JP4398782B2 - Manufacturing method of building steel structure - Google Patents
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本発明は、建築鉄骨構造物の柱梁接合部において、角形鋼管の柱短部材とダイアフラム部材から構成されるパネル部すなわちサイコロ部分に柱および梁とを接合する技術を用いた建築鉄骨構造物の製作方法に関するものである。 The present invention, in the beam-column joints of building steel structure, the pillar short member and the panel portion composed of the diaphragm member or building steel structure using a technique for joining the columns and beams to dice part of the RHS It relates to the production method.
従来の技術では、建築鉄骨構造物の柱梁接合部は、接合部は図1に示すように、薄鋼板によるダイアフラム部材1と短い角形鋼管等の柱2との間で溶接6を施すことによりサイコロを形成させ、このサイコロとH形鋼梁フランジ4を溶接接合7し、更に、該サイコロと柱5とを溶接接合して構成する事が多い。この従来の技術では、図2に示すように、サイコロの短い柱2とダイアフラム部材1との溶接6およびサイコロのダイアフラム部材1とH形鋼フランジ4の溶接7は裏当金10を用いて片側溶接で実施されている。このダイアフラム部材1と梁フランジ4との従来溶接方法では、フランジ4の接合予定端部の開先加工をしてから、裏当金10の製作および裏当金取付の仮付溶接8を行い、本溶接7を実施している。また、ダイアフラム部材1と短い柱2または5との溶接も短い柱2または5の接合予定端部の開先加工をしてから、裏当金10の製作および裏当金取付の仮付溶接8を行いダイアフラム部材1と短い柱2または5との本溶接6を実施している。
In the conventional technique, the beam-column joint portion of the building steel structure is formed by performing
更に、特開2001−259830号公報(特許文献1)において、図3の一例に示すように、溶接継手部材13端部の裏面に非消耗式銅当金12をあてがい肉盛溶接14を行った後、開先加工を13Cの位置で肉盛部14を含めて開先加工して、図5のように部材13と肉盛部14を含めた開先15を得て、図6に示すように、消耗式の裏当金や裏当材を用いず、部材16と13を片側から溶接施工する片側溶接方法で継手溶接17をし、溶接継手部材端部の部材の板厚18を超えるのど厚19を獲得する技術の方法がある。
Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-259830 (Patent Document 1) , as shown in the example of FIG. 3,
また、特開2003−260591号公報(特許文献2)において、図4の一例に示すように、溶接継手部材13端部の裏面に板厚3mm程度の薄鋼板25をあてがい、肉盛溶接14を行った後、開先加工を13Cの位置で部材13の端部のみを開先加工を行い、図5のように部材13と肉盛部14を含めた開先15を得て、図6に示すように、消耗式の裏当金や裏当材を用いず、部材16と13を片側から溶接施工する片側溶接方法で継手溶接17をし、溶接継手部材端部の部材の板厚18を超えるのど厚19を獲得する技術の方法がある。
Moreover, in Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-260591 (patent document 2) , as shown in the example of FIG. 4, the
また、図7に示すように、角形鋼管柱5の内面側にH形鋼梁フランジと同じ高さの位置に内ダイアフラム部材1を取り付ける方法が用いられることがある。但し、この場合は、該内ダイアフラム部材1の近くで角形鋼管5を分割切断してから該内ダイアフラム部材1および該切断箇所を溶接接合する必要がある。
Moreover, as shown in FIG. 7, the method of attaching the
また、特開平6−240744号公報(特許文献3)にあるように、角形鋼管柱にH形鋼梁を貫通させて、同時に、H形鋼梁フランジに並列して溶接した通しプレートを角形鋼管柱に貫通させる柱・梁接合部構造が公開されている。
従来の建築鉄骨柱梁接合部は、角形鋼管を用いた場合、殆どが図1で示すサイコロで製作されており、図1および図2に示すように、ダイアフラム部材1・柱短部材2・裏当金10・エンドタブ等部材が多く、溶接6は柱短部材2の周囲に一周しており溶接量が多い。そのため、部品製作コストが掛かると共に、サイコロ製作後ダイアフラム部材が折れ曲がり、いわゆる傘折れ現象が起きて、ダイアフラム部材と梁フランジとの間で目違いが起こりやすいと言う問題がある。このようにダイアフラム部材が柱から張り出していると外壁を該ダイアフラム部材の外に作る必要があり建設上取り合いが悪くなると共に居住空間が狭くなる。ダイアフラム部材の使用材料が増加するなどの問題がある。また、裏当金10を短柱2の端部内周に取付け仮付溶接8を行うのは手間とコストが掛かる。また、短柱2とダイアフラム部材1の溶接6を全周に亘って行うため、溶接量が多いので溶接残留応力が大きくなるだけでなく、裏当金10を用いると部材4,5との間で切り欠きが出来て応力集中が発生し、強度を弱める結果となる。
In the case of using a square steel pipe, most of the conventional building steel beam-column joints are manufactured with the dice shown in FIG. 1, and as shown in FIGS. 1 and 2, the
また、図2に示すように、従来、スカラップ11を用いているが、ダイアフラム部材1が柱5の外に突出して存在しているために、該スカラップ加工が手間の掛かるものとなっている。スカラップ11を省略するにしてもダイアフラム部材1の板厚が梁フランジ4の板厚よりも大きいため、梁フランジ4の開先加工が難しい面がある。
As shown in FIG. 2, the
また、図2に示すように、従来、スカラップ11を用いているが、該スカラップが存在すると、梁に曲げモーメントが掛かった場合に、スカラップ11が空間部であり曲げモーメントの伝達を阻害している。そのうえ、従来はサイコロの内部は肉薄の角形鋼管壁に囲まれた空間なので、元々ウエブを通じて梁に掛かる曲げモーメントを柱に伝達しがたい状態である。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、柱から梁が通常2〜4方向に張り出しているが、該梁は必ずしも同じせいとはならず、該せいの相違があった場合は梁フランジ位置に新たにダイアフラム部材を設ける等の処置が必要になってきて鉄骨製作の手間が大きく増加すると言う問題がある。 In addition, the beam usually protrudes from the column in 2 to 4 directions. However, the beam is not necessarily the same, and if there is a difference in the cause, a new diaphragm member is provided at the beam flange position. However, there is a problem that the labor of steel frame increases greatly.
更に、一般に溶接熱影響部は脆化し易いという事があり、従来、2つの溶接部が近接する場合、両溶接部による熱影響部が重なって脆化が更に促進されないように、両溶接部は該熱影響部が重ならないように遠ざけるようにするのが通例である。特に、両溶接部による溶接熱影響が重なった部分が外面に露出すると問題である。図2に示すように柱5とダイアフラム部材1との溶接部6が、梁4とダイアフラム部材1との溶接部7に近接し両溶接部に挟まれた共通の溶接熱影響部が外面に生じると該熱影響部は単一の熱影響部よりも脆化しやすいと言う現象がある。このような現象のために、柱梁接合部の脆性破壊強度・疲労強度および塑性変形性能が低下するという問題が起こる。
Furthermore, in general, the weld heat-affected zone is likely to be brittle. Conventionally, when two welds are close to each other, the two heat-affected zones are overlapped with each other so that the heat-affected zones are overlapped and the brittleness is not further promoted. It is usual to keep the heat affected zone away from each other so as not to overlap. In particular, there is a problem if a portion where the effects of welding heat by both welds overlap is exposed on the outer surface. As shown in FIG. 2, the
従来、建築鉄骨の組立は、工場においてサイコロと短尺梁即ちブラケットを取り付けてパネルゾーンを製作し、該パネルゾーンに柱を溶接で繋ぎ、通常は建物の3階分の長さに製作し、建設現場でパネルゾーン付きの柱を直立させてから短尺梁間を長尺梁でボルト接合により連結して行う。この従来工法は、元々長尺の角形鋼管等を切断して溶接するという手間の掛かる工程をかけている。その分だけ切断精度や溶接歪みが問題となる。 Conventionally, building steel frames are assembled in a factory by attaching a dice and a short beam or bracket to produce a panel zone, connecting columns to the panel zone by welding, and usually producing it for the length of the third floor of the building. After the column with panel zone is upright on site, the short beams are connected by bolting with long beams. This conventional construction method takes a laborious process of originally cutting and welding a long rectangular steel pipe or the like. Accordingly, cutting accuracy and welding distortion become problems.
一方、図7に示す内ダイアフラム方式の柱梁接合部は、角形鋼管柱の端部から離れた位置にある内ダイアフラム部材1を内部が良く見えない状態で角形鋼管内面に溶接接合させる必要があり、その場合内面の溶接施工が難しくなると共に、内ダイアフラム部材1と角形鋼管柱5の外側のH形鋼梁フランジとの高さ位置を合わせることが難しくてずれが生じやすいと言う問題があり、その場合、梁フランジから内ダイアフラム部材へ応力が伝えにくくなり柱梁接合部の強度が低下しやすいという問題が存在する。
On the other hand, in the inner diaphragm type column beam joint shown in FIG. 7, it is necessary to weld and join the
また、特開平6−240744号公報にあるように、角形鋼管柱にH形鋼梁を貫通させて、同時に、H形鋼梁フランジに並列して溶接した通しプレートを角形鋼管柱に貫通させる柱・梁接合部構造が公開されているが、柱への貫通孔および貫通材が多くて材料費用のみならず孔加工および溶接施工費用が従来法に比較して高くなるという問題がある。更に、通しプレートとフランジプレート接合端部で応力集中があり強度的に弱くなる傾向がある。 Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-240744 , a column in which an H-shaped steel beam is passed through a rectangular steel tube column and at the same time a through plate welded in parallel with the H-shaped steel beam flange is passed through the rectangular steel tube column. -Although the beam joint structure has been disclosed, there are many through-holes and penetrating materials to the columns, and there is a problem that not only material costs but also hole processing and welding construction costs are higher than conventional methods. Furthermore, there is a stress concentration at the joining end portion of the through plate and the flange plate, and the strength tends to be weakened.
更に、図20に示す用に、梁端部側面21に応力集中があり、梁の破断位置はこの部分になることが多く、梁強度を低下させている。
Further, as shown in FIG. 20, there is stress concentration on the beam
本発明は、建築鉄骨構造物の柱梁接合部熱歪み・熱歪み脆化を防止し・スカラップ加工・溶接開先加工を単純化して省力化すると共に、応力集中を緩和し、該仕口部の強度および塑性変形性能を向上させると共に、製作コストを低減させることを目的とする。 The present invention prevents the thermal distortion and thermal strain embrittlement of the beam-to-column joint of the building steel structure, simplifies scalloping and welding groove processing, saves labor, reduces stress concentration, and An object of the present invention is to improve the strength and plastic deformation performance and reduce the manufacturing cost.
このような諸課題を解決するために、種々研究した結果、図1に示す部材1と2で構成されるサイコロではダイアフラム部材の柱からの張り出しを無くして、図8に示すように柱5とダイアフラム部材1との溶接部6を、梁4とダイアフラム部材1との溶接部7に近接させて両溶接部を一体化することを見いだした。また、ダイアフラム部材の板厚を大きく増加させるか、または、ダイアフラム部材間に梁ウエブの延長線上にスティフナーを設けることにより、梁ウエブに梁フランジに掛かる曲げモーメントの一部を負担させることを見いだした。
As a result of various studies to solve such various problems, the dice constituted by the
そこで、請求項1に記載の建築鉄骨構造物の製作方法は、角形鋼管からなる柱短部材および上下2枚のダイアフラム部材から構成されるパネル部材に、H型鋼からなる梁部材と、角形鋼管からなる柱長部材とを溶接接合することにより柱梁接合部を形成する建築鉄骨構造物の製作方法において、少なくとも一方の前記ダイアフラム部材の外周端部の一部または全周を前記柱短部材の内表面近傍でかつ当該内表面より内側に位置させ、前記柱短部材の端部に、前記ダイアフラム部材の前記柱短部材の内表面近傍に位置する外周端部と、前記柱長部材の端部と、前記梁部材のフランジ端部とを溶接するに際し、溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部、前記柱長部材の端部および前記梁部材のフランジ端部に開先加工を行い、互いに溶接される前記柱短部材の端部と前記柱長部材の端部との間の溶接金属部が、互いに溶接される前記柱短部材の前記端部と前記ダイアフラム部材の前記外周端部との間の溶接金属部に連結させられるとともに、互いに溶接される前記柱短部材の端部と前記梁部材のフランジ端部との間の溶接金属部に連結させられることにより、これら溶接金属部から多層盛りの1つの溶接金属部を形成していることを特徴とする。
Accordingly, the manufacturing method of the building steel structure according to
請求項2に記載の建築鉄骨構造物の製作方法は、角形鋼管からなる柱短部材および上下2枚のダイアフラム部材から構成されるパネル部材に、H型鋼からなる梁部材と、角形鋼管からなる柱長部材とを溶接接合することにより柱梁接合部を形成する建築鉄骨構造物の製作方法において、少なくとも一方の前記ダイアフラム部材の外周端部の一部または全周を前記柱短部材および前記柱長部材の外表面近傍に位置させ、前記ダイアフラム部材の前記柱短部材および前記柱長部材の外表面近傍に位置する外周端部に、前記柱短部材の端部と、前記柱長部材の端部と、前記梁部材のフランジ端部とを溶接するに際し、溶接される前記柱短部材の端部、前記柱長部材の端部および前記梁部材のフランジ端部に開先加工を行い、互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記梁部材のフランジ端部との間の溶接金属部が、互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記柱短部材の端部との間の溶接金属部に連結させられるとともに、互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記柱長部材の端部との間の溶接金属部に連結させられることにより、これら溶接金属部から多層盛りの1つの溶接金属部を形成していることを特徴とする。
The method for manufacturing a building steel structure according to
請求項3に記載の建築鉄骨構造物の製作方法は、角形鋼管からなる柱短部材および上下2枚のダイアフラム部材から構成されるパネル部材に、H型鋼からなる梁部材と、角形鋼管からなる柱長部材とを溶接接合することにより柱梁接合部を形成する建築鉄骨構造物の製作方法において、少なくとも一方の前記ダイアフラム部材の外周端部の一部または全周を前記柱短部材および前記柱長部材の外表面近傍に位置させ、前記ダイアフラム部材の前記柱短部材および前記柱長部材の外表面近傍に位置する外周端部に、前記柱短部材の端部と、前記柱長部材の端部と、前記梁部材のフランジ端部とを溶接するに際し、溶接される前記梁部材のフランジ端部に開先加工を行うとともに、溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部の上下両側のそれぞれに開先加工を行い、互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記梁部材のフランジ端部との間の溶接金属部が、互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記柱短部材の端部との間の溶接金属部に連結させられるとともに、互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記柱長部材の端部との間の溶接金属部に連結させられることにより、これら溶接金属部から多層盛りの1つの溶接金属部を形成していることを特徴とする。
この場合、柱長管部材端部および柱短管部材の溶接開先加工を省略することができて、ダイアフラム部材のラメラーテア発生の確率を下げる効果がある。
The manufacturing method of the building steel structure according to
In this case, the welding groove processing of the column long tube member end and the column short tube member can be omitted, and there is an effect of reducing the probability of the occurrence of the lamellar tear of the diaphragm member.
請求項4に記載の建築鉄骨構造物の製作方法は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明において、前記ダイアフラム部材の板厚を大きくして、高さ位置および方位の異なる2枚以上の前記梁部材のフランジを前記ダイアフラム部材の板厚内に溶接接合させることを特徴とする。本発明の新規性は、請求項1から請求項3のいずれか1項の新規性に加えて、せいおよび方位の異なる梁の2枚以上のフランジを1枚のダイアフラム部材に溶接接合させることにある。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an architectural steel structure according to any one of the first to third aspects, wherein the thickness of the diaphragm member is increased, and the height position and orientation are adjusted. The flanges of two or more different beam members are welded and joined within the plate thickness of the diaphragm member . The novelty of the present invention is that, in addition to the novelty of any one of
請求項5に記載の建築鉄骨構造物の製作方法は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明において、前記梁部材のウエブの厚さ以上で且つ梁せいの8分の1(12.5%)以上の高さのスティフナーを前記ダイアフラム部材の前記梁部材のウエブの延長上となる位置に取り付けて、該スティフナーと該梁部材のウエブとを溶接接合させることを特徴とする。
本発明の新規性は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明の新規性に加えて、梁ウエブの延長上へ梁ウエブの厚さ以上で且つ梁せいの8分の1(12.5%)以上の高さのスティフナーと該梁ウエブとを溶接接合させることにより、実効的に梁フランジだけでなく梁ウエブにも梁に掛かるモーメントを負担させることにある。該スティフナーの高さは、大きいほど効果的であるが、望むらくは梁せいの15%から30%の範囲が梁せいの縮減に対し経済的で効果的である。
The manufacturing method of a building steel structure according to
In addition to the novelty of the invention described in any one of
請求項6に記載の建築鉄骨構造物の製作方法は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の発明において、前記ダイアフラム部材の硫黄の化学成分量を0.004%以下にすることを特徴とする。本発明の新規性は、主に請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の発明の新規性に加えてダイアフラム部材の硫黄の化学成分量を0.004%以下にすることにある。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing an architectural steel structure according to any one of the first to fifth aspects, wherein the amount of chemical component of sulfur in the diaphragm member is 0.004% or less. It is characterized by that. The novelty of the present invention is mainly to make the amount of sulfur chemical component of the diaphragm member 0.004% or less in addition to the novelty of the invention described in any one of
請求項7に記載の建築鉄骨構造物の製作方法は、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の発明において、前記柱短部材、前記柱長部材、前記梁部材、前記ダイアフラム部材の内の一部材または複数部材の端部裏面に溶接肉盛を施工した後に、表側に溶接開先加工を行い、前記柱梁接合部を製作することを特徴とする。本発明の新規性は、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の発明の新規性に加えて、部材の端部裏面に溶接肉盛を施工した後に溶接開先加工を行い、柱梁接合部を製作することにある。
The architectural steel structure manufacturing method according to
請求項8に記載の建築鉄骨構造物の製作方法は、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の発明において、前記梁部材のフランジ端部の前記柱短部材の端部もしくは前記ダイアフラム部材の外周端部への継手溶接後、該梁部材のフランジ端部継手溶接部に繋げて前記フランジの側面、上面、下面のいずれかに肉盛溶接することを特徴とする。本発明の新規性は、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の発明の新規性に加えて、フランジの側面、上面、または裏面に肉盛溶接することである。
The manufacturing method of a building steel structure according to
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明では、ダイアフラム部材が柱の外径より外にはみ出ていないので、ダイアフラム部材の柱外面からのはみ出し分即ち「つば」の溶接曲がり変形いわゆる傘折れ現象が無く、建物外壁製作の取り合いが良くて、且つ、ダイアフラム部材の張り出しの分だけ室内空間が増加するという効果がある。
In the invention according to any one of
少なくとも柱長部材溶接部と梁端溶接部を個別に溶接し、両者を繋げて一体化させることにより、2カ所の柱・ダイアフラム部材間の溶接とダイアフラム部材・梁端の溶接によるダイアフラム部材張り出し部の熱歪脆化を防止することができる。ダイアフラム部材の使用材料が従来よりも減少し省資源になる。また、少なくとも柱長部材溶接部と梁端溶接部を個別に溶接し、両者を繋げて一体化させることにより、柱と梁の応力の伝達がスムーズになる。また、該一体化により、溶接量が低減し溶接能率が向上する。At least the column length member welded part and the beam end welded part are welded separately, and the two parts are connected and integrated, and the diaphragm member overhanging part by welding between the two pillars / diaphragm members and the diaphragm member / beam end welds. It is possible to prevent thermal strain embrittlement. The material used for the diaphragm member is reduced as compared with the prior art, thus saving resources. Also, at least the column length member welded portion and the beam end welded portion are individually welded, and the two are connected and integrated, so that the transmission of stress between the column and the beam becomes smooth. Further, the integration reduces the welding amount and improves the welding efficiency.
さらに、請求項3に記載の発明では、ダイアフラム部材の外周端部の両側に溶接開先を取ることにより、ダイアフラム部材を挟んで柱短部材と柱長部材を溶接接合することによるダイアフラム部材端部でのラメラーテアを起こりにくくする効果がある。また、ダイアフラム部材と梁は目視で取付位置を近くで確認しながらそれぞれ柱短部材に溶接接合することができるので、図7に示すような通常の内ダイアフラム方式の場合よりもダイアフラム部材と梁との高さのずれは起きにくいと言う利点がある。Furthermore, in invention of
請求項4に記載の発明では、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明の効果に加えて、ダイアフラム部材の枚数を減らすことができるので、柱へのダイアフラム部材取付の溶接量を減らすことができて、製作費の低減および工期の短縮に役立つ。 In the invention according to the fourth aspect, in addition to the effect of the invention according to any one of the first to third aspects, the number of diaphragm members can be reduced, so that the diaphragm member is attached to the column by welding. The amount can be reduced, which helps to reduce the production cost and shorten the construction period.
請求項5に記載の発明では、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明の効果に加えて、H形鋼梁ウエブにも梁の曲げモーメントを負担させる為、梁せいを小さくすることができて、梁の材料重量および費用を低減することができる。
In the invention according to
請求項6に記載の発明では、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の発明の効果に加えて、ダイアフラム端部でのラメラーテアを起こりにくくする効果があり信頼性の高い柱梁接合部を提供することが出来る。
In the invention according to
請求項7に記載の発明では、請求項1から6までに係る発明の効果に加えて、柱部材端・梁部材端またはダイアフラム部材端の板厚を肉盛溶接により増加させることが出来て、増加させたことによりこれら端部の応力集中を軽減させて柱梁接合部の強度を大きく向上させることが出来る。
In the invention according to
請求項8に記載の発明では、請求項1から7に係る発明の効果に加えて、梁端部側面の応力集中を軽減することが出来る。柱部材端・梁部材端またはダイアフラム部材端を肉盛溶接により強化しても柱梁接合部の破壊発生箇所は梁端になることが多い。このような状況を改善するためには、梁端部を側面・上面・裏面から補強することが必要であり、この方法により、柱梁接合部の強度が一層向上するという利点がある。 In the invention according to the eighth aspect , in addition to the effects of the inventions according to the first to seventh aspects, the stress concentration on the side surface of the beam end can be reduced. Even if the column member end / beam member end or diaphragm member end is reinforced by overlay welding, the failure occurrence portion of the column beam joint is often the beam end. In order to improve such a situation, it is necessary to reinforce the beam end portion from the side surface, the upper surface, and the back surface, and this method has an advantage that the strength of the column beam joint portion is further improved.
建築鉄骨構造物の製作方法についての実施の形態について述べる。 The embodiment about the manufacturing method of a building steel frame structure is described.
本発明の第1の実施の形態について説明する。図8は、ダイアフラム部材1の外周端部材端部の一部または全周が柱短部材および柱長部材の外表面近傍に位置させて、該ダイアフラム部材1が柱5の外面におおよそ張り出さないようにして、柱梁接合部の柱短部材2とダイアフラム部材1が溶接接合6されてパネル部材即ちサイコロが製作されて、該サイコロと梁端が溶接7により接合された状態を示し、更に、サイコロと梁が接合された状態から柱長部材2を溶接接合6する方法の状態を示す。この場合、柱・梁共に裏当金10を用い、その仮付溶接8も実施している。該ダイアフラム部材1が柱の外面におおよそ張り出す寸法は大きくて5mm程度である。この場合、梁端部材4の溶接17と柱長部材端溶接は溶接金属同士が繋がっており、溶接17と6の溶接層数は溶接金属の靭性および引張強度を確保する上で合計して4層以上であることが通常である。また、本実施の形態は、裏当金を取り付けているが、それぞれの部材を裏波溶接で施工することも可能である。また、図10に示すように、ダイアフラム部材外周端部の一部または全周が柱短部材および柱長部材の内表面近傍に位置するようにして、ダイアフラム部材1・柱長部材5・柱短部材2の内の一つまたは二つを開先加工しないで、例えば、図10に示すように柱短部材2に開先を取らずにダイアフラム部材1と柱長部材5に開先を取り、それぞれの部材を溶接接合して、柱梁接合部の少なくとも該柱長部材溶接金属部と梁端溶接金属部を繋げて多層盛りの一つの溶接金属部で製作することにより鉄骨構造物を製作する方法を示す。
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 shows that the
本発明の第2の実施の形態について説明する。図13は、ダイアフラム部材1の板厚を増加させて、該ダイアフラム部材1の外周端を角形鋼管5の外面位置にもってきて、溶接接合に裏当金10を使用した場合の柱梁接合部の断面図であり、ダイアフラム部材1の板厚を通常よりも大きくしてダイアフラム部材1と梁ウエブ9とを溶接9Wで直結した場合の一例を示す。図14は、請求項7の構成を含むものであるが、ダイアフラム部材1の板厚を増加させて、該ダイアフラム部材1の外周端を角形鋼管5外面位置にもってきて部材裏面に肉盛溶接施工をした後に継手を実施した場合の柱梁接合部の断面図であり、この場合も、ダイアフラム部材1の板厚を通常よりも大きくしてダイアフラム部材1と梁ウエブ9とを溶接9Wで直結した場合の一例を示す。図13および図14は、上側のダイアフラム部材を厚くした例示であるが、通常上下ダイアフラム部材の板厚を大きくする。該ダイアフラム部材の板厚増加は大きいほど、梁ウエブからのモーメントを負担する部分が増えて効果的であり、梁せいの12.5%以上の場合に、梁ウエブからのモーメントを効果的に負担できることを明らかにしたが、望むらくは梁せいの15%から30%の範囲が梁せいの縮減に対し経済的で効果的である。
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 shows the beam-column joint portion when the plate thickness of the
本発明の第3の実施の形態について説明する。図15は、下部ダイアフラム部材1の板厚を通常よりも増加させて、該ダイアフラム部材1の外周端を角形鋼管5の外面位置に設置させて、せいおよび方向の異なる梁フランジ4を2カ所以上該ダイアフラム部材1に取り付け、溶接接合に裏当金10を使用した場合の柱梁接合部の断面図を示し、一枚の下部ダイアフラム部材に2カ所の梁フランジ4が取り付けられていて、通常なら2枚のダイアフラム部材に加えてその柱への取付に溶接箇所が4カ所も必要になるところであるが、本実施の形態では半分の2カ所に減少している。
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 shows that the plate thickness of the
本発明の第4の実施の形態について説明する。図16は、下部ダイアフラム部材1の板厚を通常よりも増加させて、該ダイアフラム部材1の外周端を角形鋼管5の外面位置に設置し、せいおよび方向の異なる梁3をそれぞれ該ダイアフラム部材1に取り付け、柱2,5および梁フランジ4部材裏面に溶接肉盛14を施して溶接接合した場合の柱梁接合部の断面図を示し、一枚の下部ダイアフラム部材1に2カ所の梁フランジ4がそれぞれ取り付けられていて、通常なら2枚のダイアフラム部材に加えてその柱への取付に溶接箇所が4カ所も必要になるところであるが、本実施の形態では溶接箇所は半分の2カ所に減少している。
A fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 shows that the plate thickness of the
本発明の第5の実施の形態について説明する。図17は、梁ウエブ9の延長上へ梁ウエブ9の厚さ以上で且つ梁せいの8分の1(12.5%)以上の高さのスティフナー22をダイアフラム部材1へ溶接接合23させて、更に該スティフナー22と該梁ウエブ9とを溶接接合24させた断面図を示している。このスティフナーの高さは、梁せいの12.5%以上の場合に、梁ウエブからのモーメントを効果的に負担できることを明らかにしたが、望むらくは梁せいの15%から30%の範囲が梁せいの縮減に対し経済的で効果的である。該スティフナー22と該梁ウエブ9との溶接接合24は、該スティフナー22と柱短部材2とを突合わせ溶接または溝溶接により接合させた後、梁ウエブ9と溶接9Wを実施することにより行う。なお、本実施の形態は、請求項7の構成をも包含している。
A fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 shows a case where a
本発明の第6の実施の形態について説明する。図10は、ダイアフラム部材1の外周端部の全周が柱短部材2および柱長部材5の内表面近傍に位置させて、ダイアフラム部材1の外周端部に片側開先加工を施して、該ダイアフラム部材1が柱の外面に張り出さないようにして、柱梁接合部の柱短部材2とダイアフラム部材1が溶接接合されてパネル部材即ちサイコロが製作されて、該サイコロと梁端が溶接7により接合された状態を示し、更に、サイコロと梁が接合された状態から柱長部材5を溶接接合する方法の状態を示す。この場合、柱・梁共に裏当金10を用い、その仮付溶接8も実施している。図11は、同様に、部材端部裏面に溶接肉盛を行い継手溶接した場合であり、請求項7に係る発明の実施の形態をも示す。
A sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 shows that the entire periphery of the outer peripheral end of the
本発明の第7の実施の形態について説明する。図12は、ダイアフラム部材1の外周端部のほぼ全周が柱短部材2および柱長部材5の外表面近傍に位置させて、ダイアフラム部材1の外周端部に両側即ちK形開先加工を施して、該ダイアフラム部材1が柱の外面に張り出さないようにして、柱梁接合部の柱短部材2とダイアフラム部材1が溶接接合されてパネル部材即ちサイコロが製作されて、該サイコロと梁端が溶接7により接合された状態を示し、更に、サイコロと梁が接合された状態から柱長部材5を溶接接合する方法の状態を示す。この場合、柱・梁共にその端部裏面に肉盛溶接を実施している。該肉盛溶接の代わりに裏当金を用いても良いが、本実施の形態は該肉盛溶接を実施した例であり、従って、図12は、請求項7の構成を含む実施の形態を示す。
A seventh embodiment of the present invention will be described. 12, substantially the entire circumference of the outer peripheral edge of the
本発明の第8の実施の形態について説明する。現在のJIS G3136のSN400CおよびSN490Cではラメラーテアを防止するために鋼板の硫黄量を0.008%以下に規定している。しかし、調査の結果、十分なラメラーテア防止を行うためには0.004%以下に制限する方が望ましいことを明らかにした。ダイアフラム部材の硫黄の化学成分量を0.004%以下にすることを特徴とする建築鉄骨構造物の製作方法を提供するものである。 The eighth embodiment of the present invention will be described. In current SN400C and SN490C of JIS G3136, the sulfur content of the steel sheet is regulated to 0.008% or less in order to prevent lamellar tear. However, as a result of the investigation, it has been clarified that it is desirable to limit it to 0.004% or less in order to sufficiently prevent lamellar tears. It is an object of the present invention to provide a method for producing an architectural steel frame structure characterized in that the amount of chemical component of sulfur in a diaphragm member is 0.004% or less.
本発明の第9の実施の形態について説明する。請求項7に記載の発明では、図9に示すように、梁フランジ4の端部、柱短部材2の端部および柱長部材5の端部のそれぞれの裏面に肉盛溶接を施工して開先加工を実施した後、開先加工していないダイアフラム部材1の端部と柱短部材5の端部を溶接し、ダイアフラム部材1の端部端面と梁フランジ4の端部を溶接接合して、次に、開先加工していないダイアフラム部材1の端部と柱長部材5の端部とを溶接接合して、梁4の端部溶接と一体化させる場合を示している。
A ninth embodiment of the present invention will be described. In the invention described in
本発明の第10の実施の形態について説明する。図11に示すように、ダイアフラム部材1の外周端部の全周が柱短部材および柱長部材の内表面近傍に位置させて、ダイアフラム部材の外周端部に片側開先加工を施して、該ダイアフラム部材1が柱の外面に張り出さないようにして、梁フランジ4の端部、柱短部材5の端部および柱長部材5の端部のそれぞれの裏面に肉盛溶接を施工して開先加工を実施した後、柱梁接合部の柱短部材2とダイアフラム部材1が溶接接合されてパネル部材即ちサイコロが製作されて、該サイコロと梁端が溶接7により接合された状態を示し、更に、サイコロと梁が接合された状態から柱長部材2を溶接接合する方法の状態を示す。
A tenth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 11, the entire circumference of the outer peripheral end of the
本発明の第11の実施の形態について説明する。図18に、請求項1から7の発明に掛かる梁フランジ端部継手溶接7または17の後、該梁フランジ端部継手溶接部に繋げてフランジの側面に肉盛溶接20することにより鉄骨構造物を製作する方法を示す。この肉盛寸法は幅フランジ厚さ程度、長さ20〜200mm、高さ3〜10mmが適当である。応力集中緩和のためには、梁端に向かって次第に肉盛高さを大きくすることが望ましい。
An eleventh embodiment of the present invention will be described. In FIG. 18, after the beam flange end
本発明の第12の実施の形態について説明する。図19に、請求項1から7の発明に掛かる梁フランジ端部継手溶接7または17の後、該梁フランジ端部継手溶接部に繋げてフランジの上面に梁の軸方向に細長い肉盛溶接20をすることにより鉄骨構造物を製作する方法を示す。この肉盛寸法は幅10〜30mm、長さ20〜200mm、高さ3〜10mmが適当である。応力集中緩和のためには、梁中央側の肉盛溶接端部をなだらかに仕上げてテーパにすることが望ましい。
A twelfth embodiment of the present invention will be described. In FIG. 19, after the beam flange end
本発明の第13の実施の形態について説明する。図20に、請求項1から7の発明に掛かる梁フランジ端部継手溶接7または17の後、該梁フランジ端部継手溶接部に繋げてフランジの上面に梁の軸方向に広幅に肉盛溶接20をすることにより鉄骨構造物を製作する方法を示す。この肉盛寸法は、幅は梁フランジ幅程度、長さ20〜200mm、高さ3〜10mmが適当である。応力集中緩和のためには、梁中央側の肉盛溶接端部をなだらかに仕上げてテーパにすることが望ましい。
A thirteenth embodiment of the present invention will be described. In FIG. 20, after the beam flange end
本発明の第14の実施の形態について説明する。図21に、請求項1から7の発明に掛かる梁フランジ端部継手溶接7または17の後、該梁フランジ端部継手溶接部に繋げてフランジの上面に梁の軸方向に広幅に且つ梁側面側を長く肉盛溶接20をすることにより鉄骨構造物を製作する方法を示す。この肉盛寸法は、幅は梁フランジ幅程度、長さ20〜200mm、高さ3〜10mmが適当である。応力集中緩和のためには、梁中央側の肉盛溶接端部をなだらかに仕上げてテーパにすることが望ましい。
A fourteenth embodiment of the present invention will be described. 21, after the beam flange end
1 建築鉄骨柱梁接合部のダイアフラム部材。本発明では、角形鋼管だけでなくH形鋼を直角に横切る貫通板のことをダイアフラム部材という。
2 ダイアフラム部材間の短かい柱で柱短部材と言い、通常は角形鋼管またはH形鋼である。1と2から構成される部材をサイコロという。
3 H形鋼梁
3A せいの低いH形鋼梁
4 H形鋼梁フランジ
4A H形鋼梁フランジせい即ち高さ
5 角形鋼管またはH形鋼の柱のパネル部材に使うものを柱短部材といい、柱のシャフト部材に使うものを柱長部材と言う。
6 柱とダイアフラム部材との溶接
7 梁フランジとダイアフラム部材との溶接
8 仮付または組立溶接
9 H形鋼梁ウエブ
9w H形鋼梁ウエブ取付溶接
10 裏当金
11 スカラップ
12 非消耗式当て金(銅など)
12P 非消耗式当て金(銅など)の突起
13 フランジまたは柱などの部材
13C 部材13の開先切断位置
14 部材裏面に施工された肉盛溶接
15 肉盛溶接部14および母材を含めた開先面
16 相手部材
17 継手溶接
18 部材13の板厚または肉厚
19 部材16と13の溶接部の実効のど厚
20 フランジ側面・上面または裏面の肉盛溶接
21 梁応力集中部
22 スティフナー
23 スティフナーのダイアフラム部材への取付溶接
24 スティフナーと柱短部材との溶接接合
25 薄鋼板
1 Diaphragm member of the steel beam-column joint. In the present invention, a through plate that crosses not only a square steel pipe but also an H-shaped steel at a right angle is referred to as a diaphragm member .
A short column between two diaphragm members is called a column short member, and is usually a square steel pipe or an H-shaped steel. A member composed of 1 and 2 is called a dice.
3 H-shaped steel beam 3A Low-profile H-shaped steel beam 4 H-shaped steel beam flange 4A H-shaped steel beam flange, that is, a height of 5 Square steel pipes or those used for panel members of H-shaped steel columns are called column short members What is used for the column shaft member is called a column length member.
6 Welding of column and
12P Protrusion of non-consumable metallurgy (copper etc.) 13 Flange or
Claims (8)
少なくとも一方の前記ダイアフラム部材の外周端部の一部または全周を前記柱短部材の内表面近傍でかつ当該内表面より内側に位置させ、
前記柱短部材の端部に、前記ダイアフラム部材の前記柱短部材の内表面近傍に位置する外周端部と、前記柱長部材の端部と、前記梁部材のフランジ端部とを溶接するに際し、溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部、前記柱長部材の端部および前記梁部材のフランジ端部に開先加工を行い、
互いに溶接される前記柱短部材の端部と前記柱長部材の端部との間の溶接金属部が、互いに溶接される前記柱短部材の前記端部と前記ダイアフラム部材の前記外周端部との間の溶接金属部に連結させられるとともに、互いに溶接される前記柱短部材の端部と前記梁部材のフランジ端部との間の溶接金属部に連結させられることにより、これら溶接金属部から多層盛りの1つの溶接金属部を形成していることを特徴とする建築鉄骨構造物の製作方法。 A column beam joint is formed by welding a beam member made of H-shaped steel and a column long member made of a square steel pipe to a panel member made up of a short column member made of a square steel pipe and two upper and lower diaphragm members. In the manufacturing method of building steel structure
And a part or entire outer peripheral edge portion of at least one of the diaphragm member at the inner vicinity of the surface of the pillar short member is positioned from the inner surface on the inside,
When welding the outer peripheral end of the diaphragm member near the inner surface of the column short member, the end of the column long member, and the flange end of the beam member to the end of the column short member. , Groove processing is performed on the outer peripheral end of the diaphragm member to be welded, the end of the column length member, and the flange end of the beam member;
The weld metal part between the end of the column short member and the end of the column long member welded to each other includes the end of the column short member to be welded to each other and the outer peripheral end of the diaphragm member. And connected to the weld metal part between the end of the column short member and the flange end of the beam member to be welded to each other. A method for producing an architectural steel structure, wherein one weld metal part of a multi-layer is formed.
少なくとも一方の前記ダイアフラム部材の外周端部の一部または全周を前記柱短部材および前記柱長部材の外表面近傍に位置させ、
前記ダイアフラム部材の前記柱短部材および前記柱長部材の外表面近傍に位置する外周端部に、前記柱短部材の端部と、前記柱長部材の端部と、前記梁部材のフランジ端部とを溶接するに際し、溶接される前記柱短部材の端部、前記柱長部材の端部および前記梁部材のフランジ端部に開先加工を行い、
互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記梁部材のフランジ端部との間の溶接金属部が、互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記柱短部材の端部との間の溶接金属部に連結させられるとともに、互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記柱長部材の端部との間の溶接金属部に連結させられることにより、これら溶接金属部から多層盛りの1つの溶接金属部を形成していることを特徴とする建築鉄骨構造物の製作方法。 A column beam joint is formed by welding a beam member made of H-shaped steel and a column long member made of a square steel pipe to a panel member made up of a short column member made of a square steel pipe and two upper and lower diaphragm members. In the manufacturing method of building steel structure
Even without least not a part or entire outer peripheral edge portion of one of said diaphragm member is positioned near the outer surface of said post short member and the pillar length member,
The end of the column short member, the end of the column long member, and the flange end of the beam member at the outer peripheral end located near the outer surface of the column short member and the column long member of the diaphragm member And welding the end of the column short member to be welded, the end of the column long member, and the flange end of the beam member,
The weld metal part between the outer peripheral end part of the diaphragm member and the flange end part of the beam member welded to each other, the outer peripheral end part of the diaphragm member and the end part of the column short member to be welded to each other The weld metal parts are connected to the weld metal parts between the outer peripheral end parts of the diaphragm members and the end parts of the column length members that are welded to each other. A method for producing an architectural steel structure characterized in that one weld metal part of a multilayer is formed .
少なくとも一方の前記ダイアフラム部材の外周端部の一部または全周を前記柱短部材および前記柱長部材の外表面近傍に位置させ、
前記ダイアフラム部材の前記柱短部材および前記柱長部材の外表面近傍に位置する外周端部に、前記柱短部材の端部と、前記柱長部材の端部と、前記梁部材のフランジ端部とを溶接するに際し、溶接される前記梁部材のフランジ端部に開先加工を行うとともに、溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部の上下両側のそれぞれに開先加工を行い、
互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記梁部材のフランジ端部との間の溶接金属部が、互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記柱短部材の端部との間の溶接金属部に連結させられるとともに、互いに溶接される前記ダイアフラム部材の前記外周端部と前記柱長部材の端部との間の溶接金属部に連結させられることにより、これら溶接金属部から多層盛りの1つの溶接金属部を形成していることを特徴とする建築鉄骨構造物の製作方法。 A column beam joint is formed by welding a beam member made of H-shaped steel and a column long member made of a square steel pipe to a panel member made up of a short column member made of a square steel pipe and two upper and lower diaphragm members. In the manufacturing method of building steel structure
A part or the entire circumference of the outer peripheral end of at least one of the diaphragm members is positioned near the outer surface of the column short member and the column long member ;
The end of the column short member, the end of the column long member, and the flange end of the beam member at the outer peripheral end located near the outer surface of the column short member and the column long member of the diaphragm member When performing welding on the flange end of the beam member to be welded, and performing groove processing on each of the upper and lower sides of the outer peripheral end of the diaphragm member to be welded,
The weld metal part between the outer peripheral end part of the diaphragm member and the flange end part of the beam member welded to each other, the outer peripheral end part of the diaphragm member and the end part of the column short member to be welded to each other The weld metal parts are connected to the weld metal parts between the outer peripheral end parts of the diaphragm members and the end parts of the column length members that are welded to each other. A method for producing an architectural steel structure characterized in that one weld metal part of a multilayer is formed .
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