JP2001303661A - 鋼管柱および鋼管柱の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二箇所の溶接でよく、十分な強度を持った鋼
管柱を提供する。 【解決手段】 所定の板厚ｔの長尺鋼管１と、長尺鋼管
１よりも板厚Ｔが厚くかつ梁材連結部を形成する長さＬ
の短尺鋼管２からなる。長尺鋼管１と短尺鋼管２は、外
周形状を同一状に形成しており、短尺鋼管２を梁材連結
位置として長さ方向で溶接結合３した。二箇所の溶接で
よいことから、組立て工数を削減できるとともに溶接長
さは短くなる。長尺鋼管１と短尺鋼管２は、外周形状を
同一状（同様な外寸Ｗ、同様な曲率半径ｒ）として相当
接間を長さ方向で溶接結合３できる。梁材連結部は、短
尺鋼管２の予め厚い板厚Ｔによって十分な強度を確保で
きる。鋼管柱５はパイプジョイント形式で得られ、内蔵
リブや裏当て金などがない状態に仕上げることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば鉄骨構造
物の支柱として使用される鋼管柱および鋼管柱の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、支柱側に対してダイヤフラムを取
り付ける方式として、たとえば通しダイヤフラム方式や
内ダイヤフラム方式などが提供されている。

【０００３】このうち通しダイヤフラム方式は、たとえ
ば図１４に示されるように、支柱が、その長さ方向にお
いて下部支柱３１とパネルゾーン用のコラム３２と上部
支柱３３とに切断（分断）されている。そして下部支柱
３１の上端に、裏当て材を介して下部ダイヤフラム３４
が溶接されるとともに、この下部ダイヤフラム３４上に
裏当て材を介してコラム３２の下端が溶接される。さら
にコラム３２の上端に、裏当て材を介して上部ダイヤフ
ラム３５が溶接されるとともに、この上部ダイヤフラム
３５上に裏当て材を介して上部支柱３３の下端が溶接さ
れる。

【０００４】このようにして形成された支柱３６に対す
る梁材（主にＨ形鋼材）３７の連結は、この梁材３７の
遊端を、両ダイヤフラム３４，３５やコラム３２に溶接
することで行っていた。そして両ダイヤフラム３４，３
５は、応力の伝達の役目を成していた。

【０００５】また内ダイヤフラム方式は、たとえば図１
５に示されるように、支柱が、その長さ方向において下
部支柱４１と上部支柱４２とに切断（分断）されてい
る。そして下部支柱４１内の上部と上部支柱４２内の下
部とに、それぞれ裏当て材を介してダイヤフラム４３が
溶接結合されている。これら下部支柱４１と上部支柱４
２とは、直線状に位置されたのち、その遊端間が溶接結
合されている。

【０００６】このようにして形成された支柱４４に対す
る梁材４５の連結は、この梁材４５の遊端を、上下のダ
イヤフラム４３に対向させた状態で、下部支柱４１と上
部支柱４２との外面に溶接結合することで行われてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の構成に
おいて、図１４に示される通しダイヤフラム方式による
と、支柱（鋼管）３６は、短く切断するとともに溶接の
ための開先加工を行い、そして両ダイヤフラム３４，３
５は、それぞれ上下の二箇所、合計四箇所を溶接するこ
とから、組立て工数が多くかつ溶接長さは長くなり、以
て全体作業が複雑化するとともに製作費が高くなる。

【０００８】また図１５に示される内ダイヤフラム方式
によると、両ダイヤフラム４３のそれぞれの溶接と、下
部支柱４１と上部支柱４２との溶接との、合計三箇所の
溶接が必要となることから、組立て工数が多くかつ溶接
長さは長くなり、以て全体作業が複雑化するとともに製
作費が高くなる。さらにダイヤフラム４３は、下部支柱
４１と上部支柱４２との端部近くにしか配置できず、ま
た下部支柱４１と上部支柱４２との溶接結合部４６を跨
いで梁材４５が溶接結合されることから、支柱４４は、
梁材４５の連結位置に応じて短く切断され、長い一本も
のの支柱にはできなかった。

【０００９】なお、別に外ダイヤフラム方式もあるが、
これによると支柱外部の構造物が大型、重量大となり、
しかも溶接長さが長いものとなる。そこで本発明のうち
請求項１記載の発明は、二箇所の溶接でよく、しかも十
分な強度を持った鋼管柱を提供することを目的としたも
のである。

【００１０】また請求項４記載の発明は、各コーナ部の
曲率半径が揃い、しかも突き合わせ溶接部が傾斜状にな
るなどの変形が生じない鋼管柱を得られる鋼管柱の製造
方法を提供することを目的としたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した第１の目的を達
成するために、本発明のうちで請求項１記載の鋼管柱
は、所定の板厚の長尺鋼管と、この長尺鋼管よりも板厚
が厚くかつ梁材連結部を形成する長さの短尺鋼管とから
なり、これら長尺鋼管と短尺鋼管とは、その外周形状を
同一状に形成しており、短尺鋼管を梁材連結位置として
長さ方向で溶接結合して構成されていることを特徴とし
たものである。

【００１２】したがって請求項１の発明によると、短尺
鋼管の両端に長尺鋼管を溶接結合することで、この短尺
鋼管によって梁材連結部を形成し得、その際に二箇所の
溶接でよいことから、組立て工数を削減し得るとともに
溶接長さは短くなる。また長尺鋼管と短尺鋼管とは、そ
の外周形状を同一状（同様な外寸、同様な曲率半径）と
して相当接間を長さ方向で溶接結合し得る。さらに梁材
連結部は、短尺鋼管の予め厚い板厚によって十分な強度
を確保し得る。そして角形鋼管柱はパイプジョイント形
式で得られ、内蔵リブや裏当て金などがない状態に仕上
げ得る。

【００１３】また本発明の請求項２記載の鋼管柱は、上
記した請求項１記載の構成において、短尺鋼管は、板厚
の厚い半成形短尺鋼管を熱間成形することで、その外周
形状を長尺鋼管と同一状に形成したことを特徴としたも
のである。

【００１４】したがって請求項２の発明によると、厚い
板厚でかつ大きい曲率半径の半成形短尺鋼管の外周形状
を熱間成形することにより、長尺鋼管に対して、同様な
外寸、同様な曲率半径でありかつ厚い板厚の短尺鋼管を
得られる。そして短尺鋼管と長尺鋼管とは、その外周形
状を同一状として相当接間を長さ方向で溶接結合し得
る。

【００１５】また本発明の請求項３記載の鋼管柱は、上
記した請求項１または２記載の構成において、冷間成形
した所定の板厚の長尺鋼管と、この長尺鋼管の板厚より
も厚い板厚でかつ熱間成形した短尺鋼管とを、短尺鋼管
を梁材連結位置として長さ方向で溶接結合して構成した
ことを特徴としたものである。

【００１６】したがって請求項３の発明によると、熱間
成形した短尺鋼管の両端に冷間成形した長尺鋼管を溶接
結合することで、この短尺鋼管によって梁材連結部を形
成し得、その際に二箇所の溶接でよいことから、組立て
工数を削減し得るとともに、溶接および検査などを軽減
し得、さらに厚い板厚でかつ熱間成形した短尺鋼管を使
用することにより、地震時に、応力のかかる梁材連結位
置（パネルゾーン）において、特に鉄本来の粘りを発揮
し、塑性変形性能に優れ、脆性破壊を未然に防止し得る
など、鋼管柱を高品質化し得る。

【００１７】前述した第２の目的を達成するために、本
発明の請求項４記載の鋼管柱の製造方法は、所定の板厚
の半成形長尺鋼管と、この半成形長尺鋼管よりも板厚が
厚くかつ梁材連結部を形成する長さの半成形短尺鋼管と
を有し、これら半成形長尺鋼管と半成形短尺鋼管とは、
少なくとも一箇所が突き合わせ溶接されるとともに、そ
の外周形状は、最終製品形状よりも大きくして同一状に
形成されており、これら半成形長尺鋼管と半成形短尺鋼
管とを、半成形短尺鋼管を梁材連結位置として長さ方向
で溶接結合して半成形鋼管柱を形成し、この半成形鋼管
柱を加熱したのち、その外周形状が最終製品形状になる
ように熱間成形することを特徴としたものである。

【００１８】したがって請求項４の発明によると、溶接
結合を行った半成形鋼管柱に対して熱間成形を行うこと
で、溶接が母材（半成形鋼管柱）に一体化され、特に塑
性変形性能に優れ、脆性破壊を未然に防止し得る。そし
て、突き合わせ溶接部が傾斜せず直線状のままであるな
どの変形が生じない鋼管柱を製造し得る。

【００１９】さらに本発明の請求項５記載の鋼管柱の製
造方法は、上記した請求項３記載の構成において、半成
形長尺角形鋼管と半成形短尺角形鋼管とが使用され、こ
れら半成形長尺角形鋼管と半成形短尺角形鋼管とのコー
ナ部は、最終製品の曲率半径よりも大きい曲率半径に形
成されており、溶接結合して形成した半成形角形鋼管柱
を加熱したのち、そのコーナ部が最終製品の曲率半径に
なるように熱間成形することを特徴としたものである。

【００２０】したがって請求項５の発明によると、溶接
結合を行った半成形角形鋼管柱に対して熱間成形を行う
ことで、その全長において各コーナ部の曲率半径を揃
え、しかも平板部とコーナ部とを均質化した角形鋼管柱
を製造し得る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の第１の実施の形
態を、四角形の角形鋼管を採用した状態として、図１〜
図６に基づいて説明する。

【００２２】図５に示されるように、所定の板厚ｔの長
尺角形鋼管（長尺鋼管）１と、この長尺角形鋼管１の板
厚ｔよりも厚い板厚Ｔでかつ梁材連結部を形成する長さ
（高さ）Ｌの短尺角形鋼管（短尺鋼管）２とを有する。
ここで所定の板厚ｔとは、鉄骨構造物の規模に応じて採
用される鋼管柱の外寸Ｗなどにより決定されるもので、
たとえば外寸Ｗが６００ｍｍのときに板厚ｔは２５ｍｍ
である。また長尺角形鋼管１の板厚ｔと短尺角形鋼管２
の板厚Ｔとは、たとえば２ｔ≒Ｔとされている。そして
長尺角形鋼管１と短尺角形鋼管２とは、その外周形状が
同一状に形成されている。

【００２３】すなわち通常、外寸が同等状の角形鋼管
（製品角形鋼管）においては、薄い板厚の角形鋼管にお
けるコーナの曲率半径に対して、厚い板厚の角形鋼管に
おけるコーナの曲率半径は大であり、その外周形状は異
なっている。したがって、薄い板厚の角形鋼管と厚い板
厚の角形鋼管とを相当接させて溶接結合する場合、外寸
が同等状であることから四辺部分の溶接は支障なく行え
るが、コーナ部分の溶接は、曲率半径が異なり段部が生
じていることで好適に行えない。

【００２４】これに対して本発明の第１の実施の形態で
は、長尺角形鋼管１と短尺角形鋼管２との外周形状を同
一状に形成するために、図６に示される厚い板厚Ｔでか
つ大きい曲率半径Ｒの半成形短尺角形鋼管（原鋼管）１
０に対して熱間成形を行う。すなわち、梁材連結部を形
成する長さＬの半成形短尺角形鋼管１０が加熱手段（加
熱炉など）１５において加熱され、そして成形手段（成
形ロール装置など）１６において熱間成形される。この
ように外周形状を熱間成形することにより、長尺角形鋼
管１に対して、同様な外寸Ｗ、同様な曲率半径ｒであり
かつ厚い板厚Ｔの短尺角形鋼管２が得られる。

【００２５】このような短尺角形鋼管２と前記長尺角形
鋼管１とを、その外周形状を同一状として直線状に位置
させる。そして図１〜図４に示されるように、短尺角形
鋼管２と長尺角形鋼管１との相当接間を長さ方向で溶接
結合３することで、短尺角形鋼管２を梁材連結位置とし
て角形鋼管柱（鋼管柱）５を構成し得る。なお短尺角形
鋼管２の両端で内面には、その厚さを長尺角形鋼管１の
板厚ｔに合わせるための段部２ａが形成されている。

【００２６】そして溶接結合３を施工する際に、その段
部２ａを利用して溶接箇所の内側には、必要に応じてリ
ング状のフラットバー４がセットされる。なお、フラッ
トバー４を使用しないときには、内外からの溶接結合３
ａが採用される。

【００２７】このような角形鋼管柱５は、所定本数が建
築現場などに運搬され、そして梁材連結部を形成する長
さＬの短尺角形鋼管２の外面に、梁材６が溶接結合７に
よって連結される。なお角形鋼管柱５は、図１の仮想線
に示すように、積上げ状に配置されたのち、その上下間
が溶接結合３されることで、所定長さ（高さ）に構成さ
れる。

【００２８】上述した第１の実施の形態において、長尺
角形鋼管１は、冷間成形したもの、熱間成形したもの、
のいずれであってもよい。上述した第１の実施の形態の
角形鋼管柱５によると、短尺角形鋼管２の両端に長尺角
形鋼管１を溶接結合３することで、この短尺角形鋼管２
によって梁材連結部を形成し得る。したがって、二箇所
の溶接でよいことから組立て工数を削減し得るとともに
溶接長さは短くなり、以て全体を簡略化して経済的とな
り、かつ溶接歪などが生じ難いものとなる。また長尺角
形鋼管１と短尺角形鋼管２とを、その外周形状を同一状
（同様な外寸Ｗ、同様な曲率半径ｒ）として相当接間を
長さ方向で溶接結合３することで、その溶接結合３は十
分に強固にかつ綺麗に行える。

【００２９】さらに梁材連結部は、短尺角形鋼管２の予
め厚い板厚Ｔによって十分な強度を確保し得、梁材６の
溶接結合７は何ら支障なく行える。そして角形鋼管柱５
はパイプジョイント形式で得られ、内蔵リブや裏当て金
などがない状態に仕上げ得る。したがって、中にコンク
リートなどを充填させる構成も容易に採用し得る。

【００３０】また上述した第１の実施の形態の角形鋼管
柱５においては、熱間成形した短尺角形鋼管２の両端に
冷間成形した長尺角形鋼管１を溶接結合３することで、
この短尺角形鋼管２によって梁材連結部を形成し得る。
したがって、二箇所の溶接でよいことから、組立て工数
を削減し得るとともに、溶接および検査などを軽減し
得、さらに厚い板厚Ｔでかつ熱間成形した短尺角形鋼管
２を使用することにより、地震時に、応力のかかる梁材
連結位置（パネルゾーン）において、特に鉄本来の粘り
を発揮し、塑性変形性能に優れ、脆性破壊を未然に防止
し得るなど、角形鋼管柱５を高品質化し得る。

【００３１】次に、本発明の第２の実施の形態を、図７
に基づいて説明する。短尺角形鋼管２の両端は輪切り状
で、内面には段部２ａが形成されていない。そして溶接
結合３を施工する際には必要に応じて、溶接箇所の内
側、すなわち長尺角形鋼管１と短尺角形鋼管２とが成す
段部にリング状のフラットバー４がセットされる。

【００３２】次に、本発明の第３の実施の形態を、図８
に基づいて説明する。すなわち、所定の板厚ｔの長尺丸
形鋼管（長尺鋼管）１Ａと、この長尺丸形鋼管１Ａの板
厚ｔよりも厚い板厚Ｔでかつ梁材連結部を形成する長さ
（高さ）Ｌの短尺丸形鋼管（短尺鋼管）２Ａとからな
る。そして、長尺丸形鋼管１Ａと短尺丸形鋼管２Ａとの
相当接間を長さ方向で溶接結合することで、短尺丸形鋼
管２Ａを梁材連結位置として丸形鋼管柱（鋼管柱）５Ａ
を構成し得る。

【００３３】丸形鋼管（製品丸形鋼管）は、その外寸
（径）は種々あるが、同一の外寸のものは板厚に関係な
く外周形状が同一状である。したがって第３の実施の形
態によると、厚い板厚Ｔの短尺丸形鋼管２Ａは熱間成形
などを行うことなく、長尺丸形鋼管１Ａと、その外周形
状が同一状に形成されることになる。なお溶接箇所の内
側部分は、第１、第２の実施の形態のいずれであっても
よい。

【００３４】次に、本発明の第４の実施の形態を、図９
に基づいて説明する。すなわち、第１の実施の形態で述
べた厚い板厚Ｔでかつ大きい曲率半径Ｒに成形された半
成形短尺角形鋼管１０と、薄い板厚ｔでかつ同様に大き
い曲率半径Ｒに成形された半成形長尺角形鋼管１１とが
準備される。その際に半成形短尺角形鋼管１０と半成形
長尺角形鋼管１１とは、共に少し長めの外寸Ｗ＋αとし
て半成形されている。

【００３５】このような半成形短尺角形鋼管１０と半成
形長尺角形鋼管１１とを、その外周形状を同一状として
直線状に位置させる。そして、半成形短尺角形鋼管１０
と半成形長尺角形鋼管１１との相当接間を長さ方向で溶
接結合３することで、半成形短尺角形鋼管１０を梁材連
結位置として半成形角形鋼管柱１２を構成する。

【００３６】次いで半成形角形鋼管柱１２に対して熱間
成形を行う。すなわち、半成形角形鋼管柱１２が加熱手
段１５において加熱され、そして成形手段１６において
熱間成形（熱間絞り成形）される。このように外周形状
を熱間成形することにより、全長に亘って所望の外寸Ｗ
であり、かつ各コーナが同様な曲率半径ｒであり、そし
て梁材連結位置が厚い板厚Ｔの角形鋼管柱５が得られ
る。

【００３７】この第４の実施の形態によると、溶接結合
３を行ったのち熱間成形を行うことで、溶接が母材（短
尺角形鋼管や長尺角形鋼管）に一体化され、特に塑性変
形性能に優れ、脆性破壊を未然に防止し得る。

【００３８】なお、上記した第４の実施の形態は、半成
形短尺丸形鋼管と半成形長尺丸形鋼管を使用して、丸形
鋼管柱５Ａを得る場合にも採用し得る。次に、本発明の
第５の実施の形態を、図１０〜図１２に基づいて説明す
る。

【００３９】すなわち図１１に示されるように、厚い板
厚Ｔでかつ各コーナ部が大きい曲率半径Ｒに成形された
半成形短尺角形鋼管（半成形短尺鋼管）２０と、薄い板
厚ｔでかつ同様に各コーナ部が大きい曲率半径Ｒに成形
された半成形長尺角形鋼管（半成形長尺鋼管）２１とが
準備される。その際に半成形短尺角形鋼管２０と半成形
長尺角形鋼管２１とは、その一つの平板部に、突き合わ
せ溶接による突き合わせ溶接部２０ａ，２１ａが形成さ
れており、そして少し長めの外寸Ｗ＋αとして半成形さ
れている。

【００４０】すなわち半成形短尺角形鋼管２０と半成形
長尺角形鋼管２１とは、各コーナ部を大きい曲率半径Ｒ
としかつ少し長めの外寸Ｗ＋αとすることで、その外周
形状は、最終製品形状（角形鋼管柱）よりも大きくして
同一状に形成されている。

【００４１】このような半成形短尺角形鋼管２０と半成
形長尺角形鋼管２１とを、その外周形状を同一状とし
て、かつ突き合わせ溶接部２０ａ，２１ａを同一直線状
として位置させる。そして、半成形短尺角形鋼管２０と
半成形長尺角形鋼管２１との相当接間を溶接結合２２す
ることで、図１０、図１２（ａ）に示すように、半成形
短尺角形鋼管２０を梁材連結位置として半成形角形鋼管
柱（半成形鋼管柱）２３を構成する。

【００４２】次いで半成形角形鋼管柱２３に対して熱間
成形（整形）を行う。すなわち、半成形角形鋼管柱２３
が加熱手段２５において加熱され、そして成形手段２６
において熱間成形（熱間絞り成形）される。このように
外周形状を熱間成形することにより、図１０、図１２
（ｂ）に示すように、全長に亘って所望の外寸Ｗであ
り、かつ各コーナが同様な曲率半径ｒであり、そして梁
材連結位置が厚い板厚Ｔの角形鋼管柱（鋼管柱）２４、
すなわち、外周形状を最終製品形状とした角形鋼管柱２
４が得られる。

【００４３】この第５の実施の形態によると、溶接結合
２２を行ったのち熱間成形を行うことで、溶接が母材
（半成形短尺角形鋼管や半成形長尺角形鋼管）に一体化
され、特に塑性変形性能に優れ、脆性破壊を未然に防止
し得る。

【００４４】そして半成形角形鋼管柱２３に対して熱間
成形を行うことで、その全長において各コーナ部の曲率
半径ｒを揃え、しかも突き合わせ溶接部２０ａ，２１ａ
が傾斜せず直線状のままであるなどの変形が生じない角
形鋼管柱２４を製造し得る。さらに熱間成形によって、
平板部とコーナ部とを均質化した角形鋼管柱２４を製造
し得る。

【００４５】なお、上記した第５の実施の形態におい
て、半成形短尺角形鋼管２０や半成形長尺角形鋼管２１
は、鋼板をプレス成形したのち突き合わせ溶接すること
で得たり、あるいは、鋼板を曲げ成形したのち突き合わ
せ溶接することで丸形鋼管を成形したのち、この丸形鋼
管をプレス方式やロール方式により成形することで得て
いる。

【００４６】次に、本発明の第６の実施の形態を、図１
３に基づいて説明する。すなわち図１３（ａ）に示すよ
うに、半成形短尺丸形鋼管（半成形短尺鋼管）２０Ａと
半成形長尺丸形鋼管半成形長尺鋼管）２１Ａとは、その
周方向の一箇所に、突き合わせ溶接による突き合わせ溶
接部２０ｂ，２１ｂが形成されており、少し大きめの直
径Ｄ＋αとして半成形されている。そして突き合わせ溶
接部２０ｂ，２１ｂを同一直線状として、半成形短尺丸
形鋼管２０Ａと半成形長尺丸形鋼管２１Ａとの相当接間
を溶接結合することで、半成形短尺丸形鋼管２０Ａを梁
材連結位置として半成形丸形鋼管柱（半成形鋼管柱）２
３Ａを構成する。

【００４７】次いで半成形丸形鋼管柱２３に対して熱間
成形（整形）を行うことにより、図１３（ｂ）に示すよ
うに、全長に亘って所望の直径Ｄであり、かつ梁材連結
位置が厚い板厚Ｔの丸形鋼管柱（鋼管柱）２４Ａ、すな
わち、外周形状を最終製品形状とした丸形鋼管柱２４Ａ
が得られる。

【００４８】上記した各実施の形態において、鋼管とし
ては、たとえば、ロール成形によるワンシーム角形鋼
管、プレス成形による一対のみぞ形材を向き合わせて突
き合わせ溶接したツーシーム角形鋼管、一対の圧延みぞ
形材を溶接してなるツーシーム角形鋼管、圧延山形材を
一対、向き合わせて溶接したツーシーム角形鋼管、四面
ボックス、シームレス鋼管など、いずれも既製の鋼管が
適宜に使用される。

【００４９】上記した実施の形態では、角形鋼管として
断面で正四角形状の鋼管を採用しているが、これは断面
で長方形の鋼管も同様に採用し得るものである。さらに
は、正五角形や正六角形など、各種の多角形の鋼管にも
同様に採用し得るものである。

【００５０】上記した各実施の形態では、エレクトロス
ラグ溶接機やエレクトロガスアーク溶接機による溶接で
あり、これによると、短時間で高品質の溶接を行うこと
ができる。なお、レーザなど他の溶接方式であってもよ
い。

【００５１】

【発明の効果】上記した本発明の請求項１によると、短
尺鋼管の両端に長尺鋼管を溶接結合することで、この短
尺鋼管によって梁材連結部を形成でき、その際に二箇所
の溶接でよいことから、組立て工数を削減できるととも
に溶接長さを短くでき、以て全体を簡略化して経済的と
なり、かつ溶接歪などが生じ難いものにできる。また長
尺鋼管と短尺鋼管とは、その外周形状を同一状として相
当接間を長さ方向で溶接結合することで、その溶接結合
は十分に強固にかつ綺麗に行うことができる。さらに梁
材連結部は、短尺鋼管の予め厚い板厚によって十分な強
度を確保でき、梁材の溶接結合は何ら支障なく行うこと
ができる。そして角形鋼管柱はパイプジョイント形式で
得られ、内蔵リブや裏当て金などがない状態に仕上げる
ことができて、中にコンクリートなどを充填させる構成
も容易に採用できる。

【００５２】また上記した本発明の請求項２によると、
厚い板厚でかつ大きい曲率半径の半成形短尺鋼管の外周
形状を熱間成形することにより、長尺鋼管に対して、同
様な外寸、同様な曲率半径でありかつ厚い板厚の短尺鋼
管を、簡単かつ安価にして得ることができる。そして短
尺鋼管と長尺鋼管とは、その外周形状を同一状として相
当接間を長さ方向で溶接結合することで、その溶接結合
は十分に強固にかつ綺麗に行うことができる。

【００５３】さらに上記した本発明の請求項３による
と、熱間成形した短尺鋼管の両端に冷間成形した長尺鋼
管を溶接結合することで、この短尺鋼管によって梁材連
結部を形成でき、その際に二箇所の溶接でよいことか
ら、組立て工数を削減できるとともに、溶接および検査
などを軽減でき、さらに厚い板厚でかつ熱間成形した短
尺鋼管を使用することにより、地震時に、応力のかかる
梁材連結位置（パネルゾーン）において、特に鉄本来の
粘りを発揮し、塑性変形性能に優れ、脆性破壊を未然に
防止できるなど、鋼管柱を高品質化できる。

【００５４】そして上記した本発明の請求項４による
と、溶接結合を行った半成形鋼管柱に対して熱間成形を
行うことで、溶接を母材（半成形鋼管柱）に一体化で
き、特に塑性変形性能に優れ、脆性破壊を未然に防止で
き、しかも、突き合わせ溶接部が傾斜せず直線状のまま
であるなどの変形が生じない鋼管柱を製造できる。

【００５５】さらに上記した本発明の請求項５による
と、溶接結合を行った半成形角形鋼管柱に対して熱間成
形を行うことで、その全長において各コーナ部の曲率半
径を揃ることができ、しかも平板部とコーナ部とを均質
化した角形鋼管柱を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、鋼管柱の縦
断正面図である。

【図２】同鋼管柱の一部切り欠き斜視図である。

【図３】同鋼管柱の要部の縦断正面図である。

【図４】同鋼管柱の横断平面図である。

【図５】同鋼管柱の溶接結合前の一部切り欠き斜視図で
ある。

【図６】同鋼管柱における短尺角形鋼管の熱間成形の説
明図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態を示し、要部の縦断
正面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態を示し、鋼管柱の横
断平面図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態を示し、鋼管柱にお
ける熱間成形の説明図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態を示し、鋼管柱の
製造方法における工程説明図である。

【図１１】同鋼管柱の製造方法における半成形角形鋼管
柱の溶接結合前の一部切り欠き斜視図である。

【図１２】同鋼管柱の製造方法の説明図で、（ａ）は半
成形角形鋼管柱の横断平面図、（ｂ）は角形鋼管柱の横
断平面図である。

【図１３】本発明の第６の実施の形態を示し、鋼管柱の
製造方法の説明図で、（ａ）は半成形丸形鋼管柱の横断
平面図、（ｂ）は丸形鋼管柱の横断平面図である。

【図１４】従来例を示し、鋼管柱の一部切り欠き斜視図
である。

【図１５】別の従来例を示し、鋼管柱の一部切り欠き斜
視図である。

【符号の説明】

１ 長尺角形鋼管（長尺鋼管） ２ 短尺角形鋼管（短尺鋼管） ３ 溶接結合 ５ 角形鋼管柱（鋼管柱） １Ａ 長尺丸形鋼管（長尺鋼管） ２Ａ 短尺丸形鋼管（短尺鋼管） ５Ａ 丸形鋼管柱（鋼管柱） ６ 梁材 １０ 半成形短尺角形鋼管（半成形短尺鋼管） １１ 半成形長尺角形鋼管 １２ 半成形角形鋼管柱 １５ 加熱手段 １６ 成形手段 ２０ 半成形短尺角形鋼管（半成形短尺鋼管） ２０ａ 突き合わせ溶接部 ２１ 半成形長尺角形鋼管（半成形長尺鋼管） ２１ａ 突き合わせ溶接部 ２２ 溶接結合 ２３ 半成形角形鋼管柱（半成形鋼管柱） ２４ 角形鋼管柱（鋼管柱） ２５ 加熱手段 ２６ 成形手段 ２０Ａ 半成形短尺丸形鋼管（半成形短尺鋼管） ２０ｂ 突き合わせ溶接部 ２１Ａ 半成形長尺丸形鋼管（半成形短尺鋼管） ２１ｂ 突き合わせ溶接部 ２３Ａ 半成形丸形鋼管柱（半成形鋼管柱） ２４Ａ 丸形鋼管柱（鋼管柱） ｔ 長尺鋼管の板厚 Ｔ 短尺鋼管の板厚 Ｌ 梁材連結部を形成する長さ Ｗ 鋼管柱の外寸 Ｗ＋α 半成形角形鋼管柱の外寸 Ｒ 半成形角形鋼管の曲率半径 ｒ 鋼管柱の曲率半径 Ｄ＋α 半成形丸形鋼管の直径 Ｄ 丸形鋼管柱の直径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 拓 大阪府大阪市淀川区加島３丁目10番111号 ナカジマ鋼管株式会社内 (72)発明者 中島 功雄 大阪府大阪市淀川区加島３丁目10番111号 ナカジマ鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2E163 DA00 FA02 FB06 FB07 FB09 FB22 4E063 AA01 BB06 CA08 MA04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の板厚の長尺鋼管と、この長尺鋼管
   よりも板厚が厚くかつ梁材連結部を形成する長さの短尺
   鋼管とからなり、これら長尺鋼管と短尺鋼管とは、その
   外周形状を同一状に形成しており、短尺鋼管を梁材連結
   位置として長さ方向で溶接結合して構成されていること
   を特徴とする鋼管柱。
2. 【請求項２】 短尺鋼管は、板厚の厚い半成形短尺鋼管
   を熱間成形することで、その外周形状を長尺鋼管と同一
   状に形成したことを特徴とする請求項１記載の鋼管柱。
3. 【請求項３】 冷間成形した所定の板厚の長尺鋼管と、
   この長尺鋼管の板厚よりも厚い板厚でかつ熱間成形した
   短尺鋼管とを、短尺鋼管を梁材連結位置として長さ方向
   で溶接結合して構成したことを特徴とする請求項１また
   は２記載の鋼管柱。
4. 【請求項４】 所定の板厚の半成形長尺鋼管と、この半
   成形長尺鋼管よりも板厚が厚くかつ梁材連結部を形成す
   る長さの半成形短尺鋼管とを有し、これら半成形長尺鋼
   管と半成形短尺鋼管とは、少なくとも一箇所が突き合わ
   せ溶接されるとともに、その外周形状は、最終製品形状
   よりも大きくして同一状に形成されており、これら半成
   形長尺鋼管と半成形短尺鋼管とを、半成形短尺鋼管を梁
   材連結位置として長さ方向で溶接結合して半成形鋼管柱
   を形成し、この半成形鋼管柱を加熱したのち、その外周
   形状が最終製品形状になるように熱間成形することを特
   徴とする鋼管柱の製造方法。
5. 【請求項５】 半成形長尺角形鋼管と半成形短尺角形鋼
   管とが使用され、これら半成形長尺角形鋼管と半成形短
   尺角形鋼管とのコーナ部は、最終製品の曲率半径よりも
   大きい曲率半径に形成されており、溶接結合して形成し
   た半成形角形鋼管柱を加熱したのち、そのコーナ部が最
   終製品の曲率半径になるように熱間成形することを特徴
   とする請求項４記載の鋼管柱の製造方法。