(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部および下部のフランジ部と、ウェブ部とをそれぞれ有する第１の鋼製梁と第２の鋼製梁とを所定の折れ角で長さ方向に突き合わせて各フランジ部およびウェブ部同士を接合する接合部を有する鋼製折れ梁において、
前記第１および第２の鋼製梁は、前記折れ角を形成する分割部と、前記分割部とガセット板を介して接合される本体部とを含んで、それぞれ形成され、
前記第１および第２の鋼製梁のそれぞれの前記分割部同士が、前記所定折れ角を成す前記接合部を有する折れ部品として予め形成され、
前記折れ部品は、
前記第１の鋼製梁および前記第２の鋼製梁の分割部間に、前記第１および第２の鋼製梁の分割部の接合端面をほぼ覆う大きさの四角形の接合プレートを介在させ、
前記接合プレートは、上下の端面のうち少なくとも上端面が前記第１および前記第２の鋼製梁の各分割部の前記フランジ部の端面と共に溶接材埋込み用の凹部を形成する状態で、前記第１および第２の鋼製梁の分割部の間に配置され、
前記凹部を埋める溶接材によって、前記第１および第２の鋼製梁の分割部のフランジ部ならびに前記接合プレートが相互に溶接されると共に、
前記第１および第２の鋼製梁の分割部のウェブ部は、それぞれ前記接合プレートに両側面で隅肉溶接されることを特徴とする鋼製折れ梁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼製梁同士を所定の折れ角で接合する接合部を有する鋼製折れ梁に関する。
【０００２】
【関連技術および発明が解決しようとする課題】
従来、木造家屋において折れ梁を形成する場合は、２本の木製梁をガセット板を用いて接合して形成する方法等が採られていた。しかし、近年、木材資源の減少等のために、折れ梁として用いるために十分な強度を有する木材の確保が困難となってきている。
【０００３】
そのため、鋼製の梁の使用が増加しているが、鋼製の梁を用いて折れ梁を形成する場合も、上述の木製の梁の場合と同様に、ガセット板を用いた接合によって折れ梁を形成することが考えられる。しかし、一般的に、ガセット板を用いた接合においては、その接合部分の強度を十分なものとするためには、ガセット板を多数の箇所で梁にボルトナット等の固定手段で固定する必要があるため、そのための時間とコストが大きくなるという問題がある。
【０００４】
そこで、溶接による鋼製梁の接合を用いて鋼製折れ梁を形成することが考えられたが、溶接する際の鋼製梁の位置関係の確保、特に突き合わせ溶接をする際の位置関係の精度を確保することが難しいという問題点がある。
【０００５】
また、溶接によって、鋼製折れ梁の上面すなわち屋根載置面に盛り上がりが生じ易いという問題点もある。
【０００６】
さらに、所定の折れ角で接合されるため応力集中のおきる接合部において、鋼製折れ梁の他の部分の強度以上の十分な接合強度を溶接による接合によって得ることも容易ではない。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、位置関係の精度を容易に確保して溶接によって形成でき、上面に盛り上がりのない接合部を有する鋼製折れ梁を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、鋼製折れ梁の所定の折れ角で接合される接合部の強度が他の部分の強度より大きい鋼製折れ梁を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鋼製折れ梁は、
上部および下部のフランジ部と、ウェブ部とをそれぞれ有する第１の鋼製梁と第２の鋼製梁とを所定の折れ角で長さ方向に突き合わせて各フランジ部およびウェブ部同士を接合する接合部を有する鋼製折れ梁において、
前記第１および第２の鋼製梁は、前記折れ角を形成する分割部と、前記分割部とガセット板を介して接合される本体部とを含んで、それぞれ形成され、
前記第１および第２の鋼製梁のそれぞれの前記分割部同士が、前記所定折れ角を成す前記接合部を有する折れ部品として予め形成され、
前記折れ部品は、
前記第１の鋼製梁および前記第２の鋼製梁の分割部間に、前記第１および第２の鋼製梁の分割部の接合端面をほぼ覆う大きさの四角形の接合プレートを介在させ、
前記接合プレートは、上下の端面のうち少なくとも上端面が前記第１および前記第２の鋼製梁の各分割部の前記フランジ部の端面と共に溶接材埋込み用の凹部を形成する状態で、前記第１および第２の鋼製梁の分割部の間に配置され、
前記凹部を埋める溶接材によって、前記第１および第２の鋼製梁の分割部のフランジ部ならびに前記接合プレートが相互に溶接されると共に、
前記第１および第２の鋼製梁の分割部のウェブ部は、それぞれ前記接合プレートに両側面で隅肉溶接されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、上部および下部のフランジ部ならびにウェブ部をそれぞれ有する第１の鋼製梁と第２の鋼製梁との間に、第１および第２の鋼製梁の接合端面をほぼ覆う大きさの四角形の接合プレートを介在させ、第１および第２の鋼製梁のそれぞれのウェブ部が前記接合プレートに両側の側面で隅肉溶接されて、第１の鋼製梁と第２の鋼製梁を所定の折れ角で長さ方向に突き合わせて各フランジ部およびウェブ部同士を接合する接合部を有する鋼製折れ梁が得られる。したがって、接合プレートを介して第１鋼製梁のウェブ部と第２鋼製梁のウェブ部とを広い接合面積で接合することができ、接合部の強度を高めることができる。また、第１および第２の鋼製梁の間に接合プレートが介在するため、まず接合プレートと第１または第２の鋼製梁を固定した後に、第１および第２の鋼製梁同士の接合ができ、第１および第２の鋼製梁の間の位置合わせが容易となる。
【００１５】
また、第１および第２の鋼製梁の分割部が接合プレートを介してウェブ部ならびに上部および下部のフランジ部同士で確実に接合されるため、接合部の強度が他の部分の強度より大きい鋼製折れ梁を容易に得ることができる。
【００１７】
さらに、折れ梁の搬送時等の大きさに制限がある場合に、第１および第２の鋼製梁の分割部を接合プレートを介して溶接して折れ部品として工場等で形成し、この折れ部品と、第１の鋼製梁の本体部と、第２の鋼製梁の本体部とに３分割して搬送し、これらを現場で互いにガセットを介して接合することによって折れ梁を形成することができる。したがって、所定の折れ角で接合されることにより応力集中が起きるため、特に強度が必要となる接合部において、十分な強度を有する溶接による接合を用いることができる。また、狭小地等への搬入を容易に行うことが可能となるとともに、溶接に熟練を要する接合部が工場で生産されるため現場作業を単純化することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。
【００１９】
図１は、本実施例の鋼製折れ梁１０の接合部１４付近を示す斜視図である。また、図２は本実施例の鋼製折れ梁１０の接合部１４付近の溶接前の状態を示す分解斜視図である。
【００２０】
これらの図に示すように、本実施例の鋼製折れ梁１０は、上部および下部のフランジ部２０，２１とウェブ部２６とをそれぞれ有する第１の鋼製梁である鋼製梁１８と第２の鋼製梁である鋼製梁１９との間に、接合プレート３１を介在させて、鋼製梁１８と鋼製梁１９を所定の折れ角で長さ方向に突き合わせた状態で接合される。なお、その折れ角ならびに鋼製梁１８，１９の長さは、鋼製折れ梁１０が使用される建物およびその箇所に応じて決定される。
【００２１】
鋼製梁１８と鋼製梁１９の対面する端部間に配置される接合プレート３１は、鋼製梁１８，１９の接合端面２３，２７をほぼ覆う大きさの四角形であるが、その高さは鋼製梁１８，１９の上部および下部のフランジ部２０，２１の厚さにほぼ対応する分だけ鋼製梁１８，１９の高さより低くなっており、上部のフランジ部２０の内面２２から下部のフランジ部２１の内面２２までの高さにほぼ対応した高さとなっている。したがって、接合プレート３１の上端面３２と上部の各フランジ部の端面２３，２３とによって凹部が形成される。同様に、接合プレートの下端面３２と下部の各フランジ部２３，２３とによって凹部が形成される。
【００２２】
本実施例の鋼製折れ梁１０は、鋼製梁１８および鋼製梁１９ならびに接合プレート３１の間が次のように互いに溶接されて形成される接合部１４を有する。以下、図１、図２、接合部１４を模式的に示す側面図である図３（Ａ）、および図３（Ａ）のｂ−ｂ線に対応する位置での横断面付近の溶接部を示す図である図３（Ｂ）を参照しながら、それぞれの溶接を説明する。
【００２３】
鋼製梁１８のウェブ部２６と接合プレート３１との間は、上部および下部のフランジ部２０，２１の端面２３の少なくとも一部を除く鋼製梁１８の端面２３，２７を上下対称にほぼ覆う位置に接合プレート３１を配置し、ウェブ部２６と接合プレート３１とが接する状態で、鋼製梁１８のウェブ部２６の各側面２８，２８と接合プレート３１とが隅肉溶接される。
【００２４】
同様に、鋼製梁１９のウェブ部２６と接合プレート３１との間も、上部および下部のフランジ部２０，２１の端面の少なくとも一部を除く鋼製梁１９の端面を上下対称にほぼ覆う位置に接合プレート３１を配置し、ウェブ部２６と接合プレート３１とが接する状態で、鋼製梁１９のウェブ部２６の各側面２８，２８と接合プレート３１とが隅肉溶接される。
【００２５】
また、図１、図３（Ａ）、および図３（Ｂ）に示したように、鋼製梁１８の上部のフランジ部２０の端面２３と、鋼製梁１９の上部のフランジ部２０の端面と、接合プレート３１の上方の端面３２とによって形成される凹部を埋めるように行われる溶接によって、鋼製梁１８の上部のフランジ部２０と、鋼製梁１９の上部のフランジ部２０と、接合プレート３１とが溶接される。なお、この溶接は、溶接した部分が鋼製梁１８および鋼製梁１９の上部のフランジ部２０の外面２４から突出しないように行われる。したがって、屋根載置面である鋼製折れ梁１０の上面に盛り上がりを生じることがない。
【００２６】
同様に、鋼製梁１８の下部のフランジ部２１の端面２３と、鋼製梁１９の下部のフランジ部２１の端面２３と、接合プレート３１の下方の端面３２とによって形成される凹部を埋めるように行われる溶接によって、鋼製梁１８の下部のフランジ部２１と、鋼製梁１９の下部のフランジ部２１と、接合プレート３１とが溶接される。
【００２７】
以上の溶接によって、鋼製梁１８および鋼製梁１９ならびに接合プレート３１の間が溶接された接合部１４を有する本実施例の鋼製折れ梁１０が形成される。
【００２８】
本実施例の鋼製折れ梁１０は、接合プレート３１を介して鋼製梁１８のウェブ部２６と鋼製梁１９のウェブ部２６とを広い接合面積で接合することができ、接合部の強度を高めることができる。また、鋼製梁１８および鋼製梁１９の間に接合プレート３１が介在するため、まず接合プレート３１と鋼製梁１８または鋼製梁１９を固定した後に、鋼製梁１８，１９同士の接合ができ、鋼製梁１８，１９の間の位置合わせが容易となる。
【００２９】
また、本実施例の鋼製折れ梁１０は、鋼製梁１８，１９の上部および下部のフランジ部２０，２１の対向する端面２３，２３の間の距離が接合プレート３１の厚さによって規定され、鋼製梁１８，１９の間の位置関係の精度を容易に確保して、鋼製梁１８，１９および接合プレート３１を互いに溶接することができる。
さらに、本実施例の鋼製折れ梁１０は、接合プレート３１の上方の端面３２が鋼製梁１８，１９の上部のフランジ部２０の外面より下方に位置するため、屋根載置面である鋼製折れ梁１０の上面に盛り上がりを生じることなく、溶接による接合部１４を有する折れ梁を形成することができる。
【００３０】
表１は、６種類の一般的な軽量Ｈ形鋼の寸法を示す表である。表２は、その６種類のそれぞれの軽量Ｈ形鋼を用いて本実施例の鋼製折れ梁１０を形成する場合の接合部１４の典型的な寸法を示している。なお、表２における隅肉溶接のど厚は、本実施例の接合プレート３１と鋼製梁１８，１９のウェブ部２６のそれぞれの側部２８との間の隅肉溶接ののど厚であり、突合せ溶接のど厚は、本実施例の鋼製梁１８および鋼製梁１９の上部および下部のフランジ部２０，２１の対向する端面２３，２３と接合プレート３１の端面３２とを互いに接合する溶接ののど厚を意味する。
【００３１】
【表１】
0003694112.tif 000002
【００３２】
【表２】
0003694112.tif 000003
【００３３】
また、表３は、表１および表２に示した寸法条件で６種類のＨ形鋼のそれぞれを用いて、本実施例の鋼製折れ梁１０を形成した場合の鋼製折れ梁１０の母材の強度と接合部１４の強度とを、許容曲げモーメントと許容剪断力について算出し、比較したものである。これらの表から明らかなように、一般的な寸法のＨ形鋼を用いて本実施例の鋼製折れ梁１０を形成した場合は、接合部１４の強度の方が、母材の強度より大きくなり、強度的に信頼性の高い接合部１４を有する鋼製折れ梁１０となることがわかる。なお、この事実は実験によっても確認された。
【００３４】
【表３】
0003694112.tif 000004
【００３５】
図４は、本実施例の変形例を示す斜視図である。この図に示すように、この変形例の鋼製折れ梁１０においては、第１の鋼製梁である鋼製梁１８は、鋼製梁１９と所定の折れ角を成して互いに溶接によって接合される部分である分割部４０と、分割部４０とガセット板５０を介して接合される本体部４５とによって形成されている。同様に、第２の鋼製梁である鋼製梁１９は、鋼製梁１８と所定の折れ角を成して互いに溶接によって接合される部分である分割部４０と、分割部４０とガセット板５０を介して接合される本体部４５とによって形成されている。
【００３６】
この変形例の場合、鋼製梁１８の分割部４０と、鋼製梁１９の分割部４０とは前述の実施例の場合と同様にして互いに所定の折れ角をもって溶接される。
【００３７】
その後、鋼製梁１８の分割部４０と、本体部４５とが、図４に示すように、ガセット板５０を介して互いに接合される。同様に、鋼製梁１９の分割部４０と、本体部４５とがガセット板５０を介して接合される。
【００３８】
この変形例によれば、鋼製折れ梁１０の搬送時の大きさに制限がある場合等に、鋼製梁１８および鋼製梁１９の分割部４０，４０を接合プレート３１を介して溶接して折れ部品５５として工場等で形成し、この折れ部品５５と、鋼製梁１８の本体部４５と、鋼製梁１９の本体部４５とに３分割して搬送し、これらを現場で互いにガセット板５０を介して接合することによって鋼製折れ梁１０を形成することができる。したがって、所定の折れ角で接合されることにより応力集中が起きるため、特に強度が必要となる接合部１４において、十分な強度を有する溶接による接合を用いることができる。また、狭小地等への搬入を容易に行うことが可能となるとともに、溶接に熟練を要する接合部１４が工場で生産されるため現場作業を単純化することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は前述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内または特許請求の範囲の均等範囲内で各種の変形実施が可能である。
【００４０】
例えば、上記実施例では、接合プレート３１の上方および下方の端面３２のいずれもが上部または下部のフランジ部２０，２１の外面より内方に位置するように配置される例を示したが、接合プレート３１の少なくとも下方の端面３２は、鋼製梁１８，１９の外面２４と同レベルあるいは外方に位置するようにして鋼製折れ梁１０を形成してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、接合プレートを介して第１鋼製梁のウェブ部と第２鋼製梁のウェブ部とを広い接合面積で接合することができ、接合部の強度を高めることができる。また、第１および第２の鋼製梁の間に接合プレートが介在するため、まず接合プレートと第１または第２の鋼製梁を固定した後に、第１および第２の鋼製梁同士の接合ができ、第１および第２の鋼製梁の間の位置合わせが容易となる。
【００４３】
また、第１および第２の鋼製梁の分割部が接合プレートを介してウェブ部ならびに上部および下部のフランジ部同士で確実に接合されるため、接合部の強度が他の部分の強度より大きい鋼製折れ梁を容易に得ることができる。
【００４４】
さらに、所定の折れ角で接合されることにより応力集中が起き特に強度が必要となる接合部において、十分な強度を有する溶接による接合を用いることができる。また、狭小地等への搬入を容易に行うことが可能となるとともに、溶接に熟練を要する接合部が工場で生産されるため現場作業を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の鋼製折れ梁の接合部付近を示す斜視図である。
【図２】実施例の鋼製梁の接合部付近の分解斜視図であるる。
【図３】（Ａ）は実施例の鋼製折れ梁の溶接の状態を示す接合部付近の側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示したｂ−ｂ線の位置における横断面付近の溶接部のみを示した図である。
【図４】変形例の鋼製折れ梁を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  鋼製折れ梁
１４  接合部
１８  鋼製梁（第１の鋼製梁）
１９  鋼製梁（第２の鋼製梁）
２０，２１  フランジ部
２３  端面
２４  外面
２６  ウェブ部
２７  端面
２８  側面
３１  接合プレート
３２  端面
４０  分割部
４５  本体部
５０  ガセット板
５５  折れ部品
【図１】
0003694112.tif 000005
【図２】
0003694112.tif 000006
【図３】
0003694112.tif 000007
【図４】
0003694112.tif 000008