JPH0518659B2

JPH0518659B2 -

Info

Publication number: JPH0518659B2
Application number: JP6453384A
Authority: JP
Inventors: Arata Komitsu
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1993-03-12
Also published as: JPS60206545A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は鉄骨構造物等の柱材の製造法に関す
る。

鉄骨構造物における円管柱の梁接合部（仕口
部）は、所要の仕口剛性確保のために、厚肉に形
成され、あるいは環状突起が設けられる。第８図
は、円管４５，４５と、仕口部となるべき厚肉の
円管４６とを管端面の突合せ溶接により接合して
組立柱とし、その厚肉円管４６の外面に梁４２を
溶接接合するようにした例であり、第９図は、環
状突起４７を有する円管４８同士を溶接接合して
組立柱とし、その環状突起４７，４７に梁４２の
フランジ４２，１，４２，１を当てがつて溶接接
合するようにした例である。

上記第８図の柱は、円管４５，４６として引抜
鋼管や溶接鋼管などを用いて組立られるが、仕口
部をなす厚肉円管４６とその両側の円管４５，４
５の厚肉が溶接接合部Ｗを境にして急激に変化す
るため、使用状態において応力集中、局部変形に
よる耐力低下等が生じ易い欠点がある。また、応
力集中のネツクとなる部分に溶接線が２本もある
ことは好ましくないことである。

一方、環状突起４７，４７を有する柱の組立て
に使用される円管４８としては遠心力鋳造管が用
いられる。第１０図にその鋳造方案を示す。１は
鋳型であり、その内面の一端側には大径部７が設
けられている。８は大径部７に嵌装されたライナ
ーであり、ライナー８の段差部壁面８１と大径部
７の段差部壁面７１とで、鋳型内周面を一巡する
環状溝９が画成されている。なお、５，５は鋳型
両端開口部に嵌着された湯止め用バンド（端板）
である。該鋳型１を、その中心線を回転軸心とし
て回転させながら溶鋼を鋳込むと、遠心力の作用
下に図示のように、環状溝９にて形成される環状
突起４７を有する円管４８がえられる。

遠心力鋳造法は大量生産に適しており、組立柱
構成ユニツトとしての円管（柱材）を安価に製造
することができる。また、その円管を構成ユニツ
トとして組立てられた柱は、仕口部における溶接
線Ｗが１本だけであるから、前記第８図の柱に比
し強度的にも有利である。

しかしながら、前記鋳造方案による遠心力鋳造
においては、環状溝９を形成するための鋳型の組
立てに煩瑣な手間を要し、生産性が極めて悪いう
えに、ライナー８や鋳型大径部７の段差部壁面８
１，７１に鋳造時の熱応力による変形・割れが生
じ易く、耐用寿命が短い。しかも、仕口部に必要
な環状突起４７，４７の位置、突起の間隔や突出
高さ等は柱の設計に応じてそのつど変るものであ
るから、その図面が決定するまで、鋳型やライナ
ーの製作に着手することができず、従つて納期の
対応に著しい困難を伴なう等の欠点がある。

また、上記従来の柱の仕口部は、その上下の直
管部の表面よりも外方へ膨出している形状を有す
るので、仕口部の膨出面の全体が梁４２で被蔽さ
れるような場合はともかく、部分的に、例えば２
方向または３方向にのみ梁が接合される場合は、
梁が接合された部分以外の膨出面は露出したまま
直接視覚されることになり、外観の不体裁を免れ
ない。

更に、従来の柱の仕口部は、断面外形状が円形
であるから、梁を溶接接合するに際しては、梁の
端面に、仕口部の凸周面と一致するように円弧状
開先を形成しなければならない。このような凸部
面の仕口部への梁の溶接組立て作業は極めてめん
どうな作業であり、生産性も非常に悪い。

本発明は円管柱に関する上記問題を解決したも
のであり、第１図に示されるように、直管部１１
の一端側に、内面が内方に膨出しており、外面
に、直管部の延長円周面の内側に含まれる平面２
２を有する肉厚縮径部２１がテーパ部２５を介し
て形成されている柱材の製造法を提供する。

本発明の柱材の製造方法は、直管部の一端側に
外方へ膨出する厚肉大径部を有する遠心鋳造管を
素管とし、その厚肉大径部を絞り加工することに
より縮径して上記形状を有する柱材を得るもので
ある。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明において素管として使用される遠心鋳造
管は、第２図に示されるように、直管部１１の一
端側に、テーパ部１３を介して、外方へ膨出する
厚肉大径部１２を有している。直管部１１と厚肉
大径部１２の内径は同一であつて、テーパ部１３
は内周面１４と外周の円錐面をなすテーパ面１５
にて画成されている。

上記遠心鋳造管１０は第３図に示す鋳造方案に
より鋳造される。１は遠心鋳造鋳型であり、２は
鋳型内の直管形成部、３は大径部、４はテーパ面
である。鋳型１の両端開口部には端板５，５が嵌
着されており、鋳型の中心軸を回転中心とする回
転駆動下に、端板５の注湯孔６から鋳型内に所定
量の溶鋼を鋳込み、遠心力の作用により鋳型内壁
面にそつて所定の層厚の溶湯シリンダ１０′を形
成して凝固させれば、第２図に示すごとき形状の
鋳造管が得られる。

ついで、上記遠心鋳造管１０を素管とし、その
厚肉大径部１２およびテーパ部１３にプレスまた
はロール等による絞り加工を施す。素管１０の絞
り加工は、鋳型から引抜いた後の鋳造のままの状
態で行われることもあり、あるいはその後の焼な
らし処理等の熱処理が施された状態で行われるこ
ともある。この絞り加工により、素管の厚肉大径
部１２およびテーパ部１３を縮径し、第１図に示
すように、所要の肉厚を保持しながら、内面を内
方へ膨出させるとともに、外面に平面２２を形成
する。平面２２は、直管部１１の円周面の延長面
の内側に含まれるように形成される。また、その
絞り加工においては、平面２２を有する厚肉縮径
部２１と直管部１１の外面の段差の急激な変化を
さけるために、厚肉縮径部２１と直管部１１との
間に外面のテーパ面２３を形成せしめる。なお、
内面のテーパ面２４は絞り加工による縮径の過程
で形成される。このテーパ面２３と２４とで厚肉
縮径部２１と直管部１１との間にテーパ部２５が
与えられる。

第４図に素管の絞り加工により得られた柱材の
例を示す。厚肉縮径部２１は４つの平面２２から
なるほぼ矩形の外形状を有している。平面と平面
の間の隅部２６は図示のように周方向に湾曲する
曲面であつてよい。厚肉縮径部２１の平面２２は
梁が接合される面であり、従つて厚肉縮径部２１
は、接合されるべき梁の本数に応じた数の平面を
有する任意の多角形状に形成される。第５図は２
つの平面２２を形成し、それ以外の部分は周方向
に湾曲する円弧面２７である厚肉縮径部２１を有
する柱材の例である。梁の接合方向によつては、
２つの平面２２が直角２方向に形成されることも
ある。また、梁の接合本数が１本である場合に
は、厚肉縮径部の一部分のみを平面とし、それ以
外の部分は円弧面に形成すればよい。なお、上記
の例における平面と平面の間の隅部の曲面２６や
円弧面２７は、直管部１１の延長周面の内側に含
まれるか、あるいは延長周面とほぼ一致するよう
に形成することが望ましいが、使用状態での美観
が損なわれない範囲内で、延長周面より外方へ突
出していてもよい。また、隅部の曲面２６や円弧
面２７と直管部１１の内周面の間に段差がある場
合は、テーパ面２８を形成すればよい。

上記柱材２０を必要な本数準備し、これをユニ
ツトとして厚肉縮径部２１の側の端面同士および
直管部１１側の端面同士を溶接接合することによ
り柱として組立てられる。第６図はそのようにし
て製作された組立柱４０の仕口部４１に梁４２を
接合した例を示す。梁４２は仕口部４１の各平面
２２のそれぞれに接合されている。また、仕口部
２１における溶接線Ｗは１本だけである。

本発明方法によれば、遠心鋳造管を素管とし、
その一部に絞り加工による簡単な成形加工を施す
ことにより組立柱のユニツトとしての柱材が得ら
れるので、引抜鋼管等を使用する製造法に比し安
価である。しかも、素管の遠心鋳造に使用される
鋳型の内面形状は、直管形成部２と大径部３とそ
の間の傾斜面４とで画成される比較的単純な形状
であり、前記第１０図のような複雑な鋳造方案を
必要としないので、鋳型の組立の煩わしさや鋳型
の早期損傷等の問題もない。

また、本発明による柱材をユニツトとして組立
てられる柱は、仕口部が絞り加工によつて直管部
の外径よりも縮径された形状を有し仕口部の外面
と直管部の外面との段差はごくわずかであるの
で、従来の柱のように外方へ膨出した外形状の仕
口部を有するものに比し、使用状態における美観
にすぐれている。しかも、その仕口部は、所要の
肉厚を有するとともに厚肉部から直管部にかけて
の肉厚が漸変しており、そのうえ仕口部における
溶接線は１本だけであるから、強度面でもすぐれ
ている。

また、仕口部の梁接合部は平面であるから、梁
の端面開先形状は直線状であつてよく、従来の柱
に梁を接合する場合のように仕口部の凸曲面に合
せて円弧状開先を形成する必要がない。従つて、
柱と柱の間への梁の介装・組立作業が容易である
と同時に、溶接作業も容易である。

更に、本発明により製造される柱材はビル等の
柱材としてのみならず、海洋構造物（例えば、護
岸・防波堤、桟橋、離岸堤、養殖用係留施設）を
構築するための、コンクリートブロツクと組合せ
て使用される杭材として使用される。殊に、近時
注目されている杭打連続ブロツク工法（PBS工
法）が適用される場合の杭材として有用である。
このPBS工法は、第７図に示すように杭２０の
下部において、PC鋼線５１に懸吊されたくさび
受け５２に、円錐台形状の内くさび５３と、その
外周面に一致する傾斜内周面を有する外くさび５
４とを重ねてなる格点装置を装着し、そのくさび
の上にコンクリートブロツク５５を重ねていく工
法であり、重ねられるコンクリートブロツクの自
重によりくさび効果が徐々に働き、所定のコンク
リートブロツクがセツトされたのちPC鋼線を緊
張させると、ブロツクと杭とが一体構造となるも
のである。この場合の杭２０の格点部は応力集中
部であるから、それに耐え得るように他の部分よ
りも厚肉であることを要し、またその部分が円柱
状であるよりも複数の平面からなる多角形状であ
る方が、はるかに強いくさび効果を生じさせるこ
とができる。この点からも本発明により多角形状
の厚肉部が形成された柱材はPBS工法用杭材と
して好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による絞り加工後の柱材の形状
を模式的に示す一部切欠正面図、第２図は本発明
に使用される素管を例示する一部切欠正面図、第
３図は素管の遠心鋳造方案を示す軸方向断面図、
第４図、第５図は本発明により得られた柱材を例
示する斜視図、第６図は本発明により得られた柱
材をユニツトとして組立てられた柱の使用状況を
例示する斜視図、第７図は本発明により得られた
柱材の他の使用態様を例示する断面図、第８図、
第９図は従来の柱の仕口部を示す一部切欠正面
図、第１０図は従来の柱材の遠心鋳造方案を示す
断面図である。１……遠心鋳造鋳型、２……直管形成部、３…
…大径部、１０……素管（遠心鋳造管）、１１…
…直管部、１２……厚肉大径部、１３……テーパ
部、２０……本発明の柱材、２１……厚肉部、２
２……平面、２５……テーパ部、４０……組立
柱、４１……仕口部、４２……梁、Ｗ……溶接
線。

Claims

【特許請求の範囲】

１直管部の一端側に、内面が内方へ膨出してお
り、外面に直管部の延長円周面の内側に含まれる
平面を有する厚肉縮径部がテーパ部を介して形成
されている柱材の製造法であつて、直管部の一端
側にテーパ部を介して外方へ膨出する厚肉大径部
を有する遠心鋳造管を素管とし、その厚肉大径部
およびテーパ部を絞り加工することにより、所要
の肉厚を保ちながら縮径して、内面を内方へ膨出
させるとともに、その外面に平面を形成すること
を特徴とする柱材の製造方法。