JPH0434151A - 構造物用鋼管接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野１ 本発明は、各種産業において構造用に用いられる鋼管、
特に土木、建築、海洋構造物分野に採用される構造物用
鋼管の接続方法に関する。

［従来の技術］ 現在、各種産業分野をはじめ特に土木、建築、海洋構造
物分野では、機械的強度が優れ、力学的な信頼性が高い
ことから角鋼管、丸鋼管、もしくは異形鋼管が多量に利
用されるようになり、それら鋼管の接続には、通常溶接
、ボルト締めなど各種の接続方法が採用されている。

そして、周知のとおり鋼管の管端自動加工法や溶接方法
の発達により、鋼管相互の接続には工場および現地加工
を含め溶接法が多く用いられるようになった。

［発明が解決しようとする課題〕 構造物用鋼管の溶接による接続方法は、熟練した溶接工
が必要であるだけでなく、特に現地での溶接には設備や
作業性および溶接部検査の点から費用が嵩むという課題
がある。これらの課題は鋼管が大径、厚肉になり、さら
に高所作業や悪環境での作業が必要な場合特に顕著にな
る。

一方、ボルト締めなどの接続方法では節点の構造が難し
く、事前の管端加工のほか多種類の補強板や補強リプに
加えて接続用の板や管等の準備が必要で、さらにその接
続には多数の人手を必要とする課題がある。

本発明の目的は、管端の加工が簡単で、接続用の補助部
材数も少なく、接続作業が容易で、接続部の機械的強度
の信頼性が高く、特に現地作業において極めて優れた経
済性が期待できる鋼管接続方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、突出半長部に設定数のボルト貫通孔を有し、
管端に固着可能な固定半長部を備えた対をなす嵌合継目
板を複数適宜間隔を隔てて接続鋼管の管端周面に固着し
、該嵌合継目板に、該接続鋼管と同一口径を有し、かつ
管端当接時において前記ボルト貫通孔と対応する位置に
接続用ボルト貫通孔が穿設された被接続鋼管の管端を嵌
入し、ついで一方向締めボルトを用い前記嵌合継目板を
介して被接続鋼管を螺着する構造物用鋼管接続方法であ
る。鋼管として角、丸、もしくは異形鋼管を用いること
、また嵌合継目板として矩形角板、湾曲角板、異形角板
、形鋼それぞれの組合せ、または矩形角板、湾曲角板、
異形角板、形鋼それぞれの選択組合せ部材を用いること
ができる。

［作　用］ 本発明では、接続鋼管の管端周面に、あらかじめ突出半
長部に設定数のボルト貫通孔を有し、管端に固着可能な
固定半長部を備えた対をなす嵌合継目板を複数個適宜間
隔を隔てて固着しておき、ついで該嵌合継目板に、該接
続鋼管と同一口径を有し、かつ管端当接時において前記
ボルト貫通孔と対応する位置にあらかじめ接続用ボルト
貫通孔が穿設された被接続鋼管の管端を嵌入し、ついで
一方向締めボルトを用い前記嵌合継目板を介して被接続
鋼管を螺着するので、鋼管径の大小および環境の如何を
問わず、極めて小人数で、短時間に信頼性の高い接続を
行なうことが可能であり、さらに該嵌合継目板は寸法お
よび強度設計について裕度が大きく、かつ対称的に配置
されるので、工場および現地での加工作業が容易である
。

さらに、本発明方法では鋼管に関して接続作業につき心
配が少ないので角、丸、もしくは異形鋼管を目的に応じ
それぞれ自由に選択し使用でき、構造物の最経済設計が
可能になる。

加えて、本発明方法では、嵌合継目板として矩形角板、
湾曲角板、異形角板、形鋼それぞれの組合せ、または矩
形角板、湾曲角板、異形角板、形鋼それぞれの選択組合
せ部材を目的に応じて自由に用いることが８来るため、
力学的な強度および作業性について最も効率的で安全な
設計が選択できるほか、信頼性の優れた構造物を建造す
ることが出来る。

［実施例］ 第１図は本発明において、構造物たとえば建築物の柱材
として接続鋼管１と被接続鋼管、２を接続した状況を示
す概略部分正面図であって、この例では接続鋼管１は地
面に近い下部に位置する角鋼管であり、被接続鋼管２は
上部に位置する角鋼管である。そこで、接続鋼管を以下
下角鋼管、被接続鋼管を上角鋼管と云う。

下角鋼管１の管端１ａの周面には、嵌合継目板３ａ〜３
ｄが固着されている。ただし、嵌合継目板３ｄは同図に
おいては嵌合継目板３ａの裏面になるため図示されてい
ない、嵌合継目板３ａは管端１ａに固着可能な固定半長
部３ａ、と管端１ａから突出した突出半長部３ａ、とか
ら構成されており、この構成は嵌合継目板３ｂ〜３ｄと
も同一である。つぎに、符号４で代表させる部材は下角
鋼管１と嵌合継目板３ａを固着する六角ボルトであり、
また符号５で代表させる部材は上角鋼管２と嵌合継目板
３ａを固着するブラインドボルトすなわち一方向線めボ
ルトであるが、嵌合継目板３ｂ〜３ｄについても六角ボ
ルト４、一方向締めボルト５によって下角鋼管１と上角
鋼管２とを固着するので、下角鋼管１と上角鋼管２とは
嵌合継目板３ａ〜３ｄを介して互いに強固に接続される
ことになる。

第２図は、接続前の下角鋼管１の管端１ａの周面に固着
された嵌合継目板３ａ〜３ｃ　（３ｄは説明を省略する
）を示す部分詳細図で、嵌合継目板３ａの突出半長部３
ａｚには符号６で代表させる設定数のボルト貫通孔が穿
設されており、嵌合継目板３ｂ、３Ｃの突出半長部３ｂ
２．３Ｃ２も同様なボルト貫通孔を備えている。

符号３ｂ、、３ｃｓで示す継目板部材は嵌合継目板３ｂ
、３ｃの構成部材の一部であって、前述した嵌合継目板
３ｂ、３Ｃと略同様な構成を有し、下角鋼管１の内側に
六角ボルト４を介して取付けられる形態を有し、嵌合継
目板３ｂ、３Ｃとはそれぞれ正対するように位置付けら
れている。この構成は嵌合継目板３ａについても同様で
、つまり嵌合継目板３ａ〜３Ｃはそれぞれ略同様な形態
を有する継目板２枚を主要部材として構成しており、嵌
合継目板３ｂ、３Ｃのそれぞれ２枚部材の間隙７ａ、７
ｂは上角鋼管２の管端が嵌入可能な隙間を構成している
。すなわち、鋼管接続の点からいえば、それぞれの継目
板が１枚構成であっても鋼管接続は可能であるが、大き
な接合強度を得るためには多数の部材が必要になるので
、本発明では後に詳細に説明するように、符号３８〜３
ｄで示す２枚部材による構成部材を用いることとし、こ
れを嵌合継目板と定義する。

第３図は下角鋼管ｌに上角鋼管２を嵌入する直前の状態
を示す概略説明図で、上角鋼管２には、上角鋼管２が下
角鋼管１の嵌合継目板３ａ〜３Ｃに嵌入され、上角鋼管
２の端面２ａが下角鋼管ｌの端面１ｂに当接した際に、
嵌合継目板３ａのボルト貫通孔６と連通する設定数のボ
ルト貫通孔８があらかじめ穿設されている。そこで、下
角鋼管１と上角鋼管２を当接した状態でボルト貫通孔６
および８に管外から一方向線めボルト５を挿入し、締め
付けを実施すれば、第１図に示すような鋼管接続を正確
かつ迅速に行なうことが出来る。

一方向締めボルト５については、第４図の概略側面図お
よび第５図の締め付は状態概略断面図に示すように片面
あるいは外側からのみの作業で締め付は可能なブライン
ドボルトを始めとするファスナーを用いる。

下角銅管１と上角鋼管２との間には種々の原因、例えば
冶金的あるいは加工、運搬に起因する形態的歪や切断時
の管端のパリや凹凸などにより鋼管相互が密に接触でき
ず５〜１０ｍｍ程度の隙間が生ずる場合が多い、したが
って、本発明では、管端を密に接触させる場合や部分的
な接触あるいは５〜ｌｏＩ１ｍ程度の隙間のある状態で
突き合わせる場合などを含めて両者を当接するという。

そこで、前記ボルト貫通孔と接続用ボルト貫通孔の穿設
に当たっては、位置関係を前記当接状態を考慮して決定
するが、あらかじめ前記隙間を例えば１０ｍｍの定間隔
に設定しても良い。

第４図、第５図において、一方向締めボルト５は、ビン
９とビン９に摺動自在に緩挿された押圧スリーブ１０を
主要部材として構成されている６１１はビン９のピンチ
イルで、１２はビン９のヘッド、１３は押圧スリーブ１
０の底部である。

第４図に示すようにビン９のヘッド１２、押圧スノーブ
１０の先端を被締め付は鋼材１４ａ、１４ｂの貫通孔１
５から突出させ、ピンチイル１１に締め付は工具（図示
せず）を噛ませビン９を引き抜き方向に引っ張るととも
に押圧スリーブｌＯの底部１３を反対方向に押し付けつ
つ周辺から締め付けるように作動すると、第５図に示す
ようにヘッド１２の先端が押圧スリーブ１０の先端部を
押えて膨出部１０ａを形成させるとともに、押圧スリー
ブ１０の底部はビン９のロック溝１６に喰いこみ、所定
軸力に達するとピンチイル１１は破断じ締め付けは完了
する。

第６図は第１図のＡ−Ａ視概略断面図、第７図は第１図
のＢ−Ｂ視概略断面図で、前述のように嵌合継目板３ａ
〜３ｄはそれぞれ継目板部材３ａｉ〜３ｄ３を有し、か
つ該部材とあたかも対をなすように構成されており、本
発明ではこの構成をさして対をなす嵌合継目板と定義す
る。また、嵌合継目板３ａ〜３ｄの固定半長部３ａ＋〜
３ｄ、は六角ボルト４で固着され、突出半長部３ａｚ〜
３ｄｚは一方向線めボルト５で固着されているが、第８
図の概略斜視図に示すように、例えば固定半長部３ａ＋
、３ｂ、を一方向締めボルト５で固着するほか、溶接に
よる固着手段を採用してもよい、何れの固着手段を採用
するかは鋼管種別および嵌合継目板の寸法や形態または
作業性によって異なるので、最適な経済性が得られるよ
うに決定する６さらに、第９図の概略部分正面図に示す
ように突出半長部３ｂ、、３ｃｉ、継目板部材３ｂ、、
３ｃｓのそれぞれの端部３ｂ４．３Ｃ４，３ｂｓ、　３
　Ｃａについて互いに向き合う方向に傾斜した面取りを
行うか、もしくは第１０図の概略部分正面図に示すよう
に継目板部材３ｂｓ、３ｃｓの端部３　ｂｌ、　３　Ｃ
ａを突出半長部３ｂ、、３ｃｚの端部３ｂ、、３ｃ４よ
り長く突圧させ、上角鋼管２を嵌入させる際にガイドと
して機能させると作業性が向上する。突出半長部３ａｚ
、３ｄａおよび継目板部材３ａａ、３ｄｉの端部につい
ても同様に傾斜面取りを行うが、説明は省略する。

第１１図は上角鋼管２の概略正面図で、上角鋼管２は上
端部に矩形角板からなる嵌合継目板３ｅ、３ｆ、３ｇ、
３ｈ　（３ｈは図示してぃない）を有し、下端部にボル
ト貫通孔８を有している。このように、本発明では工場
においてあらかじめ鋼管に嵌合継目板を固着するととも
にボルト貫通孔を設け、現地では一方向線めボルトのみ
で鋼管接続を行うことも可能なので、特に高所や悪環境
での作業性が非常に良い。

第１２図は丸鋼管ＩＣの上端部に丸鋼管ＩＣの曲率に合
わせた曲率を有する湾曲角板からなる嵌合継目板３ｈ、
３１．３Ｊを固着した実施例にかかる部分概略斜視図で
ある。嵌合継目板としては、前記矩形角板や湾曲角板の
ほかに、第１３図の斜視図に示すように他部材との接続
用リブ１７を有する異形角板からなる嵌合継目板３にの
ような部材を採用することも出来る。

さらに、第１４図、第１５図の概略横断面図に示すよう
に、ＣＴ形鋼と矩形角板との組合せによる嵌合継目板３
１や溝形鋼と矩形角板との組合せによる嵌合継目板３ｍ
のほか、図示は省略するが山形鋼あるいはリップ溝形鋼
などをそれぞれ単独に対として用いるほかに、矩形角板
、異形角板と適宜に組合せて嵌合継目板を構成すること
が出来るが、嵌合継目板として形態があまり複雑なもの
や剛性が高いものの場合は部材相互の密着性が悪くなり
、接続が困難になり易い、また、接続作業を容易にする
ため、あらかじめ管端をはじめ嵌合継目板自身の加工精
度を上げると経済性に影響がでるので、総合的効率を考
慮して嵌合継目板の種別、形態を選定することが望まし
い。

第１６図は、本発明において下角鋼管１と上角鋼管２を
梁１８ａ、１８ｂとの接続個所より１〜２ｍ上の部分で
接続した例にががる概略斜視図であるが、本発明はかか
る柱材鋼管の接続に限定するものでは無く、梁材および
その他の部材、たとえば筋かい材などに利用する鋼管接
続にも利用できるにの意味において、本発明を構造物用
鋼管の接続方法と云う。また、本発明においては、構造
物用鋼管について前述の角、丸鋼管以外に三角や六角な
ど異形鋼管を対象とすることも可能である。

［発明の効果］ 本発明の方法によると、鋼管の接続にあたり、特別な精
度の高い管端加工の必要が無く、あらかじめ鋼管の管端
に適宜数の嵌合継目板をその周面に固着しておき、接続
用ボルト貫通孔が穿設された被接続鋼管の管端を前記嵌
合継目板に嵌入し、ついで一方向締めボルトを締め付け
るのみで、鋼管の寸法や形態に関係無く、簡単に信頼性
の高い接続ができる。そのうえ、接続用の補助部材数も
極めて少なくて済み、また熟練作業者の必要性が無いと
云う大きな利点に加えて、接続部の機械的強度の信頼性
が高く、特に現地作業において作業環境に影響されるこ
と無〈実施ができるため、極めて優れた経済性が発揮で
き、実用効果は非常に多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において接続鋼管と被接続鋼管を接続し
た状況を示す概略部分正面図、第２図は本発明で使用す
る嵌合継目板を示す部分詳細図、 第３図は下角鋼管に上角鋼管を嵌入する直前の状態を示
す概略説明図、 第４図、第５図は一方向線めボルトの概略側面図および
締め付は状態概略断面図、 第６図、第７図は第１図のＡ−Ａ視およびＢ−Ｂ視概略
断面図、 第８図は嵌合継目板の固着例を示す概略斜視図、 第９図、第１０図は端部面取りを行った嵌合継目板の概
略部分正面図、 第１１図は上角鋼管の概略正面図、 第１２図は丸鋼管上端部に湾曲角板からなる嵌合継目板
を固着した部分概略斜視図、 第１３図は異形角板からなる嵌合継目板の斜視図、 第１４図、第１５図は嵌合継目板の例を示す概略横断面
図、 第１６図は下角鋼管と上角鋼管との接続を示す概略斜視
図である。 １・・・下角鋼管、１ａ・・・管端、１ｂ・・・端面、
ｌｃ・・・丸鋼管、２・・・上角鋼管、２ａ・・・端面
、３　ａ　〜３　ｍ　＝−嵌合継目板、３ａ＋、３ｂ＋
、３ｃ＋、３　ｄ　、−・・固定半長部、３ａｉ、３ｈ
ａ、３ｃ２．３ｄｘ”’突出半長部、３ａｓ、３ｂ、、
３ｃｘ、３ｄｓ・・・継目板部材、３ｂ４．３Ｃ４，３
ｂ、、３ｃｓ一端部、４・・・六角ボルト、５・・・一
方向締めボルト、６・・・ボルト貫通孔、７ａ、７ｂ・
・・間隙、８−・・ボルト貫通孔、９・・・ビン、１０
・・・抑圧スリーブ、１１・・・ピンチイル、１２・・
・ヘッド、１３・・・底部、１４ａ、　１４ｂ・・・被
締め付は鋼材、１５・・・貫通孔、１６・・・ロック溝
、１７・・・接続用リブ、１８ａ、１８ｂ・・・梁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）突出半長部に設定数のボルト貫通孔を有し、管端
   に固着可能な固定半長部を備えた対をなす嵌合継目板を
   複数適宜間隔を隔てて接続鋼管の管端周面に固着し、該
   嵌合継目板に、該接続鋼管と同一口径を有し、かつ管端
   当接時において前記ボルト貫通孔と対応する位置に接続
   用ボルト貫通孔が穿設された被接続鋼管の管端を嵌入し
   、ついで一方向締めボルトを用い前記嵌合継目板を介し
   て被接続鋼管を螺着する構造物用鋼管接続方法。
2. （２）鋼管が角、丸、もしくは異形鋼管である請求項１
   記載の構造物用鋼管接続方法。
3. （３）嵌合継目板として矩形角板、湾曲角板、異形角板
   、形鋼それぞれの組合せ、または矩形角板、湾曲角板、
   異形角板、形鋼それぞれの選択組合せ部材を用いる請求
   項１記載の構造物用鋼管接続方法。