JPH0886018A - 鋼管柱の仕口補強金物および仕口部が補強された鋼管柱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鋼管柱の柱梁仕口部の生産性と、土木、建築の
施工現場における梁の接合の作業性を阻害せず、柱梁仕
口部を補強する高精度かつ安価な金物および補強された
鋼管柱を提供する。 【構成】補強の対象となる鋼管柱５の外壁に対応した形
状の内壁を有する胴部１と、外縁部上下端に設けたそれ
ぞれ一対の鍔２と、内縁部上下端に設けたそれぞれ一対
の隅肉溶接用開先３とを有する中空金物であり、内壁内
に鋼管柱５が配置され、所定位置で隅肉溶接用開先３に
おいて鋼管柱５に固定され柱梁仕口部を構成する。従っ
て、溶接長は最短で、溶接入熱は最小に押さえられの
で、高い生産性と高い寸法精度の補強金物と補強された
鋼管柱が得られる。さらに、相互接合型の金物では、鋼
管柱を包み込んでから一体に接合されるため鋼管柱への
挿入作業が不要となり作業性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば土木、建築分野
で使用する鋼管柱の柱梁仕口部、特にその仕口部を補強
する金物および仕口部が補強された鋼管柱に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、土木、建築部分野で使用される円
形または角形の鋼管柱では、鋼管柱に梁を接合する際
に、あらかじめ鋼管柱に突き出した板状の鍔を溶接して
おき、この鍔に梁のフランジを溶接またはボルトで接合
するのが一般的であった。この上下一対の鍔に挾まれた
鋼管柱部分、すなわち梁の上下のフランジに挾まれた範
囲を仕口部と呼んでいる。仕口部には大きな剪断力や引
張り力がかかるため、この部分の肉厚を他の部分に比べ
て厚くし、その断面積を増してやる必要がある。

【０００３】図５は従来の仕口部を補強した鋼管柱の構
成を示す縦断面図である。図において、３１ａは上方の
鋼管柱，３２ａは該鋼管柱３１ａに上面が溶接された上
方の仕切板（通しダイヤフラムと称す）であり上記鍔の
役目をする。３１ｂは下方の鋼管柱，３２ｂは該鋼管柱
３１ｂに下面が溶接された下方の仕切板（通しダイヤフ
ラムと称す）であり上記鍔の役目をする。そして３３
は、上方の仕切板３２ａの下面に上端面が溶接され、さ
らに下方の仕切板３２ｂの上面に下端面が溶接された厚
肉の鋼管である。さらに、仕切板（通しダイヤフラム）
３２ａ，３２ｂの外端にＨ形鋼フランジが接合され、そ
して厚肉の鋼管３３の外壁にＨ形鋼ウエブが接合され
る。

【０００４】図６および図７は、それぞれ従来の仕口部
を補強した角形鋼管柱の構成を示す横断面図および側面
図である。図において、４１は角形鋼管柱、４２は該角
形鋼管柱４１に貫通された一対の張り出し板（外ダイヤ
フラムと称す）であり上記鍔の役目をする。さらに４３
は角形鋼管柱４１の仕口部外面に接着された複数枚の補
強鋼板であり、周囲が隅肉溶接されている。さらに、張
り出し板（外ダイヤフラム）４２の外端にＨ形鋼フラン
ジが接合され、そして接着された補強鋼板４３にＨ形鋼
ウエブが接合される。

【０００５】図８および図９は、それぞれ従来の仕口部
を補強した円形鋼管柱の構成を示す横断面図および側面
図である。図において、５１は円形鋼管柱、、５２は該
円形鋼管柱５１に貫通された一対の環状の張り出し板
（外ダイヤフラムと称す）であり上記鍔の役目をする。
さらに５３は円形鋼管柱５１の仕口部外面に接着された
複数枚の曲げられた補強鋼板または複数の分割された補
強鋼管片であり、周囲が隅肉溶接されている。さらに、
張り出し板（外ダイヤフラム）５２の外端にＨ形鋼フラ
ンジが接合され、そして接着された補強鋼板または補強
鋼管片５３相互の隙間において円形鋼管柱５１に直接Ｈ
形鋼ウエブが接合される。

【０００６】このような従来の柱梁仕口部を補強した鋼
管柱においては、上記のように構成されており、例えば
仕口部に厚肉の鋼管を着設すること、または仕口部に厚
鋼板を溶接することによって鋼管柱仕口部の横断面積を
他の部分より大きくさせることになり、柱梁仕口部にか
かる剪断力および引張り力等を緩和させ、これにより仕
口部を補強するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５に示すような従来
の柱梁仕口部を補強した鋼管柱では、該鋼管柱の途中に
上方の仕切板（通しダイアフラム）、厚肉の鋼管、およ
び下方の仕切板（通しダイアフラム）とが順次定着され
ているから、相互に溶接する場合には、より厚肉の鋼管
の準備、鋼管柱の切断、開先の加工、相互のセンター合
わせ、相互の溶接による溶接長の延長等により多くの工
数がかるため、柱梁仕口部の生産性が悪く、鋼管柱の価
格上昇という問題点があった。また、鋼管柱には曲げモ
ーメントが加わるため特に信頼性の高い溶接と確実な検
査をする必要があるため、作業工程が増し、鋼管柱の製
造工期の延長および価格上昇という問題点があった。ま
た、溶接作業における溶接熱によって鋼管柱および仕切
板（通しダイアフラム）に歪みが生じ、一対の仕切板
（通しダイアフラム）の外縁部の間隔に狂いができるた
め、土木、建築の施工現場における梁フランジの接合に
支障をきたすという問題点があった。また、一対の仕切
板（通しダイアフラム）によって仕切られた鋼管柱の内
部にはコンクリートを充填させることができないため、
いわゆるコンクリート構造にならないという問題点があ
った。

【０００８】図６および図７に示すような従来の柱梁仕
口部を補強した角形鋼管柱では、該鋼管柱の外面に複数
枚の、略矩形の鋼板が貼りつけられているから、これら
を溶着する場合には、鋼板の切断、開先の加工、相互の
位置合わせ、および各鋼板の４辺の隅肉溶接等が必要に
なり、工数が増加するため、柱梁仕口部の生産性が悪
く、鋼管柱の価格上昇という問題点があった。また、溶
接長の延長による溶接熱の増大によって鋼管柱および張
り出し板（外ダイヤフラム）に歪みが生じ、一対の張り
出し板（外ダイヤフラム）の外縁部の間隔に狂いができ
るため、土木、建築の施工現場における梁フランジの接
合に支障をきたすという問題点があった。

【０００９】図８および図９に示すような従来の柱梁仕
口部を補強した円形鋼管柱では、該鋼管柱の外面に複数
枚の、曲げ加工された略矩形の鋼板または分割された鋼
管片が貼りつけられているから、相互に溶接する場合に
は、鋼板の切断および曲げ加工または鋼管の切断、開先
の加工、相互の位置合わせ、および各鋼板または分割鋼
管片の４辺の隅肉溶接等が必要になり、工数が増加する
ため、柱梁仕口部の生産性が悪く、鋼管柱の価格上昇と
いう問題点があった。また、溶接長の延長による溶接熱
の増大によって鋼管柱および張り出し板（外ダイヤフラ
ム）に歪みが生じ、一対の張り出し板（外ダイヤフラ
ム）の外縁部の間隔に狂いができるため、土木、建築の
施工現場における梁フランジの接合に梁フランジの溶接
に支障をきたすという問題点があった。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、仕口部の鋼管柱の横断面積を他の
部分より大きくしても、柱梁仕口部の生産性が悪化せ
ず、鋼管柱の価格上昇を押さえることができ、さらに寸
法精度が低下せず、土木、建築の施工現場における梁フ
ランジの接合作業が円滑になる、鋼管柱の仕口補強金物
および仕口部が補強された鋼管柱を得ることを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
鋼管柱の仕口補強金物は、内壁部が補強対象となる円形
または角形の鋼管柱の外形に対応した形状でかつ内壁部
内に該鋼柱が配置される胴部を有する中空金物からな
り、胴部の内縁部にはそれぞれ一対の隅肉溶接用開先が
設けられ、さらに、胴部の外縁部にはそれぞれ一対の張
り出した鍔が設けられている。従って、本仕口補強金物
は、内壁部内に鋼管柱が配置され、そして隅肉溶接用開
先部において鋼管柱に接合される。さらに、鍔の外端部
において梁フランジに、また円筒部の外端部において梁
ウエブに接合される。

【００１２】本発明の請求項２に係る鋼管柱の仕口補強
金物は、上記請求項１の一体型の円筒状仕口補強金物に
おいて、金物が横断面形状が円弧状である複数個の金物
を相互に溶着して形成されてなる円筒金物から構成さ
れ、その内径は補強対象となる円形鋼管柱の外径よりや
や大きく、円筒部の内周上下端にはそれぞれ一対の隅肉
溶接用開先が設けられ、さらに、円筒部の外周上下端に
はそれぞれ一対の張り出した鍔が設けられている。従っ
て、本仕口補強金物は、鋼管柱の外周部において相互に
衝合かつ溶着されて円筒形状となり、そして隅肉溶接用
開先部において鋼管柱に接合される。さらに、鍔の外周
部において梁フランジに、また円筒部の外周部において
梁ウエブに接合される（以下、相互接合型円筒状仕口補
強金物と称す）。

【００１３】本発明の請求項３に係る鋼柱の仕口補強金
物は、上記請求項１の一体型の矩形断面仕口補強金にお
いて、金物が横断面形状が略Ｌ字状である一対の金物を
相互に溶着して形成されてなる矩形断面形状の中空体を
胴部とする金物から構成されている。そして、胴部の内
壁部が補強対象となる角形鋼管柱の外形よりやや大きい
矩形であり、胴部の矩形内縁部の上下端にはそれぞれ一
対の隅肉溶接用開先が設けられ、さらに、該胴部の矩形
外縁部の上下端にはそれぞれ一対の張り出した鍔が設け
られている。従って、本仕口補強金物は、角形鋼管柱の
外壁部において相互に衝合かつ溶着されて矩形断面形状
となり、そして隅肉溶接用開先部において角形鋼管柱に
接合される。さらに、鍔の外端部において梁フランジ
に、また矩形胴部の外壁部において梁ウエブに接合され
る（以下、相互接合型矩形断面仕口補強金物と称す）。

【００１４】本発明の請求項４に係る仕口部を補強した
鋼管柱においては、上記請求項１、２、または３のいず
れかの仕口補強金物を取り付けた鋼管柱である。

【００１５】

【作用】本発明においては、内縁部にそれぞれ一対の隅
肉溶接用開先および外縁部にそれぞれ一対の張り出した
鍔が設けられ、さらに内壁部形状が補強対象となる鋼管
柱の外形に対応した胴部を有する仕口補強金物であり、
上記内壁部内に上記鋼管柱が配置され、そして上記隅肉
溶接用開先部において上記鋼管柱に溶接により固定する
から、鋼柱の仕口部における横断面積が上記胴部の横断
面積相当分だけ増大するため、柱梁仕口部に働く剪断力
および引張り力等が緩和される。

【００１６】また、本発明の仕口補強金物は、内縁部に
設けらたそれぞれ一対の隅肉溶接用開先部において鋼管
柱に溶接により固定されるから、溶接長は該鋼管柱の外
壁長の略２倍である。

【００１７】また、上記の相互接合型の円筒状仕口補強
金物および矩形断面形状仕口補強金物によれば、それぞ
れ円形および角形鋼管柱の外壁部において相互に衝合か
つ溶着されて円筒状および矩形断面形状となり、そして
隅肉溶接用開先部において円形および角形鋼管柱に接合
されるから、これらの仕口補強金物は円形および角形鋼
管柱の一端から挿入し、所定位置まで移動する必要がな
い。さらに、これらの仕口補強金物の内壁と円形および
角形鋼管柱の外壁の隙間は、十分小さくなる。

【００１８】

【実施例】

実施例１ 図１は、本発明の一実施例に係る仕口部が補強された鋼
管柱の構成を示す立断面図である。図において、１は一
体型円筒状仕口補強金物の胴部、２は一体型円筒状仕口
補強金物の鍔部、３は隅肉溶接用開先、４はＨ形鋼梁、
４ａはＨ形鋼梁ウエブ、４ｂはＨ形鋼梁フランジ、５は
円形鋼管柱である。胴部１の内径と円形鋼管柱５の外径
との隙間は２−３ｍｍであるので、この一体型仕口補強
金物を円形鋼管柱５の一端から挿入し、所定位置まで移
動することができ、隅肉溶接用開先３において直ちに補
強金物を円形鋼管柱に隅肉溶接により固定することがで
きる。さらに補強金物が固定された円形鋼管柱は、土
木、建築の施工現場において、補強金物の筒部１の外周
にＨ形鋼梁ウエブ４ａが、補強金物の外面に張り出した
鍔部２にＨ形鋼梁フランジ４ｂがそれぞれ容易に接合さ
れる。

【００１９】実施例２ 図２および図３は、それぞれ本発明の他の実施例に係る
鋼管柱の仕口補強金物および仕口部が補強された鋼管柱
の構成を示す外観図である。図において、６は円形鋼管
柱、１０は相互接合型円筒状仕口補強金物の半裁部、１
１は相互接合型円筒状仕口補強金物の半裁部の筒部、１
２は相互接合型円筒状仕口補強金物の半裁部の鍔部、１
３は隅肉溶接用開先、１４は相互接合型円筒状仕口補強
金物の衝合面、１５は隅肉溶接ビ−ド、１６は突合せ溶
接ビ−ドである。本実施例においては仕口補強金物は、
横断面形状が半円である一対の上記金物の半裁部１０
を、円形鋼管柱６の外周の仕口部相当位置において相互
に衝き合わせかつ溶接により一体化し、さらに隅肉溶接
用開先１３において円形鋼管柱６に隅肉溶接により固定
する。

【００２０】実施例３ 図４は、本発明の他の実施例に係る鋼管柱の仕口補強金
物の構成を示す外観図である。図において、２０は相互
接合型矩形断面仕口補強金物の半裁部、２１は補強対象
となる角形鋼管柱の一方の幅に略等しい長さの溝形鋼、
２２は補強対象となる角形鋼管柱の他方の幅より長い長
さの溝形鋼該溝形、２３は隅肉溶接用開先、２４は隅肉
溶接ビードである。本実施例である相互接合型矩形断面
形状仕口補強金物においては、溝形鋼２１および２２
は、補強対象とな角形鋼管柱に接合されるＨ形鋼梁のウ
エブ高さにほぼ等しい溝幅の溝形鋼からそれぞれ切り出
され、隅肉溶接用開先２３においてＬ字型に隅肉溶接
し、半裁部２０とする。そして一対の半裁部２０を角形
鋼管柱の仕口部相当位置において相互に衝き合わせかつ
溶接により一体化し、さらに隅肉溶接用開先２３におい
てを角形鋼管柱に隅肉溶接により固定する。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。

【００２２】本発明によれば、補強の対象となる鋼管柱
の外形に対応した形状の内壁を有する中空金物であり、
この内壁部に該鋼管柱が配置され、仕口部相当位置にお
いて相互に、溶接により固定するから、該鋼管柱の仕口
部における横断面積が増大するため、該仕口部に働く剪
断力および引張り力等が緩和され、柱梁仕口部が補強さ
れる。

【００２３】また、本発明によれば、仕口補強金物の内
縁部にはそれぞれ一対の隅肉溶接用開先が設けてあるか
ら、この溶接用開先において鋼管柱と仕口補強金物を溶
接により固定するため、溶接長は鋼管柱外壁長の略２倍
に限られる。すなわち、従来の上下２枚の仕切板（通り
ダイヤフラム）の間に厚肉鋼管を溶接する場合に比べる
と溶接長は約半分になり、さらに従来の鋼管柱外面に鋼
板または鋼管片を接着する場合に比べると、溶接長は極
端に短く押さえらるので、柱梁仕口部の生産性が向上
し、鋼管柱の価格低減が可能となる。そして、同時に溶
接熱の発生が最小に押さえられるので、溶接熱による鋼
管柱の歪みが微小となり、上下の鍔（外ダイヤフラム）
の間隔が正確に保たれるから、土木、建築の施工現場に
おけるＨ形鋼梁と鋼管柱との接合作業が容易かつ迅速と
なり、施工の工事費用の低減が可能となる。

【００２４】また、本発明によれば、相互接合型仕口補
強金物は、外側から鋼管柱を包み込み、接合面同志を衝
き合わせ、相互に溶接することにより一体化できるか
ら、仕口補強金物を鋼管柱の一端から挿入し所定位置に
まで移動する必要がなくなるため、仕口補強金物の位置
決めが容易となり、柱梁仕口部の生産性が向上し、鋼管
柱の価格低減が可能となる。さらに仕口補強金物の内壁
と鋼管柱の外壁との隙間を一体型の仕口補強金物の場合
に比べより狭くすることができ、不要な溶接溶け込みが
押さえられるため、溶接作業が迅速になる。さらに隙間
の設定と調整が容易になるため、補強金物胴部の材料選
定の幅が増し材料調達が容易かつ迅速になる。従って、
柱梁仕口部の生産性が向上し、鋼管柱の価格低減が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る柱梁仕口部が補強され
た鋼管柱の縦断面図である。

【図２】本発明の他の施例に係る円形鋼管柱用の相互接
合型仕口補強金物の外観図である。

【図３】図２の相互接合型仕口補強金物により補強され
た円形鋼管柱の外観図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る角形鋼管柱用の相互
接合型仕口補強金物の半裁部の外観図である。

【図５】従来方法による柱梁仕口部の補強例を示す鋼管
柱の縦断面図である。

【図６】従来方法による柱梁仕口部の補強例を示す角形
鋼管柱の横断面図である。

【図７】図６の従来例の角形鋼管柱の側面図である。

【図８】従来方法による柱梁仕口部の補強例を示す丸形
鋼管柱の横断面図である。

【図９】図８の従来例の丸形鋼管柱の側面図である。

【符号の説明】

１ 一体型仕口補強金物の筒部 ２ 一体型仕口補強金物の鍔部 ３ 隅肉溶接用開先 ４ Ｈ形鋼梁 ５ 鋼管柱 ６ 鋼管柱 １０ 相互接合型円筒状仕口補強金物 １１ 相互接合型円筒状仕口補強金物の筒部 １１ 相互接合型円筒状仕口補強金物の筒部 ２１ 溝形鋼 ３３ 厚肉の鋼管 ４２ 張り出し板（外ダイヤフラム） ４３ 仕口部の補強板 ５２ 張り出し板（外ダイヤフラム） ５３ 仕口部の補強板 ３２ａ 仕切板（通りダイヤフラム）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 信行 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 平野 攻 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁部が補強対象となる鋼管柱の外形に
   対応した形状からなる胴部と、該胴部の内縁部の上下端
   にそれぞれ設けられた一対の隅肉溶接用開先と、該胴部
   の外縁部の上下端にそれぞれ設けられた一対の張り出し
   た鍔とを有する中空金物からなり、 上記内壁部内に上記鋼管柱が配置され、上記隅肉溶接用
   開先部において上記鋼管柱に接合され、上記鍔の外端部
   において梁フランジに接合され、さらに上記胴部の外壁
   部において梁ウエブに接合されることを特徴とする鋼管
   柱の仕口補強金物。
2. 【請求項２】 鋼管柱は円形断面形状であって、該鋼管
   柱に、横断面形状が円弧状である複数個の金物を相互に
   溶着して形成されてなる請求項１記載の鋼管柱の仕口補
   強金物。
3. 【請求項３】 鋼管柱は角形断面形状であって、該鋼管
   柱に、横断面形状が略Ｌ字状である一対の金物を相互に
   溶着して形成されてなる請求項４記載の鋼管柱の仕口補
   強金物。
4. 【請求項４】 請求項１、２、または３記載の鋼管柱の
   仕口補強金物が、所定位置に固定されたことを特徴とす
   る仕口部が補強された鋼管柱。