JPH0811892B2

JPH0811892B2 - 中実材もしくは厚肉管を用いた構造部材のための接合装置および接合方法

Info

Publication number: JPH0811892B2
Application number: JP26938192A
Authority: JP
Inventors: 克彦今井
Original assignee: 川鉄建材工業株式会社
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0693655A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中実材もしくは厚肉管を
用いた構造部材のための接合装置および接合方法に係
り、詳しくは、大スパン構造物もしくは塔状構造物等の
トラス構造に適用される複数の長尺な中実断面を有する
棒材もしくは厚肉管などからなる構造部材を、その端部
において節点部材に容易かつ強固に接合することができ
るようにした装置やその接合方法、さらには、多数の構
造部材を用いてトラスを組み立てる際に好適となるトラ
ス構築方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】長尺な鋼管などの構造部材を多数使用し
て、大スパン構造物や塔状構造物等を構築する場合に
は、各構造部材の端部を節点部材に接合し、トラス構造
を構成させることが多い。そして、多面体をなす一つの
節点部材に対して幾本かの構造部材を放射状に接合する
ために、構造部材の軸方向に変位可能とした接合ボルト
が使用される。そのような接合ボルトを介して構造部材
を節点部材に強力に接合することができるようにしたも
のとして、特開昭６３−５１５３９号公報，実開平２−
１８００３号公報や実開平２−１２５１０２号公報にお
いて提案されている接合装置がある。これらは、いずれ
も接合ボルトとスリーブ体とを主たる構成要素とし、接
合ボルトに形成したねじ部の径より大きい断面を有する
ボス部の外面に係合して回転力を伝達するとともに、そ
の接合ボルトの軸方向変位を可能にしたスリーブ体の回
転によって、構造部材の端部に取りつけた接合ボルトを
節点部材に形成したねじ孔に送りこむことができるよう
になっている。

【０００３】現在までに提案されている上記した接合装
置は、いずれも鋼管などの薄肉パイプを構造部材として
採用した場合に適用される構造となっている。一方、ト
ラス構造物では、各構造部材に作用する軸荷重に大小が
生じるのは周知のとおりであり、とりわけ、塔状構造物
の柱となる部分には非常に大きい力が作用する。それゆ
えに、薄肉の鋼管ばかりを構造部材として採用すると、
軸荷重の大きく作用する構造部材には大きい径の接合ボ
ルトが要求され、これに伴って大径の鋼管を使用しなけ
ればならなくなる。その場合に、トラス構造物中の構造
部材の太さが著しく不揃いとなって見栄えを損なった
り、一つの節点部材に幾つもの構造部材を放射状に接合
するに際して大きい接合装置が他の接合装置の取付けを
阻害するなどの事態が生じる。ところで、大径の鋼管と
同等な耐力を備えた構造部材として中実断面の棒材もし
くは厚肉管などの構造部材を採用すれば、その断面寸法
の縮小化を図ることができる。しかしながら、中実材も
しくは厚肉管を用いた構造部材を節点部材に接合するた
めに、構造部材の軸方向に変位可能とした接合ボルトを
備える接合装置を採用した例は現在まで存在しない。こ
れは、中実材などの構造部材が有する非常に大きな断面
耐力にバランスさせることができるコンパクトな接合装
置が開発されていないからである。したがって、通常
は、中実材の端部にボルトを予め溶接しておき、トラス
を構築している高所などへ搬送している。しかし、大量
の構造部材を投入する必要のある大型のトラス構造物に
おいて、次々と組み立てられた他の構造部材の端部に位
置する節点部材にボルト溶接された構造部材を接合する
には、構造部材自体を回転させなければならず、中実材
や厚肉管などを組み込むことは極めて煩雑で大掛かりな
作業となる欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、特願平４
−１３９９０１号において、中実材もしくは厚肉管を用
いた構造部材のための接合装置を提案した。その接合装
置における接合ボルトによって中実材を節点部材に接合
した状態が、図２０に示されている。その接合ボルト４
_Kには、左右端部に形成した接合用雄ねじ４ａ_Kや接続
用雄ねじ４ｂ_Kの径より大きい断面外形を有するボス部
４Ａ_Kが形成されている。そのボス部４Ａ_Kの一方側の
接合用雄ねじ４ａ_Kは節点部材２_Kのねじ孔２ａ_Kに噛
みあうねじであり、他方側の接続用雄ねじ４ｂ_Kは構造
部材３_Kの端部に設けたねじ孔３ａ_Kに噛みあい接合用
雄ねじ４ａ_Kと同一ピッチの逆方向螺旋を形成するねじ
となっている。この例においても、前述した薄肉パイプ
などの構造部材に適用される接合装置と同様に、ボス部
４Ａ_Kの外面にスリーブ体５_Kを係合させ、それを回転
することによって接合ボルト４_Kを回転させ、かつ接合
ボルト４_Kの軸方向変位を可能にしている。しかし、注
目すべきは、接合用雄ねじ４ａ_Kをねじ孔２ａ_Kに長さ
Ｌ_1K送りこむと同時に、予めねじ孔３ａ_Kに長さＬ_3Kを
噛みあわせた接続用雄ねじ４ｂ_Kも、接合用雄ねじ４ａ
_Kと同等の長さＬ_1Kがねじ孔３ａ_Kに送りこまれるよう
にしている。このような構造の接合装置１_Kを用いて構
築されたトラス構造において、構造部材３_Kが節点部材
２_Kから圧縮荷重を受けた場合は、スリーブ体５_Kも圧
縮力の伝達に寄与し、かつ、構造部材自体も特に問題が
生じない。しかし、引張荷重が作用する場合、スリーブ
体５_Kは力の伝達に全く寄与しないので、次のような問
題が生じる。

【０００５】以下に、順を追って説明する。まず、中実
材は薄肉管などに比べると非常に大きな断面積を有して
いる。したがって、その構造部材の引張耐力にバランス
する接合ボルトを装着しようとすると、構造部材の端部
に形成するねじ孔の径が著しく大きくなる。いま、構造
部材３が、図２１の（Ａ）のように、一辺の長さをＷと
した正方形断面であり、接合ボルト４_Kの素材が構造部
材３_Kと同じであって、その接続用雄ねじ４ｂ_Kが噛み
あうねじ孔３ａ_Kの径が上記断面外形寸法Ｗのα倍であ
るとする。接続用雄ねじ４ｂ_Kの引張耐力と図２０中の
Ｃ−Ｃ線断面における構造部材３_Kの引張耐力とを等し
くしようとすると、 π（α×Ｗ／２)²＝Ｗ²−π（α×Ｗ／２)² の関係から、α＝０．７９８となる。一方、図２１の
（Ｂ）のように、構造部材３_Kが直径Ｄの円形断面であ
るとすると、 π（α×Ｄ／２)²＝π（Ｄ／２)²−π（α×Ｄ／２)² の関係から、α＝０．７０７となる。これらのことから
分かるように、Ｃ−Ｃ線断面における構造部材３_Kの肉
の最も薄い部分の厚みｔは、構造部材３の断面外形寸法
の１／７ないし１／１０となることが分かる。ところ
で、構造部材３_Kに導入される引張力Ｔ_K（図２０参
照）は、接合ボルト４_Kの接続用雄ねじ４ｂ_Kから構造
部材３_Kのねじ孔３ａ_Kを介して、矢印１６，１６のよ
うに分散して伝達される。その結果、例えば、接続用雄
ねじ４ｂ_Kの中央部位であるＤ−Ｄ線断面における構造
部材３_Kの断面積がねじ孔３ａ_Kの存在によって上述の
ように小さくなっていても、その部分で伝達される引張
力は全体の約半分であり、十分に耐えることができる。
しかしながら、Ｃ−Ｃ線断面においては、伝達された力
の全部がその狭い断面に集中する。これと同一の断面積
を有する接続用雄ねじ４ｂ_Kのねじ孔３ａ_Kと噛みあっ
ていない部分（図中のＥ−Ｅ線相当部分）についても、
同じ力が作用する。後者については、接合ボルト４_Kと
して高力ボルトを採用するなどすれば、接続用雄ねじ４
ｂ_Kの耐力向上が可能となる。しかし、大量に使用され
る構造部材３_Kは、その材料的強度の向上に価格的な面
からも制約され、結局は、Ｃ−Ｃ線断面が最弱点部とな
る。したがって、その部分で耐えられる引張力が、構造
部材３_Kの耐力を規定してしまうことになる。これで
は、構造部材に中実材もしくは厚肉管を採用しても、そ
れ自体が保有する大きい耐力を十分に発揮させることが
できず、その採用の途に限界が生じる問題がある。

【０００６】本発明は上記の問題に鑑みなされたもの
で、その目的は、薄肉鋼管を使用した構造部材に比べて
外形寸法が小さくかつ耐力の大きい中実材もしくは厚肉
管をトラス構造物に採用できるようにすること、そのよ
うな構造部材に適したコンパクトな接合装置を提案する
こと、接合装置に採用される接合ボルトを使用するうえ
で回避することのできない構造部材側に形成されるねじ
孔の狭小化を図って、構造部材の最弱点部における耐力
の可及的な増大を可能にすること、トラス構造物を構成
する多数の構造部材の太さの不揃いを少なくして見栄え
をよくすること、などを実現する中実材もしくは厚肉管
を用いた構造部材のための接合装置および接合方法、な
らびに大スパン構造物もしくは塔状構造物等におけるト
ラス構築方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、各構造部材の
端部を節点部材に接合する接合ボルトを、その接合ボル
トに形成したねじ部の径より大きい断面を有するボス部
の外面に係合して回転力を伝達するとともに接合ボルト
の軸方向変位を可能にしたスリーブ体の回転によって、
前記節点部材に形成したねじ孔に送りこむことができる
ようになっている構造部材の接合装置に適用される。そ
の特徴とするところは、図１を参照して、接合ボルト４
のボス部４Ａの一方側には節点部材２（図２参照）のね
じ孔２ａに噛みあう接合用雄ねじ４ａが形成されるとと
もに、他方側には構造部材３の端部に設けたねじ孔３ａ
に噛みあい接合用雄ねじ４ａと同一ピッチｐ（図３参
照）の逆方向螺旋とした接続用雄ねじ４ｂが形成され
る。その接続用雄ねじ４ｂは、それ自体の軸方向に並ぶ
径の異なる二つの雄ねじ４ｂ_1,４ｂ₂からなり、これら
二つの雄ねじ４ｂ_1,４ｂ₂のうちボス部側に位置する基
部雄ねじ４ｂ₁の径は反ボス部側に位置する先部雄ねじ
４ｂ₂の径より大きく、その先部雄ねじ４ｂ₂のねじの
山谷は基部雄ねじ４ｂ₁を仮想的に延長した仮想ねじ４
ｃの山谷（図３中の破線参照）と一致する位置に形成さ
れ、両雄ねじ４ｂ_1,４ｂ₂間には、ねじを形成しない非
ねじ境界部４ｂ₃が確保される。構造部材３の端部に設
けたねじ孔３ａは、基部雄ねじ４ｂ₁に噛みあう基部側
ねじ孔３ａ₁と、先部雄ねじ４ｂ₂に噛みあう先部側ね
じ孔３ａ₂とを有し、その両ねじ孔３ａ_1,３ａ₂間に位
置して非ねじ境界部４ｂ₃とは接触することのない段差
部３ａ₃が設けられる。上記の接合用雄ねじ４ａには、
節点部材２のねじ孔２ａとの噛みあいに必要なねじ込み
長さＬ₁のねじ部が確保される一方、接続用雄ねじ４ｂ
には、構造部材３の端部に設けたねじ孔３ａとの噛みあ
いに必要なねじ込み長さＬ₂のねじ部が確保される。そ
して、スリーブ体５の長さＬ_Sは、接合ボルト４の全長
Ｌから接合用雄ねじ４ａの全長Ｌ_4aと接続用雄ねじ４ｂ
の全長Ｌ_4bを差し引いた寸法よりも長くなっている。な
お、先部雄ねじ４ｂ₂の径は、構造部材３の断面外形寸
法の約１／２ないし約２／５としておけば十分である。
また、基部雄ねじ４ｂ₁の径は、構造部材３の断面外形
寸法の約２／３としておけばよい。ボス部４Ａの接合用
雄ねじ４ａ寄りの部位には、ボス部４Ａの外面４ｍに係
合させたスリーブ体５の脱落を阻止するとともに、構造
部材３を節点部材２に接合するために接合ボルト４を回
転させた際に破断しもしくは簡単に外すことができる脱
落防止部材７を取りつけておくとよい。

【０００８】接合方法の発明にあっては、図５に示すよ
うに、まず、接続用雄ねじ４ｂを、その全長Ｌ_4bから接
合用雄ねじ４ａのねじ込み長さＬ₁を差し引いた長さに
ほぼ等しい長さＬ₃分だけ構造部材３の端部に形成した
ねじ孔３ａに予め噛みあわせる。次に、スリーブ体５の
回転によって接合ボルト４を回転させながら摺動変位さ
せ、接合用雄ねじ４ａを節点部材２のねじ孔２ａに送り
込むとともに、接続用雄ねじ４ｂを構造部材３の端部に
設けたねじ孔３ａに送り込む（図６参照）。そして、ス
リーブ体５の一方端５ａが節点部材２の接合面２ｑに当
接し、かつ、他方端５ｂが構造部材３の端面３ｑに当接
した時点で（図７参照）、増し締めするようにしたこと
である。トラス構築方法においては、接合装置１を用い
て中実材もしくは厚肉管の構造部材３を順次節点部材２
に接合する。節点部材２，２の芯間距離が定まった以後
は、接合ボルト４０（例えば図１３参照）に形成された
ねじ部４０ａの径より大きい断面を有するボス部４０Ａ
の外面に係合して回転力を伝達するとともにその接合ボ
ルト４０の軸方向変位を可能にしたスリーブ体５０を備
え、接合ボルト４０が構造部材３０側へ後退してスリー
ブ体５０内に退避できるとともに、その後に接合ボルト
４０をスリーブ体５０から進出させることができる接合
装置１０によって、節点部材２，２間に中空材もしくは
薄肉管を用いた構造部材３０を順次接合するようにした
ことである。

【０００９】

【作用】接合ボルト４の接続用雄ねじ４ｂを構造部材３
の端部に設けたねじ孔３ａに挿入し、接続用雄ねじ４ｂ
が、その全長Ｌ_4bから接合用雄ねじ４ａのねじ込み長さ
Ｌ₁を差し引いた長さにほぼ等しい長さＬ₃分だけ、ね
じ孔３ａに噛みあわされる。構造部材３を節点部材２に
接近させて、その接合ボルト４の接合用雄ねじ４ａの先
端を節点部材２のねじ孔２ａに臨ませる（図５参照）。
接続用雄ねじ４ｂは接合用雄ねじ４ａと同一ピッチの逆
ねじであり、スリーブ体５を回転させると、接合用雄ね
じ４ａが節点部材２に送り込まれると同時に、接続用雄
ねじ４ｂも同じ量だけ構造部材３内へ送り込まれる（図
６参照）。その接続用雄ねじ４ｂを構成する基部雄ねじ
４ｂ₁の径は先部雄ねじ４ｂ₂と異なるが、先部雄ねじ
４ｂ₂のねじの山谷は基部雄ねじ４ｂ₁を仮想的に延長
した仮想ねじ４ｃの山谷（図３参照）と一致する位置に
あり、基部雄ねじ４ｂ₁は基部側ねじ孔３ａ₁に噛みあ
うとともに、先部雄ねじ４ｂ₂も先部側ねじ孔３ａ₂に
噛みあう。接続用雄ねじ４ｂは予め長さＬ₃だけねじ孔
３ａに挿入されているので、スリーブ体５を回転して接
合用雄ねじ４ａがねじ孔２ａとの噛みあいに必要なねじ
込み長さＬ₁分挿入されると、接続用雄ねじ４ｂもねじ
孔３ａとの噛みあいに必要なねじ込み長さＬ₂を達成す
る（図７参照）。基部雄ねじ４ｂ₁と先部雄ねじ４ｂ₂
との間にはねじの形成されない非ねじ境界部４ｂ₃が設
けられているが、上記のような噛みあわせ動作におい
て、その非ねじ境界部４ｂ₃が、基部側ねじ孔３ａ₁と
先部側ねじ孔３ａ₂との間に形成した段差部３ａ₃に接
触することはなく、先部雄ねじ４ｂ₂が先部側ねじ孔３
ａ₂内へ完全に進入するのを阻害されることもない。ス
リーブ体５の長さＬ_sは、接合ボルト４の全長Ｌから接
合用雄ねじ４ａの全長Ｌ_4aと接続用雄ねじ４ｂの全長Ｌ
_4bとを差し引いた寸法よりも長いため、接合用雄ねじ４
ａがねじ込み長さＬ₁を、接続用雄ねじ４ｂもねじ込み
長さＬ₂を達成した時点で、スリーブ体５の両端５ａ，
５ｂが節点部材２と構造部材３に当接する。その状態で
スリーブ体５を増し締めすれば、大きい軸力が作用して
も十分な接合強度を備えた接合状態が実現される。上記
のように接合してトラス構造物に組み込まれた構造部材
３に引張荷重が作用した場合、節点部材２から伝達され
る引張力は、基部雄ねじ４ｂ₁から基部側ねじ孔３ａ₁
を介して、および、先部雄ねじ４ｂ₂から先部側ねじ孔
３ａ₂を介して構造部材３へ伝達される。その伝達力は
基部側ねじ孔３ａ₁における力Ｔ₁と先部雄ねじ４ｂ₂
における力Ｔ₂のように分散される。その結果、例えば
段差部３ａ₃の位置する図７のＢ−Ｂ線における構造部
材３の断面が受ける荷重は構造部材３に伝達される力の
一部であり、構造部材３のその部分における断面積が段
差部３ａ₃や基部側ねじ孔３ａ₁などの存在によって小
さくなっていも、その力に十分耐えることができる。一
方、先部側ねじ孔３ａ₂の一番奥の先部雄ねじ４ｂ₂が
噛みあっていない部分すなわち構造部材３のＡ−Ａ線に
おける断面においては、伝達された力の全部が集中す
る。しかし、先部側ねじ孔３ａ₂の径は基部側ねじ孔３
ａ₁の径よりも小さいので、構造部材３のその個所にお
ける断面積は大きくなっており、したがって、最弱点部
ではあるが、その断面での耐力は大きく確保される。こ
の場合、先部雄ねじ４ｂ₂の径を構造部材３の断面外形
寸法の約１／２ないし約２／５とし、基部雄ねじ４ｂ₁
の径を構造部材３の断面外形寸法の約２／３としておけ
ば、耐力の増大が効果的に得られる。すなわち、図２０
の例と同じ断面外形寸法の構造部材を採用したとする
と、その構造部材３の耐力は増大し、中実材もしくは厚
肉管が有する大きい耐力を発揮させることができる。ボ
ス部４Ａの接合用雄ねじ４ａ寄りの部位に脱落防止部材
７を取りつけておくと、構造部材３をトラス構築中の節
点部材２の位置へ運ぶまでに、ボス部４Ａの外面４ｍに
係合させたスリーブ体５を脱落させないようにすること
ができる。その脱落防止部材７は、構造部材３を節点部
材２に接合するために接合ボルト４を回転させた際、ス
リーブ体５との相対移動でもって破断したり、簡単に手
で外すことができ、接合作業に支障をきたすことはな
い。

【００１０】トラス構築方法においては、接合装置１を
用いて中実材もしくは厚肉管などの構造部材３を順次節
点部材２に接合すると（図１２参照）、節点部材２，２
の芯間距離が定まってくる。それ以後は、接合ボルト４
０（図１３参照）が構造部材３０側へ後退してスリーブ
体５０内に退避できるとともに、その後に、接合ボルト
４０をスリーブ体５０から進出させることができる接合
装置１０によって、その節点部材２，２間に中空材もし
くは薄肉管を採用した構造部材３０を順次接合する。中
実材もしくは厚肉管を用いた構造部材３の断面外形寸法
は、同等の耐力を発揮することができる中空材もしくは
薄肉管を採用した場合よりも著しく小さく、トラス構造
物中の荷重が大きく作用しない個所に適用された構造部
材３０との太さの不揃いが抑えられる。加えて、中実材
などの構造部材３はコンパクトな接合装置１によって節
点部材２に接合でき、一つの節点部材２に中空材などの
他の多くの構造部材３０とともに接合する場合でも、接
合装置相互の干渉を回避しやすくなる。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、接合ボルトのボス部の
一方側に節点部材と接合する接合用雄ねじが、他方側に
構造部材に接続する接続用雄ねじが形成されているの
で、中実材もしくは厚肉鋼管を構造部材として採用する
ことができる。その結果、中実材などを使用した場合に
必要とされるボルトの溶接作業などが不要となり、構造
部材の製作が簡便化される。そして、接合装置のコンパ
クト化も図られる。中実材などの端部にボルトを予め溶
接しておく必要がないことから、トラスの組立作業にお
いて長尺で重量の大きい構造部材を回転させることは要
求されず、接合作業が容易となる。加えて、スリーブ体
を用いて、逆ねじ構成の接合用雄ねじと接続用雄ねじと
を同時に節点部材と構造部材に送り込むことができるの
で、スリーブ体による増し締めもより一層精度よいもの
となり、大きな締めつけトルクを与えた剛性の高い接合
部を形成させることができる。中実材や厚肉管などの採
用が可能となると、断面耐力の大きい部材によって構造
部材の小径化が図られ、また、荷重の大きく作用しない
他の個所に接合される中空材もしくは薄肉管の構造部材
などと太さの揃ったものでトラスを構成させることがで
き、その見栄えも向上する。上記した接合用雄ねじは基
部雄ねじとそれより径の小さな先部雄ねじとから構成さ
れるので、接続用雄ねじを噛みあわせる構造部材のねじ
孔の最も奥の部分の断面積は大きくなり、構造部材の最
弱点部位における耐力の向上が図られる。接続用雄ねじ
の先部雄ねじの径が、中実材や厚肉管の断面外形寸法の
約１／２ないし約２／５になっていると、上記したよう
に、構造部材のねじ孔の最も奥における断面積が従前よ
りも大きく確保され、その位置で規定される構造部材の
耐力の増大が可能となる。接続用雄ねじの基部雄ねじの
径を、中実材や厚肉管の断面外径寸法の約２／３とする
と、接合ボルトとして超太径の高力ボルトの採用が可能
となる。したがって、塔状構造物の柱など大きい耐力を
必要とする構造部材に適用することができる。加えて、
基部側ねじ孔の周囲における構造部材の断面積は小さく
なるが、そこに作用する伝達荷重は全体荷重の一部であ
り、その断面において構造部材の耐力を規定してしまう
ようなことはない。ボス部の接合用雄ねじ寄りの部位に
脱落防止部材を取りつけておけば、構築中のトラス構造
の所定位置まで構造部材を運搬する間に構造部材の姿勢
が水平でなくなっても、ボス部の外面に係合したスリー
ブ体を脱落させないようにしておくことができる。構造
部材を節点部材に接合するためにスリーブ体を回転させ
て接合ボルトを相対的に変位させたときには、その脱落
防止部材は簡単に破断され、また、手作業などで容易に
取り除かれ、接合作業の円滑化が促進される。

【００１２】接合方法の発明によれば、中実材もしくは
厚肉管を用いた構造部材を節点部材に迅速かつ確実に接
合することができ、また、スリーブ体を増し締めして強
固な接合を達成することができる。トラス構築方法で
は、中実材もしくは厚肉管を接合装置で順次節点部材に
接合し、節点部材の芯間距離が定まった後は、接合ボル
トのスリーブ体内への退避とスリーブ体外への進出が可
能な接合装置を用いて、荷重が大きく作用しない個所に
適用される中空材や薄肉管の構造部材を節点部材間に接
合すれば、大スパン構造物もしくは塔状構造物等のトラ
ス構造物における構造部材の太さが比較的揃いやすく、
見栄えがよくなる。それのみならず、接合装置もコンパ
クト化され、一つの節点部材に幾つもの構造部材を接合
するときの接合装置の相互の干渉が回避され、所望する
本数の構造部材を配置することができるようになる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明に係る接合装置やそれを用い
た接合方法などを、図面をもとにして詳細に説明する。
図２は、接合装置１，１を用いて、二つの節点部材２，
２間に一本の構造部材３を接合するときの全体図であ
る。その接合装置１は個々に接合ボルト４を備えてお
り、その接合ボルト４は、後に詳しく述べるが、それ自
体が両端部に有するねじ部の径より大きい六角の断面外
形をしたボス部を備えている。そして、その外面に係合
して回転力を伝達するとともに、その接合ボルト４の軸
方向変位を可能にしたスリーブ体５の回転によって、節
点部材２に形成したねじ孔２ａに接合ボルト４を噛みあ
わせ、構造部材３を節点部材２に強固に接合することが
できるようになっている。構造部材３は厚肉管であった
り中実断面の棒材であり、図示の例では破線で示すよう
に正方形断面の部材が採用されている。節点部材２は、
例えば周囲の四か所および前後の各面に接合面２ｑ，２
ｑを形成しており、何本かの構造部材３，３を放射状に
接合することができる多面体となっている。

【００１４】図１は本発明に係る接合装置１の縦断面図
であり、接合ボルト４とスリーブ体５とからなってい
る。その接合ボルト４としては、中実の構造部材３を節
点部材に接合するに適した例えば超太径高力ボルトが採
用される。この接合ボルト４には、その軸方向の略中央
部位にボス部４Ａが形成されている。そして、接合ボル
ト４のボス部４Ａの一方側すなわち左側には節点部材の
ねじ孔に噛みあう右ねじの接合用雄ねじ４ａが形成さ
れ、右側は、構造部材３の端部に設けたねじ孔３ａに噛
みあい接合用雄ねじ４ａと同一ピッチの左ねじの接続用
雄ねじ４ｂとなっている。その接続用雄ねじ４ｂは、そ
れ自体の軸方向に並ぶ径の異なる二つの雄ねじ４ｂ_1,４
ｂ₂からなる。この二つの雄ねじ４ｂ_1,４ｂ₂のうちボ
ス部側に位置する基部雄ねじ４ｂ₁の径は、反ボス部側
に位置する先部雄ねじ４ｂ₂の径より大きく形成されて
いる。例えば、先部雄ねじ４ｂ₂は、構造部材３の断面
外形寸法Ｗの約１／２ないし約２／５とされ、基部雄ね
じ４ｂ₁は、構造部材３の断面外形寸法の約２／３とさ
れる。

【００１５】そして、図３に示すように、先部雄ねじ４
ｂ₂のねじの山谷は基部雄ねじ４ｂ ₁を仮想的に延長し
た仮想ねじ４ｃの山谷（図中の破線参照）と一致する位
置に形成されており、両雄ねじ４ｂ_1,４ｂ₂間には、ね
じピッチｐの整数倍長すなわち図示の例では３ピッチ分
の長さを有するねじの形成されない非ねじ境界部４ｂ₃
が確保されている。なお、この非ねじ境界部４ｂ₃は基
部雄ねじ４ｂ₁と先部雄ねじ４ｂ₂の径が異なることに
よって生じたものであるが、図示したごとく軸方向を高
さとする截頭円錐台形状に成形されている。図１に戻っ
て、構造部材３の端部に設けたねじ孔３ａは、基部雄ね
じ４ｂ₁に噛みあう基部側ねじ孔３ａ₁と、先部雄ねじ
４ｂ₂に噛みあう先部側ねじ孔３ａ₂と、両ねじ孔３ａ
_1,３ａ₂間に位置した段差部３ａ₃とを有している。こ
の段差部３ａ₃も、基部側ねじ孔３ａ₁より小さい径の
先部側ねじ孔３ａ₂を形成することによって生じたもの
であるが、先部雄ねじ４ｂ₂が先部側ねじ孔３ａ₂に噛
みあって進入するとき、上述した非ねじ境界部４ｂ₃が
当たらないような位置および形状に選定される。後述す
るが、図７のように接合ボルト４の接合用雄ねじ４ａを
節点部材２のねじ孔２ａに完全に噛みあわせ、節点部材
２と構造部材３との距離がスリーブ体５の長さに等しく
なったときでも、非ねじ境界部４ｂ₃が段差部３ａ₃と
接触することがなく、スリーブ体５による後述する増し
締めをすることができる余地も残されている。そのため
に、本例においては、段差部３ａ₃も截頭円錐台の形状
をした空間を確保するように形成される。

【００１６】ところで、接合用雄ねじ４ａには節点部材
２のねじ孔２ａとの噛みあいに必要な図１に示すねじ込
み長さＬ₁のねじ部が確保される一方、接続用雄ねじ４
ｂには構造部材３の端部に設けたねじ孔３ａとの噛みあ
いに必要なねじ込み長さＬ₂のねじ部が確保される。そ
して、接合用雄ねじ４ａはねじ込み長さＬ₁より少し長
い全長Ｌ_4aを備え、接続用雄ねじ４ｂはねじ込み長さＬ
₂より長い全長Ｌ_4bとなっている。なお、上記した接合
用雄ねじ４ａのねじ込み長さＬ₁は、接続用雄ねじ４ｂ
のねじ込み長さＬ₂よりも短い。これは、一般的に、節
点部材２の材料強度が構造部材３の強度より高いので、
接続用雄ねじ４ｂのねじ込み長さＬ₂を長くしておくこ
とが好ましいことに基づいている。しかし、本発明にお
いては、接続用雄ねじ４ｂには全長Ｌ_b1の基部雄ねじ４
ｂ₁と全長Ｌ_b2の先部雄ねじ４ｂ₂とが形成されている
こと、および、後述するごとく、構造部材３を節点部材
２に接合するに先だち、構造部材３に接合ボルト４を予
めある程度噛みあわせておく必要があるために、接続用
雄ねじ４ｂのねじ込み長さＬ₂は接合用雄ねじ４ａのね
じ込み長さＬ₁よりも必然的に長くなっている。

【００１７】接合装置１を構成するスリーブ体５の外面
は、接合ボルト４のボス部４Ａを回転するため図４に示
す回転力作用部６が六角形に形成され、その内面はボス
部４Ａの外面４ｍに係合して回転力を伝達し、かつ、接
合ボルト４が軸方向に摺動しながら変位することができ
る六角状の挿入孔５ｎを備えている。そして、スリーブ
体５の長さＬ_s（図１参照）は、接合ボルト４の全長Ｌ
から接合用雄ねじ４ａの全長Ｌ_4aと接続用雄ねじ４ｂの
全長Ｌ_4bとを差し引いた寸法よりも少し長く選定されて
いる。このスリーブ体５は、構造部材３を節点部材２に
接合するに先だち接合ボルト４に嵌め込まれる。そし
て、スリーブ体５を回転させれば、図６を経て図７のよ
うに、接合用雄ねじ４ａを節点部材２に噛みあわせ、同
時に接続用雄ねじ４ｂも構造部材３に噛みあわせること
ができる。なお、構造部材３には接続用雄ねじ４ｂを後
述する長さＬ₃だけ予め挿入して接合ボルト４が取りつ
けられるが（図５参照）、その場合には、図１に示すよ
うに、基部雄ねじ４ｂ₁の一部が構造部材３の基部側ね
じ孔３ａ₁に噛みあわされる。しかし、基部側ねじ孔３
ａ₁や先部雄ねじ４ｂ₂の長さが図示とは異なっている
場合、図示しないが、両雄ねじ４ｂ₁，４ｂ₂がそれぞ
れのねじ孔３ａ₁，３ａ₂に少しずつ噛みあわされた
り、図８のように、先部雄ねじ４ｂ₂を先部側ねじ孔３
ａ₂に噛みあわせるだけでもよい。

【００１８】上記のようにして接合ボルト４を構造部材
３の端部に取りつけた後に、構造部材３は節点部材２の
位置するところまで移動される（図５参照）。しかし、
クレーンなどによる運搬の途中で構造部材３が水平に保
たれないこともあるのを考慮して、接合ボルト４に外挿
したスリーブ体５が簡単に脱落するのを防止するため
に、図１に示すような脱落防止部材７が装着される。こ
の脱落防止部材７は、構造部材３を節点部材２に接合す
るために接合ボルト４を回転させ、スリーブ体５が節点
部材２に接近した時点で破断したり脱落させまた手で簡
単に外すことができるようにするために、ボス部４Ａの
接合用雄ねじ４ａ寄りの部位に取りつけられる。これは
例えば短いプラスチック製のピン７ａであり、ボス部４
Ａに設けた小さな孔に立てておけばよい。もしくは、ボ
ス部４Ａの１８０度隔てた個所に孔を形成し、それに図
示しないがＣ形のフックを係止させたようなものでもよ
い。

【００１９】上記したごとく接合用雄ねじ４ａの節点部
材２との噛みあいに必要な長さはＬ₁であり、接続用雄
ねじ４ｂの全長がＬ_4bとされているので、当初に接合ボ
ルト４が構造部材３に取りつけられるとき、接続用雄ね
じ４ｂがねじ孔３ａと噛みあわされる長さＬ₃は、Ｌ_4b
−Ｌ₁かそれより少し短く選定される（図５参照）。こ
の長さＬ₃に、スリーブ体５の回転によって接続用雄ね
じ４ｂをねじ孔３ａに噛みあわせた長さＬ₁を加える
と、構造部材３のねじ孔３ａとの噛みあいに必要な接続
用雄ねじ４ｂのねじ込み長さＬ₂が達成される（図７参
照）。その結果、トラス構造が組みあがった後に設計上
の最大軸力が材料強度の大きい節点部材２から構造部材
３に伝達されたとしても、それに十分耐えることができ
る接合強度を確保することができる。なお、図５と同じ
状態にある図１において、接合用雄ねじ４ａの先端から
スリーブ体５の一方端５ａまでの距離Ｌ₄を、接合用雄
ねじ４ａの必要ねじ込み長さＬ₁の二倍とすべく、接続
用雄ねじ４ｂがねじ孔３ａに噛みあわされる。その結
果、接合用雄ねじ４ａが節点部材２のねじ孔２ａに所望
量送り込まれた時点で、図７のように、スリーブ体５の
一方端５ａが節点部材２の接合面２ｑに当接し、また、
その他方端５ｂも構造部材３の端面３ｑに当接すること
になる。

【００２０】以上のような構成によれば、次のようにし
て、例えば１５０ｍｍ角の中実断面の構造部材３を、１
００ｍｍ径の接合用雄ねじ４ａおよび基部雄ねじ４ｂ₁
と７５ｍｍ径の先部雄ねじ４ｂ₂が形成された高力ボル
ト４を用いて、節点部材２に接合することができる。ま
ず、トラス構築現場の地上などにおいて、接合ボルト
４，４を構造部材３の両端部に取りつける。このとき、
接合ボルト４のボス部４Ａを手で構造部材３に向かって
左回転させ、接続用雄ねじ４ｂを長さＬ₃だけ構造部材
３のねじ孔３ａに挿入する（図１参照）。そして、スリ
ーブ体５をボス部４Ａの外面４ｍに係合させ、その他方
端５ｂが構造部材３の端面３ｑに当接するようにする。
そして、スリーブ体５の一方端５ａに接触する程度の近
い個所に脱落防止用のピン７ａを立てる。上記の接続用
雄ねじ４ｂを長さＬ₃だけ構造部材３のねじ孔３ａに挿
入する作業、接合ボルト４を構造部材３に仮止めする作
業、さらには、接合ボルト４にスリーブ体５を嵌めた後
にピン７ａを取りつける作業は、構造部材３を出荷する
時点で行っておけば、作業現場での手間を省くことがで
きる。構造部材３の輸送中にスリーブ体５が左回転しよ
うとしてもピン７ａによって接合ボルト４の進出が阻止
され、接続用雄ねじ４ｂのねじ孔３ａとの所定の噛みあ
い長さＬ₃は維持される。一方、スリーブ体５が右に回
転すれば接続用雄ねじ４ｂのねじ孔３ａとの噛みあい長
さはＬ₃より少なくなるが、その回転量が多くないかぎ
りは、構造部材３の姿勢が水平に保持されていなくて
も、スリーブ体５はピン７ａによってその脱落が防止さ
れる。なお、輸送中にスリーブ体５が少し右回転してい
る場合には、スリーブ体５が構造部材３の端面３ｑかピ
ン７ａのいずれか一方から離れているので、接続用雄ね
じ４ｂのねじ孔３ａとの噛みあい長さがＬ₃より少なく
なっていることが一目で分かる。その場合には、節点部
材２に接合する直前にスリーブ体５を手で左回転してや
れば、所定の噛みあい長さＬ₃は簡単に再現される。

【００２１】構造部材３の両端に接合装置１を装着した
ものを、トラス構築中の節点部材２の位置までクレーン
などで移動し、図５に示すように、節点部材２のねじ孔
２ａに接合ボルト４の接合用雄ねじ４ａの先端を臨ませ
る。そして、スリーブ体５の回転力作用部６にレンチな
どを掛けて、図６の矢印のように右回転させる。挿入孔
５ｎを介して接合ボルト４は回転し、接合用雄ねじ４ａ
が節点部材２のねじ孔２ａ内に送り込まれる。これと同
時に、接合用雄ねじ４ａと同一ピッチｐを有する左ねじ
の接続用雄ねじ４ｂも構造部材３のねじ孔３ａ内に送り
込まれる。この間に、ピン７ａはスリーブ体５の一方端
５ａによって破断され、接合ボルト４はスリーブ体５の
挿入孔５ｎ内で軸方向へ摺動変位する。接合用雄ねじ４
ａの送り込み量と接続用雄ねじ４ｂの送り込み量とは同
じであり、図７のように、接合用雄ねじ４ａが節点部材
２のねじ孔２ａと噛みあうに必要なねじ込み長さＬ₁に
なると、接続用雄ねじ４ｂはねじ孔３ａにＬ₃＋Ｌ₁の
長さすなわち噛みあいに必要なねじ込み長さＬ₂で噛み
あわされる。なお、基部雄ねじ４ｂ₁と先部雄ねじ４ｂ
₂との間にはねじの形成されない截頭円錐台形状の非ね
じ境界部４ｂ₃が設けられているが、構造部材３のねじ
孔３ａ内の段差部３ａ₃は、非ねじ境界部４ｂ₃が進入
する位置よりも奥に存在し、先部雄ねじ４ｂ₂が先部側
ねじ孔３ａ₂に完全に噛みあうまでに、非ねじ境界部４
ｂ₃が段差部３ａ₃に当たることはない。

【００２２】スリーブ体５の長さＬ_sは、接合ボルト４
の全長Ｌから接合用雄ねじ４ａの全長Ｌ_4aと接続用雄ね
じ４ｂの全長Ｌ_4bとを差し引いた寸法よりも少し長く選
定されている。その結果、上記したねじ込み長さＬ₁だ
け接合ボルト４を送り込んだ時点で、スリーブ体５の一
方端５ａが節点部材２の平坦な接合面２ｑに当接すると
同時に、他方端５ｂが構造部材３の端面３ｑに当接す
る。なお、図１に示したように、Ｌ_4b−Ｌ₃が接合用雄
ねじ４ａのねじ込み長さＬ₁より少し長いので、スリー
ブ体５の両端５ａ，５ｂが節点部材２や構造部材３に当
たる前に、ボス部４Ａが構造部材３の端面３ｑにつかえ
て接続用雄ねじ４ｂが進まなくなるということはない。
スリーブ体５が節点部材２と構造部材３に当接した時点
においても、前記した非ねじ境界部４ｂ₃は段差部３ａ
₃に接触することはなく、かつ、段差部３ａ₃には基部
雄ねじ４ｂ₁が僅かに進出することができる空間が確保
されているので、図７の状態において、スリーブ体５に
大きいトルクを作用させて増し締めすることができ、構
造部材３は接合ボルト４を介して強固に節点部材２に接
合される。このようにして、構造部材３を節点部材２に
接合すれば、例えば図１０の矢印の方向へ順次構造部材
３を組立てていくことができる。ちなみに、このように
して一列に接合されたものを柱にして、後述するが、そ
の各節点部材２に他の形式の接合装置１０を用いて鋼管
などの構造部材３０を図１１に示すごとく多数接合すれ
ば、所望する形状のトラスを構築することができる。

【００２３】図５から図７までの動きで分かるように、
接合ボルト４を固定して眺めると、構造部材３は左行す
る一方、節点部材２が右行するように挙動し、両者間の
距離がスリーブ体５の長さＬ_sとなる。実際には、節点
部材２の位置が定まっていることが多く、スリーブ体５
の回転につれて構造部材３が移動することになる。しか
し、構造部材３はクレーンなどで吊り下げられた状態に
あり、その動きは何ら阻害されることがない。ところ
で、スリーブ体５の長さはもちろんのこと、構造部材３
の端面３ｑから他の端面３ｑまでの寸法は、現在の加工
技術をもってすれば極めて正確に所望長さとすることが
できる。したがって、構造部材３を節点部材２に接合し
た時点では、構造部材３の左右の節点部材２，２間の距
離は計画どおりのものとなる。中実断面などの構造部材
は非常に大きな断面耐力を有するが、それに対応して大
きい荷重の伝達を可能にする接合装置をコンパクトに形
成することができる。それと同時に、大きな力が作用す
る部分に薄肉鋼管を採用するとその外径は大きくなる
が、同等かそれ以上の耐力を発揮するにもかかわらず小
さな断面外形をした中実材などの構造部材の使用が可能
となる。従前において中実材などを採用しようとする
と、高力ボルトを溶接しておかなければならなかった
が、本発明においては構造部材の端部にねじ孔加工を施
しておくだけでよく、構造部材の製造が簡便で輸送も容
易なものとなる。それのみならず、節点部材との接合に
おいては長尺な構造部材自体を回転させる必要がなくな
り、接合作業の簡便化も図られ、所望するトルクを接合
部位に作用させることが極めて容易となる。

【００２４】ちなみに、ボス部４Ａの長さは図１に示し
たごとくスリーブ体５の長さに近いものである必要はな
い。当初に接合ボルト４を構造部材３に装着した時点で
ボス部４Ａの外面４ｍにスリーブ体５を係合させること
ができれば、二点鎖線で示したような短いものであって
もよい。接合装置においては、それに使用される接合ボ
ルト４に形成したボス部４Ａの形状も前述した六角断面
に限られることはなく、トルク伝達の可能な多角形を採
用することができる。その場合、スリーブ体５の中に形
成される挿入孔５ｎも、その形に見あったものにしてお
けばよいことは言うまでもない。また、接合ボルト４の
接合用雄ねじ４ａと接続用雄ねじ４ｂとは同一ピッチの
逆ねじであれば、その径は同じである必要がない。した
がって、節点部材２の大きさや中実材もしくは厚肉管の
構造部材３の断面寸法を勘案して、基部雄ねじ４ｂ₁に
所望するねじ径を与えておけばよい。さらに、構造部材
３は断面中実の矩形であって、その上下辺が水平となっ
ているが（図２参照）、その対角線が上下となるように
設置してもよい。中実材に代えて厚肉管を構造部材とす
る場合にも、上記した接合装置を適用することができ
る。もちろん、断面が円形であっても差し支えない。

【００２５】ところで、組み立てられたトラス構造物に
おいて、地震などによる外力が作用した場合に、圧縮荷
重が作用した構造部材に着目すると、節点部材２から導
入された圧縮軸力は、接合装置１を構成する接合ボルト
４とそれを外囲しているスリーブ体５とを介して構造部
材３に伝達される。したがって、接続用雄ねじ４ｂは構
造部材３に伝達される力の一部を受け持つだけであっ
て、荷重負担は軽減される。なお、構造部材３のねじ孔
３ａの奥の部分すなわち図７のＡ−Ａ線で切断した断面
では圧縮荷重が集中するが、引張荷重が作用した場合に
比べればほとんど問題となることはない。構造部材３が
左右の節点部材２，２から引張荷重を受けた場合には、
その引張力は接続用雄ねじ４ｂのみを介して構造部材３
に伝達される。しかし、その引張力は、基部雄ねじ４ｂ
₁から基部側ねじ孔３ａ₁を介して、および、先部雄ね
じ４ｂ₂から先部側ねじ孔３ａ₂を介して構造部材３へ
伝達され、図７に示すように、Ｔ₁とＴ₂のように分散
される。したがって、基部雄ねじ４ｂ₁が太くて、Ｂ−
Ｂ線で切断した断面における構造部材３の断面積が小さ
くなっていても、その部分では構造部材３に伝達される
全引張力ＴのうちのＴ₁が作用するだけで、大きい耐力
は要求されない。一方、先部雄ねじ４ｂ₂が噛みあって
いないＡ−Ａ線断面においては、伝達された力の全部が
集中する。しかし、先部側ねじ孔３ａ₂の径は基部側ね
じ孔３ａ₁の径よりも小さいので、図９の右下がりの実
線のハッチングで示すように、構造部材３のその個所に
おける断面積は、Ｂ−Ｂ線で切断した断面の左下がりの
一点鎖線のハッチングで示す断面積よりは大きく、引張
耐力を大きく確保しておくことができる。すなわち、図
２０の例ではねじ孔の大きいＣ−Ｃ線断面で構造部材３
_K側の耐力が決まっていたが、本発明においては断面積
の大きいＡ−Ａ線断面の耐力で決まり、最弱点部の耐力
を増大させることができる。もちろん、接合ボルト４の
耐力は、Ｔ₁＋Ｔ₂に見あったものにしておけばよいこ
とは述べるまでもない。

【００２６】例えば、高力ボルトを採用した場合、構造
部材３が１５０ｍｍ角の中実材であれば、基部雄ねじ４
ｂ₁の径を１００ｍｍ、先部雄ねじ４ｂ₂の径を７５ｍ
ｍとすれば、構造部材３の耐力を増大させることができ
る。上記のように、先部雄ねじ４ｂ₂の径を構造部材３
の断面外形寸法Ｗの１／２とし、基部雄ねじ４ｂ₁の径
を構造部材３の断面外形寸法の２／３として、同じ断面
外形寸法の構造部材３_K（図２０参照）に２／３Ｗの径
の接続用雄ねじ４ｂ_Kを有する接合ボルト４_Kを採用し
た例と比較すれば、〔Ｗ²−π｛（Ｗ／２）／２｝²〕／〔Ｗ²−π｛（２Ｗ／３）／２｝²〕＝１．２３となり、構造部材３の最弱点部分の耐力は、２０％以上
に増大できることが分かる。また、先部雄ねじ４ｂ₂の
径を構造部材３の断面外形寸法Ｗの２／５の６０ｍｍと
すれば、３４％以上の増大を見込むことができる。ちな
みに、基部雄ねじ４ｂ₁のねじ山一つあたりの引張耐力
をｔ_b1max、先部雄ねじ４ｂ₂のねじ山一つあたりの引
張耐力をｔ_b2maxとし、それぞれのねじ山数をｎ_b1，ｎ
_b2とする一方、構造部材３の最弱点部の耐力をＴ_maxと
すると、概略的には、接続用雄ねじ４ｂのねじ面での耐
力が最弱点部の耐力Ｔ_maxにほぼ等しく、すなわち、Ｔ_max≒（ｔ_b1max×ｎ_b1）＋（ｔ_b2max×ｎ_b2）となる。そして、基部雄ねじ４ｂ₁の断面耐力が
Ｔ_max、先部雄ねじ４ｂ₂の断面耐力が（ｔ_b2max×ｎ
_b2）となるようにしておくと、バランスのとれた効率の
よい接合形態が得られる。このような接合形態で基部雄
ねじ４ｂ₁と先部雄ねじ４ｂ₂の荷重分担を決めれば、
基部雄ねじ４ｂ₁および先部雄ねじ４ｂ₂の諸元を選定
することができる。そして、段差部３ａ₃における構造
部材３の断面部分（図７のＢ−Ｂ線切断個所）が（ｔ
_b1max×ｎ_b1）の耐力を満たし、ねじ孔３ａの奥の先部
雄ねじ４ｂ₂の噛みあっていない個所（図７のＡ−Ａ線
切断個所）における構造部材３の断面部分がＴ_maxの耐
力を満たすように、構造部材の断面外形寸法を決定すれ
ばよい。

【００２７】図１２は、上記した接合装置１でもって中
実材もしくは厚肉管の構造部材３，３を、塔状構造物の
柱に使用した場合の例である。図中の太い部材が中実断
面もしくは厚肉管の構造部材３であり、中太もしくは細
く示した部材が中空材もしくは薄肉鋼管などを用いた構
造部材３０である。その中空断面などの構造部材３０
は、トラス構造のなかでも大きい力の作用しないところ
に採用され、一般的には構造部材３よりも細いパイプと
なっている。中実断面などの構造部材３を配置した後
は、その構造部材３の長さに規定されることによって、
両端に位置する節点部材２，２間の芯間距離が定まって
いることが多い。そこで、その構造部材３０には、従来
技術のところで少し触れたが、特開昭６３−５１５３９
号公報に記載の構造、すなわち図１３のごとく、接合ボ
ルト４０に形成したねじ部４０ａの径より大きい断面を
有するボス部４０Ａの外面に係合して回転力を伝達する
とともに、その接合ボルト４０の軸方向変位を可能にし
たスリーブ体５０を備え、接合ボルト４０を構造部材３
０側へ押し込みスリーブ体５０内に完全に退避させるこ
とができる接合装置を採用したり、実開平２−１８００
３号公報に記載の構造すなわち図１５に示す接合装置１
００や、図示しないが実開平２−１２５１０２号公報に
あるような接合装置を採用するとよい。

【００２８】前者は、スリーブ体５０内に位置する接合
ボルト４０の背部、すなわち、ボス部４０Ａと構造部材
３０側の端面３０ｑとの間にスプリング１１を介在させ
ている。そして、そのスプリング１１の弾力を利用して
接合ボルト４０を構造部材３０側へ押し込み、スリーブ
体５０内に完全に退避させることができるような接合装
置１０となっている。したがって、図１４のように接合
ボルト４０の先端を節点部材２の接合面２ｑに接触させ
ればスプリング１１が縮んで接合ボルト４０が後退し、
その接合ボルト４０が節点部材２のねじ孔２ａに臨む
と、ねじ部４０ａがスプリング１１の弾発力で復元され
る。その先端はねじ孔２ａに呼び込まれ、以後スリーブ
体５０を回転させれば、接合ボルト４０が前進して、構
造部材３０を節点部材２に強固に接合することができる
（図１３参照）。上記した図１５の接合装置１００で
は、接合ボルト４００にスリーブ体５００の回転によっ
て正逆の送りを可能にする変位用ねじ１２が形成されて
いる。ちなみに、この接合装置１００では、薄肉鋼管３
００の端部にエンド部材３００Ａが固定され、それに噛
みあわせて固定した支持筒３００Ｂに、上記の変位用ね
じ１２が螺合されている。したがって、構造部材３００
を節点部材へ運ぶ前に、ボス部４００Ａを介したスリー
ブ体５００の逆回転により、図示のごとく、変位用ねじ
１２を支持筒３００Ｂ内へ進入させて接合ボルト４００
を後退させておき、その接合ボルト４００のねじ部４０
０ａを節点部材のねじ孔に臨ませた後にスリーブ体５０
０を正回転させると、接合ボルト４００が前進して強固
な接合が達成されるようになっている。上記したいずれ
もが、二つの節点部材の芯間距離が定まった後に構造部
材を配置することができるようにしているので、図１１
や図１２に示すように、中空材などの構造部材３０と中
実材を使用した構造部材３とを混在して、トラス構造物
全体を組み立てることができる。中実材と同じ耐力を発
揮する中空材は極めて大きい径のパイプとなるが、それ
に代えて中実材を採用すると細い構造部材３とすること
ができるので、他の構造部材３０などとの太さのばらつ
きも少なくなり、トラス構造物の見栄えもよくなる。接
合装置１は上述したようにコンパクト化されており、他
の接合装置１０とともに節点部材２に取りつける際の相
互の干渉も少なく、所望する耐力を備えた構造部材３，
３０を配置することができるようになる。

【００２９】図１６は、トラス構造物の支持点１３，１
３が対向する二辺にのみに存在する場合の例であり、図
１７は、支持点１４，１４が四隅のみにある場合の平面
図である。ちなみに、図１８および図１９は図１６の正
面矢視および側面矢視を示している。図中の二本線で示
した個所が中実材もしくは厚肉管を用いた構造部材３で
あり、一本線で示したところが中空材もしくは薄肉管を
用いた構造部材３０である。これらの場合は、いずれも
二本線で示す構造部材３に作用する応力が、他の個所の
構造部材３０などに比べ極端に大きくなる。そのような
個所に本発明の接合装置１を採用した耐力の大きな構造
部材３を使用すればよいことが分かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る接合装置が構造部材の端部に取
りつけられた状態の拡大断面図。

【図２】一つの構造部材が左右の節点部材に接合され
る状態の全体図。

【図３】接合ボルト単体の正面図。

【図４】図１におけるIV−IV線矢視断面図。

【図５】接合ボルトを節点部材に噛みあわせる直前の
設置状態図。

【図６】スリーブ体を回転させて接合ボルトを節点部
材および構造部材に噛みあわせている途中の動作図。

【図７】接合装置によって構造部材を節点部材に完全
に接合した後の接合状態図。

【図８】接合装置によって構造部材を節点部材に接合
する前の段階で、先部雄ねじを先部側ねじ孔に予め噛み
あわせた異なる接続用雄ねじによる初期状態図。

【図９】図７のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線で切断した部
分を重ね合わせて示した構造部材の断面図。

【図１０】中実断面の棒材もしくは厚肉鋼管を用いた
構造部材を、一方向へ延びるように接合した場合の接合
状態図。

【図１１】一つの節点部材に中実材などの構造部材と
薄肉管などの構造部材とを放射状に接合したときの節点
部材近傍における拡大図。

【図１２】塔状構造物の柱に中実材などの構造部材を
適用した場合のトラス構造の部分図。

【図１３】スプリングの伸縮で接合ボルトが進退可能
となっている接合装置の構成断面図。

【図１４】接合ボルトがスリーブ体内に退避した状態
の動作説明図。

【図１５】接合ボルトに形成した変位用ねじによって
接合ボルトの進退動作を可能にした接合装置の構成断面
図。

【図１６】支持点が両側に設けられている場合のトラ
ス構造物であって、中実材もしくは厚肉管などを用いた
構造部材の取付個所を説明する平面図。

【図１７】支持点が四隅とした場合のトラス構造物で
あって、中実材もしくは厚肉管などを用いた構造部材の
取付個所を説明する平面図。

【図１８】図１６のXVIII −XVIII 線矢視図。

【図１９】図１６のXIX −XIX 線矢視図。

【図２０】接続用雄ねじを接合用雄ねじと同一ピッチ
の逆方向螺旋とした接合ボルトにより、中実材などの構
造部材を節点部材に接合する先行技術における接合状態
図。

【図２１】（Ａ）は図２０のＣ−Ｃ線部における正方
形断面を有する構造部材の横断面図、（Ｂ）は同一個所
における円形断面を有する場合の構造部材の横断面図。

【符号の説明】

１，１０，１００…接合装置、２…節点部材、２ａ…ね
じ孔、２ｑ…接合面、３，３０，３００…構造部材、３
ａ…ねじ孔、３ａ₁…基部側ねじ孔、３ａ₂…先部側ね
じ孔、３ａ₃…段差部、３ｑ…端面、４，４０，４００
…接合ボルト、４Ａ，４０Ａ，４００Ａ…ボス部、４ａ
…接合用雄ねじ、４ｂ…接続用雄ねじ、４ｂ₁…基部雄
ねじ、４ｂ₂…先部雄ねじ、４ｂ₃…非ねじ境界部、４
ｃ…仮想ねじ、４ｍ…外面、５，５０，５００…スリー
ブ体、５ａ…一方端、５ｂ…他方端、７…脱落防止部
材、Ｌ…接合ボルトの全長、Ｌ₁…節点部材のねじ孔と
の噛みあいに必要な接合用雄ねじのねじ込み長さ、Ｌ_4a
…接合用雄ねじの全長、Ｌ₂…接続用雄ねじが構造部材
の端部に設けたねじ孔との噛みあいに必要なねじ込み長
さ、Ｌ_4b…接続用雄ねじの全長、Ｌ₃（≒Ｌ_4b−Ｌ₁）
…当初に接続用雄ねじがねじ孔に噛みあわされる長さ、
Ｌ_s…スリーブ体の全長、ｐ…ピッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各構造部材の端部を節点部材に接合する
接合ボルトを、該接合ボルトに形成したねじ部の径より
大きい断面を有するボス部の外面に係合して回転力を伝
達するとともに接合ボルトの軸方向変位を可能にしたス
リーブ体の回転によって、前記節点部材に形成したねじ
孔に送りこむことができるようになっている構造部材の
接合装置において、前記接合ボルトのボス部の一方側には前記節点部材のね
じ孔に噛みあう接合用雄ねじが形成されるとともに、他
方側には前記構造部材の端部に設けたねじ孔に噛みあい
上記接合用雄ねじと同一ピッチの逆方向螺旋とした接続
用雄ねじが形成され、該接続用雄ねじは、該接続用雄ねじの軸方向に並ぶ径の
異なる二つの雄ねじからなり、該二つの雄ねじのうち前
記ボス部側に位置する基部雄ねじの径は反ボス部側に位
置する先部雄ねじの径より大きく、該先部雄ねじのねじ
の山谷は上記基部雄ねじを仮想的に延長した仮想ねじの
山谷と一致する位置に形成され、該両雄ねじ間にはねじ
の形成されない非ねじ境界部が確保され、前記構造部材の端部に設けたねじ孔は、上記基部雄ねじ
に噛みあう基部側ねじ孔と、上記先部雄ねじに噛みあう
先部側ねじ孔と、該両ねじ孔間に位置して前記非ねじ境
界部とは接触することのない段差部とを有し、上記接合用雄ねじには、前記節点部材のねじ孔との噛み
あいに必要なねじ込み長さのねじ部が確保される一方、
前記接続用雄ねじには、前記構造部材の端部に設けたね
じ孔との噛みあいに必要なねじ込み長さのねじ部が確保
され、前記スリーブ体の長さは、前記接合ボルトの全長から前
記接合用雄ねじの全長と接続用雄ねじの全長とを差し引
いた寸法よりも長く設定されていることを特徴とする中
実材もしくは厚肉管を用いた構造部材のための接合装
置。
【請求項２】前記先部雄ねじの径は、前記構造部材の
断面外形寸法の約１／２ないし約２／５であることを特
徴とする請求項１に記載された中実材もしくは厚肉管を
用いた構造部材のための接合装置。
【請求項３】前記基部雄ねじの径は、前記構造部材の
断面外形寸法の約２／３であることを特徴とする請求項
１もしくは請求項２に記載された中実材もしくは厚肉管
を用いた構造部材のための接合装置。
【請求項４】前記ボス部の前記接合用雄ねじ寄りの部
位には、該ボス部の外面に係合させたスリーブ体の脱落
を阻止するとともに、前記構造部材を節点部材に接合す
るために接合ボルトを回転させた際に破断しもしくは簡
単に外すことができる脱落防止部材が取りつけられてい
ることを特徴とする請求項１に記載された中実材もしく
は厚肉管を用いた構造部材のための接合装置。
【請求項５】請求項１に記載された中実材もしくは厚
肉管を用いた構造部材のための接合装置において、前記接続用雄ねじを、その全長（Ｌ_4b）から前記接合用
雄ねじのねじ込み長さ（Ｌ₁）を差し引いた長さにほぼ
等しい長さ（Ｌ₃）分だけ前記構造部材の端部に形成し
たねじ孔に予め噛みあわせ、前記スリーブ体の回転によって接合ボルトを回転させな
がら摺動変位させ、上記接合用雄ねじを前記節点部材の
ねじ孔に送り込むとともに、上記接続用雄ねじを前記構
造部材の端部に設けたねじ孔に送り込み、上記スリーブ体の一方端が前記節点部材の接合面に当接
し、かつ、他方端が前記構造部材の端面に当接した時点
で、増し締めするようにしたことを特徴とする中実材も
しくは厚肉管を用いた構造部材の接合方法。
【請求項６】請求項１に記載した接合装置を用いて中
実材もしくは厚肉管の構造部材を順次節点部材に接合
し、該節点部材の芯間距離が定まった以後は、接合ボル
トに形成されたねじ部の径より大きい断面を有するボス
部の外面に係合して回転力を伝達するとともに該接合ボ
ルトの軸方向変位を可能にしたスリーブ体を備え、接合
ボルトが構造部材側へ後退してスリーブ体内に退避でき
るとともに、その後に接合ボルトをスリーブ体から進出
させることができる接合装置によって、上記節点部材間
に中空材もしくは薄肉管を用いた構造部材を順次接合す
るようにしたことを特徴とする大スパン構造物もしくは
塔状構造物等におけるトラス構築方法。