熱間圧延山形鋼、柱梁接合部コア用角形鋼管、柱梁接合部コア、及び柱梁接合部構造
【課題】溝形鋼によらない鋼材２丁合わせ溶接により、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を容易に製造可能にする。
【解決手段】Ｈ形鋼梁との柱梁接合部とされるノンダイアフラム型の柱梁接合部コア１用の角形鋼管１を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼１１である。一方のフランジ１１ｂが他方のフランジ１１ａより山形鋼の板厚ｔ分短い。短いフランジ１１ｂの先端部にレ形開先面１１ｃ（又はＫ開先面）を有する。２つの山形鋼１１を方形に仮組みし、この仮組み状態で突き合わされるフランジ先端部どうしを互いに溶接接合して柱梁接合部コア用１’の角形鋼管１が得られる。熱間圧延された山形鋼１１をそのまま用いた２丁合わせ溶接で正方形の柱梁接合部コア用の角形鋼管を製造できる。
【解決手段】Ｈ形鋼梁との柱梁接合部とされるノンダイアフラム型の柱梁接合部コア１用の角形鋼管１を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼１１である。一方のフランジ１１ｂが他方のフランジ１１ａより山形鋼の板厚ｔ分短い。短いフランジ１１ｂの先端部にレ形開先面１１ｃ（又はＫ開先面）を有する。２つの山形鋼１１を方形に仮組みし、この仮組み状態で突き合わされるフランジ先端部どうしを互いに溶接接合して柱梁接合部コア用１’の角形鋼管１が得られる。熱間圧延された山形鋼１１をそのまま用いた２丁合わせ溶接で正方形の柱梁接合部コア用の角形鋼管を製造できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼、及び、これを用いて製造した柱梁接合部コア用角形鋼管、及び、この角形鋼管による柱梁接合部コア、及び、この柱梁接合部コアを用いた柱梁接合部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
角形鋼管柱とＨ形鋼梁との柱梁接合部には、従来、角形鋼管柱の内側にダイアフラムを取り付ける内ダイアフラム工法、又は、角形鋼管柱と同一サイズの短尺角形鋼管の両端面にダイアフラム（いわゆる通しダイアフラム）を取り付ける通しダイアフラム工法がある。
【０００３】
かかるダイアフラム工法は、Ｈ形鋼梁のフランジをダイアフラムの位置に一致させる必要があるので、異なる梁成（梁の高さ寸法）のＨ形鋼梁を接合する場合は、各フランジ位置にそれぞれダイアフラムを介在させるか、あるいは、ダイアフラム位置に合わせて梁の端部をハンチ加工（梁の端部を梁成がテーパ状に変化する形状とする加工）するなど、煩雑な加工を要する。
【０００４】
上記の煩雑なダイアフラム工法に対して、図９（イ）、（ロ）に示すように充分な肉厚を持つダイアフラムなしの柱梁接合部コア１’（５２’）を柱２と梁３との接合部に設け、梁３に作用する曲げモーメント等の応力を、このダイアフラムなし柱梁接合部コア１’（５２’）を介して鋼管柱２に伝達するいわゆるノンダイアフラム工法がある。
図９（ロ）で角形鋼管柱２の辺寸法をＡ０、板厚をｔ０、柱梁接合部コア１’（５２’）の辺寸法をＡ、板厚をｔで示す。
【０００５】
この種のダイアフラムなしの柱梁接合部コア（ノンダアフラムコアと呼ぶ）用の角形鋼管として、鋳造により製造される角形鋼管がある。この角形鋼管は、柱及び梁のサイズに対応する断面及び高さを持つ角形鋼管が得られる鋳型を用いて鋳造する（特許文献１、特許文献２）。
【０００６】
また、ノンダアフラムコア用の角形鋼管として、鋳造によらずに、２つの鋼材を四角形断面に組み合わせて溶接接合した二鋼材溶接角形鋼管がある。
この種の従来の二鋼材溶接角形鋼管は、図１１のように、２本の溝形鋼５１を互いに向き合わせ、フランジの先端同士を突き合わせ溶接した構造である。製造した角形鋼管５２を所定長さに切断すればダイアフラムが不要な接合部コア５２’として用いることができる。この接合部コア５２’は対向する２辺の中央に溶接ビードｗができる。
特許文献３（実開昭５４−１１６９１０ 内側隅部に膨出隅肉を有する角形鋼管柱）は、ノンダアフラムコアを想定しているものでなく、ダイアフラムを不要とする剛性の高い角形鋼管柱を得るためのものであるが、熱間圧延で製造した内側隅部に膨出隅部を持つ特殊断面の溝形鋼を２丁合わせに溶接接合（すなわち互いに向き合わせ、フランジの先端同士を突き合わせ溶接接合）して角形鋼管柱とするものである。この角形鋼管柱を所定長さに切断してノンダアフラムコアとすることができる。
特許文献４（特許２９１５１４９号 角形鋼管柱）も、特許文献１と同じく、ノンダアフラムコアを想定しているものでなく、ダイアフラムを不要とする剛性の高い角形鋼管柱を得るためのものであり、特許文献３と概ね同じある。
【特許文献１】特公昭４９−１７４５１
【特許文献２】特開２００１−２４８２３４
【特許文献３】実開昭５４−１１６９１０
【特許文献４】特許２９１５１４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の鋳造による製造方法は、基本的には1個造りなので、製造能率が低く、製造コストが極めて高くなる。
また、特殊断面の溝形鋼を２丁合わせ溶接して角形鋼管を製造する方法は、特殊断面の溝形鋼の製造コストが高く、角形鋼管のコストが高くなり、柱梁接合部コアのコストが高くなる等の欠点がある。
製造能率が低くコストの極めて高くなる鋳造法によらずに、鋼材の２丁合わせ溶接方式で、溝形鋼の２丁合わせ溶接法よりコストその他の点でさらに有利なノンダイアフラム型の柱梁接合部コアを製造できることが望まれる。
【０００８】
ところで、鉄骨構造建築物における柱２と梁３との接合部は、図１０に示すように、隅柱の場合と、側柱の場合と、中柱の場合とで、接合態様が異なる。
隅柱では、その両側の梁は、隅柱の隅と反対の内側の二面ａのそれぞれ幅方向外側縁に寄せた位置に接合される。
側柱では、側方に向く左右の梁が側柱の左右側面ｂにおける幅方向外側縁に寄せた位置に接合され、内側に向く梁が側柱の内側の面ｃの幅方向中央の位置に接合される。
中柱では、四方の梁がいずれも中柱の４つの面ｃのそれぞれ幅方向中央の位置に接合される。
【０００９】
したがって、柱２と梁３との接合部に溝形鋼２丁合わせの接合部コア５２’を用いる場合、接合部コア５２’における溶接ビードｗの位置との関係で、図１２、図１３に示すような柱梁接合態様となる。
すなわち、隅柱では、図１２（イ）、図１３（イ）に示すように、一方の梁３ａのフランジが必ず接合部コア５２’の溶接ビードｗと干渉する（突き当たる）。他方の梁３ｂは干渉しない。
側柱では、図１２（ロ）に示すように、左右の梁３ｃ、３ｄは溶接ビードｗと干渉しないが、内側に向く梁３ｅは図１３（ロ）にも示すように、そのウエブ部分で溶接ビードｗと干渉する。
中柱では、図１２（ハ）、図１３（ロ）に示すように、四方の梁３のうちの二方の梁３ｆ、３ｇが必ずウエブ部分で溶接ビードｗと干渉する。他の二方の梁３ｈ、３ｉは干渉しない。
【００１０】
接合部コアの溶接ビードは盛り上がっているので、上記のように梁のウエブ部分やフランジが接合部コアの溶接ビードと干渉する部分では、溶接ビードのその干渉部分を削って表面を平らにしなければならない。溶接ビードの研削は通常、ディスクグラインダを溶接ビードに押し当てて研削するが、その研削作業は容易な作業ではなく多大な工数を要し、鉄骨骨組の組立ての施工性が悪い。
【００１１】
本発明は上記背景のもとになされたもので、溝形鋼によらない鋼材２丁合わせ溶接によりノンダイアフラム型の柱梁接合部コアを容易に製造可能にすることを目的とし、また、Ｈ形鋼の梁を柱梁接合部コアに溶接接合する際に、隅柱、側柱、中柱のいずれの場合でもＨ形鋼梁が接合部コアの溶接ビード部分と干渉することを容易に避けることを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する請求項１の発明は、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼であって、
一方のフランジが他方のフランジより前記山形鋼の板厚分短いとともに、前記短いフランジの先端部に、フランジ外面側に傾斜したレ形開先面を有する断面形状であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼であって、
一方のフランジが他方のフランジより約山形鋼板厚程度短いとともに、前記短いフランジの先端部に、板厚の内外両側の傾斜面を持つＫ開先面を有する断面形状であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管であって、
請求項１又は２のいずれか記載の山形鋼を２つ方形に仮組みし、この仮組み状態で突き合わされるフランジ先端部どうしを互いに溶接接合した構成であることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コアであって、
請求項３の柱梁接合部コア用角形鋼管を所定長さに切断して構成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、Ｈ形鋼の梁と角形鋼管柱とを接合する柱梁接合部構造であって、
角形鋼管柱である上下階の隅柱が請求項４の柱梁接合部コアを介して溶接接合されるとともに、当該柱梁接合部コアは、その２箇所の溶接部を結ぶ対角線方向が、当該隅柱の両側のＨ形鋼梁のなす直角を２等分する方向となるような配置で両側のＨ形鋼梁と溶接接合されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、Ｈ形鋼の梁と角形鋼管柱とを接合する柱梁接合部構造であって、
角形鋼管柱である上下階の側柱が請求項４の柱梁接合部コアを介して溶接接合されるとともに、当該柱梁接合部コアは、山形鋼の前記開先面を有さない方のフランジが左右の面となるような配置で左右のＨ形鋼梁と溶接接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１あるいは請求項２の山形鋼は、一方のフランジが他方のフランジより山形鋼の板厚分短いとともに、前記短いフランジの先端部にレ形開先面あるいはＫ開先面を有する断面形状なので、この山形鋼の２丁合わせ溶接による正方形の柱梁接合部コア用の角形鋼管の製造は容易である。
すなわち、熱間圧延された素材の段階で既に開先面を有しており、別途開先加工を行うことが不要なので、請求項３のように、２つの山形鋼を方形に仮組みし、この仮組み状態で突き合わされるフランジ先端部どうしを互いに溶接接合して、正方形の柱梁接合部コア用の角形鋼管を製造することが容易である。
【００１９】
請求項５の柱梁接合部構造によれば、Ｈ形鋼の梁が、隅柱に用いられた柱梁接合部コアの溶接ビードと干渉しないようにすることが可能である。
これにより、ディスクグラインダで溶接ビードを削るという容易でない作業が全く不要となり、鉄骨骨組の組立ての施工性が大幅に向上する。
請求項６の柱梁接合部構造によれば、Ｈ形鋼の梁が、側柱に用いられた柱梁接合部コアの溶接ビードと干渉しないようにすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の柱梁接合部コア用角形鋼管製造用の山形鋼、及び、これを用いて製造した角形鋼管、及び、この角形鋼管による柱梁接合部コア、及び、この柱梁接合部コアを用いた柱梁接合部構造の実施例を、図１〜図１０ 参照して説明する。
【実施例１】
【００２１】
図４に本発明の一実施例の柱梁接合部コア用角形鋼管製造用の山形鋼１１を示す。
この山形鋼１１は、熱間圧延による山形鋼であり、長さが山形鋼の板厚分互いに異なるフランジ１１ａ、１１ｂを有する不等辺の山形鋼であり、短いフランジ１１ｂの先端部に、図示のようにフランジ外面側に傾斜したレ形開先面１１ｃを有する断面形状である。ここで、山形鋼の直角を挟むフランジ面をフランジ内面、その反対側をフランジ外面とする。
山形鋼１１の長いフランジ１１ａの長さをＢ、短いフランジ１１ｂの長さをＢ’、板厚をｔで示す。
この山形鋼１１の開先面１１ｃのある短いフランジ１１ｂの長さＢ’は、長いフランジ１１ａの長さＢより山形鋼の板厚ｔ分短い。
開先面１１ｃの角度は例えば２０°程度である。
長いフランジ１１ａの長さＢは柱梁接合部コアの辺寸法Ａに等しく、したがって、角形鋼管柱の辺寸法Ａ０より若干長い（図９（ロ）参照）。
【００２２】
図１は上記の山形鋼１１を用いて製造した柱梁接合部コア用角形鋼管１の断面図、図２は図１の柱梁接合部コア角形鋼管１の断面を角形鋼管柱２の断面と対比させた図、図３は図１の角形鋼管１を製造する要領を説明する図である。
【００２３】
上記の柱梁接合部コア用角形鋼管（以下、場合により単に角形鋼管という）１は、先に説明した図９に示すように角形鋼管柱２とＨ形鋼梁３との柱梁接合部とされる柱梁接合部コア１’に用いる角形鋼管であり、後述するように、前記山形鋼１１の２丁合わせ溶接により製造される。
そして、この角形鋼管１を所定長さに切断すれば、柱梁接合部コア１’が得られる。したがって、図１、図２は柱梁接合部コア１’の断面図でもある。
この柱梁接合部コア１’はダイアフラムなしの柱梁接合部コアであり、柱２と梁３との接合部に設けられて、梁３に作用する曲げモーメント等の応力を、このダイアフラムなし柱梁接合部コア１’を介して鋼管柱２に伝達する。
【００２４】
この柱梁接合部コア１’用の角形鋼管１は、前記山形鋼１１の２丁合わせ溶接により製造される。
すなわち、一方の山形鋼１１の短辺（短いフランジ）１１ｂの先端の開先部１１ｃが他方の山形鋼１１の長辺（長いフランジ）１１ａの先端部内面に対向するような態様で仮組みし、短辺１１ｂの先端の開先部１１ｃと長辺１１ａの先端部内面との間を、裏当て金１２を添えて溶接接合すると、四角形の１つの対角線方向にのみ溶接部がある二鋼材溶接角形鋼管である柱梁接合部コア用の角形鋼管１が得られる。
具体的な実施例について説明すると、山形鋼１１を２本、図３に示すように、一方の山形鋼１１の短辺１１ｂの先端の開先部１１ｃが他方の山形鋼１１の長辺１１ａの先端部内面にルートギャップｇをあけて対向するようにして、角形鋼管柱２の断面の辺寸法Ａ０より若干大きな辺寸法の方形に仮組みする。その際、方形の角を挟む２辺のうちの一方の辺（図３で縦辺）の長さＡ（＝Ｂ（山形鋼１１の長いフランジ１１ａの長さ））に対して、他方の辺（図３の横辺）の長さＣが溶接時の縮み代ｄだけ大きい方形に仮組みする（すなわち、Ｃ＝Ａ＋ｄ）。
素材の山形鋼１１の短辺（短いフランジ）１１ｂの長さＢ’は、長辺（長いフランジ）１１ａの長さＢよりｔ＋α（α＝ルートギャップｇ−溶接時の縮み代ｄ）だけ短くするとよい。ルートギャップｇは適切な長さに取る。
また、この仮組みに際して、前記長辺先端部内面の長辺先端から板厚相当距離ｔの位置に裏当て金１２を接合し、この裏当て金１２に短辺１１ｂの先端部を載せ、その状態で、短辺先端と長辺先端部内面とを溶接接合する。図３の横辺寸法Ｃは溶接縮みｄにより縦辺寸法Ａと等しく（Ｃ−ｄ＝Ａ）なり、また縦辺寸法Ａの溶接縮みは無視できるから、図１のような、縦横両辺とも寸法Ａである正方形の角形鋼管１が得られる。図１等において溶接金属部をハッチングで示す。
この角形鋼管１を所定の長さに切断して柱梁接合部コア１’が得られる。
【００２５】
この柱梁接合部コア１’を用いる鉄骨骨組の柱は、図９で説明した通り、上下階の角形鋼管柱２がこの柱梁接合部コア１’を介して溶接接合された構造であるが、この鉄骨骨組における柱梁接合部コア１’と梁３との接合部は、図６（イ）、（ロ）、（ハ）のような接合態様とする。
すなわち、隅柱では、図６（イ）のように、柱梁接合部コア１’を、その２箇所の溶接部（溶接ビードｗ）を結ぶ対角線方向が、当該隅柱の両側の梁３ａ、３ｂのなす直角を２等分する方向（１点鎖線Ｍの方向）となるように配する。
この態様でＨ形鋼の梁３が柱梁接合部コア１’の面に溶接接合される場合、図から明らかな通り、梁３が柱梁接合部コア１’の溶接ビードｗと干渉することはない。
また、側柱では、図６（ロ）のように、柱梁接合部コアの長辺１１ａが側柱の左右面となるように配する。これにより左右の梁３ｃ、３ｄが溶接ビードｗと干渉することはない。また、中柱側に向かう梁３ｅは柱梁接合部コア１’の幅方向中央に位置するので、そしてＨ形鋼である梁３のフランジの幅は柱梁接合部コア１’の幅より充分短いので、梁３ｅが柱梁接合部コア１’の溶接ビードｗと干渉することはない。
また、中柱では、図６（ハ）に示すように、四方の梁３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉがいずれも接合部コア１’の面の幅方向中央の位置に接合されるので、四方のいずれの梁３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉも柱梁接合部コア１’の溶接ビードｗと干渉しない。
上記の通り、この柱梁接合部コア１’によれば、隅柱、側柱、中柱のいずれに用いる場合でも、梁３が柱梁接合部コア１’の溶接ビードｗと干渉することはない。
【００２６】
なお、上記の柱梁接合部コア１’は、隅柱の場合、図７（イ）のような配置とすると、一方の梁３ｂのフランジが溶接ビードｗと干渉するので、そのような配置とはしない。
また、側柱の場合、図７（ロ）のような配置とすると、左右の一方の梁３ｄのフランジが溶接ビードｗと干渉するので、そのような配置とはしない。
中柱の場合、柱梁接合部コア１’をどのような向きに配置しても、梁３が溶接ビードｗと干渉することはないので、柱梁接合部コア１’の向きに特に制限はない。
【００２７】
上記柱梁接合部構造における角形鋼管柱２及びＨ形鋼梁３のサイズについての具体例を、図８を参照して説明する。
柱梁接合部コアのサイズとして□200mm（Ao＝200mm）または、□250mm（Ao＝250mm）、溶接ビードが角部から50mm以下の位置にある断面での例を示す。なお、柱梁接合部コアのサイズ□２００あるいは□２５０とは、Ao＝200mmの角形鋼管柱あるいはAo＝250mmの角形鋼管柱に用いる柱梁接合部コアという意味であり、柱梁接合部コアの実際の辺寸法Ａは前述した通りＡ０より若干長い。
柱梁接合部コアの幅方向中央の位置に配置されるH形鋼梁の場合、□200mmの柱梁接合部コアに対してH200×100(フランジ幅Ｅ＝100mm)のフランジ幅以下のH形鋼梁では溶接ビードとH形鋼のフランジは干渉することはない。同様に、□250mmの柱梁接合部コアに対してH300×150(フランジ幅Ｅ＝150mm)のフランジ幅以下のH形鋼梁では溶接ビードとH形鋼のフランジは干渉することはない。
一方、柱梁接合部コアの幅方向端縁に一方のフランジ端を合せて配置されるH形鋼梁の場合、□200mmの柱梁接合部コアに対してH300×150(フランジ幅Ｅ＝150mm)のフランジ幅以下のH形鋼梁では溶接ビードとH形鋼のフランジは干渉することはない。
同様に、□250mmの柱梁接合部コアに対してH400×200(フランジ幅Ｅ＝200mm)のフランジ幅以下のH形鋼梁では溶接ビードとH形鋼のフランジは干渉することはない。
【００２８】
上述の山形鋼１１は、例えば、上下ロールによる孔型を通す２ロール孔型圧延により製造することができる。規格の山形鋼とは一方のフランジ先端部の形状が異なるだけなので、使用する圧延ロールは、規格の山形鋼を圧延する圧延ロールに対して若干の変更で済み、規格の山形鋼を製造する場合と比べて大きくコストアップとなることはない。
また、山形鋼は溝形鋼と比べて一般に、使用するロール孔型が単純であり、また、板厚変更に対しても対応が容易である等のために、安価に製造できる。
例えば、特開平１１−２８５０２の「溝形鋼の圧延法」は、従来の圧延法により「角型コラムの素材となる溝形鋼を圧延しようとする際の問題（段落番号[０００９]）」を背景として、「ウエブ、フランジそれぞれの外寸法が一定であって厚さが異なる同一シリーズの多種の外法一定溝形鋼の製造に好適な溝形鋼の圧延法」（段落番号[０００１]）を提供することを目的とするものであるが、従来の問題として「厚さが種々異なると、成品の外幅（ウエブ１１の高さＷ、およびフランジ１２ａ、１２ｂの幅Ｂ）が変化してしまうので、それを専用の圧延ロールが必要となる等により、費用が嵩み、稼働率が低下し、生産性が低下する」というコストアップとなる事情を述べている（段落番号[００１１]）が、山形鋼の圧延にはそのようなコストアップとなる要素は少ない。
また、溝形鋼は保管時あるいは搬送時等に多数積み重ねる場合、空間が多く生じるので、効率が悪いが、山形鋼は隙間なく一方向で積み重ねることができるので、効率的であり、保管時や搬送時や製造現場における取回し易さなどの種々の場面で、溝形鋼と比べて有利となりコストが安く済む。
上記のように、二鋼材溶接角形鋼管を製造する方法として、山形鋼による２丁合わせ溶接は、溝形鋼の２丁合わせ溶接と比べて種々の点で有利である。
【００２９】
しかし、２つの鋼材を溶接して角形鋼管を製造する方法として従来、前述したように溝形鋼の２丁合わせ溶接は行われているが、山形鋼の２丁合わせ溶接は行われていない。その理由として、２つの溝形鋼を２丁合わせで四角形にした状態は左右対称であるのに対して、山形鋼を２丁合わせで四角形にした状態は左右非対称であるためと思われる。なお、ここで四角形における左右対称とは、辺の中央を直角に通る中心線に関して対称であることを指す。
具体的に言えば、溝形鋼の２丁合わせ溶接の場合には、製造しようとする角形鋼管の４つの角部が溝形鋼の角部として既に決まっているので、そして、溝形鋼のフランジの先端同士の突き合わせ溶接は四角形の辺の中央部の溶接であり、溶接縮みが角形鋼管の角部の角度に影響しないので、正しく直角の角部を持つ方形を得ることは比較的容易である。
これに対して、山形鋼の２丁合わせ溶接の場合は、四角形の角部の溶接であり、溶接縮みによって方形でなく菱形になり易い（正しく直角の角部を持つ方形を得にくい）。
山形鋼の２丁合わせ溶接で正しく直角の角部を持つ方形を得るためには、溶接時に２つの山形鋼を所定の姿勢でしっかりと固定する必要があるが、さらに、溶接縮み代を的確に把握する必要があり、そして、山形鋼をそのような溶接縮み代を考慮した辺寸法及び開先形状に精度よく加工する必要があり、さらには、溶接条件が影響することも考えられるので、角部が正しく直角でかつ精度よい方形の角形鋼管を安定して量産することは必ずしも簡単でない。
したがって、本発明の柱梁接合部コア用の角形鋼管の製造に用いる山形鋼は、角部が正しく直角でかつ精度よい方形の角形鋼管が安定して得られるように、溶接縮み代を的確に把握しかつその溶接縮み代を考慮した辺寸法及び開先形状を持つ断面形状に圧延した山形鋼を用い、充分な注意を払って２丁合わせ溶接接合する。
【実施例２】
【００３０】
上記実施例の山形鋼１１は、短いフランジ１１ｂの先端部に、フランジ外面側に傾斜したレ形開先面１１ｃを有する断面形状であるが、図５（イ）に示した山形鋼１１’のように、短いフランジ１１ｂ’の先端部に、板厚の内外両側の傾斜面を持つＫ開先面１１ｃ’を有する断面形状であってもよい。
この断面形状の山形鋼１１’の熱間圧延は、図５の山形鋼１１と概ね同様に行うことができる。
この山形鋼１１’を２丁合わせ溶接して、柱梁接合部コア用角形鋼管を製造できる。図５（ロ）にその柱梁接合部コア用角形鋼管１Ａの一部分（下部）を示す。
なお、この山形鋼１１’を２丁合わせ溶接する場合、２つの山形鋼１１’を四角形に仮組みし、内面溶接にてＫ開先の内面側を溶接し、次いで、外面溶接にてＫ開先の外面側を溶接する。したがって、裏当て金は不要である。
【００３１】
なお、上記各実施例の山形鋼１１、１１’における開先面１１ｃ、１１ｃ’の縁の角は実際には図示のようなシャープな角ではなく、若干のアールが付いている。
各実施例の山形鋼１１、１１’における長いフランジ１１ａ、１１ａ’の先端部は通常の山形鋼と同様な形状であるが、この長いフランジ１１ａ、１１ａ’の先端部形状は特に限定されない（但し、長さは短いフランジ１１ｂ、１１ｂ’より山形鋼の板厚分長い）。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例の柱梁接合部コア用の角形鋼管の断面図である。
【図２】図１の柱梁接合部コア角形鋼管の断面を角形鋼管柱の断面と対比させた図である。
【図３】図１の柱梁接合部コア用の角形鋼管を製造する要領を説明する図である。
【図４】図１の柱梁接合部コア用の角形鋼管の製造に用いる本発明の一実施例の山形鋼の断面図である。
【図５】（イ）は本発明の柱梁接合部コア用の角形鋼管の製造に用いる山形鋼の他の実施例を示す断面図、（ロ）は（イ）の山形鋼を用いて製造した柱梁接合部コア用の角形鋼管の一部分を示す断面図（図１の下部に対応）である。
【図６】本発明を採用した構築物の鉄骨骨組におけるＨ形鋼梁と柱梁接合部コアとの接合態様を説明するもので、（イ）は隅柱の場合、（ロ）は側柱の場合、（ハ）は中柱の場合である。
【図７】本発明によるＨ形鋼梁と柱梁接合部コアとの接合態様として採用しない例を説明するもので、（イ）は隅柱の場合、（ロ）は側柱の場合である。
【図８】上記実施例で使用される角形鋼管柱及びＨ形鋼梁のサイズについての具体例を説明するための図であり、（イ）は中柱及び一部の側柱の場合、（ロ）は隅柱及び他の一部の側柱の場合である。
【図９】ノンダイアフラム工法に用いる柱梁接合部コアを説明するもので、（イ）は柱梁接合部近傍の部分縦断面図、（ロ）は梁を省いて示したＡ−Ａ断面図である。
【図１０】構築物の鉄骨骨組におけるＨ形鋼梁と角形鋼管柱との一般的な接合態様を説明する平面図である。
【図１１】従来の二鋼材溶接角形鋼管による柱梁接合部コアの断面図である。
【図１２】Ｈ形鋼の梁を図１１の柱梁接合部コアに接合する場合に、梁が柱梁接合部コアの溶接ビードと干渉する問題を説明するもので、（イ）は隅柱の場合、（ロ）は側柱の場合、（ハ）は中柱の場合である。
【図１３】図１２に示した従来の問題点を斜視図で示したもので、（ロ）はＨ形鋼梁が柱梁接合部コアの幅方向中央の位置に接合される場合、（イ）はＨ形鋼梁が柱梁接合部コアの幅方向縁部に寄って接合される場合である。
【符号の説明】
【００３３】
１ 柱梁接合部コア用の角形鋼管
１’ 柱梁接合部コア
２ 角形鋼管柱
３ 梁
１１ 山形鋼
１１ａ 長いフランジ（長辺）
１１ｂ 短いフランジ（短辺）
１１ｃ 開先面
１２ 裏当て金
Ａ 柱梁接合部コアの辺寸法
Ａ０ 角形鋼管柱の辺寸法
Ｂ 山形鋼の長辺長さ
Ｂ’山形鋼の短辺長さ
Ｃ ２つの山形鋼を方形に仮組みする際にルートギャップを設ける側の辺の長さ
ｔ０ 角形鋼管柱の板厚
ｔ 柱梁接合部コアの板厚（＝角形鋼管の板厚＝山形鋼の板厚）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼、及び、これを用いて製造した柱梁接合部コア用角形鋼管、及び、この角形鋼管による柱梁接合部コア、及び、この柱梁接合部コアを用いた柱梁接合部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
角形鋼管柱とＨ形鋼梁との柱梁接合部には、従来、角形鋼管柱の内側にダイアフラムを取り付ける内ダイアフラム工法、又は、角形鋼管柱と同一サイズの短尺角形鋼管の両端面にダイアフラム（いわゆる通しダイアフラム）を取り付ける通しダイアフラム工法がある。
【０００３】
かかるダイアフラム工法は、Ｈ形鋼梁のフランジをダイアフラムの位置に一致させる必要があるので、異なる梁成（梁の高さ寸法）のＨ形鋼梁を接合する場合は、各フランジ位置にそれぞれダイアフラムを介在させるか、あるいは、ダイアフラム位置に合わせて梁の端部をハンチ加工（梁の端部を梁成がテーパ状に変化する形状とする加工）するなど、煩雑な加工を要する。
【０００４】
上記の煩雑なダイアフラム工法に対して、図９（イ）、（ロ）に示すように充分な肉厚を持つダイアフラムなしの柱梁接合部コア１’（５２’）を柱２と梁３との接合部に設け、梁３に作用する曲げモーメント等の応力を、このダイアフラムなし柱梁接合部コア１’（５２’）を介して鋼管柱２に伝達するいわゆるノンダイアフラム工法がある。
図９（ロ）で角形鋼管柱２の辺寸法をＡ０、板厚をｔ０、柱梁接合部コア１’（５２’）の辺寸法をＡ、板厚をｔで示す。
【０００５】
この種のダイアフラムなしの柱梁接合部コア（ノンダアフラムコアと呼ぶ）用の角形鋼管として、鋳造により製造される角形鋼管がある。この角形鋼管は、柱及び梁のサイズに対応する断面及び高さを持つ角形鋼管が得られる鋳型を用いて鋳造する（特許文献１、特許文献２）。
【０００６】
また、ノンダアフラムコア用の角形鋼管として、鋳造によらずに、２つの鋼材を四角形断面に組み合わせて溶接接合した二鋼材溶接角形鋼管がある。
この種の従来の二鋼材溶接角形鋼管は、図１１のように、２本の溝形鋼５１を互いに向き合わせ、フランジの先端同士を突き合わせ溶接した構造である。製造した角形鋼管５２を所定長さに切断すればダイアフラムが不要な接合部コア５２’として用いることができる。この接合部コア５２’は対向する２辺の中央に溶接ビードｗができる。
特許文献３（実開昭５４−１１６９１０ 内側隅部に膨出隅肉を有する角形鋼管柱）は、ノンダアフラムコアを想定しているものでなく、ダイアフラムを不要とする剛性の高い角形鋼管柱を得るためのものであるが、熱間圧延で製造した内側隅部に膨出隅部を持つ特殊断面の溝形鋼を２丁合わせに溶接接合（すなわち互いに向き合わせ、フランジの先端同士を突き合わせ溶接接合）して角形鋼管柱とするものである。この角形鋼管柱を所定長さに切断してノンダアフラムコアとすることができる。
特許文献４（特許２９１５１４９号 角形鋼管柱）も、特許文献１と同じく、ノンダアフラムコアを想定しているものでなく、ダイアフラムを不要とする剛性の高い角形鋼管柱を得るためのものであり、特許文献３と概ね同じある。
【特許文献１】特公昭４９−１７４５１
【特許文献２】特開２００１−２４８２３４
【特許文献３】実開昭５４−１１６９１０
【特許文献４】特許２９１５１４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の鋳造による製造方法は、基本的には1個造りなので、製造能率が低く、製造コストが極めて高くなる。
また、特殊断面の溝形鋼を２丁合わせ溶接して角形鋼管を製造する方法は、特殊断面の溝形鋼の製造コストが高く、角形鋼管のコストが高くなり、柱梁接合部コアのコストが高くなる等の欠点がある。
製造能率が低くコストの極めて高くなる鋳造法によらずに、鋼材の２丁合わせ溶接方式で、溝形鋼の２丁合わせ溶接法よりコストその他の点でさらに有利なノンダイアフラム型の柱梁接合部コアを製造できることが望まれる。
【０００８】
ところで、鉄骨構造建築物における柱２と梁３との接合部は、図１０に示すように、隅柱の場合と、側柱の場合と、中柱の場合とで、接合態様が異なる。
隅柱では、その両側の梁は、隅柱の隅と反対の内側の二面ａのそれぞれ幅方向外側縁に寄せた位置に接合される。
側柱では、側方に向く左右の梁が側柱の左右側面ｂにおける幅方向外側縁に寄せた位置に接合され、内側に向く梁が側柱の内側の面ｃの幅方向中央の位置に接合される。
中柱では、四方の梁がいずれも中柱の４つの面ｃのそれぞれ幅方向中央の位置に接合される。
【０００９】
したがって、柱２と梁３との接合部に溝形鋼２丁合わせの接合部コア５２’を用いる場合、接合部コア５２’における溶接ビードｗの位置との関係で、図１２、図１３に示すような柱梁接合態様となる。
すなわち、隅柱では、図１２（イ）、図１３（イ）に示すように、一方の梁３ａのフランジが必ず接合部コア５２’の溶接ビードｗと干渉する（突き当たる）。他方の梁３ｂは干渉しない。
側柱では、図１２（ロ）に示すように、左右の梁３ｃ、３ｄは溶接ビードｗと干渉しないが、内側に向く梁３ｅは図１３（ロ）にも示すように、そのウエブ部分で溶接ビードｗと干渉する。
中柱では、図１２（ハ）、図１３（ロ）に示すように、四方の梁３のうちの二方の梁３ｆ、３ｇが必ずウエブ部分で溶接ビードｗと干渉する。他の二方の梁３ｈ、３ｉは干渉しない。
【００１０】
接合部コアの溶接ビードは盛り上がっているので、上記のように梁のウエブ部分やフランジが接合部コアの溶接ビードと干渉する部分では、溶接ビードのその干渉部分を削って表面を平らにしなければならない。溶接ビードの研削は通常、ディスクグラインダを溶接ビードに押し当てて研削するが、その研削作業は容易な作業ではなく多大な工数を要し、鉄骨骨組の組立ての施工性が悪い。
【００１１】
本発明は上記背景のもとになされたもので、溝形鋼によらない鋼材２丁合わせ溶接によりノンダイアフラム型の柱梁接合部コアを容易に製造可能にすることを目的とし、また、Ｈ形鋼の梁を柱梁接合部コアに溶接接合する際に、隅柱、側柱、中柱のいずれの場合でもＨ形鋼梁が接合部コアの溶接ビード部分と干渉することを容易に避けることを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する請求項１の発明は、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼であって、
一方のフランジが他方のフランジより前記山形鋼の板厚分短いとともに、前記短いフランジの先端部に、フランジ外面側に傾斜したレ形開先面を有する断面形状であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼であって、
一方のフランジが他方のフランジより約山形鋼板厚程度短いとともに、前記短いフランジの先端部に、板厚の内外両側の傾斜面を持つＫ開先面を有する断面形状であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管であって、
請求項１又は２のいずれか記載の山形鋼を２つ方形に仮組みし、この仮組み状態で突き合わされるフランジ先端部どうしを互いに溶接接合した構成であることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、ノンダイアフラム型の柱梁接合部コアであって、
請求項３の柱梁接合部コア用角形鋼管を所定長さに切断して構成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、Ｈ形鋼の梁と角形鋼管柱とを接合する柱梁接合部構造であって、
角形鋼管柱である上下階の隅柱が請求項４の柱梁接合部コアを介して溶接接合されるとともに、当該柱梁接合部コアは、その２箇所の溶接部を結ぶ対角線方向が、当該隅柱の両側のＨ形鋼梁のなす直角を２等分する方向となるような配置で両側のＨ形鋼梁と溶接接合されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、Ｈ形鋼の梁と角形鋼管柱とを接合する柱梁接合部構造であって、
角形鋼管柱である上下階の側柱が請求項４の柱梁接合部コアを介して溶接接合されるとともに、当該柱梁接合部コアは、山形鋼の前記開先面を有さない方のフランジが左右の面となるような配置で左右のＨ形鋼梁と溶接接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１あるいは請求項２の山形鋼は、一方のフランジが他方のフランジより山形鋼の板厚分短いとともに、前記短いフランジの先端部にレ形開先面あるいはＫ開先面を有する断面形状なので、この山形鋼の２丁合わせ溶接による正方形の柱梁接合部コア用の角形鋼管の製造は容易である。
すなわち、熱間圧延された素材の段階で既に開先面を有しており、別途開先加工を行うことが不要なので、請求項３のように、２つの山形鋼を方形に仮組みし、この仮組み状態で突き合わされるフランジ先端部どうしを互いに溶接接合して、正方形の柱梁接合部コア用の角形鋼管を製造することが容易である。
【００１９】
請求項５の柱梁接合部構造によれば、Ｈ形鋼の梁が、隅柱に用いられた柱梁接合部コアの溶接ビードと干渉しないようにすることが可能である。
これにより、ディスクグラインダで溶接ビードを削るという容易でない作業が全く不要となり、鉄骨骨組の組立ての施工性が大幅に向上する。
請求項６の柱梁接合部構造によれば、Ｈ形鋼の梁が、側柱に用いられた柱梁接合部コアの溶接ビードと干渉しないようにすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の柱梁接合部コア用角形鋼管製造用の山形鋼、及び、これを用いて製造した角形鋼管、及び、この角形鋼管による柱梁接合部コア、及び、この柱梁接合部コアを用いた柱梁接合部構造の実施例を、図１〜図１０ 参照して説明する。
【実施例１】
【００２１】
図４に本発明の一実施例の柱梁接合部コア用角形鋼管製造用の山形鋼１１を示す。
この山形鋼１１は、熱間圧延による山形鋼であり、長さが山形鋼の板厚分互いに異なるフランジ１１ａ、１１ｂを有する不等辺の山形鋼であり、短いフランジ１１ｂの先端部に、図示のようにフランジ外面側に傾斜したレ形開先面１１ｃを有する断面形状である。ここで、山形鋼の直角を挟むフランジ面をフランジ内面、その反対側をフランジ外面とする。
山形鋼１１の長いフランジ１１ａの長さをＢ、短いフランジ１１ｂの長さをＢ’、板厚をｔで示す。
この山形鋼１１の開先面１１ｃのある短いフランジ１１ｂの長さＢ’は、長いフランジ１１ａの長さＢより山形鋼の板厚ｔ分短い。
開先面１１ｃの角度は例えば２０°程度である。
長いフランジ１１ａの長さＢは柱梁接合部コアの辺寸法Ａに等しく、したがって、角形鋼管柱の辺寸法Ａ０より若干長い（図９（ロ）参照）。
【００２２】
図１は上記の山形鋼１１を用いて製造した柱梁接合部コア用角形鋼管１の断面図、図２は図１の柱梁接合部コア角形鋼管１の断面を角形鋼管柱２の断面と対比させた図、図３は図１の角形鋼管１を製造する要領を説明する図である。
【００２３】
上記の柱梁接合部コア用角形鋼管（以下、場合により単に角形鋼管という）１は、先に説明した図９に示すように角形鋼管柱２とＨ形鋼梁３との柱梁接合部とされる柱梁接合部コア１’に用いる角形鋼管であり、後述するように、前記山形鋼１１の２丁合わせ溶接により製造される。
そして、この角形鋼管１を所定長さに切断すれば、柱梁接合部コア１’が得られる。したがって、図１、図２は柱梁接合部コア１’の断面図でもある。
この柱梁接合部コア１’はダイアフラムなしの柱梁接合部コアであり、柱２と梁３との接合部に設けられて、梁３に作用する曲げモーメント等の応力を、このダイアフラムなし柱梁接合部コア１’を介して鋼管柱２に伝達する。
【００２４】
この柱梁接合部コア１’用の角形鋼管１は、前記山形鋼１１の２丁合わせ溶接により製造される。
すなわち、一方の山形鋼１１の短辺（短いフランジ）１１ｂの先端の開先部１１ｃが他方の山形鋼１１の長辺（長いフランジ）１１ａの先端部内面に対向するような態様で仮組みし、短辺１１ｂの先端の開先部１１ｃと長辺１１ａの先端部内面との間を、裏当て金１２を添えて溶接接合すると、四角形の１つの対角線方向にのみ溶接部がある二鋼材溶接角形鋼管である柱梁接合部コア用の角形鋼管１が得られる。
具体的な実施例について説明すると、山形鋼１１を２本、図３に示すように、一方の山形鋼１１の短辺１１ｂの先端の開先部１１ｃが他方の山形鋼１１の長辺１１ａの先端部内面にルートギャップｇをあけて対向するようにして、角形鋼管柱２の断面の辺寸法Ａ０より若干大きな辺寸法の方形に仮組みする。その際、方形の角を挟む２辺のうちの一方の辺（図３で縦辺）の長さＡ（＝Ｂ（山形鋼１１の長いフランジ１１ａの長さ））に対して、他方の辺（図３の横辺）の長さＣが溶接時の縮み代ｄだけ大きい方形に仮組みする（すなわち、Ｃ＝Ａ＋ｄ）。
素材の山形鋼１１の短辺（短いフランジ）１１ｂの長さＢ’は、長辺（長いフランジ）１１ａの長さＢよりｔ＋α（α＝ルートギャップｇ−溶接時の縮み代ｄ）だけ短くするとよい。ルートギャップｇは適切な長さに取る。
また、この仮組みに際して、前記長辺先端部内面の長辺先端から板厚相当距離ｔの位置に裏当て金１２を接合し、この裏当て金１２に短辺１１ｂの先端部を載せ、その状態で、短辺先端と長辺先端部内面とを溶接接合する。図３の横辺寸法Ｃは溶接縮みｄにより縦辺寸法Ａと等しく（Ｃ−ｄ＝Ａ）なり、また縦辺寸法Ａの溶接縮みは無視できるから、図１のような、縦横両辺とも寸法Ａである正方形の角形鋼管１が得られる。図１等において溶接金属部をハッチングで示す。
この角形鋼管１を所定の長さに切断して柱梁接合部コア１’が得られる。
【００２５】
この柱梁接合部コア１’を用いる鉄骨骨組の柱は、図９で説明した通り、上下階の角形鋼管柱２がこの柱梁接合部コア１’を介して溶接接合された構造であるが、この鉄骨骨組における柱梁接合部コア１’と梁３との接合部は、図６（イ）、（ロ）、（ハ）のような接合態様とする。
すなわち、隅柱では、図６（イ）のように、柱梁接合部コア１’を、その２箇所の溶接部（溶接ビードｗ）を結ぶ対角線方向が、当該隅柱の両側の梁３ａ、３ｂのなす直角を２等分する方向（１点鎖線Ｍの方向）となるように配する。
この態様でＨ形鋼の梁３が柱梁接合部コア１’の面に溶接接合される場合、図から明らかな通り、梁３が柱梁接合部コア１’の溶接ビードｗと干渉することはない。
また、側柱では、図６（ロ）のように、柱梁接合部コアの長辺１１ａが側柱の左右面となるように配する。これにより左右の梁３ｃ、３ｄが溶接ビードｗと干渉することはない。また、中柱側に向かう梁３ｅは柱梁接合部コア１’の幅方向中央に位置するので、そしてＨ形鋼である梁３のフランジの幅は柱梁接合部コア１’の幅より充分短いので、梁３ｅが柱梁接合部コア１’の溶接ビードｗと干渉することはない。
また、中柱では、図６（ハ）に示すように、四方の梁３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉがいずれも接合部コア１’の面の幅方向中央の位置に接合されるので、四方のいずれの梁３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉも柱梁接合部コア１’の溶接ビードｗと干渉しない。
上記の通り、この柱梁接合部コア１’によれば、隅柱、側柱、中柱のいずれに用いる場合でも、梁３が柱梁接合部コア１’の溶接ビードｗと干渉することはない。
【００２６】
なお、上記の柱梁接合部コア１’は、隅柱の場合、図７（イ）のような配置とすると、一方の梁３ｂのフランジが溶接ビードｗと干渉するので、そのような配置とはしない。
また、側柱の場合、図７（ロ）のような配置とすると、左右の一方の梁３ｄのフランジが溶接ビードｗと干渉するので、そのような配置とはしない。
中柱の場合、柱梁接合部コア１’をどのような向きに配置しても、梁３が溶接ビードｗと干渉することはないので、柱梁接合部コア１’の向きに特に制限はない。
【００２７】
上記柱梁接合部構造における角形鋼管柱２及びＨ形鋼梁３のサイズについての具体例を、図８を参照して説明する。
柱梁接合部コアのサイズとして□200mm（Ao＝200mm）または、□250mm（Ao＝250mm）、溶接ビードが角部から50mm以下の位置にある断面での例を示す。なお、柱梁接合部コアのサイズ□２００あるいは□２５０とは、Ao＝200mmの角形鋼管柱あるいはAo＝250mmの角形鋼管柱に用いる柱梁接合部コアという意味であり、柱梁接合部コアの実際の辺寸法Ａは前述した通りＡ０より若干長い。
柱梁接合部コアの幅方向中央の位置に配置されるH形鋼梁の場合、□200mmの柱梁接合部コアに対してH200×100(フランジ幅Ｅ＝100mm)のフランジ幅以下のH形鋼梁では溶接ビードとH形鋼のフランジは干渉することはない。同様に、□250mmの柱梁接合部コアに対してH300×150(フランジ幅Ｅ＝150mm)のフランジ幅以下のH形鋼梁では溶接ビードとH形鋼のフランジは干渉することはない。
一方、柱梁接合部コアの幅方向端縁に一方のフランジ端を合せて配置されるH形鋼梁の場合、□200mmの柱梁接合部コアに対してH300×150(フランジ幅Ｅ＝150mm)のフランジ幅以下のH形鋼梁では溶接ビードとH形鋼のフランジは干渉することはない。
同様に、□250mmの柱梁接合部コアに対してH400×200(フランジ幅Ｅ＝200mm)のフランジ幅以下のH形鋼梁では溶接ビードとH形鋼のフランジは干渉することはない。
【００２８】
上述の山形鋼１１は、例えば、上下ロールによる孔型を通す２ロール孔型圧延により製造することができる。規格の山形鋼とは一方のフランジ先端部の形状が異なるだけなので、使用する圧延ロールは、規格の山形鋼を圧延する圧延ロールに対して若干の変更で済み、規格の山形鋼を製造する場合と比べて大きくコストアップとなることはない。
また、山形鋼は溝形鋼と比べて一般に、使用するロール孔型が単純であり、また、板厚変更に対しても対応が容易である等のために、安価に製造できる。
例えば、特開平１１−２８５０２の「溝形鋼の圧延法」は、従来の圧延法により「角型コラムの素材となる溝形鋼を圧延しようとする際の問題（段落番号[０００９]）」を背景として、「ウエブ、フランジそれぞれの外寸法が一定であって厚さが異なる同一シリーズの多種の外法一定溝形鋼の製造に好適な溝形鋼の圧延法」（段落番号[０００１]）を提供することを目的とするものであるが、従来の問題として「厚さが種々異なると、成品の外幅（ウエブ１１の高さＷ、およびフランジ１２ａ、１２ｂの幅Ｂ）が変化してしまうので、それを専用の圧延ロールが必要となる等により、費用が嵩み、稼働率が低下し、生産性が低下する」というコストアップとなる事情を述べている（段落番号[００１１]）が、山形鋼の圧延にはそのようなコストアップとなる要素は少ない。
また、溝形鋼は保管時あるいは搬送時等に多数積み重ねる場合、空間が多く生じるので、効率が悪いが、山形鋼は隙間なく一方向で積み重ねることができるので、効率的であり、保管時や搬送時や製造現場における取回し易さなどの種々の場面で、溝形鋼と比べて有利となりコストが安く済む。
上記のように、二鋼材溶接角形鋼管を製造する方法として、山形鋼による２丁合わせ溶接は、溝形鋼の２丁合わせ溶接と比べて種々の点で有利である。
【００２９】
しかし、２つの鋼材を溶接して角形鋼管を製造する方法として従来、前述したように溝形鋼の２丁合わせ溶接は行われているが、山形鋼の２丁合わせ溶接は行われていない。その理由として、２つの溝形鋼を２丁合わせで四角形にした状態は左右対称であるのに対して、山形鋼を２丁合わせで四角形にした状態は左右非対称であるためと思われる。なお、ここで四角形における左右対称とは、辺の中央を直角に通る中心線に関して対称であることを指す。
具体的に言えば、溝形鋼の２丁合わせ溶接の場合には、製造しようとする角形鋼管の４つの角部が溝形鋼の角部として既に決まっているので、そして、溝形鋼のフランジの先端同士の突き合わせ溶接は四角形の辺の中央部の溶接であり、溶接縮みが角形鋼管の角部の角度に影響しないので、正しく直角の角部を持つ方形を得ることは比較的容易である。
これに対して、山形鋼の２丁合わせ溶接の場合は、四角形の角部の溶接であり、溶接縮みによって方形でなく菱形になり易い（正しく直角の角部を持つ方形を得にくい）。
山形鋼の２丁合わせ溶接で正しく直角の角部を持つ方形を得るためには、溶接時に２つの山形鋼を所定の姿勢でしっかりと固定する必要があるが、さらに、溶接縮み代を的確に把握する必要があり、そして、山形鋼をそのような溶接縮み代を考慮した辺寸法及び開先形状に精度よく加工する必要があり、さらには、溶接条件が影響することも考えられるので、角部が正しく直角でかつ精度よい方形の角形鋼管を安定して量産することは必ずしも簡単でない。
したがって、本発明の柱梁接合部コア用の角形鋼管の製造に用いる山形鋼は、角部が正しく直角でかつ精度よい方形の角形鋼管が安定して得られるように、溶接縮み代を的確に把握しかつその溶接縮み代を考慮した辺寸法及び開先形状を持つ断面形状に圧延した山形鋼を用い、充分な注意を払って２丁合わせ溶接接合する。
【実施例２】
【００３０】
上記実施例の山形鋼１１は、短いフランジ１１ｂの先端部に、フランジ外面側に傾斜したレ形開先面１１ｃを有する断面形状であるが、図５（イ）に示した山形鋼１１’のように、短いフランジ１１ｂ’の先端部に、板厚の内外両側の傾斜面を持つＫ開先面１１ｃ’を有する断面形状であってもよい。
この断面形状の山形鋼１１’の熱間圧延は、図５の山形鋼１１と概ね同様に行うことができる。
この山形鋼１１’を２丁合わせ溶接して、柱梁接合部コア用角形鋼管を製造できる。図５（ロ）にその柱梁接合部コア用角形鋼管１Ａの一部分（下部）を示す。
なお、この山形鋼１１’を２丁合わせ溶接する場合、２つの山形鋼１１’を四角形に仮組みし、内面溶接にてＫ開先の内面側を溶接し、次いで、外面溶接にてＫ開先の外面側を溶接する。したがって、裏当て金は不要である。
【００３１】
なお、上記各実施例の山形鋼１１、１１’における開先面１１ｃ、１１ｃ’の縁の角は実際には図示のようなシャープな角ではなく、若干のアールが付いている。
各実施例の山形鋼１１、１１’における長いフランジ１１ａ、１１ａ’の先端部は通常の山形鋼と同様な形状であるが、この長いフランジ１１ａ、１１ａ’の先端部形状は特に限定されない（但し、長さは短いフランジ１１ｂ、１１ｂ’より山形鋼の板厚分長い）。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例の柱梁接合部コア用の角形鋼管の断面図である。
【図２】図１の柱梁接合部コア角形鋼管の断面を角形鋼管柱の断面と対比させた図である。
【図３】図１の柱梁接合部コア用の角形鋼管を製造する要領を説明する図である。
【図４】図１の柱梁接合部コア用の角形鋼管の製造に用いる本発明の一実施例の山形鋼の断面図である。
【図５】（イ）は本発明の柱梁接合部コア用の角形鋼管の製造に用いる山形鋼の他の実施例を示す断面図、（ロ）は（イ）の山形鋼を用いて製造した柱梁接合部コア用の角形鋼管の一部分を示す断面図（図１の下部に対応）である。
【図６】本発明を採用した構築物の鉄骨骨組におけるＨ形鋼梁と柱梁接合部コアとの接合態様を説明するもので、（イ）は隅柱の場合、（ロ）は側柱の場合、（ハ）は中柱の場合である。
【図７】本発明によるＨ形鋼梁と柱梁接合部コアとの接合態様として採用しない例を説明するもので、（イ）は隅柱の場合、（ロ）は側柱の場合である。
【図８】上記実施例で使用される角形鋼管柱及びＨ形鋼梁のサイズについての具体例を説明するための図であり、（イ）は中柱及び一部の側柱の場合、（ロ）は隅柱及び他の一部の側柱の場合である。
【図９】ノンダイアフラム工法に用いる柱梁接合部コアを説明するもので、（イ）は柱梁接合部近傍の部分縦断面図、（ロ）は梁を省いて示したＡ−Ａ断面図である。
【図１０】構築物の鉄骨骨組におけるＨ形鋼梁と角形鋼管柱との一般的な接合態様を説明する平面図である。
【図１１】従来の二鋼材溶接角形鋼管による柱梁接合部コアの断面図である。
【図１２】Ｈ形鋼の梁を図１１の柱梁接合部コアに接合する場合に、梁が柱梁接合部コアの溶接ビードと干渉する問題を説明するもので、（イ）は隅柱の場合、（ロ）は側柱の場合、（ハ）は中柱の場合である。
【図１３】図１２に示した従来の問題点を斜視図で示したもので、（ロ）はＨ形鋼梁が柱梁接合部コアの幅方向中央の位置に接合される場合、（イ）はＨ形鋼梁が柱梁接合部コアの幅方向縁部に寄って接合される場合である。
【符号の説明】
【００３３】
１ 柱梁接合部コア用の角形鋼管
１’ 柱梁接合部コア
２ 角形鋼管柱
３ 梁
１１ 山形鋼
１１ａ 長いフランジ（長辺）
１１ｂ 短いフランジ（短辺）
１１ｃ 開先面
１２ 裏当て金
Ａ 柱梁接合部コアの辺寸法
Ａ０ 角形鋼管柱の辺寸法
Ｂ 山形鋼の長辺長さ
Ｂ’山形鋼の短辺長さ
Ｃ ２つの山形鋼を方形に仮組みする際にルートギャップを設ける側の辺の長さ
ｔ０ 角形鋼管柱の板厚
ｔ 柱梁接合部コアの板厚（＝角形鋼管の板厚＝山形鋼の板厚）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼であって、
一方のフランジが他方のフランジより前記山形鋼の板厚分短いとともに、前記短いフランジの先端部に、フランジ外面側に傾斜したレ形開先面を有する断面形状であることを特徴とする熱間圧延山形鋼。
【請求項２】
ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼であって、
一方のフランジが他方のフランジより前記山形鋼の板厚分短いとともに、前記短いフランジの先端部に、板厚の内外両側の傾斜面を持つＫ開先面を有する断面形状であることを特徴とする熱間圧延山形鋼。
【請求項３】
ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管であって、
請求項１又は２のいずれか記載の山形鋼を２つ方形に仮組みし、この仮組み状態で突き合わされるフランジ先端部どうしを互いに溶接接合した構成であることを特徴とする柱梁接合部コア用角形鋼管。
【請求項４】
ノンダイアフラム型の柱梁接合部コアであって、
請求項３の柱梁接合部コア用角形鋼管を所定長さに切断して構成したことを特徴とする柱梁接合部コア。
【請求項５】
Ｈ形鋼の梁と角形鋼管柱とを接合する柱梁接合部構造であって、
角形鋼管柱である上下階の隅柱が請求項４の柱梁接合部コアを介して溶接接合されるとともに、当該柱梁接合部コアは、その２箇所の溶接部を結ぶ対角線方向が、当該隅柱の両側のＨ形鋼梁のなす直角を２等分する方向となるような配置で両側のＨ形鋼梁と溶接接合されていることを特徴とする柱梁接合部構造。
【請求項６】
Ｈ形鋼の梁と角形鋼管柱とを接合する柱梁接合部構造であって、
角形鋼管柱である上下階の側柱が請求項４の柱梁接合部コアを介して溶接接合されるとともに、当該柱梁接合部コアは、山形鋼の前記開先面を有さない方のフランジが左右の面となるような配置で左右のＨ形鋼梁と溶接接合されていることを特徴とする柱梁接合部構造。
【請求項１】
ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼であって、
一方のフランジが他方のフランジより前記山形鋼の板厚分短いとともに、前記短いフランジの先端部に、フランジ外面側に傾斜したレ形開先面を有する断面形状であることを特徴とする熱間圧延山形鋼。
【請求項２】
ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管を、山形鋼２丁合わせ溶接により製造するための熱間圧延山形鋼であって、
一方のフランジが他方のフランジより前記山形鋼の板厚分短いとともに、前記短いフランジの先端部に、板厚の内外両側の傾斜面を持つＫ開先面を有する断面形状であることを特徴とする熱間圧延山形鋼。
【請求項３】
ノンダイアフラム型の柱梁接合部コア用の角形鋼管であって、
請求項１又は２のいずれか記載の山形鋼を２つ方形に仮組みし、この仮組み状態で突き合わされるフランジ先端部どうしを互いに溶接接合した構成であることを特徴とする柱梁接合部コア用角形鋼管。
【請求項４】
ノンダイアフラム型の柱梁接合部コアであって、
請求項３の柱梁接合部コア用角形鋼管を所定長さに切断して構成したことを特徴とする柱梁接合部コア。
【請求項５】
Ｈ形鋼の梁と角形鋼管柱とを接合する柱梁接合部構造であって、
角形鋼管柱である上下階の隅柱が請求項４の柱梁接合部コアを介して溶接接合されるとともに、当該柱梁接合部コアは、その２箇所の溶接部を結ぶ対角線方向が、当該隅柱の両側のＨ形鋼梁のなす直角を２等分する方向となるような配置で両側のＨ形鋼梁と溶接接合されていることを特徴とする柱梁接合部構造。
【請求項６】
Ｈ形鋼の梁と角形鋼管柱とを接合する柱梁接合部構造であって、
角形鋼管柱である上下階の側柱が請求項４の柱梁接合部コアを介して溶接接合されるとともに、当該柱梁接合部コアは、山形鋼の前記開先面を有さない方のフランジが左右の面となるような配置で左右のＨ形鋼梁と溶接接合されていることを特徴とする柱梁接合部構造。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−４７９５５（Ｐ２０１０−４７９５５Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１２６７５（Ｐ２００８−２１２６７５）
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（０００００６８３９）日鐵住金建材株式会社 (371)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（０００００６８３９）日鐵住金建材株式会社 (371)
【Ｆターム（参考）】
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