JP4711462B2 - 定着部付き棒鋼の溶接方法及びその定着部付き棒鋼 - Google Patents

Description

本発明は、鉄骨骨組等の鋼製の構造材に対してコンクリート構造物を接合する接合手段として使用される定着部付き棒鋼の溶接技術に関する。

従来から鉄骨骨組等の鋼製の構造材に対してコンクリート構造物を接合する場合に、鋼製の構造材に対して異形棒鋼や頭付きの棒鋼あるいは折曲部付きの棒鋼を溶接し、その棒鋼とコンクリートとの付着力によって両者を接合する接合技術は広く知られている（例えば、特許文献１参照）。また、コンクリートに対する定着作用が大きい頭付きの棒鋼を用いて、鋼製の構造材に対して溶接する場合には、その棒鋼の上端部に設けられた頭部を介して溶接ガンに装着して溶接する方法が広く知られている（特許文献２、特許文献３参照）。さらに、棒鋼の端部に設ける定着部を単純な円板状だけではなく楕円形や長円形に形成したり、定着部を棒鋼に対して偏心させたものなども知られている（特許文献４参照）。
特許第２８２４７６８号公報 特公昭４９−５１０２号公報 特開平４−３３３３７６号公報 特開２０００−２５７２０９号公報

ところで、従来技術において、頭部付き棒鋼を溶接する場合には、棒鋼の頭部を介して溶接ガンに装着するという技術手段が採用されていたため、コンクリートとの定着力を増大するために頭部を拡大すれば、その頭部を保持する溶接ガン側のチャック手段も大きくしなければならないという技術的問題があった。しかも、棒鋼の頭部に対するチャック代は、頭部の厚さにより決定されるため、その頭部の厚みでは十分な装着力の確保が困難であり、溶接不良となる一因にもなっていた。また、装着力を確保するために、頭部の厚さをあまり厚く設定することは実用的ではない。さらに、その溶接ガン側のチャック手段の拡大により、隣接する棒鋼相互間の最小ピッチも制約を受けることになり、棒鋼を密に設置したい場合などには不便であった。また、頭部の寸法に関して種類がある場合には、そのたびに保持部材を置換する等の作業が必要とされた。とりわけ、頭部の形状が単純な円板状ではなく楕円形や矩形状などの場合や、棒鋼に対して偏心している場合には、チャック手段が複雑になり対応が困難であった。

本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑みて開発したもので、棒鋼に設ける定着部の大きさや形状に対する制約を解消し、コンクリートに対する良好な定着作用が得られ、しかも溶接ガン側のチャック手段をそのまま共通に使用できる、使い勝手のきわめて良好な定着部付き棒鋼の溶接技術を提供することを目的とするものである。

本発明では、前記課題を解決するため、棒鋼に対して該棒鋼の最大外周面より大きな外形からなる定着部を別途設置するとともに、前記定着部の設置において、前記棒鋼の反溶接側の端部にチャック代をあけて定着部を設け、そのチャック代を介して棒鋼を溶接ガンに装着した状態で溶接を行うという技術手段を採用した。すなわち、本発明は、コンクリートに対する定着作用を増大すべく、当該棒鋼の最大外周面より大きな外形からなる定着部を別途設置するに当って、その棒鋼の反溶接側の端部にチャック代をあけて定着部を設けるという技術手段を採用した点に特徴を有するものである。なお、ここで棒鋼の最大外周面とは、当該棒鋼において最も外側に位置する最も大きな外周面のことであり、当該棒鋼が棒部のみからなり表面に凹凸部を有しない場合にはその棒部の最大外周面を指し、また棒部自体の表面に竹節状やネジ状などの凹凸部が形成されている場合（この凹凸部も棒鋼の一部である）にはその凹凸部の最大外周面を指す。

本発明によれば、棒鋼の端部と定着部との間に形成したチャック代を介して溶接ガンに装着するように構成したので、次の効果を得ることができる。
（１）定着部の大きさや形状に対する制約が解消される。したがって、必要に応じて定着部を最適の大きさや形状に設定することができ、しかもその定着部の外形は少なくとも棒鋼の最大外周面より大きく設定されることから、コンクリートに対する良好な定着作用がより確実に得られる。
（２）溶接ガン側のチャック手段は棒鋼自体のチャック代を保持し、定着部は保持しないので、定着部の大きさや形状が変化しても、棒鋼自体が変化しない限り、そのまま共通して使用することができる。
（３）定着部の形状が単純な円板状ではなく楕円形や矩形状などの場合や、棒鋼に対して偏心している場合にも、影響を受けることなく、そのまま対応することが可能である。
（４）溶接ガン側のチャック手段は棒鋼自体のチャック代を保持するだけであるから、定着部の大きさを拡大しても、それに伴う従来の溶接ガン側のチャック手段の拡大に基づく棒鋼相互間の最小ピッチに対する影響は解消でき、棒鋼のより密な設置が可能である。

本発明に係る溶接技術は、鉄骨骨組等の鋼製の構造材に対してコンクリート構造物を接合する場合に広く適用することが可能である。因みに、杭頭部にコンクリート定着用の鉄筋を設置する場合などにも適用できる。本発明で使用される棒鋼としては、竹節状やネジ状などの適宜の形状の異形棒鋼や丸棒状の棒鋼など、適宜の棒鋼を採用することができる。定着部に関しては、定着部材に対して棒鋼を両側から溶接したものや、定着部材に形成した挿通孔に棒鋼を挿通して溶接したものや、棒鋼に形成したネジ部に螺合したナットにより定着部材を締付け固定したもの、あるいは鍛造等により棒鋼と一体的に形成されたものなど、適宜の形態が可能である。要は、棒鋼の上端部と定着部材との間に少なくとも棒鋼の装着に十分なチャック代を形成したものであればよい。また、定着部の具体的形状に関しては、円板状のものだけでなく、ソロバン状のものや楕円形あるいは矩形状などの適宜形状の定着部の採用が可能である。さらに、定着部と棒鋼とが同心的に設置されたものだけでなく、偏心して設置されたものでも適用が可能である。とりわけ、後者の定着部が棒鋼と偏心して設置された形態に本発明に係る溶接方法を適用した場合には、その偏心状態に全く影響されることなく、定着部の端部側に形成されたチャック代を介して溶接ガンに装着し得ることから、その効用はきわめて大きい。なお、チャック手段としては、棒鋼のチャック代を掴んだり把持する形態だけでなく、チャック代に嵌合した状態で保持し得るように構成した形態など、適宜の形態の採用が可能である。要は、棒鋼のチャック代を介して棒鋼を的確に装着し得るものであればよい。

図１は本発明に係る溶接方法及び定着部付き棒鋼を用いた一実施例の要部を全体的に示した概略説明図、図２はその溶接部を示した平面図、図３は棒鋼の装着状態を示した要部拡大図である。図１中、１は溶接ガンで、溶接用電源装置２に溶接ケーブル３及び制御ケーブル４を介して接続されている。溶接ガン１はチャック手段５を備えており、そのチャック手段５により被溶接用の棒鋼６を保持し得るように構成されている。また、溶接ガン１は支持杆７を備え、その支持杆７の下端部に支持したアークシールド部材により溶接部の周囲を被覆することによって安定した溶接状態が得られるように構成されている。本実施例では、図２にも示したように、Ｈ形鋼８からなる母材に対して棒鋼６を溶接する場合を示した。なお、図中、９は主筋、１０はフープ筋、１１は棒鋼６の溶接や他の配筋が完了した後に打設されるコンクリートを示したものである。そして、棒鋼６は、図３の要部拡大図でも示したように、反溶接側の端部に溶接ガン１側に装着するためのチャック代Ｌをあけて定着部１２を設けている点で特徴を有する。このチャック代Ｌは、少なくとも溶接ガン１のチャック手段５によって保持可能な長さを有するものであればよい。なお、図３中のチャック手段５は、概念的に例示したものであり、適宜のチャック手段の採用が可能である。

しかして、棒鋼６を母材としてのＨ形鋼８に対して溶接する場合には、図１に示したように、母材としてのＨ形鋼８にクランプ手段１３を介して溶接用電源装置２のプラス側に接続されたアースケーブル１４を接続し、溶接用電源装置２のマイナス側に接続された溶接ケーブル３との間で溶接用電源回路を形成する。その上で、図３に示したように棒鋼６の端部に形成したチャック代Ｌを溶接ガン１のチャック手段５により保持することによって、棒鋼６を溶接ガン１側に装着する。しかる後、棒鋼６の溶接側端部を母材としてのＨ形鋼８の所定の溶接位置に合せ、支持杆７の下端部に支持したアークシールド部材により溶接部の周囲を被覆した上、溶接ガン１のスイッチを入れて溶接を実行することになる。その後、さらに以上の溶接操作を順次繰返して所要本数の棒鋼をそれぞれ母材の所定位置に溶接するとともに、これと前後して前記主筋９やフープ筋１０などの必要な配筋を施した上、コンクリート１１を打設することになる。

図４は定着部１２に関する具体例を示した部品構成図である。本図中の（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ定着部１２のタイプを例示したもので、（Ａ）の例は、定着部１２を構成する定着部材に対してチャック代Ｌを形成する装着用軸部１５とスタッド軸部１６とを両側からアークスタッド溶接等の適宜の溶接法にて溶接することにより前記棒鋼６を形成したものである。この場合、溶接に代えて摩擦圧接によることも可能である。図中、１７はスタッド軸部１６の下端面に付設したフラックスである。（Ｂ）の例は、定着部１２を構成する定着部材に挿通孔を設け、その挿通孔にスタッド軸部１８を挿通して上部にチャック代Ｌを形成した状態で両者を溶接することにより前記棒鋼６を形成したものである。（Ｃ）の例は、スタッド軸部１９の上部にネジ部２０を形成し、そのネジ部２０に螺合したナット２１，２２間に定着部１２を構成する定着部材を挟んで締付け固定することにより前記棒鋼６を形成したものである。この場合には、ナット２１の上部にチャック代Ｌが形成される。（Ｄ）の例は、スタッド軸部２３に対して所定の太めの外径を有するネジ軸２４を摩擦圧接し、そのネジ軸２４に螺合したナット２５，２６間に定着部１２を構成する定着部材を挟んで締付け固定することにより前記棒鋼６を形成したものであり、この場合には、スタッド軸部２３の外径が変化してもネジ軸２４の外径が一定であることから、同じチャック手段５によって対応することが可能である。なお、本例ではコンタクト式のアークスタッド溶接で使用される棒鋼に関して示したが、ギャップ式のアークスタッド溶接や他の溶接法にも本発明の適用が可能であり、その場合には、例えばスタッド軸部の下端面に設けるフラックスなどは当該溶接法に応じた形態に変更されることになる。

さらに、図５は定着部１２に関する他の具体例を示した部品構成図であり、本例の場合には、上方の平面図に示したように定着部１２として楕円状の定着部材を用いてその偏心した位置に挿通孔２７を形成し、その挿通孔にスタッド軸部２８を挿通して、上部にチャック代Ｌを形成した状態で両者を溶接することにより前記棒鋼６を形成したものである。この場合には、定着部１２が偏心しているにも拘らず、スタッド軸部２８の上部に形成されたチャック代を介して溶接ガン側に装着するので、溶接位置に関する位置決めが容易である。すなわち、定着部１２の外形や偏心状態及びその偏心方向などに影響されることなく、所定の溶接位置に容易に溶接することができる。

本発明に係る一実施例の要部を全体的に示した概略説明図である。 その溶接部を示した平面図である。 棒鋼の装着状態を示した要部拡大図である。 定着部に関する具体例を示した部品構成図である。 定着部に関する他の具体例を示した部品構成図である。

符号の説明

１…溶接ガン、２…溶接用電源装置、３…溶接ケーブル、４…制御ケーブル、５…チャック手段、６…棒鋼、７…支持杆、８…Ｈ形鋼、９…主筋、１０…フープ筋、１１…コンクリート、１２…定着部、１３…クランプ手段、１４…アースケーブル、１５…装着用軸部、１６…スタッド軸部、１７…フラックス、１８，１９…スタッド軸部、２０…ネジ部、２１，２２…ナット、２３…スタッド軸部、２４…ネジ軸、２５，２６…ナット、２７…挿通孔、２８…スタッド軸部

Claims (2)

1. 棒鋼に対して該棒鋼の最大外周面より大きな外形からなる定着部を別途設置するとともに、前記定着部の設置において、前記棒鋼の反溶接側の端部にチャック代をあけて定着部を設け、そのチャック代を介して棒鋼を溶接ガンに装着した状態で溶接を行うことを特徴とする定着部付き棒鋼の溶接方法。
2. 棒鋼に対して該棒鋼の最大外周面より大きな外形からなる定着部を別途設置するとともに、前記定着部の設置において、前記棒鋼の反溶接側の端部に溶接ガンに装着可能なチャック代をあけて定着部を設け、そのチャック代を介して溶接ガンに装着した状態で溶接可能に構成したことを特徴とする定着部付き棒鋼。

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