JP3369737B2 - 鋼管柱相互のワンサイドボルト接合構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、角形鋼管柱や丸形鋼
管柱を相互に接合する鋼管柱相互のワンサイドボルト接
合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄骨造建物における角形鋼管柱の
継手では、通常、図１１に示すように、上下の鋼管柱８
１，８２に溶接されているリブ８３，８４を仮止め用プ
レート８５でボルト固定し、現場にて鋼管柱８１，８２
を突き合わせ溶接している。この後、リブ８３，８４を
ガス切断している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように現場溶接や
リブ８３，８４の切断等の作業が必要となるため、工程
が多くて手間がかかるうえ、溶接作業に高度な技術を要
し、品質管理が容易でない。また、年々、技能労働者は
減少高齢化の傾向にあり、溶接の自動化あるいは無溶接
化が要求されている。そこで、品質の安定した接合部を
容易に得るための構成として、特殊な接合装置を用いて
ボルト接合するものが種々提案されている。しかし、角
形鋼管柱は閉鎖断面形であり、通常の高力ボルトを使用
するためにはボルト締め機構に工夫を要する。例えば、
角形鋼管柱内に予めナットを仕込んでおいたり、ねじを
切っておかなければならない等、施工上で不利な点があ
る。

【０００４】この発明の目的は、現場溶接を必要とせず
に、堅固に接合でき、かつ閉鎖断面の鋼管柱内にねじ加
工やナット溶接等の特殊な加工を必要としない鋼管柱相
互のワンサイドボルト接合構造を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の鋼管柱
相互のワンサイドボルト接合構造は、角形鋼管からなる
上下の鋼管柱に渡り、内周の四側面に連結板を各々重
ね、かつ外周の四隅にアングル材を各々重ねる。これら
アングル材と上側鋼管柱の管壁と連結板とを貫通して締
付ける仮止め用ボルトを、アングル材の上端付近に位置
して設ける。上下の鋼管柱の各々に対して、前記アング
ル材と鋼管柱の管壁と連結板とを、これら３部材を貫通
するワンサイドボルトで接合する。この明細書でいう
「ワンサイドボルト」とは、一端側からの締め付け操作
で他端に頭部が拡径状態に塑性変形で形成されて締め付
けが行える軸状締付金具の総称であり、「ブラインドボ
ルト」等とも呼ばれている。

【０００６】請求項２の発明の鋼管柱相互のワンサイド
ボルト接合構造は、互いに接合する一方の鋼管柱の接合
端に、鋳鋼製の接合用筒体の一端を溶接する。この接合
用筒体の他端に、外径が細くなった挿入部を一体に形成
し、この挿入部を他方の鋼管柱の接合端に挿入する。こ
れら挿入部と鋼管柱の重なり部分をワンサイドボルトで
接合する。請求項３の発明の鋼管柱相互のワンサイドボ
ルト接合構造は、接合用筒体の両端に外径が細くなった
挿入部を一体に形成する。これら挿入部を、互いに接合
する一対の鋼管柱の接合端に各々挿入し、各挿入部と鋼
管柱の重なり部分を各々ワンサイドボルトで接合する。
請求項４の発明の鋼管柱相互のワンサイドボルト接合構
造は、互いに接合する一方の鋼管柱の接合端に、十字状
断面部と端板とからなる継手部材を設ける。他方の鋼管
柱の接合端に端板を設ける。前記継手部材の端板を前記
他方の鋼管柱の端板に重ねて相互にワンサイドボルトで
接合する。

【０００７】前記各ワンサイドボルトとしては、次の構
成のものが用いられる。このワンサイドボルトは、ねじ
部の中間に破断溝を有しかつ先端にピン径よりも若干大
径のピン頭部を有するピンと、このピンの外周にピン頭
部側から順に並んで被さったバルブスリーブ、グリップ
スリーブ、シェア座金、および受け座金と、この受け座
金のピンテール側で前記ねじ部に螺合したナットとを有
するものとする。バルブスリーブは、前記グリップスリ
ーブよりも軟質の材料で形成されて軸方向力の負荷で外
側へ鍔状に塑性変形可能なものである。前記受け座金
は、前記グリップスリーブの進入可能な内径に形成さ
れ、かつピン頭部側の側面に前記シェア座金の外周部が
嵌合する環状凹部を有する。前記シェア座金は、内周部
が前記グリップスリーブの端面に係合して所定軸力で剪
断するものとする。

【０００８】

【作用】これらの構成によると、ワンサイドボルトを用
いるので、閉鎖断面の鋼管柱に対して外側からボルト接
合が行え、現場溶接が不要で、接合部の品質が安定した
接合構造となる。また、鋼管柱が閉鎖断面柱にかかわら
ず、鋼管柱や他の部材にねじ孔の加工やナット溶接を行
うことが不要で、構成が簡単で施工も容易である。溶接
が必要なものもあるが、その溶接は工場で行えるので、
容易に高品質な溶接部とできる。

【０００９】請求項１の構成の場合、現場での接合作業
に際しては、予め連結板およびアングル材を仮止め用ボ
ルトで上側の鋼管柱に止め付けておくことができるの
で、内外に連結板およびアングル材を設けながら、接合
作業が容易に行える。請求項２の構成の場合は、接合用
筒体を予め工場等で一方の鋼管柱に接合しておく。これ
により、現場では接合用筒体を他方の鋼管柱に差し込ん
で、ワンサイドボルトの締め付けを行うだけで接合でき
る。請求項３の構成の場合は、現場で接合用筒体の両側
の挿入部を各鋼管柱に差し込み、ワンサイドボルトによ
る接合を行う。請求項４の構成の場合は、工場等で継手
部材を予め一方の鋼管柱に溶接等で設けておき、現場で
は継手部材の端板を他方の鋼管柱の端板に重ねてワンサ
イドボルトによる締め付けを行うだけで接合が行える。

【００１０】ワンサイドボルトとして前記のバルブスリ
ーブを有するものを用いたが、次のように締め付ける。
ボルト挿通孔に挿通したワンサイドボルトのナットを締
め付け方向に回すことにより、受け座金、シェア座金お
よびグリップスリーブを介してバルブスリーブがピン頭
部に押し付けられ、これによりバルブスリーブが外側へ
鍔状に塑性変形する。この鍔状の塑性変形部分が角形鋼
管柱の裏面等に係合し、さらにナットの締め付けを進め
ることより、シェア座金がグリップスリーブで押されて
剪断する。この状態で、鋼管柱の管壁、補強金物、およ
び梁の仕口金物は、ナットとバルブスリーブの鍔状変形
部分との間で締め付けられる。ピンの外側に突出する部
分は破断溝で分断される。このワンサイドボルトによる
と、シェア座金の剪断のため、ナットとバルブスリーブ
の鍔状変形部分との間の締め付け力が、そのまま鋼管柱
や仕口金物等を挟む締め付け力となり、強固な締め付け
力が得られる。また、このワンサイドボルトの場合は、
ナットを回転させることで締め付け力を導入するもので
あるため、回転電動工具等の簡単な工具で締め付けが行
え、しかも仮締め後に再度締め付け力を加えることもで
きる。

【００１１】

【実施例】この発明の一実施例を図１および図２に基づ
いて説明する。この接合構造は、角形鋼管からなる上下
の鋼管柱２１，２２間に渡り、内周の四側面に連結板２
３を各々重ね、かつ外周の四隅にアングル材２４を各々
重ねる。これらアングル材２４と連結板２３とを上側鋼
管柱２１に止め付ける仮止め用ボルト２５を、アングル
材２４の上端付近に位置して設ける。上下の鋼管柱２
１，２２の各々に対して、前記アングル材２４と鋼管柱
２１，２２の管壁と連結板２３とを、これら３部材を貫
通するワンサイドボルト１で接合する。仮止め用ボルト
２５にはトルシア形ボルト等が使用される。

【００１２】各アングル材２４は、鋼管柱２１，２２を
略柱中心まで覆う幅のものとする。連結板２３はアング
ル材２４に重なる幅のものである。各ワンサイドボルト
１および仮止め用ボルト２５は、各々アングル材２４，
鋼管柱２１，２２および連結板２３に整合して設けられ
たボルト挿通孔２６〜２８に渡って挿通する。これらボ
ルト挿通孔２６〜２８は、各アングル材２４の両片に対
応する位置で、各々縦一列に複数個設けられ、各列の最
上位のものが仮止め用ボルト２５に、残りのものがワン
サイドボルト１に各々使用される。

【００１３】接合手順を説明する。ａ．予め上側鋼管柱
２１に内側の連結板２３と外側のアングル材２４とを仮
止め用ボルト２５で仮締めしておく。ｂ．下側鋼管柱２
２を建方した後、上側鋼管柱２１を建て込む。このと
き、仮締めしておいた仮止め用ボルト２５を緩めること
によって、連結板２３は内側にずれ、アングル材２４は
２方向に仮止め用ボルト２５が挿通されているために、
孔径の遊び分だけ広げることができる。なお、施工性を
高めるために仮止め用ボルト２５に対応するボルト挿通
孔２６〜２８は、孔径を通常の締め付け用の場合よりも
大きくしておいても良い。ｃ．下側鋼管柱２２とアング
ル材２４と連結板２３とを「しの」等の工具でセット
し、仮止め用ボルト２５を締め込むことにより、アング
ル材２４と鋼管柱２１，２２の管壁と連結板２３とはそ
れぞれ引き寄せられる。ボルト挿通孔２６〜２８の位置
が通れば、ワンサイドボルト１で順次接合して行く。

【００１４】この構成の接合構造によると、ワンサイド
ボルト１を用いるので、閉鎖断面の鋼管柱２１，２２に
対して外側からボルト接合が行え、現場溶接が不要で、
接合部の品質が安定した接合構造となる。また、鋼管柱
２１，２２が閉鎖断面柱にかかわらず、鋼管柱２１，２
２やその内側の連結板２３にねじ孔の加工やナット溶接
を行うことが不要で、構成が簡単で施工も容易である。
また、鋼管柱２１，２２の表裏両面に連結板２３および
アングル材２４を重ねるので、２面摩擦構造となり、高
い耐力が期待できる。また、連結板２３とアングル材２
４とを組み合わせるため、これら連結板２２とアングル
材２３とが順次ワンサイドボルト１で連結されて、鋼管
柱２１，２２の全周が補強されることになり、より堅固
な接合構造となる。アングル材２４は鋼管柱２１，２２
の外側に配置されるものであるため、内側に設ける場合
よりも大きくて堅固なものが使用できる。

【００１５】図２は前記実施例に使用するワンサイドボ
ルト１の一例を示す。このワンサイドボルト１は、ピン
２と、このピン２の外周にピン頭部２ａ側から順に並ん
で被さったバルブスリーブ３、グリップスリーブ４、シ
ェア座金５、受け座金１５、およびナット６を有するも
のとする。ピン２は、丸軸部２ｅに続くねじ部２ｂの中
間に破断溝２ｄを有し、かつ先端にピン径よりも若干大
径のピン頭部２ａを有する。また、ねじ部２ｂに続いて
短いピンテール２ｃが設けられる。ピンテール２ｃは、
外径面を滑り止め用の凹凸面に形成してあり、例えば軸
方向に並ぶ歯の列を円周方向に多数形成した凹凸面とし
てある。バルブスリーブ３は、グリップスリーブ４より
も軟質の材料で形成されて軸方向力の負荷で外側へ鍔状
に塑性変形可能なものとする。例えば、グリップスリー
ブ３は硬質の鋼合金とし、バルブスリーブ４は軟質の鋼
合金とする。受け座金１５はグリップスリーブ４の進入
可能な内径に形成し、かつピン頭部側の側面に前記シェ
ア座金５の外周部が嵌合する環状凹部１５ａを設ける。
シェア座金５は、内周部がグリップスリーブ４の端面に
係合して所定軸力で剪断するものとする。また、この例
ではピン２の丸軸部２ｅの先端側部分２ｅ₁ を基端側部
分２ｅ₂よりも段差部２ｆを介して僅かに大径とし、グ
リップスリーブ４の内径を前記先端側部分２ｅ₁ よりも
小径としてある。なお、丸軸部２ｅは全長に渡って同径
としても良い。

【００１６】このワンサイドボルト１の締結作業は、回
転式の電動締付工具（図示せず）を用いて行うことがで
きる。すなわち、締付工具でピンテール２ｃを把持した
状態で、同工具のボックス状のナット係合部でナット６
を締め付ける。これにより、ピン頭部２ａとシェア座金
５の間に圧縮力が作用してグリップスリーブ４およびバ
ルブスリーブ３が挟み付けられ、まず先端のバルブスリ
ーブ３が外側へ鍔状に塑性変形し始める。すなわちバル
ビングを生じる。ピン２の丸軸部２ｅが段付きである場
合は、その段差部２ｆにグリップスリーブ４が係合する
まで前記のバルビングが生じる。さらにナット６の締め
付けを行うと、シェア座金５が剪断し、グリップスリー
ブ４が受け座金１５内に進入する。これによりバルブス
リーブ３の鍔状変形部分３ａが連結板２３の内面に係合
すると、ナット６と鍔状塑性変形部分３ａとの間で、連
結板２３と角形鋼管柱２１の管壁とアングル材２４等に
締付軸力が導入される。ナット６をさらに締め付け回転
させると、所定の軸力が導入された状態で、ピンテール
２ｃが破断溝２ｄで破断する（図２（Ｂ））。

【００１７】このワンサイドボルト１を使用した場合、
強固な接合が行える。すなわち、シェア座金５の剪断の
ため、ナット６とバルブスリーブ３の鍔状変形部分３ａ
との間の締め付け力が、そのまま角形鋼管柱２１と梁接
合金物２３とを挟む締め付け力となり、強固な締め付け
力が得られる。また、このワンサイドボルト１の場合
は、次の各利点が得られる。まず、ボルト頭部となるバ
ルブスリーブ３の鍔状変形部分３ａが大きく広がるの
で、角形鋼管柱２１との接触圧が小さくなり、またボル
ト孔径にも比較的許容幅が得られる。例えば、ボルト孔
の縁が接触圧で変形してボルト頭が嵌まり込むような問
題が生じ難い。それに伴い、鍔状変形部分３ａからなる
ボルト頭部の耐荷力が向上し、ワンサイドボルト１の締
め付け力が向上して効率が良くなる。しかも、ナット６
を回して締め付ける形式であるため、二度締めや、締め
直しが行える。また、締め付けに電動器具が用いられて
現場での取扱いが容易である。図４と共に後述する引っ
張り動作で締め付けるワンサイドボルト１′では、建築
物の剛接合に必要な十分な軸力を得るためには、例え
ば、約２０キログラムの油圧式締付工具が必要になる
が、前記の回転式の電動器具では、１０キログラム余り
の軽いもので済む。しかも重い油圧配管が不要で、電気
コードだけで済み、これらのため作業性が飛躍的に向上
する。また、油圧ユニットの準備も不要となり、高い階
での締め付けも容易に行える。また、このワンサイドボ
ルト１は、締め付け後に廃棄するピンテール２ｃが短く
て済み、材料の無駄が少ない。さらに、ボルトを構成す
る部品数も少なく、コストダウンになる。なお、図２の
ワンサイドボルト１において、シェア座金５および受け
座金１５に代えて、これらシェア座金５と受け座金１５
とを一体化させた形状の図１０の鍔付きシェア座金５′
を用いても良い。すなわち、この鍔付きシェア座金５′
は、グリップスリーブ４の進入可能な内径に形成され、
かつ内径面に前記グリップスリーブ４の端面に係合して
所定軸力で剪断する鍔部５ａ′を有するものとする。こ
の構成のワンサイドボルト１の場合も、図２の例と同様
に締め付けを行うことができる。

【００１８】図３は、この発明とは異なるが、図１の柱
・梁接合構造に用いるワンサイドボルトの参考例を示
す。このワンサイドボルト１′は、ピン７と、このピン
７の外周にピン頭部７ａ側から順次並んで被さった第１
スリーブ８、第２スリーブ９、グリップアジャスタ１
０、座金１１、およびカラー１２を有するものとする。
ピン７は、中間にねじ溝状の凹凸周面部７ｃおよび破断
溝７ｂを有しかつ凹凸周面部７ｃ側の先端にピン径より
も若干大径のピン頭部７ａを有する。また、ピン７の他
端は、後述する締結工具１３のチャック１３ｂで把持さ
れる凹凸周面のピンテール７ｄとしてある。この凹凸周
面は、多数並んだ環状溝等からなる。第２スリーブ９
は、一端部の外径面が、第１スリーブ８内に進入して第
１スリーブ８を押し広げる先細りのテーパ面に形成され
る。グリップアジャスタ１０は、互いに内外に嵌合可能
な径の大径筒部１０ａと小径筒部１０ｂとを段部１０ｃ
で連続させたものであり、所定軸方向荷重で段部１０ｃ
が剪断するものとする。カラー１２は、短筒状に形成さ
れて、ピンテール７ｄ側に先開きのテーパ筒部１２ｂを
有し、外径の絞りにより内径面がピン７の凹凸周面部７
ｃに食い込み状態に塑性変形するものとする。

【００１９】上記ワンサイドボルト１′の締結作業は、
図３（Ａ）のように締結工具１３を用いて行う。締結工
具１３は、ワンサイドボルト１′のカラー１２の端面に
係合する筒状の絞りガイド部１３ａと、ピンテール７ｄ
を把持するチャック１３ｂとを有し、チャック１３ｂを
絞りガイド１３ａに対して軸方向に引く油圧アクチュエ
ータ（図示せず）を内蔵している。絞りガイド１３ａを
カラー１２に当てた状態で、チャック１３ｂでピンテー
ル７ｄを引くことにより、カラー１２とピン頭部７ａの
間に、座金１１，グリップアジャスタ１０，第２スリー
ブ９，および第１スリーブ８を挟み付ける圧縮力が作用
する。この圧縮力で、まず第２スリーブ９のテーパ面部
が第１スリーブ８内に進入して第１スリーブ８を押し広
げる。第１スリーブ８の変形が完了すると、グリップア
ジャスタ１０が段部１０ｃで剪断してその小径筒部１０
ｂが大径筒部１０ａ内に進入する。これにより、第１ス
リーブ８が連結板２３に係合すると、工具１３の絞りガ
イド部１３ａによるカラー１２の絞りが始まり、非締付
け体である角形鋼管柱２１の管壁や、連結板２３、アン
グル材２４への軸力の導入が開始される。さらにチャッ
ク１３ｂを引くことにより、カラー１２の絞りが完了し
てカラー１２の内径面がピン７の凹凸周面部７ｃに食い
込み状態に固定され、軸力が所定力だけ導入されてピン
テール７ｄが破断溝７ｃから破断する（図３（Ｂ））。
このようにして、拡径状態の第１スリーブ８とカラー１
２との間で、角形鋼管柱２１，アングル材２４，および
連結板２３が挟持される。このようにワンサイドボルト
１′を使用して上記のように締結しても、強固に接合す
ることができる。すなわち、このワンサイドボルト１′
は、グリップアジャスタ１０が剪断することにより、第
１スリーブ８とカラー１２の間の締め付け力が、そのま
ま角形鋼管柱２１と連結板２３とアングル材２４とを挟
む締め付け力となるため、強固な締め付け力が得られ
る。なお、後述の各実施例におけるワンサイドボルトに
も、図２、図３のワンサイドボルト１，１′が用いら
れ、上記と同様な効果が得られる。

【００２０】図４はこの発明の他の実施例を示す。この
例では、互いに接合する一方の鋼管柱２１の接合端に、
鋳鋼製の接合用筒体２８の一端を溶接する。この接合用
筒体２８の他端に、外径が細くなった挿入部２８ａを一
体に形成し、この挿入部２８ａを他方の鋼管柱２２の接
合端に挿入する。これら挿入部２８ａと鋼管柱２２の重
なり部分をワンサイドボルト１で接合する。ワンサイド
ボルト１は、鋼管柱２２および挿入部２８ａの四側面に
複数設けたボルト挿通孔２９，３０に渡って挿通させ
る。接合用筒体２８は、上下の鋼管柱２１，２２と外形
が同じ角筒状であるが、鋼管柱２１，２２よりも厚肉に
形成されている。挿入部２８ａは、肉厚を薄くして形成
してあるが、内径側へ絞って他の箇所と同じ肉厚として
も良い。挿入部２８ａの先端は、挿入作業を容易にする
ために軸芯に対して斜めにカットした形状としてある。
接合用筒体２８の溶接側の端部は、開先を形成しておい
て、突き合わせ溶接３１で鋼管柱２１に接合する。接合
用筒体２８は、予め工場で上側の鋼管柱２１に溶接して
おき、この段階で現場に搬入する。現場では、下側の鋼
管柱２２を建て込んだ後、この鋼管柱２２の上端に、上
側鋼管柱２１に溶接された接合用筒体２８の挿入部２８
ａを差し込んで設置し、ワンサイドボルト１の締め付け
を行う。

【００２１】この構成の場合も、現場溶接を行うことな
く接合できる。また、ワンサイドボルト１という片側か
ら締め付けることの可能なボルトを使用するため、鋼管
柱２１，２２や接合用筒体２８にねじ締め作業用の開口
を設けなくても良く、また仮ボルト止め等の必要も無く
なる。ワンサイドボルト１として図２や図３の構成のも
のを使用した場合は、溶接と同程度の接合強度が得られ
る。特に、接合用筒体２８は鋳鋼製のものであって、鋼
管柱２１，２２に比べて材質が硬質であり、この硬質部
分にワンサイドボルト１のボルト頭が係合することにな
るため、ワンサイドボルト１のボルト頭が小さくても、
挿通孔３０が開口縁で潰れることが防止され、堅固な固
定が行える。

【００２２】図５はさらに他の実施例を示す。この例で
は、接合用筒体３２を、両端に外径が細くなった挿入部
３２ａが一体に形成されたものとする。これら挿入部３
２ａ，３２ａを、互いに接合する一対の角形鋼管柱２
１，２２の接合端に挿入し、各挿入部３２ａ，３２ａと
鋼管柱２１，２２の重なり部分を各々ワンサイドボルト
１で接合する。ワンサイドボルト１は、鋼管柱２１，２
２および挿入部３２ａの四側面に複数設けたボルト挿通
孔３３，３４に渡って挿通させる。接合用筒体３２は、
上下の鋼管柱２１，２２と外形が同じ角筒状であるが、
鋼管柱２１，２２よりも厚肉に形成されている。挿入部
３２ａは、肉厚を薄くして形成してあるが、内径側へ絞
って他の箇所と同じ肉厚としても良い。各挿入部３２ａ
先端は、挿入作業を容易にするために軸芯に対して斜め
にカットした形状としてある。接合用筒体３２の材質
は、鋳鋼、鋳鉄、あるいは鋼材等とされる。挿入部３２
ａは、接合用筒体３２の胴部に溶接したものであっても
良い。また角形鋼管を二重に嵌合させ、内側の角形鋼管
を外側の角形鋼管よりも突出させることで、両端に挿入
部３２ａを有する接合用筒３２を形成しても良い。

【００２３】現場の接合作業に際しては、下側の鋼管柱
２２の上端に接合用筒体３２の下側の挿入部３２ａを挿
入し、ワンサイドボルト１で締め付ける。この後、この
下側の鋼管柱２２を建て起こして所定位置に据え付け、
クレーン等で吊り上げた上側鋼管柱２１の下端を接合用
筒体３２の上側の挿入部３２ａに嵌め込んで、同様にワ
ンサイドボルト１で締め付ける。この構成の場合も、図
４の実施例と同様に、現場溶接を行うことなく接合でき
る。また、ワンサイドボルト１を使用するため、鋼管柱
２１，２２や接合用筒体３２にねじ締め作業用の開口を
設けなくても良く、また仮ボルト止め等の必要も無くな
る。ワンサイドボルト１として図２や図３の構成のもの
を使用した場合は、溶接と同程度の接合強度が得られ
る。なお、図４および図５の実施例では、鋼管柱２１，
２２を丸形鋼管としても良い。

【００２４】図６、図７（Ａ）、および図８（Ａ）は、
さらに他の実施例を示す。この例は、互いに接合する上
側の鋼管柱２１の接合端に、十字状断面部３７と一対の
端板３８，３９とからなる継手部材３６を設ける。上側
の端板３８は上側の鋼管柱２１の下端面に溶接する。下
側の鋼管柱２２の接合端には端板４０を溶接等で接合し
ておく。継手部材の下側の端板３９は、下側の鋼管柱２
２の端板４０に重ね、相互にワンサイドボルト１で接合
する。ワンサイドボルト１は、重なり状態の各端板３
９，４０に設けられたボルト挿通孔４１，４２に渡って
挿通する。

【００２５】継手部材３６は、各端板３８，３９と、十
字状断面部３７を構成する交差板との溶接組立品からな
る。十字状断面部３７は、端板３８，３９の各辺に平行
なものとしても良く、また図７（Ｂ）のように対角線方
向に延びるものとしても良い。また、図８（Ｂ）のよう
に、上下の鋼管柱２１，２２の径が異なる場合は、上下
の端板３８，３９を各鋼管柱２１，２２の径に対応した
大きさとし、十字状断面部３７は、テーパ状とする。図
８（Ｃ）のように、上下の鋼管柱２１，２２が丸形鋼管
である場合は、上下の端板３８，３９も円形とする。な
お、図６ないし図８の例において、ワンサイドボルト１
による接合は、上側の鋼管柱２１に対して行っても良
い。

【００２６】この構成の場合も、現場溶接を行うことな
く接合することができる。また、ワンサイドボルト１の
使用のため、鋼管柱２２に設ける端板４０に裏ナット溶
接やねじ溝加工等を施す必要がない。さらに、継手部材
３６が十字状断面部３７と端板３８，３９とからなるも
のであるため、ワンサイドボルト１の接合のための作業
空間が柱断面内に納まり、鋼管柱２１，２２の周囲に大
きな余裕がなくても接合が行える。

【００２７】図９は、さらに他の接合構造例を示す。こ
の例は、上下の鋼管柱２１，２２間に渡り、その内周の
四隅に重なるアングル材４５を設け、これらアングル材
４５と鋼管柱２１，２２とをワンサイドボルト１で接合
したものである。この構成の場合も、閉鎖断面の鋼管柱
２１，２２の接合を、現場溶接無しに堅固に行え、まワ
ンサイドボルト１の使用により、アングル材４５にねじ
加工やナット溶接を行うことなく接合できる。

【００２８】

【発明の効果】この発明の鋼管柱相互のワンサイドボル
ト接合構造によると、いずれもワンサイドボルトを用い
るので、閉鎖断面の鋼管柱に対して外側からボルト接合
が行え、現場溶接が不要で、接合部の品質が安定した接
合構造となる。また、鋼管柱が閉鎖断面柱にかかわら
ず、柱や他の部材にねじ孔の加工やナット溶接を行うこ
とが不要で、構成が簡単で施工も容易である。ワンサイ
ドボルトには、高力ボルトと同程度に堅固に接合できる
ものがあり、その種類の選択によって堅固な接合が行え
る。請求項１の発明の場合は、鋼管柱の表裏両面に連結
板およびアングル材を重ねるので、２面摩擦構造とな
り、高い耐力が期待できる。また、連結板とアングル材
とを組み合わせるため、これら連結板とアングル材とが
順次ワンサイドボルトで連結されて、鋼管柱の全周が補
強されることになり、より堅固な接合構造となる。アン
グル材は鋼管柱の外側であるため内側に設けるよりもア
ングル材に大きくて堅固なものが使用できる。請求項２
および請求項３の発明の場合は、接合用筒体を用い、こ
の筒体に設けられた挿入部を鋼管柱に挿入してワンサイ
ドボルトで接合するので、堅固な接合が行える。接合用
筒体が鋳鋼または鋳物製である場合は、鋼管柱に比べて
材質が硬質であり、この硬質部分にワンサイドボルトの
ボルト頭が係合することになるため、ワンサイドボルト
のボルト頭が小さくても、挿通孔が開口縁で潰れること
が防止され、一層堅固な固定が行える。また、ワンサイ
ドボルトを使用するため、接合用筒体には、通常のボル
ト・ナットを使用する場合と異なり、ねじ締め作業用の
開口等を設けておくことが不要で、接合用筒体の強度低
下の問題がない。請求項４の発明の場合は、継手部材が
十字状断面部と端板とからなるものであるため、ワンサ
イドボルトの接合のための作業空間が柱断面内に納ま
り、柱の周囲に大きな余裕がなくても接合が行える。ワ
ンサイドボルトとして各請求項の構成のものを使用する
ため、強固な締め付け力が得られ、しかもナットの回転
で締め付けを行う構成のため、二度締めや再締め付けが
行えるうえ、軽量の電動工具で締め付けが行え、現場作
業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、各々この発明の一実施例に
かかる鋼管柱相互のワンサイドボルト接合構造の正面
図、水平断面図、および組立方法説明図である。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は各々鋼管柱接合構造における
ワンサイドボルトの締め付け前および締め付け後の状態
を示す断面図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ）は各々鋼管柱接合構造における
この発明とは異なる参考例のワンサイドボルトの締め付
け前および締め付け後の状態を示す断面図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ）は各々他の実施例にかかる鋼管
柱接合構造の分解斜視図および垂直断面図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ）は各々さらに他の実施例にかか
る鋼管柱接合構造の分解斜視図および垂直断面図であ
る。

【図６】他の実施例にかかる鋼管柱接合構造の破断正面
図である。

【図７】（Ａ）は図６のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は継手
部材の変形例の水平断面図である。

【図８】（Ａ）は図６の鋼管柱接合構造の斜視図、
（Ｂ），（Ｃ）は各々同接合構造に近似した他の実施例
の斜視図である。

【図９】（Ａ），（Ｂ）は各々さらに他の鋼管柱接合構
造の水平断面図および垂直断面図である。

【図１０】図１の鋼管柱接合構造における他のワンサイ
ドボルトによる締め付け前の状態を示す断面図である。

【図１１】従来例の正面図である。

【符号の説明】

１，１′…ワンサイドボルト、２１，２２…鋼管柱、２
３…連結板、２４…アングル材、２５…仮止め用ボル
ト、２８…接合用筒体，２８ａ…挿入部、３２…接合用
筒体、３２ａ…挿入部、３６…継手部材、３７…十字状
断面部、３９…端板、４０…端板

フロントページの続き (72)発明者 堀園 義昭 大阪府大阪市西区阿波座１丁目５番16号 大和ハウス工業株式会社内 (72)発明者 植坂 武史 大阪府大阪市西区阿波座１丁目５番16号 大和ハウス工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−133019（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−263469（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−49347（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−371625（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−371626（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−39633（ＪＰ，Ａ) 米国特許5603592（ＵＳ，Ａ) 米国特許5213460（ＵＳ，Ａ) 米国特許2061628（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04B 1/24 E04B 1/38 - 1/61 F16B 17/00 - 19/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角形鋼管からなる上下の鋼管柱に渡り、
   内周の四側面に連結板を各々重ね、かつ外周の四隅にア
   ングル材を各々重ね、これらアングル材と上側鋼管柱の
   管壁と連結板とを貫通して締付ける仮止め用ボルトを、
   アングル材の上端付近に位置して設け、上下の鋼管柱の
   各々に対して、前記アングル材と鋼管柱の管壁と連結板
   とを、これら３部材を貫通するワンサイドボルトで接合
   し、このワンサイドボルトは、ねじ部の中間に破断溝を
   有しかつ先端にピン径よりも若干大径のピン頭部を有す
   るピンと、このピンの外周にピン頭部側から順に並んで
   被さったバルブスリーブ、グリップスリーブ、シェア座
   金、および受け座金と、この受け座金のピンテール側で
   前記ねじ部に螺合したナットとを有し、前記バルブスリ
   ーブは前記グリップスリーブよりも軟質の材料で形成さ
   れて軸方向力の負荷で外側へ鍔状に塑性変形可能なもの
   とし、前記受け座金は、前記グリップスリーブの進入可
   能な内径に形成されかつピン頭部側の側面に前記シェア
   座金の外周部が嵌合する環状凹部を有し、前記シェア座
   金は内周部が前記グリップスリーブの端面に係合して所
   定軸力で剪断するものとし、このワンサイドボルトは、
   前記バルブスリーブの鍔状塑性変形部分とナットとの間
   で締め付けるものとした鋼管柱相互のワンサイドボルト
   接合構造。
2. 【請求項２】 互いに接合する一方の鋼管柱の接合端
   に、鋳鋼製の接合用筒体の一端を溶接し、この接合用筒
   体の他端に、外径が細くなった挿入部を一体に形成し、
   この挿入部を他方の鋼管柱の接合端に挿入し、これら挿
   入部と鋼管柱の重なり部分をワンサイドボルトで接合
   し、このワンサイドボルトは、ねじ部の中間に破断溝を
   有しかつ先端にピン径よりも若干大径のピン頭部を有す
   るピンと、このピンの外周にピン頭部側から順に並んで
   被さったバルブスリーブ、グリップスリーブ、シェア座
   金、および受け座金と、この受け座金のピンテール側で
   前記ねじ部に螺合したナットとを有し、前記バルブスリ
   ーブは前記グリップスリーブよりも軟質の材料で形成さ
   れて軸方向力の負荷で外側へ鍔状に塑性変形可能なもの
   とし、前記受け座金は、前記グリップスリーブの進入可
   能な内径に形成されかつピン頭部側の側面に前記シェア
   座金の外周部が嵌合する環状凹部を有し、前記シェア座
   金は内周部が前記グリップスリーブの端面に係合して所
   定軸力で剪断す るものとし、このワンサイドボルトは、
   前記バルブスリーブの鍔状塑性変形部分とナットとの間
   で締め付けるものとした鋼管柱相互のワンサイドボルト
   接合構造。
3. 【請求項３】 接合用筒体の両端に外径が細くなった挿
   入部を一体に形成し、これら挿入部を互いに接合する一
   対の鋼管柱の接合端に各々挿入し、各挿入部と鋼管柱の
   重なり部分を各々ワンサイドボルトで接合し、このワン
   サイドボルトは、ねじ部の中間に破断溝を有しかつ先端
   にピン径よりも若干大径のピン頭部を有するピンと、こ
   のピンの外周にピン頭部側から順に並んで被さったバル
   ブスリーブ、グリップスリーブ、シェア座金、および受
   け座金と、この受け座金のピンテール側で前記ねじ部に
   螺合したナットとを有し、前記バルブスリーブは前記グ
   リップスリーブよりも軟質の材料で形成されて軸方向力
   の負荷で外側へ鍔状に塑性変形可能なものとし、前記受
   け座金は、前記グリップスリーブの進入可能な内径に形
   成されかつピン頭部側の側面に前記シェア座金の外周部
   が嵌合する環状凹部を有し、前記シェア座金は内周部が
   前記グリップスリーブの端面に係合して所定軸力で剪断
   するものとし、このワンサイドボルトは、前記バルブス
   リーブの鍔状塑性変形部分とナットとの間で締め付ける
   ものとした鋼管柱相互のワンサイドボルト接合構造。
4. 【請求項４】 互いに接合する一方の鋼管柱の接合端
   に、十字状断面部と端板とからなる継手部材を設け、他
   方の鋼管柱の接合端に端板を設け、前記継手部材の端板
   を前記他方の鋼管柱の端板に重ねて相互にワンサイドボ
   ルトで接合し、このワンサイドボルトは、ねじ部の中間
   に破断溝を有しかつ先端にピン径よりも若干大径のピン
   頭部を有するピンと、このピンの外周にピン頭部側から
   順に並んで被さったバルブスリーブ、グリップスリー
   ブ、シェア座金、および受け座金と、この受け座金のピ
   ンテール側で前記ねじ部に螺合したナットとを有し、前
   記バルブスリーブは前記グリップスリーブよりも軟質の
   材料で形成されて軸方向力の負荷で外側へ鍔状に塑性変
   形可能なものとし、前記受け座金は、前記グリップスリ
   ーブの進入可能な内径に形成されかつピン頭部側の側面
   に前記シェア座金の外周部が嵌合する環状凹部を有し、
   前記シェア座金は内周部が前記グリップスリーブの端面
   に係合して所定軸力で剪断するものとし、このワンサイ
   ドボルトは、前 記バルブスリーブの鍔状塑性変形部分と
   ナットとの間で締め付けるものとした鋼管柱相互のワン
   サイドボルト接合構造。
5. 【請求項５】 角形鋼管からなる上下の鋼管柱に渡り、
   内周の四側面に連結板を各々重ね、かつ外周の四隅にア
   ングル材を各々重ね、これらアングル材と上側鋼管柱の
   管壁と連結板とを貫通して締付ける仮止め用ボルトを、
   アングル材の上端付近に位置して設け、上下の鋼管柱の
   各々に対して、前記アングル材と鋼管柱の管壁と連結板
   とを、これら３部材を貫通するワンサイドボルトで接合
   し、このワンサイドボルトが、ねじ部の中間に破断溝を
   有しかつ先端にピン径よりも若干大径のピン頭部を有す
   るピンと、このピンの外周にピン頭部側から順に並んで
   被さったバルブスリーブ、グリップスリーブ、および鍔
   付きシェア座金と、この鍔付きシェア座金のピンテール
   側で前記ねじ部に螺合したナットとを有し、前記バルブ
   スリーブは前記グリップスリーブよりも軟質の材料で形
   成されて軸方向力の負荷で外側へ鍔状に塑性変形可能な
   ものとし、前記鍔付きシェア座金は、前記グリップスリ
   ーブの進入可能な内径に形成されかつ内径面に前記グリ
   ップスリーブの端面に係合して所定軸力で剪断する鍔部
   を有するものとし、このワンサイドボルトは、前記バル
   ブスリーブの鍔状塑性変形部分とナットとの間で締め付
   けるものとした鋼管柱相互のワンサイドボルト接合構
   造。