強力螺栓連接結構及其螺母固定方法、以及扭剪形強力螺栓及使用其的連接方法

專利名稱：強力螺栓連接結構及其螺母固定方法、以及扭剪形強力螺栓及使用其的連接方法
技術領域：
本發明適用于，例如在建筑鋼結構建筑物時，將矩形鋼管和鋼管之類的具有矩形剖面或者圓形剖面的箱形剖面材料作為支柱材料，借助T形貼角連接板、端板、角鋼、夾板等金屬連接零件，在該箱形剖面柱上，安裝H形剖面梁(軋制成型材料和焊接組裝材料)的箱形剖面支柱與H形剖面梁的螺栓連接結構，涉及一種強力螺栓連接結構及螺母固定方法與扭剪形強力螺栓及使用該螺栓的連接方法。
背景技術：
近年來，使用具有中空矩形剖面的矩形鋼管(包括將板材與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與H形鋼(包括將板材與形材焊接加工制得的材料)等H形剖面梁，構成雙向框架結構被廣泛使用。作為連接結構則一般采用貫通隔板方式的連接結構。在這種連接結構中，箱形剖面支柱與隔板及隔板與H形剖面梁的連接部位之間的連接通過焊接進行，連接部與H形剖面梁之間的連接通過夾板用螺栓進行。
如此貫通隔板方式的連接結構中，雖然可使彎曲力矩作用在H形剖面梁上時所產生的上下法蘭上的壓力和拉力在不使連接部的剛性下降地傳遞到箱形剖面支柱上，但是此結構復雜而且費工費力。另外，隔板的兩面要焊接在箱形剖面支柱和圓柱中心上，焊接量多且需要較高的焊接技能。
因此，最近，如圖37所示，不使用貫通隔板而通過特殊的結構使用價格昂貴的單側螺栓3(詳細圖示省略)將T形貼角連接板2連接在箱形剖面支柱1上，使用強力螺栓5將H形剖面梁4連接在該T形貼角連接板2上，這種減輕焊接負擔的連接結構被逐漸采用。此處使用的強力螺栓5大多使用日本鋼結構協會的規格(JSS II 09 1996)所規定的結構用扭剪形強力螺栓、六角螺母、平墊圈組合(下面稱為[扭剪形強力螺栓])。
該扭剪形強力螺栓具備可以對螺栓導入規定的拉力的結構，具有圖38(a)～圖38(c)所示的結構。即，該扭剪形強力螺栓6具有外周形狀為圓形的頭部，通過切斷頸10在與外周形狀為六角形的螺母7的內螺紋相螺接(螺旋連接)的外螺紋形成部前端上形成控制扭矩用的銷尾部9。
使用該扭剪形強力螺栓6，如將鋼板彼此間進行螺栓連接時，如圖39(a)所示，向要連接的鋼板11和12的螺栓孔13中插入扭剪形強力螺栓6，在突出的外螺紋部上套上墊片8，擰上并旋轉擰緊螺母7，在擰緊的時候，要使用如圖39(b)所示的特殊的緊固工具14。
該緊固工具14，具有使得與螺母7卡合的外套管140和包住銷尾部9并提供規定的扭矩的內套管14i聯動工作的結構，在使用該緊固工具14擰緊扭剪形強力螺栓6時，用內套管14i包住銷尾部9，用外套管140旋轉螺母7，作為反作用力，將螺母的轉動扭矩傳遞到銷尾部9的切斷頸10上，如圖39(c)所示，該部分受到一定的扭矩作用而斷裂。而通過此時的斷裂扭矩可以控制導入強力螺栓的拉力。
該扭剪形強力螺栓例如，在上述的角形的箱形剖面材料與H形剖面梁的螺栓連接結構中，將T形貼角連接板以螺栓連接在箱形剖面支柱上時，或者在將H形剖面梁直接或通過夾板螺栓連接在T形貼角連接板上時，將銷尾部形成側置于連接部的外側并擰緊螺母。
一般來講，螺母的高度與軸徑大致相同。在擰緊后的狀態下，強力螺栓的外螺紋部的前端通常有約相當螺距×3的部分突出于外部，而且由于要放入墊圈，所以，例如，軸徑為22mm的強力螺栓，從墊圈的接觸平面到銷尾部的切斷部的切剖面約為35mm，大大地突出于鋼材和連接部件的外面。在有這樣大的突出部的情況下，會給被覆耐火材料和裝修施工帶來麻煩，如果是裸露鐵骨的話，又有損美觀，這在外觀設計上是不希望的。
而且，這種箱形剖面支柱與T形貼角連接板的連接結構中，使用了一般的強力螺栓(例如JIS B1186規定的摩擦連接用強力六角螺栓和日本鋼結構協會規格的結構用扭剪形強力螺栓等)，以通常的螺栓連接進行施工是不可能的。
為此，由箱形剖面支柱的外側可以進行連接施工的單側螺栓被開發出來并得到實際應用，另外，在安裝支柱前，在工廠或現場事先使用特殊的工具將一般的強力螺栓從箱形剖面支柱的內部插入箱形剖面支柱上設的螺栓孔，將T形貼角連接板對接固定在箱形剖面支柱上的方法也被提出來。
但是，使用前者的單側螺栓的連接結構價高而使得接合部位的費用增多，再加上強度有限，對螺栓的導入拉力的控制也并不容易，在大型結構的梁柱連接結構中不能實現穩定的螺栓連接結構。
另外，后者的方法與單側螺栓的連接結構比較，雖然在費用和強度方面有所改善，但是由于上下的T形貼角連接板要在安裝梁之前固定于支柱上，而在現場安裝梁的作業方法上是有所制約的，所以存在降低施工速度的問題，從結果上也加大了建設施工的費用。
為此，僅將安裝有H形剖面梁的下凸緣下側的T形貼角連接板在工廠里進行安裝，上側的T形貼角連接板在現場進行H形剖面梁的安裝時，將螺栓從外部側插入安裝，預先在工廠將螺母固定在箱形剖面支柱的內部一側，安裝H形剖面梁時，將上側的T形貼角連接板安裝在H形剖面梁的上凸緣上，以下側的T形貼角連接板形成支撐H形剖面梁的狀態，將上側T形貼角連接板并排地安裝在箱形剖面支柱上的方法也被采用。
例如，特開平6-33929號、特開平6-101284號、特開平7-145638號公報中公開了下述的方法將螺母固定在矩形鋼管支柱的內側，再將螺栓從外側插入擰緊。在這種螺栓連接結構中，必須將墊圈一體成型在螺母上，并將該墊圈從矩形鋼管支柱的內側推入螺栓孔使其變形，這樣就必須在狹窄的矩形鋼管支柱內部施加很大的力，施工上有困難。此外，實際上，無法使用上述的現有的扭剪形強力螺栓，不能簡單地對螺栓導入拉力，難于實現穩定的螺栓連接結構。

發明內容
本發明解決了以往的強力螺栓連接結構的問題點，其目的在于提供一種例如在箱形剖面材料的支柱材料與連接部件的T形貼角連接板的強力螺栓連接結構中，將螺母固定在箱形剖面支柱的內側，將強力螺栓從外部插入，可以容易地控制對強力螺栓的拉力導入的強力螺栓連接結構以及在箱形剖面支柱的內側固定螺母的方法，以及提供一種具有通過轉動螺栓頭部進行緊固工序的結構，可以在螺栓頭部一側導入對螺栓的拉力，可以降低外部側的頭部和墊圈的突出部分高度的扭剪形強力螺栓及其使用該螺栓的連接方法。
本發明為實現上述的目的，采取了下述的(1)～(20)的措施。
(1)一種箱形剖面材料與連接金屬部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料與連接金屬部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位，與箱形剖面材料的內部側對接的螺母的內螺紋一端，另外設置比該內螺紋直徑大的內螺紋，并通過從外部插入螺栓孔的螺母保持部件的套管的外螺紋螺接而使螺母固定于箱形剖面材料的內側，強力螺栓從與箱形剖面材料的外側對接的連接金屬部件的外側插入螺栓孔，外螺紋部分與固定在箱形剖面材料內側的螺母螺接。
(2)一種箱形剖面材料與連接金屬部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和連接金屬部件的強力螺栓的連接部位的至少多個部位，將套管固定在設置于箱形剖面材料內部側的螺母側，通過該套管從箱形剖面材料內部側插入螺栓孔，與位于外側的螺母保持部件的套管相連接，而使得螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
(3)一種箱形剖面材料與連接金屬部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和連接金屬部件強力螺栓的連接部位的至少多個部位上，將沿長度方向形成有可以使外徑彈性伸縮的縫隙的套管固定在螺母上，由于該套管的縫隙形成區域從箱形剖面材料的內部側被壓入螺栓孔，螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料的外側對接的連接金屬部件的外部插入螺栓孔，外螺紋部與固定于箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
(4)一種箱形剖面材料與連接金屬部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和連接金屬部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位上，將前端具有卡止用突起部的套管固定在螺母上，該套管從箱形剖面材料的內部側被插入螺栓孔，突出于箱形剖面材料外側的卡止用突起部被擴開、彎曲并被卡止于箱形剖面材料的外部側，這樣，螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
(5)一種箱形剖面材料與連接金屬部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和連接金屬部件強力螺栓的連接部位的至少多個部位上，螺母保持部件的卡止爪卡合在螺母的外周部，該螺母保持部件的套管從箱形剖面材料的內側被插入螺栓孔，突出在箱形剖面材料外部側的卡合用前端部被擴開、彎曲并卡止于箱形剖面材料外部側，這樣，螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
(6)一種箱形剖面材料與連接金屬部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和連接金屬部件強力螺栓的連接部位的至少多個部位上，螺母被粘接固定在箱形剖面材料內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
(7)一種箱形剖面材料與連接金屬部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和連接金屬部件強力螺栓的連接部位的至少多個部位上，與箱形剖面材料內側對接的螺母內螺扣一端設有具卡止邊緣的卡合孔，插入螺栓孔的螺母保持部件的套管前端的卡止鉤被推入該卡止邊緣并被卡止，這樣，螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
(8)如(1)～(7)的任意一項中的箱形剖面材料與連接金屬部件的強力螺栓連接結構，其特征在于所使用的強力螺栓是，在頭部具有扭矩控制機構，并在頭部的墊面(墊片接觸面)上對接墊片而使用。
(9)一種箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在箱形剖面材料和連接金屬部件強力螺栓的連接部位的至少多個部位上，帶帽螺栓(螺母設置螺栓)的外螺紋螺接在配置于箱形剖面材料內部側的螺母的內螺紋上，在將帶帽螺栓從箱形剖面材料內部側插入螺栓孔并突出于外部側的狀態下，通過從外部側插入的帶帽螺栓的螺母保持部件將螺母固定在箱形剖面材料內部側。
(10)一種箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在箱形剖面材料和連接金屬部件強力螺栓的連接部位的至少多個部位上，帶帽螺栓的外螺紋螺接在配置于箱形剖面材料內側的螺母的內螺紋上，保持將帶帽螺栓從箱形剖面材料內部側插入螺栓孔并突出在外部側的狀態下，通過粘接將螺母固定在箱形剖面材料內部側。
(11)如(9)或(10)中的箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在將螺母固定在箱形剖面材料內部側后，旋轉并取出帶帽螺栓。
(12)如(9)或(10)中的箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在將螺母固定在箱形剖面材料內部側后，從箱形剖面材料外部側將臨時止動螺母螺接在帶帽螺栓上，臨時止動帶帽螺栓。
(13)一種扭剪形強力螺栓，其特征在于是具有與內螺紋螺接的外螺紋，且可以用內套管和外套管聯動工作的連接工具卡合在頭部一側進行緊固的強力螺栓，在頭部前端形成扭矩控制用銷尾部，通過頭部和銷尾部間的斷裂槽形成切斷頸，在螺栓頭部的墊面和連接對象的鋼材料之間，插入抵接比頭部外周直徑大的外周為角形的墊片，將尾部用連接工具的內套管夾緊，將墊片與外套管卡合并緊固。
(14)如(13)中的扭剪形強力螺栓，其特征在于螺栓的強度為800N/mm2以上。
(15)如(13)或(14)中的扭剪形強力螺栓，其特征在于至少螺栓的頭部墊面和螺紋部經過潤滑處理。
(16)如(13)或(14)中的扭剪形強力螺栓，其特征在于插入并對接在螺栓的頭部墊面與連接鋼材之間的墊片的螺栓頭部側墊面經過潤滑處理。
(17)如(13)或(14)中的扭剪形強力螺栓，其特征在于至少螺栓的頭部墊面和螺紋部經過潤滑處理，而且，插入并對接在螺栓的頭部墊面與連接鋼材之間的墊片的螺栓頭部側墊面也經過潤滑處理。
(18)一種使用扭剪形強力螺栓的螺栓連接方法，其特征在于是使用(13)～(17)任意一項中的頭部前端形成扭矩控制用銷尾部，頭部和銷尾部之間形成有通過斷裂槽形成的切斷頸的扭剪形強力螺栓的鋼材螺栓連接方法，在將外螺紋擰到固定側的內螺紋上并緊固螺栓時，螺栓頭部的墊面與連接的鋼材之間，插入并對接比該頭部外周直徑大的外周形狀為角形的墊片，使用內套管與外套管聯動工作的連接工具，通過用內套管包住銷尾部旋轉，利用外套管，憑籍墊片的反作用力所得的旋轉扭矩而產生的一定的斷裂扭矩使切斷頸被切斷，從而控制導入螺栓的拉力。
(19)如(18)中的使用扭剪形強力螺栓的螺栓連接方法，其特征在于使用的扭剪形強力螺栓為貫穿螺栓，形成與外螺紋螺接的內螺紋的部分為螺母。
(20)如(18)中的使用扭剪形強力螺栓的螺栓連接方法，其特征在于使用的扭剪形強力螺栓為緊固螺栓，形成的與外螺紋螺接的內螺紋的部分為所連接的鋼材。


圖1是表示本發明實施例1中的箱形剖面支柱和T形貼角連接板通過扭剪形強力螺栓的連接結構中的，完全緊固后的狀態下的部分側剖面說明圖。
圖2(a)是圖1中使用的螺母結構示例的部分側剖面說明圖。
圖2(b)是圖2(a)的Aa-Ab的向視說明圖。
圖3(a)是圖1中使用的螺母保持部件的正視說明圖。
圖3(b)是圖3(a)的部分側剖面說明圖。
圖4(a)是表示圖1中使用的本發明的扭剪形強力螺栓和螺栓頭部一側的墊片的結構示例的側面說明圖。
圖4(b)是圖4(a)中Ba-Bb的向視說明圖。
圖5(a)是表示為將螺母固定在箱形剖面支柱內部側所使用的帶帽螺栓的結構示例的側視說明圖。
圖5(b)是表示為將螺母固定在箱形剖面支柱內部側所使用的其他的帶帽螺栓的結構示例的側視說明圖。
圖6是表示在圖1的強力螺栓連接結構的形成過程中的固定方法例子中使用的帶帽螺栓上螺接了螺母的狀態的部分側剖面側視說明圖。
圖7(a)是表示在圖1的強力螺栓連接結構的形成過程中使用的圖5的帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示將圖6的帶帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的狀態的部分側剖面說明圖。
圖7(b)是表示在圖1的強力螺栓連接結構的形成過程中使用的圖5的帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示將帶帽螺栓插入箱形剖面支柱的螺栓孔，從外部側將螺母保持部件內裝于螺母側的套管的狀態的部分側剖面說明圖。
圖7(c)是表示在圖1的強力螺栓連接結構形成的過程中使用的圖5的帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是將螺母保持部件螺接在螺母上并將帶帽螺栓從螺母上取出的狀態的部分側剖面說明圖。
圖8(a)是表示在圖1的強力螺栓連接結構的形成過程中，用保持部件固定了螺母的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的強力螺栓連接方法示例的說明圖，也是表示將T形貼角連接板與箱形剖面支柱對接的狀態的側剖面說明圖。
圖8(b)是表示在圖1的強力螺栓連接結構的形成過程中，用保持部件固定了螺母的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的強力螺栓連接方法示例的說明圖，也是表示扭剪形強力螺栓從T形貼角連接板的外部側貫通了墊片插入螺栓孔的狀態的側剖面說明圖。
圖8(c)是在圖1的強力螺栓連接結構的形成過程中，用保持部件固定了螺母的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的強力螺栓連接方法示例的說明圖，也是表示用使內套管與外套管聯動工作的連接工具緊固扭剪形強力螺栓(完成緊固之前)的狀態的側剖面說明圖。
圖9是表示本發明的實施例2的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的扭剪形強力螺栓連接結構例子中完成緊固的狀態的側剖面說明圖。
圖10(a)是表示圖9中使用的帶有套管的螺母的結構示例的部分側剖面說明圖。
圖10(b)是圖10(a)的Ca-Cb向視說明圖。
圖11(a)是圖9中使用的螺母保持部件的正視說明圖。
圖11(b)是圖11(a)的部分側剖面說明圖。
圖12是表示在圖9的強力螺栓連接結構的形成過程中，螺母固定方法示例中使用的帶帽螺栓上螺接了螺母的狀態的側視說明圖。
圖13(a)是表示在圖9的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用的帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示將帶帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的狀態的部分側剖面說明圖。
圖13(b)是表示在圖9的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示拉住帶帽螺栓將螺母保持部件插入螺母側的套管內的狀態的部分側剖面說明圖。
圖13(C)是表示在圖9的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示用螺母保持部件將帶帽螺母固定在箱形剖面支柱上后，將帶帽螺栓從螺母上取出的狀態的部分側剖面說明圖。
圖14是本發明實施例3中的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的扭剪形強力螺栓連接結構示例中完成緊固的狀態的側剖面說明圖。
圖15(a)是表示圖14中使用的螺母的結構示例的側視說明圖。
圖15(b)是圖15(a)的Da-Db向視說明圖。
圖16是表示在圖14的強力螺栓連接結構的形成過程中，螺母固定方法示例中使用的帶帽螺栓上螺接了螺母的狀態的側視說明圖。
圖17(a)是表示在圖14的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示將帶帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的狀態的部分側剖面說明圖。
圖17(b)是表示在圖14的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示拉住帶帽螺栓將螺母的墊片相當部粘接在箱形剖面支柱內面的狀態的部分側剖面說明圖。
圖17(c)是表示在圖14的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示在將螺母粘接固定在箱形剖面支柱上后，將帶帽螺栓從螺母上取下的狀態的部分側剖面說明圖。
圖18是經過圖17(b)的狀態后將臨時止動螺母輕輕地螺接在帶帽螺栓上緊固后時的狀態示例的側剖面說明圖。
圖19是本發明實施例4中的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的扭剪形強力螺栓連接結構示例中完成緊固的狀態的側剖面說明圖。
圖20是表示在圖19的強力螺栓連接結構的形成過程中，螺母固定方法示例中所使用的帶帽螺栓上，將固定有套管的螺母螺接上的狀態的側面說明圖。
圖21(a)是表示在圖19的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示將帶帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的狀態的部分側剖面說明圖。
圖21(b)是表示在圖19的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示拉住帶帽螺栓，固定在螺母的墊片相當部上的套管與箱形剖面支柱的螺栓孔粘接的狀態的部分側剖面說明圖。
圖21(c)是表示在圖19的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示將螺母固定在箱形剖面支柱上后，將帶帽螺栓從螺母上取下的狀態的部分側剖面說明圖。
圖22是本發明實施例5中的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的扭剪形強力螺栓連接結構示例中完成緊固的狀態的側剖面說明圖。
圖23(a)是表示圖22中使用的帶有套管的螺母的結構示例的部分側剖面說明圖。
圖23(b)是圖23(a)的Ea-Eb向視說明圖。
圖24是表示在圖22的強力螺栓連接結構的形成過程中，螺母固定方法例中使用的帶帽螺栓上螺接上固定有套管的螺母的狀態的側面說明圖。
圖25(a)是表示在圖22的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示將帶帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的狀態的部分側剖面說明圖。
圖25(b)是表示在圖22的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示拉住帶帽螺栓，并使用夾具開始擴開彎曲突出于箱形剖面支柱外面的套管的突起部的狀態的部分側剖面說明圖。
圖25(c)是表示在圖22的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示擴開彎曲并卡止固定突出于箱形剖面支柱外面的套管的突起部后，將帶帽螺栓從螺母上取下的狀態的部分側剖面說明圖。
圖26是本發明實施例6中的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的扭剪形強力螺栓連接結構示例中完成緊固的狀態的側剖面說明圖。
圖27(a)是表示圖26中使用的螺母和螺母保持部件的結構示例的部分側剖面說明圖。
圖27(b)是圖27(a)的Fa-Fb向視圖。
圖28是表示在圖26的強力螺栓連接結構的形成過程中，螺母固定方法示例中所使用的帶帽螺栓上螺接上固定有螺母保持部件的螺母的狀態的部分側視說明圖。
圖29(a)是表示在圖26的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示將帶帽螺栓插入了箱形剖面支柱的螺栓孔的狀態的部分側剖面說明圖。
圖29(b)是表示在圖26的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用了帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示拉住帶帽螺栓并使用夾具開始擴開彎曲突出于箱形剖面支柱外面的螺母保持部件的突起部的狀態的部分側剖面說明圖。
圖29(c)是表示在圖26的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示擴開彎曲并卡止固定突出于箱形剖面支柱面外的螺母保持部件的突起部后，將帶帽螺栓從螺母上取下的狀態的部分側剖面說明圖。
圖30是本發明實施例7中的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的扭剪形強力螺栓連接結構示例中完成緊固的狀態的側剖面說明圖。
圖31(a)是表示圖30中使用的螺母結構示例的部分側剖面說明圖。
圖31(b)是圖31(a)的Ga-Gb向視說明圖。
圖32(a)是表示圖30中所使用的螺母保持部件結構示例的正視圖。
圖32(b)是圖32(a)的側視圖。
圖33是表示在圖30的強力螺栓連接結構的形成過程中，螺母固定方法示例中所使用的帶帽螺栓上螺接上固定有螺母保持部件的螺母的狀態的側視說明圖。
圖34(a)是表示在圖30的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示將帶帽螺栓插入箱形剖面支柱的螺栓孔的狀態的部分側剖面說明圖。
圖34(b)是表示在圖30的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示拉住帶帽螺栓將突出于箱形剖面支柱外面的帶帽螺栓貫穿的螺母保持部件插入螺栓孔的狀態的部分側剖視圖。
圖34(c)是表示在圖30的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示螺母保持部件的卡止鉤通過墊片的卡止邊緣中的狀態的部分側剖視圖。
圖34(d)是表示在圖30的強力螺栓連接結構的形成過程中，使用帶帽螺栓的螺母固定順序的說明圖，也是表示將螺母固定在箱形剖面支柱后，將帶帽螺栓從螺母上取下的狀態的部分側剖視圖。
圖35(a)表示了本發明的扭剪形強力螺栓的使用示例，是表示作為貫穿螺栓使用的，矩形鋼管支柱和連接金屬部件的螺栓連接結構示例中完成緊固之前的狀態的側剖面說明圖。
圖35(b)是表示圖35(a)的緊固完成的狀態的側剖面說明圖。
圖36(a)表示了本發明的扭剪形強力螺栓的另一使用示例，是表示作為緊固螺栓使用的，鋼材料和鋼材料的螺栓連接結構示例中完成緊固之前的狀態的側剖面說明圖。
圖36(b)是表示圖36(a)的緊固完了狀態的側剖面說明圖。
圖37是表示現有的箱形剖面支柱與H形剖面梁的強力螺栓連接結構的立體說明圖。
圖38(a)是現有的扭剪形強力螺栓組的螺栓的說明圖。
圖38(b)是現有的扭剪形強力螺栓組的螺母的說明圖。
圖38(c)是現有的扭剪形強力螺栓組的墊片的說明圖。
圖39(a)是表示現有的扭剪形強力螺栓的螺栓連接結構示例中的螺栓緊固方法例的說明圖，是表示一次緊固螺母的狀態的側剖面說明圖。
圖39(b)是表示現有的扭剪形強力螺栓的螺栓連接結構示例中的螺栓緊固方法示例的側剖面說明圖，是表示用使內套管和外套管聯動工作的連接工具進行緊固的狀態的側剖面說明圖。
圖39(c)是表示現有的扭剪形強力螺栓的螺栓連接結構示例中的螺栓緊固方法例的側剖面說明圖，是表示使用連接工具完成緊固的狀態的側剖面說明圖。
具體實施例方式
本發明的強力螺栓連接結構和螺母固定方法主要適用于使用T形貼角連接板和端板、角鋼、夾板等連接金屬部件的箱形剖面支柱與H形剖面梁的強力螺栓連接結構，特別適用于箱形剖面支柱與連接金屬部件之間的強力螺栓連接。
本發明的強力螺栓連接結構和螺母固定方法中，基本上是將螺母(此處，包括單獨的螺母、與墊片一體成型的螺母、和獨立的墊片結合成一體的螺母等，下面均稱為[螺母])預先固定在箱形剖面支柱的內部側，在箱形剖面支柱的外側對接T形貼角連接板以強力螺栓接合(下面接合金屬部件以T形貼角連接板為代表進行說明)時，將強力螺栓從外部側插入螺栓孔，將內部側固定有外螺紋的螺母螺接在內螺紋上，再用連接工具旋轉外部側的強力螺栓的頭部側將其緊固。作為強力螺栓，主要是使用頭部具有扭矩控制機構的扭剪形強力螺栓。在使用這樣的扭剪形強力螺栓時，要使用與以往不同的特殊的連接工具。
在將螺母固定在箱形剖面支柱的內部時，例如可以使用本發明申請人申請的特開2000-213070號公報中公開的特殊裝置(螺栓輸送裝置和抽出夾具)。在使用這個裝置的時候，將螺接有螺母的帶帽螺栓作為螺栓，將其呈直立狀態并用螺栓輸送裝置送至箱形剖面支柱內側的螺栓孔處，借助從外部插入螺栓孔的抽出夾具使其前端處于撤回到外部側的狀態，再將螺接在箱形剖面支柱的內部側的帶帽螺栓上的螺母，借助螺母保持部件、套管、粘接等固定手段可固定在箱形剖面支柱的內部。
此處使用的螺母保持部件和套管主要為金屬制或者塑料制，在螺母保持部件為金屬制、凸緣部的正反面為連接面的情況下，該凸緣部的外徑最好為螺栓軸直徑的2～3倍。
在將T形貼角連接板以強力螺栓連接在箱形剖面支柱上時，可以將帶帽螺栓從螺母中取出，將T形貼角連接板與箱形剖面支柱對接，從外部側將強力螺栓插入螺栓孔螺接在固定于箱形剖面支柱內部側的螺母上，使用連接工具旋轉螺栓頭部使其緊固，從而可將T形貼角連接板連接在箱形剖面支柱上。
箱形剖面支柱與T形貼角連接板(連接金屬部件)的強力螺栓連接作業可以全部在工廠中完成，也可以為了緩和在施工現場組裝梁材料時的限制，比如只將下側的T形貼角連接板連接好后移動到施工現場，再將上側的T形貼角連接板在施工現場安裝梁時進行連接，或者在施工現場組裝上下T形貼角連接板之前，或在組裝梁材料時進行連接等，作為強力螺栓，主要使用頭部具有扭矩控制機構的扭剪形強力螺栓，但是作為連接結構整體，可一部分使用單側螺栓和強力六角螺栓。
(實施例1)下面，以圖1～圖8(C)為基礎詳細說明本發明的實施例1。
該實施例1為，在矩形剖面的箱形剖面材料的支柱(下面稱為[箱形剖面支柱])1上，借助為連接金屬部件的T形貼角連接板2來安裝為梁材料的H型剖面梁(圖示省略)的箱形剖面支柱與H型剖面梁的強力螺栓連接結構中，本發明適用于箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構。
圖1表示本發明的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中，本發明的依據扭剪形強力螺栓6α完成了連接的狀態。
而且，在H形剖面梁安裝在箱形剖面支柱上1的情況下，針對1根H形剖面梁上下使用一對T形貼角連接板2，通常1個T形貼角連接板2使用多條強力螺栓連接在箱形剖面支柱1上，但是此處，強力螺栓與以往的扭剪形強力螺栓不同，在使用本發明的頭部具有扭矩控制結構的扭剪形強力螺栓6α的螺栓連接結構示例中，以1條扭剪形強力螺栓6α為中心圖示說明。此外，下面的實施例2～7也是同樣。
圖1中，15為固定在箱形剖面支柱1內部側的螺母，如圖2(a)、圖2(b)所示，此處的螺母為與墊片形成為一體的形狀，具有小直徑內螺紋15s，并在墊片相當部15z側有大直徑內螺紋15o。16為用于保持螺母15處于箱形剖面支柱1的內部側的螺母保持部件。該螺母保持部件16為金屬制，如圖3(a)、圖3(b)所示，由套管部16a和凸緣部16b構成，套管16a的前端部具有外螺紋16s。
螺母保持部件16的套管16a由箱形剖面支柱1的外側被插入螺栓孔17內，外螺紋16s與螺母15的墊片相當部15z的大直徑內螺紋15o螺接，凸緣部16b被卡止于箱形剖面支柱1的外部側。此處，凸緣部16b的正反面成為箱形剖面支柱1與T形貼角連接板2內面的接合面，為了保持接合面的穩定，其外徑do設定為扭剪形強力螺栓6α的軸直徑的2～3倍。
于箱形剖面支柱1的外側與螺母保持部件16的凸緣部16b的外面對接的T形貼角連接板2，通過將從外部側插入螺栓孔17的扭剪形強力螺栓6α螺接在固定于箱形剖面支柱1內部側的螺母15并緊固頭部一側的操作，而被連接在箱形剖面支柱1上。
該扭剪形強力螺栓6α，具有與螺母15的內螺紋15s螺接的外螺紋6s，如圖4(a)、圖4(b)所示，頭部6t形成拉力控制用的銷尾部18，頭部6t與銷尾部18之間由斷裂槽形成的切斷頸19。與圖38(a)～圖38(c)所示的現有的扭剪形強力螺栓6不同。
該扭剪形強力螺栓6α的頭部6t的墊面6f上插入對接有外周形狀為六角形的墊片20，該墊片，如圖4(a)、圖4(b)所示，外周形狀為六角形，外徑比螺栓頭部6t外直徑大，在使用緊固工具21緊固時，不干涉螺栓頭部6t。
在使用緊固工具21(參照圖8(c))將扭剪形強力螺栓6α緊固時，使該墊片20與緊固工具21的外套管21o相接，緊固工具21的內套管21i包住螺栓頭部6t的銷尾部18進行旋轉，通過來自墊片20的作為反作用力的旋轉扭矩使切斷頸19在規定的扭矩的作用下被切斷，對控制向螺栓的導入拉力起著重要作用。
而且，該扭剪形強力螺栓6α的構成、以及使用其的連接方法，后面還將詳細敘述。
關于實現該實施例1的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的螺栓連接結構的施工方法，根據圖5(a)、圖5(b)～圖7(c)進行說明。

(1)使用帶帽螺栓的方法此方法中，使用如圖5(a)所示的一側形成有外螺紋22s另一側的端部形成有握持部22a的帶帽螺栓22(或者也可使用圖5(b)所示，在主體的全部形成有外螺紋23s，另一端的端部形成有握持部23a的帶帽螺栓23)，如圖6所示，將螺母15的小內螺紋15s螺接在外螺紋22s上，在使該帶帽螺栓22的握持部一側從箱形剖面支柱1的內部側經過螺栓孔17突出于外部側的狀態下，固定螺母15。
因此，需要將帶帽螺栓22移動到箱形剖面支柱1的內部的規定位置(螺栓孔17的正下方)，經螺栓孔17推出或抽出到外部，作為該手段，例如可以使用上述的本發明的申請人申請的特開2000-213070號公報公開的螺栓輸送裝置和抽出夾具(圖示省略)。
即，帶帽螺栓22將握持部22a向上搭載在螺栓輸送裝置上，移動到箱形剖面支柱1內部側的規定位置(螺栓孔17的正下方)，向箱形剖面支柱1的螺栓孔17插入預先插有螺母保持部件16(套管部16a)的抽出夾具24的握持部24a，如圖7(a)所示，握持帶帽螺栓22的握持部22a抽出，再如圖7(b)所示，在將螺母15的墊片相當部15z的墊面壓到箱形剖面支柱1內側面的狀態下，將螺母保持部件16的套管部16a插入螺栓孔17，將套管部16a的外螺紋16s螺接在螺母15的墊片相當部15z的大內螺紋15o上并緊固。
完成該緊固后，由于螺母保持部件16的凸緣16b被卡止在箱形剖面支柱1外面，如圖7(c)所示，可以切實地將螺母15固定在箱形剖面支柱1的內部側。帶帽螺栓22在螺母固定后可以適時地從螺母15上取出。
(2)在連接位置處于操作人員伸手可及的范圍時，可以不使用上述的帶帽螺栓，將螺母15固定在箱形剖面支柱1內部側。
如上所述，根據圖8(a)～8(c)對在內部側固定螺母15后的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接方法進行說明。
如圖7(c)所示，用螺母保持部件16將螺母15固定在箱形剖面支柱1的內部側，在將帶帽螺栓22從螺母15上取下的狀態下，如圖8(a)所示，使得T形貼角連接板2與箱形剖面支柱1的螺栓孔17配合那樣(雙方的螺栓孔17的孔徑不一定要相同)將T形貼角連接板2與箱形剖面支柱1的外側對接，并如圖8(b)所示，將插入墊片20的扭剪形強力螺栓6a從T形貼角連接板2的外側，經過T形貼角連接板的螺栓孔17和螺母保持部件16的套管部16a內側插入，再將外螺紋6s與固定在箱形剖面支柱1內部的螺母15的小直徑內螺紋15s螺接進行第一次緊固。
進行第一次緊固后，如圖8(c)所示，使用具有使內套管21i和外套管21o聯動工作結構的緊固工具21進行正式緊固動作。緊固工具21，例如基本上與圖39(b)～圖39(c)所示的眾所周知的緊固工具14利用同樣的原理，但是，其具有包住扭剪形強力螺栓6α的銷尾部18使其旋轉的內套管21i和使得與扭剪形強力螺栓6α的頭部6t的墊面6f對接的墊片20卡合的外套管21o聯動工作的結構，這是與眾所周知的緊固工具14所不同的。
使用該緊固工具21擰緊扭剪形強力螺栓6α時，用內套管21i包住扭剪形強力螺栓6α頭部6t上形成的的銷尾部18，將外套管21o與墊片20卡合，旋轉銷尾部18，借助外套管21o傳遞的墊片20的反作用產生的旋轉扭矩，用規定的斷裂扭矩使銷尾部18的斷裂槽形成的切斷頸19斷裂，這樣就實現了容易對導入螺栓的拉力進行穩定的控制的強力螺栓連接結構。
而且，螺母支撐部件16在完全擰緊扭剪形強力螺栓6α后就不需要了，留在上面也不構成障礙。
在使用該實施例1的扭剪形強力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的螺栓連接結構中，因為是從外部側擰緊螺栓，所以在施工現場沒有必要使用價格昂貴的單側螺栓，可以大幅度降低費用。此外，在組裝支柱的現場，螺栓的緊固作業可以與通過T形貼角連接板2將H形剖面梁組裝在箱形剖面支柱1上的作業并行進行，對H形剖面梁的安裝作業沒有制約，可以確保良好的施工。另外，因為使用頭部6t具有控制扭矩用銷尾部18的扭剪形強力螺栓6α，所以在將螺母15固定在箱形剖面支柱1的內側，從外部旋轉螺栓頭部6t進行擰緊的情況下，可以容易地控制對螺栓的導入拉力，得以實現穩定的連接結構。
(實施例2)下面，以圖9～圖13為基礎詳細說明本發明的實施例2。該實施例2與實施例1在螺母15的固定方法(結構)上不同。與實施例1共同的部分將省略詳細說明。
圖9表示本發明的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中，完成了扭剪形強力螺栓6α的連接的狀態。圖9中，15為固定于箱形剖面支柱1內部側的具有內螺紋15s的螺母，如圖10(a)、圖10(b)所示，為與墊片相當部15z一體成型，在墊片相當部15z固定有套管25。
該套管25為金屬制，基端部被嵌入粘接并固定在墊片相當部15z的孔內。其具有比螺栓孔17稍小的外徑，并被插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17中，從箱形剖面支柱1外側向螺栓孔17插入的螺母保持部件26的套管部26a被內插于該套管25中，套管25的內周表面與套管部26a的外周表面通過粘接劑b連接在一起。
螺母保持部件26為金屬制，如圖11(a)、圖11(b)所示，由套管部26a和凸緣部26b構成。套管部26a的內徑比扭剪形強力螺栓6α的軸徑稍大，外螺紋部6s可以容易插入。
另外，凸緣部26b將螺母15卡止于箱形剖面支柱1外面，此處，其正反面成為連接面，為了得到穩定的連接面，其外徑do被設定為扭剪形強力螺栓6α的軸徑的2～3倍。
為了容易地插入螺母15一側的套管25，套管部26a可以設計為前端略細的形狀。該螺母保持部件26的套管部26a被插入粘接在從箱形剖面支柱1的外側固定于墊片相當部15z的套管25上，凸緣部26b被卡止在箱形剖面支柱1的外面，螺母15通過套管25和螺母保持部件26被切實地固定在箱形剖面支柱1的內部側。
扭剪形強力螺栓6α被插入墊片20，與實施例1同樣，從對接在箱形剖面支柱1外側的T形貼角連接板2的外側被插入螺栓孔17中，將外螺紋6s擰在固定于箱形剖面支柱1內側的螺母15的內螺紋15s上，使用與實施例1一樣的緊固工具21在頭部6t一側擰緊，從而使箱形剖面支柱1與T形貼角連接板2相連接。而且，螺母15側的套管25與螺母保持部件26，在完全擰緊扭剪形強力螺栓6α后即不需要，留在上面也沒有問題。
關于實現該實施例2的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的螺栓連接結構的接合方法，根據圖12～圖13進行說明。
使用與實施例1同樣的裝置及帶帽螺栓22的固定方法，如圖12所示，帶帽螺栓22的外螺紋22s，與套管25固定于墊片相當部15z上的螺母15的內螺紋15s螺接，將該帶帽螺栓22輸送到箱形剖面支柱1的內部的規定位置。
如圖13(a)所示，從箱形剖面支柱1的螺栓孔17的外側，將預先插入了螺母保持部件26的套管部26a的抽出夾具24的握持部24a插入，并握住帶帽螺栓22的握持部22a抽出，如圖13(b)所示，再將螺母15側的套管25插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17，使螺母15的墊片相當部15z緊貼在箱形剖面支柱1的內面。
在此狀態下，從箱形剖面支柱1的外側將螺母保持部件26的套管部26a插入螺栓孔17并插入螺母側的套管25內，并將套管部26a的外周面用粘接劑b粘接在螺母側的套管25的內周面上。在完全粘接上之后，如圖13(c)所示，旋轉帶帽螺栓22的握持部22a，將帶帽螺栓22從螺母15上取下。這樣，可以通過套管25和螺母保持部件26將螺母15固定在箱形剖面支柱1的內側。
而且，在粘接力不佳的狀態下運送到現場等情況下，為了防止運送過程中的撞擊造成的脫落，可以使用圖5(b)所示的軸部帶有全螺紋23s的帶帽螺栓23，不將該帶帽螺栓23取下，而從外部在帶帽螺栓23上用手擰上臨時防脫落螺母，再運送到現場。
此外，在該實施例2中，螺母15側的套管25與螺母保持部件26的套管部26a粘接固定在一起，也可以在套管25的內周形成內螺紋，在套管部26a的外周形成外螺紋并擰合在一起進行固定，或者，在套管25的內周和套管部26a的外周形成(凹凸)嵌合部并嵌合、旋轉將兩者進行卡止固定。
如上所述，關于在內側固定了螺母15后的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接方法，與實施例1大致相同，在此省略說明。
在該實施例2中，使用扭剪形強力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中，與實施例1比較，零件的數量稍有增加，粘接施工負擔也稍大，但是可以得到大致相同的效果。
(實施例3)下面，以圖14～圖17(C)為基礎詳細說明本發明的實施例3。該實施例3與實施例1、2在螺母15的固定方法(結構)上不同。與實施例1、2共通的部分將省略詳細說明。
圖14表示本發明的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中，完成了依據扭剪形強力螺栓6α進行連接的狀態。圖14中，15為粘接固定于箱形剖面支柱1內側的帶有內螺紋15s的螺母，如圖15(a)、圖15(b)所示，為與墊片相當部15z一體成型，通過粘接劑b固定于箱形剖面支柱1內側的螺母。
扭剪形強力螺栓6α，為插有墊片20的螺栓，與實施例1、2相同，從對接于箱形剖面支柱1外側的T形貼角連接板2的外側被插入螺栓孔17，將外螺紋6s擰在粘接固定于箱形剖面支柱1內側的螺母15的內螺紋15s上，與實施例1一樣，使用緊固工具21在頭部6t一側擰緊，從而使箱形剖面支柱1與T形貼角連接板2相連接。
關于實現該實施例3的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的螺栓連接結構的施工方法，根據圖16～圖17(C)進行說明。
使用與實施例1、2同樣的裝置及帶帽螺栓22的固定方法。如圖16所示，在帶帽螺栓22的外螺紋22s上，擰上墊片相當部15z墊面上涂有粘接劑b的螺母15的內螺紋15s，將該帶帽螺栓22輸送到箱形剖面支柱1的內部的規定位置。
如圖17(a)所示，從箱形剖面支柱1的螺栓孔17的外側，將抽出夾具24的握持部24a插入，并握住帶帽螺栓22的握持部22a抽出，如圖17(b)所示，將螺母15的墊片相當部15z壓在箱形剖面支柱1的內側并使用粘接劑b粘接固定。完全粘接固定之后，如圖17(c)所示，旋轉帶帽螺栓22的握持部22a，將帶帽螺栓22從螺母15上取下。這樣，可以將螺母15固定在箱形剖面支柱1的內部側。
而且，在粘接力不佳的狀態下向現場運送的情況下，為了防止因運送過程中的撞擊造成的脫落，例如圖18所示，可以使用軸部帶有全螺紋23s的帶帽螺栓23，不將該帶帽螺栓23取下，而從外部在帶帽螺栓23上用手擰上臨時防脫落螺母27，再運送到現場。
如上所述，關于在內部側固定了螺母15后的箱形剖面支柱1內和T形貼角連接板2的強力螺栓連接方法，與實施例1、2大致相同，在此省略說明。
使用該實施例3的扭剪形強力螺栓6α的箱形剖面支柱1與T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中，因為將螺母15粘接固定在箱形剖面支柱1的內側，與實施例1、2比較，沒有必要使用套管和螺母保持部件，結構簡單，螺母的固定作業也較簡單。而其他效果與實施例1、2大致相同。
(實施例4)下面，以圖19～圖21(C)為基礎詳細說明本發明的實施例4。該實施例4是在箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中使用本發明的情況。
圖19表示本發明的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構示例中，完成了螺栓連接的狀態。該實施例4在螺母固定于箱形剖面支柱1內側的結構上與實施例1～3不同。其他相同部分的說明省略。
圖19中，15為固定于箱形剖面支柱1內側的帶有內螺紋15s的螺母，與實施例1～3相同，為與墊片相當部15z一體成形，在墊片相當部15z固定有套管28的螺母。該套管28為金屬制，基端部被嵌入粘接并固定在墊片相當部15z的孔內。其具有比螺栓孔17稍小的外徑，并被嵌插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17中，外周面通過粘接劑b粘接在一起。而且，在粘接時，可以使用普通的粘接劑。
扭剪形強力螺栓6α被插入墊片20，與實施例1～3同樣，從對接于箱形剖面支柱1外側的T形貼角連接板2的外側被插入螺栓孔17中，將外螺紋6s經過T形貼角連接板2的螺栓孔17和套管28的孔內擰在粘接固定于箱形剖面支柱1內側的螺母15的內螺紋15s上，與實施例1～3一樣，使用緊固工具21在頭部擰緊，從而使箱形剖面支柱1與T形貼角連接板2相連接。
關于實現該實施例4的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的螺栓連接結構的接合方法，根據圖20～圖21(c)進行說明。
使用與實施例1～3同樣的裝置和帶帽螺栓22的固定方法。如圖20所示，在帶帽螺栓22的外螺紋22s上，擰上在墊片相當部15z的外周面并涂有粘接劑b的固定有套管28的螺母15的內螺紋15s，并輸送到箱形剖面支柱1的內部的規定位置。
如圖21(a)所示，從螺栓孔17的外側，將抽出夾具24的握持部24a插入，并握住帶帽螺栓22的握持部22a抽出，如圖21(b)所示，將螺母15的墊片相當部15z壓在箱形剖面支柱1的內側并使用粘接劑b將套管28的外周面粘接固定在箱形剖面支柱1的螺栓孔17的內面。完全粘接固定之后，如圖21(c)所示，旋轉帶帽螺栓22的握持部22a，將帶帽螺栓22從螺母15上取下。這樣，可以將螺母15固定在箱形剖面支柱1的內側。
在粘接力不佳的狀態下向現場運送時，為了防止因運送過程中的撞擊造成的脫落，例如上述圖18所示，可以使用軸部帶有全螺紋23s的帶帽螺栓23，不將帶帽螺栓22取下，而從外部在帶帽螺栓22上用手擰上臨時防脫落螺母27，再運送到現場。
使用與實施例1～4同樣的裝置和帶帽螺栓的固定方法。如圖24所示，在帶帽螺栓22的外螺紋22s上，擰上與墊片相當部15z一體成形的螺母15的內螺紋15s，并輸送到箱形剖面支柱1的內部的規定位置。
如圖25(a)所示，從箱形斷面支柱1的螺栓孔17的外側，將抽出夾具24的握持部24a插入，并握住帶帽螺栓22的握持部22a抽出，如圖25(b)所示，將螺母15的墊片相當部15z壓在箱形剖面支柱1的內側，使用適宜的折曲工具30將突出于箱形剖面支柱1外面的套管29前端的突起部29k擴開彎曲，并卡止固定于箱形剖面支柱1的外側。如圖25(c)所示，卡止固定后旋轉帶帽螺栓22的握持部22a，將帶帽螺栓22從螺母15上取下。這樣，可以將螺母15固定在箱形剖面支柱1的內側。
如上所述，關于在內側固定了螺母15后的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接方法，與實施例1～4大致相同，在此省略說明。
使用該實施例5的扭剪形強力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中，螺母15在箱形剖面支柱1的內側的固定是通過將螺母15側的套管29插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17，并擴開、彎曲、卡止、固定其突起部29k而完成，沒有粘接作業，固定作業簡單。而其他效果與實施例1～4大致相同。
(實施例6)下面，以圖26～圖29(c)為基礎詳細說明本發明的實施例6。該實施例6是在箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中使用本發明的情況。
圖26表示本發明的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中，完成了扭剪形強力螺栓6α的連接的狀態。該實施例6在螺母固定于箱形剖面支柱1內側的結構上與實施例1～5不同。其他相同部分的說明將省略。
圖26中，15為固定于箱形剖面支柱1內側的帶有內螺紋15s的螺母，與實施例1～4相同，為與墊片相當部15z一體成形，如圖27(a)、圖27(b)所示，并與在墊片相當部15z的外周與螺母保持部件31的多個卡止腳32的卡止部相卡合的螺母。
該螺母保持部件31為金屬制，在設有比螺栓孔17直徑稍小的外徑的套管部31a的前端形成有多個突起31k。卡止腳32易彈性變形，卡止部在螺母的墊片相當部15z的外周可以容易地裝卸。該卡止腳32具有與箱形剖面支柱1的內面和螺母(墊片相當部)相連接的墊面，有可以確保充分摩擦力的面積，在接合面上進行高度摩擦處理較為理想。
此外，該突起部31k的前端可以擴開彎曲，在套管部31a插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17后，突出的突起部31k擴開并彎曲，被卡止在箱形剖面支柱1外面，從而將螺母15固定在箱形剖面支柱1內側。
扭剪形強力螺栓6α被插入墊片20，與實施例1～5同樣，從對接于箱形剖面支柱1外側的T形貼角連接板2的外側被插入螺栓孔17中，將外螺紋6s經過T形貼角連接板2的螺栓孔17和螺母保持部件31的套管部31a的孔內，擰在固定于箱形剖面支柱1內側的螺母15的內螺紋15s上，與實施例1一樣，使用緊固工具21在頭部擰緊，從而使箱形剖面支柱1與T形貼角連接板2相連接。
關于實現該實施例6的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構的接合方法，根據圖28～圖29(c)進行說明。
使用與實施例1～5同樣的裝置和帶帽螺栓的方法。如圖28所示，在帶帽螺栓22的外螺紋22s上，擰上在墊片15z相當部外周上與螺母保持部件31的多個卡止腳32的卡止部卡合的螺母15的內螺紋15s，并輸送到箱形剖面支柱1的內部的規定位置。
如圖29(a)所示，從螺栓孔17的外側，將抽出夾具24的握持部24a插入，并握住帶帽螺栓22的握持部22a抽出，如圖29(b)所示，將螺母保持部件31的卡止腳32貼在箱形剖面支柱1的內側，使用折曲工具30將突出于箱形剖面支柱1外面的螺母保持部件31的突起部31k擴開折曲，并卡止固定于箱形剖面支柱1的外側。卡止固定后，如圖29(c)所示，旋轉帶帽螺栓22的握持部22a，將帶帽螺栓22從螺母15上取下。這樣，可以將螺母15固定在箱形剖面支柱1的內側。
如上所述，關于在內側固定了螺母15后的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接方法，與實施例1～5大致相同，在此省略說明。
使用該實施例6的扭剪形強力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中，螺母15在箱形剖面支柱1的內側的固定是通過使用由卡止腳32及套管部31a和突起部31k構成的螺母保持部件31，將卡止腳32卡合在螺母15的墊片15z相當部的外周，于箱形剖面支柱1的外側使突起部31k擴開彎曲并卡合固定。螺母15上可以容易地裝卸螺母保持部件31而進行卡合固定，與使用粘接劑b的實施例2、3、4比較，沒有必要進行粘接作業，固定作業簡單。而其他效果與實施例1～5大致相同。
(實施例7)下面，以圖30～圖34(d)為基礎詳細說明本發明的實施例7。該實施例7與實施例1～6在螺母、墊片結構和螺母固定方法(結構)上有所不同。
圖30表示本發明的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構示例中，完成了扭剪形強力螺栓6α的連接的狀態。該實施例7與實施例1的相同部分的說明將省略。圖30中，33為固定在箱形剖面支柱1的內側的螺母，如圖31(a)、圖31(b)所示，設有內螺紋33s，墊片34通過焊接(例如，點焊sw)被固定。
墊片34，如圖31(a)、圖31(b)所示，卡合孔34a的T形貼角連接板2一側形成有卡止緣34e，該卡止緣34e具有與箱形剖面支柱1的螺栓孔17大小相同或者稍小的內徑，卡止住從箱形剖面支柱1的外側插入螺栓孔17的螺母保持部件35的卡止鉤35f。該卡止鉤35f為塑料制，如圖32(a)、圖32(b)所示，由帶有縫隙(也可以是切口)st的套管35a和凸緣部35b構成，在套管35a的前端設有卡止鉤35f，卡止鉤35f的外徑do、內徑di可由縫隙st有效進行彈性的擴大縮小。
扭剪形強力螺栓6α的外螺紋6s可以容易地插入套管35a中。此處，凸緣部35b卡止于箱形剖面支柱1外，其外徑通常比螺栓孔的直徑稍大，最好大1～2mm程度，在其正反面成為連接面的情況下，為了得到穩定的連接面，將凸緣部35b由金屬制，外徑D為扭剪形強力螺栓6α軸徑的約2～3倍也很有效。
該螺母保持部件35的套管部35a從箱形剖面支柱1的外側插入，凸緣部35b被卡止在箱形剖面支柱1的外面，套管35a前端的卡止鉤35f壓入并卡止在箱形剖面支柱1內側對接的墊片34的卡合孔34a的卡止邊緣34e上，這樣固定在墊片34上的螺母33就被切實地固定在箱形剖面支柱1的內側。
扭剪形強力螺栓6α被插入墊片20，與實施例1～6同樣，外螺紋6s從對接在箱形剖面支柱1外側的T形貼角連接板2的外側被插入螺栓孔17中，經過T形貼角連接板2的螺栓孔17和螺母保持部件35的套管部35a的內孔以及墊片34的連接孔34a，擰在固定于箱形剖面支柱1內側的螺母33的內螺紋33s上，箱形剖面支柱1與T形貼角連接板2得以切實地被連接在一起。而且，螺母保持部件35在完成了箱形剖面支柱1與T形貼角連接板2的連接后，即可以不要，但留在上面也沒有問題。
關于實現該實施例7的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的螺栓連接結構的施工方法，根據圖33～圖34(d)進行說明。
使用與實施例1～6同樣的裝置和帶帽螺栓的固定方法。如圖33所示，在帶帽螺栓22的外螺紋22s上，擰上在墊面上焊接有墊片34的螺母33的內螺紋33s，并輸送到箱形剖面支柱1內部的規定位置。
如圖34(a)所示，從箱形剖面支柱1的螺栓孔17外側，將預先貫通了螺母保持部件35的抽出夾具24的握持部24a插入，并握住帶帽螺栓22的握持部22a抽出，如圖34(b)所示，將螺母保持部件35的套管部35a插入箱形剖面支柱1的螺栓孔17，將固定螺母33的墊片34的墊面壓貼在箱形剖面支柱1的內側，如圖34(c)所示，壓入螺母保持部件35的套管部35a。
壓入套管部35a后，借助縫隙st的效果，卡止鉤35f的外徑縮小并通過墊片34的卡止邊緣34e，通過的同時，如圖34(d)所示，卡止鉤35f的外徑擴大(復原)卡止在墊片34的卡合孔34a的卡止邊緣34e上，這樣，螺母33切實地被固定在箱形剖面支柱1的內側。固定螺母33后，旋轉帶帽螺栓22，將其從螺母33上取下。
如上所述，關于在內側固定了螺母33后的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接方法，與實施例1-6大致相同，在此省略說明。
使用該實施例7的扭剪形強力螺栓6α的箱形剖面支柱1和T形貼角連接板2的強力螺栓連接結構中，與實施例1比較，需要進行墊片的加工、螺母33和墊片34的固定及螺母保持部件的加工，但是螺母固定作業簡單容易。將螺母固定在箱形剖面支柱內側所得到的效果與其他實施例1～6大致相同。
在上述實施例1～6中，螺母15與墊片15z相當部一體成形，但實際上，螺母和墊片各自獨立成型后再合為一體也可以，單獨使用螺母也可以。
另外，在上述實施例2、4、5中，螺母(墊片相當部)上通過嵌入和粘接固定設有螺母保持部件的套管，但在插入螺母(墊片相當部)的套管根部形成縫隙，使縫隙的口徑可以彈性擴大縮小，將其壓入固定也是可以的。在這種情況下，與粘接并用也是可以的。或者像實施例1一樣進行螺接也可以。
本發明的強力螺栓連接結構和螺母固定方法并不僅限于上述實施例中的內容。例如，上述的實施例使用矩形剖面的箱形剖面支柱為支柱材料，將作為連接金屬件的T形貼角連接板利用強力螺栓連接在該支柱材料上，而本發明也可以適用于，例如使用圓形鋼管(箱形剖面材料)作為支柱材料，將作為連接金屬件的T形貼角連接板使用強力螺栓連接在該支柱材料上的情況。在這種情況下，將墊片(墊片相當部分)的墊面與T形貼角連接板箱形剖面支柱的連接面形成彎曲面即可對應。此外，使用箱形剖面支柱為梁材料，與連接金屬件進行強力螺栓連接的情況下，本發明也可適用。在箱形剖面材料與T形貼角連接板以外的連接金屬件部和梁材的強力螺栓連接上也適用。
為得到上述實施例中的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的螺栓連接結構，螺母的固定作業基本上在工廠里進行，但也可以在施工現場施工前進行。另外，螺母的擰緊作業可以在工廠里完成，也可以在施工現場施工前或施工中進行。
此外，上述實施例中的箱形剖面支柱與T形貼角連接板的螺栓連接結構中，作為箱形剖面支柱內部的螺母的固定方法，將使用特開2000-213070號公報中記載的螺母輸送裝置、抽出夾具和帶帽螺栓進行螺母固定的方法作為一個例子進行了記載，但使用其它的螺母固定方法也可以。
另外，作為強力螺栓，并不限定于扭剪形強力螺栓6α，也可以使用在螺栓頭部一側進行擰緊的其他強力螺栓。在這種情況下，必須使用墊片20。此外，關于強力螺栓頭部的形成條件、銷尾部和斷裂槽(切斷頸)的形成條件、螺紋的形成條件、頭部的墊片的形成條件、螺母和墊片的形成條件、螺母支撐結構(包括螺母和套管的固定手段、材質)，針對各個連接面的高度摩擦處理，針對連接對象、連接部位、材料強度、設計強度等，可以進行變更。
接下來，對本發明的扭剪形強力螺栓及其連接方法進行說明。
本發明的扭剪形強力螺栓以及使用該螺栓的螺栓連接方法中，其螺栓為具有可以擰在螺母和鋼材形成的內螺紋上的外螺紋，并且緊固工具可以在頭部一側擰緊的、頭部前端帶有控制扭矩用的銷尾部，頭部和銷尾部之間設有依據切斷槽形成的切斷頸的強力螺栓(本發明的扭剪形強力螺栓不能缺少螺栓頭部側的墊片，但是在使用緊固螺栓的情況下，則外螺紋側的螺母不能缺少墊片)；此外，該螺栓與在頭部的相反一側的前端形成銷尾部的現有的扭剪形強力螺栓不同。主要作為貫穿連接螺栓(指在貫通重合的連接對象鋼材，外螺紋部插入墊片并在外螺紋上擰有螺母的螺栓，下面稱為[貫穿螺栓])或緊固螺栓(指將螺栓的外螺紋直接擰合在連接對象鋼材上的螺栓，螺栓貫穿或不貫穿重合的連接對象鋼材均可，下面稱為[緊固螺栓])進行使用。
本發明的扭剪形強力螺栓，擰在外螺紋上的螺母例如處于矩形鋼管之類的箱形剖面材料的內側時，或者，在連接位置處于狹窄的空間中，將螺母固定在內側很困難時使用具有顯著的效果。在螺母處于外側進行安裝的情況下也不遜色于圖38(a)～圖38(c)所示的現有的扭剪形強力螺栓。
本發明的扭剪形強力螺栓，使用在JIS規格所定的F8T以上，即，拉力強度被要求在800N/mm2以上的鋼結構建筑物的建設中例如，以箱形剖面材料的矩形鋼管為支柱材料，在該支柱上通過T形貼角連接板和端板、夾板等金屬連接部件安裝H形鋼梁的矩形鋼管支柱與H形鋼梁的螺栓連接結構中，或者建設施工中在螺母安裝作業處于狹窄的空間而進行困難的強力螺栓連接結構中使用。
本發明的扭剪形強力螺栓，是使用與眾所周知的使內套管和外套管連動的緊固工具的基本原理相同的緊固工具在頭部側進行擰緊安裝的。而且，本發明中的緊固工具具有將內套管與銷尾部、外套管與墊片卡合，包住銷尾部旋轉，得到由于卡合在外套管上的外周為角形的墊片的反作用力而形成的旋轉扭矩，使得銷尾部的切斷頸斷裂的結構，這與以往的工具不同。
這樣，使用該工具的內套管包住銷尾部旋轉，借助于外套管得到墊片的反作用力所形成的旋轉扭矩，而使銷尾部的斷裂槽形成的切斷頸在一定的斷裂扭矩作用下斷裂，可以實現容易控制并穩定的對螺栓導入拉力的螺栓連接結構。
在使用本發明的扭剪形強力螺栓的連接結構中，特別是極力地降低結構外側頭部和墊片的突出高度，緩和在耐火被覆和裝修工程中的障礙，緩和裸露鐵骨施工的不美觀的問題。此外，例如，在將上述具有中空角形(箱形)剖面的矩形鋼管作為支柱材料，通過連接金屬部件構成的安裝有H形鋼梁的矩形鋼管支柱與H形鋼梁的連接結構中，將螺母固定在內部側，在外部側旋轉螺栓的頭部側進行擰緊安裝的情況下，也可以容易地控制對螺栓的導入拉力。
以往，在矩形鋼管等箱形剖面材料上螺栓連接金屬連接部件時，大多使用將螺栓從外側插入擰緊的單側螺栓，這種螺栓價格極高，還存在不容易控制對螺栓的導入拉力的缺點，因此，本發明嘗試將螺母固定在矩形鋼管支柱的內部側，將其他種類的螺栓從外側插入并在外側擰緊，將螺母固定于矩形鋼管內側的簡易手段的出現，從而實現了比單側螺母便宜并可以容易地控制對螺栓的導入拉力，連接結構穩定。
下面對本發明的扭剪形強力螺栓以及使用該螺栓的連接方法進行詳細說明。
本發明的扭剪形強力螺栓，具有在通過冷鍛和滾壓加工成型后進行熱處理而容易得到的800N/mm2以上的強度。頭部的外周形狀在最終擰緊時可以為圓形、橢圓形、或角形的任意一種，但在一次擰緊時，考慮到拆卸和修理(包括更換)時的問題，一般使用可以與手動或電動扳子等轉動工具卡合進行旋轉的形狀較好。從這個意義上講，可以說一般使用六角形，而四角形或者其他的多角形狀、橢圓形等也可以。頭部的大小，最好基本上比以往的螺栓的頭部稍薄。
此外，與頭部的墊面對接的墊片，可以是JIS和JSS規定的標準材質制成的。在使用內套管和外套管聯動工作的上述的緊固工具進行正式擰緊時，如上所述，為切實地卡合外套管，通過墊片的反作用力形成的旋轉扭矩將銷尾部斷裂槽形成的切斷頸在一定的斷裂扭矩的作用下切斷發揮功能，所以外螺管為不能旋轉。
該墊片，因為與緊固工具的外套管卡合，為了使用內套管旋轉銷尾部時不成為障礙，其最小外周直徑比螺栓頭部的最大外周直徑稍大。
另外，該墊片在操作中使外套管不旋轉，因此，要經過確保剛性的熱處理，特別是要對連接對象鋼材一側的墊面進行粗糙化等高度摩擦處理和粘接處理。此外，外周形狀，因為要切實地與緊固工具的外套管卡合的關系，因此一般為六角形，也可以是四角形或其他的多角形。
銷尾部主要為剖面形狀是多角形和圓形的外周面上帶有多個的軸方向的槽的物體。該銷尾部的外周面必須由上述的緊固工具的內套管包住旋轉，因此，在外周面形成有防滑的軸方向槽。該銷尾部必須要用上述的緊固工具的內套管包住，所以，外徑最好與螺栓的軸徑相同或稍小。
螺栓頭部與銷尾部之間形成的斷裂槽，依據墊片的反作用力的旋轉扭矩形成在一定的斷裂扭矩的作用下切斷的切斷頸，對應螺栓的強度，為對螺栓導入規定的拉力的扭矩作用時，維持銷尾部的原形而使其斷裂。槽的形狀最好是通過設定的斷裂扭矩能夠精確地被切斷的具有稍小的直徑(槽的深度)的V字形狀或U字形狀。
本發明的扭剪形強力螺栓，在形成銷尾部、斷裂槽的同時，例如通過冷鍛和滾壓成形進行批量生產而可以便宜地得到。
本發明的扭剪形強力螺栓，作為貫穿螺栓使用時，螺母擰在外螺紋上，該螺母只要具有螺栓的60～70％的強度即可，從根本上講，因為在安裝時不必旋轉，所以必須在旋轉螺栓頭部進行安裝時，使其不旋轉。作為必要的措施，使螺母和墊片相互獨立的情況下，要對墊片的兩面及螺母的墊面進行粗糙化等高度摩擦處理和粘接處理，另外，在將螺母和墊片一體成型的情況下，要對墊片相當部的墊面進行粗糙化等高度摩擦處理和粘接處理。螺母的外周形狀一般為六角形，也可以是圓形、或者其他的角形中的任一種。
螺母與墊片一體成型時，墊面的面積增大而摩擦力加大，因此將墊片的墊面面積設定的比螺母的面積大是很有效的。即使兩者的外周形狀相同也沒有問題。該螺母側的墊片被省略的情況也是有的，并非不可缺少。
而且，在使用以往的扭剪形強力螺栓的情況下，為了穩定地導入拉力一般要向螺母的螺紋和墊面施加潤滑處理，在使用本發明的扭剪形強力螺栓的情況下，如果進行螺母的潤滑處理，在向螺栓導入拉力時伴隨著螺栓的轉動，螺母也會一起轉動，順利穩定地導入拉力就會變得困難。
在使用本發明的扭剪形強力螺栓時，原則上，具有與螺栓的外螺紋螺合的內螺紋的螺母和鋼材必須被固定。另外，螺栓頭部的墊面和連接對象的鋼材之間插入對接的墊片必須不能轉動。為了容易地滿足這個條件，在螺栓頭部的墊面與墊片之間，以及與螺母和鋼材上的內螺紋螺合的外螺紋上進行潤滑處理較為有效。通過該潤滑處理，可以順利而且穩定地導入拉力。此外，在防止螺栓與螺母的同時轉動的同時，也可以防止在導入強拉力時外螺紋與內螺紋的發熱膠著(燒接)。潤滑處理可以使用涂抹潤滑劑(包括浸泡)、貼或墊入片狀潤滑劑等處理手段。
(實施例8)下面根據附圖對本發明的扭剪形強力螺栓的實施例進行說明。
圖4(a)、圖4(b)是表示結構(形狀)示例的圖，圖35(a)、圖35(b)、圖36(a)、圖36(b)是表示使用示例的圖。
圖4(a)、圖4(b)中，6α是本發明的扭剪形強力螺栓，具有頭部6t、軸部6g和與固定的螺母和鋼材上形成的內螺紋(后面進行說明)相螺接的外螺紋6s。在頭部6t一體形成外周面具有防滑部18c的銷尾部18，銷尾部18和頭部6t的交界處的外周設有V形斷裂槽所形成的扭矩控制用切斷頸19。在擰緊時，對該切斷頸19施加一定的扭矩，使其斷裂，施加規定的斷裂扭矩從而可控制對強力螺栓6α的導入拉力。
20是外周形狀為角形的墊片，插入對接于螺栓頭部6t的墊面6f一側，利用其與連接對象鋼材(圖示省略)間發生的摩擦力產生切斷扭矩。
本發明的扭剪形強力螺栓6α，具有用如圖35(a)所示的內套管21i和外套管21o聯動工作的緊固工具21(省略詳細圖示)，旋轉頭部6t而進行擰緊安裝為前提的結構。擰緊安裝時，利用插入對接在頭部6t的墊面6f上的墊片20和連接對象鋼材間產生的摩擦力產生切斷扭矩。
為了穩定地確保產生該效果的摩擦力，要對墊片20的連接對象鋼材一側的墊面進行粗糙化等高度摩擦處理，如圖35(a)所示，在外螺紋6一側使用螺母(墊片)時，為了使其不轉動，對螺母(墊片)的墊面也可以進行同樣的處理及粘接處理。
此外，對于本發明的扭剪形強力螺栓6α，預先或使用時，對螺栓頭部6t的墊面6f和外螺紋6s進行潤滑處理，從而在導入高拉力時，可以防止外螺紋6s與螺接的螺母或者連接對象鋼材的內螺紋之間的燒接，順利穩定地導入拉力。在使用螺母的情況下不固定螺母時，可以防止螺母一起轉動。
例如，在使用作為連接金屬部件的T形貼角連接板的矩形鋼管支柱和H形鋼梁的強力螺栓連接結構中，在使用圖4(a)、圖4(b)所示的本發明的扭剪形強力螺栓6α作為貫穿螺栓的情況下，如圖35(a)所示，將強力螺栓6α插入重疊在一起的矩形鋼管支柱1的螺栓孔1a和T形貼角連接板2的螺栓孔2a，外螺紋6s擰在預先與墊片36一起固定在矩形鋼管支柱1的螺栓孔1a的出口一側，即矩形鋼管支柱的內側的螺母37的內螺紋37s上，使用手動或電動扳手(省略圖示)轉動強力螺栓6α的頭部6t進行初次擰緊。
在初次擰緊后，用緊固工具21的內套管21i包住銷尾部18，同時外套管21o與墊片20的外周卡合，用內套管21i旋轉銷尾部18，通過轉動外套管21o，用墊片20的旋轉扭矩作為反作用力，利用規定的斷裂扭矩使得銷尾部18的切斷頸19被切斷，這樣可以容易地控制對強力螺栓6α的導入拉力。
圖35(b)表示切斷切斷頸19并取下銷尾部18的狀態。強力螺栓6α的頭部6t和墊片20位于T形貼角連接板2的外部側，從T形貼角連接板2的外側表面，到強力螺栓6α的頭部6t的前端的切斷頸19的切剖面的突出高度ha，與從矩形鋼管柱1的內部側的表面，到強力螺栓6α的前端面的突出高度h比較，可降低約60％。
此外，如圖36(a)所示，例如，在鋼材料11和鋼材料12的強力螺栓連接結構中，在將圖4(a)、圖4(b)所示的本發明的扭剪形強力螺栓6α作為緊固螺栓使用的情況下，該強力螺栓6α插入重疊在一起的鋼材料12的螺栓孔12a，外螺紋部6s的前端擰在鋼材料11的內螺紋11s上，使用手動或電動扳手(省略圖示)轉動強力螺栓6α的頭部6t側進行初次擰緊。
在初次擰緊后，用緊固工具21的內套管21i包住銷尾部18的同時，外套管21o與墊片20的外周卡合，用內套管21i旋轉銷尾部18，通過轉動外套管21o，用墊片20的旋轉力矩作為反作用力使得以規定的斷裂扭矩握持將尾部18的切斷頸19切斷，這樣可以容易地控制對強力螺栓6α的導入拉力。圖36(b)表示切斷切斷頸19并取下銷尾部18的狀態。
而且，在使用本發明的扭剪形強力螺栓的連接結構中，實際上，使用了多個扭剪形強力螺栓，在上述的圖35(a)、圖35(b)、圖36(a)、圖36(b)中，方便地將其中的一條扭剪形強力螺栓作為主體舉例表示出了其連接結構。
本發明的扭剪形強力螺栓，如上所述，作為貫穿螺栓或者緊固螺栓使用時，都可以容易地控制對螺栓的導入拉力，實現穩定的螺栓連接結構。
而且，本發明的扭剪形強力螺栓，作為貫穿螺栓，在矩形鋼管支柱與T形貼角連接板連接部位和螺母安裝困難的狹窄的連接部位使用時，螺母可以預先固定在矩形鋼管支柱的內部側或狹窄空間里的連接部位(內部側)，再從外側插入螺栓在螺栓側進行擰緊安裝，在外側很容易地控制對螺栓的導入拉力，實現穩定的螺栓連接結構。
另外，與使用螺母的以往的扭剪形強力螺栓時相比，可以大大降低螺栓和墊片突出在外部的高度，緩和了在耐火涂層和裝修工程中的障礙，而且緩和了裸露鐵骨的不美觀的問題。
本發明的扭剪形強力螺栓及其連接方法，并不局限于上述的實施例中的內容。上述本發明的扭剪形強力螺栓，在將作為箱形剖面材料范例的矩形鋼管支柱和H形鋼梁的強力螺栓連接結構中的使用，作為主體進行了說明，但是并不局限使用在該結構中，在使用H形鋼梁以外的各種型鋼作為梁材的情況下也可以使用。
關于螺栓頭部的形成條件、銷尾部和斷裂槽(切斷頸)的形成條件、螺紋的形成條件、頭部側的墊片的形成條件、螺母和墊片的形成條件、高摩擦處理部位及處理條件、潤滑處理部位及處理條件等，根據連接對象物體、連接位置、材料強度、設計強度等可以變更。
本發明的螺栓連接結構，例如，在箱形剖面支柱和T形貼角連接板的螺栓連接結構中，可以不使用特殊的價格昂貴的單側螺栓，只使用強力螺栓完成螺栓連接，并且可以期待產生下述的效果(1)可以降低梁柱連接部位的建設費用。
(2)通過強力螺栓的拉伸連接可以進行更大型的結構的梁柱連接。因為不可缺少焊接結構的連接部可通過高強度螺母而完成，其結果是，在建造力學上質量可以更加穩定，施工性、結構穩定性更高。
(3)在外部側旋轉螺栓頭部側進行緊固的情況下，可以使用容易控制對螺栓的導入拉力的扭剪形強力螺栓，實現高強度而且穩定的螺栓連接結構。
此外，本發明的扭剪形強力螺栓，在將其作為貫穿螺栓使用的連接結構物中，特別是大大地降低了結構物外面側的螺栓和螺母的突出高度，緩和了在耐火被覆和裝修工程中的障礙，而且緩和了裸露鐵骨的不美觀的問題。
另外，例如，將作為箱形剖面材料的范例的矩形鋼管作為支柱、借助連接金屬部件安裝有H形鋼梁的矩形鋼管材料和H形鋼梁的強力螺栓連接結構中，或者，在螺母緊固困難的連接部位，螺母預先固定在內側，再從外側轉動螺栓頭部側進行緊固的情況下，還有在作為不需要螺母的緊固螺栓使用時，可以容易地控制對螺栓的導入拉力，實現穩定的強力螺栓連接結構。
權利要求書(按照條約第19條的修改)帽螺栓從箱形剖面材料內部側插入螺栓孔并突出于外部側的狀態下，通過帶帽螺栓上從外部側插入的螺母保持部件將螺母固定在箱形剖面材料的內部側。
10.一種箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位上，在配置于箱形剖面材料內部側的螺母的內螺紋上，螺接帶帽螺栓的外螺紋，保持將帶帽螺栓從箱形剖面材料的內部側插入螺栓孔并突出于外側的狀態，通過粘接將螺母固定在箱形剖面材料的內部側。
11.如權利要求9或者10中所述的箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在將螺母固定在箱形剖面材料的內部側后，旋轉并取下帶帽螺栓。
12.如權利要求9或者10中所述的箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在將螺母固定在箱形剖面材料的內部側后，從箱形剖面材料的外部側將臨時止動螺母螺接緊固在帶帽螺栓上，將帶帽螺栓臨時固定。
13.一種扭剪形強力螺栓，是可以用內套管和外套管聯動工作的緊固工具卡合在頭部側進行緊固且具有與內螺紋螺接的外螺紋的強力螺栓，其特征在于由在頭部的前端形成有扭矩控制用銷尾部的頭部與銷尾部之間的斷裂槽形成切斷頸，在螺栓頭部的墊面和連接對象的鋼材之間，插入對接有比頭部外周直徑大的、外周為角形的墊片，緊固工具的內套管包住銷尾部，外套管與墊片卡合進行緊固而構成。
14.如權利要求13所述的扭剪形強力螺栓，其特征在于螺栓的強度為800N/mm2或以上。
15.如權利要求13或14中所述的扭剪形強力螺栓，其特征在于至少螺栓的頭部墊面和螺紋部要經過潤滑處理。
16.如權利要求13或14中所述的扭剪形強力螺栓，其特征在于螺栓頭部的墊面和連接對象的鋼材之間插入并對接的墊片的螺栓頭部一側的墊面經過潤滑處理。
17.如權利要求13或14中所述的扭剪形強力螺栓，其特征在于至少螺栓的頭部墊面和螺紋部要經過潤滑處理，而且，螺栓頭部的墊面和連接對象的鋼材之間插入、對接的墊片的螺栓頭部一側的墊面要潤滑處理。
18.一種使用扭剪形強力螺栓的螺栓連接方法，是使用權利要求13或14中所述的頭部前端形成有扭矩控制用的銷尾部，頭部與銷尾部之間形成有通過斷裂槽形成的切斷頸的扭剪形強力螺栓的鋼材的螺栓連接方法，其特征在于在將外螺紋螺接在為固定側的內螺紋上并緊固螺栓時，螺栓頭部的墊面和連接對象的鋼材之間，插入并對接直徑比該頭部外周直徑大且外周為角形的墊片，用使內套管和外套管聯動工作的緊固工具，以內套管包住銷尾部旋轉，并借助外套管得到的墊片的反作用力產生的旋轉扭矩，由此在一定的切斷扭矩作用下，切斷切斷頸，從而控制向螺栓導入的拉力。
19.如權利要求18中所述的使用扭剪形強力螺栓的螺栓連接方法，其特征在于使用的扭剪形強力螺栓為貫穿螺栓，形成有可以與外螺紋螺接的內螺紋。
20.如權利要求18中所述的使用扭剪形強力螺栓的螺栓連接方法，其特征在于使用的扭剪形強力螺栓為緊固螺栓，形成了可以與外螺紋螺接的內螺紋的是作為連接對象的鋼材。
權利要求
1.一種箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓的連接部位的至少多個部位上，與箱形剖面材料內部側對接的螺母的內螺紋一端，另外設置比該內螺紋直徑大的內螺紋，通過螺接從外部側插入螺栓孔的螺母保持部件的套管的外螺紋，螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
2.一種箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位上，套管被固定在配置于箱形剖面材料的內部側的螺母上，通過該套管從箱形剖面材料的內部側插入螺栓孔，與位于外部側的螺母保持部件的套管相連接，螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
3.一種箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位上，將沿長度方向形成有縫隙的外直徑可彈性張縮的套管固定在螺母上，由于該套管的縫隙形成區域從箱形剖面材料的內部側被壓入螺栓孔，螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
4.一種箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位上，將前端具有卡止用突起部的套管固定在螺母上，該套管從箱形剖面材料的內部側插入螺栓孔，由突出于箱形剖面材料的外部側的套管的卡止用突起部被擴開、彎曲，并被卡止于箱形剖面材料的外部側，螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
5.一種箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位上，在螺母的外周部卡合有螺母保持部件的卡止爪，該螺母保持部件的套管從箱形剖面材料的內部側插入螺栓孔，突出于箱形剖面材料外部側的前端部被擴開彎曲，并卡止于箱形剖面材料的外部側，螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
6.一種箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位上，螺母通過粘接被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋部與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
7.一種箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接結構，其特征在于在箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位上，與箱形剖面材料內部側對接的螺母的內螺紋一端，設置具有卡止緣的卡合孔，被插入螺栓孔的螺母保持部件的套管前端的卡止鉤被壓入該卡止邊緣并被卡止，因此螺母被固定在箱形剖面材料的內部側，強力螺栓從與箱形剖面材料外側對接的連接金屬部件的外部側插入螺栓孔，外螺紋與固定在箱形剖面材料內部側的螺母螺接。
8.如權利要求1～7中的任意一項所述的箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接結構，其特征在于所使用的強力螺栓，頭部具有扭矩控制結構，并且頭部的墊面對接有墊片而使用。
9.一種箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位上，在配置于箱形剖面材料內部側的螺母的內螺紋上，螺接帶帽螺栓的外螺紋，在將帶帽螺栓從箱形剖面材料內部側插入螺栓孔并突出于外部側的狀態下，通過帶帽螺栓上從外部側插入的螺母保持部件將螺母固定在箱形剖面材料的內部側。
10.一種箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在箱形剖面材料和金屬連接部件的強力螺栓連接部位的至少多個部位上，在配置于箱形剖面材料內部側的螺母的內螺紋上，螺接帶帽螺栓的外螺紋，保持將帶帽螺栓從箱形剖面材料的內部側插入螺栓孔并突出于外側的狀態，通過粘接將螺母固定在箱形剖面材料的內部側。
11.如權利要求9或者10中所述的箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在將螺母固定在箱形剖面材料的內部側后，旋轉并取下帶帽螺栓。
12.如權利要求9或者10中所述的箱形剖面材料內部側的螺母固定方法，其特征在于在將螺母固定在箱形剖面材料的內部側后，從箱形剖面材料的外部側將臨時止動螺母螺接緊固在帶帽螺栓上，將帶帽螺栓臨時固定。
13.一種扭剪形強力螺栓，是可以用內套管和外套管聯動工作的緊固工具卡合在頭部側進行緊固且具有與內螺紋螺接的外螺紋的強力螺栓，其特征在于由在頭部的前端形成有扭矩控制用銷尾部的頭部與銷尾部之間的斷裂槽形成切斷頸，在螺栓頭部的墊面和連接對象的鋼材之間，插入對接有比頭部外周直徑大的、外周為角形的墊片，緊固工具的內套管包住銷尾部，外套管與墊片卡合進行緊固而構成。
14.如權利要求1所述的扭剪形強力螺栓，其特征在于螺栓的強度為800N/mm2或以上。
15.如權利要求13或14中所述的扭剪形強力螺栓，其特征在于至少螺栓的頭部墊面和螺紋部要經過潤滑處理。
16.如權利要求13～14中任意一項所述的扭剪形強力螺栓，其特征在于螺栓頭部的墊面和連接對象的鋼材之間插入并對接的墊片的螺栓頭部一側的墊面經過潤滑處理。
17.如權利要求13或14中所述的扭剪形強力螺栓，其特征在于至少螺栓的頭部墊面和螺紋部要經過潤滑處理，而且，螺栓頭部的墊面和連接對象的鋼材之間插入、對接的墊片的螺栓頭部一側的墊面要潤滑處理。
18.一種使用扭剪形強力螺栓的螺栓連接方法，是使用權利要求13～17中任意一項所述的頭部前端形成有扭矩控制用的銷尾部，頭部與銷尾部之間形成有通過斷裂槽形成的切斷頸的扭剪形強力螺栓的鋼材的螺栓連接方法，其特征在于在將外螺紋螺接在為固定側的內螺紋上并緊固螺栓時，螺栓頭部的墊面和連接對象的鋼材之間，插入并對接直徑比該頭部外周直徑大且外周為角形的墊片，用使內套管和外套管聯動工作的緊固工具，以內套管包住銷尾部旋轉，并借助外套管得到的墊片的反作用力產生的旋轉扭矩，由此在一定的切斷扭矩作用下，切斷切斷頸，從而控制向螺栓導入的拉力。
19.如權利要求18中所述的使用扭剪形強力螺栓的螺栓連接方法，其特征在于使用的扭剪形強力螺栓為貫穿螺栓，形成有可以與外螺紋螺接的內螺紋。
20.如權利要求18中所述的使用扭剪形強力螺栓的螺栓連接方法，其特征在于使用的扭剪形強力螺栓為緊固螺栓，形成了可以與外螺紋螺接的內螺紋的是作為連接對象的鋼材。
全文摘要
本發明提供了一種通過強力螺栓連接的箱形剖面支柱和T形貼角連接板構成的連接結構，以及將螺母固定在箱形剖面支柱內側的固定方法。本發明還提供了借助被控制的拉力而緊密連接的扭剪形強力螺栓，以及使用該螺栓的鋼材料的連接方法。該連接結構由箱形剖面支柱、安裝在外側的T形貼角連接板和從T形貼角連接板的外側插入且與螺母連接的強力螺栓構成。螺母，通過固定在與螺母一體成型的墊片上的套管及從支柱外側的螺母保持部件的套管之間的連接，被固定在箱形剖面支柱上。扭剪形強力螺栓在頂部帶有扭矩控制用的銷尾部。
文檔編號F16B31/00GK1419634SQ01807222
公開日2003年5月21日 申請日期2001年12月18日 優先權日2000年12月18日
發明者宇野暢芳, 永田匡宏, 玉崎英俊, 金沢清一, 畑中清, 宮川敏夫 申請人:新日本制鐵株式會社, 日鐵螺栓株式會社