JPH06155020A - 鉄骨建造物のコラム柱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 裏当て金の改良とその溶接方法の改善により
信頼性の高い溶接精度、溶接強度と作業能率を大幅に向
上させることを目的とする。 【構成】 裏当て金６０を素材板７０からレーザーカッ
トＬＣ等の切断手段により一体に切断成型し、この裏当
て金６０をダイヤフラム２に仮り付けした後、コラムコ
ア１又はコラムシャフト１´の内周に裏当て金６０を嵌
合させながらギヤップ巾Ｌを確保して溶接する鉄骨建造
物のコラム柱としたものてげある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄骨建造物における鉄
骨柱（以下コラム柱と称す）の溶接技術に関し、殊にダ
イヤフラムとの間の新規な溶接構造についてのものであ
る。

【０００２】

【従来技術と問題点】従来、大規模で高層建造物のコラ
ム柱は通常、角パイプ等の鋼管材を適宜寸法に切断し、
その端面にダイヤフラムを溶着した所定長さのコラムを
複数本接合した構成を呈している。即ち、図１に示すよ
うに、全体を符号４で示すコラム柱は、長短複数のコラ
ム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ・・が各々ダイヤフラ
ム２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ・・（総称して２と云う）を
挟んだ状態で次々に接合されることによって形成されて
いる。尚、図において長尺コラム１Ａ，１Ｃ，１Ｅ（総
称して１´と云う）は一般にコラムシャフトと呼ばれ、
短少コラム１Ｂ，１Ｄ（総称して１と云う）はコラムコ
アと呼ばれている。更に、コラム柱４の実際の製作にあ
たっては、コラムコアの両端にダイヤフラムを、側面に
仕口部３を接合させておいた後、当該コラムコア間に長
尺のコラムシャフトを一列に並べて順次接合してゆく方
法が採られている。また、仕口部３はＨ形鋼等から成り
短少のコラムコアの側面と結合するよう予め設計されて
いる。

【０００３】そして、コラムコアとダイヤフラムとの間
の接合は、例えば、図２，３に示すよう、予め開先処理
１ａを施したコラムコア１内端部にギヤツプ巾Ｌを確保
する状態にて裏当て金１１を仮り止めした後、裏当て金
１１の先端部をダイヤフラム２に突き合わせた状態でダ
イヤフラムとコラムコア間の全周にわたり溶接棒２１を
溶かし込んで溶接作業が行われる。同様に、コラムシヤ
フトとの間の接合も、予めコラムシヤフト端に予め当て
金を仮り付けておき、この当て金端面と既にコラムコア
側に接合されているダイヤフラム面とを当接させた上、
溶接されるものである。尚、図３（イ）の例では、４枚
の当て金を使った例を示すが、図３の（ロ），（ハ）に
示すように２枚のものを使うこともある。

【０００４】こうした溶接作業は、ＪＩＳ溶接技術検定
資格者でさえ一面を溶接するに連続した長時間作業を余
儀なくされる。又、途中重量物の反転作業も伴い全面を
仕上げるのに相当ハードで且つ危険な作業を強いられ
る。その上、最近の極端な人手不足や作業環境の悪さか
ら鉄建メーカーでは、図４のような自動溶接装置５０を
導入する傾向が顕著である。ところが、高価な自動溶接
装置５０を購入し、実際に運転しょうとして思わぬ問題
にぶつかり、その対策に悩んでいるのが現状である。

【０００５】その原因は、裏当て金の取付作業が作業者
の勘に頼って行われているため、図２の如く裏当て金１
１の先端面がダイヤフラム２の当接面と全面にわたり均
一に当接せず、隙間Ｓから溶剤が垂れ落ちて巣や亀裂を
発生し、致命的な溶接不良をもたらすからである。反
面、有人作業では同様な隙間が有っても、経験者であれ
ば溶剤の垂れ落ちを防ぐべく手加減しながら作業を進め
てゆくため、特に大きな問題とならなかったのである。
云う迄もなく前記自動溶接装置５０を使ったケースで
は、人為的な細工が全く不可能のため、溶接不良品を作
って了う。

【０００６】更に、無人運転を導入した際に生じる他の
欠陥は、図２に示すギャツプ量Ｌの寸法のバラツキや裏
当て金との隙間が発生してある巾をもった所定寸法から
僅かに外れていても、その狂い分を補正出来ない為、溶
接強度不足を来たらすからである。これからも判るよう
に、自動溶接機を導入するには、その前提条件として上
述した前処理即ち、裏当て金の取付が正確に寸法管理さ
れていることが必須の要件となる。

【０００７】この結果、多くの無人溶接機を導入した現
場では、高価な溶接機に加え裏当て金を仮り付けするた
めの専用治具を追加して買い求めたり、其の他特殊な治
具等を新たに製作する事態に陥っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記目的，
課題を解決する新規で具体的手段を提供するものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、本発明は、上
記目的，課題を解決する具体的手段として、素材板から
レーザーカット等の任意な切断手段により、コラコアム
ならびにコラムシャフトの内周壁形状にと類似する外周
形状を備えた一体型の裏当て金を製作すると共に、この
裏当て金をダイヤフラム面上に仮り付けした後、当該裏
当て金を対応するコラコアムならびにコラムシャフト端
の内周に所定のギャツプ量を残した状態のもとに嵌合さ
せて、コラコアムとダイヤフラムならびにコラムシャフ
トとダイヤフラム間を自動又は手動溶接するコラム柱と
した。

【００１０】

【作用】上記具体的手段の採用により、従来のように数
枚から成る裏当て金をコラムコアやコラムシャフトの内
周端に仮り付けされるものと異なり、素材板から切断さ
れる一体型の裏当て金を単純にダイヤフラム面上にのせ
て仮り止めされるものであるため、前処理作業が短時間
にしかも精度良く実施される。従って、従来のような裏
当て金とダイヤフラム間の隙間Ｓについての心配は全く
不要なので、自動溶接であっても、手動溶接であっても
不良の恐れのない完全且つ確実なる溶接作業が期待でき
るものである。

【００１１】

【実施例】以下、図に示す実施例により、本発明の溶接
を説明する。図４は、コラムコア１とダイヤフラム２と
の間をロボットにより、自動溶接する溶接装置５０を示
している。レール１２上の台車１３に装備する支持台６
の回転板８と、旋回駆動部７に直結の駆動支持板９との
間に、コラムコア１とダイヤフラム２とを連接装架させ
ている。溶接ロボット２０の溶接棒２１もしくは溶接ワ
イヤーをコラム開先部に接近させ、ＮＣ制御部３０のプ
ログラムにより旋回駆動部７と溶接ロボット２０とを制
御運転してコラムコアとダイヤフラムとの接合部を自動
溶接する。従って、上記ロボットによる溶接装置５０で
は、コラムコアとダイヤフラム等のワーク形状の種類，
寸法を入力すれば、ＮＣデータが作成され、直ちに自動
溶接運転できる機能になっている。尚、コラムシャフト
１´とダイヤフラム２間の溶接は、コラムシャフトが長
尺なこと、相手側のダイヤフラムが既にコラムコア側に
接合されていること等が相挨って自動溶接機に装備出来
ず、手動による溶接が普通である。

【００１２】図６は、本発明による前処理作業即ち、裏
当て金６０をダイヤフラム２に仮り付けする状態を示し
たもので、一体成型された裏当て金６０は、その内壁数
ケ所をスポット溶接して、ダイヤフラム２に仮り止めさ
れている。こうした前処理済みの裏当て金付ダイヤフラ
ムを図５の如く予め開先処理１ａされたコラムコア１の
内周端に裏当て金６０を嵌め込みながらギャツプ巾Ｌを
確保し、溶接棒２１を溶接部に接近して溶接作業を実施
する。上述溶接の利点は、図７に示すよう裏当て金６０
とダイヤフラム２間に隙間が全く無く、全面にわたり完
全に密着していることと、裏当て金６０にコラムコラ１
及びコラムシャフト１´の内周壁が所定の寸法精度を維
持して嵌合支持されるため、極めて良好な溶接条件が得
られることである。この様な状況の下、溶接ビート２２
の創成が行われる。

【００１３】上記、裏当て金６０は、例えば図８に示す
方法によって製作される。即ち、所定の板厚Ａを持つ素
材板７０からレーザーカットＬＣにより、対応するコラ
ムコラ又はコラムシャフト１´の内周壁形状に嵌合する
大小様々な裏当て金６０を同時に作製するものである。
従って、一枚の素材板から数種類の裏当て金を採寸する
ことが出来、材料の無駄が省ける。この裏当て金６０に
よれば、その端面精度は素材板７０の段階で良好であ
り、ダイヤフラム２との取付精度は著しく高く保持でき
る。又、レーザー加工機を使い、一体成型された裏当て
金を直接ダイヤフラムに取付けると云った従来から創造
し難い溶接手段の採用で、こうした前処理作業は誰にで
も短時間にしかも精度良く実施される。

【００１４】

【他の実施例】本発明は、上記一実施例に限定されるこ
となく発明の要旨内での設計変更が可能である。例え
ば、コラムの断面形状は角パイプに限らず円パイプ，長
方形パイプ等の任意形状にも実施可能である。また、裏
当て金の製造方法もレーザーカットに限定されず、他の
実施方法例えば、ワイヤーカットや其の他の製造によっ
ても良い。更に、溶接方法としてロボットを使用した実
施例に限定されず、他のＮＣ溶接装置や作業者による手
動溶接方法に置換しての実施も可能である。

【００１５】

【効果】本発明によれば、コラム柱を製作するに当り、
前処理作業に使われる裏当て金を素材板からレーザーカ
ット等の切断手段により、一体型成型し、これを従来と
異なりダイヤフラム側に仮り付けする方式を採用した結
果、裏当て金の仮り付け作業が極めて短縮されるばかり
か、従来、溶接不良をもたらしていた隙間Ｓの問題は完
全に解決することが出来る。更に、ギヤップ巾Ｌは、裏
当て金をコラムコアの内周端に嵌合させながら確保する
方法のため、高精度の溶接条件が整い、この結果、自
動，手動に拘らず容易にしかも確実に品質的に優れた溶
接構造物が得られるため、安全性、信頼性の高いコラム
柱を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コラム柱の実施例を示す斜視図である。

【図２】従来方法による溶接部の拡大断面図である。

【図３】従来方法による裏当て金とコラムコアとの関係
を示す斜視図である。

【図４】溶接方法の実施例を示す斜視図である。

【図５】本発明による裏当て金とダイヤフラムとの関係
を示す拡大断面図である。

【図６】本発明の裏当て金とダイヤフラムとの溶接関係
を示す斜視図である。

【図７】コラムコアとダイヤフラムとの溶接関係を一部
切欠断面で示す側面図である。

【図８】裏当て金のレーザーカット製法を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１（１Ｂ，１Ｄ） コラムコア １´（１Ａ，１Ｃ，１Ｅ） コラムシヤフト ２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ） ダイヤフラム １０ 溶接開先 １１ 従来の裏当て金 ５０ 溶接装置 ６０ 裏当て金 Ｌ，ｌ ギヤップ幅 ７０ 素材板 ＬＣ レーザーカット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素材板からレーザーカット等の任意な切
   断手段により、コラコアムならびにコラムシャフトの内
   周壁形状にと類似する外周形状を備えた一体型の裏当て
   金を製作すると共に、この裏当て金をダイヤフラム面上
   に仮り付けした後、当該裏当て金を対応するコラコアム
   ならびにコラムシャフト端の内周に所定のギャツプ量を
   残した状態のもとに嵌合させて、コラコアムとダイヤフ
   ラムならびにコラムシャフトとダイヤフラム間を自動又
   は手動溶接することを特徴とする鉄骨建造物のコラム
   柱。