JP4038274B2 - 曲がりボルトを用いた構築部材の接合構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、曲がりボルトを使用して、接合すべき両構築部材を接合してなる接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
構築部材の接合構造、例えば、シールド工法における各セグメントの接合構造は、その一つの手段として、曲がりボルトを使用したものが一般に知られている。これは、接合すべき構築部材の厚み方向に向かってボルト接合作業を行えると共に、その接合作業であるナット締付け時にボルトの供回りがない等、接合作業が容易であり、しかも、その接合作業用として、接合面の後方に大きな箱抜き部（締付け作業用ボルトボックス）を形成する必要がない等の利点があるためである。
【０００３】
そして、この曲がりボルトを用いた接合構造として、従来では、図５に示すように、接合すべき両構築部材30の接合面30ａを当面させた後、締付け作業用ボルトボックス31を利用することで、曲がりボルト32を一方の構造部材30の締付け作業用ボルトボックス31からボルト貫通孔33に通して、一方の構造部材30の締付け作業用ボルトボックス31と他方の構造部材30の締付け作業用ボルトボックス31との間に配設すると共に、その曲がりボルト32に他方の構造部材30の締付け作業用ボルトボックス31においてナット34を螺合して締付けることで、両構築部材30を接合しているものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ボルト貫通孔は、貫通孔成形用のピン部材を構築部材成形用の型枠内にセットしておき、型枠内へ注入したコンクリートの硬化後、そのピン部材を接合面側から引抜くことで形成されるものが一般的である。そして、このピン部材の引抜き作業を容易なものにするため、ピン部材の外形を構築部材の接合面からボルトボックスに向かって細くなるように形成している。そのため、このピン部材で成形されるボルト貫通孔も、例えば、図５に示したように、接合面30ａ近傍部分が大きい径で締付け作業用ボルトボックス31近傍部分が小さい径となる。なお、この図５でのボルト貫通孔33の形状は判りやすいように少し大げさに描いている。
【０００５】
このことから、前述した従来の接合構造における曲がりボルトは、一方の構造部材の締付け作業用ボルトボックスと他方の構造部材の締付け作業用ボルトボックスとの間に湾曲して配設されている状態から、ナットによって締付けると、曲がりボルトとボルト貫通孔との間に比較的大きな隙間があることによって、直線形状になろうとする。従って、ナットでの締付けによって発生する締結力は接合面の部分でロスしてしまうと共に、その締結力が接合面部分でロスすることから両構築部材の接合状態が安定したものではなくなることがある。ちなみに、一方の構造部材の作業用ボルトボックスと他方の構造部材の締付け作業用ボルトボックスとの間に配設されるボルトが直ボルトの場合では、ナットでの締付け力が接合面の引き寄せ力となる。
【０００６】
また、この湾曲状態から直線形状になろうとすることは、例えば図５においては曲がりボルトに下向きの力が起こり、ひいてはボルト貫通孔直下のコンクリート部分（コンクリートのあご部）が壊れてクラックが発生することもあった。
【０００７】
このように、従来の曲がりボルトを用いた接合構造には、曲がりボルトの変形による締結力不足から両構築部材の接合状態が不安定になることやボルト貫通孔直下のコンクリート部分にクラックが発生する等の欠点がある。
【０００８】
この発明は前述した事情に鑑みて創案されたもので、その目的は曲がりボルトの変形を抑えることができるようにして、両構築部材の接合状態が安定したものにできるようにした、曲がりボルトを用いた構築部材の接合構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の曲がりボルトを用いた接合構造（図１参照）では、従来の接合構造（図５参照）のように、一方の構築部材における締付け作業用ボルトボックスと他方の構築部材における締付け作業用ボルトボックスとの間に配設されている曲がりボルトを短くして、一方の構築部材における接合面と他方の構築部材における締付け作業用ボルトボックスとの間に配設するだけで、接合すべき両構築部材を締付けられるようにする。
【００１０】
即ち、この発明の接合構造において、一方の構築部材における接合面近傍部分には、少なくとも曲がりボルトの頭部よりも大きい径で接合面に開口している曲がりボルト用のボルトホールと、このボルトホールの軸線と同一線上となる軸線で形成されたボルト貫通孔を有すると共に、接合面に露出して取付けられているボルト定着金物とを設ける。また、他方の構築部材における接合面近傍部分には、接合面後方の締付け作業用ボルトボックスへ連通していると共に、接合面に開口している曲がりボルト用のボルト貫通孔を設ける。そして、曲がりボルトは、その頭部が一方の構築部材におけるボルト定着金物に定着すると共に、他方の構築部材におけるボルト貫通孔を貫通した先端部に締付け用ナットが螺合している状態で配設することで、両構築部材を締付けられるように構成する。
【００１１】
このような、この発明の接合構造によれば、一方の構築部材における接合面と他方の構築部材における締付け作業用ボルトボックスとの間に配設することにより、従来、両構築部材の両締付け作業用ボルトボックス間に配設されていた曲がりボルトを短くして、ナットでの締付けによる変形量を少なくすると共に、ナットでの締付けで発生する締結力の接合面部分でロスを少ないものにする。
【００１２】
また、このように、曲がりボルトを短くしてナット締付け時での曲がりボルトの変形量を少なくすることで、ボルト貫通孔直下のコンクリート部分（コンクリートのあご部）を損傷させてしまうようなことも防げるようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明である曲がりボルトを用いた構築部材の接合構造を、図示する一実施形態によって説明する。
【００１４】
この発明の接合構造１（図１および図２参照）は、接合すべき両構築部材２の接合面2aを当面させると共に、この両構築部材２の接合面2a近傍部分を曲がりボルト３で締付けることで、両構築部材２を接合してなるものである。ここで、接合すべき一方の構築部材２における接合面２近傍部分には、少なくとも曲がりボルト３の頭部3aよりも大きい径で接合面2aに開口している曲がりボルト３用のボルトホール４と、このボルトホール４の軸線と同一線上となる軸線で形成されたボルト貫通孔5aを有すると共に、接合面2aに露出して取付けられているボルト定着金物５とが設けられている。また、他方の構築部材２における接合面2a近傍部分には、接合面2a後方の締付け作業用ボルトボックス６へ連通していると共に、接合面2aに開口している曲がりボルト３用のボルト貫通孔5aが設けられている。そして、曲がりボルト３は、その頭部3aが一方の構築部材２におけるボルト定着金物５に定着していると共に、他方の構築部材２におけるボルト貫通孔5aを貫通した先端部に締付け用ナット14が螺合している状態で配設することで、両構築部材２を締付けるように構成されている。
【００１５】
なお、この実施形態での、接合すべき一方の構築部材２における接合面2a近傍部分には、接合面2aに開口している曲がりボルト収納用のボルトホール４と、このボルトホール４の軸線と同一線上となる軸線で形成された貫通孔5aを有すると共に、その貫通孔5aを貫通した曲がりボルト３の頭部3aが定着するボルト定着金物５とが設けられている。一方、接合すべき他方の構築部材２における接合面2a近傍部分には、接合面2a後方の締付け作業用ボルトボックス６へ連通していると共に、接合面2aに開口している曲がりボルト３用のボルト貫通孔７と、このボルト貫通孔７の開口周囲にその開口と同心円状とした芯出し用嵌合凸部８を接合面2aに形成している凸部形成用金具９とが設けられている。
【００１６】
この実施形態でのボルト定着金物５は、凸部形成用金具９の芯出し用嵌合凸部８が嵌合する芯出し用嵌合凹部10が貫通孔5aの周囲に同心円状として形成されており、接合面2aと同一面となるように露出している一面と、構築部材２内への固定用であるアンカー部材11が設けられており、構築部材２内に位置している他面とを有する板体状に形成されている。そして、この板体状の中央部において、一面と他面とに連通している貫通孔5aが形成されている。また、この芯出し用嵌合凹部10と芯出し用嵌合凸部８との嵌合時には、その各軸線が同一線上となるように構成されている。
【００１７】
この実施形態での凸部形成用金具９は、他方の構築部材２におけるボルト貫通孔７の軸線と同一線上となる軸線で形成された貫通孔12ａを有しており、他方の構築部材２における接合面2aへ嵌め込まれている凸部形成用リング12で構成されている。
【００１８】
このような構成からなるこの発明の接合構造１を用いて、接合すべき両構築部材２を接合するには、次に述べるようにして行う。
【００１９】
先ず、図２に示すように、状態である接合すべき一方の構築部材２の接合面2aと、ボルト貫通孔７を有する接合すべき他方の構築部材２の接合面2aとを当面させる。この時に、芯出し用嵌合凹部10と芯出し用嵌合凸部８とを嵌合させることにより、芯出し用嵌合凹部10と芯出し用嵌合凸部８との各軸線が同一線上となるので、芯出し用嵌合凹部10と同一軸線上に形成されている貫通孔5aおよびボルトホール４と、芯出し用嵌合凸部８と同心円であるボルト貫通孔７の開口、即ち、芯出し用嵌合凸部８と同一軸線上に形成されているボルト貫通孔７とが、それぞれ同一軸線上に位置することとなる。
【００２０】
これらのことから、両構築部材２の当接面2aを当面させて芯出し用嵌合凹部10と芯出し用嵌合凸部８とを嵌合させることにより、一方の構築部材２のボルトホール４と他方の構築部材２のボルト貫通孔７とが、自動的に、同一軸線上に形成されている状態となるため、曲がりボルト３の締付け位置へのセット作業が容易に行えるようになる。
【００２１】
次に、図２に示すように、ボルトホール４内に曲がりボルト３を挿入すると共に、図１に示すように、ボルトホール４内の曲がりボルト３をボルト貫通孔７内へ移動させて、曲がりボルト３の頭部3aをボルト定着金物５の他面に当接させると共に、曲がりボルト３の先端部3bを締付け作業用ボルトボックス６内へ突出させる。
【００２２】
次に、締付け作業用ボルトボックス６を利用して、その締付け作業用ボルトボックス６内へ突出した曲がりボルト３の先端部3bにナット14を螺合する。このことから、曲がりボルト３の頭部3aと、曲がりボルト３の先端部3bに螺合したナット14とによって、ボルト定着金物５と締付け作業用ボルトボックス６の締付け面6aとを締付けることになる。そして、ボルト定着金物５がアンカー部材11によって一方の構築部材２に固定されていることと、締付け作業用ボルトボックス６が他方の構築部材２に形成されていることとから、曲がりボルト３によって両構築部材２が締付けられ接合されることとなる。
【００２３】
なお、この両構築部材２の接合完了時には、図１に示すように、ボルトホール４に蓋部材13を取付ける。
【００２４】
このように、この発明の接合構造１によれば、一方の構築部材２における接合面2aと他方の構築部材２における締付け作業用ボルトボックス６との間に配設することにより、従来構造（図５参照）のように両構築部材２の締付け作業用ボルトボックス６間に配設されていた曲がりボルト３を短くして、ナット14での締付けによる曲がりボルト３の変形量を少なくすると共に、ナット14での締付けによって発生する締結力の接合面2a部分でロスを少ないものにすることができる。そして、このことから、曲がりボルト３を用いての両構築部材２の接合状態を安定したものにすることができる。この曲がりボルト３を短くしてナット14締付け時での曲がりボルト３の変形量を少なくすることは、ボルト貫通孔７直下のコンクリート部分（コンクリートのあご部）を損傷させてしまうようなことも防ぐことができる。
【００２５】
また、接合すべき一方の構築部材２の接合面2aと接合すべき他方の構築部材２の接合面2aとに、それぞれ芯出し用嵌合凹部10と芯出し用嵌合凸部８とがそれぞれ設けられている。そして、このことから、一方の構築部材２における曲がりボルト３を収納しているボルトホール４と他方の構築部材２におけるボルト貫通孔７との軸線が、両構築部材２の接合面2aを当面させるだけで自動的に一致させることができる。そのため、両構築部材２における接合面2a近傍部分への曲がりボルト３のセット作業を簡単に行うことができる。
【００２６】
さらに、ボルトホール４とボルト貫通孔７との軸線の一致を自動的に行えるようにする芯出し用嵌合凹部10と芯出し用嵌合凸部８とを、ボルト定着金物５と凸部形成用金具９とによって、接合すべき両構築部材２の接合面2aに簡単に形成することができる。
【００２７】
なお、一方の構築部材２における接合面2a近傍部分に設けたボルトホール４には、予め、両構築部材２を締付けて接合する曲がりボルト３を収納しておくことができる。そのため、両構築部材２の接合時において、曲がりボルト３を両構築部材２の接合面2a近傍部分へセットする作業を容易に行うことができる。
【００２８】
図３および図４はこの発明の別形態を示すものであり、ここでは凸部形成用金具９を、芯出し用嵌合凸部８形成用の凸部形成部15と、内部にボルト貫通孔７を有する本体部16とから構成している。詳述すると、凸部形成用金具９は、他方の構築部材２における接合面2aから構築部材２外へ突出して芯出し用嵌合凸部８を形成している凸部形成部15と、接合面2aから締付け作業用ボルトボックス６の間に設けられており、内部にボルト貫通孔７が形成されている本体部16とから構成されている。なお、この実施形態での凸部形成用金具９における本体部16は、ボルト貫通孔７と同じ曲率の軸線を有する筒体に形成されており、その両端に補強用鍔部16ａが設けられていると共に、この両鍔部16ａの間に二個のアンカー部16ｂが設けられている。そして、このような構成にすると、他方の構築部材２におけるボルト貫通孔７の部分を強固に補強することができ、曲がりボルト３での両構築部材２の接合をより強固に行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明の接合構造によれば、一方の構築部材における接合面と他方の構築部材における締付け作業用ボルトボックスとの間に配設することにより、従来構造で両構築部材の両締付け作業用ボルトボックス間に配設されていた曲がりボルトを短くして、ナットでの締付けによる曲がりボルトの変形量を少なくすることにより、ナットでの締付けによって発生する締結力の接合面部分でのロスを少ないものしている。そのため、曲がりボルトを用いての両構築部材の接合状態を安定したものにすることができる。
【００３０】
また、接合すべき一方の構築部材の接合面には芯出し用嵌合凹部が、接合すべき他方の構築部材の接合面には芯出し用嵌合凸部がそれぞれ設けられているので、一方の構築部材における曲がりボルトを収納しているボルトホールと他方の構築部材におけるボルト貫通孔との軸線が、両構築部材の接合面を当面させるだけで自動的に一致させることができる。そのため、このことからも、曲がりボルトを両構築部材の接合面近傍部分へセットする作業を容易に行うことができる。
【００３１】
さらに、ボルトホールとボルト貫通孔との軸線の一致を自動的に行うための芯出し用嵌合凹部と芯出し用嵌合凸部とを、ボルト定着金物と凸部形成用金具とによって、接合すべき両構築部材の接合面に簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の接合構造であり、曲がりボルトによって締付けて両構築部材を接合した状態を示す概略断面図である。
【図２】この発明の接合構造であり、曲がりボルトを締付け位置へセットする前の状態を示す概略断面図である。
【図３】この発明の接合構造の別形態を示すものであり、曲がりボルトによって締付けて両構築部材を接合した状態を示す概略断面図である。
【図４】この発明の接合構造の別形態を示すものであり、曲がりボルトを締付け位置へセットする前の状態を示す概略断面図である。
【図５】従来の接合構造であり、曲がりボルトによって締付けて両構築部材の接合した状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…接合構造、２…構築部材、2a…接合面、３…曲がりボルト、3a…頭部、3b…先端部、４…ボルトホール、５…ボルト定着金物、5a…貫通孔、６…締付け作業用ボルトボックス、6a…締付け面、７…ボルト貫通孔、８…芯出し用嵌合凸部、９…凸部形成用金具、10…芯出し用嵌合凹部、11…アンカー部材、12…凸部形成用リング、12ａ…貫通孔、13…蓋部材、14…ナット、15…凸部形成部、16…本体部、16ａ…補強用鍔部、16ｂ…アンカー部。

Claims (4)

1. 接合すべき両構築部材の接合面を当面させると共に、この両構築部材の接合面近傍部分を曲がりボルトで締付けることで、前記両構築部材を接合してなる接合構造であり、
   前記一方の構築部材における接合面近傍部分には、少なくとも前記曲がりボルトの頭部よりも大きい径で接合面に開口している前記曲がりボルト用のボルトホールと、このボルトホールの軸線と同一線上となる軸線で形成されたボルト貫通孔を有すると共に、前記接合面に露出して取付けられているボルト定着金物とが設けられており、
   前記他方の構築部材における接合面近傍部分には、接合面後方の締付け作業用ボルトボックスへ連通していると共に、接合面に開口している前記曲がりボルト用のボルト貫通孔が設けられており、
   前記曲がりボルトは、その頭部が前記一方の構築部材におけるボルト定着金物に定着していると共に、前記他方の構築部材におけるボルト貫通孔を貫通した先端部に締付け用ナットが螺合している状態で配設することで、前記両構築部材を締付けるように構成されていることを特徴とする曲がりボルトを用いた構築部材の接合構造。
2. 前記他方の構築部材における接合面には、前記ボルト貫通孔の開口周囲にその開口と同心円状とした芯出し用嵌合凸部を形成している凸部形成用金具が設けられており、
   前記ボルト定着金物は、その一面が前記一方の構築部材における接合面と同一面となるように露出して設けられていると共に、その露出面には、前記貫通孔の周囲に同心円状として形成され、前記凸部形成用金具の芯出し用嵌合凸部が嵌合する芯出し用嵌合凹部が設けられており、
   前記芯出し用嵌合凹部と芯出し用嵌合凸部との嵌合時には、その各軸線が同一線上となることを特徴とする請求孔１記載の曲がりボルトを用いた構築部材の接合構造。
3. 前記凸部形成用金具は、前記他方の構築部材におけるボルト貫通孔の軸線と同一線上となる軸線で形成された貫通孔を有しており、他方の構築部材における接合面へ嵌め込まれている凸部形成用リングで構成されていることを特徴とする請求項２記載の曲がりボルトを用いた構築部材の接合構造。
4. 前記凸部形成用金具は、前記他方の構築部材における接合面から構築部材外へ突出して前記芯出し用嵌合凸部を形成している凸部形成部と、接合面から前記締付け作業用ボルトボックスの間に設けられており、内部に前記ボルト貫通孔が形成されている本体部とから構成されていることを特徴とする請求項２記載の曲がりボルトを用いた構築部材の接合構造。

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