JPH08302815A

JPH08302815A - 部分増肉鋼管柱の柱継手

Info

Publication number: JPH08302815A
Application number: JP12917895A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tanaka; 広一田中
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1996-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】柱径の異なる上下の鋼管柱を添え板を使用し
ないで簡単かつ強固に剛接合する。【構成】上側の鋼管柱１の径に対して下側の鋼管柱２
Ａの径を大きくする。上側の柱１の内径に合致するよう
に、下側の柱２Ａの上端に、内径側へ膨らんだ一体の増
肉部２ａを設ける。下側の柱２Ａの増肉部２ａ内に、上
側の柱１の下端を嵌合させて、両柱１，２Ａを管壁に貫
通するボルト５で接合する。ボルト５には高力ボルトま
たはワンサイドボルトを用いる。また、増肉部は上側の
柱１の下端外周に設けても良く、上下両方の柱１，２Ａ
に設けても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鉄骨造建物等におけ
る鉄骨架構に応用される部分増肉鋼管柱の柱継手に関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、角形鋼管柱の上下相互を剛接合する場合には、図８
のように上下の鋼管柱３０，３１の端部同士を現場で溶
接３２により接合していた。しかし、このように現場で
上下の鋼管柱３０，３１相互を溶接するのでは、作業環
境が悪く天候に左右されるばかりか、接合の仕上がりも
溶接作業者の技量に依存する度合いが高くて品質が不安
定となり、溶接後の品質検査に労力をかけるなど多大の
問題点がある。

【０００３】そこで、図９に示すように、上下の角形鋼
管柱３０，３１相互の剛接合を、接合部の内外両面に沿
わせた添え板４１，４１を介してワンサイドボルト４０
で行う機械式継手を提案した（特開平２−７４７３８号
公報）。前記ワンサイドボルト４０は、ピン４２に外嵌
したスリーブ４３の両端の大径部分４３ａ，塑性変形部
分４３ｂ間で添え板４１，４１等を挟み付けるものであ
る。４３ｃはスリーブ中間部、４４はワンサイドボルト
４０を締め付ける工具である。

【０００４】しかし、このような構成では、添え板４１
等、現場で組み付ける部品点数が多多くなり施工が煩雑
になるばかりか、上下の角形鋼管柱３０，３１の管壁寸
法が異なる場合には適用できないという問題点がある。

【０００５】この発明の目的は、柱径の異なる上下の鋼
管柱を添え板を使用しないで簡単かる強固に剛接合でき
る部分増肉鋼管柱の柱継手を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の部分増肉鋼管
柱の柱継手は、各々鋼管柱からなる上側の柱に対して下
側の柱の径を大きくした場合に適用される。このうち、
請求項１の発明の柱継手は、上側の柱の内径に合致する
ように、下側の柱の上端に、内径側へ膨らんだ一体の増
肉部を設け、上側の柱の下端を下側の柱の前記増肉部内
に嵌合させて、両柱を管壁に貫通するボルトで接合した
ものである。請求項２の発明の柱継手は、下側の柱の内
径に合致するように、上側の柱の下端に、外径側へ膨ら
んだ一体の増肉部を設け、上側の柱の増肉部を下側の柱
の前記上端に嵌合させて、両柱を管壁に貫通するボルト
で接合したものである。請求項３の発明の柱継手は、上
側の柱の下端外周および下側の柱の上端内周に各々一体
の増肉部を設け、これら増肉部で上下の柱を嵌合させ
て、この嵌合部分に貫通するボルトで両柱を接合したも
のである。前記各柱継手におけるボルトはワンサイドボ
ルトとしてもよい。

【０００７】

【作用】この構成によると、柱に一体に形成した増肉部
で上下の柱の径の差を補い、両柱を相互に嵌合させせる
ので、径の異なる上下の鋼管柱を、添え板を用いること
なく簡単に剛接合できる。また、増肉部で接合するた
め、柱の管壁のボルト孔欠損が補え、接合強度が向上す
る。

【０００８】

【実施例】この発明の第１の実施例を図１および図２に
基づいて説明する。この実施例に係る部分増肉鋼管柱の
柱継手は、上側に配置される角形鋼管柱１と、この柱１
よりも管径を大きくした下側の角形鋼管柱２Ａとを直接
にボルト接合するものである。図１（Ａ）のように上側
の角形鋼管柱１の下端には、複数のボルト挿通孔３を形
成する。下側の角形鋼管柱２Ａの上端には、上側の角形
鋼管柱１の内径に合致するように、内径側へ膨らんだ一
体の増肉部２ａを例えば誘導加熱等の処理により設け、
その増肉部２ａには、前記上側の角形鋼管柱１のボルト
挿通孔３に整合する複数のボルト挿通孔４を形成する。
これらの加工は、予め工場等で行う。上下の角形鋼管柱
１，２Ａを接合する現場では、図１（Ｂ）のように上側
の角形鋼管柱１の下端を下側の角形鋼管柱２Ａの前記増
肉部２ａ内に嵌合させ、下側の角形鋼管柱２Ａのボルト
挿通孔３から上側の角形鋼管柱１のボルト挿通孔４にわ
たってワンサイドボルト５を貫通させ、その締め付けに
より上下の角形鋼管柱１，２Ａを直接に剛接合する。

【０００９】図２は上記柱継手に使用するワンサイドボ
ルト５の一例を示す。このワンサイド５は、ピン３７
と、このピン３７の外周にピン頭部３７ａ側から順に並
んで被さったバルブスリーブ３８，グリップスリーブ３
９，シェア座金４０，受け座金４１，およびナット４２
を有するものとする。ピン３７は、丸軸部３７ｅに続く
ねじ部３７ｂの中間に破断溝３７ｄを有し、かつ先端に
ピン径よりも若干大径のピン頭部３７ａを有する。ま
た、ねじ部３７ｂに続いて短いピンテール３７ｃが設け
られる。ピンテール３７ｃは、外径面を滑り止め用の凹
凸面に形成してあり、例えば軸方向に並ぶ歯の列を円周
方向に多数形成した凹凸面としてある。バブルスリーブ
３８は、グリップスリーブ３９よりも軟質の材料で形成
されて軸方向力の負荷で外側へ鍔状に塑性変形可能なも
のとする。例えば、グリップスリーブ３９は硬質の鋼合
金とし、バブルスリーブ３８は軟質の鋼合金とする。受
け座金４１は、グリップスリーブ３９の進入可能な内径
に形成し、かつピン頭部側の側面にシェア座金４０の外
周部が嵌合する環状溝４１ａを設ける。シェア座金４０
は内周部がグリップスリーブ３９の端面に係合して所定
軸力で剪断するものとする。また、この例ではピン３７
の丸軸部３７ｅの先端側部分３７ｅ₁を基端側部分３７
ｅ₂よりも段差部３７ｆを介して僅かに大径とし、グリ
ップスリーブ３９の内径を前記先端側部分３７ｅ₁より
も小径としてある。なお、丸軸部３７ｅは全長にわたっ
て同径としてもよい。

【００１０】このワンサイドボルト５の締結作業は、回
転式の電動締付工具（図示せず）を用いて行うことがで
きる。すなわち、締付工具でピンテール３７ｃを把持し
た状態で、同工具のボックス状のナット係合部でナット
４２を締め付ける。これにより、ピン頭部３７ａとシェ
ア座金４０の間に圧縮力が作用してグリップスリーブ３
９およびバルブスリーブ３８が挟み付けられ、まず先端
のバルブスリーブ３８が外側へ鍔状に塑性変形し始め
る。すなわちバルビングが生じる。ピン３７の丸軸部３
７ｅが段付きである場合は、その段差部３７ｆにグリッ
プスリーブ３９が係合するまで前記のバルビングが生じ
る。さらにナット４２の締め付けを行うと、シェア座金
４０が剪断し、グリップスリーブ３９がシェア座金４０
内に進入する。これによりバルブスリーブ３８の鍔状変
形部分３８ａが内側添え板３の内面に係合すると、ナッ
ト４２と鍔状変形部分３８ａとの間で、外側の角形鋼管
柱２Ａの増肉部２ａおよび内側の角形鋼管柱１に締付軸
力が導入される。ナット４２をさらに締め付け回転させ
ると、所定の軸力が導入された状態で、ピンテール３７
ｃが破断溝３７ｄで破断する（図２（Ｂ））。

【００１１】このワンサイドボルト５を使用した場合、
次のように強固な接合が行える。すなわち、シェア座金
４０の剪断のため、ナット４２とバルブスリーブ３８の
鍔状変形部分３８ａとの間の締め付け力が、そのまま外
側の角形鋼管柱２の増肉部２ａと内側の角形鋼管柱１と
を挟む締め付け力となり、強固な締め付け力が得られ
る。また、このワンサイドボルト５の場合は、次の各利
点が得られる。まず、ボルト頭部となるバルブスリーブ
３８の鍔状変形部分３８ａが大きく拡がるので、内側添
え板３との接触圧が小さくなり、ボルト孔径にも比較的
許容幅が得られる。例えば、ボルト挿通孔３の縁が接触
圧で変形してボルト頭が嵌まり込むような問題が生じ難
い。それに伴い、鍔状変形部分３８ａからなるボルト頭
部の耐荷力が向上し、ワンサイドボルト５の締め付け力
が向上して効率がよくなる。しかも、ナット４２を回し
て締め付ける形式であるため、二度締めや、締め直しが
行える。また、締め付けに電動器具が用いられて現場で
の取扱いが容易である。しかも重い油圧配管が不要で、
電気コードだけで済み、これらのため作業性が飛躍的に
向上する。また、油圧ユニットの準備も不要となり、作
業を容易に行える。また、このワンサイドボルト５は、
締め付け後に廃棄するピンテール３７ｃが短くて済み、
材料の無駄が少ない。さらにボルトを構成する部品点数
も少なく、コストダウンになる。

【００１２】図３はこの発明の第２の実施例を示す。こ
の実施例に係る部分増肉鋼管柱の柱継手は、前記実施例
において、ワンサイドボルト５に代えて高力ボルト６を
使用したものである。上側の角形鋼管柱１の内周面に
は、工場等での加工において、前記各ボルト挿通孔３に
整合する位置に、それぞれナット７を溶接等により固定
しておく。現場では、上側の角形鋼管柱１の下端を、下
側の角形鋼管柱２Ａの前記増肉部２ａ内に嵌合させた状
態で、下側の角形鋼管柱２Ａのボルト挿通孔４から上側
の角形鋼管柱１のボルト挿通孔３にわたって挿通させた
高力ボルト６を内側のナット７に螺合させ、これにより
上下の角形鋼管柱１，２Ａを直接に剛接合する。その他
の構成は先の実施例と同様である。

【００１３】図４はこの発明の第３の実施例を示す。こ
の実施例に係る部分増肉鋼管柱の柱継手も、上側に配置
される角形鋼管柱１Ａと、この柱１よりも管径を大きく
した下側の角形鋼管柱２とを直接にボルト接合するもの
である。図４（Ａ）のように下側の角形鋼管柱２の上端
部には、複数のボルト挿通孔４を形成する。上側の角形
鋼管柱１Ａの下端には、下側の角形鋼管柱１Ａの内径に
合致するように、外径側へ膨らんだ一体の増肉部１ａを
例えば誘導加熱等の処理により設け、その増肉部１ａに
は、前記下側の角形鋼管柱２のボルト挿通孔４に整合す
る複数のボルト挿通孔３を形成する。その他の構成は図
１の実施例の場合と同様である。すなわち、前記加工は
工場等で予め行い、現場では図４（Ｂ）のように上側の
角形鋼管柱１Ａの前記増肉部１ａを下側の角形鋼管柱２
の上端内に嵌合させ、下側の角形鋼管柱２のボルト挿通
孔３から上側の角形鋼管柱１Ａのボルト挿通孔４にわた
ってワンサイドボルト５を貫通させ、その締め付けによ
り上下の角形鋼管柱１Ａ，２を直接に剛接合する。

【００１４】図５はこの発明の第４の実施例を示す。こ
の実施例に係る部分増肉鋼管柱の柱継手は、図４の実施
例において、ワンサイドボルト５に代えて高力ボルト６
を使用したものである。上側の角形鋼管柱１Ａの増肉部
１ａには、工場等での加工において、図４の実施例の場
合のボルト挿通孔３に代えて高力ボルト６の螺合する複
数のねじ孔８を形成する。現場では、上側の角形鋼管柱
１Ａの増肉部１ａを、下側の角形鋼管柱２の上端に嵌合
させた状態で、下側の角形鋼管柱２の外側からそのボル
ト挿通孔４に高力ボルト６を差し込み、上側の角形鋼管
柱１Ａのねじ孔８に螺合させ、これにより上下の角形鋼
管柱１Ａ，２を直接に剛接合する。その他の構成は図４
の実施例と同様である。

【００１５】図６はこの発明の第５の実施例を示す。こ
の実施例に係る部分増肉鋼管柱の柱継手も、上側に配置
される角形鋼管柱１Ａと、この柱１Ａよりも管径を大き
くした下側の角形鋼管柱２Ａとを直接にボルト接合する
ものである。図６（Ａ）のように上側の角形鋼管柱１Ａ
の下端には、外径側へ膨らんだ一体の増肉部１ａを例え
ば誘導加熱等の処理により設け、その増肉部１ａには、
複数のボルト挿通孔３を形成する。下側の角形鋼管柱２
Ａの上端には、上側の角形鋼管柱１Ａの増肉部１ａの外
径に合致するように、内径側へ膨らんだ一体の増肉部２
ａを例えば誘導加熱等の処理により設け、その増肉部２
ａには、前記上側の角形鋼管柱１Ａのボルト挿通孔３に
整合する複数のボルト挿通孔４を形成する。その他の構
成は図１の実施例の場合と同様である。すなわち、前記
加工は工場等で予め行い、現場では図６（Ｂ）のように
上側の角形鋼管柱１Ａの前記増肉部１ａを下側の角形鋼
管柱２Ａの増肉部２ａ内に嵌合させ、下側の角形鋼管柱
２Ａのボルト挿通孔４から上側の角形鋼管柱１Ａのボル
ト挿通孔３にわたってワンサイドボルト５を貫通させ、
その締め付けにより上下の角形鋼管柱１Ａ，２Ａを直接
に剛接合する。

【００１６】図７はこの発明の第６の実施例を示す。こ
の実施例に係る部分増肉鋼管柱の柱継手は、図６の実施
例において、ワンサイドボルト５に代えて高力ボルト６
を使用したものである。上側の角形鋼管柱１Ａの増肉部
１ａには、工場等での加工において、図６の実施例の場
合のボルト挿通孔３に代えて高力ボルト６の螺合する複
数のねじ孔８を形成する。現場では、上側の角形鋼管柱
１Ａの増肉部１ａを、下側の角形鋼管柱２Ａの増肉部２
ａ内に嵌合させた状態で、下側の角形鋼管柱２Ａの外側
からそのボルト挿通孔４に高力ボルト６を差し込み、上
側の角形鋼管柱１Ａのねじ孔８に螺合させ、これにより
上下の角形鋼管柱１Ａ，２Ａを直接に剛接合する。その
他の構成は図６の実施例と同様である。

【００１７】なお、前記各実施例では、角形鋼管柱を剛
接合する場合を示したが、丸形鋼管柱を剛接合する場合
にも同様に適用できる。

【００１８】

【発明の効果】この発明の部分増肉鋼管柱の柱継手は、
各々鋼管柱からなる上側の柱の径に対して下側の柱の径
を大きくし、上下の柱の上下端のいずれか一方または両
方に一体の増肉部を設けて、上下の柱を嵌合させ、両柱
を管壁に貫通するボルトで接合したため、径の異なる上
下の鋼管柱を、添え板を用いることなく、簡単かつ強固
に剛接合できる。ボルトとしてワンサイドボルトを使用
する場合には、鋼管柱の内周面にナットを溶接したり、
鋼管柱にねじ孔を形成する必要がないので、鋼管柱の加
工が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施例に係る部分増
肉鋼管柱の柱継手を示す分解破断正面図、（Ｂ）は同組
立状態の破断正面図である。

【図２】同実施例に用いるワンサイドボルトの締結動作
を示す説明図である。

【図３】（Ａ）はこの発明の第２の実施例に係る部分増
肉鋼管柱の柱継手を示す分解破断正面図、（Ｂ）は同組
立状態の破断正面図である。

【図４】（Ａ）はこの発明の第３の実施例に係る部分増
肉鋼管柱の柱継手を示す分解破断正面図、（Ｂ）は同組
立状態の破断正面図である。

【図５】（Ａ）はこの発明の第４の実施例に係る部分増
肉鋼管柱の柱継手を示す分解破断正面図、（Ｂ）は同組
立状態の破断正面図である。

【図６】（Ａ）はこの発明の第５の実施例に係る部分増
肉鋼管柱の柱継手を示す分解破断正面図、（Ｂ）は同組
立状態の破断正面図である。

【図７】（Ａ）はこの発明の第６の実施例に係る部分増
肉鋼管柱の柱継手を示す分解破断正面図、（Ｂ）は同組
立状態の破断正面図である。

【図８】従来例の要部を示す縦断面図である。

【図９】他の従来例のボルト締結前後の断面図である。

【符号の説明】

１，１Ａ…上側柱、２，２Ａ…下側柱、１ａ，２ａ…増
肉部、５…ワンサイドボルト、６…高力ボルト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々鋼管柱からなる上側の柱に対して下
側の柱の径を大きくし、上側の柱の内径に合致するよう
に、下側の柱の上端に、内径側へ膨らんだ一体の増肉部
を設け、上側の柱の下端を下側の柱の前記増肉部内に嵌
合させて、両柱を管壁に貫通するボルトで接合した部分
増肉鋼管柱の柱継手。
【請求項２】各々鋼管柱からなる上側の柱に対して下
側の柱の径を大きくし、下側の柱の内径に合致するよう
に、上側の柱の下端に、外径側へ膨らんだ一体の増肉部
を設け、上側の柱の増肉部を下側の柱の前記上端に嵌合
させて、両柱を管壁に貫通するボルトで接合した部分増
肉鋼管柱の柱継手。
【請求項３】各々鋼管柱からなる上側の柱に対して下
側の柱の径を大きくし、上側の柱の下端外周および下側
の柱の上端内周に各々一体の増肉部を設け、これら増肉
部で上下の柱を嵌合させて、この嵌合部分に貫通するボ
ルトで両柱を接合した部分増肉鋼管柱の柱継手。
【請求項４】前記ボルトがワンサイドボルトである請
求項１または請求項２または請求項３記載の部分増肉鋼
管柱の柱継手。