角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造
【課題】 高い溶接作業性を維持できるものでありながら、溶接母材への入熱影響も低減することのできる仕口補強構造を提供する。
【解決手段】 角形鋼管柱(１)に梁部材(２)を接合する柱梁接合部(３)での角形鋼管柱(１)の外周面に、角形鋼管柱(１)の周面を取り囲む状態で平鋼板製の仕口補強プレート(４)を設置する。仕口補強プレート(４)を構成している平鋼板(５)(６)(７)(８)同士及び仕口補強プレート(４)と角形鋼管柱(１)とを溶接結合する。
【解決手段】 角形鋼管柱(１)に梁部材(２)を接合する柱梁接合部(３)での角形鋼管柱(１)の外周面に、角形鋼管柱(１)の周面を取り囲む状態で平鋼板製の仕口補強プレート(４)を設置する。仕口補強プレート(４)を構成している平鋼板(５)(６)(７)(８)同士及び仕口補強プレート(４)と角形鋼管柱(１)とを溶接結合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管柱と梁材との接合部での仕口補強構造に関し、特に角形鋼管柱と形構成梁材との接合部での仕口補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼構造建物を構成する角形鋼管柱と断面Ｈ形梁とを接合する場合、一般的には梁高さに対応する角形短筒の両端部にダイアフラム板を溶接し、このダイアフラム板の端面と梁部材の端面部分に対応する梁接続部材を溶着したり、角形鋼管柱の側面部分に梁接続部材を兼ねるダイアフラム板を溶着したりしている。ところが、いずれの場合でも、鋼管柱に直接あるいはダイアフラムを介して梁接続部材を溶着することになるが、この溶接が面倒であるという問題化があった。
【０００３】
そこで従来、角形鋼管柱に平鋼を折り曲げ形成して構成した角形スリーブ状の外ダイアフラムを嵌装固着するようにしたもの(特許文献１)や、角形リング形状に熱間成形したダイアフラムを外嵌して溶着したもの(特許文献２)。
【特許文献１】特開２００６−００２３５１号公報
【非特許文献１】特開２００６−０１６８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記両従来例技術は、いずれも、予めリング状に形成した一対のダイアフラムを角形鋼管柱に所定距離隔てて外嵌して溶着するように構成してあることから、その一対のダイアフラム同士の間隔寸法や、梁接続部同士間の間隔寸法の調整が面倒で、溶接作業性が低下する問題がある。また、各リング状ダイアフラムと鋼管柱の周面とを溶着する際に、鋼管柱の厚みが薄いことから、ダイアフラムの表裏両側部分(鋼管柱の軸芯に沿う方向での両側部分)を周面溶接すると、母材である鋼管柱への入熱の影響が大きくなるという問題もある。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑み提案されたもので、高い溶接作業性を維持できるものでありながら、溶接母材への入熱影響も低減することのできる仕口補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために請求項１に記載の本発明は、角形鋼管柱での柱梁接合部に角形鋼管柱の周面を取り囲む状態で平鋼板製の仕口補強プレートを設置し、仕口補強プレートを構成している平鋼板同士及び仕口補強プレートと角形鋼管柱とを溶接結合したことを特徴としている。
そして、請求項２あるいは３に記載の本発明は仕口補強プレートを構成している平鋼板同士の溶接結合を完全溶け込み溶接あるいは部分溶け込み溶接としたものであり、請求項４あるいは５に記載の本発明は仕口補強プレートと角形鋼管柱との溶接結合を隅肉溶接あるいは部分溶け込み溶接としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、角形鋼管柱の周面を取り囲む状態で平鋼板製の仕口補強プレートを設置して溶着するようにしていることから、角形鋼管柱での柱梁接合部を鋼管柱を取り囲む状態に設置されている平鋼板溶接構造物で補強されることになり、強固な柱梁接合構造を得る事ができる。
【０００８】
さらに、鋼管柱の周面を取り囲む状態に配置した平鋼板同士及び平鋼板と角形鋼管柱とを溶接接合するものであるから、高い溶接作業性で溶接作業を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の一実施形態を示す要部の取出斜視図である。
鋼管柱(１)は、断面正四角形状の角筒長尺鋼管で構成してあり、梁部材(２)はＨ形鋼で構成してある。そして、鋼管柱(１)での梁部材(２)との接続個所(３)に仕口補強プレート(４)が配置してある。
【００１０】
仕口補強プレート(４)は、鋼管柱(１)の外周面を覆う上体に配置した４枚の平鋼板(５)(６)(７)(８)で構成してある。この４枚の平鋼板(５)(６)(７)(８)は、一対の細幅の平鋼板(５)(６)と、一対の広幅の平鋼板(７)(８)とに形成してある。
【００１１】
図２に示すように、細幅の平鋼板(５)(６)は、鋼管柱(１)の外形幅寸法と略同寸法に形成してあり、広幅の平鋼板(７)(８)は、鋼管柱(１)の外形幅寸法に２枚の平鋼板(５)(６)の厚み分を加えた寸法に形成してある。
【００１２】
細幅の平鋼板(５)(６)は、図３に示すように、鋼管柱(１)の長手方向に沿う側縁部分にその全厚さにわたって斜めに除去して開先(９)を形成するとともに、鋼管柱(１)の長手方向と直交する端縁部分に隅肉溶接用の開先(10)が形成してある。
【００１３】
また、広幅の平鋼板(７)(８)は、図４に示すように、鋼管柱(１)の長手方向に沿う側縁部分の内面側を一定厚みにわたって除去することにより開先(11)を形成するとともに、鋼管柱(１)の長手方向と直交する端縁部分に隅肉溶接用の開先(12)が形成してある。
【００１４】
そして、このような仕口補強プレート(４)は、図２及び図５に示すように、広幅平鋼板(７)(８)の内面(鋼管柱側の面)に細幅平鋼板(５)(６)の側縁部分を当接して、広幅平鋼板(７)(８)に形成した開先(11)と細幅平鋼板(５)(６)に形成した開先(９)とで形成されたＶ形の開先空間を完全溶け込み溶接で接合する。また、各平鋼板(５)(６)(７)(８)の端縁部分と、鋼管柱(１)の各側面とを隅肉溶接で接合する。この場合、鋼管柱(１)がロール成形角形鋼管やプレス成形溶接の場合には、図２及び図４に示すように広幅平鋼板(７)(８)と細幅平鋼板(５)(６)の当接部分の裏側に裏当金(13)を配置する。
【００１５】
図６は、細幅平鋼板(５)(６)の側縁に形成する開先(９)をルート面を残した状態に形成したもので、この場合には、細幅平鋼板(５)(６)と広幅平鋼板(７)(８)とは部分溶け込み溶接となる。
【００１６】
図７及び図８は、鋼管柱(１)をボックス成形角形鋼管とした場合を示し、図６に示すものは、細幅平鋼板(５)(６)と広幅平鋼板(７)(８)とを完全溶け込み溶接で接合する場合であり、図７に示すものは、細幅平鋼板(５)(６)と広幅平鋼板(７)(８)とを部分溶け込み溶接で接合する場合である。この場合、ボックス成形角形鋼管の接合溶接個所(14)での余盛部分を予め平らとなるように切削加工を施すとともに、ボックス成形角形鋼管の接合溶接個所(14)と細幅平鋼板(５)(６)と広幅平鋼板(７)(８)との溶接部分が重なり合わないようにすることが望ましい。図７及び図８において符号(15)はボックス成形角形鋼管形成時の裏当金である。
【００１７】
このように鋼管柱(１)の外周面を取り囲む状態で平鋼板製の仕口補強プレート(４)を溶着した場合には、この鋼管柱(１)に接続する梁部材(２)のフランジ部端面とウエブ部の端面部分とを同一平面内に位置させて置くことができるので、梁部材(２)の加工が容易になるという利点もある。
【００１８】
なお、上述の実施形態では、梁部材(２)を仕口補強プレート(４)に溶着するものについて説明したが、この仕口補強プレート(４)に溶着する部材としては、梁部材(４)にボルトやリベットで接続される連結用部材であってもよい。
【００１９】
また、上記実施形態では、鋼管柱(１)として、断面正四角形状のものを例に説明したが、鋼管柱(１)としては、多角形状の鋼管柱であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、鉄骨構造物での柱と梁との連結に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部の取出斜視図である。
【図２】鋼管柱に仕口補強プレートを配置した場合の一例を示す縦断面図である。
【図３】細幅平鋼板の取り出し斜視図である。
【図４】広幅平鋼板の取り出し斜視図である。
【図５】図２のＶ部拡大図である。
【図６】別実施形態の図５相当図である。
【図７】異なる形態の鋼管柱を使用する場合の図５相当図である。
【図８】異なる実施形態での図７相当図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…角形鋼管柱、２…梁部材、３…柱梁接合部、４…仕口補強プレート、５・６・７・８…平鋼板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管柱と梁材との接合部での仕口補強構造に関し、特に角形鋼管柱と形構成梁材との接合部での仕口補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼構造建物を構成する角形鋼管柱と断面Ｈ形梁とを接合する場合、一般的には梁高さに対応する角形短筒の両端部にダイアフラム板を溶接し、このダイアフラム板の端面と梁部材の端面部分に対応する梁接続部材を溶着したり、角形鋼管柱の側面部分に梁接続部材を兼ねるダイアフラム板を溶着したりしている。ところが、いずれの場合でも、鋼管柱に直接あるいはダイアフラムを介して梁接続部材を溶着することになるが、この溶接が面倒であるという問題化があった。
【０００３】
そこで従来、角形鋼管柱に平鋼を折り曲げ形成して構成した角形スリーブ状の外ダイアフラムを嵌装固着するようにしたもの(特許文献１)や、角形リング形状に熱間成形したダイアフラムを外嵌して溶着したもの(特許文献２)。
【特許文献１】特開２００６−００２３５１号公報
【非特許文献１】特開２００６−０１６８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記両従来例技術は、いずれも、予めリング状に形成した一対のダイアフラムを角形鋼管柱に所定距離隔てて外嵌して溶着するように構成してあることから、その一対のダイアフラム同士の間隔寸法や、梁接続部同士間の間隔寸法の調整が面倒で、溶接作業性が低下する問題がある。また、各リング状ダイアフラムと鋼管柱の周面とを溶着する際に、鋼管柱の厚みが薄いことから、ダイアフラムの表裏両側部分(鋼管柱の軸芯に沿う方向での両側部分)を周面溶接すると、母材である鋼管柱への入熱の影響が大きくなるという問題もある。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑み提案されたもので、高い溶接作業性を維持できるものでありながら、溶接母材への入熱影響も低減することのできる仕口補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために請求項１に記載の本発明は、角形鋼管柱での柱梁接合部に角形鋼管柱の周面を取り囲む状態で平鋼板製の仕口補強プレートを設置し、仕口補強プレートを構成している平鋼板同士及び仕口補強プレートと角形鋼管柱とを溶接結合したことを特徴としている。
そして、請求項２あるいは３に記載の本発明は仕口補強プレートを構成している平鋼板同士の溶接結合を完全溶け込み溶接あるいは部分溶け込み溶接としたものであり、請求項４あるいは５に記載の本発明は仕口補強プレートと角形鋼管柱との溶接結合を隅肉溶接あるいは部分溶け込み溶接としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、角形鋼管柱の周面を取り囲む状態で平鋼板製の仕口補強プレートを設置して溶着するようにしていることから、角形鋼管柱での柱梁接合部を鋼管柱を取り囲む状態に設置されている平鋼板溶接構造物で補強されることになり、強固な柱梁接合構造を得る事ができる。
【０００８】
さらに、鋼管柱の周面を取り囲む状態に配置した平鋼板同士及び平鋼板と角形鋼管柱とを溶接接合するものであるから、高い溶接作業性で溶接作業を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の一実施形態を示す要部の取出斜視図である。
鋼管柱(１)は、断面正四角形状の角筒長尺鋼管で構成してあり、梁部材(２)はＨ形鋼で構成してある。そして、鋼管柱(１)での梁部材(２)との接続個所(３)に仕口補強プレート(４)が配置してある。
【００１０】
仕口補強プレート(４)は、鋼管柱(１)の外周面を覆う上体に配置した４枚の平鋼板(５)(６)(７)(８)で構成してある。この４枚の平鋼板(５)(６)(７)(８)は、一対の細幅の平鋼板(５)(６)と、一対の広幅の平鋼板(７)(８)とに形成してある。
【００１１】
図２に示すように、細幅の平鋼板(５)(６)は、鋼管柱(１)の外形幅寸法と略同寸法に形成してあり、広幅の平鋼板(７)(８)は、鋼管柱(１)の外形幅寸法に２枚の平鋼板(５)(６)の厚み分を加えた寸法に形成してある。
【００１２】
細幅の平鋼板(５)(６)は、図３に示すように、鋼管柱(１)の長手方向に沿う側縁部分にその全厚さにわたって斜めに除去して開先(９)を形成するとともに、鋼管柱(１)の長手方向と直交する端縁部分に隅肉溶接用の開先(10)が形成してある。
【００１３】
また、広幅の平鋼板(７)(８)は、図４に示すように、鋼管柱(１)の長手方向に沿う側縁部分の内面側を一定厚みにわたって除去することにより開先(11)を形成するとともに、鋼管柱(１)の長手方向と直交する端縁部分に隅肉溶接用の開先(12)が形成してある。
【００１４】
そして、このような仕口補強プレート(４)は、図２及び図５に示すように、広幅平鋼板(７)(８)の内面(鋼管柱側の面)に細幅平鋼板(５)(６)の側縁部分を当接して、広幅平鋼板(７)(８)に形成した開先(11)と細幅平鋼板(５)(６)に形成した開先(９)とで形成されたＶ形の開先空間を完全溶け込み溶接で接合する。また、各平鋼板(５)(６)(７)(８)の端縁部分と、鋼管柱(１)の各側面とを隅肉溶接で接合する。この場合、鋼管柱(１)がロール成形角形鋼管やプレス成形溶接の場合には、図２及び図４に示すように広幅平鋼板(７)(８)と細幅平鋼板(５)(６)の当接部分の裏側に裏当金(13)を配置する。
【００１５】
図６は、細幅平鋼板(５)(６)の側縁に形成する開先(９)をルート面を残した状態に形成したもので、この場合には、細幅平鋼板(５)(６)と広幅平鋼板(７)(８)とは部分溶け込み溶接となる。
【００１６】
図７及び図８は、鋼管柱(１)をボックス成形角形鋼管とした場合を示し、図６に示すものは、細幅平鋼板(５)(６)と広幅平鋼板(７)(８)とを完全溶け込み溶接で接合する場合であり、図７に示すものは、細幅平鋼板(５)(６)と広幅平鋼板(７)(８)とを部分溶け込み溶接で接合する場合である。この場合、ボックス成形角形鋼管の接合溶接個所(14)での余盛部分を予め平らとなるように切削加工を施すとともに、ボックス成形角形鋼管の接合溶接個所(14)と細幅平鋼板(５)(６)と広幅平鋼板(７)(８)との溶接部分が重なり合わないようにすることが望ましい。図７及び図８において符号(15)はボックス成形角形鋼管形成時の裏当金である。
【００１７】
このように鋼管柱(１)の外周面を取り囲む状態で平鋼板製の仕口補強プレート(４)を溶着した場合には、この鋼管柱(１)に接続する梁部材(２)のフランジ部端面とウエブ部の端面部分とを同一平面内に位置させて置くことができるので、梁部材(２)の加工が容易になるという利点もある。
【００１８】
なお、上述の実施形態では、梁部材(２)を仕口補強プレート(４)に溶着するものについて説明したが、この仕口補強プレート(４)に溶着する部材としては、梁部材(４)にボルトやリベットで接続される連結用部材であってもよい。
【００１９】
また、上記実施形態では、鋼管柱(１)として、断面正四角形状のものを例に説明したが、鋼管柱(１)としては、多角形状の鋼管柱であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、鉄骨構造物での柱と梁との連結に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部の取出斜視図である。
【図２】鋼管柱に仕口補強プレートを配置した場合の一例を示す縦断面図である。
【図３】細幅平鋼板の取り出し斜視図である。
【図４】広幅平鋼板の取り出し斜視図である。
【図５】図２のＶ部拡大図である。
【図６】別実施形態の図５相当図である。
【図７】異なる形態の鋼管柱を使用する場合の図５相当図である。
【図８】異なる実施形態での図７相当図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…角形鋼管柱、２…梁部材、３…柱梁接合部、４…仕口補強プレート、５・６・７・８…平鋼板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角形鋼管柱(１)に梁部材(２)を接合する柱梁接合部(３)での角形鋼管柱(１)の外周面に、角形鋼管柱(１)の周面を取り囲む状態で平鋼板製の仕口補強プレート(４)を設置し、仕口補強プレート(４)を構成している平鋼板(５)(６)(７)(８)同士及び仕口補強プレート(４)と角形鋼管柱(１)とを溶接結合したことを特徴とする角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造。
【請求項２】
仕口補強プレート(４)での平鋼板(５)(６)(７)(８)同士の溶接結合を完全溶け込み溶接とした請求項１に記載した角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造。
【請求項３】
仕口補強プレート(４)での平鋼板(５)(６)(７)(８)同士の溶接結合を部分溶け込み溶接とした請求項１に記載した角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造。
【請求項４】
仕口補強プレート(４)と角形鋼管柱(１)との溶接結合を隅肉溶接とした請求項１〜３のいずれか１項に記載した角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造。
【請求項５】
仕口補強プレート(４)と角形鋼管柱(４)との溶接結合を部分溶け込み溶接とした請求項１〜３のいずれか１項に記載した角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造。
【請求項１】
角形鋼管柱(１)に梁部材(２)を接合する柱梁接合部(３)での角形鋼管柱(１)の外周面に、角形鋼管柱(１)の周面を取り囲む状態で平鋼板製の仕口補強プレート(４)を設置し、仕口補強プレート(４)を構成している平鋼板(５)(６)(７)(８)同士及び仕口補強プレート(４)と角形鋼管柱(１)とを溶接結合したことを特徴とする角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造。
【請求項２】
仕口補強プレート(４)での平鋼板(５)(６)(７)(８)同士の溶接結合を完全溶け込み溶接とした請求項１に記載した角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造。
【請求項３】
仕口補強プレート(４)での平鋼板(５)(６)(７)(８)同士の溶接結合を部分溶け込み溶接とした請求項１に記載した角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造。
【請求項４】
仕口補強プレート(４)と角形鋼管柱(１)との溶接結合を隅肉溶接とした請求項１〜３のいずれか１項に記載した角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造。
【請求項５】
仕口補強プレート(４)と角形鋼管柱(４)との溶接結合を部分溶け込み溶接とした請求項１〜３のいずれか１項に記載した角形鋼管柱−梁接合部での仕口補強構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２８４９３２（Ｐ２００７−２８４９３２Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１１５５５（Ｐ２００６−１１１５５５）
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（５９１０９９２１２）片山ストラテック株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（５９１０９９２１２）片山ストラテック株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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