JP3990185B2 - 角形鋼管柱とh形鋼梁との接合構造およびその施工方法 - Google Patents
角形鋼管柱とh形鋼梁との接合構造およびその施工方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨建築、橋梁などの鉄骨構造物において角形鋼管柱とH形鋼梁との接合部の強度を向上させるための角形鋼管柱とH形鋼梁との接合部の補強構造およびその施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
角形鋼管柱とH形鋼梁とを溶接により接合して鉄骨構造物を構築することが行われている。角形鋼管柱とH形鋼梁とを接合した場合、H形鋼梁に大きな応力が作用し、角形鋼管柱に応力が集中して変形が生じるのを防ぐ必要がある。その構造のひとつとして通しダイヤフラムを利用する構造が知られている。
【0003】
図6(a)は従来の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の斜視図、(b)は接合施工方法の説明図である。
【0004】
従来の接合部の強度を向上させるための角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造は、図6(a)に示すように、角形鋼管柱1に溶接された上下の通しダイヤフラム7にH形鋼梁2のフランジ2bが溶接により接合されている。
【0005】
前記通しダイヤフラム7を使用した接合施工方法は、図6(b)に示すように、角形鋼管柱を上部柱1aと中間部(いわゆるサイコロ)1cと下部柱1bとに切断する。切断は、サイコロ1cと上部柱1aおよび下部柱1bとの間に通す通しダイヤフラム7の厚みなどを考慮し、溶接による組立後に所定の長さとなるように行う。
【0006】
切断した上部柱1aと下部柱1bの各切断面、およびサイコロ1cの上下の切断面にそれぞれに開先を設ける。
【0007】
次いで、上部柱1aとサイコロ1cの間、およびサイコロ1cと下部柱1bの間にそれぞれ四角形の通しダイヤフラム7を通してセットし、裏当て金5を溶接で固定した後、上部柱1aとサイコロ1cと下部柱1bと通しダイヤフラム7の各接続部を溶接して一体化する。通しダイヤフラム7は、H形鋼梁を溶接するため、角形鋼管柱1の外周から突出する大きさとする。
【0008】
その後、通しダイヤフラム7にH形鋼梁2のフランジ2bを付き合わせ溶接して接合する。なお、H形鋼梁の溶接部分にはスカラップ4を設ける。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
前記通しダイヤフラムを利用した接合構造は、角形鋼管柱を切断する必要があり、その際、精度よく切断しないと、溶接後に所定の寸法にならないという問題点がある。また、上部柱と下部柱の各切断面、およびサイコロの上下の切断面にそれぞれに開先を設ける必要があるため、開先加工箇所が多く、且つ溶接箇所が多いため、溶接作業に手間が掛かるという欠点がある。
【0010】
そこで、本発明は、角形鋼管柱を切断する必要がなく、且つ溶接作業に手間が掛からない角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造およびその施工方法を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造は、角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造において、角形鋼管柱の外周に4分割した補強部材片からなる補強部材の上下が溶接されており、スカラップが設けられたH形鋼梁のフランジと補強部材の溶接部に裏当金が溶接され、且つ補強部材片の開先に裏当金が溶接されており、角形鋼管柱と補強部材とH形鋼梁のフランジとがフランジの幅方向に一体に溶接されるとともに、角形鋼管柱とこの角形鋼管柱の外周に溶接された補強部材とこの補強部材の縦方向の開先の間に入れ込まれたH形鋼梁のウエブとがウエブの縦方向に一体に溶接されていることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の施工方法は、角形鋼管柱の外周に4分割した補強部材片からなる補強部材の上下を溶接し、補強部材の縦方向の開先の間にスカラップが設けられたH形鋼梁のウエブを入れ込んでH形鋼梁をセットし、H形鋼梁のフランジと補強部材の溶接部に裏当金を溶接し、補強部材片の開先に裏当金を溶接した後、角形鋼管柱と補強部材とH形鋼梁のフランジとをフランジの幅方向に一体に溶接し、角形鋼管柱と補強部材とH形鋼梁のウエブとをウエブの縦方向に一体に溶接することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施例1
図1は本発明の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の斜視図、図2は同水平断面図、図3は同縦断面図および溶接部の部の拡大図、図4は同一部水平断面図および接合部の拡大図である。
【0014】
図1および図2において、本発明の接合構造は、角形鋼管柱1にH形鋼梁2が角形鋼管柱1を取り囲む補強部材3を介して溶接により接合された構造となっている。
【0015】
図3および図4において、角形鋼管柱1の外周には4分割した補強部材片3aからなる補強部材3が仮付けされた後、補強部材3の上下を角形鋼管柱1に溶接する。補強部材3の高さは、H形鋼梁2のフランジ2b間の高さとほぼ同一の寸法にする。
【0016】
補強部材片3aを縦方向に溶接する開先3bは、図3の拡大図に示すように、H形鋼梁2のウエブ2aに対応する位置に形成し、ウエブ2aが開先3bの間に入り込むように形成する。H形鋼梁2には溶接線が交差するのを避けるため、スカラップ4を設ける。
【0017】
次ぎに、溶接手順について説明する。角形鋼管柱1に溶接された補強部材3の開先3bの間にH形鋼梁2のウエブ2aを入れ込んでセットする。その後、フランジ2bと補強部材3の溶接部に裏当金5を溶接し、補強部材片3aの開先3bに溶接金属が落ちないように裏当金5aを溶接した後、フランジ2bと角形鋼管柱1と補強部材3をフランジの幅方向に一体に溶接する。次いで、角形鋼管柱1、ウエブ3aおよび補強部材3を縦方向に一体に溶接する。
【0018】
本実施例では、補強部材を使用することにより、角形鋼管柱を切断する必要がなく、溶接箇所が少ないので作業時間を大幅に短縮することができる。
【0019】
実施例2
図5は本発明の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の別実施例を示し、(a)は水平断面図、(b)は縦断面図で、実施例1と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。本実施例は、角形鋼管柱の幅に比べてフランジの幅が小さい場合に、応力集中の不均衡を防ぐためのものである。
【0020】
図5において、実施例1と同様にして角形鋼管柱1とH形鋼梁2を補強部材3を用いて溶接する。H形鋼梁2が溶接されていない角形鋼管柱1の部分とH形鋼梁2のフランジ2bとをリブ6で溶接して、H形鋼梁2に加わる応力を分散させる。溶接には、裏当て金5を使用して行う。
【0021】
角形鋼管柱の幅に比べてフランジの幅が小さい場合に、リブを使用することにより応力集中が緩和されて強度的により安定する。
【0022】
【発明の効果】
本発明では、補強部材を使用し、角形鋼管柱を切断することなくH形鋼梁を接合することができだけでなく、溶接箇所が従来の通しダイヤフラムを使用した従来の接合構造に比べて大幅に低減されるので作業時間を大幅に短縮することができる。
【0023】
角形鋼管柱の幅に比べてH形鋼梁のフランジの幅が小さい場合に、補強部材を使用し、さらにリブを角形鋼管柱とH形鋼梁に溶接することにより応力集中の不均衡を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の斜視図である。
【図2】 本発明の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の水平断面図である。
【図3】 本発明の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の縦断面図および溶接部の部の拡大図である。
【図4】 本発明の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の一部水平断面図である。
【図5】 本発明の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の別実施例を示し、(a)は水平断面図、(b)は縦断面図である。
【図6】 (a)は従来の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の斜視図、(b)は接合施工方法の説明図である。
【符号の説明】
1:角形鋼管柱
2:H形鋼梁
2a:ウエブ
2b:フランジ
3:補強部材
3a:補強部材片
3b:開先
4:スカラップ
5:5a:裏当金
6:リブ
7:通しダイヤフラム
Claims (4)
- 角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造において、角形鋼管柱の外周に4分割した補強部材片からなる補強部材の上下が溶接されており、スカラップが設けられたH形鋼梁のフランジと補強部材の溶接部に裏当金が溶接され、且つ補強部材片の開先に裏当金が溶接されており、角形鋼管柱と補強部材とH形鋼梁のフランジとがフランジの幅方向に一体に溶接されるとともに、角形鋼管柱とこの角形鋼管柱の外周に溶接された補強部材とこの補強部材の縦方向の開先の間に入れ込まれたH形鋼梁のウエブとがウエブの縦方向に一体に溶接されていることを特徴とする角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造。
- 角形鋼管柱の幅に比べてフランジの幅が小さい場合に、H形鋼梁が溶接されていない角形鋼管柱の部分とH形鋼梁のフランジとがリブで溶接されていることを特徴とする請求項1記載の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造。
- 角形鋼管柱の外周に4分割した補強部材片からなる補強部材の上下を溶接し、補強部材の縦方向の開先の間にスカラップが設けられたH形鋼梁のウエブを入れ込んでH形鋼梁をセットし、H形鋼梁のフランジと補強部材の溶接部に裏当金を溶接し、補強部材片の開先に裏当金を溶接した後、角形鋼管柱と補強部材とH形鋼梁のフランジとをフランジの幅方向に一体に溶接し、角形鋼管柱と補強部材とH形鋼梁のウエブとをウエブの縦方向に一体に溶接することを特徴とする角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の施工方法。
- 角形鋼管柱の幅に比べてフランジの幅が小さい場合に、H形鋼梁が溶接されていない角形鋼管柱の部分とH形鋼梁のフランジとがリブで溶接されることを特徴とする請求項3記載の角形鋼管柱とH形鋼梁との接合構造の施工方法。
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