JPH1061008A - 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】角鋼管からなる柱１の内側に板状の裏当板
３、Ｈ形鋼状の裏当材12，14、90度に屈曲させた屈曲板
13等の裏当てを配置し、柱１の外側に梁の端部に溶接し
たエンドプレート７或いは梁２を取り付けるスプリット
ティー10を配置してトルク制御ボルト４によって接合す
る。トルク制御ボルト４は、軸部４ａの両側に螺進方向
の異なるネジ部４ｂ，４ｃが形成され、更に一方のネジ
部４ｃ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４ｄ及びピンテール４ｅ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。
また特開平7-292771号公報には、長手方向の一部に誘導
加熱及び圧縮による厚肉部を設けた柱が開示されてい
る。このように、梁を取り付けるべき部位の肉厚を厚く
することによって、高い強度を持った柱を形成すること
が出来る。

【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、として項目を掲げ、
「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。また特開平7-292771号公報，同7-
331749号公報に開示された技術は、塑性変形するスリー
ブを装着したワンサイドボルトを用い、該スリーブの一
部を変形させると共に破断させることで締付荷重を制御
し得るようにしたものである。

【０００７】また鋼管柱にボルトによって梁を取り付け
る場合、該柱に雌ネジを形成しておく必要がある。雌ネ
ジを形成するにはタップ加工によるのが一般的である
が、実開平2-129502号公報に開示されるように受板に保
持板を溶接して該保持板によってナットを保持し得るよ
うに構成したものもある。

【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】またワンサイドボルトを用いる場合、柱側
に雌ネジ加工を行うことは不要となる。しかし柱側に雌
ネジがないため、柱に於ける梁が取り付かない面に外壁
を固定するための金物を取り付けることが出来ない上、
ワンサイドボルト自体が多数の部材からなるため、コス
トが高くなるという問題がある。特に、図８に示すよう
に、柱51，補強材52，梁側材53にワンサイドボルト54を
挿通して締め付けたとき、柱51に形成された穴51ａの寸
法が大きい場合に、該穴51ａにも塑性変形部55が形成さ
れてしまい、補強材52の側面に充分な塑性変形部55が形
成されずに各部材51〜53が密着しないことがあり、確実
性に劣るという問題がある。

【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、且つ柱に対する梁の接合
を３部材を重ねて構成する場合であっても、これらの部
材を確実に密着させることが出来る柱梁接合構造と、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、梁を接合する部分の
内側に補強のための裏当てを設けた角鋼管柱と梁とを高
力ボルトによって接合する柱梁接合部構造であって、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、角鋼管柱の梁を
接合する部分に裏当てを設けることで補強することが出
来る。そして裏当て，角鋼管柱，梁を一端にピンテール
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）によって締め付けることで、前記３部材を確実に密
着させ且つ締付トルクを制御して接合することが出来
る。

【００１３】また本発明に係る施工方法は、梁を接合す
る部分の内側に補強のための裏当てを設けた角鋼管柱に
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
は本発明の柱梁接合部構造に用いるトルク制御ボルトの
構成と該ボルトによって３部材を締結する状態を説明す
る図、図２は第１実施例に係る柱梁接合部構造を説明す
る図、図３は第２実施例に係る柱梁接合部構造を説明す
る図、図４は第３実施例に係る柱梁接合部構造を説明す
る図、図５は第４実施例に係る柱梁接合部構造を説明す
る図、図６は第５実施例に係る柱梁接合部構造を説明す
る図、図７は第６実施例に係る柱梁接合部構造を説明す
る図である。

【００１５】本発明に係る柱梁接合部構造は、角鋼管か
らなる柱１にＨ形鋼からなる梁２を接合するに際し、柱
１の梁２を接合すべき部位を例えばより肉厚の鋼管を溶
接したり或いは熱間加工して肉厚に成形することなく、
単に裏当てとして板状の裏当板３を設けることで強度の
向上をはかり、且つ柱１を挟んで梁２と裏当板３をトル
ク制御ボルト４，ナット５によって締め付けることで、
各部材１〜３を互いに密着させると共に適正な圧力を作
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１によりトルク制御ボルト４の構
成について説明する。トルク制御ボルト４は軸部４ａの
両側にネジ部４ｂ，４ｃが形成されており、一方のネジ
部４ｃに連続して破断溝４ｄ及びピンテール４ｅが形成
されている。ネジ部４ｂとネジ部４ｃ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４
ｃに座金６を介してナット５を螺合している。前記トル
ク制御ボルト４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、このトルク制御ボルト４と
しては、本件出願人が実用新案権を取得している実公平
5-575 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２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。本実施例では、Ｈ形
鋼からなる梁２の端部にエンドプレート７が溶接されて
おり、この梁２を柱１を介して板状の鋼板からなる裏当
板３に接合している。

【００１８】裏当板３は、柱１の内部であってエンドプ
レート７に対向する位置に配置され溶接により固定され
ている。柱１及びエンドプレート７の所定位置にはトル
ク制御ボルト４を挿通するために複数のボルト穴１ａ，
７ａが形成されており、裏当板３の所定位置にはタップ
穴３ａが形成されている。前記各ボルト穴１ａ，７ａ及
びタップ穴３ａは互いに同一のピッチを持って形成され
ている。

【００１９】上記の如く、端部にエンドプレート７を溶
接した梁２をタップ穴３ａを形成した裏当板３を介して
柱１に接合する手順について説明する。先ず、柱１を間
にして該柱１の内側に裏当板３を当接させると共に外側
に梁２を配置してエンドプレート７を当接させ、ボルト
穴７ａ，１ａとタップ穴３ａを対向させる。

【００２０】上記状態を保持してエンドプレート７側か
らトルク制御ボルト４を挿通する。このとき、予めトル
ク制御ボルト４のネジ部４ｃにナット５，座金６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４ｅを把持し、ネジ部４ｂを裏当板３のタッ
プ穴３ａに対し軸部４ａまで螺合する。尚、ナット５
は、トルク制御ボルト４を前記の如く螺合したとき、エ
ンドプレート７に当接することのないように取り付けて
おく。

【００２１】次に、専用ラチェットレンチを用いてナッ
ト５を締め付けることで仮止めを行う。そして柱１及び
該柱１に取り付けた梁２からなる躯体の芯だしが終了し
た後、シヤーレンチの内側ソケット８ａをピンテール４
ｅに係合させて保持すると共に、外側ソケット８ｂをナ
ット５に係合させて締付トルクを付与する。

【００２２】付与された締付トルクに応じてナット５が
回転し、回転可能限界に達したときトルク制御ボルト４
に捩り応力が作用して破断溝４ｄを起点として破断し、
ピンテール４ｅが離脱する。即ち、締付トルクを制御し
て柱１，梁２のエンドプレート７，裏当板３の３部材を
一体的に接合することが可能である。

【００２３】次に、図３により第２実施例に係る柱梁接
合部構造について説明する。本実施例では裏当板３には
トルク制御ボルト４を挿通するボルト穴（図示せず）が
形成されており、該裏当板３に形成されたボルト穴に対
応してナット９が配置されて溶接されている。従って、
トルク制御ボルト４の軸部４ａは長さが、柱１，裏当板
３，エンドプレート７の厚さを加えた値よりも僅かに小
さい値となっている。

【００２４】上記の如く、裏当板３にタップ穴を形成し
ない場合であっても、前述の第１実施例と同様にトルク
制御ボルト４を用いることで、締付トルクを制御して柱
１，梁２のエンドプレート７，裏当板３の３部材を一体
的に接合することが可能である。

【００２５】次に、図４により第３実施例に係る柱梁接
合部構造について説明する。本実施例では、裏当板３の
構成は第１実施例の場合と同一である。しかし、梁２は
エンドプレート７に溶接されることなく、独立して構成
されたスプリットティー10にボルト11ａ，ナット11ｂに
よって接続され、該スプリットティー10を介して柱１に
接合されている。

【００２６】図５は第４実施例に係る柱梁接合部構造を
示す図である。本実施例に於いて、梁２は端部がエンド
プレート７に溶接されている。また柱１の内側には、裏
当てとして前述の各実施例に於ける裏当板３に代えてＨ
形の裏当材12が井桁状に配置されている。各裏当材12の
フランジ12ａにはトルク制御ボルト４を螺合するための
タップ穴12ｂが形成されている。

【００２７】上記の如く、裏当てとして板状の裏当板３
に代えて形鋼からなる裏当材12を用いた場合であって
も、トルク制御ボルト４を用いることで、締付トルクを
制御して柱１，梁２のエンドプレート７，裏当板３の３
部材を一体的に接合することが可能である。

【００２８】図６は第５実施例に係る柱梁接合部構造を
示す図である。本実施例に於いて、梁２は端部がエンド
プレート７に溶接されている。柱１の内側には裏当てと
して90度に折り曲げた屈曲板13が配置されている。各屈
曲板13にはトルク制御ボルト４を螺合するためのタップ
穴13ａが形成されている。

【００２９】上記構造であっても、前述の各実施例と同
様にトルク制御ボルト４を用いることで、締付トルクを
制御して柱１，梁２のエンドプレート７，裏当板３の３
部材を一体的に接合することが可能である。

【００３０】図７は第６実施例に係る柱梁接合部構造を
示す図である。本実施例に於いて、梁２は端部がエンド
プレート７に溶接されている。柱１の内側には裏当てと
してＨ形に成形されたサイズの異なる複数の裏当材14が
配置されている。各裏当材14のフランジ14ａにはトルク
制御ボルト４を螺合するためのタップ穴14ｂが形成され
ている。

【００３１】上記構造であっても、前述の第４実施例と
同様にトルク制御ボルト４を用いることで、締付トルク
を制御して柱１，梁２のエンドプレート７，裏当板３の
３部材を一体的に接合することが可能である。

【００３２】上記各実施例に示すように、本発明に係る
柱梁接合部構造では、柱２が端部にエンドプレート７を
溶接した構造或いは端部をボルト11ａ，ナット11ｂによ
ってスプリットティー10に接続した構造であって良く、
また裏当てとしては、板状の裏当板３、形鋼からなる裏
当材12，14、屈曲板13等であって良い。

【００３３】

【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、柱の内側に裏当てを配置し、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。

【００３４】また上記トルク制御ボルトを用いることに
よって裏当てにタップネジを形成する必要があるが、こ
のタップネジ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。

【００３５】また柱や，梁を接続するエンドプレート或
いはスプリットティーに形成されたボルト穴の径が大き
い場合であっても、ワンサイドボルトと違い、トルク制
御ボルト自体が変形することがなく、前記各部材を所定
圧で確実に密着させて締結することが出来る。

【００３６】また柱，裏当て，梁の端部に溶接したエン
ドプレート又はスプリットティーの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させることが出来
る。特に、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締結することが出
来、施工性が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の柱梁接合部構造に用いるトルク制御ボ
ルトの構成と該ボルトによって３部材を締結する状態を
説明する図である。

【図２】第１実施例に係る柱梁接合部構造を説明する図
である。

【図３】第２実施例に係る柱梁接合部構造を説明する図
である。

【図４】第３実施例に係る柱梁接合部構造を説明する図
である。

【図５】第４実施例に係る柱梁接合部構造を説明する図
である。

【図６】第５実施例に係る柱梁接合部構造を説明する図
である。

【図７】第６実施例に係る柱梁接合部構造を説明する図
である。

【図８】ワンサイドボルトの課題を説明する図である。

【符号の説明】

１ 柱 ２ 梁 ３ 裏当板 ４ トルク制御ボルト ４ａ 軸部 ４ｂ，４ｃ ネジ部 ４ｄ 破断溝 ４ｅ ピンテール ５ ナット ６ 座金 ７ エンドプレート ８ａ 内側ソケット ８ｂ 外側ソケット ９ ナット 10 スプリットティー 12，14 裏当材 13 屈曲板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 梁を接合する部分の内側に補強のための
   裏当てを設けた角鋼管柱と梁とを高力ボルトによって接
   合する柱梁接合部構造であって、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】 梁を接合する部分の内側に補強のための
   裏当てを設けた角鋼管柱に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。