JP2001248231A - Ｈ形鋼の溶接構造体および溶接施工方法 - Google Patents
Ｈ形鋼の溶接構造体および溶接施工方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉄骨建築構造物に大地震等により大きな荷重
がかかった場合に、スカラップ底に生じる高い応力三軸
度と相当塑性歪によって発生する延性亀裂に対する抵抗
力とスカラップ底に生じる高い材軸方向引張応力によっ
て発生する脆性亀裂に対する抵抗力を高めることのでき
る溶接構造体および溶接施工方法の提供。 【解決手段】 圧延または鋼板の溶接組立により製作さ
れ接合部にスカラップを設けたＨ形鋼からなる溶接構造
体であって、Ｈ形鋼のフランジのスカラップ底部に、幅
がウェブ厚さよりも小さい材軸方向のスリットを形成す
ること。また、溶接組立により製作されたＨ形断面を呈
するＨ形鋼の接合部にスカラップを設けて、他の部材と
溶接施工する方法であって、Ｈ形鋼のフランジのスカラ
ップ底部に、幅がウェブ厚さよりも小さい材軸方向のス
リットを設けて溶接施工する方法。
がかかった場合に、スカラップ底に生じる高い応力三軸
度と相当塑性歪によって発生する延性亀裂に対する抵抗
力とスカラップ底に生じる高い材軸方向引張応力によっ
て発生する脆性亀裂に対する抵抗力を高めることのでき
る溶接構造体および溶接施工方法の提供。 【解決手段】 圧延または鋼板の溶接組立により製作さ
れ接合部にスカラップを設けたＨ形鋼からなる溶接構造
体であって、Ｈ形鋼のフランジのスカラップ底部に、幅
がウェブ厚さよりも小さい材軸方向のスリットを形成す
ること。また、溶接組立により製作されたＨ形断面を呈
するＨ形鋼の接合部にスカラップを設けて、他の部材と
溶接施工する方法であって、Ｈ形鋼のフランジのスカラ
ップ底部に、幅がウェブ厚さよりも小さい材軸方向のス
リットを設けて溶接施工する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は建築鉄骨構造の鋼製
柱・Ｈ形鋼梁仕口部の接合部にスカラップを設けた溶接
構造体とその施工方法に関し、スカラップ底に生じる高
い応力三軸度と相当塑性歪によって発生する延性亀裂に
対する抵抗力とスカラップ底に生じる高い材軸方向引張
応力によって発生する脆性亀裂に対する抵抗力を高めた
溶接構造体とその施工方法に関するものである。
柱・Ｈ形鋼梁仕口部の接合部にスカラップを設けた溶接
構造体とその施工方法に関し、スカラップ底に生じる高
い応力三軸度と相当塑性歪によって発生する延性亀裂に
対する抵抗力とスカラップ底に生じる高い材軸方向引張
応力によって発生する脆性亀裂に対する抵抗力を高めた
溶接構造体とその施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄骨構造物は溶接による鋼材の接合によ
って組み立てられる部分が多い。特に、鉄骨建築構造物
では柱フランジ１と柱ウェブ４から形成されるボックス
型の鋼製柱と梁フランジ２と梁ウェブ３からなるＨ形鋼
製梁を溶接接合する際に、図２（ａ）（ｂ）に示すよう
に、スカラップ６を梁ウェブ３に設けて施工される。し
かし、大地震などによりこのような構造物が大きく変形
する際、図２のスカラップ底７の部分に歪が集中する。
って組み立てられる部分が多い。特に、鉄骨建築構造物
では柱フランジ１と柱ウェブ４から形成されるボックス
型の鋼製柱と梁フランジ２と梁ウェブ３からなるＨ形鋼
製梁を溶接接合する際に、図２（ａ）（ｂ）に示すよう
に、スカラップ６を梁ウェブ３に設けて施工される。し
かし、大地震などによりこのような構造物が大きく変形
する際、図２のスカラップ底７の部分に歪が集中する。
【０００３】スカラップ底７は、フランジ２とウェブ３
との交点部にあり、変形の拘束が大きく応力三軸度が高
い。鋼材はある応力三軸度の基で歪がその鋼材特有の限
界歪に達すると延性亀裂が生じると言われており、応力
三軸度が高い場合には、小さい歪で延性亀裂が生じやす
くなることが知られており、図２のスカラップ底７から
延性亀裂が発生することがある。また、スカラップ底部
７は、応力集中部であるうえに応力三軸度が高いため材
軸方向の引張応力も高くなりやすく、脆性亀裂の発生に
対しても不利な条件となる。
との交点部にあり、変形の拘束が大きく応力三軸度が高
い。鋼材はある応力三軸度の基で歪がその鋼材特有の限
界歪に達すると延性亀裂が生じると言われており、応力
三軸度が高い場合には、小さい歪で延性亀裂が生じやす
くなることが知られており、図２のスカラップ底７から
延性亀裂が発生することがある。また、スカラップ底部
７は、応力集中部であるうえに応力三軸度が高いため材
軸方向の引張応力も高くなりやすく、脆性亀裂の発生に
対しても不利な条件となる。
【０００４】これらのような延性亀裂や脆性亀裂を防止
するためには 歪集中を起こりにくい形状にする。 延性亀裂や脆性亀裂の発生抵抗の高い鋼材を使用す
る。 という対策が考えられる。 について従来の方法としては、鋼製柱・Ｈ形梁仕口部
に設けるスカラップ形状に工夫を加え、スカラップ底部
にＲを持たせることにより歪集中を緩和する溶接施工方
法などが日本建築学会のＪＡＳＳ６鉄骨工事などで提案
されている。 では、部材全体に高靱性鋼材を用いる設計があるが、
延性亀裂発生特性や破壊靱性の高い鋼材は高価であり、
不経済な設計となる。さらに、溶接部からの破壊である
ため溶接条件、溶接仕上がりによっても破壊条件が大き
く変化するため鉄骨鋼材や溶接材料の選択だけでは破壊
を防止するのは難しい等の問題がある。
するためには 歪集中を起こりにくい形状にする。 延性亀裂や脆性亀裂の発生抵抗の高い鋼材を使用す
る。 という対策が考えられる。 について従来の方法としては、鋼製柱・Ｈ形梁仕口部
に設けるスカラップ形状に工夫を加え、スカラップ底部
にＲを持たせることにより歪集中を緩和する溶接施工方
法などが日本建築学会のＪＡＳＳ６鉄骨工事などで提案
されている。 では、部材全体に高靱性鋼材を用いる設計があるが、
延性亀裂発生特性や破壊靱性の高い鋼材は高価であり、
不経済な設計となる。さらに、溶接部からの破壊である
ため溶接条件、溶接仕上がりによっても破壊条件が大き
く変化するため鉄骨鋼材や溶接材料の選択だけでは破壊
を防止するのは難しい等の問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、の方
法として特開平１１−３１５５８１号公報において、Ｈ
形鋼にスカラップを設けて溶接接合する部位において、
スカラップ底部のフランジにウェブ厚さ寸法の９０％以
上の径を持つ穴を開けることで破壊性能を向上させる施
工方法を既に開示している。この方法ではスカラップ底
部のフランジに開ける穴が大きくなると、Ｈ形鋼のフラ
ンジ部の断面積が減少するため、梁端剛性の低下が懸念
され、梁端の許容耐力不足や圧縮時の座屈強度が低下す
るなどの問題点が残されていた。
法として特開平１１−３１５５８１号公報において、Ｈ
形鋼にスカラップを設けて溶接接合する部位において、
スカラップ底部のフランジにウェブ厚さ寸法の９０％以
上の径を持つ穴を開けることで破壊性能を向上させる施
工方法を既に開示している。この方法ではスカラップ底
部のフランジに開ける穴が大きくなると、Ｈ形鋼のフラ
ンジ部の断面積が減少するため、梁端剛性の低下が懸念
され、梁端の許容耐力不足や圧縮時の座屈強度が低下す
るなどの問題点が残されていた。
【０００６】そこで、本発明は、鉄骨建築構造物に大地
震等により大きな荷重がかかった場合の、Ｈ形鋼や溶接
によりＨ形に組み立てられた鉄骨を柱やダイアフラムや
梁とスカラップを設けて行う溶接接合部からの亀裂発生
を、部材の断面をほとんど減らさずに減少させること、
また、既設鉄骨建築構造物においてスカラップを用いて
溶接接合した接合部からの亀裂発生を減少させること、
さらに、大荷重によりスカラップ底部に亀裂が発生し停
留している接合部からの亀裂進展を防止することができ
る、さらに優れた溶接構造体と溶接施工方法の提供を目
的としている。
震等により大きな荷重がかかった場合の、Ｈ形鋼や溶接
によりＨ形に組み立てられた鉄骨を柱やダイアフラムや
梁とスカラップを設けて行う溶接接合部からの亀裂発生
を、部材の断面をほとんど減らさずに減少させること、
また、既設鉄骨建築構造物においてスカラップを用いて
溶接接合した接合部からの亀裂発生を減少させること、
さらに、大荷重によりスカラップ底部に亀裂が発生し停
留している接合部からの亀裂進展を防止することができ
る、さらに優れた溶接構造体と溶接施工方法の提供を目
的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者らは、Ｈ形鋼のフ
ランジのスカラップ底部に、幅がウェブ厚さよりも小さ
い材軸方向のスリットを設けることによって、部材の断
面をほとんど減少させることなく、亀裂発生や進展に対
する抵抗を大きく向上できることを見出し、それに基づ
いて本発明を完成させたものであって、その要旨とする
ところは （１）圧延または鋼板の溶接組立により製作され接合部
にスカラップを設けたＨ形鋼からなる溶接構造体であっ
て、Ｈ形鋼のフランジのスカラップ底部に、幅がウェブ
厚さよりも小さい材軸方向のスリットを有することを特
徴とする溶接構造体。 （２）Ｈ形鋼の接合部として、鋼製柱にＨ形鋼梁を接合
する仕口部を１以上有することを特徴とする前記（１）
に記載の溶接構造体。 （３）圧延または鋼板の溶接組立により製作されたＨ形
鋼の接合部にスカラップを設けて、他の部材と溶接施工
する方法であって、Ｈ形鋼のフランジのスカラップ底部
に、幅がウェブ厚さよりも小さい材軸方向のスリットを
設けることを特徴とする溶接施工方法。 （４）前記Ｈ形鋼の接合部が、鋼製柱にＨ形鋼梁を接合
する仕口部であることを特徴とする前記（３）に記載の
溶接施工方法。 である。
ランジのスカラップ底部に、幅がウェブ厚さよりも小さ
い材軸方向のスリットを設けることによって、部材の断
面をほとんど減少させることなく、亀裂発生や進展に対
する抵抗を大きく向上できることを見出し、それに基づ
いて本発明を完成させたものであって、その要旨とする
ところは （１）圧延または鋼板の溶接組立により製作され接合部
にスカラップを設けたＨ形鋼からなる溶接構造体であっ
て、Ｈ形鋼のフランジのスカラップ底部に、幅がウェブ
厚さよりも小さい材軸方向のスリットを有することを特
徴とする溶接構造体。 （２）Ｈ形鋼の接合部として、鋼製柱にＨ形鋼梁を接合
する仕口部を１以上有することを特徴とする前記（１）
に記載の溶接構造体。 （３）圧延または鋼板の溶接組立により製作されたＨ形
鋼の接合部にスカラップを設けて、他の部材と溶接施工
する方法であって、Ｈ形鋼のフランジのスカラップ底部
に、幅がウェブ厚さよりも小さい材軸方向のスリットを
設けることを特徴とする溶接施工方法。 （４）前記Ｈ形鋼の接合部が、鋼製柱にＨ形鋼梁を接合
する仕口部であることを特徴とする前記（３）に記載の
溶接施工方法。 である。
【０００８】
【発明の実施の形態】発明者らは、延性亀裂の発生特性
の研究の結果、延性亀裂は応力三軸度と相当塑性歪が大
きい場合に発生しやすくなることを実験と解析により明
らかにした。そこで、Ｈ形断面を持つ鉄骨の溶接の為に
設けるスカラップによる歪集中が原因となる延性亀裂や
脆性亀裂の発生条件やスカラップ底部の歪集中の軽減方
法について鋭意研究し、スカラップ底部かつ材軸方向に
機械加工等により、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すよう
に、スリット８を設けることによってスカラップ底部７
の応力三軸度や相当塑性歪を低下させることができ、延
性亀裂の発生を防止する効果があることを見いだした。
の研究の結果、延性亀裂は応力三軸度と相当塑性歪が大
きい場合に発生しやすくなることを実験と解析により明
らかにした。そこで、Ｈ形断面を持つ鉄骨の溶接の為に
設けるスカラップによる歪集中が原因となる延性亀裂や
脆性亀裂の発生条件やスカラップ底部の歪集中の軽減方
法について鋭意研究し、スカラップ底部かつ材軸方向に
機械加工等により、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すよう
に、スリット８を設けることによってスカラップ底部７
の応力三軸度や相当塑性歪を低下させることができ、延
性亀裂の発生を防止する効果があることを見いだした。
【０００９】また、図３は、梁を材軸方向に引張ったと
きのスカラップ底における材軸方向の応力を示したもの
であるが、従来に比べ本発明では応力が緩和されてい
る。鋼材の脆性破壊は、破壊の発生部に生じる応力が高
いほど起こりやすいことが知られており、本発明によ
り、スカラップ底の材軸方向に生じる応力も図３からわ
かるように１０％程度低減できるために、脆性破壊も効
果的に防止できる。
きのスカラップ底における材軸方向の応力を示したもの
であるが、従来に比べ本発明では応力が緩和されてい
る。鋼材の脆性破壊は、破壊の発生部に生じる応力が高
いほど起こりやすいことが知られており、本発明によ
り、スカラップ底の材軸方向に生じる応力も図３からわ
かるように１０％程度低減できるために、脆性破壊も効
果的に防止できる。
【００１０】また、柱梁接合部に曲げが作用することに
より、スカラップ部に引張が作用した場合を想定し、従
来の柱梁接合部と本発明を用いた柱梁接合部のスカラッ
プ底部の応力三軸度と相当塑性歪を有限要素法解析によ
り比較した結果を図４に示す。図４中のプロットとそれ
をつなぐ矢印は、スカラップ底において最大の応力三軸
度を示す点における梁端に同様の伸び歪を与えた場合の
応力三軸度と相当塑性歪の値を示しており、本発明を用
いた柱梁接合部ではスカラップ底の応力三軸度と相当塑
性歪が低下していることがわかる。
より、スカラップ部に引張が作用した場合を想定し、従
来の柱梁接合部と本発明を用いた柱梁接合部のスカラッ
プ底部の応力三軸度と相当塑性歪を有限要素法解析によ
り比較した結果を図４に示す。図４中のプロットとそれ
をつなぐ矢印は、スカラップ底において最大の応力三軸
度を示す点における梁端に同様の伸び歪を与えた場合の
応力三軸度と相当塑性歪の値を示しており、本発明を用
いた柱梁接合部ではスカラップ底の応力三軸度と相当塑
性歪が低下していることがわかる。
【００１１】上記解析結果などから、スカラップ部の応
力三軸度、材軸方向引張応力を低減させるという本発明
の効果を十分に発揮できるよう発明者らが検討してきた
結果、スリット８の位置や形状に関しては、図１（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示すような実施形態が好ましいものとし
て推奨される。その詳細は次の通りである。
力三軸度、材軸方向引張応力を低減させるという本発明
の効果を十分に発揮できるよう発明者らが検討してきた
結果、スリット８の位置や形状に関しては、図１（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示すような実施形態が好ましいものとし
て推奨される。その詳細は次の通りである。
【００１２】スリットの幅 スリット幅Ｗは大きいほどＨ形鋼の曲げ剛性が低下する
ため最小限に押さえることが望ましい。スリット幅Ｗ
は、ウェブ厚さよりも小さいことが必須であるが、ウェ
ブ厚さＴの０．５倍以下とすることが好ましい。また、
スリット幅Ｗの下限は機械加工が可能なことを考慮すべ
きであるが、大体ウェブ厚さＴの０．１倍以下とするこ
とが望ましい。
ため最小限に押さえることが望ましい。スリット幅Ｗ
は、ウェブ厚さよりも小さいことが必須であるが、ウェ
ブ厚さＴの０．５倍以下とすることが好ましい。また、
スリット幅Ｗの下限は機械加工が可能なことを考慮すべ
きであるが、大体ウェブ厚さＴの０．１倍以下とするこ
とが望ましい。
【００１３】スリットの長さ スリットの長さＬは、スカラップ底部で歪集中が最も大
きい部位を中心に１０mm以上設けることが好ましい。１
０mm未満では効果が不十分な場合がある。
きい部位を中心に１０mm以上設けることが好ましい。１
０mm未満では効果が不十分な場合がある。
【００１４】スリットの深さ スリットの深さＤは、１mm〜フランジ板厚が好ましい。
すなわち、フランジ板厚を貫通するスリットであっても
良い。スリット深さＤは、浅すぎるとスカラップ加工の
表面荒さの影響を受けるため、通常の表面状態を前提と
した目安として１mm以上とするが、スカラップ底の表面
が荒れている場合や形状の悪いスカラップでは、特に深
いスリットを加工することが望ましい。なお、スリット
の深さは全長にわたって同じ深さである必要はない。
すなわち、フランジ板厚を貫通するスリットであっても
良い。スリット深さＤは、浅すぎるとスカラップ加工の
表面荒さの影響を受けるため、通常の表面状態を前提と
した目安として１mm以上とするが、スカラップ底の表面
が荒れている場合や形状の悪いスカラップでは、特に深
いスリットを加工することが望ましい。なお、スリット
の深さは全長にわたって同じ深さである必要はない。
【００１５】スリットの位置 スリットは、Ｈ形鋼フランジのスカラップ中央部に材軸
方向に設ける。スリット幅方向の位置に関していえば、
好ましくは、ウェブ厚み内に完全に納まるように設ける
のが良く、さらに好ましくは、ウェブ厚の中心線に沿っ
て設けるようにする。また、スリットはフランジ面に直
角に設けるのが望ましい。なお、図示の例ではスリット
８は、Ｈ形鋼フランジ２に形成すると共に、Ｈ形鋼ウェ
ブ３側にもフランジ側から連続するスリットが形成され
ているが、これはスリット形成時の機械加工（丸鋸等を
使って加工）の際に同時に形成されたものである。ウェ
ブ３側にはこのように小さいスリットが形成されても或
いは全くスリットが形成されていなくともいずれでもよ
い。
方向に設ける。スリット幅方向の位置に関していえば、
好ましくは、ウェブ厚み内に完全に納まるように設ける
のが良く、さらに好ましくは、ウェブ厚の中心線に沿っ
て設けるようにする。また、スリットはフランジ面に直
角に設けるのが望ましい。なお、図示の例ではスリット
８は、Ｈ形鋼フランジ２に形成すると共に、Ｈ形鋼ウェ
ブ３側にもフランジ側から連続するスリットが形成され
ているが、これはスリット形成時の機械加工（丸鋸等を
使って加工）の際に同時に形成されたものである。ウェ
ブ３側にはこのように小さいスリットが形成されても或
いは全くスリットが形成されていなくともいずれでもよ
い。
【００１６】スリットを設ける方法は、本発明は特に規
定しない。また、Ｈ形鋼組立時にあらかじめ設けても、
現場での施工時に設けても良い。実用的な具体的方法と
しては、工場にて梁端にスカラップと開先を加工した後
に、ルーターや電動丸鋸などを用いた機械加工によって
実施することが考えられる。
定しない。また、Ｈ形鋼組立時にあらかじめ設けても、
現場での施工時に設けても良い。実用的な具体的方法と
しては、工場にて梁端にスカラップと開先を加工した後
に、ルーターや電動丸鋸などを用いた機械加工によって
実施することが考えられる。
【００１７】なお、上記説明は柱梁の仕口部の図面をも
とに説明したが、本発明の要旨から明らかなように、Ｈ
形鋼が他の部材に溶接接合される部分であれば、その目
的用途にかかわらず本発明は同様の効果を奏することが
できる。
とに説明したが、本発明の要旨から明らかなように、Ｈ
形鋼が他の部材に溶接接合される部分であれば、その目
的用途にかかわらず本発明は同様の効果を奏することが
できる。
【００１８】
【実施例】［実施例１］本発明の実施例として以下の方
法で制作した柱梁接合部モデルの破壊試験結果の例を取
り上げて説明する。 柱には□−４００×４００×１９mmの寸法を持つボッ
クスコラム（ＢＣＲ２９５）、梁にはＨ−５００×２０
０×１２×２５mmの寸法を持つＨ形鋼（ＳＮ４９０
Ａ）、ダイアフラムには４７０×４７０×２８mmの寸法
を持つ鋼板（ＳＮ４９０Ｂ）を使用して、従来の施工法
を適用した試験体Ａと、本発明を適用した試験体Ｂの２
種類の試験体を２体ずつ作成した。試験体の外形は全て
同じであり図５に示す通りである。 柱梁接合部の溶接はＣＯ2 ガスシールド半自動溶接で
行った。溶接ワイヤーは１．４mmφのＪＩＳ Ｚ ３３
１２ ＹＧＷ１１相当を使用し、入熱条件は２４KJ／cm
で溶接を行った。 柱部を固定し、梁端変位±５０mmの梁部の静的繰り返
し曲げ試験を室温で行った。
法で制作した柱梁接合部モデルの破壊試験結果の例を取
り上げて説明する。 柱には□−４００×４００×１９mmの寸法を持つボッ
クスコラム（ＢＣＲ２９５）、梁にはＨ−５００×２０
０×１２×２５mmの寸法を持つＨ形鋼（ＳＮ４９０
Ａ）、ダイアフラムには４７０×４７０×２８mmの寸法
を持つ鋼板（ＳＮ４９０Ｂ）を使用して、従来の施工法
を適用した試験体Ａと、本発明を適用した試験体Ｂの２
種類の試験体を２体ずつ作成した。試験体の外形は全て
同じであり図５に示す通りである。 柱梁接合部の溶接はＣＯ2 ガスシールド半自動溶接で
行った。溶接ワイヤーは１．４mmφのＪＩＳ Ｚ ３３
１２ ＹＧＷ１１相当を使用し、入熱条件は２４KJ／cm
で溶接を行った。 柱部を固定し、梁端変位±５０mmの梁部の静的繰り返
し曲げ試験を室温で行った。
【００１９】実験の結果、試験体Ａでは１＋１／４サ
イクルでスカラップ底に延性亀裂の発生が見られたが、
試験体Ｂでは３＋１／４サイクルで延性亀裂の発生が見
られた。この結果より本発明の延性亀裂発生防止効果が
確認された。 残った試験体Ａ、Ｂ一体ずつを用いて単調曲げ試験を
行った。実験に供した圧延Ｈ形鋼の破壊靱性が高いた
め、室温では脆性破壊が困難と判断し、梁材のシャルピ
ー衝撃試験吸収エネルギーが１０Ｊを呈する温度まで冷
却して行った。 実験の結果、試験体Ａは曲げ変位５８mmで脆性破壊が
発生したのに対し、試験体Ｂでは曲げ変位１５０mmでも
破壊せず、局部座屈により荷重が低下した。なお、試験
体Ａは脆性破壊の起点部に延性亀裂も見られたが、試験
体Ｂでは延性亀裂は見られなかった。
イクルでスカラップ底に延性亀裂の発生が見られたが、
試験体Ｂでは３＋１／４サイクルで延性亀裂の発生が見
られた。この結果より本発明の延性亀裂発生防止効果が
確認された。 残った試験体Ａ、Ｂ一体ずつを用いて単調曲げ試験を
行った。実験に供した圧延Ｈ形鋼の破壊靱性が高いた
め、室温では脆性破壊が困難と判断し、梁材のシャルピ
ー衝撃試験吸収エネルギーが１０Ｊを呈する温度まで冷
却して行った。 実験の結果、試験体Ａは曲げ変位５８mmで脆性破壊が
発生したのに対し、試験体Ｂでは曲げ変位１５０mmでも
破壊せず、局部座屈により荷重が低下した。なお、試験
体Ａは脆性破壊の起点部に延性亀裂も見られたが、試験
体Ｂでは延性亀裂は見られなかった。
【００２０】
【発明の効果】本発明により、大地震などによる大きな
負荷が接合部にかかった際、スカラップ底の応力三軸度
を低下させることにより、延性亀裂の発生を防止するこ
とができ、また、スカラップ底の引張応力を低下させる
ことにより脆性亀裂の発生も低減させることができるた
めに、スカラップ底の歪集中を起点としたＨ形鋼フラン
ジの延性亀裂の発生及び脆性破壊を起こりにくくするこ
とができる溶接構造体と溶接施工方法を提供できる。さ
らに、本発明が開示するスリットの設置は、フランジを
溶接する前後どちらでも適用でき、同等の効果があり、
スリット加工による部材断面の減少が小さいため、既存
の建物の柱梁などの溶接接合部において追加工としてス
リットを設けることにより、建物の剛性を変えることな
く、地震による破壊を防止することにも効果がある。し
たがって、本発明は産業上、特に耐震建築の分野におけ
る価値の極めて高い発明であるといえる。
負荷が接合部にかかった際、スカラップ底の応力三軸度
を低下させることにより、延性亀裂の発生を防止するこ
とができ、また、スカラップ底の引張応力を低下させる
ことにより脆性亀裂の発生も低減させることができるた
めに、スカラップ底の歪集中を起点としたＨ形鋼フラン
ジの延性亀裂の発生及び脆性破壊を起こりにくくするこ
とができる溶接構造体と溶接施工方法を提供できる。さ
らに、本発明が開示するスリットの設置は、フランジを
溶接する前後どちらでも適用でき、同等の効果があり、
スリット加工による部材断面の減少が小さいため、既存
の建物の柱梁などの溶接接合部において追加工としてス
リットを設けることにより、建物の剛性を変えることな
く、地震による破壊を防止することにも効果がある。し
たがって、本発明は産業上、特に耐震建築の分野におけ
る価値の極めて高い発明であるといえる。
【図１】（ａ）は本発明による鉄骨構造の溶接接合部の
斜視図、（ｂ）はスカラップ近傍の拡大断面図、（ｃ）
は（ｂ）のＡ−Ａ矢視図である。
斜視図、（ｂ）はスカラップ近傍の拡大断面図、（ｃ）
は（ｂ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図２】（ａ）は従来技術による鉄骨構造の溶接接合部
の斜視図、（ｂ）はスカラップ近傍（（ａ）の丸囲み部
Ｓ）の拡大図である。
の斜視図、（ｂ）はスカラップ近傍（（ａ）の丸囲み部
Ｓ）の拡大図である。
【図３】スカラップ底部材軸方向の応力を、本発明と従
来技術について比較した結果を示したものである。
来技術について比較した結果を示したものである。
【図４】スカラップ近傍の応力三軸度と相当塑性歪みの
関係を、本発明と従来技術について比較した結果を示し
たものである。
関係を、本発明と従来技術について比較した結果を示し
たものである。
【図５】実施例にて作製した試験体の形状と寸法を示し
たものである。
たものである。
１ 柱フランジ ２ 梁フランジ ３ 梁ウェブ ４ 柱ウェブ ５ ダイヤフラム ６ スカラップ ７ スカラップ底 ８ スリット ９ 溶接金属 １０ 裏当て金 １１ 固定点 １２ 加力点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 粟飯原 周二 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 2E125 AA03 AA13 AB01 AB16 AC15 AC16 AG03 AG04 AG23 AG50 BE10 CA90 EA00 EB00 4E081 YB02 YB06 YX20
Claims (4)
- 【請求項１】 圧延または鋼板の溶接組立により製作さ
れ接合部にスカラップを設けたＨ形鋼からなる溶接構造
体であって、Ｈ形鋼のフランジのスカラップ底部に、幅
がウェブ厚さよりも小さい材軸方向のスリットを有する
ことを特徴とする溶接構造体。 - 【請求項２】 Ｈ形鋼の接合部として、鋼製柱にＨ形鋼
梁を接合する仕口部を１以上有することを特徴とする請
求項１に記載の溶接構造体。 - 【請求項３】 圧延または鋼板の溶接組立により製作さ
れたＨ形鋼の接合部にスカラップを設けて、他の部材と
溶接施工する方法であって、Ｈ形鋼のフランジのスカラ
ップ底部に、幅がウェブ厚さよりも小さい材軸方向のス
リットを設けることを特徴とする溶接施工方法。 - 【請求項４】 前記Ｈ形鋼の接合部が、鋼製柱にＨ形鋼
梁を接合する仕口部であることを特徴とする請求項３に
記載の溶接施工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000056734A JP2001248231A (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Ｈ形鋼の溶接構造体および溶接施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000056734A JP2001248231A (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Ｈ形鋼の溶接構造体および溶接施工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001248231A true JP2001248231A (ja) | 2001-09-14 |
Family
ID=18577627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000056734A Withdrawn JP2001248231A (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Ｈ形鋼の溶接構造体および溶接施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001248231A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007254953A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Tsuru Gakuen | 鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造 |
| CN103696499A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 天津大学 | 钢结构梁柱连接用铸钢节点 |
| JP2015077618A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社神戸製鋼所 | 柱梁溶接継手およびその製造方法 |
| JP2020114978A (ja) * | 2019-01-17 | 2020-07-30 | トヨタホーム株式会社 | 建物の傾斜面構造 |
-
2000
- 2000-03-02 JP JP2000056734A patent/JP2001248231A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP7184245B2 (ja) | 2019-01-17 | 2022-12-06 | トヨタホーム株式会社 | 建物の傾斜面構造 |
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