JPH1061007A - 柱梁接合部構造及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】角鋼管柱に梁を取り付けるに際し、ボルトに作
用する締付力を正確に管理すると共に部材数が多い場合
であっても各部材を密着させる。 【解決手段】梁Ｂを接合すべき位置に配置したダイヤフ
ラム１に角鋼管２を溶接して柱Ａを構成し、Ｈ形鋼から
なる梁材３の端部にエンドプレート４を溶接して梁Ｂを
構成する。エンドプレート４をダイヤフラム１に当接さ
せて該ダイヤフラム１に形成したタップ穴８にトルク制
御ボルト５を螺合し、ナット６を締結することで梁Ｂを
柱Ａに接合する。トルク制御ボルト５は、軸部５ａの両
側に螺進方向の異なるネジ部５ｂ，５ｃが形成され、更
に一方のネジ部５ｃに連続して所定の捩り力の作用によ
って破断する破断溝５ｄ及びピンテール５ｅが形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨ラーメンを構
成する角鋼管柱と鉄骨梁との接合部構造と、この接合部
構造の施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨ラーメン構造の躯体を構成する場
合、角鋼管からなる柱の所定部位にＨ形鋼からなる梁を
高力ボルトによって接合することが行われている。この
接合部構造に於いて、予め設定された強度を保証するた
めには、柱の梁を取り付けるべき部位の強度を充分に高
く設定すると共に高力ボルトに作用する締付力を厳密に
管理することが重要である。

【０００３】柱に於ける梁の取付部位の強度を高くする
技術としては、本件出願人が既に特許権を得ている特公
昭61-58620号公報に開示された柱・梁剛接合装置があ
る。この技術は、肉厚が柱の肉厚より厚い筒状の梁接合
筒体のテーパー部を設けた端面に、角形鋼管柱の端部を
突き合わせ溶接により取付けた柱を用いたものである。

【０００４】しかし、高力ボルトに作用する締付力を目
視し得るように表現することは出来ない。このため、高
力ボルトに作用する締付力を管理することを目的として
種々の提案がなされている。

【０００５】例えば、「建築工事標準仕様書 JASS6 鉄
骨工事」（日本建築学会）では、高力ボルトの締付方法
として、ナット回転法による場合、としの項目を掲げ、
「ナットの回転量を目視によって調べ、すべてのボルト
でほぼ同様の回転量が得られることを確認する。」と
し、ナットの回転量を目安として高力ボルトの締付力を
管理することが開示されている。

【０００６】また特開昭62-251087 号公報に開示された
技術は、荷重制御座金を使用した締付管理方法に関する
ものであり、ボルトの設計締付荷重より低い荷重で塑性
変形する荷重制御座金を用いて、締付トルクの時間変化
率が設定値以下になったことで塑性変形開始点を検知
し、このときの締付トルクを基準として設定倍率だけ締
付トルクを加えることで塑性変形域を超えた点までボル
トを締め付けることによって、締付荷重を制御し得るよ
うにしたものである。

【０００７】また「鉄構技術」（1996年３月号）には
「ＤＪ工法」として、「鋼構造の柱と梁の接合部におい
て仕口のダイヤフラムに直接めねじを加工し、このめね
じに梁の端部に溶接したエンドプレートを全ねじ高力ボ
ルト（ＤＪボルト）にて固定する工法」が開示されてい
る。前記ＤＪボルトには長手方向に螺進方向が同一のネ
ジ部とピンテール部が形成されている。このＤＪボルト
を締め付ける場合には、ピンテールを掴んで予め設定さ
れたトルク値でダイヤフラムのめねじに固定させた後、
ナットを予め設定されたトルク値で一次締めを行い、そ
の後、予め設定されたトルク値で本締めを行ってピンテ
ールを切断する。このようにして、梁を柱に接合するも
のである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したナット回転法
や荷重制御座金を用いた場合、ボルトにマーキングを施
したり、重い特殊工具をしなければならないという問題
がある。

【０００９】またＤＪボルトを用いる場合、ナットを本
締めするときのみならず、一次締めを行うときにもトル
ク管理が必要となり、作業や管理が複雑になる。またＤ
Ｊボルトをダイヤフラムに固定する際にもトルク管理が
必要であり、更に、煩雑となる。特に、全ねじのＤＪボ
ルトをダイヤフラムに固定し、該ボルトにエンドプレー
トを装着してナットにより締結する場合、特にめねじの
深さが深すぎるとナットを締結するためのねじ山が不足
するため、めねじを正確な深さに加工することが必要と
なり、加工コストが増加する虞がある。

【００１０】本発明の目的は、ボルトに作用する締付力
を正確に管理することが出来る柱梁接合部構造と、その
施工方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る柱梁接合部構造は、角鋼管柱に高力ボル
トによって端部にエンドプレートを固着した梁を接合す
る柱梁接合部構造であって、前記角鋼管柱のボルト接合
位置に高力ボルトの径以上の肉厚を有し且つ前記高力ボ
ルトを螺合するためのタップ穴を形成したダイヤフラム
が設けられており、且つ前記高力ボルトが一端にピンテ
ールを有するネジ部を設け、他端に前記ネジ部と螺進方
向の異なるネジ切りをしたネジ部を設け、更に、前記ピ
ンテールには締付トルクが適当な値となったときに捩れ
破断する破断溝を設けたものである。

【００１２】上記柱梁接合部構造では、角鋼管柱の梁接
合部に設けられたダイヤフラムにタップ穴を形成し、該
ダイヤフラムに梁の端部に固着したエンドプレートを当
接させて前記タップ穴に一端にピンテールを有するネジ
部を設けると共に他端に前記ネジ部の螺進方向と異なる
ネジ部を設け、更にピンテールに破断溝を設けた高力ボ
ルト（以下「トルク制御ボルト」という）を螺合して締
め付けることで、締付トルクを制御して梁を角鋼管柱に
接合することが出来る。

【００１３】また本発明に係る施工方法は、端部にエン
ドプレートを固着した梁を接合する部位に高力ボルトの
径以上の肉厚を有し且つ高力ボルトを螺合するためのタ
ップ穴を形成したダイヤフラムを設けた角鋼管柱にエン
ドプレートを介して梁を接合するに際し、一端にピンテ
ールを有するネジ部を設け、他端に前記ネジ部と螺進方
向の異なるネジ切りをしたネジ部を設け、更に、前記ピ
ンテールには締付トルクが適当な値となったときに捩れ
破断する破断溝を設けた高力ボルトを用いることを特徴
とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、上記柱梁接合部構造の好ま
しい幾つかの実施形態について図を用いて説明する。図
１は第１実施例に係る柱梁接合部構造の斜視図、図２は
第１実施例に係る柱梁接合部構造の二面図、図３はトル
ク制御ボルトによってエンドプレートを締結した状態を
説明する図、図４は第２実施例に係る柱梁接合部構造の
斜視図、図５は第２実施例に係る柱梁接合部構造の二面
図、図６はトルク制御ボルトによってエンドプレートを
締結した状態を説明する図である。

【００１５】本発明に係る柱梁接合部構造は、ダイヤフ
ラム１によって角鋼管２を接続して構成された柱ＡにＨ
形鋼からなる梁材３の端部にエンドプレート４を固着し
て構成した梁Ｂを接合するに際し、トルク制御ボルト
５，ナット６によって締め付けることで、エンドプレー
ト４に適正な圧力を作用させて締結し得るように構成し
たものである。

【００１６】先ず、図３によりトルク制御ボルト５の概
略構成について説明する。トルク制御ボルト５は軸部５
ａの両側にネジ部５ｂ，５ｃが形成されており、一方の
ネジ部５ｃに連続して破断溝５ｄ及びピンテール５ｅが
形成されている。ネジ部５ｂとネジ部５ｃの螺進方向は
互いに逆方向になるように形成されている。そしてネジ
部５ｃに座金７を介してナット６を螺合している。前記
トルク制御ボルト５は切削加工或いは転造加工により製
造することが可能である。特に、トルク制御ボルト５と
して本件出願人が実用新案権を取得している実公平5-57
5 号公報に開示された特殊高力ボルトを用いることが好
ましい。

【００１７】次に、図１〜図３により第１実施例に係る
柱梁接合部構造について説明する。本実施例に於いて、
柱Ａは各階層の梁Ｂを取り付けるべき位置にダイヤフラ
ム１が配置され、該ダイヤフラム１に角鋼管２の端部が
溶接された所謂外ダイヤフラムとして構成されている。
即ち、ダイヤフラム１の位置及び数は建物の階層数及び
梁Ｂを構成する梁材３のサイズに応じて設定され、端面
１ａが角鋼管２の表面から突出して構成されている。ま
た梁ＢはＨ形鋼からなる梁材３の端部にエンドプレート
４が溶接されて構成されている。

【００１８】ダイヤフラム１の端面１ａには予め設定さ
れたピッチで複数のタップ穴８が形成されている。この
タップ穴８はトルク制御ボルト５のネジ部５ｂが螺合す
るものであり、該ネジ部５ｂの長さよりも充分に深く形
成されている。ダイヤフラム１の厚さは、少なくともタ
ップ穴８の径以上であることが必要である。特に、タッ
プ穴８を形成して且つ充分な強度を発揮し得るように、
タップ穴８の径の２倍前後或いはそれ以上の厚さが好ま
しい。

【００１９】梁材３の端部に溶接されるエンドプレート
４は長方形の板であって良い。しかし本実施例では梁材
３のウエブに対応する部分を両側から切断して軽量化を
はかっている。このエンドプレート４には各階層に対応
して設けた一対のダイヤフラム１に形成された複数のタ
ップ穴８と一致したピッチで同数のボルト穴４ａが形成
されている。

【００２０】上記の如く、梁材３の端部にエンドプレー
ト４を溶接した構成した梁Ｂをタップ穴８を形成したダ
イヤフラム１に締結することで柱Ａに接合する手順につ
いて説明する。先ず、柱Ａのダイヤフラム１に梁Ｂのエ
ンドプレート４を当接させ、ボルト穴４ａとタップ穴８
を対向させる。

【００２１】上記状態を保持してエンドプレート４側か
らトルク制御ボルト５を挿通する。このとき、予めトル
ク制御ボルト５のネジ部５ｃにナット６，座金７を取り
付けておく。そしてインパクトレンチ等の工具によって
ピンテール５ｅを把持し、ネジ部５ｂをダイヤフラム１
のタップ穴８に対し軸部５ａまで螺合する。尚、ナット
６は、トルク制御ボルト５を前記の如く螺合したとき、
エンドプレート４に当接することのないように取り付け
ておく。

【００２２】次に、専用ラチェットレンチを用いてナッ
ト６を締め付けることで仮止めを行う。そして柱Ａ及び
該柱Ａに取り付けた梁Ｂからなる躯体の芯だしが終了し
た後、シャーレンチの内側ソケット９ａをピンテール５
ｅに係合させて保持すると共に、外側ソケット９ｂをナ
ット６に係合させて締付トルクを付与する。

【００２３】付与された締付トルクに応じてナット６が
回転し、回転可能限界に達したときトルク制御ボルト５
に捩り応力が作用して破断溝５ｄを起点として破断し、
ピンテール５ｅが離脱する。即ち、締付トルクを制御し
て柱Ａに梁Ｂを接合することが可能である。

【００２４】次に、図４〜図６により第２実施例に係る
柱梁接合構造について説明する。尚、本実施例は柱Ａの
内部であって各階層と対応する位置にダイヤフラム１を
配置した所謂内ダイヤフラムとして構成したものであ
る。特に、図に於いて前述の第１実施例と同一の部分及
び同一の機能を有する部分には同一の符号を付して説明
を省略する。

【００２５】柱Ａの内部であって各階層の梁Ｂを取り付
けるべき位置にダイヤフラム１が配置され、該ダイヤフ
ラム１は角鋼管２の内面に溶接されている。ダイヤフラ
ム１の端面には予め設定されたピッチでトルク制御ボル
ト５を螺合するための複数のタップ穴８が形成され、ま
た角鋼管２のタップ穴８と対向する部位にはトルク制御
ボルト５を挿通するためのボルト穴２ａが形成されてい
る。

【００２６】上記の如く構成された本実施例では、柱Ａ
を構成する角鋼管２の内部にダイヤフラム１を設置した
場合であっても、前述の第１実施例と同様な手順によっ
て、タップ穴８にトルク制御ボルト５を螺合し、締付ト
ルクを制御してダイヤフラム１，角鋼管２，梁の端部に
溶接したエンドプレート４の３部材を挟んで接合するこ
とが可能である。

【００２７】上記の如く、トルク制御ボルト５では、ネ
ジ部５ｂよりも軸部５ａの方が径が大きい。このため、
ネジ部５ｂをタップ穴８に螺合したとき、軸部５ａがダ
イヤフラム１の端面に当接して螺合状態を規定すること
となり、ダイヤフラム１に形成するタップ穴８の深さは
ネジ５ｂの長さよりも大きければ良く、ＤＪボルトの場
合と比較してタップ穴８の加工が極めて容易である。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
柱梁接合部構造では、梁を接合する位置にダイヤフラム
を配置し、該ダイヤフラムに角鋼管を溶接して構成した
柱に、梁を、一端に締付トルクが適当な値となったとき
に捩れ破断する破断溝を設けたピンテールを有するネジ
部を設けると共に他端に前記ネジ部と螺進方向の異なる
ネジ部を設けたトルク制御ボルトを用いて接合すること
によって、該ボルトに作用する締付力を確実に管理する
ことが出来る。特に、トルク制御ボルトは１材からな
り、且つ通常の高力ボルトと略同一の製造方法で製造さ
れるため、コストを安価に押さえることが出来る。

【００２９】また上記トルク制御ボルトを用いることに
よってダイヤフラムにタップ穴を形成する必要がある
が、このタップ穴は梁を取り付ける面以外の面に外壁を
固定する金物を取り付けるネジと共用することが出来る
ため、大きな負担となることはない。特に、上記トルク
制御ボルトでは、柱に梁を取り付けて本締めする際にト
ルク管理を行えば良く、この点でＤＪ工法と比較して容
易である。

【００３０】またダイヤフラムが鋼管の内部に配置した
内ダイヤフラムである場合、該内ダイヤフラム，鋼管，
梁の端部に溶接したエンドプレートの３部材を相互に一
体的に且つ一方側から効率的に剛接合することが出来
る。

【００３１】また柱梁接合部は、梁のウエブ，フランジ
があるため施工スペースが狭くボルトを締結し難いが、
ナット回転法のようにボルトにマーキングを施したり、
荷重制御座金を用いた場合のように重い特殊工具を用い
たりする必要がなく、インパクトレンチ，ラチェットレ
ンチ，シヤーレンチ等の軽微な工具で容易に施工するこ
とが出来、施工性が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る柱梁接合部構造の斜視図であ
る。

【図２】第１実施例に係る柱梁接合部構造の二面図であ
る。

【図３】トルク制御ボルトによってエンドプレートを締
結した状態を説明する図である。

【図４】第２実施例に係る柱梁接合部構造の斜視図であ
る。

【図５】第２実施例に係る柱梁接合部構造の二面図であ
る。

【図６】トルク制御ボルトによってエンドプレートを締
結した状態を説明する図である。

【符号の説明】

Ａ 柱 Ｂ 梁 １ ダイヤフラム ２ 角鋼管 ３ 梁材 ４ エンドプレート ５ トルク制御ボルト ５ａ 軸部 ５ｂ，５ｃ ネジ部 ５ｄ 破断溝 ５ｅ ピンテール ６ ナット ７ 座金 ８ タップ穴 ９ａ 内側ソケット ９ｂ 外側ソケット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角鋼管柱に高力ボルトによって端部にエ
   ンドプレートを固着した梁を接合する柱梁接合部構造で
   あって、前記角鋼管柱のボルト接合位置に高力ボルトの
   径以上の肉厚を有し且つ前記高力ボルトを螺合するため
   のタップ穴を形成したダイヤフラムが設けられており、
   且つ前記高力ボルトが一端にピンテールを有するネジ部
   を設け、他端に前記ネジ部と螺進方向の異なるネジ切り
   をしたネジ部を設け、更に、前記ピンテールには締付ト
   ルクが適当な値となったときに捩れ破断する破断溝を設
   けたものであることを特徴とする柱梁接合部構造。
2. 【請求項２】 端部にエンドプレートを固着した梁を接
   合する部位に高力ボルトの径以上の肉厚を有し且つ高力
   ボルトを螺合するためのタップ穴を形成したダイヤフラ
   ムを設けた角鋼管柱にエンドプレートを介して梁を接合
   するに際し、一端にピンテールを有するネジ部を設け、
   他端に前記ネジ部と螺進方向の異なるネジ切りをしたネ
   ジ部を設け、更に、前記ピンテールには締付トルクが適
   当な値となったときに捩れ破断する破断溝を設けた高力
   ボルトを用いることを特徴とする柱梁接合部構造の施工
   方法。