JP2003096906A - 円形鋼管柱と梁の接合構造及び接合方法 - Google Patents
円形鋼管柱と梁の接合構造及び接合方法Info
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Abstract
継ぎ手材の接合を容易に行うことができるようにする。 【解決手段】 円形鋼管柱1の厚肉管部1aの円弧状側
面部に、鋼製の梁1又は梁継ぎ手材が摩擦圧接3で接合
されている。摩擦圧接のための摩擦熱の発生は、柱用の
円形鋼管1を自軸回りで回転させながら、この円形鋼管
1の側面部に鋼製の梁2又は梁継ぎ手材を押し付けるこ
とで行うとよい。
Description
接合構造及び接合方法に関する。
管やH形鋼などからなり、梁が上下のフランジとこれら
フランジをつなぐウェブとを備えたH形鋼梁からなるよ
うな場合、これら柱と梁の接合は、梁端のエンドプレー
トを柱の側面部に高力ボルト接合することで行うことが
できる。
端の接合される円形鋼管柱の側面部は円弧をしているこ
とから、高力ボルト接合で接合することが実際上なかな
かに難しく、そのため、梁端を予め円形鋼管柱の外周形
状に沿う円弧にカットし、更に、この円弧状カット部分
に開先加工を施した上で、梁端を円形鋼管柱の側面部に
溶接するという方法が採られる。
よる接合では、上記のように、梁端の対する開先加工を
円弧状カット部分に対して行わなければならず、円弧状
カット部分に対する開先加工は実に厄介なものであっ
た。
み、円形鋼管柱の円弧状側面部等に対する梁又は梁継ぎ
手材等の接合を容易に行うことができる円形鋼管柱と梁
の接合構造及び接合方法を提供することを課題とする。
柱の側面部に、鋼製の梁又は梁継ぎ手材が摩擦圧接で接
合されていることを特徴とする円形鋼管柱と梁の接合構
造によって解決される。
て行われているので、梁を、円形鋼管柱の外周形状に沿
う円弧にカットした場合であっても、溶接で接合する場
合のように円弧状カット部分に厄介な開先加工を施す必
要はなく、梁を円形鋼管の側面部に押付け状態にしてこ
れらを相対移動させ、摩擦熱で加熱された状態で両者を
押し合わせて圧接するだけで接合することができ、その
ため、円形鋼管柱の円弧状の側面部への梁の接合を容易
に行うことができる。
も肉厚寸法の大きくされた厚肉管部からなり、この厚肉
管部の側面部に、鋼製の梁又は梁継ぎ手材が摩擦圧接で
接合されている場合は、柱梁接合部の耐力を大きなもの
にすることができるのみならず、摩擦圧接において梁を
円形鋼管の側面部に強く押し当てることができて柱と梁
とをしっかりと圧接することができる。
軸回りで回転させながら、この円形鋼管の側面部に鋼製
の梁又は梁継ぎ手材を押し付けることで、この円形鋼管
と梁又は梁継ぎ手材とを摩擦圧接することを特徴とする
円形鋼管柱と梁の接合方法によって解決される。
材との摩擦圧接のための接触押圧状態での相対移動を、
柱材が円形鋼管からなっていることを利用し、この円形
鋼管を自軸回りで回転することにより行うようにしたも
のであるから、摩擦圧接のための両者の相対移動を、回
転機を用いて円形鋼管を回転させるだけで容易に行うこ
とができる。しかも、この相対移動において柱材や梁材
が空間的に移動することがなく円形鋼管が自軸回りで回
転するだけであるから、両者の相対移動のためのスペー
スは必要ないし、また、両者を安全に相対移動させるこ
とができる。
せながら、この円形鋼管の端面とプレートの面とを押し
合わせることで、この円形鋼管とプレートとを摩擦圧接
することを特徴とする柱用の円形鋼管とダイアフラムと
の接合方法も有効的である。例えば、円形鋼管柱と梁と
をダイアフラム形式で接合するような場合であり、上記
のプレートをダイアフラム用プレートとし、柱用の円形
鋼管とダイアフラムプレートとをこの摩擦圧接で接合す
ることにより、溶接の場合のような円弧状の円形鋼管端
に対する厄介な開先加工を排除して両者を容易にしっか
りと接合することができる。
基づいて説明する。
1実施形態の接合構造において、1は円形鋼管柱、2は
梁であり、この接合構造は、円形鋼管柱1の円弧状の側
面部に梁2の端部を接合する場合のものである。
が他の部よりも肉厚寸法の大きくされた厚肉管部1aか
らなり、この厚肉管部1aの側面部を梁2の接合部とし
ている。本実施形態では、この厚肉管部1aは、鋼管に
軸線方向の圧縮力をかけながら高周波誘導加熱で管壁を
加熱していく増厚加工法によって形成されている。
をつなぐウェブとを備えたH形鋼梁からなり、その端部
は、上記の円形鋼管柱1の厚肉管部1aの外周形状に沿
う円弧状にカットされ、この凹円弧状の端部2aが円形
鋼管柱1の厚肉管部1aの側面部に摩擦圧接で接合され
ている。4は摩擦圧接部である。
に、円弧状にカットされた梁端2aを、柱用の円形鋼管
1の厚肉管部1aの外周面に接触させ押付け状態にして
円形鋼管柱材1を自軸回りで一方向に回転させ、接合予
定部分を摩擦熱で加熱していく。しかる後、柱材1の回
転を急速に停止し、梁端2aを柱1の側面部に押し付け
て圧接するというようにして行う。これにより、円形鋼
管柱1の側面部に梁2の端部がしっかりと接合される。
(ハ−2)に示すように、柱材1が梁2との接合に必要
な範囲でのみ梁2と摺擦するよう、こきざみの往復回転
によって行うようにしてもよい。これにより、必要な部
分にのみ摩擦熱を発生させて効率的に接合することがで
き、円形鋼管柱1の外径が大きい場合には特に効果的で
ある。しかも、摩擦圧接接合部分と周方向におけるその
前後部分のみが摩擦摺動領域となり、周方向における他
の部分への摩擦圧接の影響の波及も抑えることができ
る。また、周方向に回転の障害となるもの、例えば他の
梁などがすでに接合されている場合でも、その接合部分
を避けて回転させ摩擦熱を発生させることができる。
なっていることを利用し、この円形鋼管柱材1を自軸回
りで回転することにより、円形鋼管柱1の側面部と梁端
2aとを相対移動させて摩擦するようにしているから、
摩擦圧接のための両者の相対移動を、回転機を用いて円
形鋼管柱材1を回転させるだけで容易に行うことができ
る。しかも、この相対移動中、柱材1や梁材2が空間的
に移動することはなく、円形鋼管柱材1が自軸回りで回
転するだけであるから、両者の相対移動のためのスペー
スは必要ないし、また、両者を安全に相対移動させて摩
擦させることができ、摩擦圧接を容易に行うことができ
る。この摩擦圧接による接合は、工場などで予め行って
おけばよい。
の梁継ぎ手材2を工場などで同様の要領により円形鋼管
柱1の側面部に摩擦圧接し、梁継ぎ手材2と梁本体とは
現場で高力ボルト接合などで接合するようにしてもよ
い。
円弧状にカットされた端部を円形鋼管柱1の円弧状側面
部に摩擦圧接で接合するものであるから、接合に際し、
溶接の場合のように円弧状にカットされた梁端2aに厄
介な開先加工を施す必要はなく、円形鋼管柱1の円弧状
の側面部に梁2の端部を容易に接合することができる。
接接合部が、高周波誘導加熱による増厚法で管壁を増厚
した厚肉管部1aに形成されているから、柱梁接合部の
耐力を大きなものにすることができるのみならず、摩擦
圧接において梁2の端部2aを円形鋼管柱材1の側面部
に強く押し当てることができて柱1と梁2をしっかりと
圧接することができる。柱材1への厚肉管部1aの形成
も高周波誘導加熱による増厚法で容易に行うことができ
る。
梁2又は梁継ぎ手材の長さ方向の中間部が、円形鋼管柱
1の側面部形状に沿う円弧状にカットされ、この円弧状
カット部分2bが円形鋼管柱1の厚肉管部1aの円弧状
外周面に摩擦圧接で接合されているものである。このよ
うに、梁端でなく、梁2の長さ方向中間部を円形鋼管柱
1の側面部に摩擦圧接するようにしてもよく、これによ
り、梁2の外壁寄せのディテールなども実現可能とな
る。なお、摩擦圧接の方法は、図2(ハ−1)(ハ−
2)に示すように、上記の場合と同様の要領で行われて
よい。
3実施形態は、円形鋼管柱1への厚肉管部1aの形成
を、肉厚寸法の大きい円形鋼管1aを柱1の高さ方向中
間部に上下のプレート3,3を介して介設することで行
ったものである。梁2又は梁継ぎ手材と円形鋼管柱1と
の摩擦圧接は、図3(ハ−1)(ハ−2)に示すよう
に、この厚肉管部1aの外周部に対して、上記と同様の
要領で行うことができる。
b,1a,1bとの接合も円形鋼管1b,1a,1bを
自軸回りで回転させながら押し合わせるようにすること
で摩擦圧接するようにしてもよい。また、図示しない
が、円形鋼管柱と梁とをいわゆるダイアフラム形式で接
合するような場合においても、柱用の円形鋼管と上下の
ダイアフラムプレートとを、円形鋼管を回転させながら
両者を押し合わせることで摩擦圧接して接合するように
してもよい。
材1に二方向から梁2,2の端部2a,2aを同時に摩
擦圧接する場合のものであり、図(ロ)に示す実施形態
は、円形鋼管柱材1に四方向から梁2…の端部2aを同
時に摩擦圧接する場合のものである。また、図4(ハ)
に示す実施形態は、円形鋼管柱材1に二方向から梁2,
2の中間部2b,2bを同時に摩擦圧接する場合のもの
である。このようにすることで、複数本の梁又は梁継ぎ
手材を能率良く円形鋼管柱材1に摩擦圧接していくこと
ができる。
発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱し
ない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、上記の
実施形態では、円形鋼管柱に厚肉管部が形成され、この
厚肉管部の円弧状外周部に梁又は梁継ぎ手材が摩擦圧接
されている場合を示しているが、厚肉管部の備えられて
いない円形鋼管柱に対して梁又は梁継ぎ手材を摩擦圧接
するようにしてもよい。また、摩擦圧接のための摩擦
は、梁を円形鋼管柱材1に押付けながら、柱材又は梁を
柱材の軸線方向に往復移動させることにより行われたも
のであってもよい。また、上記の実施形態では、梁2又
は梁継ぎ手材を円弧状にカットし、この円弧状カット部
分2a,2bを円形鋼管柱材1の外周面に押し当てて摩
擦圧接した場合を示しているが、このような円弧状カッ
トを行わずに円形鋼管柱材1の外周部に押し付けて摩擦
圧接するようにしてもよい。もとより、柱用の円形鋼管
の端面へのプレートの接合にも広く用いられてよく、そ
のプレートも、ダイアフラム用のプレートに限らない
し、ベースプレートや柱天面に備えられるプレートなど
であってもよい。
ら、円形鋼管柱の円弧状側面部等に対する梁又は梁継ぎ
手材等の接合を容易に行うことができる。
(イ−1)は柱梁接合部の斜視図、図(イ−2)は同縦
断面図、図(ロ)は柱梁を分離状態で示す斜視図、図
(ハ−1)(ハ−2)は柱梁の摩擦圧接のための摩擦熱
発生方法を示す断面平面である。
(イ)は柱梁接合部の斜視図、図(ロ)は柱梁を分離状
態で示す斜視図、図(ハ−1)(ハ−2)は柱梁の摩擦
圧接のための摩擦熱発生方法を示す断面平面である。
(イ−1)は柱梁接合部の斜視図、図(イ−2)は同縦
断面図、図(ロ)は柱梁を分離状態で示す斜視図、図
(ハ−1)(ハ−2)は柱梁の摩擦圧接のための摩擦熱
発生方法を示す断面平面である。
施形態の柱梁の摩擦圧接のための摩擦熱発生方法を示す
断面平面である。
Claims (4)
- 【請求項1】 円形鋼管柱の側面部に、鋼製の梁又は梁
継ぎ手材が摩擦圧接で接合されていることを特徴とする
円形鋼管柱と梁の接合構造。 - 【請求項2】 円形鋼管柱の高さ方向の一部が他の部よ
りも肉厚寸法の大きくされた厚肉管部からなり、この厚
肉管部の側面部に、鋼製の梁又は梁継ぎ手材が摩擦圧接
で接合されていることを特徴とする円形鋼管柱と梁の接
合構造。 - 【請求項3】 柱用の円形鋼管を自軸回りで回転させな
がら、この円形鋼管の側面部に鋼製の梁又は梁継ぎ手材
を押し付けることで、この円形鋼管と梁又は梁継ぎ手材
とを摩擦圧接することを特徴とする円形鋼管柱と梁の接
合方法。 - 【請求項4】 柱用の円形鋼管を自軸回りで回転させな
がら、この円形鋼管の端面とプレートの面とを押し合わ
せることで、この円形鋼管とプレートとを摩擦圧接する
ことを特徴とする柱用の円形鋼管とダイアフラムとの接
合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001295195A JP4850371B2 (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 円形鋼管柱と梁の接合方法 |
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JP (1) | JP4850371B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108999283A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-14 | 广东振晟建设工程有限公司 | 一种高强度梁柱连接钢结构 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0527608Y2 (ja) * | 1985-01-25 | 1993-07-14 | ||
JP2000170249A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-06-20 | Nkk Corp | 柱梁接合部の製造方法 |
JP2001073470A (ja) * | 1999-07-02 | 2001-03-21 | Nippon Light Metal Co Ltd | 構造物における支柱と水平管の連結構造 |
-
2001
- 2001-09-26 JP JP2001295195A patent/JP4850371B2/ja not_active Expired - Fee Related
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