JPH03100252A - 傾斜ダイヤフラムを有するボックス構造部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は密閉された箱形断面の鋼製柱状体内に補強用ダ
イヤフラムが設けられる建築用鉄骨柱ボックス構造部材
のうち、特にダイヤフラムが外周壁に対して傾斜状に溶
接されるようなボックス構造部材の構造に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来より箱形断面の鉄骨社用ボックス構造部材に梁材等
を接合する場合の補強を目的として、該ボックス構造部
材における梁材接合部の内部にダイヤフラムを溶接する
ことは既に広く知られている。またこのダイヤフラムを
周囲が閉じられたボックス構造部材の内部に溶接するた
めの方法としては、ボックス構造部材を構成するフラン
ジ、ウェブ等の外周壁内面と接するダイヤフラムの辺縁
両側に、一対の補助光て金を取付けることにより溶接溝
を形成し、この溶接溝を介してエレクトロスラグ溶接す
る工法が知られている（特公昭４５−２０３６８号・特
公昭５０−３５４８７号・特公昭５１−１５４９７号）
。

更に、この溶接溝を介してエレクトロスラグ溶接を行う
場合の手段として、前記補助光て金に囲まれた断面四角
形の溶接溝内の中心に沿って溶接ノズルを挿入して溶接
を行うと、四角形の溶接溝におけるコーナ一部に対する
溶接金属の溶は込みが不足するという問題があるので、
このような問題を解消することを目的として、補助光て
金の内面に夫々窪みを設けて、前記コーナ一部を直角よ
りも大きい広角断面の隅角部にするという工法も知られ
ている（特公昭６１−１６５５５号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこれらの従来技術は、いずれもボックス構
造部材内に設けられるダイヤフラムが外周に対して直角
に配置されること、換言すれば鉄骨柱としてのボックス
構造部材内部に対してダイヤフラムが水平に溶着される
場合の事例を対象としている。

ところでボックス構造部材は一般的には鉄骨柱として用
いられ、この鉄骨柱に対して梁材はほとんどの場合水平
に接合されるが、時としてこの鉄骨柱に対して梁材やプ
レースなどの接合部材が水平でなく傾斜状に接合される
ような場合がある。

従って、このように鉄骨柱に対して梁材が傾斜状に接合
される場合には、鉄骨柱用ボックス構造部材における傾
斜状梁材接合部の内部に設けられるダイヤフラムも、ボ
ックス構造部材内に対して傾斜状に溶着されなければな
らない。

そしてこの傾斜ダイヤフラムを箱形断面のボックス構造
部材内部に対して従来の水平ダイヤフラムの場合と同様
な方法によりエレクトロスラグ溶接するとなると、−船
釣にその溶接部は例えば第６図のような構造のものとな
る。つまり、その構造としては、ダイヤフラム１におけ
る溶接部２の両側に予め取付けた溶接溝形成用補助当て
金３゜４の外端面３ａ、４ａを、ダイヤフラム１の配置
傾斜角に合うように傾斜状に切削して、ボックス構造部
材の外周壁５内面に当接し、ダイヤフラム溶接辺端面６
と外周壁５との間にエレクトロスラグ溶接用の溶接溝７
を形成することとなる。

しかしながら、このような溶接部の構造では、溶接溝７
の形状が断面平行四辺形となるので、該溝７内の中心点
Ｐを交点とするこの二本の対角線Ａ、Ｂ上に位置する四
個のコーナーｃ、ｄ、ｅ。

ｆのうち、長袖Ａ上の二個のコーナーｃ、ｄの位置が、
短軸Ｂ上の二個のコーナーｅ、ｆの位置よりも、中心点
Ｐから遠く離れることになり、該溶接溝７内にエレクト
ロスラグ溶接を行った場合、中心点Ｐに近い両コーナー
ｅ、ｆは特に問題がないとしても遠距離にある両コーナ
ーｃ、ｄに対しては熔融金属の溶は込みが充分に行えな
くなるという問題点を生ずる。このような問題は、中心
点Ｐに挿入したエレクトロスラグ溶接ノズルを矢印のよ
うに溝７の長手方向に沿って左右にオシレートさせたと
しても解消することができない。

課題を解決するための手段〕 本発明はこのような傾斜ダイヤフラムをボックス構造部
材内に対してエレクトロスラグ溶接する際の問題を解消
し、傾斜ダイヤフラムの溶接端面でも、従来のダイヤフ
ラムの場合と同様な直角四辺形の溶接溝により正しい形
状のエレクトロスラグ溶接を得ることのできるボックス
構造部材の提供を目的としたものである。

本発明はそのための具体的手段として、箱形断面を形成
する外周壁の内部にダイヤフラムが傾斜状に溶接される
ボックス構造部材であって、前記ダイヤフラムにおける
外周壁との傾斜溶接部に前記外周壁内面と平行する傾斜
端面を設け、前記傾斜溶接部の両面に予め取付けられた
一対の溶接溝形成用補助当て金の内面には、夫々前記溶
接部の傾斜端面及び外周壁内面に対して直交する向きの
溶接内面を設けて、前記溶接部の傾斜端面と外周壁内面
と補助光て金の溶接内面とにより内周面を対角線の長さ
の等しい直角四辺形とした溶接溝を形成し、この溶接溝
内にエレクトロスラグ溶接を施したことを特徴とするも
のである。

〔作用〕

本発明に係るボックス構造部材では、ダイヤフラムの傾
斜溶接辺に設けた外周壁内面と平行する傾斜端面と、該
傾斜溶接辺の両面における一対の溶接溝形成用補助当て
舎内面に設けられた、前記傾斜端面及び外周壁内面と直
交する向きの溶接内面とによって、ダイヤフラム溶接辺
と外周壁との間に対角線の長さの等しい内周面をもった
直角四辺形の溶接溝を形成することができるから、傾斜
ダイヤフラムであってもその溶接溝の四個のコーナーに
対して溶融金属を均等に溶は込ますことのできる、正し
いエレクトロスラグ溶接部を設けることができる。

〔実施例〕

次に本発明に係るボックス構造部材を図面に示す実施例
により説明すると、第１図に示すように、この発明にお
いて使用されるダイヤフラム１１は、ボックス構造部材
１０を構成する外周壁１６の内面に対して、互いに平行
する二つの傾斜溶接辺１２がエレクトロスラグ溶接によ
り傾斜状に溶着される。第２図に示すように、前記ダイ
ヤフラム１１における前記傾斜溶接辺１２の端面ば、前
記外周壁１６の内面と所定の間隔を隔てて平行するよう
に、ダイヤフラム１１の勾配に応じた所定の傾斜角をも
って切削された傾斜端面１３となっている。また前記傾
斜溶接辺１２の両面には、一対の溶接溝形成用の補助光
て金１４．１５が設けられて、前記傾斜端面１３と外周
壁１６との隙間にエレクトロスラグ溶接用の溶接溝１７
が形成される。

前記一対の補助光て金１４．１５は、いずれも板幅方向
の軸ｖＡｈが外周壁１６に対して直交するような向きで
、傾斜溶接辺１２に対しては傾斜接面１４ａ、１５ａを
介して傾斜状に溶着され、外周壁１６の内面と接する外
端面１４ｂ、１５ｂがダイヤフラム１１の前記傾斜端面
１３と平行した面となっている。

また前記夫々の補助光て金１４．１５における内側面に
は、前記傾斜端面１３及び外周壁１６の内面に対して９
０°の角度をなすような向きの溶接内面１８．１９が設
けられることにより、前記両溶接内面１８．１９と、前
記傾斜端面１３と、外周壁１６の内面とによって、対角
線Ａ、Ｈの長さの等しい直角四辺形の内周面をもった前
記溶接溝１７が形成されるようになっている。そしてこ
の溶接溝１７内に中心部にエレクトロスラグ溶接ノズル
２０を挿入し、溝内に溶融金属２１が四個のコーナーに
対して均等に溶は込むようにエレクトロスラグ溶接を行
い、ダイヤフラム１１と外周壁１６とを溶接する。

本発明においては、実質的にダイヤフラム１１の傾斜端
面１３と外周壁１６との間に、これら二つの面と直交す
る前記溶接内面１８．１９をもった補助光て金１４．１
５を設けることにより、直角四辺形の内周面をもつ溶接
溝１７が形成されていればよい。ただこの場合、前記溶
接溝１７を設けるに当っては二つの態様が考えられる。

第２図に示す溶接溝の実施例では、一対の補助光て金１
４．１５のうち、ダイヤフラム１１の表面１１ａと外周
壁１６とが鈍角をなす側の一方の補助光て金１４におけ
る溶接内面１８を、ダイヤフラム１１の前記傾斜端面１
３と同一面上に延長するように設けた隅角面２２と直交
するような断面り字形に切削し、これによって該溶接内
面１８が前記ダイヤフラム表面１１ａの延長線１１ｂ上
の位置あるいはこれよりも外側に位置するように設けら
れている。

一方、第３図は溶接溝の別の実施例であるが、この場合
には前記の鈍角側の補助光て金１４における溶接内面１
８が、前記ダイヤフラム表面１１ａの延長線１１ｂより
も内側に位置するように設けられている。

第２図と第３図の溶接溝１７を比較した場合、第２図の
溶接溝１７では、補助光て金１４の溶接内面１８がダイ
ヤフラム鈍角側表面１１ａの延長線１１ｂよりも外側に
あり、従ってこの溶接溝１７内に溶融金属２１が形成さ
れた場合、ダイヤフラムの両面１１ａ、ｌｌｃにおける
延長線１１ｂ。

ｌｉｄがいずれも該溶融金属２１の内側を通ることにな
るので、ダイヤフラム１１と同一延長線上の外周壁１６
外面に設けられる梁材２３等にとっては、この溶接溝１
７による溶接部の方が応力を適切に伝達できるという点
で実質的に好ましい。

ただ第３図の溶接溝１７のように、補助光て金１４の溶
接内面１Ｂがダイヤフラム鈍角側表面１１ａの延長線１
１ｂよりも内側に設けられるために、前記延長線１１ｂ
が溶融金属２１の外側を通るような構造でも、ダイヤフ
ラム１１が外周壁１６に対して小さい傾斜角度で取付け
られるような場合には、さほど問題なく対応することが
できる。

更に別の実施例として、第４図及び第５図に示す溶接溝
１７は、一対の補助光て金１４．１５をいずれもその板
幅方向の軸線りがダイヤフラム１１の両面１１ａ、１１
ｃと平行するような向きのものとして取付けられた場合
を示している。この場合も補助光て金１４．１５に設け
られる溶接内面１８．１９としては、第２図及び第３図
のものと同じように、ダイヤフラム傾斜端面１３及び外
周壁１６内面と直交する向きをもち、従っていずれも内
周面が直角四辺形の溶接溝１７が形成される。

〔効果〕 本発明に係るボックス構造部材においては、内部のダイ
ヤフラムが傾斜状に配置される場合において、傾斜溶接
辺の両面に取付けられる一対の補助光て金の溶接内面を
、ダイヤフラムの傾斜端面及び外周壁内面と直交する向
きに形成して、対角線の長さが等しい直角四辺形の内周
面をもつ溶接溝を設けるようにしたので、ダイヤフラム
が傾斜状に配置されていても、四個のコーナーに対して
確実に溶融金属を均等に溶は込ますことのできる適切な
エレクトロスラグ溶接用の溶接溝を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る傾斜ダイヤフラムをもったボック
ス構造部材の一部を切欠した斜視図、第２図は第１図に
示すダイヤフラムの溶接部の構造を示す部分断面図、第
３図は第２図と同じ部分の別の実施例を示す断面図、第
４図及び第５図は同じく更に別の実施例を示す断面図、
第６図は本発明以外の方法として考えられる傾斜ダイヤ
フラム溶接部の構造を示す断面図である。 １０：ボックス構造部材、　１１：ダイヤフラム、１２
：傾斜溶接辺、　　　　１３；傾斜端面、１４．１５：
溶接溝形成用補助当て金、１６：外周壁、１７：溶接溝
、　　　　１Ｂ、１９：溶接内面、２０：エレクトロス
ラグ溶接ノズル、 ２１：溶融金属、　２２：隅角部、　２３：梁材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）箱形断面を形成する外周壁の内部にダイヤフラム
   が傾斜状に溶接されるボックス構造部材であって、前記
   ダイヤフラムにおける外周壁との傾斜溶接辺に前記外周
   壁内面と平行する傾斜端面を設け、前記傾斜溶接辺の両
   面に予め取付けられた一対の溶接溝形成用補助当て金の
   内面には、夫々前記溶接辺の傾斜端面及び外周壁内面に
   対して直交する向きの溶接内面を設けて、前記溶接辺の
   傾斜端面と外周壁内面と補助当て金の溶接内面とにより
   内周面を対角線の長さの等しい直角四辺形とした溶接溝
   を形成し、この溶接溝内にエレクトロスラグ溶接を施し
   たことを特徴とする傾斜ダイヤフラムを有するボックス
   構造部材。
2. （２）ダイヤフラムの傾斜溶接辺両面に取付けられる一
   対の溶接溝形成用補助当て金のうち、ダイヤフラムの表
   面が外周壁と鈍角をなす側の一方の補助当て金に設けら
   れる溶接内面が、ダイヤフラムの前記鈍角側傾斜表面の
   延長線よりも外側に位置するように、ダイヤフラムの溶
   接辺傾斜端面と同一面上に延長して設けられた隅角面と
   直交して断面Ｌ字形に形成されている請求項１に記載の
   傾斜ダイヤフラムを有するボックス構造部材。