JPH1061009A - 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の外側に屈曲成形した
補強プレート３或いは平板状の補強プレート11を配置
し、これらの補強プレート３，11の更に外側に梁の端部
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12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。
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を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５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、補強材52に形成された穴52ａ
の寸法が大きい場合に、該穴52ａにも塑性変形部55が形
成されてしまい、柱51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、梁を接合する部分の
外側に補強プレート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
接合する部分の外側に補強プレートを設けることで、該
柱を補強することが出来る。そして角鋼管柱，補強プレ
ート，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
して該ボルトに作用する締付力を正確に管理して接合す
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
る部分の外側に補強プレート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、
柱１の外側に補強プレート３を設けることで強度の向上
をはかり、且つ該補強プレート３を挟んで梁２と柱１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。

【００１７】上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、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。

【００１８】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を補強プレート３を介して柱１に接合し
ている。柱１を構成する角鋼管の肉厚は、トルク制御ボ
ルト４のネジ部４ｂの太さと比較して小さいのが一般的
であり、該柱１にタップ穴を形成しても適正なネジ部の
長さを得られないことが多い。このため、ネジ部４ｂを
裏ナット８に螺合して締結するのが好ましい。特に、裏
ナット８は予め設定されたトルク制御ボルト４の取付ピ
ッチに対応させて柱１の内側に溶接しておくことが好ま
しい。

【００１９】補強プレート３は柱１のコーナー部に沿っ
て90度に屈曲させた形状を持って成形されており、柱１
の外側コーナー部であって柱１の直交する２面に接合さ
れる梁２のエンドプレート７との間に配置されている。
柱１，補強プレート３及びエンドプレート７の所定位置
には、夫々トルク制御ボルト４を挿通するために複数の
ボルト穴１ａ，３ａ，７ａが互いに同一のピッチを持っ
て形成されている。

【００２０】上記の如く端部にエンドプレート７を溶接
した梁２を屈曲させた補強プレート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の外側に補強
プレート３を当接させると共に該プレート３の更に外側
に梁２を配置してエンドプレート７を当接させ、柱１の
内側に裏ナット８，座金９を配置してボルト穴７ａ，３
ａ，１ａを対向させる。

【００２１】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を裏ナット８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。

【００２２】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、シャーレンチの内側ソケット10ａ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10ｂをナ
ット５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
てナット５とナット８の間に柱１，補強プレート３，梁
２のエンドプレート７の３部材を挟んで一体的に接合す
ることが可能である。

【００２４】上記実施例では、直角に屈曲成形された補
強プレート３を柱１の各コーナー部分に配置するため、
柱１に１本の梁２を接合する場合にも２個の補強プレー
ト３が必要となる。このため、補強プレート３は成形形
状及び厚さが所定の公差範囲内にあることが必須とな
る。

【００２５】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、補強プレー
ト11は平板状に形成されており、この構成以外は前述の
第１実施例と同一の構造を有している。この補強プレー
ト11は柱１の外側の面毎に配置され、該柱１とエンドプ
レート７の間に挟まれている。

【００２６】上記の如く、平板状の補強プレート11を柱
１と梁２との間に１枚ずつ配置するように構成した場合
には、前述の第１実施例に於ける屈曲成形した補強プレ
ート３を配置する場合と異なり、梁２を柱１に対し安定
した状態で当接させることが可能である。そして第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，補強
プレート11の３部材を挟んで一体的に接合することが可
能である。

【００２７】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、補強プレー
ト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12にボルト13ａ，ナット
13ｂによって接続され、該スプリットティー12を介して
柱１に接合されている。

【００２８】このように、梁２の上下のフランジ２ａを
夫々独立したスプリットティー12に接続すると共に該ス
プリットティー12を補強プレート３を介して柱１に接合
する場合であっても、柱１の内側に配置した裏ナット８
にトルク制御ボルト４を螺合することによって、締付ト
ルクを制御して柱１，梁２に接続されたスプリットティ
ー12，補強プレート３の３部材を挟んで一体的に接合す
ることが可能である。

【００２９】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13ａ，ナット13ｂによ
ってスプリットティー12に接続した構造であって良く、
また補強プレートとしては屈曲成形した補強プレート３
或いは平板状の補強プレート11等であって良い。

【００３０】

【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、柱の外側に補強プレートを配置
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。

【００３１】また上記トルク制御ボルトを用いることに
よって柱の内側に裏ナットを設置する必要があるが、こ
の裏ナット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。

【００３２】また柱や，梁を接続するエンドプレート，
スプリットティー或いは補強プレートに形成されたボル
ト穴の径が大きい場合であっても、ワンサイドボルトと
異なりトルク制御ボルト自体が変形することがなく、前
記３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。特に、前記各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。

【００３３】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】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】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 ３，11 補強プレート 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 ６，９ 座金 ７ エンドプレート ８ 裏ナット 10ａ 内側ソケット 10ｂ 外側ソケット 12 スプリットティー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 梁を接合する部分の外側に補強プレート
   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外側に補強プレート
   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。