TWI471478B - Beam reinforced metal parts - Google Patents

Description

梁補強金屬件 發明領域

本發明係有關一種熔接於形成在構成建築構造物之梁的貫通孔，且用以補強該梁之梁補強金屬件。

發明背景

習知中，在建築構造物之梁上形成有用以使配管或配線穿通的貫通孔。於該情況下，因貫通孔而降低梁的強度。為了防止該梁強度的降低，會將梁補強金屬件嵌合於貫通孔，且將梁補強金屬件的外周部熔接於梁上來進行梁的補強。

第7圖係顯示梁補強金屬件60的圖示。第8圖係顯示將梁補強金屬件60安裝於梁67之狀態的圖示。梁補強金屬件60於內部具有用以使配管穿通的配管孔65，且於外周具有凸緣61與傾斜狀的插入部63。如第8(a)圖所示，梁67上設有孔69。如第8(b)圖所示，梁補強金屬件60插入到設於梁67的孔69，直到凸緣61抵接到梁67。

第9(a)圖係顯示梁補強金屬件60安裝於梁67上的狀態之斷面圖，第9(b)圖係第9(a)圖之B部放大圖。梁補強金屬件60之插入部63的外周與梁67之孔69的內面係藉由熔接而固定，且梁67與梁補強金屬件60成一體化。此時，熔接部71之熔接高度如第9(b)圖所示係採取與梁67之厚度同等以上。其係為掌握梁補強金屬件60與梁67確實接合。

作為與如此之梁熔接之梁補強金屬件，例如有將一面側之全周熔接於設在梁上之貫通孔周緣部的梁之補強構造(專利文獻1)。又，亦有具直徑較貫通孔大之凸緣部，且外周部熔接固定於形成在梁上之貫通孔之周緣部的梁補強金屬件(專利文獻2)。

【專利文獻1】特開2007-9419號公報

【專利文獻2】特開2003-232105號公報

但是，在專利文獻1或專利文獻2記載之發明中，具有所謂未考慮梁與梁補強金屬件之熔接強度的問題。因此，很多情況便施作了原本必要之梁與梁補強金屬件之熔接強度以上的熔接。亦即，原本梁與梁補強金屬件之熔接強度並不需大幅超過梁補強金屬件所具有的強度。其係由於在熔接部損壞前，梁補強金屬件本身便已損壞。於此場合，梁補強金屬件與梁的熔接高度很多情況相較梁之厚度也是相當的低。

但是，即使規定梁與梁補強金屬件之熔接高度，也必須一面就梁補強環全周逐一測量熔接高度一面進行熔接，作業性不佳且導致成本增加。再者，梁與梁補強金屬件之熔接部的熔接範圍易產生過度或不足的情況，又，有所謂易生熔接強度不均的問題。另一方面，若從安全來看將熔接高度提高而熔接時，會有所需以上之大範圍被熔接，在熔接作業上需要更多的勞力與時間，而有所謂熔接成本變高的問題。又，熔接時間一旦變長，則會有所謂梁及梁補強金屬件發生熱變形之虞。

發明概要

本發明係鑒於如此之問題而完成者，其目的係提供一種在將梁補強金屬件熔接於梁孔時，必須之熔接範圍具有可簡單了解之熔接範圍特定部，而可使充分必要之熔接強度安定且易於獲得之梁補強金屬件者。

為達成上述目的，第1發明係一種梁補強金屬件，該梁補強金屬件係設於形成在梁上之貫通孔且為環狀者，包含有外徑較前述貫通孔為大之凸緣部、外徑較前述貫通孔為小且用以插入前述貫通孔之插入部，前述插入部具有顯示與前述貫通孔之熔接範圍的熔接範圍特定部。

前述熔接範圍特定部可為設於前述插入部之高低差，或者也可是前述插入部係錐形，且前述熔接範圍特定部係前述插入部之錐形角度的變化部。

又，前述熔接範圍特定部可為前述插入部之表面粗糙度的變化部，或者前述熔接範圍特定部也可是設於前述插入部之顏色區分部。又，前述熔接範圍特定部也可是設於前述熔接範圍與其他部位之邊界的線。

前述熔接範圍也可是前述梁補強金屬件與前述梁之熔接強度為了成為較前述梁補強金屬件之破斷強度大之最低限度的熔接高度。

依據本發明，梁補強金屬件之插入部由於具有可輕易了解熔接範圍之熔接範圍特定部，因此，在將梁補強金屬 件熔接於梁貫通孔時，不會進行過多的熔接，且熔接高度不需逐一測量，而可提供一種梁補強金屬件與梁之熔接強度不會不均之梁補強金屬件。藉此，熔接作業的品質安定，於熔接作業不需過多的勞力與時間，而可獲得充分必要的梁補強強度。

較佳實施例之詳細說明

以下，詳細說明本發明之實施態樣。第1圖係顯示有關本發明第1實施態樣之梁補強金屬件的圖示，第2圖係顯示將本發明之梁補強金屬件使用於梁之狀態的圖示。

梁補強金屬件1為使配管通過梁11而具有貫通內部的配管孔7。梁補強金屬件1之一面設有凸緣3。凸緣3具有較設於梁11之孔13大之外徑。凸緣3之另一面設有外徑較凸緣3小的圓筒狀插入部5。插入部5具有較設於梁11之孔13之直徑小之外徑。凸緣3於梁補強金屬件1插入梁11之孔13時，使用於軸方向之定位。該插入部5之外周面設有作為之後會說明之熔接範圍特定部的段部9。段部9係沿插入部5之外周全周而設置。此處，所謂段部9係設於插入部5且與插入部5之直徑不同之高低差者。

而且，梁補強金屬件1之插入部5具有從凸緣3側朝向另一面直徑變小之斜面形狀，但是，插入部5也可為外徑為一定之圓筒狀。又，梁補強金屬件1之材質可為具有一定以上的強度，例如可使用鋼材、不銹鋼等。

第2(a)圖係梁補強金屬件1業已設於梁11之狀態的斷面圖。梁補強金屬件1係插入於梁11之孔13直到凸緣3抵接於梁11。梁補強金屬件1利用凸緣3抵接於梁11，而正確地定出梁補強金屬件1相對於梁11之軸方向的位置。梁補強金屬件1之位置決定後，從梁補強金屬件1之凸緣3側將凸緣3外周部數點點熔接於梁11，而使梁補強金屬件暫時固定於梁11。之後，梁補強金屬件1與梁11從梁補強金屬件1之插入部5側將熔接部15沿著插入部5之全周熔接，而一體化。熔接係例如利用被覆電弧熔接而進行。

第2(b)圖係放大第2(a)圖之A部的圖示，且係顯示熔接部15之斷面詳細。t係表示以與梁補強金屬件1之關係所得之最低限度的熔接高度，從凸緣3之面起之該最低限度熔接高度t所表示之範圍係為熔接範圍。熔接範圍係所謂在將梁補強金屬件1與梁11熔接而一體化時，熔接該範圍以獲得充分必要的熔接強度之熔接的範圍者。設於插入部5之段部9係用以特定該熔接範圍之熔接範圍特定部，且係設於從凸緣3之面只以最低限度之熔接高度t離開之插入部5的外周部。因此，熔接作業者在熔接作業時，由凸緣3之面進行熔接直到該熔接範圍特定部之段部9藉由熔接部15遍及全周而被隱藏，藉以獲得充分必要之熔接強度。

最低限度之熔接高度t係梁補強金屬件之固有值。亦即，熔接高度t係梁補強金屬件1與梁11之熔接強度為了成為較梁補強金屬件1之破斷強度大之最低限度的熔接高度，若凸緣3及插入部5之斷面積和為a且梁11之孔13的直徑為d，則最低限度之熔接高度t可大略以下式表示。

t=2a/d

亦即，於垂直第2(a)圖之紙面朝梁補強金屬件1施加拉力時，熔接部15之熔接範圍(以相當於孔13直徑之長度d與熔接高度t之積作為熔接範圍的斷面積)，若較梁補強金屬件1所具有的斷面積(2a)大時，在熔接部15不破斷，而是梁補強金屬件1自身破斷。因此，用以獲得梁補強金屬件1強度以上之熔接強度的熔接範圍可說是浪費的。而且，在算出實際之熔接高度時，熔接部之強度與梁補強金屬件1之強度的差異希望亦能加以考慮。又，實際之段部9的高度t在上式中考量稍微安全，希望可採取較以上式所求取之t些許大者。

如此，依據有關本實施態樣之梁補強金屬件1，就每個梁補強金屬件考慮必要的熔接強度，由於具有段部9以作為用以獲得必要之熔接強度的熔接範圍特定部，所以不進行必要以上之熔接，且可有效率地進行熔接作業，因此可價格便宜且容易地進行熔接。又，由於可進行熔接直到隱藏段部9，且可容易地眼見確認必要之熔接範圍，因此不需在梁補強金屬件1之全周逐一測量熔接高度，又，由於難以產生熔接不均勻而可獲得安定之熔接品質。

其次，就有關第2實施態樣之梁補強金屬件20進行說明。在以下之實施態中，可達成與第1圖～第2圖所顯示之梁補強金屬件1相同功能之構成要件標記與第1圖～第2圖相同的符號，以避免重複說明。第3圖係顯示梁補強金屬件20安裝至梁11之安裝部附近的放大斷面圖。梁補強金屬件20於插入部5之外周設有作為熔接範圍特定部之角度變化部21。角度變化部21係插入部5之錐形角度變化(圖中之α)的部位。亦即，梁補強金屬件20從凸緣3起在t的位置錐形角度變化α。

依據第2實施態樣之梁補強金屬件20，可獲得與第1實施態樣相同的效果。由於角度變化部21可熔接直到成為無法以目視確認，因此可容易地特定熔接範圍。

其次，就有關第3實施態樣之梁補強金屬件30進行說明。第4圖係顯示梁補強金屬件30之側面圖。梁補強金屬件30於插入部5之外周設有作為熔接範圍特定部之表面粗糙度變化部31。亦即，表面粗糙度變化部31係從凸緣35之面起在t的位置設置。表面粗糙度的不同，例如在梁補強金屬件30之插入部5外周面切削加工時，利用變化加工速度而可容易設置。而且，表面粗糙度可使熔接範圍變粗，或是使熔接範圍的表面粗糙度變小。

依據第3實施態態樣之梁補強金屬件30，可獲得與第1實施態樣相同的效果。由於表面粗糙度變化部31可熔接直到成為無法以目視確認，因此可容易地特定熔接範圍。又，利用加工速度之變化等可容易地設置表面粗糙度變化部31。

其次，就有關第4實施態樣之梁補強金屬件40進行說明。第5圖係顯示梁補強金屬件40之側面圖。梁補強金屬件40於插入部5具有作為熔接範圍特定部之顏色區分部 41。亦即，顏色區分部41係從凸緣3之面起在t的位置設置。顏色區分部41例如可只於熔接範圍利用油漆等著色而設置。

依據第4實施態態樣之梁補強金屬件40，可獲得與第1實施態樣相同的效果。由於顏色區分部41可熔接直到成為無法以目視確認，因此可容易地特定熔接範圍。

其次，就有關第5實施態樣之梁補強金屬件50進行說明。第6圖係顯示梁補強金屬件50之側面圖。梁補強金屬件50於插入部5設有作為熔接範圍特定部之線51。亦即，線51係從凸緣3之面起在t的位置設置。線51例如可為精細描繪線，或是利用原子筆等所繪者。

依據第5實施態態樣之梁補強金屬件50，可獲得與第1實施態樣相同的效果。由於線51可熔接直到成為無法以目視確認，因此可容易地特定熔接範圍。

以上雖然已一面參照添附之圖面一面就本發明之實施態樣進行說明，但是本發明之技術範圍並不限於前述之實施態樣。熟知該項技藝者在申請專利範圍所記載之技術思想的範疇內，可清楚地推知各種變形例或者是修正例，就該等部分當然也可了解到其亦屬於本發明之技術範圍。

例如，梁補強金屬件40之顏色區分部41或梁補強金屬件50之線51也可分別與其他之實施態樣組合。

1．．．梁補強金屬件

3．．．凸緣

5．．．插入部

7．．．配管孔

9．．．段部

11．．．梁

13．．．孔

15．．．熔接部

20．．．梁補強金屬件

21．．．角度變化部

30．．．梁補強金屬件

31．．．表面粗糙度變化部

40．．．梁補強金屬件

41．．．顏色區分部

50．．．梁補強金屬件

51．．．線

60．．．梁補強金屬件

61．．．凸緣

63．．．插入部

65．．．配管孔

67．．．梁

69．．．孔

71．．．熔接部

a．．．斷面積和

d．．．直徑

t．．．熔接高度

α．．．角度變化

第1圖係顯示有關本發明第1實施態樣之梁補強金屬件的圖示；

第2(a)圖係顯示本發明第1實施態樣之梁補強金屬件之使用狀態的斷面圖；

第2(b)圖係第2(a)圖之A部放大圖；

第3圖係本發明第2實施態樣之梁補強金屬件之使用狀態的熔接部詳細斷面圖；

第4圖係本發明第3實施態樣之梁補強金屬件的側面圖；

第5圖係本發明第4實施態樣之梁補強金屬件的側面圖；

第6圖係本發明第5實施態樣之梁補強金屬件的側面圖；

第7圖係習知技術之梁補強金屬件的立體圖；

第8(a)圖係安裝有梁補強金屬件之梁的立體圖；

第8(b)圖係業已將第7(a)圖之梁補強金屬件安裝於第8(a)圖之梁的狀態之立體圖；

第9(a)圖係習知技術之梁補強金屬件之使用狀態的斷面圖；

第9(b)圖係第9(a)圖之B部放大圖。

1．．．梁補強金屬件

3．．．凸緣

5．．．插入部

7．．．配管孔

9．．．段部

11．．．梁

13．．．孔

15．．．熔接部

a．．．斷面積和

t．．．熔接高度

d．．．直徑

Claims (9)

1. 一種梁補強金屬件，係設於形成在梁上之貫通孔且為環狀者，包含：凸緣，係外徑較前述貫通孔為大者；插入部，係外徑較前述貫通孔為小，且用以插入前述貫通孔者，橫跨前述插入部之外周全周，設有顯示與前述貫通孔之熔接範圍的熔接範圍特定部。
2. 如申請專利範圍第1項之梁補強金屬件，其中前述熔接範圍特定部係設於前述插入部之高低差。
3. 如申請專利範圍第1項之梁補強金屬件，其中前述插入部係錐形，且前述熔接範圍特定部係前述插入部之錐形角度的變化部。
4. 如申請專利範圍第1項之梁補強金屬件，其中前述熔接範圍特定部係前述插入部之表面粗糙度的變化部。
5. 如申請專利範圍第1項之梁補強金屬件，其中前述熔接範圍特定部係設於前述插入部之顏色區分部。
6. 如申請專利範圍第1項之梁補強金屬件，其中前述熔接範圍特定部係設於前述熔接範圍與其他部位之邊界的線。
7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之梁補強金屬件，其中前述熔接範圍係前述梁補強金屬件與前述梁之熔接強度為了成為較前述梁補強金屬件之破斷強度大之最低限度的熔接高度。
8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之梁補強金屬件，其中從前述凸緣到前述熔接範圍特定部之高度為t，前述凸緣及前述插入部之斷面積和為a，且梁之孔的直徑為d時，t為大於或等於2a/d。
9. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之梁補強金屬件，其中從前述凸緣到前述熔接範圍特定部之高度t是小於梁之厚度。