JP2023039272A

JP2023039272A - Weld-assembled h-shaped steel and production method for weld-assembled h-shaped steel

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Publication number: JP2023039272A
Application number: JP2021146359A
Authority: JP
Inventors: 誠明中安; Masaaki Nakayasu; 圭一佐藤; Keiichi Sato; 聡北岡; Satoshi Kitaoka; 涼平桑田; Ryohei Kuwata; 信孝清水; Nobutaka Shimizu
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2023-03-20

Abstract

To provide a weld-assembled H-shaped steel allowing shear force of a fillet weld portion formed through fillet weld acting on a web to be securely transmitted and allowing residual deformation of the web to be suppressed within the allowance.SOLUTION: A weld-assemble H-shaped steel 25 is provided with a pair of flanges 26, 27, and webs 28 welded on the pair of flanges through fillet weld portions 29, 30, respectively, wherein a size s of the fillet weld portion is less than a thickness of the web and meets the formula (1).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、溶接組立Ｈ形鋼及び溶接組立Ｈ形鋼の製造方法に関する。 The present invention relates to a weld assembled H-section steel and a method for manufacturing a weld assembled H-section steel.

従来、鉄骨造の建築物における小梁には、耐震性が要求されない。このため、小梁には、大梁と比較して、フランジやウェブの幅厚比が大きな圧延Ｈ形鋼が使われる。これは、ウェブの幅厚比を大きく設定すれば、軽量かつ高剛性で、断面効率の良いＨ形鋼を比較的容易に実現できることによる。
近年、小梁スパン（長さ）の増大に伴い、圧延Ｈ形鋼の製造限界であるウェブの幅厚比を７０程度まで大きくしたＨ形鋼が、小梁に使用されている。このＨ形鋼では、質量比剛性が大きく、断面効率が良い。
さらにＨ形鋼の断面効率を高める方法として、寸法に関する製造制約の少ない溶接組立Ｈ形鋼を用いて、ウェブの幅厚比を大きくする方法が考えられる。 Conventionally, small beams in steel-framed buildings are not required to have earthquake resistance. For this reason, rolled H-section steel, which has a larger width-to-thickness ratio of flanges and webs than large beams, is used for small beams. This is because if the width-to-thickness ratio of the web is set large, it is possible to relatively easily realize an H-shaped steel that is lightweight, highly rigid, and has good cross-sectional efficiency.
In recent years, with the increase in span (length) of small beams, H-section steel with a web width-thickness ratio increased to about 70, which is the manufacturing limit of rolled H-section steel, is used for small beams. This H-section steel has a high mass ratio rigidity and a good cross-sectional efficiency.
Furthermore, as a method of increasing the cross-sectional efficiency of the H-section steel, a method of increasing the width-to-thickness ratio of the web using the welded assembly H-section steel, which has few manufacturing restrictions on dimensions, is conceivable.

一方、ウェブの幅厚比が大きい溶接組立Ｈ形鋼では、フランジとウェブの交線の溶接時、Ｈ形鋼が冷却された後に、ウェブに、ウェブの厚さ方向に曲がるような変形が生じることがある。このウェブの変形の発生原因は、以下のような機構として説明される。
まず、溶接による入熱に伴ってＨ形鋼全体が昇温されて、Ｈ形鋼全体が部材の長さ方向（材軸方向）に伸びる。次に、入熱部からの距離が遠いウェブにおける幅方向の中央部分が他の部分より先に冷却され始める。続いて、入熱部からの距離が近いフランジや、ウェブのフランジ近傍部分が冷却され始める。後から冷却されるウェブのフランジ近傍部分等が部材の長さ方向に縮み始める際、先に冷却されていたウェブにおける幅方向の中央部分はすでに縮み終わっていることから、後から冷却されるウェブのフランジ近傍部分等が部材の長さ方向に縮もうとする力は、先に冷却されていたウェブにおける幅方向の中央部分に圧縮力として作用する。この圧縮力を受けて、幅厚比が大きいために元々座屈しやすいこともあり、ウェブが曲がるような座屈波形が残留変形として生じることとなる。 On the other hand, in welded assembled H-section steel with a large web width-to-thickness ratio, when the intersection line of the flange and web is welded, the web is deformed to bend in the thickness direction of the web after the H-section steel is cooled. Sometimes. The cause of this web deformation is explained as the following mechanism.
First, the temperature of the entire H-section steel is increased due to heat input from welding, and the entire H-section steel extends in the length direction (material axis direction) of the member. Next, the central portion in the width direction of the web, which is farther from the heat input, begins to cool before the other portions. Subsequently, the flanges closer to the heat input section and the portion of the web near the flanges begin to cool. When the portion near the flange of the web to be cooled later begins to shrink in the length direction of the member, the central portion in the width direction of the previously cooled web has already finished shrinking, so the web to be cooled later The force that causes the portion near the flange of the member to shrink in the length direction of the member acts as a compressive force on the central portion in the width direction of the previously cooled web. Under this compressive force, the web tends to buckle due to its large width-to-thickness ratio.

これらの残留変形は、Ｈ形鋼の構造性や、Ｈ形鋼を工場で加工する際の製造性、及び建設現場で他の部材と接合する際の施工性を低下させる。このため、これらの残留変形の発生を回避したり、その発生の程度を一定程度以下に抑えるべきである。
また、フランジとウェブの隅肉溶接に関する先行文献として、例えば非特許文献１には、「隅肉溶接のサイズは薄い方の母材の厚さ以下」、または幅厚比が大きくなる傾向にある板厚６ｍｍ以下の場合、「隅肉溶接のサイズを薄い方の材の板厚の１．５倍、かつ６ｍｍ以下」にする必要がある旨の記述がある。 These residual deformations deteriorate the structural properties of the H-section steel, the manufacturability when the H-section steel is processed in a factory, and the workability when it is joined to other members at a construction site. Therefore, the occurrence of these residual deformations should be avoided or the extent of their occurrence should be suppressed below a certain level.
In addition, as a prior document on fillet welding of flanges and webs, for example, Non-Patent Document 1 states that "the size of the fillet weld is equal to or less than the thickness of the thinner base material", or the width-to-thickness ratio tends to increase If the plate thickness is 6 mm or less, there is a description that "the size of the fillet weld must be 1.5 times the plate thickness of the thinner material and 6 mm or less".

日本建築学会、「鋼構造許容応力度設計基準」、第１版、丸善出版株式会社、2019年10月15日、p.33-35Architectural Institute of Japan, "Steel Structure Allowable Stress Design Standard", 1st edition, Maruzen Publishing Co., Ltd., October 15, 2019, p.33-35

しかしながら、非特許文献１に開示されたこれらの値は、鋼板の材質が受ける熱影響の低減の観点やＨ形鋼の残留変形抑制の観点から設定されているものであるが、ウェブの幅厚比が大きなＨ形鋼の残留変形の抑制等を十分に考慮して設定された値ではない。
また、隅肉溶接により形成された隅肉溶接部のサイズが小さすぎると、ウェブに作用するせん断力をフランジに伝達できない。 However, these values disclosed in Non-Patent Document 1 are set from the viewpoint of reducing the thermal effect on the material of the steel plate and from the viewpoint of suppressing the residual deformation of the H-shaped steel, but the width and thickness of the web It is not a value set in full consideration of suppression of residual deformation of H-shaped steel with a large ratio.
Also, if the size of the fillet weld formed by the fillet weld is too small, the shear force acting on the web cannot be transmitted to the flange.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、隅肉溶接により形成された隅肉溶接部がウェブに作用するせん断力を確実に伝達するとともに、ウェブの残留変形を許容値以下に抑える溶接組立Ｈ形鋼、及び溶接組立Ｈ形鋼の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and the fillet weld formed by fillet welding reliably transmits the shear force acting on the web and allows residual deformation of the web. It is an object of the present invention to provide a weld assembled H-section steel that suppresses the steel to a value or less, and a method for manufacturing the weld assembled H-section steel.

前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の溶接組立Ｈ形鋼は、一対のフランジと、前記一対のフランジのそれぞれに、隅肉溶接部により接合されたウェブと、を備える溶接組立Ｈ形鋼であって、前記隅肉溶接部のサイズｓ（ｍｍ）が、前記ウェブの厚さ未満であって、前記サイズｓが（１）式及び（２）式を満たすことを特徴としている。
ただし、τ_{ｙ，ｄｅｐｏ}は前記隅肉溶接部のせん断降伏強度（Ｎ／ｍｍ^２）であり、Ｉは前記溶接組立Ｈ形鋼の強軸回り断面二次モーメント（ｍｍ^４）であり、Ｈは前記溶接組立Ｈ形鋼のせい（ｍｍ）であり、ｔ_ｆは前記フランジの厚さ（ｍｍ）であり、Ｗは前記溶接組立Ｈ形鋼の幅（ｍｍ）であり、τ_ｃｒは前記溶接組立Ｈ形鋼の弾性せん断座屈強度（Ｎ／ｍｍ^２）であり、Ａ_ｗは前記ウェブにおける前記溶接組立Ｈ形鋼の材軸方向に直交する断面積（ｍｍ^２）である。 In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The weld assembled H-section steel of the present invention is a weld assembled H-section steel comprising a pair of flanges and a web joined to each of the pair of flanges by a fillet weld, wherein the fillet weld The size s (mm) of is less than the thickness of the web, and the size s satisfies formulas (1) and (2).
However, τ _{y, depo} is the shear yield strength (N/mm ² ) of the fillet weld, I is the geometrical moment of inertia around the strong axis of the welded H-section steel (mm ⁴ ), and H is is the thickness of the weld assembled H-beam (mm), t _f is the thickness of the flange (mm), W is the width of the weld assembled H-beam (mm), and τ _cr is the weld assembled It is the elastic shear buckling strength (N/mm ² ) of the H-section steel, and _Aw is the cross-sectional area (mm ² ) perpendicular to the axial direction of the welded assembly H-section steel in the web.

この発明では、隅肉溶接部のサイズｓは、ウェブの厚さ未満である比較的小さい値になり、溶接により隅肉溶接部を形成するときの入熱量が抑制され、ウェブの残留変形が許容値以下となる所定の範囲に抑えられる。
また、弾性せん断座屈強度τ_ｃｒは、溶接組立Ｈ形鋼におけるウェブ及び一対のフランジの連成変形を考慮して、溶接組立Ｈ形鋼にせん断力が作用して座屈するときの強度を精緻に求めた値である。従って、（１）式及び（２）式を満たすことにより、例えば、溶接組立Ｈ形鋼が梁として用いられたときに、ウェブが弾性せん断座屈しない範囲でウェブに作用するせん断力を確実に伝達できる、精緻に求められた隅肉溶接部のサイズｓとなる。
以上のように、隅肉溶接部がウェブに作用するせん断力を確実に伝達するとともに、溶接組立Ｈ形鋼のウェブの残留変形を許容値以下に抑えることができる。 In this invention, the size s of the fillet weld is a relatively small value that is less than the thickness of the web, so that the amount of heat input when forming the fillet weld by welding is suppressed and residual deformation of the web is allowed. It is suppressed within a predetermined range that is equal to or less than the value.
In addition, the elastic shear buckling strength τ _cr is the strength when the welded assembled H-section steel is buckled due to the shear force acting on it, considering the coupled deformation of the web and the pair of flanges in the welded assembled H-section steel. is the value obtained for Therefore, by satisfying the formulas (1) and (2), for example, when a welded assembled H-section steel is used as a beam, the shear force acting on the web can be ensured to the extent that the web does not undergo elastic shear buckling. It results in a refined fillet weld size s that can be transmitted.
As described above, the fillet weld can reliably transmit the shear force acting on the web, and the residual deformation of the web of the weld assembled H-section steel can be suppressed to an allowable value or less.

また、本発明の他の溶接組立Ｈ形鋼は、前記一対のフランジのそれぞれに、隅肉溶接部により接合されたウェブと、を備える溶接組立Ｈ形鋼であって、前記ウェブの厚さに対する前記隅肉溶接部のサイズｓの比率が、０．５１以上１．０未満であることを特徴としている。 Another weld assembled H-section steel of the present invention is a weld assembled H-section steel comprising a web joined to each of the pair of flanges by a fillet weld, wherein the thickness of the web is A ratio of the size s of the fillet weld is 0.51 or more and less than 1.0.

この発明では、発明者等は鋭意検討の結果、前記比率が０．５１以上の場合に、隅肉溶接部のビードが確実に形成されて、隅肉溶接部がウェブに作用するせん断力を確実に伝達することを見出した。また、前記比率が１．０未満の場合に、溶接により隅肉溶接部を形成するときの入熱量が、ウェブの残留変形が許容値以下となる所定の範囲に抑えられることを見出した。
従って、溶接組立Ｈ形鋼において、前記比率を０．５１以上１．０未満とすることにより、隅肉溶接部がウェブに作用するせん断力を確実に伝達するとともに、溶接組立Ｈ形鋼のウェブの残留変形を許容値以下に抑えることができる。 In the present invention, as a result of diligent studies, the inventors have found that when the ratio is 0.51 or more, the bead of the fillet weld is reliably formed, and the shear force acting on the web from the fillet weld is reliably reduced. found to transmit to Further, when the ratio is less than 1.0, the amount of heat input when forming a fillet weld by welding is suppressed within a predetermined range in which the residual deformation of the web is equal to or less than the allowable value.
Therefore, in the weld assembled H-section steel, by setting the ratio to 0.51 or more and less than 1.0, the shear force acting on the web from the fillet weld is reliably transmitted, and the web of the weld assembled H-section steel It is possible to suppress the residual deformation of below the allowable value.

また、前記溶接組立Ｈ形鋼において、前記ウェブの幅厚比が１０９以上であってもよい。
この発明では、ウェブの幅厚比が１０９以上である、比較的断面効率が高い溶接組立Ｈ形鋼とすることができる。 Moreover, in the weld assembled H-section steel, the width-to-thickness ratio of the web may be 109 or more.
In the present invention, a weld assembled H-section steel having a web width-thickness ratio of 109 or more and having a relatively high sectional efficiency can be obtained.

また、前記溶接組立Ｈ形鋼において、前記隅肉溶接部は、前記一対のフランジのそれぞれに対して、前記ウェブの厚さ方向の片側のみに形成されていてもよい。
この発明では、隅肉溶接部を形成するための隅肉溶接を容易に行って、溶接組立Ｈ形鋼を製造することができる。 Further, in the weld assembled H-section steel, the fillet weld may be formed only on one side in the thickness direction of the web with respect to each of the pair of flanges.
According to the present invention, fillet welding for forming fillet welds can be easily performed to manufacture weld assembled H-section steel.

また、本発明の溶接組立Ｈ形鋼の製造方法は、一対のフランジのそれぞれにウェブを隅肉溶接により接合して、溶接組立Ｈ形鋼を製造する溶接組立Ｈ形鋼の製造方法であって、それぞれの前記隅肉溶接における入熱量が、２．３ｋＪ／ｃｍ以上３．２ｋＪ／ｃｍ以下であることを特徴としている。 Further, a method for manufacturing a weld assembled H-section steel according to the present invention is a method for manufacturing a weld assembled H-section steel by joining a web to each of a pair of flanges by fillet welding. and the heat input in each fillet welding is 2.3 kJ/cm or more and 3.2 kJ/cm or less.

この発明では、発明者等は鋭意検討の結果、それぞれの隅肉溶接における入熱量が２．３ｋＪ／ｃｍ以上であることで、隅肉溶接により例えば隅肉溶接部のビードが確実に形成されて、隅肉溶接部がウェブに作用するせん断力を確実に伝達することを見出した。また、それぞれの隅肉溶接における入熱量が３．２ｋＪ／ｃｍ以下であることで、隅肉溶接するときの入熱量が抑制され、ウェブの残留変形が許容値以下となる所定の範囲に抑えられることを見出した。
従って、隅肉溶接により形成された隅肉溶接部がウェブに作用するせん断力を確実に伝達するとともに、ウェブの残留変形を許容値以下に抑えることができる。 In the present invention, as a result of diligent studies, the inventors have found that the heat input in each fillet weld is 2.3 kJ/cm or more, so that, for example, a fillet weld bead is reliably formed by fillet weld. , that the fillet weld reliably transfers the shear forces acting on the web. In addition, since the heat input in each fillet welding is 3.2 kJ / cm or less, the heat input at the time of fillet welding is suppressed, and the residual deformation of the web is suppressed to a predetermined range below the allowable value. I found out.
Therefore, the fillet weld formed by fillet welding reliably transmits the shearing force acting on the web, and the residual deformation of the web can be suppressed to an allowable value or less.

本発明の溶接組立Ｈ形鋼及び溶接組立Ｈ形鋼の製造方法では、隅肉溶接により形成された隅肉溶接部がウェブに作用するせん断力を確実に伝達するとともに、ウェブの残留変形を許容値以下に抑えることができる。 In the weld assembled H-section steel and the method for manufacturing the weld assembled H-section steel of the present invention, the fillet weld formed by fillet welding reliably transmits the shear force acting on the web and allows residual deformation of the web. value can be reduced.

本発明の一実施形態の溶接組立Ｈ形鋼が用いられる建築物の斜視図である。1 is a perspective view of a building in which the weld assembled H-beam of one embodiment of the present invention is used; FIG. 同溶接組立Ｈ形鋼の断面図である。It is sectional drawing of the same weld assembly H-section steel. 同溶接組立Ｈ形鋼における隅肉溶接部周辺の断面の写真である。It is a photograph of a cross section around a fillet weld in the same weld assembled H-section steel. 同隅肉溶接部のサイズｓを説明する図である。It is a figure explaining the size s of the same fillet welding part. せん断力が作用した同溶接組立Ｈ形鋼が座屈している状態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the state which the same weld assembly H-section steel to which the shear force acted is buckling. ウェブの変形ｅ１を説明する図である。It is a figure explaining the deformation|transformation e1 of a web. ケースＮｏ．１の溶接組立Ｈ形鋼の写真である。Case no. 1 is a photograph of weld assembled H-section steel of No. 1; ケースＮｏ．４の溶接組立Ｈ形鋼の写真である。Case no. 4 is a photograph of weld assembled H-section steel. ケースＮｏ．１～４に対して、入熱量と、ウェブの限界許容差に対する溶接時のウェブの変形量の比率（ｅ１／△ｅ１）との関係を示す図である。Case no. 1 to 4, showing the relationship between the amount of heat input and the ratio (e1/Δe1) of the deformation amount of the web during welding to the critical tolerance of the web.

以下、本発明に係る溶接組立Ｈ形鋼の一実施形態が用いられる建築物を、図１から図９を参照しながら説明する。 Hereinafter, a building in which an embodiment of the welded assembled H-section steel according to the present invention is used will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.

〔１．溶接組立Ｈ形鋼が用いられた建築物の構成〕
図１に示すように、建築物１は、複数の柱１０と、複数の大梁１５と、小梁である溶接組立Ｈ形鋼２５等と、床スラブ３５と、を備えている。
なお、図１では、床スラブ３５を二点鎖線で示している。溶接組立Ｈ形鋼２５は、圧延Ｈ形鋼でもよい。 [1. Structure of Building Using Welded Assembled H-beam Steel]
As shown in FIG. 1 , the building 1 includes a plurality of columns 10 , a plurality of large beams 15 , small welded H-beams 25 and the like, and a floor slab 35 .
In addition, in FIG. 1, the floor slab 35 is indicated by a two-dot chain line. The weld assembled H-beam 25 may be a rolled H-beam.

柱１０は、上下方向に沿って延びている。複数の柱１０は、互いに間隔を開けて配置されている。柱１０は、鉄骨製、ＲＣ（Reinforced Concrete）製、ＳＲＣ（Steel Reinforced Concrete）製、ＣＦＴ（Concrete Filled steel Tube）製等である。
例えば、大梁１５は、Ｈ形鋼製である。大梁１５は、第１フランジ１６及び第２フランジ１７と、フランジ１６，１７を連結するウェブ１８と、を備えている。第２フランジ１７は、第１フランジ１６よりも上方に配置されている。大梁１５のウェブ１８等には、図示しないガセットプレートが溶接等により接合されている。
大梁１５は、隣り合う柱１０の間にかけ渡され、水平面に沿う方向に延びている。大梁１５の両端部は、柱１０に溶接等でそれぞれ接合されている。
なお、大梁１５は、ＲＣ製やＳＲＣ製でもよい。 The pillar 10 extends along the vertical direction. The multiple pillars 10 are spaced apart from each other. The column 10 is made of steel, RC (Reinforced Concrete), SRC (Steel Reinforced Concrete), CFT (Concrete Filled Steel Tube), or the like.
For example, the girders 15 are made of H-beam steel. The girder 15 comprises a first flange 16 and a second flange 17 and a web 18 connecting the flanges 16,17. The second flange 17 is arranged above the first flange 16 . A gusset plate (not shown) is joined to the web 18 of the girder 15 by welding or the like.
The girders 15 span between the adjacent pillars 10 and extend in a direction along the horizontal plane. Both ends of the girders 15 are joined to the columns 10 by welding or the like.
The girders 15 may be made of RC or SRC.

図１及び図２に示すように、小梁が溶接組立Ｈ形鋼２５である場合は、一対のフランジ２６，２７と、一対のフランジ２６，２７のそれぞれに、隅肉溶接部２９，３０により接合されたウェブ２８と、を備えている。以下では、一対のフランジ２６，２７の一方を、第１フランジ２６と言い、一対のフランジ２６，２７の他方を、第２フランジ２７と言う場合がある。
第２フランジ２７は、第１フランジ２６よりも上方に配置されている。
図２に示すように、隅肉溶接部２９は、第１フランジ２６とウェブ２８とを隅肉溶接により接合することで形成された溶接部である。同様に、隅肉溶接部３０は、第２フランジ２７とウェブ２８とを隅肉溶接により接合することで形成された溶接部である。 As shown in FIGS. 1 and 2, when the small beam is a welded assembled H-section steel 25, fillet welds 29 and 30 are applied to the pair of flanges 26 and 27 and the pair of flanges 26 and 27, respectively. and a spliced web 28 . Hereinafter, one of the pair of flanges 26 and 27 may be called the first flange 26 and the other of the pair of flanges 26 and 27 may be called the second flange 27 .
The second flange 27 is arranged above the first flange 26 .
As shown in FIG. 2, the fillet weld 29 is a weld formed by joining the first flange 26 and the web 28 by fillet welding. Similarly, the fillet weld 30 is a weld formed by joining the second flange 27 and the web 28 by fillet welding.

隅肉溶接部２９，３０は、フランジ２６，２７のそれぞれに対して、ウェブ２８の厚さ方向の片側のみに形成されている。すなわち、隅肉溶接部２９は、第１フランジ２６とウェブ２８とを、ウェブ２８の厚さ方向の第１側で隅肉溶接することにより形成されている。隅肉溶接部３０は、第２フランジ２７とウェブ２８とを、ウェブ２８の厚さ方向の第１側で隅肉溶接することにより形成されている。なお、隅肉溶接部３０は、第２フランジ２７とウェブ２８とを、ウェブ２８の厚さ方向における第１側とは反対側の第２側で隅肉溶接することにより形成されていてもよい。
ウェブ２８の幅厚比は、１０９以上であることが好ましい。 Fillet welds 29 and 30 are formed only on one side in the thickness direction of web 28 with respect to flanges 26 and 27, respectively. That is, the fillet weld 29 is formed by fillet welding the first flange 26 and the web 28 on the first side of the web 28 in the thickness direction. The fillet weld 30 is formed by fillet welding the second flange 27 and the web 28 on the first side of the web 28 in the thickness direction. The fillet welded portion 30 may be formed by fillet welding the second flange 27 and the web 28 on the second side opposite to the first side in the thickness direction of the web 28. .
The width-to-thickness ratio of the web 28 is preferably 109 or more.

図１に示すように、溶接組立Ｈ形鋼２５は、対向する大梁１５の間にかけ渡され、水平面に沿う方向に延びている。溶接組立Ｈ形鋼２５における材軸方向の両端部は、大梁１５のガセットプレートに、図示しない高力ボルト等により接続されている。
図示はしないが、床スラブ３５は、例えば、デッキプレートと、コンクリートと、補強鉄筋と、シアコネクタと、を備えている。
デッキプレートは、鋼板を折り曲げること等により形成されている。デッキプレートは、溶接組立Ｈ形鋼２５の第２フランジ２７上に配置されている。デッキプレートと第２フランジ２７とは、焼き抜き栓溶接等による接合部により互いに接合されている。
コンクリートは、厚さ方向が上下方向に沿う平板状に形成されている。コンクリートは、デッキプレート上に配置されている。 As shown in FIG. 1, the welded assembled H-section steel 25 spans between the opposing girders 15 and extends in a direction along the horizontal plane. Both axial ends of the welded H-section steel 25 are connected to gusset plates of the large girders 15 by high-strength bolts (not shown) or the like.
Although not shown, the floor slab 35 includes, for example, a deck plate, concrete, reinforcing bars, and shear connectors.
The deck plate is formed by bending a steel plate or the like. The deck plate is placed on the second flange 27 of the welded assembled H-beam 25 . The deck plate and the second flange 27 are joined to each other by a joining portion such as burnout plug welding.
Concrete is formed in a flat plate shape whose thickness direction extends in the vertical direction. Concrete is placed on the deck plate.

床スラブ３５は、補強鉄筋を複数備えている。複数の補強鉄筋の一部である第１鉄筋は、溶接組立Ｈ形鋼２５の材軸方向に延びている。複数の補強鉄筋の残部である第２鉄筋は、水平面に沿うとともに第１鉄筋に直交する方向に延びている。第１鉄筋及び第２鉄筋は、コンクリート内に埋設されている。
シアコネクタは、例えば、頭付きスタッドである。床スラブ３５は、シアコネクタを複数備えている。複数のシアコネクタの下端部は、溶接組立Ｈ形鋼２５の第２フランジ２７の上面に、互いに材軸方向に間隔を空けて固定されている。シアコネクタは、コンクリート内に埋設されている。 The floor slab 35 has a plurality of reinforcing bars. A first reinforcing bar, which is part of the plurality of reinforcing bars, extends in the material axial direction of the welded assembly H-section steel 25 . A second reinforcing bar, which is the remainder of the plurality of reinforcing bars, extends along the horizontal plane and in a direction orthogonal to the first reinforcing bar. The first reinforcing bar and the second reinforcing bar are embedded in concrete.
Shear connectors are, for example, headed studs. The floor slab 35 has a plurality of shear connectors. The lower ends of the plurality of shear connectors are fixed to the upper surface of the second flange 27 of the welded assembly H-section steel 25 at intervals in the material axial direction. Shear connectors are embedded in concrete.

図３に、溶接組立Ｈ形鋼２５における隅肉溶接部２９周辺の断面の写真を示す。
隅肉溶接部２９のサイズｓ（ｍｍ）は、一般社団法人日本建築学会編、「建築工事標準仕様書ＪＡＳＳ６鉄骨工事」第11版、2018年改定（以下では、ＪＡＳＳ６と略して言う）に規定されている。
具体的には、図４に示すように、第１フランジ２６の表面、ウェブ２８の表面、及び隅肉溶接部２９の表面にそれぞれ接する直角二等辺三角形２９ａを規定する。このとき、サイズｓは、直角二等辺三角形２９ａの直角を挟む辺の長さである。
隅肉溶接部３０等の溶接部についても、同様である。
なお、図４中には、隅肉溶接部２９ののど厚ｃ、脚長ｂを示している。 FIG. 3 shows a photograph of a cross section around the fillet weld 29 in the weld assembled H-section steel 25 .
The size s (mm) of the fillet weld 29 is stipulated in the Architectural Institute of Japan, "Building Standard Specifications JASS6 Steel Frame Work", 11th edition, revised in 2018 (hereinafter abbreviated as JASS6). It is
Specifically, as shown in FIG. 4, an isosceles right triangle 29a is defined that contacts the surface of the first flange 26, the surface of the web 28, and the surface of the fillet weld 29, respectively. At this time, the size s is the length of the sides sandwiching the right angle of the isosceles right triangle 29a.
The same applies to welds such as fillet welds 30 .
In addition, the throat thickness c and the leg length b of the fillet welded portion 29 are shown in FIG.

以下では、溶接組立Ｈ形鋼において、隅肉溶接部がウェブに作用するせん断力を確実に伝達するとともに、ウェブの残留変形を許容値以下に抑えるための検討を行った。その検討にあたり、本実施形態では、特開２０２１－６７８７号公報（以下、関連する先願と言う）に開示された、Ｈ形鋼にせん断力が作用してＨ形鋼が座屈するときの、Ｈ形鋼の弾性せん断座屈強度（座屈応力度）τ_ｃｒ（Ｎ／ｍｍ^２）を用いている。
以下では、弾性せん断座屈強度τ_ｃｒの概要について説明する。 In the following, in the weld assembled H-section steel, a study was conducted to ensure that the fillet welds transmit the shear force acting on the web and to suppress the residual deformation of the web to an allowable value or less. In the study, in this embodiment, when a shear force acts on the H-section steel and the H-section steel is buckled, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-6787 (hereinafter referred to as the related prior application), Elastic shear buckling strength (buckling stress) τ _cr (N/mm ² ) of H-section steel is used.
An outline of the elastic shear buckling strength τ _cr will be described below.

〔２．Ｈ形鋼の弾性せん断座屈強度〕
図５に示すように、溶接組立Ｈ形鋼２５の材軸方向に沿って、ｘ軸を規定する。ウェブ２８は、このｘ軸、及びウェブ２８の板幅方向であるｙ軸に沿って広がるとする。すなわち、フランジ２６，２７は、ウェブ２８をｙ軸方向に挟むように配置されている。ウェブ２８の板厚方向に延びる軸を、ｚ軸と規定する。
ウェブ２８におけるｙ軸に沿う方向の中心の位置を、ｙ軸の原点とする。第１フランジ２６から第２フランジ２７に向かう向きを、ｙ軸の正の向きとする。 [2. Elastic shear buckling strength of H-beam steel]
As shown in FIG. 5, the x-axis is defined along the material axial direction of the weld assembled H-section steel 25 . It is assumed that the web 28 extends along this x-axis and the y-axis, which is the sheet width direction of the web 28 . That is, the flanges 26 and 27 are arranged so as to sandwich the web 28 in the y-axis direction. The axis extending in the thickness direction of the web 28 is defined as the z-axis.
Let the position of the center of the web 28 in the direction along the y-axis be the origin of the y-axis. Let the direction from the first flange 26 to the second flange 27 be the positive direction of the y-axis.

ここで、図２に示すように、溶接組立Ｈ形鋼２５の各寸法等を規定する。
第１フランジ２６及び第２フランジ２７それぞれの厚さを、ｔ_ｆ（ｍｍ）とする。溶接組立Ｈ形鋼の幅を、Ｗ（ｍｍ）とする。第１フランジ２６及び第２フランジ２７それぞれの幅の半分の値を、ｂ_ｆ（ｍｍ）とする。このとき、幅Ｗは、２ｂ_ｆに等しい。
ウェブ２８の厚さを、ｔ_ｗ（ｍｍ）とする。溶接組立Ｈ形鋼２５のせいを、Ｈ（ｍｍ）とする。ｙ軸に沿う方向における第１フランジ２６の中心と第２フランジ２７の中心との距離をｂ_ｗ（ｍｍ）とする。ウェブ２８における溶接組立Ｈ形鋼２５の材軸方向に直交する断面積を、Ａ_ｗ（ｍｍ^２）とする。 Here, as shown in FIG. 2, each dimension of the weld assembled H-section steel 25 is defined.
Let t _f (mm) be the thickness of each of the first flange 26 and the second flange 27 . Let W (mm) be the width of the welded assembly H-section steel. A half value of each width of the first flange 26 and the second flange 27 is assumed to be b _f (mm). The width W is then equal to 2b _f .
Let t _w (mm) be the thickness of the web 28 . The thickness of the welded assembly H-section steel 25 is assumed to be H (mm). Let b _w (mm) be the distance between the center of the first flange 26 and the center of the second flange 27 in the direction along the y-axis. Let A _w (mm ² ) be the cross-sectional area of the web 28 perpendicular to the axial direction of the welded assembly H-section steel 25 .

溶接組立Ｈ形鋼２５のヤング係数を、Ｅ（Ｎ／ｍｍ^２）とする。溶接組立Ｈ形鋼２５のポアソン比を、ν（－）とする。隅肉溶接部２９，３０のせん断降伏強度を、τ_{ｙ，ｄｅｐｏ}（Ｎ／ｍｍ^２）とする。溶接組立Ｈ形鋼２５の強軸（ｚ軸）回り断面二次モーメントを、Ｉ（ｍｍ^４）とする。溶接組立Ｈ形鋼のせん断降伏強度を、τ_ｙ（Ｎ／ｍｍ^２）とする。せん断降伏強度τ_ｙは、後述する一対のフランジ及びウェブそれぞれの母材の設計基準強度をＦとしたときに、例えば（Ｆ／√３）の値に等しい。
図５に示すように、溶接組立Ｈ形鋼２５のｘ軸方向の端面２５ａにそれぞれｙ軸方向にせん断力Ｆ１が作用して、溶接組立Ｈ形鋼２５が座屈すると仮定する。
ウェブ２８のｘ軸に沿う方向の第１端に向かうに従い、ｚ軸の正の向き及びｚ軸の負の向きに交互に波状に変位するウェブ２８の、ｘ軸に沿う方向における半波長をａ（ｍｍ）とする。 Let E (N/mm ² ) be the Young's modulus of the welded assembly H-section steel 25 . The Poisson's ratio of the welded assembled H-section steel 25 is assumed to be ν(−). Let the shear yield strength of the fillet welds 29 and 30 be τ _y,depo (N/mm ² ). Let I (mm ⁴ ) be the geometrical moment of inertia about the strong axis (z-axis) of the welded H-section steel 25 . Let τ _y (N/mm ² ) be the shear yield strength of the weld assembled H-section steel. The shear yield strength _τy is equal to, for example, a value of (F/√3), where F is the design basis strength of the base material of each of a pair of flanges and webs, which will be described later.
As shown in FIG. 5, it is assumed that a shear force F1 acts in the y-axis direction on the end face 25a of the welded H-section steel 25 in the x-axis direction, and the welded H-section steel 25 buckles.
The half wavelength in the direction along the x-axis of the web 28 that is alternately wavy in the positive direction of the z-axis and the negative direction of the z-axis toward the first end of the web 28 in the direction along the x-axis is a (mm).

このとき、弾性せん断座屈強度τ_ｃｒは、（６）式から（１１）式を用いて、（１２）式による弾性せん断座屈強度τ_ｃｒに最小の正の値を与える実数であるａ_ｎ，ｂ_ｎ，λ及び半波長ａに基づいて求められる。 At this time, the elastic shear buckling strength τ _cr is a real _number that gives the minimum positive value to the elastic shear buckling strength τ _cr according to the equation (12) using the equations (6) to (11). , b _n , λ and half wavelength a.

ただし、Ｎは２以上の自然数であり、ａ_０，ａ_ｎ，ｂ_ｎ，λは未定係数である。
（１１）式の右辺は、関連する先願の（５３）式の右辺において、微小要素ｄｘ，ｄｚに対応して［］内の分母を変更している。
弾性せん断座屈強度τ_ｃｒは、溶接組立Ｈ形鋼２５におけるウェブ２８及び一対のフランジ２６，２７の連成変形を考慮して、溶接組立Ｈ形鋼２５にせん断力が作用して座屈するときの強度を精緻に求めた値である。 However, N is a natural number of 2 or more, and a ₀ , a _n , b _n , and λ are undetermined coefficients.
In the right side of the formula (11), the denominator in [ ] is changed in correspondence with the minute elements dx and dz in the right side of the related prior application's formula (53).
The elastic shear buckling strength _τcr is calculated by considering the coupled deformation of the web 28 and the pair of flanges 26 and 27 in the welded H-section steel 25, when the welded H-section steel 25 is buckled by the shear force acting on it. It is a value obtained by precisely determining the strength of

〔３．ウェブに作用するせん断力を確実に伝達できる隅肉溶接部のサイズの検討〕
発明者等は鋭意検討の結果、隅肉溶接部２９，３０のサイズｓが（１５）式から（１７）式をそれぞれ満たす場合に、隅肉溶接部２９，３０が、ウェブ２８に作用するせん断力を確実に伝達できることを見出した。 [3. Examination of the size of the fillet weld that can reliably transmit the shear force acting on the web]
As a result of intensive studies, the inventors have found that when the size s of the fillet welds 29 and 30 satisfies the equations (15) to (17), respectively, the fillet welds 29 and 30 are sheared to the web 28. It was found that force can be reliably transmitted.

ここで、（１７）式において、Ａ_ｗｅは、ウェブ２８の材軸方向に直交する有効断面積（ｍｍ^２）である。（１６）式において、Ｑ_Ｍａｘは、溶接組立Ｈ形鋼２５がせん断座屈する際に作用するせん断力（Ｎ）である。（１５）式の右辺の値は、ウェブ２８に作用するせん断力を確実に伝達するの（ウェブ２８のせん断耐力確保）に必要なウェブ２８のサイズｓ_ｒｅｑ（ｍｍ）である。
（１６）式において、ウェブ２８の断面積Ａ_ｗでなく、断面積Ａ_ｗに（τ_ｃｒ／τ_ｙ）を乗じたウェブ２８の有効断面積Ａ_ｗｅを用いることにより、ウェブ２８に作用するせん断力を確実に伝達できる隅肉溶接部２９，３０のサイズｓの範囲を、（１５）式により正確に算出することができる。 Here, in the equation (17), A _we is the effective cross-sectional area (mm ² ) of the web 28 perpendicular to the axial direction. In equation (16), Q _Max is the shear force (N) that acts when the welded H-section steel 25 undergoes shear buckling. The value of the right side of equation (15) is the size s _req (mm) of the web 28 required to reliably transmit the shearing force acting on the web 28 (ensuring the shear strength of the web 28).
In equation (16), by using the effective cross-sectional area A _we of the web 28 obtained by multiplying the cross-sectional area A _w by (τ _cr /τ _y ) instead of the cross-sectional area A _w of the web 28, the shear acting on the web 28 is The range of sizes s of the fillet welds 29 and 30 that can reliably transmit force can be accurately calculated by equation (15).

（１６）式及び（１７）式は、（１８）式のようにまとめることができる。 Equations (16) and (17) can be summarized as Equation (18).

なお、フランジ２６，２７とウェブ２８との交線に生じるせん断応力度τ_ｗ（Ｎ／ｍｍ^２）は、（２０）式で得られる。 Note that the degree of shear stress τ _w (N/mm ² ) occurring at the line of intersection between the flanges 26, 27 and the web 28 is obtained by equation (20).

〔４．実験結果〕
一対のフランジのそれぞれにウェブを隅肉溶接により接合して、溶接組立Ｈ形鋼を製造する実験を行った。
溶接には、サブマージアーク溶接（Submerged Arc Welding）を用いた。
溶接条件としては、ＪＩＳＺ３１８３：２０１２炭素鋼及び低合金鋼用サブマージアーク溶着金属の品質区分の、品質区分Ｓ５０１－Ｈの規定に基づいて行った。 [4. Experimental result〕
An experiment was conducted to manufacture a weld assembled H-section steel by joining a web to each of a pair of flanges by fillet welding.
Submerged Arc Welding was used for welding.
Welding conditions were based on JIS Z 3183:2012 quality classification of submerged arc weld metal for carbon steel and low alloy steel, quality classification S501-H.

表１に示すケースＮｏ．１～４の条件で、溶接組立Ｈ形鋼を製造した。 Case No. shown in Table 1. Welded assembled H-section steel was manufactured under conditions 1 to 4.

ケースＮｏ．１～４において、一対のフランジ及びウェブそれぞれの母材の設計基準強度Ｆは、２９５Ｎ／ｍｍ^２である。隅肉溶接部の設計基準強度は、２９５Ｎ／ｍｍ^２である。
例えば、ケースＮｏ．１では、溶接組立Ｈ形鋼の断面形状は、700×175×4.5×9.0である。すなわち、ケースＮｏ．１の溶接組立Ｈ形鋼のウェブの厚さｔ_ｗは、４．５ｍｍである。
ウェブの幅厚比は、151.6である。溶接組立Ｈ形鋼の長さＬは、7,000ｍｍである。隅肉溶接する際の入熱量は、４．４ｋＪ／ｃｍである。
入熱量が４．４ｋＪ／ｃｍの場合、電流が３３０Ａ、電圧が２９Ｖ、溶接速度が１３０ｃｍ／ｍｉｎであった。入熱量が２．７ｋＪ／ｃｍの場合、電流が２８０Ａ、電圧が２４Ｖ、溶接速度が１５０ｃｍ／ｍｉｎであった。 Case no. 1 to 4, the base material design strength F of each of the pair of flanges and web is 295 N/mm ² . The design basis strength of the fillet weld is 295 N/mm ² .
For example, case no. In 1, the cross-sectional shape of the weld assembled H-beam is 700 x 175 x 4.5 x 9.0. That is, case no. The web thickness _tw of the weld assembled H-section steel of 1 is 4.5 mm.
The width-to-thickness ratio of the web is 151.6. The length L of the weld assembled H-beam is 7,000 mm. The heat input for fillet welding is 4.4 kJ/cm.
When the heat input was 4.4 kJ/cm, the current was 330 A, the voltage was 29 V, and the welding speed was 130 cm/min. When the heat input was 2.7 kJ/cm, the current was 280 A, the voltage was 24 V, and the welding speed was 150 cm/min.

ここで、ウェブの変形ｅ１の、３断面平均による測定方法について説明する。
図６に示すように、溶接組立Ｈ形鋼２５のある断面において、ウェブ２８における、ウェブ２８の厚さ方向の撓みである、変形ｅ１を測定する。
変形ｅ１を測定する溶接組立Ｈ形鋼の断面は、以下のようである。溶接組立Ｈ形鋼を、材軸方向に４等分して、第１部分から第４部分に分ける。第１部分と第２部分との境界の断面、第２部分と第３部分との境界の断面、及び第３部分と第４部分との境界の断面の３断面において、変形ｅ１をそれぞれ測定する。測定した３つの変形ｅ１の平均値を求め、３断面平均とする。 Here, a method for measuring the deformation e1 of the web by averaging three cross sections will be described.
As shown in FIG. 6, in a section of the welded assembled H-section steel 25, the deformation e1, which is the deflection of the web 28 in the thickness direction of the web 28, is measured.
A cross-section of the welded assembled H-section steel for measuring the deformation e1 is as follows. The welded assembly H-section steel is divided into four equal parts in the axial direction to divide into the first part to the fourth part. Deformation e1 is measured in each of three cross sections: the cross section of the boundary between the first part and the second part, the cross section of the boundary of the second part and the third part, and the cross section of the boundary of the third part and the fourth part. . An average value of the measured three deformations e1 is obtained and taken as an average of three cross sections.

ケースＮｏ．１の溶接組立Ｈ形鋼の写真を、図７に示す。溶接組立Ｈ形鋼において、ウェブに、ウェブの厚さ方向に曲がるような変形が生じていることが分かる。
ケースＮｏ．４の溶接組立Ｈ形鋼の写真を、図８に示す。溶接組立Ｈ形鋼において、ウェブの前記変形が抑えられていることが分かる。 Case no. A photograph of the weld assembled H-section steel of No. 1 is shown in FIG. It can be seen that in the weld assembled H-section steel, the web is deformed to bend in the thickness direction of the web.
Case no. 4 is shown in FIG. It can be seen that said deformation of the web is suppressed in the weld assembled H-beam.

実験結果の一部を、表１中に示す。
ケースＮｏ．１の溶接組立Ｈ形鋼では、３断面平均の変形ｅ１は、６．７ｍｍであった。
ＪＡＳＳ６には、ウェブの変形の限界許容差△ｅ１は、溶接組立Ｈ形鋼のせいＨを１００で除した値、及び６ｍｍのうちの小さい方と規定されている。このため、ケースＮｏ．１における限界許容差△ｅ１は、６．０ｍｍとなる。比率（ｅ１／△ｅ１）は、（６．７／６．０）の式から、１．１１となる。
なお、ケースＮｏ．１，２，４の溶接組立Ｈ形鋼では、溶接ビードが形成されて隅肉溶接部が構成され、一対のフランジのそれぞれにウェブが隅肉溶接部により接合された。
一方で、ケースＮｏ．３の溶接組立Ｈ形鋼では、溶接ビードが形成されず、一対のフランジのそれぞれにウェブが接合されなかった。 Some of the experimental results are shown in Table 1.
Case no. In the weld assembled H-section steel No. 1, the average deformation e1 of three cross sections was 6.7 mm.
JASS 6 defines the marginal allowable deviation of web deformation Δe1 as the smaller of the value H of the weld assembled H section steel divided by 100 and 6 mm. For this reason, case no. 1 is 6.0 mm. The ratio (e1/Δe1) is 1.11 from the formula (6.7/6.0).
In addition, case no. In weld assembled H-beams 1, 2 and 4, a weld bead was formed to form a fillet weld, and the web was joined to each of a pair of flanges by the fillet weld.
On the other hand, case no. No. 3 weld-assembled H-beam did not form a weld bead and no web was joined to each of the pair of flanges.

実験結果の残部を、表２に示す。 The remainder of the experimental results are shown in Table 2.

ケースＮｏ．１の溶接組立Ｈ形鋼では、各隅肉溶接部において、サイズｓは、４．６ｍｍであった。のど厚ｃは、３．３ｍｍであった。サイズｓ_ｒｅｑは、１．９ｍｍであった。
ケースＮｏ．３ではサイズｓの値が得られず、ｓ≧ｓ_ｒｅｑの関係を満たさないが、ケースＮｏ．１，２，４ではｓ≧ｓ_ｒｅｑの関係を満たすことが分かった。ｓ≧ｓ_ｒｅｑの関係を満たす、すなわち（１５）式を満たす場合、隅肉溶接部が、ウェブに作用するせん断力を確実に伝達できる。 Case no. 1 weld assembled H-beam, the size s was 4.6 mm at each fillet weld. The throat thickness c was 3.3 mm. The size s _req was 1.9 mm.
Case no. In Case No. 3, the value of size s cannot be obtained and the relationship s≧s _req is not satisfied. It was found that 1, 2, and 4 satisfy the relationship s≧ _{s_req} . If the relationship s≧s _req is satisfied, that is, if the equation (15) is satisfied, the fillet weld can reliably transmit the shear force acting on the web.

また、隅肉溶接部のサイズｓが、ウェブの厚さｔ_ｗ未満である（ｔ_ｗ＞ｓ）ケースＮｏ．４の場合に、溶接により隅肉溶接部を形成するときの入熱量が抑制され、ウェブの残留変形を、例えばＪＡＳＳ６の限界許容差である許容値以下に抑えられることが分かった。 Also, case no. where the fillet weld size s is less than the thickness t _w of the web (t _w >s). In the case of No. 4, it was found that the amount of heat input when forming a fillet weld by welding is suppressed, and the residual deformation of the web can be suppressed below the permissible value, which is the limit tolerance of JASS6, for example.

本実施形態の課題は、隅肉溶接により形成された隅肉溶接部がウェブに作用するせん断力を確実に伝達するとともに、ウェブの残留変形を許容値以下に抑える溶接組立Ｈ形鋼を提供することである。
サイズｓが（ｔ_ｗ＞ｓ≧ｓ_ｒｅｑ）の式を満たすケースＮｏ．４が実施例となり、サイズｓが（ｔ_ｗ＞ｓ≧ｓ_ｒｅｑ）の式を満たさないケースＮｏ．１～３が比較例となることが分かった。 An object of the present embodiment is to provide a welded assembly H-section steel in which the fillet weld formed by fillet welding reliably transmits the shear force acting on the web and suppresses the residual deformation of the web to an allowable value or less. That is.
Case No. where the size s satisfies the expression (t _w >s≧s _req ). Case No. 4 is an example, and the size s does not satisfy the expression (t _w >s≧s _req ). 1 to 3 were found to be comparative examples.

ここで、表１及び表２に示したケースＮｏ．１～４の結果について、入熱量と、ウェブの限界許容差に対する溶接時のウェブの変形量の比率（ｅ１／△ｅ１）との関係を、図９に示す。図９において、横軸（ｘ軸）は入熱量（ｋＪ／ｃｍ）を表し、縦軸（ｙ軸）は比率（ｅ１／△ｅ１）（－）を表す。
断面形状が700×175×4.5×9.0であるケースＮｏ．１，４を、実線の丸印で示す。断面形状が500×150×4.5×4.5であるケースＮｏ．２を、実線の四角印で示す。
ケースＮｏ．１，４（入熱量２．７，４．４ｋＪ／ｃｍ）に対して、原点を通る累乗関数（べき関数）で近似した。近似した結果、曲線Ｌ１で示される（２０）式が得られた。
ｙ＝０．０１２ｘ^{３．０５４５} ・・（２０） Here, case No. shown in Tables 1 and 2. FIG. 9 shows the relationship between the amount of heat input and the ratio (e1/Δe1) of the amount of deformation of the web during welding to the critical tolerance of the web for results 1 to 4. In FIG. 9, the horizontal axis (x-axis) represents the heat input (kJ/cm), and the vertical axis (y-axis) represents the ratio (e1/Δe1)(−).
Case No. with a cross-sectional shape of 700×175×4.5×9.0. 1 and 4 are indicated by solid circles. Case No. with a cross-sectional shape of 500×150×4.5×4.5. 2 are indicated by solid square marks.
Case no. 1 and 4 (heat input 2.7 and 4.4 kJ/cm) were approximated by a power function passing through the origin. As a result of the approximation, the equation (20) represented by the curve L1 was obtained.
y= ^0.012x3.0545 (20)

ケースＮｏ．２に対して、（２０）式と同一の指数であって、原点を通る累乗関数で近似した。近似した結果、曲線Ｌ２で示される（２１）式が得られた。
ｙ＝０．０２７４ｘ^{３．０５４５} ・・（２１）
（２０）式において、ｙの値が１．０になるとき（ウェブの変形ｅ１が限界許容差△ｅ１に等しくなるとき）のｘの値（入熱量）は、４．３ｋＪ／ｃｍであった。
（２１）式において、ｙの値が１．０になるときのｘの値は、３．２ｋＪ／ｃｍであった。 Case no. 2 is approximated by a power function that has the same exponent as equation (20) and passes through the origin. As a result of the approximation, the equation (21) indicated by the curve L2 was obtained.
y= ^{0.0274x3.0545} (21)
In the formula (20), the value of x (heat input) when the value of y becomes 1.0 (when the deformation e1 of the web becomes equal to the limit allowable difference Δe1) was 4.3 kJ/cm. .
In the formula (21), the value of x when the value of y is 1.0 was 3.2 kJ/cm.

すなわち、前記２種類の断面形状の場合には、入熱量が３．２ｋＪ／ｃｍ以下であれば、ウェブの変形ｅ１が限界許容差△ｅ１以下になる。
ここで、本実施形態の溶接組立Ｈ形鋼の製造方法について説明する。
溶接組立Ｈ形鋼の製造方法では、一対のフランジ２６，２７のそれぞれにウェブ２８を隅肉溶接により接合して、溶接組立Ｈ形鋼２５を製造する。溶接組立Ｈ形鋼の製造方法では、それぞれの隅肉溶接における入熱量が、２．３ｋＪ／ｃｍ以上３．２ｋＪ／ｃｍ以下であることが好ましい。
溶接組立Ｈ形鋼の製造方法では、例えば、第１フランジ２６に対して、ウェブ２８の厚さ方向の両側に隅肉溶接部２９を形成する場合には、両隅肉溶接部２９を同時に形成する場合がある。この場合、両隅肉溶接部２９全体における入熱量が、２．３ｋＪ／ｃｍ以上３．２ｋＪ／ｃｍ以下であることが好ましい。
隅肉溶接部３０についても同様である。 That is, in the case of the above two types of cross-sectional shapes, if the heat input is 3.2 kJ/cm or less, the deformation e1 of the web is less than or equal to the marginal allowable difference Δe1.
Here, a method for manufacturing the welded assembled H-section steel according to the present embodiment will be described.
In the method of manufacturing the weld assembled H-section steel, the weld assembled H-section steel 25 is manufactured by joining the web 28 to each of the pair of flanges 26 and 27 by fillet welding. In the method for manufacturing the weld assembled H-section steel, the heat input in each fillet welding is preferably 2.3 kJ/cm or more and 3.2 kJ/cm or less.
In the method of manufacturing the weld assembled H-section steel, for example, when the fillet welds 29 are formed on both sides of the web 28 in the thickness direction with respect to the first flange 26, both fillet welds 29 are formed at the same time. sometimes. In this case, it is preferable that the heat input in the whole of both fillet welds 29 is 2.3 kJ/cm or more and 3.2 kJ/cm or less.
The fillet weld 30 is also the same.

以上説明したように、本実施形態の溶接組立Ｈ形鋼２５では、隅肉溶接部２９，３０のサイズｓは、ウェブ２８の厚さｔ_ｗ未満である比較的小さい値になり、溶接により隅肉溶接部２９，３０を形成するときの入熱量が抑制され、ウェブ２８の残留変形が許容値以下となる所定の範囲に抑えられる。
また、弾性せん断座屈強度τ_ｃｒは、溶接組立Ｈ形鋼２５におけるウェブ２８及び一対のフランジ２６，２７の連成変形を考慮して、溶接組立Ｈ形鋼２５にせん断力が作用して座屈するときの強度を精緻に求めた値である。従って、（１５）式から（１７）式を満たすことにより、溶接組立Ｈ形鋼２５が小梁として用いられたときに、ウェブ２８における幅方向の中央部分に前記圧縮力として作用するせん断力を確実に伝達できる、精緻に求められた隅肉溶接部２９，３０のサイズｓとなる。
以上のように、隅肉溶接部２９，３０がウェブ２８に作用するせん断力を確実に伝達するとともに、溶接組立Ｈ形鋼２５のウェブ２８の残留変形を許容値以下に抑えることができる。 As described above, in the welded assembled H-section steel 25 of the present embodiment, the size s of the fillet welds 29 and 30 is a relatively small value less than the thickness _tw of the web 28, and the corners are welded. The amount of heat input when forming the meat welds 29 and 30 is suppressed, and the residual deformation of the web 28 is suppressed within a predetermined range below the allowable value.
In addition, the elastic shear buckling strength τ _cr is determined by considering the coupled deformation of the web 28 and the pair of flanges 26 and 27 in the welded assembled H-section steel 25, and the shear force acting on the welded assembled H-section steel 25. It is a value obtained by meticulously determining the strength when bending. Therefore, by satisfying the formulas (15) to (17), when the welded assembled H-section steel 25 is used as a small beam, the shear force acting as the compressive force on the central portion of the web 28 in the width direction is The size s of the fillet welds 29, 30 is precisely determined to ensure reliable transmission.
As described above, the fillet welds 29 and 30 can reliably transmit the shearing force acting on the web 28, and the residual deformation of the web 28 of the weld assembled H-section steel 25 can be suppressed to an allowable value or less.

ウェブ２８の幅厚比が１０９以上である場合には、ウェブ２８の幅厚比が１０９以上である、比較的断面効率が高い溶接組立Ｈ形鋼２５とすることができる。
隅肉溶接部２９，３０は、フランジ２６，２７のそれぞれに対して、ウェブ２８の厚さ方向の片側のみに形成されている。このため、隅肉溶接部２９，３０を形成するための隅肉溶接を容易に行って、溶接組立Ｈ形鋼２５を製造することができる。 When the width-to-thickness ratio of the web 28 is 109 or more, the welded H-section steel 25 having a relatively high cross-sectional efficiency can be obtained.
Fillet welds 29 and 30 are formed only on one side in the thickness direction of web 28 with respect to flanges 26 and 27, respectively. Therefore, fillet welding for forming the fillet welds 29 and 30 can be easily performed to manufacture the welded assembly H-section steel 25 .

また、本実施形態の溶接組立Ｈ形鋼の製造方法では、発明者等は鋭意検討の結果、それぞれの隅肉溶接における入熱量が２．３ｋＪ／ｃｍ以上であることで、隅肉溶接により隅肉溶接部２９，３０のビードが確実に形成されて、隅肉溶接部２９，３０がウェブ２８に作用するせん断力を確実に伝達することを見出した。また、それぞれの隅肉溶接における入熱量が３．２ｋＪ／ｃｍ以下であることで、隅肉溶接するときの入熱量が抑制され、ウェブ２８の残留変形が、例えばＪＡＳＳ６の限界許容差である許容値以下となる所定の範囲に抑えられることを見出した。
従って、隅肉溶接により形成された隅肉溶接部２９，３０がウェブ２８に作用するせん断力を確実に伝達するとともに、ウェブ２８の残留変形を許容値以下に抑えることができる。
一対のフランジ２６，２７のそれぞれにウェブ２８を隅肉溶接により接合する際の、隅肉溶接部２９，３０のサイズｓ及び入熱量を適切に調節することができる。 In addition, in the method for manufacturing the weld assembled H-section steel of the present embodiment, as a result of diligent studies, the inventors have found that the heat input in each fillet welding is 2.3 kJ/cm or more, so that the corners can be welded by fillet welding. It has been found that the beading of meat welds 29 and 30 ensures that the fillet welds 29 and 30 transmit the shear forces acting on the web 28 . In addition, since the heat input for each fillet welding is 3.2 kJ / cm or less, the heat input for fillet welding is suppressed, and the residual deformation of the web 28 is, for example, the limit tolerance of JASS6. It was found that it can be suppressed within a predetermined range that is equal to or less than the value.
Therefore, the fillet welds 29 and 30 formed by fillet welding reliably transmit the shearing force acting on the web 28, and the residual deformation of the web 28 can be suppressed below the allowable value.
The size s of the fillet welds 29 and 30 and the amount of heat input when joining the web 28 to each of the pair of flanges 26 and 27 by fillet welding can be appropriately adjusted.

〔５．ウェブに作用するせん断力を確実に伝達するのに必要な隅肉溶接部のサイズ〕
ウェブに作用するせん断力を確実に伝達するのに必要な隅肉溶接部のサイズを試算した。試算した結果を、表３及び表４に示す。 [5. fillet weld size required to reliably transmit the shear forces acting on the web]
An estimate was made of the size of the fillet weld required to reliably transmit the shear forces acting on the web. The trial calculation results are shown in Tables 3 and 4.

例えば、断面形状が500×150×4.5×4.5の場合について説明する。この場合、溶接組立Ｈ形鋼２５の断面二次モーメントＩは、１．２７Ｅ＋０８（１．２７×１０^８）ｍｍ^４である。ウェブ２８の断面積Ａ_ｗは、２，２１０ｍｍ^２である。溶接組立Ｈ形鋼２５のせん断降伏強度τ_ｙは、１７０Ｎ／ｍｍ^２である。（６）式から（１２）式により、溶接組立Ｈ形鋼２５の弾性せん断座屈強度τ_ｃｒは、９４Ｎ／ｍｍ^２である。
（１７）式により、ウェブ２８の有効断面積Ａ_ｗｅは、１，２１９ｍｍ^２である。
一対のフランジ及びウェブそれぞれの母材の設計基準強度Ｆは、２９５Ｎ／ｍｍ^２である。隅肉溶接部の設計基準強度Ｆは、２９５Ｎ／ｍｍ^２である。隅肉溶接部２９，３０のせん断降伏強度τ_{ｙ，ｄｅｐｏ}は、１７０Ｎ／ｍｍ^２である。 For example, a case where the cross-sectional shape is 500×150×4.5×4.5 will be described. In this case, the geometrical moment of inertia I of the welded assembled H-section steel 25 is 1.27E+08 (1.27×10 ⁸ ) mm ⁴ . The cross-sectional area A _w of the web 28 is 2,210 mm ² . The shear yield strength τ _y of the welded assembled H-section steel 25 is 170 N/mm ² . From the formulas (6) to (12), the elastic shear buckling strength τ _cr of the welded assembled H-section steel 25 is 94 N/mm ² .
(17), the effective cross-sectional area A _we of the web 28 is 1,219 mm ² .
The base material design strength F of each of the pair of flanges and web is 295 N/mm ² . The design basis strength F of the fillet weld is 295 N/mm ² . The shear yield strength τ _y,depo of the fillet welds 29, 30 is 170 N/mm ² .

（１６）式により、溶接組立Ｈ形鋼２５のせん断力Ｑ_Ｍａｘは、３７６．３ｋＮである。（２０）式により、隅肉溶接部２９の（最大）せん断応力度τ_ｗは、１１０Ｎ／ｍｍ^２である。隅肉溶接部２９の単位せん断力Ｑ_Ｍａｘ当りのせん断応力度（τ_ｗ／Ｑ_Ｍａｘ）は、２．９２Ｅ－０４（１／ｍｍ^２）である。
隅肉溶接部２９において、溶接組立Ｈ形鋼（Ｈ形鋼部材）２５の材軸方向の単位長さ当りに作用するせん断力Ｑ_{ｗ，ｒｅｑ}は、４９５Ｎ／ｍｍ^２である。なお、せん断力Ｑ_{ｗ，ｒｅｑ}は、（最大）せん断応力度τ_ｗにウェブ２８の厚さｔ_ｗを乗じて求められる。 (16), the shear force Q _Max of the weld assembled H-section steel 25 is 376.3 kN. (20), the (maximum) shear stress _τw of the fillet weld 29 is 110 N/mm ² . The shear stress intensity (τ _w /Q _Max ) per unit shear force Q _Max of the fillet weld 29 is 2.92E-04 (1/mm ² ).
At the fillet weld 29, the shear force _Qw,req acting per unit length in the axial direction of the welded assembled H-section steel (H-section steel member) 25 is 495 N/mm ² . The shear force Q _w,req is obtained by multiplying the (maximum) shear stress degree τ _w by the thickness t _w of the web 28 .

この500×150×4.5×4.5の断面形状の溶接組立Ｈ形鋼に対して、隅肉溶接部のサイズｓを、２．２ｍｍ、２．３ｍｍ、２．４ｍｍに変化させて試算を行った。
例えば、サイズｓが２．２ｍｍの場合、のど厚ｃは、１．５ｍｍであった。隅肉溶接部２９において、溶接組立Ｈ形鋼２５の材軸方向の単位長さ当りのせん断耐力Ｑ_ｗは、２６２．３Ｎ／ｍｍである。なお、せん断耐力Ｑ_ｗは、隅肉溶接部２９のせん断降伏強度τ_{ｙ，ｄｅｐｏ}に隅肉溶接部２９ののど厚ｃを乗じて求められる。
（Ｑ_{ｗ，ｒｅｑ}／Ｑ_ｗ）の値が１以下（せん断力Ｑ_{ｗ，ｒｅｑ}がせん断耐力Ｑ_ｗ以下）であれば、ウェブに作用するせん断力を確実に伝達できる。従って、ウェブに作用するせん断力を確実に伝達できることを、検定値（Ｑ_{ｗ，ｒｅｑ}／Ｑ_ｗ）の値が１以下であることにより判断できる。この場合の検定値（Ｑ_{ｗ，ｒｅｑ}／Ｑ_ｗ）は、１．０４１であり、ウェブに作用するせん断力を、確実には伝達できないことが分かった。 Trial calculations were performed by changing the fillet weld size s to 2.2 mm, 2.3 mm, and 2.4 mm for the welded assembled H-section steel having a cross-sectional shape of 500×150×4.5×4.5.
For example, when the size s was 2.2 mm, the throat thickness c was 1.5 mm. In the fillet welded portion 29, the shear strength _Qw per unit length in the axial direction of the welded assembled H-section steel 25 is 262.3 N/mm. The shear yield strength _Qw is obtained by multiplying the shear yield strength τ _y,depo of the fillet weld 29 by the throat thickness c of the fillet weld 29 .
If the value of (Qw _,req / _Qw ) is 1 or less (the shear force Qw _,req is equal to or less than the shear strength _Qw ), the shear force acting on the web can be reliably transmitted. Therefore, it can be determined that the shear force acting on the web can be reliably transmitted by checking that the test value (Q _{w , req} /Q _w ) is 1 or less. The test value (Q _{w, req} /Q _w ) in this case was 1.041, and it was found that the shear force acting on the web could not be reliably transmitted.

500×150×4.5×4.5の断面形状の溶接組立Ｈ形鋼では、検定値が１以下になる最小のサイズｓが、２．３ｍｍであることが分かった。一方で、700×175×4.5×9.0の断面形状の溶接組立Ｈ形鋼では、検定値が１以下になる最小のサイズｓが、１．９ｍｍであることが分かった。 It was found that the minimum size s at which the test value was 1 or less was 2.3 mm for the welded assembled H-section steel with a cross-sectional shape of 500×150×4.5×4.5. On the other hand, it was found that the minimum size s at which the test value was 1 or less was 1.9 mm for the welded assembled H-section steel with a cross-sectional shape of 700 x 175 x 4.5 x 9.0.

〔６．隅肉溶接部のサイズの必要値とウェブの厚さとの比率〕
前記比率を、ウェブ２８の厚さｔ_ｗに対する隅肉溶接部２９，３０のサイズｓの比率（ｓ／ｔ_ｗ。以下、サイズ厚比と言う）を用いて検討する。
ウェブ２８の残留変形を許容値以下に抑える（変形抑制）に必要な隅肉溶接部２９，３０のサイズｓの上限値は、前記のように隅肉溶接部２９，３０のサイズｓが、ウェブの厚さｔ_ｗ未満であることから、サイズ厚比に関して、（２４）式のように求められる。
・ｓ／ｔ_ｗ＝４．５／４．５＝１．０・・（２４） [6. Ratio between the required value of fillet weld size and web thickness]
The ratio is examined using the ratio of the size s of the fillet welds 29 and 30 to the thickness _tw of the web 28 (s/ _tw , hereinafter referred to as the size-thickness ratio).
The upper limit of the size s of the fillet welds 29 and 30 required to keep the residual deformation of the web 28 below the allowable value (deformation suppression) is, as described above, the size s of the fillet welds 29 and 30 Since the thickness t is less than _w , the size-thickness ratio can be obtained as in equation (24).
・s/ _tw =4.5/4.5=1.0 (24)

隅肉溶接部２９，３０がウェブ２８に作用するせん断力を確実に伝達するため（ウェブのせん断力確保）に必要な隅肉溶接部２９，３０のサイズｓ（サイズ厚比）の下限値は、〔５．〕の結果に基づいて、溶接組立Ｈ形鋼２５の断面形状に応じて（２５）式及び（２６）式のように求められる。
・断面形状が700×175×4.5×9.0の場合、
ｓ／ｔ_ｗ＝１．９／４．５＝０．４２・・（２５）
・断面形状が500×150×4.5×4.5の場合、
ｓ／ｔ_ｗ＝２．３／４．５＝０．５１・・（２６） The lower limit of the size s (size-thickness ratio) of the fillet welds 29 and 30 required for the fillet welds 29 and 30 to reliably transmit the shear force acting on the web 28 (to secure the shear force of the web) is , [5. ], according to the cross-sectional shape of the welded assembly H-section steel 25, it is obtained by the formulas (25) and (26).
・When the cross-sectional shape is 700×175×4.5×9.0,
s/ _tw =1.9/4.5=0.42 (25)
・When the cross-sectional shape is 500 x 150 x 4.5 x 4.5,
s/ _tw =2.3/4.5=0.51 (26)

すなわち、前記複数の断面形状に対して、サイズ厚比が、０．５１以上１．０未満であれば、前記残留変形及びせん断力について望まれている要件を満たすことが分かった。 That is, it has been found that the desired requirements for the residual deformation and shear force are satisfied if the size-thickness ratio is 0.51 or more and less than 1.0 for the plurality of cross-sectional shapes.

本実施形態の溶接組立Ｈ形鋼２５では、発明者等は鋭意検討の結果、サイズ厚比が０．５１以上の場合に、隅肉溶接部２９，３０のビードが確実に形成されて、隅肉溶接部２９，３０がウェブ２８に作用するせん断力を確実に伝達することを見出した。また、サイズ厚比が１．０未満の場合に、溶接により隅肉溶接部２９，３０を形成するときの入熱量が、ウェブ２８の残留変形が許容値以下となる所定の範囲に抑えられることを見出した。
従って、溶接組立Ｈ形鋼において、サイズ厚比を０．５１以上１．０未満とすることにより、隅肉溶接部２９，３０がウェブ２８に作用するせん断力を確実に伝達するとともに、溶接組立Ｈ形鋼のウェブ２８の残留変形を許容値以下に抑えることができる。 In the welded H-section steel 25 of the present embodiment, as a result of extensive studies by the inventors, when the size-thickness ratio is 0.51 or more, the beads of the fillet welds 29 and 30 are reliably formed, We have found that the meat welds 29 and 30 reliably transmit the shear forces acting on the web 28 . Also, when the size-thickness ratio is less than 1.0, the amount of heat input when forming the fillet welds 29 and 30 by welding is suppressed within a predetermined range in which the residual deformation of the web 28 is equal to or less than the allowable value. I found
Therefore, by setting the size-thickness ratio to be 0.51 or more and less than 1.0 in the weld-assembled H-section steel, the fillet welds 29 and 30 reliably transmit the shear force acting on the web 28, Residual deformation of the H-section steel web 28 can be suppressed below an allowable value.

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、隅肉溶接部２９は、第１フランジ２６に対してウェブ２８の厚さ方向の両側に形成されていてもよい。また、隅肉溶接部３０は、第２フランジ２７に対してウェブ２８の厚さ方向の両側に形成されていてもよい。
溶接組立Ｈ形鋼２５において、ウェブ２８の幅厚比は１０９未満であってもよい。
溶接組立Ｈ形鋼は、大梁として用いられてもよい。 As described above, one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and the configuration can be changed, combined, or deleted without departing from the scope of the present invention. etc. are also included.
For example, in the above embodiment, the fillet welds 29 may be formed on both sides of the web 28 in the thickness direction with respect to the first flange 26 . Also, the fillet welds 30 may be formed on both sides of the web 28 in the thickness direction with respect to the second flange 27 .
In the welded assembled H-beam 25, the width-to-thickness ratio of the web 28 may be less than 109.
Weld-assembled H-beams may be used as girders.

２５溶接組立Ｈ形鋼
２６フランジ（第１フランジ）
２７フランジ（第２フランジ）
２８ウェブ
２９，３０隅肉溶接部 25 Welded assembled H-section steel 26 Flange (first flange)
27 flange (second flange)
28 web 29, 30 fillet weld

Claims

a pair of flanges;
a web joined to each of said pair of flanges by a fillet weld;
A weld assembled H-beam comprising:
The size s (mm) of the fillet weld is less than the thickness of the web,
A welded assembled H-section steel in which the size s satisfies the formulas (1) and (2).
However, τ _{y, depo} is the shear yield strength (N/mm ² ) of the fillet weld, I is the geometrical moment of inertia around the strong axis of the welded H-section steel (mm ⁴ ), and H is is the thickness of the weld assembled H-beam (mm), t _f is the thickness of the flange (mm), W is the width of the weld assembled H-beam (mm), and τ _cr is the weld assembled It is the elastic shear buckling strength (N/mm ² ) of the H-section steel, and _Aw is the cross-sectional area (mm ² ) perpendicular to the axial direction of the welded assembly H-section steel in the web.

a pair of flanges;
a web joined to each of said pair of flanges by a fillet weld;
A weld assembled H-beam comprising:
A weld assembled H-section steel, wherein the ratio of the size of the fillet weld to the thickness of the web is 0.51 or more and less than 1.0.

The welded assembled H-section steel according to claim 1 or 2, wherein the web has a width-to-thickness ratio of 109 or more.

The welded assembled H-section steel according to any one of claims 1 to 3, wherein the fillet weld is formed only on one side in the thickness direction of the web for each of the pair of flanges. .

A method for manufacturing a weld assembled H-section steel by joining a web to each of a pair of flanges by fillet welding to manufacture a weld assembled H-section steel,
A method for manufacturing a weld assembled H-section steel, wherein the heat input in each fillet weld is 2.3 kJ/cm or more and 3.2 kJ/cm or less.