JPS6033948B2 - 構造物用部材接合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は立体トラス構造物あるいはその他の構造物を
構成する部材の接合方法に関するものである。

最近の建築における有効空間の大型化および多様化の要
求に対応して、構造物の型式には多種多様のものが開発
されているが、とりわけ立体トラス構造は構造力学上合
理的な骨組であると共に比較的自由な建築造形に対応で
きる特徴を備え、公会堂，室内競技場等のドーム状大ス
パン構造に多用されつつある。

また立体ラスを構成する部材の接合方法は下記の特色を
有する。

‘１１ 部材に作用する曲げ応力，数断応力は少なく殆
どが引張応力，圧縮応力であって、これが支配的であり
、そのため部材の座屈に有利な鋼管が多く使用されてい
る。

‘２） 前記｛１’項の理由により接合部はピン接合と
なる。

‘３’ 接合部の部材相互は多面上に配置されるので、
接合の困難をさげるため多面形の接続金物とボルトを用
いて簡単に接合できる型式が好ましい。

｛４１前記‘３｝項の理由により都村や接合金物の寸法
精度，材質の信頼性が高く要求される。

第１図は従来の構造物用部材接合方式の一例を示すもの
であって、ボルト９の中間部に、回動工具を係合するた
めの６角筒状外面を有する筒状の回動支圧部材１０が鼓
設され、その回動支圧部材１０の中間部にはボルト長手
方向に延長すると共に中空部まで貫通するスリット１１
が設けられ、そのスリット１１に貫通されたピン１２は
前記ボルト９に螺合固定され、前記回動支圧部材１０は
、ピン１２によりボルト９に対する回動が防止されなが
ら、ボルト９の軸方向にスリット１１の長さの範囲だけ
スライドできるように構成され、またボルト９は予め部
村１３の端部に溶接された円錐金物１４の頂部の雌ねじ
をもたない透孔１５に貫通されている。

接合金具１６には都材軸方向に延長するように設けられ
た雌ねじ孔１７が設けられ、都材１３の接合に際し、回
動支圧部材１０を回転させれば、ボルト９は雌ねじ孔１
７に進入すると同時に部材１３を接合金具１６に向って
引き寄せ、都材１３，回動支圧部材１０，接合金具１６
相互がボルト９の引張力により圧着され、部村の接合が
完了する。

この接合方式の場合は、比較的容易に施工ができる反面
、特殊な回動支圧部材１０，雄ねじを有するピン１２，
雌ねじ孔を有するボルト９の製作に複雑な加工が要求さ
れるのでコストが高くなり、かつ部材を接続しトラスを
組立てる際に、部材の長さの製作誤差を吸収できない欠
点がある。

また立体トラスの構造上の特徴として、骨組全体が組み
上がってから、はじめて構造計算上想定した所定の応力
が各部材に働き、構造全体としての耐力を持つものであ
り、そのため架設途中での部材に働く応力を調整して、
全体が組み上がった時点で所定の部材応力になるように
配慮する必要がある。その１つの方法として架設時に予
め部材にプレテンションをかける方法があり、横造耐力
の上から施工精度の厳密さを要求される大型立体トラン
ス等の場合には、第２図に示すように、一対の環状のへ
りカルシム１８を、第１図の回動支圧部材１０と円錐金
物１４との間または回動支圧部材１０と接合金具１６と
の間に装着し、前記ヘリカルシム１８相互を相対的に回
転させて部材１３および接合金具１６間の距離を微調整
し、都材にプレテンションをかけることができるが、ヘ
リカルシムを回転するのに特殊な機械装置を必要とし、
かつ施工上煩雑になるうえ、建物コストが増加する問題
があった。この発明は、前記従来の部材接合方式の欠点
を除去し、かつより経済的であると共に施工性が良く、
しかも信頼性の高い構造物用部材接合方法を提供するこ
とを目的とするものである。

次に一例として、従来多く使用されている接合型式をと
り、この発明の内容を詳細に説明する。

第３図はこの発明の方法により接合された部材接合部の
一例を示すものであって、ボルト４は、部材１に溶接さ
れた材端金物２を貫通し、ナット５を緊締することによ
りボルト４の頭部が材端金物２に締付固定されており、
ボルト４の先端部は接合金具７の雌ねじ孔８にねじ込ま
れ、ナット６を緊緒することによりボルト４の先端部が
接合金具７に固定されている。第４図はこの発明の方法
により接合された都村接合部の他の一例を示すものであ
った、ナット５が材端金物２に締付けられると共にその
ナット５に他のナット６が綿付けられ、すなわち各ナッ
ト５，６が材端金物２に対し２重に緒付けられているが
、その他の構成は第３図の例の場合と同様である。

第５図は接合を行なう前の状態を示すものであって、ボ
ルト４の中央部付近に１対のナット５，６が螺合され、
各ナット５，６は材端金物２および接合金具７から遊離
しており、かつナット６から突出しているボルト４の先
端側の長さは接合金具７の雌ねじ孔８へのボルト４の所
定のねじ込み長さよりも長くなっており、さらに各ナッ
ト５，６が相互に圧着されるように少なくとも一方のナ
ットが他方のナットに対し相対的に回動され、各ナット
５，６はボルト４のほぼ中央部に仮固定されている。

第５図に示す状態から薮合を行なう場合の手順としては
、主に次の３つの方法がある。

‘１｝ 第１の接合手順 第５図に示す状態において、ボルト頭部側のナット５を
スパナ等の回動工具によりボルトねじ込み方向に回動す
ると、ナット５，６とボルト４とが一体になって回転す
るので、ボルト４を前記雌ねじ孔８にねじ込むことがで
きる。

所定のボルト長さまでねじ込んだ段階で、ナット５，６
相互を相対的に離反する方向すなわちねじ込み解除方向
に回転させて、ボルト４に対する仮固定を解除し、各ナ
ット５および６をさらに相互離反方向に回転させて材端
金物２および接合金具７に接触させ、各ナット５および
６を緊締することにより、材端金物２，ボルト４および
接合金具７を相互に一体的に結合し、第３図に示すよう
な状態で部材の接合を終了する。ｔ２｝ 第２の接合手
順 第５図に示す状態において、ボルト先端側のナット６を
、これに係合した回動工具によりボルトねじ込み方向に
回転すると、各ナット５，６およびボルト４が一体にな
って回転するので、ボルト４を接合金具７の雌ねじ孔８
にねじ込んでいくことができる。

ボルト４の先端が雌ねじ孔８の底部１９に到達してボル
ト４の回転が拘束されたとき、ナット６にさらに回動力
を加えると、ナット６はナット５に対し仮固定解除方向
すなわち弛緩方向に空転され、各ナット５，６の仮固定
が解除されるので、その後は前記第１の手順の場合と同
様に、ナット５を材端金物２に緊緒圧着させると共にナ
ット６を接合金具７に緊緑圧着させることにより、材端
金物２，ボルト４および接合金具７を相互に一体的に結
合し、部材の接合を終了する。（３｝ 第３の接合手順 部材１の池端および援合金具７が既に接続された他の部
材等と接合されていて、部材１および接合金具７が相対
方向の移動が拘束されており、さらに部村の接合が完了
した時点でボルト４の先端部が雌ねじ８の底部に接触し
ないように各部品のサイズが予め決定されている場合に
、前記第２の接合手順と同様にナット６に回動工具を係
合して回転することにより、ボルト４を接合金具７の雌
ねじ孔８にねじ込めば、ボルト４の先端が雌ねじ孔８の
底部１９に到達する以前にボルト頭部２０が村橋金物２
の内面に圧着し、部村１に作用する引張反力により、ボ
ルト４のねじ込みが阻害される。

さらにナット６に回転力を加えれば、そのナット６はナ
ット５に対しねじの繁締を解除する方向すなわち仮固定
解除方向に空転することになり、その後は前記第１，第
２の接合手順と同様に相離反したナット５および６をそ
れぞれくり込み、材端金物２および接合金具７に綿付け
ることにより、材端金物２，ボルト４および接合金具７
を一体に緊締させ、都材を接合することができる。上記
３つの接合手順の特徴を述べると、第１の接合手順によ
れば、ボルト４の接合金具７に対す，るねじ込み量を微
調整することにより、部材１，ボルト４，接合金具７の
寸法誤差や骨組組立時の部材酸点間の寸法誤差を吸収で
きる。また部材１の池端および接合金具７が他部材等に
接合されていて、部材の轍方向に引張り力が加えられる
場合には、ナット５の締付け回転角度および縦付けトル
クを調整する等により、都材１に所要のブレテンション
を与えることも可能である。第２の接合手順によれば、
予め雌ねじ８の深さ，ボルト４の長さを定めておけば、
ボルト接合後には都材援点間の距離は所要の長さに設定
され、第１の接合手順のようにボルトの締め込み後にナ
ット５および６を相対的に空転させ、両ナットの仮固定
を解除する手間がはぶけ、ボルトの締付けから、ナット
６を接合金具７に締付けるまで一連の作動で行なうこと
ができ、都村の接合が簡便に行なえる利点がある。

第３の接合手順によれば、ボルトを締付ける前に、ナッ
ト５および６を仮固定する時に、ナット５，６の相対締
付けトルクを予め所定のトルク値で縦付けておけば、ボ
ルト４の締付けの完了した段階で、ナット６は所要のト
ルクでねじのゆるむ方向に空転し、ナット５および６の
仮固定が解除されると同時に、部材１に所要のプレテン
ションを簡単に与えることも可能である。

また同時に前記第２の接合手順と同様にボルト４の締付
けから、ナット６の締付けまで一連の作動で行なうこと
ができる利点も合わせ持つ。上記３つの接合手順は、構
造上の要求条件や施工時の状況により、適宜組合せたり
、または併用して用いることができるが、その簡便な実
施例としての一例を掲げれば、第６図に示すようにボル
ト４の先端にビス２１を螺合し、かつ雌ねじ８の深さを
一定にしておき、ビス２１のねじ込み量を微調整するか
、またはそのビス２１を除去することにより、結果的に
ボルト４のねじ込み長さを変えることと同等の効果を持
つこととなり、構造部品の製作の際に部材，ボルトおよ
び接合金物等の寸法をあらかじめ変えることなく、施工
の状況に合わせて上記の接合手順を適宜選択し行なうこ
ともできる。

またこの方法は予めボルトの先端に金属製キャップをか
ぶせるか、金属板ボルトの先端に接着するか、または金
属板を雌ねじ孔の底部に袋入しておき、これらの脱看す
るか、これらの寸法を変えることにより、前記と同等の
効果を得ることも可能である（図示を省略した）。

なおこの実施例に示した部材，材端金物，ボルト，ナッ
ト，接合金具は基本的な一例を示したものであり、同等
の機能を有するものであれば他の形状，材質の部品に変
えられるが、一例としてボルト，ナットについて述べれ
ば、構造物の規模によっては一般的に鋼構造に多用され
、量産されている高力ボルトを用いることもでき、従来
の接合方法に比べてより経済的である。

前記ナット５または６によりボルト４を回転して、その
ボルト４の先端を雌ねじ孔の底部１９に圧着するように
縦付けることができて、ボルト４を接続金具７に対し、
ガタつかないように固定できる場合、またはボルト４と
接合金具７との軽微なガ夕つきを許容できる構造物の場
合等においては、第４図に示すように、ナット５，６の
双方を材端金物２に対し２重に締付けることができるの
で、ナットの強度が小さくて済み、４・型に出来るので
ボルト４の長さを短くすることも可能であるので経済的
である。

またこの発明の接合方法は、立体トラス構造用ばかりで
なく、他の構造物の接合部に採用できることももちろん
可能であり、第７図は一般の平面トラス等の都材接合に
用いられた一例を示す。

第７図において、２２は弦村２３に鉄合されて溶接によ
り固着された接合金具、２４はこの発明の方法により接
合金具２２に接合されたラチス材である。以上述べたよ
うに、この発明の接合方法によれば、立体トラス等の複
数な構造物の建設に際し、前記の構造設計、，組立てに
わたる問題を解決することができ、より信頼性の高い構
造物を安価に提供するものであり、きわめて有意義な発
明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の接合方法による構造物用部材接合部を示
す一部縦断側面図、第２図はその部材接合部に必要に応
じ用いられるヘリカルシムの斜視図である。 第３図および第４図はこの発明の接合方法による構造物
用部材接合部の例を示す一部縦断側面図、第５図は都材
の接合を行なう直前の状態を示す一部縦断側面図、第６
図はボルトの先端に調整用ビスを螺合した例を示す一部
縦断側面図、第７図はこの発明の接合方法により接合さ
れた一般の平面トラス等の部材接合部を示す一部縦断側
面図である。図において、１は都材、２は材端金物、３
は透孔、４はボルト、５および６はナット、７は接合金
物、８は雌ねじ孔、１９は雌ねじ孔の底部、２０はボル
ト頭部、２１はビス、２２は接合金具、２３は弦材、２
４はラチス材である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第Ｔ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 部材１の端部の材端金物２に設けられている透孔３
   に貫通したボルト４のほぼ中央部に、１対のナツト５お
   よび６を螺合し、それらのナツト５，６を相対的に接近
   する方向に回動して締付けることにより各ナツト５，６
   をボルト４に固定したのち、一方または双方のナツトを
   ボルトねじ込み方向に回転して前記ボルト４を接合金物
   ７の雌ねじ孔８にねじ込み、所定のねじ込みが完了した
   のち、少なくとも一方のナツトをボルト４に対し弛緩方
   向に回転してボルト４に対する各ナツト５，６の結合を
   解き、次に双方のナツト５および６を、前記材端金物２
   および接合金物７に締付けるかまたは材端金物２に２重
   に締付けて、部材１および接合金物７を接合することを
   特徴とする構造物用部材接合方法。