JPH01224168A - 角鋼管柱に内蔵する補剛材の溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、角鋼管柱に内蔵するりブプレートあるいはダ
イヤフラムなとの補剛材の溶接方法に関する。

〈従来の技術およびその課題〉 角鋼管柱は、捩じり剛性が高く、曲げ剛性に方向性がな
いなどの優れた力学的特性のため、例えば鉄骨柱や橋脚
などの主要部材として多用されているが、梁の取付は位
置などのような構造上重要な個所には、その内部に四周
が完全に溶接された連結構造のりブプレートやダイヤフ
ラムなとの補剛材を取付けて補強されている。

通常、角鋼管柱に内蔵される補剛材の取付は溶接は、３
枚のスキンプレートで構成するコの字型の角鋼管柱３面
の組立時に、内蔵される補剛材の対向する２辺をシール
ドメタルアーク溶接あるいはガスメタルアーク溶接で溶
接接合し、その後残り１枚のスキンプレートで口の字型
の角鋼管柱に組み立てて、補剛材の未溶接の対向する２
辺をスキンプレートに設けた貫通孔を介してエレクトロ
スラグ溶接（以下、ＥＳＷと略称する）などで接合する
方法が用いられている。

しかし、この方法では、補剛材の最初の対向する２辺を
シールドメタルアーク溶接あるいはガスメタルアーク溶
接で溶接する場合、狭い作業空間内で行われるため作業
能率が悪く、また溶接の欠陥が発生しやすい、また、横
向きの溶接姿勢を確保するため、コの字型の角鋼管柱を
数度にわたり回転させねばならないことから−１さらに
作業能率を悪化させるばかりではなく、安全上も好まし
くない。

このような欠点を解消する手段として、例えば特公昭５
０−３５４８７号公報などに記載されているように、補
剛材の４辺をすべてＥＳＷなどのキーホール溶接で接合
する方法が開示されている。

この方法は、第６図に示すように、予めＥＳＷの開先溝
６を構成する２枚の裏当て金１．１を４辺に取付けたり
ププレート（補剛材）２を内蔵させながら、上下に対向
する一対のフランジ用スキンプレート３．３と左右に対
向する一対のウェブ用スキンプレート４，４を用いて角
鋼管柱５を組み立てて、リププレート２の左右の２辺の
開先溝６．６をＥＳＷで、またリププレート２の上下の
２辺の開先溝６’、６’もＥＳＷで溶接した後、角鋼管
柱５の４ケ所のコーナシーム部７をサブマージドアーク
溶接（以下、ＳＡＷと略称する）などで溶接する方法で
ある。

しかしながら、この方法では、第７図に示すように、Ｅ
ＳＷの開先溝６，６を貫通させるために、フランジ用ス
キンプレート３．３に孔８を、またウェブ用スキンプレ
ート４，４には開先溝６．６と直交するようにして、次
工程のＥＳＷの開先溝６’、６’を貫通させるための切
欠き溝９を予め設けてお（必要があり、また最初のＥＳ
Ｗの溶接時に切欠き溝９に粘土などの詰め物を施して溶
融スラグや溶融金属の漏出を防止する必要があるなど、
実用に供する上で製造上や経済性などの問題を包含して
いる。

そこで、このような特公昭５０−３５４８７の欠点を改
善しようとするものとして、例えば特開昭６１−１８０
６７９号公報が提案されている。

その内容は、第８図に示すように、フランジ用スキンプ
レート３とウェブ用スキンプレート４を一対ずつ用いて
、ダイヤフラム（補剛材）２の４辺に消耗ノズル式エレ
クトロスラグ（以下、ＣＢＳと略称する）溶接用の開先
溝６，６′を構成する２枚の裏当て金１．１を取付けた
ダイヤフラム２を内蔵させながら角鋼管柱５に組み立て
て、コーナシーム部７をＳＡＷなどで溶接（第８図（ａ
））した後、ダイヤフラム２の対向する２辺の開先溝６
’、６’を外部と導通させるために一対のウェブ用スキ
ンプレート４，４に孔１０．１０をあけて（第８図（ｂ
））からＣＢＳ溶接を行い、引き続き角鋼管柱５を９０
°回転させて、ダイヤフラム２の上下２辺の開先溝６．
６を外部に導通させるために一対のフランジ用スキンプ
レート３，３に孔１０′。

１０’をあけて（第８図（Ｃ））ＣＢＳ溶接を行う方法
である。

しかしながら、この方法は、ダイヤフラム２の最初の左
右に対向する２辺をＣＢＳ溶接する場合においても、次
工程の直交する残りの上下２辺をＣＢＳ溶接する場合と
同様に、溶接の開始位置をスキンプレートの面外とする
ため、溶接開始側のスキンプレートにも開先溝を導通さ
せる孔が必要で煩わしいこと、溶接開始に際してはエン
ドタブを別途取付ける必要があり、またそのため溶接欠
陥が発生し易いこと、さらにスキンプレートの面外に突
出する溶接開始部のＣＥＳ溶接ビードの余長部を削除、
整形する必要があることなどの欠点がある。

本発明は、上記のような課題を改善するためになされた
ものであって、より能率的な角鋼管柱に内蔵する補剛材
の溶接方法を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、角鋼管柱に内蔵する補剛材の４辺を溶接接合
する方法であって、４枚のスキンプレートを用いて、裏
当て金で構成される開先溝を４辺に有する補剛材を所定
の位置に内蔵して、角鋼管柱を組み立ててコーナシーム
部を溶接する工程と、前記補剛材の対向する２辺の開先
溝の一方の端部を外部に連通させるように一方のスキン
プレートにのみ孔あけする工程と、前記スキンプレート
に対向するもう一方のスキンプレートの内面に当接する
前記対向する２辺の開先溝の端部を溶接開始位置として
それぞれ溶接する工程と、ついで、前記対向する２辺の
開先溝に直交する補剛材の未溶接状態の対向する２辺の
開先溝を外部に連通させるように対向する２枚のスキン
プレートに孔あけする工程と、これら連通された対向す
る２辺の開先溝をそれぞれ溶接する工程とからなるよう
にして、上記目的を達成するものである。

く作　用〉 本発明によれば、一方のスキンプレートに補剛材の対向
する２辺の開先溝のうちの一方の端部側にのみ外部と連
通ずる孔をあけるようにしたので、孔あけ作業を半減さ
せることが可能である。

また、もう一方のスキンプレートの内面に当接する開先
溝の底部を溶接開始位置としてエレクトロスラグ溶接を
行うようにしたので、溶接後の溶接ビードの削除や整形
に要する作業を軽減させることが可能である。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、本発明方法を適用する角鋼管柱の仮組立の状
態を示す断面図、第２図はウェブ用スキンプレートを示
す斜視図、第３図は補剛材の組立状態を示す（ａ）平面
図、伽）側面図、第４図は補剛材の平面図、第５図は本
発明方法の工程を示す断面図である。なお、図中、従来
例と同一部材は、同一符号を付して説明を省略する。

第１図に示すように、対向する一対のフランジ用スキン
プレート３ａ、３ｂと対向する一対のウェブ用スキンプ
レー）４ａ、４ｂを用いて、所定の位置に補剛材２を取
付けながら、補剛材２を内蔵した角鋼管柱５を組み立て
る。

なお、ウェブ用スキンブレー）４ａ、４ｂには、第２図
に示すように、長手方向の両端面に予めテーパ加工を施
して、コーナシーム用の開先１１が設けられ、またシー
ム用の裏当て金１２が取付けられる。

また、補剛材２０４辺には、第３図に示すように、補剛
材２の両側面から裏当で金１．１′を取付けて、ＥＳＷ
で溶接する４個の開先溝６ａ、６ｂ、６ａ’　、６ｂ’
を構成してお（、さらに、裏当て金１′の両端部４ケ所
に切欠き部１３を設けて、ウェブ用スキンプレート４に
取付けたシーム用裏当て金１２との干渉を避けるように
する。

なお、ここで用いられる補剛材２には、その対向する２
辺２ａ、２ｂの両端部に、それぞれ第４図（ａ）に示す
ように突起１４が設けられる。この突起１４は、最初に
行う補剛材２の対向する２辺に設けられた開先溝６ａ、
６ｂのＥＳＷ溶接溶接台いて発生する溶融スラグや溶融
金属が、補剛材２の残りの対向する２辺の開先溝６　ａ
ｌ　、　　６　ｂｌに流入するのを防止する機能を有す
る。また、この突起１４の形成は、補剛材２を作製する
ときに同時に加工してもよいし、あるいは既に作製され
た補剛材２に後で金物を取付けるとか肉盛溶接を施すな
どの方法で設けても構わない。

このようにしてＥＳＷ裏当て金１，１′を用いて開先溝
６ａ、６ｂ、６ａ’　、６ｂ’を構成した補剛材２を内
蔵した角鋼管柱５を組み立てて、開先１１に沿って四隅
の各コーナシーム部をＳＡＷなとで溶接した後、以下の
手順で開先溝６．６′の溶接を行う。

まず、第５図（ａ）に示すように、最初に行う補剛材２
の対向する２辺の開先溝６ａ、６ｂの上端を外部と連通
ずるように、上側のフランジ用スキンプレート３ａにド
リルなどで１次ＥＳＷ用孔１５ａ。

１５ｂをあける。

その後、第５図（ロ）に示すように、１次ＥＳＷ用孔１
５ａ、１５ｂからＥＳＷ用溶接８１１６を挿入し、開先
溝６ａ、６ｂの底部即ち下側のフランジ用スキンプレー
ト３ｂの内面位置からＥＳＷ溶接を始め、上側のフラン
ジ用スキンプレート３ａの外面まで溶接金属を充填して
ＥＳＷ溶接を終える。

ついで、角鋼管柱５を９０°回転して、第５図（Ｃ）に
示すように、補剛材２の未溶接の対向する２辺の開先溝
６ａ’、６ｂ’が外部と連通ずるようにウェブ用スキン
プレー）４ａ、４ｂにドリルなどで２次ＥＳＷ用の孔１
７　ａ　、　１７　ｂ　、　ＩＴ　ｃ　、　１７　ｄを
あけた後、第５図（ｄ）に示すように下側のウェブ用ス
キンプレート４ｂの下面に孔１７ｃ、１７ｄに対応する
ようにエンドタブ１８ａ、１８ｂを取付け、開先溝６ａ
’、６ｂ’の中にＥＳＷ用溶接電極１６を挿入してエン
ドタブ１８ａ、１８ｂの中からＥＳＷ溶接を開始し、第
５図（ｅ）に示すように、上側のウェブ用スキンプレー
ト４ａの外面よりやや高めに溶融金属を充填してＥＳＷ
溶接を終了する。

なお、本実施例では、補剛材２の取付は溶接の最初の工
程をウェブ用スキンプレート４との接合としたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、補剛材２のコーナ
部に設ける突起１４の位置を第４図Φ）に示す位置に変
更すれば、フランジ用スキンプレート３との接合を先に
行ってもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、角鋼管柱に内蔵
される補剛材の４辺の取付は溶接の際、最初の補剛材の
対向する２辺のＥＳＷ溶接を開先溝の底部すなわちスキ
ンプレートの内面から行うようにしたので、以下の効果
を奏する。

■　ＥＳＷ溶接の前作業として必要な孔あけ作業が半減
できる。

■　溶接長さが短くなり、確実な溶接作業が用意でかつ
溶接材料も少なくてすむ。

■　ＥＳＷ熔接の始端および終端の補修作業が半減でき
る。

■　補剛材の四隅部はＥＳＷ溶接が直交するため、未溶
接部のない完全な接合ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を適用する角鋼管柱の仮組立の状
態を示す断面図、第２図は、ウェブ用スキンプレートを
示す斜視図、第３図は、補剛材の組立状態を示す（ａ）
平面図、（ロ）側面図、第４図は、補剛材の平面図、第
５図は、本発明方法の工程を示す断面図、第６図は、従
来例を示す斜視図、第７図は、第６図の要部を拡大して
示す断面図、第８図は、他の従来例を示す断面図である
。 ｌ・・・裏当て金、　　　　２・・・補剛材。 ３・・・フランジ用スキンプレート。 ４・・・ウェブ用スキンプレート。 ５・・・角鋼管柱、　　　　６・・・開先溝。 １１・・・開先、１２・・・シーム用裏当て金。 １３−・・切欠き部、１４・・・突起。 １５．１７・・・孔、　　　　　　１Ｂ・・・エンドタ
ブ。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第１図 第３図 Ｃａ’） 第４図 第５図 第６図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 角鋼管柱に内蔵する補剛材の４辺を溶接接合する方法で
   あって、 ４枚のスキンプレートを用いて、裏当て金で構成される
   開先溝を４辺に有する補剛材を所定の位置に内蔵して、
   角鋼管柱を組み立ててコーナシーム部を溶接する工程と
   、 前記補剛材の対向する２辺の開先溝の一方の端部を外部
   に連通させるように一方のスキンプレートにのみ孔あけ
   する工程と、 前記スキンプレートに対向するもう一方のスキンプレー
   トの内面に当接する前記対向する２辺の開先溝の端部を
   溶接開始位置としてそれぞれ溶接する工程と、 ついで、前記対向する２辺の開先溝に直交する補剛材の
   未溶接状態の対向する２辺の開先溝を外部に連通させる
   ように対向する２枚のスキンプレートに孔あけする工程
   と、 これら連通された対向する２辺の開先溝をそれぞれ溶接
   する工程と、 からなることを特徴とする角鋼管柱に内蔵する補剛材の
   溶接方法。