JP4661334B2

JP4661334B2 - ボルト接合構造

Info

Publication number: JP4661334B2
Application number: JP2005136100A
Authority: JP
Inventors: 博藤村; 正哉瀧; 敏之福元; 達宮坂
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2025-05-09
Also published as: JP2006312839A

Description

本発明は、部材と部材とをボルトとナットを用いて接合するボルト接合構造に関するものであり、特に建築鉄骨において閉鎖断面の内側にナットまたはナットと金物を仮固定しておき、外側からボルト接合する場合に有効に適用される。

角形鋼管などの閉鎖断面部材をボルト接合しようとする場合、ナットを閉鎖断面部材の内部に仮固定しておき、閉鎖断面部材に外側からボルトをセットした後、ボルトを回転させることにより、ボルトの締め付けを行えるトルシア形高力ボルトが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなボルト接合の場合、ナットを仮固定するのに、鋼板等を折り曲げて作成したナットホルダーを鋼板に溶接するなどして仮固定を行っていた。図４に示すのは、角形鋼管柱の柱継手の場合であり、上下の鋼管柱５０間の内部に添板５１を配置し、鋼管柱５０と添板５１をボルト５２とナット５３で接合する際、予め添板５１にナット５３の回転を拘束する断面コ字状のナットホルダー５４を溶接で固定している。ナット５３の二面をナットホルダー５４の両側板で拘束し、この両側板をナット部分を除いた断続的な溶接により固定していた。

図５に示すのは、角形鋼管柱とＨ形鋼梁の柱梁接合部の場合であり、鋼管柱６０にスプリットティー６１やエンドプレート６２をボルト６３とナット６４で接合する際、予め鋼管柱６０の内面にナット６４の二面を拘束する係止め突起６５を溶接等で取付けている。また、鋼管柱のコーナー金物も同時に仮固定する場合は、図６に示すように、鋼管柱６０の内面にコーナー金物７０を溶接等で固定していた。
特開２００２−１８１０１８号公報

従来のナットホルダーを用いる場合、ナットホルダーを固定する溶接がショートビードになるため、構造上問題がある。また、ナットホルダーにナットをセットする作業が非常に煩雑である。さらに、衝撃で取れる可能性がある。係止め突起やコーナー金物等の固定も溶接作業等に時間がかかる、衝撃で取れる可能性がある、などの問題がある。

本発明は、建築鉄骨において閉鎖断面の内側にナットまたはナットと金物を仮固定しておき、外側からボルト接合する場合に有効に適用されるものであり、従来のナットホルダーや溶接作業等を不要とし、ナットや金物等を簡単な作業で、かつ、十分な強度で仮固定することができるボルト接合構造及びボルト接合装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、内側にコーナー金物が仮固定される角形鋼管と前記角形鋼管の外表面に接合される部材とをボルトとナットを用いて接合するボルト接合構造であり、重ね合わせた前記コーナー金物のボルト孔および該コーナー金物のボルト孔より大きな径を有する角形鋼管のボルト孔に管状の仮固定部材を挿通し、この仮固定部材の後端部に形成した係止フランジを前記角形鋼管のボルト孔内で前記コーナー金物のボルト孔外周に係止して取付けると共に、前記コーナー金物の内表面から突出する仮固定部材の先端部にナットを取付けることにより、前記コーナー金物の内表面にナットを仮固定し、前記角形鋼管の外表面に接合される部材を前記角形鋼管の外表面に添接し、ボルトを前記角形鋼管の外表面に接合される部材のボルト孔から前記仮固定部材内に挿入し、該ボルトの先端部を前記ナットにねじ込んで、前記コーナー金物および角形鋼管と該角形鋼管の外表面に接合される部材を締結して構成されていることを特徴とするボルト接合構造である。

本発明は、例えば、角形鋼管柱等の柱梁接合部の内面にナットとコーナー金物を仮固定する場合に適用されるものである。例えば、図１に示すように、予め一方の部材Ａの添板（柱継手）や柱側板または金物（柱梁接合部）の内面に管状の仮固定部材でナットを仮固定しておき、他方の部材Ｂの柱（柱継手）や梁の接合金物（柱梁接合部）をセットし、ボルトを外側から管状の仮固定部材に挿入し、先端をナットにねじ込んで、部材Ａと部材Ｂとをボルト・ナットで接合する構造を、コーナー金物を仮固定する場合に応用したものである。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に係るボルト接合構造において、前記仮固定部材の後端部に形成した係止フランジの外径が、前記コーナー金物のボルト孔の内径より大きく、前記角形鋼管のボルト孔の内径より小さく、かつ該係止フランジの肉厚が前記角形鋼管のボルト孔を塞ぐ肉厚であることを特徴とするものである。

本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。
（1）管状の仮固定部材によりナットを機械的に仮固定するため、従来のナットホルダーや溶接作業等が不要となり、簡単な作業でナットを仮固定することができる。構造上問題のあるショートビードでの溶接がなくなり、ナットのセットや溶接作業等の煩雑な作業がなくなるため、信頼性の向上、作業の迅速化、コストの低減等が図られる。
（2）金物も同時に仮固定する場合も、簡単な作業で、かつ、十分な強度で仮固定することができる。

以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。図１は、対比されるボルト接合構造の一例を示す断面図である。図２は、対比されるボルト接合装置の仮固定部材を示す斜視図である。図３は、本発明のボルト接合構造の一例を示す断面図である。

図１は、１枚または２枚の部材Ａに部材Ｂを重ね合せてボルト接合する場合であり、部材Ａが例えば角形鋼管等の閉鎖断面柱または閉鎖断面柱・コーナー金物などであり、梁の接合金物のスプリットティーやエンドプレート等の部材Ｂの側からボルトをセットして締め付ける場合である。このような接合部において、本発明では、ボルト１と、ボルト１の先端部がねじ込まれるナット２と、ボルト１が挿通される管状の仮固定部材３を用い、予め部材Ａの内側に管状の仮固定部材３によりナット２を仮固定しておき、部材Ｂをセットした後、ボルト１とナット２・座金４で部材Ａと部材Ｂを締結する。

ボルト１は、特別なボルトではなく、接合に用いられる種々のボルトを使用できる。管状の仮固定部材３は、鋼管等を用い、例えば、図２（ａ）に示すように、一端部に係止フランジ３０を一体加工等により形成し、他端部に雄ねじ３１を形成したもの、あるいは、図２（ｂ）に示すように、両端部に係止フランジ３２、３３を形成し、かつ、軸方向に平行なスリット３４を軸方向全体にわたって形成したばね状のものを用いることができる。

雄ねじ付きの仮固定部材３を用いる場合には、ナット２は、図１（ａ）に示すように、ボルト１の先端の雄ねじがねじ込まれる雌ねじ孔２０の他に雄ねじ３１がねじ込まれる大径の雌ねじ孔２１を座面側に設けた２段ねじのナットを用いる。ナット２を仮固定する部材Ａには、仮固定部材３を挿通できる径のボルト孔５を形成しておき、このボルト孔５に仮固定部材３を挿入し、先端の雄ねじ３１を１段目の雌ねじ孔２１にねじ込めば、係止フランジ３０が部材Ａの外面に係止めされ、係止フランジ３０とねじ２１・３１とにより、ナット２が機械的に十分な強度で仮固定される。

スリット付きの仮固定部材３を用いる場合には、ナット２は、図１（ｃ）に示すように、雌ねじ孔２０の座面側に、仮固定部材３の先端部が挿入される挿入孔２２と、先端側の係止フランジ３３が嵌合する嵌合孔２３を形成したナットを用いる。スリット３４の間隔を狭めて径を細くした状態の仮固定部材３をボルト孔５に挿入し、先端側の係止フランジ３３を嵌合孔２３の位置に配置し、ばね作用により嵌合孔２３に嵌着させれば、両端の係止フランジ３２・３３により、ナット２が機械的に十分な強度で仮固定される。

予め部材Ａには仮固定部材３でナット２を仮固定しておき、部材Ｂを部材Ａのナット２とは反対側の外面にセットし、ボルト１を部材Ｂのボルト孔６から管状の仮固定部材３の内部を通して、先端をナット２の雌ねじ孔２０にねじ込み、締め付けることで、部材Ａと部材Ｂの緊結が完了する。

仮固定部材３の係止フランジ３０または３２の部分は、図１（ａ）に示すように、部材Ａと部材Ｂとの間にフィラープレート７を挿入するか、あるいは図１（ｂ）に示すように、部材Ａの外面におけるボルト孔５の周囲に切欠き８を設け、ボルト１の締め付けに支障をきたさないようにする。

また、本発明の実施例である図３に示すように、角形鋼管Ａ１のコーナー金物Ａ２の仮固定に用いる場合は、切欠きではなく、角形鋼管Ａ１の側板のボルト孔５を利用することができる。この場合、係止フランジ３０（あるいは３２）は、ボルト孔５を塞ぐ肉厚なものとなる。

なお、柱継手の場合には、内側の部材Ａは添板（継手板）であり、外側の部材Ｂは角形鋼管等の側板である。

対比例のボルト接合構造の一例を示す断面図であり、（ａ）はねじ付き仮固定部材を用いた場合、（ｂ）は仮固定部材のフランジを配置するための切欠きを設けた場合、（ｃ）はスリット付き仮固定部材を用いた場合である。対比例のボルト接合装置の仮固定部材を示す斜視図であり、（ａ）はねじ付き仮固定部材の例、（ｂ）はスリット付き仮固定部材の例である。本発明のボルト接合構造の金物も同時に仮固定する例であり、（ａ）は部分断面の平面図、（ｂ）はその部分拡大断面図である。柱継手における従来のナットホルダーを示したものであり、（ａ）は柱の立面図、（ｂ）は水平断面図、（ｃ）はナットホルダーが設けられた添板の正面図である。柱梁接合部における従来のナットの仮固定を示したものであり、（ａ）は立面図、（ｂ）は水平断面図である。柱梁接合部における従来の金物も同時に仮固定する場合を示す水平断面図である。

Ａ…ナットを仮固定する部材
Ｂ…ボルト接合する部材
１…ボルト
２…ナット
３…管状の仮固定部材
４…座金
５…ボルト孔
６…ボルト孔
２０…雌ねじ孔
２１…雌ねじ孔
２２…挿入孔
２３…嵌合孔
３０…係止フランジ
３１…雄ねじ
３２…係止フランジ
３３…係止フランジ
３４…スリット

Claims

内側にコーナー金物が仮固定される角形鋼管と前記角形鋼管の外表面に接合される部材とをボルトとナットを用いて接合するボルト接合構造であり、
重ね合わせた前記コーナー金物のボルト孔および該コーナー金物のボルト孔より大きな径を有する角形鋼管のボルト孔に管状の仮固定部材を挿通し、この仮固定部材の後端部に形成した係止フランジを前記角形鋼管のボルト孔内で前記コーナー金物のボルト孔外周に係止して取付けると共に、前記コーナー金物の内表面から突出する仮固定部材の先端部にナットを取付けることにより、前記コーナー金物の内表面にナットを仮固定し、前記角形鋼管の外表面に接合される部材を前記角形鋼管の外表面に添接し、ボルトを前記角形鋼管の外表面に接合される部材のボルト孔から前記仮固定部材内に挿入し、該ボルトの先端部を前記ナットにねじ込んで、前記コーナー金物および角形鋼管と該角形鋼管の外表面に接合される部材を締結して構成されていることを特徴とするボルト接合構造。
前記仮固定部材の後端部に形成した係止フランジの外径が、前記コーナー金物のボルト孔の内径より大きく、前記角形鋼管のボルト孔の内径より小さく、かつ該係止フランジの肉厚が前記角形鋼管のボルト孔を塞ぐ肉厚であることを特徴とする請求項１記載のボルト接合構造。