JPH06226470A - 角形鋼管柱の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイアフラムの４辺が周囲に完全に接合され
た角鋼管柱を、きわめて簡単な工程で製造する。 【構成】 １対の溝形鋼１、1'のそれぞれの内面の所定
位置に、長辺がこの溝形鋼１、1'のフランジ内則に、短
辺がフランジ高さにほぼ等しい長方形のダイアフラム
２、2'を挿入し、このダイアフラム２、2'が前記溝形鋼
１、1'のウエブに接する辺ならびに両フランジに接する
２辺を溶接により固着し、ついでこれら１対の溝形鋼
１、1'の各フランジならびに各ダイアフラムを対向させ
て柱状に組み立て、対向する両側のダイアフラム２、2'
の各先縁部７をそれぞれエレクトロスラグ溶接により接
合した後、前記フランジ対向面を溶接により接合して構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部の所定位置にダイ
アフラムを溶接により固着した角形鋼管柱の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、４枚のスキンプレー
トと呼ばれる鋼板3a、3b、3c、3dを箱形閉断面に組み立
て、４か所の接合部８、８・・・をサブマージアーク溶
接等により接合して、中、高層建築用の角鋼管柱（ボッ
クス柱ともいう）を製造することが行われている。この
ような角鋼管柱と水平方向の鉄骨梁との接合部には、梁
からの剪断力、モーメント等の荷重を柱に伝達するた
め、角鋼管柱内部に、梁フランジを延長する方向にダイ
アフラムと呼ばれる板材を取り付ける。このダイアフラ
ム５と柱体とは、前記荷重の伝達を確実なものとするた
め、ダイアフラム５の４辺すべてを溶接により強固に固
着するのが普通である。

【０００３】ところで、角鋼管柱は通常10〜15ｍ程度の
単位で製造される。一方、ダイアフラムは建築物の床高
に相当するおよそ 4ｍ程度の間隔で設けられる。したが
って１本の柱に対して中間に何か所もダイアフラムが取
り付けられることになるが、４枚の鋼板により柱体を閉
断面に組み立てた後においてはダイアフラムの挿入、溶
接は困難であり、たとえばダイアフラムの挿入位置毎に
柱体を一端切断し、ダイアフラムの取り付け完了後再び
つなぎ合わせることも行われているが、切断、溶接作業
が多くきわめて不経済である。そこで、一般には３枚の
鋼板によりコの字断面に柱体を組み立てた後、ダイアフ
ラムの溶接を通常の手溶接あるいは炭酸ガス溶接により
行い、しかる後に残った１枚の鋼板をかぶせて柱体とす
る方法がとられる。

【０００４】この場合にも、最後にかぶせる鋼板とダイ
アフラムとの溶接は通常の方法では不可能であるが、特
公昭45-20368号公報記載のように、この溶接をエレクト
ロスラグ溶接によって行うことが提案され、さらにエレ
クトロスラグ溶接による熱歪みを少なくするため、特公
昭51-15497号公報その他に記載のようにコの字断面の段
階ではダイアフラムの対向する２辺の溶接のみに留め、
４面組み立て後に残る２辺を同時にエレクトロスラグ溶
接することも行われている。

【０００５】以上説明したような４枚の鋼板を箱形閉断
面に組み立てて製造する角鋼管柱は、長手方向の接合部
（縦シームともいう）溶接が４か所必要なこと、ダイア
フラムの挿入、固着に手順を要し、材料の転回を繰り返
し、ハンドリングに手間がかかることなどの点からコス
トがかかり、改善が望まれている。一方、コの字断面の
溝形鋼２本をいわゆる「２丁合わせ」として箱形閉断面
とし、角鋼管柱を製造することも行われている。この場
合は縦シームの溶接は２か所でよいが、ダイアフラムの
４辺の溶接は前記の４枚の鋼板を箱形閉断面に組み立て
て製造する角鋼管柱の場合よりも一層困難である。たと
えば特開昭49−118639号公報に記載されているよう方法
によれば、ダイアフラムを一方の溝形鋼に通常の方法で
溶接し、かぶせる側の溝形鋼にはダイアフラム挿入位置
にスリットを加工し、２丁合わせにして長手方向を溶接
するとともにこのスリット部とダイアフラム側面とを溶
接し、ついでスリットとダイアフラムの間隙、すなわち
かぶせた溝形鋼のウエブ裏面をエレクトロスラグ溶接に
より溶接するのである。このような複雑な手順によって
おびただしいコストを要するばかりでなく、柱体の片側
に集中した切断、溶接により柱の外観は損なわれ、かつ
熱歪みが大きく発生して現実の商品とはならない。

【０００６】また、特開昭48−5225号公報記載の角鋼管
柱は、従来のようなダイアフラムの完全溶接は困難であ
るとしてこれを行わず、ダイアフラムを２分割したまま
接合しない構造を採用している。図６〜図９によりこの
角鋼管柱の製造手順を説明する。１は素材の溝形鋼、２
は溝形鋼の深さに２分割されたダイアフラムである。図
６のごとく溝形鋼１の内面所定位置に２分割されたダイ
アフラム２を取り付ける。この際の溶接は、ウエブ部内
面５および両側のフランジ部内面５、５のいずれも、炭
酸ガス溶接等の通常の溶接方法で行うことができる。つ
いで、図７のように、同様にして製作した溝形鋼１にダ
イアフラム２を取り付けたものおよび溝形鋼1'にダイア
フラム2'を取り付けたものを２丁合わせにし、図８のよ
うに長手方向の縦シーム部８を任意の溶接方法により溶
接して角鋼管柱とするのである。以上の説明で明らかな
ように、この角鋼管柱においては、内部のダイアフラム
は半割りのダイアフラム２と2'とに分割されたままで、
接合されていない。

【０００７】この角鋼管柱は、製造はきわめて簡単であ
り、また、この公報によれば、梁材からの圧縮力または
引張り力は、ダイアフラム２または2'を介して角鋼管柱
の隣接する他辺に伝達されるから、ダイアフラム２また
は2'が自由辺の部分で分割されていても、応力を確実に
伝達させることができるとしているが、たとえばダイア
フラムの分割面が分離する方向の引張り力等について、
十分な安心感が得られないという基本的な難点があり、
設計的にも角鋼管柱の利点であるべきＸＹ方向の等方性
が損なわれているという問題点を有している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、製造がきわ
めて簡単であるという上記特開昭48−5225号公報記載の
角鋼管柱の利点を生かし、わずかな工程を付加すること
によって前記のごとき問題点を解消する角鋼管柱の製造
方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の角鋼管柱の製造
方法は、１対の溝形鋼のそれぞれの内面の所定位置に、
長辺がこの溝形鋼のフランジ内則に、短辺がフランジ高
さにほぼ等しい長方形のダイアフラムを挿入し、このダ
イアフラムが前記溝形鋼のウエブに接する辺ならびに両
フランジに接する２辺を溶接により固着し、ついでこれ
ら１対の溝形鋼の各フランジならびに各ダイアフラムを
対向させて柱形状に組み立て、対向する両側のダイアフ
ラムの各先縁部をそれぞれエレクトロスラグ溶接により
接合した後、前記フランジ対向面を溶接により接合する
ことを特徴とする。

【００１０】

【作 用】本発明によれば、同様にして製作した溝形鋼
１にダイアフラム２を取り付けたものおよび溝形鋼1'に
ダイアフラム2'を取り付けたものを２丁合わせにして仮
組みし、長手方向の縦シーム溶接を行う前に、対向する
両側のダイアフラムの先縁部をそれぞれエレクトロスラ
グ溶接により接合するから、半割りのダイアフラム２と
2'とは接合されて本来のフルサイズの形状となり、しか
もその各辺はすべて完全に溝形鋼の内面と接合されてお
り、前記の問題点は完全に解消される。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図４により説
明する。図１は素材の溝形鋼１である。この溝形鋼１
は、熱間圧延により製造されたものでもよいし、板を曲
げ加工して製造したものでもよい。フランジ先端部分に
は縦シーム溶接のための開先を加工しておく。

【００１２】図２は、溝形鋼１の内面の所定位置に、２
つ割りのダイアフラム２を溶接により取り付けている状
態である。ダイアフラム２の長辺寸法は溝形鋼１の両フ
ランジの内則にほぼ等しく、短辺寸法は溝形鋼１のフラ
ンジの内側高さよりも若干短くする。短くする理由は、
２丁合わせした状態で両側のダイアフラム間にエレクト
ロスラグ溶接のための溝部が形成される必要があるから
である。図示しないが、溝部の両脇にはこれを塞ぐ補助
板が必要であり、この段階で取り付けておく。とよい。

【００１３】ダイアフラム２と溝形鋼１の内面との溶接
は、ウエブ部に接する辺５および両フランジ部に接する
２辺６、６のいずれも図２のように開放状態であるから
炭酸ガス溶接をはじめとする任意の溶接方法で自由に行
うことができ、溶接ロボットの適用も容易である。図３
は、同様にして製作した溝形鋼１にダイアフラム２を取
り付けたものおよび溝形鋼1'にダイアフラム2'を取り付
けたものを２丁合わせにして仮組みした状態である。前
記のように、両側のダイアフラム２、2'の先縁部ならび
に図示しない両脇の補助板により、ほぼ正方形断面の、
エレクトロスラグ溶接７のための溝部が形成される。溝
形鋼１のフランジ先端部分にも、この溝に対応する切り
欠きを設けておくことが望ましい。仮組みに当たって
は、溝形鋼１と溝形鋼1'の間に後に行う縦シーム溶接の
ためのルートギャップを設けてあり、かつ前記の切り欠
きがあれば、エレクトロスラグ溶接の位置は目視により
容易に確認できるので、あらためて芯出しなどの作業の
必要はない。

【００１４】この状態で、溝部内に電極を挿入してエレ
クトロスラグ溶接７を行う。図４は、ダイアフラム２、
2'のの溶接完了後、溝形鋼１と溝形鋼1'の間の縦シーム
溶接８を行っている状態で、溶接方法は任意であるが、
板厚により、炭酸ガス溶接、グラビティ溶接、サブマー
ジアーク溶接などが適当である。必要により180°転回
して上下両面の縦シーム溶接を行い、角鋼管柱の製造を
完了する。

【００１５】本発明においては、エレクトロスラグ溶接
７は、柱の中心断面において行われるので、溶接入熱に
よる歪みの発生はほとんどない。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、４辺が周囲に完全に接
合されたフルサイズのダイアフラムを内蔵する角鋼管柱
を、きわめて簡単な工程で、従って低いコストで製造す
ることができるという、すぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造工程を示す斜視図である。

【図２】同じく本発明の製造工程を示す斜視図である。

【図３】同じく本発明の製造工程を示す斜視図である。

【図４】同じく本発明の製造工程を示す斜視図である。

【図５】従来の技術を示す斜視図である。

【図６】従来の他の技術による製造工程を示す斜視図で
ある。

【図７】同じく従来の他の技術による製造工程を示す斜
視図である。

【図８】同じく従来の他の技術による製造工程を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１、1' 溝形鋼 ２、2'、４ ダイアフラム 3a、3b、3c、3d スキンプレート ５、６、７、８、 溶接

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １対の溝形鋼（１、1'）のそれぞれの内
   面の所定位置に、長辺がこの溝形鋼（１、1'）のフラン
   ジ内則に、短辺がフランジ高さにほぼ等しい長方形のダ
   イアフラム（２、2'）を挿入し、このダイアフラム
   （２、2'）が前記溝形鋼のウエブに接する辺（５）なら
   びに両フランジに接する２辺（６、６）を溶接により固
   着し、ついでこれら１対の溝形鋼（１、1'）の各フラン
   ジならびに各ダイアフラムを対向させて柱形状に組み立
   て、対向する両側のダイアフラムの各先縁部（７）をそ
   れぞれエレクトロスラグ溶接により接合した後、前記フ
   ランジ対向面（８）を溶接により接合することを特徴と
   する角形鋼管柱の製造方法。