JPH09239592A - 柱への梁の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属梁端面の下フランジとウエブの交差部近
辺を柱に対して充分に溶接し、金属梁の下フランジにの
応力集中による亀裂の発生を防止する。 【解決手段】 鉄骨梁２のウエブ２４端面における下フ
ランジ２２側に、ウエブ端面に沿う縦長状の切欠部２５
を予め設け、鉄骨梁２の下フランジ２２及びウエブ２４
の交差部２６と柱との間に形成される交差部空間４を型
枠ブロック５により囲み、前記切欠部２５を経て前記交
差部空間４に溶接棒を挿入することにより前記交差部２
６と柱との間をエンクローズ溶接し、前記型枠ブロック
５を脱型した後に、下フランジ２２と前記柱との間に形
成されるフランジ部空間６において前記下フランジ２２
と前記柱との間をグルーブ溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、柱への梁の接合
方法に関し、特に鉄骨梁の下フランジを柱に溶接する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属梁の下フランジを柱に溶接するため
の従来の方法としては第９図に示す方法がある。同図に
おいてＡはＨ形鋼からなる柱であって、この柱Ａはフラ
ンジＡ１（他方のフランジは図示を省略）と、ウエブＡ
２と、両フランジとウエブとに囲まれた凹部に介在され
て柱Ａを補強する補強板Ａ３とからなる。この柱Ａには
裏当金Ｂが突設され、その上にＨ形鋼からなる梁Ｃが配
置される。この梁Ｃは、柱Ａに溶接された図示しない継
手金物に対してボルトナットを用いて仮止めされてお
り、下フランジＣ１と、ウエブＣ２と、図示を省略した
上フランジとからなり、梁端部でウエブＣ２における下
フランジＣ１の上側にはスカラップＤが形成されて、ま
た下フランジＣ１の端部には開先Ｅが形成されている。

【０００３】かかる梁Ｃは、柱Ａに対して図示の位置に
仮止めされた状態で、梁Ｃの下フランジＣ１の開先Ｅと
柱１との間が溶接される。この溶接はウエブＣ２の幅方
向に溶接棒先端を移動しながら行われるが、下フランジ
Ｃ１及びウエブＣ２の交差部近辺の溶接は、スカラップ
Ｄを経て溶接棒を差し入れることより行う。図中符号Ｆ
は溶接金属を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の方法によれば、下フランジＣ１及びウエブＣ２の交
差部近辺の溶接は、スカラップＤを経て溶接棒を差し入
れることより行うため、溶接棒の操作をスカラップＤに
より著しく制限されることになり、その結果、下フラン
ジＣ１及びウエブＣ２の交差部近辺の溶接は不完全にな
りやすいという欠点があった。

【０００５】また、図９はその溶接が終了した状態を示
しているが、スカラップＤはそのまま空隙として残留す
るために、スカラップＤの下側の下フランジＣ１に応力
が集中しやすく、地震時等の繰り返し荷重によって、こ
こに亀裂Ｇが発生しやいすという欠点もある。

【０００６】そこで、この発明の目的は、金属梁端面に
おける下フランジとウエブの交差部近辺を、柱に対して
充分に溶接することにあり、またこの発明の目的は、金
属梁の下フランジに、応力集中による亀裂の発生を防止
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の柱への梁の接
合方法は、鉄骨梁のウエブ端面における下フランジ側
に、ウエブ端面に沿う縦長状の切欠部を予め設けてお
く。この鉄骨梁を柱間に仮止めして、当該鉄骨梁の下フ
ランジ及びウエブの交差部と柱との間に形成される交差
部空間を型枠ブロックにより囲む。次に前記切欠部を経
て前記交差部空間に溶接棒を挿入することにより前記交
差部と柱との間を溶接する。前記型枠ブロックを脱型し
た後、前記下フランジと前記柱との間に形成されるフラ
ンジ部空間において前記下フランジと前記柱との間を溶
接する。

【０００８】鉄骨梁の下フランジとウエブの交差部と、
柱との間の交差部空間を予め型枠ブロックにより囲んで
おいて、その空間の溶接を行うため、前記交差部空間で
の溶接はエンクローズ溶接となる。また前記下フランジ
の端面には開先を施しておくとよく、この場合の前記下
フランジと前記柱との間に形成されるフランジ部空間で
の溶接は「レ」形グルーブ溶接となる。

【０００９】前記の交差部空間での溶接は、梁のウエブ
端面の縦長状の切欠部に溶接棒を通して行うことがで
き、この切欠部は縦長であるために溶接棒を垂直に近づ
けることができるから、交差部空間の隅々にまで溶接棒
の先端を移動させることができ効率よく溶接作業をする
ことができる。また、この溶接はエンクローズ溶接であ
るために不完全溶接を発生しにくく、したがって欠陥が
極めて少ない溶接とすることができる。

【００１０】前記型枠ブロックとして、セラミックス，
フラックス，セメントのいずれかにより構成されたもの
を使用することができるが、セラミックス製の場合に
は、型枠ブロックを転用して反復使用することが可能で
あり、またフラックス製の場合には、粉状のフラックス
を固化剤を用いて固化することにより形成するため、溶
接時における溶接金属の養生及び保護に好適であり且つ
溶接金属の硬化後における型枠ブロックの除去が容易と
なり、さらにフランジ部空間の溶接金属との固着性に優
れる。さらに、型枠ブロックをセメント製とした場合に
は低コストで得ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明は、図１に示すように鉄
骨柱１に鉄骨梁２を接合するものであり、鉄骨柱１は、
この実施形態ではＨ形鋼からなり、その両フランジ１１
とウエブ１２とに囲まれた凹状部分には補強板１３が溶
接されている。なお、鉄骨柱１としては周知の鋼管柱を
使用することもできる。鉄骨梁２もＨ形鋼からなり、上
フランジ２１及び下フランジ２２には開先２３が形成さ
れ、またウエブ２４の端面に沿って、その端面下部には
下フランジ２２に至るまで縦長状の切欠部２５が形成さ
れる。切欠部２５のウエブ２４端面は下フランジ２２の
開先２３上端に連続しており、したがって、ウエブ２４
端部における下フランジ２２側にはスカラップは形成さ
れていない。よって鉄骨柱１への鉄骨梁２への、この発
明の接合方法はノンスカラップ工法の一種である。

【００１２】ノンスカラップ工法は、通常は工場溶接に
おいて用いられるものであり、一部において現場溶接で
もノンスカラップ工法が用いられるが、その場合でも、
鉄骨梁２の上フランジ２１を柱１に溶接する工法として
用いられる。

【００１３】しかし、この発明はノンスカラップ工法を
鉄骨梁２の下フランジ２２の溶接に用いた点に特徴があ
り、その下フランジ２２へのノンスカラップ工法の適用
のために、ウエブ２４端面への前記切欠部２５の形成と
いう独自の手法が採用されている。

【００１４】ところで、鉄骨梁２は、鉄骨柱１の外面に
突設された裏当金３１，３２に上下のフランジ２１，２
２先端を載せた状態で鉄骨柱１に仮止めされる。裏当金
３１は鉄骨梁２のウエブ２４と干渉しないように、上フ
ランジ２１の下側でウエブ２４の両側位置に、ウエブ２
４の厚み寸法だけ間をおいて個別に配置されているが、
逆にウエブ２４に切欠を設けて前記干渉を避けてもよ
い。前記仮止めは、鉄骨柱１に溶接された継手プレート
３３に鉄骨梁２のウエブ２４をボルト止めし、また、裏
当金３２と下フランジ２２の下面との間を溶接して行
う。

【００１５】図２は図１の要部拡大図であり、下フラン
ジ２２の開先の最下端と鉄骨柱１との間に形成されるル
ート間隙３２ａが明瞭に表され、また図３は図１の−
線断面拡大図であり、図３では特に鉄骨梁２の端面に
おける下フランジ２２及びウエブ２４の交差部２６が表
れている。この交差部２６と鉄骨柱１との間に形成され
る交差部空間４を、図４〜６に示すように型枠ブロック
５により囲んで、下フランジ２２の開先２３と鉄骨柱１
との間に形成されるフランジ部空間６と前記交差部空間
４とを前記型枠ブロック５により区画する。

【００１６】型枠ブロック５は特に図４に示されるよう
に、その上面が下フランジ２２上面より高く、且つ下面
が下フランジ２２上面と開先２３と裏当金３２上面に面
接触し、平面Ｌ字形に屈折していて一方の端面がウエブ
２４に接し、他方の端面が鉄骨柱１の側面に接する構造
をして、交差空間部４から溶接金属の漏れがないように
なっており、これがウエブ２４を挟んで対称に一対用い
られている。この型枠ブロック５はセラミックス，フラ
ックス，セメント或いは他の材料により構成されたもの
を用いる。

【００１７】次に、前記型枠ブロック５に囲まれた交差
部空間４において、下フランジ２２の交差部２６と鉄骨
柱１との間を溶接する。この溶接は、交差部空間４内に
上から溶接棒を挿入して行うが、この溶接棒はウエブ２
４の端面に沿う縦長の切欠部２５を経て挿入することが
できるから、垂直に近い角度にすることも容易であっ
て、交差部空間４内の各部に溶接棒の先端を自在に挿入
することができる。したがって、交差部空間４の下の部
分から順次上方に溶接金属を施してエンクローズ溶接す
ることができる。図６にはその溶接金属４１の高さ（梁
せいの１／５ないし１／７程度の高さ，望ましくは１／
６程度の高さがよい）が表れているが、下フランジ２２
の上面より上位まで溶接金属４１が施されて、ウエブ２
４の切欠部２５の下部端面まで溶接されている。

【００１８】次に、交差部空間４の溶接金属４１の周り
の両型枠ブロック５を撤去する。この段階では交差部空
間４に施した溶接金属４１の両側にフランジ部空間６が
表れる。そこで、このフランジ部空間６には下向き溶接
により慣用のグルーブ溶接を施す。フランジ部空間６の
上側には溶接のための障害はないから、フランジ部空間
６の溶接は通常のグルーブ溶接によっても確実な溶接を
行うことができる。なおこのグルーブ溶接は一方の面が
鉄骨柱１のフランジ１１の面であり、且つ他方の面が下
フランジ２２の開先２３であるから、所謂「レ」形グル
ーブ溶接となる。図８にはエンクローズ溶接による交差
部空間４の溶接金属４１の両側に連続して、フランジ部
空間６の溶接金属６１が示されており、この溶接金属６
１は、鉄骨柱１のフランジ１１に対して、鉄骨梁２の下
フランジ２２を確実に固着するとともに、交差部空間４
の溶接金属４１とも一体に固着されている。

【００１９】なお、図１に示す上フランジ２１と鉄骨柱
１との間は、前記の下フランジ２２の溶接と並行して又
は前後して慣用の下向き溶接によるグルーブ溶接が行わ
れるし、これら上下のフランジ２１，２２の鉄骨柱１に
対する溶接の終了後には、継手プレート３３とウエブ２
４との間を仮止めしていたボルトナットを本締めするこ
とによって作業は終了する。

【００２０】この実施形態では、特に、鉄骨梁２のウエ
ブ２４に形成した縦長の切欠部２５の垂直な端面が、下
フランジ２２の開先２３の上端位置に連続しているた
め、従来技術のようなスカラップが残ることがなく、し
たがって応力集中による下フランジ２２の亀裂の発生は
防止される。

【００２１】なお、前記した型枠ブロック５は、交差部
空間４とフランジ部空間５とを仕切る形状のものであれ
ば、他の形状のものでも使用できることは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、鉄骨梁における下フランジとウエブの交差部と、柱
の側面との間の交差部空間を予め型枠ブロックにより囲
んでおいてその空間の溶接を行うため、この溶接はエン
クローズ溶接となり、しかも、この溶接は、梁のウエブ
端面の縦長状の切欠部に溶接棒を通して行うから、溶接
棒を垂直に近づけることができ、よって交差部空間の隅
々にまで溶接棒の先端を移動させて溶接作業をすること
ができるから、欠陥が極めて少ない溶接をしかも効率よ
く行うことができる。また下フランジにスカラップを形
成する必要がないため、鉄骨梁の下側端部の強度低下を
防止することができるから、前記欠陥溶接の顕著な低減
とあいまって、強度の高い鉄骨構造を得ることができ
る。

【００２３】また、型枠ブロックがセラミックス製の場
合には、型枠を転用して反復の使用が可能であり、また
フラックス製の場合には、粉状のフラックスを固化剤を
用いて固化することにより形成するため、溶接時におけ
る溶接金属の養生及び保護に好適であり且つ溶接金属の
硬化後における型枠ブロックの除去が容易となり、さら
にフランジ部空間の溶接金属との固着性に優れる。さら
に、型枠ブロックをセメント製とした場合には低コスト
で得ることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】鉄骨梁を柱に仮止めした状態の正面図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】図１の−線断面拡大図。

【図４】型枠ブロックを設置した状態の斜視図。

【図５】図４の平面図。

【図６】交差部空間に溶接した状態の正面図。

【図７】交差部空間に溶接し型枠ブロックを撤去した状
態の平面図。

【図８】交差部空間の溶接後にフランジ部空間の溶接を
した状態の平面図。

【図９】従来の技術を示す正面図。

【符号の説明】

１ 鉄骨柱 １１ フランジ １２ ウエブ ２ 鉄骨梁 ２１ 上フランジ ２２ 下フランジ ２３ 開先 ２４ ウエブ ２５ 切欠部 ２６ 交差部 ４ 交差部空間 ５ 型枠ブロック ６ フランジ部空間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄骨梁のウエブ端面における下フランジ
   側に、ウエブ端面に沿う縦長状の切欠部を予め設け、こ
   の鉄骨梁を柱間に仮止めして、当該鉄骨梁の下フランジ
   及びウエブの交差部と柱との間に形成される交差部空間
   を型枠ブロックにより囲み、前記切欠部を経て前記交差
   部空間に溶接棒を挿入することにより前記交差部と柱と
   の間を溶接し、前記型枠ブロックを脱型した後、前記下
   フランジと前記柱との間に形成されるフランジ部空間に
   おいて前記下フランジと前記柱との間を溶接することを
   特徴とする柱への梁の接合方法。
2. 【請求項２】 前記型枠ブロックとして、セラミック
   ス，フラックス，セメントのいずれかにより構成された
   ものを使用する柱への梁の接合方法。