JP2593743B2 - 建築、土木等に於ける傾きをもったスタッドコネクターの接合方法と傾斜型フェルール - Google Patents

建築、土木等に於ける傾きをもったスタッドコネクターの接合方法と傾斜型フェルール

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JP2593743B2
JP2593743B2 JP2415425A JP41542590A JP2593743B2 JP 2593743 B2 JP2593743 B2 JP 2593743B2 JP 2415425 A JP2415425 A JP 2415425A JP 41542590 A JP41542590 A JP 41542590A JP 2593743 B2 JP2593743 B2 JP 2593743B2
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弘 照沼
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は建築、土木等に於いて鉄
骨、鋼板等の金属母材の鉛直線に対しスタッドを斜めに
アークスタッド方式により接合したスタッドコネクター
の接合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来に於いては鉄骨、鋼板等の金属母材
にア−クスタッド方式により各種のスタッドを接合する
には必ず金属母材に対して90度の直角に接合してい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 上記した従来技術
に於いてはスタッドコネクタ−が金属母材に対して90
度即ち直角に接合されるためスタッドコネクタ−のせん
断耐力に問題があった。しかして、本発明はこのせん断
耐力を向上せしめようとする点に最大の目的がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】 本発明の
原理的説明
【0005】 鉛直線Nから角θの傾きをもつたスタ
ッドコネクタ−Sのせん断耐力は、直接コンクリ−トの
支圧に関する耐力qbとスタッドコネクタ−の引張耐力
に直接的に関与する耐力qtの累加によって与えられる
と仮定すると、スタッドコネクタ−のせん断耐力qu
は、
【0006】
【数1】
【0007】 として表わすことができる。 ここに、sca:スタッドコネクタ−の軸断面積 scσy:スタッドコネクタ−の引張降伏応力度 Fc:コンクリ−トの圧縮強度 Ec:コンクリ−トのヤング係数 θ:スタッドコネクタ−の鉛直線Nとのなす角度 α:コンクリ−トの支圧耐力に係わる係数 β:スタッドコネクタ−の引張耐力に係わる係数 (図1参照)
【0008】 せん断耐力を最大とする角度θoは数1
より、
【数2】 として求めると、
【0009】
【数3】 として与えられる。せん断耐力の最大値quoは、数3
で求められたθ=θoに対するせん断耐力によって与え
られ、
【0010】
【数4】 で与えられる。
【0011】前述した数1、数3、数4に基ずく検討結
果を図2に示す。この図2の縦軸はスタッドコネクタ−
のせん断耐力を、横軸はスタッドコネクタ−の鉛直線N
との成す角度を各々表わす。しかして、この図2より下
記の事項が判明した。即ち、数3で、最大のせん断耐力
が得られる。従って、従来の如く水平面対し、90度の
直角に接合されたスタッドコネクタ−よりも鉛直線Nに
対し角θの傾きを与えた方が、より大きなせん断耐力が
得られる。
【0012】換言すれば、同じせん断耐力を与える場合
には本発明ではスタッドコネクタ−の軸断面積scaを
小さくすることができる。その軸断面積scaの低減率
をλとすると、λは、
【数5】 とすることができる。
【0013】 第1実施例(図3〜図7) 先ず、スタッドコネクタ−Sの種類の一例を挙げる。1
はスタッドコネクタ−Sの中の1つの種類である頭付き
スタッドで金属母材Pの鉛直線Nに対し角θの傾斜をも
ってア−クスタッド溶接2してある。3は頭付き異形棒
鋼スタッド、4は異形棒鋼スタッド、図6の異形棒鋼ス
タッド4Aは直径Dに対し40Dの長さを有するもので
ある。5は折曲部付き異形棒鋼スタッドである。6は溶
接先端部である。
【0014】上記の如く種々の形状のスタッドコネクタ
−Sが存在し、特に、異形のスタッドコネクタ−Sはコ
ンクリ−トとの食い付きが良いものである。前記した溶
接先端部6を金属母材Pの水平面Lに当接せしめてア−
クスタッド溶接2することによりスタッドコネクタ−S
は金属母材Pの鉛直線Nに対し角θの傾きをもって接合
せしめられることとなる。
【0015】 本発明の基本構想は本実施例で明らかな
如く、このスタッドコネクターSを所定の最適な角θで
傾斜接合した点にあり、角θは10度〜60度の範囲が
望ましく、10度以下であると従来技術の如くせん断耐
力に問題が生ずる。又、60度以上であるとせん断耐力
が非常に弱くなり、又スタッドとしての本来の実用に供
し難くなる。そして本発明では、スタッドコネクターS
を金属母材Pの鉛直線Nに対し角θの傾きをもってアー
クスタッド溶接するために、図22、図23に示すよう
に傾斜型フェルール19の斜め開口部19Aのセンター
Cを鉛直線Nに対し前記角θと同一の傾きをもって形成
した傾斜型フェルールを用いたことを特徴とする。
【0016】第2実施例(図8〜図9) 本実施例の特徴は複数本の異形棒鋼スタッド4又は頭付
き異形棒鋼スタッド3を一直線上であって左半分を時計
向きに角θをもって傾斜接合し、右半分を反時計方向に
角θをもって傾斜接合した点にある。
【0017】第3実施例(図10) 本実施例の特徴は、複数本の異形棒鋼スタッド4を前側
の直線上と後側の直線上に配列し、前側の直線上に配列
した異形棒鋼スタッド4は時計方向に角θをもって傾斜
接合し、後側の直線上に配列した異形棒鋼スタッド4は
反時計方向に角θをもって傾斜接合せしめ且つ前側の異
形棒鋼スタッド4、4間に後側の異形棒鋼スタッド4が
位置すべく成した点にある。
【0018】第4の実施例(図11〜図12) 本実施例は異形棒鋼スタッド4を鉄骨骨組7のフランジ
部8に角θをもってア−クスタッド溶接2により傾斜接
合した柱あるいは梁である周辺骨組9の該異形棒鋼スタ
ッド4の突出部分10を、鉄筋コンクリ−ト造りの耐震
壁11の断面領域内に適宜の挿入距離でもって埋設した
処の鉄筋コンクリ−ト造耐震壁とその周辺骨組との接合
構造である。
【0019】前記した周辺骨組9は鉄骨骨組7の周囲に
鉄筋を配し、その上で型枠(図示せず)を組みコンクリ
−ト12を打ち込んで形成する。前記鉄骨骨組7はウェ
ブ8Aとフランジ8Bとを有するH型鋼材(金属母材
P)を主体として組み合わせ一体的に加工構成したもの
である。
【0020】13は鉄骨骨組7の周囲に配設した主筋で
あり、該主筋3の周囲にはフ−プ筋14(帯筋)を捲装
せしめてある。
【0021】前記した耐震壁11は耐震用の主筋15の
廻りに壁筋16を配設固定せしめて後、コンクリ−ト1
2を打ち込んで形成してある。前記周辺骨組9に角θで
もって傾斜せしめて溶植した異形棒鋼スタッド4のコン
クリ−ト12から外方へ突出した突出部分10は、前記
鉄筋コンクリ−ト造の耐震壁11に於ける断面内に二重
に配筋された一対の壁筋16の間に、設計で定める長さ
以上に挿入埋設せしめてある。17は補強筋、18はは
しご筋である。
【0022】第5実施例(図13) 本実施例の特徴は鉄骨骨組7を断面正方枠形状にした点
にある。
【0023】第6実施例(図14) 本実施例の特徴は鉄骨骨組7を断面I形状にした点にあ
る。
【0024】第7実施例(図15) 本実施例の特徴は鉄骨骨組7を断面円環状にした点にあ
る。
【0025】第8の実施例(図16) 本実施例の特徴は鉄骨骨組7のウェブ8Aより異形棒鋼
スタッド4を角θで斜めに接合して張出した点にある。
【0026】第9実施例(図17) 本実施例の特徴は鉄骨骨組7のフランジ8Bより一対の
異形棒鋼スタッド4を角θの傾斜をもって且つ角γの広
がりで接合張出せしめた点にある。
【0027】第10実施例(図18) 本実施例は鉄骨骨組7が断面正方形の環状枠であり、そ
の他は第9実施例と同じである。
【0028】第11実施例(図19) 本実施例はコンクリ−ト床Qを対象としたものであり、
鉄骨骨組7のフランジ8Bより一対の異形棒鋼スタッド
4を角θの傾斜をもって、且つ角γの広がりで接合張出
せしめた点にある。
【0029】第12実施例(図20ないし図24) 本実施例はスタッドコネクタ−Sを傾斜型フェル−ル1
9を使用して金属母材Pに溶接する例を示したものであ
る。20はア−ク放電のための電極子である。図20な
いし図23に示した傾斜型フェル−ル19はスタッドコ
ネクタ−Sを斜めにア−ク溶接するために作られたもの
であり、斜め開口部19Aのセンタ−Cを鉛直線Nに対
し角θの傾きをもって作ってある。この角θは10度な
いし60度である。又、傾斜して溶接するために溶接先
端部6の形状に工夫をして図22ないし図23に示す如
く電極子20が金属母材Pに垂直になるように成してあ
る。
【0030】
【発明の効果】 しかして、本発明では特にスタッドコ
ネクターを金属母材の鉛直線Nに対し角θの傾きをもっ
てアークスタッド溶接により接合したので従来技術に比
し、より大きなせん断耐力を得ることが出来た。そして
特に本発明では、スタッドコネクターを金属母材に溶接
するのに傾斜型フェルールを用いて溶接するから、従来
困難とされたスタッドコネクターの金属母材への傾斜溶
接を容易になし得たものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的斜視図である。
【図2】縦軸にスタッドコネクタ−のせん断耐力を、横
軸にスタッドコネクタ−の鉛直線Nとの成す角度を各々
採ってある。
【図3】 頭付きスタッ
ドを金属母材の鉛直線Nに対し角θの傾きをもって溶接
接合した正面図である。
【図4】頭付き異形棒鋼スタッドを金属母材の鉛直線N
に対し角θの傾きをもって溶接接合した正面図である。
【図5】異形棒鋼スタッドを金属母材の鉛直線Nに対し
角θの傾きをもって溶接接合した正面図である。
【図6】40Dの異形棒鋼スタッドを金属母材の鉛直線
Nに対し角θの傾きをもって溶接接合した正面図であ
る。
【図7】折曲部付き異形棒鋼スタッドを金属母材の鉛直
線Nに対し角θの傾きをもって溶接接合した正面図であ
る。
【図8】異形棒鋼スタッドの溶接使用例を示す斜視図で
ある。
【図9】頭付き異形棒鋼スタッドの溶接使用例を示す斜
視図である。
【図10】異形棒鋼スタッドの他の溶接使用例を示す斜
視図である。
【図11】本発明を利用した鉄筋コンクリ−ト造耐震壁
とその周辺骨組との接合関係を示す要部の斜視図であ
る。
【図12】 図11の要部の横断平面図である。
【図13】本発明に係わる第5実施例の横断平面図であ
る。
【図14】本発明に係わる第6実施例の横断平面図であ
る。
【図15】本発明に係わる第7実施例の横断平面図であ
る。
【図16】 本発明に係わる第8実施例の横
断平面図である。
【図17】 本発明に係わる第9実施例
の横断平面図である。
【図18】本発明に係わる第10実施例の横断平面図で
ある。
【図19】 本発明に係わる第11実施例の横
断平面図である。
【図20】スタッドコネクタ−と傾斜型フェル−ルと金
属母材との関係を示す側面図である。
【図21】スタッドコネクタ−と傾斜型フェル−ルと金
属母材との関係を示す他の実施例の側面図である。
【図22】スタツドコネクタ−と傾斜型フェル−ルと金
属母材との関係を示す更に他の実施例を示す側面図であ
る。
【図23】スタッドコネクタ−と傾斜型フェル−ルと金
属母材との関係を示す更に別の実施例を示す側面図であ
る。
【図24】スタッドコネクタ−の溶接後の状態を示す側
面図である。
【符号の説明】
S スタッドコネクタ− P 金属母材 θ 角 γ 角 4 異形棒鋼スタッド 19 傾斜型フェル−ル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三好 栄二 東京都港区愛宕1丁目2番2号 日本ス タッドウェルディング株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−203539(JP,A) 実開 昭61−198311(JP,U) 実開 昭59−182503(JP,U) 実公 昭52−3378(JP,Y2) 実公 昭50−15689(JP,Y1) 実公 昭47−18212(JP,Y1) 実公 昭38−1280(JP,Y1)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スタッドコネクターSを金属母材Pの鉛
    直線Nに対し角θの傾きをもってアークスタッド溶接す
    るために、傾斜型フェルール19の斜め開口部19Aの
    センターCを鉛直線Nに対し前記角θと同一の傾きをも
    って形成した傾斜型フェルールを用い、スタッドコネク
    ターSを金属母材Pの鉛直線Nに対し角θの傾きをもっ
    てアークスタッド溶接により接合せしめた建築、土木等
    に於ける傾きをもったスタッドコネクターの接合方法。
  2. 【請求項2】 前記角θが10度ないし60度の範囲で
    ある請求項1記載の建築、土木等に於ける傾きをもった
    スタッドコネクターの接合方法
  3. 【請求項3】 前記スタッドコネクターSが頭付きスタ
    ッド、頭付き異形棒鋼スタッド、異形棒鋼スタッド、折
    曲部付き異形棒鋼スタッド等である請求項1又は請求項
    2記載の建築、土木等に於ける傾きをもったスタッドコ
    ネクターの接合方法
  4. 【請求項4】 スタッドコネクターSを金属母材Pの鉛
    直線Nに対し角θの傾きをもってアークスタッド溶接す
    るために、傾斜型フェルール19の斜め開口部19Aの
    センターCを鉛直線Nに対し前記角θと同一の傾きをも
    って形成した傾斜型フェルールを用い、スタッドコネク
    ターSを金属母材Pの鉛直線Nに対し角θの傾きをもっ
    てアークスタッド溶接により接合せしめ、前記スタッド
    コネクターSを少なくとも複数本一直線上であって、左
    半分を時計方向に角θをもって傾斜接合し、右半分を反
    時計方向に角θをもって傾斜接合した建築、土木等に於
    ける傾きをもったスタッドコネクターの接合方法
  5. 【請求項5】 スタッドコネクターSを金属母材Pの鉛
    直線Nに対し角θの傾きをもってアークスタッド溶接す
    るために、傾斜型フェルール19の斜め開口部19Aの
    センターCを鉛直線Nに対し前記角θと同一の傾きをも
    って形成した傾斜型フェルールを用い、スタッドコネク
    ターSを金属母材Pの鉛直線Nに対し角θの傾きをもっ
    てアークスタッド溶接により接合せしめ、複数本のスタ
    ッドコネクターSを少なくとも前側の直線上と後側の直
    線上に各々配列し、前側の直線上に配列したスタッドコ
    ネクターSは時計方向に角θをもって傾斜接合し、後側
    の直線上に配列したスタッドコネクターSは反時計方向
    に角θをもって傾斜接合せしめ且つ前側のスタッドコネ
    クターS間に後側のスタッドコネクターSが位置すべく
    成した建築、土木等に於ける傾きをもったスタッドコネ
    クターの接合方法
  6. 【請求項6】 スタッドコネクターSを金属母材Pの鉛
    直線Nに対し角θの傾きをもってアークスタッド溶接す
    るために、傾斜型フェルール19の斜め開口部19Aの
    センターCを鉛直線Nに対し前記角θと同一の傾きをも
    って形成した傾斜型フェルールを用い、スタッドコネク
    ターSを金属母材Pの鉛直線Nに対し角θの傾きをもっ
    てアークスタッド溶接により接合せしめ、周辺骨組9の
    一部を構成するところの鉄骨骨組7にスタッドコネクタ
    ーSを角θの傾きをもってアークスタット溶接2により
    接合し、その突出部分10を耐震壁11内に突出せしめ
    た建築、土木等に於ける傾きをもったスタッドコネクタ
    ーの接合方法
  7. 【請求項7】 スタッドコネクターSを金属母材Pの鉛
    直線Nに対し角θの傾きをもってアークスタッド溶接す
    るために、傾斜型フェルール19の斜め開口部19Aの
    センターCを鉛直線Nに対し前記角θと同一の傾きをも
    って形成した傾斜型フェルールを用い、スタッドコネク
    ターSを金属母材Pの鉛直線Nに対し角θの傾きをもっ
    てアークスタッド溶接により接合せしめ、鉄骨骨組7に
    スタッドコネクターSを角θの傾きをもってアークスタ
    ッド溶接2により接合し、その突出部分10をコンクリ
    ート床Q内に突出せしめた建築、土木等に於ける傾きを
    もったスタッドコネクターの接合方法
  8. 【請求項8】 スタッドコネクターSを金属母材Pの鉛
    直線Nに対し角θの傾きをもってアークスタッド溶接す
    るために、傾斜型フェルール19の斜め開口部19Aの
    センターCを鉛直線Nに対し前記角θと同一の傾きをも
    って形成した傾斜型フェルール。
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