JPH08121445A - くさび定着式高力ボルトと高力ボルトを用いた接合方法 - Google Patents

くさび定着式高力ボルトと高力ボルトを用いた接合方法

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JPH08121445A
JPH08121445A JP25520194A JP25520194A JPH08121445A JP H08121445 A JPH08121445 A JP H08121445A JP 25520194 A JP25520194 A JP 25520194A JP 25520194 A JP25520194 A JP 25520194A JP H08121445 A JPH08121445 A JP H08121445A
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JP
Japan
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bolt
peripheral surface
wedge
outer peripheral
strength bolt
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JP25520194A
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English (en)
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Toshifumi Oki
利文 大木
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Sekisui House Ltd
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Sekisui House Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 接合部の加工コストを上昇させることがな
く、かつ、締め付け時のトルク管理を容易に行うことが
出来るようにした高力ボルトとその高力ボルトを用いた
接合方法を提供する。 【構成】 ボルト本体(11)先端のテーパ部(16)を側をボ
ルト穴(9)へ挿入し、かつ、そのテーパ部(16)とボルト
穴(9)との間にくさび体(14)を介装して、締め付け時の
張力によりくさび体(14)外周面とボルト穴(9)との間に
摩擦力を発生させて、このボルト本体(11)をボルト穴に
定着させながら、雄ねじ部(15)に螺合したナット(13)で
締め付けるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高力ボルトとその高
力ボルトを用いた接合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近時、柱・梁などの構造体の接合方法と
して高力ボルト接合が広く用いられるようになってい
る。高力ボルトとは、高い張力を有するのみならず、常
に一定の締め付けトルクが得られるよう設計されたもの
を言うが、その一つとして、図7のようなトルシア形高
力ボルトと言われるものがある。
【0003】これは、図のように、一端に頭部(31)を有
し、他端にブレークネック付のピンテール(32)を設けた
もので、雄ねじ部(33)に螺合したナット(34)を専用工具
のアウターソケット(35)で掴み、ピンテール(32)をイン
ナーソケット(36)で掴んで、インナーソケット(36)側で
反力を取りながらピンテール(32)が破断するまでナット
(34)のみを締め付けるものである。
【0004】しかしながら、上記トルシア形高力ボルト
は、締め付け側とは反対側からボルトを挿入する必要が
あり、鋼管柱のような閉鎖断面型のものでは、裏面側へ
手を入れることが出来ず、従ってかかる閉鎖断面柱と梁
との接合には使用できない不都合がある。
【0005】そこで、このような問題を解決する手段と
して、図8のように、閉鎖断面柱にタップネジ(37)を形
成して、植え込み型の高力ボルトをこのタップネジ(37)
へ表面側からねじ込んで取り付けるようにしたものが考
えられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記植
え込み型の高力ボルトを用いたものでは、柱の側面にネ
ジ穴加工を行う必要があり、それだけコストが高くなる
とともに、ボルト穴同士を位置合わせする際に、タップ
ネジが損傷するため、しの等が使えず、作業性が悪いと
いった欠点がある。しかも、このタップネジ(37)は、ボ
ルトの製造工場とは別の工場で加工されるものであるた
め、この部分の摩擦係数管理が出来ず、タップネジ(37)
の加工方法や誤差によって摩擦係数がその都度変わり、
また、本締めの際のボルト本体側の共廻りにより、その
ボルト本体が抜け出し方向に回転し、うまく本締めを行
うことが出来ず、締め付けトルクの管理が困難であると
いう不都合がある。
【0007】この発明は、このような従来の欠点を解消
して、接合部の加工コストを上昇させることがなく、か
つ、締め付け時のトルク管理を容易に行うことが出来る
ようにした高力ボルトとその高力ボルトを用いた接合方
法を提供することを目的としてなされたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の高力ボルトは、一端側にナットを螺合す
る雄ねじ部を備え、他端側にその先端部に向かって大径
となるテーパ部を形成したボルト本体と、前記雄ねじ部
へ螺合されるナットと、前記テーパ部外周面に適合する
よう傾斜した内周面を備え、かつ、そのテーパ部外周面
と前記ボルト穴との間に介装された状態でその外周面が
ボルト穴内周面に摩擦接触する外周面を備えた1又は複
数のくさび体とを有することを特徴とする。
【0009】また、上記において、この出願の請求項2
の発明は、くさび体外周面の表面硬度をボルト穴内周面
の硬度の2倍以上としてあることを特徴とする。
【0010】この場合、くさび体外周面にショットブラ
スト若しくはグリッドブラストなどの表面処理を施し、
更に熱処理によって硬化することが考えられる。
【0011】更に、この出願の請求項4の発明では、前
記雄ねじ部側の先端にブレークネック付のピンテールが
一体に設けられる。
【0012】また、上記の目的を達成するためのこの出
願の接合方法は、互いに接合される接合材のボルト穴に
跨って、先端側に向かって大径となるボルト本体のテー
パ部を挿入すると共に、そのテーパ部外周面とボルト穴
内周面との間にくさび体を打ち込んでこのボルト本体を
挿入方向の奥側の接合材へ定着させた後、ボルト本体の
雄ねじ部に螺合したナットを所定トルクまで締め付ける
ことを特徴とするものである。
【0013】
【作用】上記ナットは、通常、トルシア形高力ボルトと
同様の専用工具を用いて締め付けられる。このとき、締
め付けトルクに対するボルト本体の引張力は、くさび体
をボルト穴へ押し付ける方向に作用し、この押しつけ面
の摩擦力によって支持される。特に、くさび体外周面の
表面硬度をボルト穴内周面の硬度の2倍以上としておく
ことによって、くさび体表面がボルト穴内周面へ食い込
むような状態となって、高い摩擦係数を得ることが出来
る。
【0014】
【実施例】図4〜図6は、この発明の高力ボルト(1)を
角形鋼管からなる閉鎖断面型柱(2)と梁(3)との接合部
に用いた接合方法の実施例を示している。鋼管柱(2)の
外側面には、鋳鋼製のダイヤフラム板(4)(4)…を全周
に亘って隅肉溶接(6)(6)…して、上下一対の外ダイヤ
フラム(5)(5)が形成されている。梁(3)は、H形鋼か
らなるもので、その端部に接合用のエンドプレート(7)
が溶接されている。梁(3)より上下方向に突出するこの
エンドプレート(7)の両端と、ダイヤフラム板(5)に
は、互いに対応するようにして接合用ボルト穴(8)(9)
が形成されており、これらのボルト穴(8)(9)へ高力ボ
ルト(1)を差し込んで、エンドプレート(7)と柱(2)と
を接合するものである。なお、このようにダイヤグラム
(5)を外側に設けることで、柱(2)内部に障害物がな
く、コンクリートの充填が容易となるものである。
【0015】図1が、上記ボルト(1)による締め付け部
の拡大断面を示し、この高力ボルト(1)は、図3で示す
ように、ボルト本体(11)と、座金(12)と、ナット(13)と
くさび体(14)とからなるものである。ボルト本体(11)
は、その一端側に雄ねじ部(15)を有し、他端側は、その
他端の先端方向に向かって大径となるテーパ部(16)を形
成している。同じく、ボルト本体(11)の前記雄ねじ部(1
5)側の先端面には、ブレークネック(17)付きのピンテー
ル(20)を一体に形成している。
【0016】他方、くさび体(14)(14)…は、挿入方向の
先端から一定長さに亘って、前記テーパ部(16)の外周面
の勾配と同じ勾配で傾斜した傾斜内周面(18)を有し、そ
の外周面(19)は、長手方向に対してストレートである
が、前記ダイヤフラム板(5)のボルト穴(9)内周面にほ
ぼ適合する円周面とされている。また、くさび体(14)(1
4)…は、テーパ部(16)外周面に嵌合するような筒状体を
円周方向に4分割したものであるが、締め付けの際に、
ボルト穴(9)の内周面側に密着するよう外径が拡大でき
るものであれば、その他の分割数或いは一体型のもので
あっても良い。
【0017】次に、上記高力ボルト(1)を用いた接合方
法を説明すると、まず、梁(3)のエンドプレート(7)
を、そのボルト穴(8)がダイヤフラム板(5)のボルト穴
(9)に合致するようにして、そのダイヤフラム板(5)の
外側面に当接させ、この状態で、ボルト本体(11)を前記
テーパ部(16)側を先端として、それらのボルト穴(8)
(9)へ挿入する。ついで、そのボルト穴(8)(9)とボル
ト本体(11)との隙間へ前記くさび体(16)(16)…を、先端
から介装すると共に、パイプ状のものを用いて打ち込
み、ボルト本体(11)を奥側のボルト穴(9)へ仮定着させ
る。
【0018】しかる後、エンドプレート(7)から突出す
るボルト本体(11)の雄ねじ部(15)部分へ座金(12)を取付
け、その外側からナット(13)を螺合して一次締めを行う
と共に、前記トルシア形高力ボルトと同様の専用工具を
用いて、ピンテール(20)が破断するまで締め付けて、所
定の締め付けトルクを得るものである。
【0019】この締め付けの際、テーパ部(16)とくさび
体内周面(18)の傾斜角αをtanα= 0.1程度とし、テーパ
部(16)外周面とくさび体(14)の内周面(18)との間の摩擦
係数μ2=tanρ2=0.15とすると、ボルト穴(9)とくさ
び体外周面(19)との間の摩擦係数μ1=tanρ1=0.25よ
り大きければ、くさび体(14)がボルト本体(11)とともに
摺動して外方に抜けることなく、ボルト穴(9)へ確実に
押し付け力が作用する。
【0020】この場合、くさび体(14)の外周面(19)を粗
面とし、かつ表面硬度をボルト穴(9)の内周面の硬度の
2倍以上とすることによって、締め付け時にくさび体外
周面(19)がボルト穴(9)の内周面に食い込むような状態
となり、摩擦係数μ1=0.6以上に出来ることが確かめら
れており、このようにすることにより、引抜きに対する
安全率を2倍以上にでき、確実なトルク管理が可能であ
る。かかる粗面加工と表面硬度の改善は、例えばショッ
トブラスト或いはグリッドブラスト等のブラスト加工を
表面に施し、更に、焼入れなどの熱処理を行うことで可
能となる。特に、くさび体(14)は小片であるので取り扱
いが容易であるとともに、熱処理に要する費用も安価で
済む。
【0021】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、締め
付け時のボルトに対する張力がくさび体を介してボルト
穴の内周面へ押し付けるように働くので、従来のような
植え込み型の高力ボルトを用いなくても、片側からのみ
締め付け作業を行うことが出来るという効果がある。従
って、接合材にタップネジ加工のような面倒な加工を行
う必要がなく、ボルト穴位置の位置合わせにしのが使え
る等作業性が向上し、くさび体を用いることを考慮して
もコストを低減することが可能である。
【0022】また、この出願の請求項2の発明では、く
さび体外周面の表面硬度をそれに接触するボルト穴内周
面の表面硬度の2倍以上としているので、この部分の摩
擦係数を増大させ、締め付け時のボルトに対する引抜に
対して2倍以上の安全率を持たせることが出来て、確実
なトルク管理を可能にし信頼性の高い接合構造を得るこ
とが出来る。このとき、ショットブラストやグリッドブ
ラストなどのブラスト加工や熱処理は、かかる表面の粗
さ及び硬度の改善に対して簡単で安価な手段である。
【0023】更に、この発明の接合方法では、閉鎖断面
型の柱と梁の接合において、上記のように片側からの締
め付け作業を可能にするのみならず、精度の高いトルク
管理が出来ることから、信頼性の高い接合部を得ること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す高力ボルト接合部の拡
大断面図である。
【図2】図1の要部の拡大図である。
【図3】この発明の高力ボルトの構成を示す分解斜視図
である。
【図4】この発明の高力ボルトによる柱・梁接合部の側
面図である。
【図5】同じく図5の右側から見た側面図である。
【図6】同じく横断平面図である。
【図7】従来のトルシア形高力ボルトによる接合方法を
示す要部縦断面図である。
【図8】従来の植え込み型高力ボルトによる接合部の縦
断面図である。
【符号の説明】
(1) 高力ボルト (2) 鋼管柱 (3) 梁 (7) エンドプレート (8) ボルト穴 (9) ボルト穴 (11) ボルト本体 (12) 座金 (13) ナット (14) くさび体 (15) 雄ねじ部 (16) テーパ部 (20) ピンテール

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端側にナットを螺合する雄ねじ部を備
    え、他端側にその先端部に向かって大径となるテーパ部
    を形成したボルト本体と、前記雄ねじ部へ螺合されるナ
    ットと、前記テーパ部外周面に適合するよう傾斜した内
    周面を備え、かつ、そのテーパ部外周面と前記ボルト穴
    との間に介装された状態でその外周面がボルト穴内周面
    に摩擦接触する外周面を備えた1又は複数のくさび体と
    を有することを特徴とするくさび定着式高力ボルト。
  2. 【請求項2】 くさび体外周面の表面硬度をボルト穴内
    周面の硬度の2倍以上としてあることを特徴とする請求
    項1のくさび定着式高力ボルト。
  3. 【請求項3】 くさび体外周面にショットブラスト若し
    くはグリッドブラストなどの表面処理が施されると共
    に、更に熱処理によって硬化されていることを特徴とす
    る請求項2のくさび定着式高力ボルト。
  4. 【請求項4】 前記雄ねじ部側の先端にブレークネック
    付のピンテールが一体に設けられていることを特徴とす
    る請求項1から3の何れかに記載したくさび定着式高力
    ボルト。
  5. 【請求項5】 互いに接合される接合材のボルト穴に跨
    って、先端側に向かって大径となるボルト本体のテーパ
    部を挿入すると共に、そのテーパ部外周面とボルト穴内
    周面との間にくさび体を打ち込んでこのボルト本体を挿
    入方向の奥側の接合材へ定着させた後、ボルト本体の雄
    ねじ部に螺合したナットを所定トルクまで締め付けるこ
    とを特徴とする高力ボルトを用いた接合方法。
  6. 【請求項6】 上記一方の接合材が角形鋼管などの閉鎖
    断面柱であり、他方の接合材が梁のエンドプレートであ
    る請求項5の高力ボルトを用いた接合方法。
JP25520194A 1994-10-20 1994-10-20 くさび定着式高力ボルトと高力ボルトを用いた接合方法 Pending JPH08121445A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018094748A (ja) * 2016-12-09 2018-06-21 マルオカ工業株式会社 キャンバスまたは額縁用の枠体およびそれに用いる楔
JP2021031900A (ja) * 2019-08-21 2021-03-01 前田建設工業株式会社 貫通孔位置合わせ治具、および貫通孔位置合わせ方法
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JP2023081071A (ja) * 2021-11-30 2023-06-09 辻 ふうな 鋼管の締結方法及び締結具

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