JP4053145B2 - High-strength bolt joint structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高力ボルト接合構造に関する。
【0002】
【関連する技術】
例えば、角形鋼管柱の側面部にH形鋼梁のエンドプレートを高力ボルト接合するような場合に、次のような接合手法を採用することが、極めて有効的な接合手法として考えられる。
【0003】
即ち、図6に示すように、角形鋼管柱51の側壁に、高力ボルト53よりも径大なネジ孔55を形成し、このネジ孔55に、外周をネジ部54bとしたナット材54を、角形鋼管柱51の外側から螺合してセットし、そして、高力ボルト53を、エンドプレート52のボルト通孔59を通じて、ナット材54の内周ネジ部54aに螺合し、締め付けて、ナット材54と角形鋼管柱51、及び、高力ボルト53とナット材54の各ねじ結合力によって、角形鋼管柱51とエンドプレート52とを高力ボルト接合する手法である。
【0004】
この接合手法によれば、ナット材54が角形鋼管柱51の側壁の肉内にセットされるため、角形鋼管柱51内部への高力ボルト53先端側の突出を小さく抑えることができる。
【0005】
しかも、高力ボルト53はナット材54と螺合されるため、高力ボルト53の締付けによってボルト53がナット材54からネジ抜けしてしまうというようなことが起こらないのはもとより、角形鋼管柱51のネジ孔55は高力ボルト53よりも径大であり、そのため、ネジ孔55の螺旋方向におけるネジ長さが長く確保され、それゆえ、ナット材54と角形鋼管柱51とのネジ結合部の耐力を大きく確保しえて、ナット材54についても、角形鋼管柱51に対しネジ抜けしにくいしっかりとした螺合状態を得られる。従って、角形鋼管柱51とエンドプレート52とを、ネジ抜けのないしっかりとした高力ボルト接合状態、即ちしっかりとした摩擦接合状態にすることができる。
【0006】
加えて、ナット材54は、角形鋼管柱51のネジ孔55に対し、角形鋼管柱51の外側からネジ孔55に螺入して取り付ければよいから、角形鋼管柱51内部への作業上の無理なアクセスを行う必要がない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の高力ボルト接合構造には、次のような点において改良の余地が残されている。即ち、高力ボルト53を締めていく過程で、ナット材54が角形鋼管柱51とエンドプレート52との摩擦接合面の側に浮き上がってしまうことがないよう、高力ボルト53は、ナット材54をネジ孔55に螺入させていく回転方向と同じ方向に回転させてナット材54に螺入される構造となっている。そのため、高力ボルト53を締めていく過程で、角形鋼管柱51にセットしたナット材54が、不本意な共回りを起こし、ネジ孔55の奥方、即ち、角形鋼管柱51の内方へと変位してしまって、ナット材54と角形鋼管柱51とのネジ結合部の耐力を低いものにしてしまうことがある。
【0008】
本発明は、上記の問題を解消し、高力ボルトを締めていく過程でのナット材の共回りを有効的に防止することができて、部材同士を強度的信頼性高く適正かつ強固に接合することができる高力ボルト接合構造を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、第1の部材に高力ボルトよりも径大なネジ孔が設けられ、
この第1の部材に、外周をネジ部としたナット材が、その外周ネジ部を前記ネジ孔に螺合させて取り付けられ、
高力ボルトが、第2の部材のボルト通孔を通じて、前記ナット材の内周ネジ部に螺合され、締め付けられて、ナット材と第1部材、及び、高力ボルトとナット材の各ねじ結合力によって、第1の部材と第2の部材とが高力ボルト接合されており、
前記ナット材は、第1の部材のネジ孔に対し、第1の部材と第2の部材との摩擦接合面のがわから螺入して取付け可能であり、高力ボルトは、ナット材と同じ方向に回転されてナット材に螺合されており、
ナット材は、その基端部に半径線方向外方への突出部を有し、この突出部を第1の部材のネジ孔の周縁部に当接させて、ネジ孔内方へのそれ以上の螺入を規制されるようになされていることを特徴とする高力ボルト接合構造によって解決される。
【0010】
即ち、この高力ボルト接合構造では、高力ボルトを回転させ、締め付けていく過程で、ナット材に共回りの回転力が作用しても、ナット材は、その基端突出部が第1の部材のネジ孔の周縁部に当接されてそれ以上の螺入を規制されているから、高力ボルトとともに共回りをするというようなことは起こらず、従って、ナット材が不本意に奥方に螺進してナット材と第1の部材とのネジ結合部の耐力を低くしてしまうというようなことを確実に防止でき、部材同士を強度的信頼性高く適正かつ強固に高力ボルト接合することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
本実施形態は、角形鋼管柱の周壁外面部に、H型鋼梁端部に備えられているエンドプレートを高力ボルト接合する場合の高力ボルト接合構造についてのもので、、図1及び図2において、1は第1の部材としての角形鋼管柱、2は第2の部材としてのエンドプレート、3はピンテール付きの高力ボルト、4はナット材としてのプラグナットである。
【0013】
角形鋼管柱1は、通常の軟鋼クラスの構造用鋼材によるもので、その側壁1aに、接合に用いる高力ボルト3よりも径大なネジ孔5が貫通状態に形成されている。
【0014】
プラグナット4は、高力ボルト3とのセットとして定められている硬度を有するものが用いられており、その軸芯部には、高力ボルト3を螺合させるネジ孔4aが形成されている。このプラグナット4は、断面外周形状が円形で、外周サイズは、角形鋼管柱1のネジ孔5のサイズに対応するものに設計され、外周部には、角形鋼管柱1のネジ孔5と螺合可能な雄ネジ4bが形成されている。このプラグナット4は、角形鋼管柱1のネジ孔5に対し、角形鋼管柱1とエンドプレート2との摩擦接合面のがわ、即ち、角形鋼管柱1の外側からネジ孔5に螺入して取付けを行える構成態様となされている。
【0015】
角形鋼管柱1の外側からのプラグナット4のねじ込み操作のため、プラグナット4の基端面には、ツール係合部4c,4cが備えられている。本実施形態では、プラグナット4の基端面に複数の回転操作用小穴4c,4cを偏心状態に備えさせ、これをツール係合部としており、図示しない回転工具の突起をこの小穴4c,4cに差し込み、回転工具を回転させることによって、プラグナット4が角形鋼管柱1の外側からネジ孔5に螺入されるようになされている。なお、ツール係合部は、ツールをプラグナット4に係合させ、ツールの操作でプラグナット4を回転させることができる態様のものであればよく、上記のような小穴4c,4cによるものの他、プラグナット4基端面を横切るマイナス字状の溝、あるいはプラス字状の溝など各種態様のものであってよい。
【0016】
そして、プラグナット4の基端部には、半径線方向外方に突出するフランジ部4dが、本発明における突出部として備えられており、このフランジ部4dが、角形鋼管柱1のネジ孔5へのプラグナット4の螺入過程で、ネジ孔5の周縁部に当接されることにより、プラグナット4が、ネジ孔5内方へのそれ以上の螺入を規制されるようになされている。そして、この当接状態において、プラグナット4の基端面が、角形鋼管柱1の外面、即ちエンドプレート2との摩擦接合面から外方に突出しないよう、ネジ孔5には、その外端部に、所定の深さの径大なフランジ受け凹所6が設けられ、このフランジ受け凹所6の環状底面にフランジ部4dを受けさせるようにしている。プラグナット4は、その基端面が角形鋼管柱1の外面と面一となるようにネジ孔5にセットされていてもよいが、角形鋼管柱1とエンドプレート2との摩擦接合を確実なものにするため、基端面が角形鋼管柱1の外面位置よりも、若干、ネジ孔5の内方に入り込んだ状態にセットされているのがよい。
【0017】
角形鋼管柱1とエンドプレート2との接合は、次のようにして行う。即ち、図3(イ)(ロ)に示すように、まず、プラグナット4を角形鋼管柱1の外側からネジ孔5に螺入していくことによって、プラグナット4を角形鋼管柱1にセットする。その際、プラグナット4は、そのフランジ部4dがフランジ受け凹所6の環状底面に当接されるところまで螺入する。これにより、プラグナット4の基端面は、角形鋼管柱1の外面と面一か、又は、角形鋼管柱1の外面位置よりも、若干、ネジ孔5の内方に入り込んだ状態となる。
【0018】
しかる後、高力ボルト3を、ワッシャー8に通し、エンドプレート2のボルト通孔9に通して、角形鋼管柱1のプラグナット4のネジ孔5に螺合させ、締めていく。この締付け過程において、プラグナット4には、高力ボルト3と共回りしようとする回転力が作用するが、プラグナット4は、そのフランジ部4dがネジ孔5のフランジ受け凹所6の環状底面に当接されていることにより、それ以上にネジ孔5の奥方に螺進されていくというようなことは起こず、プラグナット4はネジ孔5内に適正配置状態にセットされる。以上のようにして、エンドプレート2と角形鋼管柱1とが角形鋼管柱1の外側から、図1に示すように、適正に高力ボルト接合される。
【0019】
図4に示す変形例は、プラグナット4のフランジ部4dが周方向の所定の部位において切り欠かれており11,11、この切欠き部11,11によってフランジ受け凹所6の内周面との間に形成される空所において、溶接Wが施されている。こうすることにより、高力ボルト接合後に振動等によってプラグナット4が角形鋼管柱1の外側方向へと戻ろうとするのを防止することができる。しかも、切欠き部11,11によって形成される空所において溶接Wを行うものであるから、角形鋼管柱1の外面において、溶接のビードが外方に飛び出してしまうというような不都合を起こすこともない。なお、プラグナット4の戻り止め手段として、その他、上記の切欠き部11,11によって形成される空所内に接着剤を充填するようにしたり、あるいは、フランジ部4dを切り欠くことをせずに、プラグナット4と角形鋼管柱1との嵌合領域に接着剤を介在させて両者を接合するようにしてもよい。
【0020】
図5に示す変形例は、フランジ受け凹所6の形成方法に関するもので、ネジ孔5内にフランジ受け凹所はなく、それに代えて、角形鋼管柱1のネジ孔5よりも径大な孔12を有する補助プレート13を用い、この補助プレート13を、径大孔12がネジ孔5と同芯状態となるように、角形鋼管柱1の外面に、溶接W等により取り付けて、径大孔12をフランジ受け凹所としている。補助プレート13の径大孔12の深さ寸法は、フランジ部4dが径大孔12の外に突出しないよう、プラグナット4のフランジ部4dの厚さ寸法と同じ、又は、それよりも大きく設定されている。
【0021】
以上に本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲を各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、第1の部材として角形鋼管柱1を、第2の部材として梁のエンドプレート2を採用した場合について説明しているが、その他の各種部材同士のボルト接合に適用されてよい。また、上記の実施形態では、高力ボルトとして頭付き高力ボルトを採用した場合を示しているが、その他、高力全ネジボルトを用いて、これにナットを螺合させて締め付ける接合構造としてもよい。
【0022】
【発明の効果】
上述の次第で、本発明の高力ボルト接合は、上記のような構造を有するものであるから、高力ボルトを締めていく過程でのナット材の共回りを有効的に防止することができて、部材同士を強度的信頼性高く適正に接合することができる。もとより、ボルト先端側の突出を小さく抑えることができ、ネジ抜けのないしっかりとした接合状態を得ることができ、一方の側からしかアクセスできないような場合でも接合を行うことができる本来の作用効果を奏するものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態構造を示すもので、図(イ)は断面図、図(ロ)は要部拡大断面図である。
【図2】接合部を分離状態にして示す斜視図である。
【図3】図(イ)はプラグナット取付け前の状態を示す断面図、図(ロ)はプラグナット取付け後の状態を示す断面図である。
【図4】変形例を示すもので、図(イ)はプラグナットの斜視図、図(ロ)は接合状態の断面図である。
【図5】他の変形例を示すもので、図(イ)はプラグナットをセットした状態を示す断面図、図(ロ)は接合状態の断面図である。
【図6】関連技術を示すもので、図(イ)はプラグナットり取付け前の状態を示す断面図、図(ロ)は接合状態の断面図である。
【符号の説明】
1…角形鋼管柱(第1の部材)
2…エンドプレート(第2の部材)
3…高力ボルト
4…プラグナット(ナット材)
4b…ネジ部
4d…フランジ部
5…ネジ孔
9…ボルト通孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-strength bolt joint structure.
[0002]
[Related technologies]
For example, in the case where an end plate of an H-shaped steel beam is joined to a side surface portion of a square steel pipe column by high-strength bolts, adopting the following joining method is considered as an extremely effective joining method.
[0003]
That is, as shown in FIG. 6, a
[0004]
According to this joining method, since the
[0005]
In addition, since the high-
[0006]
In addition, the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the high-strength bolt joint structure described above still has room for improvement in the following points. That is, in the process of tightening the high-
[0008]
The present invention solves the above problems and can effectively prevent the nut material from co-rotating in the process of tightening the high-strength bolts, and joins the members together with high strength and reliability. It is an object of the present invention to provide a high-strength bolt joint structure that can be used.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is that the first member is provided with a screw hole having a diameter larger than that of the high-strength bolt,
A nut member having an outer periphery as a screw portion is attached to the first member by screwing the outer periphery screw portion into the screw hole,
The high-strength bolt is screwed into the inner peripheral thread portion of the nut member through the bolt through hole of the second member and tightened, and the nut member and the first member, and each screw of the high-strength bolt and nut member The first member and the second member are joined by a high-strength bolt by the binding force,
The nut member can be installed by screwing into the screw hole of the first member from the side of the friction joint surface between the first member and the second member, and the high strength bolt is the same as the nut member. Rotated in the direction and screwed into the nut material,
The nut member has a radially outward projecting portion at a base end portion thereof, and the projecting portion is brought into contact with the peripheral edge portion of the screw hole of the first member so as to extend further into the screw hole inward. This is solved by a high-strength bolt joint structure characterized in that the screw-in is restricted.
[0010]
That is, in this high-strength bolt joint structure, even if a rotating force acting on the nut material acts in the process of rotating and tightening the high-strength bolt, the nut material has a base end protruding portion that is the first one. Since it is abutted to the peripheral edge of the screw hole of the member and further screwing is restricted, it does not happen that it rotates together with the high-strength bolt, so the nut material is unintentionally behind It is possible to reliably prevent the screw joints between the nut member and the first member from lowering the yield strength by screwing, and to join the members with high-strength bolts appropriately and firmly with high strength and reliability. be able to.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
This embodiment relates to a high-strength bolt joint structure in the case where an end plate provided at the end of an H-shaped steel beam is joined to a peripheral wall outer surface of a square steel pipe column with a high-strength bolt. 1 is a square steel pipe column as a first member, 2 is an end plate as a second member, 3 is a high strength bolt with a pin tail, and 4 is a plug nut as a nut material.
[0013]
The square
[0014]
The
[0015]
[0016]
The base end of the
[0017]
The rectangular
[0018]
Thereafter, the high-
[0019]
In the modification shown in FIG. 4, the
[0020]
The modification shown in FIG. 5 relates to a method of forming the
[0021]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the square
[0022]
【The invention's effect】
Depending on the above, the high-strength bolt joint of the present invention has the above-described structure, and therefore can effectively prevent the nut material from co-rotating in the process of tightening the high-strength bolt. Thus, the members can be appropriately joined with high strength and reliability. Naturally, it is possible to suppress the protrusion on the bolt tip side to a small size, to obtain a firm joined state without screw removal, and to be able to join even when it can only be accessed from one side Needless to say, it is something that plays.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a structure of an embodiment, in which FIG. (A) is a sectional view and FIG.
FIG. 2 is a perspective view showing a joint portion in a separated state.
3A is a cross-sectional view showing a state before the plug nut is attached, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state after the plug nut is attached.
4A and 4B show a modification, in which FIG. 1A is a perspective view of a plug nut, and FIG.
FIGS. 5A and 5B show another modification, in which FIG. 1A is a cross-sectional view showing a state in which a plug nut is set, and FIG.
6A and 6B are diagrams showing a related technique, in which FIG. 1A is a cross-sectional view showing a state before a plug nut is attached, and FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Square steel pipe column (first member)
2. End plate (second member)
3 ...
4b ... Screw
Claims (1)
この第1の部材に、外周をネジ部としたナット材が、その外周ネジ部を前記ネジ孔に螺合させて取り付けられ、
高力ボルトが、第2の部材のボルト通孔を通じて、前記ナット材の内周ネジ部に螺合され、締め付けられて、ナット材と第1部材、及び、高力ボルトとナット材の各ねじ結合力によって、第1の部材と第2の部材とが高力ボルト接合されており、
前記ナット材は、第1の部材のネジ孔に対し、第1の部材と第2の部材との摩擦接合面のがわから螺入して取付け可能であり、高力ボルトは、ナット材と同じ方向に回転されてナット材に螺合されており、
ナット材は、その基端部に半径線方向外方への突出部を有し、この突出部を第1の部材のネジ孔の周縁部に当接させて、ネジ孔内方へのそれ以上の螺入を規制されるようになされていることを特徴とする高力ボルト接合構造。The first member is provided with a screw hole having a diameter larger than that of the high strength bolt,
A nut member having an outer periphery as a screw portion is attached to the first member by screwing the outer periphery screw portion into the screw hole,
The high-strength bolt is screwed into the inner peripheral thread portion of the nut member through the bolt through hole of the second member and tightened, and the nut member and the first member, and each screw of the high-strength bolt and nut member The first member and the second member are joined by a high-strength bolt by the binding force,
The nut member can be installed by screwing into the screw hole of the first member from the side of the friction joint surface between the first member and the second member, and the high strength bolt is the same as the nut member. Rotated in the direction and screwed into the nut material,
The nut member has a radially outward projecting portion at a base end portion thereof, and the projecting portion is brought into contact with the peripheral edge portion of the screw hole of the first member so as to extend further into the screw hole inward. A high-strength bolt joint structure characterized by being restricted from screwing in.
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