JP2015034397A - Friction joint structure for high-strength bolt - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable obtainment of stable strength by stably securing a between-materials compressive force distribution range, while enabling enlargement of a movable range of steel plates for being joined to each other, by enlarging a positioning range of a high-strength bolt.SOLUTION: A friction joint structure for a high-strength bolt joins two steel plates 3 (3A and 3b) together. Bolt holes opened in the two steel plates 3A and 3b to be joined together are formed as slots 31 and 32. The slots 31 and 32 of the respective steel plates 3A and 3b overlap each other in such a manner as to be orthogonal to each other in a major-axis direction. The high-strength bolt 2 is inserted through a crossing part, in which the slots 31 and 32 overlap each other, via a washer 4 and fastened.

Description

本発明は、高力ボルトの摩擦接合構造に関する。   The present invention relates to a friction bonding structure for high-strength bolts.

従来、高力ボルトの摩擦接合において過大孔を用いる場合、中板の両側に添板を用いた接合部の場合には、その中板に過大孔を形成し、添板は標準孔としているのが一般的である。例えば、過大孔は、高力ボルトの呼び径dがd≦22mmの場合においてd+4mmまでの孔径とされており、一構造用鋼材を用いた場合は耐力の低減係数が0.85となる。また、中板を長孔とした場合には、その長径が2.5d以内で応力方向が直交以外のとき、耐力の低減係数を0.7とするのが一般的であり、「鋼構造接合部設計指針(日本建築学会)」でも規定されている。   Conventionally, when using excessive holes in friction welding of high-strength bolts, in the case of joints using accessory plates on both sides of the intermediate plate, excessive holes are formed in the intermediate plate, and the accessory plate is a standard hole. Is common. For example, when the nominal diameter d of the high-strength bolt is d ≦ 22 mm, the oversized hole has a hole diameter of up to d + 4 mm, and when a single structural steel material is used, the yield strength reduction coefficient is 0.85. Further, when the middle plate is a long hole, when the major axis is within 2.5d and the stress direction is other than orthogonal, the yield strength reduction factor is generally set to 0.7. It is also stipulated in the “Design Guidelines for Architectural Design”

また、ボルト接合において、2枚の薄板に開けた過大孔を相対的にずらし、薄板をボルトで締め付けることにより、孔周辺部分の板をボルト孔に押し込ませることにより、上述した相対的なずれを抑制することが、例えば特許文献1に記載されている。   In addition, in the bolt joining, the excessive holes opened in the two thin plates are relatively shifted, the thin plate is tightened with a bolt, and the plate in the peripheral portion of the hole is pushed into the bolt hole, so that the relative shift described above is achieved. The suppression is described in, for example, Patent Document 1.

特許文献1には、前述の方法のほかに薄板材の接合部を挟み込んで相対する、傾斜面を形成したワッシャーの凸部と凹部間、または傾斜面を形成した高力ボルト頭部の凸部とワッシャーまたはワッシャーを兼ねる接合金物の凹部との間で、挟み込んだ薄板材の接合部を、高力ボルト・ナットによる締結力で押し込んで変形薄板材に面外方向の変形部分を作り、一方で、薄板材の面外方向の移動をワッシャーや高力ボルトや接合金物により拘束することで接合部耐力を強化する高力ボルト接合構造について開示されている。   In Patent Document 1, in addition to the above-described method, the joint portion of the thin plate material is sandwiched and opposed, between the convex portion and the concave portion of the washer that forms the inclined surface, or the convex portion of the high-strength bolt head that forms the inclined surface. And the washer or the concave part of the joint metal that also serves as a washer, the joint of the thin sheet material sandwiched is pushed in with the fastening force of high strength bolts and nuts to create a deformed part in the out-of-plane direction on the deformed sheet material. A high-strength bolt joint structure that reinforces the joint strength is disclosed by restraining the movement of the thin plate material in the out-of-plane direction with a washer, a high-strength bolt, or a joint metal.

特許第4805189号公報Japanese Patent No. 4805189

しかしながら、従来の高力ボルトの摩擦接合構造では、以下のような問題があった。
すなわち、従来の場合、過大孔を有する鋼板同士を摩擦接合しようとすると標準孔の添板を介しての接合となるため、板厚の薄い鋼板同士を直接ボルト接合するような簡易な摩擦接合部の場合は部品数が増えてコストアップとなってしまう。また、板厚の薄い鋼板同士の簡易な摩擦接合部に過大孔が採用できないと高い施工精度が要求されることになり、さらに、過大孔を採用するには板厚が薄く強度面で不安があるという問題があった。一方で、過大孔に直接高力ボルトのワッシャーを接触させると、ワッシャーと鋼板の接触面積が小さいため、特に板厚の薄い鋼板はワッシャーが当接する部分を圧壊させてしまうおそれがあった。
However, the conventional high-strength bolt friction joint structure has the following problems.
In other words, in the conventional case, if the steel plates having oversized holes are friction-joined, the joining is performed via the standard plate, so that a simple friction-joined part that directly bolts thin steel plates together In this case, the number of parts increases and the cost increases. In addition, if oversized holes cannot be used for simple friction joints between thin steel plates, high construction accuracy is required. There was a problem that there was. On the other hand, when a washer of a high-strength bolt is brought into direct contact with the excessive hole, the contact area between the washer and the steel plate is small, so that a particularly thin steel plate may crush the portion where the washer abuts.

また、特許文献1の場合には、ワッシャーとボルト孔とが同心円だと、ワッシャー径をかなり大きくしないと、ワッシャーが押圧されてボルト孔に押し込まれるという問題があった。   In the case of Patent Document 1, if the washer and the bolt hole are concentric, there is a problem that the washer is pressed into the bolt hole unless the washer diameter is considerably increased.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、高力ボルトの位置調整範囲を大きくすることができ、接合する鋼板同士の可動範囲を広くすることを可能にしながら、鋼板とワッシャーの接触面積を安定的に確保することで、安定した耐力を得ることができる高力ボルトの摩擦接合構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems. The position adjustment range of the high-strength bolts can be increased, and the movable range of the steel plates to be joined can be widened. An object of the present invention is to provide a friction joint structure for a high-strength bolt capable of obtaining a stable proof stress by stably securing a contact area.

上記目的を達成するため、本発明に係る高力ボルトの摩擦接合構造では、ボルト呼び径の1/2以下の板厚の鋼板同士を重ね合わせて接合する高力ボルトの摩擦接合構造であって、接合する前記2枚の鋼板は、それぞれに開けられたボルト孔が長孔に形成され、前記各鋼板の長孔同士が互いに長径方向を直交するようにして重ね合わせられ、前記長孔同士の交差部に前記高力ボルトがワッシャーを介して挿通されて締結されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the high-strength bolt friction joint structure according to the present invention is a high-strength bolt friction joint structure in which steel plates having a thickness of 1/2 or less of the nominal diameter of the bolt are overlapped and joined. In the two steel plates to be joined, the bolt holes opened in each are formed into long holes, and the long holes of each steel plate are overlapped so that the major axis directions are orthogonal to each other, The high-strength bolt is inserted and fastened through a washer at the intersection.

また、本発明に係る高力ボルトの摩擦接合構造では、ボルト呼び径の1/2以下の板厚の鋼板同士を突き合わせて、両鋼板に対して添板を重ね合わせて接合する高力ボルトの摩擦接合構造であって、接合する前記2枚の鋼板は、それぞれに開けられたボルト孔が長孔に形成され、前記各鋼板の長孔同士が互いに長径方向を直交するようにして配置され、又は、前記添板における前記2枚の鋼板の各別に対応する重合せ部分には、それぞれに開けられたボルト孔が長孔に形成され、当該添板が前記各重合せ部分の長孔同士が互いに長径方向を直交するようにして前記2枚の鋼板に重ね合され、前記長孔に前記高力ボルトがワッシャーを介して挿通されて締結されていることを特徴としている。   Moreover, in the high strength bolt friction joint structure according to the present invention, the high strength bolts that join the steel plates having a thickness of 1/2 or less of the nominal diameter of the bolts, but are overlapped with each other and joined together. In the friction joining structure, the two steel plates to be joined are each formed such that a bolt hole opened in each is formed into a long hole, and the long holes of each steel plate are orthogonal to each other in the major axis direction, Or, in the superposed portion corresponding to each of the two steel plates in the accessory plate, a bolt hole opened in each is formed into a long hole, and the accessory plate has long holes in the superposed portions. The two steel plates are overlapped so that the major axis directions are orthogonal to each other, and the high-strength bolt is inserted into the elongated hole via a washer and fastened.

本発明に係る高力ボルトの摩擦接合構造では、同心円の過大孔に比べて、ワッシャーの鋼板に対する接触面積が長孔の長径軸に対して常に対称かつ一定以上となるので、安定した接合性能を確保することができる。特に、ボルト呼び径の1/2以下の薄い鋼板では材間圧縮力分布範囲が小さいため、一定以上の接触面積を確保することは長孔を開けた摩擦接合構造を効果的に実現することができる。   In the high-strength bolt friction joint structure according to the present invention, the contact area of the washer with the steel plate is always symmetrical with respect to the major axis of the long hole and is more than a fixed value compared to the concentric oversized hole. Can be secured. In particular, a thin steel plate having a bolt nominal diameter of ½ or less has a small inter-material compressive force distribution range. Therefore, securing a contact area of a certain level or more can effectively realize a friction bonding structure having long holes. it can.

また、本発明では、2枚の鋼板、又は添板の重合せ部分の長孔同士の長径方向が直交しているので、高力ボルトの位置調整範囲を大きくすることができ、鋼板の可動範囲をXY2方向に広く確保することができる。そのため、接合する2枚の鋼板側の施工精度を緩和することが可能となり、施工の効率を高めることができる。   In the present invention, since the major axis direction of the elongated holes of the two steel plates or the overlapping portions of the laminated plates are orthogonal, the position adjustment range of the high strength bolt can be increased, and the movable range of the steel plates Can be secured widely in the XY2 direction. Therefore, it becomes possible to ease the construction accuracy of the two steel plates to be joined, and the construction efficiency can be increased.

また、本発明に係る高力ボルトの摩擦接合構造では、前記鋼板同士の間には、円形孔を有する挟み板が介挿されていてもよい。   Moreover, in the high-strength bolt friction joint structure according to the present invention, a sandwich plate having a circular hole may be interposed between the steel plates.

本発明では、挟み板の厚さ寸法を調整することで、2枚の鋼板同士の間の間隔(高さ)を適宜な寸法に調整することが可能となることから、2枚の鋼板の接合部にXYZ3軸の位置調整機構を持たせることができる。そのため、さらに鋼板側の施工精度の緩和を図ることができ、施工効率を向上させることができる。   In the present invention, it is possible to adjust the distance (height) between the two steel plates to an appropriate size by adjusting the thickness dimension of the sandwiching plate. An XYZ 3-axis position adjustment mechanism can be provided in the part. Therefore, the construction accuracy on the steel sheet side can be further reduced, and the construction efficiency can be improved.

また、本発明に係る高力ボルトの摩擦接合構造では、前記ワッシャーの外径は、ボルト呼び径の2.5倍を超えていることがより好ましい。   In the high strength bolt friction joint structure according to the present invention, it is more preferable that the outer diameter of the washer exceeds 2.5 times the nominal diameter of the bolt.

この場合には、ワッシャーを大径とすることで、ワッシャーによるボルト孔(長孔)の圧壊を抑制することができるので、厚さが薄い鋼板でボルト孔が長孔の場合にも高力ボルト摩擦接合部を使用することができる。これにより、従来のような添板の使用を省略することができ、部品数の増加を抑えることができる。   In this case, because the washer has a large diameter, it is possible to prevent the bolt hole (long hole) from being crushed by the washer. Friction joints can be used. Thereby, the use of a conventional accessory plate can be omitted, and an increase in the number of components can be suppressed.

また、本発明に係る高力ボルトの摩擦接合構造では、前記ワッシャーの厚みは、ボルト呼び径の0.35倍以上であることが好ましい。   Moreover, in the high-strength bolt friction joint structure according to the present invention, the thickness of the washer is preferably 0.35 times or more the nominal diameter of the bolt.

この場合には、ワッシャーを大径にすることによる変形を抑制することができ、より効果的である。   In this case, deformation caused by increasing the diameter of the washer can be suppressed, which is more effective.

また、本発明に係る高力ボルトの摩擦接合構造では、前記鋼板は、亜鉛めっき鋼板であることが好ましい。   In the friction joint structure for high strength bolts according to the present invention, the steel plate is preferably a galvanized steel plate.

このように構成される高力ボルトの摩擦接合構造では、防食性を確保することができるとともに、長孔によるすべり耐力の低減を抑えることができる。   With the high-strength bolt friction joint structure configured as described above, corrosion resistance can be ensured, and reduction of slip resistance due to the long hole can be suppressed.

また、本発明に係る高力ボルトの摩擦接合構造では、前記鋼板の摩擦面は、りん酸塩処理が施されていることが好ましい。   Moreover, in the high-strength bolt friction joining structure according to the present invention, it is preferable that the friction surface of the steel plate is subjected to a phosphate treatment.

本発明の高力ボルトの摩擦接合構造では、鋼板が亜鉛めっき鋼板である場合の摩擦面において安定したすべり係数を確保することができる。   In the friction joint structure of the high strength bolt of the present invention, a stable slip coefficient can be secured on the friction surface when the steel plate is a galvanized steel plate.

本発明の高力ボルトの摩擦接合構造によれば、高力ボルトの位置調整範囲を大きくすることができ、接合する鋼板同士の可動範囲を広くすることを可能にしながら、鋼板とワッシャーの接触面積を安定的に確保することで、安定した耐力を得ることができる効果を奏する。   According to the friction joint structure of the high strength bolt of the present invention, the position adjustment range of the high strength bolt can be increased, and the movable range between the steel plates to be joined can be widened, while the contact area between the steel plate and the washer is increased. By ensuring the stability, there is an effect that a stable yield strength can be obtained.

本発明の第1の実施の形態によるボルト接合構造を示す一部破断側面図である。It is a partially broken side view showing the bolted joint structure according to the first embodiment of the present invention. 図1のボルト接合構造を平面視で90°ずらした方向から見た一部破断側面図である。It is the partially broken side view seen from the direction which shifted the bolt joining structure of Drawing 1 90 degrees by plane view. ボルト接合構造の平面図である。It is a top view of a bolt joining structure. 2枚の鋼板を接合する前の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state before joining two steel plates. (a)〜(c)は、ワッシャー径およびワッシャー厚の根拠を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating the basis of a washer diameter and a washer thickness. 第1変形例によるボルト接合構造を示す一部破断側面図であって、図1に対応する図である。It is a partially broken side view which shows the bolt joining structure by a 1st modification, Comprising: It is a figure corresponding to FIG. 図6に示すボルト接合構造の平面図であって、図3に対応する図である。FIG. 7 is a plan view of the bolt joint structure shown in FIG. 6, corresponding to FIG. 3. 第2の実施の形態によるボルト接合構造を示す一部破断側面図である。It is a partially broken side view which shows the bolt joining structure by 2nd Embodiment. 図8に示す鋼板と添板の接合前の平面図である。It is a top view before joining of the steel plate shown in FIG. 図8に示すボルト接合構造の平面図であって、高力ボルトを省略した図である。FIG. 9 is a plan view of the bolt joint structure shown in FIG. 8, in which a high-strength bolt is omitted. 第2変形例によるボルト接合構造を示す図であって、鋼板と添板の接合前の平面図である。It is a figure which shows the bolt joining structure by a 2nd modification, Comprising: It is a top view before joining of a steel plate and a accessory board. 図11に示すボルト接合構造の平面図であって、図10に対応する図である。FIG. 12 is a plan view of the bolt joint structure shown in FIG. 11 and corresponds to FIG. 10. 第3変形例によるボルト接合構造の平面図であって、図12に対応する図である。FIG. 13 is a plan view of a bolt joint structure according to a third modification, corresponding to FIG. 12.

以下、本発明の実施の形態による高力ボルトの摩擦接合構造について、図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a high strength bolt friction joint structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1〜図3に示すように、本第1の実施の形態の高力ボルトの摩擦接合構造(以下、単に「ボルト接合構造1」という)は、2枚の鋼板3(3A、3B)を接合するものであり、接合する2枚の鋼板3A、3Bに開けられたボルト孔が長孔31、32に形成され、鋼板3A、3B同士を直接重ね合わせた状態でそれぞれの長孔31、32同士(図4参照)の長径方向X、Yを互いに直交させて配置され、その長孔31、32同士の重なる交差部にワッシャー4を介して高力ボルト2が挿通されて締結された構成となっている。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 3, the high-strength bolt friction joint structure (hereinafter simply referred to as “bolt joint structure 1”) of the first embodiment includes two steel plates 3 (3 </ b> A, 3 </ b> B). The bolt holes opened in the two steel plates 3A and 3B to be joined are formed in the long holes 31 and 32, and the long holes 31 and 32 are directly overlapped with each other. A configuration in which the major axis directions X and Y of each other (see FIG. 4) are arranged orthogonal to each other, and the high-strength bolt 2 is inserted and fastened through the washer 4 at the intersecting portion where the long holes 31 and 32 overlap each other. It has become.

2枚の鋼板3A、3Bは、互いに重ね合わせて当接され、それぞれが高力ボルト2の呼び径の1/2以下の板厚t1を有している。そして、長孔31(又は32)を有する鋼板3は、亜鉛めっき鋼板からなり、その摩擦面3aは、全面にわたってりん酸塩処理されている。   The two steel plates 3A and 3B are in contact with each other in an overlapping manner, and each has a plate thickness t1 that is 1/2 or less of the nominal diameter of the high strength bolt 2. And the steel plate 3 which has the elongate hole 31 (or 32) consists of a galvanized steel plate, and the friction surface 3a is phosphate-processed over the whole surface.

図3に示すように、ワッシャー4は、外径がボルト呼び径d(図5(a)参照)の2.5倍(2.5d)を超える(≧2.5d)とともに、ワッシャー厚みt2(図1参照)がボルト呼び径dの0.35倍以上(t2≧0.35d)に設定されている。なお、ワッシャー4は円形としたが、矩形でもよい。矩形の場合は内接する円の直径を2.5倍とすればよい。   As shown in FIG. 3, the washer 4 has an outer diameter that exceeds 2.5 times (2.5d) the bolt nominal diameter d (see FIG. 5 (a)) (≧ 2.5d), and a washer thickness t2 ( 1) is set to 0.35 times or more (t2 ≧ 0.35d) of the bolt nominal diameter d. Although the washer 4 is circular, it may be rectangular. In the case of a rectangle, the diameter of the inscribed circle may be 2.5 times.

図5(a)に示すように、ボルト孔が円形孔の場合において、高力ボルト2の呼び径dが16mm、ボルト孔径Dhが18mm、ワッシャー外径Doが32mmの場合には、ワッシャー4が鋼板3に接触する第1接触面積A1が550mmとなる。 As shown in FIG. 5A, when the bolt hole is a circular hole, when the nominal diameter d of the high strength bolt 2 is 16 mm, the bolt hole diameter Dh is 18 mm, and the washer outer diameter Do is 32 mm, the washer 4 is The first contact area A1 in contact with the steel plate 3 is 550 mm 2 .

一方、図5(b)に示すように、ボルト孔が本実施の形態のように長孔31(32)の場合において、この長孔31(32)を無限長と仮定した場合が最少の接触面積となり、これ以上(一定以上)の耐力を安定して確保できる。この最少の接触面積は、cosθ=Dh/Doとなる。そして、高力ボルト2の呼び径dが16mm、ボルト孔径が18mm、ワッシャー外径Doが40mmの場合における第2接触面積A2が562mm(≒第1接触面積A1)となる。これにより、ワッシャー外径Doが40mmで第2接触面積A2と第1接触面積A1がほぼ同じとなり、図5(c)に示すように、このワッシャー外径Doの40mmがボルト呼び径d=16mmの2.5倍となる。 On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the case where the bolt hole is a long hole 31 (32) as in the present embodiment, the minimum contact is assumed when the long hole 31 (32) is assumed to be infinite. It becomes an area, and the proof stress beyond this (a certain level or more) can be secured stably. This minimum contact area is cos θ = Dh / Do. When the nominal diameter d of the high-strength bolt 2 is 16 mm, the bolt hole diameter is 18 mm, and the washer outer diameter Do is 40 mm, the second contact area A2 is 562 mm 2 (≈first contact area A1). As a result, the washer outer diameter Do is 40 mm and the second contact area A2 and the first contact area A1 are substantially the same. As shown in FIG. 5C, the washer outer diameter Do of 40 mm is the bolt nominal diameter d = 16 mm. 2.5 times as much.

そして、図5(c)に示すように、ワッシャー4の厚みは、高力ボルト2の呼び径dが16mmの場合、従来のワッシャーの厚みが通常4.5mm(0.28d)に対し、本実施の形態では6mm(0.35d以上)としている。高力ボルト2の呼び径dが16mm用ナット2Aがワッシャー4に接触する面の径(Dn)は通常25mmであり、ワッシャー4の自由端の長さLは、ワッシャー4の外径を大きくしているため7.5mmとなり、従来のワッシャーの長さ(=3.75mm)に比べて長い。そこで、本実施の形態のワッシャー4では、変形を防止するために厚みを増やし、従来のワッシャーの曲げ剛性の約2倍((6.0/4.5)^3)の剛性を確保している。   And as shown in FIG.5 (c), when the nominal diameter d of the high strength volt | bolt 2 is 16 mm, the thickness of the washer 4 is compared with the thickness of the conventional washer usually 4.5 mm (0.28 d). In the embodiment, it is 6 mm (0.35 d or more). The diameter (Dn) of the surface where the nut 2A for the nominal diameter d of the high-strength bolt 2 is 16 mm contacts the washer 4 is usually 25 mm, and the length L of the free end of the washer 4 increases the outer diameter of the washer 4. Therefore, it is 7.5 mm, which is longer than the length of the conventional washer (= 3.75 mm). Therefore, in the washer 4 of the present embodiment, the thickness is increased in order to prevent deformation, and the rigidity of the conventional washer is approximately twice ((6.0 / 4.5) ^ 3). Yes.

また、ワッシャー4の厚みが高力ボルト2の呼び径の0.35倍以上とする別の理由について説明する。
例えば、55度程度の方向に応力が伝達すると仮定すると、ワッシャー4の必要厚みは5.3mmとなる。このときワッシャー4の厚みは高力ボルト2の呼び径の0.33となる。したがって、ワッシャー4の厚みは高力ボルト2の呼び径の0.35倍以上であれば所期の強度を確保することができる。なお、伝達角度55度は、一般的な伝達角度と言われている40度〜50度を確実にカバーするため5度の余裕を加えた角度である。
Another reason why the thickness of the washer 4 is 0.35 times the nominal diameter of the high-strength bolt 2 will be described.
For example, assuming that stress is transmitted in a direction of about 55 degrees, the required thickness of the washer 4 is 5.3 mm. At this time, the thickness of the washer 4 is 0.33 which is the nominal diameter of the high strength bolt 2. Therefore, if the thickness of the washer 4 is 0.35 times the nominal diameter of the high-strength bolt 2, the desired strength can be ensured. The transmission angle of 55 degrees is an angle with a margin of 5 degrees added to reliably cover 40 degrees to 50 degrees, which is said to be a general transmission angle.

次に、上述したボルト接合構造1の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
図5(b)に示すように、本実施の形態のボルト接合構造では、同心円の過大孔に比べて、ワッシャー4の鋼板3A、3Bに対する接触面積Sが長孔31、32の長径軸に対して常に対称かつ一定以上となるので、安定した接合性能を確保することができ、しかもワッシャー4が大径となっているので、鋼板3の長孔部分へめり込むことを防止することができる。特に、ボルト呼び径の1/2以下の薄い鋼板3では材間圧縮力分布範囲が小さいため、一定以上の接触面積を確保することは長孔31、32を開けたボルト接合構造1を効果的に実現することができる。
Next, the effect | action of the bolt junction structure 1 mentioned above is demonstrated in detail based on drawing.
As shown in FIG. 5B, in the bolted joint structure of the present embodiment, the contact area S of the washer 4 with the steel plates 3A and 3B is smaller than the long axis of the long holes 31 and 32, compared to the concentric excessive holes. Therefore, stable joining performance can be ensured, and the washer 4 has a large diameter, so that it is possible to prevent the steel plate 3 from being recessed into the long hole portion. In particular, a thin steel plate 3 having a bolt nominal diameter of ½ or less has a small inter-material compressive force distribution range. Therefore, securing a contact area of a certain level or more is effective for the bolt joint structure 1 having the long holes 31 and 32 opened. Can be realized.

また、本実施の形態では、図3に示すように、2枚の鋼板3A、3Bの長孔31、32同士の長径方向XYが直交しているので、高力ボルト2の位置調整範囲を大きくすることができ、鋼板3A、3Bの可動範囲をXY2方向に広く確保することができる。そのため、接合する2枚の鋼板3A、3B側の施工精度を緩和することが可能となり、施工の効率を高めることができる。   Moreover, in this Embodiment, as shown in FIG. 3, since the long diameter direction XY of the long holes 31 and 32 of the two steel plates 3A and 3B is orthogonal, the position adjustment range of the high strength bolt 2 is increased. The movable range of the steel plates 3A and 3B can be secured widely in the XY2 direction. Therefore, the construction accuracy on the two steel plates 3A and 3B to be joined can be relaxed, and the construction efficiency can be increased.

また、ボルト接合構造1では、ワッシャー4の外径がボルト呼び径の2.5倍を超える大径とすることで、ワッシャー4によるボルト孔(長孔31、32)の圧壊を抑制することができるので、本実施の形態のように長孔31、32の場合にも高力ボルト摩擦接合部を使用することができる。そのうえ、従来のような添板の使用を省略することもでき、部品数の増加を抑えることができる。   Further, in the bolt joint structure 1, the outer diameter of the washer 4 is larger than 2.5 times the nominal diameter of the bolt, thereby suppressing the collapse of the bolt holes (long holes 31 and 32) by the washer 4. Therefore, the high-strength bolt friction joint can be used also in the case of the long holes 31 and 32 as in the present embodiment. In addition, the use of a conventional accessory plate can be omitted, and an increase in the number of components can be suppressed.

また、本実施の形態では、ワッシャー4の厚みがボルト呼び径の0.35倍以上となる肉厚にすることで、ワッシャー4を大径にすることによる変形を抑制することができ、さらに効果を高めることができる。   In the present embodiment, the thickness of the washer 4 is 0.35 times the nominal diameter of the bolt or more, so that deformation caused by increasing the diameter of the washer 4 can be suppressed. Can be increased.

さらに、本実施の形態のボルト接合構造1では、鋼板3が亜鉛めっき鋼板であるので、防食性を確保することができるとともに、長孔31、32によるすべり耐力の低減を抑えることができる。   Furthermore, in the bolted joint structure 1 of this Embodiment, since the steel plate 3 is a galvanized steel plate, corrosion resistance can be ensured and the reduction in slip strength due to the long holes 31 and 32 can be suppressed.

さらにまた、本実施の形態のボルト接合構造1では、鋼板3の摩擦面にりん酸塩処理が施されているので、その鋼板3の摩擦面において安定したすべり係数を確保することができる。   Furthermore, in the bolt joint structure 1 of the present embodiment, since the phosphate surface is applied to the friction surface of the steel plate 3, a stable slip coefficient can be secured on the friction surface of the steel plate 3.

本実施の形態のボルト接合構造1では、高力ボルト2の位置調整範囲を大きくすることで、接合する2枚の鋼板3A、3B同士の施工時の可動範囲を広くしながら、長孔31、32の開いた鋼板3とワッシャー4の接触面積を安定的に確保することで、安定した耐力を得ることができる効果を奏する。   In the bolted joint structure 1 of the present embodiment, by increasing the position adjustment range of the high-strength bolt 2, while extending the movable range during construction of the two steel plates 3A and 3B to be joined, By stably securing the contact area between the open steel plate 3 and the washer 4, there is an effect that a stable proof stress can be obtained.

本第1の実施の形態の別形態として、例えば、図6及び図7に示す第1変形例によるボルト接合構造1A(高力ボルトの摩擦接合構造)のように、鋼板3A、3B同士の間に円形孔51を有する挟み板5が介挿される構成としてもよい。
この場合、挟み板5の厚さ寸法を調整することで、2枚の鋼板3A、3B同士の間の間隔(高さ)を適宜な寸法に調整することが可能となることから、2枚の鋼板3A、3Bの接合部にXYZ3軸の位置調整機構を持たせることができる。そのため、さらに鋼板3側の施工精度の緩和を図ることができ、施工効率を向上させることができる。なお、挟み板の寸法はワッシャー4と同様に、厚みは0.35d以上、(内接する円の)外径は2.5d以上とすることが望ましく、円形であってもよい。また2枚の鋼板3A,3Bが亜鉛メッキ鋼板の場合は挟み板5も亜鉛メッキ鋼板とすることが望ましく、表面処理はりん酸塩処理が望ましい。
As another form of the first embodiment, for example, a bolt joint structure 1A (friction joint structure of high-strength bolts) according to a first modification shown in FIGS. It is good also as a structure by which the clamping board 5 which has the circular hole 51 is inserted.
In this case, by adjusting the thickness dimension of the sandwiching plate 5, it becomes possible to adjust the distance (height) between the two steel plates 3 </ b> A, 3 </ b> B to an appropriate dimension. An XYZ triaxial position adjusting mechanism can be provided at the joint between the steel plates 3A and 3B. Therefore, the construction accuracy on the steel plate 3 side can be further relaxed, and the construction efficiency can be improved. As with the washer 4, the size of the sandwiching plate is preferably 0.35d or more and the outer diameter (of the inscribed circle) is preferably 2.5d or more, and may be circular. When the two steel plates 3A and 3B are galvanized steel plates, the sandwich plate 5 is preferably a galvanized steel plate, and the surface treatment is preferably a phosphate treatment.

(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態による高力ボルトの摩擦接合構造について、図8〜図10に基づいて説明する。
上述した第1の実施の形態では、ボルト呼び径の1/2以下の板厚の鋼板3A、3B同士を重ね合わせて接合する構造としているが、第2の実施の形態によるボルト接合構造1B(高力ボルトの摩擦接合構造)では、ボルト呼び径の1/2以下の板厚の鋼板3A、3B同士を突き合わせて、両鋼板3A、3Bに対して添板6を重ね合わせて接合する構造である。
(Second Embodiment)
Next, a high-strength bolt friction joint structure according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment described above, the steel plates 3A and 3B having a thickness of ½ or less of the nominal diameter of the bolt are overlapped and joined to each other, but the bolt joining structure 1B according to the second embodiment ( In the high-strength bolt friction joining structure), the steel plates 3A and 3B having a thickness of 1/2 or less of the nominal diameter of the bolt are brought into contact with each other, and the accessory plate 6 is overlapped and joined to both the steel plates 3A and 3B. is there.

接合する2枚の鋼板3A、3Bは、それぞれに開けられたボルト孔が長孔31、32に形成され、各鋼板3A、3Bの長孔31、32同士が互いに長径方向を直交するようにして配置されている。添板6のボルト孔は、円形孔61に形成されている。そして、各鋼板3A、3Bの長孔31、32と添板6の円形孔61とに、高力ボルト2がワッシャー4A、4Bを介して挿通されて締結されている。   The two steel plates 3A and 3B to be joined have bolt holes opened in the long holes 31 and 32, respectively, and the long holes 31 and 32 of the steel plates 3A and 3B are orthogonal to each other in the major axis direction. Is arranged. The bolt hole of the accessory plate 6 is formed in a circular hole 61. And the high strength volt | bolt 2 is inserted through the long holes 31 and 32 of each steel plate 3A, 3B and the circular hole 61 of the accessory plate 6 via the washer 4A, 4B, and is fastened.

ここで、長孔31、32側に位置する第2ワッシャー4Bは、添板6の円形孔61側に位置する第1ワッシャー4Aよりも大径で且つ厚い部材が用いられている。第2ワッシャー4Bは、上述した第1の実施の形態のワッシャー4と同様に、外径がボルト呼び径の2.5倍を超えるとともに、ワッシャー厚みがボルト呼び径の0.35倍以上に設定されており、その効果も第1の実施の形態と同様である。   Here, the second washer 4B located on the long holes 31 and 32 side has a larger diameter and a thicker member than the first washer 4A located on the circular hole 61 side of the accessory plate 6. As with the washer 4 of the first embodiment described above, the second washer 4B has an outer diameter that exceeds 2.5 times the nominal diameter of the bolt and a washer thickness that is set to 0.35 times or more the nominal diameter of the bolt. The effect is the same as that of the first embodiment.

この場合、図10に示すように、鋼板3A、3Bの長孔31、32同士の長径方向が直交しているので、鋼板3A、3Bの可動範囲をXY2方向に広く確保することができる。そのため、接合する2枚の鋼板側の施工精度を緩和することが可能となり、施工の効率を高めることができる。   In this case, as shown in FIG. 10, since the major axis directions of the long holes 31 and 32 of the steel plates 3A and 3B are orthogonal to each other, the movable range of the steel plates 3A and 3B can be secured widely in the XY2 direction. Therefore, it becomes possible to ease the construction accuracy of the two steel plates to be joined, and the construction efficiency can be increased.

また、第2の実施の形態の別形態として、例えば、図11及び図12に示す第2変形例によるボルト接合構造1Cのように、添板6における2枚の鋼板3A、3Bの各別に対応する重合せ部分6a、6b(図11の二点鎖線部分)には、それぞれに開けられたボルト孔が長孔62、63に形成され、添板6が各重合せ部分6a、6bの長孔62、63同士が互いに長径方向を直交するようにして円形孔33に形成されたボルト孔を有する2枚の鋼板3A、3Bに重ね合された構成となっている。そして、本ボルト接合構造1Cでは、添板6の長孔62、63及び鋼板3A、3Bの円形孔33に高力ボルトがワッシャーを介して挿通されて締結された構成としてもよい。   Further, as another form of the second embodiment, for example, the two steel plates 3A and 3B in the accessory plate 6 can be individually handled as in the bolt joint structure 1C according to the second modification shown in FIGS. In the superposed portions 6a and 6b (two-dot chain line portions in FIG. 11), bolt holes are formed in the long holes 62 and 63, respectively, and the accessory plate 6 is a long hole in each superposed portion 6a and 6b. 62 and 63 are superposed on two steel plates 3A and 3B having bolt holes formed in the circular hole 33 so that the major axis directions thereof are orthogonal to each other. And this bolt joining structure 1C is good also as a structure by which the high strength volt | bolt was penetrated through the long holes 62 and 63 of the accessory plate 6, and the circular holes 33 of the steel plates 3A and 3B through a washer, and was fastened.

この場合、上述した第2の実施の形態によるボルト接合構造1Bと同様の効果が得られることに加え、例えば図13に示すように、添板6Aの幅寸法W(鋼板3A、3Bの突合せ方向に直交するする方向の長さ寸法)を上述した第2変形例の添板6よりも広くしたり、添板6の板厚を大きくすることで、上述した第2の実施の形態の2枚の鋼板3A、3B側に長孔31、32を設ける構造よりも有効断面を増やすことができる利点がある。   In this case, in addition to obtaining the same effect as the bolt joint structure 1B according to the second embodiment described above, for example, as shown in FIG. 13, the width W of the accessory plate 6A (the butt direction of the steel plates 3A and 3B) The length dimension in the direction perpendicular to the second plate) is made wider than that of the accessory plate 6 of the second modification described above, or the thickness of the accessory plate 6 is increased so that the two sheets of the second embodiment described above are obtained. There is an advantage that the effective cross section can be increased as compared with the structure in which the long holes 31 and 32 are provided on the steel plates 3A and 3B side.

以上、本発明による高力ボルトの摩擦接合構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   As mentioned above, although the embodiment of the friction joining structure of the high strength bolt according to the present invention has been described, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist thereof.

1、1A、1B、1C、1D ボルト接合構造(高力ボルトの摩擦接合構造)
2 高力ボルト
3、3A、3B 鋼板
4、4A、4B ワッシャー
5 挟み板
6 添板
6a、6b 重合せ部分
31、32、62、63 長孔
33、51、61 円形孔
1, 1A, 1B, 1C, 1D Bolt joint structure (friction joint structure of high strength bolt)
2 High-strength bolts 3, 3A, 3B Steel plates 4, 4A, 4B Washers 5 Clip plates 6 Attachment plates 6a, 6b Overlapping portions 31, 32, 62, 63 Long holes 33, 51, 61 Circular holes

Claims (7)

ボルト呼び径の1/2以下の板厚の鋼板同士を重ね合わせて接合する高力ボルトの摩擦接合構造であって、
接合する前記2枚の鋼板は、それぞれに開けられたボルト孔が長孔に形成され、
前記各鋼板の長孔同士が互いに長径方向を直交するようにして重ね合わせられ、
前記長孔同士の交差部に前記高力ボルトがワッシャーを介して挿通されて締結されていることを特徴とする高力ボルトの摩擦接合構造。
A friction joint structure for high-strength bolts in which steel plates having a thickness of 1/2 or less of the nominal diameter of the bolt are joined together.
In the two steel plates to be joined, bolt holes opened in each are formed into long holes,
The long holes of each steel plate are overlapped so that the major axis directions are orthogonal to each other,
The high-strength bolt friction joining structure, wherein the high-strength bolt is inserted and fastened through a washer at an intersection of the long holes.
前記鋼板同士の間には、円形孔を有する挟み板が介挿されていることを特徴とする請求項1に記載の高力ボルトの摩擦接合構造。   The friction bonding structure for high-strength bolts according to claim 1, wherein a sandwich plate having a circular hole is interposed between the steel plates. ボルト呼び径の1/2以下の板厚の鋼板同士を突き合わせて、両鋼板に対して添板を重ね合わせて接合する高力ボルトの摩擦接合構造であって、
接合する前記2枚の鋼板は、それぞれに開けられたボルト孔が長孔に形成され、前記各鋼板の長孔同士が互いに長径方向を直交するようにして配置され、
又は、
前記添板における前記2枚の鋼板の各別に対応する重合せ部分には、それぞれに開けられたボルト孔が長孔に形成され、当該添板が前記各重合せ部分の長孔同士が互いに長径方向を直交するようにして前記2枚の鋼板に重ね合され、
前記長孔に前記高力ボルトがワッシャーを介して挿通されて締結されていることを特徴とする高力ボルトの摩擦接合構造。
A high-strength bolt friction joining structure in which steel plates having a thickness of 1/2 or less of the nominal diameter of a bolt are butted together and joined to each other by overlapping the accessory plates,
The two steel plates to be joined are each formed such that a bolt hole opened in each is formed into a long hole, and the long holes of each steel plate are mutually orthogonal in the major axis direction,
Or
Bolt holes opened in the superposed portions corresponding to each of the two steel plates in the accessory plate are formed as long holes, and the elongated holes in the superposed portions of the superposed portions of each of the superposed portions have a long diameter. Superimposed on the two steel plates so that the directions are orthogonal,
The high-strength bolt friction joining structure, wherein the high-strength bolt is inserted into the elongated hole through a washer and fastened.
前記ワッシャーの外径は、ボルト呼び径の2.5倍を超えていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の高力ボルトの摩擦接合構造。   4. The high-strength bolt friction joint structure according to claim 1, wherein an outer diameter of the washer exceeds 2.5 times a nominal bolt diameter. 前記ワッシャーの厚みは、ボルト呼び径の0.35倍以上であることを特徴とする請求項4に記載の高力ボルトの摩擦接合構造。   The friction joint structure for a high strength bolt according to claim 4, wherein the washer has a thickness of 0.35 times or more of a nominal diameter of the bolt. 前記鋼板は、亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の高力ボルトの摩擦接合構造。   The friction joining structure of a high strength bolt according to any one of claims 1 to 5, wherein the steel plate is a galvanized steel plate. 前記鋼板の摩擦面は、りん酸塩処理が施されていることを特徴とする請求項6に記載の高力ボルトの摩擦接合構造。   The friction joint structure of a high strength bolt according to claim 6, wherein the friction surface of the steel plate is subjected to a phosphate treatment.
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