JP2004232191A

JP2004232191A - Square steel pipe column with column and method of manufacturing square steel pipe column with column

Info

Publication number: JP2004232191A
Application number: JP2003018109A
Authority: JP
Inventors: Shin Nakajima; 伸中島; 教雄中島; Hiroshi Nakajima; 拓中島; Norio Nakajima; 功雄中島
Original assignee: Nakajima Steel Pipe Co Ltd
Current assignee: Nakajima Steel Pipe Co Ltd
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: JP4107973B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a square steel pipe column with a column superior in shape accuracy, improving the quality of a welding part, eliminating residual stress and having sufficient toughness, and a manufacturing method of the square steel pipe column with a column. <P>SOLUTION: A semi-molding square steel pipe 6 is formed by joining the end of a semi-molding square steel pipe 1 having a corner of a large bend radius Rα and the end 3a (3b) of a semi-molding square column 3 different in the outside dimension of one end 3a and the other end 3b and having a corner of the large bend radius Rα by welding 5, and is obtained by forming the corner in a prescribed bend radius R by hot-forming the semi-molding square steel pipe 6 with a column by a molding means 21 after heating the semi-molding square steel pipe 6 with the column. A square steel pipe column 7 with a column can improve shape accuracy; can improve the quality of the welding part; can provide high buckling strength without causing little residual stress; and has sufficient toughness without performing refining work by manual work requiring much labor and time by hot-forming the semi-molding square steel pipe 6 with a column having low bending accuracy. For example, a thick square steel pipe column with a column used for an architectural column material and having a large diameter can be suitably provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば建築用の柱材に使用される大径で厚肉のコラム付き角形鋼管柱、およびコラム付き角形鋼管柱の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の鋼管柱としては、角形鋼管からなり径の大きい下部柱の上端にレデューサー（コラム）の下端を、裏当て金やダイヤフラムを介して溶接結合し、そしてレデューサーの上端に角形鋼管からなり径の小さい上部柱の下端を、裏当て金やダイヤフラムを介して溶接結合している。ここでレデューサーは、鋼板により形成されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３３１９１１号公報（第２頁、図７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来構成によると、通常、下部柱や上部柱は、１枚の鋼板に対して４箇所のプレス曲げを行ったのち１箇所を溶接して形成するか、２枚の鋼板に対してそれぞれ２箇所のプレス曲げを行ったのち２箇所を溶接して形成しており、またレデューサーは、台形状の４枚の鋼板を溶接（４箇所溶接）して形成するか、Ｃ字状に切断された１枚の鋼板に対して４箇所のプレス曲げを行ったのち１箇所を溶接して形成するか、Ｃ字状に切断された２枚の鋼板に対してそれぞれ２箇所のプレス曲げを行ったのち２箇所を溶接して形成している。
【０００５】
したがって、柱、レデューサーともに、プレスによる曲げ精度が低いことから、柱とレデューサーとを溶接結合した鋼管柱は形状精度が悪くなる恐れがある。これを解決するために、柱やレデューサーを手作業によって精整して曲げ精度の補正を行っており、この手作業には多大な労力と時間を要することになる。
【０００６】
そこで本発明の請求項１記載の発明は、形状精度が良く、しかも溶接部の品質も改善し得、さらに残留応力がなく、かつ十分な靱性を有するコラム付き角形鋼管柱を提供することを目的としたものである。
【０００７】
また請求項４記載の発明は、請求項１記載のコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造し得るコラム付き角形鋼管柱の製造方法を提供することを目的としたものである。
【０００８】
【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記載のコラム付き角形鋼管柱は、コーナ部が大きな曲げ半径の半成形角形鋼管の端と、一端と他端との外形寸法が異なりかつコーナ部が大きな曲げ半径の半成形角形コラムのいずれかの端とを溶接により結合してコラム付き半成形角形鋼管とし、このコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち成形手段により熱間成形して、コーナ部を所定の曲げ半径に形成して得たことを特徴としたものである。
【０００９】
したがって請求項１の発明によると、コラム付き角形鋼管柱は、曲げ精度が低いコラム付き半成形角形鋼管を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度は良いものになり、しかも溶接部の品質を改善し得る。さらにコラム付き角形鋼管柱は、熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度が得られるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものとなる。
【００１０】
また本発明の請求項２記載のコラム付き角形鋼管柱は、上記した請求項１記載の構成において、半成形角形鋼管の端と、半成形角形コラムの外形寸法が大きい一端とを溶接してコラム付き半成形角形鋼管としたことを特徴としたものである。
【００１１】
したがって請求項２の発明によると、コラム部分を上位として使用するコラム付き角形鋼管柱を好適に提供し得る。
そして本発明の請求項３記載のコラム付き角形鋼管柱は、上記した請求項１記載の構成において、半成形角形鋼管の端と、半成形角形コラムの外形寸法が小さい他端とを溶接してコラム付き半成形角形鋼管としたことを特徴としたものである。
【００１２】
したがって請求項３の発明によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き角形鋼管柱を好適に提供し得る。
本発明の請求項４記載のコラム付き角形鋼管柱の製造方法は、鋼板を曲げ成形したのち溶接することで、外形寸法が大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径の半成形角形鋼管と、一端と他端との外形寸法が異なりかつコーナ部が大きな曲げ半径の半成形角形コラムとを形成し、前記半成形角形鋼管の端と半成形角形コラムのいずれかの端とを溶接により結合してコラム付き半成形角形鋼管とし、このコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、成形手段による熱間成形によって、所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径のコラム付き角形鋼管柱とした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、外形寸法が大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径のコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、成形手段によって熱間成形することで、所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径のコラム付き角形鋼管柱を製造し得る。
【００１４】
また本発明の請求項５記載のコラム付き角形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項４記載の構成において、成形手段はロール成形形式であって、成形ロールの位置を移動制御しながら熱間成形を行う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、成形ロールの位置を移動制御することで、コラム付き半成形角形鋼管に対する熱間成形を実現し得る。
そして本発明の請求項６記載のコラム付き角形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項４または５記載の構成において、半成形角形鋼管の端と、半成形角形コラムの外形寸法が大きい一端とを溶接により結合してコラム付き半成形角形鋼管とし、このコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、半成形角形鋼管側から成形手段に通して熱間成形することを特徴としたものである。
【００１６】
したがって請求項６の発明によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく製造し得る。
さらに本発明の請求項７記載のコラム付き角形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項４または５記載の構成において、半成形角形鋼管の端と、半成形角形コラムの外形寸法が小さい他端とを溶接により結合してコラム付き半成形角形鋼管とし、このコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、半成形角形鋼管側から成形手段に通して熱間成形することを特徴としたものである。
【００１７】
したがって請求項７の発明によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく製造し得る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１の実施の形態を、４面テーパのコラムを有する中央箇所使用形式の角形鋼管柱を対象として、図１〜図９に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、半成形角形鋼管１は、所定の板厚ｔで帯状の鋼板１Ａをプレスなどにより曲げ成形したのち、溶接により結合することで、最終形状（最終製品のコラム付き角形鋼管柱の形状）に対して、外形寸法Ｄαが大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径Ｒαに形成されている。ここで半成形角形鋼管１としては、突き合わせ溶接部２が１箇所のワンシーム形状が示されているが、これは突き合わせ溶接部が２箇所のツーシーム形状などであってもよい。
【００２０】
図２に示すように、半成形角形コラム３は、前記半成形角形鋼管１の板厚ｔよりも厚い板厚Тでかつ所定の形状に切断形成された鋼板３Ａを、プレスなどにより曲げ成形したのち、溶接により結合することで、一端３ａの外形寸法と他端３ｂの外形寸法が異なる断面台形状に形成されている。
【００２１】
その際に、最終形状に対して、一端３ａは外形寸法Ｄαが大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径Ｒαに形成され、また他端３ｂは外形寸法ｄαが大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径Ｒαに形成されている。そして一端３ａの外形寸法Ｄαや曲げ半径Ｒαは、前記半成形角形鋼管１の外形寸法Ｄαや曲げ半径Ｒαと同等状に形成されている。ここで半成形角形コラム３としては、突き合わせ溶接部４が１箇所のワンシーム形状が示されているが、これは突き合わせ溶接部が２箇所のツーシーム形状などであってもよい。
【００２２】
上記のように形成された半成形角形鋼管１と半成形角形コラム３とは、図３に示すように、半成形角形鋼管１の端と半成形角形コラム３の一端３ａとを相当接させた状態で、溶接５により結合することによってコラム付き半成形角形鋼管６とされる。なお、半成形角形鋼管１と半成形角形コラム３との相当接部分（溶接５を行う部分）には開先が形成されている。
【００２３】
次いで図４に示すように、コラム付き半成形角形鋼管６を加熱炉（加熱手段の一例）１０に入れて加熱する。この加熱炉１０は、高周波、ガス、油などによる加熱形式であり、以て全体を６００〜１０００℃（Ａ_３変態点を含む。）に加熱する。
【００２４】
そしてコラム付き半成形角形鋼管６を加熱炉１０から出し、図５〜図８に示すように、成形部搬送手段１１により搬送する。この成形部搬送手段１１は、搬送コンベヤ装置（ローラコンベヤ装置）１２と、その搬送経路１３中の複数箇所（または単数箇所）に配設された挟持式の搬送力付与装置１４とからなる。ここで搬送力付与装置１４は、上下一対の搬送ロール１５，１５を有し、これら搬送ロール１５は駆動装置（図示せず。）によって、それぞれ駆動回転可能に構成されている。
【００２５】
前記搬送経路１３中の所定箇所には、加熱されたコラム付き半成形角形鋼管６を熱間成形する成形手段２１が配設されている。この成形手段２１は、機枠２２の上手部分に設けられた鋼管成形装置２３と、機枠２２の下手部分に設けられたコラム成形装置３３とからなる。両成形装置２３，３３は同様なロール成形形式であって、それぞれ機枠２２側に上下一対の成形ロール２４，２４、３４，３４と左右一対の成形ロール２７，２７、３７，３７などを設けることにより構成されている。
【００２６】
これら成形ロール２４，２７、３４，３７は、それぞれロール支持体２５，２８、３５，３８に回転可能に支持されており、そして駆動装置（図示せず。）によって、それぞれ送り出し方向に駆動回転可能に構成されている。前記ロール支持体２５，２８、３５，３８は、それぞれ機枠２２側に設けられたシリンダー装置２６，２９、３６，３９のピストンロッドに連結されており、以てシリンダー装置２６，２９、３６，３９の伸縮動によって、ロール支持体２５，２８、３５，３８を介して成形ロール２４，２７、３４，３７が各別に移動可能に構成される。
【００２７】
その際にシリンダー装置２６，２９、３６，３９の伸縮動は、共有の制御部４１によって制御されるように構成されている。そして、鋼管成形装置２３の上手位置には半成形角形鋼管１の形状検出装置４２が設けられるとともに、コラム成形装置３３の上手位置には半成形角形コラム３の形状検出装置４３が設けられている。これら形状検出装置４２，４３は非接触形式（センサーなど）や接触形式などからなり、その検出信号を前記制御部４１に入力するように構成されている。以上の２２〜４３などにより、成形ロール２４，２７、３４，３７の位置を移動制御しながら熱間成形を行う成形手段２１の一例が構成される。
【００２８】
前述したように、加熱炉１０において加熱されたコラム付き半成形角形鋼管６は、半成形角形鋼管１側が先行される（半成形角形コラム３側が後行される）状態で、搬送コンベヤ装置１２上で長さ方向に搬送される。そして、まず搬送力付与装置１４の搬送ロール１５，１５により上下から挟持されることで搬送力が付与されることになり、以てコラム付き半成形角形鋼管６は搬送経路１３上において設定速度で送り搬送される。
【００２９】
これにより、コラム付き半成形角形鋼管６は半成形角形鋼管１側から成形手段２１に搬入される。その際に成形手段２１における鋼管成形装置２３では、形状検出装置４２が半成形角形鋼管１の部分を検出することで、制御部４１を介してシリンダー装置２６，２９が伸縮動され、以て成形ロール２４，２７群が半成形角形鋼管１の部分に対応した所定位置とされている。したがって半成形角形鋼管１の部分は、図６に示すように、所定位置とされた成形ロール２４，２７群によって、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形角形鋼管１の部分は、最終形状に対応した所定の外形寸法Ｄでかつコーナ部が所定の曲げ半径Ｒに形成される。
【００３０】
このようにして半成形角形鋼管１の部分の熱間成形を行えるのであり、そして形状検出装置４２が、半成形角形鋼管１と半成形角形コラム３との境界部、たとえば溶接５の部分を検出することで、或る設定した時間後に制御部４１を介してシリンダー装置２６，２９が収縮動され、以て鋼管成形装置２３は非作用状態になる。
【００３１】
この状態でコラム付き半成形角形鋼管６は搬送され、そして成形手段２１におけるコラム成形装置３３では、形状検出装置４３が半成形角形鋼管１と半成形角形コラム３との境界部、たとえば溶接５の部分を検出することで、制御部４１を介してシリンダー装置３６，３９が徐々に伸展動され、上下の成形ロール３４，３４が上下方向で互いに徐々に接近動されるとともに、左右の成形ロール３７，３７が左右方向で互いに徐々に接近動される。その際に成形ロール３４，３７の接近動の制御は、半成形角形コラム３の部分におけるテーパ面（傾斜外面）を形状検出装置４３により随時検出することで、あるいは溶接５の部分の検出をスタートとして、あらかじめ設定されたパターンに基づいて行われる。
【００３２】
このような成形ロール３４，３７の接近動によって半成形角形コラム３の部分は、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形角形コラム３の部分は、図７に示すように一端３ａが、最終形状に対応した所定の外形寸法Ｄでかつコーナ部が所定の曲げ半径Ｒに形成され、そして図８に示すように他端３ｂが、最終形状に対応した所定の小さな外形寸法ｄでかつコーナ部が所定の曲げ半径Ｒに形成され、また一端３ａから他端３ｂの間では、最終形状に対応した所定の外形寸法Ｄ〜ｄ内でかつコーナ部が所定の曲げ半径Ｒに形成される。
【００３３】
なお半成形角形コラム３の部分などの熱間成形は、成形手段２１の下手に配設された搬送力付与装置１４によって、搬送経路１３上において設定速度で送り搬送させながら行われる。
【００３４】
上述したような熱間成形を行ったのち放冷（冷却）することで、図９の実線に示すように、４面テーパのコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱（最終製品）７を得ることができる。このようにして製造したコラム付き角形鋼管柱７は、曲げ精度が低いコラム付き半成形角形鋼管６を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度は良いものになり、しかも溶接部２，４，５の品質を改善し得る。さらに熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度が得られるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものとなる。
【００３５】
そして図９の実線に示すように、コラム付き角形鋼管柱７は立設され、図９の仮想線に示すように、コラムの他端に上部角形鋼管柱８の端が当接されて溶接されることで、建築用の中央箇所使用の柱材とされる。なおコラムの部分には梁材９が連結される。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態を、３面テーパのコラムを有する側箇所使用形式の角形鋼管柱を対象として、図１０〜図１６に基づいて説明する。
図１０に示すように、半成形角形コラム５１は、前記半成形角形鋼管１の板厚ｔよりも厚い板厚Тでかつ所定の形状に切断形成された鋼板５１Ａを、プレスなどにより曲げ成形したのち、溶接により結合することで、一端５１ａの外形寸法と他端５１ｂの外形寸法が異なる断面が３面テーパの台形状に形成されている。
【００３７】
その際に、最終形状に対して、一端５１ａは外形寸法Ｄαが大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径Ｒαに形成され、また他端５１ｂは外形寸法ＤＤαが大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径Ｒαに形成されている。そして一端５１ａの外形寸法Ｄαや曲げ半径Ｒαは、前記半成形角形鋼管１の外形寸法Ｄαや曲げ半径Ｒαと同等状に形成されている。ここで半成形角形コラム５１としては、突き合わせ溶接部５２が１箇所のワンシーム形状が示されているが、これは突き合わせ溶接部が２箇所のツーシーム形状などであってもよい。
【００３８】
上記のように形成された半成形角形鋼管１と半成形角形コラム５１とは、図１１に示すように、半成形角形鋼管１の端と半成形角形コラム５１の一端５１ａとを相当接させた状態で、溶接５３により結合することによってコラム付き半成形角形鋼管５４とされる。次いで図１２に示すように、コラム付き半成形角形鋼管５４を加熱炉１０に入れて加熱する。
【００３９】
このコラム付き半成形角形鋼管５４を加熱炉１０から出し、成形部搬送手段１１により搬送する。すなわち、加熱炉１０において加熱されたコラム付き半成形角形鋼管５４は、半成形角形鋼管１側が先行される（半成形角形コラム５１側が後行される）状態で、搬送コンベヤ装置１２上で長さ方向に搬送され、そして成形手段２１に搬入される。その際にコラム付き半成形角形鋼管５４は、半成形角形コラム５１の扁平面部分を下位とした向き（姿勢）で搬送される。
【００４０】
これにより半成形角形鋼管１の部分は、図１３に示すように、所定位置とされた成形ロール２４，２７群によって、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形角形鋼管１の部分は、最終形状に対応した所定の外形寸法Ｄでかつコーナ部が所定の曲げ半径Ｒに形成される。
【００４１】
そして形状検出装置４３が、半成形角形鋼管１と半成形角形コラム５１との境界部、たとえば溶接５３の部分を検出することで、制御部４１を介して、上下のシリンダー装置２６，２９のうちの上部のシリンダー装置２６と、左右の両シリンダー装置３６，３９とが徐々に収縮動され、上部の成形ロール２６が上方向へと徐々に離間動されるとともに、左右の成形ロール３６，３９が左右方向で互いに徐々に離間動される。
【００４２】
その際に成形ロール２６、３６，３９の離間動の制御は、半成形角形コラム５１の部分におけるテーパ面（傾斜外面）を形状検出装置４３により随時検出することで、あるいは溶接５３の部分の検出をスタートとして、あらかじめ設定されたパターンに基づいて行われる。さらに離間動は、半成形角形コラム５１に対する加圧成形状態を維持しながら行われる。
【００４３】
このような成形ロール２６、３６，３９の離間動によって半成形角形コラム５１の部分は、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形角形コラム５１の部分は、図１４に示すように一端５１ａが、最終形状に対応した所定の外形寸法Ｄでかつコーナ部が所定の曲げ半径Ｒに形成され、そして図１５に示すように他端５１ｂが、最終形状に対応した所定の大きな外形寸法ＤＤでかつコーナ部が所定の曲げ半径Ｒに形成され、また一端５１ａから他端５１ｂの間では、最終形状に対応した所定の外形寸法Ｄ〜ＤＤ内でかつコーナ部が所定の曲げ半径Ｒに形成される。
【００４４】
上述したような熱間成形を行ったのち放冷（冷却）することで、図１６の実線に示すように、３面テーパのコラムを有する側箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱（最終製品）５７を得ることができる。このようにして製造したコラム付き角形鋼管柱５７は、曲げ精度が低いコラム付き半成形角形鋼管５４を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度は良いものになり、しかも溶接部２，５２，５３の品質を改善し得る。さらに熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度が得られるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものとなる。
【００４５】
そして図１６の実線に示すように、コラム付き角形鋼管柱５７は立設され、図１６の仮想線に示すように、コラムの他端が下部角形鋼管柱５８の端に当接されて溶接されることで、建築用の側箇所使用の柱材とされる。なおコラムの部分には梁材５９が連結される。
【００４６】
上記した第１実施の形態では、４面テーパのコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱７を得ているが、これは成形ロール２４，２７、３４，３７群の移動を制御することで、同様にして、３面テーパのコラムを有する側箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱や、２面テーパのコラムを有する隅箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱などを得ることができる。
【００４７】
上記した第２実施の形態では、３面テーパのコラムを有する側箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱５７を得ているが、これは成形ロール２４，２７、３４，３７群の移動を制御することで、同様にして、２面テーパのコラムを有する隅箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱などを得ることができる。なお、成形部搬送手段１１による搬送を考慮することで、同様にして、４面テーパのコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き角形鋼管柱を得ることができる。
【００４８】
上記した実施の形態では、鋼管成形装置２３によって半成形角形鋼管１の部分の熱間成形を行い、そしてコラム成形装置３３によって半成形角形コラム３，５１の熱間成形を行っているが、これは制御部４１において適宜に制御することで、鋼管成形装置２３によって、半成形角形鋼管１の部分の熱間成形に連続して半成形角形コラム３，５１の上手部分（前端部分）の熱間成形を行い、引き続いてコラム成形装置３３によって半成形角形コラム３，５１の残りの部分の熱間成形を行ってもよい。
【００４９】
上記した実施の形態では、鋼管成形装置２３によって半成形角形鋼管１の部分の熱間成形を行い、そしてコラム成形装置３３によって半成形角形コラム３，５１の熱間成形を行っているが、これは半成形角形鋼管１から半成形角形コラム３，５１に亘っての全長を、同じ成形装置により熱間成形を行う成形手段などであってもよい。
【００５０】
上記した実施の形態では、成形手段２１としてロール成形形式が採用されているが、これはプレス成形形式などであってもよい。
上記した実施の形態において、シリンダー装置２６，２９、３６，３９としては油圧形式や空圧形式などが採用される。またシリンダー装置の形式に代えて、螺子形式なども採用できる。
【００５１】
上記した実施の形態では、半成形角形コラム３を、半成形角形鋼管１の板厚ｔよりも厚い板厚Тとしているが、これは半成形角形鋼管１の板厚ｔと同じものであってもよい。
【００５２】
上記した実施の形態では、コラム付き半成形角形鋼管６，５４を加熱したのち、半成形角形鋼管１側から成形手段２１に通して熱間成形を行っているが、これは半成形角形コラム３，５１側から成形手段２１に通して熱間成形を行ってもよい。
【００５３】
【発明の効果】
上記した本発明の請求項１によると、コラム付き角形鋼管柱は、曲げ精度が低いコラム付き半成形角形鋼管を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度を良いものにでき、しかも溶接部の品質を改善できる。さらにコラム付き角形鋼管柱は、熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度を得ることができるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものにできる。これにより、たとえば建築用の柱材に使用される大径で厚肉のコラム付き角形鋼管柱を好適に提供できる。
【００５４】
また上記した本発明の請求項２によると、コラム部分を上位として使用するコラム付き角形鋼管柱を好適に提供できる。
そして上記した本発明の請求項３によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き角形鋼管柱を好適に提供できる。
【００５５】
さらに上記した本発明の請求項４によると、外形寸法が大きくかつコーナ部が大きな曲げ半径のコラム付き半成形角形鋼管を加熱したのち、成形手段によって熱間成形することで、所定の外形寸法でかつコーナ部が所定の曲げ半径のコラム付き角形鋼管柱を製造できる。これにより、請求項１記載のコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。
【００５６】
しかも上記した本発明の請求項５によると、成形ロールの位置を移動制御することで、コラム付き半成形角形鋼管に対する熱間成形を容易に確実に実現できる。
【００５７】
また上記した本発明の請求項６によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。
【００５８】
そして上記した本発明の請求項７によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き角形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。
【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、コラム付き角形鋼管柱の製造方法に使用される半成形角形鋼管で、（ａ）は一部切り欠き側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法に使用される半成形角形コラムで、（ａ）は一部切り欠き側面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法におけるコラム付き半成形角形鋼管の一部切り欠き側面図である。
【図４】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法における加熱の説明図である。
【図５】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法における成形ラインの概略側面図である。
【図６】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段による角形鋼管部の成形時の正面図である。
【図７】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の一端成形時の正面図である。
【図８】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の他端成形時の正面図である。
【図９】同コラム付き角形鋼管柱の側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示し、コラム付き角形鋼管柱の製造方法に使用される半成形角形コラムで、（ａ）は一部切り欠き側面図、（ｂ）は正面図である。
【図１１】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法におけるコラム付き半成形角形鋼管の一部切り欠き側面図である。
【図１２】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法における加熱の説明図である。
【図１３】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段による角形鋼管部の成形時の正面図である。
【図１４】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の一端成形時の正面図である。
【図１５】同コラム付き角形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の他端成形時の正面図である。
【図１６】同コラム付き角形鋼管柱の側面図である。
【符号の説明】
１半成形角形鋼管
１Ａ鋼板
３半成形角形コラム
３ａ一端
３ｂ他端
３Ａ鋼板
５溶接
６コラム付き半成形角形鋼管
７コラム付き角形鋼管柱（最終製品）
１０加熱炉（加熱手段）
１１成形部搬送手段
１３搬送経路
１４搬送力付与装置
２１成形手段
２３鋼管成形装置
２４成形ロール
２６シリンダー装置
２７成形ロール
２９シリンダー装置
３３コラム成形装置
３４成形ロール
３６シリンダー装置
３７成形ロール
３９シリンダー装置
４１制御部
４２形状検出装置
４３形状検出装置
５１半成形角形コラム
５１ａ一端
５１ｂ他端
５１Ａ鋼板
５３溶接
５４コラム付き半成形角形鋼管
５７コラム付き角形鋼管柱（最終製品）
ｔ所定の板厚
Т 厚い板厚
Ｄα 大きな外形寸法
ＤＤα 大きな外形寸法
Ｄ所定の外形寸法
ＤＤ所定の外形寸法
ｄα 大きな外形寸法
ｄ所定の外形寸法
Ｒα 大きな曲げ半径
Ｒ所定の曲げ半径[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a large-diameter, thick-walled rectangular steel tubular column with a column and a method for manufacturing the rectangular steel tubular column with a column, which are used for, for example, building columns.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of steel pipe column, the lower end of a reducer (column) is welded to the upper end of a lower pillar made of a square steel pipe with a large diameter via a backing metal or a diaphragm, and the square steel pipe is connected to the upper end of the reducer. The lower end of the upper pillar having a small bend diameter is welded and connected via a backing metal or a diaphragm. Here, the reducer is formed of a steel plate (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-331911 (page 2, FIG. 7)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described conventional configuration, the lower column and the upper column are generally formed by pressing one part of a steel plate at four places and then welding one part, or forming two parts at a time. It is formed by welding two places after performing press bending at two places, and the reducer is formed by welding (four-point welding) four trapezoidal steel plates, or cut into a C-shape. Press bending was performed at four places on one steel sheet, and then one place was formed by welding, or two press bendings were performed on each of two C-shaped steel sheets. Thereafter, two portions are formed by welding.
[0005]
Therefore, since the bending accuracy by the press is low for both the column and the reducer, the steel pipe column in which the column and the reducer are welded to each other may have poor shape accuracy. In order to solve this, the columns and the reducers are manually adjusted to correct the bending accuracy, and this manual operation requires a great deal of labor and time.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a rectangular steel tube column with a column having good shape accuracy, improved quality of a welded portion, no residual stress, and sufficient toughness. It is what it was.
[0007]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a rectangular steel pipe column with a column, which can easily and surely manufacture the rectangular steel pipe column with a column according to the first aspect of the present invention, with almost no manual refining work. It is intended to do so.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a column-shaped rectangular steel tube column according to claim 1 of the present invention has a corner portion having a large bending radius, an end of a semi-formed rectangular steel tube, and one end and the other end having different outer dimensions. The corner part is joined to either end of a semi-formed square column with a large bending radius by welding to form a semi-formed square steel tube with a column, and after heating the semi-formed square steel tube with a column, hot forming is performed by forming means. And a corner portion formed at a predetermined bending radius.
[0009]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the column-shaped rectangular steel pipe column is formed by hot forming a semi-formed rectangular steel pipe with a column having a low bending accuracy, even if it has a large wall thickness and a large diameter. The shape accuracy can be improved without performing time-consuming manual refining work, and the quality of the welded portion can be improved. Further, the rectangular steel tube column with a column has a high buckling strength with almost no residual stress by hot forming and has excellent secondary weldability and sufficient toughness.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a rectangular steel tube column with a column according to the first aspect, wherein the end of the semi-formed square steel tube is welded to one end of the semi-formed square column having a large outer dimension. It is characterized in that it is a semi-formed square steel pipe with a stick.
[0011]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, it is possible to suitably provide a column-shaped rectangular steel pipe column using the column portion as a higher order.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a rectangular steel pipe column with a column according to the first aspect, wherein an end of the semi-formed square steel pipe is welded to the other end having a small outer dimension of the semi-formed square column. It is characterized in that it is a semi-formed square steel pipe with columns.
[0012]
Therefore, according to the third aspect of the invention, it is possible to suitably provide a column-shaped rectangular steel pipe column using the column portion as a lower part.
According to the method for manufacturing a rectangular steel pipe column with a column according to claim 4 of the present invention, a semi-formed square steel pipe having a large outer dimension and a large bend radius at a corner portion is formed by welding after forming a steel sheet by bending. A semi-formed square column having a different outer dimension from an end and a corner portion having a large bending radius is formed, and the end of the semi-formed square steel pipe and one of the ends of the semi-formed square column are joined by welding to form a column. After forming the semi-formed square steel tube with a column and heating the semi-formed square steel tube with a column, hot forming is performed by a forming means to form a column-shaped square steel tube column having a predetermined outer dimension and a predetermined bending radius at a corner portion. It is what it was.
[0013]
Therefore, according to the invention of claim 4, after heating a semi-formed square steel tube with a column having a large outer dimension and a corner portion having a large bending radius, and then hot forming by a forming means, the predetermined outer size and the corner portion are obtained. Can manufacture a rectangular steel tube column with a column having a predetermined bending radius.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a rectangular steel tube column with a column according to the fourth aspect, wherein the forming means is a roll forming type, and the hot forming is performed while controlling the position of the forming roll. It is characterized by performing molding.
[0015]
Therefore, according to the fifth aspect of the present invention, hot forming of a semi-formed square steel tube with columns can be realized by controlling the position of the forming roll.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a rectangular steel tube column with a column according to the fourth or fifth aspect, wherein the end of the semi-formed square steel tube and the one end having a large outer dimension of the semi-formed square column. Are joined by welding to form a semi-formed square steel tube with a column, and after heating the semi-formed square steel tube with a column, the semi-formed square steel tube is passed through a forming means and hot-formed.
[0016]
Therefore, according to the sixth aspect of the present invention, it is possible to manufacture a rectangular steel tube column with a column using the column portion as a lower part with almost no manual refining work.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a rectangular steel tube column with a column according to the fourth or fifth aspect, wherein an end of the semi-formed square steel tube and the other end having a small outer dimension of the semi-formed square column. Are welded to form a semi-formed square steel pipe with a column, and after heating the semi-formed square steel pipe with a column, the half-formed square steel pipe is passed through a forming means and hot-formed. .
[0017]
Therefore, according to the seventh aspect of the present invention, it is possible to manufacture a rectangular steel tube column with a column using the column portion as a lower part with almost no manual refining work.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9, targeting a square steel pipe column having a four-sided tapered column and having a central location.
[0019]
As shown in FIG. 1, the semi-formed square steel pipe 1 is formed by bending a strip-shaped steel sheet 1A with a predetermined thickness t by pressing or the like, and then bonding the welded pieces to a final shape (a square steel pipe with a column of the final product). (The shape of the column), the outer dimension Dα is large, and the corner portion is formed with a large bending radius Rα. Here, as the semi-formed rectangular steel pipe 1, a one-seam shape with one butt weld 2 is shown, but this may be a two-seam shape with two butt welds.
[0020]
As shown in FIG. 2, the semi-formed square column 3 is formed by bending a steel plate 3A cut into a predetermined shape with a thickness Т larger than the thickness t of the semi-formed square steel pipe 1 and by pressing or the like. Thereafter, by welding, the external dimensions of the one end 3a and the external dimension of the other end 3b are formed into a trapezoidal cross section.
[0021]
At this time, one end 3a has a larger outer dimension Dα and a larger corner radius Rα at the corner, and the other end 3b has a larger outer dimension dα and a larger corner radius Rα with respect to the final shape. Have been. The outer dimension Dα and the bending radius Rα of the one end 3a are formed to be equal to the outer dimension Dα and the bending radius Rα of the semi-formed square steel pipe 1. Here, as the semi-formed square column 3, a one-seam shape with one butt weld 4 is shown, but this may be a two-seam shape with two butt welds.
[0022]
As shown in FIG. 3, the semi-formed square steel tube 1 and the semi-formed square column 3 formed as described above brought the end of the semi-formed square steel tube 1 and the one end 3 a of the half-formed square column 3 into substantial contact with each other. In this state, a semi-formed square steel pipe 6 with a column is formed by joining with welding 5. In addition, a groove is formed in a corresponding contact portion (a portion where welding 5 is performed) between the semi-formed square steel pipe 1 and the semi-formed square column 3.
[0023]
Next, as shown in FIG. 4, the semi-formed square steel pipe 6 with a column is placed in a heating furnace (an example of heating means) 10 and heated. The heating furnace 10 is of a heating type using high frequency, gas, oil, or the like. ₃ Including the transformation point. ).
[0024]
Then, the semi-formed square steel pipe 6 with the column is taken out of the heating furnace 10 and is conveyed by the forming section conveying means 11 as shown in FIGS. The forming section conveying means 11 includes a conveying conveyor device (roller conveyor device) 12 and a clamping-type conveying force applying device 14 disposed at a plurality of (or singular) positions in the conveying path 13. Here, the conveying force applying device 14 has a pair of upper and lower conveying rolls 15, 15, and these conveying rolls 15 are configured to be rotatable by a driving device (not shown).
[0025]
Forming means 21 for hot forming the heated semi-formed square steel pipe 6 with columns is provided at a predetermined position in the transport path 13. The forming means 21 includes a steel pipe forming device 23 provided at an upper portion of the machine frame 22 and a column forming device 33 provided at a lower portion of the machine frame 22. The two forming devices 23 and 33 are of the same roll forming type, and a pair of upper and lower forming rolls 24, 24, 34 and 34 and a pair of left and right forming rolls 27, 27, 37 and 37 are provided on the machine frame 22 side. It is constituted by.
[0026]
These forming rolls 24, 27, 34, and 37 are rotatably supported by roll supports 25, 28, 35, and 38, respectively, and can be driven and rotated in a feeding direction by a driving device (not shown). Is configured. The roll supports 25, 28, 35, and 38 are connected to piston rods of cylinder devices 26, 29, 36, and 39 provided on the machine frame 22, respectively. By the expansion and contraction movement of 39, the forming rolls 24, 27, 34 and 37 can be individually moved via the roll supports 25, 28, 35 and 38.
[0027]
At that time, the expansion and contraction movement of the cylinder devices 26, 29, 36, 39 is configured to be controlled by the shared control unit 41. A shape detecting device 42 of the semi-formed square steel pipe 1 is provided at a good position of the steel pipe forming device 23, and a shape detecting device 43 of the semi-formed square column 3 is provided at a good position of the column forming device 33. . These shape detection devices 42 and 43 are of a non-contact type (such as a sensor) or a contact type, and are configured to input detection signals to the control unit 41. The examples 22 to 43 and the like constitute an example of the forming unit 21 that performs hot forming while controlling the movement of the positions of the forming rolls 24, 27, 34, and 37.
[0028]
As described above, the semi-formed square steel tube 6 with the column heated in the heating furnace 10 is placed on the conveying conveyor device 12 in a state where the half-formed square steel tube 1 side precedes (the half-formed square column 3 side follows). Is transported in the length direction. Then, first, the conveying force is applied by being sandwiched from above and below by the conveying rolls 15, 15 of the conveying force applying device 14, so that the semi-formed square steel tube 6 with the column is moved on the conveying path 13 at the set speed. It is fed and conveyed.
[0029]
Thereby, the semi-formed square steel pipe 6 with a column is carried into the forming means 21 from the half-formed square steel pipe 1 side. At that time, in the steel pipe forming apparatus 23 of the forming means 21, the cylinder detecting devices 42 and 29 are expanded and contracted via the control section 41 by detecting the portion of the semi-formed rectangular steel pipe 1 by the shape detecting device 42, thereby forming. The rolls 24 and 27 are set at predetermined positions corresponding to the portion of the semi-formed square steel pipe 1. Therefore, as shown in FIG. 6, the portion of the semi-formed square steel pipe 1 is hot-formed by pressing the forming rolls 24 and 27 at predetermined positions from above and below and from right and left. By this hot forming, the portion of the semi-formed square steel pipe 1 has a predetermined outer dimension D corresponding to the final shape and a corner portion having a predetermined bending radius R.
[0030]
In this manner, hot forming of the portion of the semi-formed square steel tube 1 can be performed, and the shape detecting device 42 detects a boundary portion between the half-formed square steel tube 1 and the semi-formed square column 3, for example, a portion of the weld 5. Then, after a certain set time, the cylinder devices 26 and 29 are contracted and moved via the control unit 41, so that the steel pipe forming device 23 is in an inactive state.
[0031]
In this state, the semi-formed square steel tube 6 with the column is conveyed, and in the column forming device 33 in the forming means 21, the shape detecting device 43 detects the boundary between the semi-formed square steel tube 1 and the semi-formed square column 3, for example, the weld 5. By detecting the portion, the cylinder devices 36 and 39 are gradually extended via the control unit 41, and the upper and lower forming rolls 34 and 34 are gradually moved closer to each other in the vertical direction, and the left and right forming rolls 37 are also moved. , 37 are gradually moved closer to each other in the left-right direction. At this time, the approach movement of the forming rolls 34 and 37 is controlled by detecting the tapered surface (inclined outer surface) in the portion of the semi-formed square column 3 as needed by the shape detecting device 43 or starting the detection of the portion of the welding 5. Is performed based on a preset pattern.
[0032]
Due to the approaching movement of the forming rolls 34 and 37, the portion of the semi-formed square column 3 is hot formed while being pressed from above and below and from left and right. As shown in FIG. 7, one end 3a of the portion of the semi-formed square column 3 has a predetermined outer dimension D corresponding to the final shape and a corner portion has a predetermined bending radius R by this hot forming. As shown in FIG. 8, the other end 3b has a predetermined small outer dimension d corresponding to the final shape, and the corner portion is formed with a predetermined bending radius R. Also, between the one end 3a and the other end 3b, the other end 3b corresponds to the final shape. The corner portion is formed with a predetermined bending radius R within the predetermined external dimensions D to d.
[0033]
The hot forming of the semi-formed square column 3 and the like is performed while being fed and conveyed at a set speed on the conveying path 13 by a conveying force applying device 14 arranged below the forming means 21.
[0034]
After performing the above-described hot forming and then allowing to cool (cool), as shown by the solid line in FIG. 9, a square steel pipe column with a column having a four-sided tapered column and used at the center (final product) 7 can be obtained. The rectangular steel tube column with column 7 manufactured in this manner is manufactured by hot forming the semi-formed rectangular steel tube with column 6 with low bending accuracy, even if it is thick and large in diameter. The shape accuracy can be improved and the quality of the welded portions 2, 4, and 5 can be improved without performing a manual refining operation requiring a work. Further, by hot forming, high buckling strength can be obtained with almost no residual stress, and excellent secondary weldability and sufficient toughness can be obtained.
[0035]
Then, as shown by the solid line in FIG. 9, the square steel pipe column 7 with the column is erected, and as shown by the phantom line in FIG. 9, the end of the upper square steel pipe column 8 is brought into contact with the other end of the column and welded. As a result, it is considered to be a pillar material used at the center of the building. The beam 9 is connected to the column.
[0036]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 10, the semi-formed square column 51 is formed by bending a steel sheet 51A having a thickness Т greater than the thickness t of the semi-formed square steel pipe 1 and cut into a predetermined shape by a press or the like. Thereafter, by joining by welding, a cross section in which the outer dimension of the one end 51a and the outer dimension of the other end 51b are different is formed in a trapezoidal shape with a three-sided taper.
[0037]
At this time, with respect to the final shape, one end 51a has a large outer dimension Dα and a corner portion formed with a large bending radius Rα, and the other end 51b has a large external dimension DDα and a large bent radius Rα with a corner portion. Have been. The outer dimension Dα and the bending radius Rα of the one end 51a are formed to be equal to the outer dimension Dα and the bending radius Rα of the semi-formed square steel pipe 1. Here, as the semi-formed square column 51, a one-seam butt welding portion 52 is shown, but this may be a two-seam shape having two butt welding portions.
[0038]
As shown in FIG. 11, the semi-formed square steel pipe 1 and the semi-formed square column 51 formed as described above make the end of the semi-formed square steel pipe 1 and one end 51a of the semi-formed square column 51 substantially contact each other. In this state, a semi-formed square steel pipe 54 with a column is formed by joining with a weld 53. Next, as shown in FIG. 12, the semi-formed square steel tube 54 with a column is placed in the heating furnace 10 and heated.
[0039]
The semi-formed square steel pipe 54 with the column is taken out of the heating furnace 10 and is conveyed by the forming section conveying means 11. That is, the semi-formed square steel pipe 54 with the column heated in the heating furnace 10 has a length on the transport conveyor device 12 in a state where the half-formed square steel pipe 1 side precedes (the half-formed square column 51 side follows). And then carried into the molding means 21. At this time, the semi-formed square steel pipe 54 with a column is conveyed in a direction (posture) with the flat surface portion of the semi-formed square column 51 as the lower part.
[0040]
As a result, as shown in FIG. 13, the portion of the semi-formed square steel pipe 1 is hot-formed while being pressed from above and below and from left and right by the forming rolls 24 and 27 set at predetermined positions. By this hot forming, the portion of the semi-formed square steel pipe 1 has a predetermined outer dimension D corresponding to the final shape and a corner portion having a predetermined bending radius R.
[0041]
Then, the shape detecting device 43 detects a boundary portion between the semi-formed square steel tube 1 and the semi-formed square column 51, for example, a portion of the weld 53, and through the controller 41, the upper and lower cylinder devices 26 and 29 are used. The upper cylinder device 26 and the left and right cylinder devices 36, 39 are gradually contracted and moved, the upper forming roll 26 is gradually moved upward and away, and the left and right forming rolls 36, 39 are moved. They are gradually moved away from each other in the left-right direction.
[0042]
At this time, the separation movement of the forming rolls 26, 36, 39 is controlled by detecting the tapered surface (inclined outer surface) of the semi-formed square column 51 at any time by the shape detecting device 43 or by detecting the portion of the welding 53. Is performed based on a preset pattern. Further, the separation movement is performed while maintaining the press-formed state of the semi-formed square column 51.
[0043]
Due to such a separation movement of the forming rolls 26, 36, and 39, the portion of the semi-formed square column 51 is hot formed while being pressed from above and below and from left and right. As a result of this hot forming, as shown in FIG. 14, the semi-formed square column 51 has one end 51a having a predetermined outer dimension D corresponding to the final shape and a corner portion having a predetermined bending radius R. As shown in FIG. 15, the other end 51b has a predetermined large external dimension DD corresponding to the final shape and a corner portion is formed with a predetermined bending radius R, and between the one end 51a and the other end 51b corresponds to the final shape. The corner portion is formed with a predetermined bending radius R within the predetermined external dimensions D to DD.
[0044]
After performing the above-described hot forming and then cooling (cooling), as shown by the solid line in FIG. 16, a rectangular steel pipe column with a column having a three-sided tapered column and using a side portion (final product) 57 can be obtained. The rectangular steel tube column with column 57 manufactured in this manner is manufactured by hot forming the semi-formed rectangular steel tube with column 54 having low bending accuracy, even if it is thick and large in diameter. The shape accuracy can be improved without performing a manual refining operation that requires welding, and the quality of the welded portions 2, 52, 53 can be improved. Further, by hot forming, high buckling strength can be obtained with almost no residual stress, and excellent secondary weldability and sufficient toughness can be obtained.
[0045]
As shown by the solid line in FIG. 16, the rectangular steel pipe column 57 with a column is erected, and as shown by the phantom line in FIG. 16, the other end of the column abuts against the end of the lower rectangular steel pipe column 58 and is welded. As a result, it is used as a pillar material for use at the side of the building. A beam 59 is connected to the column.
[0046]
In the above-described first embodiment, the column-shaped rectangular steel tube column 7 having a column having a four-sided taper and having a central portion is used, which controls the movement of the group of forming rolls 24, 27, 34, and 37. Thus, similarly, a square steel pipe column with a column having a three-sided tapered column and a column using a corner and having a column having a two-sided taper can be obtained.
[0047]
In the above-described second embodiment, the column-shaped rectangular steel pipe column 57 having a three-sided tapered column and using a side portion is used, which controls the movement of the group of forming rolls 24, 27, 34, and 37. In this manner, similarly, it is possible to obtain a square steel pipe column with a column having a column having a two-sided taper and using a corner portion. In addition, by taking into account the conveyance by the forming section conveyance means 11, it is possible to similarly obtain a column-shaped rectangular steel pipe column having a column having a four-sided taper and using a central portion.
[0048]
In the above-described embodiment, the half-formed square steel pipe 1 is hot-formed by the steel pipe forming apparatus 23 and the half-formed square columns 3 and 51 are hot-formed by the column forming apparatus 33. Is appropriately controlled by the control unit 41 so that the steel pipe forming apparatus 23 allows the hot forming of the upper part (front end part) of the semi-formed square columns 3 and 51 to be performed continuously with the hot forming of the part of the semi-formed square steel pipe 1. The molding may be performed, and subsequently, the remaining part of the semi-molded rectangular columns 3, 51 may be hot-formed by the column forming device 33.
[0049]
In the above-described embodiment, the half-formed square steel pipe 1 is hot-formed by the steel pipe forming apparatus 23 and the half-formed square columns 3 and 51 are hot-formed by the column forming apparatus 33. May be a forming means for hot forming the entire length from the semi-formed square steel pipe 1 to the semi-formed square columns 3 and 51 by the same forming apparatus.
[0050]
In the embodiment described above, the roll forming type is adopted as the forming means 21, but this may be a press forming type or the like.
In the above-described embodiment, a hydraulic type, a pneumatic type, or the like is adopted as the cylinder devices 26, 29, 36, 39. Also, instead of the type of the cylinder device, a screw type or the like can be adopted.
[0051]
In the above-described embodiment, the semi-formed square column 3 has a thickness Т which is larger than the thickness t of the semi-formed square steel tube 1. However, this is the same as the thickness t of the semi-formed square steel tube 1. Is also good.
[0052]
In the above-described embodiment, after the semi-formed square steel pipes 6 and 54 with columns are heated, hot forming is performed through the forming means 21 from the half-formed square steel pipe 1 side. , 51 through the forming means 21 to perform hot forming.
[0053]
【The invention's effect】
According to the above-described claim 1 of the present invention, the column-shaped rectangular steel pipe column is formed by hot forming a semi-formed rectangular steel pipe with a column with low bending accuracy, even if it has a large wall thickness and a large diameter. The shape accuracy can be improved and the quality of the welded portion can be improved without performing manual refining work requiring labor and time. Further, the rectangular steel tube column with a column can have high buckling strength with almost no residual stress by hot forming, and can have excellent secondary weldability and sufficient toughness. Thereby, for example, a large-diameter, thick-walled rectangular steel tube column with a column used for a building column material can be suitably provided.
[0054]
Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to suitably provide a rectangular steel pipe column with a column using the column portion as a higher order.
According to the third aspect of the present invention described above, it is possible to suitably provide a column-shaped rectangular steel pipe column using the column portion as a lower part.
[0055]
Further, according to the above-mentioned claim 4 of the present invention, after heating a semi-formed square steel tube with a column having a large external dimension and a corner portion having a large bending radius, and then hot-forming by a forming means, a predetermined external dimension is obtained. In addition, it is possible to manufacture a rectangular steel tube column with a column having a predetermined bending radius at a corner portion. This makes it possible to easily and reliably manufacture the column-shaped square steel pipe column according to the first aspect with almost no manual refining work.
[0056]
In addition, according to the fifth aspect of the present invention, the hot forming of the semi-formed square steel tube with columns can be easily and reliably realized by controlling the movement of the position of the forming roll.
[0057]
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to easily and reliably manufacture a column-shaped rectangular steel pipe column using a column portion as a lower part, with almost no manual refining work.
[0058]
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to easily and surely manufacture a rectangular steel tube column with a column using the column portion as a lower part, with almost no manual refining work.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, which is a semi-formed square steel pipe used in a method for manufacturing a square steel pipe column with a column, (a) is a partially cutaway side view, and (b) is a front view. FIG.
FIGS. 2A and 2B are semi-formed square columns used in the method for manufacturing a square steel tube column with the columns, in which FIG. 2A is a partially cutaway side view, and FIG.
FIG. 3 is a partially cutaway side view of a semi-formed square steel pipe with a column in the method for manufacturing the same.
FIG. 4 is an explanatory view of heating in the method of manufacturing the rectangular steel tube column with the column.
FIG. 5 is a schematic side view of a forming line in the method for manufacturing a rectangular steel tube column with the column.
FIG. 6 is a front view of the rectangular steel pipe column with columns when the rectangular steel pipe is formed by the forming means in the method of manufacturing the same.
FIG. 7 is a front view showing one end of a column portion formed by a forming means in the method of manufacturing a rectangular steel tube column with a column.
FIG. 8 is a front view when the other end of the column portion is formed by the forming means in the method of manufacturing the rectangular steel tube column with the column.
FIG. 9 is a side view of the rectangular steel tube column with the column.
FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention, and is a semi-formed square column used in a method of manufacturing a square steel tube column with a column, (a) is a partially cutaway side view, and (b) is a front view. FIG.
FIG. 11 is a partially cutaway side view of a semi-formed square steel pipe with columns in the method for manufacturing the same.
FIG. 12 is an explanatory view of heating in the method of manufacturing the rectangular steel tube column with the column.
FIG. 13 is a front view of the rectangular steel tube column with the column when the rectangular steel tube portion is formed by the forming means in the method of manufacturing the same.
FIG. 14 is a front view showing one end of a column portion formed by a forming means in the method of manufacturing a rectangular steel tube column with a column.
FIG. 15 is a front view when the other end of the column portion is formed by the forming means in the method of manufacturing the rectangular steel tube column with the column.
FIG. 16 is a side view of the rectangular steel tube column with the column.
[Explanation of symbols]
1 Semi-formed square steel pipe
1A steel plate
3 Semi-formed square column
3a One end
3b The other end
3A steel plate
5 Welding
6 Semi-formed square steel pipe with column
7 Square steel pipe column with column (final product)
10. Heating furnace (heating means)
11 Forming section conveying means
13 transport route
14 Transfer force applying device
21 Forming means
23 Steel pipe forming equipment
24 Forming roll
26 cylinder device
27 Forming roll
29 cylinder device
33 Column molding equipment
34 Forming roll
36 cylinder device
37 Forming roll
39 cylinder device
41 Control unit
42 Shape detection device
43 Shape detection device
51 Semi-formed square column
51a One end
51b The other end
51A steel plate
53 welding
54 Semi-formed square steel pipe with column
57 Square steel pipe column with column (final product)
t predetermined thickness
Т Thick thickness
Dα Large external dimensions
DDα Large external dimensions
D Predetermined external dimensions
DD Predetermined external dimensions
dα Large external dimensions
d Predetermined external dimensions
Rα Large bending radius
R Predetermined bending radius

Claims

The end of a semi-formed square steel pipe with a large bending radius at the corner and one end of the semi-formed square column with a different bending dimension at one end and the other end and a large bending radius at the other end is joined by welding. Characterized in that a semi-formed square steel tube with a column is heated, and then heated by a forming means to form a corner portion with a predetermined bending radius. .

2. The rectangular steel tube column with a column according to claim 1, wherein an end of the semi-formed square steel tube and one end of the semi-formed square column having a large outer dimension are welded to form a semi-formed square steel tube with a column.

2. The square steel tube column with a column according to claim 1, wherein an end of the semi-formed square steel tube and the other end of the semi-formed square column having a small outer dimension are welded to form a semi-formed square steel tube with a column.

Welding after bending and forming a steel plate, a semi-formed square steel pipe with a large external dimension and a large bending radius at the corner, and a semi-formed square with a large bending radius at the one end and the other end where the external dimensions are different. A column is formed, and an end of the semi-formed square steel pipe and one end of the semi-formed square column are joined by welding to form a semi-formed square steel pipe with a column, and after heating the semi-formed square steel pipe with a column, A method for manufacturing a column-shaped rectangular steel pipe column having a predetermined outer dimension and a predetermined bending radius at a corner by hot forming by means of forming means.

5. The method according to claim 4, wherein the forming means is of a roll forming type, and the hot forming is performed while controlling the position of the forming roll.

The end of the semi-formed square steel tube and one end of the semi-formed square column having a large external dimension are welded to form a semi-formed square steel tube with a column, and after heating the semi-formed square steel tube with a column, The method for producing a column-shaped rectangular steel tube column according to claim 4 or 5, wherein the column is hot-formed through a forming means.

The end of the semi-formed square steel pipe and the other end of the semi-formed square column having a small external dimension are welded to form a semi-formed square steel pipe with a column, and after heating the semi-formed square steel pipe with a column, the half-formed square steel pipe is heated. The method for producing a column-shaped rectangular steel pipe column according to claim 4 or 5, wherein hot forming is performed through a forming means from the side.