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ボルトとボルト締結

構造用鋼部材は、アングルセクションである可能性のあるフィラー要素またはコネクタによって互いに接続されています, プレートまたは平行フランジチャネル (PFC). これらは、現場で採用されている一般的な構成の一部です。, 特にボルトまたはボルト締結が主に使用される場合. 一方, 溶接接続用, メンバーは、フィラー要素や中間コネクタなしで互いに直接接続される場合があります. 記事上で, ボルトに焦点を当てます (六角頭と皿穴) 使用される一般的なボルト接続の一部.

六角ボルトと皿ボルト

 

 

 

 

 

American Institute of Steel Construction (AISC)

AISCは主に英国単位を使用します (つまり, インチ, ポンド) although the SI counterpart is also supported and available. 注意すべき点の1つは、英語システムの寸法は通常1/4インチ単位であるということです。 (⅛」) SIのものと正確に一致しない可能性があります.

ボルト径の比較

½”
⅝」 M16
¾」 M20
⅞」 M22
1」 M24
1 ⅛」 M27
1 ¼インチ M30
1 ⅜」
1 ½” M36

高強度ボルト

ボルト材料の仕様は、米国材料試験協会でカバーされています。 (ASTM) 主に2つのグループに分類されます – グループAおよびB:

グループA— ASTMA325, A325M, F1852, A354グレードBC, およびA449

グループB— ASTMA490, A490M, F2280, およびA354グレードBD

違いと強みと他の特性に加えて, これらのグループには、直径に応じて最小プリテンションの要件が異なります.

 

ユーロコード 3 (英国国立別館)

ユーロコードは完全にSI単位系であるため、, ボルトはミリメートルで指定されます (んん) サイズの前に「M」が付いています, 例えば. M16は直径16mmのボルトを意味します.

M12
M16
M20
M24
M30

ボルトクラス – 引張強さ

ユーロコードボルトは、おおよその引張強度に基づいて分類されます, 例えば, クラス 4.6 を意味します 4 バツ 6 バツ 10 = 240 クラス中のMPa 8.8 おおよそ持っています 640 引張強さなどとしてMPa. しかしながら, 実際のボルト抵抗を計算する際に, 実際の容量は「プリロード」の影響を受けます (またはAISCの観点からのプレテンション) 場合によっては緊張, 適切な張力を加えると、ボルトの収容力が向上する可能性があります.

4.6 M5 – M36
4.8 M1.6 – M16
5.8 M5 – M24
8.8 M1.6 – M36
9.8 M1.6 – M16
10 9 M5 – M36
12 9 M1.6 – M36

 

六角ボルトと皿ボルトに関する注記

六角ボルトと皿ボルトの形状の違いは、主に支持力に影響を及ぼしますが、このような違いから明らかな場合があります。. (AISCマニュアル第14版から下の図を参照してください, 図. 7-10)

図 1. 皿ボルトの軸受の有効厚さ

 

接続仕様とボルト穴

ボルトで固定された接続は、ぴったりと締められたものとして指定できます, プリテンションまたはスリップクリティカル. これらの条件は、接続に使用されるボルト穴のタイプを考慮すると大きな役割を果たします. これらのタイプは標準として示されています (正常, 一つのために), 特大またはスロット (短いまたは長い) 接続仕様に基づいて採用されています. 例えば, RCSC仕様は、ぴったりと締まる条件の要件の概要を示しています. しかしながら, 接続がぴったりと締まる以外の特定の条件用に設計されている場合, このような状態は、図面で明確に特定する必要があります (つまり. AISCプリテンションまたはENプリロード要件).

さらに, すべりが重要な接続は、すべりを防止する必要のあるベアリングに対する設計において重要です。. したがって, 穴のタイプに基づいた滑り抵抗の計算にも、さまざまな要素が適用されます. ただし、ほとんどの場合, 材料リストを開くには (正常) ボルト穴は、特定のレベルのプリテンションと組み合わせて採用されています (プリロード).

Bolted Angle Connection (Shear Connection)

図 2. ボルト締め角度 – せん断接続の一種

 

ボルト締結

ボルト締結, 一般に, ウェブプレートなどの両方のせん断プレートコネクタで使用できます, ティー, ウェブとシートの角度と瞬間的な接続 (リジッド, 完全に抑制された) 一般的にフィラーを使用します, 連続性とスプライスプレート. ボルトを使用するには、上記のような中間コネクタまたは接続要素を追加する必要があります.

Bolted Flange Plate (Moment Connection)
図 3.
ボルト締めフランジプレート接続

 

理論的には, 接続構成の組み合わせを設定する方法はたくさんあります. しかしながら, 実用上の理由による, つまり. 構築性と製造, 特定の接続タイプは他の接続タイプよりも好まれ、したがってより広く採用されています. ボルトとその簡単な説明を含む一般的な接続タイプのいくつかを次に示します。:

 

剪断 (シンプルな) 接続

  1. シングル/ダブルプレート (タブまたはフィン) – プレートを使用(s) ビームウェブを支持部材に接続する (桁または柱); ボルトを使用して接続する間、片側は通常、プレートの端に溶接が必要です (膝の上) ビームウェブに
  2. シングル/ダブルアングル – プレートに似ています, 接続の両側に完全にボルトを使用することは可能ですが、角度は同じ方法で接続できます
  3. シート角度 – 名前が示すように, フランジを支えるためにアングルセクションが使用されます (または閉じたセクションのフラット/壁) サポートされているメンバーの (例えば. ビームフランジ) 「座る」ことができる場所. この接続タイプでは、ボルトを完全に使用できます

瞬間 (抑制) 接続

  1. フランジプレート – 指定されたせん断接続と組み合わせて, フランジプレートは、モーメント抵抗フレームの柱にフレームされたフランジ、またはより一般的には部材スプライスに連続性を提供するために使用されます.
  2. カラーとスループレート – この接続タイプはHSSにあります (RHSまたはCHS) 耐モーメントフレームシステムの一部を形成する柱. 主な違いは、カラープレートが挿入されている間、スループレートがカラムを「貫通」することです。, シャツの襟のように柱で「着用」されているように. どちらも、接続が複雑なため、製造するには高価なタイプの接続です。.

 

参考文献:

[1] American Institute of Steel Construction (AISC). (2016). 構造用鋼製建物の仕様. シカゴ, THE 60601-6204

[2] American Institute of Steel Construction (AISC). (2011). 鋼構造マニュアル. 14エド. シカゴ, THE 60601-6204

[3] 鉄鋼建設研究所と英国建設製鉄所協会. (2014). 鉄骨構造のジョイントユーロコードへの単純なジョイント 3. アスコットSL57QN; ロンドンSW1A2ES, 英国

[4] 鉄鋼建設研究所と英国建設製鉄所協会. (2014). 鉄骨構造モーメントの接合部-ユーロコードに抵抗する接合部 3. アスコットSL57QN; ロンドンSW1A2ES, 英国

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