JP2000110237A - 柱と梁の溶接接合部構造 - Google Patents

柱と梁の溶接接合部構造

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JP2000110237A
JP2000110237A JP10283987A JP28398798A JP2000110237A JP 2000110237 A JP2000110237 A JP 2000110237A JP 10283987 A JP10283987 A JP 10283987A JP 28398798 A JP28398798 A JP 28398798A JP 2000110237 A JP2000110237 A JP 2000110237A
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佳和 澤本
Naoki Tanaka
直樹 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】鉄骨柱と鉄骨梁の溶接接合部構造において、簡
単な構成で梁フランジの突合せ溶接接合部を補強するこ
とができ、曲げに対する梁フランジの破断を確実に防止
する。 【解決手段】鋼管柱などの鉄骨柱1の側板1aにH形鋼
やI形鋼の鉄骨梁2のフランジ2aの端部を裏当て金を
用い突合せ溶接で接合してなる溶接接合部構造におい
て、前記裏当て金を鉄骨柱側から反鉄骨柱側へ長く延在
する裏当て金兼用のカバープレート11とし、このカバ
ープレート11を梁フランジ2aに添接して隅肉溶接1
4・15で固定し、カバープレート11の鉄骨柱側の端
部に開先13を設け、梁フランジ2aの突合せ溶接8に
よりカバープレート11を鉄骨柱1の側板1aに固定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管柱や溶接ボッ
クス柱などの鉄骨柱と、上下に平行フランジを有するH
形鋼やI形鋼などの鉄骨梁とを溶接で接合する場合に用
いる柱と梁の溶接接合部構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉄骨柱が鋼管柱や溶接ボックス柱などの
閉鎖形断面柱にH形鋼からなる鉄骨梁を接合する場合、
溶接を用いて接合することが行われており、従来におい
ては、図3、図4に示すような溶接接合部構造が採用さ
れていた。
【0003】図3は、工場溶接の場合であり、鉄骨柱1
の上下のダイヤフラム3で補強されたパネルゾーン4に
鉄骨梁(梁ブラケット)2の端部を接合するに際し、上
下の梁フランジ2a、2aの接合端部に開先5を設け、
梁ウェブ2bの接合端部における上下にスカラップ6を
設け、前記開先5の底を形成する裏当て金50を隅肉溶
接7で梁フランジ2aに仮付け溶接しておき、このよう
な鉄骨梁2をパネルゾーン4に突き合わせた後、開先5
に溶接肉盛りを施すことにより鉄骨柱1の側板1aに梁
フランジ2aを突合せ溶接8で接合している。なお、裏
当て金50の梁幅方向の両端部にはエンドタブ51を設
け、このエンドタブまで溶接を行うことにより、梁幅端
部における溶接欠陥を防止している。
【0004】図4は、突合せ溶接を現場で行う現場溶接
の場合であり、予め鉄骨柱1にガセットプレート9を溶
接で取付けておき、また鉄骨梁2には裏当て金50を取
付けておき、鉄骨柱1、1間に鉄骨梁2を吊り込み、ガ
セットプレート9に梁ウェブ2bをボルト10で仮止め
した後、突合せ溶接8を行い、溶接終了後、ボルト10
を本締めして鉄骨柱1と鉄骨梁2を接合している。な
お、一般に溶接は下向き溶接が好ましいので、この現場
溶接においては、前述の工場溶接とは異なり、下部の梁
フランジ2aの裏当て金50は梁フランジ2aの下面に
固定し、上向きの開先としている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の溶接接
合部構造における裏当て金50は、通常、断面の縦横寸
法が25×9[mm]の棒材であり、突合せ溶接のため
に梁フランジに取付けられる構造耐力上評価されない部
材であり、突合せ溶接8だけでは、大きな曲げに対して
梁フランジ2aが破断する恐れがあった。
【0006】実際に、阪神大震災等において、従来型の
溶接接合部では、曲げに対して、梁ウェブ2bが有効に
働かず、梁フランジ2aに力が集中することにより、ス
カラップ底から発生した亀裂が進展し、梁フランジ2a
が破断した例が多数見られた。
【0007】本発明は、このような問題点を解消すべく
なされたもので、その目的は、簡単な構成で梁フランジ
の突合せ溶接接合部を補強することができ、曲げに対す
る梁フランジの破断を確実に防止することのできる柱と
梁の溶接接合部構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来、構造耐
力上評価されなかった裏当て金を有効利用し、梁フラン
ジ端部の溶接接合部を補強するようにしたものであり、
鉄骨柱(鋼管柱等の閉鎖形断面柱やH形鋼柱等の開放形
断面柱)の側板に鉄骨梁(H形鋼やI形鋼の平行フラン
ジを有する梁)のフランジの端部を裏当て金を用い突合
せ溶接で接合してなる溶接接合部構造において、前記裏
当て金を鉄骨柱側から反鉄骨柱側へ長く延在する裏当て
金兼用のカバープレートとし、このカバープレートを梁
フランジに添接して溶接で固定し、カバープレートの鉄
骨柱側の端部を鉄骨柱の側板に溶接で固定することを特
徴とする(請求項1)。
【0009】カバープレートと梁フランジは隅肉溶接な
どで固定することができる。また、カバープレートと鉄
骨柱の側板は隅肉溶接等で固定してもよいが、カバープ
レートの鉄骨柱側の端部に開先を設け、梁フランジの突
合せ溶接によりカバープレートを鉄骨柱の側板に固定す
るのが好ましい(請求項2)。
【0010】また、カバープレートの梁幅方向の幅は梁
フランジの幅より大きく形成しておくのが好ましい(請
求項3)。以上のような構成において、梁フランジ端面
に突合せ溶接の開先を有し、梁ウェブの接合端部におけ
る隅部にスカラップを有する鉄骨梁の梁フランジの接合
端部にカバープレートを予め隅肉溶接などで固定してお
き、このような鉄骨梁を鉄骨柱のパネルゾーンにおける
側板に突き合わせ、梁フランジおよびカバープレートの
接合端部を突合せ溶接(カバープレートに対する部分溶
込み溶接あるいは完全溶込み溶接)で鉄骨柱の側板に固
定する。なお、この突合せ溶接等を工場で行う工場溶接
の場合には、鉄骨柱の側板と梁ウェブ(梁ブラケット)
を隅肉溶接などで固定しておく。突合せ溶接を現場で行
う現場溶接の場合には、鉄骨柱の側板に予めガセットプ
レートを設けておき、このガセットプレートに梁ウェブ
をボルト接合する。
【0011】曲げは梁フランジを介して鉄骨柱の側板に
伝達され、せん断力は梁ウェブを介して鉄骨柱の側板に
伝達されるが、裏当て金を兼用するカバープレートが梁
フランジに添接固定されると共に、鉄骨柱の側板に突合
せ溶接で固定されることにより、梁フランジの接合端部
が補強され、裏当て金を兼ねる簡単な部材で、曲げに対
する梁フランジの破断を確実に防止することができる。
また、カバープレートの幅を梁幅より大きくすることに
より、従来の裏当て金におけるエンドタブを省略するこ
とができると共に、カバープレートの両側部を隅肉溶接
で梁フランジに固定することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態に基づいて説明する。図1は本発明の工場溶接による
柱と梁の溶接接合部構造の例であり、図2は本発明の現
場溶接による柱と梁の溶接接合部構造の例である。
【0013】図1、図2に示すように、本発明の鉄骨柱
1と鉄骨梁2の溶接接合部構造においては、突合せ溶接
8の裏当て金に従来よりも大きな(梁長手方向に長い)
裏当て金兼用カバープレート11を使用する。
【0014】即ち、裏当て金兼用カバープレート11
は、例えば、縦寸法(梁幅方向の幅)が従来の裏当て金
50と両端エンドタブ51を合わせた長さで、横寸法
(梁長手方向の長さ)が裏当て金50の幅の数倍の長さ
の平面視が四角形のプレートとする。厚さは、裏当て金
50の厚さと同じかそれ以上の厚さとする。横寸法およ
び厚さは、鉄骨梁2の梁成やフランジ厚などから適宜決
定すればよい。
【0015】また、カバープレート11の平面視中央に
は、反鉄骨側の端部からスリット12を切り込み形成し
ておき、梁ウェブ2bを挿入配置できるようにしてお
く。このスリット12は、スカラップ6の部分を残して
形成し、梁フランジ2aの開先部分に、梁幅方向に連続
した板部分が形成されるようにする。
【0016】このような裏当て金兼用カバープレート1
1を鉄骨柱1の側板1aと鉄骨梁2の梁フランジ2aに
溶接で固定する。即ち、カバープレート11の梁幅方向
の両側面を隅肉溶接14で梁フランジ2aの両端面にそ
れぞれ固定し、さらにカバープレート11の鉄骨柱側の
端部に梁フランジ2aの開先5に連続する開先13を形
成し、突合せ溶接8で側板1aに固定する。また、カバ
ープレート11の反鉄骨柱側の端面も隅肉溶接15で梁
フランジ2aの内面に固定しておく。
【0017】カバープレート11に設ける開先13は、
設計者がこのカバープレート11に要求する耐力により
変化させることができ、部分溶込み溶接(図示例)から
完全溶込み溶接(鉄骨柱との間に隙間を形成し、第1層
目の裏側をガウジングで裏はつりした後、裏溶接を行う
タイプ)までの溶接が可能である。
【0018】例えば、梁フランジ厚16mm(H−50
0×200×10×16)、カバープレート11の板厚
19mmとし、カバープレート11の1/2の部分溶込
み溶接(図示例)を行う場合には、このカバープレート
11の効果により、梁幅が約2倍と見なすことができ、
梁端部接合部を確実に補強することができる。
【0019】以上のような溶接接合部構造において、図
1の工場溶接の場合、施工は図3の従来の裏当て金の場
合と同じ手順で行うことができ、カバープレート11を
隅肉溶接14、15で鉄骨梁(梁ブラケット)2の梁フ
ランジ2aに固定しておき、このような鉄骨梁2をパネ
ルゾーン4に突き合わせた後、開先5および開先13に
溶接肉盛りを施すことにより鉄骨柱1の側板1aに梁フ
ランジ2aおよびカバープレート11を突合せ溶接8で
接合する。なお、カバープレート11は梁フランジ2a
の幅よりも大きく形成されているため、従来のエンドタ
ブを省略することができる。
【0020】また、工場溶接では、ポジショナー等で最
適な溶接姿勢として溶接を行うことができるため、下部
の梁フランジ2aでは、カバープレート11が上に位置
し、開先5・13が下に向く、上部の梁フランジ2aと
上下対称の構造とすることができる。さらに、工場溶接
では、カバープレート11の縦寸法(梁幅方向の幅)を
裏当て金部分以外の部分において梁幅よりも小さくし、
隅肉溶接14で梁フランジ2aに固定することも可能で
ある。
【0021】なお、曲げは上下のフランジ2a、2aを
介して鉄骨柱1に伝達され、せん断力は梁ウェブ2bを
介して鉄骨柱1に伝達されるため、梁ウェブ2bは隅肉
溶接で鉄骨柱1の側板1aに固定しておく。
【0022】次に、図2の現場溶接では、図4の従来の
裏当て金の場合と同じ手順で行うことができ、鉄骨柱1
にガセットプレート9を予め溶接で取付けておき、また
鉄骨梁2にはカバープレート11を隅肉溶接14、15
で取付けておき、鉄骨柱1、1間に鉄骨梁2を吊り込
み、ガセットプレート9に梁ウェブ2bをボルト10で
仮止めした後、開先5および開先13に突合せ溶接8を
行い、溶接終了後、ボルト10を本締めして鉄骨柱1と
鉄骨梁2を接合する。
【0023】また、一般に溶接は下向き溶接が好ましい
ので、現場溶接においては、下部の梁フランジ2aでは
カバープレート11が下に位置し、開先5・13が上に
向く、上部の梁フランジ2aと同じ位置関係とする。こ
れにより下部の梁フランジ2aにおいても、突合せ溶接
8および隅肉溶接14を下向きで行うことができる。
【0024】なお、以上は鋼管柱などの閉鎖形断面柱に
ついて説明したが、H形鋼柱などの開放形断面柱にも本
発明を適用できることはいうまでもない。また、鉄骨柱
に鉄骨梁が片側からのみ取付く場合を示しているが、外
柱、中柱、内柱に応じて複数の鉄骨梁が取付くことはい
うまでもない。
【0025】
【発明の効果】本発明は、鉄骨柱の側板に鉄骨梁のフラ
ンジの端部を裏当て金を用い突合せ溶接で接合してなる
溶接接合部構造において、前記裏当て金を鉄骨柱側から
反鉄骨柱側へ長く延在する裏当て金兼用のカバープレー
トとし、このカバープレートを梁フランジに添接して溶
接で固定し、カバープレートの鉄骨柱側の端部を鉄骨柱
の側板に梁フランジの突合せ溶接等で固定するようにし
たため、裏当て金を兼ねる簡単な部材で、梁フランジの
突合せ溶接接合部を補強することができ、曲げに対する
梁フランジの破断を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の柱と梁の溶接接合部構造の工場溶接の
例であり、(a) は立面図、(b)は(a) の b−b 線断面
図、(c) は(a) の c−c 線断面図である。
【図2】本発明の柱と梁の溶接接合部構造の現場溶接の
例であり、(a) は立面図、(b)は(a) の b−b 線断面
図、(c) は(a) の c−c 線断面図である。
【図3】従来の柱と梁の溶接接合部構造の工場溶接の例
であり、(a) は立面図、(b) は横断面図である。
【図4】従来の柱と梁の溶接接合部構造の現場溶接の例
であり、(a) は立面図、(b) は横断面図である。
【符号の説明】
1……鉄骨柱 2……鉄骨梁 2a…梁フランジ 2b…梁ウェブ 3……ダイヤフラム 4……パネルゾーン 5……開先 6……スカラップ 7……隅肉溶接 8……突合せ溶接 9……ガセットプレート 10……ボルト 11……裏当て金兼用カバープレート 12……スリット 13……開先 14……隅肉溶接 15……隅肉溶接 50……裏当て金 51……エンドタブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄骨柱の側板に鉄骨梁のフランジの端部
    を裏当て金を用い突合せ溶接で接合してなる溶接接合部
    構造において、 前記裏当て金を鉄骨柱側から反鉄骨柱側へ長く延在する
    裏当て金兼用のカバープレートとし、このカバープレー
    トを梁フランジに添接して溶接で固定し、カバープレー
    トの鉄骨柱側の端部を鉄骨柱の側板に溶接で固定するこ
    とを特徴とする柱と梁の溶接接合部構造。
  2. 【請求項2】 カバープレートの鉄骨柱側の端部に開先
    を設け、梁フランジの突合せ溶接によりカバープレート
    を鉄骨柱の側板に固定することを特徴とする請求項1に
    記載の柱と梁の溶接接合部構造。
  3. 【請求項3】 カバープレートの梁幅方向の幅を梁フラ
    ンジの幅より大きくしたことを特徴とする請求項1また
    は請求項2に記載の柱と梁の溶接接合部構造。
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