JPH11152797A - 柱・柱接合金物及び柱体並びに柱体の施工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鉄骨造の建物に於ける階の中間で上下の柱を接
合する際の作業性を向上させ、且つ構造設計上の取り扱
いを容易とする。 【解決手段】４本の不等辺鋼材４を並行に配列して連結
部１を構成し両端にプレート２、３を結合することで断
面が卍状の接合金物Ａを構成する。一方のプレート３に
ボルト穴６を形成してボルト結合部とし、位置決め手段
を構成するキリ穴８ａを形成する。上部柱５の端部をプ
レート２に当接させて溶接することで柱体Ｂを構成す
る。下部柱７の端部にボルト穴６と対向してタップ穴９
ａを形成すると共にキリ穴８ａと対向して突起８ｂを形
成したプレート９を溶接する。下部柱７のプレート９を
接合金物Ａのプレート３に当接させてボルト10によって
接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨造の柱材を階
の中間でボルトにより機械的に接合する際に用いて有利
な柱・柱接合金物と、前記柱・柱接合金物を用いた柱体
及び柱体の施工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨造の建物では、構造用鋼材、例えば
閉鎖形断面を有する角形鋼管からなる柱材を階の中間で
ボルトにより接合することが行われる。このような柱材
を接合する構造として種々の方式が提案されており、目
的の建築物に応じて最適な方式のものが採用されてい
る。以下、柱材を接合する際に用いられている代表的な
構造について図を用いて説明する。

【０００３】図６に示す構造（第１公知例）は、上部の
柱材51及び下部の柱材51に於ける互いの接合端近傍の側
面にエレクションピース52を溶接して取り付け、且つ予
め開先加工した柱材51の端面を突き合わせると共に対向
したエレクションピース52どうしを添板53、ボルト54に
よって仮止めした後、突き合わせた柱材51の端部を溶接
することで柱材51どうしを接合する。全ての溶接作業が
完了した後、エレクションピース52をガス切断等により
切断することでエレクションピース52及び添板53を撤去
し、これにより上下の柱材51を接合している。

【０００４】図７に示す構造（第２公知例）は接合金物
55を介して上下の柱材51を接合するものである。接合金
物55は、柱51の端面と当接する鍔部55ａを有しており、
この鍔部55ａの両側に柱材51の内部に嵌合する嵌合突起
55ｂが形成され、更に、嵌合突起55ｂの予め設定された
位置に複数のタップ穴が形成されている。そして上下の
柱材51を対向させると共に各柱材51に嵌合突起55ｂを嵌
合させ、ボルト54を締結することで上下の柱材51を接合
している。

【０００５】図８（ａ）に示す構造、及び同図（ｂ）に
示す構造（第３公知例）は、柱材51の端部に接合金物5
6、57を溶接し、この接合金物56、57を介して上下の柱
材51を接合するものである。接合金物56は一部が柱材51
の断面と同様の閉鎖断面を有しており、接合金物57は十
字状断面を有している。

【０００６】尚、接合金物55〜57は鋳鋼製であるのが一
般的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記第１公知例では、
上下方向に突き合わせた柱材の間に目違い（芯ズレ）が
生じ易いという問題があり、また柱材に対する溶接が必
須であり、溶接部位の高さの関係で足場上で作業を実施
するという作業環境となり溶接姿勢が不安定になって溶
接欠陥が生じ易いという問題、溶接作業が天候の影響を
受けるという問題、超音波探傷検査等の検査が必要であ
ること等の現場溶接に伴う品質管理に多大な時間と労力
が必要となる等の問題がある。

【０００８】また第２公知例では、柱材の側面にボルト
の頭部が突出するため内装材等の納まりが悪くなるとい
う問題がある。また第３公知例では、夫々の接合金物の
曲げ剛性が柱材よりも小さく、構造設計上、上下の柱材
の接合部を剛接とみなすことが出来ず、骨組の応力計算
が煩雑になるという問題がある。

【０００９】本発明の目的は、建築現場での溶接作業を
排除し、且つボルトを柱材の断面内に配置すると共に曲
げ剛性が低下する割合を少なくすることが出来る柱・柱
接合金物と柱体及び柱体の施工法を提供することにあ
る。

【００１０】

【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・柱接合金物は、断面が卍状に形成さ
れた細長い連結体の両端にプレートが連結され、各プレ
ートの少なくとも一方にボルト結合部が設けられている
ことを特徴とするものである。

【００１１】上記柱・柱接合金物（以下、単に「接合金
物」という）では、連結体が断面卍状に形成されると共
に両端にプレートが連結され、更に、少なくとも一方の
プレートにボルト結合部が設けられるため、該ボルト結
合部を構成するボルト穴及びタップ穴を卍状に形成され
た連結体の間で且つ柱の断面内に配置することが出来
る。このため、上下の柱を接合するに際し、溶接作業を
排除することが出来、且つボルトの頭部が柱の側面に突
出することがない。このため、内外装材の納まりに悪影
響を与えることがない。

【００１２】更に、連結体の断面が卍状に形成されるた
め、該連結体の断面二次モーメントを増加させて曲げ剛
性を向上することが出来、従って、接合金物に於ける曲
げ剛性の低下の割合を少なくすることが出来る。

【００１３】上記接合金物に於いて、連結体が複数の鋼
材を並行に配列して構成されるものであることが好まし
く、前記鋼材が断面Ｌ型の鋼材であることが好ましい。
更に、ボルト結合部を設けたプレートに位置決め手段が
設けられることがより好ましい。

【００１４】上記接合金物では、連結体を構造用型鋼等
の鋼材、或いは鋼板を断面Ｌ型に曲げ成形した鋼材等、
鋳鋼以外の材料によって構成することが出来、鋳鋼製の
接合金物と比較して安価に製造することが出来る。また
ボルト結合部を設けたプレートに位置決め手段を設ける
ことで、上下の柱を接合する際の柱芯を一致させる作業
を容易に行うことが出来、且つ接合された柱に目違いが
生じることがない。

【００１５】また本発明に係る柱体は、上記接合金物に
対し、ボルト結合部の設けられていないプレートに柱の
端部が溶接により接合されて構成されるものである。こ
のような柱体では柱の端部に接合金物が溶接により固着
され、これにより該柱体の端部にはボルト結合部が配置
される。従って、他の柱をボルト結合部を介してボルト
接合することが出来る。

【００１６】他の柱体は、上記接合金物に対し、ボルト
結合部を設けたプレートに一方の柱の端部がボルト結合
により接合され、ボルト結合部の設けられていないプレ
ートに他方の柱の端部が溶接により接合されて構成され
るものである。

【００１７】また本発明に係る柱体の施工法は、上記接
合金物に対し、ボルト結合部の設けられていないプレー
トに柱の端部を溶接により接合した柱体を予め工場で製
造し、該柱体を施工現場に搬入してボルト結合部の設け
られているプレートに別の柱をボルト結合により接合す
ることを特徴とするものである。

【００１８】上記柱体の施工法では、予め端部に接合金
物を溶接した柱体に別の柱体をボルト結合して接合する
ことが出来る。このため、建築現場での溶接作業を排除
することが出来、現場溶接の実施に伴う作業上の諸問題
を解決することが出来る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、上記接合金物の好ましい実
施形態及び前記接合金物を用いた柱体、並びに柱体の施
工法について図を用いて説明する。図１は第１実施例に
係る接合金物の構造を説明する図、図２は第１実施例に
係る接合金物に接合される柱の端部の構造を説明する
図、図３は第１実施例に係る接合金物を用いた柱体を説
明する図、図４は第１実施例に係る接合金物を用いた柱
体の接合構造の他の例を説明する図、図５は第２実施例
に係る接合金物と柱体を説明する図である。

【００２０】先ず、第１実施例に係る接合金物Ａについ
て説明する。接合金物Ａは、断面が卍状に形成された連
結体１と、連結体１の両端に連結したプレート２、３
と、を有して構成されている。

【００２１】連結体１は断面が卍状に形成されるもので
ある。このような断面を構成する場合の手法については
特に限定するものではない。例えば、断面がＬ型に形成
された４本の鋼材を卍状に組み合わせて並行に配置し、
各鋼材を溶接等の手段により互いに固着することで実現
することが可能である。また卍状の夫々の部分をフラッ
トバーによって構成し、このフラットバーを組み合わせ
て溶接しても良い。

【００２２】また断面を卍状に形成するに際し、該卍を
構成する各Ｌ型の１片の先端が１点で交差することが好
ましい。この場合、各辺が等しく且つプレート２、３の
寸法に対応させた寸法を持った４本の断面Ｌ型の鋼材を
用いれば良い。しかし、生産性や曲げ剛性を考慮した場
合、必ずしも文字通りの卍である必要はなく、図１に示
すように、Ｌ型の１片の先端が１点で交差する必要はな
い。

【００２３】本実施例に係る連結体１は、接合金物Ａの
長さに対応した長さを有し、且つ短辺４ａと長辺４ｂか
らなる断面Ｌ型の４本の不等辺鋼材４を並行に配列して
構成されている。各不等辺鋼材４は、短片４ａが中心方
向に向けて配置されると共に、長片４ｂがプレート２、
３の側面と平行に且つ外面が柱５の外面と略一致し得る
位置になるように配置されている。

【００２４】連結体１を構成する鋼材は、鋼板を折り曲
げ成形して構成することが可能である。しかし、前工程
の容易さを考慮した場合、規格化された構造用型鋼を用
いることが好ましい。このため、本実施例では、不等辺
鋼材４として構造用型鋼の一種である不等辺山型鋼を用
いている。

【００２５】上記連結体１では、不等辺鋼材４の各片４
ａ、４ｂが夫々構造メンバーとして機能する。このた
め、連結体１の断面積を増加させることが可能であり、
且つ長片４ｂが柱５の外面と略一致した位置に配置され
るため、断面二次モーメントの増加をはかることも可能
となって、接合金物Ａの曲げ剛性の柱５の曲げ剛性に対
する低下率を軽減させることが可能である。

【００２６】連結体１の両端に連結されるプレート２、
３の少なくとも一方にはボルト結合部が設けられてい
る。本実施例では、プレート２は柱５（便宜的に「上部
柱５」という）に溶接されることで該上部柱５に接合金
物Ａを一体化させるように構成されており、プレート３
にボルト連結部を構成するボルト穴６が形成されてい
る。

【００２７】上記プレート２、３は、上部柱５の外形寸
法よりも大きい寸法を有して形成されている。特に、ボ
ルト連結部が形成されるプレート３は使用するボルトの
仕様に応じた厚さを持って形成されている。またプレー
ト３に形成されたボルト穴６は、接合金物Ａを介して上
部柱５に接合される柱７（下部柱７）の断面内であって
連結体１を構成する不等辺鋼材４の間に配置されてい
る。

【００２８】更に、プレート３の所定位置（例えば中
心）には、位置決め手段を構成するキリ穴８ａが形成さ
れている。

【００２９】本発明に於いて柱の断面形状を特に限定す
るものではない。即ち、上部柱５、下部柱７としてＨ型
鋼や鋼管等の鋼材を用いることが可能である。本実施例
では、上部柱５及び下部柱７として角形鋼管を用いてい
る。

【００３０】次に、上記接合金物Ａに接合される下部柱
７の構成について図２により説明する。下部柱７の端部
には、接合金物Ａのプレート３と同様に形成されたプレ
ート９が溶接等の手段で固着されている。

【００３１】即ち、プレート９は上記プレート３と等し
い寸法を有しており、該プレート３に形成したボルト連
結部のボルト穴６と対向する位置にタップ穴９ａが形成
され、更に、キリ穴８ａと対向する位置に位置決め手段
を構成する突起８ｂが形成されている。

【００３２】従って、下部柱７を上部柱５に接合する場
合、下部柱７に固着したプレート９の突起８ｂを接合金
物Ａのキリ穴８ａに嵌合させることで、両方の柱５、７
の目違いを防止して軸芯を一致させると共にボルト連結
部を構成するボルト穴６とタップ穴９ａを対向させるこ
とが可能である。

【００３３】次に、上記接合金物Ａを有する柱体の構成
Ｂ、Ｃ、及び柱体の施工法について図３により説明す
る。尚、同図（ａ）に於いて上部柱５と接合金物Ａを一
体化したものが柱体Ｂであり、前記柱体Ｂに下部柱７を
一体化したものが柱体Ｃである。

【００３４】接合金物Ａを構成する２枚のプレート２、
３のうちボルト連結部となるボルト穴６が形成されてい
ない方のプレート２に上部柱５の端部が溶接されてい
る。即ち、肉厚等の条件に応じて予め開先加工がされた
上部柱５の端部をプレート２に突き合わせ、この突き合
わせ部の外周を隅肉溶接することで、接合金物Ａを上部
柱５の端部に固着し、これにより、柱体Ｂを構成するこ
とが可能である。

【００３５】上記柱体Ｂは、予め工場段階で上部柱５に
接合金物Ａを溶接することで製造される。このように、
柱体Ｂを工場生産することによって、作業員の技能に影
響されることなく品質の安定した柱体Ｂを提供すること
が可能であり、建築現場に於ける溶接作業及び溶接に伴
う検査作業を排除して工期の短縮化をはかることが可能
である。

【００３６】柱体Ｂに下部柱７を接合して柱体Ｃを構成
する場合、下部柱７の端部に固着したプレート９に設け
た突起８ｂを接合金物Ａのプレート３に形成したキリ穴
８ａに嵌合させることで位置決めを行い、更に、ボルト
穴６とタップ穴９ａを対向させて夫々のボルト穴６にボ
ルト10を挿通してタップ穴９ａに螺合し、該ボルト10を
締結して柱体Ｂと下部柱７を互いに固着することで行わ
れる。

【００３７】本実施例では、ボルト10として、一方側に
左ネジを形成すると共に他方側に右ネジを形成したボル
ト10ａと、ボルト10ａの右ネジ側にワッシャー10ｂを介
在させてナット10ｃを螺合して構成したものを用いてい
る。そして下部柱７のプレート９に形成したタップ穴９
ａとして左ネジを形成している。

【００３８】従って、ボルト10ａの左ネジを下部柱７に
固着したプレート９のタップ穴９ａに螺合し、ナット10
ｃをインパクトレンチ等のトルク制限機構付の工具で締
めつけることで、接合金物Ａのプレート３と下部柱７の
プレート９の間を接合することが可能である。

【００３９】上記の如き特殊ボルト10を用いて接合金物
Ａと下部柱７を接合することによって、ボルト10ａに作
用する張力を正確に管理することが可能であり、接合部
位の構造性能を容易に確保することが可能である。

【００４０】しかし、ボルト10としては上記の如き特殊
なものに限定するものではなく、通常のボルトを用いる
ことが可能であり、このボルトを一定のトルクを付与し
て締結することで、柱体Ｂに下部柱７を固着することが
可能である。

【００４１】上記の如くして予め工場段階で製造された
柱体Ｂに下部柱７をボルト10によって結合することで、
柱体Ｃを構成することが可能である。このように柱体Ｃ
を構成するに際し、溶接作業は必要ではない。このた
め、建築現場で施工する場合、溶接工を不要とし、且つ
天候に左右されることなく、安定した品質を持った柱体
Ｃを構成することが可能となる。

【００４２】図４は、２本の柱体Ｂを互いに接合金物Ａ
に相当する部分を対向させて接合した柱体の例を説明す
るものである。図に於いて、一対の柱体Ｂが互いに接合
金物Ａを対向させて配置され、夫々のプレート３を当接
させると共に通常のボルト11ａ、ナット11ｂによって接
合されている。このように、建物の柱を必ずしも柱体Ｂ
に下部柱７を接合した柱体Ｃによって構成する必要はな
く、一対の柱体Ｂを上下に接合しても良い。

【００４３】次に、第２実施例に係る接合部材Ｄ、及び
接合部材Ｄを用いた柱体の構成について図５により説明
する。尚、図に於いて前述の第１実施例と同一部分及び
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。

【００４４】図に示すように接合部材Ｄは、断面が円形
の鋼管からなる上部柱５と下部柱７を接合することを目
的として構成されている。このため、接合金物Ｄを構成
する連結体１は４本の不等辺鋼材４を並行に配列して構
成され、該連結体１の両端に連結されるプレート２、３
は、各柱５、７の外径よりも大きい径を有し且つ所定の
厚さを持った円板状に形成されている。

【００４５】プレート３の所定位置にはボルト結合部と
なる複数のボルト穴６が形成され、中心には位置決め手
段を構成するキリ穴８ａが形成されている。そして円筒
鋼管からなる下部柱７の端部には、プレート３のボルト
穴６に対向する位置にタップ穴９ａを形成すると共にキ
リ穴８ａに対向する位置に突起８ｂを形成したプレート
９が固着されている。

【００４６】上記の如く構成された接合金物Ｄは、前述
の接合金物Ａと全く同一の機能を有しており、上部柱５
を下部柱７の間に配置されて各柱５、７を接合すること
が可能である。

【００４７】また接合金物Ｄのプレート２を上部柱５の
端面に当接させて該上部柱５の外周を隅肉溶接すること
で、柱体Ｂを構成することが可能となり、更に、前記柱
体Ｂに下部柱７をボルト10によって結合することで柱体
Ｃを構成することが可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
接合金物では、連結体の断面を卍状に形成することによ
って柱材に対して曲げ剛性が低下する割合を少なくする
ことが出来、これにより、上下の柱の接合部を剛接とし
て取り扱うことが出来る。このため、構造設計上の取り
扱いを容易とすることが出来る。

【００４９】また接合金物を構成する部材を構造用型鋼
や鋼板等の規格材を用いることによって、鋳鋼等の接合
金物と比較して材料コストを軽減することが出来、接合
金物を安価に製造することが出来る。

【００５０】また連結体の断面が卍状に形成されるた
め、該連結体の少なくとも一方の端部に連結したプレー
トに形成するボルト結合部を連結体の間で且つ柱材の断
面内に配置することが出来る。このため、ボルトの頭部
が柱材の側面から突出することがなく、内外装材の納ま
りに悪影響を及ぼすことがない。

【００５１】また本発明に係る柱体では、上記接合金物
のボルト結合部を形成しないプレートに柱材の端部を溶
接するので、両者の溶接を建築現場以外の場所で行うこ
とで建築現場に於ける足場上での溶接作業を要求するこ
とのなく柱体を構成することが出来る。このため、柱材
と接合金物との溶接を工場等の安定した場所で行うこと
が可能となり、現場での溶接作業を排除して作業工数を
削減し、作業時間の短縮を実現することが出来る。

【００５２】また本発明に係る柱体の施工法では、予め
工場段階で柱の端部に接合金物を溶接しておき、この柱
体を現場に搬入して別の柱をボルト結合して接合するこ
とによって、現場での溶接を完全に排除することが出来
る。このため、柱体の生産を作業環境や装置類の整った
専門工場で実現することが出来、品質の安定した柱体を
製造することが出来る。また施工現場では、現場溶接に
伴う作業性の問題や検査作業の問題等を一切排除するこ
とが可能となり、作業員の技能に関わらず品質の安定し
た柱体を構成することが出来る。特に、上下の柱体を接
合する際にターンバックル式の特殊ボルトを使用した場
合には、インパクトレンチ等の締めつけトルクを管理し
得る工具を使用することが可能となり、接合性能の管理
が容易で且つ安定させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る接合金物の構造を説明する図
である。

【図２】第１実施例に係る接合金物に接合される柱の端
部の構造を説明する図である。

【図３】第１実施例に係る接合金物を用いた柱体を説明
する図である。

【図４】第１実施例に係る接合金物を用いた柱体の接合
構造の他の例を説明する図である。

【図５】第２実施例に係る接合金物と柱体を説明する図
である。

【図６】第１公知例を説明する図である。

【図７】第２公知例を説明する図である。

【図８】第３公知例を説明する図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｄ 接合金物 Ｂ、Ｃ 柱体 １ 連結体 ２、３、９ プレート ４ 不等辺鋼材 ４ａ 短片 ４ｂ 長片 ５ 上部柱 ６ ボルト穴 ７ 下部柱 ８ａ キリ穴 ８ｂ 突起 ９ａ タップ穴 10、10ａ、11ａ ボルト 10ｂ ワッシャー 10ｃ、11ｂ ナット

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面が卍状に形成された細長い連結体の
   両端にプレートが連結され、各プレートの少なくとも一
   方にボルト結合部が設けられていることを特徴とする柱
   ・柱接合金物。
2. 【請求項２】 前記連結体が複数の鋼材を並行に配列し
   て構成されるものである請求項１に記載した柱・柱接合
   金物。
3. 【請求項３】 前記鋼材が断面Ｌ型の鋼材である請求項
   ２に記載した柱・柱接合金物。
4. 【請求項４】 ボルト結合部を設けたプレートに位置決
   め手段が設けられる請求項１乃至３の何れかに記載した
   柱・柱接合金物。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載した柱・
   柱接合金物に対し、ボルト結合部の設けられていないプ
   レートに柱の端部が溶接により接合されていることを特
   徴とする柱体。
6. 【請求項６】 請求項１乃至４の何れかに記載した柱・
   柱接合金物に対し、ボルト結合部を設けたプレートに一
   方の柱の端部がボルト結合により接合され、ボルト結合
   部の設けられていないプレートに他方の柱の端部が溶接
   により接合されていることを特徴とする柱体。
7. 【請求項７】 請求項１乃至４の何れかに記載した柱・
   柱接合金物に対し、ボルト結合部の設けられていないプ
   レートに柱の端部を溶接により接合した柱体を予め工場
   で製造し、該柱体を施工現場に搬入してボルト結合部の
   設けられているプレートに別の柱をボルト結合により接
   合することを特徴とする柱体の施工法。