(57)【要約】【課題】  接合する端部が開口した中空状の一対の柱部材の端部間を接合するために用いる接合部材が、その柱部材の外側に大きく突出することを容易に防止することができるような柱継手構造を提供する。【解決手段】  接合する端部が開口した中空状の一対の、第１柱部材４４と第２柱部材４５とを上下方向に接合する柱継手構造１０であって、第１接合部材４１と第２接合部材４２とを備え、第１接合部材４１と第２接合部材４２の各々がフランジ部４１ｄ，４２ｄと接合部４１ｂ，４２ｂと中央部４１ｃ，４２ｃとを備え、各々のフランジ部４１ｄ，４２ｄ同士が締結され、各々の中央部４１ｃ，４２ｃは第１・２柱部材４４，４５の外形寸法より小さな外形寸法を有し、第１中央部４１ｃ及び第２中央部４２ｃの一方が他方より上下方向に長く形成された。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合する端部が開口した中空状の第１柱部材の下端面に一体的に接合される第１接合部材と、
接合する端部が開口した中空状の第２柱部材の上端面に一体的に接合される第２接合部材とを備え、
前記第１接合部材と前記第２接合部材を上下方向に締結することにより前記第１柱部材と前記第２柱部材を上下方向に接合する柱継手構造であって、
前記第１接合部材は、
前記第１柱部材と接合される第１接合部と、
前記第２接合部材と締結する第１フランジ部と、
前記第１接合部と前記第１フランジ部との間に形成されると共に、前記第１柱部材の外形寸法より小さな外形寸法を有する第１中央部とを有し、
前記第２接合部材は、
前記第２柱部材と接合される第２接合部と、
前記第１フランジ部と締結する第２フランジ部と、
前記第２接合部と前記第２フランジ部との間に形成されると共に、前記第２柱部材の外形寸法より小さな外形寸法を有する第２中央部とを有し、
前記第１中央部及び前記第２中央部の一方が他方より上下方向に長く形成されている
ことを特徴とする柱継手構造。
【請求項２】
前記第１中央部または前記第２中央部は、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とをボルトとナットにより締結するために用いる締付機と干渉しない程度の外形寸法と、
前記締付機と干渉しない程度の上下方向の長さを有するように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の柱継手構造。
【請求項３】
前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部の外形から内側の部分に複数の孔がそれぞれ互いに対応する位置に同数形成されて、前記孔を貫通するボルトとナットが締め付けられる
ことを特徴とする請求項２に記載の柱継手構造。
【請求項４】
前記第１接合部の前記第１中央部寄りの側面、及び前記第２接合部の前記第２中央部寄りの側面がテーパ状に形成されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の柱継手構造。
【請求項５】
前記第１接合部材及び前記第２接合部材は上下方向に開口した中空断面を有し、
前記第１接合部材及び前記第２接合部材の肉厚は前記第１柱部材及び前記第２柱部材の肉厚よりも厚く形成されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の柱継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、建築構造物等において、中空状の鋼管などを用いた柱部材の上下端部間を、上下方向に連結するために用いられる柱継手構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、中空状の鋼管などを用いた柱部材の継手構造としては、図７，８に示すような、仮組立て用の仮設板部材７１，７２を使用して、四角筒状の鋼管などの柱部材７４，７５の端部同士の位置合わせをした後、その端部同士を溶接で接合する溶接継手構造がほとんどであった（例えば特許文献１に記載の従来例参照）。
【０００３】
同図に示す仮設板部材７１は、四角筒状の鋼管などの柱部材７４下端部の周部４面各幅の、上下方向に伸びる各中心線に沿って、その側辺が溶接により柱部材７４に接合され、やはり四角筒状の鋼管などの柱部材７５上端部の周部４面各幅の、上下方向に伸びる各中心線に沿って、その側辺が溶接により柱部材７５に接合される。
【０００４】
そして、柱部材７４の下端部と柱部材７５の上端部を突き合わせて、柱部材７４，７５それぞれに接合した２枚の仮設板部材７１に、１枚又は２枚の仮設板部材７２を片面側又は両面側に重ねて配置し、仮設板部材７１，７２間をボルトとナットで締め付けて互いを固定する（図８参照）。
【０００５】
このようにして、柱部材７４，７５相互間の水平断面方向の位置合せをする仮組立てが終わったら、柱部材７４，７５の端面間を溶接Ｗで接合するようになっている（図８参照）。
【０００６】
しかしながら、このような柱部材の溶接を用いた継手構造は、その施工が現場で溶接作業を行うために風及び雨など天候の影響を受けると共に、溶接作業には熟練した溶接技能者を必要とし、また溶接後に溶接部の検査が必要となる。さらに、仮組立て用の仮設板部材７１，７２が必要となり、それらは柱部材７４，７５の外側に大きく突出するため、柱部材７４，７５間の溶接後に溶断して除去しなければならなかった。
【０００７】
そのため、溶接を用いない継手構造として、例えば特許文献１に記載されている実施の形態のような、高力ボルトを用いたボルト接合による継手構造が各種提案されている。このような接合に高力ボルトを用いた中空状の柱部材の継手構造は、溶接や仮組立て用の仮設板部材を用いない接合構造を提供することや、接合に用いられる部材が柱部材の外側に大きく突出するのを防止することを目的としている。
【特許文献１】特開平７−１２７１４２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような中空状の柱部材の接合に高力ボルトを用いた継手構造においては、ボルトの挿入及び締結の作業を、中空状の柱部材の外側から行わなければならないため、例えば特許文献１の図５に示す植込みボルト２５のような特殊なボルトを用いる必要がある。
【０００９】
また、接合される柱部材の内側もしくはその内側の継手部材にナットを前もって取り付けておくか、または接合される柱部材内側の継手部材にネジ孔を形成しておく必要がある。接合される柱部材の外側からボルト締結作業を行う場合、外側からナットを締付ける方法と、外側からボルトの頭部を締付ける方法がある。
【００１０】
外側からナットを締付けて行う場合は、ナットの高さ寸法はボルトの頭部の高さ寸法より大きく、またボルトのネジ部にはナットの高さ寸法より長く外側に突出する余長部が必要であるため、依然として締結部材が接合される柱部材の外側に大きく突出してしまうという問題がある。また外側からボルトの頭部の締め付けを行う場合は、内側のナットが固定されていないとボルトとナットが共に回転して充分な締結を行なうことができないという問題がある。
【００１１】
また、このような高力ボルトを用いた継手構造の施工においては、仮組立て時の仮止めに使用する仮ボルトに、本組立て用のボルトを使用する場合は、ボルトを傷める場合が多く、その場合は充分な締結ができなくなる。このため、上記仮ボルトに本組立て用のボルトを使用することは原則としてできない。このため、組立て後に仮ボルトを本組立て用のボルトと取替える作業を行う必要があり、その作業に手間が掛かるという問題がある。
【００１２】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、接合する端部が開口した中空状の一対の柱部材の端部間を接合するために用いる接合部材が、その柱部材の外側に大きく突出することを容易に防止することができるような柱継手構造を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明による柱継手構造は、
接合する端部が開口した中空状の第１柱部材の下端面に一体的に接合される第１接合部材と、
接合する端部が開口した中空状の第２柱部材の上端面に一体的に接合される第２接合部材とを備え、
前記第１接合部材と前記第２接合部材を上下方向に締結することにより前記第１柱部材と前記第２柱部材を上下方向に接合する柱継手構造であって、
前記第１接合部材は、
前記第１柱部材と接合される第１接合部と、
前記第２接合部材と締結する第１フランジ部と、
前記第１接合部と前記第１フランジ部との間に形成されると共に、前記第１柱部材の外形寸法より小さな外形寸法を有する第１中央部とを有し、
前記第２接合部材は、
前記第２柱部材と接合される第２接合部と、
前記第１フランジ部と締結する第２フランジ部と、
前記第２接合部と前記第２フランジ部との間に形成されると共に、前記第２柱部材の外形寸法より小さな外形寸法を有する第２中央部とを有し、
前記第１中央部及び前記第２中央部の一方が他方より上下方向に長く形成されている
ことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明による柱継手構造は、
前記第１中央部または前記第２中央部は、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とをボルトとナットにより締結するために用いる締付機と干渉しない程度の外形寸法と、
前記締付機と干渉しない程度の上下方向の長さを有するように形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明による柱継手構造は、
前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部の外形から内側の部分に複数の孔がそれぞれ互いに対応する位置に同数形成されて、前記孔を貫通するボルトとナットが締め付けられることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明による柱継手構造は、
前記第１接合部の前記第１中央部寄りの側面、及び前記第２接合部の前記第２中央部寄りの側面がテーパ状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明による柱継手構造は、
前記第１接合部材及び前記第２接合部材は上下方向に開口した中空断面を有し、
前記第１接合部材及び前記第２接合部材の肉厚は前記第１柱部材及び前記第２柱部材の肉厚よりも厚く形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
このような本発明の柱継手構造によれば、
接合する端部が開口した中空状の第１柱部材の下端面に一体的に接合される第１接合部材と、
接合する端部が開口した中空状の第２柱部材の上端面に一体的に接合される第２接合部材とを備え、
前記第１接合部材と前記第２接合部材を上下方向に締結することにより前記第１柱部材と前記第２柱部材を上下方向に接合する柱継手構造であって、
前記第１接合部材は、
前記第１柱部材と接合される第１接合部と、
前記第２接合部材と締結する第１フランジ部と、
前記第１接合部と前記第１フランジ部との間に形成されると共に、前記第１柱部材の外形寸法より小さな外形寸法を有する第１中央部とを有し、
前記第２接合部材は、
前記第２柱部材と接合される第２接合部と、
前記第１フランジ部と締結する第２フランジ部と、
前記第２接合部と前記第２フランジ部との間に形成されると共に、前記第２柱部材の外形寸法より小さな外形寸法を有する第２中央部とを有し、
前記第１中央部及び前記第２中央部の一方が他方より上下方向に長く形成されていることにより、
接合する端部が開口した中空状の一対の柱部材の端部間を接合するために用いる接合部材が、その柱部材の外側に大きく突出することを容易に防止することができる。
【００１９】
また、本発明の柱継手構造によれば、
前記第１中央部または前記第２中央部は、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とをボルトとナットにより締結するために用いる締付機と干渉しない程度の外形寸法と、
前記締付機と干渉しない程度の上下方向の長さを有するように形成されていることにより、
ボルトとナットの締結を締付機を用いて接合部材の外側から行なうことができるので、作業を容易にしかつその効率を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明の柱継手構造によれば、
前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部の外形から内側の部分に複数の孔がそれぞれ互いに対応する位置に同数形成されて、前記孔を貫通するボルトとナットが締め付けられることにより、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部が締結されることによって第１柱部材と第２柱部材を接合することができる。
【００２１】
また、本発明の柱継手構造によれば、
前記第１接合部の前記第１中央部寄りの側面、及び前記第２接合部の前記第２中央部寄りの側面がテーパ状に形成されていることにより、
第１中央部寄りの側面と第２中央部寄りの側面の周囲に締付機と干渉しないための空間ができるので、それぞれの中央部の長さを短くすることができる。また、接合部それぞれの側面がテーパ状に形成されていない場合に比べて、接合部材に加えられる負荷が接合部材の一部に集中しないようにすることもできる。
【００２２】
また、本発明の柱継手構造によれば、
前記第１接合部材及び前記第２接合部材は上下方向に開口した中空断面を有し、
前記第１接合部材及び前記第２接合部材の肉厚は前記第１柱部材及び前記第２柱部材の肉厚よりも厚く形成されていることにより、
接合部材の強度を維持したまま、接合部材を軽量にすることができると共に、接合部材に使用する材料を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る柱継手構造１０を示す上・下柱部材４４，４５の接合部の側面図である。
【図２】図１における柱継手構造１０のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】上・下柱部材４４，４５の各端部接合前の状態を示す斜視図である。
【図４】図１における上部接合部材４１を示す図であり、図４（ａ）はその側面図、図４（ｂ）はその下面図である。
【図５】図１における下部接合部材４２を示す図であり、図５（ａ）はその上面図、図５（ｂ）はその側面図である。
【図６】図１における柱継手構造１０の上部接合部材４１のフランジ部４１ｄと下部接合部材４２のフランジ部４２ｄを締結しようとする状態を示す半側面図である。
【図７】従来の接合構造の分解側面半断面図である。
【図８】従来の接合構造の組立側面半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１ないし図６は、本発明の一実施の形態に係る柱継手構造１０について説明するために参照する図である。
【００２５】
本発明の一実施の形態に係る柱継手構造１０は、図１，２に示す上部接合部材４１（第１接合部材）及び下部接合部材４２（第２接合部材）とで構成されている。そして、上部接合部材４１及び下部接合部材４２は、図３に示すような、接合する端部が開口した角筒状（中空状）の、上柱部材４４（第１柱部材）の下端部と下柱部材４５（第２柱部材）の上端部間を上下方向に接合するために用いられる。
【００２６】
まず、上部接合部材４１は、その上端面４１ａ（図４（ａ）参照）を、予め工場等で上柱部材４４の下端面４４ａ（図３参照）に接触させて、溶接により一体的に接合されている。そして、下部接合部材４２は、その下端面４２ａ（図５（ｂ）参照）を、予め工場等で下柱部材４５の上端面４５ａ（図３参照）に接触させて、溶接により一体的に接合されている。
【００２７】
上部接合部材４１は、図４に示すように、略角筒状（中空状）になっており、接合部４１ｂと、中央部４１ｃと、フランジ部４１ｄとが一体的に構成されるように、鍛造や鋳造等の任意の適切な製法により形成されている。
【００２８】
上部接合部材４１の接合部４１ｂは、上端面４１ａの外形線より少し下側の同じ径の外形線の部分から、中央部４１ｃの上端に向かって徐々に水平方向の外径寸法が小さくなるように、その側面がテーパ状に形成されている。
【００２９】
上部接合部材４１の中央部４１ｃは、接合部４１ｂとフランジ部４１ｄの間で、所定の高さの角筒状に形成され、その外形寸法は、接合部４１ｂのテーパ面下端の外形寸法と略同一となっている。
【００３０】
上部接合部材４１のフランジ部４１ｄは、図４（ａ）に示すように、水平方向外側に突出したフランジ状に形成されており、その下端面４１ｅの水平方向の外形寸法の大きさが上・下柱部材４４，４５の水平断面の外形寸法と同程度、若しくは大きくても上・下柱部材４４，４５の水平断面の外形寸法より片側２５ｍｍ程度を限度として形成されている。
【００３１】
また、上部接合部材４１のフランジ部４１ｄには、下部接合部材４２との締結に用いるための頭付ボルト５０が緩く貫通するボルト孔４１ｆが、フランジ部４１ｄの下端面４１ｅの外形線の各辺に沿って合計２４個形成されている。
【００３２】
下部接合部材４２は、図１に示すように、上部接合部材４１を逆さにしたように配置されることと、上部接合部材４１の中央部４１ｃに対応するその中央部４２ｃの高さを、上記中央部４１ｃよりも低く形成したことを除けば、上部接合部材４１の接合部４１ｂ、フランジ部４１ｄやボルト孔４１ｆと同じ、接合部４２ｂ、フランジ部４２ｄやボルト孔４２ｆ（図５（ｂ）参照）を有して形成されている。
【００３３】
柱継手構造１０は、上部接合部材４１のフランジ部４１ｄ及び下部接合部材４２のフランジ部４２ｄの外形から内側の部分にボルト孔４１ｆ，４２ｆがそれぞれ互いに対応する位置に同数形成されて、ボルト孔４１ｆ，４２ｆを貫通する頭付ボルト５０とナット５２が締め付けられることにより、フランジ部４１ｄとフランジ部４２ｄが締結されることにより上・下柱部材４４，４５を接合することができる。
【００３４】
そして、上部接合部材４１と下部接合部材４２のフランジ部４１ｄ、４２ｄの外形寸法があまり大きくならないようにして、そのフランジ部４１ｄ、４２ｄが上柱部材４４と下柱部材４５の外形寸法より外側にあまり突出しないようになっている。このため、図６に示すように、上部接合部材４１と下部接合部材４２のボルト孔４１ｆと４２ｆは、そのフランジ部４１ｄと４２ｄの外形寸法より内側に配置されている。
【００３５】
このように、上柱部材４４と下柱部材４５の外形寸法よりあまり外側に突出しないように、フランジ部４１ｄと４２ｄの外形寸法があまり大きくならないようにして、その外形寸法より内側に配置される頭付ボルト５０とナット５２を締付けるには、図６に示すように、頭付ボルト５０とナット５２の締結に用いる締付機５４を、上柱部材４４と下柱部材４５の外形寸法より内側に入り込ませて作業しなければならない。
【００３６】
このため、上部接合部材４１と下部接合部材４２は、上記締付機５４を使用する際に、この締付機５４と干渉しないように、各部の寸法や形状が設定されている。
【００３７】
すなわち、締付機５４の作業部５４ａの上端部が上部接合部材４１の接合部４１ｂに干渉しないように、その接合部４１ｂには中央部４１ｃ側の側面にテーパ面が形成されると共に、その中央部４１ｃの外形寸法が、上柱部材４４と下柱部材４５の外形寸法より小さく、かつその中央部４１ｃの側面が締付機５４の側面より内側に配置されるように形成されている。そしてその中央部４１ｃは、締付機５４の作業部５４ａの上下方向の長さと略同様の長さに形成されている。
【００３８】
また、上部接合部材４１及び下部接合部材４２の水平断面の肉厚、特に中央部４１ｃ，４２ｃの肉厚は、上・下柱部材４４，４５の肉厚よりも厚く形成されているため、上・下柱部材４４，４５間を接合するための、上部接合部材４１及び下部接合部材４２の強度が不足しないようになっている。
【００３９】
下部接合部材４２の中央部４２ｃの高さは、頭付ボルト５０をフランジ部４１ｄと４２ｄのボルト孔４１ｆと４２ｆに挿通するときに、その頭付ボルト５０の頭部が下部接合部材４２の、接合部４２ｂのテーパ面に干渉しないような高さに設定されている。
【００４０】
このような本発明の一実施の形態に係る柱継手構造１０によれば、締付機５４の作業部５４ａが上部接合部材４１に干渉しないようして、フランジ部４１ｄ，４２ｄを締結する頭付ボルト５０とナット５２を締付ける締付機５４の作業部５４ａを、上部接合部材４１の外側から内側に入り込ませて作業することができるので、上部接合部材４１と下部接合部材４２のフランジ部４１ｄ，４２ｄの外形が、その上・下柱部材４４，４５の周面より外側に大きく突出することを容易に防止することができる。
【００４１】
また、上部接合部材４１の中央部４１ｃや下部接合部材４２の中央部４２ｃは、それぞれのフランジ部４１ｄと４２ｄとを頭付ボルト５０とナット５２により締結するために用いる締付機５４と干渉しない程度の外形寸法と、上下方向の長さを有するように形成されていることにより、頭付ボルト５０とナット５２の締結を締付機５４を用いて下部接合部材４２の外側から取付けて締結することができるので、容易に作業を行うことができる。
【００４２】
また、上部接合部材４１の接合部４１ｂの中央部４１ｃ寄りの側面、及び下部接合部材４２の接合部４２ｂの中央部４２ｃ寄りの側面がテーパ状に形成されていることにより、中央部４１ｃ寄りの側面と中央部４２ｃ寄りの側面の周囲に締付機５４と干渉しないための空間ができるので、それぞれの中央部４１ｃ，４２ｃの長さを上記テーパ状の側面が無い場合よりも短くすることができる。また、それぞれの側面がテーパ状に形成されていない場合に比べて、上部接合部材４１及び下部接合部材４２に加えられる負荷がその一部に集中しないようにすることもできる。
【００４３】
また、上部接合部材４１及び下部接合部材４２は上下方向に開口した中空断面を有し、
上部接合部材４１及び下部接合部材４２の肉厚は上・下柱部材４４，４５の肉厚よりも厚く形成されていることにより、上部接合部材４１及び下部接合部材４２の強度を維持したまま、上部接合部材４１及び下部接合部材４２を軽量にすることができると共に、上部接合部材４１及び下部接合部材４２に使用する材料を少なくすることができる。
【００４４】
なお、上記一実施の形態においては、柱部材に角筒状のものを用いた場合について説明したが、円筒状等の他の異なる形状の断面を有する柱部材を用いてもよい。またその際には、上部接続部材４１と下部接続部材４２の断面形状や外形を上記柱部材に対応するように変更することができる。
【００４５】
また、上記一実施の形態においては、一般的な形状を有する頭付ボルト５０を用いたが、その頭部にトルク管理部材を有する、締付けトルクを管理できる頭付ボルトを用いることもできる。このような頭付ボルトが有するトルク管理部材は、頭付ボルトの締付けトルクが所定値を超えると破断して除去されるようになっている。
【００４６】
また、上記一実施の形態においては、上部接続部材４１と下部接続部材４２を締結するためのボルト孔４１ｆ，４２ｆはそれぞれ２４個ずつ形成されていたが、接合する上下柱部材４４，４５の外径寸法や肉厚等の変更に対応して、上記ボルト孔の数を増減させるようにしてもよい。
【００４７】
また、上記一実施の形態においては、上部接続部材４１と下部接続部材４２を上下に配置していたが、それらは上下逆に入替えて配置させてもよい。その場合は接続部材の名称は、「上部」と「下部」の語を入れ替えると共に、ボルトとナットの位置も入れ替えることになる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  柱継手構造
４１  上部接合部材
４１ａ  上端面
４１ｂ  接合部
４１ｃ  中央部
４１ｄ  フランジ部
４１ｅ  下端面
４１ｆ  ボルト孔
４２  下部接合部材
４２ａ  下端面
４２ｂ  接合部
４２ｃ  中央部
４２ｄ  フランジ部
４２ｅ  上端面
４２ｆ  ボルト孔
４４  上柱部材
４４ａ  下端面
４５  下柱部材
４５ａ  上端面
５０  頭付ボルト
５２  ナット
５４  締付機
５４ａ  作業部
７１，７２  仮設板部材
７４，７５  柱部材
Ｗ  溶接
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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