JPH10115001A - 高周波曲げ加工利用無溶接架構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 柱，梁の接合部など、直線材が相互に屈曲し
て接合された架構を、無溶接で、簡単にコストで製作で
き、耐力にも優れたものとする。 【解決手段】 湾曲形状の曲げ材３の両端に、添え板を
介して直線材１，２Ｂをボルト接合する。曲げ材２Ａ，
３は、高周波誘導加熱による増肉加工により、長さ方向
の中間部分が両端部分よりも増肉されたものとする。曲
げ材２Ａ，２Ｂおよび直線材１，２ＢはＨ形鋼製とし、
曲げ材２Ａ，３は両フランジが内径側および外径側に位
置する方向に湾曲させる。曲げ材３の一端に接合された
直線材１を柱とし、他端に接合された直線材２Ｂを梁と
する。曲げ材２Ａの両端に接合される直線材２Ｂを傾斜
梁とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、店舗，工場，倉
庫等の各種建物の鉄骨架構に応用可能な高周波曲げ加工
無溶接架構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図７のように柱３１，３１間に、
傾斜した梁３２を山形に架け渡した形状の鉄骨架構を構
築する場合、各曲がり部分は溶接によって接合してい
た。すなわち、柱３１に梁３２の一部となるブラケット
３２Ｃを溶接しておき、このブラケット３２Ｃに梁本体
３２Ａ，３２Ｂを添え板３３と共にボルト接合してい
た。両側の梁３２，３２を互いに接合する箇所では、片
方の梁３２の梁本体３２Ａに、もう片方の梁３２の一部
となる短尺梁材３２Ｄを溶接しておき、この短尺梁材３
２Ｄに梁本体３２Ｂを添え板３３と共にボルト接合して
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように溶
接で接合する構成では、溶接品質の厳しい管理が必要
で、手間が掛かり、また溶接治具も必要となり、コスト
高になる。しかも、製作時間も長く掛かる。

【０００４】この発明は、このような課題を解消し、溶
接作業が要らず低コストで簡単に製作でき、十分な耐力
を有する高周波曲げ加工利用無溶接架構を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の高周波曲げ加工利用無溶接架構は、湾曲形状の形鋼製
の曲げ材の両端に、添え板を介して形鋼製の直線材をボ
ルト接合し、前記曲げ材は、高周波誘導加熱による増肉
加工により、長さ方向の中間部分が両端部分よりも増肉
されたものとしている。この構成によると、前記曲げ材
を介して直線材をボルト接合するため、柱と梁との接合
部など、互いに曲げて接合する直線材同志を、添え板と
共にボルト接合するだけで、無溶接で接合できる。曲げ
材は増肉加工したものであるため、架構の曲がり部の耐
力低下が防げる。曲げ材は、一般に曲げ加工に伴い外周
側フランジ等の壁部が薄肉になるが、このように薄肉部
分が生じることが、増肉加工で補え、元の肉厚を下回る
ことなく、曲げ部の外周部の肉厚を確保することができ
る。また、そのため、増肉率を大きくすれば、肉厚低下
の問題を生じることなく、曲げ部の曲率半径を小さくす
ることができ、架構の設計の自由度が高められる。ま
た、曲げ材は、中間部分を増肉したものであるため、全
体が厚肉となったものを用いる場合と異なり、両端の厚
みを直線材と同じ厚みとすることができる。そのため、
添え板を重ねて直線材と曲げ材とを接合する箇所で段差
が生じず、ライナ等の介在部材を必要とせずに、添え材
のみを用いてボルト接合できる。さらに、湾曲形状の曲
げ材を使用するため、従来の折曲形状に直線材を接合す
る場合と異なり、両直線材の間に力が連続的に変化して
無理なく円滑に伝達ができ、一部に応力集中することが
ない。このことからも強度的に優れた架構となる。増肉
加工や曲げ加工については、高周波誘導加熱を利用した
加工技術が実用化されており、増肉率の調整も簡単に行
え、必要耐力に応じた肉厚のものとして、耐力と経済性
のバランスのとれたものとできる。このように、鉄骨架
構を、無溶接で、簡単かつ低コストに製作でき、耐力に
も優れたものとできる。

【０００６】前記構成の無溶接架構において、前記曲げ
材および直線材をＨ形鋼製とし、前記曲げ材を両フラン
ジが内径側および外径側に位置する方向に湾曲させても
よい。また、これらの構成の無溶接架構において、曲げ
材の一端に接合された直線材が柱であり、他端に接合さ
れた直線材が梁であってもよい。この構成の場合、柱と
屋根梁等となる梁との接合を、曲げ材を介して簡単にボ
ルト接合できる。さらに、これらの構成の架構におい
て、前記曲げ材の両端に接合される直線材が、各々傾斜
梁であってもよい。前記各傾斜梁は、例えば、屋根の棟
部の両側の梁とされる。

【０００７】また、この発明における請求項５記載の無
溶接架構は、形鋼製の直線材の一端近傍に湾曲部を設
け、前記直線材の前記一端に添え板を介して他の形鋼製
の直線材をボルト接合したものである。前記湾曲部は、
高周波誘導加熱による増肉加工により、この湾曲部の両
側部分よりも増肉されたものとする。この構成の場合
も、前記の増肉加工された曲げ材を用いた無溶接加工と
同様に、鉄骨架構を、無溶接で、簡単かつ低コストに製
作でき、耐力にも優れたものとできる。また、直線材間
のボルト接合箇所が少なくて済み、現場の工数が少なく
なる。

【０００８】この直線材の一端に湾曲部を設けた加工に
おいて、前記各直線材をＨ形鋼製とし、前記湾曲部を両
フランジが内径側および外形側に位置する方向に湾曲さ
せるようにしてもよい。また、前記湾曲部を設けた直線
材が柱であり、前記他の直線材が梁であってもよい。さ
らに、湾曲部を設けた直線材および前記他の直線材が、
共に各々傾斜梁であってもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１およ
び図２と共に説明する。図１はこの実施形態に係る高周
波曲げ加工利用無溶接架構の正面図を示し、図２は同架
構の要部拡大図を示す。この架構は、２本の柱１，１間
に、中間部から両側に向けて下降傾斜する傾斜梁２を架
け渡したものである。柱１はＨ形鋼製の直線材からな
る。傾斜梁２は、その中間部を構成するＨ形鋼製の曲げ
材２Ａと、両傾斜部を構成する同じくＨ形鋼製の直線材
２Ｂ，２Ｂとに分離して形成されている。柱１の上端部
と、傾斜梁２の直線材２Ｂの端部とは、Ｈ形鋼製の湾曲
形状の曲げ材３を介して接合される。すなわち、曲げ材
３の一端と、柱１の上端とは、図２のように互いのフラ
ンジ３ａ，１ａおよびウェブ３ｂ，１ｂを略突き合わせ
た状態で、フランジ３ａ，１ａ間、およびウェブ３ｂ，
１ｂ間に添え板４を架けわたして重ね、添え板４からフ
ランジ３ａ，１ａおよびウェブ３ｂ，１ｂに貫通させた
高力ボルト等のボルト５で締め付けることにより接合さ
れる。曲げ材３の他の一端と、傾斜梁２の直線材２Ｂの
一端も、同様に添え板４を介してボルト接合される。図
示の例では、添え板４は、各フランジおよびウェブの片
面のみに設けた例を示したが、各フランジの両面および
ウェブの両面に添え板を設け、２面剪断の摩擦ボルト接
合構造としても良い。

【００１０】曲げ材３は、Ｈ形鋼製の鉄骨素材を用い、
高周波誘導加熱により、その長さ方向の中間部分が両端
部分よりも増肉された増肉部分３ｃとなるように加工す
る。この増肉加工の後に、両フランジ３ａ，３ａが内径
側および外径側に位置する方向に湾曲加工する。傾斜梁
２の中間部を構成する曲げ材２Ａも同様に加工する。こ
のように湾曲部を増肉加工することにより、曲げ加工に
よる減肉を補って湾曲部の耐力低下を防止し、かつ応力
集中の生じ易い曲げ部を耐力に優れたものとできる。ま
た、ラーメン構造の架構とできる。このような増肉加工
および曲げ加工は精度よく行うことができるので、曲げ
材２Ａ，３の増肉加工されない両側部分へのボルト挿通
孔の孔明け加工は、曲げ加工前の直線材の状態で行う。
これにより加工作業の作業性を向上させることができ
る。なお、高周波加熱による増肉の度合いは、曲げ材２
Ａ，３の曲げ角度の度合いに応じて決められる。これに
より、増肉加工に要する経費と、曲げ材２Ａ，３に要求
される耐力確保とのバランスを図ることができる。

【００１１】傾斜梁２を構成する両直線材２Ｂ，２Ｂの
他の端部と、中間部の曲げ材２Ａの両端部との接合も、
柱１と曲げ材３との接合と同様に、添え板４を介して高
力ボルト５で締め付けることにより行われる。このよう
にして、柱１と傾斜梁２とを組み合わせた形状の架構
を、溶接作業によらずに簡単かつ低コストに構築でき、
十分な耐力も持たせることができる。

【００１２】図３および図４は、高周波曲げ加工利用無
溶接架構の他の実施形態を示す。この実施形態は、図１
および図２に示す実施形態における柱１、傾斜梁２を構
成する各部材２Ａ，２Ｂ、および曲げ材３を角形鋼管と
したものである。図３では、傾斜梁２の端部と柱１の上
端部とを曲げ材３を介して接合した部分を破断して示し
ている。この場合、柱１および曲げ材３の各端部を、添
え板４と共に締め付け固定するボルトとしてワンサイド
ボルト６が使用される。このワンサイドボルト６は、図
４のように添え板４のボルト挿通孔７から、柱１、傾斜
梁２の各部材２Ａ，２Ｂ、曲げ材３のボルト挿通孔８に
挿通し、一端側からの操作により他端で頭部６ａを拡径
状態に塑性変形させて、拡径頭部６ａとナット９とで柱
１、傾斜梁２の各部材２Ａ，２Ｂ、曲げ材３と添え板４
とを締め付けるものである。曲げ材２Ａ，３の湾曲部を
増肉加工することは、先の実施形態の場合と同様であ
る。ここでは、角形鋼管を使用した場合を示したが、丸
形鋼管を使用してもよい。

【００１３】図５は、高周波曲げ加工利用無溶接架構の
さらに他の実施形態を示す。この実施形態では、図１に
おける柱１の上端部に、曲げ材３と同じ湾曲部１ｃを一
体に形成すると共に、図１における傾斜梁２の一方の直
線材２Ｂの一端部に曲げ材２Ａと同じ湾曲部２ｃを一体
に形成し、この湾曲部２ｃを有する直線材２Ｂ１と他の
直線材２Ｂとで山形の傾斜梁２を構成したものである。
柱１の湾曲部１ｃや直線材２Ｂ１の湾曲部２ｃは、図１
における曲げ材２Ａ，３と同様にして増肉加工および曲
げ加工される。柱１および傾斜梁２を構成する各部材２
Ｂ，２Ｂ１がＨ形鋼製であることや、湾曲部１ｃ，２ｃ
における曲げ加工で、両フランジ１ａ，２ａが内径側お
よび外径側に位置する方向に湾曲させることなどは、図
１の実施形態と同様である。この実施形態の場合、柱１
や直線材２Ｂ１に湾曲部１ｃ，２ｃを一体に形成したた
め、ボルト接合する箇所がそれだけ少なくなり、架構の
構築作業が一層簡単になる。なお、この架構において、
柱１や、傾斜梁２の直線材２Ｂ，２Ｂ１に、図３のよう
に角形鋼管を使用したり、さらに丸形鋼管や溝形鋼を使
用してもよい。

【００１４】なお、前記各実施形態は、各々梁２が山形
に傾斜したものである場合につき説明したが、図１
（Ａ）の例のように増肉加工の曲げ材３を用いる架構に
おいて、図６（Ａ）に示すように、梁２を両側の柱１，
１間に水平に設け、あるいは図６（Ｂ）のように梁２を
片方にのみ傾斜したものとしても良い。また、図５
（Ａ）のように柱１の上端部に増肉加工の湾曲部１ｃを
一体に形成した架構においても、図６（Ｃ）のように、
梁２を両側の柱１，１間に水平に設け、あるいは図６
（Ｄ）のように梁２を片方にのみ傾斜したものとしても
良い。これら図６（Ａ）〜（Ｄ）の構成の場合、曲げ材
３や湾曲部１ｃの曲率半径を小さくすることが必要な場
合があるが、曲げ加工に伴う曲げ材３や湾曲部１ｃの外
周側フランジ等の部分の肉厚低下は増肉率の増加により
補え、元の肉厚を下回ることなく、必要な肉厚が確保で
きる。このような増肉率の調整は、高周波誘導加熱によ
る増肉方法によると、簡単に行える。

【００１５】

【発明の効果】この発明の高周波曲げ加工利用無溶接架
構は、湾曲形状の形鋼製の曲げ材の両端に、添え板を介
して形鋼製の直線材をボルト接合し、前記曲げ材は、高
周波誘導加熱による増肉加工により、長さ方向の中間部
分が両端部分よりも増肉されたものとしたため、直線材
間が屈曲した形状の架構を、無溶接で、簡単に、かつ低
コストで製作でき、十分な耐力も持たせることができ
る。この構成において、曲げ材の一端に接合された直線
材を柱とし、他端に接合された直線材を梁とした場合
は、柱と梁の接合を、曲げ材を介して簡単にボルト接合
で行える。また、湾曲形状の曲げ材を介して接合される
ことから、梁から柱へと力が連続的に変化して無理なく
スムースな伝達ができ、一部に応力が集中せず、このこ
とからも強度的に優れた架構となる。また、この構成に
おいて、前記曲げ材の両端に接合される直線材を、各々
傾斜梁とした場合は、両柱間に傾斜梁を架け渡した形状
の架構などを、ボルト接合により簡単に構築できる。ま
た、形鋼製の直線材の一端近傍に湾曲部を設け、前記直
線材の前記一端に添え板を介して他の形鋼製の直線材を
ボルト接合し、前記湾曲部を高周波誘導加熱による増肉
加工によりこの湾曲部の両側部分よりも増肉された架構
とした場合は、屈曲形状の架構を、無溶接で、簡単に、
かつ低コストで製作でき、十分な耐力も持たせることが
できるうえ、ボルト接合箇所も少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る高周波曲げ加工利
用無溶接架構の概略構成を示す正面図である。

【図２】（Ａ）は同架構の要部拡大図、（Ｂ）は同架構
の横断面図である。

【図３】（Ａ）はこの発明の他の実施形態に係る高周波
曲げ加工利用無溶接架構の要部を拡大して示す破断正面
図、（Ｂ）は同架構の横断面図である。

【図４】同架構におけるワンサイドボルトによる締付部
の断面図である。

【図５】この発明のさらに他の実施形態に係る高周波曲
げ加工利用無溶接架構の概略構成を示す正面図である。

【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、各々この発明のさらに他の
実施形態にかかる架構の正面図である。

【図７】従来例の正面図である。

【符号の説明】

１…柱（直線材）、１ａ…湾曲部、２…傾斜梁、２Ｂ，
２Ｂ１…直線材、２ｃ…湾曲部、２Ａ，３…曲げ材、３
ｃ…増肉部分、４…添え板、５…高力ボルト、６…ワン
サイドボルト

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湾曲形状の形鋼製の曲げ材の両端に、添
   え板を介して形鋼製の直線材をボルト接合し、前記曲げ
   材は、高周波誘導加熱による増肉加工により、長さ方向
   の中間部分が両端部分よりも増肉されたものとした高周
   波曲げ加工利用無溶接架構。
2. 【請求項２】 前記曲げ材および直線材がＨ形鋼製のも
   のであり、前記曲げ材は両フランジが内径側および外径
   側に位置する方向に湾曲させた請求項１記載の高周波曲
   げ加工利用無溶接架構。
3. 【請求項３】 曲げ材の一端に接合された直線材が柱で
   あり、他端に接合された直線材が梁である請求項１また
   は請求項２記載の高周波曲げ加工利用無溶接架構。
4. 【請求項４】 前記曲げ材の両端に接合される直線材
   が、各々傾斜梁である請求項１または請求項２記載の高
   周波曲げ加工利用無溶接架構。
5. 【請求項５】 形鋼製の直線材の一端近傍に湾曲部を設
   け、前記直線材の前記一端に添え板を介して他の形鋼製
   の直線材をボルト接合し、前記湾曲部は高周波誘導加熱
   による増肉加工によりこの湾曲部の両側部分よりも増肉
   されたものとした高周波曲げ加工利用無溶接架構。
6. 【請求項６】 前記各直線材がＨ形鋼製のものであり、
   前記湾曲部は両フランジが内径側および外形側に位置す
   る方向に湾曲させた請求項５記載の高周波曲げ加工利用
   無溶接架構。
7. 【請求項７】 前記湾曲部を設けた直線材が柱であり、
   前記他の直線材が梁である請求項５または請求項６記載
   の高周波曲げ加工利用無溶接架構。
8. 【請求項８】 前記湾曲部を設けた直線材および前記他
   の直線材が各々傾斜梁である請求項５または請求項６記
   載の高周波曲げ加工利用無溶接架構。