JPH08239909A - 鋼管の仕口部構造および接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管の仕口部構造および接合方法において、
工場での加工および現場での溶接が容易な直切りによる
仕口形状を用いながら、工場での加工手間を低減すると
ともに、現場での施工も容易に行えて、閉合部材として
の建て方も行えるようにする。 【構成】 工場において、互いの仕口端を直切り部１
３，１４とした鋼管１１，１２の内面に、予め仕口端の
直切り部１３，１４とほぼ面一としてエンドプレート１
５，１６をそれぞれ固定しておく。そして、現場での鋼
管１１，１２の建て方時において、その仕口端の間隔に
対応する介設部材１７をエンドプレート１５，１６間に
挿入して仮付け溶接により固定しておく。その後、この
介設部材１７および仕口端間に沿って溶接することによ
り鋼管１１，１２を互いに接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄骨建築に使用する鋼
管の溶接用の仕口部構造と、その溶接による接合方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨建築物の施工において、近年、大口
径で極厚断面を有する鋼管が梁材として非常に多く使わ
れるようになってきている。このような梁材として大口
径で極厚断面を有する鋼管（角パイプ）の現場溶接のた
めの仕口部構造および接合方法として従来から、「段切
り方式」、「裏当板スライド方式」、「裏当板メタルタ
ッチ方式」、「裏当板張り出し方式」がある。次に、こ
れら従来の方式について図面を参照しつつ説明する。

【０００３】（１）段切り方式 この段切り方式は、主に梁材用として一般的に用いられ
ている方法であり、先ず、図４（Ａ）に示すように、互
いに接合すべき鋼管４１，４２の仕口部分を、工場で段
切り形状部４３，４４にそれぞれ切断加工し、工場にお
いて、この段切り形状部４３，４４の内面に裏当板４
５，４６を溶接によりそれぞれ取り付けておく。そし
て、図４（Ｂ）に示すように、裏当板４５，４６をそれ
ぞれ介設して段切り形状部４３，４４を突き合わせ、そ
の段切り形状部４３，４４間に沿って溶接することで、
鋼管４１，４２を互いに接合する。

【０００４】（２）裏当板スライド方式 この裏当板スライド方式も、主に梁材用として一般的に
用いられている方法であり、先ず、図５（Ａ）に示すよ
うに、互いに接合すべき鋼管５１，５２の仕口部分を、
工場で直切り部５３，５４にそれぞれ切断加工し、工場
において、一方の鋼管５１内に裏当板５５を仕口端（直
切り部５３）より引っ込めて取り付けておく。なお、こ
の裏当板５５の外面には、引出し用の取っ手５６が溶接
により直径方向に対向して最低でも２本取り付けられて
おり、また、鋼管５１には、取っ手５６の移動を許容す
るスロットルホール５７を設けておく。このスロットル
ホール５７は、例えば、幅が約２５ｍｍ程度で長さが約
６０ｍｍ程度のものである。そして、図５（Ｂ）に示す
ように、現場での建て方後に、取っ手５６をスロットル
ホール５７に沿って移動させることにより、鋼管５１内
の裏当板５５を仕口端（直切り部５３）から引き出して
他方の鋼管５２内に挿入して、その直切り部５３，５４
間に沿って溶接することで、鋼管５１，５２を互いに接
合する。

【０００５】（３）裏当板メタルタッチ方式 この裏当板メタルタッチ方式は、主に柱材用として一般
的に用いられている方法であり、先ず、図６（Ａ）に示
すように、互いに接合すべき鋼管６１，６２の仕口部分
を、工場で直切り部６３，６４にそれぞれ切断加工し、
工場において、両方の鋼管６１，６２内に裏当板６５，
６６をそれぞれ取り付けておく。ここで、一方の鋼管６
１内に裏当板６５を仕口端（直切り部６３）より約７ｍ
ｍ程度突出した状態で溶接して取り付けておき、また、
他方の鋼管６２内には裏当板６６を仕口端（直切り部６
４）とほぼ面一にした状態で溶接して取り付けておく。
従って、この裏当板６６が他方の裏当板６５に対する当
板となる。なお、現場での建て方時に所定のルートギャ
ップが確保できるように、裏当板６５，６６の木端面に
対し正確な切削仕上げ加工を施しておく。そして、図６
（Ｂ）に示すように、現場での建て方時に、裏当板６
５，６６同士をメタルタッチさせて、直切り部６３，６
４間に沿って溶接することで、鋼管６１，６２を互いに
接合する。

【０００６】（４）裏当板張り出し方式 この裏当板張り出し方式も、主に柱材用として一般的に
用いられている方法であり、先ず、図７（Ａ）に示すよ
うに、互いに接合すべき鋼管７１，７２の仕口部分を、
工場で直切り部７３，７４にそれぞれ切断加工し、工場
において、一方の鋼管７１内に裏当板７５を仕口端（直
切り部７３）より張り出した状態で溶接して取り付けて
おく。そして、図７（Ｂ）に示すように、現場での建て
方時に、鋼管７１の裏当板７１を他方の鋼管７２内に差
し込んでから、直切り部７３，７４間に沿って溶接する
ことで、鋼管７１，７２を互いに接合する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の「段切り方式」、「裏当板スライド方
式」、「裏当板メタルタッチ方式」、「裏当板張り出し
方式」の何れによっても、次に説明するような製作上ま
たは現場施工上における問題がある。

【０００８】（１）段切り方式 前記段切り方式の場合には、先ず、工場で鋼管４１，４
２の仕口を段切り形状部４３，４４に切断加工する作業
を必要とし、このような段切り加工は複雑で手間がかか
る作業である。また、段切り形状部４３，４４内面への
裏当板４５，４６の取付精度を必要とし、このような裏
当板４５，４６をそれぞれ備えた段切り形状部４３，４
４による鋼管４１，４２の建て方時の仕口合わせが難し
い。さらに、現場での段切り形状部４３，４４間に沿っ
た溶接長も長くて複雑であり、しかも、その段切り形状
部４３，４４の隅角部に溶接欠陥が出やすく、溶接に熟
練を要する。

【０００９】（２）裏当板スライド方式 前記裏当板スライド方式の場合には、先ず、裏当板５５
に引出し用の取っ手５６を最低２本取り付け、その取っ
手５６の移動を許容するスロットルホール５７を鋼管５
１に形成する必要があるため、鋼管５１が極厚部材の場
合、断面欠損が多く、しかも、鋼管５１内への裏当板５
５の取り付け並びに裏当板５５への取っ手５６の取り付
けに手間がかかる。また、現場での溶接完了後に取っ手
５６を切断し、スロットルホール５７の孔埋め作業が必
要である。

【００１０】（３）裏当板メタルタッチ方式 前記裏当板メタルタッチ方式の場合には、先ず、鋼管６
１の仕口端（直切り部６３）から裏当板６５が突出して
いることから、閉合部材として建て方する場合、クリア
ランスがないため、建て方が困難である。また、鋼管６
１，６２の仕口部分には、製作誤差、現場施工誤差が集
積することが多く、ルートギャップによる誤差調整が非
常に難しい。

【００１１】（４）裏当板張り出し方式 前記裏当板張り出し方式の場合には、鋼管７１への裏当
板７５の工場での取り付けは比較的簡単であるが、鋼管
７１の仕口端（直切り部７３）から裏当板７５が張り出
していることから、閉合部材としての建て方はできな
い。

【００１２】そこで、本発明の目的は、工場での加工お
よび現場での溶接が容易な直切りによる仕口形状であっ
て、工場での加工手間を低減するとともに、現場での施
工も容易に行えて、閉合部材としての建て方も行えるよ
うにした鋼管の仕口部構造を提供することにある。そし
て、本発明は、以上の仕口部構造による鋼管の接合方法
を提供することも目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、互いの仕口端を直切り部とした
鋼管の仕口部構造において、前記鋼管の内面に、前記仕
口端の前記直切り部とほぼ面一にしてそれぞれ固定した
エンドプレートと、前記鋼管の前記仕口端間に挿入され
て、前記エンドプレートにそれぞれ固定した介設部材
と、を備えた構成を特徴としている。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の鋼管の仕口部構造において、前記介設部材は、周方
向で複数に分割された分割体により構成されていること
を特徴としている。

【００１５】そして、請求項３記載の発明は、互いの仕
口端を直切り部とした鋼管の接合方法において、前記鋼
管の内面に、予め前記仕口端の前記直切り部とほぼ面一
としてエンドプレートをそれぞれ固定しておき、前記鋼
管の建て方時における前記仕口端の間隔に対応する介設
部材を前記エンドプレート間に挿入して固定した後、こ
の介設部材および前記仕口端間に沿って溶接することに
より前記鋼管を互いに接合することを特徴としている。

【００１６】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の鋼管の接合方法において、前記仕口端の間隔の測定
後に、その間隔に対応した前記介設部材を構成する周方
向で複数に分割された分割体を前記エンドプレート間に
挿入して仮付け溶接により固定しておくことを特徴とし
ている。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明によれば、鋼管の内面に、
その仕口端の直切り部とほぼ面一にしてエンドプレート
をそれぞれ固定して、さらに、その鋼管の仕口端間に介
設部材を挿入してエンドプレートにそれぞれ固定した仕
口部構造なので、先ず、直切りによる仕口形状であるこ
とから、工場での加工が容易で、現場での溶接も容易に
行える。また、工場では、鋼管の内面に、その仕口端の
直切り部とほぼ面一にしてエンドプレートを固定すれば
よいことから、エンドプレートの取付作業が容易に行え
る。そして、現場では、鋼管内面のエンドプレートにそ
れぞれ固定して介設部材を仕口端間に介設する構造であ
ることから、現場での施工も容易に行え、しかも、ルー
トギャップの存在により閉合部材としての建て方も行え
る。

【００１８】また、請求項２記載の発明によれば、周方
向で複数に分割された分割体により構成されている介設
部材なので、鋼管の仕口端のエンドプレート間への介設
部材の挿入が、その分割体を個々に挿入することにより
容易に行える。

【００１９】そして、請求項３記載の発明によれば、鋼
管の内面に、予めその仕口端の直切り部とほぼ面一とし
てエンドプレートをそれぞれ固定しておき、鋼管の建て
方時における仕口端の間隔に対応する介設部材をエンド
プレート間に挿入して固定した後、この介設部材および
仕口端間に沿って溶接することにより鋼管を互いに接合
する接合方法なので、先ず、直切りによる仕口形状であ
ることから、工場での加工が容易で、現場での溶接も容
易に行える。また、工場では、鋼管の内面に、その仕口
端の直切り部とほぼ面一にしてエンドプレートを固定す
ればよいことから、エンドプレートの取付作業が容易に
行える。さらに、現場での鋼管の建て方時においては、
その仕口端の間隔に対応する介設部材を鋼管内面のエン
ドプレート間に挿入して仕口端間に介設し、その介設部
材をエンドプレートにそれぞれ固定することから、現場
での施工も容易に行え、しかも、ルートギャップの存在
により閉合部材としての建て方も行える。

【００２０】また、請求項４記載の発明によれば、鋼管
の仕口端の間隔の測定後に、その間隔に対応した介設部
材を構成する周方向で複数に分割された分割体をエンド
プレート間に挿入して仮付け溶接により固定しておくの
で、先ず、鋼管の仕口端の間隔に対応した介設部材の挿
入が確実に行え、しかも、エンドプレート間への介設部
材の挿入が、その分割体を個々に挿入することにより容
易に行える。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明に係る鋼管の仕口部構造およ
び接合方法の実施例を図１から図３に基づいて説明す
る。先ず、図１は本発明を適用した一例としての鋼管の
現場溶接のための仕口部構造および接合方法を示すもの
で、（Ａ）は裏当板を取り付けた状態の互いの鋼管仕口
部を示す側面図、（Ｂ）は互いの鋼管仕口部の接合状態
を示す側面図である。図１において、１１，１２は鋼
管、１３，１４は仕口端（直切り部）、１５，１６はエ
ンドプレート、１７は介設部材（スチールバッキング）
である。

【００２２】即ち、この実施例では、先ず、図１（Ａ）
に示すように、互いに接合すべき鋼管１１，１２の仕口
部分を、工場で直切り部１３，１４にそれぞれ切断加工
し、工場において、両方の鋼管１１，１２内にエンドプ
レート１５，１６をそれぞれ取り付けておく。ここで、
両方の鋼管１１，１２内にエンドプレート１５，１６を
仕口端（直切り部１３，１４）とほぼ面一にした状態で
溶接してそれぞれ取り付けておく。そして、図１（Ｂ）
に示すように、現場での建て方時において、鋼管１１，
１２の仕口端（直切り部１３，１４）に間隔を設け、そ
の内面にそれぞれ固定したエンドプレート１５，１６間
に介設部材としてのスチールバッキング１７を挿入して
仮付け溶接してから、このスチールバッキング１７と直
切り部１３，１４間に沿って本溶接（図２の溶接部１８
参照）することで、鋼管１１，１２を互いに接合する。

【００２３】図２は図１（Ｂ）に示した鋼管仕口部の接
合部分の構造を拡大して示すもので、実施例では、外径
５１１．６ｍｍで肉厚３０ｍｍの丸パイプによる大口径
で極厚断面を有する鋼管１１，１２を用い、そのグルー
ブ角度４０゜でルートギャップ１２ｍｍである。また、
円筒状をなしてその肉厚１２ｍｍのエンドプレート１
５，１６を用いるとともに、環板状をなしてその外径４
７８．６ｍｍで幅（板厚）１０ｍｍのスチールバッキン
グ１７を用いている。そして、環板状のスチールバッキ
ング１７としては、図３（Ａ）に示すように、２等分に
分割した分割体１７ａ，１７ａを用いたり、または、図
３（Ｂ）に示すように、４等分に分割した分割体１７
ｂ，１７ｂ，１７ｂ，１７ｂを用いる。

【００２４】次に、現場での具体的な接合方法について
説明する。図２に示すように、前述した外径５１１．６
ｍｍで肉厚３０ｍｍの丸パイプによる大口径で極厚断面
を有する鋼管１１，１２を、その仕口端を互いに対向さ
せて間隔を開けて位置決めし、その仕口端（直切り部１
３，１４）間の間隔を実測する。実施例では、その仕口
端間の間隔が、前述したルートギャップ１２ｍｍであ
る。そして、このルートギャップ１２ｍｍに対応して前
述した幅（板厚）１０ｍｍで外径４７８．６ｍｍの環板
状のスチールバッキング１７を、鋼管１１，１２の仕口
端間に挿入して、その鋼管１１，１２内に仕口端（直切
り部１３，１４）とほぼ面一にした状態で溶接してそれ
ぞれ取り付けたエンドプレート１５，１６に、スチール
バッキング１７を仮付け溶接によりそれぞれ固定する。

【００２５】即ち、図３（Ａ）に示したような２分割の
分割体１７ａ，１７ａ、または、図３（Ｂ）に示したよ
うな４分割の分割体１７ｂ，１７ｂ，１７ｂ，１７ｂ
を、鋼管１１，１２の仕口端（直切り部１３，１４）間
へ次々に挿入して、それぞれのエンドプレート１５，１
６に仮付け溶接により次々に固定していく。その後、こ
のような幅（板厚）１０ｍｍで環板状のスチールバッキ
ング１７を介設してルートギャップ１２ｍｍでグルーブ
角度４０゜による鋼管１１，１２の仕口端（直切り部１
３，１４）間に沿って、本溶接していくことにより、図
示のような溶接部１８を得て、鋼管１１，１２を互いに
強固に接合する。

【００２６】従って、以上のような本発明による鋼管の
仕口部構造および接合方法によれば、閉合部材の建て方
の場合であっても、ルートギャップを利用して確実な溶
接を行って建て方することができる。また、鋼管１１，
１２の仕口端（直切り部１３，１４）間に集積される誤
差を、ルートギャップによって調整することができる。
そして、工場においては、鋼管１１，１２の仕口端を、
直切り部１３，１４にそれぞれ切断加工して、その内面
に、スチールバッキング１７の仮付けのためのエンドプ
レート１５，１６を直切り部１３，１４とほぼ面一にし
てそれぞれ溶接するだけでよいので、工場での加工手間
を低減することができる。

【００２７】また、現場においては、鋼管１１，１２の
仕口端（直切り部１３，１４）間の間隔の実測後、その
ルートギャップに対応したスチールバッキング１７の分
割体を挿入してエンドプレート１５，１６に仮付け溶接
した後に、その仕口端（直切り部１３，１４）間に沿っ
て本溶接を行うので、現場での施工も容易に行うことが
できる。以上の通り、本発明は、スチールバッキング１
７を使用する鋼管の仕口部接合であることから、スチー
ルバッキング方式と呼べるものである。

【００２８】なお、以上の実施例においては、鋼管の仕
口部接合としたが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、ボックス形状部の仕口部接合に適用してもよい。
また、介設部材（スチールバッキング）を３分割や５分
割以上にさらに細分割してもよく、その他、具体的な細
部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論で
ある。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る鋼管の仕口部構造によれば、鋼管の内面に、その仕口
端の直切り部とほぼ面一にしてエンドプレートをそれぞ
れ固定して、さらに、その鋼管の仕口端間に介設部材を
挿入してエンドプレートにそれぞれ固定した構造であ
り、先ず、直切りによる仕口形状であるため、工場での
加工と現場での溶接をともに容易に行うことができる。
また、工場では、鋼管の内面に、その仕口端の直切り部
とほぼ面一にしてエンドプレートを固定すればよいた
め、エンドプレートの取付作業を容易に行うことがで
き、従って、工場での加工手間を低減することができ
る。そして、現場では、鋼管内面のエンドプレートにそ
れぞれ固定して介設部材を仕口端間に介設する構造のた
め、現場での施工を容易に行うことができ、しかも、ル
ートギャップの存在によって、閉合部材としての建て方
も行うことができる。

【００３０】また、請求項２記載の発明に係る鋼管の仕
口部構造によれば、介設部材を、周方向で複数に分割さ
れた分割体により構成したため、鋼管の仕口端のエンド
プレート間への介設部材の挿入を、その分割体を個々に
挿入することによって、容易に行うことができる。

【００３１】そして、請求項３記載の発明に係る鋼管の
接合方法によれば、鋼管の内面に、予めその仕口端の直
切り部とほぼ面一としてエンドプレートをそれぞれ固定
しておき、鋼管の建て方時における仕口端の間隔に対応
する介設部材をエンドプレート間に挿入して固定した
後、この介設部材および仕口端間に沿って溶接すること
により鋼管を互いに接合する方法であり、先ず、直切り
による仕口形状であるため、工場での加工と現場での溶
接をともに容易に行うことができる。また、工場では、
鋼管の内面に、その仕口端の直切り部とほぼ面一にして
エンドプレートを固定すればよいため、エンドプレート
の取付作業を容易に行うことができ、従って、工場での
加工手間を低減することができる。さらに、現場での鋼
管の建て方時においては、その仕口端の間隔に対応する
介設部材を鋼管内面のエンドプレート間に挿入して仕口
端間に介設し、その介設部材をエンドプレートにそれぞ
れ固定する方法のため、現場での施工を容易に行うこと
ができ、しかも、ルートギャップの存在によって、閉合
部材としての建て方も行うことができる。

【００３２】また、請求項４記載の発明に係る鋼管の接
合方法によれば、鋼管の仕口端の間隔の測定後に、その
間隔に対応した介設部材を構成する周方向で複数に分割
された分割体をエンドプレート間に挿入して仮付け溶接
により固定するため、先ず、鋼管の仕口端の間隔に対応
した介設部材の挿入を確実に行うことができ、しかも、
エンドプレート間への介設部材の挿入を、その分割体を
個々に挿入することによって、容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一例としての鋼管の現場溶接
のための仕口部構造および接合方法を示すもので、
（Ａ）は裏当板を取り付けた状態の互いの鋼管仕口部を
示す側面図、（Ｂ）は互いの鋼管仕口部の接合状態を示
す側面図である。

【図２】図１（Ｂ）に示した鋼管仕口部の接合部分の構
造を拡大して示す要部縦断側面図である。

【図３】本発明で使用するスチールバッキング材の分割
形状例を示すもので、（Ａ）は２分割の場合の正面図、
（Ｂ）は４分割の場合の正面図である。

【図４】従来の「段切り方式」による鋼管の現場溶接の
ための仕口部構造および接合方法を示すもので、（Ａ）
は裏当板を取り付けた状態の互いの鋼管仕口部を示す側
面図、（Ｂ）は互いの鋼管仕口部の接合状態を示す側面
図である。

【図５】従来の「裏当板スライド方式」による鋼管の現
場溶接のための仕口部構造および接合方法を示すもの
で、（Ａ）は一方のみに裏当板を取り付けた状態の互い
の鋼管仕口部を示す側面図、（Ｂ）は互いの鋼管仕口部
の接合状態を示す側面図である。

【図６】従来の「裏当板メタルタッチ方式」による鋼管
の現場溶接のための仕口部構造および接合方法を示すも
ので、（Ａ）は裏当板を取り付けた状態の互いの鋼管仕
口部を示す側面図、（Ｂ）は互いの鋼管仕口部の接合状
態を示す側面図である。

【図７】従来の「裏当板張り出し方式」による鋼管の現
場溶接のための仕口部構造および接合方法を示すもの
で、（Ａ）は一方のみに裏当板を取り付けた状態の互い
の鋼管仕口部を示す側面図、（Ｂ）は互いの鋼管仕口部
の接合状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１１，１２ 鋼管 １３，１４ 仕口端（直切り部） １５，１６ エンドプレート １７ 介設部材（スチールバッキング） １７ａ，１７ｂ 分割体 １８ 溶接部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いの仕口端を直切り部とした鋼管の仕
   口部構造において、 前記鋼管の内面に、前記仕口端の前記直切り部とほぼ面
   一にしてそれぞれ固定したエンドプレートと、 前記鋼管の前記仕口端間に挿入されて、前記エンドプレ
   ートにそれぞれ固定した介設部材と、を備えたことを特
   徴とする鋼管の仕口部構造。
2. 【請求項２】 前記介設部材は、周方向で複数に分割さ
   れた分割体により構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の鋼管の仕口部構造。
3. 【請求項３】 互いの仕口端を直切り部とした鋼管の接
   合方法において、 前記鋼管の内面に、予め前記仕口端の前記直切り部とほ
   ぼ面一としてエンドプレートをそれぞれ固定しておき、 前記鋼管の建て方時における前記仕口端の間隔に対応す
   る介設部材を前記エンドプレート間に挿入して固定した
   後、 この介設部材および前記仕口端間に沿って溶接すること
   により前記鋼管を互いに接合することを特徴とする鋼管
   の接合方法。
4. 【請求項４】 前記仕口端の間隔の測定後に、その間隔
   に対応した前記介設部材を構成する周方向で複数に分割
   された分割体を前記エンドプレート間に挿入して仮付け
   溶接により固定しておくことを特徴とする請求項３記載
   の鋼管の接合方法。