JP2001105143A - 梁部材の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】梁部材の上フランジ面に添接板およびボルト等
の突出物を一切設けることなく梁の接合を行う。 【解決手段】梁部材１の上フランジ１ａ接合部におい
て、略長手方向中心を境にそれぞれの側にスタッド孔２
ａが形成された添接板２を前記上フランジ１ａの下面側
にかつ前記梁部材１，１間に跨るようにあてがい、前記
スタッド孔２ａ、２ａ…にスタッドボルト３を挿入する
とともに、圧力を加えながらスタッド溶接を行い、前記
添接板２と梁部材１とを溶着するとともに、前記スタッ
ドボルト３の頭部３ａによって前記添接板２を梁部材１
側に押圧状態で保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デッキプレートの
敷込みを容易化し得るために上フランジの上面に一切の
突出物を設けないようにした梁部材の接合方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄骨構造の建築物では、梁部
材の間にデッキプレートを掛け渡して固定し、デッキプ
レートの上面側に配筋を行った後、コンクリートを打設
することによって床スラブを構築する方法が採用されて
いる。

【０００３】具体的には、図８に示されるように、Ｈ型
形綱による梁部材５０の上フランジ５０ａの端縁部を支
点として梁部材５０，５０間にデッキプレート５１を架
け渡して固定し、デッキプレート５１の敷込み作業が完
了したならば、同図に示されるように、デッキプレート
５１の端部開口に小口塞ぎ５２を挿入して塞いだり、或
いは図９に示されるように、Ｚ形綱を小口面にあてがい
開口を塞いだ後、デッキプレート５１の上面側に配筋を
行うとともに、さらに打設されるスラブと梁部材５０と
の一体化を図るために、梁部材５０の上フランジ５０ａ
上面にスタッドコネクタ（図示せず）をスタッド溶接法
により設けた後、コンクリートを打設して床スラブを構
築している。このように、前記デッキプレート５１は仮
設床とコンクリートの底型枠とを兼用するものであり、
簡単に仮設床が確保し得ると同時に支保工が不要にでき
るなどの大きな利点を有するため、鉄骨構造の建築物で
は多く採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】他方、前記鉄骨構造建
築物では、梁部材５０の接合に際し、天候や溶接技量に
左右されない、或いは接合部の品質が一定化するなどの
理由から高力ボルト接合が一般的に採用されている。

【０００５】前記高力ボルト接合法は、図１０に示され
るように、上フランジ５０ａの上面側にフランジ幅と同
幅の上面側添接板５４を配設するとともに、上フランジ
５０ａの下面側にウエブ５０ｂを跨いでその両側に下面
側添接板５５，５５を配設し、これら上側および下側添
接板５４，５５および上フランジ５０ａを貫いて設けら
れる高力ボルト５６，５６…によって締結する接合方法
（以下、２面摩擦接合ともいう。）であり、かかる高力
ボルト接合部では、同図に示されるように、デッキプレ
ート５１と添接板５４との干渉を避けるために、前記デ
ッキプレート５１における前記上側添接板５４の配設相
当部分をコ字状に切欠くとともに、上フランジ５０ａの
両側端面部にフラットバー５７，５７を溶接付けし、デ
ッキプレート５１の載置部を確保するとともに、隙間を
無くすようにしている。

【０００６】上記のように、梁部材の接合を高力ボルト
によって行った場合には、梁部材の接合は容易に行える
けれども、デッキプレート５１に対する切欠き加工が必
要になるとともに、梁部材５０に対するフラットバー５
７の取付けに手間が掛かるなどの問題があった。

【０００７】一方、近年ではデッキプレートの敷込みを
さらに容易化するために、デッキ貫通式スタッド方法が
採用されるようになってきた。このデッキ貫通式スタッ
ド方法は、図１１に示されるように、上フランジ５０ａ
の上面を中間支点としてデッキプレート５１を連続させ
た状態で敷込みするとともに、デッキプレート５１を敷
込みした状態のまま、デッキプレート５１の固定を兼ね
てスタッドコネクタ５８をスタッド溶接する方法であ
り、複数スパンに跨ってデッキプレートの敷込みが行え
るようになる点でさらなる効率化が図れるようになる。
しかし、この方法は添接板５４および高力ボルト５６が
上フランジ５０ａ面よりも突出することになる高力ボル
ト接合部分については、前述の場合と同様に方形状に切
り欠きを形成しないと、デッキプレートが浮き上がって
しまうことになるため、デッキプレート５１に対する加
工に手間と時間が掛かるなどの問題があった。

【０００８】そこで本発明の主たる課題は、梁部材の上
フランジ面に添接板およびボルト等の突出物を一切設け
ることなく梁の接合を行えるようにすることで、デッキ
プレートの加工手間を無くすとともに、デッキ貫通式ス
タッド方法の適用を容易に可能とした梁部材の接合方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明は、少なくとも上フランジを有する、梁部材と
梁部材とを突合わせ状態で接合するための接合方法であ
って、前記梁部材の上フランジ接合部において、略長手
方向中心を境にそれぞれの側にスタッド孔が形成された
添接板を前記上フランジの下面側にかつ前記梁部材間に
跨るようにあてがい、前記スタッド孔にスタッドボルト
を挿入するとともに、圧力を加えながらスタッド溶接を
行い、前記添接板と梁部材とを溶着するとともに、前記
スタッドボルトの頭部によって前記添接板を梁部材側に
押圧状態で保持することを特徴とするものである。

【００１０】この場合において、前記添接板は、梁部材
に対する当接面側に前記各スタッド孔を中心として放射
方向の切欠き溝が形成されているものを用いるのが望ま
しく、かつ前記スタッドボルトは、その先端面に複数の
脱酸材を散在して固設してあるものを用いるのが望まし
い。

【００１１】他方、添接板に対する押圧力をより高める
には、前記添接板に形成されるスタッド孔部において、
梁部材に対する当接面側に形成された相対的に小径のス
タッド孔部と、外面側に形成された相対的に大径のスタ
ッド孔部とを板厚方向に連続して形成することにより孔
壁の中間に段部を形成し、この中間段部をスタッドボル
ト頭部の座として第１のスタッドボルトをスタッド溶接
し、次いでこの第１スタッドボルトのボルト頭部外面を
当接面とするとともに、前記相対的に大径のスタッド孔
の外側縁部をボルト頭部の座として第２のスタッドボル
トをスタッド溶接することを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳述する。図１は本発明に係る梁
部材の接合方法を示す梁接合部の断面図である。

【００１３】図１に示されるように、本発明ではたとえ
ばＨ断面形状よりなり、少なくとも上フランジを有する
梁部材１の接合部において、上フランジ１ａの下面側で
あって、かつウエブ１ｂを跨いでその両側に添接板２、
２を梁部材１，１に跨るようにあてがい、前記添接板２
に形成されたスタッド孔２ａよりスタッドボルト３，３
…を挿入し、圧力を加えながらアークスタッド溶接を行
うことにより、溶融金属の溶込みによって前記添接板２
と上フランジ１ａとを溶着するとともに、スタッドボル
ト３の頭部によって前記添接板２を上フランジ１ａ側に
押圧状態で保持することによって梁部材１、１同士の接
合を行うものである。

【００１４】以下、具体的に詳述すると、前記添接板２
は、詳細には図２に示されるように、中心線Ｌを境にそ
れぞれの側にスタッドボルト３を挿入するためのスタッ
ド孔２ａ、２ａ…を形成するとともに、上フランジ１ａ
に対する当接面側に前記スタッド孔２ａを中心として放
射方向に、図示の例では十字方向に切込み深さを板厚の
約１／２とする断面三角形状の切欠き溝２ｂ、２ｂ…を
形成したものである。この切欠き溝２ｂは、アークスタ
ッド溶接時のガス抜きと、溶融金属の流れ込みによる溶
接面積の拡大化を図るためのものである。なお、前記切
欠き溝２ｂの形状および形状パターンは種々の形態が考
えられるが、いずれにしても添接板２を上フランジ１ａ
にあてがった状態で前記スタッド孔２ａから外部へ抜け
る連通孔が形成されるようにするとともに、スタッド孔
２ａを中心として溶融金属の流れ込みが周囲に均等に行
われるように放射方向に形成されていることが望まし
い。スタッド溶接による溶融金属の流れ込み範囲は、概
ねスタッドボルト３の径をφとすると２φ程度の領域を
期待している。

【００１５】一方、前記スタッドボルト３は、図３に示
されるように、ボルト頭部３ａおよび軸部３ｂとから構
成される部材で、前記軸部３ｂの長さＬは前記添接板２
の板厚ｔに対して若干の余長αを持たせた長さとしてあ
る。この余長α部分の金属が溶融金属となって添接板２
と上フランジ１ａとの接合を行う。前記余長αの寸法と
しては、概ね３〜６mmの範囲とするのがよい。

【００１６】また、前記軸部３ｂの先端面には、脱酸材
５，５…が散在して、図示の例では周位置に４箇所配置
してある。通常のスタッド溶接では、中心にアークを集
中させスタッド軸方向の溶込み深さを確保するために中
央１カ所のみに脱酸材を配置することが通常行われてい
るが、本接合方法では、溶着金属による剪断抵抗に接合
強度を期待しているため、溶融金属の拡がりが起こり易
いように脱酸材５を複数箇所に配置しアークが分散する
ようにしている。なお、本接合方法における溶融金属の
形成態様を従来のスタッド溶接（図４(A)に図示）との
比較で模式的に示せば図４(B)のようになる。

【００１７】接合に際しては、図５に示されるように、
梁部材１，１の跨る区間に前記添接板２をあてがったま
ま、スタッドボルト３を添接板２のスタッド孔２ａより
挿入し、圧力を加えながらアークスタッド溶接を行う。

【００１８】スタッド溶接完了後の状態は、図６に示さ
れるように、スタッドボルト３の先端部分がアーク熱に
より溶融し、スタッド孔２ａより放射状に形成された切
欠き溝２ｂ側に流れ込み、上フランジ１ａと添接板２と
が溶着するとともに、スタッドボルト３のボルト頭部３
ａによって添接板２が上フランジ１ａ側に押圧されるこ
とにより一面摩擦接合の状態が作られる。

【００１９】かかる接合方法は、言わば、従来の２面摩
擦接合に代えて、スタッド溶接と一面摩擦接合によって
高力ボルト接合と同等の接合強度を確保するようにした
接合方法であり、図１に示されるように、上フランジ１
ａの上面には一切の突出物が存在しないため、デッキプ
レート４，４に対する切欠き加工手間が不要になるとと
もに、デッキプレート寸法の自由度が高くなる。また、
図１１に示されるデッキ貫通式スタッド方法であっても
デッキプレートに対する切欠き加工手間を無くしながら
その適用が容易となる。

【００２０】他にも、スタッド溶接による接合方法であ
るため、完全溶込み溶接よりもアーク時間が短いため
（５sec程度）、防風対策等が不要であるとともに、高
力ボルト接合のようなボルト通孔が存在しないため、上
フランジの全断面が有効断面とできるなどの効果がもた
らされるようになる。

【００２１】ところで、本発明接合方法は、デッキプレ
ートとの関係で上フランジ１ａに突出物を無くすように
した接合方法であるが、ウエブおよび下フランジについ
ては従来の高力ボルト接合としてもよいし、或いは本発
明接合方法を同様に適用するようにしてもよい。さらに
は、梁部材以外の柱部材等に対しても適用が可能であ
る。

【００２２】次いで、図７に示される第２の接合態様
は、１面摩擦接合の強度増大を図るためにスタッドボル
ト３による押圧力を増大させるようにしたものである。

【００２３】添接板２のスタッド孔２ａ部において、上
フランジ１ａに対する当接面側に形成された相対的に小
径のスタッド孔部２ｃと、外面側に形成された相対的に
大径のスタッド孔部２ｄとを板厚方向に連続して形成す
ることにより孔壁の中間に段部２ｅを形成するようにし
ておく。そして、この段部２ｅをボルト頭部３ａの座と
して第１スタッドボルト３Ａについてスタッド溶接を行
い、添接板２を上フランジ１ａに押圧状態で固定する。
次いで、前記第１スタッドボルト３Ａのボルト頭部外面
を溶接当接面とするとともに、スタッド孔部２ｄの外側
縁部をボルト頭部の座として第２スタッドボルト３Ｂに
ついてスタッド溶接を行うようにする。このように２段
のスタッドボルト構成とすることにより、各スタッドボ
ルト３Ａ、３Ｂの両方によって押圧力を与え得るため、
一面摩擦接合の強度増大が図れるようになる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳説のとおり本発明によれば、梁部
材の上フランジ面に添接板およびボルト等の突出物を一
切設けることなく梁の接合を行えるようになる。その結
果、デッキプレートの加工手間が無くなるとともに、デ
ッキ貫通式スタッド方法の採用が容易に可能となるなど
の利点がもたらされるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る梁部材の接合方法を示す梁接合部
の断面図である。

【図２】添接板２を示す、(A)は平面図、(B)は左側面
図、(C)は正面図である。

【図３】スタッドボルト３を示す、(A)は側面図、(B)は
底面図である。

【図４】本接合方法における溶融金属の形成態様を従来
のスタッド溶接との比較で模式的に示した図である。

【図５】スタッド溶接の要領図である。

【図６】スタッド溶接完了後の溶着部断面図である。

【図７】スタッドボルト構成の他の態様を示す断面図で
ある。

【図８】デッキプレートの敷込み要領を小口封鎖要領を
示す要部斜視図である。

【図９】他のデッキプレートの小口封鎖要領を示す要部
斜視図である。

【図１０】抗力ボルト接合部における上フランジおよび
デッキプレートに対する加工処理要領を示す、(A)は断
面図、(B)は平面図である。

【図１１】デッキ貫通式スタッド方法を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…梁部材、２…添接板、２ａ…スタッド孔、２ｂ…切
欠き溝、３…スタッドボルト、３Ａ…第１スタッドボル
ト、３Ｂ…第２スタッドボルト、４…デッキプレート、
５…脱酸材、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも上フランジを有する、梁部材と
   梁部材とを突合わせ状態で接合するための接合方法であ
   って、 前記梁部材の上フランジ接合部において、略長手方向中
   心を境にそれぞれの側にスタッド孔が形成された添接板
   を前記上フランジの下面側にかつ前記梁部材間に跨るよ
   うにあてがい、前記スタッド孔にスタッドボルトを挿入
   するとともに、圧力を加えながらスタッド溶接を行い、
   前記添接板と梁部材とを溶着するとともに、前記スタッ
   ドボルトの頭部によって前記添接板を梁部材側に押圧状
   態で保持することを特徴とする梁部材の接合方法。
2. 【請求項２】前記添接板は、梁部材に対する当接面側に
   前記各スタッド孔を中心として放射方向の切欠き溝が形
   成されているものを用いる請求項１記載の梁部材の接合
   方法。
3. 【請求項３】前記スタッドボルトは、その先端面に複数
   の脱酸材を散在して固設してあるものを用いる請求項
   １，２いずれかに記載の梁部材の接合方法。
4. 【請求項４】前記添接板に形成されるスタッド孔部にお
   いて、梁部材に対する当接面側に形成された相対的に小
   径のスタッド孔部と、外面側に形成された相対的に大径
   のスタッド孔部とを板厚方向に連続して形成することに
   より孔壁の中間に段部を形成し、この中間段部をスタッ
   ドボルト頭部の座として第１のスタッドボルトをスタッ
   ド溶接し、次いでこの第１スタッドボルトのボルト頭部
   外面を当接面とするとともに、前記相対的に大径のスタ
   ッド孔の外側縁部をボルト頭部の座として第２のスタッ
   ドボルトをスタッド溶接することを特徴とする請求項１
   〜３記載の梁部材の接合方法。