JP3356128B2 - ダイアフラム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨構造物を形成
する柱部材と梁部材との接合部分に使用されるダイアフ
ラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄骨構造物の柱部材に用いら
れる角形鋼管と、梁部材に用いられるＨ形鋼との接合部
分では、図１０に示すようなダイアフラム９０が使用さ
れている。ダイアフラム９０は、鋼管柱９１が貫通可能
な角形リング状の接合部材９２と、接合部材９２の外周
に連接された複数の梁連結用部材９３とで構成されてい
る。

【０００３】鋼管柱９１の外周にダイアフラム９０を装
着し、鋼管柱９１の外周と、外ダイアフラム９０の接合
部材９２とを溶接部９４で接合し、梁連結用部材９３に
梁部材のフランジを接合することによって、鋼管柱９１
と梁部材とを固定する。

【０００４】このようなダイアフラム９０を使用するこ
とにより、鋼管柱９１を切断することなく、鋼管柱９１
と梁部材との接合を行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のダイアフラム９
０においては、鋼管柱９１の外周と、ダイアフラム９０
の接合部材９２とを溶接部９４で接合するため、接合部
材９２の内周縁に予め溶接用開先９５が形成されてい
る。

【０００６】しかし、この溶接用開先９５は底部に向か
って傾斜した形状であるため、溶接作業性が悪いだけで
なく、溶接中、その深い部分まで溶接アークが十分に届
かず、溶け込み不足などによって溶接欠陥を生ずる可能
性が高い。

【０００７】溶接部９４に欠陥が存在すると、ダイアフ
ラム９０と鋼管柱９１との接合強度が大きく低下し、大
きな荷重が加わったとき、亀裂や破断の発生源となるお
それがある。

【０００８】本発明が解決しようとする課題は、柱部材
との溶接作業性が良好で、強度および信頼性の高い溶接
接合部を形成することができるダイアフラムを提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のダイアフラムは、柱部材と梁部材との接合
部分に使用されるものであって、柱部材の外周に装着可
能なリング状の接合部材と、接合部材の外周に連接され
た梁連結用部材とを備え、接合部材の内周縁の直線部分
のみに柱部材外周との溶接用開先を形成し、溶接用開先
の底面に平坦部を設け、梁連結用部材の両側縁部分に、
基端部分から先端部分に向かって徐々に板厚を薄くした
斜面状の補強部を形成したことを特徴とする。

【００１０】このような構成とすることにより、溶接開
先の深い部分まで十分に溶接アークがに届くようになる
ため、溶接作業性が良好となり、溶接欠陥も発生せず、
強度および信頼性の高い溶接接合部を形成することがで
きる。

【００１１】溶接用開先の両端内周面を曲面とすること
により、溶接部の始端、終端における溶接欠陥の発生を
防止することができ、溶接部の信頼性がさらに向上す
る。

【００１２】溶接用開先を、接合部材の内周縁の直線部
分のみに形成することにより、角形鋼管にダイアフラム
を装着する場合、角形鋼管の製造工程に起因する残留応
力が多い外周コーナー部分を避けて外周平面部分のみに
溶接することが可能となるため、溶接入熱による角形鋼
管の外周コーナー部分の材質劣化を防止することができ
る。

【００１３】梁連結用部材の上面と、接合部材の上面と
を略同一面とすることにより、ダイアフラムを柱部材の
上端部分に装着したとき、ダイアフラムの一部が柱部材
の上端面から上に突出することがなくなるため、他の構
造部材などとの干渉をなくすことができ、施工性が向上
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は第１実施形態のダイアフ
ラムを示す平面図、図２は同正面図、図３は図１のＡ−
Ａ線断面図、図４は図３の一部拡大図である。

【００１５】ダイアフラム１０は、角形鋼管を素材とす
る柱部材１１が貫通可能なリング状の接合部材１２と、
接合部材１２の外周に連接された板状の梁連結用部材１
３とで構成され、梁連結用部材１３は接合部材１２の中
心から外に向かって徐々に狭幅したテーパ形状をしてい
る。

【００１６】梁連結用部材１３の厚さは、接合部材１２
の柱部材１１長手方向の寸法より小であるが、梁連結用
部材１３の両側縁部分には、基端部分から先端部分に向
かって徐々に板厚を薄くした斜面状の補強部１４が形成
されている。

【００１７】接合部材１２の上下面の内周縁の直線状部
分には、柱部材１１と接合するための溶接用開先１６が
形成されている。溶接用開先１６は滑らかな凹曲面で形
成され、その底面には平坦部１６ａが設けられている。
また、溶接用開先１６の両端内周面には曲面部１６ｂが
設けられている。

【００１８】ここで、図５を参照して、柱部材１１に対
するダイアフラム１０の装着方法について説明する。図
５に示すように、ダイアフラム１０の接合部材１２に柱
部材１１を挿通させ、柱部材１１の外周面と溶接用開先
１６との間に溶接を施すと、ダイアフラム１０は溶接部
１７によって柱部材１１の外周に固定される。

【００１９】この場合、溶接用開先１６は接合部材１２
の内周縁の直線状部分のみに形成されているため、溶接
部１７は、柱部材１１の外周と、ダイアフラム１０の接
合部材１２の内周とが直線状に対向する部分のみに施工
される。そして、柱部材１１の外周コーナー部と、接合
部材１２の内周コーナー部との対向部分は溶接されず、
空隙１８が設けられている（図１参照）。

【００２０】空隙１８が設けられている理由は、角形鋼
管の製造工程に起因する残留応力が柱部材１１の外周コ
ーナー部に比較的多く存在するため、このようなコーナ
ー部を溶接すると材質が劣化して強度低下が発生しやす
く、これを回避するためである。

【００２１】溶接用開先１６の底面には平坦部１６ａが
設けられているため、溶接の際、その深い部分まで十分
に溶接アークが届き、溶接作業性が良好で、溶接欠陥も
発生せず、強度および信頼性の高い溶接部１７を形成す
ることができる。

【００２２】また、溶接用開先１６の両端内周面に曲面
部１６ｂが設けられているため、溶接金属が十分に行き
わたって、溶接部１７の始端、終端における溶接欠陥の
発生を防止することができ、溶接部１７の信頼性向上が
図られる。

【００２３】２つのダイアフラム１０を上下方向に所定
間隔をおいて柱部材１１の外周に装着した後、図５に示
すように、ダイアフラム１０の梁連結用部材１３の先端
に、それぞれ梁部材１５のフランジ１５ａを溶接するこ
とによって、柱部材１１と梁部材１５とを接合する。

【００２４】なお、本実施形態のダイアフラム１０は、
接合部材１２の周囲に３つの梁連結用部材１３を備えて
いるが、これに限定するものではなく、柱部材１１に接
合する梁部材１５の本数に対応させて、梁連結用部材１
３の個数を１〜２つあるいは４つ以上とすることが可能
である。

【００２５】次に、図６〜９を参照して、本発明の第２
実施形態について説明する。図６は第２実施形態のダイ
アフラムを示す平面図、図７は同正面図、図８は図６の
Ｂ−Ｂ線断面図、図９は図６のダイアフラムを柱部材に
装着した状態を示す斜視図である。

【００２６】ダイアフラム２０は、ダイアフラム１０と
同様、角形鋼管を素材とする柱部材１１が貫通可能なリ
ング状の接合部材２２と、接合部材２２の外周に連接さ
れた板状の梁連結用部材２３とで構成され、梁連結用部
材２３は接合部材２２の中心から外に向かって徐々に狭
幅したテーパ形状をしている。

【００２７】梁連結用部材２３の厚さは、接合部材２２
の柱部材１１長手方向の寸法より小であり、梁連結用部
材２３の上面は接合部材２２の上面と同一面をなしてい
る。また、梁連結用部材２３の下面の両側縁部分には、
基端部分から先端部分に向かって徐々に板厚を薄くした
斜面状の補強部２４が形成されている。

【００２８】接合部材２２の上下面の内周縁の直線状部
分には、柱部材１１と接合するための溶接用開先２６が
形成されている。溶接用開先２６は滑らかな凹曲面で形
成され、その底面には平坦部２６ａが設けられている。
また、溶接用開先１６の両端内周面には曲面部２６ｂが
設けられている。

【００２９】図９に示すように、ダイアフラム１０を前
述した手順で柱部材１１の外周に接合した後、柱部材１
１の上端１１ａに、ダイアフラム２０の接合部材２２を
装着し、柱部材１１の外周面と溶接用開先２６との間に
溶接を施すことにより、ダイアフラム２０は溶接部２７
によって柱部材１１の外周に固定される。

【００３０】この場合、溶接用開先２６は接合部材２２
の内周縁の直線状部分のみに形成されているため、溶接
部２７は、柱部材１１の上端１１ａの外周と、ダイアフ
ラム２０の接合部材２２の内周とが直線状に対向する部
分のみに施工され、柱部材１１の上端１１ａの外周コー
ナー部と、接合部材２２の内周コーナー部との対向部分
は溶接されず、空隙２８が設けられている。空隙２８を
設けている理由などは第１実施形態の場合と同じであ
る。

【００３１】この後、梁部材１５の上下フランジ１５ａ
をそれぞれダイアフラム１０，２０の梁連結用部材１
３，２３の先端に溶接することにより、柱部材１１と梁
部材１５とを接合することができる。

【００３２】ダイアフラム２０では、梁連結用部材２３
の上面と、接合部材２２の上面とが同一面をなしている
ため、柱部材１１の上端部分に装着したとき、ダイアフ
ラム２０の一部が柱部材１１の上端面から上に突出する
ことがない。したがって、鉄骨構造物の最上部などにお
いて柱部材１１と梁部材１５と接合するような場合、ダ
イアフラム２０の一部が屋根材などの他の構造部材など
と干渉することがなく、施工性に優れている。

【００３３】なお、本実施形態のダイアフラム２０も、
接合部材２２の周囲に３つの梁連結用部材２３を備えて
いるが、これに限定するものではなく、柱部材１１に接
合する梁部材１５の本数に対応させて、梁連結用部材２
３の個数を１〜２つあるいは４つ以上とすることができ
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、以下に示す効果を奏す
る。

【００３５】（１）柱部材の外周に装着可能なリング状
の接合部材と、接合部材の外周に連接された梁連結用部
材とを備え、接合部材の内周縁に柱部材外周との溶接用
開先を形成し、溶接用開先の底面に平坦部を設けること
により、溶接開先の深い部分まで十分に溶接アークがに
届くようになるため、溶接作業性が良好となり、溶接欠
陥も発生せず、強度および信頼性の高い溶接接合部を形
成することができる。

【００３６】（２）溶接用開先の両端内周面を曲面とす
ることにより、溶接部の始端および終端における溶接欠
陥の発生を防止することができ、溶接部の信頼性がさら
に向上する。

【００３７】（３）溶接用開先を、接合部材の内周縁の
直線部分のみに形成することにより、角形鋼管にダイア
フラムを装着する場合、角形鋼管の製造工程に起因する
残留応力が多い外周コーナー部分を避けて外周平面部分
のみに溶接することが可能となるため、溶接入熱による
角形鋼管の外周コーナー部分の材質劣化を防止すること
ができる。

【００３８】（４）梁連結用部材の上面と、接合部材の
上面とを略同一面とすることにより、ダイアフラムを柱
部材の上端部分に装着したとき、ダイアフラムの一部が
柱部材の上端面から上に突出することがなくなるため、
他の構造部材などとの干渉をなくすことができ、施工性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態のダイアフラムを示す平面図で
ある。

【図２】 図１のダイアフラムの正面図である。

【図３】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】 図３の一部拡大図である。

【図５】 図１のダイアフラムを柱部材に装着した状態
を示す斜視図である。

【図６】 第２実施形態のダイアフラムを示す平面図で
ある。

【図７】 図６のダイアフラムの正面図である。

【図８】 図６のＢ−Ｂ線断面図である。

【図９】 図６のダイアフラムを柱部材に装着した状態
を示す斜視図である。

【図１０】 従来のダイアフラムを示す斜視図である。

【符号の説明】 １０，２０ ダイアフラム １１ 柱部材 １１ａ 上端 １２，２２ 接合部材 １３，２３ 梁連結用部材 １４，２４ 補強部 １５ 梁部材 １５ａ フランジ １６，２６ 溶接用開先 １６ａ，２６ａ 平坦部 １６ｂ，２６ｂ 曲面部 １７，２７ 溶接部 １８，２８ 空隙

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−302628（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−119169（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−200489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−61045（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−206979（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04B 1/24 E04B 1/58 B23K 9/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱部材と梁部材との接合部分に使用され
   るダイアフラムであって、柱部材の外周に装着可能なリ
   ング状の接合部材と、前記接合部材の外周に連接された
   梁連結用部材とを備え、前記接合部材の内周縁の直線部
   分のみに前記柱部材外周との溶接用開先を形成し、前記
   溶接用開先の底面に平坦部を設け、前記梁連結用部材の
   両側縁部分に、基端部分から先端部分に向かって徐々に
   板厚を薄くした斜面状の補強部を形成したことを特徴と
   するダイアフラム。