JP4847646B2

JP4847646B2 - Bolt fastening structure

Info

Publication number: JP4847646B2
Application number: JP2001183343A
Authority: JP
Inventors: 隆司井上
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: JP2002372021A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、柱と梁の接合などに用いられるボルト締結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０（ａ）に示すように、柱５１と梁のエンドプレート５２を引っ張りボルト形式で摩擦接合する構造においては、多数のボルト５３が使用される。このボルト５３としては、一般にハイテンションボルト（ＨＴＢ）が使われる。図１１（ａ）は一組のボルト６３・ナット６４によって被接合部材６１・６２を接合して成る構造を示し、同図（ｂ）にはボルト６３の伸び（ｍｍ）−軸力（Ｎ）グラフの概形を示している。前記ボルト６３に引っ張り力が加わると、比例限度(弾性限度)までは直線的軌跡を描き、その後は降伏点を経て最大荷重（極限強さ）に至り、更に荷重が加わると伸びが著しく増加し、破断に至る。このボルト６３が最大荷重及びこれに近い荷重を発揮する伸び区間（ΔＬｍ，ΔＬｏ）は小さい。すなわち、エネルギー吸収量はあまり大きくない。この傾向はハイテンションボルトにおいて顕著に現れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記図１０（ａ）に示した柱・梁接合構造では、大地震による強大な力を接合部に受けたとき、同図（ｂ）に示すように、柱５１の接合面が面外変形を起こす等の理由により、何本かのボルト５３が遊びのある状態（他のボルトに比べて十分に耐力を発揮できない状態）となる。特に、図に示すごとく変形が起きた場合、中央側のボルト５３に遊びが生じた状態で端側のボルト５３が先に伸ばされることになり、端側のボルト５３の伸び能力が小さいと、中央側のボルト５３が効き始める前に端側のボルト５３が先行して破断する。このような状態になると、全てのボルト５３が均等に荷重を受け止める状態を確保できず、ボルト本数分の耐力を当該接合部において期待することができなくなる。
【０００４】
この発明は、上記の事情に鑑み、伸び能力を確保することで遊びを生じるボルト締結箇所の発生等を防止することができるボルト締結構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるボルト締結構造は、上記の課題を解決するために、ハイテンションボルトを用いて締結するボルト締結構造において、前記ハイテンションボルトの導入張力以上、最大耐力以下で圧縮変形する降伏体を、前記ハイテンションボルトに外嵌させて荷重を受けるように締結して成ることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成であれば、例えば二つの被接合部材同士が離間しようとするときの力（ハイテンションボルトに対する引っ張り）によって前記降伏体が圧縮変形する分、ボルト締結構造全体としてハイテンションボルト自体の伸びに加えて更なる伸びが得られたことになる。この伸びは、前記ハイテンションボルトの導入張力以上、最大耐力以下で得られるから、ボルト締結構造として求められる剛性が確保されるべき段階では伸びは生じず、終局的な耐力時に所定の軸力を保持したまま伸びを生じることになる。
【０００７】
また、この発明のボルト締結構造は、ボルトを用いて締結するボルト締結構造において、前記ボルトの比例限度近傍以上、最大耐力以下で圧縮変形する降伏体を、前記ボルトに外嵌させて荷重を受けるように締結して成ることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成であれば、例えば二つの被接合部材同士が離間しようとするときの力（ボルトに対する引っ張り）によって前記降伏体が圧縮変形する分、ボルト締結構造全体としてボルト自体の伸びに加えて更なる伸びが得られたことになる。この伸びは、前記ボルトの比例限度近傍以上、最大耐力以下で得られるから、ボルト締結構造として求められる剛性が確保されるべき段階では伸びは生じず、終局的な耐力時に所定の軸力を保持したまま伸びを生じることになる。
【０００９】
かかるボルト締結構造において、梁の端部に設けられたエンドプレートが柱の側面に接合された構造としてもよい。また、ボルトとしてアンカーボルトを用い、柱脚のベースプレートが基礎に接合された構造としてもよい。また、ブレースと締め金具とを接合する構造であって、前記ブレースの端部にはボルトを有し、前記ボルトを締め金具に形成された穴に通し、前記ボルトにナットを螺着してブレースと締め金具とを接合する構造としてもよい。また、ケーブルと支柱とを接合する構造であって、前記ケーブルの端部にはボルトを有し、前記ボルトを支柱に形成した穴に通し、前記ボルトにナットを螺着してケーブルと支柱とを接合する構造としてもよい。
【００１０】
また、この発明のボルト締結構造は、ボルトを用いて締結するボルト締結構造において、前記ボルトの比例限度以下のその近傍で圧縮変形する降伏体を、前記ボルトに外嵌させて荷重を受けるように締結して成ることを特徴とする。これによれば、大地震等においても、ボルトの損傷を防止し、降伏体の交換で元の性能を取り戻すことができる。特に、かかる構成において、ブレースと締め金具とを接合する構造であって、前記ブレースの端部にはボルトを有し、前記ボルトを締め金具に形成された穴に通し、前記ボルトにナットを螺着してブレースと締め金具とを接合する構造とするのが良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態のボルト締結構造を図１乃至図９に基づいて説明していく。
【００１２】
図１は、この実施形態のボルト締結構造を示した断面図である。このボルト締結構造は、ハイテンションボルト３とナット４と第１，第２，第３座金５，６，７と降伏体８とを用いて被接合部材１，２を摩擦接合した構造である。この例では、被接合部材２とナット４との間に第２，第３座金６，７を配置し、この第２，第３座金６，７間において降伏体８をハイテンションボルト３に外嵌させてある。降伏体８は、この実施形態ではＡＩＳＩ（ＡｍｅｒｉｃａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅ）１０１８から成り、円筒形状を有している。なお、ＡＩＳＩ１０１８は、ワンサイドボルトにおける変形用筒体として利用されている。この降伏体８の内径はハイテンションボルト３の外径より大であり、外径はナット４の外形と同程度とされることにより、降伏体８の肉厚が概ね決まることになる。降伏体８は被接合部材１とボルト頭部との間に設けることも可能であり、これは後述する他の構成例（頭部を有するボルトを用いる場合）においても同様である。
【００１３】
降伏体８は、ハイテンションボルト３の導入張力（被接合部材１，２を挟んだ状態でのハイテンションボルト３の締めつけによる張力）以上、最大耐力以下で圧縮変形を開始するものであり、その理想とされる変位−荷重特性の概形は、図２（ａ）に示すようである。そして、この変位−荷重特性を有する降伏体８を設けて成るボルト締結構造において、その変位−荷重は、図（ｂ）に示すごとくなる。すなわち、ハイテンションボルト３の破断前に降伏体８が圧縮変形を開始することによってボルト締結構造全体としてはハイテンションボルト３の最大耐力付近の耐力を維持したまま伸びを確保し、この状態を経てハイテンションボルト３の最大耐力に達することになる。
【００１４】
具体的な試験結果を図３に示す。図３のグラフＡは、図１のボルト締結構造において、ハイテンションボルト３としてＭ２０（Ｆ１０Ｔ）を用い、降伏体８として厚み（高さ）１０ｍｍのものを用いた場合の変位−荷重グラフであり、グラフＢは図１のボルト締結構造において、ハイテンションボルト３としてＭ２０（Ｆ１０Ｔ）を用い、降伏体８として厚み（高さ）１５ｍｍのものを用いた場合の変位−荷重グラフであり、グラフＣは、図１１（ａ）のボルト締結構造（降伏体無しの従来構造）において、ハイテンションボルト３としてＭ２０（Ｆ１０Ｔ）を用いた場合の変位−荷重グラフである。これらのグラフから分かるように、従来構造（グラフＣ）においては最大荷重及びこれに近い荷重を発揮する伸び区間が小さいのに対し、この実施例の構造は最大荷重及びこれに近い荷重を発揮する伸び区間が大きくなる。そして、降伏体８として厚み１０ｍｍのものを用いた構造では、伸び区間は厚み１５ｍｍの降伏体８を用いた場合よりも短いものの、最大荷重により近い位置で伸びを発揮しており、また、降伏体８として厚み１５ｍｍのものを用いた構造では、伸び区間における荷重は幾分低いものの、厚み１０ｍｍの降伏体８を用いた場合よりも伸び区間は長くなる。いずれにしても、降伏体８を備えるこの発明のボルト締結構造であれば、変位−荷重グラフにおける面積は大きくなり、エネルギー吸収量が大きい。
【００１５】
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、図１のボルト締結構造の適用例を示した図である。この図４に示す構造は、Ｈ型鋼から成る梁１１の端部にエンドプレート１２を溶接固定し、このエンドプレート１２を角柱１３に接合した構造である。角柱１３にはプラグナット１４…が埋め込まれており、このプラグナット１４…にハイテンションボルト３が螺着される。図４（ｂ）の例では、一つの接合部に１０本のボルトが用いられており、図４（ｃ）の例では、一つの接合部に１６本のボルトが用いられている。これら図４（ｂ）（ｃ）において、ハッチングを付してある箇所は降伏体８を有するボルト締結箇所（すなわち、この発明に係わる構造部）であり、非ハッチング箇所は降伏体８を有しない締結箇所である。図４（ｂ）（ｃ）のいずれにおいても、降伏体８を有するボルト締結箇所は、接合箇所の左右端部側に設けている。これは、図４（ｄ）に示すごとく、角柱１３において変形が想定されることから、降伏体８を有するボルト締結箇所を左右端部側としている。
【００１６】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）、及び図６（ａ）（ｂ）は、図１のボルト締結構造の適用例を示した図である。これらの図において、ハッチングを付してある箇所は降伏体８を有するボルト締結箇所であり、非ハッチング箇所は降伏体８を有しない締結箇所である。図５及び図６のいずれにおいても、降伏体８を有するボルト締結箇所は、想定変形に鑑み、エンドプレート１２における柱１３からの離間が大きく生じると考えられる上下端箇所としている。
【００１７】
図７（ａ）（ｂ）は、図１のボルト締結構造を柱脚２０の固定に適用した例を示した図である。基礎２２にはアンカーボルト２３が埋め込まれており、このアンカーボルト２３の先端ボルトが基礎２２上に突出している。座金２４・２５間に降伏体２６を設け、アンカーボルト２３の先端ボルトにナット４を締結している。降伏体２６としては、アンカーボルト２３の比例限度近傍以上、最大耐力以下で圧縮変形する性状を有するものを用いている。柱脚２０には、ピン柱脚や剛柱脚があるが、そのいずれにもこのボルト締結構造を用いることができる。ただし、ピン柱脚と剛柱脚とではその求められる特性が異なるので、降伏体２６もそれに合わせた性状のものを用いることとする。
【００１８】
図８（ａ）は、図１のボルト締結構造の適用例を示した図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のａ矢示部拡大図である。この適用例では、ブレース３１の先端ボルトは、締め金具（ターンバックル）３２に設けた穴（ねじ切りなし）３２ａに挿通され、この挿通先端部に降伏体３３を外嵌させてナット４を締結し、降伏体３３が荷重を受けるようにしている。なお、締め金具３２の反対側の穴はねじ切りされており、ブレース３１の先端ボルトが螺合される。降伏体３３としては、前記ブレース３１の比例限度近傍以上、最大耐力以下で圧縮変形する性状を有するものを用いた場合、ブレースのエネルギー吸収能力向上、塑性変形能力向上の効果があり、また降伏体３３として前記ブレース３１の比例限度以下のその近傍で圧縮変形する性状を有するものを用いた場合、大地震時の塑性変形を降伏体３３のみに集中させることができ、ブレースに損傷を与えず、大地震後に降伏体３３を取り替えることにより建物が元通りの耐震性能を取り戻すことができる。
【００１９】
図９は、図１のボルト締結構造の適用例を示したケーブル構造の図であり、図９（ａ）は側面図、図９（ｂ）は平面図、図９（ｃ）は図９（ａ）（ｂ）のｂ矢示部拡大図である。この適用例では、ケーブル４１の先端に固定されたボルト４２は、柱４３に設けた穴（ねじ切りなし）４３ａに挿通され、この挿通先端部に降伏体４４を外嵌させてナット４を締結し、降伏体４４が荷重を受けるようにしている。降伏体４４としては、前記ボルト４２の比例限度近傍以上、最大耐力以下で圧縮変形する性状を有するものを用いている。
【００２０】
なお、ボルトとして通常の六角頭付きボルトやアンカーボルト等を示したが、これら以外の例えばワンサイドボルト等を用いて降伏体付きのボルト締結構造を構成することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、降伏体が圧縮変形することによってボルト締結構造全体としてボルト自体の伸びに加えて更なる伸びが得られることになり、且つボルト締結構造として求められる剛性が確保されるべき段階では伸びは生じず、終局的な耐力時に所定の軸力を保持したまま伸びを生じることになる。これにより、エネルギー吸収量が増え、また、遊びがあるボルト締結箇所の発生が防止されることにより、接合部の耐震能力等の向上が図れる。また、接合部での塑性変形能力が向上し、脆性破壊防止の効果がある。特にピン柱脚のアンカーボルトは大きな塑性変形能力が期待されており、ここに利用した場合、柱脚の脆性破壊防止の効果がある。また、ボルトの比例限度以下のその近傍で圧縮変形する降伏体を、前記ボルトに外嵌させて荷重を受けるように締結して成る構成であれば、大地震時の塑性変形を降伏体のみに集中させることができ、ボルト（ブレース）に損傷を与えず、大地震後に降伏体を取り替えることにより建物が元通りの耐震性能を取り戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態のボルト締結構造を示した断面図である。
【図２】この発明の実施形態を示す図であって、同図（ａ）は降伏体の特性を示したグラフであり、同図（ｂ）はボルト締結構造の全体特性を示したグラフである。
【図３】この発明の実施形態のボルト締結構造の特性（Ａ，Ｂ）及び従来のボルト締結構造の特性（Ｃ）を示したグラフである。
【図４】同図（ａ）乃至（ｄ）はこの発明のボルト締結構造の具体的適用例を示した図である。
【図５】同図（ａ）乃至（ｃ）はこの発明のボルト締結構造の具体的適用例を示した図である。
【図６】同図（ａ）及び（ｂ）はこの発明のボルト締結構造の具体的適用例を示した図である。
【図７】同図（ａ）及び（ｂ）はこの発明のボルト締結構造の具体的適用例を示した図である。
【図８】同図（ａ）及び（ｂ）はこの発明のボルト締結構造の具体的適用例を示した図である。
【図９】同図（ａ）乃至（ｃ）はこの発明のボルト締結構造の具体的適用例を示した図である。
【図１０】従来のボルト締結構造を示した図であって、同図（ａ）は面外変形前の状態を示し、同図（ｂ）は面外変形後の状態を示した図である。
【図１１】従来のボルト締結構造を示した図であって、同図（ａ）は締結構造の拡大断面図であり、同図（ｂ）はボルトの特性を示したグラフである。
【符号の説明】
１被接合部材
２被接合部材
３ハイテンションボルト
４ナット
８，２６，３３，４４降伏体[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a bolt fastening structure used for joining columns and beams.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 10A, a large number of bolts 53 are used in the structure in which the column 51 and the end plate 52 of the beam are friction-joined in the form of tension bolts. As this bolt 53, a high tension bolt (HTB) is generally used. FIG. 11A shows a structure in which the members to be joined 61 and 62 are joined by a set of bolts 63 and nuts 64. FIG. 11B shows the extension (mm) of the bolt 63-axial force (N). An outline of the graph is shown. When a tensile force is applied to the bolt 63, a linear trajectory is drawn up to the proportional limit (elastic limit), and then reaches the maximum load (extreme strength) through the yield point, and when the load is further applied, the elongation increases remarkably. Leading to breakage. The elongation section (ΔLm, ΔLo) where the bolt 63 exerts the maximum load and a load close thereto is small. That is, the energy absorption amount is not so large. This tendency is prominent in high tension bolts.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the column / beam joint structure shown in FIG. 10 (a), the joint surface of the pillar 51 undergoes out-of-plane deformation as shown in FIG. Due to reasons such as waking up, some of the bolts 53 are in a state of play (a state in which the proof stress cannot be sufficiently exerted compared to other bolts). In particular, when the deformation occurs as shown in the figure, the end-side bolt 53 is first stretched in a state where play is generated in the center-side bolt 53, and if the extension ability of the end-side bolt 53 is small, Before the center side bolt 53 starts to work, the end side bolt 53 breaks in advance. In such a state, it is impossible to ensure that all the bolts 53 receive the load evenly, and it is impossible to expect the proof stress for the number of bolts at the joint.
[0004]
An object of this invention is to provide the bolt fastening structure which can prevent generation | occurrence | production of the bolt fastening location which produces play by ensuring elongation capability in view of said situation.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the bolt fastening structure according to the present invention is a bolt fastening structure that is fastened using a high tension bolt. The high tension bolt is externally fitted and fastened so as to receive a load.
[0006]
With the above configuration, for example, the yielding body compresses and deforms due to the force (tension on the high tension bolt) when two members to be joined are separated from each other. In addition to this, further growth was obtained. Since this elongation is obtained at a value greater than the introduction tension of the high tension bolt and less than the maximum proof stress, no elongation occurs at the stage where the rigidity required for the bolt fastening structure should be secured, and a predetermined axial force is applied at the ultimate proof stress. Elongation will occur while holding.
[0007]
The bolt fastening structure according to the present invention is a bolt fastening structure in which a bolt is used to fasten a yielding body that compresses and deforms near the proportional limit of the bolt and below the maximum proof stress to receive a load. It is characterized by being fastened.
[0008]
With the above configuration, for example, the yield fastening body is compressed and deformed by the force (tensile against the bolt) when two members to be joined are separated from each other. That is, the elongation is obtained. Since this elongation can be obtained in the vicinity of the bolt's proportional limit and below the maximum yield strength, no elongation occurs at the stage where the rigidity required for the bolt fastening structure is to be secured, and a predetermined axial force is maintained at the ultimate strength. Will cause elongation.
[0009]
In such a bolt fastening structure, an end plate provided at the end of the beam may be joined to the side surface of the column. Moreover, it is good also as a structure where the anchor bolt was used as a volt | bolt and the base plate of the column base was joined to the foundation. Further, the brace and the fastener are joined to each other, and the brace has a bolt at an end portion thereof, the bolt is passed through a hole formed in the fastener, and a nut is screwed to the bolt to brace. It is good also as a structure which joins and a fastener. Further, the cable and the support are joined to each other, and the cable has a bolt at an end portion thereof, the bolt is passed through a hole formed in the support, and a nut is screwed to the bolt to connect the cable and the support. It is good also as a structure which joins.
[0010]
The bolt fastening structure according to the present invention is a bolt fastening structure in which a bolt is used to fasten a yielding body that compresses and deforms in the vicinity of the bolt below the proportional limit of the bolt so as to receive a load. It is characterized by being fastened. According to this, even in a large earthquake or the like, the bolt can be prevented from being damaged, and the original performance can be recovered by replacing the yielding body. In particular, in such a configuration, the brace and the fastener are joined together, the brace has a bolt at an end thereof, the bolt is passed through a hole formed in the fastener, and a nut is screwed into the bolt. It is preferable that the brace and the fastener are joined together.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A bolt fastening structure according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0012]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the bolt fastening structure of this embodiment. This bolt fastening structure is a structure in which the members 1 and 2 are friction-joined using the high tension bolt 3, the nut 4, the first, second and third washers 5, 6 and 7 and the yielding body 8. In this example, the second and third washers 6 and 7 are arranged between the member to be joined 2 and the nut 4, and the yielding body 8 is attached to the high tension bolt 3 between the second and third washers 6 and 7. It is fitted. In this embodiment, the yielding body 8 is composed of AISI (American Iron & Steal Institute) 1018 and has a cylindrical shape. The AISI 1018 is used as a deformable cylinder in the one-side bolt. The inner diameter of the yielding body 8 is larger than the outer diameter of the high tension bolt 3, and the outer diameter is approximately the same as the outer shape of the nut 4, so that the thickness of the yielding body 8 is generally determined. The yielding body 8 can also be provided between the member 1 to be joined and the bolt head, and this is the same in other configuration examples (when bolts having a head are used) to be described later.
[0013]
The yielding body 8 starts compressive deformation at a level higher than the introduction tension of the high tension bolt 3 (tension due to tightening of the high tension bolt 3 with the members 1 and 2 sandwiched) and below the maximum proof stress. An outline of the ideal displacement-load characteristic is as shown in FIG. And in the bolt fastening structure formed by providing the yielding body 8 having this displacement-load characteristic, the displacement-load is as shown in FIG. That is, the yielding body 8 starts compressive deformation before the high tension bolt 3 breaks, so that the bolt fastening structure as a whole secures the elongation while maintaining the proof stress in the vicinity of the maximum proof strength of the high tension bolt 3. The maximum strength of the high tension bolt 3 is reached.
[0014]
Specific test results are shown in FIG. Graph A in FIG. 3 is a displacement-load graph in the bolt fastening structure in FIG. 1 when M20 (F10T) is used as the high tension bolt 3 and a yielding body 8 having a thickness (height) of 10 mm is used. Graph B is a displacement-load graph when M20 (F10T) is used as the high tension bolt 3 in the bolt fastening structure of FIG. 1 and a yielding body 8 having a thickness (height) of 15 mm is used. These are the displacement-load graphs when M20 (F10T) is used as the high tension bolt 3 in the bolt fastening structure (conventional structure without a yielding body) of FIG. As can be seen from these graphs, in the conventional structure (graph C), the maximum load and the elongation section that exhibits a load close thereto are small, whereas the structure of this embodiment exhibits the maximum load and a load close thereto. The stretch section becomes larger. And, in the structure using 10 mm thick as the yielding body 8, the elongation section is shorter than when using the yielding body 8 having a thickness of 15 mm, but the elongation is exhibited at a position closer to the maximum load. In the structure using the body 8 having a thickness of 15 mm, the load in the extension section is somewhat lower, but the extension section is longer than in the case where the yield body 8 having a thickness of 10 mm is used. Anyway, if it is the bolt fastening structure of this invention provided with the yielding body 8, the area in a displacement-load graph will become large and energy absorption amount will be large.
[0015]
4A, 4B, 4C, and 4D are diagrams showing an application example of the bolt fastening structure of FIG. The structure shown in FIG. 4 is a structure in which an end plate 12 is welded and fixed to the end of a beam 11 made of H-shaped steel, and the end plate 12 is joined to a prism 13. Plug nuts 14 are embedded in the rectangular column 13, and the high tension bolt 3 is screwed into the plug nuts 14. In the example of FIG. 4B, 10 bolts are used for one joint, and in the example of FIG. 4C, 16 bolts are used for one joint. In FIGS. 4B and 4C, the hatched portions are bolt fastening portions having the yielding bodies 8 (that is, the structural portions according to the present invention), and the non-hatched portions do not have the yielding bodies 8. It is a fastening point. 4 (b) and 4 (c), the bolt fastening portion having the yielding body 8 is provided on the left and right end side of the joining portion. As shown in FIG. 4 (d), since deformation is assumed in the prism 13, the bolt fastening portion having the yielding body 8 is the left and right end side.
[0016]
FIGS. 5A, 5B, and 6C and FIGS. 6A and 6B are views showing application examples of the bolt fastening structure of FIG. In these drawings, the hatched portions are bolt fastening locations having the yielding body 8, and the non-hatched locations are fastening locations not having the yielding body 8. In any of FIGS. 5 and 6, the bolt fastening portion having the yielding body 8 is an upper and lower end portion considered to be largely separated from the column 13 in the end plate 12 in view of assumed deformation.
[0017]
FIGS. 7A and 7B are views showing an example in which the bolt fastening structure of FIG. 1 is applied to fixing of the column base 20. Anchor bolts 23 are embedded in the foundation 22, and the tip bolts of the anchor bolts 23 protrude on the foundation 22. A yielding body 26 is provided between the washers 24 and 25, and the nut 4 is fastened to the tip bolt of the anchor bolt 23. As the yielding body 26, a material having a property of being compressed and deformed in the vicinity of the proportional limit of the anchor bolt 23 and below the maximum proof stress is used. The column base 20 includes a pin column base and a rigid column base, and the bolt fastening structure can be used for any of them. However, since the required characteristics are different between the pin column base and the rigid column base, the yielding body 26 has a property corresponding to that.
[0018]
Fig.8 (a) is the figure which showed the example of application of the bolt fastening structure of FIG. 1, FIG.8 (b) is the a arrow enlarged view of FIG.8 (a). In this application example, the tip bolt of the brace 31 is inserted into a hole (not threaded) 32a provided in a fastener (turn buckle) 32, and a yielding body 33 is externally fitted to the insertion tip to fasten the nut 4. The yielding body 33 receives the load. In addition, the hole on the opposite side of the fastener 32 is threaded, and the tip bolt of the brace 31 is screwed together. As the yielding body 33, when the one having the property of compressively deforming near the proportional limit of the brace 31 and below the maximum proof stress is used, there is an effect of improving the energy absorption capacity of the brace and improving the plastic deformation capacity. 33, when the one having the property of compressively deforming in the vicinity thereof below the proportional limit of the brace 31 is used, the plastic deformation at the time of a large earthquake can be concentrated only on the yielding body 33, without damaging the brace, Replacing the surrender body 33 after a major earthquake can restore the original seismic performance of the building.
[0019]
9 is a diagram of a cable structure showing an application example of the bolt fastening structure of FIG. 1, FIG. 9 (a) is a side view, FIG. 9 (b) is a plan view, and FIG. 9 (c) is FIG. a) It is a b arrow enlarged view of (b). In this application example, the bolt 42 fixed to the tip of the cable 41 is inserted into a hole (without threading) 43a provided in the column 43, and a yielding body 44 is externally fitted to the insertion tip to fasten the nut 4. The yielding body 44 receives a load. As the yielding body 44, a material having a property of being compressed and deformed in the vicinity of the proportional limit of the bolt 42 and below the maximum yield strength is used.
[0020]
In addition, although the normal hexagon head bolt, anchor bolt, etc. were shown as a volt | bolt, the bolt fastening structure with a yielding body can be comprised using other than these, for example, a one side volt | bolt.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the yielding body compressively deforms, the bolt fastening structure as a whole can obtain further elongation in addition to the bolt itself, and the rigidity required for the bolt fastening structure. However, no elongation occurs at the stage where the above-mentioned is to be ensured, and the elongation occurs while maintaining a predetermined axial force at the ultimate strength. Thereby, energy absorption amount increases and generation | occurrence | production of the bolt fastening location with play is prevented, and the improvement of the seismic capability etc. of a junction part can be aimed at. Further, the plastic deformation ability at the joint is improved, and there is an effect of preventing brittle fracture. In particular, the anchor bolt of the pin column base is expected to have a large plastic deformation ability, and when used here, it has the effect of preventing brittle fracture of the column base. In addition, if it is configured to fasten a yielding body that compresses and deforms in the vicinity of the bolt below its proportional limit and fasten it to the bolt and receive a load, plastic deformation at the time of a large earthquake is applied only to the yielding body. It can be concentrated, and the building can regain its original seismic performance by replacing the yielding body after a major earthquake without damaging the bolts (braces).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a bolt fastening structure according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are diagrams showing an embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a graph showing characteristics of a yielding body, and FIG. 2B is a graph showing overall characteristics of a bolt fastening structure; is there.
FIG. 3 is a graph showing characteristics (A, B) of a bolt fastening structure according to an embodiment of the present invention and characteristics (C) of a conventional bolt fastening structure.
FIGS. 4A to 4D are views showing a specific application example of the bolt fastening structure of the present invention.
FIGS. 5A to 5C are views showing a specific application example of the bolt fastening structure of the present invention.
FIGS. 6A and 6B are views showing a specific application example of the bolt fastening structure of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are views showing a specific application example of the bolt fastening structure of the present invention.
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a specific application example of the bolt fastening structure of the present invention.
FIGS. 9A to 9C are views showing specific application examples of the bolt fastening structure of the present invention.
10A and 10B are diagrams showing a conventional bolt fastening structure, in which FIG. 10A shows a state before out-of-plane deformation, and FIG. 10B shows a state after out-of-plane deformation. .
11A and 11B are diagrams showing a conventional bolt fastening structure, in which FIG. 11A is an enlarged cross-sectional view of the fastening structure, and FIG. 11B is a graph showing characteristics of the bolt.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 To-be-joined member 2 To-be-joined member 3 High tension bolt 4 Nut 8, 26, 33, 44 Yield body

Claims

In a bolt fastening structure for fastening using a high tension bolt, a yielding body to be used for one high tension bolt is formed by forming one through hole that is compressed and deformed at a tension higher than the introduction tension of the high tension bolt and less than a maximum proof stress. A bolt fastening structure, wherein the bolt fastening structure is formed so as to be externally fitted to a bolt so as to receive a load.

In a bolt fastening structure that is fastened using a bolt, a load is formed by externally fitting a yielding body used for one bolt with one through-hole that is compressed and deformed near the bolt's proportional limit and below the maximum proof stress. A bolt fastening structure characterized by being fastened so as to receive.

The bolt fastening structure according to claim 1 or 2, wherein an end plate provided at an end portion of the beam is joined to a side surface of the column.

3. The bolt fastening structure according to claim 2, wherein an anchor bolt is used as a bolt and a base plate of a column base is joined to a foundation.

The bolt fastening structure according to claim 2, wherein a brace and a fastener are joined together, and a bolt is provided at an end of the brace, and the bolt is passed through a hole formed in the fastener. A bolt fastening structure in which a nut is screwed onto a bolt to join a brace and a fastener.

3. The bolt fastening structure according to claim 2, wherein a cable and a support are joined to each other, wherein a bolt is provided at an end of the cable, the bolt is passed through a hole formed in the support, and the nut is passed through the bolt. A bolt fastening structure characterized in that a cable and a support are joined by screwing.

In a bolt fastening structure for fastening using a bolt, a through hole is formed that compressively deforms in the vicinity of the bolt below the proportional limit, and a yielding body used for one bolt is externally fitted to the bolt to receive a load. A bolt fastening structure characterized by being fastened as described above.

The bolt fastening structure according to claim 7, wherein a brace and a fastener are joined together, and a bolt is provided at an end of the brace, and the bolt is passed through a hole formed in the fastener. A bolt fastening structure in which a nut is screwed onto a bolt to join a brace and a fastener.