JP3854194B2 - High-strength bolt joint structure and high-strength anchor bolts for concrete-filled steel pipe columns and H-shaped cross-section beams - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、建築構造物を構成する角形または円形のコンクリート充填鋼管柱(CFT柱)にH形断面梁を接合金物を介して高力ボルト接合するコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の接合構造およびこの接合構造に用いる頭締め高力ボルトに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、S造の角形鋼管柱とH形鋼梁を対象とした柱−梁接合部形式では、特開平11−269986号公報に開示されるように、図10に示すように、角形鋼管柱1の各側部に、それぞれ、上下一対のT形接合金物2a、2bの垂直板(フランジ)2fを高力ボルト3で接合し、この上下のT形接合金物2a、2bの水平板(ウエブ)2u間にH形鋼梁4の端部を位置させ、上側T形接合金物2aの水平板2uの下面側にH形鋼梁4の上フランジ4aの上面を、また、下側T形接合金物2bの水平板2uの上面側にH形鋼梁4の下フランジ4bの上面を当接して高力ボルト5で接合する、溶接負担を軽減した角形鋼管柱とH形鋼梁の高力ボルト接合構造が一般的に知られている。
【0003】
このような、高力ボルト接合構造においては、接合部性能は角形鋼管柱の面外曲げ抵抗により発揮されるため、接合部の剛性が比較的低いという問題がある。そのために、上記のような高力ボルト接合構造において、図11(a)、(b)に示すように、角形鋼管柱1の内部にコンクリート6を充填して角形鋼管柱の接合部の剛性を高めることも行われている。
しかし、単純に角形鋼管柱の内部にコンクリートを充填した場合には、H形鋼梁フランジからの圧縮力に対しては充填コンクリートの抵抗が期待できるものの、引張力に対しては角形鋼管柱側面の内部への変形抑制による性能の向上しか期待できず、コンクリート充填による接合部性能の向上は小さい。
【0004】
一方、特開平6−257224号公報において、図12(a)、(b)に示すように、CFT造の角形鋼管柱1とH形鉄骨梁4を対象とした柱−梁接合部形式で、ダイアフラムを設置せず、角形鋼管柱1の内部に縦リブ7を設けた柱−梁接合部が開示されている。この柱−梁接合部においては、縦リブの存在により梁フランジからの引張力に対して充填コンクリートの抵抗が生じるため、縦リブを設けない場合に比較して接合部性能の向上が期待できる。しかし、縦リブ7を角形鋼管柱内部に溶接する必要があり、この溶接を、角鋼管製造段階で行ったり、角形鋼管柱の接合部付近を切断して行うなどの加工負担が大きく、コスト高になる問題がある。
【0005】
また、特開平6−248698号公報には、図13に示すように、CFT造の角型鋼管柱1とH型鉄骨梁4を対象とした柱−梁接合部形式で、ダイアフラム8を設置した角型鋼管柱1内部にスタッド9を設け、ダイアフラム8にH型鉄骨梁4を溶接した柱−梁接合部が開示されている。これらの柱−梁接合部においては、縦リブ7やスタッド9の存在によりH型鉄骨梁4フランジからの引張力に対して充填コンクリート6の抵抗が生じるため、縦リブまたはスタッドを設けない角型鋼管柱に比較して接合部性能の向上が期待できる。しかし、縦リブやスタッドを角鋼管内部に溶接する必要があり、この溶接を、角鋼管製造段階で行ったり、角形鋼管柱の接合部付近を切断して行う必要があることに加えて、ダイアフラムのための加工、溶接などの負担が大きく、コスト高になる問題がある。
【0006】
例えば、図11に示すようなT形接合金物と高力ボルトを用いた角形鋼管柱とH形鋼梁の接合構造において、角形鋼管柱の内部にコンクリートを充填して接合部の剛性を高める場合に、コンクリート6を充填する角形鋼管柱1の内部に図12、図13に示すような縦リブまたはスタッドを溶接して接合部性能を強化することが考えられる。
しかし、このT形接合金物と高力ボルトを用いた、コンクリートを充填する角形鋼管柱とH形鋼梁の接合構造において、縦リブまたはスタッドを角形鋼管柱内部に溶接する場合には、加工、溶接などの負担が大きくコスト高になることに加えて、高力ボルトを角形鋼管柱の内部側からボルト孔に挿入して、外部側でナットを締め付ける施工に支障を来すという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、コスト負担を軽減して接合部性能(剛性、耐力)を向上可能な、接合金物と高力ボルトを用いた角形または円形のコンクリート充填鋼管柱(CFT柱)とH形断面梁の接合構造と、この接合構造を実現させる頭部締め高力アンカーボルトの提供を目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、以下の(1)〜(12)を要旨とするものである。
(1) 接合金物を用いた角形または円形のコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造において、鋼管柱の内部側に、予め、雌ねじを有するアンカー板を軽接合したナットを固定しておき、この鋼管柱の外面に当接した接合金物の外面から、ボルト孔に頭部締め高力ボルトを挿入し、その雄ねじを鋼管柱の内部側に固定したナットとアンカー板の雌ねじに螺合して、雄ねじ部の先端部をアンカー板に締結し更に締め付けることにより、アンカー板をナットから剥離させて頭部ナットから一定距離離してアンカー部を形成し、頭部締め高力ボルトの頭部と鋼管柱内部側のナットとの間で鋼管柱と接合金物を締結し、頭部締め高力ボルトのアンカー部とナットを、鋼管柱内部に充填して固化させたコンクリートに埋没させたことを特徴とするコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造。
(2) 鋼管柱に対するナット(および座金)の固定手段が、接着またはろう付けであることを特徴とする(1)に記載のコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造。
(3) アンカー板が頭締め高力ボルトの雄ねじとの締結部を有するものであることを特徴とする(1)に記載のコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造。
(4) ナットに対するアンカー板の軽接合手段が、接着またはろう付けであることを特徴とする(1)に記載のコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造。
(5) 頭部締め高力ボルトのアンカー板が、軸部より大径のものであることを特徴とする(1)から(4)のいずれかに記載のコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造。
(6) 頭部締め高力ボルトが、頭部にトルク導入用のピンテールを備え、頭部の座面に、この頭部より大径で締め付けトルクを付与可能な多角形の座金が挿通・当接されたことを特徴とする、(1)〜(5)のいずれかに記載のコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造。
(7) 頭部と、ナットと螺合する雄ねじとアンカー板の雌ねじと螺合する雄ねじを有する軸部と、軸部に挿通し頭部の座面に当接する座金とからなるボルト、ナットのセットであって、アンカー板には、頭部締め高力ボルトの締め付けによって、雄ねじ先端をアンカー板に締結して、アンカー板をナットから剥離させて所定の位置にアンカー部を有するた めの締結部(ねじ込み停止部)かあることを特徴とする頭部締め高力アンカーボルト。
(8) ナットと螺合する雄ねじの径とアンカー板の雌ねじに螺合する雄ねじの径を同じにして連続させ、アンカー板の締結・固定部をアンカー板に形成するようにしたボルト、ナットのセットであって、アンカー板には、アンカー板の雌ねじ孔を貫通させて、ストッパー板を固着して雌ねじ孔を塞ぐことにより、アンカー板に対するねじ込み停止部を有することを特徴とする頭部締め高力アンカーボルト。
(9) ナットと螺合する雄ねじの径よりアンカー板の雌ねじに螺合する雄ねじの径を小径にして径の段差部をつくり、大径の雄ねじの終端部にねじなし部を有し、頭部締め高力ボルト雄ねじの径の段差部により、アンカー板に対するねじ込み停止部を有することを特徴とする頭部締め高力アンカーボルト。
(10) 頭部にトルク導入用のピンテールを備え、軸部に挿通し頭部の座面に当接する座金が頭部より大径で締め付けトルクを付与可能な多角形の座金であることを特徴とする(7)〜(9)のいずれか1項に記載の頭部締めアンカーボルト。
(11) 1対の溝形材または円形鋼管の1/2からなる半円形材を2シーム溶接して得られる鋼管柱の内部へのナット設置方法であって、2シーム溶接する前の一対の溝形材または半円形材の所定位置に予めボルト孔を明け、予め接着した座金、ナット、アンカー板を、中心がボルト孔の中心に合うように溝形材または半円形材の内面に当接して固定し、1対の溝形材または半円形材を2シーム溶接することを特徴とする鋼管柱内部への座金、ナット、アンカー板の設置方法。
(12) ナットが、雌ねじ孔を有するアンカー板を軽接合したものであることを特徴とする(11)に記載の鋼管柱内部へのナット設置方法。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明は、T形接合金物やL形接合金物などの接合金物(以下「接合金物」という。)と引張高力ボルトを用いた角形または円形のコンクリート充填鋼管柱(CFT柱)とH形鋼梁などのH形断面梁の高力ボルト接合構造において、接合金物と鋼管柱(CFT柱)を高力ボルト接合する場合に適用されるものである。
本発明においては、接合金物を用いた角形または円形のコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造において、予め鋼管柱の内部側にアンカー板を軽接合したナット(および座金)を固定しておき、当接した鋼管柱と接合金物のボルト孔に、外部側から頭部締め高力ボルトを挿入して、鋼管柱の内部側でアンカー部を形成するとともにナットと締結し、頭部締め高力ボルトの頭部とナット間で鋼管柱と接合金物を締結し、頭部締め高力ボルトのアンカー部を、鋼管柱内部に充填して固化させたコンクリートに埋没させることにより、充填コンクリートの抵抗力を頭部締め高力ボルトを介して鋼管柱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)を向上させるものである。
【0010】
また、ナットを鋼管柱の内部側に固定しておき、鋼管柱に対する接合金物を頭部締め高力ボルトを用い外部側からボルト孔に挿入してナットと螺合・締結することから、施工現場で上下の接合金物の取り付け順を任意に決めることができ、上下の接合金物にH形断面梁を取り付ける場合に、H形断面梁と接合金物との干渉を避けることができ、現場での施工性を向上することができる。また、基本的には、溶接接合を採用しない接合構造であるため、加工負担を軽減することができる。
【0011】
本発明では、ナットを予め鋼管柱の内部に固定するものであるが、ナットの固定位置が手の届かない鋼管柱の内部側にある場合のナット固定方法としては、鋼管柱の内部にナット設置装置を挿入してナットを固定する方法が主体になるが、2シーム溶接で得られる鋼管柱の場合には、2シーム溶接前の1対の溝形材または半円形材に予めナット(および座金)を固定する方法、また、鋼管柱が大型の場合には、人が内部に入ってナットを固定する方法などがある。
ナットに座金を当接する場合には、ナットに予め座金を固定し、座金を鋼管柱に固定する。これらの固定手段としては、接着、ろう付け、溶接などを選択的に用いることができる。頭部締め高力ボルトのアンカー部をアンカー板で形成する場合には、アンカー板をナットに接着や、ろう付けなどにより、頭部締め高力ボルトの締め付けによって、剥離する程度の接合力で接合する。
【0012】
この頭部締め高力ボルトのアンカー部の形成方法は、以下のアンカー板によるものである。
頭部締めボルトの軸部より大径の円形、正方形、多角形のアンカー板で、基本的には、頭部締め高力ボルト先端の雄ねじ部に螺合する雌ねじを形成したものである。このアンカー板は、ナットに予め接着やろう付けにより軽接合して、頭部締め高力ボルト先端の雄ねじ部と螺合・締結し、ナットとの軽接合力以上の締付力で締め付けてナットから剥離させ、所定の位置まで離してアンカー部とする。アンカー板を用いる場合には、鋼管柱のサイズや、ボルトの軸径にもよるが、締結に機能する鋼管内部のナットの先端から、鋼管径の0.1〜0.5倍程度離れた位置に形成するものであり、アンカー板の径(1辺)は軸径の1.5〜10.0倍程度であることが望ましく、並列、直交、対面するアンカー板と干渉しないものとする。
【0013】
本発明のアンカー部を有する頭部締め高力ボルト、即ち頭部締め高力アンカーボルトとしては、頭部と、ナットと螺合する雄ねじとアンカー板の雌ねじと螺合する雄ねじを有する軸部と、軸部に挿通し頭部の座面に当接する座金とからなるものがある。この場合では、頭部締め高力ボルトの締め付けによって、雄ねじ先端をアンカー板に締結して、アンカー板をナットから剥離させて所定の位置にアンカー部を形成するために締結部(ここではねじ込み停止部)を必要とする。この締結部は、頭部締め高力ボルト側に形成する場合(a)と、アンカー板側に形成する場合(b)がある。
(a)螺合する雄ねじの径とアンカー板の雌ねじに螺合する雄ねじの径を同じにして連続させ、アンカー板の締結・固定部はアンカー板に形成するようにしたもの。この場合では、アンカー板の雌ねじは途中まで形成したり、アンカー板の雌ねじ孔を貫通させて、ストッパー板を固着して雌ねじ孔を塞ぐことにより、アンカー板に対するねじ込み停止部を形成することができる。
(b)ナットと螺合する雄ねじの径よりアンカー板の雌ねじに螺合する雄ねじの径を小径にして径の段差部を形成したもので、大径の雄ねじの終端部にねじ無部を形成してナットとの締結をより安定なものにするもできる。この場合では、頭部締め高力ボルト雄ねじの径の段差部により、アンカー板に対するねじ込み停止部を形成することができる。
【0014】
【実施例】
[実施例1]
以下に本発明の実施例1について、図1〜図3に基づいて説明する。この実施例1は、上下一対のT形接合金物と高力ボルトを用いた角形または円形のコンクリート充填鋼管柱(CFT柱)とH形断面梁の接合構造において、上下T形接合金物2a、2bと鋼管柱1の接合に本発明を適用した場合のものである。
この実施例1では、鋼管柱1として、1対の溝形材または円形鋼管の1/2からなる半円形材を2シーム溶接して得られたものを用い、T形接合金物2a、2bと鋼管柱1を接合する高力ボルトとして、アンカー部を形成可能な本発明による頭締め高力ボルトを用いた。また、上下T形接合金物2a、2bとH形断面梁4の接合には、通常の高力ボルト5を用いた。
なお、H形断面梁4は、通常の場合、鋼管柱1の1〜4側面に取り付けられるが、ここでは、図1(a)、(b)および図2(a)、(b)に示すように、鋼管柱1の4側面にH形断面梁4を取り付けの場合において、接合構造の細部を1側面の部分図で代表説明する。
【0015】
図1(a)、(b)および図2(a)、(b)において、コンクリート6を充填した鋼管柱1の4側面に、それぞれ、上下一対のT形接合金物2aと2bの垂直板2fが所定の間隔をおいて、頭部締め高力ボルト12により接合されており、H形断面梁4の上フランジ4aは上側T形接合金物2aの水平板2uの下面に高力ボルト5で接合され、H形断面梁4の下フランジ4bは下側T形接合金物2bの水平板2uの上面に当接され高力ボルト5で接合されている。
この頭部締め高力ボルト12は、鋼管柱1に当接されたT形接合金物の外部からボルト孔に挿入されて、予め鋼管柱1の内部に固定されたナット14に螺合・締結され、鋼管柱1の内部で先端部にアンカー板13によるアンカー部が形成されている。このアンカー部13は、鋼管柱1の内部に充填・固化されたコンクリート6に埋没させ、コンクリート6の抵抗力を頭部締め高力ボルト12を介して鋼管柱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)を向上させるようにしている。
【0016】
頭部締め高力ボルト12は、より具体的には、図3、図4(a)、(b)に示すように、トルク導入用のピンテール12pを有する頭部12aと、雄ねじ部12sを有する軸部12bと、この軸部に挿通して頭部の座面に当接する六角形の座金15とからなる。
この座金15は、トルク導入を可能にするために専用の締結具(概念的には、連動動作する内筒と外筒を備え、外筒を座金15に係合し内筒をピンテール12pに係合し、内筒を回して締め付ける構造を有するもの。図示省略)でピンテール12pに所定の締付力を付与するために締結具(外筒)と係合するものであり、頭部12aより大径で角形に形成されたものである。この頭部締め高力ボルト12に螺合するナット14は、座金16を固定したものであり、座金16を介して鋼管柱1の内部に固定されており、このナット14には、頭部締め高力ボルト12の雄ねじ12sに螺合・締結する雌ねじ13sを有するアンカー板13が固定されている。
【0017】
鋼管柱1と座金16、座金16とナット14、ナット14とアンカー板13の固定手段としては、例えば図6(a)に示すような接着(ba、bb)や、図6(b)に示すような、ろう付け(sa、sb)、あるいは溶接などがあるが、ここでは、接着(ba、bb)を採用し、鋼管柱1と座金16、座金16とナット14の接着は強接着baにし、ナット14とアンカー板13の接着は、頭部締め高力ボルト12の締め付けによって剥離させるので、この締付力で剥離させられる程度の軽接着bbにした。
アンカー板13は、頭部締めボルト12の雄ねじ12sに螺合する雌ねじ13sを有するもので、例えば図5(a)〜(c)に示すように、円形のもの13、正方形のもの13a、多角形のもの13bがあり鍔状に形成されたものなどであるが、ここでは円形のもの13を用いた。アンカー板13の雌ねじ13sは、ここでは途中まで形成され、頭部締め高力ボルト12の雄ねじ先端部の締結部となっている。
【0018】
鋼管柱1の内部への座金16、ナット14、アンカー板13の接着作業は、図7(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、1対の溝形材CaとCbまたは半円形材CcとCdを2シーム溶接wして鋼管柱1を得る場合に、2シーム溶接前の1対の溝形材CaとCbまたは半円形材CcとCdの所定位置にボルト孔Cpを明けてから、予め接着した座金16、ナット14、アンカー板13をボルト孔Cpに合せて接着し、1対の溝形材CaとCbまたは半円形材CcとCdを2シーム溶接して鋼管柱1とした時に、その内部の所定の位置に座金16、ナット14、アンカー板13が位置するようにした。
頭部締め高力ボルト12により鋼管柱1とT形接合金物2a、2bを接合する場合には、図4(a)に示すように、座金13を挿通した頭部締め高力ボルト12を、鋼管柱1に当接したT形接合金物2a、2bの垂直板2fの外部からボルト孔2pに挿入して、鋼管柱1のボルト孔1p、鋼管柱1の内部に固定した座金16を経て、ナット14とアンカー板13の雌ねじ13sに螺合し、雄ねじ12sの先端をアンカー板13の雌ねじ13sに締結して、更に締め付けることによって、アンカー板13をナット16から剥離させ、図4(b)に示すように、鋼管柱1の内部の所定位置に達したところで、ナット16との締結が完了し、頭部締めボルト12の頭部12aに当接した座金15とナット16間で鋼管柱1とT形接合金物2a、2bを締結する。この頭部締め高力ボルト12の締め付けには、前記したように、専用の締結具が用いられピンテール12pを破断させることによりトルク導入した締め付けが可能である。
【0019】
鋼管柱1とT形接合金物2a、2bを締結後、鋼管柱1の内部にコンクリート6を充填して固化させ、このコンクリート6の中に、アンカー板13からナット16までを埋没させる。
このようにして、頭部締め高力ボルト12を用いて角形または円形のコンクリート充填鋼管柱1と各T形接合金物2a、2bを高力ボルト接合後、各T形接合金物2a、2bにH形断面梁4を高力ボルト接合することによって、図1(a)、(b)および図2(a)、(b)に示すようなコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の接合構造を得ることができる。
各H形断面梁4をT形接合金物2a、2bに高力ボルト5で接合する場合には、各H形断面梁4の先端面がT形接合金物2a、2bの垂直板2fに突き当たるように(ただし、間隙があり突き当たらない)位置させ、上フランジ4aが上側T形接合金物2aの水平板2uの下面に当接された状態で高力ボルト5により接合され、下フランジ4bが、下側T形接合金物2bの水平板2uの上面に当接された状態で高力ボルト5により接合される。
【0020】
この接合構造においては、T形接合金物2a、2bを頭部締め高力ボルト12を用い外部側からボルト孔に挿入してナットと螺合・締結することから、施工現場で上下のT形接合金物2a、2bの取り付け順を任意に決めることができ、上下のT形接合金物2a、2bにH形断面梁4を取り付ける場合に、H形断面梁とT形接合金物との干渉を任意に避けることができ、現場での施工性を向上させることができる。
T形接合金物2a、2bに対するH形断面梁4の取り付けは、通常はT形接合金物2a、2bを鋼管柱1に接合した後に行うが、H形断面梁4をT形接合金物2a、2bの水平板2uと予め接合してから、T形接合金物2a、2bの垂直板2fを鋼管柱1に接合することもできる。
【0021】
この実施例1においては、頭部締め高力ボルト12のアンカー板13からナット14までを、鋼管柱1の内部に充填して固化させたコンクリート6に埋没させることにより、充填コンクリートの抵抗力を頭部締め高力ボルト12を介して鋼管柱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。また、基本的には、溶接接合を採用しない接合構造であるため、加工負担を軽減することができる。
【0022】
[実施例2]
以下に本発明の実施例2について、図8(a)、(b)、(c)図に基づいて説明する。この実施例2は、実施例1と同様、上下一対のT形接合金物と高力ボルトを用いたコンクリート充填鋼管柱(CFT柱)とH形断面梁の接合構造において、上下のT形接合金物2a、2bと鋼管柱1の接合に本発明を適用した場合のものであり、実施例1とは、頭部締めボルト12の先端部に締結するアンカー板の構造が異なる点で異なる。他の部分については実施例1と概ね共通するので、説明を省略し、アンカー板に係わる部分を主体に説明する。
【0023】
図8(a)に示すように、頭部締め高力ボルト12と、この頭部締め高力ボルト12に螺合するナット14、座金16は、実施例1と同様のものであり、ナット14、座金16は鋼管柱1の内部に固定されている。このナット14には、頭部締め高力ボルト12の雄ねじ12sに螺合・締結する雌ねじ13sを有するアンカー板13′が固定されている。このアンカー板13′は、雌ねじ13sによるねじ孔がアンカー板13′を貫通するように形成されており、このねじ孔はアンカー板13′に強接着baされたストッパー板17で閉鎖して、このアンカー板13′の雌ねじ13sに螺合した頭部締め高力ボルト12の雄ねじ12sの先端がストッパー板17に突き当たることにより、頭部締め高力ボルト12の先端にアンカー板13′を締結するようになっている。すなわち、ストッパー板17が頭部締め高力ボルト12との締結部になっている。
【0024】
頭部締め高力ボルト12により鋼管柱1とT形接合金物2a、2bを接合する場合には、図8(b)に示すように、座金15を挿通した頭部締め高力ボルト12を、鋼管柱1に当接したT形接合金物2a、2bの垂直板2fの外部からボルト孔2pに挿入して、鋼管柱1のボルト孔1p、鋼管柱1の内部に固定した座金16を経て、ナット14とアンカー板13′の雌ねじ13sに螺合し、雄ねじ12sの先端をアンカー板13′の雌ねじ13sに締結して、更に締め付けることによって、アンカー板13′をナット14から剥離させ、図8(c)に示すように、鋼管柱1の内部の所定位置に達したところで、ナット14との締結が完了し、頭部締めボルト12の頭部12aとナット14間で鋼管柱1とT形接合金物2a、2bの垂直板2fを締結する。
鋼管柱1とT形接合金物2a、2bを締結後、鋼管柱1の内部にコンクリートを充填・固化させ、コンクリート6にストッパー板17に締結したアンカー板13′から座金16までを埋没させる。
【0025】
このようにして、コンクリート充填鋼管柱1と各T形接合金物2a、2bを接合後、各T形接合金物2a、2bの水平板2uにH形断面梁4を高力ボルト接合することによって、図1(a)、(b)および図2(a)、(b)に示すようなコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の接合構造を得ることができる。
この実施例2においては、充填コンクリートの抵抗力を高力ボルトを介して鋼管柱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)を向上させる効果、その他の効果は、実施例1の場合とほぼ同様である。
【0026】
[実施例3]
以下に本発明の実施例3について、図9(a)、(b)、(c)図に基づいて説明する。この実施例3は、実施例1、2と同様、上下一対のT形接合金物と高力ボルトを用いたコンクリート充填鋼管柱(CFT柱)とH形断面梁の接合構造において、上下のT形接合金物2a、2bと鋼管柱1の接合に本発明を適用した場合のものであり、実施例1、2とは、頭部締めボルトの先端部構造と、その先端部に締結するアンカー板13″の構造が異なる点で異なる。他の部分については実施例1、2と概ね共通するので、説明を省略し、頭部締め高力ボルト12′とアンカー板13″に係わる部分を主体に説明する。
【0027】
頭部締め高力ボルト12′は、図9(a)に示すように、トルク導入用のピンテール12pを有する頭部12aと、鋼管柱1の内部に固定したナット14と螺合・締結する雄ねじ部12sとナット14に接着したアンカー板13″に螺合・締結する雄ねじ部12sより小径の雄ねじ部19sを有する軸部12cを有し、雄ねじ部12sの終端と雄ねじ部19sの境界に段差部が形成されている。この段差部は、雄ねじ部19sにアンカー板13″を螺合したときにアンカー板13″の締結部になる。この頭部締め高力ボルト12′の軸部12cには、頭部12aの座面に当接する六角形の座金15が挿通されている。この座金15は、実施例1の座金15と同様のもので、同様に機能するものである。
頭部締め高力ボルト12′に螺合するナット14は、座金16に固定したものであり、座金16を介して鋼管柱1の内部に固定されており、このナット14には、頭部締め高力ボルト12′の先端部の小径の雄ねじ19sに螺合・締結する雌ねじ20sを有するアンカー板13″が軽接着されている。雌ねじ20sは、アンカー板13″を貫通するものである。
【0028】
鋼管柱1と座金16、座金16とナット14、ナット14とアンカー板13″の固定手段は、実施例1と同様である。
頭部締め高力ボルト12′により鋼管柱1とT形接合金物2a、2bを接合する場合には、図9(b)に示すように、座金15を挿通した頭部締め高力ボルト12′を、鋼管柱1に当接したT形接合金物2a、2bの垂直板2fの外部からボルト孔2pに挿入して、鋼管柱1のボルト孔1p、鋼管柱1の内部に固定した座金16を経て、雄ねじ12sをナット14に螺合し、先端の雄ねじ19sをアンカー板13″の雌ねじ20sに螺合し、アンカー板13″を頭部締め高力ボルト12′の雄ねじ部12sの終端と雄ねじ部19sの境界に形成された段差部に締結する。
そして、更に頭部締め高力ボルト12′を締め付けることによって、アンカー板13″をナット14から剥離させ、図9(c)に示すように、アンカー板13″が鋼管柱1の内部の所定位置に達したところで、ナット14との締結が完了し、頭部締めボルト12′の頭部12aとナット14間で鋼管柱1とT形接合金物2a、2bの垂直板2fを締結する。鋼管柱1とT形接合金物2a、2bを締結後、鋼管柱1の内部にコンクリートを充填・固化させ、コンクリート6にアンカー板13″から座金16までを埋没させる。
【0029】
このようにして、コンクリート充填鋼管柱1と各T形接合金物2a、2bを接合後、各T形接合金物2a、2bの水平板2uにH形断面梁4を高力ボルト接合することによって、図1(a)、(b)および図2(a)、(b)に示すようなコンクリート充填鋼管柱とH形断面梁の接合構造を得ることができる。
この実施例3においては、充填コンクリートの抵抗力を高力ボルトを介して鋼管柱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)を向上させる効果、その他の効果は、実施例1、実施例2の場合とほぼ同様である。
【0030】
本発明は、上記の実施例の内容に限定されるものではない。例えば各実施例では角形または円形の鋼管柱とT形接合金物の接合に適用したが、鋼管柱とL形接合金物などの接合にも適用できる。また、頭部締め高力ボルトの頭部、軸部、アンカー部を形成するアンカー板の形状および配置、鋼管柱内部へのナットや座金の固定方法、固定手段、接合部の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。
【0031】
【発明の効果】
本発明では、予め角形または円形の鋼管柱の内部側にアンカー板を軽接合したナット(および座金)を固定しておき、当接した鋼管柱と接合金物のボルト孔に、外部側から鋼管柱の内部側でアンカー部を形成可能な頭部締め高力ボルトを挿入して、鋼管柱の内部側でナットと締結して、頭部締め高力ボルトの頭部とナット間で鋼管柱と接合金物を締結するとともに、先端部側に形成したアンカー部を、鋼管柱内部に充填して固化させたコンクリートに埋没させることにより、充填コンクリートの抵抗力を頭部締め高力ボルトを介して鋼管柱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。
また、ナットを鋼管柱の内部側に固定しておき、鋼管柱に対する接合金物を頭部締め高力ボルトを用い、外部側からボルト孔に挿入してナットと螺合・締結することから、施工現場で上下の接合金物の取り付け順を任意に決めることができ、上下の接合金物にH形断面梁を取り付ける場合に、H形断面梁と接合金物との干渉を避けることができ、現場での施工性を向上させることができる。また、基本的には、溶接接合を採用しない接合構造であるため、加工負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)図は、本発明の実施例1による角形のコンクリート充填鋼管柱とT形接合金物の高力ボルト接合構造例で、接合が完了した状態を示す平面断面説明図、(b)図は、(a)図の正面断面説明図。
【図2】(a)図は、本発明の実施例1による円形のコンクリート充填鋼管柱とT形接合金物の高力ボルト接合構造例で、接合が完了した状態を示す平面断面説明図、(b)図は、(a)図の正面断面説明図。
【図3】(a)図は、本発明の実施例1で用いられる頭部締め高力ボルトと鋼管柱の内部に固定される座金、ナット、アンカー板例の部分的側断面説明図、(b)図は、(a)図の頭部締め高力ボルトのAa−Ab矢視説明図。
【図4】(a)図は、図3の頭部締め高力ボルトによる接合過程を示す部分的側断面説明図、(b)図は、(a)図の状態を経て接合が完了した状態を示す部分的側断面説明図。
【図5】(a)〜(c)図は、本発明の頭部締め高力ボルトにアンカー部を形成するアンカー板の形状例を示す正面説明図。
【図6】本発明の実施例1で、鋼管柱の内部に固定される座金、ナット、アンカー板と固定手段例を示す部分的側面説明図で、(a)図は、接着による場合を示し、(b)図は、ろう付けによる場合を示す。
【図7】実施例1で用いる2シーム溶接による角形または円形の鋼管柱と、その内部への座金、ナット、アンカー板の固定方法例を示す部分的側断面説明図で、(a)図は、角形の鋼管柱の場合の2シーム溶接前の状態を示す正面説明図、(b)図は、2シーム溶接後の状態を示す正面説明図、(c)図は、円形の鋼管柱の場合の2シーム溶接前の状態を示す正面説明図、(d)図は、2シーム溶接後の状態を示す正面説明図。
【図8】(a)図は、本発明の実施例2で用いられる頭部締め高力ボルトと鋼管柱の内部に固定される座金、ナット、アンカー板例の部分的側側面説明図、(b)図は、頭部締め高力ボルトによる接合過程を示す部分的側断面説明図、(c)図は、(b)図の状態を経て接合が完了した状態を示す部分的側断面説明図。
【図9】(a)図は、本発明の実施例3で用いられる頭部締め高力ボルトと鋼管柱の内部に固定される座金、ナット、アンカー板例の部分的側側面説明図、(b)図は、頭部締め高力ボルトによる接合過程を示す部分的側断面説明図、(c)図は、(b)図の状態を経て接合が完了した状態を示す部分的側断面説明図。
【図10】従来のT形接合金物と高力ボルトを用いた角形鋼管柱とH形断面梁の高力ボルト接合構造例を示す立体説明図。
【図11】(a)図は、従来のT形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H形鋼梁の高力ボルト接合構造例を示す平面断面説明図、(b)図は、(a)図の正面断面説明図。
【図12】従来の他のコンクリート充填角形鋼管柱とH形鋼梁の溶接による接合構造例を示す平面説明図、(b)図は、(a)図の正面断面説明図。
【図13】従来のダイアフラムと鋼管内部のスタッドを用いたコンクリート充填角形鋼管柱とH形鋼梁の溶接による接合構造例を示す平面説明図。
【符号の説明】
1 鋼管柱 1p ボルト孔
2a 上側T形接合金物 2b 下側T形接合金物
2p ボルト孔 2f 垂直板
2u 水平板 3 高力ボルト
4 H形断面梁 4a 上フランジ
4b 下フランジ 5 高力ボルト
6 コンクリート 7 縦リブ(アンカー)
8 ダイアフラム 9 スタッド(アンカー)
12、12′、12″ 頭部締め高力ボルト
12a 頭部 12b、12c、12d 軸部
12p ピンテール 12s 雄ねじ
13、13′、13″、13a、13b アンカー板
13s 雌ねじ 14 ナット
15 座金 16 座金
17 ストッパー板 19s 雄ねじ(アンカー板用)
20s 雌ねじ 21 リブ
22 頭部締め高力ボルト 22a 頭部
22b 軸部 22s 雄ねじ
22p ピンテール Ca、Cb 溝形材
Cc、Cd 半円形材 Cp ボルト孔
ba 強接着 bb 軽接着
sa、sb ろう付け w 溶接[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly includes a concrete-filled steel pipe column and an H-shaped cross-section beam in which an H-shaped cross-section beam is joined to a square or circular concrete-filled steel pipe column (CFT column) constituting a building structure via a joint hardware. And a head-clamping high-strength bolt used for the joint structure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in a column-beam joint type for S-shaped square steel pipe columns and H-shaped steel beams, as disclosed in JP-A-11-269986,FIG.As shown in FIG. 1, a vertical plate (flange) 2f of a pair of upper and lower T-
[0003]
In such a high-strength bolt joint structure, since the joint performance is exhibited by the out-of-plane bending resistance of the square steel pipe column, there is a problem that the rigidity of the joint is relatively low. Therefore, in the high-strength bolt joint structure as described above,FIG.As shown to (a), (b), the inside of the square
However, when concrete is simply filled into the square steel tube column, the resistance of the filled concrete can be expected against the compressive force from the H-shaped steel beam flange, but the side surface of the square steel tube column against tensile force. The improvement of the performance by suppressing the deformation to the inside can be expected, and the improvement of the joint performance by the concrete filling is small.
[0004]
On the other hand, in JP-A-6-257224, FIG.As shown in (a) and (b), it is a column-beam joint type for CFT-structured square
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-248698 discloses thatFIG.As shown in FIG. 2, a stud 9 is provided inside a square
[0006]
For example,In FIG.In the joining structure of a rectangular steel pipe column and H-shaped steel beam using T-shaped joint hardware and high-strength bolts as shown in the figure, when filling the inside of the square steel pipe column with concrete to increase the rigidity of the joint, Inside the square
However, in the joining structure of a square steel pipe column filled with concrete and an H-shaped steel beam using this T-shaped joint hardware and high-strength bolt, when welding a longitudinal rib or stud inside the square steel pipe column, In addition to the large burden of welding and high costs, there is a problem in that a high-strength bolt is inserted into the bolt hole from the inside of the square steel pipe column and the nut is tightened on the outside.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention reduces the cost burden and improves the joint performance (rigidity and proof stress), and can be used for a square or circular concrete-filled steel pipe column (CFT column) and an H-shaped cross-section beam using joint hardware and high-strength bolts. The object is to provide a joint structure and a head-clamped high-strength anchor bolt that realizes the joint structure.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides the following (1) to (1) to(12)Is a summary.
(1) In a high-strength bolt joint structure of square or circular concrete-filled steel pipe columns and H-shaped cross-section beams using joint hardware, a nut that is lightly joined to an anchor plate having an internal thread is fixed in advance to the inside of the steel pipe pillar. Then, from the outer surface of the metal fitting that is in contact with the outer surface of the steel pipe column, a high-strength bolt is tightened into the bolt hole and the male screw is screwed into the nut fixed to the inner side of the steel pipe column and the female screw of the anchor plate. Then, tighten the tip of the male screw part to the anchor plate and tighten it further to peel off the anchor plate from the nut and to form an anchor part at a certain distance from the head nut. The steel pipe column and joint hardware are fastened with the nut on the inner side of the steel pipe column, and the anchor part and nut of the high-strength bolt for head tightening are buried in the solidified concrete filled in the steel pipe column. When High-strength bolted connection structure of concrete filled tubular columns H-section beams that.
(2) The fixing means of the nut (and washer) to the steel pipe column is adhesive or brazing(1)A high-strength bolt joint structure of a concrete-filled steel pipe column and an H-shaped cross-section beam as described in 1.
(3) The anchor plate has a fastening portion with a male screw of a head-tightening high-strength bolt.(1)A high-strength bolt joint structure of a concrete-filled steel pipe column and an H-shaped cross-section beam as described in 1.
(4) The high-strength bolt joint structure of a concrete-filled steel pipe column and an H-shaped cross-section beam according to (1), wherein the light joining means of the anchor plate to the nut is adhesion or brazing.
(5) The anchor plate of the head tightening high-strength bolt is larger in diameter than the shaft portion.From (1) to (4)High-strength bolt joint structure of the concrete-filled steel pipe column and H-shaped cross-section beam as described.
(6) The head-tightening high-strength bolt has a pin tail for torque introduction on the head, and a polygonal washer that is larger in diameter than this head and can be tightened with torque is inserted and abutted on the seat surface of the head. A high-strength bolt joint structure of a concrete-filled steel pipe column and an H-shaped cross-section beam according to any one of (1) to (5).
(7) The head portion includes a shaft portion having a male screw threadedly engaged with the nut and a male screw threadedly engaged with the female screw of the anchor plate, and a washer that is inserted through the shaft portion and contacts the seating surface of the head portion.It is a set of bolts and nuts, and the anchor plate is fastened with a high-strength bolt at the head, the end of the male screw is fastened to the anchor plate, and the anchor plate is peeled off from the nut and has an anchor portion at a predetermined position. The There is a second fastening part (screwing stop)Head tightening high strength anchor bolt.
(8) The diameter of the male screw that is screwed to the nut and the diameter of the male screw that is screwed to the female screw of the anchor plate are made to be the same, and the anchor plate fastening / fixing part is formed on the anchor plate.It is a set of bolts and nuts, and the anchor plate has a screwing stop portion for the anchor plate by penetrating the female screw hole of the anchor plate, fixing the stopper plate and closing the female screw holeHead tightening high strength anchor bolt.
(9) Reduce the step of the diameter by reducing the diameter of the male screw that engages with the female screw of the anchor plate from the diameter of the male screw that engages with the nut.Make a large-diameter male screw with a screw-free part at the end, and a head-tightening high-strength bolt male screw with a stepped part with a diameter screw stop for the anchor plateHead tightening high strength anchor bolt.
(10) The head is provided with a pin tail for torque introduction, and the washer that is inserted into the shaft and is in contact with the seating surface of the head is a polygonal washer having a diameter larger than that of the head and capable of applying a tightening torque.(7)-(9)The head-clamped anchor bolt according to any one of the above.
(11) A method of installing a nut inside a steel pipe column obtained by two-seam welding of a pair of channel-shaped members or a semicircular material consisting of 1/2 of a circular steel pipe, and a pair of channel-shaped members before two-seam weldingOr semi-circular materialBolt holes are drilled in advance at predetermined positions,Pre-bonded washers, nuts and anchor platesA steel pipe column characterized by abutting and fixing an inner surface of a grooved or semicircular material so that the center thereof is aligned with the center of the bolt hole, and two-seam welding of a pair of grooved or semicircular materials InsideOf washers, nuts, anchor platesInstallation method.
(12) The nut is lightly joined to an anchor plate having a female screw hole.(11)The nut installation method inside the steel pipe pillar described in 1.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint metal such as a T-shaped joint metal or an L-shaped joint metal (hereinafter referred to as “joint metal”), a square or circular concrete-filled steel pipe column (CFT column) and a H-shaped steel using a tensile high-strength bolt. In a high-strength bolt joint structure of an H-shaped cross-section beam such as a beam, the present invention is applied when a joint metal and a steel pipe column (CFT column) are joined with a high-strength bolt.
In the present invention, in a high-strength bolt joint structure of a square or circular concrete-filled steel pipe column and an H-shaped cross section beam using a joint metal, a nut (and a washer) in which an anchor plate is lightly joined in advance to the inner side of the steel pipe column. The bolts of the steel pipe column and the joint hardware that are in contact with each other are inserted into the bolt holes of the steel pipe columns that are in contact with each other. The steel pipe column and the joint hardware are fastened between the head and nut of the high-strength bolt, and the anchor part of the high-strength bolt is buried in the solidified concrete filled inside the steel pipe column. The resistance force of the concrete is applied to the joint portion of the steel pipe column via the head tightening high-strength bolt, and the joint performance (rigidity, proof stress) against the compressive force and the tensile force at the joint portion is improved.
[0010]
Also, the nut is fixed to the inner side of the steel pipe column, and the joint hardware to the steel pipe column is tightened from the outside using a high-strength bolt.Bolt holeSince it is inserted, screwed and fastened to the nut, the mounting order of the upper and lower joint hardware can be arbitrarily determined at the construction site. When mounting the H-shaped cross section beam on the upper and lower joint hardware, Interference with the joint hardware can be avoided, and workability on site can be improved. Moreover, basically, since it is a joining structure that does not employ welding joining, the processing burden can be reduced.
[0011]
In the present invention, the nut is fixed inside the steel pipe column in advance, but as a nut fixing method when the fixing position of the nut is on the inner side of the steel pipe column that is out of reach, the nut is installed inside the steel pipe column. The main method is to insert the device and fix the nut. In the case of a steel pipe column obtained by two-seam welding, the nut (and washer) is preliminarily attached to a pair of channel or semicircular members before two-seam welding. ), And when the steel pipe column is large, there is a method in which a person enters the inside and fixes the nut.
When the washer is brought into contact with the nut, the washer is fixed to the nut in advance, and the washer is fixed to the steel pipe column. As these fixing means, adhesion, brazing, welding or the like can be selectively used. When the anchor part of the head tightening high-strength bolt is formed of an anchor plate, the anchor plate is bonded to the nut, brazed, etc. To do.
[0012]
The method of forming the anchor portion of the head tightening high strength bolt is as follows.This is due to the anchor plate.
A circular, square, or polygonal anchor plate having a larger diameter than the shaft portion of the head tightening bolt is basically formed with a female screw that is screwed into a male screw portion at the tip of the head tightening high strength bolt. This anchor plate is lightly joined to the nut in advance by gluing or brazing, screwed and fastened with the male thread at the tip of the head tightening high-strength bolt, and tightened with a tightening force greater than the light joining force with the nut. It is made to peel from, and it leaves | separates to a predetermined position and makes it an anchor part. When using an anchor plate, depending on the size of the steel pipe column and the shaft diameter of the bolt, a position that is 0.1 to 0.5 times the steel pipe diameter away from the tip of the nut inside the steel pipe that functions for fastening The diameter (one side) of the anchor plate is preferably about 1.5 to 10.0 times the shaft diameter, and does not interfere with the parallel, orthogonal, or facing anchor plates.
[0013]
The head-clamping high-strength bolt having the anchor portion of the present invention, that is, the head-clamping high-strength anchor bolt includes a head portion, a shaft portion having a male screw screwed with a nut and a male screw screwed with a female screw of an anchor plate. Some of them are composed of a washer that is inserted through the shaft and abuts against the seating surface of the head. In this case, by tightening the head tightening high-strength bolt, the male screw tip is fastened to the anchor plate, and the anchor plate is peeled off from the nut to form the anchor portion at a predetermined position (here, screwing stop) Part). When this fastening part is formed on the head tightening high-strength bolt side(A)And when forming on the anchor plate side(B)There is.
(A)The diameter of the male screw to be screwed and the diameter of the male screw to be screwed to the female screw of the anchor plate are made the same, and the anchor plate fastening / fixing portion is formed on the anchor plate. In this case, the internal thread of the anchor plate can be formed halfway, or the screw stop portion for the anchor plate can be formed by penetrating the internal thread hole of the anchor plate and fixing the stopper plate to close the internal thread hole. .
(B) The diameter of the male screw screwed to the female screw of the anchor plate is made smaller than the diameter of the male screw screwed to the nut to form a stepped portion of the diameter, and a screwless part is formed at the end of the large diameter male screw. Thus, the fastening with the nut can be made more stable. In this case, the screwing stop portion for the anchor plate can be formed by the step portion having the diameter of the head tightening high strength bolt male screw.
[0014]
【Example】
[Example 1]
In this Example 1, as a
In addition, although the H-shaped
[0015]
In FIGS. 1 (a), (b) and FIGS. 2 (a), (b),
The high-
[0016]
More specifically, the head tightening high-
The
[0017]
As a fixing means for the
The
[0018]
As shown in FIGS. 7 (a), (b), (c), and (d), the bonding work of the
When joining the
[0019]
After fastening the
In this way, the square-shaped or circular concrete-filled
When each H-shaped
[0020]
In this joining structure, the T-shaped
The attachment of the H-shaped
[0021]
In the first embodiment, the
[0022]
[Example 2]
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 8 (a), (b), and (c). This Example 2 is similar to Example 1 in that a pair of upper and lower T-shaped joints, a concrete-filled steel pipe column (CFT column) using high-strength bolts, and an H-shaped cross-section joint structure are used. This is a case where the present invention is applied to the joining of 2a, 2b and the
[0023]
As shown in FIG. 8A, the head tightening high-
[0024]
When joining the
After the
[0025]
Thus, by joining the concrete-filled
In this Example 2, the effect of improving the joint performance (rigidity, proof stress) against compressive force and tensile force at the joint by causing the resistance of the filled concrete to act on the joint of the steel pipe column via a high-strength bolt. The other effects are almost the same as those in the first embodiment.
[0026]
[Example 3]
[0027]
As shown in FIG. 9A, the head tightening
A
[0028]
The fixing means for the
When joining the
Then, by further tightening the head tightening high strength bolt 12 ', the
[0029]
Thus, by joining the concrete-filled
In this Example 3, the effect of improving the joint performance (rigidity, proof stress) against the compressive force and tensile force at the joint by causing the resistance of the filled concrete to act on the joint of the steel pipe column via the high-strength bolt. The other effects are almost the same as those in the first and second embodiments.
[0030]
The present invention is not limited to the contents of the above embodiments. For example, in each embodiment, the present invention is applied to the joining of a square or circular steel pipe column and a T-shaped joint hardware, but the present invention can also be applied to the joining of a steel pipe pillar and an L-shaped joint hardware. Also, it forms the head, shaft, and anchor part of the head tightening high strength boltAnchor plate shapeAnd the arrangement, the method of fixing the nut and washer inside the steel pipe column, the fixing means, the construction procedure of the joint, etc., according to the object to be joined, the joint placement, the required joint performance, etc. There are changes within the range of satisfaction.
[0031]
【The invention's effect】
In the present invention, a nut (and a washer) lightly joined to an anchor plate is fixed in advance to the inner side of a square or circular steel pipe column, and the steel pipe column from the outside is inserted into the abutting steel pipe column and the bolt hole of the metal fitting. Insert a head-clamping high-strength bolt that can form an anchor on the inner side of the steel tube, fasten it with a nut on the inner side of the steel pipe column, and join the steel pipe column between the head and nut of the head-clamping high-strength bolt By fastening the hardware and burying the anchor part formed on the tip side in the solidified concrete filled inside the steel pipe column, the resistance force of the filled concrete is tightened through the high-strength bolts for tightening the steel pipe column. The joint performance (rigidity, proof stress) with respect to the compressive force and tensile force at the joint can be improved.
In addition, the nut is fixed to the inner side of the steel pipe column, and the joint hardware to the steel pipe column is inserted into the bolt hole from the outside using a head-tightening high-strength bolt and screwed and fastened to the nut. The installation order of the upper and lower joint hardware can be determined arbitrarily at the site, and when H-shaped cross-section beams are attached to the upper and lower joint hardware, interference between the H-shaped cross-section beam and the joint hardware can be avoided. Workability can be improved. Moreover, basically, since it is a joining structure that does not employ welding joining, the processing burden can be reduced.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1A is a plan cross-sectional explanatory view showing a state where joining is completed in a high-strength bolt joint structure example of a square concrete-filled steel pipe column and a T-shaped joint metal fitting according to
FIG. 2 (a) is a plan cross-sectional explanatory view showing a state in which joining is completed in a high-strength bolt joint structure example of a circular concrete-filled steel pipe column and a T-shaped joint metal fitting according to
FIG. 3A is a partial side cross-sectional explanatory view of an example of a head tightening high-strength bolt and a washer, a nut, and an anchor plate fixed inside a steel pipe column used in Example 1 of the present invention; b) The figure is Aa-Ab arrow explanatory drawing of the head fastening high-strength bolt of the figure (a).
4A is a partial side cross-sectional explanatory view showing a joining process using the head-clamping high-strength bolts of FIG. 3, and FIG. 4B is a state where joining is completed through the state of FIG. FIG.
FIGS. 5 (a) to 5 (c) are front explanatory views showing an example of the shape of an anchor plate for forming an anchor portion in the head tightening high strength bolt of the present invention.
6 is a partial side explanatory view showing an example of a washer, a nut, an anchor plate and a fixing means fixed inside a steel pipe column in
FIG. 7 is a partial side cross-sectional explanatory view showing an example of a method for fixing a square or circular steel pipe column by two seam welding used in Example 1 and a washer, a nut, and an anchor plate therein, and (a) FIG. , A front explanatory view showing a state before two seam welding in the case of a square steel pipe column, (b) a front explanatory view showing a state after two seam welding, (c) a case of a circular steel pipe column Front explanatory drawing which shows the state before 2 seam welding, (d) The figure is front explanatory drawing which shows the state after 2 seam welding.
FIG. 8 (a) is a partial side view illustrating an example of a head tightening high-strength bolt and a washer, a nut, and an anchor plate fixed in a steel pipe column used in Embodiment 2 of the present invention; b) The figure is a partial sectional side view illustrating the joining process using the head-clamping high-strength bolts, and FIG. .
FIG. 9 (a) is a partial side view for explaining an example of a head tightening high-strength bolt and a washer, nut, and anchor plate fixed inside a steel pipe column used in Example 3 of the present invention; b) The figure is a partial side cross-sectional explanatory view showing the joining process by the head tightening high-strength bolt, (c) The figure is the partial side cross-sectional explanatory view showing the state where the joining is completed through the state of FIG. .
FIG. 10The solid explanatory drawing which shows the example of the high strength bolt joining structure of the square steel pipe column and H-shaped cross-section beam using the conventional T-shaped joining metal fitting and the high strength bolt.
FIG. 11 (a) The figure is a plane cross-sectional explanatory drawing showing an example of a high-strength bolt joint structure of a concrete-filled rectangular steel pipe column and an H-shaped steel beam using a conventional T-joint metal fitting and a high-strength bolt, and FIG. ) Front sectional explanatory view of the figure.
FIG.Plan explanatory drawing which shows the example of joining structure by welding of the other conventional concrete filling square steel pipe column and H-shaped steel beam, (b) figure is front sectional explanatory drawing of (a) figure.
FIG. 13Plane explanatory drawing which shows the example of joining structure by welding of the concrete filled square steel pipe column and the H-shaped steel beam using the conventional diaphragm and the stud inside a steel pipe.
[Explanation of symbols]
1
2a Upper T-shaped fitting 2b Lower T-shaped fitting
2u
4
6
8 Diaphragm 9 Stud (anchor)
12, 12 ', 12 "head tightening high strength bolt
13, 13 ', 13 ", 13a, 13b Anchor plate
13s
15
17
20s female thread 21 rib
22 Head tightening high strength bolt 22a Head
22b Shaft 22s Male thread
22p pintail Ca, Cb channel material
Cc, Cd Semi-circular material Cp Bolt hole
ba Strong adhesion bb Light adhesion
sa, sb brazing w welding
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