JP6925709B2 - 仕口用コラム、及び、仕口用コラムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｈ形鋼等から成る梁を接合する仕口に用いられるコラムの構造に関するものである。

図５（ａ），（ｂ）は、従来のコラム仕口部を示す図で、１は角形鋼管（以下、コラムという）、２はコラム１の上，下の開口部にそれぞれ溶接される、平板状のダイヤフラム、３はコラム１の側面に溶接にて接合される梁（Ｈ形鋼）である。
一方、図６（ａ），（ｂ）に示すような、コラム１を用いない組立体（以下、梁接合体５０という）も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
梁接合体５０は、図示しない上下のダイヤフラム間に介在されて接合される横断面十字形のスチフナー鋼板５１と、スチフナー鋼板５１と上下のダイヤフラムとに接合される横断面Ｌ字形の４枚の側面パネル５２とを備える。スチフナー鋼板５１と側面パネル５２とは、スチフナー鋼板５１の十字の端部と隣接する２枚の側面パネル５２の端部とをそれぞれ溶接Ｗにより接合することで組立てられる。梁３は、４つの側面パネル５２とスチフナー鋼板５１の４つの端面５１ａと図示しない上下のダイヤフラムと溶接される。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２７１４１９号公報

しかしながら、図５に示したコラム１は内部が空間であるため、図７に示すように、梁３としての耐力の構造計算をする際に、上下の梁フランジ３Ｆ，３Ｆの耐力については算出しているが、梁ウェブ３Ｗの耐力については考慮に入れていないため、十分な梁耐力を得るためには、梁３として、断面寸法の大きなＨ形鋼を用いなければならず、その結果、コスト高になるだけでなく、建物の空間が狭くなってしまうといった問題点があった。
一方、特許文献１の梁接合体５０は、内部にスチフナー鋼板５１があるため、梁耐力は高いものの、４枚の側面パネル５２をスチフナー鋼板５１に溶接する際に、４枚の側面パネル５２で構成した管体が歪まないようにするためには、側面パネル５２の肉厚を厚くする必要があるだけでなく、組立品であるため、作製後に強度試験等の認定品としての検査を行う必要があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、接続される梁の断面寸法を小さくしても、梁の耐力を確保することができる仕口用コラムとその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、仕口部に用いられるコラムであって、断面が矩形状の筒状のコラム管と、前記コラム管の内面側に溶接される、前記コラム管の軸方向である長さ方向に延長する横断面が十字形の補強部材と、前記コラム管の上，下の開口部に溶接される平板状のダイヤフラムとを備え、前記コラム管は、曲げ加工した板を、前記横断面が十字形の補強部材との溶接個所である当該コラム管の側面の中央部からずれた位置で溶接して形成され、前記補強部材は、第１の垂直板と前記第１の垂直板の一方の板面と他方の板面とにそれぞれ直交する第２及び第３の垂直板とから成り、前記横断面が十字形の補強部材の前記コラム管との溶接箇所である第１〜第３の垂直板の幅方向端部には、前記コラム管の軸方向に延長する切り込みが形成され、前記コラム管と前記横断面が十字形の補強部材とは、前記切り込みに沿って溶接されていることを特徴とする。
これにより、十字形の補強部材が梁ウェブの耐力を伝達できるので、梁の耐力を高めることができる。したがって、接合する梁として、フランジ厚などの断面寸法が小さなＨ形鋼を用いても、十分な梁耐力を確保できる。また、梁として小さなＨ形鋼を用いることができるので、居住空間を広げることができる。
また、筒状のコラム管として、既製の角形鋼管や認定品としての検査が不要な角型鋼管
を用いることができるので、特許文献１の梁接合体５０に比較して、溶接ポイントを大幅に削減できるだけでなく、作製後の検査も不要なので、仕口用コラムを効率的かつ容易に作製することができる。
また、前記コラム管として、曲げ加工した板を溶接して成るコラム管を用いる場合には
、その溶接個所が、前記横断面が十字形の補強部材の溶接個所である当該コラム管の側面の中央部からずれた位置で溶接したコラム管を用いるようにしたので、十字形の補強部材の溶接を、コラム管に影響を与えることなく、かつ、容易に行うことができる。
また、溶接個所が２箇所のコラム管を用いる場合には、断面が、一方の辺が他方の辺よりも短いＵ字状に曲げ加工された２枚の板を溶接して形成したので、溶接個所を、十字形の補強部材の溶接個所である当該コラム管の側面の中央部からずれた位置とすることができる。
また、本発明は、仕口用コラムの作製方法であって、断面が矩形状の筒状のコラム管を作製する第１の工程と、前記コラム管の内面側に溶接される、前記コラム管の軸方向である長さ方向に延長する横断面が十字形の補強部材を作製する第２の工程と、前記第２の工程で作製した横断面が十字形の補強部材を前記第１の工程で作製したコラム管の内面側に溶接する第３の工程とを備え、前記第１の工程では、曲げ加工した板を、前記横断面が十字形の補強部材との溶接個所である当該コラム管の側面の中央部からずれた位置で溶接して前記コラム管を作製し、前記第２の工程では、第１の垂直板と前記第１の垂直板の一方の板面と他方の板面とにそれぞれ直交する第２及び第３の垂直板とを溶接して前記横断面が十字形の補強部材を作製し、前記第３の工程では、前記十字形の補強部材を前記コラム管内に入れた後、前記第１〜第３の垂直板の幅方向端部に予め設けられて長さ方向に延長する切り込みに沿って、前記十字形の補強部材を前記コラム管の側面の内面に溶接するようにしたものである。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本実施の形態に係る仕口用コラムを示す図である。 仕口用コラムの作製方法を示す図である。 仕口用コラムを用いた場合の梁耐力を説明するための図である。 本発明に用いられるコラム本体の他の例を示す図である。 従来のコラム仕口部を示す図である。 従来の梁接合体を示す図である。 従来のコラムを用いた場合の梁耐力を説明するための図である。

図１（ａ），（ｂ）は本実施の形態に係る仕口用コラム１０を示す図で、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は平面図で、（ｃ）図は（ｂ）図のＡ−Ａ断面図ある。各図において、１１は断面が正方形状の筒状のコラム本体、１２はコラム本体１１の内面側に溶接される断面視十字状の補強部材としての十字縦リブ、１３は裏あて金、１４は溶接部である。
本例では、コラム本体１１として、２シーム角形鋼管を用いている。２シーム角形鋼管は、曲げ加工により、断面を、Ｕ字状にした２枚の板１１Ｕ，１１Ｕをアーク溶接等で接合したもので、本例では、コラム本体１１の溶接個所１１ｍを辺の中央部から所定距離端部側にずらすため、底辺１１１の一端側の辺１１３が他端の辺１１２よりも短いＵ字状に曲げ加工された板１１Ｕ，１１Ｕを用いた。
十字縦リブ１２は、図２に示すように、鋼性の垂直板１２ａと垂直板１２ａの一方の板面と他方の板面の幅方向中心に、垂直板１２ａの板面に直交するように溶接された２枚の鋼性の垂直板１２ｂ，１２ｃとを備えた、断面視十字状の垂直板で、十字縦リブ１２の溶接個所である、垂直板１２ａ〜１２ｃの幅方向両端側には、垂直板１２ａ〜１２ｃの長さ方向に延長するスカラップ１２ｋと呼ばれる切り込みが形成されている。
本例では、十字縦リブ１２の長さをコラム本体１１の長さと同じにしたが、コラム本体１１の長さの６０％〜８０％であれば、十分に梁３の耐性を確保することができる。
裏あて金１３は、十字縦リブ１２の溶接個所であるスカラップ１２ｋが設けられた面とは反対側の面に配置された、垂直板１２ａ〜１２ｃの長さ方向に延長する板状の部材で、十字縦リブ１２をコラム本体１１の長さ方向に支持する。
なお、図１に示すように、コラム本体１１の上，下の開口部には、平板状のダイヤフラム２，２がそれぞれ溶接され、コラム１の側面１１ｐ，１１ｑには、Ｈ形鋼から成る梁３
，３が溶接により接続される。

仕口用コラム１０の作製する際には、図２に示すように、まず、垂直板１２ａ〜１２ｃ
を溶接して十字縦リブ１２を作製し、この十字縦リブ１２をコラム本体１１内に入れ、十字縦リブ１２の各垂直板１２ａ〜１２ｃに設けられたスカラップ１２ｋに沿って、垂直板１２ａ〜１２ｃをコラム本体１１の側面の内側に溶接すればよい。
本例では、図２の右側の図に示すように、コラム本体１１の溶接個所１１ｍが、十字縦リブ１２の溶接予定箇所１４ｍからずれた位置にあるので、十字縦リブ１２の溶接を、コラム本体１１に影響を与えることなく、かつ、容易に行うことができる。
また、仕口用コラム１０は、溶接ポイントが４箇所と少ないだけでなく、コラム本体１１として、既製の２シーム角形鋼管を用いているので、作製が容易であるだけでなく、認定品としての検査も不要であるという利点がある。

また、本例の仕口用コラム１０は、コラム本体１１内に、コラム本体１１の幅方向と前後方向とにそれぞれ延長する補強部材（垂直板１２ａ〜１２ｃ）から成る十字縦リブ１２が取付けられているので、図３（ａ）に示すように、ウェブ３Ｆの耐力を、十字縦リブ１２を介して伝達することができる。したがって、梁３としての耐力の構造計算をする際には、上下のフランジ３Ｆ，３Ｆだけでなく、ウェブ３Ｗの耐力についても考慮しているので、断面寸法の小さなＨ形鋼を用いても、図５の場合と同じ梁耐力を得ることができる。
例えば、従来用いたＨ形鋼の断面寸法が９００×４００×１９×３８であったとすれば
、このＨ形鋼に代えて、８００×４００×１６×３２のような、図３（ｂ）に示す、高さ（ウェブ寸法Ｈ）、ウェブ厚さｔ₁、及び、フランジ厚さｔ₂の小さなＨ形鋼を用いることができるだけでなく、仕口用コラム１０自体も小さくすることができる。
したがって、コラムとして、本発明の仕口用コラム１０を用いれば、コストダウンが図れるとともに、柱間、もしくは、天井−床間の空間を広げることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

例えば、前記実施の形態では、コラム本体１１として、一方の辺１１３が他方の辺１１２よりも短いＵ字状に曲げ加工された板１１Ｕ，１１Ｕを溶接した２シーム角形鋼管を用いたが、図４（ａ）に示すような、１シーム角形鋼管を用いてもよい。この場合も、コラム本体１１の溶接個所１１ｍを、十字縦リブ１２の溶接予定箇所１４ｍからずれた位置とすればよい。
なお、径の小さな仕口部を作製する場合には、図４（ｂ）に示すように、小型の十字縦リブ１２Ｓを用いるとともに、コラム本体１１Ｓも、径が小さく、溶接個所のない、引き抜き加工した角型鋼管を用いることができる。
また、前記実施の形態では、コラム本体１１として断面が正方形のものを用いたが、断面が長方形のものであってもよい。なお、この場合には、十字縦リブ１２として、直交する２片の長さの異なる十字縦リブを用いることはいうまでもない。
また、前記実施の形態では、梁３として、ウェブ寸法Ｈ、ウェブ厚さｔ₁、及び、フランジ厚さｔ₂の小さなＨ形鋼を用いたが、梁３の幅であるフランジ寸法Ｂを小さくしてもよい。

１０ 仕口用コラム、１１ コラム本体、１２ 十字縦リブ、
１２ａ〜１２ｃ 垂直板、１３ 裏あて金、１４ 溶接部。

Claims (3)

1. 仕口部に用いられるコラムであって、
   断面が矩形状の筒状のコラム管と、
   前記コラム管の内面側に溶接される、前記コラム管の軸方向である長さ方向に延長する横断面が十字形の補強部材と、
   前記コラム管の上，下の開口部に溶接される平板状のダイヤフラムとを備え、
   前記コラム管は、曲げ加工した板を、前記横断面が十字形の補強部材との溶接個所である当該コラム管の側面の中央部からずれた位置で溶接して形成され、
   前記補強部材は、第１の垂直板と前記第１の垂直板の一方の板面と他方の板面とにそれぞれ直交する第２及び第３の垂直板とから成り、
   前記横断面が十字形の補強部材の前記コラム管との溶接箇所である第１〜第３の垂直板の幅方向端部には、前記コラム管の軸方向に延長する切り込みが形成され、
   前記コラム管と前記横断面が十字形の補強部材とは、前記切り込みに沿って溶接されていることを特徴とする仕口用コラム。
2. 前記コラム管は、断面が、一方の辺が他方の辺よりも短いＵ字状に曲げ加工された２枚の板を溶接して形成されることを特徴とする請求項１に記載の仕口用コラム。
3. 仕口用コラムの作製方法であって、
   断面が矩形状の筒状のコラム管を作製する第１の工程と、
   前記コラム管の内面側に溶接される、前記コラム管の軸方向である長さ方向に延長する横断面が十字形の補強部材を作製する第２の工程と、
   前記第２の工程で作製した横断面が十字形の補強部材を前記第１の工程で作製したコラム管の内面側に溶接する第３の工程とを備え、
   前記第１の工程では、曲げ加工した板を、前記横断面が十字形の補強部材との溶接個所である当該コラム管の側面の中央部からずれた位置で溶接して前記コラム管を作製し、
   前記第２の工程では、第１の垂直板と前記第１の垂直板の一方の板面と他方の板面とにそれぞれ直交する第２及び第３の垂直板とを溶接して前記横断面が十字形の補強部材を作製し、
   前記第３の工程では、前記十字形の補強部材を前記コラム管内に入れた後、前記第１〜第３の垂直板の幅方向端部に予め設けられて長さ方向に延長する切り込みに沿って、前記十字形の補強部材を前記コラム管の側面の内面に溶接することを特徴とする仕口用コラムの作製方法。

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