JPH11124907A

JPH11124907A - 継手効率に優れる柱梁接合部を有する角形鋼管

Info

Publication number: JPH11124907A
Application number: JP9288444A
Authority: JP
Inventors: Koji Fukuda; 浩司福田; Akio Otake; 章夫大竹; Yasuo Ichinohe; 康生一戸
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1999-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】継手効率の優れる柱梁接合部を備えた角形鋼管
の提供。【解決手段】（１）２枚の溝形鋼が溶接され組み立てら
れた、内面に管軸に平行な縦スチフナを有する角形鋼管
であって、当該角形鋼管の柱梁接合部の上部と下部に管
軸に直交して取り付けられた内ダイアフラムと角形鋼管
の内面とに、縦スチフナが溶接されている継手効率に優
れる柱梁接合部を有する角形鋼管。（２）縦スチフナのうち少なくとも２つの縦スチフナ同
士がさらに溶接されている上記（１）に記載する角形鋼
管。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、継手効率に優れた
柱梁接合部を有する角形鋼管に関する。

【０００２】

【従来の技術】角形鋼管は断面剛性が大きく現地施工が
容易であるために鋼構造物に多用されている。しかしな
がら角形鋼管を柱として、その側面であるフランジ面に
梁を接合するとフランジ面の剛性が低いために継手効率
が低下するという問題がある。この問題を解決するため
に、柱フランジ内面に縦スチフナとして形鋼を溶接し柱
フランジ面の曲げ剛性を向上させる提案がなされている
（特開平０３−３９５３４号公報）。

【０００３】この方法は縦スチフナを柱の内面に溶接す
るため、簡易に取り付けることができるという利点を有
する。しかしながら、縦スチフナの固定度が低いため
に、縦スチフナ自体の曲げ剛性が高いことが要求され、
通常の鋼板の切板を縦スチフナに用いたのでは継手効率
が十分向上しない。また、ダイアフラムとは一体化され
ていないため、梁ウェブからの力の伝達が確実になされ
ないという短所を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、角形
鋼管の組立時に縦スチフナの固定度を高めることにより
継手効率の優れる柱梁接合部を有する角形鋼管を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、縦スチフナの
固定度を上昇させ、かつ梁ウェブからの応力伝達を円滑
にすることにより継手効率を向上させたものでり、その
要旨は下記の角形鋼管にある。

【０００６】（１）２枚の溝形鋼が溶接され組み立てら
れた、内面に管軸に平行な縦スチフナを有する角形鋼管
であって、当該角形鋼管の柱梁接合部の上部と下部に管
軸に直交して取り付けられた内ダイアフラムと角形鋼管
の内面とに、縦スチフナが溶接されている継手効率に優
れる柱梁接合部を有する角形鋼管。

【０００７】（２）縦スチフナのうち少なくとも２つの
縦スチフナ同士がさらに溶接されている上記（１）に記
載する角形鋼管。

【０００８】ここで、「角形鋼管の内面」とは、２枚の
溝形鋼が溶接された溶接線を有する面および溶接線の無
い面の両方の角形鋼管の内側の面をさす。「管軸」と
は、角形鋼管の矩形断面の中心を通る角形鋼管の長手方
向に平行な軸（仮想軸）をさす。

【０００９】上記の発明は、角形鋼管の柱梁接合部に取
り付けた縦スチフナの固定度を高めることにより継手効
率を高めることに特徴を有する。実操業において大きな
コスト上昇をともなわずに縦スチフナの固定度を高める
ことができるのは、角形鋼管が溶接して組み立てられた
角形鋼管であることに理由づけられる。すなわち、溝形
鋼の段階で縦スチフナを溶接して取り付け、その後に縦
スチフナが取り付けられた溝形鋼同士を溶接するので、
縦スチフナの固定度を容易に高めることができるのであ
る。ただし、一体化した内ダイアフラムの場合には、後
記する図５に示すように、溝形鋼が溶接され角形鋼管が
形成された後に溶接部に孔を開けて内ダイアフラムの一
体化溶接が施される。上記の発明の「内ダイアフラム」
にはそのような一体化溶接された内ダイアフラムも含
む。

【００１０】

【発明の実施の形態】

１．材質溝形鋼、内ダイアフラム、縦スチフナの材料は鋼材であ
ればよく、その材質は問わない。強度レベルは引張強さ
（ＴＳ）４００ＭＰａ級の普通鋼レベルであってもよい
し、高張力鋼レベルでもよい。後記する溶接施工におけ
る溶接材料は、溝形鋼等の被溶接材料の材質に応じて対
応させる。一般に、溝形鋼はＴＳ４００ＭＰａ級の普通
鋼である場合がほとんどなので、ダイアフラムおよび縦
スチフナも軟鋼とし、溶接材料は普通鋼用の材料が主体
となる。

【００１１】２．縦スチフナ角形鋼管の内面に溶接される縦スチフナ３は、一枚物で
なくてもよく、２枚に分かれていて、その２枚により縦
スチフナ４がはさまれ当該個所で溶接されていてもよ
い。上記の発明（２）はそのような縦スチフナを有する
柱梁接合部を備えた角形鋼管である。すなわち、縦スチ
フナ同士の相互の溶接は、角形鋼管の相対する内面に溶
接された２個のスチフナ同士、角形鋼管の内面に溶接さ
れた互いに直交する２個のスチフナ同士、またはこれら
の３個もしくは４個のスチフナ同士が一体に溶接されて
いてもよい。

【００１２】３．内ダイアフラム内ダイアフラムについては、通常（後記する図１および
図２の場合）は、内ダイアフラムが２枚に分離している
構造であるが、２枚に分離した内ダイアフラムは溶接等
により結合されていてもよい。固定度を高める観点から
は、むしろ結合されているほうが好ましい。結合される
内ダイアフラムは上下両方でもよく、またどちらか一方
でもよい。前記したように、本発明においては、内ダイ
アフラムが２枚に分かれた場合および溶接により一体化
された場合の両方を含むことは言うまでもない。

【００１３】

【実施例】つぎに本発明の実施例を説明する。

【００１４】図１は内ダイアフラムが２枚に分かれてい
る場合の本発明の柱梁接合部を備えた角形鋼管を例示す
る図である。図１（ａ）は柱梁接合部の縦断面図、図１
（ｂ）は、（ａ）におけるＩ−Ｉ断面での断面図、図１
（ｃ）は内ダイアフラムの位置を示す縦断面図、図１
（ｄ）は、（ｃ）におけるII-II 断面での内ダイアフラ
ムにおける横断面図である。角形鋼管の内面に図１に示
すような縦スチフナを溶接し、実用上問題を生じない理
由は、つぎの図２に説明するように角形鋼管が２枚の溝
形鋼を溶接組立し製作されることと密接に結びついてい
る。

【００１５】図２は、図１に示す柱梁接合部を有する角
形鋼管を製作する手順を示す図である。まず、溝形鋼６
に上下の内ダイアフラム２、２を溶接する（図２
(ａ)）。ついで図２（ｂ）に示すように縦スチフナ４を
上下の内ダイアフラムおよび溝形鋼のウェブにその３辺
を溶接して固定する。つぎに、図２（ｃ）に示すように
角形鋼管の溶接線を有する柱面となる左右の面および上
下の内ダイアフラム２、２に、縦スチフナ３をその４辺
を溶接して固定する。図２（ｃ）の場合は、縦スチフナ
３は上下の内スチフナの間に納まる場合を示すが、縦ス
チフナ３は上下の内ダイアフラム２、２の間に納まら
ず、図１（ａ）、（ｃ）のように上下の内ダイアフラム
２、２の上に載る構造であってもよく、縦スチフナ３の
４辺は容易に溶接できる。同じように縦スチフナ３、４
が固定されたもう一方の溝形鋼６を製作し、図２（ｄ）
に示すように両者を溶接すると、縦スチフナを備えた角
形鋼管が完成する。

【００１６】縦スチフナ３が２つに分かれていて縦スチ
フナ４をはさみ溶接する製作手順は、つぎの図３におい
て説明する。

【００１７】図３は上記した縦スチフナ３が２枚に分か
れている場合の角形鋼管の製作手順を示す図である。図
３（ｃ）において２枚の縦スチフナ３が１枚の縦スチフ
ナ４をはさみ、はさんだ個所で３枚の縦スチフナ同士が
溶接される。図３（ａ）、（ｂ）、（ｄ）は図２と同じ
である。分かれた２枚の縦スチフナ３によってはさまれ
溶接される縦スチフナ４、したがって縦スチフナ３も結
局はその４辺が溶接され固定されることになり、固定度
は図１の柱梁接合部のそれよりも大きく向上する。この
場合、溶接される個所は、必ずしも縦スチフナの縁の部
分でなく、縁からある程度内側に入った部分が溶接され
てもよい。

【００１８】また、縦スチフナは溶接線を有しない柱面
にのみ溶接された縦スチフナのみからなっていてもよ
い。

【００１９】図４は内ダイアフラムが分かれておらず溶
接により一体化された場合の構造を示す図である。図４
（ａ）は柱梁接合部の縦断面図、図４（ｂ）は（ａ）に
示すＩ−Ｉ断面の断面図である。図４（ｃ）は内ダイア
フラム位置を示す縦断面図、図４（ｄ）はII-II 断面の
断面図である。縦スチフナ３および４の配置は図１と同
様である。図４（ｄ）に示すように一体化された内ダイ
アフラム２は中央部で溶接されている。

【００２０】図５は図４に示した内ダイアフラムを接合
する製作手順を示す図である。図５（ａ）は図１と同じ
ように内ダイアフラムが２枚に分かれている状態を示
す。図５（ｂ）、（ｃ）は内ダイアフラム位置の溶接線
に柱フランジ面に直角にドリル８で孔開けする様子を模
式的に示す。図５（ｄ）は孔に溶接材料を挿入して上記
２枚の内ダイアフラムを溶接する様子を模式的に示す。
溶接はＳＥＳ溶接により行う。

【００２１】

【発明の効果】本発明は下記の効果を有し、建設関連業
界に有用な汎用部材を提供することができる。

【００２２】１．縦スチフナの３辺または４辺が完全に
固定されるため、縦スチフナの固定度が上昇し、その結
果柱フランジの面外曲げ剛性がスチフナの場合に比べ飛
躍的に上昇し、接合部の継ぎ手効率を高くとることがで
きる。

【００２３】２．ダイアフラムは縦スチフナにより補強
されるため、接合部の強度は全ての方向で向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】内ダイアフラムが２枚に分離した場合の本発明
の柱梁接合部を備える角形鋼管を示す図である。（ａ）
は柱梁接合部の縦断面図、（ｂ）は柱梁中央部の横断面
図、（ｃ）は内ダイアフラムの位置を示す縦断面図、
（ｄ）は内ダイアフラムにおける横断面図である。

【図２】内ダイアフラムが２枚に分離した場合の本発明
の柱梁接合部を備える角形鋼管の製作手順を示す図であ
る。（ａ）は、溝形鋼６に上下の内ダイアフラム２、２
が溶接された段階を示す。（ｂ）は縦スチフナ４が上下
ダイアフラムと溝形鋼のウェブにその３辺が溶接された
段階を示す。（ｃ）は溶接線を有する左右のフランジ内
面と上下のダイアフラム２、２に、縦スチフナ３の４辺
が溶接された段階を示す。（ｄ）は上記の２枚の溝形鋼
が抱き合わせ溶接される段階を示す。

【図３】〔発明４〕の角形鋼管の製作手順を示す図であ
る。（ｃ）は２枚に分離した縦スチフナ３が縦スチフナ
４をはさみ３枚の縦スチフナ同士が溶接される段階を示
す。（ａ）、（ｂ）、（ｄ）は図２と同じである。

【図４】接合された内ダイアフラムを有する柱梁接合部
を示す図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の各
図は図１と同じである。

【図５】２枚に分離した内ダイアフラムを接合する手順
を示す図である。（ａ）は内ダイアフラムが２枚に分離
した状態を示す。（ｂ）、（ｃ）は内ダイアフラム位置
で柱フランジ面に直角に溶接線に孔を開ける様子を模式
的に示す。（ｄ）は上記の孔から２枚の内ダイアフラム
を溶接する様子を模式的に示す。

【符号の説明】

１…角形鋼管２…ダイアフラム３…縦スチフナ４…縦スチフナ５…柱の溶接線６…溝形鋼７…ダイアフラム溶接線８…ドリル９…ＳＥＳ溶接の溶接材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の溝形鋼が溶接され組み立てられた、
内面に管軸に平行な縦スチフナを有する角形鋼管であっ
て、当該角形鋼管の柱梁接合部の上部と下部に管軸に直
交して取り付けられた内ダイアフラムと角形鋼管の内面
とに、縦スチフナが溶接されていることを特徴とする継
手効率に優れる柱梁接合部を有する角形鋼管。
【請求項２】縦スチフナのうち少なくとも２つの縦スチ
フナ同士がさらに溶接されていることを特徴とする請求
項１に記載する角形鋼管。