JPH07280149A - 鋼管のフランジ継手構造 - Google Patents

鋼管のフランジ継手構造

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JPH07280149A
JPH07280149A JP6097895A JP9789594A JPH07280149A JP H07280149 A JPH07280149 A JP H07280149A JP 6097895 A JP6097895 A JP 6097895A JP 9789594 A JP9789594 A JP 9789594A JP H07280149 A JPH07280149 A JP H07280149A
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JP
Japan
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bolt
flange
steel pipe
bolts
flange portions
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Pending
Application number
JP6097895A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Kikuchi
昌利 菊池
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Tomoe Corp
Original Assignee
Tomoe Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボルトに掛かるてこ反力をなくし、ボルトに
掛かる軸力を小さくして、ボルト本数を少くすること
で、フランジ部の小径化を図る。 【構成】 同心に対向する一対の鋼管11と12の端部
に各々フランジ部21と22を形成し、該両フランジ部
21と22における鋼管11と12との同心円上に各々
互いに対応するボルト孔31と32を形成し、かつ両フ
ランジ部21と22の対向面に各々外周部から少くとも
ボルト孔31と32の中心に到る幅を持った周方向に連
続する環状の凹み部2aを形成すると共に、対応する両
ボルト孔31と32にボルト4を挿通させ、該ボルト4
の挿通部にナット5を螺合して、両フランジ部21と2
2を挟持した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は鋼管のフランジ継手構
造に関し、特に鉄塔等鋼構造物の骨組に使用する鋼管の
フランジ継手構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、同心に対向する一対の鋼管をフラ
ンジ継手を介して接続する場合には、図5に示すよう
に、前記両鋼管11と12の端部に各々互いに対向する
フランジ部21と22を形成し、該両フランジ部21と
22における前記鋼管11と12との同心円上に各々互
いに対応するボルト孔31と32を所定ピッチで形成し
ている。そして、前記対応する両ボルト孔31と32に
ボルト4を挿通させると共に、該ボルト4の挿通部にナ
ット5を螺合して、前記両フランジ部21と22を挟持
している。
【0003】前記フランジ部21は鋼管11の対向端に
鍛造品等よりなる環状の円板を同心に溶接接合して形成
し、また前記フランジ部22は鋼管12の対向端に鍛造
品等よりなる環状の円板を同心に溶接接合して形成して
いる。
【0004】複数本の鋼管を上記のように接続して主柱
材を形成し、これに腹材や平面材等で鉄塔を構築してい
る場合に、鉄塔に架線荷重や風力等の外力を受けたとき
には、鋼管11と12に圧縮力又は引張力が軸力として
作用する。鋼管11と12に圧縮力が作用した場合に
は、鋼管11から鋼管12に両フランジ部21と22を
介して軸力が伝達されることから、問題は生じないが、
鋼管11と12に引張力が作用した場合には、力の釣り
合いを、図6(1)に示すように、ボルト4の中心、即
ちフランジ部21と22の挟持中心bを通る径方向線上
で考えると、フランジ部21と22の鋼管接合部cに、
前記軸力をボルト本数で割って求められる軸力Fが働
き、かつフランジ部21と22の外周部aに、フランジ
部21と22の挟持中心bを支点としたてこ反力xが働
き、この結果、ボルト4に前記軸力Fとてこ反力xを足
した大きさの軸力B(=F+x)が働くこととなる。図
6(2)はてこ反力xを0.3Fとしたときに得られる
曲げモーメント図である。
【0005】そこで、前記鋼管のフランジ継手構造の設
計は、フランジ部21と22の鋼管接合部cに軸力Fが
働いたとき、てこ反力xを考慮した1.3Fをボルト4
の許容応力度とすると共に、上記外力の作用時に図6
(3)に示すようにまずフランジ部21と22の挟持中
心bに塑性ヒンジが形成され、これが更に進むと鋼管接
合部cに塑性ヒンジが形成されて、フランジ部21と2
2が不安定構造となるものとして行うこととなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の鋼管のフランジ継手構造にあっては、ボルト4の許
容応力度をフランジ部21と22の鋼管接合部cに働く
軸力Fに、てこ反力xを加えた軸力(上記説明では1.
3F)とすることから、てこ反力を考えない場合に比
べ、1.3/1.0=1.3倍のボルト強度が必要とな
ることから、ボルト本数が10本の場合は12本、8本
の場合は10本というように、本数を増やす必要があっ
た。また、ボルト4の呼び径を大きくする必要がある場
合には、例えば呼び径M24のときの最小ボルト隣接ピ
ッチ60mm、呼び径M30のときの最小ボルト隣接ピ
ッチ65mm、呼び径M36のときの最小ボルト隣接ピ
ッチ75mmというように、ボルト呼び径が大きくなれ
ばそれに応じて図5(1)に示す最小ボルト隣接ピッチ
pを大きくしなければならない。また、フランジ部21
と22が有効に降伏機構を形成できるようにすることが
必要となる。このため、隣合うボルト孔31間と隣合う
ボルト孔32間に各々フランジ部21と22の有効断面
積を確保しなければならず、この点からも、最小ボルト
隣接ピッチpを大きくしなければならない。上記設計方
法に従って最小ボルト隣接ピッチpを大きくした場合に
は、ボルト4のピッチ円直径Cp が大きくなることとな
り、この結果、ボルト4の許容応力度をてこ反力xを考
えずにフランジ部21と22の鋼管接合部cに働く軸力
Fと等しくしたときに比べ、フランジ部21と22が大
径化することは避けられなかった。
【0007】この発明は上記課題を解決するためになし
たもので、その目的は、ボルトに掛かるてこ反力をなく
し、ボルトに掛かる軸力を小さくして、ボルト本数を少
くすることで、できるだけフランジ部の小径化を図るこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、同心に対向する一対の鋼管の端部に各
々フランジ部を形成し、該両フランジ部における前記鋼
管との同心円上に互いに対応する複数のボルト孔を形成
し、かつ前記両フランジ部の対向面に各々外周部から少
くとも前記ボルト孔の中心に到る幅を持った周方向に連
続する環状の凹み部を形成すると共に、前記対応する両
ボルト孔にボルトを挿通させ、該ボルトの挿通部にナッ
トを螺合して、前記両フランジ部を挟持したものであ
る。
【0009】
【作用】上記構成によれば、両フランジ部の対向面に各
々形成した環状の凹み部により前記両フランジ部の対向
面間を外周部から少くともボルト孔の中心まで離間さ
せ、接続した一対の鋼管に引張力が作用したときに、前
記両フランジ部の外周部に、フランジ部の挟持中心を支
点としたてこ反力を発生させない。このため、前記軸力
をボルト本数で割って求められる軸力がボルトに働くこ
ととなる。
【0010】また、前記環状の凹み部をフランジ部の周
方向に連続する環状のものに形成して、該フランジ部を
薄肉化すると共に、製作し易い単純な形状とする。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
【0012】図1(1)はこの発明の一実施例になる鋼
管のフランジ継手構造を示す平断面図、(2)は(1)
のA−A線に沿う断面図、図2(1)は図1に示す鋼管
のフランジ継手構造を説明するための荷重分布図、
(2)は同曲げモーメント図、図3は図1に示す鋼管の
フランジ継手構造によるフランジ部の小径化効果を示す
断面図、図4(1),(2),(3)はこの発明の相異
なる他の実施例になる鋼管のフランジ継手構造を示す断
面図である。
【0013】図1において11と12は同心に対向する
一対の鋼管であり、該鋼管11と12の端部には各々フ
ランジ部21と22が形成されている。これらのフラン
ジ部21は前記鋼管11の対向端に鍛造品等よりなる環
状の円板を同心に溶接接合して形成され、またフランジ
部22は前記鋼管12の対向端に鍛造品等よりなる環状
の円板を同心に溶接接合して形成されている。
【0014】前記フランジ部21における前記鋼管11
との同心円上にはボルト孔31が所定ピッチで形成さ
れ、また前記フランジ部22における前記鋼管12との
同心円上にはボルト孔32が前記ボルト孔31と同じ数
及び同じピッチで形成されていて、これらボルト孔31
と32が互いに対応して配置されている。
【0015】前記両フランジ部21と22の対向面には
各々周方向に連続する環状の凹み部を構成するテーパ面
2aが形成されていて、該テーパ面2aはフランジ部2
1と22の外周部から前記ボルト孔31と32の中心に
到る幅で形成されている。
【0016】前記対応する両ボルト孔31,32にはボ
ルト4が挿通され、該ボルト4の挿通部にはナット5が
螺合されて、前記両フランジ部21と22が挟持されて
いる。
【0017】上記構成において、両フランジ部21と2
2の対向面に各々形成したテーパ面2aによって前記両
フランジ部21と22の対向面間を外周部から少くとも
ボルト孔4の中心まで離間させている。このため、接続
した一対の鋼管11と12に引張力が作用したときに
は、前記両フランジ部21と22の外周部aに、フラン
ジ部21と22の挟持中心b(ボルト孔31と32の中
心)を支点としたてこ反力xが生じることはなく(x=
0)、この結果、前記軸力をボルト本数で割って求めら
れる軸力Fがボルト4に働くこととなる(ボルト4に働
く軸力B=F)。
【0018】この実施例によれば、上記のようにボルト
4の負担する軸力Bが従来より小さくて済むことから、
ボルト4の強度を従来より低くすることができることと
なる。この結果、ボルト4の本数を変えない場合には、
ボルト4の呼び径を小さくして最小ボルト隣接ピッチp
を小さくすることができ、また、ボルト4の呼び径を変
えない場合には、ボルト4の本数を少なくすることがで
きる。いずれの場合も、図3に示すように、ボルト孔3
1と32のピッチ円直径Cp が小さくなり、この結果、
フランジ部21と22の外周部aと鋼管接合部cとの間
の長さ寸法(即ちフランジ幅)をsとしたとき、フラン
ジ部21と22の挟持中心bと鋼管接合部cとの間の長
さ寸法を従来の0.66sから0.50sに短縮して、
フランジ部22と22の外径を従来の1.0sから0.
83sに小径化することができることとなる。
【0019】また、前記テーパ面2aをフランジ部21
と22の周方向に連続する環状のものに形成したことか
ら、これによって得られるフランジ部21と22の対向
面は単純な形状となり、この結果、フランジ部21と2
2を鍛造等により容易に製作することができる。また、
フランジ部21と22のボルト孔31と32の中心より
外周側部を薄肉にして更に軽量化することができること
となる。
【0020】尚、この実施例では、両フランジ部21と
22の対向面に各々、該両フランジ部21と22間をボ
ルト孔31と32の中心位置からフランジ部21と22
の外周側に向けて連続的に離間させるテーパ面2aを形
成したが、図4(1)に示す環状の凹み部2bのよう
に、ボルト孔31と32の中心位置にて段部2b1 を形
成し、該段部2b1 にテーパ面2b2 を連設しても良
く、また、図4(2)に示す環状の凹み部2cのよう
に、ボルト孔31と32の中心位置にて段部2c1 を形
成し、該段部2c1 に平行面2c2 を連設しても良い。
【0021】また、上記凹み部2aと2bと2cはいず
れもフランジ部21と22の外周部からボルト孔31と
32の中心に到る幅を有するものであったが、フランジ
部21と22の外周部から少くともボルト孔31と32
の中心に到る幅を有していれば良い。例えば図4(3)
に示す環状の凹み部2dのように、フランジ部21と2
2の基部に段部2d1 を形成した場合には、該段部2d
1 に平行面2d2 を連設して、フランジ部21と22の
全体を薄肉に形成することができる。
【0022】
【発明の効果】以上の通り、この発明は、同心に対向す
る一対の鋼管の端部に各々フランジ部を形成し、該両フ
ランジ部における前記鋼管との同心円上に互いに対応す
る複数のボルト孔を形成し、かつ前記両フランジ部の対
向面に各々外周部から少くとも前記ボルト孔の中心に到
る幅を持った周方向に連続する環状の凹み部を形成する
と共に、前記対応する両ボルト孔にボルトを挿通させ、
該ボルトの挿通部にナットを螺合して、前記両フランジ
部を挟持したため、両フランジ部の対向面に各々形成し
た環状の凹み部によって前記両フランジ部の対向面間を
外周部から少くともボルト孔の中心に到るまで離間させ
ることができることから、接続した一対の鋼管に引張力
が作用したときに、両フランジ部の外周部に挟持中心を
支点としたてこ反力を発生させないようにできる。この
ため、ボルトに従来より小さい軸力(=前記軸力をボル
ト本数で割って求められる軸力)を働かせることができ
る。この結果、ボルトの本数を変えない場合には、ボル
ト呼び径を小さくして最小ボルト隣接ピッチを小さくす
るか、或いはボルト呼び径を変えない場合には、ボルト
の本数を少なくすることができる。いずれの場合にも、
従来に比べてボルト孔のピッチ円直径を小径化すること
でフランジ部を小径化することができる。
【0023】また、前記環状の凹み部をフランジ部の周
方向に連続する環状のものに形成して、フランジ部を単
純な形状としたことから、従来に比べてフランジ部の製
作性を損うことがない。また、従来に比べてフランジ部
を薄肉化することができることから、前記フランジ部の
小径化と相俟ってフランジ部の軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(1) この発明の一実施例になる鋼管のフラ
ンジ継手構造を示す平断面図である。 (2) (1)のA−A線に沿う断面図である。
【図2】(1) 図1に示す鋼管のフランジ継手構造を
説明するための荷重分布図である。 (2) 同曲げモーメント図である。
【図3】図1に示す鋼管のフランジ継手構造によるフラ
ンジ部の小径化効果を示す断面図である。
【図4】(1) この発明の他の実施例になる鋼管のフ
ランジ継手構造を示す断面図である。 (2) この発明の更に他の実施例になる鋼管のフラン
ジ継手構造を示す断面図である。 (3) この発明の更に他の実施例になる鋼管のフラン
ジ継手構造を示す断面図である。
【図5】(1) 従来例の鋼管のフランジ継手構造を示
す平断面図である。 (2) (1)のB−B線に沿う断面図である。
【図6】(1) 図5に示す鋼管のフランジ継手構造を
説明するための荷重分布図である。 (2) 同曲げモーメント図である。
【符号の説明】
11,12 鋼管 21,22 フランジ部 2a テーパ面(凹み部) 31,32 ボルト孔 4 ボルト 4a 頭部 5 ナット 2b,2c,2d 凹み部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同心に対向する一対の鋼管の端部に各々
    フランジ部を形成し、該両フランジ部における前記鋼管
    との同心円上に互いに対応する複数のボルト孔を形成
    し、かつ前記両フランジ部の対向面に各々外周部から少
    くとも前記ボルト孔の中心に到る幅を持った周方向に連
    続する環状の凹み部を形成すると共に、前記対応する両
    ボルト孔にボルトを挿通させ、該ボルトの挿通部にナッ
    トを螺合して、前記両フランジ部を挟持したことを特徴
    とする鋼管の継手フランジ構造。
JP6097895A 1994-04-13 1994-04-13 鋼管のフランジ継手構造 Pending JPH07280149A (ja)

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JP6097895A JPH07280149A (ja) 1994-04-13 1994-04-13 鋼管のフランジ継手構造

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JP6097895A JPH07280149A (ja) 1994-04-13 1994-04-13 鋼管のフランジ継手構造

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108019083A (zh) * 2017-12-27 2018-05-11 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院 一种新型剖口柔性法兰结构

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS588897A (ja) * 1981-07-03 1983-01-19 株式会社東芝 フランジ継手

Patent Citations (1)

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