JP2016164452A - Tension adjusting device and brace - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、建築用ブレースに好適な張力調節装置と、この張力調節装置に丸鋼などのブレース本体を連結してなるブレースに関する。 The present invention relates to a tension adjusting device suitable for a building brace and a brace formed by connecting a brace body such as a round steel to the tension adjusting device.
鉄骨ラーメンフレーム架構は、主要構造部材である鉄骨柱と鉄骨梁が剛接合されたもので、中小鉄骨建築物などに広く採用されている架構形式である。このような架構では、建物の耐震性を高めるため、鉄骨柱と鉄骨梁で囲まれた矩形状の架構面の対角位置にブレースを取り付けるのが一般的である。ここで使用されるブレースは、例えばブレース本体を構成する引張部材として、右ねじ(正ねじ)が端部に形成された丸鋼と、左ねじ(逆ねじ)が端部に形成された一対の丸鋼(ターンバックルボルトと称する。)を使用し、これら丸鋼を、両端に設けた一対の雌ねじを介して互いに近接または離反自在に螺合することで引張部材の全長の長さ調整と張力を調節するためのターンバックル胴から構成されている。ターンバックル胴は、割枠式とパイプ式に大別され、いずれもターンバックル胴を回転させて締め付ける一方、逆転させて緩めるような構造になっている。 The steel frame frame structure is a structure in which steel columns and steel beams, which are main structural members, are rigidly joined, and is widely used in small and medium steel structures. In such a frame, in order to improve the earthquake resistance of the building, it is common to attach braces at diagonal positions of a rectangular frame surface surrounded by a steel column and a steel beam. The brace used here is, for example, a pair of round steel having a right-handed screw (positive screw) formed at the end and a left-handed screw (reverse screw) formed at the end as a tensile member constituting the brace body. Using round steel (referred to as turnbuckle bolts), these round steels are screwed close to or away from each other via a pair of female screws provided at both ends, and the total length of the tension member is adjusted and tension is adjusted. It consists of a turnbuckle barrel for adjusting. The turnbuckle cylinder is roughly divided into a split frame type and a pipe type, and both have a structure in which the turnbuckle cylinder is rotated and tightened while being reversed and loosened.
ところで、上記建築用ブレースにおけるターンバックル胴の小型化、美観向上を図るため、これに代わる張力調節手段が提案されている(特許文献1参照)。このターンバックルは、両端に右ねじ部と左ねじ部を形成するとともに、中間に六角柱状等のスパナ掛け部を設けた柱状の胴部と、それら左右の雄ねじ部に螺合する一対の雌ねじ状の棒部からなり、さらに各棒部の他端側に鋼管等の引張部材が接合された構成である。したがって、胴部の回転により引張部材の張力調節を行う場合には、胴部中央のスパナ掛け部に適合するスパナを使用することになる。この場合、ブレースに求められる引張強度が大きくなるに伴い、スパナ掛け部を含む胴部全体の外径が必然的に増大し、ブレース本体の重量も増大する。このため、これに対応するスパナは相当な重量物とならざるを得ない。しかも、鉄骨架構でのブレースの取付けは、高所作業となることが多く、その取扱いが非常に危険な作業になるという問題点があった。また、大型のブレース本体の両端にネジ加工することは、多大なコストアップになり不経済であった。 Incidentally, in order to reduce the size and improve the aesthetic appearance of the turnbuckle body in the building brace, an alternative tension adjusting means has been proposed (see Patent Document 1). This turnbuckle has a right and left threaded portion at both ends, a columnar body having a hexagonal columnar spanner, etc. in the middle, and a pair of female threads that are screwed into the left and right male threaded portions. And a tensile member such as a steel pipe is joined to the other end of each rod portion. Therefore, when adjusting the tension of the tension member by rotating the body part, a spanner adapted to the spanner hanging part at the center of the body part is used. In this case, as the tensile strength required for the brace increases, the outer diameter of the entire trunk portion including the spanner hook portion inevitably increases, and the weight of the brace body also increases. For this reason, the spanner corresponding to this must be a heavy article. In addition, the installation of braces on a steel frame structure is often a work at a high place, and there is a problem that the handling becomes very dangerous work. In addition, it is uneconomical to increase the cost by screwing both ends of the large brace body.
本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みなされたもので、ブレース全体の寸法調整に加え、軽量の工具で簡単に張力調節を行うことができ、経済的で、さらに小型で美観や経済性も向上した張力調節装置と、これを用いたブレースの提供を目的とするものである。 The present invention has been made in view of these problems of the prior art. In addition to adjusting the dimensions of the entire brace, the tension can be easily adjusted with a lightweight tool, which is economical, more compact, aesthetic and economical. It is an object of the present invention to provide a tension adjusting device having improved and a brace using the same.
上記従来技術の問題点を解決するため、請求項1に係る張力調節装置では、複数の溝が軸心方向に沿ってほぼ等間隔で周面上に形成された鍔状の工具掛止部の一端側と他端側に右ねじ部と左ねじ部をそれぞれ有するボルト本体と、このボルト本体の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一方の雌ねじ部材と他方の雌ねじ部材からなり、前記ボルト本体の工具掛止部の回転により、前記一対の雌ねじ部材を近接または離反させるという技術手段を採用した。なお、前記工具掛止部と前記一対の雌ねじ部材の外径をほぼ同一にするとより好都合である(請求項2)。 In order to solve the above-described problems of the prior art, in the tension adjusting device according to
また、請求項3に係るブレースは、複数の溝が軸心方向に沿ってほぼ等間隔で周面上に形成された鍔状の工具掛止部の一端側と他端側に右ねじ部と左ねじ部をそれぞれ有するボルト本体と、このボルト本体の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一方の雌ねじ部材と他方の雌ねじ部材からなり、前記ボルト本体の工具掛止部の回転により、前記一対の雌ねじ部材を近接または離反させる張力調節装置と、この張力調節装置の少なくとも片方の雌ねじ部材に取り付けられるブレース本体とを備えることを特徴とするものである。さらに、このブレースにおいて、軸心方向に分断された筒状部材を、前記張力調節装置の一対の雌ねじ部材間に跨るように被せ、該筒状部材の開口部からグラウト材を空隙部分に充填するようにしてもよい(請求項4)。 Further, the brace according to
この発明に係る張力調節装置及びブレースでは、上記構成を採用することにより、次のような効果が得られる。
(1)ボルト本体の両側部分に螺合する一対の雌ねじ部材を互いに近接または離反する方向に変位させることでブレース全体の長さ調整を行う場合、さらに鉄骨架構に設置後に引張部材の張力を調節する場合などにおいて、従来のようなスパナに代えて、工具掛止部の周面上に形成した溝にスクリュードライバー(ねじ回し)やシノなどを差し込んで回転させればよいので、比較的軽量な工具の使用により高所でも安全に作業を行うことができる。
(2)張力調節装置の工具掛止部とその両側に位置する一対の雌ねじ部材の外径をほぼ同一にした場合には、外観に統一性が生まれ美観が向上するので、ブレースが露出する設置場所に好適である。
(3)所定の緊張状態に設置したブレースにおいて、ボルト本体の工具掛止部と雌ねじ部材の端面との間に隙間が存在している場合には、一対の雌ねじ部材に対して軸心方向に分断された筒状部材を両者に跨るように被せ、該筒状部材の開口部からグラウト材を内部に注入することにより、張力調節装置内部の空隙部分を埋めることができる。この際には、工具掛止部の周面に形成された溝がグラウト材の自由な流動を助け、充填効果を高める。その結果、張力調節装置内の特定部位、特に断面積が最小となる雄ねじ部への応力集中を効果的に阻止することができ、また緩み防止にもつながる。In the tension adjusting device and the brace according to the present invention, the following effects can be obtained by adopting the above configuration.
(1) When adjusting the length of the entire brace by displacing a pair of female threaded members that are screwed to both sides of the bolt body in the direction of approaching or separating from each other, adjust the tension of the tension member after installation on the steel frame For example, instead of using a conventional wrench, a screwdriver or a screwdriver may be inserted into the groove formed on the peripheral surface of the tool retaining part and rotated. The use of tools enables safe work even in high places.
(2) If the outer diameter of the tool latching part of the tension adjusting device and the pair of female screw members located on both sides of the tool adjusting part are almost the same, the appearance will be uniform and the aesthetics will be improved. Suitable for location.
(3) In the brace installed in a predetermined tension state, when there is a gap between the tool hooking portion of the bolt body and the end face of the female screw member, the brace is axially oriented with respect to the pair of female screw members. By covering the divided cylindrical member so as to straddle both and injecting the grout material into the inside from the opening of the cylindrical member, the void portion inside the tension adjusting device can be filled. At this time, the grooves formed in the peripheral surface of the tool hooking part help the free flow of the grout material and enhance the filling effect. As a result, it is possible to effectively prevent stress concentration on a specific portion in the tension adjusting device, in particular, the male screw portion having the smallest cross-sectional area, and to prevent loosening.
この発明に係る張力調節装置では、ブレース全体の長さ調整または取付後の張力調整を行う際に、ボルト本体の工具掛止部に設けた溝に対して、スクリュードライバーや番線を締め付ける際に使用するシノなどの簡便な軽量工具を差し込んで回転できる点に技術的特徴がある。工具掛止部は、切削や鍛造などによりボルト本体と一体で成形したり、あるいは別部品として成形したものを嵌合してもよい。上記工具を差し込むための溝の数は、円周上にほぼ等間隔で4か所もしくは6か所程度が好ましい。その外径は、両端に螺着される一対の雌ねじ部材とほぼ同外径とするのが特に好ましい。さらに、ブレースの両端を鉄骨架構に結合した後、ボルト本体の両側に位置する雌ねじ部材に対して、その外径に対応した内径からなる鋼製の筒状部材を被せた状態で、分断された開口部から高強度の無収縮セメント等のグラウト材を内部に注入してもよい。 The tension adjusting device according to the present invention is used for tightening a screw driver or a wire to a groove provided in a tool hooking portion of a bolt body when adjusting the length of the entire brace or adjusting the tension after installation. It has a technical feature in that it can be rotated by inserting a simple lightweight tool such as Shino. The tool hooking portion may be integrally formed with the bolt body by cutting or forging, or may be fitted as a separate part. The number of grooves for inserting the tool is preferably about four or six at regular intervals on the circumference. It is particularly preferable that the outer diameter is substantially the same as that of the pair of female screw members screwed to both ends. Furthermore, after connecting both ends of the brace to the steel frame, the female screw members located on both sides of the bolt body were divided with a steel cylindrical member having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the female screw member. A grout material such as high-strength non-shrinkage cement may be injected into the inside from the opening.
また、張力調節装置に連結してブレースを構成するブレース本体には、断面形状が円形状もしくは矩形状の棒鋼や鋼管などが好適であり、引張ブレースまたは圧縮ブレースとして使用するかにより適宜選択すればよい。これらブレースを架構面のコーナー部分にピン接合する場合には、ブレース本体の端部に設ける接合部材としてクレビスやピン用のボルトなどを使用することができる。なお、ブレース本体は、張力調節装置の少なくとも片側に連結すればよく、この場合には張力調節装置の他方の側には前記端部接合部材を結合することになる。以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明するが、これら実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術思想内での種々の変更実施はもちろん可能である。 In addition, the brace body that is connected to the tension adjusting device and constitutes the brace is preferably a steel bar or a steel pipe having a circular or rectangular cross-section, and can be appropriately selected depending on whether it is used as a tension brace or a compression brace. Good. When these braces are pin-joined to the corner portion of the frame surface, clevis, pin bolts, or the like can be used as a joining member provided at the end of the brace body. The brace body may be connected to at least one side of the tension adjusting device. In this case, the end joint member is connected to the other side of the tension adjusting device. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made within the technical idea of the present invention.
図1(a)、(b)は、それぞれ本発明に係る張力調節装置で使用するボルト本体の正面図と側面図である。図示のボルト本体1は、中央で鍔状に突出する工具掛止部2の左側(一端側)と右側(他端側)が、それぞれ右ねじ部3と左ねじ部4に形成されたものである。工具掛止部2には、U字状断面からなる4個の溝2aが円周上にほぼ90°間隔で軸心方向に沿って設けられている。 1A and 1B are a front view and a side view, respectively, of a bolt body used in a tension adjusting device according to the present invention. The illustrated
図2(a)、(b)は、それぞれ本発明に係る張力調節装置の正面図と側面図である。この張力調節装置5は、図1に示したボルト本体1と一対の雌ねじ部材6,7で構成される。この場合、ボルト本体1の右ねじ部3と左ねじ部4にそれぞれ螺合する一方の雌ねじ部材6と他方の雌ねじ部材7は、雌ねじが全長に渡って設けられた円筒状に形成され、後述する丸鋼製のブレース本体の螺着が可能になっている。また、一対の雌ねじ部材6,7の外径は、ボルト本体1の工具掛止部2とほぼ同じ外径に形成されている。なお、一対の雌ねじ部材6,7は、これと結合するブレース本体および端部接合部材の形状、結合方法によっては、貫通孔でなくともよく、また全長が異なるものであってもよい。 2A and 2B are a front view and a side view, respectively, of the tension adjusting device according to the present invention. The tension adjusting
図3(a)、(b)は、引張ブレースに適した本発明に係るブレースの第1実施形態を示す正面図と平面図である。このブレース10は、図2に示した張力調節装置5におけるボルト本体1の一端側に平鋼からなるブレース本体11を連結するとともに、他端側には矩形状架構面のコーナー部分に接合されたガセットプレートなどに対してピン接合するためのプレート状からなる端部接合部材12を結合したものである。これらブレース本体11と端部接合部材12は、それぞれ張力調節装置5側に形成された矩形状の切欠部(図示せず)に雌ねじ部材6,7を嵌入した状態で溶接されている。さらに、ブレース本体11の反対側の端部と端部接合部材12には、それぞれピン挿通孔11a,12aが形成されている。 FIGS. 3A and 3B are a front view and a plan view showing a first embodiment of a brace according to the present invention suitable for a tensile brace. The
図4(a)、(b)は、同じく引張ブレースに適した本発明に係るブレースの第2実施形態を示す正面図と、一部を断面で示した平面図である。図示のブレース20は、ブレース本体21に丸鋼を使用したものである。この場合、張力調節装置5の一端側に螺合する一方の雌ねじ部材6aは、他方の雌ねじ部材7よりも全長が長く、ブレース本体21の端部に形成された雄ねじ部21aが螺合している。ブレース本体21の反対側の端部と他方の雌ねじ部材7は、それぞれピン挿通孔22a,23aを有する端部接合部材22,23に対して、上記と同様に溶接されている。 4 (a) and 4 (b) are a front view showing a second embodiment of a brace according to the present invention that is also suitable for a tensile brace, and a plan view partially showing a cross section. The illustrated
図5(a)、(b)は、圧縮ブレースに適した本発明に係るブレースの第3実施形態を示す正面図と平面図である。図示のブレース30は、ボルト本体1に螺合する一対の雌ねじ部材8a,8bの対向する端面に穴開き円板状のフランジ部材8c,8dが接合された張力調節装置9と、丸形鋼管からなるブレース本体31で構成される。一方の雌ねじ部材8aには、2枚1組の端部接合部材32が雌ねじ部材8aを挟むようにしてその側面で溶接されるとともに、端面がフランジ部材8cにも溶接されている。また、他方の雌ねじ部材8bには、それを内包した状態で丸形鋼管31がその端面とフランジ部材8dとの溶接により接合されている。さらに、ブレース本体31の他端側にも2枚1組からなる端部接合部材33が、丸形鋼管31の端面あるにフランジ部材8eに溶接されている。なお、端部接合部材32,33のピン挿通孔32a,33aの周囲は、図3に示した第1実施形態のブレースと同様に他の部分よりも肉厚に補強されている。図5で使用するボルト本体は、肉厚鋼管を用いてネジ加工してもよい。 5A and 5B are a front view and a plan view showing a third embodiment of a brace according to the present invention suitable for a compression brace. The illustrated
上記各実施形態では、張力調節装置5,9のボルト本体1に形成した溝2aに対して、スクリュードライバーやシノなど棒状の工具を差し込んで回転させることにより、ブレース10,20,30の長さの調整が容易になり、またその緩みやたるみを解消し、ブレースに張力導入も可能となる。 In the above embodiments, the lengths of the
図6は第2実施形態の変形例に係るブレースの要部を示した平面図であり、図7は同ブレースで使用する筒状部材の斜視図である。図示のブレース40は、鉄骨架構に取付けが完了した後、張力調節装置5に対して、雌ねじ部材6,7aの外径とほぼ同じ内径で軸心方向に分断された鋼製の筒状部材41を開きながら一対の雌ねじ部材6,7aに跨るように被せ、開口部41aから高強度の無収縮セメント等からなるグラウト材42を注入したものである。これにより、ボルト本体1の雄ねじ部3,4の保護と養生を行うことが可能になる。注入に際しては、工具掛止部2の周面に形成された複数の溝2aの存在によりグラウト材42の流動が円滑に行われるので注入効果を高めることができる。なお、図5の第3実施形態の場合には、フランジ部材8c,8dに筒状部材41が被さるようにすればよい。本発明のブレースにおいて、張力調節装置5,9における一対の雌ねじ部材6(6a),7(7a)の端面間は、断面積の変化が大きく、かつ最も外径の最小となる箇所でもある。このため、当該部分にグラウト材42を充填することにより、地震時に曲げ横応力など複雑な応力の発生を防ぐことや、雄ねじ部3,4への応力集中を防ぐ上で効果的である。 FIG. 6 is a plan view showing a main part of a brace according to a modification of the second embodiment, and FIG. 7 is a perspective view of a cylindrical member used in the brace. The illustrated
1:ボルト本体、2:工具掛止部、2a:溝、3:右ねじ部、4:左ねじ部、5,9:張力調節装置、6,6a,7,7a,8a,8b:雌ねじ部材、8c,8d,8e:フランジ部材、10,20,30,40:ブレース、11,21,31:ブレース本体、12,22,23,32,33:端部接合部材、41:筒状部材、42:グラウト材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Bolt main body, 2: Tool hook part, 2a: Groove, 3: Right-hand thread part, 4: Left-hand thread part, 5, 9: Tension adjusting device, 6, 6a, 7, 7a, 8a, 8b:
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