强力螺栓连接结构及其螺母固定方法、以及扭剪形强力螺栓及使用其的连接方法技术

本发明专利技术提供了一种通过强力螺栓连接的箱形剖面支柱和Ｔ形贴角连接板构成的连接结构，以及将螺母固定在箱形剖面支柱内侧的固定方法。本发明专利技术还提供了借助被控制的拉力而紧密连接的扭剪形强力螺栓，以及使用该螺栓的钢材料的连接方法。该连接结构由箱形剖面支柱、安装在外侧的Ｔ形贴角连接板和从Ｔ形贴角连接板的外侧插入且与螺母连接的强力螺栓构成。螺母，通过固定在与螺母一体成型的垫片上的套管及从支柱外侧的螺母保持部件的套管之间的连接，被固定在箱形剖面支柱上。扭剪形强力螺栓在顶部带有扭矩控制用的销尾部。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术适用于，例如在建筑钢结构建筑物时，将矩形钢管和钢管之类的具有矩形剖面或者圆形剖面的箱形剖面材料作为支柱材料，借助T形贴角连接板、端板、角钢、夹板等金属连接零件，在该箱形剖面柱上，安装H形剖面梁(轧制成型材料和焊接组装材料)的箱形剖面支柱与H形剖面梁的螺栓连接结构，涉及一种强力螺栓连接结构及螺母固定方法与扭剪形强力螺栓及使用该螺栓的连接方法。
技术介绍
近年来，使用具有中空矩形剖面的矩形钢管(包括将板材与形材焊接加工制得的材料)等角形的箱形剖面材料的支柱材料与H形钢(包括将板材与形材焊接加工制得的材料)等H形剖面梁，构成双向框架结构被广泛使用。作为连接结构则一般采用贯通隔板方式的连接结构。在这种连接结构中，箱形剖面支柱与隔板及隔板与H形剖面梁的连接部位之间的连接通过焊接进行，连接部与H形剖面梁之间的连接通过夹板用螺栓进行。如此贯通隔板方式的连接结构中，虽然可使弯曲力矩作用在H形剖面梁上时所产生的上下法兰上的压力和拉力在不使连接部的刚性下降地传递到箱形剖面支柱上，但是此结构复杂而且费工费力。另外，隔板的两面要焊接在箱形剖面支柱和圆柱中心上，焊接量多且需要较高的焊接技能。因此，最近，如图37所示，不使用贯通隔板而通过特殊的结构使用价格昂贵的单侧螺栓3(详细图示省略)将T形贴角连接板2连接在箱形剖面支柱1上，使用强力螺栓5将H形剖面梁4连接在该T形贴角连接板2上，这种减轻焊接负担的连接结构被逐渐采用。此处使用的强力螺栓5大多使用日本钢结构协会的规格(JSS II 09 1996)所规定的结构用扭剪形强力螺栓、六角螺母、平垫圈组合(下面称为)。该扭剪形强力螺栓具备可以对螺栓导入规定的拉力的结构，具有图38(a)～图38(c)所示的结构。即，该扭剪形强力螺栓6具有外周形状为圆形的头部，通过切断颈10在与外周形状为六角形的螺母7的内螺纹相螺接(螺旋连接)的外螺纹形成部前端上形成控制扭矩用的销尾部9。使用该扭剪形强力螺栓6，如将钢板彼此间进行螺栓连接时，如图39(a)所示，向要连接的钢板11和12的螺栓孔13中插入扭剪形强力螺栓6，在突出的外螺纹部上套上垫片8，拧上并旋转拧紧螺母7，在拧紧的时候，要使用如图39(b)所示的特殊的紧固工具14。该紧固工具14，具有使得与螺母7卡合的外套管140和包住销尾部9并提供规定的扭矩的内套管14i联动工作的结构，在使用该紧固工具14拧紧扭剪形强力螺栓6时，用内套管14i包住销尾部9，用外套管140旋转螺母7，作为反作用力，将螺母的转动扭矩传递到销尾部9的切断颈10上，如图39(c)所示，该部分受到一定的扭矩作用而断裂。而通过此时的断裂扭矩可以控制导入强力螺栓的拉力。该扭剪形强力螺栓例如，在上述的角形的箱形剖面材料与H形剖面梁的螺栓连接结构中，将T形贴角连接板以螺栓连接在箱形剖面支柱上时，或者在将H形剖面梁直接或通过夹板螺栓连接在T形贴角连接板上时，将销尾部形成侧置于连接部的外侧并拧紧螺母。一般来讲，螺母的高度与轴径大致相同。在拧紧后的状态下，强力螺栓的外螺纹部的前端通常有约相当螺距×3的部分突出于外部，而且由于要放入垫圈，所以，例如，轴径为22mm的强力螺栓，从垫圈的接触平面到销尾部的切断部的切剖面约为35mm，大大地突出于钢材和连接部件的外面。在有这样大的突出部的情况下，会给被覆耐火材料和装修施工带来麻烦，如果是裸露铁骨的话，又有损美观，这在外观设计上是不希望的。而且，这种箱形剖面支柱与T形贴角连接板的连接结构中，使用了一般的强力螺栓(例如JIS B1186规定的摩擦连接用强力六角螺栓和日本钢结构协会规格的结构用扭剪形强力螺栓等)，以通常的螺栓连接进行施工是不可能的。为此，由箱形剖面支柱的外侧可以进行连接施工的单侧螺栓被开发出来并得到实际应用，另外，在安装支柱前，在工厂或现场事先使用特殊的工具将一般的强力螺栓从箱形剖面支柱的内部插入箱形剖面支柱上设的螺栓孔，将T形贴角连接板对接固定在箱形剖面支柱上的方法也被提出来。但是，使用前者的单侧螺栓的连接结构价高而使得接合部位的费用增多，再加上强度有限，对螺栓的导入拉力的控制也并不容易，在大型结构的梁柱连接结构中不能实现稳定的螺栓连接结构。另外，后者的方法与单侧螺栓的连接结构比较，虽然在费用和强度方面有所改善，但是由于上下的T形贴角连接板要在安装梁之前固定于支柱上，而在现场安装梁的作业方法上是有所制约的，所以存在降低施工速度的问题，从结果上也加大了建设施工的费用。为此，仅将安装有H形剖面梁的下凸缘下侧的T形贴角连接板在工厂里进行安装，上侧的T形贴角连接板在现场进行H形剖面梁的安装时，将螺栓从外部侧插入安装，预先在工厂将螺母固定在箱形剖面支柱的内部一侧，安装H形剖面梁时，将上侧的T形贴角连接板安装在H形剖面梁的上凸缘上，以下侧的T形贴角连接板形成支撑H形剖面梁的状态，将上侧T形贴角连接板并排地安装在箱形剖面支柱上的方法也被采用。例如，特开平6-33929号、特开平6-101284号、特开平7-145638号公报中公开了下述的方法将螺母固定在矩形钢管支柱的内侧，再将螺栓从外侧插入拧紧。在这种螺栓连接结构中，必须将垫圈一体成型在螺母上，并将该垫圈从矩形钢管支柱的内侧推入螺栓孔使其变形，这样就必须在狭窄的矩形钢管支柱内部施加很大的力，施工上有困难。此外，实际上，无法使用上述的现有的扭剪形强力螺栓，不能简单地对螺栓导入拉力，难于实现稳定的螺栓连接结构。
技术实现思路
本专利技术解决了以往的强力螺栓连接结构的问题点，其目的在于提供一种例如在箱形剖面材料的支柱材料与连接部件的T形贴角连接板的强力螺栓连接结构中，将螺母固定在箱形剖面支柱的内侧，将强力螺栓从外部插入，可以容易地控制对强力螺栓的拉力导入的强力螺栓连接结构以及在箱形剖面支柱的内侧固定螺母的方法，以及提供一种具有通过转动螺栓头部进行紧固工序的结构，可以在螺栓头部一侧导入对螺栓的拉力，可以降低外部侧的头部和垫圈的突出部分高度的扭剪形强力螺栓及其使用该螺栓的连接方法。本专利技术为实现上述的目的，采取了下述的(1)～(20)的措施。(1)一种箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于在箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接部位的至少多个部位，与箱形剖面材料的内部侧对接的螺母的内螺纹一端，另外设置比该内螺纹直径大的内螺纹，并通过从外部插入螺栓孔的螺母保持部件的套管的外螺纹螺接而使螺母固定于箱形剖面材料的内侧，强力螺栓从与箱形剖面材料的外侧对接的连接金属部件的外侧插入螺栓孔，外螺纹部分与固定在箱形剖面材料内侧的螺母螺接。(2)一种箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于在箱形剖面材料和连接金属部件的强力螺栓的连接部位的至少多个部位，将套管固定在设置于箱形剖面材料内部侧的螺母侧，通过该套管从箱形剖面材料内部侧插入螺栓孔，与位于外侧的螺母保持部件的套管相连接，而使得螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。(3)一种箱形剖面材料与连接金属部件的强力螺栓连接结构，其特征在于在箱形剖面材料和连接金属部件强力螺栓的连接部位的至少多个部位上，将沿长度方向形成有可以使外径弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓连接结构，其特征在于：在箱形剖面材料和金属连接部件的强力螺栓的连接部位的至少多个部位上，与箱形剖面材料内部侧对接的螺母的内螺纹一端，另外设置比该内螺纹直径大的内螺纹，通过螺接从外部侧插入螺栓孔的螺母保持部件的套管的外螺纹，螺母被固定在箱形剖面材料的内部侧，强力螺栓从与箱形剖面材料外侧对接的连接金属部件的外部侧插入螺栓孔，外螺纹部与固定在箱形剖面材料内部侧的螺母螺接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宇野暢芳，永田匡宏，玉崎英俊，金沢清一，畑中清，宫川敏夫，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，日铁螺栓株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]