建築鉄骨構造物柱梁接合部表波ビード溶接方法
【課題】建築鉄骨鋼管構造物に片側溶接方法においての裏当金溶接方法、裏波溶接法、ビード置き方法、肉盛溶接方法等で、いずれも開先の裏側に裏波ビードを形成させるものであるが応力集中や工数の増大や不安定溶接などの障害を減少すること。
【解決手段】Ｈ形鋼柱・角形鋼管柱に対して直交する梁フランジの突合せ溶接、及びＨ形鋼柱・梁に対して直交するスティフナーの突合せ溶接を、それぞれレ形開先の反対側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、開先の表側に表波ビードを形成させる。
【解決手段】Ｈ形鋼柱・角形鋼管柱に対して直交する梁フランジの突合せ溶接、及びＨ形鋼柱・梁に対して直交するスティフナーの突合せ溶接を、それぞれレ形開先の反対側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、開先の表側に表波ビードを形成させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築鉄骨構造物の鋼管柱、Ｈ形鋼柱、又はＨ形鋼梁柱梁接合部の溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築鉄骨鋼管構造物においては、従来、図１に示すように、小組立で鋼管製短管５Ｓとダイアフラム１からサイコロ２を製作し、中組立で該サイコロに梁ブラケット４を取り付けるパネルゾーン２の製作をし、大組立で該パネルゾーン２に鋼管シャフト５を取り付けて梁ブラケット付き柱即ち一節柱の製作を行う。即ち、３つの組立工程に分かれて製作を行う。
【０００３】
そして、建築鉄骨構造物の角形鋼管又は円形鋼管の柱と、梁フランジと突合せ溶接接合する場合においては、図１及び図２に一例を示すように、通常、梁フランジ端部にレ形開先３８を施し、梁フランジ４の端部裏側に裏当金１０を密着して宛がい、開先のある側から片側溶接を行う。
【０００４】
また、図７に示すように、鋼管シャフト５と鋼管短管５Ｓ・ダイアフラム１又は中実の一体化サイコロ等から組立溶接とその後の本溶接で製作した梁ブラケット３Ｂを取り付ける前の工作物を柱体という。また、柱体から梁ブラケット３Ｂを取り付け鉄骨工場から建設現場への運送単位長さとした工作物を一節という。
図７に示すように、柱体３４を製作してから、梁ブラケット３Ｂを取り付け一節柱の製作を行う方法がある。この方法は柱体工法という。この柱体工法では、柱が長いため柱を水平に寝かして梁ブラケットを柱の上に鉛直に立てるか又は梁ブラケットを柱の横に水平に宛がうことになり、その場合、それぞれ梁ブラケットの柱への取付溶接はそれぞれ横向き溶接か立向き溶接になる。
【０００５】
また、一方、図２の裏当金１０を用いない片側溶接には次の方法がある。
図３に示すように、溶接部材３５を突き合わせて、裏波溶接３６を行う方法。
図４に示すように、溶接部材５，４又は１を突き合わせて、部材４の開先の無い裏側に銅などの非消耗製裏当金を当てて裏波溶接を行う方法。（特願平８−６００９８）
図５に示すように、一方の部材１８端部の裏面に溶接肉盛１４して片側溶接する方法。（特願２０００−２０２５８２、ＷＡＷＯ工法という）
図６に示すように、溶接される板１の溶接予定箇所に予め置きビード４２を置いて、その置きビード４２に部材５の開先を合わせてセットして表側から溶接する方法（特願平４−１６２２０８）
【特許文献１】特願平８−６００９８
【特許文献２】特願２０００−２０２５８２
【特許文献３】特願平４−１６２２０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１及び図２に一例を示すように、通常、柱５と梁３の接合部の梁フランジ４の端部にレ形開先３４を施し、梁フランジ４の端部裏側即ち内面に裏当金１０を密着して当てて、梁フランジ裏の中央側で仮付溶接８したのち、梁フランジ４とダイアフラム１とを突き合わせて開先のある側から片側溶接を行う方法は、裏当金１０をセットする工数が掛かり、その梁フランジ４側とダイアフラム１側の両方にルート部が存在してその両方を初層溶接で十分な溶け込みを行わないとルート部に欠陥が発生しやすいという問題がある。その為、ルート部の間隔即ちギャップを７ｍｍ程度という大きな値を用いなければいけない。従って、溶接開先内の溶着量が増加して工数の増大になるという問題がある。また、この従来工法では、梁フランジ４裏面と裏当金１０との間及びダイアフラム１と裏当金１０との間に隙間が残り、これら隙間の奥に応力集中が働き梁フランジ継手の強度を低減させるという問題がある。
【０００７】
一方、裏当金を用いないで施工する方法が存在する。
図３に示すように、溶接部材３５を突き合わせて、溶接トーチ３７から溶接部材３５の開先側から溶接アークを出して裏波溶接３６を行う片側溶接方法は、裏当金が無いため溶融金属が溶け落ちないように裏波ビードを適正に得る為にはかなり高度な技量と開先精度の確保が必要で、実際には鉄骨材料の精度及び鉄骨部品の製作精度の確保が現状では極めて難しく、裏波溶接が普及していないのが現状である。
【０００８】
図４に示すように、溶接部材４と５又は１を突き合わせて、部材５の裏側に銅などの非消耗製裏当金１０Ａを当てて裏波溶接を行う方法は、梁フランジの片側溶接では梁フランジの裏面側及び部材５に相当する柱又は部材１に相当するダイアフラム側に十分な溶接脚長を確保することが困難である。従って、梁フランジ継手の十分な強度を確保することが困難となる場合がある。
【０００９】
図５に示すように、一方の部材１８の端部の裏面に溶接肉盛１４して片側溶接する方法は肉盛溶接をする工数が掛かる。
図６に示すように、溶接される角形鋼管５の内側即ち裏側にダイアフラム板１の想定溶接箇所に予め置きビード４２をビードオンプレートで置いて、該置きビード４２に開先を合わせて角形鋼管５をセットして開先の在る表側から溶接する方法は、置きビード３８を置く位置を設定するのが難しく、また、精度の悪い部材５の開先が無い状態で置きビード３８の形状を部材５の形状に合わせて正確に確保することは難しいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
課題を解決するためには、安定な裏波溶接を行い、応力集中を防ぎ、溶接開先断面積を減らして溶接工数を減らし、裏当金の取付セット工数を減らし、梁フランジの裏側に十分な脚長を確保し、更に、材料及び製作精度に依存しない施工方法が開発されねばならない。これらの問題別に個々に検討し最適な方法を検討した結果、従来、鋼管柱端部の裏側に裏当金を密着して当てて取り付けていた方法を取り止めて、裏当金を省略し、フランジ裏側の銅当て金を省略し、フランジ裏側の肉盛溶接も省略し、柱体工法で柱を水平に設置し、梁を鉛直又は水平にしてその柱に直角に宛がい該フランジの開先の無い裏側から十分な溶接脚長を確保しながら、水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行えば、該フランジの開先のある表側に安定したビードを形成できることが明らかになった。以後、この梁フランジの裏から溶接して表側に得られた安定なビードを「表波ビード」といい、その安定なビード形成させる方法を「表波溶接方法」又は「表波ビード溶接方法」という。そして、該フランジの開先のある表側にビードを形成させて、しかる後、該梁端部開先のある表側の突合せ溶接を実施することにより、応力集中の少ない強度の高い梁フランジの溶接が得られる。
また、別の表現をすれば、片側レ形開先を取った立て板を横板に直角にセットした後に、立て板の裏側肉盛溶接を兼ねて、立て板の裏側で横板上に置きビードを置いてすみ肉溶接を裏側から行うか、又は、立て板の裏側肉盛溶接と横板の置きビードを兼ねて、立て板のレ形開先の裏側からすみ肉溶接を置いて、開先の表側に表波ビードを形成させる方法を用いる。ここで、溶接部材の裏側から溶接して表側に溶接ビードの波を形成させたビードを「表波ビード」といい、そのビードを形成させる方法を「表波溶接方法」、その溶接を「表波ビード溶接」という。
【００１１】
請求項１に係る発明では、発明の第１の構成は、建築鉄骨構造物において、水平に置いたＨ形鋼柱又はその溶接部の部材に対し、鉛直方向又は水平方向即ち直角に立てたＨ形鋼梁フランジ又は該Ｈ形鋼フランジの上下フランジ間に取り付けるスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がうか、又は水平に置いたＨ形鋼梁又はその溶接部の部材に対し、直角に立てたＨ形鋼柱フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がうことであり、発明の第２の構成は、該部材と該端部とを該Ｈ形鋼フランジ又は該スティフナー端部の開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行うことであり、発明の第３の構成は、該Ｈ形鋼フランジ又は該スティフナー端部開先のある表側に溶接ビードを形成させて安定な表波ビードを形成させることであり、発明の第４の構成は、該表側の表波ビードの上に積層して該梁端部開先側の突合せ溶接を実施することであり、これらの４構成を行う方法である。
請求項１に係る発明の新規性は、従来方法の図３の場合と異なり、直交するＨ形鋼を使った建築鉄骨構造物のすみ肉溶接の表波ビードを使った両側溶接であり、非消耗性銅裏当金１０Ａを使った図４の場合と異なり、直交するＨ形鋼を使った建築鉄骨構造物のすみ肉溶接の表波ビードを使った両側溶接で裏当金不使用であり、肉盛溶接１４を行ってから開先加工を行って片側溶接を行う。図５の場合と異なり、互いに直交するＨ形鋼を使った建築鉄骨柱梁構造物において、裏面からの表波溶接よりも先に開先加工して水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接の表波ビードを使った両側溶接であり、置きビードを使って表側から片側溶接して裏面に裏波溶接する図６と異なり、柱又は梁のＨ形鋼を水平にしてそれぞれ直角に梁又は柱を宛がい、第１層目を開先の無い裏側からすみ肉溶接の表波ビードを置き、第２層目以後を開先の在る表側の積層を行って両側溶接することである。請求項１に係る発明の進歩性は、柱又は梁のＨ形鋼を水平にしてそれぞれ直角に梁又は柱を宛がい、第１層目を開先の無い裏側から表波ビードを置き、第２層目以後を開先の在る表側の積層を行い両側溶接することであり、その効果は「発明の効果」に述べるように良好な施工性と大きな継手強度上の効果がある。
【００１２】
請求項２に係る発明では、発明の第１の構成は、建築鉄骨構造物において、円形鋼管、角形鋼管又はＨ形鋼から梁ブラケットを取り付ける前の一節の柱体を製作することであり、発明の第２の構成は、水平に置いた該柱体の仕口部に、鉛直又は水平にしたＨ形鋼ブラケット梁のレ形開先加工付きフランジ端部を宛がうことであり、発明の第３の構成は、該仕口部と該端部とを該フランジの開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い該フランジの開先のある表側にビードを形成させることであり、第４の構成は、しかる後、該梁端部開先のある表側の突合せ溶接を実施することにより、柱を製作したのち梁ブラケットを取り付ける方法であることである。請求項２に係る発明の新規性及び進歩性は、請求項１に係る発明と異なるところは円形鋼管、又は角形鋼管から柱体を製作することであり、その他は、請求項１と同様の新規性を有する。
【００１３】
請求項３に係る発明では、発明の第１の構成は、建築鉄骨構造物において、角形鋼管、円形鋼管、又はＨ形鋼から柱体を製作することであり、発明の第２の構成は、水平に置いた該柱体の仕口部に、鉛直又は水平にしたＨ形鋼ブラケット梁のレ形開先加工付きフランジ端部を宛がうことであり、発明の第３の構成は、該仕口部と該端部とを該梁フランジの開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い該梁フランジの開先の在る表側にビードを形成させることであり、発明の第４の構成は、その水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、該すみ肉溶接を延長して該柱体の母材上に肉盛溶接を実施することであり、発明の第５の構成は、しかる後、該梁端部開先のある表側の突合せ溶接を実施すると共に、梁端部側面の肉盛溶接を実施して、梁端で梁幅を増加させることであり、発明の第６の構成は、柱を製作したのち梁ブラケットを取り付けることを用いた方法である。請求項３に係る発明の新規性は、請求項２に係る発明の進歩性に加えて、表波溶接のすみ肉溶接を延長して柱体の母材上に肉盛溶接を実施することである。また、請求項３に係る発明の進歩性は、請求項１及び２の発明に係る進歩性に加えて、そのすみ肉溶接と連続した肉盛溶接により大きな継手強度の向上が得られることである。
【００１４】
請求項４に係る発明では、発明の第１の構成は、建設現場などで、建築鉄骨構造物柱梁接合部において、鉛直に設置したＨ形鋼柱又は鋼管柱の部材に、レ形開先加工した梁フランジ端部を水平に宛がった状態を作ることであり、発明の第２の構成は、その状態で該梁フランジの開先の無い裏側において、該梁端部の下側の該柱の母材上に梁幅全長に亘り横向き姿勢で肉盛溶接をすることであり、発明の第３の構成は、該梁フランジの開先の無い裏側から、該肉盛溶接と該梁フランジ端部との間で横向き又は上向きの溶接を１パス又は２パス以上で行い、該梁フランジの開先の在る表側にビードを形成させることであり、発明の第３の構成は、しかる後、表側の該梁端部開先側の突合せ溶接を実施することにより柱梁接合を行う方法である。請求項４に係る発明の新規性は、鉛直に設置したＨ形鋼柱又は鋼管柱の部材に、レ形開先加工した梁フランジ端部を水平に宛がった状態で、梁フランジの下側で且つ開先側と反対側で鉛直柱側面上に置きビードを置き請求項２と同様の表ビードを開先側に形成させることである。請求項４に係る発明の進歩性は、
鉛直に設置したＨ形鋼柱又は鋼管柱の部材に対し表波溶接ビードを形成させて請求項２と同様な発明の効果に加えて「発目の効果」に記載の効果が得られることである。
【００１５】
請求項５に係る発明では、発明の第１の構成は、請求項１、２、３、又は４に係る発明の構成を基にすることであり、発明の第２の構成は、該梁フランジの表側開先内に水冷又は非水冷の銅製又は銅合金製の当金、又は、ガラス繊維、ガラス粉末、ガラス棒、フラックス粉末、固形フラックス、セラミックス粉末、固形セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式裏当材を当てることであり、発明の第２の構成は、開先の有る裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、開先の有る表側にビードを形成させる方法を取ることである。
【００１６】
請求項６に係る発明では、発明の第１の構成は、請求項１、２、３、又は４に係る発明の構成を基にすることであり、発明の第２の構成は、少なくとも該梁フランジの表側開先内に金属粉、カットワイヤ、被覆溶接棒又はこれらの混合物を充填又は設置することであり、発明の第３の構成は、開先の在る裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、開先の有る表側にビードを形成させる方法を取ることである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１及び２に係る発明では、裏当金を使用した従来工法に対し、水平に置いたＨ形鋼柱又はその溶接部の部材に適用して、次の効果がある
建築鉄骨構造物で、レ形開先加工付き梁フランジ又はスティフナー部材の溶接工数が約半減する。
従来裏当金をしていた継手と比較して、溶接欠陥が少なく、且つ応力集中が減じて継手強度が増大する。
表波溶接梁フランジ裏面の肉盛溶接と組立溶接を兼ねて表波溶接を兼ねるので、肉盛溶接方法よりも工数が約３０％以上縮減する。
通常の裏波溶接よりも安定した表波溶接が得られる。
裏面銅当金方式の裏波溶接よりも広くて大きいビード幅が得られ、品質の安定と大きな強度が得られる。
上記（１）〜（５）から裏当金を使った従来工法よりもコスト低減が可能になる。
【００１８】
請求項３に係る発明では、裏当金を使用した従来工法に対し、円形鋼管、角形鋼管又はＨ形鋼から製作する柱体に適用する場合、請求項１及び２に係る発明の効果に加えて、次の効果がある。
請求項１及び２に係る発明の梁フランジよりも継手の強度が高い。
梁フランジの継手溶接作業性が良い。
梁フランジ側面への肉盛溶接が容易である。
【００１９】
請求項４に係る発明では、裏当金を使用した従来工法に比較し、次の効果がある。
梁フランジの下側から横向き又は上向き姿勢で表波溶接を実施すれば、開先ギャップ寸法誤差の許容度が上がり、ルート部の溶接が安定にできる。
裏当金がないので、応力集中がなくて強度が向上する
溶接工数を縮減できる。
開先ギャップ寸法誤差の許容度が大きいため建設現場溶接に適している。
【００２０】
請求項５に係る発明では、請求項１、２、３、又は４に係る発明と比較して、溶接作業をより安定にできる。
【００２１】
請求項６に係る発明では、請求項１、２、３、又は４に係る発明と比較して、より高能率に溶接施工ができる。また、柱を立てた状態で開先精度許容度が大きい状態で梁を接合できるので、梁の現場溶接に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
請求項１に係る発明の実施の形態について説明する。
図８に、水平に置いたＨ形鋼柱３Ｃに対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４及びスティフナー２５Ａのレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。このように、柱及び梁のＨ形鋼を使用した鉄骨建築では、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ４を支持するスティフナー２５ＡをＨ形鋼柱３Ｃのフランジ４を挟んで設置するのが通例である。次の工程は、スティフナーのレ形開先加工付き端部及びＨ形鋼梁フランジ端部を水平に置いたＨ形鋼柱３Ｃに表波ビード溶接接合することである。図１３に、その手順及び実施例の詳細を示すが、従来用いていた図２に示すような裏当金１０は不要である。しかも、裏側に安定で両部材に対し脚長５mm以上の大きいビードが形成される。このような裏側に大きな安定したビードは銅などの非消耗製裏当金を用いてもなかなか得られない。従って、図３の不安定な裏波溶接の心配や図４の細くて小さい裏波ビードの心配もない。そして、図５の裏面に施工する肉盛溶接の代用にもなるという効果もある。また、本発明では、図８でＨ形鋼フランジ４が予めＨ形鋼柱３Ｃ上にセットされているので、図６のように、肉盛溶接即ち置きビード４２の置く位置を特定する必要もなく、置きビード４２を置いた後でセットする部材５の位置を考えて、置きビード４２の形状と大きさを調整する必要もない。尚、図６では、角形鋼管柱５が無い状態でダイアフラム１の上に予め置きビード４２を施工したのち、角形鋼管柱５を置きビード４２部分にセットしてから初層溶接を開先の在る表側から片側溶接で行うが、本発明では、初層溶接はＨ形鋼梁をセットした状態で開先の無い裏側から表波ビード溶接として実施ののち開先の在る表側で後続の積層を行い、両側溶接で行う。
【００２３】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図９に、水平に置いたＨ形鋼梁に対し、直角に立てたＨ形鋼柱フランジ及びスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図を示す。この場合、柱と梁はどちらもＨ形鋼であり、図８とは、柱と梁の位置関係が入れ替わっただけでの適用例である。その違いは、図８の柱通しに対し、図９は梁通しになっていることである。
【００２４】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図１０に、水平に置いたＨ形鋼梁又は柱に対し、Ｈ形鋼フランジ間に直角に立てたスティフナー２５Ａのレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の正面図を示し、図１０（イ）はＨ形鋼母材に設置した場合で、図１０（ロ）はＨ形鋼を溶接接合部の上に設置した場合を示す。いずれも、その施工条件は図８の場合と同様であるが、スティフナー２５Ａの下側を水平すみ肉溶接した後、Ｈ形鋼の天地を逆にして反対側を溶接する手順となる。表波ビードが十分形成されるように、（１）運棒を後退法とする、（２）高い電流を用いる、（３）溶接速度速くする、（４）アーク電圧を低くして行う必要がある。
【００２５】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図１１に、水平に置いたＨ形鋼柱３Ｃと溶接されたダイアフラム１に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ３Ｃのレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも１.２５〜２倍程度以上厚くして柱３Ｃから２０ｍｍ程度以上突きだしているダイアフラム１とＨ形鋼柱２５とを溶接接合して、柱３Ｃを水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱３Ｃに対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、ダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部の接合方法及びその効果も同じである。
【００２６】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図１２に、水平に置いたＨ形鋼柱３Ｂと溶接された該柱３Ｃからの突き出しのないダイアフラム１に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも３〜６ｍｍ程度以上厚くして、該柱３Ｃから突きだしていないダイアフラム１とＨ形鋼柱３Ｃとを溶接接合して、該柱３Ｃを水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱３Ｃに対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、Ｈ形鋼柱３Ｃとダイアフラムを組合せダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８の接合方法及びその効果も同じである。図１２では、ダイアフラム１の高さ位置と柱３Ｃの高さ位置と柱３Ｃの溶接７の高さ位置はほぼ同じなので、梁フランジ４の裏側すみ肉溶接及び表側継手溶接において下向き溶接と同様に大電流で溶接施工でき得る条件は、開先の下から横方向に水平に広く存在し溶融金属が下側から支えられることで確保されている。そして、ウエブ９と梁フランジ４との溶接を実施して柱梁接合部の溶接を完了させる。
【００２７】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図１３に、建築鉄骨の表波ビード溶接手順を示し、図１３（イ）は水平に置いたＨ形鋼フランジ４に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジ４又はスティフナー２５Ａのレ形開先加工付き端部２５Ａを宛がった状態、又は、水平に置いた鋼管５に対し、水平方向に直角に立てたＨ形鋼梁フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部２５Ａを宛がった状態、図１３（ロ）は開先のない裏側から水平すみ肉溶接又は立向きすみ肉溶接をして開先の中に表波ビード４１を形成する状況、図１３（ハ）は表波ビード４１を形成した初層溶接の上に第２層以降の溶接を行って継手溶接を実施する状況を示す。図１３の（イ）の場合の継手開先セット状況は、開先角度が２０°〜４５°、開先ギャップが０〜８ｍｍで、望むらくは例えば開先角度が３５°程度、開先ギャップが２〜４ｍｍ程度である。図１３の（ロ）では、溶接方法はＴＩＧ溶接・炭酸ガス溶接・ＭＡＧ溶接等を用い、一例として示せば、炭酸ガス溶接を開先の無い裏側から水平すみ肉溶接による表波溶接を実施する場合は、溶接ワイヤ径１.２ｍｍで、溶接電流は２００〜４００アンペア望むらくは２５０〜３５０アンペアを用いる。また、炭酸ガス溶接を開先の無い裏側から立向きすみ肉溶接による表波溶接を実施する場合は、溶接ワイヤ径１.２ｍｍで、溶接電流は１５０〜３５０アンペア望むらくは２００〜３００アンペアを用いる。このようにすれば、開先の在る表側に表波溶接を形成することができ、従来用いていた図２に示すような裏当金１０は不要である。しかも、裏側に安定で両部材に対し脚等５mm以上の大きいビードが形成される。このような裏側に大きな安定したビードは銅などの非消耗製裏当金を用いてもなかなか得られない。従って、図３の不安定な裏波溶接の心配や図４の細くて小さい裏波ビードの心配もない。そして、図５の裏面に施工する肉盛溶接の代用にもなるという効果もある。また、本発明では、柱と梁のＨ形鋼フランジが最初にセットされているので、図６のように、Ｈ形鋼フランジのセット前に肉盛溶接即ち置きビード４２の置く位置を特定する必要もなく、置きビード４２を置いた後でセットする部材５の位置を考えて、置きビード４２の形状と大きさを調整する必要もない。尚、図６では、角形鋼管柱５のセットする位置を想定してその角形鋼管５の裏側に相当する位置で、角形鋼管柱５が無い状態でダイアフラム１の上に予め置きビード４２を施工したのち、角形鋼管柱５を置きビード４２の部分にセットしてから初層溶接を開先の在る表側から片側溶接で行うが、本発明では、初層溶接はＨ形鋼梁をセットした状態で開先の無い裏側から表波ビード溶接として実施ののち開先の在る表側で後続の積層を行い、両側溶接で行う。本発明では、初層溶接は開先の無い裏側から表波ビード溶接として実施ののち開先の在る表側で後続の積層を行い、両側溶接で行う。即ち、図１３（ハ）に示すように、このようにして得られた表波溶接に引き続き、後続のパスで積層を開先の在る表側で、例えば、水平突合せ溶接及びすみ肉溶を実施して継手溶接を完成させる。この場合の溶接電流は、第２層溶接では炭酸ガス溶接で水平突合せ溶接を実施し、溶接ワイヤ径１.２〜１.４ｍｍで、溶接電流は２５０〜４５０アンペア望むらくは３００〜３５０アンペアを用いる。これらの条件は一例であり、溶接ワイヤ、溶接技量等により可変である。通常に従来の横向き溶接を実施する場合は、１００〜２００アンペアであるが、このような安定した表波を形成させ、且つ表側継手溶接において下向き溶接と同様に大電流で溶接施工でき得る条件は、横板即ち水平に置いたＨ形鋼梁フランジ４又は柱５が開先の下から横方向に水平に広く存在し溶融金属が下側から支えられることである。
【００２８】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図１４に、建築鉄骨で開先ギャップが５〜１０ｍｍと大きい場合の表波ビード溶接手順を示す。図１４（イ）は水平又は垂直に置いたＨ形鋼に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態で置きビードを開先の無い裏側で置きビードを施工する。図１４（ロ）は開先のない裏側から置きビードとＨ形鋼梁フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部との間で水平すみ肉溶接をして表側開先の中に表波ビードを形成する状況、図１４（ハ）は表波ビードを形成した初層溶接の上に第２層以降の溶接を行い、継手溶接を実施する状況を示す。
【００２９】
請求項２に係る発明の実施の形態について説明する。
図１５に、従来工法で製作した角形鋼管５とダイアフラム１を組み合わせた柱体を水平に置いた角形鋼管柱５と溶接されたダイアフラム１に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも１.２５〜２倍程度以上厚くして柱５から２０〜２５ｍｍ程度以上突きだしているダイアフラム１とＨ形鋼梁３Ｂとを溶接接合して、柱５を水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱５に対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、ダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部の接合方法及びその効果も同じである。
【００３０】
請求項２に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図１６に、角形鋼管５、角形鋼管短管５Ｓとダイアフラム１を組み合わせて溶接し、該ダイアフラム１を角形鋼管柱５の外面から突出させず柱体を製作するつばなし工法で製作し、水平に置いた該角形鋼管柱５の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも３〜６ｍｍ程度以上厚くして、柱５から突きだしていないダイアフラム１と角形鋼管柱５とを溶接接合して、柱５を水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱５に対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、角形鋼管柱５、角形鋼管短管５Ｓとダイアフラム１を組合せて柱体を製作し、該ダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ１のレ形開先加工付き端部３８の接合方法及びその効果も同じである。図２２に、つばなし工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱５の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がい表波溶接を実施し、該表波溶接部とつばなし溶接部１７とを重ねて冶金的に一体化させる状況の断面図を示す。表波溶接はＨ形鋼３Ｂの内側から施工することになる。図１６及び図２２では、柱５ダイアフラム１の高さ位置と柱５の高さ位置と柱の溶接高さ位置はほぼ同じなので、梁フランジ４の表側継手溶接において下向き溶接と同様に大電流で溶接施工でき得る条件は、開先の下から横方向に水平に広く存在し溶融金属が下側から支えられることで確保されている。そして、ウエブ９と短管５Ｓとの溶接を実施して柱梁接合部の溶接を完了させる。
【００３１】
また、図１７では、つばなし工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱５の仕口部に対し、水平にＨ形鋼梁３Ｂのフランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示し、該端部３８とダイアフラム１とを表波溶接する実施例を示す。
【００３２】
請求項２に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図１８に、ダイアフラム１と角形鋼管短管５Ｓから構成される溶接組立品即ちサイコロ３２をムクの中実材で置き換えた一体化工法で製作し、水平に置いた角形鋼管柱５の仕口部に対して、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この状態から、レ形開先加工付き端部３８と中実のサイコロ３２を表波溶接し、その表波溶接部と、サイコロ３２と柱５の溶接部７とを合体させる。そして、ウエブ９とサイコロ３２との溶接を実施して柱梁接合部の溶接を完了させる。
【００３３】
請求項２に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図１９に、スロット工法で製作し水平に置いた角形鋼管柱の仕口部の溶接部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図を示す。また、図２３に、スロット工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がい表波溶接を実施する状況の断面図を示す。スロット工法とは、鋼管柱５の側面に梁フランジ４の幅程度の長さから鋼管柱全周長さまで設定できる貫通溝を開けて、鋼管柱５の内側のスロット部分に内ダイアフラムを挿入してその内ダイアフラムと鋼管柱５とを鋼管柱５の外側からスロット溶接を実施する工法をいう。図２３から、内ダイアフラム１の位置はスロット溶接部の位置とほぼ一致しているので、梁フランジ４の設置位置はスロット溶接部１７の中央になる。梁フランジ４をスロット溶接部にセットしたのち図２３に示すように表波溶接を実施する。
【００３４】
請求項２に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図２０は、従来工法で製作し水平に置いた丸形鋼管柱５の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。
従来工法で製作した角形鋼管柱５とダイアフラム１を組み合わせた柱体を水平に置いた丸形鋼管柱５と溶接された四辺形ダイアフラム１に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも１.２５〜２倍程度以上厚くして柱５から２０ｍｍ程度以上突きだしているダイアフラム１とＨ形鋼柱５とを溶接接合して、柱５を水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱５に対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、ダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ４のレ形開先加工付き端部の接合方法及びその効果も同じである。
【００３５】
請求項２に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図２１は、丸形鋼管５の外径とダイアフラム１の辺の長さがほぼ同一で、丸形鋼管５とダイアフラム１から柱体をつばなし工法で製作して水平に置いた丸形鋼管柱５の仕口部ダイアフラム１に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１は一部を除いて丸形鋼管５から殆どが突出しているので、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも１.２５〜２倍程度以上厚くして、ダイアフラム１と丸形鋼管柱５とを溶接接合して、該柱５を水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱５に対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、角形鋼管柱とダイアフラムを組合せダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８の接合方法及びその効果も同じである。
【００３６】
請求項３に係る発明の実施の形態について説明する。
本発明は、請求項１又は２に係る発明において、図２４（イ）に示すように、
梁フランジ４の開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接４３を行い該梁フランジ４の開先のある表側にビード４１を形成させる場合に、梁３Ｂを部材１，４又は５の上に仮付溶接８して固定したのち、該ビード４１を形成させると共に、該すみ肉溶接４３を１０〜４０ｍｍ望むらくは１５〜２５ｍｍ程度延長して該部材又は該柱体１，４又は５の母材上に肉盛溶接４５を実施し、
しかる後、図２４（ロ）に示すように、該梁端部開先のある表側の突合せ溶接４４を実施すると共に、該突合せ溶接４４を１０〜４０ｍｍ望むらくは１５〜２５ｍｍ延長して該部材又は該柱体１，４又は５の母材上に肉盛溶接４５を実施し、
更に、図２４（ハ）に示すように、梁端部側面の肉盛溶接４６を実施して、梁端で梁幅を増加させることにより、
柱体を製作したのち梁ブラケット３Ｂを取り付けることを特徴とする柱梁接合部の製造方法である。この梁端部側面の肉盛溶接４６のビードは、継手の設計要求に応じてグラインダー仕上げを行い滑らかに仕上げることも可能である。
【００３７】
請求項４に係る発明の実施の形態について説明する。
図２５に、鉛直に設置されたＨ形鋼柱３Ｃ又は鋼管柱５に、Ｈ形鋼梁３を宛がい、該Ｈ形鋼梁３のフランジ４の下側母材上に横向き姿勢で肉盛溶接４２して、その肉盛溶接４２と梁フランジ４とを横向き姿勢又は上向き姿勢で表波溶接４１して、柱と梁を突合せ溶接して接合する断面図を示す。図２５（イ）に示すように、建築鉄骨構造物柱梁接合部において、鉛直に設置したＨ形鋼柱３Ｃ又は鋼管柱５の部材に、レ形開先加工３８した梁フランジ４の端部を水平に宛がい、該梁フランジ４の開先の無い裏側即ち該梁端部の下側の該柱の母材上に溶接トーチ３７を用いて横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接即ち置きビード４２をして、図２５（ロ）に示すように、溶接トーチ３７を用いて、該梁フランジ４の開先の無い裏側から、該肉盛溶接４２と該梁フランジ４の端部との間で横向き又は上向きの溶接を行い、該梁フランジ４の開先の在る表側にビードを形成させて表波ビード４１を得て、しかる後、図２５（ハ）に示すように、表側の該梁端部開先側の溶接１７を実施することにより柱梁接合を行う方法を示す。尚、図２５（ニ）に示すように、図２５（ロ）の表波ビードを形成させる場合に、開先側に非消耗性の銅又は銅合金の当金１２を設置すれば、表波溶接ビード４１の安定な形成に役立たせることも有効である。
【００３８】
請求項４に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図２６（イ）に内ダイアフラム１を用いてスロット工法で製作されて鉛直に設置された鋼管柱５のスロット溶接部２２にＨ形鋼梁３を宛がい、該Ｈ形鋼梁フランジ４の下側で柱５の側面の母材又はスロット溶接部２２又はその両方に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接４２して、その肉盛溶接４２と梁フランジ４端部とを表波溶接４１して、次にスロット溶接部と梁フランジとを突き合わせ溶接１７して、柱５と梁ウエブ９と溶接して、柱と梁とを接合する断面図を示す。
図２６（ロ）に、ダイアフラム１が柱５の外面から突出しの無いつばなし工法で製作されて鉛直に設置された鋼管柱５の側面にＨ形鋼梁３を宛がい、ダイアフラム１の端部と梁フランジ４とを突き合わせて、Ｈ形鋼梁フランジ４の下側の柱５の母材上に又は下側鋼管柱５とダイアフラム１との溶接部６上に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接４２して、該肉盛溶接４２と梁フランジ４端部とを表波溶接４１して、次にダイアフラム１と梁フランジ４とを突き合わせ溶接１７して、次に、柱５と梁ウエブ９と溶接して、柱と梁を突合せ溶接１７して接合する断面図示す。この実施例のもう一つの特徴は、該梁の上フランジ４では、溶接部６と溶接部１７とが重ねられて冶金的に一体化し、該梁の下フランジ４では、溶接部６と溶接部４２，４１が重ねられて冶金的に一体化していることである。
なお、図２６（ハ）に示すように、ダイアフラムを柱５の外面から２０〜２５ｍｍ程度突出させて該ダイアフラム１の端部の上に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接４２して、その肉盛溶接４２と梁フランジ４端部とを表波溶接４１して、次にダイアフラム１と梁フランジ４とを突き合わせ溶接１７する方法である。
図２６（ニ）に、従来工法のダイアフラム１とと仕口部柱短管から構成される部材を中実のサイコロに置き換えた一体化サイコロ２Ａが柱５の外面から突出しの無い状態で製作されて鉛直に設置された鋼管柱５の側面にＨ形鋼梁３を宛がい、該サイコロ２Ａの側面と梁フランジ４とを突き合わせて、Ｈ形鋼梁フランジ４の下側の柱５のサイコロ２Ａ又は下側鋼管柱５とサイコロ２Ａとの溶接部６上に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接４２して、該肉盛溶接４２と梁フランジ４端部とを表波溶接４１して、次に一体化サイコロ２Ａと梁フランジ４とを突き合わせ溶接１７して、次に、柱５の一体化サイコロ２Ａと梁ウエブ９と溶接して、柱と梁を突合せ溶接１７して接合する断面図示す。この実施例のもう一つの特徴は、該梁の上フランジ４では、溶接部６と溶接部１７とが重ねられて冶金的に一体化し、該梁の下フランジ４では、溶接部６と溶接部４２，４１が重ねられて冶金的に一体化していることである。
【００３９】
請求項５に係る発明の実施の形態について説明する。
図２７（イ）〜（ホ）に、請求項１、２、３、又は４に係る発明において、該梁フランジ４の表側開先３８内に水冷又は非水冷の銅製又は銅合金製の当金１２、又は、ガラス繊維、フラックス、セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式当材１２Ａを当てて、開先３８の無い裏側から、請求項１、２、３に係る発明にあっては水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、請求４に係る発明にあっては横向き姿勢又は上向き姿勢溶接を実施して、開先３８の在る表側にビード即ち表波ビード４１を形成させる方法を示す。図２７（イ）は、ダイアフラム１の縁端部、梁フランジ４の外面又は柱５の外面に対し、梁フランジ４を直角方向に宛がった状況を示し、図２７（ロ）は、図２７（イ）のセットに対し開先３８内に四辺形又は多角形の銅又は銅合金製の非消耗式当金１２又はガラス繊維、フラックス、セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式当材１２Ａを宛がい、フランジ４の開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を実施して表波ビード４１を形成させる状況を示し、図２７（ハ）は、図２７（ロ）の表波溶接実施後、フランジ４の開先の在る表側から突合せ溶接を実施する状況を示し、
図２７（ニ）と（ホ）は、図２７（ロ）で使用した四辺形又は多角形の銅又は銅合金製の非消耗式当金１２の代わりに、それぞれ丸棒又は丸パイプの非消耗性銅又は銅合金当金１２を用いた場合の表波溶接実施状況を示す。丸棒又は丸パイプの非消耗性銅又は銅合金当金１２の外径は、４ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、望むらくは５ｍｍ〜１２ｍｍ底である。丸パイプの場合は、水冷用の冷却水を流すこともできる。図２７（ロ）〜（ホ）の溶接条件は、請求項１、２、３、又は４に係る発明において、実施例で述べたとおりである。
【００４０】
請求項５に係る発明の実施の形態について説明する。
図２８（イ）に、該梁フランジ４の少なくとも表側開先内に金属粉、カットワイヤ、又はこれらの混合物４７を充填又は設置して、開先の無い裏側から、請求項１、２、３に係る発明においては水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、請求項４に係る発明においては横向き姿勢又は上向き姿勢溶接を実施して、は開先の在る表側にビードを形成させる方法を示す。金属粉は純鉄又は合金鋼で１０〜４００メッシュ程度のもの、カットワイヤは純鉄又は合金鋼でない。直径０.５〜２.４ｍｍ程度の細断したものが望ましい。
図２８（ロ）に、該梁フランジ４の少なくとも表側開先内に被覆アーク溶接棒４８を設置して、開先の無い裏側から、請求項１、２、３に係る発明においては水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、請求項４に係る発明においては横向き溶接又は上向き溶接を実施して、開先の在る表側にビードを形成させる方法を示す。被覆アーク溶接棒４８は、低水素系溶接棒、イルミナイト系溶接棒、高酸化チタン系溶接棒、鉄粉系溶接棒の直径３.２〜６ｍｍのものが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来の建築鉄骨柱梁接合部の立体図の一例
【図２】従来の建築鉄骨柱梁接合部の鋼管・ダイアフラム・梁フランジ接合部の断面図
【図３】部材端部に水冷又は非水冷の銅製当て金をあてがい肉盛溶接をした断面図の一例
【図４】部材端部に薄い鋼板をあてがい、肉盛溶接をした断面図の一例
【図５】部材４の端部に肉盛溶接し部材端部及び肉盛溶接部１４を共に開先加工した状態の断面図
【図６】部材４の端部に肉盛溶接１４と開先加工をして継手の相手部材１６にあてがい、継手溶接を実施した状態の断面図
【図７】柱だけ先行して製作し梁ブラケットを取り付ける柱体製作（工法）
【図８】水平に置いたＨ形鋼柱に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ及びスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図９】水平に置いたＨ形鋼梁に対し、直角に立てたＨ形鋼柱フランジ及びスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１０】水平に置いたＨ形鋼に対し、直角に立てたスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の正面図。（イ）はＨ形鋼母材に設置した場合、（ロ）はＨ形鋼を溶接接合部の上に設置した場合
【図１１】水平に置いたＨ形鋼柱と溶接されたダイアフラムに対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１２】水平に置いたＨ形鋼柱と溶接されたダイアフラムに対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１３】建築鉄骨の表波ビード溶接手順。（イ）は水平に置いたＨ形鋼又は鋼管柱に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態、（ロ）は開先のない裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接をして開先の中に表波ビードを形成する状況、（ハ）は表波ビードを形成した初層溶接の上に第２層以降の溶接を行い継手溶接を実施する状況を示す。
【図１４】建築鉄骨で開先ギャップが大きい場合の表波ビード溶接手順。
【図１５】従来工法で製作し水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１６】つばなし工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１７】つばなし工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、水平にＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１８】一体化工法で製作し水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１９】スロット工法で製作し水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図２０】従来工法で製作し水平に置いた丸形鋼管柱の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図２１】つばなし工法で製作して水平に置いた丸形鋼管柱の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図２２】つばなし工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がい表波溶接を実施する状況の断面図
【図２３】スロット工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がい表波溶接を実施する状況の断面図
【図２４】鉛直に立てた梁フランジの開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い該梁フランジの開先のある表側にビードを形成させると共に、該すみ肉溶接を延長して母材上に肉盛溶接４５を実施する方法の外観図
【図２５】鉛直に設置されたＨ形鋼柱フランジ又は鋼管柱にＨ形鋼梁を宛がい、Ｈ形鋼梁フランジの下側母材上に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接して、その肉盛溶接と梁フランジ端部とを表波溶接して、柱と梁を突合せ溶接して接合する断面図
【図２６】スロット工法又はつばなし工法で製作されて鉛直に設置された鋼管柱にＨ形鋼梁を宛がい、Ｈ形鋼梁フランジの下側母材上に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接して、その肉盛溶接と梁フランジ端部とを表波溶接して、柱と梁を突合せ溶接して接合する断面図
【図２７】梁フランジ表側開先内に水冷又は非水冷の銅製又は銅合金製の当金、又は、ガラス繊維、フラックス、セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式当材を当てて、開先の無い裏側から、表波溶接を実施する方法の説明図
【図２８】梁フランジ表側開先内に金属粉、カットワイヤ、被覆溶接棒又はこれらの混合物を充填又は設置して、開先の無い裏側から表波溶接を実施する方法の説明図
【符号の説明】
【００４２】
１ 建築鉄骨柱梁接合部のダイアフラム
１Ａ 建築鉄骨柱梁接合部のＨ形鋼フランジ
１Ｔ 建築鉄骨柱梁接合部の厚板の内ダイアフラム
１Ｕ 建築鉄骨柱梁接合部の薄板の内ダイアフラム
２ サイコロ。１と２から構成される部材をサイコロという。
２Ａ 一体化サイコロ。ダイアフラム１と仕口部柱短管から構成される部材を中実のサイコロにしたもの。
３ Ｈ形鋼梁
３Ａ 異なった方向から柱に接合されるＨ形鋼梁
３Ｂ Ｈ形鋼梁ブラケット
３Ｃ Ｈ形鋼柱
４ Ｈ形鋼梁フランジ
４Ａ Ｈ形鋼梁フランジ端部断面
５ 鋼管による柱又はシャフト
５Ｓ 角形鋼管短管
５Ｗ 鋼管による柱とＨ形鋼ウエブ又はスティフナーを取り付ける溝溶接部又はスロット溶接部
６ 鋼管とダイアフラムとの溶接
７ 梁フランジとダイアフラムとの溶接
８ 仮付又は組立溶接
９ Ｈ形鋼梁ウエブ
１０ 裏当金
１１ スカラップ
１２ 非消耗式当金（銅、銅合金など）で、その断面形状は四辺形・丸棒・丸パイプである。
１２Ａ ガラス繊維、フラックス、セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式当材
１３ Ｈ形鋼フランジ
１４ 部材裏面又は表面に施工された肉盛溶接
１５ 肉盛溶接部１４及び母材を含めた開先面
１６ 相手部材
１７ 継手溶接
１８ 部材４の板厚又は肉厚
１９ 部材１６と４の溶接部の実効のど厚
２０ 梁フランジ側面・上面又は裏面の肉盛溶接
２１ 梁応力集中部
２２ 鋼管による柱と内ダイアフラム又はＨ形鋼フランジを取り付ける溝溶接又はスロット溶接部
２３ 鋼管とＨ形鋼梁ウエブとの溶接
２４ Ｈ形鋼フランジ又は内ダイアフラムの中央に開けた貫通孔
２４Ａ Ｈ形鋼フランジ又は内ダイアフラムの角部に開けた貫通孔
２５ 柱のＨ形鋼ウエブ
２５Ａ スティフナー
２６ フランジと柱内Ｈ形鋼ウエブとを接合するすみ肉溶接又は突合せ溶接
３１ 初層ルート溶接
３２ 柱梁接合部に用いる中実のサイコロ
３３ 仮付溶接
３４ 柱体
３５ 溶接部材
３６ 裏波溶接
３７ 溶接トーチ
３８ レ形開先
３９ Ｈ形鋼フランジレ形開先
４０ スティフナーのレ形開先
４１ 表波ビード
４２ 置きビード（肉盛溶接ビード）
４３ Ｈ形鋼フランジ開先裏面のすみ肉溶接
４４ Ｈ形鋼フランジ開先側の突合せ溶接
４５ 母材への延長肉盛溶接
４６ Ｈ形鋼フランジ側面の肉盛溶接
４７ 金属粉、カットワイヤ、又はこれらの混合物
４８ 被覆アーク溶接棒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築鉄骨構造物の鋼管柱、Ｈ形鋼柱、又はＨ形鋼梁柱梁接合部の溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築鉄骨鋼管構造物においては、従来、図１に示すように、小組立で鋼管製短管５Ｓとダイアフラム１からサイコロ２を製作し、中組立で該サイコロに梁ブラケット４を取り付けるパネルゾーン２の製作をし、大組立で該パネルゾーン２に鋼管シャフト５を取り付けて梁ブラケット付き柱即ち一節柱の製作を行う。即ち、３つの組立工程に分かれて製作を行う。
【０００３】
そして、建築鉄骨構造物の角形鋼管又は円形鋼管の柱と、梁フランジと突合せ溶接接合する場合においては、図１及び図２に一例を示すように、通常、梁フランジ端部にレ形開先３８を施し、梁フランジ４の端部裏側に裏当金１０を密着して宛がい、開先のある側から片側溶接を行う。
【０００４】
また、図７に示すように、鋼管シャフト５と鋼管短管５Ｓ・ダイアフラム１又は中実の一体化サイコロ等から組立溶接とその後の本溶接で製作した梁ブラケット３Ｂを取り付ける前の工作物を柱体という。また、柱体から梁ブラケット３Ｂを取り付け鉄骨工場から建設現場への運送単位長さとした工作物を一節という。
図７に示すように、柱体３４を製作してから、梁ブラケット３Ｂを取り付け一節柱の製作を行う方法がある。この方法は柱体工法という。この柱体工法では、柱が長いため柱を水平に寝かして梁ブラケットを柱の上に鉛直に立てるか又は梁ブラケットを柱の横に水平に宛がうことになり、その場合、それぞれ梁ブラケットの柱への取付溶接はそれぞれ横向き溶接か立向き溶接になる。
【０００５】
また、一方、図２の裏当金１０を用いない片側溶接には次の方法がある。
図３に示すように、溶接部材３５を突き合わせて、裏波溶接３６を行う方法。
図４に示すように、溶接部材５，４又は１を突き合わせて、部材４の開先の無い裏側に銅などの非消耗製裏当金を当てて裏波溶接を行う方法。（特願平８−６００９８）
図５に示すように、一方の部材１８端部の裏面に溶接肉盛１４して片側溶接する方法。（特願２０００−２０２５８２、ＷＡＷＯ工法という）
図６に示すように、溶接される板１の溶接予定箇所に予め置きビード４２を置いて、その置きビード４２に部材５の開先を合わせてセットして表側から溶接する方法（特願平４−１６２２０８）
【特許文献１】特願平８−６００９８
【特許文献２】特願２０００−２０２５８２
【特許文献３】特願平４−１６２２０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１及び図２に一例を示すように、通常、柱５と梁３の接合部の梁フランジ４の端部にレ形開先３４を施し、梁フランジ４の端部裏側即ち内面に裏当金１０を密着して当てて、梁フランジ裏の中央側で仮付溶接８したのち、梁フランジ４とダイアフラム１とを突き合わせて開先のある側から片側溶接を行う方法は、裏当金１０をセットする工数が掛かり、その梁フランジ４側とダイアフラム１側の両方にルート部が存在してその両方を初層溶接で十分な溶け込みを行わないとルート部に欠陥が発生しやすいという問題がある。その為、ルート部の間隔即ちギャップを７ｍｍ程度という大きな値を用いなければいけない。従って、溶接開先内の溶着量が増加して工数の増大になるという問題がある。また、この従来工法では、梁フランジ４裏面と裏当金１０との間及びダイアフラム１と裏当金１０との間に隙間が残り、これら隙間の奥に応力集中が働き梁フランジ継手の強度を低減させるという問題がある。
【０００７】
一方、裏当金を用いないで施工する方法が存在する。
図３に示すように、溶接部材３５を突き合わせて、溶接トーチ３７から溶接部材３５の開先側から溶接アークを出して裏波溶接３６を行う片側溶接方法は、裏当金が無いため溶融金属が溶け落ちないように裏波ビードを適正に得る為にはかなり高度な技量と開先精度の確保が必要で、実際には鉄骨材料の精度及び鉄骨部品の製作精度の確保が現状では極めて難しく、裏波溶接が普及していないのが現状である。
【０００８】
図４に示すように、溶接部材４と５又は１を突き合わせて、部材５の裏側に銅などの非消耗製裏当金１０Ａを当てて裏波溶接を行う方法は、梁フランジの片側溶接では梁フランジの裏面側及び部材５に相当する柱又は部材１に相当するダイアフラム側に十分な溶接脚長を確保することが困難である。従って、梁フランジ継手の十分な強度を確保することが困難となる場合がある。
【０００９】
図５に示すように、一方の部材１８の端部の裏面に溶接肉盛１４して片側溶接する方法は肉盛溶接をする工数が掛かる。
図６に示すように、溶接される角形鋼管５の内側即ち裏側にダイアフラム板１の想定溶接箇所に予め置きビード４２をビードオンプレートで置いて、該置きビード４２に開先を合わせて角形鋼管５をセットして開先の在る表側から溶接する方法は、置きビード３８を置く位置を設定するのが難しく、また、精度の悪い部材５の開先が無い状態で置きビード３８の形状を部材５の形状に合わせて正確に確保することは難しいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
課題を解決するためには、安定な裏波溶接を行い、応力集中を防ぎ、溶接開先断面積を減らして溶接工数を減らし、裏当金の取付セット工数を減らし、梁フランジの裏側に十分な脚長を確保し、更に、材料及び製作精度に依存しない施工方法が開発されねばならない。これらの問題別に個々に検討し最適な方法を検討した結果、従来、鋼管柱端部の裏側に裏当金を密着して当てて取り付けていた方法を取り止めて、裏当金を省略し、フランジ裏側の銅当て金を省略し、フランジ裏側の肉盛溶接も省略し、柱体工法で柱を水平に設置し、梁を鉛直又は水平にしてその柱に直角に宛がい該フランジの開先の無い裏側から十分な溶接脚長を確保しながら、水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行えば、該フランジの開先のある表側に安定したビードを形成できることが明らかになった。以後、この梁フランジの裏から溶接して表側に得られた安定なビードを「表波ビード」といい、その安定なビード形成させる方法を「表波溶接方法」又は「表波ビード溶接方法」という。そして、該フランジの開先のある表側にビードを形成させて、しかる後、該梁端部開先のある表側の突合せ溶接を実施することにより、応力集中の少ない強度の高い梁フランジの溶接が得られる。
また、別の表現をすれば、片側レ形開先を取った立て板を横板に直角にセットした後に、立て板の裏側肉盛溶接を兼ねて、立て板の裏側で横板上に置きビードを置いてすみ肉溶接を裏側から行うか、又は、立て板の裏側肉盛溶接と横板の置きビードを兼ねて、立て板のレ形開先の裏側からすみ肉溶接を置いて、開先の表側に表波ビードを形成させる方法を用いる。ここで、溶接部材の裏側から溶接して表側に溶接ビードの波を形成させたビードを「表波ビード」といい、そのビードを形成させる方法を「表波溶接方法」、その溶接を「表波ビード溶接」という。
【００１１】
請求項１に係る発明では、発明の第１の構成は、建築鉄骨構造物において、水平に置いたＨ形鋼柱又はその溶接部の部材に対し、鉛直方向又は水平方向即ち直角に立てたＨ形鋼梁フランジ又は該Ｈ形鋼フランジの上下フランジ間に取り付けるスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がうか、又は水平に置いたＨ形鋼梁又はその溶接部の部材に対し、直角に立てたＨ形鋼柱フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がうことであり、発明の第２の構成は、該部材と該端部とを該Ｈ形鋼フランジ又は該スティフナー端部の開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行うことであり、発明の第３の構成は、該Ｈ形鋼フランジ又は該スティフナー端部開先のある表側に溶接ビードを形成させて安定な表波ビードを形成させることであり、発明の第４の構成は、該表側の表波ビードの上に積層して該梁端部開先側の突合せ溶接を実施することであり、これらの４構成を行う方法である。
請求項１に係る発明の新規性は、従来方法の図３の場合と異なり、直交するＨ形鋼を使った建築鉄骨構造物のすみ肉溶接の表波ビードを使った両側溶接であり、非消耗性銅裏当金１０Ａを使った図４の場合と異なり、直交するＨ形鋼を使った建築鉄骨構造物のすみ肉溶接の表波ビードを使った両側溶接で裏当金不使用であり、肉盛溶接１４を行ってから開先加工を行って片側溶接を行う。図５の場合と異なり、互いに直交するＨ形鋼を使った建築鉄骨柱梁構造物において、裏面からの表波溶接よりも先に開先加工して水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接の表波ビードを使った両側溶接であり、置きビードを使って表側から片側溶接して裏面に裏波溶接する図６と異なり、柱又は梁のＨ形鋼を水平にしてそれぞれ直角に梁又は柱を宛がい、第１層目を開先の無い裏側からすみ肉溶接の表波ビードを置き、第２層目以後を開先の在る表側の積層を行って両側溶接することである。請求項１に係る発明の進歩性は、柱又は梁のＨ形鋼を水平にしてそれぞれ直角に梁又は柱を宛がい、第１層目を開先の無い裏側から表波ビードを置き、第２層目以後を開先の在る表側の積層を行い両側溶接することであり、その効果は「発明の効果」に述べるように良好な施工性と大きな継手強度上の効果がある。
【００１２】
請求項２に係る発明では、発明の第１の構成は、建築鉄骨構造物において、円形鋼管、角形鋼管又はＨ形鋼から梁ブラケットを取り付ける前の一節の柱体を製作することであり、発明の第２の構成は、水平に置いた該柱体の仕口部に、鉛直又は水平にしたＨ形鋼ブラケット梁のレ形開先加工付きフランジ端部を宛がうことであり、発明の第３の構成は、該仕口部と該端部とを該フランジの開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い該フランジの開先のある表側にビードを形成させることであり、第４の構成は、しかる後、該梁端部開先のある表側の突合せ溶接を実施することにより、柱を製作したのち梁ブラケットを取り付ける方法であることである。請求項２に係る発明の新規性及び進歩性は、請求項１に係る発明と異なるところは円形鋼管、又は角形鋼管から柱体を製作することであり、その他は、請求項１と同様の新規性を有する。
【００１３】
請求項３に係る発明では、発明の第１の構成は、建築鉄骨構造物において、角形鋼管、円形鋼管、又はＨ形鋼から柱体を製作することであり、発明の第２の構成は、水平に置いた該柱体の仕口部に、鉛直又は水平にしたＨ形鋼ブラケット梁のレ形開先加工付きフランジ端部を宛がうことであり、発明の第３の構成は、該仕口部と該端部とを該梁フランジの開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い該梁フランジの開先の在る表側にビードを形成させることであり、発明の第４の構成は、その水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、該すみ肉溶接を延長して該柱体の母材上に肉盛溶接を実施することであり、発明の第５の構成は、しかる後、該梁端部開先のある表側の突合せ溶接を実施すると共に、梁端部側面の肉盛溶接を実施して、梁端で梁幅を増加させることであり、発明の第６の構成は、柱を製作したのち梁ブラケットを取り付けることを用いた方法である。請求項３に係る発明の新規性は、請求項２に係る発明の進歩性に加えて、表波溶接のすみ肉溶接を延長して柱体の母材上に肉盛溶接を実施することである。また、請求項３に係る発明の進歩性は、請求項１及び２の発明に係る進歩性に加えて、そのすみ肉溶接と連続した肉盛溶接により大きな継手強度の向上が得られることである。
【００１４】
請求項４に係る発明では、発明の第１の構成は、建設現場などで、建築鉄骨構造物柱梁接合部において、鉛直に設置したＨ形鋼柱又は鋼管柱の部材に、レ形開先加工した梁フランジ端部を水平に宛がった状態を作ることであり、発明の第２の構成は、その状態で該梁フランジの開先の無い裏側において、該梁端部の下側の該柱の母材上に梁幅全長に亘り横向き姿勢で肉盛溶接をすることであり、発明の第３の構成は、該梁フランジの開先の無い裏側から、該肉盛溶接と該梁フランジ端部との間で横向き又は上向きの溶接を１パス又は２パス以上で行い、該梁フランジの開先の在る表側にビードを形成させることであり、発明の第３の構成は、しかる後、表側の該梁端部開先側の突合せ溶接を実施することにより柱梁接合を行う方法である。請求項４に係る発明の新規性は、鉛直に設置したＨ形鋼柱又は鋼管柱の部材に、レ形開先加工した梁フランジ端部を水平に宛がった状態で、梁フランジの下側で且つ開先側と反対側で鉛直柱側面上に置きビードを置き請求項２と同様の表ビードを開先側に形成させることである。請求項４に係る発明の進歩性は、
鉛直に設置したＨ形鋼柱又は鋼管柱の部材に対し表波溶接ビードを形成させて請求項２と同様な発明の効果に加えて「発目の効果」に記載の効果が得られることである。
【００１５】
請求項５に係る発明では、発明の第１の構成は、請求項１、２、３、又は４に係る発明の構成を基にすることであり、発明の第２の構成は、該梁フランジの表側開先内に水冷又は非水冷の銅製又は銅合金製の当金、又は、ガラス繊維、ガラス粉末、ガラス棒、フラックス粉末、固形フラックス、セラミックス粉末、固形セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式裏当材を当てることであり、発明の第２の構成は、開先の有る裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、開先の有る表側にビードを形成させる方法を取ることである。
【００１６】
請求項６に係る発明では、発明の第１の構成は、請求項１、２、３、又は４に係る発明の構成を基にすることであり、発明の第２の構成は、少なくとも該梁フランジの表側開先内に金属粉、カットワイヤ、被覆溶接棒又はこれらの混合物を充填又は設置することであり、発明の第３の構成は、開先の在る裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、開先の有る表側にビードを形成させる方法を取ることである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１及び２に係る発明では、裏当金を使用した従来工法に対し、水平に置いたＨ形鋼柱又はその溶接部の部材に適用して、次の効果がある
建築鉄骨構造物で、レ形開先加工付き梁フランジ又はスティフナー部材の溶接工数が約半減する。
従来裏当金をしていた継手と比較して、溶接欠陥が少なく、且つ応力集中が減じて継手強度が増大する。
表波溶接梁フランジ裏面の肉盛溶接と組立溶接を兼ねて表波溶接を兼ねるので、肉盛溶接方法よりも工数が約３０％以上縮減する。
通常の裏波溶接よりも安定した表波溶接が得られる。
裏面銅当金方式の裏波溶接よりも広くて大きいビード幅が得られ、品質の安定と大きな強度が得られる。
上記（１）〜（５）から裏当金を使った従来工法よりもコスト低減が可能になる。
【００１８】
請求項３に係る発明では、裏当金を使用した従来工法に対し、円形鋼管、角形鋼管又はＨ形鋼から製作する柱体に適用する場合、請求項１及び２に係る発明の効果に加えて、次の効果がある。
請求項１及び２に係る発明の梁フランジよりも継手の強度が高い。
梁フランジの継手溶接作業性が良い。
梁フランジ側面への肉盛溶接が容易である。
【００１９】
請求項４に係る発明では、裏当金を使用した従来工法に比較し、次の効果がある。
梁フランジの下側から横向き又は上向き姿勢で表波溶接を実施すれば、開先ギャップ寸法誤差の許容度が上がり、ルート部の溶接が安定にできる。
裏当金がないので、応力集中がなくて強度が向上する
溶接工数を縮減できる。
開先ギャップ寸法誤差の許容度が大きいため建設現場溶接に適している。
【００２０】
請求項５に係る発明では、請求項１、２、３、又は４に係る発明と比較して、溶接作業をより安定にできる。
【００２１】
請求項６に係る発明では、請求項１、２、３、又は４に係る発明と比較して、より高能率に溶接施工ができる。また、柱を立てた状態で開先精度許容度が大きい状態で梁を接合できるので、梁の現場溶接に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
請求項１に係る発明の実施の形態について説明する。
図８に、水平に置いたＨ形鋼柱３Ｃに対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４及びスティフナー２５Ａのレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。このように、柱及び梁のＨ形鋼を使用した鉄骨建築では、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ４を支持するスティフナー２５ＡをＨ形鋼柱３Ｃのフランジ４を挟んで設置するのが通例である。次の工程は、スティフナーのレ形開先加工付き端部及びＨ形鋼梁フランジ端部を水平に置いたＨ形鋼柱３Ｃに表波ビード溶接接合することである。図１３に、その手順及び実施例の詳細を示すが、従来用いていた図２に示すような裏当金１０は不要である。しかも、裏側に安定で両部材に対し脚長５mm以上の大きいビードが形成される。このような裏側に大きな安定したビードは銅などの非消耗製裏当金を用いてもなかなか得られない。従って、図３の不安定な裏波溶接の心配や図４の細くて小さい裏波ビードの心配もない。そして、図５の裏面に施工する肉盛溶接の代用にもなるという効果もある。また、本発明では、図８でＨ形鋼フランジ４が予めＨ形鋼柱３Ｃ上にセットされているので、図６のように、肉盛溶接即ち置きビード４２の置く位置を特定する必要もなく、置きビード４２を置いた後でセットする部材５の位置を考えて、置きビード４２の形状と大きさを調整する必要もない。尚、図６では、角形鋼管柱５が無い状態でダイアフラム１の上に予め置きビード４２を施工したのち、角形鋼管柱５を置きビード４２部分にセットしてから初層溶接を開先の在る表側から片側溶接で行うが、本発明では、初層溶接はＨ形鋼梁をセットした状態で開先の無い裏側から表波ビード溶接として実施ののち開先の在る表側で後続の積層を行い、両側溶接で行う。
【００２３】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図９に、水平に置いたＨ形鋼梁に対し、直角に立てたＨ形鋼柱フランジ及びスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図を示す。この場合、柱と梁はどちらもＨ形鋼であり、図８とは、柱と梁の位置関係が入れ替わっただけでの適用例である。その違いは、図８の柱通しに対し、図９は梁通しになっていることである。
【００２４】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図１０に、水平に置いたＨ形鋼梁又は柱に対し、Ｈ形鋼フランジ間に直角に立てたスティフナー２５Ａのレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の正面図を示し、図１０（イ）はＨ形鋼母材に設置した場合で、図１０（ロ）はＨ形鋼を溶接接合部の上に設置した場合を示す。いずれも、その施工条件は図８の場合と同様であるが、スティフナー２５Ａの下側を水平すみ肉溶接した後、Ｈ形鋼の天地を逆にして反対側を溶接する手順となる。表波ビードが十分形成されるように、（１）運棒を後退法とする、（２）高い電流を用いる、（３）溶接速度速くする、（４）アーク電圧を低くして行う必要がある。
【００２５】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図１１に、水平に置いたＨ形鋼柱３Ｃと溶接されたダイアフラム１に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ３Ｃのレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも１.２５〜２倍程度以上厚くして柱３Ｃから２０ｍｍ程度以上突きだしているダイアフラム１とＨ形鋼柱２５とを溶接接合して、柱３Ｃを水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱３Ｃに対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、ダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部の接合方法及びその効果も同じである。
【００２６】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図１２に、水平に置いたＨ形鋼柱３Ｂと溶接された該柱３Ｃからの突き出しのないダイアフラム１に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも３〜６ｍｍ程度以上厚くして、該柱３Ｃから突きだしていないダイアフラム１とＨ形鋼柱３Ｃとを溶接接合して、該柱３Ｃを水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱３Ｃに対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、Ｈ形鋼柱３Ｃとダイアフラムを組合せダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８の接合方法及びその効果も同じである。図１２では、ダイアフラム１の高さ位置と柱３Ｃの高さ位置と柱３Ｃの溶接７の高さ位置はほぼ同じなので、梁フランジ４の裏側すみ肉溶接及び表側継手溶接において下向き溶接と同様に大電流で溶接施工でき得る条件は、開先の下から横方向に水平に広く存在し溶融金属が下側から支えられることで確保されている。そして、ウエブ９と梁フランジ４との溶接を実施して柱梁接合部の溶接を完了させる。
【００２７】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図１３に、建築鉄骨の表波ビード溶接手順を示し、図１３（イ）は水平に置いたＨ形鋼フランジ４に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジ４又はスティフナー２５Ａのレ形開先加工付き端部２５Ａを宛がった状態、又は、水平に置いた鋼管５に対し、水平方向に直角に立てたＨ形鋼梁フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部２５Ａを宛がった状態、図１３（ロ）は開先のない裏側から水平すみ肉溶接又は立向きすみ肉溶接をして開先の中に表波ビード４１を形成する状況、図１３（ハ）は表波ビード４１を形成した初層溶接の上に第２層以降の溶接を行って継手溶接を実施する状況を示す。図１３の（イ）の場合の継手開先セット状況は、開先角度が２０°〜４５°、開先ギャップが０〜８ｍｍで、望むらくは例えば開先角度が３５°程度、開先ギャップが２〜４ｍｍ程度である。図１３の（ロ）では、溶接方法はＴＩＧ溶接・炭酸ガス溶接・ＭＡＧ溶接等を用い、一例として示せば、炭酸ガス溶接を開先の無い裏側から水平すみ肉溶接による表波溶接を実施する場合は、溶接ワイヤ径１.２ｍｍで、溶接電流は２００〜４００アンペア望むらくは２５０〜３５０アンペアを用いる。また、炭酸ガス溶接を開先の無い裏側から立向きすみ肉溶接による表波溶接を実施する場合は、溶接ワイヤ径１.２ｍｍで、溶接電流は１５０〜３５０アンペア望むらくは２００〜３００アンペアを用いる。このようにすれば、開先の在る表側に表波溶接を形成することができ、従来用いていた図２に示すような裏当金１０は不要である。しかも、裏側に安定で両部材に対し脚等５mm以上の大きいビードが形成される。このような裏側に大きな安定したビードは銅などの非消耗製裏当金を用いてもなかなか得られない。従って、図３の不安定な裏波溶接の心配や図４の細くて小さい裏波ビードの心配もない。そして、図５の裏面に施工する肉盛溶接の代用にもなるという効果もある。また、本発明では、柱と梁のＨ形鋼フランジが最初にセットされているので、図６のように、Ｈ形鋼フランジのセット前に肉盛溶接即ち置きビード４２の置く位置を特定する必要もなく、置きビード４２を置いた後でセットする部材５の位置を考えて、置きビード４２の形状と大きさを調整する必要もない。尚、図６では、角形鋼管柱５のセットする位置を想定してその角形鋼管５の裏側に相当する位置で、角形鋼管柱５が無い状態でダイアフラム１の上に予め置きビード４２を施工したのち、角形鋼管柱５を置きビード４２の部分にセットしてから初層溶接を開先の在る表側から片側溶接で行うが、本発明では、初層溶接はＨ形鋼梁をセットした状態で開先の無い裏側から表波ビード溶接として実施ののち開先の在る表側で後続の積層を行い、両側溶接で行う。本発明では、初層溶接は開先の無い裏側から表波ビード溶接として実施ののち開先の在る表側で後続の積層を行い、両側溶接で行う。即ち、図１３（ハ）に示すように、このようにして得られた表波溶接に引き続き、後続のパスで積層を開先の在る表側で、例えば、水平突合せ溶接及びすみ肉溶を実施して継手溶接を完成させる。この場合の溶接電流は、第２層溶接では炭酸ガス溶接で水平突合せ溶接を実施し、溶接ワイヤ径１.２〜１.４ｍｍで、溶接電流は２５０〜４５０アンペア望むらくは３００〜３５０アンペアを用いる。これらの条件は一例であり、溶接ワイヤ、溶接技量等により可変である。通常に従来の横向き溶接を実施する場合は、１００〜２００アンペアであるが、このような安定した表波を形成させ、且つ表側継手溶接において下向き溶接と同様に大電流で溶接施工でき得る条件は、横板即ち水平に置いたＨ形鋼梁フランジ４又は柱５が開先の下から横方向に水平に広く存在し溶融金属が下側から支えられることである。
【００２８】
請求項１に係る発明の他の実施の形態について説明する。図１４に、建築鉄骨で開先ギャップが５〜１０ｍｍと大きい場合の表波ビード溶接手順を示す。図１４（イ）は水平又は垂直に置いたＨ形鋼に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態で置きビードを開先の無い裏側で置きビードを施工する。図１４（ロ）は開先のない裏側から置きビードとＨ形鋼梁フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部との間で水平すみ肉溶接をして表側開先の中に表波ビードを形成する状況、図１４（ハ）は表波ビードを形成した初層溶接の上に第２層以降の溶接を行い、継手溶接を実施する状況を示す。
【００２９】
請求項２に係る発明の実施の形態について説明する。
図１５に、従来工法で製作した角形鋼管５とダイアフラム１を組み合わせた柱体を水平に置いた角形鋼管柱５と溶接されたダイアフラム１に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも１.２５〜２倍程度以上厚くして柱５から２０〜２５ｍｍ程度以上突きだしているダイアフラム１とＨ形鋼梁３Ｂとを溶接接合して、柱５を水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱５に対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、ダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部の接合方法及びその効果も同じである。
【００３０】
請求項２に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図１６に、角形鋼管５、角形鋼管短管５Ｓとダイアフラム１を組み合わせて溶接し、該ダイアフラム１を角形鋼管柱５の外面から突出させず柱体を製作するつばなし工法で製作し、水平に置いた該角形鋼管柱５の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも３〜６ｍｍ程度以上厚くして、柱５から突きだしていないダイアフラム１と角形鋼管柱５とを溶接接合して、柱５を水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱５に対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、角形鋼管柱５、角形鋼管短管５Ｓとダイアフラム１を組合せて柱体を製作し、該ダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ１のレ形開先加工付き端部３８の接合方法及びその効果も同じである。図２２に、つばなし工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱５の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がい表波溶接を実施し、該表波溶接部とつばなし溶接部１７とを重ねて冶金的に一体化させる状況の断面図を示す。表波溶接はＨ形鋼３Ｂの内側から施工することになる。図１６及び図２２では、柱５ダイアフラム１の高さ位置と柱５の高さ位置と柱の溶接高さ位置はほぼ同じなので、梁フランジ４の表側継手溶接において下向き溶接と同様に大電流で溶接施工でき得る条件は、開先の下から横方向に水平に広く存在し溶融金属が下側から支えられることで確保されている。そして、ウエブ９と短管５Ｓとの溶接を実施して柱梁接合部の溶接を完了させる。
【００３１】
また、図１７では、つばなし工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱５の仕口部に対し、水平にＨ形鋼梁３Ｂのフランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示し、該端部３８とダイアフラム１とを表波溶接する実施例を示す。
【００３２】
請求項２に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図１８に、ダイアフラム１と角形鋼管短管５Ｓから構成される溶接組立品即ちサイコロ３２をムクの中実材で置き換えた一体化工法で製作し、水平に置いた角形鋼管柱５の仕口部に対して、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この状態から、レ形開先加工付き端部３８と中実のサイコロ３２を表波溶接し、その表波溶接部と、サイコロ３２と柱５の溶接部７とを合体させる。そして、ウエブ９とサイコロ３２との溶接を実施して柱梁接合部の溶接を完了させる。
【００３３】
請求項２に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図１９に、スロット工法で製作し水平に置いた角形鋼管柱の仕口部の溶接部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図を示す。また、図２３に、スロット工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がい表波溶接を実施する状況の断面図を示す。スロット工法とは、鋼管柱５の側面に梁フランジ４の幅程度の長さから鋼管柱全周長さまで設定できる貫通溝を開けて、鋼管柱５の内側のスロット部分に内ダイアフラムを挿入してその内ダイアフラムと鋼管柱５とを鋼管柱５の外側からスロット溶接を実施する工法をいう。図２３から、内ダイアフラム１の位置はスロット溶接部の位置とほぼ一致しているので、梁フランジ４の設置位置はスロット溶接部１７の中央になる。梁フランジ４をスロット溶接部にセットしたのち図２３に示すように表波溶接を実施する。
【００３４】
請求項２に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図２０は、従来工法で製作し水平に置いた丸形鋼管柱５の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。
従来工法で製作した角形鋼管柱５とダイアフラム１を組み合わせた柱体を水平に置いた丸形鋼管柱５と溶接された四辺形ダイアフラム１に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも１.２５〜２倍程度以上厚くして柱５から２０ｍｍ程度以上突きだしているダイアフラム１とＨ形鋼柱５とを溶接接合して、柱５を水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱５に対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、ダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ４のレ形開先加工付き端部の接合方法及びその効果も同じである。
【００３５】
請求項２に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図２１は、丸形鋼管５の外径とダイアフラム１の辺の長さがほぼ同一で、丸形鋼管５とダイアフラム１から柱体をつばなし工法で製作して水平に置いた丸形鋼管柱５の仕口部ダイアフラム１に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジ４のレ形開先加工付き端部３８を宛がった状態の外観図を示す。この場合、ダイアフラム１は一部を除いて丸形鋼管５から殆どが突出しているので、ダイアフラム１の厚さは、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジ厚よりも１.２５〜２倍程度以上厚くして、ダイアフラム１と丸形鋼管柱５とを溶接接合して、該柱５を水平にした状態にして、そのダイアフラム１の上に柱５に対し直角に立てたＨ形鋼梁３Ｂを乗せ、そのＨ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がったもので、角形鋼管柱とダイアフラムを組合せダイアフラム１の上にＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部３８を宛がう以外は図８と同様であり、Ｈ形鋼梁３Ｂのフランジのレ形開先加工付き端部３８の接合方法及びその効果も同じである。
【００３６】
請求項３に係る発明の実施の形態について説明する。
本発明は、請求項１又は２に係る発明において、図２４（イ）に示すように、
梁フランジ４の開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接４３を行い該梁フランジ４の開先のある表側にビード４１を形成させる場合に、梁３Ｂを部材１，４又は５の上に仮付溶接８して固定したのち、該ビード４１を形成させると共に、該すみ肉溶接４３を１０〜４０ｍｍ望むらくは１５〜２５ｍｍ程度延長して該部材又は該柱体１，４又は５の母材上に肉盛溶接４５を実施し、
しかる後、図２４（ロ）に示すように、該梁端部開先のある表側の突合せ溶接４４を実施すると共に、該突合せ溶接４４を１０〜４０ｍｍ望むらくは１５〜２５ｍｍ延長して該部材又は該柱体１，４又は５の母材上に肉盛溶接４５を実施し、
更に、図２４（ハ）に示すように、梁端部側面の肉盛溶接４６を実施して、梁端で梁幅を増加させることにより、
柱体を製作したのち梁ブラケット３Ｂを取り付けることを特徴とする柱梁接合部の製造方法である。この梁端部側面の肉盛溶接４６のビードは、継手の設計要求に応じてグラインダー仕上げを行い滑らかに仕上げることも可能である。
【００３７】
請求項４に係る発明の実施の形態について説明する。
図２５に、鉛直に設置されたＨ形鋼柱３Ｃ又は鋼管柱５に、Ｈ形鋼梁３を宛がい、該Ｈ形鋼梁３のフランジ４の下側母材上に横向き姿勢で肉盛溶接４２して、その肉盛溶接４２と梁フランジ４とを横向き姿勢又は上向き姿勢で表波溶接４１して、柱と梁を突合せ溶接して接合する断面図を示す。図２５（イ）に示すように、建築鉄骨構造物柱梁接合部において、鉛直に設置したＨ形鋼柱３Ｃ又は鋼管柱５の部材に、レ形開先加工３８した梁フランジ４の端部を水平に宛がい、該梁フランジ４の開先の無い裏側即ち該梁端部の下側の該柱の母材上に溶接トーチ３７を用いて横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接即ち置きビード４２をして、図２５（ロ）に示すように、溶接トーチ３７を用いて、該梁フランジ４の開先の無い裏側から、該肉盛溶接４２と該梁フランジ４の端部との間で横向き又は上向きの溶接を行い、該梁フランジ４の開先の在る表側にビードを形成させて表波ビード４１を得て、しかる後、図２５（ハ）に示すように、表側の該梁端部開先側の溶接１７を実施することにより柱梁接合を行う方法を示す。尚、図２５（ニ）に示すように、図２５（ロ）の表波ビードを形成させる場合に、開先側に非消耗性の銅又は銅合金の当金１２を設置すれば、表波溶接ビード４１の安定な形成に役立たせることも有効である。
【００３８】
請求項４に係る発明の他の実施の形態について説明する。
図２６（イ）に内ダイアフラム１を用いてスロット工法で製作されて鉛直に設置された鋼管柱５のスロット溶接部２２にＨ形鋼梁３を宛がい、該Ｈ形鋼梁フランジ４の下側で柱５の側面の母材又はスロット溶接部２２又はその両方に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接４２して、その肉盛溶接４２と梁フランジ４端部とを表波溶接４１して、次にスロット溶接部と梁フランジとを突き合わせ溶接１７して、柱５と梁ウエブ９と溶接して、柱と梁とを接合する断面図を示す。
図２６（ロ）に、ダイアフラム１が柱５の外面から突出しの無いつばなし工法で製作されて鉛直に設置された鋼管柱５の側面にＨ形鋼梁３を宛がい、ダイアフラム１の端部と梁フランジ４とを突き合わせて、Ｈ形鋼梁フランジ４の下側の柱５の母材上に又は下側鋼管柱５とダイアフラム１との溶接部６上に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接４２して、該肉盛溶接４２と梁フランジ４端部とを表波溶接４１して、次にダイアフラム１と梁フランジ４とを突き合わせ溶接１７して、次に、柱５と梁ウエブ９と溶接して、柱と梁を突合せ溶接１７して接合する断面図示す。この実施例のもう一つの特徴は、該梁の上フランジ４では、溶接部６と溶接部１７とが重ねられて冶金的に一体化し、該梁の下フランジ４では、溶接部６と溶接部４２，４１が重ねられて冶金的に一体化していることである。
なお、図２６（ハ）に示すように、ダイアフラムを柱５の外面から２０〜２５ｍｍ程度突出させて該ダイアフラム１の端部の上に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接４２して、その肉盛溶接４２と梁フランジ４端部とを表波溶接４１して、次にダイアフラム１と梁フランジ４とを突き合わせ溶接１７する方法である。
図２６（ニ）に、従来工法のダイアフラム１とと仕口部柱短管から構成される部材を中実のサイコロに置き換えた一体化サイコロ２Ａが柱５の外面から突出しの無い状態で製作されて鉛直に設置された鋼管柱５の側面にＨ形鋼梁３を宛がい、該サイコロ２Ａの側面と梁フランジ４とを突き合わせて、Ｈ形鋼梁フランジ４の下側の柱５のサイコロ２Ａ又は下側鋼管柱５とサイコロ２Ａとの溶接部６上に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接４２して、該肉盛溶接４２と梁フランジ４端部とを表波溶接４１して、次に一体化サイコロ２Ａと梁フランジ４とを突き合わせ溶接１７して、次に、柱５の一体化サイコロ２Ａと梁ウエブ９と溶接して、柱と梁を突合せ溶接１７して接合する断面図示す。この実施例のもう一つの特徴は、該梁の上フランジ４では、溶接部６と溶接部１７とが重ねられて冶金的に一体化し、該梁の下フランジ４では、溶接部６と溶接部４２，４１が重ねられて冶金的に一体化していることである。
【００３９】
請求項５に係る発明の実施の形態について説明する。
図２７（イ）〜（ホ）に、請求項１、２、３、又は４に係る発明において、該梁フランジ４の表側開先３８内に水冷又は非水冷の銅製又は銅合金製の当金１２、又は、ガラス繊維、フラックス、セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式当材１２Ａを当てて、開先３８の無い裏側から、請求項１、２、３に係る発明にあっては水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、請求４に係る発明にあっては横向き姿勢又は上向き姿勢溶接を実施して、開先３８の在る表側にビード即ち表波ビード４１を形成させる方法を示す。図２７（イ）は、ダイアフラム１の縁端部、梁フランジ４の外面又は柱５の外面に対し、梁フランジ４を直角方向に宛がった状況を示し、図２７（ロ）は、図２７（イ）のセットに対し開先３８内に四辺形又は多角形の銅又は銅合金製の非消耗式当金１２又はガラス繊維、フラックス、セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式当材１２Ａを宛がい、フランジ４の開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を実施して表波ビード４１を形成させる状況を示し、図２７（ハ）は、図２７（ロ）の表波溶接実施後、フランジ４の開先の在る表側から突合せ溶接を実施する状況を示し、
図２７（ニ）と（ホ）は、図２７（ロ）で使用した四辺形又は多角形の銅又は銅合金製の非消耗式当金１２の代わりに、それぞれ丸棒又は丸パイプの非消耗性銅又は銅合金当金１２を用いた場合の表波溶接実施状況を示す。丸棒又は丸パイプの非消耗性銅又は銅合金当金１２の外径は、４ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、望むらくは５ｍｍ〜１２ｍｍ底である。丸パイプの場合は、水冷用の冷却水を流すこともできる。図２７（ロ）〜（ホ）の溶接条件は、請求項１、２、３、又は４に係る発明において、実施例で述べたとおりである。
【００４０】
請求項５に係る発明の実施の形態について説明する。
図２８（イ）に、該梁フランジ４の少なくとも表側開先内に金属粉、カットワイヤ、又はこれらの混合物４７を充填又は設置して、開先の無い裏側から、請求項１、２、３に係る発明においては水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、請求項４に係る発明においては横向き姿勢又は上向き姿勢溶接を実施して、は開先の在る表側にビードを形成させる方法を示す。金属粉は純鉄又は合金鋼で１０〜４００メッシュ程度のもの、カットワイヤは純鉄又は合金鋼でない。直径０.５〜２.４ｍｍ程度の細断したものが望ましい。
図２８（ロ）に、該梁フランジ４の少なくとも表側開先内に被覆アーク溶接棒４８を設置して、開先の無い裏側から、請求項１、２、３に係る発明においては水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、請求項４に係る発明においては横向き溶接又は上向き溶接を実施して、開先の在る表側にビードを形成させる方法を示す。被覆アーク溶接棒４８は、低水素系溶接棒、イルミナイト系溶接棒、高酸化チタン系溶接棒、鉄粉系溶接棒の直径３.２〜６ｍｍのものが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来の建築鉄骨柱梁接合部の立体図の一例
【図２】従来の建築鉄骨柱梁接合部の鋼管・ダイアフラム・梁フランジ接合部の断面図
【図３】部材端部に水冷又は非水冷の銅製当て金をあてがい肉盛溶接をした断面図の一例
【図４】部材端部に薄い鋼板をあてがい、肉盛溶接をした断面図の一例
【図５】部材４の端部に肉盛溶接し部材端部及び肉盛溶接部１４を共に開先加工した状態の断面図
【図６】部材４の端部に肉盛溶接１４と開先加工をして継手の相手部材１６にあてがい、継手溶接を実施した状態の断面図
【図７】柱だけ先行して製作し梁ブラケットを取り付ける柱体製作（工法）
【図８】水平に置いたＨ形鋼柱に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ及びスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図９】水平に置いたＨ形鋼梁に対し、直角に立てたＨ形鋼柱フランジ及びスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１０】水平に置いたＨ形鋼に対し、直角に立てたスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の正面図。（イ）はＨ形鋼母材に設置した場合、（ロ）はＨ形鋼を溶接接合部の上に設置した場合
【図１１】水平に置いたＨ形鋼柱と溶接されたダイアフラムに対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１２】水平に置いたＨ形鋼柱と溶接されたダイアフラムに対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１３】建築鉄骨の表波ビード溶接手順。（イ）は水平に置いたＨ形鋼又は鋼管柱に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がった状態、（ロ）は開先のない裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接をして開先の中に表波ビードを形成する状況、（ハ）は表波ビードを形成した初層溶接の上に第２層以降の溶接を行い継手溶接を実施する状況を示す。
【図１４】建築鉄骨で開先ギャップが大きい場合の表波ビード溶接手順。
【図１５】従来工法で製作し水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１６】つばなし工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１７】つばなし工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、水平にＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１８】一体化工法で製作し水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図１９】スロット工法で製作し水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図２０】従来工法で製作し水平に置いた丸形鋼管柱の仕口部に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図２１】つばなし工法で製作して水平に置いた丸形鋼管柱の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がった状態の外観図
【図２２】つばなし工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がい表波溶接を実施する状況の断面図
【図２３】スロット工法で製作して水平に置いた角形鋼管柱の仕口部に対し、鉛直に立てたＨ形鋼梁フランジのレ形開先加工付き端部を宛がい表波溶接を実施する状況の断面図
【図２４】鉛直に立てた梁フランジの開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い該梁フランジの開先のある表側にビードを形成させると共に、該すみ肉溶接を延長して母材上に肉盛溶接４５を実施する方法の外観図
【図２５】鉛直に設置されたＨ形鋼柱フランジ又は鋼管柱にＨ形鋼梁を宛がい、Ｈ形鋼梁フランジの下側母材上に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接して、その肉盛溶接と梁フランジ端部とを表波溶接して、柱と梁を突合せ溶接して接合する断面図
【図２６】スロット工法又はつばなし工法で製作されて鉛直に設置された鋼管柱にＨ形鋼梁を宛がい、Ｈ形鋼梁フランジの下側母材上に横向き姿勢又は上向き姿勢で肉盛溶接して、その肉盛溶接と梁フランジ端部とを表波溶接して、柱と梁を突合せ溶接して接合する断面図
【図２７】梁フランジ表側開先内に水冷又は非水冷の銅製又は銅合金製の当金、又は、ガラス繊維、フラックス、セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式当材を当てて、開先の無い裏側から、表波溶接を実施する方法の説明図
【図２８】梁フランジ表側開先内に金属粉、カットワイヤ、被覆溶接棒又はこれらの混合物を充填又は設置して、開先の無い裏側から表波溶接を実施する方法の説明図
【符号の説明】
【００４２】
１ 建築鉄骨柱梁接合部のダイアフラム
１Ａ 建築鉄骨柱梁接合部のＨ形鋼フランジ
１Ｔ 建築鉄骨柱梁接合部の厚板の内ダイアフラム
１Ｕ 建築鉄骨柱梁接合部の薄板の内ダイアフラム
２ サイコロ。１と２から構成される部材をサイコロという。
２Ａ 一体化サイコロ。ダイアフラム１と仕口部柱短管から構成される部材を中実のサイコロにしたもの。
３ Ｈ形鋼梁
３Ａ 異なった方向から柱に接合されるＨ形鋼梁
３Ｂ Ｈ形鋼梁ブラケット
３Ｃ Ｈ形鋼柱
４ Ｈ形鋼梁フランジ
４Ａ Ｈ形鋼梁フランジ端部断面
５ 鋼管による柱又はシャフト
５Ｓ 角形鋼管短管
５Ｗ 鋼管による柱とＨ形鋼ウエブ又はスティフナーを取り付ける溝溶接部又はスロット溶接部
６ 鋼管とダイアフラムとの溶接
７ 梁フランジとダイアフラムとの溶接
８ 仮付又は組立溶接
９ Ｈ形鋼梁ウエブ
１０ 裏当金
１１ スカラップ
１２ 非消耗式当金（銅、銅合金など）で、その断面形状は四辺形・丸棒・丸パイプである。
１２Ａ ガラス繊維、フラックス、セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式当材
１３ Ｈ形鋼フランジ
１４ 部材裏面又は表面に施工された肉盛溶接
１５ 肉盛溶接部１４及び母材を含めた開先面
１６ 相手部材
１７ 継手溶接
１８ 部材４の板厚又は肉厚
１９ 部材１６と４の溶接部の実効のど厚
２０ 梁フランジ側面・上面又は裏面の肉盛溶接
２１ 梁応力集中部
２２ 鋼管による柱と内ダイアフラム又はＨ形鋼フランジを取り付ける溝溶接又はスロット溶接部
２３ 鋼管とＨ形鋼梁ウエブとの溶接
２４ Ｈ形鋼フランジ又は内ダイアフラムの中央に開けた貫通孔
２４Ａ Ｈ形鋼フランジ又は内ダイアフラムの角部に開けた貫通孔
２５ 柱のＨ形鋼ウエブ
２５Ａ スティフナー
２６ フランジと柱内Ｈ形鋼ウエブとを接合するすみ肉溶接又は突合せ溶接
３１ 初層ルート溶接
３２ 柱梁接合部に用いる中実のサイコロ
３３ 仮付溶接
３４ 柱体
３５ 溶接部材
３６ 裏波溶接
３７ 溶接トーチ
３８ レ形開先
３９ Ｈ形鋼フランジレ形開先
４０ スティフナーのレ形開先
４１ 表波ビード
４２ 置きビード（肉盛溶接ビード）
４３ Ｈ形鋼フランジ開先裏面のすみ肉溶接
４４ Ｈ形鋼フランジ開先側の突合せ溶接
４５ 母材への延長肉盛溶接
４６ Ｈ形鋼フランジ側面の肉盛溶接
４７ 金属粉、カットワイヤ、又はこれらの混合物
４８ 被覆アーク溶接棒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築鉄骨構造物において、
水平に置いたＨ形鋼柱又はその溶接部の部材に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がうか、又は、
水平に置いたＨ形鋼梁又はその溶接部の部材に対し、直角に立てたＨ形鋼柱フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がい、
該部材と該端部とを該端部の開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行うことにより、
該端部の開先のある表側に該すみ肉溶接による溶接ビードを形成させて、
しかる後、該表側の該梁端部開先側の突合せ溶接を実施する方法
【請求項２】
建築鉄骨構造物において、
角形鋼管、又は円形鋼管により、梁ブラケットを取り付ける前の一節の柱体を製作して、
水平に置いた該柱体の仕口部に、鉛直又は水平にしたＨ形鋼ブラケット梁のレ形開先加工付きフランジ端部を宛がい、
該仕口部と該端部とを該梁フランジの開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、該梁フランジの開先のある表側にビードを形成させて、
しかる後、該梁端部開先のある表側の溶接を実施することにより、
柱を製作したのち梁ブラケットを取り付けることを特徴とする柱梁接合部の製造方法
【請求項３】
請求項１又は２に係る発明において、
梁フランジの開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い該梁フランジの開先のある表側にビードを形成させる場合に、該ビードを形成させると共に、該すみ肉溶接を延長して該部材又は該柱体の母材上に肉盛溶接を実施し、
しかる後、該梁端部開先のある表側の突合せ溶接を実施すると共に、該突合せ溶接を延長して該部材又は該柱体の母材上に肉盛溶接を実施し、
更に、梁端部側面の肉盛溶接を実施して、梁端で梁幅を増加させることにより、
柱体を製作したのち梁ブラケットを取り付けることを特徴とする柱梁接合部の製造方法
【請求項４】
建築鉄骨構造物柱梁接合部において、
鉛直に設置したＨ形鋼柱又は鋼管柱の部材に、レ形開先加工した梁フランジ端部を水平に宛がった状態で、
該梁フランジの開先の無い裏側において、該梁端部の下側の該柱の母材上に横向き姿勢で肉盛溶接を実施して、
該梁フランジの開先の無い裏側から、該肉盛溶接と該梁フランジ端部との間で横向き又は上向きの溶接を行い、該梁フランジの開先の在る表側にビードを形成させて、
しかる後、表側の該梁端部開先側の溶接を実施することにより柱梁接合を行う方法
【請求項５】
請求項１、２、３、又は４に係る発明において、
該梁フランジ表側のレ形開先内に水冷又は非水冷の銅製又は銅合金製の当金、
又は、ガラス繊維、フラックス、セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式当材を当てて、
該開先の無い裏側から水平すみ肉溶接、立向すみ肉溶接、横向き溶接又は上向き溶接を行い、開先の在る表側にビードを形成させる方法
【請求項６】
請求項１、２、３、又は４に係る発明において、
少なくとも該梁フランジ表側のレ形開先内に金属粉、カットワイヤ、被覆溶接棒又はこれらの混合物を充填又は設置して、該開先の無い裏側から水平すみ肉溶接、立向すみ肉溶接、横向き溶接又は上向き溶接を行い、開先の在る表側にビードを形成させる方法
【請求項１】
建築鉄骨構造物において、
水平に置いたＨ形鋼柱又はその溶接部の部材に対し、直角に立てたＨ形鋼梁フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がうか、又は、
水平に置いたＨ形鋼梁又はその溶接部の部材に対し、直角に立てたＨ形鋼柱フランジ又はスティフナーのレ形開先加工付き端部を宛がい、
該部材と該端部とを該端部の開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行うことにより、
該端部の開先のある表側に該すみ肉溶接による溶接ビードを形成させて、
しかる後、該表側の該梁端部開先側の突合せ溶接を実施する方法
【請求項２】
建築鉄骨構造物において、
角形鋼管、又は円形鋼管により、梁ブラケットを取り付ける前の一節の柱体を製作して、
水平に置いた該柱体の仕口部に、鉛直又は水平にしたＨ形鋼ブラケット梁のレ形開先加工付きフランジ端部を宛がい、
該仕口部と該端部とを該梁フランジの開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い、該梁フランジの開先のある表側にビードを形成させて、
しかる後、該梁端部開先のある表側の溶接を実施することにより、
柱を製作したのち梁ブラケットを取り付けることを特徴とする柱梁接合部の製造方法
【請求項３】
請求項１又は２に係る発明において、
梁フランジの開先の無い裏側から水平すみ肉溶接又は立向すみ肉溶接を行い該梁フランジの開先のある表側にビードを形成させる場合に、該ビードを形成させると共に、該すみ肉溶接を延長して該部材又は該柱体の母材上に肉盛溶接を実施し、
しかる後、該梁端部開先のある表側の突合せ溶接を実施すると共に、該突合せ溶接を延長して該部材又は該柱体の母材上に肉盛溶接を実施し、
更に、梁端部側面の肉盛溶接を実施して、梁端で梁幅を増加させることにより、
柱体を製作したのち梁ブラケットを取り付けることを特徴とする柱梁接合部の製造方法
【請求項４】
建築鉄骨構造物柱梁接合部において、
鉛直に設置したＨ形鋼柱又は鋼管柱の部材に、レ形開先加工した梁フランジ端部を水平に宛がった状態で、
該梁フランジの開先の無い裏側において、該梁端部の下側の該柱の母材上に横向き姿勢で肉盛溶接を実施して、
該梁フランジの開先の無い裏側から、該肉盛溶接と該梁フランジ端部との間で横向き又は上向きの溶接を行い、該梁フランジの開先の在る表側にビードを形成させて、
しかる後、表側の該梁端部開先側の溶接を実施することにより柱梁接合を行う方法
【請求項５】
請求項１、２、３、又は４に係る発明において、
該梁フランジ表側のレ形開先内に水冷又は非水冷の銅製又は銅合金製の当金、
又は、ガラス繊維、フラックス、セラミックス、被覆アーク溶接棒又はこれらの混合物による消耗式当材を当てて、
該開先の無い裏側から水平すみ肉溶接、立向すみ肉溶接、横向き溶接又は上向き溶接を行い、開先の在る表側にビードを形成させる方法
【請求項６】
請求項１、２、３、又は４に係る発明において、
少なくとも該梁フランジ表側のレ形開先内に金属粉、カットワイヤ、被覆溶接棒又はこれらの混合物を充填又は設置して、該開先の無い裏側から水平すみ肉溶接、立向すみ肉溶接、横向き溶接又は上向き溶接を行い、開先の在る表側にビードを形成させる方法
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００７−２１５６１（Ｐ２００７−２１５６１Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１００５２（Ｐ２００５−２１００５２）
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（５０３３１８５１８）株式会社アークリエイト (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（５０３３１８５１８）株式会社アークリエイト (16)
【Ｆターム（参考）】
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