JP3934015B2 - 高力ボルト接合構造およびナット保持具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として建築構造物や土木構造物を構築する場合において、鋼材などの接合対象部材を複数の頭部締め高力ボルトとナットを用いて接合する高力ボルト接合構造に関するものであり、より具体的には、高力ボルトの先端部側になる接合対象部材に予めナットを固定しておき、高力ボルトの頭部側になる接合対象部材側からボルト孔に高力ボルトを挿入して、予め固定したナットに螺着して頭部締めする高力ボルト接合構造、およびナットの保持具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば鋼構造建築物を構築する際には、柱材として角形鋼管柱などの鋼管柱を用い、梁材としてＨ形鋼梁などのＨ形断面梁を用いた両方向ラーメン構造が多用されており、例えば、両方向ラーメン構造を得るための鋼管柱とＨ形断面梁との接合には、通しダイアフラム形式が一般的に採用されており、鋼管柱とダイアフラムの接合、ダイアフラムとＨ形断面梁の取付部との接合は溶接によって行われ、取付部とＨ形断面梁とは、添板を介してボルトによって接合していた。
このような、通しダイアフラム形式の接合構造においては、Ｈ形断面梁に曲げモーメントが作用した場合に生じる上下フランジでの圧縮力および引張力を、接合部の剛性を低下させずに鋼管柱に伝達させることができるものの、その構造は複雑であるため、加工工数が多大となる。また、ダイアフラムを鋼管柱およびコラムコアに溶接する必要があり、溶接量が多くなるとともに、高度の溶接技能が必要になる。
【０００３】
そのため、最近では、図１６に示すように、ダイアフラムを用いず鋼管柱１に、例えばスプリットティ２を特殊構造で高価なワンサイドボルト３（図示省略）で接合し、このスプリットティ２にＨ形断面梁４を、高耐力の高力ボルト５で接合する、溶接負担を用いない高力ボルト接合構造が採用されるようになってきている。
このような高力ボルト接合構造において、鋼管柱１にスプリットティ２を接合する場合には、一般の高力ボルト（例えばＪＩＳ Ｂ１１８６に規定される摩擦接合用高六角ボルトや日本鋼構造境界規格の構造用トルシア形高力ボルトなど）を用いた、通常の施工方法では施工不可能であることから、鋼管柱の外部側から施工が可能なワンサイドボルトが開発され実用に供されるようになった。
【０００４】
しかし、ワンサイドボルト３を使用した接合構造は高価であり費用が嵩むとともに、ボルト自体の強度に限界があることに加え、ボルトに対するトルク導入が容易ではなく、大型構造の柱梁接合構造において安定したボルト接合構造を実現することができなかった。
そのため、柱の建て込み前に、工場または現場で事前に鋼管柱の内部から一般的な高力ボルトを、特殊な道具により鋼管柱に設けられたボルト孔に挿入し、スプリットティを鋼管柱に固定する方法も提案されている。この方法は、ワンサイドボルトに比較してコスト面や強度は改善できているが、上下のスプリットティは、梁を取り付ける前の柱に固定されていることから、柱の搬送方法や現場での梁の取り付け作業方法に制約があり、施工スピードが落ちるという問題があり、結果的に建設コストの上昇につながるという問題がある。
そのため、Ｈ形断面梁の下フランジを取り付ける下側のスプリットティのみを工場で取り付け、上側のスプリットティは現場でＨ形断面梁の取り付けを行う際にボルトを外部側から挿入して取り付けられるように、予め工場で鋼管柱１の内部側にナットのみを固定しておく方法も採用されている。
【０００５】
例えば、特開平６−３３９２９号、特開平６−１０１２８４号、特開平７−１４５６３８号公報では、例えば、図１７（ａ）に示すように、予め、ナット６をカラー８を介して鋼管柱１の内部側に固定し、図１７（ｂ）に示すように、頭部締めボルト７を外部側からスプリットティ２のボルト孔２ａに挿入して頭部締めで締め付けを行うことが開示されているが、このようなボルト接合構造においては、ナット６にカラー８を一体成型して、このカラーを鋼管柱１の内部側からボルト孔１ａに押し込み変形させる必要があるため、狭隘な鋼管柱の内部側で大きい力を付与する必要があり施工性に難がある。
また、ナット６が鋼管柱１の内部側にあるため、従来型のトルシア高力ボルトを使用できないことから、ボルトに対して簡便なトルク導入ができず、安定したボルト接合構造の実現が難しかった。
【０００６】
一方、このような問題を解消する一つの方法として、例えば図１８に示すように、予めナット６にスリーブ状で先端部を折り曲げて係止部９ａを形成可能なナット保持部品９を固定し、鋼管柱１の内部に、例えば特殊な装置（ボルト搬送装置と引出治具にナット設置ボルトを組み合わせ使用するもの・・図示省略）を用いて搬送して、ナット保持部品９をボルト孔１ａに挿入し、外部側に突出した先端部を折り曲げて鋼管柱１の外部側に係止することによりナット６を鋼管柱１の内部側に固定する方法が提案され、併せて、従来のトルシア形高力ボルトと異なる、頭部側にトルク導入機構１１を有する新規な頭部トルシア形高力ボルト１０とその締付方法などが特願２００１−０６４２６２号の発明に提案されている。
【０００７】
この先願の発明においては、ナットの固定が容易にでき、頭部側にトルク導入機構１１を有する頭部トルシア形高力ボルト１０を用いることによって、トルク導入が可能で、強固で安定な高力ボルト接合構造の実現することができる。しかし、ナット保持部品９の周方向の固定が必ずしも十分とは言えない場合もあり、頭部トルシア形高力ボルト１０をナットに螺着して締め付ける場合、固定されたナットが締め付け初期において共廻りして高力ボルトの円滑な締め付けができない場合もある。また、上記各従来例もそうであるが、ナットの固定作業は、基本的には一個単位で行われるため、ナット固定の作業効率が低いという問題もある。
上記のような問題は、例えば高力ボルトを頭部締めする場合に、高力ボルトの頭部側から手の届かない位置にナットが配置され、ナットの締め付けが困難な高力ボルト接合構造においても同様の問題があり、その解決策が求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複数の頭部締め高力ボルトとナットを用いた高力ボルト接合構造、例えば、鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造や、壁部材、床部材橋桁材などの高力ボルト接合構造などにおいて、ナットを締め付け困難な内部側の所定位置に固定する場合に、ナットを複数単位で容易に固定可能であり、固定されたナットの位置ずれおよび共廻りをより確実に防止可能な高力ボルト接合構造および共廻りを防止可能に固定可能なナット保持具を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【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）〜（５）を要旨とするものである。
（１）当接した接合対象部材の複数のボルト孔に、それぞれ、高力ボルトを挿入し、その先端部側になる接合対象部材の反対側に固定したナットに螺着して頭部締めする高力ボルト接合構造において、頭部締め時に頭部締め側から手の届かない位置に配置するナットを、複数単位でナット保持具の所定の位置に位置ずれおよび共廻りしないように装着し、このナット保持具は、薄鋼板の曲げ加工により得られるものであり、長方形の板状部を有し、前記板状部に設けられたフラット面係止部及び角部係止部で、板状部の縦方向に整列する前記ナットの対向する２面及び角部をそれぞれ挟持してナットを保持し、各ナットが各ボルトに螺着可能な位置になるように高力ボルトの先端部側になる接合対象部材の反対側の所定の位置に配置・固定し、各高力ボルトを各ナットに螺着して頭締めすることを特徴とする高力ボルト接合構造。
（２）当接した鋼管柱とスプリットティの垂直板のボルト孔に、それぞれ高力ボルトを挿入し、各高力ボルトを、鋼管柱の内部側に固定したナットに螺着して頭部締めする鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造において、鋼管柱の内部側に配置するナットを、複数単位でナット保持具の所定の位置に位置ずれおよび共廻りしないように装着し、前記ナット保持具は、薄鋼板の曲げ加工により得られるものであり、長方形の板状部を有し、前記板状部に設けられたフラット面係止部及び角部係止部で、板状部の縦方向に整列する前記ナットの対向する２面及び角部をそれぞれ挟持してナットを保持し、各ナットが各ボルトに螺着可能な位置になるように鋼管柱の内部側の所定の位置に配置・固定し、各高力ボルトを各ナットに螺着して頭締めすることを特徴とする鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造。
（３）ナット保持具に係止されたナットの座面に、座金が当接・固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の高力ボルト接合構造。
（４）ナット保持具に係止されたナット座面に、座金が当接・固定され、前記座金が、ナット保持具との係止部と接合対象部材または鋼管柱のボルト孔に挿入・固定されたナット保持部品の係止部との係止部を有する変断面座金であり、ナットの座面に当接された状態でナット保持具と接合対象部材または鋼管柱のボルト孔に挿入・固定されたナット保持部品の係止部に係止されていることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の高力ボルト接合構造。
（５）板状部に複数のボルト孔を有し、各ボルト孔にねじ孔を合わせて配置する各ナットの位置ずれと共廻りを防止する複数の係止部と、ナットの座面と接合対象部材または鋼管柱間に介在させる変断面座金との係止部を形成し、複数のナットと変断面座金を有し、当該変断面座金が、接合対象部材または鋼管柱のボルト孔に挿入・固定されたナット保持部品の係止部との係止部を形成し、複数のナットと変断面座金を、高力ボルトの挿入位置に対応する所定の位置に組み込んだことを特徴とするナット保持具。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、複数の頭部締め高力ボルトとナットを用いた高力ボルト接合構造において、当接された接合対象部材のボルト孔に挿入した高力ボルトの先端部側になる接合対象部材に、予めナットを固定しておき、このナットを固定した接合対象部材に当接した接合対象部材の外部側からボルト孔に高力ボルトを挿入してナットに螺着し、例えば、頭部側にトルク導入機構を有する頭部締めする高力ボルト接合構造において適用されるものである。
本発明は、基本的には、高力ボルトの先端部側にある接合対象部材側の締め付けが困難な位置に固定するナットを、予め複数単位でナット保持具の所定の位置に共廻りしないように装着し、このナット保持具を、各ナットが各ボルトに螺着可能な位置になるように高力ボルトの先端部側になる接合対象部材の外側の所定の位置に配置・固定し、各高力ボルトを各ナットに螺着して頭締めするようにした高力ボルト接合構造と、この高力ボルト接合構造で用いるナット保持具である。
【００１１】
このナット保持具は、例えば薄鋼板の曲げ加工、樹脂成形などにより得られるものであり、板状部に複数のボルト孔を有し、各ボルト孔にねじ孔を合わせて配置する各ナットの位置ずれを防止する複数の係止部と、ナットの座面と接合対象部材または鋼管柱間に介在させる変断面座金との係止部を形成し、複数のナット（座金を必要とする場合は変断面座金も一緒）を、高力ボルトの挿入位置に対応する所定の位置に、位置ずれや共廻りしないように、横並びまたは縦並びで１列または複数列装着するものである。
このナット保持具は、装着した複数のナットのねじ孔が高力ボルトの先端部側になる接合対象部材のボルト孔に対応する位置に固定することにより、複数のナットを容易に固定することができる。
【００１２】
このナット保持具に組み込むナット（変断面座金）の数は２個以上で、接合対象部材および高力ボルトの本数と配置条件に応じて選択するものである。このナット保持具の形状は、ナットの数と配置に応じて選択するが、基本形は、方形（縦列または横列）、Ｈ形、Ｘ形、十字形、ドーナツ形などであるが、例えば鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造では、複数面に複数段（列）のナット固定が必要であるため、ナット固定作業の効率化のため、ナット保持具を、複数面、複数段（列）分を合体した構造を考慮することができる。
このナット保持具の固定方法としては、このナット保持具の固定位置によって選択するが、工場製作や現場施工のあるタイミングで、作業者がナット固定側に寄り付ける場合には、少なくとも２カ所をスポット溶接や接着により固定する方法が簡易である。
また、接合対象部材が例えば鋼管柱とスプリットティである場合で、ナットの固定位置が鋼管柱の内部の奥など手の届かないところにある場合には、例えば、ナットを保持したナット保持具（複数であってもよい）をセットした、走行可能な台車（電動式、手動式のいずれでもよい）を鋼管柱の内部に挿入して、所定位置に位置決めし、鋼管柱に当接したスプリットティの外部側からボルト孔に、外部側に鍔部を有し先端部に係止爪を有するナット保持部品を挿入して、鋼管柱内の台車上にセットされたナット保持具側に係止・固定し、このナット保持具と係止を解除した台車を鋼管柱の外部に引き出すようにしてもよい。
【００１３】
また、台車に代えて棒材を用いることもでき、この場合には、棒材にナット保持具をセットして、棒材の操作により鋼管柱の内部の所定位置にナット保持具を位置決めし、鋼管柱に当接したスプリットティの外部側からボルト孔に、外部側に鍔部を有し先端部に係止爪を有するナット保持部品を挿入して、鋼管柱内の台車上にセットされたナット保持具側に係止・固定し、このナット保持具と係止を解除した棒材を引き出すようにしてもよいし、この棒材を鋼管柱の外部側に内部に溶接などによって固定して残留させるようにしてもよい。
上記いずれの場合も、１個のナット保持具につき少なくとも２個のナットについて、ナットの孔内または座金使用の場合には座金の孔内にナット保持部品の係止爪と係止・固定することによって、ナット保持具を２点以上の箇所でより安定的に固定することができる。
【００１４】
スプリットティは、鋼管柱の１〜４側面において、上下方向に複数取り付けられることから、棒材や搬送装置の出し入れ、ナット保持具の固定などのナットの固定作業負担を軽減するために、極力、ナット保持具にできるだけ多くのナットを組み込みナット保持具の数を少なくすることが望ましい。
なお、通常、ナットの座面に座金を当接するが、この座金をナットと一体に形成した場合またはナットと座金を別途製作して溶接や嵌合により固定した場合には、ナット、座金（または座金相当部）のいずれか一方をナット保持具に係止すればよいが、単独にしてナット座面に当接する場合には、ナット、座金の双方をナット保持具に係止する。
本発明で用いる高力ボルトは、頭部締めするものであり、例えば特願２００１−０６４２６２号の発明に記載されるような、頭部側にトルク導入機構を有するトルシア高力ボルトを用い、従来の締付具とは異なる特殊な締結具を用いることにより、トルク導入が可能な高力ボルト締結ができる。ただし、このようなトルシア高力ボルトを用いることは必須条件ではない。
【００１５】
【実施例】
［実施例１］
以下に、本発明の実施例１を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
この実施例１は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、角形断面の鋼管柱（以下「鋼管柱」という。）１に、接合金物であるスプリットティ２を頭部トルシア形高力ボルト１０により接合し、スプリットティ２に梁材であるＨ形断面梁４を高力ボルト５により取り付ける鋼管柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造において、鋼管柱１とスプリットティ２の高力ボルト接合構造に本発明を適用した場合のものである。通常、Ｈ形断面梁４は、鋼管柱１の１〜４側面に取り付けられるものであるが、ここでは、相対する２側面に取り付ける場合を図示して説明する。
図１は、Ｈ形断面梁４を鋼管柱１の取り付けを完了した状態を示すもので、（ａ）図は、平面断面説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の正面説明図である。
図１において、１２はナット保持具で、鋼管柱１スプリットティ２を接合する頭部トルシア形高力ボルト１０に螺合する、スプリットティ２単位の上下２個のナット６1、６2を鋼管柱１の内部側に固定し、頭部トルシア形高力ボルト１０を締め付ける際のナット６の共回りを防止するものである。
【００１６】
図２は、鋼管柱１とスプリットティ２の高力ボルト接合構造例の要部の拡大説明図であって、（ａ）図は、図１（ｂ）の部分拡大図、（ｂ）図は、図１（ｃ）の一部切欠断面部分拡大説明図、（ｃ）図は、図１（ａ）の部分拡大説明図である。
図２は、２組のナット６1、６2と変断面座金１３を、ナット保持具１２に装着して鋼管柱１の内部側の所定位置に配置し、鋼管柱１の外部側からボルト孔１ａに挿入したナット保持部品１４を変断面座金１３に係止することにより、鋼管柱１の内部側に固定しておき、鋼管柱１の外側にスプリットティ２を当接して、頭部側にトルク導入機構１１を備え頭部座面１０ａに座金１５を当接したトルシア形高力ボルト（以下「頭部トルシア形高力ボルト」という。）１０をスプリットティ２のボルト孔２ａ、鋼管柱１のボルト孔１ａに挿入し、鋼管柱１の内部側に固定された変断面座金１３を経てナット６1、６2に螺着して、この頭部トルシア形高力ボルト１０を特殊な締付具（図示省略）によりトルク導入して締め付けを完了した状態を示している。
【００１７】
Ｈ形断面梁４をスプリットティ２を介して鋼管柱１に取り付ける場合には、スプリットティ２は１本のＨ形断面梁４に対して上下一対用いられるものであり、通常、１個のスプリットティ２は、２列×２本＝４本の高力ボルトによって鋼管柱１に接合されるものであるが、ここでは、その内の縦列１列×２本＝２本の頭部トルシア形高力ボルト１０による接合構造例で代表説明する。
鋼管柱１の内部側に固定されたナット６1、６2は、通常の六角ナットであるが、座面に変断面座金１３と当接したものである。この変断面座金１３は、詳しくは図４（ａ）、（ｂ）に示すように、孔１３ａ内周部に係止部１３ｂを有し、外周部に係止部１３ｃを有するものである。
ナット保持具１２は、複数のナット６1、６2と変断面座金１３を装着するものであり、より詳しくは図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、薄鋼板からなる板状部１２ａに複数のボルト孔１２ｂを有し、各ボルト孔に雌ねじを合わせて配置する各ナット６1、６2の位置ずれを防止するフラット面係止部１２ｃと、折り曲げ式の角部係止部１２ｄと１２ｅを形成し、さらに、変断面座金１３の外周部の係止部１３ｂに係止する係止鉤１２ｆを形成したものである。図中１２ｓはスリットであり、角部係止部１２ｅを折り曲げた状態では孔１２ｏが形成される。
【００１８】
ナット保持部品１４は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、スリーブ部１４ａと鍔部１４ｂからなり、ボルト挿入孔１４ｅを有するスリーブ部１４ａ先端部には、鋼管柱１の内部側に当接された変断面座金１３の孔内に形成した係止部１３ｂに係止する係止鉤１４ｃを有し、切欠部１４ｄ効果で、係止鉤１３ｃ部の径を弾性的に縮径させ復元可能である。このナット保持部品１４は、スリーブ部１４を外部側からボルト孔に挿入し、先端の係止鉤１３ｃを鋼管柱１の内部側に当接された変断面座金１３の孔１３ａ内に形成した係止部１３ｂに係止することにより、変断面座金１３を鋼管柱１の内部側に固定することができる。
頭部トルシア形高力ボルト１０は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ナット６1、６2の雌ネジに螺合する雄ネジ１０ｓを有するものであり、頭部１０ｔに張力導入用のピンテール１１を形成し頭部１０ｔとピンテール１１間に破断溝によるブレークネック１１ａを形成したものであり、前記従来のトルシア形高力ボルトとは異なるものである。
【００１９】
この頭部トルシア形高力ボルト１０の頭部１０ｔの座面１０ｆに外周形状が六角形の座金１５が介挿・当接されているが、この座金１５は、ボルト頭部１０ｔの外径より大径にして、締結具（図示省略）で締め付ける際にボルト頭部１０ｔと干渉しないようにしたものである。頭部トルシア形高力ボルト１０を締結具で締め付ける際には、座金１５を締結具のアウタースリーブに係合させ、締結具のインナースリーブでボルト頭部１０ｔのピンテール１１を掴み回して、座金１５からの反力としての回転トルクによってブレークネック１１ａを所定の破断トルクで破断させて、ボルトに対する導入張力をコントロールすることができる。
【００２０】
この実施例１の鋼管柱１とスプリットティ２のボルト接合構造を得るための接合工法例について図７（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。ここでは、２組のナット６1、６2および変断面座金１３を装着したナット保持具１２は、台車１７に着脱可能に装着して鋼管柱１の内部に挿入して鋼管柱１の内部の所定位置に固定するようにした。
図７（ａ）は、ナット６1、６2と変断面座金１３を装着した、２個のナット保持具１２を、ナット設置台車１７に装着（搭載）して、ナット設置台車１７を操作棒１９の操作により鋼管柱１の内部に挿入して所定位置に位置決めし、ナット保持部品１４を鋼管柱１の外部側からボルト孔１ａに挿入しナット保持具１２に装着されたナット６1、６2および変断面座金１３を鋼管柱１の内部側に固定する状態を一部断面側面図で示したものである。（ｂ）図は、（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視説明図である。
【００２１】
（１）ナット保持具へのナットおよび変断面座金の装着
ナット６1、６2に変断面座金１３を当接し、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、所定位置に２つのボルト孔１２ｏを有する各ナット保持具１２の両側の所定位置に、２個のナット６1、６2を押し込み、係止部１２ｄ、１２ｅを内側に折り曲げることにより、この折り曲げた係止部１２ｄ、１２ｅと両側の係止部１２ｃにより、ナット６を四方から固定するとともに、ナット保持具１２の両側の係止鉤１２ｆを変断面座金１３の外周の係止部１３ｃに係止して、ナット保持具１２にナット６1、６2および変断面座金１３を装着する。
【００２２】
（２）鋼管柱内部へのナットおよび変断面座金の設置
（１）でナットおよび変断面座金を装着した２個のナット保持具１２は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、例えばナット設置台車１７の挟持部１８によって挟持して、倒した状態の鋼管柱１の内部に挿入してナット６1、６2および変断面座金１３のボルト孔１３ａを鋼管柱１のボルト孔１ａに合わせてナット設置台車１７を位置決めする。
このナット設置台車１７は、より具体的には、挿入距離の確認目盛りを有する操作棒１９で操作して走行させるものであり、ナット保持具１２の挟持部１８を有する搭載台２０と、この搭載台２０を昇降可能な昇降装置２１を有するものである。図中、２２は車輪、２３は、サイドローラでナット設置台車１７の横ぶれ位置ずれ）を防止して走行を円滑化するためのものである。
【００２３】
（３）ナットおよび変断面座金の鋼管柱内部への固定
（２）で、ナット設置台車１７を位置決めした後に昇降装置２１により搭載台２０をナット保持具１２を上昇させてボルト孔１ａに近接させた状態で、外部側からボルト孔１ａに、ナット保持部品１４を挿通したナット固定棒２４を挿入して、ナット保持部品１４を押し込むことにより、その先端の係止鉤１４ｃをナット保持具１２に装着された変断面座金１３の孔１３ａ内周部の係止部１３ｂに係止する。
変断面座金１３の孔の入口径は、係止鉤１４ｃ部の外径より小さくなっており、係止鉤１４ｃ部を変断面座金１３の孔内に押し込むことにより、係止鉤１４ｃ部を変断面座金１３の孔の入口で弾性的に縮径した後、入口通過後に径を復元（拡径）させることにより係止鉤１４ｃを変断面座金１３の孔内の係止部１３ｂに確実に係止することで、ナット保持部品１４の鍔１４ｃは鋼管柱１の外面に係止した状態になり、ナット６1、６2および変断面座金１３は、ナット保持具１２とともに鋼管柱１内部に固定することができる。この後、ナット固定棒２を引き抜く。このように、ナット固定棒２４の操作を繰り返すことによって、２個のナット保持具１２に装着した各ナット６1、６2および変断面座１３をナット保持具１２とともに鋼管柱１の内部側に固定する。
上記（１）〜（３）の作業は、主として工場で行い、施工現場に搬送する。
【００２４】
（４）鋼管柱１とスプリットティ２との接合
（３）でナット６1、６2および変断面座金１３を、ナット保持具１２に装着した状態で鋼管柱１の内部側に固定し、図８に示すように、鋼管柱１の外部側にスプリットティ２を、ボルト孔２ａを鋼管柱１のボルト孔ａに合わせた状態で当接し、座金１５を介挿した頭部トルシア形高力ボルト１０を、スプリットティ２の外部側からボルト孔２ａ、鋼管柱１のボルト孔１ａに挿入されたナット保持部品１４のスリーブ１４ａ、変断面座金１３経由で挿入し、先端の雄ねじ１０ｓをナット６1、６2の雌ねじに螺着して、頭部トルシア形高力ボルト１０を、頭部側で締結具で締め付けることによって、鋼管柱１とスプリットティ２とを高力ボルト接合する。
この場合、ナット６1、６2は、ナット保持具１２によって固定されているため、共廻りすることはなく、円滑な締め付けが可能である。また、ここで用いている頭部トルシア形高力ボルト１０は、頭部側にトルク導入機構を有するので、頭部側で締め付けてトルク導入した締め付けが可能である。
このようにして、図１に示すような鋼管柱１とスプリットティ２の頭部トルシア形高力ボルト１０による高力ボルト接合構造を得ることができる。（４）の作業は、主として施工現場で行う。
【００２５】
［実施例２］
以下に、本発明の実施例２を図９、図１０に基づいて詳細に説明する。この実施例２では、ナット保持具の他の構造例に係わるものである。
このナット保持具１２1は、側面を傾斜面１２ｔにして、この傾斜面にナット６1、６2のフラット面を係止する折り曲げ式の係止部１２ｉを形成した点で、実施例１のナット保持具１２とは異なっており、この係止部１２ｉの係止内容が異なるが、他の部分は基本的には、実施例１と概ね共通するので、
（１）ナット保持具へのナットおよび変断面座金の装着
（２）鋼管柱内部へのナットおよび変断面座金の設置
（ナット設置台車１７の構造はナット保持具１２1の構造（形状）に合わせて変更が必要）
（３）ナットおよび変断面座金の鋼管柱の内部への固定
（４）鋼管柱とスプリットティとの接合
などの詳細説明は省略する。
この実施例２のナット保持具を用いた高力ボルト接合構造を図１０に示す。この実施例２のナット保持具を用いた高力ボルト接合構造における作用効果は、実施例１のナット保持具を用いた場合と大差はない。
【００２６】
［実施例３］
以下に、本発明の実施例３を図１１、図１２に基づいて詳細に説明する。この実施例３では、ナット保持具の他の構造例に係わるものである。
このナット保持具１２2は、側面を傾斜面１２ｔにして、この傾斜面にナット６1、６2のフラット面を係止する折り曲げ式の係止部１２ｉを形成したが、側端部に変断面座金１３1との係止鉤を有しないことから、側面部に変断面座金１３1の周端部が嵌入するスリット１２ｔを設けて、変断面座金１３1に係止してナット６1、６2と変断面座金１３1を固定するようにした点において、実施例１、２のナット保持具１２、１２1とは異なっており、係止内容が異なるが、他の部分は基本的には、実施例１、実施例２と概ね共通するので、
（１）ナット保持具へのナットおよび変断面座金の装着
（２）鋼管柱内部へのナットおよび変断面座金の設置
（ナット設置台車１７の装着部１８の構造（形状）は、ナット保持具１２2の構造（形状）に合わせて変更が必要）
（３）ナットおよび変断面座金の鋼管柱の内部への固定
（４）鋼管柱とスプリットティとの接合
などの詳細説明は省略する。
この実施例３のナット保持具１２2を用いた高力ボルト接合構造を図１２に示す。この実施例３のナット保持具１２2を用いた高力ボルト接合構造における作用効果は、実施例１、実施例２のナット保持具１２、１２1を用いた場合と大差はない。
【００２７】
［実施例４］
以下に、本発明の実施例４を図１３〜図１５に基づいて詳細に説明する。
この実施例４は、例えば、図１３（ａ）に示すように、一定の間隔で並置した一対のＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの上面に鋼板２６を当接して、鋼板２６の外部側から頭部トルシア形高力ボルト１０を挿入し、一対のＨ形断面材２５の上フランジ２５ｆの下面側に予めナット保持具１２3に変断面座金２７とともに装着した状態で固定した複数のナット（ここでは４個）６に螺合・締結する、Ｈ形断面材２５と鋼板２６による組立部材のボルト接合構造において、本発明を適用した場合のものである。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ部を拡大して示したものである。
【００２８】
図１４（ａ）は、図１３（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図で、例えば４個のナット６と各変断面座金１３を、ナット保持具１２3に横並びに配置して係止・固定し、このナット保持具１２3を、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面に配置してスポット溶接ｗにより固定しておき、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆの上面に鋼板２６を当接して、鋼板２６の外部側から各ボルト孔２６ａに、それぞれ、座金１５を介挿入した頭部トルクシア形高力ボルト１０を挿入し、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆのボルト孔２５ａ経由で、フランジ２５ｆの下面に予め固定した変断面座金２７を経てナット６に螺着して、この頭部トルシア形高力ボルト１０を特殊な締付具によりトルク導入して締め付けを完了した状態を示している。
一対のＨ形断面材２５と鋼板２６のボルト接合前には、内部側になるＨ形断面材２５の上フランジ２５ｆの下面側２５は解放空間にあるため、ナット６および変断面座金２７をナット保持具１２3の固定が容易にできる。ここで用いた変断面座金２７は、ボルト孔２７ａを有し外周部にナット保持具１２3の係止鉤１２ｆとの係止部２７ｂを有するものである。
【００２９】
ナット保持具１２3は、４個のナット６と変断面座金２７を共廻りしないように係止・装着するものであり、図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、薄鋼板からなる板状部１２ａに４個のボルト孔１２ｂを有し、各ボルト孔１２ｂに雌ねじを合わせて配置する各ナット６の位置ずれを防止するフラット面係止部１２ｃと、折り曲げ式の角部係止部１２ｄと１２ｅ、または１２ｅと１２ｅを形成し、さらに、変断面座金２７の外周部の係止部２７ｂに係止する係止鉤１２ｆを形成したものであり、側端部をスポット溶接ｗでＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面に固定するものである。図中１２ｓはスリットであり、角部係止部１２ｅを折り曲げた状態では図１４（ａ）に示すように、孔１２ｏが形成される。
【００３０】
この実施例４のＨ形断面材２５と鋼板２６の高力ボルト接合構造を得るための施工例について図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）により説明する。ナット６と変断面座金２７は、破線で示す。
（１）ナット保持具へのナットおよび変断面座金の装着
４個のナットにそれぞれ変断面座金２７を当接して、ナット保持具１２3の両端から所定位置まで押し込み、図１５（ｃ）に示すように、両端側では係止部１２ｄと１２ｅを、また、その間では両側の角部係止部１２ｅと１２ｅを内側に折り曲げることにより、この折り曲げた係止部１２ｄ、１２ｅと両側のフラット面係止部１２ｃにより、ナット６を四方から固定するとともに、ナット保持具１２の両側の係止鉤１２ｆを変断面座金２７の外周の係止部２７ｂに係止して、ナット保持具１２3とナット６と変断面座金２７を固定する。
【００３１】
（２）Ｈ形断面材へのナットおよび変断面座金の固定
（１）でナットおよび変断面座金を装着したナット保持具１２3を、頭部トルシア形高力ボルト１０の締め付け時に手の届かない内部側になるＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面が解放空間にある状態で、予め４個のナット６および変断面座金２７のボルト孔２７ａをＨ形断面材２５のフランジ２５ｆのボルト孔２５ａに合うように配置し、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面にスポット溶接ｗにより側端部の複数箇所で固定する。このようにして、４個のナット６および変断面座金２７を、ナット保持具１２3に装着した状態でＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面に固定する。
【００３２】
（３）Ｈ形断面材と鋼板との高力ボルト接合
（２）で４個のナット６および変断面座金２７を、ナット保持具１２3に装着した状態でＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面に固定したＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの上面に鋼板２６を、ボルト孔２６ａＨ形断面材２５のフランジ２５ｆのボルト孔２５ａに合うように当接し、座金１５を介挿した頭部トルシア形高力ボルト１０を、鋼板２６の外部側からボルト孔２６ａ、２５ａに挿通させ、先端の雄ねじ１０ｓをＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面に固定したナット６の雌ねじに螺着して、頭部トルシア形高力ボルト１０を、頭部側で締結具（図示省略）で締め付けることによって、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆの上面に鋼板２６を高力ボルト接合する。この際、ナット６は、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面にスポット溶接ｗで固定されたナット保持具１２3によって固定されているため、共廻りすることはなく、円滑な締め付けが可能である。
【００３３】
本発明は、上記の実施例の内容のみに限定されるものではない。例えば、上記の実施例は、鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造やＨ形断面材２５と鋼板２６の高力ボルト接合構造に適用した場合のものであるが、建て込みの際に、外部側からナット締め付けが困難なところ（手の届かないところ）に接合部位がある他の鋼材の高力ボルト接合構造においても適用可能である。また、上記の実施例におけるナット固定作業は、基本的には、工場で行うものであるが、建て込み現場で建て込み前に行うこともできる。また、頭部トルシア形高力ボルトの締め付け作業は、工場で完了させてもよいし、建て込み現場で建て込み前または建て込みの際に行こともできる。
なお、ナットと座金の形成条件、ナット保持具の構造条件、ナット保持具に装着するナットの数、ナットおよび変断面座金とナット保持具と固定手段、ナット保持具の固定手段、ナット保持部品を使用の場合のナット保持部品の構造条件、変断面座金との係止（固定）手段などについては、接合対象物、ナットの配置条件に応じて、上記請求項を満足する範囲内で変更のあるものである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、例えば、鋼管柱とスプリットティのボルト接合構造、あるいは建て込みの際に、外部側からナット締め付けが困難なところ（手の届かないところ）に接合部位がある他の鋼材の高力ボルト接合構造において、頭部締め高力ボルトを用い、ナットを内部側に固定する場合に、ナットを複数単位でナット保持具に装着して、このナット保持具を内部側に係止・固定することから、複数のナットを同時的に所定の位置に固定することができ、固定作業負担を軽減するとともに、締め付け時の各ナットの共廻りを確実に防止して、円滑で安定した高力ボルトの締め付けが可能である。
また、頭部トルシア形高力ボルトを用いた場合には、このボルトに対する導入張力を頭部側で容易にコントロールすることができ、より高強度で安定したボルト接合構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施例１における鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造例で締め付けが完了した状態を示す一部断面平面説明図、（ｂ）は、（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視説明図、（ｃ）は、（ａ）のＢａ−Ｂｂ矢視断面説明図。
【図２】（ａ）は、図１（ｂ）の部分拡大説明図、（ｂ）は、図１（ｃ）の部分拡大説明図、（ｃ）は、図１（ａ）の部分拡大説明図。
【図３】（ａ）は、実施例１で用いたナット保持具の端面説明図、（ｂ）は、（ａ）の正面説明図、（ｃ）は、（ｂ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図４】（ａ）は、実施例１で用いた変断面座金の構造例を示す正面説明図、（ｂ）は、（ａ）の一部断面側面説明図。
【図５】（ａ）は、実施例１〜実施例４で用いた頭部トルシア形高力ボルトとボルト頭部側の座金の構造例を示す正面説明図、（ｂ）は、（ａ）の側面説明図。
【図６】（ａ）は、実施例１〜実施例３で用いたナット保持部品の正面説明図、（ｂ）は、（ａ）の一部断面側面説明図。
【図７】（ａ）は、実施例１で用いたナット設置台車と、ナット保持具の装着状態例を示す側断面説明図、（ｂ）は、（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視説明図、（ｃ）は、ナット設置台車の他の車輪部構造例を示す説明図（（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視説明図で示す）。
【図８】実施例１での鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合施工例を示す一部断面側面説明図。
【図９】（ａ）は、実施例２のナット保持具の構造例を示す端面説明図、（ｂ）は、（ａ）の正面説明図、（ｃ）は、（ｂ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図１０】実施例２のナット保持具を用いた鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造例で締め付けが完了した状態を示す一部断面側面説明図。
【図１１】（ａ）は、実施例３のナット保持具の構造例を示す端面説明図、（ｂ）は、（ａ）の正面説明図、（ｃ）は、（ｂ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図１２】実施例３のナット保持具を用いた鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造例で締め付けが完了した状態を示す一部断面側面説明図。
【図１３】（ａ）は、本発明の実施例４におけるＨ形断面材と鋼板の高力ボルト接合構造例で締め付けが完了した状態を示す一部断面側面説明図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部部分拡大説明図。
【図１４】（ａ）は、図１３のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図、（ｂ）は、（ａ）のＢａ−矢視断面説明図。
【図１５】（ａ）は、実施例４で用いたナット保持具の端面説明図、（ｂ）は、（ａ）の正面説明図、（ｃ）は、（ｂ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図１６】従来の鋼管柱と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１７】（ａ）は、従来の鋼管柱内部へのナット固定構造例を示す側断面説明図、（ｂ）は、（ａ）のナット固定による鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造例を示す側断面説明図。
【図１８】従来の他の鋼管柱内部へのナット固定構造例を示す側断面説明図。
【符号の説明】
１ 鋼管柱 １ａ ボルト孔
２ スプリットティ ２ａ ボルト孔
３ ワンサイドボルト ４ Ｈ形断面梁
５ 高力ボルト（従来形トルシア形高力ボルト）
６、６1、６2 ナット ７ 頭部締め高力ボルト
８ カラー（ナット固定用） ９ ナット保持部品
１０ 頭部トルシア高力ボルト １０ｓ 雄ねじ
１０ａ 座面 １０ｔ 頭部
１０ｔ 頭部 １１ ピンテール
１１ａ ブレークネック
１２、１２1、１２2、、１２3 ナット保持具
１２ａ 板状部 １２ｂ ボルト孔
１２ｃ フラット面係止部 １２ｄ、１２ｅ 角部係止部
１２ｆ 係止鉤 １２ｉ 係止部
１２ｓ スリット １２ｏ 孔
１２ｔ 傾斜面 １３、１３1 変断面座金
１３ａ ボルト孔 １３ｂ 孔内係止部
１３ｃ 外周係止部 １４ ナット保持部品
１４ａ スリーブ部 １４ｂ 鍔部
１４ｃ 係止鉤 １４ｅ ボルト孔
１５ 座金 １５ａ ボルト孔
１７ ナット設置台車 １８ 装着部
１９ 操作棒 ２０ 搭載台
２１ 昇降装置 ２２ 車輪
２３ ガイドローラ ２４ 固定棒
２５ Ｈ形断面材 ２５ｆ フランジ
２５ａ ボルト孔 ２５ｕ ウエブ
２６ 鋼板 ２６ａ ボルト孔
２７ 変断面座金 ２７ａ ボルト孔
２７ｂ 外周係止部
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として建築構造物や土木構造物を構築する場合において、鋼材などの接合対象部材を複数の頭部締め高力ボルトとナットを用いて接合する高力ボルト接合構造に関するものであり、より具体的には、高力ボルトの先端部側になる接合対象部材に予めナットを固定しておき、高力ボルトの頭部側になる接合対象部材側からボルト孔に高力ボルトを挿入して、予め固定したナットに螺着して頭部締めする高力ボルト接合構造、およびナットの保持具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば鋼構造建築物を構築する際には、柱材として角形鋼管柱などの鋼管柱を用い、梁材としてＨ形鋼梁などのＨ形断面梁を用いた両方向ラーメン構造が多用されており、例えば、両方向ラーメン構造を得るための鋼管柱とＨ形断面梁との接合には、通しダイアフラム形式が一般的に採用されており、鋼管柱とダイアフラムの接合、ダイアフラムとＨ形断面梁の取付部との接合は溶接によって行われ、取付部とＨ形断面梁とは、添板を介してボルトによって接合していた。
このような、通しダイアフラム形式の接合構造においては、Ｈ形断面梁に曲げモーメントが作用した場合に生じる上下フランジでの圧縮力および引張力を、接合部の剛性を低下させずに鋼管柱に伝達させることができるものの、その構造は複雑であるため、加工工数が多大となる。また、ダイアフラムを鋼管柱およびコラムコアに溶接する必要があり、溶接量が多くなるとともに、高度の溶接技能が必要になる。
【０００３】
そのため、最近では、図１６に示すように、ダイアフラムを用いず鋼管柱１に、例えばスプリットティ２を特殊構造で高価なワンサイドボルト３（図示省略）で接合し、このスプリットティ２にＨ形断面梁４を、高耐力の高力ボルト５で接合する、溶接負担を用いない高力ボルト接合構造が採用されるようになってきている。
このような高力ボルト接合構造において、鋼管柱１にスプリットティ２を接合する場合には、一般の高力ボルト（例えばＪＩＳ Ｂ１１８６に規定される摩擦接合用高六角ボルトや日本鋼構造境界規格の構造用トルシア形高力ボルトなど）を用いた、通常の施工方法では施工不可能であることから、鋼管柱の外部側から施工が可能なワンサイドボルトが開発され実用に供されるようになった。
【０００４】
しかし、ワンサイドボルト３を使用した接合構造は高価であり費用が嵩むとともに、ボルト自体の強度に限界があることに加え、ボルトに対するトルク導入が容易ではなく、大型構造の柱梁接合構造において安定したボルト接合構造を実現することができなかった。
そのため、柱の建て込み前に、工場または現場で事前に鋼管柱の内部から一般的な高力ボルトを、特殊な道具により鋼管柱に設けられたボルト孔に挿入し、スプリットティを鋼管柱に固定する方法も提案されている。この方法は、ワンサイドボルトに比較してコスト面や強度は改善できているが、上下のスプリットティは、梁を取り付ける前の柱に固定されていることから、柱の搬送方法や現場での梁の取り付け作業方法に制約があり、施工スピードが落ちるという問題があり、結果的に建設コストの上昇につながるという問題がある。
そのため、Ｈ形断面梁の下フランジを取り付ける下側のスプリットティのみを工場で取り付け、上側のスプリットティは現場でＨ形断面梁の取り付けを行う際にボルトを外部側から挿入して取り付けられるように、予め工場で鋼管柱１の内部側にナットのみを固定しておく方法も採用されている。
【０００５】
例えば、特開平６−３３９２９号、特開平６−１０１２８４号、特開平７−１４５６３８号公報では、例えば、図１７（ａ）に示すように、予め、ナット６をカラー８を介して鋼管柱１の内部側に固定し、図１７（ｂ）に示すように、頭部締めボルト７を外部側からスプリットティ２のボルト孔２ａに挿入して頭部締めで締め付けを行うことが開示されているが、このようなボルト接合構造においては、ナット６にカラー８を一体成型して、このカラーを鋼管柱１の内部側からボルト孔１ａに押し込み変形させる必要があるため、狭隘な鋼管柱の内部側で大きい力を付与する必要があり施工性に難がある。
また、ナット６が鋼管柱１の内部側にあるため、従来型のトルシア高力ボルトを使用できないことから、ボルトに対して簡便なトルク導入ができず、安定したボルト接合構造の実現が難しかった。
【０００６】
一方、このような問題を解消する一つの方法として、例えば図１８に示すように、予めナット６にスリーブ状で先端部を折り曲げて係止部９ａを形成可能なナット保持部品９を固定し、鋼管柱１の内部に、例えば特殊な装置（ボルト搬送装置と引出治具にナット設置ボルトを組み合わせ使用するもの・・図示省略）を用いて搬送して、ナット保持部品９をボルト孔１ａに挿入し、外部側に突出した先端部を折り曲げて鋼管柱１の外部側に係止することによりナット６を鋼管柱１の内部側に固定する方法が提案され、併せて、従来のトルシア形高力ボルトと異なる、頭部側にトルク導入機構１１を有する新規な頭部トルシア形高力ボルト１０とその締付方法などが特願２００１−０６４２６２号の発明に提案されている。
【０００７】
この先願の発明においては、ナットの固定が容易にでき、頭部側にトルク導入機構１１を有する頭部トルシア形高力ボルト１０を用いることによって、トルク導入が可能で、強固で安定な高力ボルト接合構造の実現することができる。しかし、ナット保持部品９の周方向の固定が必ずしも十分とは言えない場合もあり、頭部トルシア形高力ボルト１０をナットに螺着して締め付ける場合、固定されたナットが締め付け初期において共廻りして高力ボルトの円滑な締め付けができない場合もある。また、上記各従来例もそうであるが、ナットの固定作業は、基本的には一個単位で行われるため、ナット固定の作業効率が低いという問題もある。
上記のような問題は、例えば高力ボルトを頭部締めする場合に、高力ボルトの頭部側から手の届かない位置にナットが配置され、ナットの締め付けが困難な高力ボルト接合構造においても同様の問題があり、その解決策が求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複数の頭部締め高力ボルトとナットを用いた高力ボルト接合構造、例えば、鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造や、壁部材、床部材橋桁材などの高力ボルト接合構造などにおいて、ナットを締め付け困難な内部側の所定位置に固定する場合に、ナットを複数単位で容易に固定可能であり、固定されたナットの位置ずれおよび共廻りをより確実に防止可能な高力ボルト接合構造および共廻りを防止可能に固定可能なナット保持具を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【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）〜（５）を要旨とするものである。
（１）当接した接合対象部材の複数のボルト孔に、それぞれ、高力ボルトを挿入し、その先端部側になる接合対象部材の反対側に固定したナットに螺着して頭部締めする高力ボルト接合構造において、頭部締め時に頭部締め側から手の届かない位置に配置するナットを、複数単位でナット保持具の所定の位置に位置ずれおよび共廻りしないように装着し、このナット保持具は、薄鋼板の曲げ加工により得られるものであり、長方形の板状部を有し、前記板状部に設けられたフラット面係止部及び角部係止部で、板状部の縦方向に整列する前記ナットの対向する２面及び角部をそれぞれ挟持してナットを保持し、各ナットが各ボルトに螺着可能な位置になるように高力ボルトの先端部側になる接合対象部材の反対側の所定の位置に配置・固定し、各高力ボルトを各ナットに螺着して頭締めすることを特徴とする高力ボルト接合構造。
（２）当接した鋼管柱とスプリットティの垂直板のボルト孔に、それぞれ高力ボルトを挿入し、各高力ボルトを、鋼管柱の内部側に固定したナットに螺着して頭部締めする鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造において、鋼管柱の内部側に配置するナットを、複数単位でナット保持具の所定の位置に位置ずれおよび共廻りしないように装着し、前記ナット保持具は、薄鋼板の曲げ加工により得られるものであり、長方形の板状部を有し、前記板状部に設けられたフラット面係止部及び角部係止部で、板状部の縦方向に整列する前記ナットの対向する２面及び角部をそれぞれ挟持してナットを保持し、各ナットが各ボルトに螺着可能な位置になるように鋼管柱の内部側の所定の位置に配置・固定し、各高力ボルトを各ナットに螺着して頭締めすることを特徴とする鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造。
（３）ナット保持具に係止されたナットの座面に、座金が当接・固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の高力ボルト接合構造。
（４）ナット保持具に係止されたナット座面に、座金が当接・固定され、前記座金が、ナット保持具との係止部と接合対象部材または鋼管柱のボルト孔に挿入・固定されたナット保持部品の係止部との係止部を有する変断面座金であり、ナットの座面に当接された状態でナット保持具と接合対象部材または鋼管柱のボルト孔に挿入・固定されたナット保持部品の係止部に係止されていることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の高力ボルト接合構造。
（５）板状部に複数のボルト孔を有し、各ボルト孔にねじ孔を合わせて配置する各ナットの位置ずれと共廻りを防止する複数の係止部と、ナットの座面と接合対象部材または鋼管柱間に介在させる変断面座金との係止部を形成し、複数のナットと変断面座金を有し、当該変断面座金が、接合対象部材または鋼管柱のボルト孔に挿入・固定されたナット保持部品の係止部との係止部を形成し、複数のナットと変断面座金を、高力ボルトの挿入位置に対応する所定の位置に組み込んだことを特徴とするナット保持具。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、複数の頭部締め高力ボルトとナットを用いた高力ボルト接合構造において、当接された接合対象部材のボルト孔に挿入した高力ボルトの先端部側になる接合対象部材に、予めナットを固定しておき、このナットを固定した接合対象部材に当接した接合対象部材の外部側からボルト孔に高力ボルトを挿入してナットに螺着し、例えば、頭部側にトルク導入機構を有する頭部締めする高力ボルト接合構造において適用されるものである。
本発明は、基本的には、高力ボルトの先端部側にある接合対象部材側の締め付けが困難な位置に固定するナットを、予め複数単位でナット保持具の所定の位置に共廻りしないように装着し、このナット保持具を、各ナットが各ボルトに螺着可能な位置になるように高力ボルトの先端部側になる接合対象部材の外側の所定の位置に配置・固定し、各高力ボルトを各ナットに螺着して頭締めするようにした高力ボルト接合構造と、この高力ボルト接合構造で用いるナット保持具である。
【００１１】
このナット保持具は、例えば薄鋼板の曲げ加工、樹脂成形などにより得られるものであり、板状部に複数のボルト孔を有し、各ボルト孔にねじ孔を合わせて配置する各ナットの位置ずれを防止する複数の係止部と、ナットの座面と接合対象部材または鋼管柱間に介在させる変断面座金との係止部を形成し、複数のナット（座金を必要とする場合は変断面座金も一緒）を、高力ボルトの挿入位置に対応する所定の位置に、位置ずれや共廻りしないように、横並びまたは縦並びで１列または複数列装着するものである。
このナット保持具は、装着した複数のナットのねじ孔が高力ボルトの先端部側になる接合対象部材のボルト孔に対応する位置に固定することにより、複数のナットを容易に固定することができる。
【００１２】
このナット保持具に組み込むナット（変断面座金）の数は２個以上で、接合対象部材および高力ボルトの本数と配置条件に応じて選択するものである。このナット保持具の形状は、ナットの数と配置に応じて選択するが、基本形は、方形（縦列または横列）、Ｈ形、Ｘ形、十字形、ドーナツ形などであるが、例えば鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造では、複数面に複数段（列）のナット固定が必要であるため、ナット固定作業の効率化のため、ナット保持具を、複数面、複数段（列）分を合体した構造を考慮することができる。
このナット保持具の固定方法としては、このナット保持具の固定位置によって選択するが、工場製作や現場施工のあるタイミングで、作業者がナット固定側に寄り付ける場合には、少なくとも２カ所をスポット溶接や接着により固定する方法が簡易である。
また、接合対象部材が例えば鋼管柱とスプリットティである場合で、ナットの固定位置が鋼管柱の内部の奥など手の届かないところにある場合には、例えば、ナットを保持したナット保持具（複数であってもよい）をセットした、走行可能な台車（電動式、手動式のいずれでもよい）を鋼管柱の内部に挿入して、所定位置に位置決めし、鋼管柱に当接したスプリットティの外部側からボルト孔に、外部側に鍔部を有し先端部に係止爪を有するナット保持部品を挿入して、鋼管柱内の台車上にセットされたナット保持具側に係止・固定し、このナット保持具と係止を解除した台車を鋼管柱の外部に引き出すようにしてもよい。
【００１３】
また、台車に代えて棒材を用いることもでき、この場合には、棒材にナット保持具をセットして、棒材の操作により鋼管柱の内部の所定位置にナット保持具を位置決めし、鋼管柱に当接したスプリットティの外部側からボルト孔に、外部側に鍔部を有し先端部に係止爪を有するナット保持部品を挿入して、鋼管柱内の台車上にセットされたナット保持具側に係止・固定し、このナット保持具と係止を解除した棒材を引き出すようにしてもよいし、この棒材を鋼管柱の外部側に内部に溶接などによって固定して残留させるようにしてもよい。
上記いずれの場合も、１個のナット保持具につき少なくとも２個のナットについて、ナットの孔内または座金使用の場合には座金の孔内にナット保持部品の係止爪と係止・固定することによって、ナット保持具を２点以上の箇所でより安定的に固定することができる。
【００１４】
スプリットティは、鋼管柱の１〜４側面において、上下方向に複数取り付けられることから、棒材や搬送装置の出し入れ、ナット保持具の固定などのナットの固定作業負担を軽減するために、極力、ナット保持具にできるだけ多くのナットを組み込みナット保持具の数を少なくすることが望ましい。
なお、通常、ナットの座面に座金を当接するが、この座金をナットと一体に形成した場合またはナットと座金を別途製作して溶接や嵌合により固定した場合には、ナット、座金（または座金相当部）のいずれか一方をナット保持具に係止すればよいが、単独にしてナット座面に当接する場合には、ナット、座金の双方をナット保持具に係止する。
本発明で用いる高力ボルトは、頭部締めするものであり、例えば特願２００１−０６４２６２号の発明に記載されるような、頭部側にトルク導入機構を有するトルシア高力ボルトを用い、従来の締付具とは異なる特殊な締結具を用いることにより、トルク導入が可能な高力ボルト締結ができる。ただし、このようなトルシア高力ボルトを用いることは必須条件ではない。
【００１５】
【実施例】
［実施例１］
以下に、本発明の実施例１を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
この実施例１は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、角形断面の鋼管柱（以下「鋼管柱」という。）１に、接合金物であるスプリットティ２を頭部トルシア形高力ボルト１０により接合し、スプリットティ２に梁材であるＨ形断面梁４を高力ボルト５により取り付ける鋼管柱とＨ形断面梁の高力ボルト接合構造において、鋼管柱１とスプリットティ２の高力ボルト接合構造に本発明を適用した場合のものである。通常、Ｈ形断面梁４は、鋼管柱１の１〜４側面に取り付けられるものであるが、ここでは、相対する２側面に取り付ける場合を図示して説明する。
図１は、Ｈ形断面梁４を鋼管柱１の取り付けを完了した状態を示すもので、（ａ）図は、平面断面説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の正面説明図である。
図１において、１２はナット保持具で、鋼管柱１スプリットティ２を接合する頭部トルシア形高力ボルト１０に螺合する、スプリットティ２単位の上下２個のナット６1、６2を鋼管柱１の内部側に固定し、頭部トルシア形高力ボルト１０を締め付ける際のナット６の共回りを防止するものである。
【００１６】
図２は、鋼管柱１とスプリットティ２の高力ボルト接合構造例の要部の拡大説明図であって、（ａ）図は、図１（ｂ）の部分拡大図、（ｂ）図は、図１（ｃ）の一部切欠断面部分拡大説明図、（ｃ）図は、図１（ａ）の部分拡大説明図である。
図２は、２組のナット６1、６2と変断面座金１３を、ナット保持具１２に装着して鋼管柱１の内部側の所定位置に配置し、鋼管柱１の外部側からボルト孔１ａに挿入したナット保持部品１４を変断面座金１３に係止することにより、鋼管柱１の内部側に固定しておき、鋼管柱１の外側にスプリットティ２を当接して、頭部側にトルク導入機構１１を備え頭部座面１０ａに座金１５を当接したトルシア形高力ボルト（以下「頭部トルシア形高力ボルト」という。）１０をスプリットティ２のボルト孔２ａ、鋼管柱１のボルト孔１ａに挿入し、鋼管柱１の内部側に固定された変断面座金１３を経てナット６1、６2に螺着して、この頭部トルシア形高力ボルト１０を特殊な締付具（図示省略）によりトルク導入して締め付けを完了した状態を示している。
【００１７】
Ｈ形断面梁４をスプリットティ２を介して鋼管柱１に取り付ける場合には、スプリットティ２は１本のＨ形断面梁４に対して上下一対用いられるものであり、通常、１個のスプリットティ２は、２列×２本＝４本の高力ボルトによって鋼管柱１に接合されるものであるが、ここでは、その内の縦列１列×２本＝２本の頭部トルシア形高力ボルト１０による接合構造例で代表説明する。
鋼管柱１の内部側に固定されたナット６1、６2は、通常の六角ナットであるが、座面に変断面座金１３と当接したものである。この変断面座金１３は、詳しくは図４（ａ）、（ｂ）に示すように、孔１３ａ内周部に係止部１３ｂを有し、外周部に係止部１３ｃを有するものである。
ナット保持具１２は、複数のナット６1、６2と変断面座金１３を装着するものであり、より詳しくは図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、薄鋼板からなる板状部１２ａに複数のボルト孔１２ｂを有し、各ボルト孔に雌ねじを合わせて配置する各ナット６1、６2の位置ずれを防止するフラット面係止部１２ｃと、折り曲げ式の角部係止部１２ｄと１２ｅを形成し、さらに、変断面座金１３の外周部の係止部１３ｂに係止する係止鉤１２ｆを形成したものである。図中１２ｓはスリットであり、角部係止部１２ｅを折り曲げた状態では孔１２ｏが形成される。
【００１８】
ナット保持部品１４は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、スリーブ部１４ａと鍔部１４ｂからなり、ボルト挿入孔１４ｅを有するスリーブ部１４ａ先端部には、鋼管柱１の内部側に当接された変断面座金１３の孔内に形成した係止部１３ｂに係止する係止鉤１４ｃを有し、切欠部１４ｄ効果で、係止鉤１３ｃ部の径を弾性的に縮径させ復元可能である。このナット保持部品１４は、スリーブ部１４を外部側からボルト孔に挿入し、先端の係止鉤１３ｃを鋼管柱１の内部側に当接された変断面座金１３の孔１３ａ内に形成した係止部１３ｂに係止することにより、変断面座金１３を鋼管柱１の内部側に固定することができる。
頭部トルシア形高力ボルト１０は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ナット６1、６2の雌ネジに螺合する雄ネジ１０ｓを有するものであり、頭部１０ｔに張力導入用のピンテール１１を形成し頭部１０ｔとピンテール１１間に破断溝によるブレークネック１１ａを形成したものであり、前記従来のトルシア形高力ボルトとは異なるものである。
【００１９】
この頭部トルシア形高力ボルト１０の頭部１０ｔの座面１０ｆに外周形状が六角形の座金１５が介挿・当接されているが、この座金１５は、ボルト頭部１０ｔの外径より大径にして、締結具（図示省略）で締め付ける際にボルト頭部１０ｔと干渉しないようにしたものである。頭部トルシア形高力ボルト１０を締結具で締め付ける際には、座金１５を締結具のアウタースリーブに係合させ、締結具のインナースリーブでボルト頭部１０ｔのピンテール１１を掴み回して、座金１５からの反力としての回転トルクによってブレークネック１１ａを所定の破断トルクで破断させて、ボルトに対する導入張力をコントロールすることができる。
【００２０】
この実施例１の鋼管柱１とスプリットティ２のボルト接合構造を得るための接合工法例について図７（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。ここでは、２組のナット６1、６2および変断面座金１３を装着したナット保持具１２は、台車１７に着脱可能に装着して鋼管柱１の内部に挿入して鋼管柱１の内部の所定位置に固定するようにした。
図７（ａ）は、ナット６1、６2と変断面座金１３を装着した、２個のナット保持具１２を、ナット設置台車１７に装着（搭載）して、ナット設置台車１７を操作棒１９の操作により鋼管柱１の内部に挿入して所定位置に位置決めし、ナット保持部品１４を鋼管柱１の外部側からボルト孔１ａに挿入しナット保持具１２に装着されたナット６1、６2および変断面座金１３を鋼管柱１の内部側に固定する状態を一部断面側面図で示したものである。（ｂ）図は、（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視説明図である。
【００２１】
（１）ナット保持具へのナットおよび変断面座金の装着
ナット６1、６2に変断面座金１３を当接し、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、所定位置に２つのボルト孔１２ｏを有する各ナット保持具１２の両側の所定位置に、２個のナット６1、６2を押し込み、係止部１２ｄ、１２ｅを内側に折り曲げることにより、この折り曲げた係止部１２ｄ、１２ｅと両側の係止部１２ｃにより、ナット６を四方から固定するとともに、ナット保持具１２の両側の係止鉤１２ｆを変断面座金１３の外周の係止部１３ｃに係止して、ナット保持具１２にナット６1、６2および変断面座金１３を装着する。
【００２２】
（２）鋼管柱内部へのナットおよび変断面座金の設置
（１）でナットおよび変断面座金を装着した２個のナット保持具１２は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、例えばナット設置台車１７の挟持部１８によって挟持して、倒した状態の鋼管柱１の内部に挿入してナット６1、６2および変断面座金１３のボルト孔１３ａを鋼管柱１のボルト孔１ａに合わせてナット設置台車１７を位置決めする。
このナット設置台車１７は、より具体的には、挿入距離の確認目盛りを有する操作棒１９で操作して走行させるものであり、ナット保持具１２の挟持部１８を有する搭載台２０と、この搭載台２０を昇降可能な昇降装置２１を有するものである。図中、２２は車輪、２３は、サイドローラでナット設置台車１７の横ぶれ位置ずれ）を防止して走行を円滑化するためのものである。
【００２３】
（３）ナットおよび変断面座金の鋼管柱内部への固定
（２）で、ナット設置台車１７を位置決めした後に昇降装置２１により搭載台２０をナット保持具１２を上昇させてボルト孔１ａに近接させた状態で、外部側からボルト孔１ａに、ナット保持部品１４を挿通したナット固定棒２４を挿入して、ナット保持部品１４を押し込むことにより、その先端の係止鉤１４ｃをナット保持具１２に装着された変断面座金１３の孔１３ａ内周部の係止部１３ｂに係止する。
変断面座金１３の孔の入口径は、係止鉤１４ｃ部の外径より小さくなっており、係止鉤１４ｃ部を変断面座金１３の孔内に押し込むことにより、係止鉤１４ｃ部を変断面座金１３の孔の入口で弾性的に縮径した後、入口通過後に径を復元（拡径）させることにより係止鉤１４ｃを変断面座金１３の孔内の係止部１３ｂに確実に係止することで、ナット保持部品１４の鍔１４ｃは鋼管柱１の外面に係止した状態になり、ナット６1、６2および変断面座金１３は、ナット保持具１２とともに鋼管柱１内部に固定することができる。この後、ナット固定棒２を引き抜く。このように、ナット固定棒２４の操作を繰り返すことによって、２個のナット保持具１２に装着した各ナット６1、６2および変断面座１３をナット保持具１２とともに鋼管柱１の内部側に固定する。
上記（１）〜（３）の作業は、主として工場で行い、施工現場に搬送する。
【００２４】
（４）鋼管柱１とスプリットティ２との接合
（３）でナット６1、６2および変断面座金１３を、ナット保持具１２に装着した状態で鋼管柱１の内部側に固定し、図８に示すように、鋼管柱１の外部側にスプリットティ２を、ボルト孔２ａを鋼管柱１のボルト孔ａに合わせた状態で当接し、座金１５を介挿した頭部トルシア形高力ボルト１０を、スプリットティ２の外部側からボルト孔２ａ、鋼管柱１のボルト孔１ａに挿入されたナット保持部品１４のスリーブ１４ａ、変断面座金１３経由で挿入し、先端の雄ねじ１０ｓをナット６1、６2の雌ねじに螺着して、頭部トルシア形高力ボルト１０を、頭部側で締結具で締め付けることによって、鋼管柱１とスプリットティ２とを高力ボルト接合する。
この場合、ナット６1、６2は、ナット保持具１２によって固定されているため、共廻りすることはなく、円滑な締め付けが可能である。また、ここで用いている頭部トルシア形高力ボルト１０は、頭部側にトルク導入機構を有するので、頭部側で締め付けてトルク導入した締め付けが可能である。
このようにして、図１に示すような鋼管柱１とスプリットティ２の頭部トルシア形高力ボルト１０による高力ボルト接合構造を得ることができる。（４）の作業は、主として施工現場で行う。
【００２５】
［実施例２］
以下に、本発明の実施例２を図９、図１０に基づいて詳細に説明する。この実施例２では、ナット保持具の他の構造例に係わるものである。
このナット保持具１２1は、側面を傾斜面１２ｔにして、この傾斜面にナット６1、６2のフラット面を係止する折り曲げ式の係止部１２ｉを形成した点で、実施例１のナット保持具１２とは異なっており、この係止部１２ｉの係止内容が異なるが、他の部分は基本的には、実施例１と概ね共通するので、
（１）ナット保持具へのナットおよび変断面座金の装着
（２）鋼管柱内部へのナットおよび変断面座金の設置
（ナット設置台車１７の構造はナット保持具１２1の構造（形状）に合わせて変更が必要）
（３）ナットおよび変断面座金の鋼管柱の内部への固定
（４）鋼管柱とスプリットティとの接合
などの詳細説明は省略する。
この実施例２のナット保持具を用いた高力ボルト接合構造を図１０に示す。この実施例２のナット保持具を用いた高力ボルト接合構造における作用効果は、実施例１のナット保持具を用いた場合と大差はない。
【００２６】
［実施例３］
以下に、本発明の実施例３を図１１、図１２に基づいて詳細に説明する。この実施例３では、ナット保持具の他の構造例に係わるものである。
このナット保持具１２2は、側面を傾斜面１２ｔにして、この傾斜面にナット６1、６2のフラット面を係止する折り曲げ式の係止部１２ｉを形成したが、側端部に変断面座金１３1との係止鉤を有しないことから、側面部に変断面座金１３1の周端部が嵌入するスリット１２ｔを設けて、変断面座金１３1に係止してナット６1、６2と変断面座金１３1を固定するようにした点において、実施例１、２のナット保持具１２、１２1とは異なっており、係止内容が異なるが、他の部分は基本的には、実施例１、実施例２と概ね共通するので、
（１）ナット保持具へのナットおよび変断面座金の装着
（２）鋼管柱内部へのナットおよび変断面座金の設置
（ナット設置台車１７の装着部１８の構造（形状）は、ナット保持具１２2の構造（形状）に合わせて変更が必要）
（３）ナットおよび変断面座金の鋼管柱の内部への固定
（４）鋼管柱とスプリットティとの接合
などの詳細説明は省略する。
この実施例３のナット保持具１２2を用いた高力ボルト接合構造を図１２に示す。この実施例３のナット保持具１２2を用いた高力ボルト接合構造における作用効果は、実施例１、実施例２のナット保持具１２、１２1を用いた場合と大差はない。
【００２７】
［実施例４］
以下に、本発明の実施例４を図１３〜図１５に基づいて詳細に説明する。
この実施例４は、例えば、図１３（ａ）に示すように、一定の間隔で並置した一対のＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの上面に鋼板２６を当接して、鋼板２６の外部側から頭部トルシア形高力ボルト１０を挿入し、一対のＨ形断面材２５の上フランジ２５ｆの下面側に予めナット保持具１２3に変断面座金２７とともに装着した状態で固定した複数のナット（ここでは４個）６に螺合・締結する、Ｈ形断面材２５と鋼板２６による組立部材のボルト接合構造において、本発明を適用した場合のものである。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ部を拡大して示したものである。
【００２８】
図１４（ａ）は、図１３（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図で、例えば４個のナット６と各変断面座金１３を、ナット保持具１２3に横並びに配置して係止・固定し、このナット保持具１２3を、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面に配置してスポット溶接ｗにより固定しておき、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆの上面に鋼板２６を当接して、鋼板２６の外部側から各ボルト孔２６ａに、それぞれ、座金１５を介挿入した頭部トルクシア形高力ボルト１０を挿入し、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆのボルト孔２５ａ経由で、フランジ２５ｆの下面に予め固定した変断面座金２７を経てナット６に螺着して、この頭部トルシア形高力ボルト１０を特殊な締付具によりトルク導入して締め付けを完了した状態を示している。
一対のＨ形断面材２５と鋼板２６のボルト接合前には、内部側になるＨ形断面材２５の上フランジ２５ｆの下面側２５は解放空間にあるため、ナット６および変断面座金２７をナット保持具１２3の固定が容易にできる。ここで用いた変断面座金２７は、ボルト孔２７ａを有し外周部にナット保持具１２3の係止鉤１２ｆとの係止部２７ｂを有するものである。
【００２９】
ナット保持具１２3は、４個のナット６と変断面座金２７を共廻りしないように係止・装着するものであり、図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、薄鋼板からなる板状部１２ａに４個のボルト孔１２ｂを有し、各ボルト孔１２ｂに雌ねじを合わせて配置する各ナット６の位置ずれを防止するフラット面係止部１２ｃと、折り曲げ式の角部係止部１２ｄと１２ｅ、または１２ｅと１２ｅを形成し、さらに、変断面座金２７の外周部の係止部２７ｂに係止する係止鉤１２ｆを形成したものであり、側端部をスポット溶接ｗでＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面に固定するものである。図中１２ｓはスリットであり、角部係止部１２ｅを折り曲げた状態では図１４（ａ）に示すように、孔１２ｏが形成される。
【００３０】
この実施例４のＨ形断面材２５と鋼板２６の高力ボルト接合構造を得るための施工例について図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）により説明する。ナット６と変断面座金２７は、破線で示す。
（１）ナット保持具へのナットおよび変断面座金の装着
４個のナットにそれぞれ変断面座金２７を当接して、ナット保持具１２3の両端から所定位置まで押し込み、図１５（ｃ）に示すように、両端側では係止部１２ｄと１２ｅを、また、その間では両側の角部係止部１２ｅと１２ｅを内側に折り曲げることにより、この折り曲げた係止部１２ｄ、１２ｅと両側のフラット面係止部１２ｃにより、ナット６を四方から固定するとともに、ナット保持具１２の両側の係止鉤１２ｆを変断面座金２７の外周の係止部２７ｂに係止して、ナット保持具１２3とナット６と変断面座金２７を固定する。
【００３１】
（２）Ｈ形断面材へのナットおよび変断面座金の固定
（１）でナットおよび変断面座金を装着したナット保持具１２3を、頭部トルシア形高力ボルト１０の締め付け時に手の届かない内部側になるＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面が解放空間にある状態で、予め４個のナット６および変断面座金２７のボルト孔２７ａをＨ形断面材２５のフランジ２５ｆのボルト孔２５ａに合うように配置し、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面にスポット溶接ｗにより側端部の複数箇所で固定する。このようにして、４個のナット６および変断面座金２７を、ナット保持具１２3に装着した状態でＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面に固定する。
【００３２】
（３）Ｈ形断面材と鋼板との高力ボルト接合
（２）で４個のナット６および変断面座金２７を、ナット保持具１２3に装着した状態でＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面に固定したＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの上面に鋼板２６を、ボルト孔２６ａＨ形断面材２５のフランジ２５ｆのボルト孔２５ａに合うように当接し、座金１５を介挿した頭部トルシア形高力ボルト１０を、鋼板２６の外部側からボルト孔２６ａ、２５ａに挿通させ、先端の雄ねじ１０ｓをＨ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面に固定したナット６の雌ねじに螺着して、頭部トルシア形高力ボルト１０を、頭部側で締結具（図示省略）で締め付けることによって、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆの上面に鋼板２６を高力ボルト接合する。この際、ナット６は、Ｈ形断面材２５のフランジ２５ｆの下面にスポット溶接ｗで固定されたナット保持具１２3によって固定されているため、共廻りすることはなく、円滑な締め付けが可能である。
【００３３】
本発明は、上記の実施例の内容のみに限定されるものではない。例えば、上記の実施例は、鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造やＨ形断面材２５と鋼板２６の高力ボルト接合構造に適用した場合のものであるが、建て込みの際に、外部側からナット締め付けが困難なところ（手の届かないところ）に接合部位がある他の鋼材の高力ボルト接合構造においても適用可能である。また、上記の実施例におけるナット固定作業は、基本的には、工場で行うものであるが、建て込み現場で建て込み前に行うこともできる。また、頭部トルシア形高力ボルトの締め付け作業は、工場で完了させてもよいし、建て込み現場で建て込み前または建て込みの際に行こともできる。
なお、ナットと座金の形成条件、ナット保持具の構造条件、ナット保持具に装着するナットの数、ナットおよび変断面座金とナット保持具と固定手段、ナット保持具の固定手段、ナット保持部品を使用の場合のナット保持部品の構造条件、変断面座金との係止（固定）手段などについては、接合対象物、ナットの配置条件に応じて、上記請求項を満足する範囲内で変更のあるものである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、例えば、鋼管柱とスプリットティのボルト接合構造、あるいは建て込みの際に、外部側からナット締め付けが困難なところ（手の届かないところ）に接合部位がある他の鋼材の高力ボルト接合構造において、頭部締め高力ボルトを用い、ナットを内部側に固定する場合に、ナットを複数単位でナット保持具に装着して、このナット保持具を内部側に係止・固定することから、複数のナットを同時的に所定の位置に固定することができ、固定作業負担を軽減するとともに、締め付け時の各ナットの共廻りを確実に防止して、円滑で安定した高力ボルトの締め付けが可能である。
また、頭部トルシア形高力ボルトを用いた場合には、このボルトに対する導入張力を頭部側で容易にコントロールすることができ、より高強度で安定したボルト接合構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施例１における鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造例で締め付けが完了した状態を示す一部断面平面説明図、（ｂ）は、（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視説明図、（ｃ）は、（ａ）のＢａ−Ｂｂ矢視断面説明図。
【図２】（ａ）は、図１（ｂ）の部分拡大説明図、（ｂ）は、図１（ｃ）の部分拡大説明図、（ｃ）は、図１（ａ）の部分拡大説明図。
【図３】（ａ）は、実施例１で用いたナット保持具の端面説明図、（ｂ）は、（ａ）の正面説明図、（ｃ）は、（ｂ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図４】（ａ）は、実施例１で用いた変断面座金の構造例を示す正面説明図、（ｂ）は、（ａ）の一部断面側面説明図。
【図５】（ａ）は、実施例１〜実施例４で用いた頭部トルシア形高力ボルトとボルト頭部側の座金の構造例を示す正面説明図、（ｂ）は、（ａ）の側面説明図。
【図６】（ａ）は、実施例１〜実施例３で用いたナット保持部品の正面説明図、（ｂ）は、（ａ）の一部断面側面説明図。
【図７】（ａ）は、実施例１で用いたナット設置台車と、ナット保持具の装着状態例を示す側断面説明図、（ｂ）は、（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視説明図、（ｃ）は、ナット設置台車の他の車輪部構造例を示す説明図（（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視説明図で示す）。
【図８】実施例１での鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合施工例を示す一部断面側面説明図。
【図９】（ａ）は、実施例２のナット保持具の構造例を示す端面説明図、（ｂ）は、（ａ）の正面説明図、（ｃ）は、（ｂ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図１０】実施例２のナット保持具を用いた鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造例で締め付けが完了した状態を示す一部断面側面説明図。
【図１１】（ａ）は、実施例３のナット保持具の構造例を示す端面説明図、（ｂ）は、（ａ）の正面説明図、（ｃ）は、（ｂ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図１２】実施例３のナット保持具を用いた鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造例で締め付けが完了した状態を示す一部断面側面説明図。
【図１３】（ａ）は、本発明の実施例４におけるＨ形断面材と鋼板の高力ボルト接合構造例で締め付けが完了した状態を示す一部断面側面説明図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部部分拡大説明図。
【図１４】（ａ）は、図１３のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図、（ｂ）は、（ａ）のＢａ−矢視断面説明図。
【図１５】（ａ）は、実施例４で用いたナット保持具の端面説明図、（ｂ）は、（ａ）の正面説明図、（ｃ）は、（ｂ）のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図１６】従来の鋼管柱と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１７】（ａ）は、従来の鋼管柱内部へのナット固定構造例を示す側断面説明図、（ｂ）は、（ａ）のナット固定による鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造例を示す側断面説明図。
【図１８】従来の他の鋼管柱内部へのナット固定構造例を示す側断面説明図。
【符号の説明】
１ 鋼管柱 １ａ ボルト孔
２ スプリットティ ２ａ ボルト孔
３ ワンサイドボルト ４ Ｈ形断面梁
５ 高力ボルト（従来形トルシア形高力ボルト）
６、６1、６2 ナット ７ 頭部締め高力ボルト
８ カラー（ナット固定用） ９ ナット保持部品
１０ 頭部トルシア高力ボルト １０ｓ 雄ねじ
１０ａ 座面 １０ｔ 頭部
１０ｔ 頭部 １１ ピンテール
１１ａ ブレークネック
１２、１２1、１２2、、１２3 ナット保持具
１２ａ 板状部 １２ｂ ボルト孔
１２ｃ フラット面係止部 １２ｄ、１２ｅ 角部係止部
１２ｆ 係止鉤 １２ｉ 係止部
１２ｓ スリット １２ｏ 孔
１２ｔ 傾斜面 １３、１３1 変断面座金
１３ａ ボルト孔 １３ｂ 孔内係止部
１３ｃ 外周係止部 １４ ナット保持部品
１４ａ スリーブ部 １４ｂ 鍔部
１４ｃ 係止鉤 １４ｅ ボルト孔
１５ 座金 １５ａ ボルト孔
１７ ナット設置台車 １８ 装着部
１９ 操作棒 ２０ 搭載台
２１ 昇降装置 ２２ 車輪
２３ ガイドローラ ２４ 固定棒
２５ Ｈ形断面材 ２５ｆ フランジ
２５ａ ボルト孔 ２５ｕ ウエブ
２６ 鋼板 ２６ａ ボルト孔
２７ 変断面座金 ２７ａ ボルト孔
２７ｂ 外周係止部
Claims (5)
- 当接した接合対象部材の複数のボルト孔に、それぞれ、高力ボルトを挿入し、その先端部側になる接合対象部材の反対側に固定したナットに螺着して頭部締めする高力ボルト接合構造において、頭部締め時に頭部締め側から手の届かない位置に配置するナットを、複数単位でナット保持具の所定の位置に位置ずれおよび共廻りしないように装着し、このナット保持具は、薄鋼板の曲げ加工により得られるものであり、長方形の板状部を有し、前記板状部に設けられたフラット面係止部及び角部係止部で、板状部の縦方向に整列する前記ナットの対向する２面及び角部をそれぞれ挟持してナットを保持し、各ナットが各ボルトに螺着可能な位置になるように高力ボルトの先端部側になる接合対象部材の反対側の所定の位置に配置・固定し、各高力ボルトを各ナットに螺着して頭締めすることを特徴とする高力ボルト接合構造。
- 当接した鋼管柱とスプリットティの垂直板のボルト孔に、それぞれ高力ボルトを挿入し、各高力ボルトを、鋼管柱の内部側に固定したナットに螺着して頭部締めする鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造において、鋼管柱の内部側に配置するナットを、複数単位でナット保持具の所定の位置に位置ずれおよび共廻りしないように装着し、前記ナット保持具は、薄鋼板の曲げ加工により得られるものであり、長方形の板状部を有し、前記板状部に設けられたフラット面係止部及び角部係止部で、板状部の縦方向に整列する前記ナットの対向する２面及び角部をそれぞれ挟持してナットを保持し、各ナットが各ボルトに螺着可能な位置になるように鋼管柱の内部側の所定の位置に配置・固定し、各高力ボルトを各ナットに螺着して頭締めすることを特徴とする鋼管柱とスプリットティの高力ボルト接合構造。
- ナット保持具に係止されたナットの座面に、座金が当接・固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の高力ボルト接合構造。
- ナット保持具に係止されたナット座面に、座金が当接・固定され、前記座金が、ナット保持具との係止部と接合対象部材または鋼管柱のボルト孔に挿入・固定されたナット保持部品の係止部との係止部を有する変断面座金であり、ナットの座面に当接された状態でナット保持具と接合対象部材または鋼管柱のボルト孔に挿入・固定されたナット保持部品の係止部に係止されていることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の高力ボルト接合構造。
- 板状部に複数のボルト孔を有し、各ボルト孔にねじ孔を合わせて配置する各ナットの位置ずれと共廻りを防止する複数の係止部と、ナットの座面と接合対象部材または鋼管柱間に介在させる変断面座金との係止部を形成し、複数のナットと変断面座金を有し、当該変断面座金が、接合対象部材または鋼管柱のボルト孔に挿入・固定されたナット保持部品の係止部との係止部を形成し、複数のナットと変断面座金を、高力ボルトの挿入位置に対応する所定の位置に組み込んだことを特徴とするナット保持具。
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