JPH08174241A - 補強材を備えた中空筒状体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の補強材片からなる補強材を、補強材片
の間に隙間が形成されることなく、中空筒状体内部に容
易且つ確実に接合することのできる中空筒状体の製造方
法を提供することを目的とする。 【構成】 ダイヤフラム１１を備えた中空筒状体１０の
製造方法は、鋼製帯状片１０ａ，１０ｂの側面に、これ
ら鋼製帯状片１０ａ，１０ｂ同士を接合することで互い
に隙間１３を隔てて突き合わせられる複数の補強材片１
１ａ，１１ｂを接合するとともに、各補強材片１１ａ，
１１ｂには、隣接して突き合わせられる他の補強材片１
１ａ若しくは１１ｂに向かって延出されて隙間１３を閉
鎖して閉鎖溶接空間１５を形成する当て板１２ａ，１２
ｂを接合し、次いで、鋼製帯状片１０ａ，１０ｂ同士を
互いに隣接する隣接縁部で接合して中空筒状体１０を形
成し、次いで、形成された中空筒状体１０に、閉鎖溶接
空間１５に連通される透孔１４を形成し、その後、補強
材片１１ａ，１１ｂ同士を接合するために透孔１４を介
して閉鎖溶接空間１５に対しエレクトロスラグ溶接を施
工するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、補強材を備えた中空
筒状体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築物を構築する際には、柱部材
として例えば円形断面または角形断面を有する中空筒状
体を用いる場合がある。その一例として図５に示す中空
筒状体５０は、複数の鋼製帯状片、すなわち一対の溝型
鋼５０ａ，５０ｂ同士をその縁部で接合して製造される
ボックスコラムと呼ばれるものであり、内部が中空であ
るため軽量であり且つ強度が高く、経済的に構造物の耐
力を向上できるという利点がある。また、この中空筒状
体５０の内部中空にコンクリートを圧入して、中空筒状
体５０の全長に亘ってコンクリートを充填すれば、現場
作業において容易に鋼管コンクリート部材を構築するこ
とができる。

【０００３】ところで、かかる中空筒状体５０を例えば
鋼管コンクリート構造による高層建築や大スパンの工場
等において使用する場合には、中空筒状体５０と梁５１
の接合部いわゆる仕口部５２に過大な曲げモーメントや
せん断力等の外力が作用する。そのため、これに耐え得
るように仕口部５２の剛性を高める必要があり、従来で
はダイヤフラムと呼ばれる補強材５３を中空筒状体５０
の仕口部５２内部に配設して、これに外力を分担し支持
させて、中空筒状体５０の仕口部５２における剛性を増
加させる方法が採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記中
空筒状体５０は、その全長が１６ｍにも及ぶものもあ
り、また補強材５３は一の中空筒状体５０内部に複数設
けるものであるため、溝型鋼５０ａ，５０ｂを接合して
中空筒状体５０を形成した後には、これの内部において
溶接するにはそのための作業空間が狭隘となり作業が行
えず、中空筒状体５０の内部に補強材５３を接合するの
は不可能であった。

【０００５】従って、従来では、例えば中空筒状体５０
を形成する前に溝型鋼５０ａ，５０ｂのそれぞれの内面
に、補強材５３を分割してなる補強材片５３ａ，５３ｂ
を溶接接合し、その後これらの溝型鋼５０ａ，５０ｂを
その縁部で接合して中空筒状体５０を形成するという方
法を採っていた。

【０００６】ところが、この方法では、溝型鋼５０ａ，
５０ｂを接合して中空筒状体５０を形成すると、その内
部に配設された補強材片５３ａ、５３ｂ相互の接合が不
可能であるため、これら補強材片５３ａ、５３ｂ間に隙
間５４が形成されこれによって補強材５３の強度が低下
するという惧れがあった。

【０００７】これを解決するために、従来では、かかる
隙間５４内の補強材片５３ａ，５３ｂの内周縁部にリブ
を設けるなどして、補強材５３の強度低下を防止する手
段を採っていたが、補強材の構成が複雑になるという問
題があった。

【０００８】そこで、この発明は、かかる問題を解決す
るためになされたもので、複数の補強材片からなる補強
材を補強材片の間に隙間が形成されることなく、中空筒
状体内部に容易に且つ確実に接合することのできる中空
筒状体の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の補強材を備え
た中空筒状体の製造方法は上記目的を達成するためにな
されたものであり、複数の鋼製帯状片を環状に配列し、
互いに隣接するこれら鋼製帯状片の隣接縁部同士を接合
することで中空筒状体を製造するに際して、中空筒状体
の内面となるこれら鋼製帯状片の側面に、これら鋼製帯
状片同士を接合することで互いに隙間を隔てて突き合わ
せられる複数の補強材片を接合するとともに、該各補強
材片には、隣接して突き合わせられる他の補強材片に向
かって延出されて該隙間を閉鎖して閉鎖溶接空間を形成
する当て板を接合し、次いで、上記鋼製帯状片同士を互
いに隣接する隣接縁部で接合して中空筒状体を形成し、
次いで、形成された上記中空筒状体に、上記閉鎖溶接空
間に連通される透孔を形成し、その後、上記補強材片同
士を接合するために上記透孔を介して上記閉鎖溶接空間
でエレクトロスラグ溶接を施工するものである。

【００１０】また、上記補強材を備えた中空筒状体で
は、鋼製帯状片が断面コ字状に形成され、これら一対の
断面コ字状の鋼製帯状片が互いに接合されて断面角形の
中空筒状体を構成することが好ましい。

【００１１】なお、上記補強材を備えた中空筒状体で
は、補強材片が互いに接合されることで、平板状のダイ
ヤフラムを構成することができる。

【００１２】さらには、上記補強材を備えた中空筒状体
では、補強材片が互いに接合されることで、中央に穴部
を有する平板状のダイヤフラムを構成することもでき
る。

【００１３】

【作用】この発明の補強材を備えた中空筒状体の製造方
法によれば、鋼製帯状片の隣接接合面を接合して中空筒
状体を形成する際、補強材片間に生じる隙間を補強材片
と当て板とにより閉鎖して閉鎖溶接空間を形成するとと
もに、これに連通する透孔を介して、閉鎖溶接空間内で
エレクトロスラグ溶接を施工するため、中空筒状体内部
に形成された補強材片間の隙間を確実に溶接接合するこ
とができる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の、補強材を備えた中空筒状
体の製造方法の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。図１は、この発明の製造方法によって製造され
る中空筒状体１０を示すものである。

【００１５】同図に示す中空筒状体１０は、建築物を構
成する柱部材として用いられる断面角形のいわゆるボッ
クスコラムと呼ばれるもので、複数の鋼製帯状片１０
ａ，１０ｂの隣接縁部同士を、例えばシーム溶接等で接
合することで形成されるものである。

【００１６】そして、この中空筒状体１０は、鋼製帯状
片１０ａ，１０ｂの側面に接合され、これら鋼製帯状片
１０ａ，１０ｂ同士が接合されることで、互いに隙間１
３を隔てて突き合わされる一対の補強材片１１ａ，１１
ｂと、各補強材片１１ａ，１１ｂに接合され、隣接して
突き合わされる他の補強材片１１ａまたは１１ｂに向か
って延出されて隙間１３を閉鎖して閉鎖溶接空間１５を
形成する当て板１２ａ，１２ｂと、鋼製帯状片１０ａ，
１０ｂに閉鎖溶接空間１５へ連通させて形成され、補強
材片１１ａ，１１ｂ同士を接合するために閉鎖溶接空間
１５に対してエレクトロスラグ溶接を施工するための透
孔１４とを備えたものである。

【００１７】前記鋼製帯状片１０ａ，１０ｂは、本実施
例では、一対の断面コ字形の溝型鋼を用い、これらを接
合して中空筒状体１０を形成した際、その内面となる側
面に補強材片１１ａ，１１ｂが溶接等で接合されてい
る。

【００１８】これらの補強材片１１ａ，１１ｂは、中空
筒状体１０の径方向に沿って二分割されて、鋼製帯状片
１０ａ，１０ｂの内壁面に合致する断面形状をなすもの
であり、中空筒状体１０の仕口部に当たる部位に接合さ
れる。そして、これらの補強材片１１ａ，１１ｂは、鋼
製帯状片１０ａ，１０ｂを接合して管状筒状体１０を形
成した際には、相互に突き合わされて接合されることに
より、仕口部の剛性を補償する補強材としてのダイアフ
ラム１１を構成する。

【００１９】なお、前記補強材片１１ａ，１１ｂは、そ
の幅（図２（ａ）における左右方向の長さ）が、断面コ
字形の鋼製帯状片１０ａ，１０ｂのフランジの長さより
も若干短尺となっており、これらの補強材片１１ａ，１
１ｂを中空筒状体１０内に配設した際には、その間に隙
間１３が形成される。

【００２０】一方、当て板１２ａ，１２ｂは、補強材片
１１ａ，１１ｂと同様の材料で形成されており、本実施
例では、図２にも示すように、補強材片１１の上面に配
設される当て板１２ａは一方の補強材片１１ａの上面
に、補強材片１１の下面に配設される当て板１２ｂは他
方の補強材片１１ｂの下面に、溶接部１６において、す
み肉溶接等で接合される。

【００２１】そして、これらの当て板１２ａ，１２ｂ
は、本実施例では、鋼製帯状片１０ａ，１０ｂをその縁
部で接合し中空筒状体１０を形成した際には、図１に示
すように、補強材片１１ａ，１１ｂの表裏にこれらを跨
ぐように配設され、隙間１３を閉鎖して補強材片１１
ａ，１１ｂ間に閉鎖溶接空間１５を形成する。

【００２２】また、閉鎖溶接空間１５には、中空筒状体
１０の外壁面に穿設された透孔１４が連通している。こ
の透孔１４は、鋼製帯状片１０ａ，１０ｂを接合して中
空筒状体１０を形成した後にドリル等によって穿孔す
る。

【００２３】そして、このような構成を有する中空筒状
体１０を製造するには、図２に示すように、鋼製帯状片
１０ａ、１０ｂを、エレクトロスラグ溶接の作業を容易
にするために横倒しにする。次いで、鋼製帯状片１０
ａ、１０ｂのそれぞれの側面に、補強材片１１ａ、１１
ｂを溶接等で接合する。

【００２４】この補強材片１１ａ、１１ｂを固設する作
業と併せて、補強材片１１ａ、１１ｂに当て板１２ａ，
１２ｂを接合する作業を行う。この当て板１２ａ、１２
ｂの接合は、図２（ｂ）に示すように、当て板１２ａ，
１２ｂが相互に、補強材片１１ａ、１１ｂを挟んで反対
の位置になるように、溶接部１６においてすみ肉溶接等
により接合する。

【００２５】その後、鋼製帯状片１０ａ、１０ｂを、例
えばシーム溶接により溶接接合して、中空筒状体１０を
形成する。このとき、補強材片１１ａ、１１ｂの幅は鋼
製帯状片１０ａ、１０ｂのフランジよりも短尺なのでこ
れらの間に隙間１３が形成されるとともに、当て板１２
ａ、１２ｂは、補強材片１１ａ、１１ｂの表裏におい
て、これらを跨ぐように位置されることとなり、ダイヤ
フラム１１の中央部には、補強材片１１ａ、１１ｂの側
面と、当て板１２ａ、１２ｂとによって閉鎖された閉鎖
溶接空間１５が形成される。なお、本実施例では、シー
ム溶接により接合された接合部上のダイアフラム１１近
傍にＵＴ検査穴１７を穿孔して、接合強度を検査する。

【００２６】次いで、透孔１４から閉鎖溶接空間１５内
でエレクトロスラグ溶接を施工し、補強材片１１ａ，１
１ｂ同士を溶接接合する。詳しくは、閉鎖溶接空間１５
の中に溶融スラグ及び溶融金属等の溶融スラグ浴を注入
し、この中に電流を通じた溶接棒を連続的に供給し、溶
融スラグの抵抗熱によって溶接棒と母材すなわち補強材
片１１ａ，１１ｂを溶融して、これらを溶接接合する。

【００２７】かかる中空筒状体１０の製造方法によれ
ば、鋼製帯状片１０ａ，１０ｂを接合して中空筒状体１
０を形成する際、補強材片１１ａ，１１ｂ間に生じる隙
間１３を補強材片１１ａ，１１ｂと当て板１２ａ，１２
ｂとにより閉鎖して閉鎖溶接空間１５を形成するととも
に、これに連通する透孔１４を介して、閉鎖溶接空間１
５内でエレクトロスラグ溶接を施工するため、中空筒状
体１０内部に形成された補強材片１１ａ，１１ｂ間の隙
間１３を確実に溶接接合することができる。

【００２８】なお、このように製造されたダイヤフラム
１１を備えた中空筒状体１０によれば、補強材片１１
ａ，１１ｂ間の隙間１３を当て板１２ａ，１２ｂを配設
して補強するとともに、これらによって形成される閉鎖
溶接空間１５内でエレクトロスラグ溶接を施工し、補強
部材１１ａ、１１ｂを相互に接合する。これによって、
補強部材１１ａ，１１ｂ間の応力の伝達を良好とすると
ともに、断面欠損を防ぎ、隙間１３によってダイヤフラ
ム１１が寸断される方向すなわち弱軸方向の強度を補償
することができる。

【００２９】また、図３（ａ）及び（ｂ）は、この発明
の第二の実施例を示すもので、この実施例にかかる中空
筒状体１０は、前述の実施例で用いたのと同様の中空筒
状体１０であって、補強材片１１ａ，１１ｂが互いに接
合されることで、中央に穴部２０を有する平板状のダイ
ヤフラム１１を備えたものである。

【００３０】穴部２０は、中空筒状体１０を軸方向に連
通させる円形状のものであり、例えば、中空筒状体１０
の内部にコンクリートを圧入して鋼管コンクリート柱を
構築する際には、コンクリートの流路となるものであ
る。

【００３１】そして、この第二の実施例にかかる、穴部
２０を有する中空筒状体１０では、前述の実施例と同様
に、中空筒状体１０の径方向に沿って二分割され、中空
筒状体１０の内壁面に接合された補強材片１１ａ、１１
ｂと、これらの表裏に配設されて、補強材片１１ａ、１
１ｂ間に閉鎖溶接空間１５を形成する当て板１２ａ、１
２ｂとを有するとともに、これらの構成に加えて、中空
筒状体１０の内部において、閉鎖溶接空間１５の開口部
１５ａを閉鎖するように穴部２０の内周にその側面を合
致させて配設される底板２１が設けられている。

【００３２】この底板２１は、前記当て板の概念に含ま
れるものであり、ダイヤフラム１１、当て板１２等と同
様の材料で形成され、円形の穴部２０に合致するように
弧状に湾曲した形状をなしている。

【００３３】一方、閉鎖溶接空間１５は、本実施例で
は、中空筒状体１０の内部において、ダイヤフラム１１
中央部の穴部２０に臨ませて開口部１５ａを有してい
る。そして、底板２１を穴部２０の内周縁部に配設すれ
ば、底板２１の側面で閉鎖溶接空間１５の開口部１５ａ
を閉鎖することができ、これによって、この閉鎖溶接空
間１５内に流入される溶融スラグ浴が閉鎖溶接空間１５
内から漏出することを確実に防止することができる。そ
して、このような底板２１を備えた中空筒状体１０で
は、これの製作時にあっては、溶融スラグ浴の流入を確
実にすることができる。

【００３４】なお、上記穴部を有するダイヤフラムを備
えた中空筒状体の変更例として、図４に示すように、穴
部２０の形状を略菱形とすることができる。この場合に
おいても、底板２１を閉鎖溶接空間１５の開口部１５ａ
を塞ぐように穴部２０の内周縁部にその側面を合致させ
て配設する。従って、この変更例では、かかる底板２１
の断面形状は略Ｌ字形とすることが好ましい。

【００３５】さらに、上述した各実施例では、管状筒状
体の形状を角形のものとしたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば断面形状が円形のものに採用
することもできる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
補強材を備えた中空筒状体によれば、鋼製帯状片の隣接
接合面を接合して中空筒状体を形成する際、補強材片間
に生じる隙間を、補強材片と当て板とにより閉鎖して閉
鎖溶接空間を形成し、これに連通する透孔を介して、閉
鎖溶接空間内でエレクトロスラグ溶接を施工するため、
中空筒状体内部に形成された補強材片間の隙間を確実に
溶接接合することができる。その結果、複数の補強材片
からなる補強材を、補強材片の間に隙間が形成されるこ
となく、中空筒状体内部に容易且つ確実に接合すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる、補強材を備えた
中空筒状体を示す説明図であり、（ａ）はその斜視図で
あり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａに沿った水平断面図で
あり、（ｃ）は（ａ）中のＢ−Ｂに沿った垂直断面図で
あり、（ｄ）は（ａ）中におけるＣ矢視図である。

【図２】この発明の補強材を備えた中空筒状体を製造す
る方法の作業手順を示すものであり、（ａ）はその斜視
図であり、（ｂ）は（ａ）中のＤ−Ｄに沿った水平断面
図である。

【図３】この発明の第二の実施例の説明図であって、
（ａ）はダイヤフラム部分のみを示す斜視図であり、
（ｂ）はその上面図である。

【図４】この発明の第二の実施例の変更例を示す上面図
である。

【図５】従来の、補強材を備えた中空筒状体を示す説明
図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその上
面図である。

【符号の説明】

１０，中空筒状体 １１ ダイヤフラム（補強材） １１ａ，１１ｂ 補強材片 １２ａ，１２ｂ 当て板 １３ 隙間 １４ 透孔 １５ 閉鎖溶接空間 ２０ 穴部 ２１ 底板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の鋼製帯状片を環状に配列し、互いに
   隣接するこれら鋼製帯状片の隣接縁部同士を接合するこ
   とで中空筒状体を製造するに際して、 中空筒状体の内面となるこれら鋼製帯状片の側面に、こ
   れら鋼製帯状片同士を接合することで互いに隙間を隔て
   て突き合わせられる複数の補強材片を接合するととも
   に、該各補強材片には、隣接して突き合わせられる他の
   補強材片に向かって延出されて該隙間を閉鎖して閉鎖溶
   接空間を形成する当て板を接合し、次いで、上記鋼製帯
   状片同士を互いに隣接する隣接縁部で接合して中空筒状
   体を形成し、次いで、形成された上記中空筒状体に、上
   記閉鎖溶接空間に連通される透孔を形成し、その後、上
   記補強材片同士を接合するために上記透孔を介して上記
   閉鎖溶接空間に対しエレクトロスラグ溶接を施工するこ
   とを特徴とする補強材を備えた中空筒状体の製造方法。
2. 【請求項２】上記鋼製帯状片が断面コ字状に形成され、
   これら一対の断面コ字状の鋼製帯状片が互いに接合され
   て断面角形の中空筒状体を構成することを特徴とする請
   求項１記載の補強材を備えた中空筒状体の製造方法。
3. 【請求項３】上記補強材片が互いに接合されることで、
   平板状のダイヤフラムを構成することを特徴とする請求
   項１または２記載の補強材を備えた中空筒状体の製造方
   法。
4. 【請求項４】上記補強材片が互いに接合されることで、
   中央に穴部を有する平板状のダイヤフラムを構成するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の補強材を備えた
   中空筒状体の製造方法。