JP2001262694A - Stiffener ring - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、中低層鉄骨構造物
の柱に梁やガセットプレートを接合する際、この接合部
位を剪断補強する目的で柱に設ける外ダイヤフラムを構
成するスチフナーリングに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stiffener ring which constitutes an outer diaphragm provided on a pillar of a middle and low-rise steel structure when a beam or a gusset plate is joined to the pillar for shear reinforcement.
【０００２】[0002]
【従来の技術】鉄骨構造物の柱に梁やガセットプレート
を接合する際、この接合部位を剪断補強する目的でこの
柱に各種スチフナーを用いる。梁について従来を見てみ
ると、梁の高さ毎に切断した柱間に鋼板製ダイヤフラム
プレートを介装し、柱外面から突出する前記ダイヤフラ
ムプレートの外周を外ダイヤフラムとして、梁端をこの
外ダイヤフラムに溶接する構成が一般的である。このよ
うな柱と梁又はガセットプレートの接合形態は、施工の
手間が嵩み、不便であるので、いくつかの改善案が既に
提案されている。2. Description of the Related Art When a beam or a gusset plate is joined to a column of a steel structure, various stiffeners are used for the column in order to strengthen the joint by shearing. Looking at the conventional beam, the steel plate diaphragm plate is interposed between the columns cut at each beam height, the outer periphery of the diaphragm plate protruding from the column outer surface is used as the outer diaphragm, and the beam end is used as the outer diaphragm. In general, a configuration is used for welding. Since such a form of joining a column and a beam or a gusset plate requires a lot of work and is inconvenient, some improvements have already been proposed.
【０００３】代表的な例として、特許第2754097号「鉄骨
構造体の仕口およびその製作法」を例示できる。これ
は、丸型鋼管からなる柱に限ってではあるが、この柱よ
り少し外形の大きい円形リング板＝スチフナーリングを
柱に嵌めて、このスチフナーリングに梁を溶接する技術
である。梁端部のフランジは直線であることから、前記
スチフナーリングの外周には対応する直線状のフランジ
取付部を形成し、梁端部のフランジに開先を設けて突き
合せ溶接する。スチフナーリング自体は柱に隅肉溶接し
ている。スチフナーリングは、鍛造又は切削加工による
鋼製である。[0003] As a typical example, Japanese Patent No. 2754097 entitled "Connection of steel structure and manufacturing method thereof" can be exemplified. This is a technique in which a circular ring plate = stiffener ring having a slightly larger outer shape than the pillar is fitted to the pillar, and a beam is welded to the stiffener ring, although it is limited to a pillar made of a round steel pipe. Since the flange at the beam end is straight, a corresponding linear flange mounting portion is formed on the outer periphery of the stiffener ring, and a groove is provided at the flange at the beam end to perform butt welding. The stiffener ring itself is fillet welded to the column. The stiffener ring is made of steel by forging or cutting.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】中低層鉄骨構造物、例
えば４階建以下の比較的低い鉄骨構造物では、柱の規格
が小さく、施工期間の短縮や施工時の手間の軽減等の低
コスト化が要求される。この観点から、旧来の柱を切断
して外ダイヤフラムを形成する技術では、規格の小さい
柱の複数回にわたる切断及び溶接が施工期間の長期化を
招き、コスト低減に反することになる。また、複数に分
割した柱を直線性よく再び接合し直す施工は、技術的に
難しく、施工を非能率化する問題がある。このことか
ら、柱を切断せずにスチフナーリングを嵌めて外ダイヤ
フラムを形成する技術が好ましい。In the case of a middle and low-rise steel frame structure, for example, a relatively low-rise steel frame structure of four stories or less, the standard of columns is small, and the cost is reduced, such as shortening the construction period and reducing the labor required for construction. Is required. From this viewpoint, in the conventional technology of cutting the column to form the outer diaphragm, the cutting and welding of the column having a small standard a plurality of times leads to prolonging the construction period, which is against the cost reduction. In addition, it is technically difficult to rejoin a plurality of divided columns with good linearity, and there is a problem that the construction becomes inefficient. For this reason, the technique of forming the outer diaphragm by fitting the stiffener ring without cutting the pillar is preferable.
【０００５】特許第2754097号では、対象となる柱を丸
型鋼管に限り、柱よりも少々大きい内径のスチフナーリ
ングを用いている。対象を丸型鋼管からなる柱に限定し
た理由は定かではないが、明細書中に「不動に支持され
た溶接手段に対して鋼管材及び外ダイヤフラムを一緒に
回転させながら、或いは不動に支持された鋼管材及び外
ダイヤフラムの周りで溶接手段を回転させながら、隅肉
溶接を行うことができるから、前記隅肉溶接を自動溶接
装置を用いて行うことが可能であり、鋼管柱の製作を能
率的に行うことができる」([0012])とあり、施工の能率
化を図ったものと思われる。しかし、隅肉溶接には次の
ような問題がある。In Japanese Patent No. 2754097, the target column is limited to a round steel pipe, and a stiffener ring having an inner diameter slightly larger than the column is used. The reason for limiting the object to columns made of round steel pipes is not clear, but it is not clear in the description that `` the steel pipe and the outer diaphragm are rotated together with the immovably supported welding means, or are immovably supported. Since the fillet welding can be performed while rotating the welding means around the steel pipe material and the outer diaphragm, the fillet welding can be performed using an automatic welding device, and the production of steel pipe columns can be performed efficiently. It can be performed efficiently "([0012]), which seems to have improved the efficiency of construction. However, fillet welding has the following problems.
【０００６】鉄骨構造物に用いる柱は、鋼製板材をロー
ル加工し、突き合わせ縁を溶接した管材である。このよ
うに板材を加工、溶接するため、柱外面は必ずしも平坦
にならず、溶接部位の肉盛がスチフナーリングの柱外面
への密着を阻害する。当然、対するスチフナーリングに
も製造誤差が生ずるので、必ずスチフナーリングの内径
は、柱の最外径よりわずかに大きくする必要がある。ス
チフナーリングの内径を柱の最外径よりわずかに大きく
することについて、確かに上記技術では触れられている
が、隅肉溶接は柱外面とスチフナーリング内周面との隙
間が大きくなるに従って、接合強度を低下させてしま
う。スチフナーリングには、梁からの力が加わるので、
接合強度の低下は安全上問題である。とりわけ、柱の規
格が小さくなる中低層鉄骨構造物、例えば４階建以下の
比較的低い鉄骨構造物においては、柱に比例してスチフ
ナーリングが小さくなり、前記隅肉溶接による接合強度
の低下の影響は相対的に大きくなる。[0006] The column used for the steel structure is a tube material obtained by rolling a steel plate material and welding a butt edge. Since the plate material is processed and welded in this way, the outer surface of the column is not necessarily flat, and the buildup of the welded portion hinders the close contact of the stiffener ring with the outer surface of the column. Naturally, a manufacturing error occurs in the stiffener ring, so the inner diameter of the stiffener ring must be slightly larger than the outermost diameter of the column. Although the above technology certainly mentions making the inner diameter of the stiffener ring slightly larger than the outermost diameter of the column, fillet welding involves joining as the gap between the outer surface of the column and the inner peripheral surface of the stiffener ring increases. The strength is reduced. Since the stiffener ring receives force from the beam,
A decrease in bonding strength is a safety problem. In particular, in low-rise and middle-rise steel structures where the specifications of columns are small, for example, in relatively low steel structures of four stories or less, the stiffener ring is reduced in proportion to the columns, and the joint strength is reduced by the fillet welding. The effect is relatively large.
【０００７】このほか、特許第2754097号では、スチフ
ナーリングからなる外ダイヤフラムと梁との接合を、ス
チフナーリングの外周面に、開先を設けた梁のフランジ
を当接させて突き合わせ溶接しているが、これではスチ
フナーリングを固着する柱側の加工のほか、梁について
も別途加工が必要となり、施工の手間が軽減されない問
題がある。そこで、外ダイヤフラムの形成手段としてス
チフナーリングを用いることを前提として、より安全性
が高く、施工能率を向上させることができる中低層鉄骨
構造物に適したスチフナーリングについて検討した。[0007] In addition, in Japanese Patent No. 2754097, the outer diaphragm made of a stiffener ring is joined to the beam by butt-welding the outer peripheral surface of the stiffener ring by abutting the flange of the beam provided with a groove. However, in this case, in addition to the processing on the pillar side to which the stiffener ring is fixed, a separate processing is required for the beam, and there is a problem that the labor for the construction is not reduced. Therefore, based on the premise that a stiffener ring is used as a means for forming the outer diaphragm, a stiffener ring suitable for a medium- to low-rise steel frame structure that is higher in safety and can improve construction efficiency was studied.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】検討の結果開発したもの
が、中低層鉄骨構造物の柱に梁やガセットプレートを接
合する際、この接合部位を剪断補強する目的でこの柱に
嵌めて外ダイヤフラムを構成するスチフナーリングにお
いて、柱外面から若干の隙間を有する大きさの鋳造又は
鍛造製環体に対し、外周面と上面及び下面いずれかとの
間に梁のフランジとの突き合わせ溶接部位である梁用開
先を設け、内周面と上面及び下面との間それぞれに柱と
の突き合せ溶接部位である柱用開先を設け、各開先を含
めた断面形状を７角形としたスチフナーリングである。
本発明のスチフナーリングは、スチフナーリングに伝わ
る力が完全に柱へと伝わるように、柱と梁との力の伝達
線において、柱に対する内周面側と梁のフランジに対す
る外周面側双方に、突き合わせ溶接を用いることを特徴
としている。SUMMARY OF THE INVENTION As a result of the examination, when a beam or a gusset plate is joined to a column of a medium- to low-rise steel structure, an outer diaphragm is fitted to the column to shear-reinforce this joint. In the stiffener ring constituting the above, for a cast or forged ring having a size with a slight gap from the column outer surface, for the beam which is a butt welding portion of the beam flange between the outer peripheral surface and either the upper surface or the lower surface A stiffener ring having a groove, a column groove for butt welding with a column between the inner peripheral surface and the upper and lower surfaces, and a hexagonal cross-sectional shape including each groove. .
In the stiffener ring of the present invention, so that the force transmitted to the stiffener ring is completely transmitted to the column, on the transmission line of the force between the column and the beam, both on the inner peripheral surface side with respect to the column and the outer peripheral surface side with respect to the flange of the beam, It is characterized by using butt welding.
【０００９】本発明のスチフナーリングは、外周面に梁
用開先を１個所、内周面に柱用開先を２個所設けたもの
(基礎となる断面形状が方形で４面あり、開先３面を設
けるので７角形)である。主として、梁のフランジがス
チフナーリングの上面又は下面のいずれかと略面一で接
合する場合に用いる。このように、本発明のスチフナー
リングは断面形状が複雑になるが、鋳造又は鍛造製環体
とすると、製造が容易となる。このほか、切削加工によ
る環体であってもよい。The stiffener ring of the present invention has one beam groove on the outer peripheral surface and two column grooves on the inner peripheral surface.
(The basic cross-sectional shape is square and there are four sides, and three grooves are provided so that it is a heptagon.) It is mainly used when the flange of the beam is substantially flush with either the upper surface or the lower surface of the stiffener ring. As described above, the stiffener ring of the present invention has a complicated cross-sectional shape. However, when the stiffener ring is formed into a cast or forged ring, the manufacture becomes easy. In addition, the ring may be formed by cutting.
【００１０】本発明のスチフナーリングは、柱及び梁の
フランジ双方に突き合わせ溶接部位となる開先を形成し
て、柱及び梁に突き合わせ溶接で接合する。突き合わせ
溶接は、柱とスチフナーリング内周面との隙間が数mmあ
っても隅肉溶接のように接合強度を低下させず、むしろ
隙間が溶け込みを良好にして高い接合強度を得る。この
ため、柱外面の不陸を考慮した内径、すなわち柱外面か
ら若干の隙間を有する大きさのスチフナーリングを用い
ることができる。こうして、本発明のスチフナーリング
は、内周面と上面及び下面との間それぞれに設けた柱用
開先により、上下で対称かつ均等に柱と突き合せ溶接で
きるので、梁に加わった力は各突き合せ溶接部位へも対
称かつ均等に伝達され、上又は下いずれか一方のみの接
合が壊れて、スチフナーリング全体に偏った負荷が加わ
ることを防止できる。このほか、梁用開先を設けたの
で、梁又はガセットプレートに開先を設けなくても、ス
チフナーリングと梁又はガセットプレートとの突き合わ
せ溶接を可能にする。In the stiffener ring of the present invention, a groove serving as a butt welding portion is formed on both the column and the flange of the beam, and the stiffener ring is joined to the column and the beam by butt welding. Butt welding does not lower the joining strength as in fillet welding, even if there is a gap of several mm between the column and the inner peripheral surface of the stiffener ring, but rather improves the penetration of the gap to obtain high joining strength. Therefore, it is possible to use a stiffener ring having an inner diameter in consideration of the unevenness of the outer surface of the column, that is, a size having a small gap from the outer surface of the column. In this way, the stiffener ring of the present invention can be symmetrically and vertically symmetrically and vertically butt-welded with the column by the groove for the column provided between the inner peripheral surface and the upper and lower surfaces. It is transmitted symmetrically and evenly to the butt-welded portion, and it is possible to prevent a situation in which only one of the upper and lower joints is broken and an uneven load is applied to the entire stiffener ring. In addition, since the groove for the beam is provided, butt welding between the stiffener ring and the beam or the gusset plate can be performed without providing a groove in the beam or the gusset plate.
【００１１】本発明のスチフナーリングにおける断面形
状(７角形)は、３次元立体の応力解析の結果特定した。
スチフナーリングの目的は、梁による引っ張り、圧縮に
対して柱外面の変形(膨らみ、凹み)を抑制することにあ
る。このため、スチフナーリングにσx、σy及びσzが
同時に作用する場面を想定し、合成応力であるσmax、
そしてτmaxが共に許容範囲に収まるように設計しなけ
ればならない。一般に、スチフナーリングは柱外面と一
体化するため、梁のフランジを接合する外周面よりも柱
に接合する内周面における応力度が小さくなる。これか
ら、外周面から内周面に向けて絞り込んだ断面台形状の
スチフナーリングを用い、柱と内周面との溶接部位を１
個所(例えば、上下面の中央にあたる内周面)に限ること
で、作業効率を向上させることが考えられる。しかし、
前記のような断面台形状のスチフナーリングでは、内周
面から半径方向一定の範囲で応力超過が生じる虞れがあ
る。The cross-sectional shape (hexagon) of the stiffener ring of the present invention was specified as a result of a three-dimensional solid stress analysis.
The purpose of the stiffener ring is to suppress the deformation (bulging, dent) of the column outer surface against the tension and compression by the beam. Therefore, assuming a situation where σx, σy, and σz simultaneously act on the stiffener ring, σmax,
Then, the design must be made so that both τmax are within the allowable range. Generally, since the stiffener ring is integrated with the outer surface of the column, the degree of stress on the inner peripheral surface joined to the column is smaller than the outer peripheral surface joined with the flange of the beam. From now on, using a stiffener ring with a trapezoidal cross section narrowed down from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface, the welded portion between the column and the inner peripheral surface will be 1
It is conceivable to improve the work efficiency by limiting the location (for example, the inner peripheral surface at the center of the upper and lower surfaces). But,
In the stiffener ring having a trapezoidal cross section as described above, there is a possibility that an excess stress occurs in a certain radial direction from the inner peripheral surface.
【００１２】例えば、柱を300×300×16mmの角型鋼管、
梁を400×200×８×13mmのＨ型鋼として考える。フラン
ジ厚は13mmあるから、柱に接合する内周面を13mm厚に抑
え、フランジを接合する外周面を大きくする。今、外周
面の厚さを60mm、幅を50mmとすれば、内周面から半径方
向に10mm移動した断面の厚さは22.4mmとなり、この断面
における単位面積当たりの応力σmaxは378.508×60/22.
4×60/22.4＝2715kg/cm2(後掲表３節点(11)参照)とな
り、許容値である1600kg/cm2(鉄)を大きく超えてしま
う。また、τmax＝2123kg/cm2となり、同様に許容値で
ある900kg/cm2を大きく上回ってしまう。このように、
作業の効率化のために内周面を絞り込むのは得策ではな
い。本発明はこうした問題を鑑みて、柱に嵌め、溶接し
た状態でのスチフナーリングの断面における厚み及び形
状を決定しているのである。For example, a column is a square steel pipe of 300 × 300 × 16 mm,
Consider the beam as a 400 × 200 × 8 × 13 mm H-beam. Since the flange thickness is 13mm, the inner peripheral surface joining to the column is suppressed to 13mm thickness, and the outer peripheral surface joining the flange is enlarged. Now, assuming that the thickness of the outer peripheral surface is 60 mm and the width is 50 mm, the thickness of the cross section moved 10 mm in the radial direction from the inner peripheral surface is 22.4 mm, and the stress σmax per unit area in this cross section is 378.508 × 60 / twenty two.
4 × 60 / 22.4 = 2715kg / cm 2 ( rear掲表3 nodes (11) see), and a tolerance 1600 kg / cm 2 (iron) and exceeds significantly. Further, τmax = 2123kg / cm 2, and the results greatly exceeded 900 kg / cm 2 is the same acceptable value. in this way,
It is not advisable to narrow down the inner peripheral surface to improve work efficiency. In view of such a problem, the present invention determines the thickness and the shape of the cross section of the stiffener ring in a state where the stiffener ring is fitted and welded.
【００１３】本発明のスチフナーリングは、柱外面から
若干の隙間を有する大きさの環体であり、通常は柱の一
端から嵌めて所定位置に接合する。ここで、柱に対する
接合作業を効率化するために、前記環体を分割して一対
の略半割枠とし、各半割枠それぞれを柱に嵌めた状態で
突き合わせ端を接合して一体の環体として柱に嵌めるス
チフナーリングにするとよい。略半割枠は様々な形状が
考えられるが、例えば略四角形状の環体からなるスチフ
ナーリングの場合、いずれかの辺の中点で分割し、略コ
の字形状の半割枠とする。The stiffener ring of the present invention is an annular body having a small gap from the outer surface of the column, and is usually fitted from one end of the column and joined to a predetermined position. Here, in order to increase the efficiency of the joining work to the columns, the ring body is divided into a pair of substantially half frames, and the butt ends are joined to each other while the respective half frames are fitted to the columns to form an integrated ring. It is good to use a stiffener ring that fits on a pillar as a body. Various shapes can be considered for the substantially half frame. For example, in the case of a stiffener ring made of a substantially rectangular ring, the half frame is divided at the midpoint of one of the sides to form a substantially U-shaped half frame.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図を参照しながら説明する。図１は本発明を適用し
て梁１及びガセットプレート２を柱３に接合した中低層
鉄骨構造物の一部を表した正面図(説明の便宜上、図中
溶接痕は省略)、図２は図１中Ａ部(上段の梁１の接合部
位)を拡大し、一部破断して示した斜視図(説明の便宜
上、図中溶接痕は省略している)、図３は図２中Ｂ部(上
段のスチフナーリング４)拡大相当断面図である。各例
は、角形鋼管からなる柱３に対し、柱外面５に相似な略
四角形状の環体からなる鋳造製スチフナーリング４であ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing a part of a middle and low-rise steel structure in which a beam 1 and a gusset plate 2 are joined to a column 3 by applying the present invention (for convenience of explanation, welding marks are omitted in the figure), and FIG. A portion (joint portion of the upper beam 1) in FIG. 1 is enlarged and partially cut away to show a perspective view (for convenience of explanation, welding marks are omitted in the diagram), and FIG. 3 is B in FIG. FIG. 4 is an enlarged equivalent cross-sectional view of a part (upper stiffener ring 4). Each example is a cast stiffener ring 4 made of a substantially square ring similar to the column outer surface 5 for a column 3 made of a square steel pipe.
【００１５】本発明のスチフナーリング４は、図１に見
られるように、柱３の所定位置に嵌めて接合し、外ダイ
ヤフラム８を構成する。梁１は、スチフナーリング４が
柱外面５に構成した外ダイヤフラム８に接合する(図３
参照)。梁１のウェブ20は、図１中上段の梁１の接合の
ように、直接柱に隅肉溶接するか、外ダイヤフラム８間
で柱３から突設したに補助プレート９に隅肉溶接又はボ
ルト止めする。本例のスチフナーリング４は、図２及び
図３に見れるように、角形鋼管からなる柱３に相似な略
四角形状の環体で断面形状は７角形、外周面10と上面11
との間に梁用開先13を設けて梁１のフランジ12とは突き
合わせ溶接17し、内周面７と上面11及び下面14との間に
柱用開先15,15を設けて同じく柱外面５と突き合わせ溶
接17している。As shown in FIG. 1, the stiffener ring 4 of the present invention is fitted to a predetermined position of the column 3 and joined to form an outer diaphragm 8. The beam 1 is joined to an outer diaphragm 8 in which a stiffener ring 4 is formed on a column outer surface 5 (FIG. 3).
reference). The web 20 of the beam 1 is fillet welded directly to the column, as in the connection of the upper beam 1 in FIG. 1, or fillet welded or bolted to the auxiliary plate 9 projecting from the column 3 between the outer diaphragms 8. Stop it. As shown in FIGS. 2 and 3, the stiffener ring 4 of this example is a substantially square ring similar to the pillar 3 made of a square steel pipe, and has a hexagonal cross section, an outer peripheral surface 10 and an upper surface 11.
Between the inner peripheral surface 7 and the upper surface 11 and the lower surface 14 is provided with a column groove 15,15. The outer surface 5 is butt-welded 17.
【００１６】本発明は、４階建以下の比較的低い鉄骨構
造物に用いる規格の小さな角形鋼管からなる柱３(100mm
角〜350mm角)に、相似な略四角形状の環体のスチフナー
リング４とする場合が好適である。こうした比較的低い
鉄骨構造物では、外ダイヤフラム８の幅が大きくなり過
ぎると、柱の際を竪管が通る時邪魔になって不適当とな
る。理想的には、外ダイヤフラム８の幅が５cm程度前後
迄となるのが好ましい。これから、本発明の略四角形状
の環体スチフナーリング４は、断面において幅５cm×厚
み７cm程度を目安とし、柱３に対する開先15は５〜15m
m、梁１のフランジ12に対する開先13を６〜15mm、柱３
と内周面７との隙間Ｇを３mm程度とする。このような構
造のスチフナーリング４は、鍛造又は切削加工から製造
すると手間及びコストがかかるが、鋳造にすると簡易か
つ低コストに製造できる。According to the present invention, a column 3 (100 mm) made of a small rectangular steel pipe of a small standard used for a relatively low steel structure having four stories or less.
(Square to 350 mm square), it is preferable to use a similar substantially square ring-shaped stiffener ring 4. In such a relatively low steel structure, if the width of the outer diaphragm 8 is too large, it becomes unsuitable because it obstructs the passage of the vertical pipe through the column. Ideally, the width of the outer diaphragm 8 is preferably up to about 5 cm. From this, the approximately square ring-shaped stiffener ring 4 of the present invention has a cross section of about 5 cm in width and about 7 cm in thickness, and the groove 15 for the column 3 is 5 to 15 m.
m, groove 13 to flange 12 of beam 1 is 6 to 15 mm, pillar 3
And the gap G between the inner peripheral surface 7 and the inner peripheral surface 7 is about 3 mm. The stiffener ring 4 having such a structure requires labor and cost when manufactured by forging or cutting, but can be manufactured simply and at low cost by casting.
【００１７】図４は略コの字形状の半割枠19,19を突き
合せて構成するスチフナーリング４の平面図である。本
発明のスチフナーリング４は、接合する柱３の一端から
嵌め、所定位置で接合する手順を基本とする。しかし、
図４に見られるように半割枠19,19をそれぞれ柱３に対
して嵌め、突き合わせ端を接合してスチフナーリング４
を構成すると、前記手順が簡略化される。FIG. 4 is a plan view of the stiffener ring 4 formed by abutting half-frames 19, 19 having a substantially U-shape. The stiffener ring 4 of the present invention is based on a procedure of fitting from one end of the pillar 3 to be joined and joining at a predetermined position. But,
As shown in FIG. 4, the half frames 19, 19 are respectively fitted to the columns 3, and the butted ends are joined to form the stiffener ring 4.
The above procedure is simplified.
【００１８】図５は丸型鋼管からなる柱16に対して円形
状の環体からなる鋳造製スチフナーリング４を嵌めた状
態の平面図である。本発明のスチフナーリング４を鋳造
にすると、図５に見られるような、内周面７のみ円環状
で、外周面10は正多角形状(本例は正８角形状)のスチフ
ナーリング４を容易に製造できる。FIG. 5 is a plan view showing a state in which a cast stiffener ring 4 made of a circular ring is fitted to a column 16 made of a round steel pipe. When the stiffener ring 4 of the present invention is cast, as shown in FIG. 5, the stiffener ring 4 having a regular polygonal shape (a regular octagonal shape in this example) is easily formed on the inner peripheral surface 7 and the outer peripheral surface 10 is easily formed. Can be manufactured.
【００１９】[0019]
【実施例】次に、本発明の有用性を検証するため、試験
モデルを数値解析し、スチフナーリングの断面形状の適
正さと剪断補強の程度とを調べることとした。試験モデ
ルは、図６に見られるような柱外面を模した平板(接点
(１)−(５)−(20)−(16))に、平板状のスチフナーリン
グ(接点(11)−(６)−(10)−(15))を突き合わせ溶接し
(梁のフランジの接合位置を接点(７)〜(８)〜(９)とす
る)、図６中接点(１)〜(20)における応力を数値計算し
てみた。パラメータは、対象となる柱の規格(試験モデ
ルでは柱外面を模した平板の幅及び厚み)であり、200mm
角、250mm角、300mm角及び350mm角の角型鋼管からなる
柱に断面形状７角形のスチフナーリング(図３参照)を用
いる場合を想定している。解析結果のうち、本発明に特
に関係ある接点(６)〜(15)についてを表１〜表４にまと
めた。詳細な寸法値については、各表に附随して掲載し
た。EXAMPLE Next, in order to verify the usefulness of the present invention, a test model was numerically analyzed to examine the appropriateness of the cross-sectional shape of the stiffener ring and the degree of shear reinforcement. The test model was a flat plate (contact
(1)-(5)-(20)-(16)) and butt welded flat stiffener ring (contact (11)-(6)-(10)-(15)).
(The joining positions of the flanges of the beams are referred to as contacts (7) to (8) to (9)), and the stresses at the contacts (1) to (20) in FIG. 6 were numerically calculated. The parameter is the standard of the target column (width and thickness of the flat plate imitating the outer surface of the column in the test model), 200 mm
It is assumed that a stiffener ring (see FIG. 3) having a cross-sectional shape of 7 is used for a column made of a square steel pipe having a square, 250 mm square, 300 mm square and 350 mm square. Tables 1 to 4 summarize the contacts (6) to (15) that are particularly relevant to the present invention among the analysis results. Detailed dimensions are attached to each table.
【００２０】[0020]
【表１】 柱：200×200×9.0mm(柱外面を模した平板の幅200mm及
び厚み9.0mm) スチフナーリング：幅38mm、厚み35mm、柱用開先10.0m
m、梁用開先7.0mm、内周面と上面及び下面との間は突き
合わせ溶接 [Table 1] Pillar: 200 x 200 x 9.0mm (width of flat plate imitating pillar outer surface 200mm and thickness 9.0mm) Stiffener ring: width 38mm, thickness 35mm, pillar groove 10.0m
m, groove for beam 7.0mm, butt welding between inner surface and upper and lower surfaces
【００２１】[0021]
【表２】 柱：250×250×9.0mm(柱外面を模した平板の幅250mm及
び厚み9.0mm) スチフナーリング：幅38mm、厚み45mm、柱用開先10.0m
m、梁用開先7.0mm、内周面と上面及び下面との間は突き
合わせ溶接 [Table 2] Pillar: 250 × 250 × 9.0mm (250mm width and 9.0mm thickness of flat plate imitating pillar outer surface) Stiffener ring: 38mm wide, 45mm thick, groove for pillar 10.0m
m, groove for beam 7.0mm, butt welding between inner surface and upper and lower surfaces
【００２２】[0022]
【表３】 柱：300×300×16.0mm(柱外面を模した平板の幅300mm及
び厚み16.0mm) スチフナーリング：幅50mm、厚み60mm、柱用開先11.0m
m、梁用開先12.0mm、内周面と上面及び下面との間は突
き合わせ溶接 [Table 3] Pillar: 300 × 300 × 16.0mm (300mm width and 16.0mm thickness of flat plate imitating pillar outer surface) Stiffener ring: 50mm width, 60mm thickness, 11.0m for groove for pillar
m, groove for beam 12.0mm, butt welding between inner surface and upper and lower surfaces
【００２３】[0023]
【表４】 柱：350×350×12.0mm(柱外面を模した平板の幅350mm及
び厚み12.0mm) スチフナーリング：幅50mm、厚み60mm、柱用開先10.0m
m、梁用開先9.0mm、内周面と上面及び下面との間は突き
合わせ溶接 [Table 4] Pillar: 350 x 350 x 12.0mm (350mm width and 12.0mm thickness of flat plate imitating pillar outer surface) Stiffener ring: 50mm width, 60mm thickness, groove for pillar 10.0m
m, groove for beam 9.0mm, butt welding between inner surface and upper and lower surfaces
【００２４】これらの解析結果を見る限り、本発明のス
チフナーリングを用いた外ダイヤフラムの剪断補強効果
は、特に４階建て以下の比較的低い鉄骨構造物に用いる
柱に対して有効であることが分かる。From these analysis results, it can be seen that the effect of shear reinforcement of the outer diaphragm using the stiffener ring of the present invention is particularly effective for columns used for relatively low steel structures of four stories or less. I understand.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明のスチフナーリングを用いること
により、柱を切断することなく梁又はガセットプレート
を接合する外ダイヤフラムの構築が可能となる。柱の切
断、再結合は、柱の中心線のずれや傾きを招くことにな
り、改善が望まれていた。本発明は、こうした問題を解
決し、従来よりも作業性がよく、比較的安価で製造可能
であり、高い接合強度を発揮する突き合わせ溶接を用い
た外ダイヤフラムの構築を実現できるスチフナーリング
を提供するのである。By using the stiffener ring of the present invention, it is possible to construct an outer diaphragm for joining beams or gusset plates without cutting columns. Cutting and recombining the pillars will cause the centerline of the pillars to be shifted or inclined, and improvements have been desired. The present invention solves these problems, and provides a stiffener ring that has better workability than before, is relatively inexpensive to manufacture, and can realize the construction of an outer diaphragm using butt welding that exhibits high joining strength. It is.
【００２６】柱に対するスチフナーリングの接合強度を
高めるのは、内周面と上面及び下面との間それぞれに設
けた開先を用いる突き合わせ溶接である。そして、梁又
はガセットプレートの接合を容易にするのは、外周面と
上面又は下面との間に設けた開先を用いる突き合わせ溶
接である。前記開先を予めスチフナーリングに設けてい
ることは、改めて梁に開先を設けずに済むので、作業性
を改善する効果も有している。加えて、断面形状を７角
形としたスチフナーリングは、断面における応力分布が
滑らかとなり、力の伝達が安全である。The butt welding using grooves provided between the inner peripheral surface, the upper surface, and the lower surface enhances the joining strength of the stiffener ring to the column. What facilitates joining of the beam or the gusset plate is butt welding using a groove provided between the outer peripheral surface and the upper surface or the lower surface. Providing the groove on the stiffener ring in advance eliminates the need to provide a groove on the beam, and thus has the effect of improving workability. In addition, the stiffener ring having a heptagonal cross section has a smooth stress distribution in the cross section, and the transmission of force is safe.
【００２７】加えて、本発明のスチフナーリングを鋳造
又は鍛造製にすると、断面形状が多少複雑になったとし
ても、環体のスチフナーリングを一体に、そして簡易に
製造でき、上述の施工の容易性と併せて、製造コストか
ら施工コストに到る全体のコスト削減を可能にする。そ
して、既述したように、本発明のスチフナーリングは接
合強度を高めているので、前記低コスト化と相俟って、
高い費用対効果を達成するのである。In addition, when the stiffener ring of the present invention is cast or forged, even if the cross-sectional shape becomes somewhat complicated, the stiffener ring of the annular body can be integrally and simply manufactured, and the above-described construction is easy. In addition to the cost, it enables the overall cost reduction from manufacturing cost to construction cost. And, as described above, the stiffener ring of the present invention increases the bonding strength, so that in combination with the cost reduction,
Achieve high cost effectiveness.
【図１】本発明を適用して梁及びガセットプレートを柱
に接合した中低層鉄骨構造物の一部を表した正面図であ
る。FIG. 1 is a front view showing a part of a middle and low-rise steel structure in which a beam and a gusset plate are joined to a column by applying the present invention.
【図２】図１中Ａ部を拡大し、一部破断して示した斜視
図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion A in FIG.
【図３】図２中Ｂ部を拡大した断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view of a portion B in FIG. 2;
【図４】略コの字形状の半割枠を突き合せたスチフナー
リングの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a stiffener ring in which half-frames having a substantially U-shape are joined.
【図５】丸型鋼管からなる柱に用いる円環体のスチフナ
ーリングの平面図である。FIG. 5 is a plan view of an annular stiffener ring used for a column made of a round steel pipe.
【図６】試験モデルを表した斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a test model.
１ 梁 ３ 角型鋼管からなる柱 ４ スチフナーリング ５ 柱外面 ７ 内周面 10 外周面 11 上面 12 フランジ 13 梁用開先 14 下面 15 柱用開先 17 突き合わせ溶接 19 半割枠 Ｇ 柱外面と内周面との隙間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Beam 3 Column made of square steel pipe 4 Stiffener ring 5 Column outer surface 7 Inner peripheral surface 10 Outer peripheral surface 11 Upper surface 12 Flange 13 Beam groove 14 Lower surface 15 Column groove 17 Butt welding 19 Half frame G Column outer surface and inner Clearance with peripheral surface
Claims (1)
レートを接合する際、該接合部位を剪断補強する目的で
該柱に嵌めて外ダイヤフラムを構成するスチフナーリン
グにおいて、柱外面から若干の隙間を有する大きさの鋳
造又は鍛造製環体に対し、外周面と上面又は下面いずれ
かとの間に梁のフランジとの突き合わせ溶接部位である
梁用開先を設け、内周面と上面及び下面との間それぞれ
に柱との突き合せ溶接部位である柱用開先を設け、各開
先を含めた断面形状を７角形としたことを特徴とするス
チフナーリング。When a beam or a gusset plate is joined to a column of a middle- to low-rise steel structure, a stiffener ring which is fitted to the column to form an outer diaphragm for the purpose of shearing and reinforcing the joining portion has a slight difference from the column outer surface. For a cast or forged ring having a gap, a beam groove is provided between the outer peripheral surface and either the upper surface or the lower surface, which is a butt welding portion of the flange of the beam, and the inner peripheral surface and the upper and lower surfaces. A stiffener ring characterized in that a groove for a pillar, which is a butt welding portion with a pillar, is provided in each of the gaps, and a cross-sectional shape including each groove is a hexagon.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071572A JP2001262694A (en) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | Stiffener ring |
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|---|---|
| JP2001262694A true JP2001262694A (en) | 2001-09-26 |
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| JP (1) | JP2001262694A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113245670A (en) * | 2021-06-17 | 2021-08-13 | 招商局重工（江苏）有限公司 | Welding evaluation test piece for ultra-thick steel casting and forged steel casting of stern shaft package and welding method thereof |
-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000071572A patent/JP2001262694A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113245670A (en) * | 2021-06-17 | 2021-08-13 | 招商局重工（江苏）有限公司 | Welding evaluation test piece for ultra-thick steel casting and forged steel casting of stern shaft package and welding method thereof |
| CN113245670B (en) * | 2021-06-17 | 2021-09-14 | 招商局重工（江苏）有限公司 | Welding evaluation test piece for ultra-thick steel casting and forged steel casting of stern shaft package and welding method thereof |
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