることができる。これにより、閉鎖断面柱の他部材への接合に際して、その作業性を格段に向上することができ、しかも短時間の作業で済むことから高所での作業の安全性も高めることができる。
さらに、接合用ボルトの空回りや抜けが規制されているので、接合用ボルトの動きを許容しているにもかかわらず、閉鎖断面柱の運搬時や施工時において接合用ボルトが柱本体内に脱落することなく、また接合用ボルトへのナットの締め付け作業も支障なく行うことができる。
さらにまた、接合用ボルトを保持する保持部材が、一対の立ち上がり片とこれら立ち上がり片の先端部間を連結する連結片とからなる極めて簡単な構造とされていることから、閉鎖断面柱の製造コストを安価に抑えることができる。
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の一実施形態に係る閉鎖断面柱1は、図1乃至図3に示すように、例えば角形鋼管からなる閉鎖断面を有する柱本体2の下端開口部に、例えば4本の接合用ボルト4・・を備えたエンドプレート5を取り付けてなる。
エンドプレート5は、柱本体2の断面形状とほぼ同じ方形状に形成されており、柱本体2の下端開口部を塞ぐようにして、下端開口部に嵌め込まれた状態で溶接されている。そして、このエンドプレート5の四隅には、ボルト挿通孔6・・が夫々形成されている。
エンドプレート5に備え付けられている接合用ボルト4は、略六角柱状の頭部7とボルト部8とからなり、その頭部7が柱本体2の内部に配置され、そのボルト部8がエンドプレート5のボルト挿通孔6から外部へ突出されている。
そして、柱本体2の内部には、接合用ボルト4・・のボルト部8・・先端の振れを許容しながら、接合用ボルト4・・の頭部7・・をエンドプレート5に半固定状態で保持する保持部材10・・が設けられている。
保持部材10は、図4に示すように、接合用ボルト4の頭部7を挟み込むようにして、エンドプレート5における柱本体2の内部側の面から立ち上がった一対の板状の立ち上がり片11、11と、接合用ボルト4の頭部7に被さるようにして、立ち上がり片11、11の先端部間を連結する板状の連結片12とからなり、全体的に門型に形成されている。なお、保持部材10の立ち上がり片11、11は、溶接によってエンドプレート5における柱本体2の内部側の面に固着されている。
そして、保持部材10の立ち上がり片11、11の間隔L1は、接合用ボルト4の頭部7における同一対角線上の側面平坦部位15、15間の間隔L2よりも長く、且つ、頭部7における同一対角線上の側面角部位16、16間の間隔L3よりも短くなっており、立ち上がり片11、11とそれらに対向する頭部7の側面平坦部位15、15との間には、第1の隙間S1が設けられている。これにより、接合用ボルト4の頭部7は、隙間S1を利用して例えばボルト軸を中心とした30〜40度程度の範囲内で回転可能であるが、それ以上回転しようとすると、側面角部位16・・が立ち上がり片11、11に当接して、回転が阻止されるようになっている。従って、立ち上がり片11、11は、接合用ボルト4の空回りを規制する空回り止め部として機能するようになっている。
また、連結片12と頭部7の天端面17との間には、第2の隙間S2が設けられている。これにより、接合用ボルト4の頭部7は、隙間S2を利用して例えば2〜3mm程度の範囲内で上下方向に移動可能であるが、それ以上移動しようとすると、その天端面17が連結片12に当接して、移動が阻止されるようになっている。従って、連結片12は、接合用ボルト4のボルト挿通孔6からの抜けを規制する抜け止め部として機能するようになっている。
さらに、このように保持部材10によって接合用ボルト4の頭部7を半固定状態で保持することで、頭部7の側方及び上方に隙間S1、S2が連続して確保され、しかもボルト部8の外周面とエンドプレート5のボルト挿通孔6の内周面との間には、m/m単位以下のクリアランスが設けられているので、頭部7が隙間S1、S2の範囲内で僅かに傾き、ボルト挿通孔6内に位置するボルト部8の根元部分がクリアランスの範囲内で微動することで、図5に示すように、接合用ボルト4のボルト部8先端が水平方向に放射状に振れるようになっている。
上記構成の閉鎖断面柱1を、例えばH形鋼からなる梁20へ接合するにあたっっては、図6及び図7に示すように、閉鎖断面柱1を移動させながら、4本の接合用ボルト4・・のボルト部8・・を、梁20の上側フランジ19に形成されているボルト挿通孔21・・へ同時に挿通させる。
このとき、接合用ボルト4・・のボルト部8・・先端の振れが許容されており、しかもボルト部8・・先端にはテーパー状の面取り加工(ハンチ)が施されているので、これらの相乗効果により、ボルト部8・・と梁20側のボルト挿通孔21・・とが多少位置ずれしていても、ボルト部8・・先端をボルト挿通孔21・・へ容易に差し入れることができ、接合用ボルト4・・のボルト挿通孔21・・への挿通を簡単に行うことができる。なお、このボルト挿通作業中に、接合用ボルト4・・のボルト部8・・が梁20の上側フランジ19に当たることがあっても、保持部材10・・によって接合用ボルト4・・の抜けが規制されているので、接合用ボルト4・・が柱本体2内へ脱落することはない。
このボルト挿通作業は、2〜3秒程度で行うことができ、一対の閉鎖断面柱1、1を連結してなるフレーム柱であっても、その8本の接合用ボルト4・・を5〜10秒程度で挿通させることができ、従来のようなエンドプレートに接合用ボルトを溶接固定した構造のものと比べて、作業時間を格段に短縮することができる。
そして、このボルト挿通作業を終えると、接合用ボルト4・・のボルト部8・・先端にワッシャー22・・を介してナット23・・を螺合して仮締めする。なお、この仮締めまでに費やす作業時間は1〜2分程度である。そして、仮締めしたナット23・・をさらに本締めすることで、閉鎖断面柱1の下端部が梁20の上面に接合される。このとき、保持部材10・・によって接合用ボルト4・・の空回り及び抜けが規制されているので、接合用ボルト4・・の頭部7・・をあたかもスパナ等のよって固定した状態で、ナット23・・の締め付け作業を支障なく行うことができる。
図8は、別の実施形態に係る閉鎖断面柱30の接合構造を示している。この閉鎖断面柱30は、柱本体2の側面部に4本の接合用ボルト4・・が取り付けられている。すなわち、接合用ボルト4・・の頭部7・・が柱本体2の内部に配置され、接合用ボルト4・・のボルト部8・・が柱本体2の側面部のボルト挿通孔31・・から外部へ突出されており、柱本体2の側面部内側には、接合用ボルト4・・のボルト部8・・先端の振れを許容しながら、接合用ボルト4・・の頭部7・・を柱本体2の側面部に半固定状態で保持する保持部材10・・が設けられている。
上記構成の閉鎖断面柱30の側面部に、例えばH形鋼からなる梁32の端部を接合するにあたっては、梁32を移動させながら、閉鎖断面柱30のボルト挿通孔31・・から外部に突出した4本の接合用ボルト4・・のボルト部8・・を、梁32のエンドプレート33に形成されているボルト挿通孔34・・へ同時に挿通させる。
このときも、上記と同様に、接合用ボルト4・・のボルト部8・・先端の振れが許容されているので、接合用ボルト4・・のボルト挿通孔34・・への挿通を簡単に行うことができる。
そして、このボルト挿通作業後に、接合用ボルト4・・のボルト部8・・先端にワッシャー22・・を介してナット23・・を螺合して締め付けることで、閉鎖断面柱30の側面部に梁32の端部が接合される。なお、その他の構成及び作用効果は、図1乃至7に示す上記実施形態と同様である。
この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。
例えば、上記実施形態においては、閉鎖断面柱1における柱本体2の下端開口部に、接合用ボルト4・・を半固定状態で保持したエンドプレート5を取り付けていたが、柱本体2の上端開口部に取り付けたり、柱本体2の上下端開口部の双方に取り付けるようにしても良い。また、図9及び図10に示すように、接合用ボルト4・・だけでなく筋交い40も備え付けたエンドプレート5を用いるようにしても良い。
さらに、閉鎖断面柱1、30は、梁20、32に接合するだけに限らず、例えば土台等の梁以外の部材に接合しても良い。
1、30・・閉鎖断面柱、2・・柱本体、4・・接合用ボルト、5・・エンドプレート、6、31・・ボルト挿通孔、7・・頭部、8・・ボルト部、10・・保持部材、11・・立ち上がり片(空回り止め部)、12・・連結片(抜け止め部)、15・・側面平坦部位、16・・側面角部位、17・・天端面、20、32・・梁、21、34・・ボルト挿通孔、23・・ナット、L1・・立ち上がり片間の間隔、L3・・側面角部位間の間隔、S1・・第1の隙間、S2・・第2の隙間
Claims (4)
- 梁(20)(32)等の他部材と接合するための接合用ボルト(4)・・の頭部(7)・・を、閉鎖断面を有する柱本体(2)の内部に配置するとともに、前記接合用ボルト(4)・・のボルト部(8)・・を、前記柱本体(2)の上端開口部及び/又は下端開口部に取り付けたエンドプレート(5)のボルト挿通孔(6)・・、若しくは、前記柱本体(2)の側面部のボルト挿通孔(31)・・から外部へ突出させて、前記柱本体(2)の内部に、前記接合用ボルト(4)・・のボルト部(8)・・先端の振れを許容しながら、前記接合用ボルト(4)・・の頭部(7)・・を前記エンドプレート(5)若しくは前記柱本体(2)の側面部に保持する保持部材(10)・・を設けたことを特徴とする閉鎖断面柱。
- 前記保持部材(10)は、前記接合用ボルト(4)の空回りを規制する空回り止め部と、前記接合用ボルト(4)の前記ボルト挿通孔(6)(31)からの抜けを規制する抜け止め部とを備えている請求項1記載の閉鎖断面柱。
- 前記空回り止め部は、略六角柱状の前記頭部(7)を挟み込むようにして、前記エンドプレート(5)若しくは前記柱本体(2)の側面部から立ち上がった一対の立ち上がり片(11)(11)からなり、前記抜け止め部は、略六角柱状の前記頭部(7)に被さるようにして、前記立ち上がり片(11)(11)の先端部間を連結する連結片(12)からなり、前記立ち上がり片(11)(11)間の間隔(L1)を、前記頭部(7)の同一対角線上の側面角部位(16)(16)間の間隔(L3)よりも短くしながら、前記立ち上がり片(11)(11)とそれらに対向する前記頭部(7)の側面平坦部位(15)(15)との間に第1の隙間(S1)を設けるとともに、前記連結片(12)と前記頭部(7)の天端面(17)との間に第2の隙間(S2)を設けている請求項2記載の閉鎖断面柱。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の閉鎖断面柱(1)(30)における接合用ボルト(4)・・のボルト部(8)・・を、梁(20)(32)等の他部材側のボルト挿通孔(21)(34)・・へ挿通させて、そのボルト部(8)・・先端にナット(23)・・を螺合して締め付けることで、前記閉鎖断面柱(1)(30)と他部材とを接合したことを特徴する閉鎖断面柱の接合構造。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2006031336A JP2007211461A (ja) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | 閉鎖断面柱及びこれを用いた接合構造 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018048488A (ja) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 株式会社進富 | 鉄骨構造建築物の柱と梁の接合構造 |
JP7416389B1 (ja) | 2023-07-31 | 2024-01-17 | 有限会社鉄骨屋 | 構造材用ジョイント部材、ジョイント付き構造材、および組み立て構造材 |
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2006
- 2006-02-08 JP JP2006031336A patent/JP2007211461A/ja active Pending
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