【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば鉄骨構造物の支柱として使用される柱材用鋼管の継手構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、支柱として使用される柱材用鋼管として、パネルゾーン用のコラムに、熱間成形により得た厚肉コラムを採用した構成が提供されている。すなわち、たとえば所定の板厚の長尺角形鋼管を冷間成形で製造するとともに、この長尺角形鋼管よりも板厚が厚くかつ梁材連結部を形成する長さの短尺角形鋼管を、加熱炉において加熱したのち熱間成形して製造する。そして、短尺角形鋼管の内側に開先部を形成する。このようにして得た長尺角形鋼管と短尺角形鋼管とをアーク溶接などで結合することで角形鋼管柱を得ていた。
【０００３】
このように、熱間成形により得た厚肉コラムを採用した角形鋼管柱によると、たとえば、通しダイヤフラム方式や内ダイヤフラム方式などに比べて、組立て工数を削減できるとともに溶接長さを短くでき、以て全体を簡略化して経済的となり、かつ溶接歪などが生じ難いものにでき、さらに梁材連結部は、短尺角形鋼管の予め厚い板厚によって十分な強度を確保でき、梁材の溶接による結合は何ら支障なく行うことができ、しかも角形鋼管柱はパイプジョイント形式で得られ、内蔵リブや裏当て金などがない状態に仕上げることができて、中にコンクリートなどを充填させる構成も容易に採用できる、などの種々な利点を期待できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した厚肉の短尺角形鋼管を採用した角形鋼管柱によると、溶接のための開先部を、厚肉の短尺角形鋼管の内側に形成することで、その製作に時間がかかり、かつ高価となる。しかも、厚肉の短尺角形鋼管における開先部から所定厚の長尺角形鋼管の内面に亘って裏当て金を位置させた状態で、内部側（裏当て金側）の溶接を行うことで、溶接量が多くなって溶接作業は迅速に行えず、さらに裏当て金として変形（特殊加工）したものが必要となる場合もある。
【０００５】
そこで本発明の請求項１は、厚肉の短尺鋼管を採用した形式の種々な利点を維持でき、しかも溶接のための開先部は製作時間を短縮して安価に形成し得、さらに溶接による結合作業を、よりスムースに行える柱材用鋼管の継手構造を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の請求項１記載の柱材用鋼管の継手構造は、所定の板厚の長尺鋼管と、この長尺鋼管よりも板厚が厚い短尺鋼管とからなり、これら長尺鋼管と短尺鋼管とは、熱間成形によって外径形状が同一状に形成され、長尺鋼管の端面と、開先を形成していない短尺鋼管の端面とが対向された状態で、両鋼管を外側からの溶接により結合して構成されていることを特徴としたものである。
【０００７】
したがって請求項１の発明によると、長尺鋼管と短尺鋼管とを、その外周形状を同一状として直線状に位置させて、端面どうしを相対向させる。そして、相対向した端面間を外側からの全周に亘っての溶接により結合することで、柱材用鋼管を構成し得る。その際に溶接による結合作業は、外径形状が同一状であることから、段部（目違い）が生じていない状態で、よりスムースに行える。そして厚肉の短尺鋼管は、開先を形成していないことで、その製作時間を短縮して形成し得る。
【０００８】
また本発明の請求項２記載の柱材用鋼管の継手構造は、上記した請求項１記載の構成において、長尺鋼管と短尺鋼管とは四角形鋼管からなり、これら長尺四角形鋼管と短尺四角形鋼管とは、熱間成形によって外寸とコーナ部の外周曲面とが同一状に形成されていることを特徴としたものである。
【０００９】
したがって請求項２の発明によると、長尺四角形鋼管と短尺四角形鋼管とを、その外周形状を同一状として直線状に位置させて、端面どうしを相対向させる。そして、相対向した端面間を外側からの全周に亘っての溶接により結合することで、柱材用鋼管を構成し得る。その際にコーナ部間の溶接は、対峙した外周曲面が同一状であることから、段部（目違い）が生じていない状態で行える。
【００１０】
そして本発明の請求項３記載の柱材用鋼管の継手構造は、上記した請求項１記載の構成において、長尺鋼管と短尺鋼管とは丸形鋼管からなり、これら長尺丸形鋼管と短尺丸形鋼管とは、熱間成形によって外径が同一状に形成されていることを特徴としたものである。
【００１１】
したがって請求項３の発明によると、長尺丸形鋼管と短尺丸形鋼管とを、同心状として直線状に位置させたのち、相対向した端面間を外側からの全周に亘っての溶接により結合することで、柱材用鋼管を構成し得る。
【００１２】
さらに本発明の請求項４記載の柱材用鋼管の継手構造は、上記した請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、短尺鋼管がパネルゾーンを形成する長さであることを特徴としたものである。
【００１３】
したがって請求項４の発明によると、長尺鋼管と短尺鋼管とを、その外周形状を同一状として直線状に位置させた状態で、相対向した端面間を外側からの全周に亘っての溶接により結合することで、短尺鋼管をパネルゾーンとした柱材用鋼管を構成し得る。
【００１４】
しかも本発明の請求項５記載の柱材用鋼管の継手構造は、上記した請求項１〜４のいずれかに記載の構成において、長尺鋼管の内部に位置させた裏当て金を短尺鋼管の端面に当接させた状態で、両鋼管を外側からの溶接により結合することを特徴としたものである。
【００１５】
したがって請求項５の発明によると、溶接による結合作業は、裏当て金を利用した状態で好適に行えるとともに、裏当て金を短尺鋼管の扁平状の端面に当接させることで、溶接量を少なくして迅速に行える。さらに裏当て金としては、特殊加工したものを必要としないことになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１の実施の形態を、四角形の鋼管を採用した状態として、図１〜図８に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示されるように、所定の板厚ｔの長尺四角形鋼管（長尺鋼管の一例）１と、この長尺四角形鋼管１の板厚ｔよりも厚い板厚Ｔでかつパネルゾーンを形成する長さ（高さ）Ｌの短尺四角形鋼管（短尺鋼管の一例）２とを有する。ここで所定の板厚ｔとは、鉄骨構造物の規模に応じて採用される四角形鋼管柱の外寸Ｗなどにより決定されるもので、たとえば外寸Ｗが５００ｍｍのときに板厚ｔは２５ｍｍである。また長尺四角形鋼管１の板厚ｔと短尺四角形鋼管２の板厚Ｔとは、たとえば２ｔ≒Ｔとされている。
【００１８】
そして長尺四角形鋼管１と短尺四角形鋼管２とは、熱間成形によって外径形状、すなわち、その外寸Ｗと、各コーナ部１Ａ，２Ａにおける外周曲面１ａ，２ａの曲率半径Ｒ（たとえば０．５Ｔ〜１．５Ｔの曲率半径）が同一状に形成されている。
【００１９】
ここで熱間成形は、たとえば図８に示されるように、半成形長尺四角形鋼管１１や、パネルゾーンを形成する長さＬの半成形短尺四角形鋼管１２が加熱手段（加熱炉など）１５において加熱され、そして成形手段（成形ロール装置など）１６，１７において成形することで行われる。このように外径形状を熱間成形することにより、外寸Ｗと曲率半径Ｒが同一状に形成された長尺四角形鋼管１と短尺四角形鋼管２が得られる。
【００２０】
このようにして製造された長尺四角形鋼管１と短尺四角形鋼管２とのうち、長尺四角形鋼管１は、加工手段（切削加工装置など）１８において端部の外側部分が切削加工され、以て端部には、所定角度（３５°〜４５°）の開先部（端面）１ｂが形成される。そして、長尺角形鋼管１の端部には、四角リング状の裏当て金３が内嵌されたのち、溶接４により固定されている。なお、短尺四角形鋼管２の端部は、溶接のための開先部を加工しておらず、扁平端面（端面）２ｂとされており、以て短尺四角形鋼管２は製作時間を短縮して安価に形成し得る。また長尺角形鋼管１は、その開先部１ｂが外側からの加工であることから、製作時間を短縮して安価に形成し得る。
【００２１】
上記のように形成された長尺四角形鋼管１と短尺四角形鋼管２とを、その外周形状を同一状として直線状に位置させたのち、長尺四角形鋼管１の内部に位置させた裏当て金３の外端面３ｂを、短尺角形鋼管２の扁平端面２ｂに相当接させる。すなわち、長尺四角形鋼管１の開先部（端面）１ｂと、開先を形成していない短尺四角形鋼管２の扁平端面（端面）２ｂとが対向される。
【００２２】
そして図２〜図６に示されるように、相対向した開先部１ｂと扁平端面２ｂ間を、外側から仮り付け溶接したのち、外側からの全周に亘っての溶接（アーク溶接など。）５により結合することで、長尺四角形鋼管１と短尺四角形鋼管２とを外側からの溶接５により結合して、短尺四角形鋼管２をパネルゾーンとして四角形鋼管柱（柱材用鋼管）６を構成し得る。
【００２３】
その際に溶接５による結合は、裏当て金３を利用した状態で好適に行える。またコーナ部１Ａ，２Ａ間の溶接５による結合作業は、対峙した外周曲面１ａ，２ａの曲率半径Ｒが同一状であって、段部（目違い）が生じていないことで、よりスムースに効率良く、常に好適に行える。
【００２４】
上記のようにして構成した四角形鋼管柱６は、所定本数が建築現場などに運搬され、そしてパネルゾーンを形成する長さＬの短尺四角形鋼管２の外面に、梁フランジまたは梁材７が溶接８によって結合される。なお四角形鋼管柱６は、図２の仮想線に示すように、積上げ状に配置されたのち、その上下間が溶接５により結合されることで、所定長さ（高さ）に構成される。
【００２５】
さらに、厚肉の短尺四角形鋼管２を採用した四角形鋼管柱６によると、長尺四角形鋼管１と短尺四角形鋼管２とにおいて、対峙した端部の曲率半径Ｒが同一状であって、段部（目違い）が生じていないことで、より好適な応力の伝達を可能とし得る。
【００２６】
そしてパネルゾーンは、短尺四角形鋼管２の予め厚い板厚Ｔによって十分な強度を確保し得、梁フランジまたは梁材７の溶接８による結合は何ら支障なく行える。また四角形鋼管柱６はパイプジョイント形式で得られ、内蔵リブや裏当て金などがない状態に仕上げ得る。したがって、中にコンクリートなどを充填させる構成も容易に採用し得る。
【００２７】
その際に短尺四角形鋼管２の扁平端面２ｂから梁フランジまたは梁材７の上下面７ｂとの間に所定長さ（５０〜３００ｍｍ）ｌの寸法を取ることにより、パネルゾーンを形成する長さＬの短尺四角形鋼管２における上下端の近傍部分にヒンジ作用が発生する効果がある。
【００２８】
すなわち新耐震設計法により、柱と梁が接合するパネルゾーン部分が地震力によって降伏しないように規制するか、または降伏を認める場合は、建築物全体のバランスを考えて安全サイドに設計する必要がある。この場合、応力の集中するパネルゾーン部分と、比較的応力の影響が少ない柱との継手方法において、加工が簡単なこの継手構造を用いることにより、地震力によってパネルゾーン近傍でプラスティックヒンジが形成されるとともに、パネルゾーン部分から柱への地震力の伝達がスムーズに行われることに特色がある。
【００２９】
上記した実施の形態では、角形鋼管として断面で正四角形状の四角形鋼管１，２を採用しているが、これは断面で長方形の四角形鋼管も同様に採用し得るものである。さらには、正五角形や正六角形など、各種の多角形鋼管にも同様に採用し得るものである。
【００３０】
上記した実施の形態では、短尺四角形鋼管２がパネルゾーンを形成する長さＬとされているが、この短尺四角形鋼管２の長さは、パネルゾーン以外の使用箇所に応じて任意に設定されるものである。
【００３１】
上記した実施の形態では、長尺四角形鋼管１と短尺四角形鋼管２とを溶接５により結合することで、短尺四角形鋼管２をパネルゾーンとして四角形鋼管柱６を構成し、この四角形鋼管柱６を建築現場などに運搬し、そして短尺四角形鋼管２の外面に梁フランジまたは梁材７を溶接８によって結合しているが、これは長尺四角形鋼管１と短尺四角形鋼管２とを建築現場などに運搬し、そして建築現場などにおいて長尺四角形鋼管１と短尺四角形鋼管２とを溶接５により結合することで、短尺四角形鋼管２をパネルゾーンとして四角形鋼管柱６を構成してもよい。
【００３２】
また、短尺四角形鋼管２の外面に梁フランジまたは梁材７を溶接８によって結合したのち、建築現場などに運搬してもよい。さらには、短尺四角形鋼管２の外面に、梁フランジまたは梁材７を連結するための連結用プレートを取り付けてもよい。
【００３３】
上記した実施の形態において、四角形鋼管１，２としては、たとえば、ロール成形によるワンシーム角形鋼管、プレス成形による一対のみぞ型材を向き合わせて突き合わせ溶接したツーシーム四角形鋼管、一対の圧延みぞ型材を溶接してなるツーシーム四角形鋼管、圧延山型材を一対、向き合わせて溶接したツーシーム四角形鋼管、四面ボックス、シームレス鋼管など、いずれも既製の四角形鋼管が使用される。
【００３４】
上記した実施の形態では、エレクトロスラグ溶接機やエレクトロガスアーク溶接機による溶接であり、これによると、短時間で高品質の溶接を行うことができる。なお、レーザなど他の溶接方式であってもよい。
【００３５】
以下に、本発明の第２の実施の形態を図９〜図１２に基づいて説明する。
すなわち図９に示されるように、所定の板厚ｔの長尺丸形鋼管（長尺鋼管）２１と、この長尺丸形鋼管２１の板厚ｔよりも厚い板厚Ｔでかつパネルゾーンを形成する長さ（高さ）Ｌの短尺丸形鋼管（短尺鋼管）２２とからなる。これら長尺丸形鋼管２１と短尺丸形鋼管２２とは、熱間成形によって外径Ｄが同一状に形成されている。そして、長尺丸形鋼管２１は端部の外側部分が切削加工され、以て端部には、所定角度（３５°〜４５°）の開先部２１ｂが形成される。さらに、長尺丸形鋼管２１の端部には、リング状の裏当て金２３が内嵌されたのち、溶接２４により固定されている。なお、短尺丸形鋼管２２の端部は開先を加工しておらず、扁平端面２２ｂとされている。
【００３６】
上記のように形成された長尺丸形鋼管２１と短尺丸形鋼管２２とを、同心状として直線状に位置させたのち、長尺丸形鋼管２１の内部に位置させた裏当て金２３の外端面２３ｂを、短尺丸形鋼管２２の扁平端面２２ｂに相当接させる。すなわち、長尺丸形鋼管２１の開先部（端面）２１ｂと、開先を形成していない短尺丸形鋼管２２の扁平端面２２ｂとが対向される。
【００３７】
そして図１０〜図１２に示されるように、相対向した開先部２１ｂと扁平端面２２ｂ間を、外側から仮り付け溶接したのち、外側からの全周に亘っての溶接（アーク溶接など。）２５により結合することで、長尺丸形鋼管２１と短尺丸形鋼管２２とを外側からの溶接２５により結合して、短尺丸形鋼管２をパネルゾーンとして丸形鋼管柱（鋼管柱）２６を構成し得る。その際に溶接２５による結合は、裏当て金２３を利用した状態で好適に行える。
【００３８】
【発明の効果】
上記した本発明の請求項１によると、長尺鋼管と短尺鋼管とを、その外周形状を同一状として直線状に位置させて、端面どうしを相対向させたのち、相対向した端面間を外側からの全周に亘っての溶接により結合することで、厚肉の短尺鋼管を採用した形式の種々な利点を維持した柱材用鋼管を構成できる。その際に溶接による結合作業は、外径形状が同一状であることから、段部（目違い）が生じていない状態で、よりスムースに効率良く、常に好適に行うことができるとともに、より好適な応力の伝達を可能にできる。そして厚肉の短尺鋼管は、開先を形成していないことで、その製作時間を短縮して安価に形成できる。
【００３９】
また上記した本発明の請求項２によると、長尺四角形鋼管と短尺四角形鋼管とを、その外周形状を同一状として直線状に位置させて、端面どうしを相対向させたのち、相対向した端面間を外側からの全周に亘っての溶接により結合することで、厚肉の短尺四角形鋼管を採用した形式の種々な利点を維持した柱材用鋼管を構成できる。その際に、コーナ部間の溶接による結合作業は、対峙した外周曲面が同一状であって、段部（目違い）が生じていないことで、よりスムースに効率良く、常に好適に行うことができる。
【００４０】
そして上記した本発明の請求項３によると、長尺丸形鋼管と短尺丸形鋼管とを、同心状として直線状に位置させたのち、相対向した端面間を外側からの全周に亘っての溶接により結合することで、厚肉の短尺丸形鋼管を採用した形式の種々な利点を維持した柱材用鋼管を構成できる。
【００４１】
さらに上記した本発明の請求項４によると、長尺鋼管と短尺鋼管とを、その外周形状を同一状として直線状に位置させた状態で、相対向した端面間を外側からの全周に亘っての溶接により結合することで、短尺鋼管をパネルゾーンとした柱材用鋼管を構成でき、以て厚肉の短尺鋼管を採用した形式の種々な利点を維持できる。
【００４２】
しかも上記した本発明の請求項５によると、溶接による結合作業は、裏当て金を利用した状態で好適に行うことができるとともに、裏当て金を短尺鋼管の扁平状の端面に当接させることで、溶接量を少なくして迅速に行うことができる。さらに裏当て金としては、特殊加工したものを必要としないことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、柱材用鋼管の継手構造における四角形鋼管柱の溶接結合前の一部切り欠き斜視図である。
【図２】同柱材用鋼管の継手構造における四角形鋼管柱の縦断正面図である。
【図３】同柱材用鋼管の継手構造における四角形鋼管柱の一部切り欠き斜視図である。
【図４】同柱材用鋼管の継手構造における四角形鋼管柱の平板部における縦断正面図である。
【図５】同柱材用鋼管の継手構造における四角形鋼管柱のコーナ部における縦断正面図である。
【図６】同柱材用鋼管の継手構造における四角形鋼管柱の要部拡大の縦断正面図である。
【図７】同柱材用鋼管の継手構造における四角形鋼管柱の横断平面図である。
【図８】同柱材用鋼管の継手構造における四角形鋼管柱における四角形鋼管の熱間成形などの説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態を示し、柱材用鋼管の継手構造における丸形鋼管柱の溶接結合前の一部切り欠き斜視図である。
【図１０】同柱材用鋼管の継手構造における丸形鋼管柱の縦断正面図である。
【図１１】同柱材用鋼管の継手構造における丸形鋼管柱の要部拡大の縦断正面図である。
【図１２】同柱材用鋼管の継手構造における丸形鋼管柱の横断平面図である。
【符号の説明】
１ 長尺四角形鋼管（長尺鋼管）
１Ａ コーナ部
１ａ 外周曲面
１ｂ 開先部（端面）
２ 短尺四角形鋼管（短尺鋼管）
２Ａ コーナ部
２ａ 外周曲面
２ｂ 扁平端面（端面）
３ 裏当て金
３ｂ 外端面
５ 溶接
６ 四角形鋼管柱（柱材用鋼管）
７ 梁フランジまたは梁材
１１ 半成形長尺四角形鋼管
１２ 半成形短尺四角形鋼管
１５ 加熱手段（加熱炉）
１６ 成形手段（成形ロール装置）
１７ 成形手段（成形ロール装置）
１８ 加工手段（切削加工装置）
２１ 長尺丸角形鋼管（長尺鋼管）
２１ｂ 開先部（端面）
２２ 短尺丸形鋼管（短尺鋼管）
２２ｂ 扁平端面（端面）
２３ 裏当て金
２３ｂ 外端面
２５ 溶接
２６ 丸形鋼管柱（柱材用鋼管）
ｔ 所定の板厚
Ｔ 厚い板厚
Ｌ パネルゾーンを形成する長さ
Ｗ 外寸（外径形状）
Ｒ 曲率半径（外径形状）
Ｄ 外径（外径形状）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a joint structure of a steel pipe for a column material used as a column of a steel structure, for example.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a configuration in which a thick column obtained by hot forming is adopted as a column for a panel zone as a steel pipe for a column material used as a column. That is, for example, a long rectangular steel pipe having a predetermined thickness is manufactured by cold forming, and a short rectangular steel pipe having a thickness greater than that of the long rectangular steel pipe and having a length forming a beam connecting portion is formed by a heating furnace. And then hot forming. Then, a groove is formed inside the short rectangular steel pipe. The rectangular steel pipe column was obtained by joining the long rectangular steel pipe and the short rectangular steel pipe thus obtained by arc welding or the like.
[0003]
As described above, according to the square steel pipe column employing the thick column obtained by hot forming, the number of assembling steps can be reduced and the welding length can be shortened as compared with, for example, the through-diaphragm system and the inner diaphragm system. In addition, the overall structure can be simplified to be economical and less likely to cause welding distortion, etc. In addition, the beam connection can secure sufficient strength with the thick rectangular steel pipe in advance, and the beam is joined by welding. Can be carried out without any problems.In addition, square steel pipe columns can be obtained in the form of pipe joints, and can be finished without built-in ribs and backing metal. Various advantages can be expected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the square steel pipe column adopting the above-described thick-walled short rectangular steel pipe, the groove for welding is formed inside the thick-walled short rectangular steel pipe. It will be expensive. In addition, by welding the inner side (backing metal side) in a state where the backing metal is located from the groove portion of the thick short rectangular steel pipe to the inner surface of the long rectangular steel pipe having a predetermined thickness, Due to the large amount of welding, the welding operation cannot be performed quickly, and in some cases, a deformed (special processing) backing metal is required.
[0005]
Therefore, claim 1 of the present invention can maintain various advantages of the type using a thick short steel pipe, and can shorten the manufacturing time for the groove for welding and can form it at low cost. It is an object of the present invention to provide a joint structure of a steel pipe for a column material, which can perform a joining operation more smoothly.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a joint structure for a steel pipe for a pillar according to claim 1 of the present invention comprises a long steel pipe having a predetermined plate thickness and a short steel pipe having a plate thickness larger than the long steel pipe. The long steel pipe and the short steel pipe have the same outer diameter formed by hot forming, and the end face of the long steel pipe faces the end face of the short steel pipe that does not form a groove. The steel pipe is characterized in that both steel pipes are connected by welding from the outside.
[0007]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the long steel pipe and the short steel pipe are linearly positioned with the same outer peripheral shape, and the end faces are opposed to each other. Then, by joining the opposed end faces by welding over the entire circumference from the outside, a steel pipe for column material can be formed. At that time, the joining operation by welding can be performed more smoothly without any stepped portion (misalignment) because the outer diameter shapes are the same. And since a thick short steel pipe does not form a groove, it can be formed by shortening the manufacturing time.
[0008]
In the joint structure of the steel pipe for column material according to claim 2 of the present invention, the long steel pipe and the short steel pipe are formed of a square steel pipe in the above-described structure of claim 1, and the long square steel pipe and the short square steel pipe are used. The feature is that the outer dimension and the outer peripheral curved surface of the corner portion are formed in the same shape by hot forming.
[0009]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, the long rectangular steel pipe and the short rectangular steel pipe are linearly positioned with the same outer peripheral shape, and the end faces are opposed to each other. Then, by joining the opposed end faces by welding over the entire circumference from the outside, a steel pipe for column material can be formed. At this time, welding between the corner portions can be performed in a state where no stepped portion (misalignment) occurs because the opposed outer peripheral curved surfaces have the same shape.
[0010]
In the joint structure of the steel pipe for column material according to claim 3 of the present invention, the long steel pipe and the short steel pipe are formed of round steel pipes in the configuration of claim 1 described above, and the long round steel pipe and the short steel pipe are used. The round steel pipe is characterized by having the same outer diameter formed by hot forming.
[0011]
Therefore, according to the third aspect of the present invention, the long round steel pipe and the short round steel pipe are positioned concentrically and linearly, and then, welding is performed between the opposed end faces over the entire circumference from the outside. By joining, a steel pipe for column materials can be constituted.
[0012]
Further, the joint structure of the steel pipe for a pillar according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in the configuration according to any one of the above-described claims 1 to 3, the short steel pipe has a length forming a panel zone. It was done.
[0013]
Therefore, according to the invention of claim 4, in a state where the long steel pipe and the short steel pipe are linearly positioned with the same outer peripheral shape, welding is performed over the entire circumference from the outside between the opposed end faces. Thus, a steel pipe for column material having a short steel pipe as a panel zone can be formed.
[0014]
Moreover, the joint structure of the steel pipe for a pillar according to the fifth aspect of the present invention is the construction according to any one of the first to fourth aspects, wherein the backing metal positioned inside the long steel pipe is used for the short steel pipe. The two steel pipes are joined by welding from the outside in a state where they are in contact with the end faces.
[0015]
Therefore, according to the invention of claim 5, the joining work by welding can be suitably performed in a state using the backing metal, and the backing metal is brought into contact with the flat end face of the short steel pipe to reduce the welding amount. Can be done quickly. Furthermore, a specially processed backing metal is not required.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8 in a state in which a square steel pipe is adopted.
[0017]
As shown in FIG. 1, a long rectangular steel pipe (an example of a long steel pipe) 1 having a predetermined thickness t and a panel zone having a thickness T greater than the thickness t of the long rectangular steel pipe 1 are formed. And a short rectangular steel pipe (an example of a short steel pipe) 2 having a length (height) L. Here, the predetermined plate thickness t is determined by the outer dimension W of the square steel tubular column adopted according to the scale of the steel structure, and for example, when the outer dimension W is 500 mm, the plate thickness t is 25 mm. It is. The plate thickness t of the long rectangular steel tube 1 and the plate thickness T of the short rectangular steel tube 2 are, for example, 2t ≒ T.
[0018]
The long rectangular steel pipe 1 and the short rectangular steel pipe 2 are formed into outer diameters by hot forming, that is, the outer dimensions W and the radii of curvature R of the outer curved surfaces 1a, 2a at the respective corners 1A, 2A (for example, 0. The radius of curvature (5T to 1.5T) is the same.
[0019]
Here, in the hot forming, for example, as shown in FIG. 8, a semi-formed long rectangular steel pipe 11 or a semi-formed short rectangular steel pipe 12 having a length L forming a panel zone is heated by a heating means (heating furnace or the like) 15. It is heated and formed by forming in forming means (such as a forming roll device) 16 and 17. By thus hot-forming the outer diameter shape, a long rectangular steel pipe 1 and a short rectangular steel pipe 2 having the same outer dimensions W and the same radius of curvature R are obtained.
[0020]
Of the long rectangular steel pipe 1 and the short rectangular steel pipe 2 manufactured in this manner, the long rectangular steel pipe 1 is subjected to a cutting process at a processing means (a cutting device or the like) 18 at an outer end portion thereof. A groove (end face) 1b having a predetermined angle (35 ° to 45 °) is formed at the end. A rectangular ring-shaped backing metal 3 is internally fitted to an end of the long rectangular steel pipe 1, and is fixed by welding 4. In addition, the end of the short rectangular steel pipe 2 is not formed with a groove for welding and is a flat end face (end face) 2b. Can be formed. Further, since the groove portion 1b is processed from the outside, the long rectangular steel pipe 1 can be formed at a low cost by shortening the manufacturing time.
[0021]
After the long rectangular steel pipe 1 and the short rectangular steel pipe 2 formed as described above are linearly positioned with the same outer peripheral shape, the backing metal 3 is positioned inside the long rectangular steel pipe 1. Is brought into contact with the flat end face 2b of the short rectangular steel pipe 2. That is, the groove portion (end face) 1b of the long rectangular steel pipe 1 and the flat end face (end face) 2b of the short rectangular steel pipe 2 not forming a groove face each other.
[0022]
Then, as shown in FIG. 2 to FIG. 6, after the gap between the opposed groove portion 1b and the flat end surface 2b is tack-welded from the outside, welding is performed over the entire circumference from the outside (such as arc welding). 5, the long rectangular steel pipe 1 and the short rectangular steel pipe 2 are connected by welding 5 from the outside to form a square steel pipe column (steel pipe for column material) 6 with the short rectangular steel pipe 2 as a panel zone. obtain.
[0023]
At that time, the connection by the welding 5 can be suitably performed in a state where the backing metal 3 is used. In addition, the joining work by welding 5 between the corner portions 1A and 2A can be performed more smoothly because the radius of curvature R of the outer peripheral curved surfaces 1a and 2a facing each other is the same and no step (misalignment) occurs. Good and always suitable.
[0024]
A predetermined number of the square steel pipe columns 6 configured as described above are transported to a building site or the like, and a beam flange or a beam member 7 is welded 8 to the outer surface of the short rectangular steel pipe 2 having a length L forming a panel zone. Combined by As shown by the imaginary line in FIG. 2, the quadrangular steel pipe columns 6 are arranged in a stacked shape, and are connected to each other by welding 5 between the upper and lower portions to have a predetermined length (height).
[0025]
Furthermore, according to the square steel pipe column 6 adopting the thick short square steel pipe 2, the long square steel pipe 1 and the short square steel pipe 2 have the same radius of curvature R at the opposed ends, and the step ( Since no misalignment occurs, it is possible to transmit more suitable stress.
[0026]
In the panel zone, a sufficient strength can be ensured by the thick rectangular thickness T of the short rectangular steel pipe 2 in advance, and the connection of the beam flange or the beam member 7 by welding 8 can be performed without any trouble. The square steel pipe column 6 is obtained in the form of a pipe joint, and can be finished without built-in ribs or backing metal. Therefore, a configuration in which concrete or the like is filled therein can be easily adopted.
[0027]
At this time, by taking a dimension of a predetermined length (50 to 300 mm) 1 between the flat end face 2b of the short rectangular steel pipe 2 and the upper and lower surfaces 7b of the beam flange or the beam member 7, a length L for forming a panel zone is obtained. There is an effect that a hinge action is generated in the vicinity of the upper and lower ends of the short rectangular steel pipe 2.
[0028]
In other words, according to the new seismic design method, it is necessary to restrict the panel zone part where the column and beam are joined so that it does not yield due to seismic force, or if it allows yielding, it is necessary to design on the safe side in consideration of the balance of the entire building. is there. In this case, a plastic hinge is formed near the panel zone by seismic force by using this joint structure that is easy to process in the joint method between the panel zone portion where stress is concentrated and the column where the influence of stress is relatively small. Another feature is that the seismic force is smoothly transmitted from the panel zone to the pillar.
[0029]
In the above-described embodiment, square steel pipes 1 and 2 each having a square cross section are adopted as the square steel pipes, but rectangular steel pipes having a rectangular cross section can also be adopted. Furthermore, the present invention can be similarly applied to various polygonal steel pipes such as a regular pentagon and a regular hexagon.
[0030]
In the above-described embodiment, the short rectangular steel pipe 2 has the length L that forms the panel zone. However, the length of the short rectangular steel pipe 2 is arbitrarily set according to the use location other than the panel zone. Things.
[0031]
In the embodiment described above, the rectangular steel pipe 1 is connected to the rectangular steel pipe 2 by welding 5 to form the rectangular steel pipe column 6 with the rectangular steel pipe 2 as a panel zone. It is transported to a site or the like, and a beam flange or a beam member 7 is joined to the outer surface of the short rectangular steel pipe 2 by welding 8, which transports the long rectangular steel pipe 1 and the short rectangular steel pipe 2 to a construction site or the like. Then, at a construction site or the like, the rectangular steel pipe column 6 may be configured by joining the rectangular steel pipe 1 and the rectangular steel pipe 2 to each other by welding 5 by using the rectangular steel pipe 2 as a panel zone.
[0032]
Further, a beam flange or a beam member 7 may be connected to the outer surface of the short rectangular steel pipe 2 by welding 8, and then transported to a building site or the like. Further, a connecting plate for connecting the beam flange or the beam member 7 may be attached to the outer surface of the short rectangular steel pipe 2.
[0033]
In the embodiment described above, as the square steel pipes 1 and 2, for example, a one-seam square steel pipe formed by roll forming, a two-seam square steel pipe formed by butt-welding a pair of grooves formed by press forming, and a pair of rolled grooves are welded. A two-seam square steel pipe, a two-seam square steel pipe in which a pair of rolled angle members are welded face-to-face, a four-sided box, a seamless steel pipe, and the like are all used off-the-shelf square steel pipes.
[0034]
In the above-described embodiment, welding is performed by an electroslag welding machine or an electrogas arc welding machine, and according to this, high-quality welding can be performed in a short time. Note that another welding method such as a laser may be used.
[0035]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
That is, as shown in FIG. 9, a long round steel pipe (long steel pipe) 21 having a predetermined thickness t and a panel zone having a thickness T larger than the thickness t of the long round steel pipe 21 and a panel zone. And a short round steel pipe (short steel pipe) 22 having a length (height) L to be formed. The long round steel pipe 21 and the short round steel pipe 22 have the same outer diameter D by hot forming. The outer portion of the long round steel pipe 21 is cut off at the end, so that a groove 21b having a predetermined angle (35 ° to 45 °) is formed at the end. Further, a ring-shaped backing metal 23 is fitted to the end of the long round steel pipe 21 and then fixed by welding 24. The end of the short round steel pipe 22 is not formed with a groove, and has a flat end face 22b.
[0036]
After the long round steel pipe 21 and the short round steel pipe 22 formed as described above are concentrically and linearly positioned, the backing metal 23 positioned inside the long round steel pipe 21 is removed. The outer end face 23b is brought into contact with the flat end face 22b of the short round steel pipe 22. That is, the groove portion (end face) 21b of the long round steel pipe 21 and the flat end face 22b of the short round steel pipe 22 not forming a groove face each other.
[0037]
Then, as shown in FIG. 10 to FIG. 12, after the gap between the facing groove portion 21b and the flat end surface 22b is tack-welded from the outside, welding is performed over the entire circumference from the outside (e.g., arc welding). 25, the long round steel pipe 21 and the short round steel pipe 22 are connected by welding 25 from the outside, and the round steel pipe column (steel pipe column) 26 is formed by using the short round steel pipe 2 as a panel zone. Can be configured. At that time, the connection by the welding 25 can be suitably performed in a state where the backing metal 23 is used.
[0038]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the long steel pipe and the short steel pipe are linearly positioned with the same outer peripheral shape, and the end faces are opposed to each other. By joining over the entire circumference from the steel pipe, a steel pipe for a column material can be configured that maintains various advantages of a type employing a thick short steel pipe. At this time, the joining work by welding can be performed more smoothly, efficiently, and always in a state where no step (misalignment) occurs because the outer diameter shape is the same, and it is more preferable. It is possible to transmit a strong stress. Since the thick short steel pipe does not have a groove, the manufacturing time can be reduced and the steel pipe can be formed at low cost.
[0039]
According to the above-described claim 2 of the present invention, the long rectangular steel pipe and the short rectangular steel pipe are linearly positioned with the same outer peripheral shape, and the end faces are opposed to each other. By joining the spaces by welding over the entire circumference from the outside, a steel pipe for a column material can be configured that maintains various advantages of a type employing a thick short rectangular steel pipe. At this time, the joining operation by welding between the corner portions can be performed more smoothly, efficiently, and always favorably because the facing outer peripheral curved surfaces are the same and there is no step (misalignment). it can.
[0040]
According to claim 3 of the present invention described above, after the long round steel pipe and the short round steel pipe are concentrically positioned linearly, the space between the opposed end faces extends over the entire circumference from the outside. By joining by welding, a steel pipe for a column material which maintains various advantages of a type employing a thick short round steel pipe can be formed.
[0041]
Further, according to the above-described claim 4 of the present invention, the long steel pipe and the short steel pipe are arranged in a straight line with the same outer peripheral shape, and the space between the opposed end faces extends over the entire circumference from the outside. By joining by means of the above-mentioned welding, a steel pipe for a column material having a short steel pipe as a panel zone can be formed, and thus various advantages of a type employing a thick short steel pipe can be maintained.
[0042]
In addition, according to the fifth aspect of the present invention, the joining operation by welding can be suitably performed using the backing metal, and the backing metal is brought into contact with the flat end surface of the short steel pipe. Thus, the welding can be performed quickly with a reduced amount of welding. Furthermore, a specially processed backing metal is not required.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a partially cutaway perspective view of a square steel pipe column in a joint structure of a steel pipe for a column member before welding and joining.
FIG. 2 is a vertical sectional front view of a square steel pipe column in the joint structure for a steel pipe for column material.
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a square steel pipe column in the joint structure of the steel pipe for column material.
FIG. 4 is a longitudinal sectional front view of a flat plate portion of a square steel pipe column in the joint structure of the steel pipe for column material.
FIG. 5 is a longitudinal sectional front view of a corner portion of a square steel pipe column in the joint structure of the steel pipe for column material.
FIG. 6 is a longitudinal sectional front view of an enlarged main part of a square steel pipe column in the joint structure of the steel pipe for column material.
FIG. 7 is a cross-sectional plan view of a square steel pipe column in the joint structure for a steel pipe for column material.
FIG. 8 is an explanatory view of hot forming of the square steel pipe in the square steel pipe column in the joint structure of the steel pipe for column material.
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention, and is a partially cutaway perspective view of a round steel pipe column in a joint structure of a steel pipe for a column member before welding connection.
FIG. 10 is a longitudinal sectional front view of a round steel pipe column in the joint structure of the steel pipe for column material.
FIG. 11 is a longitudinal sectional front view of an enlarged main part of a round steel pipe column in the joint structure of the steel pipe for column material.
FIG. 12 is a cross-sectional plan view of a round steel pipe column in the joint structure of the steel pipe for column material.
[Explanation of symbols]
1 long rectangular steel pipe (long steel pipe)
1A Corner 1a Outer curved surface 1b Groove (end face)
2 Short rectangular steel pipe (short steel pipe)
2A Corner 2a Outer curved surface 2b Flat end surface (end surface)
3 Backing metal 3b Outer end face 5 Welding 6 Square steel pipe column (steel pipe for column material)
7 Beam flange or beam material 11 Semi-formed long rectangular steel pipe 12 Semi-formed short rectangular steel pipe 15 Heating means (heating furnace)
16 Forming means (Forming roll device)
17 Forming means (Forming roll device)
18 Processing means (cutting equipment)
21 Long round square steel pipe (long steel pipe)
21b Groove (end face)
22 Short round steel pipe (short steel pipe)
22b Flat end face (end face)
23 Backing metal 23b Outer end surface 25 Weld 26 Round steel pipe column (steel pipe for column material)
t Predetermined plate thickness T Thick plate thickness L Length forming panel zone W Outer dimension (outer diameter shape)
R radius of curvature (outer diameter shape)
D Outer diameter (outer diameter shape)
