JP2005097914A - 角形鋼製ボックス柱 - Google Patents

Abstract

【課題】 柱材として用いた場合に、座屈や、梁接合部の変形を抑制でき、また内部にコンクリートを充填して合成柱とする場合にコンクリートとの結合力を強化できる角形鋼製ボックス柱を低コストで提供する。
【解決手段】 長辺フランジと短辺フランジとウエブからなる不等辺溝形鋼４本を、長さ方向に溶接接合してなる角形鋼製ボックス柱であり、隣り合う一方の不等辺溝形鋼の長辺フランジの端部を、他方の不等辺溝形鋼の短辺フランジとウエブの交点となるコーナー部に突き合わせ、この突き合わせ部に形成される空間を開先として溶接接合して、各不等辺溝形鋼の長辺フランジとウエブで４辺を形成し、短辺フランジを内側に突出させて補強リブを形成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鋼構造建築物を構築する際に用いる、角形鋼製ボックス柱に関するものである。

近年、柱材として、角形の閉鎖断面を有して剛性が高く、比較的安定した強度特性を有する角形鋼製ボックスが広く用いられており、一般には、その製造の仕方によって、冷間成形ボックスと溶接ボックスとに分けられる。
この冷間成形ボックスａには、一般には、例えば、図８（ａ）に示すように、一枚の厚鋼板ｓを周知のロール成形機により、円形に成形・両側端の電気抵抗溶接ｅｗを経て角形に成形して得られるものや、図８（ｂ）に示すように、二枚の厚鋼板ｓをそれぞれプレス成形して得られる一対の溝形成形体ａａの側端を相対するように位置させ、相対する両側端を長さ方向にアーク溶接ａｗにより２シーム溶接して得られるもの、あるいは、図８（ｃ）に示すように、一枚の厚鋼板ｓをプレス成形して得られる角形成形体ａｃの両側端を長さ方向にアーク溶接ａｗにより１シーム溶接ａｗして得られるものなどがある。
また、溶接ボックスｄには、例えば、図８（ｄ）に示すように、４枚の厚板ｓの各両側端を角形のボックスを形成するように位置させ、隣合う相対する厚板ｓの側端を長さ方向に溶接ｗして形成したものなどがある。

しかしながら、これらの単純形状の角形鋼製ボックスａ、ｄを柱材に用いた場合には、単独使用の場合では図９（ａ）、また、内部にコンクリートｋｃを充填した場合では図９（ｂ）に示すような座屈現象があり、座屈制御という点で限界があることから、さらに耐座屈性能を高める要請が高いのが現状である。また、これらの角形鋼製ボックスの製造工程は複雑であるため、熱間圧延Ｈ形鋼などと比較するとコスト高になる傾向があることから、製造コストの低減の要請もある。
角形鋼製ボックスを柱に用いた場合の座屈や梁接合部での変形を抑制する方法例としては、例えば角形鋼製ボックスの板厚を厚くする方法が簡易であるが、軽量化、加工性の要請に応えられないという問題がある。他の方法例としては、例えば図１０に示すように、溶接ボックスｄで、各厚鋼板ｓの内部側にリブプレートｒｐを溶接ｗして補剛した角形鋼製ボックスａ′を用いる方法が考えられる。この場合のリブプレートｒｐはコンクリート充填して合成柱とする場合ではコンクリートとの結合力強化にも有効であるが、この方法の適用は、溶接ボックスに限定されることから溶接加工負担がさらに増大し、コスト上の問題がある。また、リブプレートｒｐ溶接部近傍でボックス本体の強度が低下する懸念もある。

他の方法例として、特許文献１には、例えば熱押し成形で特殊形状の柱パーツを製作し、それらを溶接接合して鉄骨構造の柱材とする、または、圧延して得られた２分割になる溝形鋼を溶接し、この溝形鋼の折り曲げの角に角部を補強する角鋼を溶接して鉄骨構造の柱材とすることが開示されているが、熱押し成形のため柱パーツの場合では、サイズに制約があって、幅広いサイズ対応ができないこと、また２分割になる溝形鋼の角部に角鋼を溶接するなど、溶接部位が多くコスト上の問題がある。
一方、最近では、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、角形鋼製ボックス柱１に高力ボルト４で接合したＴ形金物２を介してＨ形鋼梁３を高力ボルト５で接合する柱梁接合部構造が実用化されており、この柱梁接合部構造では、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｈ形鋼梁３から伝達される力によって梁接合部Ａに生ずるモーメントＭにより、角形鋼製ボックス柱１に、例えば（ｃ）に示すような変形（面内および面外変形、または面外変形）を生じて強度が低下するという問題があることから、例えば、特許文献２の場合では、長尺角形鋼管（角形鋼製ボックス柱）間に、板厚の厚い短尺角形鋼管を溶接して高剛性化した梁接合部を形成するなどで対応しているが、この場合では、短尺角形鋼管の製造および加工に加え、溶接作業も必要であることから、コスト上の問題がある。
特開平７−３９４１号公報 特開２０００−２２７０６１号公報

本発明は、柱材として用いた場合に、座屈や、梁接合部の変形を抑制でき、また内部にコンクリートを充填して合成柱とする場合にコンクリートとの結合力を強化できる、角形鋼製ボック柱を比較的低コストで提供する。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の（１）〜（８）を要旨とするものである。
（１） 長辺フランジと短辺フランジとウエブからなる不等辺溝形鋼（基本形状がウエブを介して対向する両フランジの幅が異なるものであり、両フランジが平行、非平行の異形の不等辺溝形鋼を含み、以下「不等辺溝形鋼」と総称する。）長辺４本を、長さ方向に溶接接合してなる角形鋼製ボックス柱であり、隣り合う一方の不等辺溝形鋼の長辺フランジの端部を、他方の不等辺溝形鋼の短辺フランジとウエブの交点となるコーナー部に突き合わせ、この突き合わせ部に形成される空間を開先として溶接接合して、各不等辺溝形鋼の長辺フランジとウエブで４辺を形成し、短辺フランジを内側に突出させて補強リブを形成したことを特徴とする角形鋼製ボックス柱。
（２） （１）において、短辺フランジからなる補強リブの高さが、角形鋼製ボックスの相対する辺の外面間距離の０．０５〜０．２５の範囲にあることを特徴とする角形鋼製ボックス柱。

（３） （１）または（２）において、短辺フランジからなる補強リブの先端部に屈曲部を有することを特徴とする角形鋼製ボックス柱。
（４） （１）〜（３）のいずれかにおいて、短辺フランジからなる補強リブが、複数の貫通孔を有することを特徴とする角形鋼製ボックス柱。
（５） （１）〜（３）のいずれかにおいて、短辺フランジからなる補強リブが、表面に複数の突起を有することを特徴とする角形鋼製ボックス柱。
（６） （１）〜（５）のいずれかにおいて、長辺フランジとウエブからなる側面に、接合金物をボルト接合するためのボルト孔を有することを特徴とする角形鋼製ボックス柱。
（７） （６）において、ボルト孔の内部側にナットが直接または座金を介して固定されていることを特徴とする角形鋼製ボックス柱。
（８） （１）〜（７）のいずれかにおいて、内部にコンクリートを充填してコンクリート合成構造の角形ボックス柱を形成することを特徴とする角形鋼製ボックス柱。

本発明の角形鋼製ボックス柱は、長辺フランジと短辺フランジとウエブからなる不等辺溝形鋼を４本溶接して得られるものであるが、この時、隣り合う不等辺溝形鋼間の溶接のための開先加工を必要しない溶接ができ、また、同時に各不等辺溝形鋼の短辺フランジによる補強リブを内部側に突出形成することができ、この補強リブにより、座屈や、梁接合部の変形を抑制する補剛機能を有し、内部にコンクリートを充填して合成柱とする場合には、コンクリートとの結合力の強化機能を有するものである。
特に、補強リブ形成のための溶接加工を必要としないことから、製造が簡易であり、製造コストや加工コストを大幅に低減可能であり、また、補強リブ効果によって、使用鋼材の全体の重量を低減し、素材コストの低減を図るとともに、軽量化も可能になる。

本発明の角形鋼製ボックス柱の構造例を、図に基づいて以下に説明する。本発明の角形鋼製ボックス柱は、１本、または複数本接合して所定の長さにしても用いられるものであり、梁接合部に溶接したダイアフラムを介してＨ形鋼梁を接合する柱梁接合部構造に用いる場合もあるが、ここでは、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、梁接合部に接合金物になるＴ形金物２を高力ボルト４で接合し、このＴ形金物２にＨ形鋼梁３を高力ボルト５で接合する柱梁接合部構造に用いる場合の角形鋼製ボックス柱１の構造例を示しており、この角形鋼製ボックス柱１の梁接合部には、Ｔ形金物２を接合するためのボルト孔６ｏを有している。
本発明の角形鋼製ボックス柱１は、基本的には、図１に示すように、長辺フランジ６ａと短辺フランジ６ｂとウエブ６ｃからなる図２（ａ）に示すような不等辺溝形鋼６_１と６_２と６_３と６_４を４本を、隣合う一方の不等辺溝形鋼（例えば６_１）の長辺フランジ６ａの側端部を、他方の不等辺溝形鋼（例えば６_２）の短辺フランジ６ｂとウエブ６ｃの交点となるコーナー部６ｋの外側に突き合わせるように配置し、この突き合わせ部に形成される空間を開先として溶接ｗ接合して得られものであり、各不等辺溝形鋼の長辺フランジ６ａとウエブ６ｃで４辺を形成し、各短辺フランジ６ｂを４辺の内側に突出させて補強リブ８を形成したものである。

本発明の角形鋼製ボックス柱１は、不等辺溝形鋼６_１と６_２と６_３と６_４を溶接ｗして得られるものであるが、溶接の際には、図２（ｂ）に示すように、隣合う不等辺溝形鋼の突き合わせ部に形成される（連通する）空間に開先機能を持たせることができることから、隣り合う不等辺溝形鋼間の溶接ｗのために改めて開先加工をする必要がない。
また、各不等辺溝形鋼の溶接ｗによって、内部側に各短辺フランジ６ｂによる補強リブ８を形成することができるため、特に補強リブ８形成のための加工を必要としないことから製造が簡易であり、製造コストを大幅に低減可能なものである。
また、補強リブ８を形成はしているが、これによる補強効果によって、全体の鋼材の厚みを薄くして重量の削減効果があり軽量化も可能になるため、使用鋼材コストの低減も可能である。例えば、相対する辺の外面間距離Ｄが４００ｍｍの場合の角形鋼製ボックス柱の場合で、補強リブを有しないため板厚を１９ｍｍと厚めにして強度を確保した単純形状の角形鋼製ボックス柱と比較すると、高さＬｂが５０ｍｍの補強リブ８を形成した本発明の角形鋼製ボックス柱１では、板厚を１６ｍｍと３ｍｍ薄くして単純形状の角形鋼製ボックス柱に遜色のない強度を確保することができ、使用鋼材の全体重量を約８％程度軽量化し、鋼材コストの低減も可能になる。

本発明の角形鋼製ボックス柱１を構成する不等辺溝形鋼６（６_１〜６_４）は、主として、厚鋼板を素材として、これを、プレス成形あるいはロール成形して製造するものであり、図２（ａ）に示すように、隣り合う不等辺溝形鋼を溶接する場合に、開先加工を省略できるように、特にウエブ６ｃと短辺フランジ６ｂの交点となる角部（外側）に、所定の曲率半径Ｒを有するコーナー部６ｋが存在する形状にすることが好ましい。なお、板厚をｔとした場合、Ｒは２ｔ〜４ｔの範囲とするのがよい。
このような形状にすることにより、図２（ｂ）図のように、隣り合う一方の不等辺溝形鋼（例えば６_１）の長辺フランジ６ａの側端部と、他方の不等辺溝形鋼（例えば６_２）のウエブ６ｃと短辺フランジ６ｂの交点となる角部（外側）との間に、連通する開先空間７ａ、７ｂを形成して、図２（ｃ）のように溶接ｗしたときに溶接金属が外部側と内部側に連続させるようにすることが好ましい。

この補強リブ８は、柱材として用いた場合の座屈や、梁接合部の変形を抑制する補剛機能と、内部にコンクリートを充填して合成柱とする場合に、コンクリートとの結合力を強化するためにも機能させることができるもので、この補強リブ８の高さＬｂ（ここでは短辺フランジ６ｂの長さ）は、板厚にもよるが、この角形鋼製ボックス柱１の相対する辺の外面間距離Ｄの０．０５〜０．２５の範囲、特に０．１〜０．２程度の範囲が好ましい。
辺の外面間間距離Ｄの０．０５未満の場合には、補剛機能、および内部にコンクリート充填の場合のコンクリートとの結合力の強化機能を充分に確保できない。また、辺の外面間距離Ｄの０．２５超の場合、有る程度、補剛機能、コンクリートとの結合力の強化機能を強化する効果があるが、軽量化、素材（鋼材）コストおよび加工コストの増大の問題がある。よって、上限を０．２５程度に抑えるものである。
したがって、この補強リブ８を形成する短辺フランジ６ｂの長さＬｂは、板厚ｔ、長辺フランジ６ａの長さＬａ、ウエブ６ｃの長さＬｃ、角形鋼製ボックス柱１の辺の外面間距離Ｄなどとの関係から、このような条件を満足するように設定するものである。（請求項１、２の実施形態例に相当）。

なお、この補強リブ８は、補剛機能、コンクリートとの結合力の強化機能をさらに強化するために、図３（ａ）に示すように、先端部に、直角に屈曲する屈曲部８ａを形成したものとし、不等辺溝形鋼を異形の不等辺溝形鋼６とすることも有効である。この屈曲部８ａは、図３（ｂ）に示すように、各不等辺溝形鋼６を成形する際に、その短辺フランジ６ｂの先端部を内側（外側でもよい）に屈曲させて形成できる。
図３（ｂ）の屈曲部８ａを形成した補強リブ８に代えて、図３（ｃ）に示すように、短辺フランジ６ｂ自体を、各不等辺溝形鋼を成形する際に、ウエブ６ｃとの角度が９０度以下（９０度以上でもよい）になるように、さらに屈曲させて長辺フランジ６ａと非平行の補強リブ８を形成して、異形の不等辺溝形鋼６としてもよい。この場合もコンクリートとの結合力の強化に有効である。（請求項３の実施形態例に相当）。

また、図４（ａ）、（ｂ）は、図１に示すような角形鋼製ボックス柱１で、特に角形鋼製ボックス柱１の内部にコンクリートを充填して合成柱とする場合には、コンクリートとの結合力を強化するために、補強リブ８にコンクリートが流通する大きさの貫通孔９を複数設けた角形鋼製ボックス柱である。この貫通孔９は、不等辺溝形鋼６を成形する際に、その短辺フランジ６ｂに貫通孔９を明けることで形成することができる。
なお、この貫通孔９は、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような補強リブ８に設けた場合も、コンクリートとの結合力を強化するために相応の効果がある。（請求項４の実施形態例に相当）。

また、図５（ａ）、（ｂ）は、図１に示すような角形鋼製ボックス柱１で、特に角形鋼製ボックス柱１の内部にコンクリートを充填して合成柱とする場合に、コンクリートとの結合力強化するために、補強リブ８の表面に複数の突起１０ａやスタッド１０ｂを形成した角形鋼製ボックス柱１である。突起１０ａは、ここではプレスにより形成するため、その裏側には凹部１０ｂが形成されるものである。
この突起１０ａ、凹部１０ｂは、不等辺溝形鋼６を例えばプレス成形により成形する際に、図５（ｂ）に示すように、直接に短辺フランジ６ｂに形成することができる。また、スタッド１０ｓは、不等辺溝形鋼６を成形してから、溶接などにより短辺フランジ６ｂに溶接ｗ接合などにより形成できる。
なお、この突起１０ａ（凹部１０ｂ）、スタッド１０ｓは、図３、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような補強リブ８に設けた場合も、コンクリートとの結合力を強化するために相応の効果がある。（請求項５の実施形態例に相当）。

上記に記載した各本発明の角形鋼製ボックス柱１は、Ｈ形鋼梁を接合する柱梁接合部を構成する柱材として用いるため、長辺フランジ６ａとウエブ６ｃからなる側面（辺）に、ボルト接合用のボルト孔６ｏを設けて用いるものである。このボルト孔６ｏの孔明け作業は、角形鋼製ボックスにしてから行ってもよいし、角形鋼製ボックスにする前の不等辺溝形鋼６の段階で、梁接合部となる側面（辺）を形成する長辺フランジ６ａとウエブ６ｃに対して行ってもよい。

図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の角形鋼製ボックス柱１を用いた柱梁接合部構造例を示したものである。実際には、Ｔ形金物２は一側面〜四側面にボルト接合するものであるが、ここでは、一側面にＴ形金物２を接合する場合の構造の主要部を代表図示した。
この例では、角形鋼製ボックス柱１の内部側にナット１１（単独または座金介在）を配置して、トルシア形の頭部締め高力ボルト１２を座金１３を挿通して角形鋼製ボックス柱１の外側に当接したＴ形金物２の外部側からボルト孔２ｏ、ボルト孔６ｏに挿入し、ナット１１に螺合し頭締めして梁接合部を形成し、Ｔ形金物２にＨ形鋼梁３を高力ボルト５で接合する柱梁接合部構造になっている。
この柱梁接合部構造例の他には、例えば図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、角形鋼製ボックス柱１の内部からボルト孔に高力ボルトを挿入して角形鋼製ボックス１の側面に当接したＴ形金物２の外部側でナット１１を締め付ける梁接合部を形成し、Ｔ形金物２にＨ形鋼梁３を高力ボルト５で接合する柱梁接合部構造もある。（請求項６の実施形態例に相当）。

図６、図１１の柱梁接合部構造においては、Ｔ形金物２を接合する角形鋼製ボックス１の開口端から手作業で内部側にボルトの挿入やナットの配置ができない場合があり、角形鋼製ボックス柱１を形成した後に、その内部側でボルト挿入やナットの配置（固定）を行うことは簡易ではない。
しかし、図６のな梁接合部構造においては、ナット１１を角形鋼製ボックスにする前の不等辺溝形鋼６の段階で、図６（ｃ）のように、角形鋼製ボックス１にした時に側面の所定の位置に必要なボルト孔６ｏが形成されるように、長辺フランジ６ａとウエブ６ｃに予めボルト孔を明け、ナット１１を直接または座金を介して溶接や接着により固定した角形鋼製ボックス柱１にすることにより、角形鋼製ボックス１の側面に当接したＴ形金物２の外部側からトルシア形の頭締め高力ボルト１２を挿入して頭締めすることが容易である。
このような構造にした場合は、高価な特殊ボルトや難易度の高い施工技術を使用することなく、角形鋼製ボックス柱１にＴ形金物２を安価にかつ容易にトルシア形の頭締め高力ボルト１２で接合でき、角形鋼製ボックス柱１とＨ形鋼梁３の高力ボルト接合構造をより簡易に、かつ安価に得ることができる。
なお、本発明の鋼製ボックス柱１を図１１のような柱梁接合部構造に用いた場合でも、不等辺溝形鋼６の段階で、内部側に高力ボルト４を挿入・仮固定して置くことは可能であり、除外するものではないが、Ｔ形金物２を固定するまでの作業負担が大きいことから、図６のような柱梁接合部構造にする方が有利点が多い。（請求項７の実施形態例に相当）。

上記の各角形鋼製ボックス柱１は、いずれも内部に突出する補強リブ８を形成したものであり、柱材として用いた場合の座屈や、梁接合部の変形を抑制する補剛機能と、内部にコンクリートを充填した場合には、補強リブ８によるアンカー効果でコンクリートとの結合力の強化機能を有するものであるが、内部にコンクリートを充填して合成柱とする場合には、コンクリートとの結合力の強化機能をさらに強化する意味では、補強リブ８を屈曲させた図３のもの、補強リブ８に貫通孔を設けた図４のもの、補強リブ３に突起１０ａと凹部ｂや、スタッド５ｂを設けた図５のものなど、アンカー効果を高める構造の角形鋼製ボックス柱１がより有効なものである。

図７（ａ）、（ｂ）は、角形鋼製ボックス柱１の内部にコンクリートｋｃを充填して合成柱とした柱梁接合部構造例を示したものであり、この例では、図３（ａ）、（ｂ）に示した屈曲部８ａを形成した補強リブ８を有する角形鋼製ボックス柱１を用いた梁接合部構造にしており、図６と同様、ナット１１を角形鋼製ボックス柱１にする前の不等辺溝形鋼６の段階で、図６（ｃ）のように、角形鋼製ボックス柱１にした時に側面の所定の位置に必要なボルト孔６ｏが形成されるように、長辺フランジ６ａとウエブ６ｃに予めボルト孔を明け、ナット１１を直接（または座金を介して）溶接や接着により固定した角形鋼製ボックス柱１とし、角形鋼製ボックス柱１の側面に当接したＴ形金物２の外部側からトルシア形の頭締め高力ボルト２を挿入して頭締めした後、角形鋼製ボックス柱１の内部にコンクリートｋｃを充填・固化させて合成柱による梁接合部を形成し、Ｔ形金物２にＨ形鋼梁３を高力ボルト５で接合する柱梁接合部構造である。

この柱梁接合部構造では、補強リブ８が屈曲部８ａを形成してアンカー効果を高めたものであり、コンクリートとの結合力がより強化され、座屈や、梁接合部の変形を充分に抑制することができる。
他の柱梁接合部構造例としては、例えば図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、角形鋼製ボックス柱１の内部からボルト孔に高力ボルトを挿入して角形鋼製ボックス柱１の側面に当接したＴ形金物２の外部側でナット１１を締め付けて梁接合部を形成した後、角形鋼製ボックス柱１の内部にコンクリートｋｃを充填・固化させて合成柱による梁接合部を形成し、Ｔ形金物２にＨ形鋼梁３を高力ボルト４で接合する柱梁接合部構造もある。（請求項８の実施形態例に相当）。
本発明の角形鋼製ボックスの構造は、上記の構造のみに限定されるものではなく、梁接合部形態（接合対象がダイアフラムか、Ｔ形金物か）、接合部位、接合手段（各種ボルトまたは溶接）、材料強度、設計強度などに応じて、上記請求項を満足する範囲内で変更のあるものである。

本発明の角形鋼製ボックス柱の構造例を示す立体説明図。 （ａ）図は、図１の角形鋼製ボックス柱を構成する不等辺溝形鋼の立体説明図、（ｂ）図は、溶接する（ａ）図の不等辺溝形鋼間での開先空間形成例を示す部分断面説明図、（ｃ）図は、不等辺溝形鋼間の溶接部の形成例を示す部分断面説明図。 （ａ）図は、内部にコンクリートを充填して合成柱を構成する本発明の角形鋼製ボックス柱の構造例を示す立体説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の角形鋼製ボックス柱を構成する不等辺溝形鋼の立体説明図、（ｃ）図は、本発明の他の角形鋼製ボックス柱を構成する他の不等辺溝形鋼の立体説明図。 （ａ）図は、内部にコンクリートを充填して合成柱を構成する本発明の角形鋼製ボックス柱の他の構造例を示す立体説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の角形鋼製ボックス柱を構成する不等辺溝形鋼の立体説明図。 （ａ）図は、内部にコンクリートを充填して合成柱を構成する本発明の角形鋼製ボックス柱の他の構造例を示す立体説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の角形鋼製ボックス柱を構成する不等辺溝形鋼の立体説明図、（ｃ）図は、本発明の他の角形鋼製ボックス柱を構成する他の不等辺溝形鋼の立体説明図。 （ａ）図は、本発明の角形鋼製ボックス柱を使用した柱梁接合部構造例を示す分平面説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視側断面説明図、（ｃ）図は、不等辺溝形鋼でのナット固定例を示す正面説明図。 （ａ）図は、内部にコンクリートを充填して合成柱を構成する本発明の角形鋼製ボックス柱を用いた柱梁接合部構造例を示す平面説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のＢａ−Ｂｂ矢視側断面説明図、（ｃ）図は、不等辺溝形鋼でのナット固定例を示す正面説明図。 （ａ）図は、角形鋼製ボックスの製造方法例を示す正面説明図、（ｂ）図は、角形鋼製ボックスの他の製造方法例を示す正面説明図、（ｃ）図は、角形鋼製ボックスの他の製造方法例を示す正面説明図、（ｄ）図は、角形鋼製ボックスの他の製造方法例を示す正面説明図。 （ａ）図は、角形鋼製ボックス柱での座屈例を示す平面説明図、（ｂ）図は、コンクリート合成柱での座屈例を示す平面説明図。 角形鋼製ボックス柱の補強構造例を示す平面説明図。 （ａ）図は、Ｔ形金物と高力ボルトを使用した角形鋼製ボックス柱とＨ形鋼梁の高力ボルト接合構造例を示す立体説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の部分側断面説明図と、梁接合部に梁から伝達される力（モーメント）作用例を示す立体概念説明図、（ｃ）図は、柱梁接合部での面外変形、面内変形例を示す平面説明図。

符号の説明

１ 角形鋼製ボックス柱
２ Ｔ形金物
２ｏ ボルト孔
３ Ｈ形鋼梁
４ 高力ボルト（Ｔ形金物接合用）
５ 高力ボルト（Ｈ形鋼梁接合用）
６、６_１〜６_４ 不等辺溝形鋼
６ａ 長辺フランジ
６ｂ 短辺フランジ
６ｃ ウエブ
６ｏ ボルト孔
６ｋ コーナー部
８ 補強リブ
８ａ 屈曲部
９ 貫通孔
１０ａ 突起
１０ｂ 凹部
１０ｓ スタッド
１１ ナット
１２ トルシア形の頭締め高力ボルト
１３ 座金

Claims (8)

1. 長辺フランジと短辺フランジとウエブからなる不等辺溝形鋼４本を、長さ方向に溶接接合してなる角形鋼製ボックス柱であり、隣り合う一方の不等辺溝形鋼の長辺フランジの端部を、他方の不等辺溝形鋼の短辺フランジとウエブの交点となるコーナー部に突き合わせ、この突き合わせ部に形成される空間を開先として溶接接合して、各不等辺溝形鋼の長辺フランジとウエブで４辺を形成し、短辺フランジを内側に突出させて補強リブを形成したことを特徴とする角形鋼製ボックス柱。
2. 短辺フランジからなる補強リブの高さが、角形鋼製ボックスの相対する辺の外面間距離の０．０５〜０．２５の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の角形鋼製ボックス柱。
3. 短辺フランジからなる補強リブの先端部に屈曲部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の角形鋼製ボックス柱。
4. 短辺フランジからなる補強リブが、複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の角形鋼製ボックス柱。
5. 短辺フランジからなる補強リブが、表面に複数の突起を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の角形鋼製ボックス柱。
6. 長辺フランジとウエブからなる側面に、接合金物をボルト接合するためのボルト孔を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の角形鋼製ボックス柱。
7. ボルト孔の内部側にナットが直接または座金を介して固定されていることを特徴とする請求項６に記載の角形鋼製ボックス柱。
8. 内部にコンクリートを充填してコンクリート合成構造にする角形ボックス柱を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の角形鋼製ボックス柱。

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