(57)【要約】【課題】下部柱の上端部に上部柱の下端部を、本設用の接合プレートとドリフトピンを仮接合用部材として利用することにより、容易にかつ強固にボルト接合することができる鋼管柱の接合方法および接合用冶具を提供する。【解決手段】下部柱１の上端部の内側と外側にボルト孔４ａおよび当該ボルト孔４ａに連通する接合ナット６を有する接合プレート４とボルト孔３ａを有する接合プレート３をドリフトピン９によってそれぞれ仮固定する。下部柱１の上端部に上部柱２の下端部を突き合わせる。上部柱２の内側と外側に接合プレート４の上端側と接合プレート３の上端側をそれぞれ添え付ける。接合プレート３の各ボルト孔３ａから接合プレート４のボルト孔４ａに接合ボルト５を挿入し、当該接合ボルト５の先端を接合ナット６に螺合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管からなる下部柱に鋼管からなる上部柱を複数の接合プレートと接合ボルトによって接合する鋼管柱の接合方法であって、前記下部柱の上端部にボルト孔および当該ボルトに連通する接合ナットを有する接合プレートとボルト孔を有する接合プレートを、前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートにあっては当該接合プレートの下端側を前記下部柱の内側に添え付け、前記ボルト孔を有する接合プレートにあっては当該接合プレートの下端側を前記下部柱の外側に添え付けてそれぞれ配置し、前記ボルト孔を有する接合プレートのボルト孔、前記下部柱のボルト孔、前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートのボルト孔にドリフトピンを挿入することにより、前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートと前記ボルト孔を有する接合プレートを前記下部柱の上端部に仮固定し、次に前記下部柱の上端部に前記上部柱の下端部を配置すると共に、当該上部柱の内側と外側に前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートの上端側と前記ボルト孔を有する接合プレートの上端側をそれぞれ添え付け、次に前記ボルト孔を有する接合プレートのボルト孔から前記下部柱のボルト孔、前記上部柱のボルト孔、前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートのボルト孔に接合ボルトを挿入し、当該接合ボルトの先端を前記接合ナットに螺合することを特徴する鋼管柱の接合方法。
【請求項２】
鋼管からなる下部柱に鋼管からなる上部柱を複数の接合プレートと接合ボルトによって接合する鋼管柱の接合方法であって、前記下部柱の上端部にボルト孔および当該ボルト孔に連通する接合ナットを有する接合プレートを、当該接合プレートの下端側を前記下部柱の内側に添え付けて配置し、前記下部柱のボルト孔と前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートのボルト孔にドリフトピンを挿入することにより前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートを前記下部柱の上端部に仮固定し、次に前記下部柱の上端部に前記上部柱の下端部を配置すると共に、当該上部柱の内側に前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートの上端側を添え付け、次に前記下部柱および上部柱のボルト孔から前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートの接合ナットに接合ボルトをそれぞれ螺合することを特徴する鋼管柱の接合方法。
【請求項３】
接合ナットはナットホルダーによって接合プレートに取り付けることを特徴とする請求項１または２記載の鋼管柱の接合方法。
【請求項４】
鋼管からなる下部柱に鋼管からなる上部柱を複数の接合プレートと複数の接合ボルトによって接合する際に前記接合プレートを仮組みするために使用される鋼管柱の接合用冶具であって、前記下部柱および上部柱と同一断面形状および同一寸法のリング状に形成され、側部に前記接合プレートをボルト止めするためのボルト孔が形成されてなることを特徴とする鋼管柱の接合用冶具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管柱の接合方法および当該鋼管柱の接合に用いられる鋼管柱接合用冶具に関し、鋼管からなる下部柱に鋼管からなる上部柱をボルト接合により容易に接合できるようにしたものであり、鋼管柱およびコンクリート充填鋼管柱の接合に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鋼管からなる下部柱の上端部に鋼管からなる上部柱の下端部を接合する方法として溶接が用いられ、その際、継手部の溶接が完了するまでの間、例えば図１１に図示するように下部柱２０と上部柱２１の端部にエレクションピース２２，２２をそれぞれ突設し、当該エレクションピース２２，２２を複数の連結プレート２３と仮止めボルト２４によって結合することにより下部柱２０と上部柱２１を仮接合している。
【０００３】
ところで、溶接による接合は、天候や作業者の技量などによって溶接の良否が大きく左右され、信頼性に欠ける等の問題があるため、高力ボルトによる接合が望ましいとされている。
【０００４】
これまで、上記のように仮接合された下部柱２０と上部柱２１を高力ボルトによって本接合するには、下部柱２０と上部柱２１の各柱の端部に形成されたボルト孔に対応させて接合ナットを仮付けした接合プレートを下部柱２０と上部柱２１との継手部の内側に添え付け、継手部の外側にはボルト孔を形成した接合プレートを添え付け、外側の接合プレートのボルト孔から内側の接合ナットに接合ボルトを締め付けている。
【０００５】
また、継手部の外側に接合プレートを添え付けないで下部柱２０と上部柱２１の外側から直接下部柱２０と上部柱２１の内側に添え付けられた接合ナットに高力ボルトを締め付けることも行われている。
【０００６】
この接合方法においても、すべての接合ボルトを締め付け終えるまでの間、下部柱と上部柱を仮接合しておく必要があるが、これまでのエレクションピースを使用した接合方法は、エレクションピースが継手部の外側に添え付けられる接合プレートの障害になって採用できない。
【０００７】
他に、最も妥当な方法として、接合プレートを利用し、外側の接合プレートのボルト孔から内側の接合ナットに仮止めボルトを締め付ける方法が考えられる。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１３７５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、仮止めボルトによってボルト孔や接合ナットを傷める恐れがあり、また、一般にボルト孔は、仮止めボルトに対してはある程度の遊びがあるのに対し、後から締め付けられる本設の接合ボルトとの間には比較的あそびが少ないため、ボルト孔がずれて後から本設ボルトの締付けが非常に困難になることがあった。さらに、接合プレートは一枚でも相当の重量になるにもかかわらず、複数枚用いられるためその取り扱いが面倒であった。
【００１０】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、鋼管からなる下部柱に上部柱をボルト接合により確実にかつ効率的に接合できるようにした鋼管柱の接合方法および当該接合方法に用いられる鋼管柱接合用冶具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の鋼管柱の接合方法は、鋼管からなる下部柱に鋼管からなる上部柱を複数の接合プレートと接合ボルトによって接合する鋼管鉄骨柱の接合方法であって、前記下部柱の上端部にボルト孔および当該ボルトに連通する接合ナットを有する接合プレートとボルト孔を有する接合プレートを、前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートにあっては当該接合プレートの下端側を前記下部柱の内側に添え付け、前記ボルト孔を有する接合プレートにあっては当該接合プレートの下端側を前記下部柱の外側に添え付けてそれぞれ配置し、前記ボルト孔を有する接合プレートのボルト孔、前記下部柱のボルト孔、前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートのボルト孔にドリフトピンを挿入することにより、前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートと前記ボルト孔を有する接合プレートを前記下部柱の上端部に仮固定し、次に前記下部柱の上端部に前記上部柱の下端部を配置すると共に、当該上部柱の内側と外側に前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートの上端側と前記ボルト孔を有する接合プレートの上端側をそれぞれ添え付け、次に前記ボルト孔を有する接合プレートのボルト孔から前記下部柱のボルト孔、前記上部柱のボルト孔、前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートのボルト孔に接合ボルトを挿入し、当該接合ボルトの先端を前記接合ナットに螺合することを特徴するものである。
【００１２】
本発明は特に、下部柱と上部柱との継手部の内側と外側の両方に接合プレートを添え付けることにより、下部柱と上部柱を強固に接合できるようにしたものである。
【００１３】
また、本設用の接合プレートを下部柱と上部柱とを仮接合するための接合部材として利用するため非常に経済的であり、また仮止めボルトの代わりにドリフトピンを使用するため、ボルト孔と接合ナットを傷めることがなく、また、ボルト孔とドリフトピンとの間にはほとんど余裕がないことからボルト孔がずれることもないので、本設用の接合ボルトを確実に締め付けることができる。
【００１４】
請求項２記載の鋼管柱の接合方法は、鋼管からなる下部柱に鋼管からなる上部柱を複数の接合プレートと接合ボルトによって接合する鋼管柱の接合方法であって、前記下部柱の上端部にボルト孔および当該ボルト孔に連通する接合ナットを有する接合プレートを、当該接合プレートの下端側を前記下部柱の内側に添え付けて配置し、前記下部柱のボルト孔と前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートのボルト孔にドリフトピンを挿入することにより前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートを前記下部柱の上端部に仮固定し、次に前記下部柱の上端部に前記上部柱の下端部を設置すると共に、当該上部柱の内側に前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートの上端側を添え付け、次に前記下部柱および上部柱のボルト孔から前記ボルト孔および接合ナットを有する接合プレートの接合ナットに接合ボルトをそれぞれ螺合することを特徴するものである。
【００１５】
本発明は特に、下部柱と上部柱との継手部の内側にのみ接合プレートを添え付け、外側の接合プレートを省略することにより、下部柱と上部柱を簡単にかつ経済的に接合できるようにしたものである。
【００１６】
なお、請求項１および請求項２のいずれの接合方法においても、下部柱の上端部に上部柱の下端部を配置する場合、双方の端部を互いに突き合せてもよく(メタルタッチ)、あるいは双方の端部を互いに突き合せないで双方の端部間に一定のクリアランスを設けてもよい。
【００１７】
請求項３記載の鋼管柱の接合方法は、請求項１または２記載の鋼管柱の接合方法において、接合ボルトはナットホルダーによって接合プレートに取り付けることを特徴とするものである。
【００１８】
なお、ここで用いられるナットホルダーは複数の接合ナットを一個一個、当該接合ナットに螺合される接合ボルトの締め付け時に供回りしないよう所定間隔おきに保持できるように形成されたナット保持ケースであって、接合プレートに溶接などによって容易に固着することができるものである。
【００１９】
請求項４記載の鋼管鉄骨柱の接合用冶具は、鋼管からなる下部柱に鋼管からなる上部柱を複数の接合プレートと複数の接合ボルトによって接合する際に前記接合プレートを仮組みするために使用される鋼管柱の接合用冶具であって、前記下部柱および上部柱と同一断面・同一寸法の形状をなすリング状に形成され、側部に前記接合プレートをボルト止めするためのボルト孔が形成されてなることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明によれば、相当重量のある複数の接合プレートを下部柱および上部柱の形状寸法に合わせて予め仮組みし、同時に下部柱の上端部にセットすることができるので、作業効率が非常にアップする。また、当該接合用金具は下部柱および上部柱と同じ鋼管から簡単に形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、本接合用の接合プレートとドリフトピンを仮接合用部材として利用することにより、下部柱の上端部に上部柱の下端部を複数の接合プレートと接合ボルトによってきわめて効率的にかつ強固に接合することができる等の効果を有する。
【００２２】
本発明の接合用冶具を使用することにより、相当重量のある複数の接合プレートを下部柱の上端部に同時にセットすることができるので、作業効率が非常にアップする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１(ａ)，(ｂ)は、共に鋼管からなる下部柱と上部柱との接合部を示し、図において、下部柱１の上端部に上部柱２の下端部が突き合わせられ、当該下部柱１と上部柱２は複数の接合プレート３および接合プレート４と複数の接合ボルト５によって接合されている。  
【００２４】
接合プレート３は下部柱１および上部柱２の各面の外側に双方の柱１，２間に跨ってそれぞれ添え付けられ、接合プレート４は下部柱１および上部柱２の各面の内側に双方の柱１，２間に跨ってそれぞれ添え付けられている。
【００２５】
また接合ボルト５のうち、下部柱１側に締め付けられた接合ボルト５は、接合プレート３、下部柱１の各側部、および接合プレート４にそれぞれ形成されたボルト孔３ａ，ボルト孔１ａおよびボルト孔４ａをそれぞれ貫通し、接合プレート４の裏側に添え付けられた接合ナット６に螺合されている。
【００２６】
また、上部柱２側に締め付けられた接合ボルト５は、接合プレート３、上部柱２の各側部および接合プレート４にそれぞれ形成されたボルト孔３ａ，ボルト孔２ａおよびボルト孔４ａをそれぞれ貫通し、接合プレート４の裏側に添え付けられた接合ナット６に螺合されている。
【００２７】
接合ナット６は接合プレート４の裏側にナットホルダー７によって取り付けられている。ナットホルダー７は複数の接合ナット６を接合プレート４のボルト４ａの位置に合わせて一個一個、接合ボルト５の締め付け時に供回りしないよう保持するためのナット保持ケースであって、接合プレート４に溶接されている。なお、接合ボルト５には高力ボルトが使用されている。
【００２８】
下部柱１と上部柱２との接合に際しては、例えば図２に図示するように下部柱１の上端部に接合プレート３と接合プレート４をセットするために、例えば図５に図示するような接合用冶具８が使用される。
【００２９】
また、下部柱１の上端部に接合プレート３と接合プレート４を仮固定するために、例えば図６と図７に図示するようなドリフトピン９が使用される。
【００３０】
接合用冶具８は、下部柱１および上部柱２と同一断面形状・同一寸法の矩形リング状に形成され、各側部の中央にボルト孔８ａが形成されている。ボルト孔８ａは接合プレート３および接合プレート４にそれぞれ形成された複数のボルト孔３ａおよびボルト孔４ａのうち、上端部に形成されたボルト孔３ａおよびボルト孔４ａと対応する位置に形成されている。また、接合用冶具８にはクレーン等で吊れるように吊り紐８ｂが取り付けられている。
【００３１】
そして、この接合用冶具８を用いることで、接合用冶具８の各側部の外側と内側にそれぞれ、接合プレート３と接合プレート４を各プレートのボルト孔３ａおよび４ａと接合用冶具８のボルト孔８ａを貫通する仮付けボルト１０によってそれぞれボルト止めし、クレーン等で吊って複数の接合プレート３と接合プレート４を下部柱１の上端部まで同時に移送し、セットすることができる。
【００３２】
図７(ａ)，(ｂ) ，(ｃ)は、ドリフトピンの一例を示し、ドリフトピン９は中央の大径部９ａと当該大径部９ａの両端に形成された小径部９ｂ，９ｂとから棒状に形成されている。
【００３３】
両端の小径部９ｂ，９ｂは接合プレート３のボルト孔３ａ、下部柱１のボルト孔１ａおよび接合プレート４のボルト孔４ａ内に連続して挿入された際、当該ボルト孔３ａ、ボルト孔１ａおよびボルト孔４ａが同じ軸線上で完全に一致するようにボルト孔３ａ、ボルト孔１ａおよびボルト孔４ａの内径とほぼ一致する外径に形成されている。また、小径部９ｂは接合プレート４のボルト孔４ａ内までは到達するが、接合ナット６には届かない長さに形成されている。
【００３４】
また、特に図７(ｃ)に示すドリフトピン９は、両端に小径部９ｂ，９ｂを、中央に雄ネジ部９ｃをそれぞれ有するドリフトピン本体と、中央の雄ネジ部９ｃに螺合された長ナットからなる大径部９ａとから形成されている。そして、長ナットからなる大径部９ａを回しドリフトピン本体の軸方向に適宜移動することによりボルト孔３ａ、ボルト孔１ａおよびボルト孔４ａを合計したボルト孔の深さに応じて両端の小径部９ｂの長さを自由に変更できるようになっている。
【００３５】
このような構成において、次に本発明の鋼管柱の接合方法を、図２と図３に図示する例に基いて説明する。
【００３６】
最初に、下部柱１上端部の各側部に接合プレート３と接合プレート４をそれぞれセットする。この場合、各接合プレート３と接合プレート４は、地上において接合用冶具８によって予め仮組みし、そしてクレーンで吊って下部柱１の上端部まで移送する。
【００３７】
接合プレート３は当該接合プレート３の下側半分を下部柱１の外側部に添え付け、上側半分を下部柱１の上方に突出させてセットする。また、接合プレート４は当該接合プレート４の下側半分を下部柱１の内側部に添え付け、上側半分を下部柱１の上方に突出させてセットする。
【００３８】
そして、各接合プレート３のボルト孔３ａ、下部柱１のボルト孔１ａおよび接合プレート４のボルト孔４ａにドリフトピン９の小径部９ｂを図６に図示するように連続して挿入することにより、各接合プレート３と接合プレート４を下部柱１の上端部の各側部に仮固定する。
【００３９】
なお、ドリフトピン９は少なくとも接合プレート１枚につき２ヶ所のボルト孔に挿入する。ボルト孔にドリフトピン９の小径部９ｂを挿入することで各ボルト孔３ａ，１ａ及び４ａを一致させることができる。また、こうして位置合わせした少なくとも一ヶ所のボルト孔に接合ボルト５を挿入し、その先端を接合ナット６に螺合することにより、誤って接合プレート３と接合プレート４が落下するのを未然に防止することができる。
【００４０】
次に、ドリフトピン９が挿入されていないボルト孔３ａ、下部柱１のボルト孔１ａおよび接合プレート４のボルト孔４ａに接合ボルト５を挿入し、当該接合ボルト５の先端を接合ナット６に螺合する。なお、この段階では、各接合ボルト５は最後まで締め付けず、緩めに締め付け、接合ボルト５に上部柱２の荷重が作用しないようにしておく。
【００４１】
次に、接合用冶具８を取り外し、下部柱１の上端部に上部柱２の下端部を突き合わせる。そして、上部柱２下端部の各外側部に各接合プレート３の上側半分を、各内側部に各接合プレート４の上側半分をそれぞれ添え付ける。
【００４２】
次に、少なくとも一ヶ所の各接合プレート３のボルト孔３ａ、上部柱２のボルト孔２ａおよび各接合プレート４のボルト孔４ａにドリフトピン９の小径部９ｂを挿入して各ボルト孔の位置を合わせる。そして、一致した各ボルト孔に接合ボルト５を連続して挿入し、当該接合ボルト５の先端を各接合ナット６に螺合する。また、ドリフトピン９が挿入されているボルト孔にもドリフトピン９を抜き取り、接合ボルト５を挿入し、その先端を接合ナット６に螺合する。
【００４３】
そして、下部柱１側および上部柱２側の各接合ボルト５を最後まで強く締め付けて、図１（ａ），（ｂ）に図示するように下部柱１と上部柱２との接合を完了する。
【００４４】
図８と図９は、外側の接合プレート３がなく、内側の接合プレート４と複数の接合ボルト５のみによって下部柱１と上部柱２が接合されている柱の接合部を示したものであり、また図１０（ａ）〜（ｄ）はその接合手順を示したもので、図２と図３で説明した接合方法とは接合プレートが用いられない点が異なるのみである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、鋼管からなる下部柱と上部柱を、溶接ではなく接合ボルトによってきわめて効率的にかつ強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】鋼管からなる下部柱と上部柱との接合部を示し、(ａ)はその斜視図、(ｂ)は横断面図である。
【図２】下部柱の上端部に接合用冶具を用いて複数の接合プレートをセットした状態を示す斜視図である。
【図３】下部柱の上端部に複数の接合プレートを仮固定し、上部柱の下端部を接合する状態を示す斜視図である。
【図４】下部柱の上端部に複数の接合プレートを仮固定し、上部柱の下端部を接合する状態を示す斜視図である。
【図５】下部柱の上端部に接合プレートをセットする際に用いられる接合用冶具の斜視図である。
【図６】ドリフトピンの使用状態を示す断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はドリフトピンの使用状態を示す断面図、（ｃ）はドリフトピンの他の例を示す正面図である。
【図８】鋼管からなる下部柱と上部柱との接合部を示す斜視図である。
【図９】下部柱の上端部に接合用冶具を用いて複数の接合プレートをセットした状態を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、下部柱の上端部に上部柱の下端部を接合する手順を示す斜視図である。
【図１１】鋼管からなる下部柱と上部柱とを仮接合した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  下部柱
２  上部柱
３  接合プレート(ボルト孔を有する接合プレート)
４  接合プレート(ボルト孔および接合ナットを有する接合プレート)
５  接合ボルト
６  接合ナット
７  ナットホルダー
８  接合用冶具
９  ドリフトピン
９ａ  大径部
９ｂ  小径部
１０  仮付けボルト
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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