JPH07241666A - ダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 下柱のサイズの変化に対応できる最少の種類
の柱梁接合部品を準備することで、フランジの厚みの異
なる柱及び梁を相互に接合することが極めて容易にかつ
迅速に行える、ダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材を提
供すること。 【構成】 前記接合部材の一面は柱が溶接接合される開
先部を形成し、反対面はパネルゾーンが溶接接合される
開先部を形成し、その側面は梁が溶接接合される開先部
を形成しており、柱が溶接接合される前記開先部は角錐
または円錐の側面状の斜面をなし、該斜面の長さは柱の
厚みよりも十分長く、パネルゾーンとなる鋼管の外寸以
下であれば任意の外寸の柱を垂直に置いて取り付け可能
であることを特徴とするダイヤフラムを兼ねた柱梁接合
部材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼管からなる柱または
梁を溶接接合するための接合部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼管からなる柱または梁を用いて、建造
物等を構成する際には、前記柱や梁を溶接やボルトでと
めて接合している。その際、柱または梁を溶接接合する
従来の典型的な方法を、角形鋼管からなる柱や梁の場合
について図４を用いて以下に説明する。ただし、簡単の
ために、上柱、下柱及び上柱用、下柱用や梁の上下に設
ける裏当金の付番にはａ及びｂの区別を付けないで説明
する。２基の鋼管柱用ダイヤフラム４２ａ（上用）及び
４２ｂ（下用）の両面に、それぞれ溶接接合する上柱７
ａ、下柱７ｂ及びパネルゾーン４８の内径に合わせて裏
当金４３（柱用）及び４４を設け、さらにダイヤフラム
４２ａ及び４２ｂのパネルゾーン４８の外側の部分で、
梁を受ける位置にも裏当金４５を設ける。接続する柱が
同じ径である場合には、図４に示すように、同種のダイ
ヤフラム４２ａ、４２ｂに予め設けられたパネルゾーン
用裏当金４４の外側に、４枚の鋼板４７（予め溶接する
辺に開先部が設けてある。）を組み合わせて溶接しパネ
ルゾーン４８を形成する。この際２基のダイヤフラム４
２ａ、４２ｂの梁を受ける位置の設けた裏当金４５は、
図４に示すように、後に取り付ける梁のフランジの内側
に密着するようにする。次に、接続する上柱７ａ及び下
柱７ｂのフランジの一端に開先部を設け、パネルゾーン
４８の下から、先ず下柱７ｂをダイヤフラム４２ｂの裏
当金４３に差し込み、溶接する。次にパネルゾーン４８
の上部に設けたダイヤフラム４２ａの裏当金４３に上柱
７ａを差し込み、溶接する。（このとき裏当金４３が上
柱７ａ及び下柱７ｂの内面に密着いている必要性は前記
梁のフランジの場合と同様であり、以下このことは特に
注記しない。）。同様にして梁のフランジの一端に開先
部を設け図４に示す裏当金４５ａ及び４５ｂの位置で梁
を溶接する。

【０００３】前記した柱や梁を溶接接合する従来の方法
では、柱及び梁は勿論パネルゾーンを構成する側面板に
すべて開先部を設ける必要があり、パネルゾーンを柱や
梁のサイズに合わせて個々に作成しなければならない。
上柱と下柱の柱径が異なる中柱や、その他隅柱や側柱に
なると、側面板を台形にする等してパネルゾーンを作成
しなければならず、精度良く接合することが困難である
ばかりでなく、制作工数が多く煩雑で、必然的にコスト
高になる。

【０００４】前記した問題点を解決するために、実開平
１−２３６６７号公報に、予め上層階と下層階用の開先
処理部と開先処理部の端部に裏当部を設けた鋼管柱用接
合部品が提案されている。開示された鋼管柱用接合部品
では上層階用柱及び下層階用柱のサイズとして各々６
種、フランジの厚みの種類に対応して２〜３種、その他
中柱、隅柱及び側柱用としての変種をすべて用意されて
いるので、例えば上柱と下柱の柱径が異なる中柱用のパ
ネルゾーンを作成する場合においても、前記したダイヤ
フラムを用いる場合のようにパネルゾーンの作成時に柱
径の縮尺に対応する必要はなく、パネルゾーンと上柱と
の接合部品にそれらの径とフランジ厚みに対応するもの
を選択使用することで解決する。しかしながら、開示さ
れた鋼管柱用接合部品では、多くの設計上の多様性にす
べて対応できる製品を用意するので、製品の種類は１０
０種を越える。これらを製造するためには鋳物製造用に
多数の型を用意する必要があり、販売のために多種・多
量の予備製品の在庫が必要であり、それらの維持・管理
には多大の努力が必要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、鋭意研
究を重ねた結果、上柱取り付け部側（本発明の柱梁接合
部品を下向きに使用する場合には下柱取り付け部側とな
るが）の開先部を大きくすることと、溶接の裏当金は、
柱、梁やパネルゾーンの側面板を溶接する際に状況に適
応して溶接部に取り付けることとするとの２点に配慮す
れば、予め用意するべき柱梁接合部材の種類を著しく減
少させることができ、例えば下柱の径２００〜４５０ｍ
ｍの範囲を５０ｍｍきざみに６種類の角型（あるいは丸
型）鋼管が取り付けられるだけの種類に限定できること
を見出し、本発明に達した。本発明の目的は、前記従来
技術の欠点を解消し、下層階用柱のサイズの変化に対応
できる最小の種類の柱梁接合部材を準備することで、フ
ランジの厚みの異なる中柱、隅柱、側柱用及び梁を相互
に接合することが極めて容易にかつ迅速に行え、しかも
接合施工コストの低減が計れる、ダイヤフラムを兼ねた
柱梁接合部材を提供することにある。

【０００６】

【発明を解決するための手段】本発明の前記課題は、本
発明のダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材によって達成
される。すなわち、 （１）ダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材において、該
接合部材は柱の軸に直角な板状部を有しており、該接合
部材の一面は柱が溶接接合される開先部を形成し、反対
面はパネルゾーンが溶接接合される開先部を形成し、そ
の側面は梁が溶接接合される開先部を形成しており、柱
が溶接接合される前記開先部は角錐または円錐の側面状
の斜面をなし、該斜面の長さは柱の厚みよりも十分長
く、パネルゾーンとなる鋼管の外寸以下であれば任意の
外寸の柱を垂直に置いて取り付け可能であることを特徴
とするダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材である。

【０００７】前記本発明のダイヤフラムを兼ねた柱梁接
合部材において、該接合部材が有する柱の軸に直角な板
状部はダイヤフラムを兼ねた部材である。また、前記本
発明の接合部材において、柱が溶接される開先部が角錐
または円錐の側面状の斜面をなすとは、開先部のなす斜
面が角錐または円錐の側面斜面を帯状に輪切りにした様
な斜面形状であることであり、輪切りにした帯の幅が、
そこに溶接接合される柱の厚みより十分長いことが特徴
である。また、柱の厚みより十分長いとは、例えば、そ
こに溶接接合する柱が、柱の径２００〜４５０ｍｍの範
囲とするならば、２５０〜３００ｍｍ幅程度であれば良
い。従って、本発明の接合部材を用いれば、角錐または
円錐の側面斜面状に開先部には、中心軸をパネルゾーン
と一致させて、あるいは一致させずに上柱を溶接接合さ
せることができる。

【０００８】本発明のダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部
材の構成と作用を明らかにするために、開先部が広い角
錐状側面の一部をなしている前記本発明の柱梁接合部材
及び広い円錐状側面の一部をなしている前記本発明の柱
梁接合部材について施工の具体例を以下に説明する。な
お、本発明のダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材を使用
して柱梁を溶接・接合する場合、パネルゾーンの部分で
は下柱と同径で柱径を変化させる必要がなく、またパネ
ルゾーンの側面板は短尺品で開先部処理をすることは簡
単であるので、本発明のダイヤフラムを兼ねた柱梁接合
部材のパネルゾーン接合のための開先部は短くて良く、
開先先端とダイヤフラムの（パネルゾーン側の）表面と
の距離は１５ｍｍとし、柱梁接合部材の軽量化を計っ
た。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。ただし、
本発明は以下の説明によって制限されるものではない。 実施例１ 側面にＨ型梁を接合し、かつ柱径が上下同じである上層
階用柱及び下層階用柱を本発明のダイヤフラムを兼ねた
角型の柱梁接合部材を用いて溶接接合する場合につい
て、図１を用いて説明する。説明の都合上広い角錐状側
面の一部をなしている開先部の方を表面と呼ぶことにす
る。図１において１ａ及び１ｂは本発明のダイヤフラム
を兼ねた柱梁接合部材であり、１ａは正向き（表面を
上）に１ｂは逆向（裏面を上）として使用した例であ
る。

【００１０】先ず、柱梁接合部材１ａ及び１ｂの裏面の
開先部にパネルゾーンの側面板の厚みを残してそれぞれ
溶接の裏当金２ａ及び２ｂを仮止めする。側面に溶接接
合するＨ型梁のウエブ５の幅（図１にｈで示した長さ）
より少し短い長さの側面板４を４枚用意し、各側面板４
の溶接部に開先処理を施す。先に仮止めした裏当金２ａ
及び２ｂに接して側面板４を配置して２基の本発明のダ
イヤフラムを兼ねた柱梁接合部材（以下単に柱梁接合部
材と呼ぶこともある。）１ａ及び１ｂと共にパネルゾー
ン８を形成する。次に、１ａ及び１ｂの表面の広い角錐
状側面の一部をなしている開先部の上に柱梁接合部材の
縁から柱の厚みを残して、柱の内面幅の裏当金３ａ及び
３ｂを仮止めする。次いで仮止めした裏当金２ａ及び２
ｂに接して上柱７ａ及び下柱７ｂを挿入して開先部で溶
接して接合する。ここで、本実施例では裏当金は施工に
最適位置に仮止めする方法で記載するが、溶接する柱の
裏面に裏当金を溶接する方法で施工しても構わない。実
施例２以下でも同様であるのでこの点は特に記載を繰り
返さない。最後に上下２基の柱梁接合部材１ａ及び１ｂ
の側面に裏当金６ａ及び６ｂを仮止めし（それら裏当金
の外面間の距離がＨ型梁のウエブ５の幅ｈに等しくす
る。）、予め開先処理を施したＨ型梁のフランジ９を挿
入して裏当金に当接し、開先部で溶接して接合する。か
くして、図１の柱梁接合構造が完成する。

【００１１】実施例２ 側面にＨ型梁を接合し、かつ柱径が上下異なり上層階用
柱の柱径が下層階用柱の柱径より小さい場合に、本発明
のダイヤフラムを兼ねた角型の柱梁接合部材を用いて溶
接接合する場合について、図２を用いて説明する。な
お、図２にはパネルゾーンより上部のみを示した。パネ
ルゾーン１８より下部の施工方法は実施例１の場合と同
様である。従って、実施例１と同様にして作成したパネ
ルゾーン１８の本発明の角型の柱梁接合部材１１ａの上
に上柱１７ａ（下柱７ｂより小さい柱径）を溶接する場
合についてのみ説明する。先ず、パネルゾーン１８の本
発明の角型の柱梁接合部材１１ａの上に上柱１７ａの内
面幅四方の裏当金１３ａを、パネルゾーン１８の心線に
その心線を合わせ、かつ裏当金１３ａの四隅を角型の柱
梁接合部材１ａの稜線の上に来るように置いて仮止め
し、仮止めした裏当金１３ａに接して上柱１７ａを挿入
して開先部で溶接して接合する。上下２基の柱梁接合部
材１１ａ及び１１ｂ（図示していない）の側面にＨ型梁
を溶接して接合するする方法は実施例１の場合と同様で
ある。かくして、図２の柱梁接合構造が完成する。

【００１２】実施例３ 柱径が上下異なり上層階用柱の柱径が下層階用柱の柱径
より小さく、且つ上下の柱が丸型である場合（しかし
て、側面にＨ型梁を接合する点は実施例１及び２に同じ
である。）について、本発明のダイヤフラムを兼ねた丸
型の柱梁接合部材を用いて溶接接合する場合、すなわ
ち、上下の柱の中心軸が不一致の場合について、図３を
用いて説明する。なお、図３にはパネルゾーンより上部
のみを示した。本実施例の場合パネルゾーン２８の作成
方法は、先ず、丸型の柱梁接合部材２１ａ及び２１ｂ
（図示していない）の裏面の開先部に、パネルゾーン２
８の側面板２４の厚みを残した直径の鋼管を輪切りにし
て作成した裏当金２２ａ及び２２ｂ（図示していない）
を仮止めする。側面に溶接接合するＨ型梁のウエブ５の
幅より少し短い幅に下柱の丸型鋼管を輪切りにして作成
したパネルゾーン側面板２４を用意し、側面板２４の溶
接部に開先処理を施し、側面板２４の上下に丸型の柱梁
接合部材２１ａ及び２１ｂの裏面の開先部を溶接・接合
してパネルゾーン２８を形成する。パネルゾーン２８よ
り下部は、丸型の柱梁接合部材２１ｂの表面に前記パネ
ルゾーン２８の製作時に用いたと同じ裏当金２２ｂを仮
止めし、その裏当金に丸型の下柱２７ｂ（図示していな
い）を挿入し、開先部を溶接して下層階用柱を接合す
る。パネルゾーン２８より上部は、丸型の柱梁接合部材
２１ａの表面に、上柱の内径を外径とする丸型鋼管を斜
めに輪切りにして作成した裏当金２３ａを仮止めし（柱
梁接合部材の広い開先部の表面に裏当金が傾いて接して
仮止めされる。）、その上に丸型の上柱２７ａを挿入
し、開先部を溶接して上柱２７ａを接合する。次に、実
施例１及び実施例２の場合と同様にして梁を溶接・接合
して図３の柱梁接合構造が完成する。

【００１３】上記実施例３においては、柱径が上下で異
なる上柱２７ａと下柱２７ｂに丸形の柱を用いた例につ
いて説明したが、上柱２７ａと下柱２７ｂが角形であっ
ても角型の本発明の柱梁接合部材を用いて、実施例３と
同様に柱及び梁を接合することができる。この場合上柱
２７ａと下柱２７ｂの対角線の一つの方向を一致させる
ことが接合操作を容易にできる。そして、通常そのよう
に施工される。この場合、角型の柱梁接合部材の上に上
柱２７ａを接合する場合、一部上柱２７ａと本発明の柱
梁接合部材との接触線のところで上柱２７ａに開先処理
を行った方が良い部分が生じる。

【００１４】

【発明の効果】上記説明した通り、パネルゾーンの上下
に本発明のダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材を設ける
ことにより、フランジの厚みの異なる場合においてさえ
も、中柱、隅柱、側柱用及び梁を相互に接合することが
極めて容易にかつ迅速に行える。従って、接合施工の大
幅なコストダウンが可能である。さらに、本発明のダイ
ヤフラムを兼ねた柱梁接合部材は丸型、角型それぞれに
ついて、僅か６種類の接合部材を準備しておくことによ
って、径２００〜４５０ｍｍの範囲を５０ｍｍきざみの
柱について、しかもすべてのフランジの厚み柱に対し
て、それらの接合に対応することができ、在庫及び需給
管理が大幅に容易になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材を
用いた、上下同径の柱を接合する柱梁接合構造の１例を
示す断面である。

【図２】本発明のダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材を
用いた、上下異径であるが同軸の柱を接合する柱梁接合
構造の１例を示す断面である。

【図３】本発明のダイヤフラムを兼ねた丸型の柱梁接合
部材を用いた、上下異径でかつ軸不一致の丸型の柱を接
合する柱梁接合構造の１例を示す断面である。

【図４】従来の上下同径の柱を接合する典型的柱梁接合
構造の１例を示す断面である。

【符号の説明】

１ａ 角型柱梁接合部材（上柱用） １ｂ 角型柱梁接合部材（下柱用） ２ａ パネルゾーンの裏当金（上） ２ｂ パネルゾーンの裏当金（下） ３ａ 柱用裏当金（下柱と同径の上柱用） ３ｂ 柱用裏当金（下柱用） ４ 側面板 ５ 梁のウエブ ６ａ 梁用裏当金 （上） ６ｂ 梁用裏当金 （下） ７ａ 上柱 ７ｂ 下柱 （上柱と同径） ８ パネルゾーン ９ 梁のフランジ １１ａ 角型柱梁接合部材（上柱用） １３ａ 柱用裏当金（下柱と異径の上柱用） １３ｂ 柱用裏当金（下柱用） １７ａ 上柱（下柱と異径） ２１ａ 丸型柱梁接合部材（上柱用） ２１ｂ 丸型柱梁接合部材（下柱用） ２２ａ パネルゾーンの裏当金（丸型上） ２２ｂ パネルゾーンの裏当金（丸型下） ２３ａ 丸型柱用裏当金（下柱と同径の上柱用） ２３ｂ 丸型柱用裏当金（下柱用） ２４ 丸型パネルゾーンの側面部材 ２７ａ 丸型上柱 ２７ｂ 丸型下柱 （上柱と同径） ２８ 丸型パネルゾーン ４２ａ 従来例ダイヤフラム（上用） ４２ｂ 従来例ダイヤフラム（下用） ４３ 従来例柱用裏当金 ４４ 従来例パネルゾーン用裏当金 ４５ 従来例梁用裏当金 ４７ 従来例パネルゾーン用鋼板 ４８ 従来例パネルゾーン ｈ 梁のウェブ幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水口 進 東京都千代田区富士見２丁目10番26号 前 田建設工業株式会社内 (72)発明者 新井 昭男 東京都中央区京橋１丁目５番８号 日本冶 金工業株式会社内 (72)発明者 多田 昌弘 東京都中央区京橋１丁目５番８号 日本冶 金工業株式会社内 (72)発明者 嘉陽 富男 東京都中央区京橋１丁目５番８号 日本冶 金工業株式会社内 (72)発明者 坂中 伸介 東京都中央区八丁堀４丁目５番４号 ナス エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材にお
   いて、該接合部材は柱の軸に直角な板状部を有してお
   り、該接合部材の一面は柱が溶接接合される開先部を形
   成し、反対面はパネルゾーンが溶接接合される開先部を
   形成し、その側面は梁が溶接接合される開先部を形成し
   ており、柱が溶接接合される前記開先部は角錐または円
   錐の側面状の斜面をなし、該斜面の長さは柱の厚みより
   も十分長く、パネルゾーンとなる鋼管の外寸以下であれ
   ば任意の外寸の柱を垂直に置いて取り付け可能であるこ
   とを特徴とするダイヤフラムを兼ねた柱梁接合部材。