閉鎖断面柱及びこれを用いた接合構造

【課題】閉鎖断面柱の梁等の他部材への接合に際して、その作業性及び安全性の向上を図る。
【解決手段】閉鎖断面柱１は、梁２０と接合するための接合用ボルト４・・の頭部７・・を、閉鎖断面を有する柱本体２の内部に配置するとともに、接合用ボルト４・・のボルト部８・・を、柱本体２の下端開口部に取り付けたエンドプレート５のボルト挿通孔６・・から外部へ突出させて、柱本体２の内部に、接合用ボルト４・・のボルト部８・・先端の振れを許容しながら、接合用ボルト４・・の頭部７・・をエンドプレート５に保持する保持部材１０・・を設けている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば鉄骨構造の建物に用いられる閉鎖断面柱及びこれを用いた接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄骨構造の建物において、角形鋼管柱等の閉鎖断面柱の端部を、Ｈ形鋼からなる梁へ接合する場合、例えば特許文献１にも開示されているように、閉鎖断面柱の端部に溶接したエンドプレートを、梁のフランジへ接合用ボルトによって接合している。
【０００３】
この接合に際しては、閉鎖断面柱のエンドプレートに形成したボルト挿通孔と、梁のフランジに形成したボルト挿通孔とを一致させて、それらボルト挿通孔へ挿通させた接合用ボルトにナットを螺合して締め付けるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９２５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような接合においては、柱と梁の互いのボルト挿通孔の位置合わせ作業、それらボルト挿通孔が位置ずれしないように柱と梁を保持しながら、互いに一致させたボルト挿通孔へ接合用ボルトを挿通させる作業、ボルト挿通孔へ挿通させた接合用ボルトの頭部を固定しながら、接合用ボルトにナットを螺合して締め付ける作業等が必要となり、作業工程が煩雑であった。
【０００６】
また、例えば図１１に示すように、閉鎖断面柱５０のエンドプレート５１に予め複数本の接合用ボルト５２・・を固定しておいて、それら接合用ボルト５２・・を梁５３のフランジ５４に形成したボルト挿通孔５５・・へ挿通させることで、作業工程の簡略化を図るようにした接合方法も知られている。
【０００７】
この場合、接合用ボルト５２・・の頭部５６・・を柱５０の内部に配置して、接合用ボルト５２・・のボルト部５７・・をエンドプレート５１のボルト挿通孔５８・・から外部へ突出させている。そして、柱５０の運搬や施工の際に、接合用ボルト５２・・がボルト挿通孔５８・・から抜け出して柱５０の内部に脱落しないように、またナット５９・・の締め付けの際に、接合用ボルト５２・・が空回りしないように、接合用ボルト５２・・の頭部５６・・をエンドプレート５１に溶接して、接合用ボルト５２・・をエンドプレート５１に強固に固定している。
【０００８】
しかしながら、このように柱５０のエンドプレート５１に複数本の接合用ボルト５２・・を固定した場合、柱５０や梁５３を移動させながら、複数本の接合用ボルト５２・・のボルト部５７・・を梁５３側のボルト挿通孔５５・・へ同時に挿通させる必要がある。
【０００９】
一般に、接合用ボルト５２のボルト部５７の直径と梁５３側のボルト挿通孔５５の内径との差は、接合強度に直接影響するため、ｍ／ｍ単位以下となるように法律上定められており、よってボルト部５７の外周面とボルト挿通孔５５の内周面との間には、通常ｍ／ｍ単位以下のクリアランスしか確保されていない。
【００１０】
従って、上記のような接合用ボルト５２・・のボルト挿通孔５５・・への挿通作業は、少しの位置ずれも許されない高い精度が要求され、多くの時間と労力を要する面倒な作業となるばかりか、柱５０や梁５３を移動させながらの不安定な作業を長時間強いられることから、特に高所では危険を伴うものとなっていた。
【００１１】
そこで、この発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、閉鎖断面柱の梁等の他部材への接合に際して、その作業性及び安全性の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、この発明の閉鎖断面柱１、３０は、梁２０、３２等の他部材と接合するための接合用ボルト４・・の頭部７・・を、閉鎖断面を有する柱本体２の内部に配置するとともに、前記接合用ボルト４・・のボルト部８・・を、前記柱本体２の上端開口部及び／又は下端開口部に取り付けたエンドプレート５のボルト挿通孔６・・、若しくは、前記柱本体２の側面部のボルト挿通孔３１・・から外部へ突出させて、前記柱本体２の内部に、前記接合用ボルト４・・のボルト部８・・先端の振れを許容しながら、前記接合用ボルト４・・の頭部７・・を前記エンドプレート５若しくは前記柱本体２の側面部に保持する保持部材１０・・を設けたことを特徴とする。
【００１３】
そして、前記保持部材１０は、前記接合用ボルト４の空回りを規制する空回り止め部と、前記接合用ボルト４の前記ボルト挿通孔６、３１からの抜けを規制する抜け止め部とを備えている。
【００１４】
具体的に、前記空回り止め部は、略六角柱状の前記頭部７を挟み込むようにして、前記エンドプレート５若しくは前記柱本体２の側面部から立ち上がった一対の立ち上がり片１１、１１からなり、前記抜け止め部は、略六角柱状の前記頭部７に被さるようにして、前記立ち上がり片１１、１１の先端部間を連結する連結片１２からなり、前記立ち上がり片１１、１１間の間隔Ｌ１を、前記頭部７の同一対角線上の側面角部位１６、１６間の間隔Ｌ３よりも短くしながら、前記立ち上がり片１１、１１とそれらに対向する前記頭部７の側面平坦部位１５、１５との間に第１の隙間Ｓ１を設けるとともに、前記連結片１２と前記頭部７の天端面１７との間に第２の隙間Ｓ２を設けている。
【００１５】
この発明の接合構造は、上記の閉鎖断面柱１、３０における接合用ボルト４・・のボルト部８・・を、梁２０、３２等の他部材側のボルト挿通孔２１、３４・・へ挿通させて、そのボルト部８・・先端にナット２３・・を螺合して締め付けることで、前記閉鎖断面柱１、３０と他部材とを接合したことを特徴する。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、閉鎖断面柱に予め接合用ボルトを保持させているので、閉鎖断面柱と梁等の他部材との接合に際して、作業工程の簡略化を図ることができる。しかも、外部に突出した接合用ボルトのボルト部先端の振れが許容されているので、従来のように接合用ボルトが溶接によって固定されている構造のものと比べて、多少の位置ずれが生じていても、ボルト部先端をボルト挿通孔へ素早く簡単に差し入れることができる。これにより、閉鎖断面柱の他部材への接合に際して、その作業性を格段に向上することができ、しかも短時間の作業で済むことから高所での作業の安全性も高めることができる。
【００１７】
さらに、接合用ボルトの空回りや抜けが規制されているので、接合用ボルトの動きを許容しているにもかかわらず、閉鎖断面柱の運搬時や施工時において接合用ボルトが柱本体内に脱落することなく、また接合用ボルトへのナットの締め付け作業も支障なく行うことができる。
【００１８】
さらにまた、接合用ボルトを保持する保持部材が、一対の立ち上がり片とこれら立ち上がり片の先端部間を連結する連結片とからなる極めて簡単な構造とされていることから、閉鎖断面柱の製造コストを安価に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の一実施形態に係る閉鎖断面柱１は、図１乃至図３に示すように、例えば角形鋼管からなる閉鎖断面を有する柱本体２の下端開口部に、例えば４本の接合用ボルト４・・を備えたエンドプレート５を取り付けてなる。
【００２０】
エンドプレート５は、柱本体２の断面形状とほぼ同じ方形状に形成されており、柱本体２の下端開口部を塞ぐようにして、下端開口部に嵌め込まれた状態で溶接されている。そして、このエンドプレート５の四隅には、ボルト挿通孔６・・が夫々形成されている。
【００２１】
エンドプレート５に備え付けられている接合用ボルト４は、略六角柱状の頭部７とボルト部８とからなり、その頭部７が柱本体２の内部に配置され、そのボルト部８がエンドプレート５のボルト挿通孔６から外部へ突出されている。
【００２２】
そして、柱本体２の内部には、接合用ボルト４・・のボルト部８・・先端の振れを許容しながら、接合用ボルト４・・の頭部７・・をエンドプレート５に半固定状態で保持する保持部材１０・・が設けられている。
【００２３】
保持部材１０は、図４に示すように、接合用ボルト４の頭部７を挟み込むようにして、エンドプレート５における柱本体２の内部側の面から立ち上がった一対の板状の立ち上がり片１１、１１と、接合用ボルト４の頭部７に被さるようにして、立ち上がり片１１、１１の先端部間を連結する板状の連結片１２とからなり、全体的に門型に形成されている。なお、保持部材１０の立ち上がり片１１、１１は、溶接によってエンドプレート５における柱本体２の内部側の面に固着されている。
【００２４】
そして、保持部材１０の立ち上がり片１１、１１の間隔Ｌ１は、接合用ボルト４の頭部７における同一対角線上の側面平坦部位１５、１５間の間隔Ｌ２よりも長く、且つ、頭部７における同一対角線上の側面角部位１６、１６間の間隔Ｌ３よりも短くなっており、立ち上がり片１１、１１とそれらに対向する頭部７の側面平坦部位１５、１５との間には、第１の隙間Ｓ１が設けられている。これにより、接合用ボルト４の頭部７は、隙間Ｓ１を利用して例えばボルト軸を中心とした３０〜４０度程度の範囲内で回転可能であるが、それ以上回転しようとすると、側面角部位１６・・が立ち上がり片１１、１１に当接して、回転が阻止されるようになっている。従って、立ち上がり片１１、１１は、接合用ボルト４の空回りを規制する空回り止め部として機能するようになっている。
【００２５】
また、連結片１２と頭部７の天端面１７との間には、第２の隙間Ｓ２が設けられている。これにより、接合用ボルト４の頭部７は、隙間Ｓ２を利用して例えば２〜３ｍｍ程度の範囲内で上下方向に移動可能であるが、それ以上移動しようとすると、その天端面１７が連結片１２に当接して、移動が阻止されるようになっている。従って、連結片１２は、接合用ボルト４のボルト挿通孔６からの抜けを規制する抜け止め部として機能するようになっている。
【００２６】
さらに、このように保持部材１０によって接合用ボルト４の頭部７を半固定状態で保持することで、頭部７の側方及び上方に隙間Ｓ１、Ｓ２が連続して確保され、しかもボルト部８の外周面とエンドプレート５のボルト挿通孔６の内周面との間には、ｍ／ｍ単位以下のクリアランスが設けられているので、頭部７が隙間Ｓ１、Ｓ２の範囲内で僅かに傾き、ボルト挿通孔６内に位置するボルト部８の根元部分がクリアランスの範囲内で微動することで、図５に示すように、接合用ボルト４のボルト部８先端が水平方向に放射状に振れるようになっている。
【００２７】
上記構成の閉鎖断面柱１を、例えばＨ形鋼からなる梁２０へ接合するにあたっっては、図６及び図７に示すように、閉鎖断面柱１を移動させながら、４本の接合用ボルト４・・のボルト部８・・を、梁２０の上側フランジ１９に形成されているボルト挿通孔２１・・へ同時に挿通させる。
【００２８】
このとき、接合用ボルト４・・のボルト部８・・先端の振れが許容されており、しかもボルト部８・・先端にはテーパー状の面取り加工(ハンチ)が施されているので、これらの相乗効果により、ボルト部８・・と梁２０側のボルト挿通孔２１・・とが多少位置ずれしていても、ボルト部８・・先端をボルト挿通孔２１・・へ容易に差し入れることができ、接合用ボルト４・・のボルト挿通孔２１・・への挿通を簡単に行うことができる。なお、このボルト挿通作業中に、接合用ボルト４・・のボルト部８・・が梁２０の上側フランジ１９に当たることがあっても、保持部材１０・・によって接合用ボルト４・・の抜けが規制されているので、接合用ボルト４・・が柱本体２内へ脱落することはない。
【００２９】
このボルト挿通作業は、２〜３秒程度で行うことができ、一対の閉鎖断面柱１、１を連結してなるフレーム柱であっても、その８本の接合用ボルト４・・を５〜１０秒程度で挿通させることができ、従来のようなエンドプレートに接合用ボルトを溶接固定した構造のものと比べて、作業時間を格段に短縮することができる。
【００３０】
そして、このボルト挿通作業を終えると、接合用ボルト４・・のボルト部８・・先端にワッシャー２２・・を介してナット２３・・を螺合して仮締めする。なお、この仮締めまでに費やす作業時間は１〜２分程度である。そして、仮締めしたナット２３・・をさらに本締めすることで、閉鎖断面柱１の下端部が梁２０の上面に接合される。このとき、保持部材１０・・によって接合用ボルト４・・の空回り及び抜けが規制されているので、接合用ボルト４・・の頭部７・・をあたかもスパナ等のよって固定した状態で、ナット２３・・の締め付け作業を支障なく行うことができる。
【００３１】
図８は、別の実施形態に係る閉鎖断面柱３０の接合構造を示している。この閉鎖断面柱３０は、柱本体２の側面部に４本の接合用ボルト４・・が取り付けられている。すなわち、接合用ボルト４・・の頭部７・・が柱本体２の内部に配置され、接合用ボルト４・・のボルト部８・・が柱本体２の側面部のボルト挿通孔３１・・から外部へ突出されており、柱本体２の側面部内側には、接合用ボルト４・・のボルト部８・・先端の振れを許容しながら、接合用ボルト４・・の頭部７・・を柱本体２の側面部に半固定状態で保持する保持部材１０・・が設けられている。
【００３２】
上記構成の閉鎖断面柱３０の側面部に、例えばＨ形鋼からなる梁３２の端部を接合するにあたっては、梁３２を移動させながら、閉鎖断面柱３０のボルト挿通孔３１・・から外部に突出した４本の接合用ボルト４・・のボルト部８・・を、梁３２のエンドプレート３３に形成されているボルト挿通孔３４・・へ同時に挿通させる。
【００３３】
このときも、上記と同様に、接合用ボルト４・・のボルト部８・・先端の振れが許容されているので、接合用ボルト４・・のボルト挿通孔３４・・への挿通を簡単に行うことができる。
【００３４】
そして、このボルト挿通作業後に、接合用ボルト４・・のボルト部８・・先端にワッシャー２２・・を介してナット２３・・を螺合して締め付けることで、閉鎖断面柱３０の側面部に梁３２の端部が接合される。なお、その他の構成及び作用効果は、図１乃至７に示す上記実施形態と同様である。
【００３５】
この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。
【００３６】
例えば、上記実施形態においては、閉鎖断面柱１における柱本体２の下端開口部に、接合用ボルト４・・を半固定状態で保持したエンドプレート５を取り付けていたが、柱本体２の上端開口部に取り付けたり、柱本体２の上下端開口部の双方に取り付けるようにしても良い。また、図９及び図１０に示すように、接合用ボルト４・・だけでなく筋交い４０も備え付けたエンドプレート５を用いるようにしても良い。
【００３７】
さらに、閉鎖断面柱１、３０は、梁２０、３２に接合するだけに限らず、例えば土台等の梁以外の部材に接合しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施形態に係る閉鎖断面柱の分解斜視図である。
【図２】同じくその横断面図である。
【図３】同じくその縦断面図である。
【図４】保持部材によって保持された接合用ボルトを示す図である。
【図５】接合用ボルトのボルト部先端の振れを示す縦断面図である。
【図６】閉鎖断面柱の接合構造を示す分解斜視図である。
【図７】同じくその縦断面図である。
【図８】別の実施形態に係る閉鎖断面柱の接合構造を示す縦断面図である。
【図９】さらに別の実施形態に係る閉鎖断面柱の横断面図である。
【図１０】同じくその縦断面図である。
【図１１】従来の閉鎖断面柱の接合構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１、３０・・閉鎖断面柱、２・・柱本体、４・・接合用ボルト、５・・エンドプレート、６、３１・・ボルト挿通孔、７・・頭部、８・・ボルト部、１０・・保持部材、１１・・立ち上がり片(空回り止め部)、１２・・連結片(抜け止め部)、１５・・側面平坦部位、１６・・側面角部位、１７・・天端面、２０、３２・・梁、２１、３４・・ボルト挿通孔、２３・・ナット、Ｌ１・・立ち上がり片間の間隔、Ｌ３・・側面角部位間の間隔、Ｓ１・・第１の隙間、Ｓ２・・第２の隙間

【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁（２０）（３２）等の他部材と接合するための接合用ボルト（４）・・の頭部（７）・・を、閉鎖断面を有する柱本体（２）の内部に配置するとともに、前記接合用ボルト（４）・・のボルト部（８）・・を、前記柱本体（２）の上端開口部及び／又は下端開口部に取り付けたエンドプレート（５）のボルト挿通孔（６）・・、若しくは、前記柱本体（２）の側面部のボルト挿通孔（３１）・・から外部へ突出させて、前記柱本体（２）の内部に、前記接合用ボルト（４）・・のボルト部（８）・・先端の振れを許容しながら、前記接合用ボルト（４）・・の頭部（７）・・を前記エンドプレート（５）若しくは前記柱本体（２）の側面部に保持する保持部材（１０）・・を設けたことを特徴とする閉鎖断面柱。
【請求項２】
前記保持部材（１０）は、前記接合用ボルト（４）の空回りを規制する空回り止め部と、前記接合用ボルト（４）の前記ボルト挿通孔（６）（３１）からの抜けを規制する抜け止め部とを備えている請求項１記載の閉鎖断面柱。
【請求項３】
前記空回り止め部は、略六角柱状の前記頭部（７）を挟み込むようにして、前記エンドプレート（５）若しくは前記柱本体（２）の側面部から立ち上がった一対の立ち上がり片（１１）（１１）からなり、前記抜け止め部は、略六角柱状の前記頭部（７）に被さるようにして、前記立ち上がり片（１１）（１１）の先端部間を連結する連結片（１２）からなり、前記立ち上がり片（１１）（１１）間の間隔（Ｌ１）を、前記頭部（７）の同一対角線上の側面角部位（１６）（１６）間の間隔（Ｌ３）よりも短くしながら、前記立ち上がり片（１１）（１１）とそれらに対向する前記頭部（７）の側面平坦部位（１５）（１５）との間に第１の隙間（Ｓ１）を設けるとともに、前記連結片（１２）と前記頭部（７）の天端面（１７）との間に第２の隙間（Ｓ２）を設けている請求項２記載の閉鎖断面柱。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の閉鎖断面柱（１）（３０）における接合用ボルト（４）・・のボルト部（８）・・を、梁（２０）（３２）等の他部材側のボルト挿通孔（２１）（３４）・・へ挿通させて、そのボルト部（８）・・先端にナット（２３）・・を螺合して締め付けることで、前記閉鎖断面柱（１）（３０）と他部材とを接合したことを特徴する閉鎖断面柱の接合構造。

【図１】