(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼管柱の少なくとも一部に、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない熱処理鋼管を採用し、大幅なコストダウンで構成した鉄骨構造物を提供する。【解決手段】冷間成形した鋼管Ａに対して、加熱とホールドとを交互に行って、加熱により段階的に昇温させるとともに、前段の加熱にて昇温させた温度状態でホールドし、最終段の加熱によりＡ３変態点以下に昇温させたのち、最終段のホールドを行った加熱鋼管を冷却することで得た熱処理鋼管を、鋼管柱１０の少なくとも一部に使用する。【選択図】図１
2006200238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管柱と、この鋼管柱の梁材連結部に梁材を連結して構成される鉄骨構造物であって、冷間成形した鋼管に対して、加熱とホールドとを交互に行って、加熱により段階的に昇温させるとともに、前段の加熱にて昇温させた温度状態でホールドし、最終段の加熱によりＡ３変態点以下に昇温させたのち、最終段のホールドを行った加熱鋼管を徐冷することで得た熱処理鋼管を、鋼管柱の少なくとも一部に使用したことを特徴とする鉄骨構造物。
【請求項２】
鋼管柱は、梁材連結部を形成する短尺鋼管と、この短尺鋼管の上下端に接続される長尺鋼管とからなり、短尺鋼管と長尺鋼管との少なくとも一方に熱処理鋼管を使用したことを特徴とする請求項１記載の鉄骨構造物。
【請求項３】
鋼管柱は長尺の熱処理鋼管からなり、梁材連結部の内部にダイヤフラムが連結されていることを特徴とする請求項１または２記載の鉄骨構造物。
【請求項４】
鋼管柱が角形鋼管であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄骨構造物。
【請求項５】
鋼管柱が丸形鋼管であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄骨構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管柱と、この鋼管柱の梁材連結部に梁材を連結して構成される鉄骨構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄骨構造物としては、次のような構成が提供されている。すなわち、所定の板厚の長尺角形鋼管と、この長尺角形鋼管よりも板厚が厚くかつ梁材連結部を形成する長さの短尺角形鋼管とが準備される。ここで短尺角形鋼管や長尺角形鋼管は、その外周形状が最終製品形状よりも大きく形成されている半成形短尺角形鋼管や半成形長尺角形鋼管を熱間成形したもので、その際に半成形短尺角形鋼管や半成形長尺角形鋼管のコーナ部も最終製品の曲率半径よりも大きい曲率半径に形成されている。このような半成形短尺角形鋼管や半成形長尺角形鋼管を熱間成形することで、その外周形状が最終製品形状になった、すなわち、コーナ部も最終製品の曲率半径になった短尺角形鋼管や長尺角形鋼管を得ている。そして、これら短尺角形鋼管と長尺角形鋼管とを、短尺角形鋼管を梁材連結位置として長さ方向で溶接結合して角形鋼管柱を形成している。
【０００３】
このような角形鋼管柱は所定本数が建築現場などに運搬され、そして短尺角形鋼管の外面に梁材を溶接結合によって連結することで、鉄骨構造物を構成し得る。その際に梁材連結部は、予め厚い板厚によって十分な強度を確保し得、梁材の溶接結合は何ら支障なく行える。そして短尺角形鋼管や長尺角形鋼管は、熱間成形によって平板部とコーナ部とを均質化し得るなど、種々な効果がある（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかし、半成形短尺角形鋼管や半成形長尺角形鋼管を熱間成形によって短尺角形鋼管や長尺角形鋼管とすることで、高価な絞り熱間成形手段を装備しなければならないことや、熱間成形手段による絞り熱間成形にかなりの時間を必要とすることで成形能率が悪いことなどから、短尺角形鋼管や長尺角形鋼管、すなわち鉄骨構造物がコスト高となっていた。
【０００５】
そこで、別の従来形式として、焼なまし（焼もどし）形式が提供されている。すなわち、たとえば鋼板を最終製品形状に冷間加工したのち焼なまし（焼もどし）により残留応力の除去を行う形式で、冷間加工物を６００℃前後に加熱昇温させたのち、徐冷させている（たとえば、非特許文献１、非特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３０３６６１号公報（第４頁、第１、２図）
【非特許文献１】海老原熊雄著「金属便覧」丸善株式会社出版、昭和５７年１２月２０日、Ｐ．３６０−３６５
【非特許文献２】三澤三郎著「新版熱処理技術入門」大河出版、昭和５５年８月１５日、１１．鉄鋼材料の組織および変態Ｐ．２−３，Ｐ．１２、２１．一般熱処理作業Ｐ．１１８−１１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した焼なまし（焼もどし）形式によると、１箇所の加熱手段によって、常温の冷間加工物を６００℃前後にまで昇温させるため、かなりの熱処理時間を必要とすることになり、処理能率が悪いことなどからコスト高となっていた。また、冷間加工物が成形鋼管（角形鋼管など）の場合には、常温から６００℃前後に一挙に昇温させる際に、周方向や長さ方向において均一状に昇温し難いことから、捩れ、曲がり、変形が激しく、鉄骨構造物の鋼管柱としての採用に問題があった。
【０００７】
そこで本発明の請求項１記載の発明は、鋼管柱の少なくとも一部に、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の熱処理鋼管を採用し得るとともに、大幅なコストダウンで構成し得る鉄骨構造物を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明の請求項１記載の鉄骨構造物は、鋼管柱と、この鋼管柱の梁材連結部に梁材を連結して構成される鉄骨構造物であって、冷間成形した鋼管に対して、加熱とホールドとを交互に行って、加熱により段階的に昇温させるとともに、前段の加熱にて昇温させた温度状態でホールドし、最終段の加熱によりＡ３変態点以下に昇温させたのち、最終段のホールドを行った加熱鋼管を徐冷することで得た熱処理鋼管を、鋼管柱の少なくとも一部に使用したことを特徴としたものである。
【０００９】
したがって請求項１の発明によると、冷間成形した鋼管を加熱処理することによって、残留応力の除去と靭性の回復とを図り得る。また加熱処理を、目的とする温度に段階的に昇温させることによって、それぞれの燃焼熱量を無駄のない状態とし得る。そして、前段の加熱にて昇温させた温度状態にてホールドすることによって、鋼管の周方向や長さ方向における加熱温度の均一化を図り得る。しかも最終段の加熱を、Ａ３変態点以下としたことで、徐冷後における結晶粒化を防いで、粘りと強さを維持し得る。このようにして得た熱処理鋼管を鋼管柱の少なくとも一部に使用することで、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の鋼管柱とし得る。
【００１０】
また本発明の請求項２記載の鉄骨構造物は、上記した請求項１記載の構成において、鋼管柱は、梁材連結部を形成する短尺鋼管と、この短尺鋼管の上下端に接続される長尺鋼管とからなり、短尺鋼管と長尺鋼管との少なくとも一方に熱処理鋼管を使用したことを特徴としたものである。
【００１１】
したがって請求項２の発明によると、短尺鋼管を梁材連結部とした通しダイヤフラム方式や突き合せ溶接方式の鋼管柱を構成し得る。
そして本発明の請求項３記載の鉄骨構造物は、上記した請求項１または２記載の構成において、鋼管柱は長尺の熱処理鋼管からなり、梁材連結部の内部にダイヤフラムが連結されていることを特徴としたものである。
【００１２】
したがって請求項３の発明によると、内ダイヤフラム方式の鋼管柱を構成し得る。
さらに本発明の請求項４記載の鉄骨構造物は、上記した請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成において、鋼管柱が角形鋼管であることを特徴としたものである。
【００１３】
したがって請求項４の発明によると、鋼管柱に角形鋼管を採用した鉄骨構造物を構成し得る。
しかも本発明の請求項５記載の鉄骨構造物は、上記した請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成において、鋼管柱が丸形鋼管であることを特徴としたものである。
【００１４】
したがって請求項５の発明によると、鋼管柱に丸形鋼管を採用した鉄骨構造物を構成し得る。
【発明の効果】
【００１５】
上記した本発明の請求項１によると、冷間成形した鋼管を加熱処理することによって、残留応力の除去と靭性の回復とを図ることができ、このような加熱処理によって得た鋼管は、残留応力が殆どなくて高い座屈強度を得ることができるとともに、二次溶接性に優れたものにでき、以て加熱処理による効果を保ちながらも、耐力と靭性とを向上できる。また加熱処理は、目的とする温度に段階的に昇温させることによって、それぞれの燃焼熱量を無駄のない状態にできる。そして前段の加熱にて昇温させた温度状態にてホールドすることによって、鋼管の周方向や長さ方向における加熱温度の均一化を図ることができて、歪の発生を防止でき、以て捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の鋼管を、大幅なコストダウンで得ることができる。しかも最終段の加熱を、Ａ３変態点以下としたことで、徐冷後における結晶粒化を防いで、粘りと強さを維持できる。
【００１６】
このようにして得た熱処理鋼管を鋼管柱の少なくとも一部に使用することで、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の鋼管柱にできるとともに、大幅なコストダウンで構成した鉄骨構造物を提供できる。
【００１７】
また上記した本発明の請求項２によると、短尺鋼管を梁材連結部とした通しダイヤフラム方式や突き合せ溶接方式の鋼管柱の少なくとも一部を、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質のものにでき、大幅なコストダウンで構成した鉄骨構造物を提供できる。
【００１８】
そして上記した本発明の請求項３によると、内ダイヤフラム方式の鋼管柱を、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質のものにでき、大幅なコストダウンで構成した鉄骨構造物を提供できる。
【００１９】
さらに上記した本発明の請求項４によると、鋼管柱に角形鋼管を採用した鉄骨構造物を構成できる。
しかも上記した本発明の請求項５によると、鋼管柱に丸形鋼管を採用した鉄骨構造物を構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［実施の形態１］
以下に、本発明の実施の形態１を、四角形状の角形鋼管を採用した通しダイヤフラム方式として、図１〜図５に基づいて説明する。
【００２１】
図１、図２に示されるように、鉄骨構造物１は、鋼管柱１０と、この鋼管柱１０の梁材連結部（パネルゾーン）に連結した梁材とで構成される。そして鋼管柱１０は、所定の板厚ｔで長尺の支柱１１と、この支柱１１よりも板厚Ｔが厚くかつ梁材連結部を形成する長さ（短尺）のコラム１２と、支柱１１とコラム１２との間に介在される下部ダイヤフラム１３ａ、ならびに上部ダイヤフラム１３ｂによって構成される。すなわち鋼管柱１０は、その長さ方向において支柱１１群と梁材連結部用のコラム１２群とに切断（分断）されている。
【００２２】
そして下部の支柱１１の上端に、裏当て材１４ａを介して下部ダイヤフラム１３ａが溶接１６ａされるとともに、この下部ダイヤフラム１３ａ上に裏当て材１５ａを介してコラム１２の下端が溶接１７ａされる。さらにコラム１２の上端に、裏当て材１５ｂを介して上部ダイヤフラム１３ｂが溶接１７ｂされるとともに、この上部ダイヤフラム１３ｂ上に裏当て材１４ｂを介して上部の支柱１１の下端が溶接１６ｂされる。
【００２３】
このようにして形成された鋼管柱１０に対する梁材（主にＨ形鋼材）１８の連結は、この梁材１８の遊端を、両ダイヤフラム１３ａ，１３ｂやコラム１２に溶接１９することで行っていた。そして両ダイヤフラム１３ａ，１３ｂは、応力の伝達の役目を成していた。その際に、鋼管柱１０の一部である支柱１１群に熱処理鋼管が使用され、そしてコラム１２に熱間成形鋼管が使用される。
【００２４】
次に、使用される支柱（熱処理鋼管）１１群、すなわち、冷間成形した鋼管に対して、加熱とホールドとを交互に行って、加熱により段階的に昇温させるとともに、前段の加熱にて昇温させた温度状態でホールドし、最終段の加熱によりＡ３変態点以下として昇温させたのち、最終段のホールドを行った加熱鋼管を徐冷することで得られる支柱１１群の製造方法の一例を説明する。
【００２５】
図３〜図５に示されるように、冷間成形した長尺で四角形状の角形鋼管（鋼管の一例）Ａは、正規の外面間の外寸Ｗでかつ正規の外面曲率半径Ｒのコーナ部であるとともに、所定の板厚ｔであり、そして一つの平板部には、突き合わせ溶接による突き合わせ溶接部Ｂが形成されている。また角形鋼管Ａは、所定の管長さＬとされている。
【００２６】
この角形鋼管Ａは、搬入床５１に渡されて搬送される。この搬入床５１の終端部に搬送された角形鋼管Ａは、ローラコンベヤ（搬送手段の一例）５２に渡され、このローラコンベヤ５２により形成される搬送経路５３上で搬送される。この搬送経路５３中には、熱処理部６１と冷却床７１とが配設されている。
【００２７】
すなわち熱処理部６１は、角形鋼管Ａを１つの炉６２に入れての燃焼加熱方式であって、この炉６２における前後方向の両端には、貫通孔により搬入口や搬出口が形成され、これら搬入口や搬出口には、それぞれ開閉扉６３が設けられている。そして炉６２内には、それぞれ３つの（複数の）加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃとホールドゾーン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃとが交合に形成（配置）されている。その際に、加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃとホールドゾーン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃとは、それぞれ同様のゾーン長さＬ＋αであり、かつ管長さＬに対して少し（α分）長く設定されている。そして、搬入口に最始段の加熱ゾーン６５Ａが対向され、搬出口に最終段のホールドゾーン６６Ｃが対向されている。
【００２８】
さらに各加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃの部分には、前記炉６２の一側下部でかつローラコンベヤ５２のローラ間の中間位置に対向して下部加熱バーナー６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃが配設され、そして、炉６２の他側上部でかつ前記下部加熱バーナー６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃに対して千鳥状に対峙する位置には上部加熱バーナー６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃが配設されている。
【００２９】
前記加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃは、加熱バーナー６７Ａ，６８Ａ，６７Ｂ，６８Ｂ，６７Ｃ，６８Ｃの調整制御によって加熱温度が管理されている。すなわち、最始段の加熱ゾーン６５Ａに対応した加熱バーナー６７Ａ，６８Ａは、常温状態の角形鋼管Ａを２００℃前後に昇温するように調整制御し得、中間段の加熱ゾーン６５Ｂに対応した加熱バーナー６７Ｂ，６８Ｂは、２００℃前後の角形鋼管Ａを４００℃前後に昇温するように調整制御し得、最終段の加熱ゾーン６５Ｃに対応した加熱バーナー６７Ｃ，６８Ｃは、４００℃前後の角形鋼管Ａを６００℃前後（６５０℃を上限）に昇温するように調整制御し得るように構成されている。
【００３０】
前記加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃとホールドゾーン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃとの境界部には、角形鋼管Ａの通過を許す仕切り体６９が設けられている。なお、この仕切り体６９は省略されてもよく、またエアシャッターなどであってもよい。以上の６２〜６９などにより熱処理部６１の一例が構成される。
【００３１】
前述したように、冷間成形されたのち、搬入床５１の終端部に搬送された角形鋼管Ａは、ローラコンベヤ５２に渡され、このローラコンベヤ５２により熱処理部６１の炉６２に搬入される。この角形鋼管Ａは、共通の炉６２内において搬送経路５３上を直線状に搬送されながら、各加熱バーナー６７Ａ，６８Ａ，６７Ｂ，６８Ｂ，６７Ｃ，６８Ｃの燃焼熱によって外面側から徐々に均一的に加熱される。その際に加熱は、加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃとホールドゾーン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃとに交互に順次移動させて、加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ群で段階的に昇温させるとともに、ホールドゾーン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ群で、前段の加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃにて昇温させた温度状態にてホールドし得るように構成される。
【００３２】
すなわち、炉６２に搬入された常温状態の角形鋼管Ａは、まず最始段の加熱ゾーン６５Ａにおける加熱バーナー６７Ａ，６８Ａによって２００℃前後に昇温するように全体加熱される。この２００℃前後に昇温された角形鋼管Ａは最始段のホールドゾーン６６Ａに移動され、２００℃前後の雰囲気下でホールドされる。次いで２００℃前後の角形鋼管Ａは中間段の加熱ゾーン６５Ｂに移動され、加熱バーナー６７Ｂ，６８Ｂによって４００℃前後に昇温するように全体加熱される。この４００℃前後に昇温された角形鋼管Ａは中間段のホールドゾーン６６Ｂに移動され、４００℃前後の雰囲気下でホールドされる。そして４００℃前後の角形鋼管Ａは最終段の加熱ゾーン６５Ｃに移動され、加熱バーナー６７Ｃ，６８Ｃによって６００℃前後に昇温するように全体加熱される。この６００℃前後に昇温された角形鋼管Ａは最終段のホールドゾーン６６Ｃに移動され、６００℃前後の雰囲気下でホールドされる。
【００３３】
このように、冷間成形した角形鋼管Ａを、各加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃにおいて、目的とする温度に段階的に昇温させることによって、それぞれの加熱バーナー６７Ａ，６８Ａ，６７Ｂ，６８Ｂ，６７Ｃ，６８Ｃによる燃焼熱量を無駄のない状態にできる。また各ホールドゾーン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃにおいて、前段の加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃにて昇温させた温度状態にてホールドすることによって、角形鋼管Ａの周方向や長さ方向における加熱温度の均一化を図り得る。
【００３４】
すなわち、最始段の加熱ゾーン６５Ａにおける加熱バーナー６７Ａ，６８Ａは、常温状態の角形鋼管Ａを２００℃前後に昇温させる燃焼熱量でよいことになる。そして、２００℃前後に昇温させた角形鋼管Ａを、最始段のホールドゾーン６６Ａにおいて２００℃前後の雰囲気下でホールドすることによって、最始段の加熱ゾーン６５Ａにおける加熱（２００℃前後）時に周方向や長さ方向において多少の温度差が生じ、不均一状（不揃い状）に加熱されている角形鋼管Ａの温度を、そのホールド中に均一化し得、歪の発生を防止し得る。
【００３５】
また、中間段の加熱ゾーン６５Ｂにおける加熱バーナー６７Ｂ，６８Ｂは、２００℃前後の角形鋼管Ａを４００℃前後に昇温させる燃焼熱量でよいことになる。そして、４００℃前後に昇温させた角形鋼管Ａを、中間段のホールドゾーン６６Ｂにおいて４００℃前後の雰囲気下でホールドすることによって、中間段の加熱ゾーン６５Ｂにおける加熱（４００℃前後）時に周方向や長さ方向において多少の温度差が生じ、不均一状（不揃い状）に加熱されている角形鋼管Ａの温度を、そのホールド中に均一化し得、歪の発生を防止し得る。
【００３６】
さらに、最終段の加熱ゾーン６５Ｃにおける加熱バーナー６７Ｃ，６８Ｃは、４００℃前後の角形鋼管Ａを６００℃前後に昇温させる燃焼熱量でよいことになる。そして、６００℃前後に昇温させた角形鋼管Ａを、最終段のホールドゾーン６６Ｃにおいて６００℃前後の雰囲気下でホールドすることによって、最終段の加熱ゾーン６５Ｃにおける加熱（６００℃前後）時に周方向や長さ方向において多少の温度差が生じ、不均一状（不揃い状）に加熱されている角形鋼管Ａの温度を、そのホールド中に均一化し得、歪の発生を防止し得る。
【００３７】
また冷間成形した角形鋼管Ａを、共通の炉６２内で直線状に移動させながら、加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃとホールドゾーン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃとに交互に順次移動させて、加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ群で段階的に昇温させるとともに、ホールドゾーン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ群で、前段の加熱ゾーン６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃにて昇温させた温度状態にてホールドすることにより、炉６２やローラコンベア（搬送手段）５２をコンパクトにかつ安価に構成し得るとともに、移動制御を簡素化し得る。なお、炉６２内におけるゾーン間の移動は、同時に（同期して）効率良く行われる。
【００３８】
前述したように、最終段のホールドゾーン６６Ｃにおいて６００℃前後でホールドした角形鋼管Ａを、開閉扉６３を開動させることで、搬出口を通して炉６２から冷却床７１へと搬出し得る。そして角形鋼管Ａの終端が完全に搬出されたときに、搬出口の開閉扉６３が閉動される。このように最終段のホールドゾーン６６Ｃから取り出した加熱状の角形鋼管Ａを冷却床７１において徐冷するように構成されている。
【００３９】
すなわち、最終段のホールドゾーン６６Ｃから取り出された角形鋼管Ａは冷却床７１に受け取られる。この冷却床７１はコンベヤ形式であって複数本の角形鋼管Ａを平行させて支持し、そして長さ方向に対して横方向へと搬送させる。この冷却床７１での搬送中に、角形鋼管Ａは空冷形式で徐冷される。冷却床７１での角形鋼管Ａ群の搬送は、隣接した角形鋼管Ａの間を離した状態で、または隣接した角形鋼管Ａどうしを接触させ両側よりクランプした状態で搬送される。これにより角形鋼管Ａは、同じ雰囲気温度下で徐冷されることになり、以て冷却時の曲がりを少なくし得る。
【００４０】
角形鋼管Ａは、冷却床７１の終端に達して熱処理鋼管となり、図示していない矯正装置、先端切断装置、後端切断装置、洗浄装置、防錆装置へと搬送され、必要に応じてそれぞれで処理されたのち、製品としてストレージされる。なお、この熱処理鋼管は、前述したように鉄骨構造物１における鋼管柱１０の支柱１１として使用される。
【００４１】
上述したように、冷間成形した角形鋼管Ａを加熱処理することによって、残留応力の除去と靭性の回復とを図り得、このような加熱処理によって得られた支柱１１は、残留応力が殆どなくて高い座屈強度が得られるとともに、二次溶接性に優れたものとなり、以て加熱処理による効果を保ちながらも、耐力と靭性とを向上し得る。また加熱処理を、目的とする温度に段階的に昇温させ、その段階的に昇温させた温度状態にてホールドして行うことによって、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の支柱１１を、大幅なコストダウンで得られることになる。その際に支柱１１を、最終段の加熱ゾーン２６Ｃにて６５０℃を上限（Ａ３変態点以下）として昇温させることによって、徐冷後における結晶粒化を防いで、粘りと強さを維持し得る。
【００４２】
したがって、鋼管柱１０の少なくとも一部、すなわち支柱１１群に、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の熱処理鋼管を採用し得るとともに、この熱処理鋼管は能率よく安価に得られ、以て鉄骨構造物１を大幅なコストダウンで構成し得ることになる。
【００４３】
上記した実施の形態１の鋼管柱１０においては、その一部となる支柱１１に熱処理鋼管が使用され、そしてコラム１２に熱間成形鋼管が使用されているが、これは、支柱１１とコラム１２の全てに熱処理鋼管が使用される形式や、その一部となるコラム１２に熱処理鋼管が使用され、支柱１１に冷間成形鋼管が使用される形式などであってもよい。なお、短尺のコラム１２に熱処理鋼管を使用する場合、上述したように、冷間成形した角形鋼管を加熱処理することにより得た長尺の熱処理鋼管が、所望の長さ（短尺）に切断される。
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２を、四角形状の角形鋼管を採用した突き合せ溶接方式として、図６、図７に基づいて説明する。
【００４４】
すなわち鉄骨構造物２は、鋼管柱２０と、この鋼管柱２０の梁材連結部（パネルゾーン）に連結した梁材２４とで構成される。そして鋼管柱２０は、所定の板厚ｔで長尺の支柱２１と、この支柱２１よりも板厚Ｔが厚くかつ梁材連結部を形成する長さ（短尺）のコラム２２とによって構成される。すなわち鋼管柱２０は、その長さ方向において支柱２１群と梁材連結部用のコラム２２群とに切断（分断）されている。そして下部の支柱２１の上端に、コラム２２の下端が突き合せ溶接２３されるとともに、コラム２２の上端に、上部の支柱２１の下端が突き合せ溶接２３される。なお、突き合せ溶接２３を行う際に、支柱２１とコラム２２の内面間に裏当て材を介在させてもよい。
【００４５】
このようにして形成された鋼管柱２０に対する梁材（主にＨ形鋼材）２４の連結は、この梁材２４の遊端をコラム２２に溶接２５することで行っていた。その際に、支柱２１群には、前述したように、冷間成形した鋼管に対して、加熱とホールドとを交互に行って、加熱により段階的に昇温させるとともに、前段の加熱にて昇温させた温度状態でホールドし、最終段の加熱により６５０℃を上限として昇温させたのち、最終段のホールドを行った加熱鋼管を徐冷することで得られる熱処理鋼管が使用され、そしてコラム２２に熱間成形鋼管が使用される。
【００４６】
したがって、鋼管柱２０の少なくとも一部、すなわち支柱２１群に、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の熱処理鋼管を採用し得るとともに、この熱処理鋼管は能率よく安価に得られ、以て鉄骨構造物２を大幅なコストダウンで構成し得ることになる。
【００４７】
上記した実施の形態２の鋼管柱２０においては、その一部となる支柱２１に熱処理鋼管が使用され、そしてコラム２２に熱間成形鋼管が使用されているが、これは、支柱２１とコラム２２の全てに熱処理鋼管が使用される形式や、その一部となるコラム２２に熱処理鋼管が使用され、支柱２１に冷間成形鋼管が使用される形式などであってもよい。なお、短尺のコラム２２に熱処理鋼管を使用する場合、上述したように、冷間成形した角形鋼管を加熱処理することにより得た長尺の熱処理鋼管が、所望の長さ（短尺）に切断される。
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３を、四角形状の角形鋼管を採用した内ダイヤフラム方式として、図８、図９に基づいて説明する。
【００４８】
すなわち鉄骨構造物３は、鋼管柱３０と、この鋼管柱３０の梁材連結部（パネルゾーン）に連結した梁材３６とで構成される。そして鋼管柱３０は、所定の板厚ｔで長尺の支柱３１と、この支柱３１内の梁材連結部に位置されるダイヤフラム３２とによって構成される。すなわち鋼管柱３０は、支柱３１が、その長さ方向において切断（分断）されている。そして下部の支柱３１内の上部と上部の支柱３１内の下部とに、それぞれ裏当て材３３を介してダイヤフラム３２が溶接３４により連結されている。これら下部の支柱３１と上部の支柱３１とは、直線状に位置されたのち、その遊端間が突き合せ溶接３５により結合されている。なお、突き合せ溶接３５を行う際に、上下の支柱３１の内面間に裏当て材を介在させてもよい。
【００４９】
このようにして形成された鋼管柱３０に対する梁材（主にＨ形鋼材）３６の連結は、この梁材３６の遊端を上下のダイヤフラム３２に対向させた状態で、下部の支柱３１と上部の支柱３１との外面間に溶接３７することで行っていた。その際に、支柱３１群には、前述したように、冷間成形した鋼管に対して、加熱とホールドとを交互に行って、加熱により段階的に昇温させるとともに、前段の加熱にて昇温させた温度状態でホールドし、最終段の加熱により６５０℃を上限として昇温させたのち、最終段のホールドを行った加熱鋼管を徐冷することで得られる熱処理鋼管が使用される。
【００５０】
したがって、鋼管柱３０の全部、すなわち支柱３１群に、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の熱処理鋼管を採用し得るとともに、この熱処理鋼管は能率よく安価に得られ、以て鉄骨構造物３を大幅なコストダウンで構成し得ることになる。
［実施の形態４］
次に、本発明の実施の形態４を、丸形鋼管を採用した状態として、図１０に基づいて説明する。
【００５１】
すなわち、冷間成形した長尺の丸形鋼管（鋼管の一例）Ｃは、全長に亘って正規の外面直径Φであり、そして周方向の一箇所には、突き合わせ溶接による突き合わせ溶接部Ｄが形成されている。このように冷間成形した丸形鋼管Ｃに対して、前述したように、加熱とホールドとを交互に行って、加熱により段階的に昇温させるとともに、前段の加熱にて昇温させた温度状態でホールドし、最終段の加熱により６５０℃を上限として昇温させたのち、最終段のホールドを行った加熱鋼管を徐冷する。
【００５２】
これにより得られた丸形の熱処理鋼管を、実施の形態１における支柱１１群、実施の形態２における支柱２１群、実施の形態３における支柱３１群に使用することで、鋼管柱１０，２０，３０の少なくとも一部、すなわち支柱１１，２１，３１群に、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の熱処理鋼管を採用し得るとともに、この熱処理鋼管は能率よく安価に得られ、以て支柱１１，２１，３１群に丸形鋼管を使用した鉄骨構造物１，２，３を大幅なコストダウンで構成し得ることになる。
【００５３】
上記した実施の形態１における角形鋼管Ａや、実施の形態４における丸形鋼管Ｃの素材としては、鋼や鉄などが採用される。
上記した実施の形態１〜３では、支柱１１，２１，３１として断面で正四角形状の角形鋼管を採用しているが、これは断面で長方形の角形鋼管も同様に採用し得るものである。さらには、正五角形や正六角形など、各種の多角形の角形鋼管にも同様に採用し得るものである。
【００５４】
上記した実施の形態１において、角形鋼管Ａとしては、たとえば、ロール成形によるワンシーム角形鋼管、プレス成形による一対のみぞ形材を向き合わせて突き合わせ溶接したツーシーム角形鋼管、一対の圧延みぞ形材を溶接してなるツーシーム角形鋼管、圧延山形材を一対、向き合わせて溶接したツーシーム角形鋼管などが適宜に使用される。
【００５５】
上記した実施の形態１において角形鋼管Ａとしては、大径で厚肉の角形鋼管、大径で薄肉の角形鋼管、小径で厚肉の角形鋼管、小径で薄肉の角形鋼管などであってもよい。
上記した実施の形態１〜実施の形態４においては、最終段の加熱ゾーン６５Ｃで角形鋼管Ａや丸形鋼管Ｃを６００℃前後（６５０℃を上限）に昇温するように調整制御し得る構成とされているが、これは最終段の加熱ゾーン６５Ｃで角形鋼管Ａや丸形鋼管Ｃを、カーボンの量によって変化するＡ３変態点以下（Ａ３変態点近く）の温度に昇温するように調整制御した構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１を示し、鉄骨構造物の要部の一部切り欠き斜視図である。
【図２】同鉄骨構造物の要部の縦断正面図である。
【図３】同鉄骨構造物における支柱の製造工程を示す概略平面図である。
【図４】同鉄骨構造物における支柱の製造工程を示す一部切り欠き斜視図である。
【図５】同鉄骨構造物における支柱に採用される角形鋼管の平面図である。
【図６】本発明の実施の形態２を示し、鉄骨構造物の一部切り欠き斜視図である。
【図７】同鉄骨構造物の要部の縦断正面図である。
【図８】本発明の実施の形態３を示し、鉄骨構造物の要部の一部切り欠き斜視図である。
【図９】同鉄骨構造物の要部の縦断正面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４を示し、鉄骨構造物における支柱に採用される丸形鋼管の平面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１        鉄骨構造物
２        鉄骨構造物
３        鉄骨構造物
１０      鋼管柱
１１      支柱（熱処理鋼管、長尺鋼管）
１２      コラム（短尺鋼管）
１３ａ    下部ダイヤフラム
１３ｂ    上部ダイヤフラム
１８      梁材
２０      鋼管柱
２１      支柱（熱処理鋼管、長尺鋼管）
２２      コラム（短尺鋼管）
２３      突き合せ溶接
２４      梁材
３０      鋼管柱
３１      支柱（熱処理鋼管、長尺鋼管）
３２      ダイヤフラム
３５      突き合せ溶接
３６      梁材
５１      搬入床
５２      ローラコンベヤ（搬送手段）
６１      熱処理部
６２      炉
６５Ａ    最始段の加熱ゾーン
６５Ｂ    中間段の加熱ゾーン
６５Ｃ    最終段の加熱ゾーン
６６Ａ    最始段のホールドゾーン
６６Ｂ    中間段のホールドゾーン
６６Ｃ    最終段のホールドゾーン
７１      冷却床
Ａ        角形鋼管（鋼管）
Ｃ        丸形鋼管（鋼管）
Ｌ        角形鋼管Ａの管長さ
Ｌ＋α    ゾーン長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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