JP2003213796A - 角形鋼管部材の接合方法及び接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 角形鋼管部材の溶接接合時に両者間に目違い
が生じるのを抑制して溶接作業をスムーズに行えるよう
な角形鋼管部材の接合方法及び接合構造の提供。 【解決手段】 上方の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂの
内側には、裏当て金１０ｂが一体的に設けられ、下方の
角形鋼管部材２ａの上端部３ａの開口部４ａにはダイヤ
フラム６ａが配設され、その上に各裏当て金１０ｂに対
応してガイド部材８ａが全周にわたり一体的に設けられ
ている。ガイド部材８ａを上方の角形鋼管部材２ｂの下
端部５ｂに挿入して位置合わせした後、角形鋼管部材２
ａ、２ｂの端部３ａ，５ｂ間に沿って溶接を施したと
き、上方の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂの辺部１３ｂ
に裏側から裏当て金１０ｂを介してガイド部材８ａが宛
われるため、上方の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂの辺
部１３ｂに溶接時の熱影響により反りが生じるのを防止
することができ、溶接作業をスムーズに行うことができ
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、構造物の柱などの
構築に用いられる角形鋼管部材の接合方法及び接合構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、構造物の構造材として角形鋼管部
材が用いられている。この角形鋼管部材は、断面が例え
ば矩形状等の角形に成形された内部中空の筒体状の部材
であり、その端部どうしが順次接合されて、構造物の柱
部材などとして構築されている。

【０００３】この角形鋼管部材の従来の接合方法につい
て説明する。図６〜図９は、従来の接合方法を示したも
のである。ここでは、図６に示すように、垂直に立設さ
れた角形鋼管部材２ａに対し、その上端部３ａに新たな
別の角形鋼管部材２ｂを継ぎ足して接合する場合につい
て示す。上下２本の角形鋼管部材２ａ，２ｂは、断面矩
形状に成形された中空筒体状の部材である。

【０００４】上方の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂの内
側には、裏当て金１０ｂが一体的に設けられている。こ
の裏当て金１０ｂは、角形鋼管部材２ａ，２ｂの接合を
補助するためのものであり、上方の角形鋼管部材２ｂの
下端部５ｂから下向きに突出して、その下端部５ｂの開
口部に沿って全周にわたり環状に配設されている。

【０００５】一方、下方の角形鋼管部材２ａの上端部３
ａには、その開口部４ａを閉塞するようにしてダイヤフ
ラム６ａが一体的に設けられている。このダイヤフラム
６ａは、下方の角形鋼管部材２ａの上端開口部４ａには
め込まれて配設されたもので、平鋼板材により形成さ
れ、その外周縁部が下方の角形鋼管部材２ａの内周部に
溶接等により接合されている。さらにダイヤフラム６ａ
の中央部には、角形鋼管部材２ａの内部にコンクリート
を充填するためのコンクリート注入孔７ａが貫通形成さ
れている。

【０００６】さらにダイヤフラム６ａの上面上には、ガ
イド部材８ａが設けられている。このガイド部材８ａ
は、裏当て金１０ｂの各コーナー部１５ｂに対応して配
設されたものであり、角形鋼管部材２ａ，２ｂどうしを
接合する時に裏当て金１０ｂに当接して裏当て金１０ｂ
が所定の位置にくるように案内する。各ガイド部材８ａ
は、平鋼板材により小片状の部材により形成され、ダイ
ヤフラム６ａの各隅角部にその対角線に沿ってそれぞれ
配置されている。

【０００７】また、下方の角形鋼管部材２ａの上端部３
ａ及び上方の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂの外周部に
は、それぞれエレクションピース１２ａ，１４ｂが突設
されている。このエレクションピース１２ａ，１４ｂ
は、上下２本の角形鋼管部材２ａ，２ｂを接合するにあ
たって両者を仮接続するために設けられたプレート状の
部材である。各エレクションピース１２ａ，１４ｂは、
角形鋼管部材２ａ，２ｂの各側面部から垂直に突設さ
れ、その長手方向に沿って配設されている。

【０００８】角形鋼管部材２ａ，２ｂを接合するにあた
っては、まず、両角形鋼管部材２ａ，２ｂを相互に位置
合わせしつつ、下方の角形鋼管部材２ａのガイド部材８
ａを利用して、上方の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂに
突設された裏当て金１０ｂを下方の角形鋼管部材２ａの
上方付近に案内する。

【０００９】２本の角形鋼管部材２ａ，２ｂを相互に突
き合わせた後、図８に示すように、下方の角形鋼管部材
２ａのエレクションピース１２ａと上方の角形鋼管部材
２ｂのエレクションピース１４ｂの間に両者間にわたっ
て両側からスプライスプレート１６を装着してエレクシ
ョンピース１２ａ，１４ｂどうしを各々連結する。これ
により、２本の角形鋼管部材２ａ，２ｂを仮接続する。

【００１０】仮接続終了後、角形鋼管部材２ａ，２ｂの
接合端部間１８に沿って溶接を施し、両者を接合する。
これにより、２本の角形鋼管部材２ａ，２ｂを一体的に
接合する。

【００１１】溶接作業終了後、図９に示すように、２本
の角形鋼管部材２ａ，２ｂを仮接続していたスプライス
プレート１６とエレクションプレート１２ａ，１４ｂを
角形鋼管部材２ａ，２ｂから溶断等により取り外して作
業を終了する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな接合方法にあっては次のような問題点があった。す
なわち、角形鋼管部材２ａ，２ｂの端部間に溶接を施す
と、その溶接による熱影響によって、ガイド部材８ａが
裏側から宛われていない部分、即ち、上方の角形鋼管部
材２ｂの下端部５ｂの辺部１３ｂに反りが生じてしま
い、角形鋼管部材２ａ，２ｂの端部３ａ，５ｂ間に目違
いが出来るという不具合が発生した。その目違いは３．
０ｍｍ〜４．０ｍｍ程にもなり、そのまま両者をスムー
ズに溶接するわけにはゆかなかった。このため、反りを
直したりするなどの作業が別途必要となった。

【００１３】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、角形鋼管部材の溶接接合
時の熱影響によって角形鋼管部材に反りが生じるのを可
及的に防止することができ、溶接作業をスムーズに行う
ことができる角形鋼管部材の接合方法及び接合構造を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明に係る角形鋼管部材の接合方法にあって
は、２本の角形鋼管部材の端部どうしを接合する方法で
あって、一方の角形鋼管部材の接合端部の内側に、当該
接合端部の各辺部に対応して配置されかつ当該接合端部
より突出するガイド部材を設け、他方の角形鋼管部材を
その接合端部の内側に前記ガイド部材が挿入されるよう
に前記一方の角形鋼管部材に対して位置合わせした後、
前記２本の角形鋼管部材の接合端部間に溶接を施すこと
を特徴とする（請求項１）。

【００１５】また、本発明に係る角形鋼管部材の接合構
造にあっては、２本の角形鋼管部材の接合構造であっ
て、一方の角形鋼管部材の接合端部の内側に、当該接合
端部の各辺部に対応して配置されかつ当該接合端部より
突出するガイド部材が設けられ、このガイド部材が他方
の角形鋼管部材の接合端部の内側に挿入されて、前記角
形鋼管部材の接合端部間に溶接が施されていることを特
徴とする（請求項２）。

【００１６】このような接合方法及び接合構造にあって
は、一方の角形鋼管部材の接合端部の内側に、当該接合
端部の各辺部に対応して配置されかつ当該接合端部より
突出して設けられたガイド部材を、他方の角形鋼管部材
をその接合端部に前記ガイド部材が挿入されるように位
置合わせをし、角形鋼管部材の接合端部間に溶接を施
す。この際に、他方の角形鋼管部材の接合端部の各辺部
は、一方の角形鋼管部材のガイド部材により裏側から抑
えられて規制されるから、従来のように溶接時の熱的影
響によってその接合端部間に目違いが発生するのを可及
的に抑制することができ、これにより、従来に比べて、
角形鋼管部材どうしの溶接作業をスムーズに行うことが
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る角形鋼管部材
の接合方法及び接合構造の実施の形態について添付図面
を用いて説明する。図１〜図５は、本発明に係る角形鋼
管部材の接合方法の一実施形態を示したものである。な
お、図６〜図９に示す従来例と同一の構成要素には同一
の符号を付して示す。また、ここでは、図１に示すよう
に、垂直に立設された角形鋼管部材２ａに対し、その上
端部３ａに新たな別の角形鋼管部材２ｂを継ぎ足して接
合する場合について示す。

【００１８】この接合方法では、従来と同様、図１及び
図２に示すように、一方の角形鋼管部材（ここでは上方
の角形鋼管部材２ｂ）に裏当て金１０ｂが一体的に設け
られ、他方の角形鋼管部材（ここでは下方の角形鋼管部
材２ａ）にガイド部材８ａが一体的に設けられている。

【００１９】裏当て金１０ｂは、上方の角形鋼管部材２
ｂの下端部５ｂの内側に、周方向に沿って全周にわたり
環状に設けられたものであり、上方の角形鋼管部材２ｂ
の下端部５ｂから下向きに突出している。

【００２０】他方、ガイド部材８ａは、下方の角形鋼管
部材２ａの開口部４ａに設けられたダイヤフラム６ａの
上面上に一体的に設けられている。ここで、ダイヤフラ
ム６ａは、平鋼板材からなり、下方の角形鋼管部材２ａ
の開口部４ａの内形形状に対応して外形矩形状に成形さ
れ、その外周縁部が下方の角形鋼管部材２ａの内周部に
溶接により一体的に接合されて、その開口部４ａを閉塞
するように配設されている。ダイヤフラム６ａの中央部
には、角形鋼管部材２ａの内部にコンクリートを充填す
るためのコンクリート注入孔７ａが貫通形成されてい
る。

【００２１】各ガイド部材８ａは、平鋼板材により小片
状に形成され、ダイヤフラム６ａの上面に溶接等により
一体的に接合されて垂直に立設されている。各ガイド部
材８ａは、上方の角形鋼管部材２ｂの裏当て金１０ｂの
各辺部１７ｂに対応して、下方の角形鋼管部材２ａの各
辺部に対向するように配設されている。各ガイド部材８
ａの外側角部３１ａは、斜めに切り取られて案内用の傾
斜部となっている。

【００２２】また、下方の角形鋼管部材２ａの上端部３
ａ及び上方の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂの外周部に
は、角形鋼管部材２ａ，２ｂを仮接続するためのエレク
ションピース１２ａ，１４ｂがそれぞれ突設されてい
る。エレクションピース１２ａ，１４ｂは、プレートか
らなり、角形鋼管部材２ａ，２ｂの各側面部から垂直に
突設され、角形鋼管部材２ａ，２ｂの長手方向に沿って
配置されている。各エレクションピース１２ａ，１４ｂ
には、ボルト挿通孔３２ａが貫通形成されているととも
に、さらに下方の角形鋼管部材２ａの上端部３ａのエレ
クションピース１２ａには、角形鋼管部材２ａをフック
やロープ等により吊下げるための吊用の孔部３４ａが貫
通形成されている。また、各エレクションピース１２
ａ，１４ｂには、角形鋼管部材２ａ，２ｂの上端部３ａ
及び下端部５ｂを回避するように切欠部３６ａ，３６ｂ
が形成されている。

【００２３】上方の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂに
は、あらかじめ開先部３６ｂを形成されている。

【００２４】このような角形鋼管部材２ａ，２ｂにあっ
ては、工場などであらかじめ組み付けてから建設現場に
搬入する。

【００２５】次にこれらの角形鋼管部材２ａ，２ｂの実
際の接合作業について説明する。まず、上下２本の角形
鋼管部材２ａ，２ｂの位置合わせを行う。この位置合わ
せにおいては、下方の角形鋼管部材２ａの上端部３ａに
対して、上方の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂを突き合
わせながら、図３に示すように、上方の角形鋼管部材２
ｂの裏当て金１０ｂを下方の角形鋼管部材２ａのガイド
部材８ａに当接させて、裏当て金１０ｂをガイド部材８
ａの外側側縁に案内する。これにより、裏当て金１０ｂ
を上下２本の角形鋼管部材２ａ，２ｂの辺部１３ａ，１
３ｂ間の裏側に配置する。

【００２６】位置合わせ作業終了後、図４に示すよう
に、上下両方の角形鋼管部材２ａ，２ｂの各エレクショ
ンピース１２ａ，１４ｂ間に両側からスプライスプレー
ト１６を装着して、上下の角形鋼管部材２ａ，２ｂを仮
接続する。各スプライスプレート１６は、各エレクショ
ンピース１２ａ，１４ｂのボルト挿通孔３２ａ，３２ｂ
を通じてボルトにより装着する。

【００２７】仮接続終了後、角形鋼管部材２ａ，２ｂの
接合端部間１８に沿って溶接を施す。この溶接において
は、図５に示すように、上方の角形鋼管部材２ｂの開先
部３６ｂに溶着金属を盛り付けて行う。このとき、上方
の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂの各辺部１３ｂは、裏
当て金１０ｂ介して各ガイド部材８ａにより裏側から抑
えられ、その変形が規制される。これにより、上下２本
の角形鋼管部材２ａ，２ｂの端部３ａ，５ｂ間の目違い
が抑制される。具体的には、例えば１．５ｍｍ〜２．０
ｍｍ範囲内に目違いを納めることができる。これによっ
て、角形鋼管部材２ａ，２ｂどうしの溶接作業をスムー
ズに行うことができる。

【００２８】このようにして角形鋼管部材２ａ，２ｂの
接合端部間１８の全体にわたって溶接を施した後、両者
を仮接続しているスプライスプレート１６をエレクショ
ンプレート１２ａ，１４ｂから取り外し、その後、エレ
クションプレート１２ａ，１４ｂを各角形鋼管部材２
ａ，２ｂの側面部から溶断等により切り離して撤去す
る。これにより、角形鋼管部材２ａ，２ｂの接合作業を
完了する。

【００２９】以上この角形鋼管部材２ａ，２ｂの接合方
法にあっては、下方の角形鋼管部材２ａの上端部３ａに
突出して設けられたガイド部材８ａを、上方の角形鋼管
部材２ｂの下端部５ｂに挿入して位置合わせをし、角形
鋼管部材２ａ，２ｂの端部３ａ，５ｂ間に溶接を施すか
ら、上方の角形鋼管部材２ｂの下端部５ｂの各辺部１３
ｂを下方の角形鋼管部材２ａのガイド部材８ａにより裏
側から抑えてその変形を規制することができ、これによ
って、溶接時の熱的影響によりその端部３ａ，５ｂ間に
目違いが発生するのを可及的に抑制することができる。
従って、従来に比べて、角形鋼管部材２ａ，２ｂ間の溶
接作業をスムーズに行うことができる。

【００３０】なお、本実施形態では、ガイド部材８ａが
裏当て金１０ｂの各辺部１７ｂに対してそれぞれ１箇所
ずつ設けられていたが、本発明にあっては、このような
場合に限らず、１つの辺部１７ｂに対して複数箇所にわ
たって設けられていても良い。

【００３１】また、ダイヤフラム６ａについては、本実
施形態では、角形鋼管部材２ａの開口形状に対応して矩
形状に成形されていたが、本発明にあってはこのような
場合に限らず、角形鋼管部材２ａの断面剛性を高めるも
のであれば、どのような形態であっても構わない。

【００３２】また、本実施形態では、垂直に立設された
角形鋼管部材２ａに対し、その上端部３ａに新たな別の
角形鋼管部材２ｂを継ぎ足して接合する場合について説
明したが、本発明にあっては、このような場合に限ら
ず、２本の角形鋼管部材２ａ，２ｂの端部どうしを相互
に接合する場合であれば、どのような場合にも適用する
ことができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係る角形鋼管部材の接合方法及
び接合構造によれば、一方の角形鋼管部材の接合端部の
内側に、当該接合端部の各辺部に対応して配置されかつ
当該接合端部より突出して設けられたガイド部材を、他
方の角形鋼管部材の接合端部に挿入して他方の角形鋼管
部材を一方の角形鋼管部材に対して位置合わせをし、角
形鋼管部材の接合端部間に溶接を施す。この際に、他方
の角形鋼管部材の接合端部の各辺部は、一方の角形鋼管
部材のガイド部材により裏側から抑えられて規制される
から、従来のように溶接時の熱的影響によってその接合
端部間に目違いが発生するのを可及的に抑制することが
でき、これにより、従来に比べて、角形鋼管部材どうし
の溶接作業をスムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る角形鋼管部材の接合方法及び接合
構造の一実施形態において、角形鋼管部材の位置合わせ
を行うときの様子を示した説明図である。

【図２】本発明に係る角形鋼管部材の接合方法及び接合
構造の一実施形態における一方の角形鋼管部材の上面部
の様子を示した上面図である。

【図３】図１に示す角形鋼管部材の接合方法及び接合構
造における角形鋼管部材の端部どうしの位置合わせの様
子を拡大して示した部分拡大断面図である。

【図４】図１に示す角形鋼管部材の接合方法及び接合構
造において角形鋼管部材を仮接続したときの様子を示し
た説明図である。

【図５】図１に示す角形鋼管部材の溶接接合部を拡大し
て示した部分拡大断面図である。

【図６】従来の角形鋼管部材どうしの位置合わせの様子
を示した説明図である。

【図７】従来の角形鋼管部材どうしの接合方法におい
て、一方の角形鋼管部材の上面部の様子を示した上面図
である。

【図８】従来の角形鋼管部材の接合方法において角形鋼
管部材どうしを仮接続したときの様子を示した説明図で
ある。

【図９】従来の角形鋼管部材の接合方法において角形鋼
管部材の接合作業が完了したときの様子を示した説明図
である。

【符号の説明】

２ａ，２ｂ 角形鋼管部材 ６ａ ダイヤフラム ８ａ ガイド部材 １０ｂ 裏当て金 １１ａ，１１ｂ コーナー部 １２ａ，１４ｂ エレクションピース １３ａ，１３ｂ 辺部 １６ スプライスプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 武司 大阪府大阪市中央区北浜東４番33号 株式 会社大林組本店内 (72)発明者 高木 英智 大阪府大阪市中央区北浜東４番33号 株式 会社大林組本店内 (72)発明者 見明 美仁 大阪府東大阪市西石切町５丁目１番22号 吉田鋼業株式会社内 (72)発明者 山田 賢一 大阪府羽曳野市埴生野1096−２ 有限会社 共栄鉄建内 Ｆターム(参考） 2E125 AA04 AB16 AC16 AG03 AG12 AG32 AG48 AG57 BB22 BB35 BB37 BD01 BE05 CA05 CA90 EA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２本の角形鋼管部材の端部どうしを接合
   する方法であって、一方の角形鋼管部材の接合端部の内
   側に、当該接合端部の各辺部に対応して配置されかつ当
   該接合端部より突出するガイド部材を設け、他方の角形
   鋼管部材をその接合端部の内側に前記ガイド部材が挿入
   されるように前記一方の角形鋼管部材に対して位置合わ
   せした後、前記２本の角形鋼管部材の接合端部間に溶接
   を施すことを特徴とする角形鋼管部材の接合方法。
2. 【請求項２】 ２本の角形鋼管部材の接合構造であっ
   て、一方の角形鋼管部材の接合端部の内側に、当該接合
   端部の各辺部に対応して配置されかつ当該接合端部より
   突出するガイド部材が設けられ、このガイド部材が他方
   の角形鋼管部材の接合端部の内側に挿入されて、前記角
   形鋼管部材の接合端部間に溶接が施されていることを特
   徴とする角形鋼管部材の接合構造。