JPH07292992A - 鉄骨構造の組立方法及びこれに用いる芯合わせピン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】建ち調整を容易としうるとともに本ボルトの締
付作業を能率良くし工期の短縮を図りうる鉄骨構造の組
立方法等を提供する。 【構成】柱２に梁材３をボルト結合し鉄骨構造１を組立
てる鉄骨構造の組立方法であって、柱２、梁材３に、孔
芯を合わせることにより第１、第２の部材の建ちを合わ
せる複数のボルト孔４を有する第１、第２のボルト取付
部５、６をそれぞれ形成するとともに、予め一端を仮固
定した柱２の第１のボルト取付部５と、この柱２に組立
てる梁材３の第２のボルト取付部６とを重ねるととも
に、芯合わせに際して向き合う１つのボルト孔４に、胴
部とテーパ部と膨出部とを有するピン体に、芯合わせピ
ン７のピン体を、テーパ部１０から挿入し、他の向き合
う１つのボルト孔４に、このボルト孔径よりも小径のボ
ルト１４を挿通しかつナット固定する建ち調整用の仮組
工程を含むことを特徴とする鉄骨構造の組立方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建ち調整を容易とし、
かつ本ボルトの締付作業を能率良く行え、工期の大巾な
短縮を図りうる鉄骨構造の組立方法及びこれに用いる芯
合わせピンに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にビル、マンション、橋などといっ
た建築物の鉄骨構造は、複数の部材を順次ボルト結合し
て組立てられ、この鉄骨構造を基礎とし、これに壁材、
床材或いは橋げた等の種々の部材を適宜装着することに
より建築物が完成する。この鉄骨構造を組立てる際に
は、常に建物全体が垂直に構成されていることが極めて
重要となる。

【０００３】例えば、鉄骨構造を組立てる、鉄骨工事の
建方においては、日本建築学会の規準（ＪＡＳＳ６「鉄
骨工事」６．１０．６建方の項参照）によれば、イ）建
方に伴い所定のボルト本数によって部材を仮結合し、
ロ）建方の途中においても建入れの点検を行い、建ちの
修正をしながら建方を進め、ハ）本接合は建入れ、ひず
みを完全に修正したのちに施す、とされ、さらにその解
説に、建方された部材は、ただちに仮締めボルトを用い
て安全に緊結する必要があり、その本数は、計算によっ
て安全を確かめていないような場合、接合穴（ボルト
孔）の１／３程度かつ２本以上とする必要があると規定
されている。

【０００４】即ち、図９に示すごとく、柱ａと、Ｉ型鋼
の仕口梁ｄを仮結合する場合、柱ａの梁取付部ｆと、梁
ｄのウエブｂに夫々１２個のボルト孔ｇが開口されてい
るような場合には、少なくとも４本の仮締めボルトｍ１
〜ｍ４を用いて、柱ａと仕口梁ｄとを仮締めし、建方途
中の不安定状況下での架構の安全性を確保している。

【０００５】このとき前記梁取付部ｆと、梁ｄのウエブ
ｂとに形成されたボルト孔ｇは、必ずしも完全に一致、
即ち芯が合っていないため、挿入を容易とすべく前記仮
締めボルトｍ１〜ｍ４は、ボルト孔ｇの径よりもひと回
り小さい径のものを用い、又この段階では、梁取付部ｆ
と、ウエブｂが密着する程締付ける必要はない。

【０００６】この建型終了後、各主要の柱に下げ振り等
を当て、建物全体が垂直に構成されているかを検査し、
ワイヤロープやターンバックル等を用いてゆがみを是正
する、いわゆる「建ち」を入れ直し、所要の建方精度を
得た後、前記仮締めボルトｍ１〜ｍ４を、梁取付部ｆと
ウエブｂとが密着する肌合わせ状態まで締付け、建ち入
れが完了した各鉄骨部材の位置を保持する。

【０００７】しかる後、仮締めボルトｍ１〜ｍ４が挿通
されていないボルト孔ｇに前記ボルト孔ｇの径と等しい
径を有し、かつ先端がテーパー状をなすドリフトピンを
打ち込み、ボルト孔ｇの芯合わせを行う。

【０００８】このボルト孔ｇの芯が合えば、互いに向き
合うボルト孔に前記ボルト孔ｇと同一の外径を有する本
ボルトを順次締め付け、又既に締付けられるている仮締
めボルトｍ１〜ｍ４を取り外すとともに本ボルトを締め
付ける。最後に、前記ドリフトピンを抜き取り、本ボル
トで締付け、柱のフランジｅと、梁ｄのフランジｃとを
溶接し、鉄骨構造が完成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のような組立方法では、接合する部材に形成された
ボルト孔の数が増えることにより、仮締めボルトの必要
本数も増大し、その結果、仮締めボルトの取付、取外し
に要する時間が増加し、工期の長期化を招く。しかもこ
の仮締めボルトは、建ち入れの際に大半のねじれが損傷
し、抜き取った後は使いものにならず、歩止まりを低下
させる。

【００１０】又、近年、加工技術、測定技術の目ざまし
い発展に伴って、加工精度が格段に向上し、前記仕口等
においては、柱ａと梁ｄとは、互いにボルト孔を合わせ
て正確に芯合わせすることにより建ちを合わせうるよう
に至っているのが現状である。

【００１１】かかる現状にも拘らず、従来の組立方法で
は、建ちを入れ直す作業時に、ボルト孔よりもひと回り
径の小さい仮締めボルトで仮組みしているため、建ちが
あっても、ボルト孔が水平方向、又は垂直方向のいずれ
か一方に位置ずれて一致しないという問題が生じ、建ち
調整から本ボルトの締付けまでの工程に長時間を要し、
しかも本ボルトの挿入に困難を伴うなど本締作業の能率
を低下させる。

【００１２】本発明者は、以上のような問題点に鑑み、
柱、梁材の１つのボルト孔に、密に嵌入するピン体を挿
入するとともに、他の１つのボルト孔にボルト孔外径よ
りも小径のボルトを挿通しナット固定することを基本と
して、建ち調整を容易としうるとともに、本ボルトの締
付作業を能率良く行え、工期の大巾な短縮を図り前記問
題点を解決しうる鉄骨構造の組立方法及びこれに用いる
芯合わせピンを提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
柱に梁材をボルト結合し鉄骨構造を組立てる鉄骨構造の
組立方法であって、前記柱、梁材に、孔芯を合わせるこ
とにより柱、梁材の建ちを合わせうる複数のボルト孔を
有する第１、第２のボルト取付部を夫々形成するととも
に、予め一端を仮固定した柱の第１のボルト取付部と、
この柱に組立てる梁材の前記第２のボルト取付部とを重
ねるとともに、芯合わせに際して向き合う１つのボルト
孔に、ボルト孔に密に嵌入する胴部と、この胴部の一端
に形成された挿入用のテーパ部と、前記胴部の他端に形
成される膨出部とを有するピン体に、抜け止め部を設け
た芯合わせピンの前記ピン体を、前記テーパ部から挿入
し、かつ抜け止めするとともに、他の向き合う１つのボ
ルト孔に、このボルト孔径よりも小径のボルトを挿通し
かつナット固定する建ち調整用の仮組工程を含むことを
特徴とする鉄骨構造の組立方法である。

【００１４】又請求項２記載の発明は、前記柱、梁材は
前記仮組工程において、建ちを調整されるとともに、仮
組工程に続いて建ち調整により芯合わせした各向き合う
ボルト孔に、ボルト孔と略同径の本ボルトを挿通してナ
ット固定する本組工程を有することを特徴とする鉄骨構
造の組立方法である。

【００１５】又請求項３記載の発明は、柱に梁材をボル
ト結合し鉄骨構造を組立てる鉄骨構造の組立方法に用い
る芯合わせピンであって、前記柱、梁材のボルト取付部
に設けられ、孔芯を合わせることにより柱、梁材の建ち
を合わせる複数のボルト孔の向き合う１つのボルト孔に
密に嵌入する胴部と、この胴部の一端に形成された挿入
用のテーパ部と、他端に形成された膨出部とを有するピ
ン体に、抜け止め部を設けたことを特徴とする芯合わせ
ピンである。

【００１６】

【作用】請求項１記載の組立方法によれば、柱と梁材と
を結合する仮組工程に、１本の芯合わせピンと、１本の
仮締めボルトを用いることにより、仮締めボルトの使用
本数を大巾に削減でき、その締付、取り外しに要する作
業時間を削減しうる。

【００１７】又芯合わせピンは、ボルト孔と密に嵌入し
うる胴部を具えるとともに、仮締めボルトは、ボルト孔
の径よりも小径のものを用いている結果、柱と梁材と
は、前記芯合わせピンを支点としてこのボルト孔の芯合
わせ状態を保持したまま微小角度揺動できることによ
り、建ち調整作業を可能とし、かつ容易としうる。

【００１８】又請求項２記載の発明によれば、前記仮組
工程において建ち調整により芯合わせした各向き合うボ
ルト孔に本ボルトを挿通してナット固定する本組工程を
行うようにした結果、本ボルトをボルト孔に挿通し易く
かつ締付けでき本ボルト締付け作業を能率良く行える。

【００１９】又請求項３記載の発明によれば、前記組立
方法に用いる芯合わせピンを、柱、梁材のボルト取付部
に設けられた複数のボルト孔の、向き合う１つのボルト
孔に密に嵌入する胴部と、挿入用のテーパ部と、膨出部
とを有するピン体に抜け止め部を設けた芯合わせピンと
することにより、ボルト孔への挿入を容易とし、かつ１
つのボルト孔の孔芯を合わせ、しかも建ち調整時に芯合
わせピンが抜け落ちるのを防止しうる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。本発明の鉄骨構造の組立方法は、鉄骨構造用の柱２
に梁材３をボルト結合し鉄骨構造を組立てる方法であ
る。

【００２１】前記柱、梁材２、３には、夫々孔芯を合わ
せることにより柱２、梁材３の建ちを合わせる複数のボ
ルト孔４Ａ、４Ｂを夫々有する第１のボルト取付部５、
第２のボルト取付部６を形成し、本実施例では、ボルト
孔４Ａ、４Ｂは、夫々１２個、孔径ｄｓは夫々２３．５
mmのものを示している。

【００２２】前記柱２の下端は、建方を終了した固定柱
２５に予め仮固定されるとともに、複数高さに前記第１
のボルト取付部５を、本例ではその高さ毎に４つの第１
のボルト取付部５を等角度ピッチで表面に溶着してい
る。

【００２３】前記梁材３は、Ｉ形鋼を用いるとともに、
そのウエブに前記複数のボルト孔４Ｂを有する第２のボ
ルト取付部６が形成されており、この梁材３をクレーン
で揚重し、前記柱２の第１のボルト取付部５と、該梁材
３の第２のボルト取付部６とを重ねて各ボルト孔４Ａ、
４Ｂが略一致するよう位置決めする。

【００２４】次に、前記柱２と梁材３とに芯合わせに際
して向き合う任意かつ１つのボルト孔４Ａ、４Ｂに、芯
合わせピン７を挿入する。

【００２５】芯合わせピン７は、図１〜図３に示すごと
く、ボルト孔４に密に嵌入する胴部９と、この胴部９の
一端に先端へ向けて小径となる挿入用のテーパ部１０を
有するとともに、他端に前記胴部の挿入を規制しうる膨
出部１１を有するピン体１２に、抜け止め部１３を設け
て構成される。

【００２６】前記胴部９の外径ｄｐは、ボルト孔４の径
ｄｓと略等しい外径を有し、かつその軸方向長さは、第
１のボルト取付部５と第２のボルト取付部６とを合わせ
た厚さの約２倍程度を有する。

【００２７】抜け止め部１３は、本例では、小孔１３Ｂ
と、この小孔１３Ｂに挿通しかつ対の自由端を開脚する
割ピン１３Ａとからなり、前記芯合わせピン７をボルト
穴４に挿入後、前記抜け止めを施すことによって、建ち
調整作業時に芯合わせピン７がボルト穴４から脱落する
のを防止しうる。

【００２８】このような芯合わせピン７の材質として
は、機械構造用炭素鋼を焼入れしたものが好ましく、形
状を加工後にＳ４０Ｃ〜Ｓ５０Ｃ（ＪＩＳＧ４０５１に
よる）を焼き入れしたものを好適に用いうる。

【００２９】然して、ボルト孔４に、前記芯合わせピン
７をテーパ部１０から挿入し、かつ他端の膨出部１１を
ハンマ等で打ち込み、この芯合わせピン７の胴部９を密
に挿入することにより１つの向き合うボルト孔４Ａ、４
Ｂの芯合わせを行いうる。

【００３０】又他の向き合う１つのボルト孔４Ａ、４Ｂ
に、このボルト孔径よりも小径の仮ボルト１４を挿通し
かつナット１５にて仮固定する。この仮ボルト１４の外
径ｄｅは、ボルト孔の２３．５mmよりも１．５mm小さい
本例では２２mmのものを使用している。この仮ボルト１
４を１本用いてナット固定することにより第１の部材２
と第２の部材３とを密着させて肌合わせでき、後述する
本ボルト１６の挿入、締付を容易かつ確実とする。

【００３１】なお、この仮ボルト１４を用いた仮固定
は、前記芯合わせピン７をボルト孔４に挿入する前後の
いずれでも良いが、仮ボルト１４による仮固定を、芯合
わせピン７の挿入前に予め行うことによって、芯合わせ
ピン７を打ち込む際、その衝撃で柱２と梁材３とが離間
することなく、安全に作業を行える点で好ましい。

【００３２】又本例では、仮ボルト１４による固定前に
芯合わせピン７を打ち込む場合には、前記芯合わせピン
７を、梁材３側から柱２側へ向けて挿入しかつ打ち込む
ことによって、柱２と梁材３とが離間するのを防止して
いる。

【００３３】以上の仮組を各仕口で行うことによって鉄
骨構造１が組立てられ、この鉄骨構造１にワイヤロープ
等を張架して適宜垂直方向、水平方向のゆがみを是正す
る建ち調整を行う。

【００３４】このように本発明の組立方法によれば、１
本の芯合わせピン７と、１本の仮ボルト１４とを用いて
建ち調整用の仮組を行うことにより、仮ボルトの使用本
数を減じ、その結果、仮ボルト１４の締付、取り外しに
要する作業時間を大巾に削減しうる。

【００３５】又建ち調整においては、柱２に対して梁材
３を微少角で揺動させることにより建ちの直しが行え、
かつ各向き合うボルト孔の芯合わせができ、建ち調整作
業を容易としうる。

【００３６】建ち調整後、芯合わせした各向き合うボル
ト孔４…にボルト孔径ｄｓと略同径の本ボルト１６を挿
通してナット固定する本組工程を行い、本例では、前記
本ボルト１６は、いわゆるハイテンションボルトのう
ち、トルシア形高力ボルト（以下、単に「高力ボルト」
という）２２を用いている。

【００３７】高力ボルト２２は、図３に示すごとく、ボ
ルトねじ先端に破断溝２２Ａを形成してピンテール２２
Ｂが突出形成された丸頭のボルトで、これに平座金を介
して六角ナット２３で固定する。又六角ナット２３は、
専用レンチ２４を使用し、締付けトルクの反力をピンテ
ール２２Ｂ部分にとり出し、この反力が所定のトルクに
達すると破断溝２２Ａがねじれ破断するように構成され
ている。従って原理的にはボルトの締付けトルクを、常
に破断溝２２Ａが破断するトルクに設定でき、設定した
締付力を保障しうる。

【００３８】なおこのとき、前記高力ボルトの正確な締
付を確保するためには、第１、第２のボルト取付部５、
６とが密着して肌合わせしていることが前提となるが、
本発明の組立工法では芯合わせピン７のみならず、１本
の仮ボルト１４を用いて仮固定している結果、これを締
付けることにより第１、第２のボルト取付部を密着で
き、高力ボルトを正しく施工するのに役立つ。

【００３９】又前記高力ボルト２２を、空いている全て
のボルト孔４に挿入し、かつナット固定した後、仮ボル
ト１４と、芯合わせピン７とを抜き取り、高力ボルト２
２を締め付けることにより図４に示すように、本組工程
が完了する。

【００４０】なお、前記固定柱２５と、柱２を継ぐ際に
は、予め固定柱２５のガゼットプレート２７Ａに、高力
ボルト２２又は仮ボルトで継ぎ板２６を固定しておき、
この継ぎ板２６に、柱２のガゼットプレート２７Ｂを重
ねることにより組立てうる。

【００４１】

【具体例】次に、本発明の組立方法を具現化した具体例
について説明する。鉄骨工事の建方中で、仕口の柱と梁
の接合部に発生する力を検討し、本発明を評価した。

【００４２】図５に示すようなモデルケースを想定す
る。このモデルケースは、Ｋ１節は既に建方を終了して
おり、柱と梁材の本接合を完了している。又Ｋ２節は建
方中であり、４枚梁とする。又各柱２Ｂは、４段に梁材
３を仮組しうる長尺状をなし、柱２Ａとの接合には、図
１に示すごとく、継ぎ板２６を用いたものとした。

【００４３】各部材の寸法、作用させた荷重は、表１に
示すとおりである。なお水平荷重Ｆ３〜Ｆ６は、風速４
０ｍ（或いは、水平震度 ｋ＝０．１の地震）程度を想
定した。

【００４４】

【表１】

【００４５】又芯合わせピン

【表２】 で示す仕様とした。なお剪断強度を算出する際、芯合わ
せピン７に作用する荷力は短期のものとした。

【００４６】

【表２】

【００４７】柱、梁に夫々作用する曲げモーメント、剪
断力、軸力を夫々解析した結果を図６、７、８に示す。
この図より、第１、第２のボルト取付部に作用する全体
応力は、梁材に作用するせん断力の最大値３．７０ｔ
と、軸力の最大値３．４４ｔの二乗の和の平方根をとっ
て、５．１ｔとなり、ボルト取付部に作用する力は、芯
合わせピンの剪断強度以下であり、本発明の仮組工程
は、十分に安全な作業であることが確認できた。

【００４８】

【発明の効果】叙上の如く請求項１乃至２記載の鉄骨構
造の組立方法は、仮ボルトの使用本数を減らすことによ
り、その締付、取り外し時間を削減しうるとともに建ち
調整を能率良く行える。又建ち調整が合えば、ボルト孔
の芯合わせができ、ボルト孔と略同一の本ボルトを挿入
し易く、本締工程を能率化する。又請求項３記載の芯合
わせピンを用いることにより、ボルト孔の芯合わせと建
ち調整を容易とし、かつ建ち調整中に芯合わせピンが落
下するのを防止しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例を示す正面図である。

【図３】本発明の作用を説明するための断面図である。

【図４】本発明の作用を説明するための断面図である。

【図５】モデルケースを説明する線図である。

【図６】モデルケースのモーメント線図である。

【図７】モデルケースの剪断力図である。

【図８】モデルケースの軸力図である。

【図９】従来の技術を説明するための正面図である。

【符号の説明】

１ 鉄骨構造 ２ 柱 ３ 梁材 ４ ボルト孔 ５ 第１のボルト取付部 ６ 第２のボルト取付部 ７ 芯合わせピン ９ 胴部 １０ テーパ部 １１ 膨出部 １２ ピン体 １３ 抜け止め部 １４ 小径のボルト １５ ナット １６ 本ボルト １７ ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 秀樹 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 南部 幸仁 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】柱に梁材をボルト結合し鉄骨構造を組立て
   る鉄骨構造の組立方法であって、 前記柱、梁材に、孔芯を合わせることにより柱、梁材の
   建ちを合わせうる複数のボルト孔を有する第１、第２の
   ボルト取付部を夫々形成するとともに、 予め一端を仮固定した柱の第１のボルト取付部と、この
   柱に組立てる梁材の前記第２のボルト取付部とを重ねる
   とともに、芯合わせに際して向き合う１つのボルト孔
   に、ボルト孔に密に嵌入する胴部と、この胴部の一端に
   形成された挿入用のテーパ部と、前記胴部の他端に形成
   される膨出部とを有するピン体に、抜け止め部を設けた
   芯合わせピンの前記ピン体を、前記テーパ部から挿入
   し、かつ抜け止めするとともに、 他の向き合う１つのボルト孔に、このボルト孔径よりも
   小径のボルトを挿通しかつナット固定する建ち調整用の
   仮組工程を含むことを特徴とする鉄骨構造の組立方法。
2. 【請求項２】前記柱、梁材は前記仮組工程において、建
   ちを調整されるとともに、仮組工程に続いて建ち調整に
   より芯合わせした各向き合うボルト孔に、ボルト孔と略
   同径の本ボルトを挿通してナット固定する本組工程を有
   することを特徴とする請求項１記載の鉄骨構造の組立方
   法。
3. 【請求項３】柱に梁材をボルト結合し鉄骨構造を組立て
   る鉄骨構造の組立方法に用いる芯合わせピンであって、 前記柱、梁材のボルト取付部に設けられ、孔芯を合わせ
   ることにより柱、梁材の建ちを合わせる複数のボルト孔
   の向き合う１つのボルト孔に密に嵌入する胴部と、この
   胴部の一端に形成された挿入用のテーパ部と、他端に形
   成された膨出部とを有するピン体に、抜け止め部を設け
   たことを特徴とする芯合わせピン。