(57)【要約】【課題】出隅部を有する鋼部材の溶接部における応力集中を効果的に防止する。【解決手段】本発明のある観点による鋼部材は、材軸方向に沿って互いに隣接して延びる第１の面および第２の面、材軸方向の端部に形成される端面、端面に隣接する材軸方向の第１の区間で第１の面と第２の面との間に形成される第１の出隅部、第１の区間に隣接する材軸方向の第２の区間で第１の面と第２の面との間に形成される面取り部、および第２の区間に隣接する材軸方向の第３の区間において第１の面と第２の面との間に形成される第２の出隅部を備える。【選択図】図４
2019058951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材軸方向に沿って互いに隣接して延びる第１の面および第２の面、
前記材軸方向の端部に形成される端面、
前記端面に隣接する前記材軸方向の第１の区間で前記第１の面と前記第２の面との間に形成される第１の出隅部、
前記第１の区間に隣接する前記材軸方向の第２の区間で前記第１の面と前記第２の面との間に形成される面取り部、および
前記第２の区間に隣接する前記材軸方向の第３の区間において前記第１の面と前記第２の面との間に形成される第２の出隅部
を備える鋼部材。
【請求項２】
前記端面は、前記材軸方向に対して傾いた面を含み、
前記第１の出隅部は、前記傾いた面に隣接して形成される、請求項１に記載の鋼部材。
【請求項３】
前記鋼部材は、角形鋼管または溶接箱型断面部材であり、
前記第１の面および前記第２の面は、前記角形鋼管または前記溶接箱型断面部材の隣接する２つの側面を構成する、請求項１または請求項２に記載の鋼部材。
【請求項４】
材軸方向に沿って互いに隣接して延びる第１の面および第２の面、
他の鋼部材の接合位置を含む前記材軸方向の第１の区間で前記第１の面と前記第２の面との間に形成される第１の出隅部、
前記第１の区間の少なくとも片側に隣接する前記材軸方向の第２の区間で前記第１の面と前記第２の面との間に形成される面取り部、および
前記第２の区間に前記第１の区間とは反対側で隣接する前記材軸方向の第３の区間において前記第１の面と前記第２の面との間に形成される第２の出隅部
を備える鋼部材。
【請求項５】
前記鋼部材は、前記材軸方向に沿って延びる板面と前記板面の幅方向両側に形成される側端面とを有する板状部分を含み、
前記第１の面は前記他の鋼部材が接合される前記板面であり、前記第２の面は前記板面に隣接する前記側端面である、請求項４に記載の鋼部材。
【請求項６】
前記面取り部は、
前記第１の面および前記第２の面のそれぞれに対して傾き、かつ前記材軸方向に沿って延びる第３の面を形成する平坦部と、
前記第１の出隅部と前記平坦部との間に形成される接続部と
を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鋼部材。
【請求項７】
前記接続部は、前記第３の面に連続する凹状の円柱面を含む、請求項６に記載の鋼部材。
【請求項８】
前記接続部は、前記第１の出隅部に隣接し、かつ前記第３の面に連続する凹状の円柱面に連続する第４の面をさらに含む、請求項７に記載の鋼部材。
【請求項９】
第１の鋼部材と第２の鋼部材との間の溶接接合構造であって、
前記第１の鋼部材は、
前記第１の鋼部材の材軸方向に沿って互いに隣接して延びる第１の面および第２の面、
前記材軸方向の端部に形成される第１の溶接面、
前記第１の溶接面に隣接する前記材軸方向の第１の区間で前記第１の面と前記第２の面との間に形成される第１の出隅部、
前記第１の区間に隣接する前記材軸方向の第２の区間で前記第１の面と前記第２の面との間に形成される面取り部、および
前記第２の区間に隣接する前記材軸方向の第３の区間において前記第１の面と前記第２の面との間に形成される第２の出隅部
を備え、
前記第２の鋼部材は、前記第１の溶接面に対向する第２の溶接面を備え、
前記第１の溶接面と前記第２の溶接面との間に溶接金属が充填または積層されている、溶接接合構造。
【請求項１０】
前記第１の鋼部材は、角形鋼管または溶接箱型断面部材であり、
前記第２の鋼部材は、通しダイヤフラムまたはベースプレートであり、
前記第１の面および前記第２の面は、前記角形鋼管または前記溶接箱型断面部材の隣接する２つの側面を構成する、請求項９に記載の溶接接合構造。
【請求項１１】
請求項９に記載の溶接接合構造であって、
前記第１の鋼部材は、板厚ｔｃの鋼板で形成された角形鋼管であり、
前記第１の面および前記第２の面は、前記角形鋼管の隣接する２つの側面を構成し、
前記第１の区間の長さは、前記板厚ｔｃ以下であり、
前記面取り部は、
前記第１の出隅部に隣接して形成される接続部と、
前記接続部に隣接して形成され、前記第１の面および前記第２の面のそれぞれに対して傾き、かつ前記材軸方向に沿って延びる第３の面を含む平坦部と
を含み、
前記接続部は、前記第３の面に連続する半径ρの凹状の円柱面と、前記第１の出隅部に隣接し、かつ前記円柱面に連続する第４の面とを含み、
前記板厚ｔｃと、前記半径ρと、前記第２の区間において前記第１の出隅部の頂部を前記第１の鋼部材の材軸方向に仮想的に延長した線と前記第３の面との距離ｅと、前記第１の出隅部を基準にした場合の前記溶接金属の余盛高さｖと、前記第４の面が前記材軸方向に対してなす角度θとの間に、以下の式（ｉ）に示す関係が成り立つ溶接接合構造。
【数１】
2019058951.tif 000010
【請求項１２】
請求項９に記載の溶接接合構造であって、
前記第１の鋼部材は、板厚ｔｃの鋼板で形成された角形鋼管であり、
前記第１の面および前記第２の面は、前記角形鋼管の隣接する２つの側面を構成し、
前記第１の区間の長さは、前記板厚ｔｃ以下であり、
前記面取り部は、
前記第１の出隅部に隣接して形成される接続部と、
前記接続部に隣接して形成され、前記第１の面および前記第２の面のそれぞれに対して傾き、かつ前記材軸方向に沿って延びる第３の面を含む平坦部と
を含み、
前記接続部は、前記第３の面に連続する半径ρの凹状の円柱面からなり、
前記板厚ｔｃと、前記半径ρと、前記第２の区間において前記第１の出隅部の頂部を前記第１の鋼部材の材軸方向に仮想的に延長した線と前記第３の面との距離ｅと、前記第１の出隅部を基準にした場合の前記溶接金属の余盛高さｖとの間に、以下の式（ii）に示す関係が成り立つ溶接接合構造。
【数２】
2019058951.tif 000011
【請求項１３】
第１の鋼部材と第２の鋼部材との間の溶接接合構造であって、
前記第１の鋼部材は、
材軸方向に沿って互いに隣接して延びる第１の面および第２の面、
前記第１の面に前記第２の鋼部材が当接する前記材軸方向の第１の区間で前記第１の面と前記第２の面との間に形成される第１の出隅部、
前記第１の区間の少なくとも片側に隣接する前記材軸方向の第２の区間で前記第１の面と前記第２の面との間に形成される面取り部、および
前記第２の区間に前記第１の区間とは反対側で隣接する前記材軸方向の第３の区間において前記第１の面と前記第２の面との間に形成される第２の出隅部
を備え、
前記第１の区間の一部において、前記第１の面と前記第２の鋼部材との間には溶接金属が充填または積層されている、溶接接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼部材および溶接接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼部材の溶接接合構造において、溶接部は材質的に不連続な箇所であり、特に溶接止端部おいては、形状的な不連続の影響も加わって応力集中による延性亀裂が発生しやすい。延性亀裂が溶接部付近にある母材の熱影響部（ＨＡＺ：Heat  Affected  Zone）や溶接金属とＨＡＺとの境界のボンド部に進展すると、脆性亀裂に移行して鋼部材の塑性変形性能や疲労性能を著しく低下させる。それゆえ、溶接部における延性亀裂の発生および進展を抑制することが求められてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１には、溶接されるべき端部同士を突き合わせて開先部の溶接をする工程と、開先を有する部材の表面側の開先端から当該部材の材軸方向に５ｍｍ以上の距離の範囲まで化粧盛溶接をする工程とを含む構造部材の溶接方法が記載されている。これによって、溶接部で発生した表面亀裂をＨＡＺやボンド部ではなく母材内に伝播させ、亀裂発生後も母材の機械的性質に基づいた挙動が示されることによって構造部材の強度低下や破損を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７２４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
溶接の対象になる鋼部材には、さまざまな形状のものがある。角形鋼管や溶接箱型断面部材、形鋼など多くの部材では、部材の端部や接合部、折曲部に、材軸方向に延びる出隅部が形成される。出隅部は特に形状的に不連続な箇所であるため、上記のように材質的に不連続な箇所である溶接部と出隅部とが重なった部位では、応力集中による延性亀裂が特に発生しやすくなる。
【０００６】
上記の特許文献１に記載された技術は、一般的な構造部材の溶接部を想定したものであり、出隅部に着目したものではない。それゆえ、例えば出隅部と化粧盛溶接の端部とが重なった部位で生じる応力集中への対処が十分でない可能性がある。また、化粧盛溶接自体が、通常の溶接に対する追加の工程になるため、工程の簡略化という面でなおも改善の余地がある。
【０００７】
そこで、本発明は、出隅部を有する鋼部材の溶接部における応力集中を効果的に防止することが可能な、新規かつ改良された鋼部材および溶接接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある観点による鋼部材は、材軸方向に沿って互いに隣接して延びる第１の面および第２の面、材軸方向の端部に形成される端面、端面に隣接する材軸方向の第１の区間で第１の面と第２の面との間に形成される第１の出隅部、第１の区間に隣接する材軸方向の第２の区間で第１の面と第２の面との間に形成される面取り部、および第２の区間に隣接する材軸方向の第３の区間において第１の面と第２の面との間に形成される第２の出隅部を備える。
上記の構成によれば、鋼部材の溶接後に、溶接止端から所定の距離だけ離れた上記第２の区間に面取り部が形成され、出隅部が形成される部分に対する断面欠損が作り出される。これによって、溶接止端に係る応力を分散させることができる。
【０００９】
上記の鋼部材において、端面は、材軸方向に対して傾いた面を含み、第１の出隅部は、傾いた面に隣接して形成されてもよい。
【００１０】
また、上記の鋼部材は、角形鋼管または溶接箱型断面部材であり、第１の面および第２の面は、角形鋼管または溶接箱型断面部材の隣接する２つの側面を構成してもよい。
【００１１】
本発明の別の観点による鋼部材は、材軸方向に沿って互いに隣接して延びる第１の面および第２の面、他の鋼部材の接合位置を含む材軸方向の第１の区間で第１の面と第２の面との間に形成される第１の出隅部、第１の区間の少なくとも片側に隣接する材軸方向の第２の区間で第１の面と第２の面との間に形成される面取り部、および第２の区間に第１の区間とは反対側で隣接する材軸方向の第３の区間において第１の面と第２の面との間に形成される第２の出隅部を備える。
【００１２】
上記の鋼部材は、材軸方向に沿って延びる板面と板面の幅方向両側に形成される側端面とを有する板状部分を含み、第１の面は他の鋼部材が接合される板面であり、第２の面は板面に隣接する側端面であってもよい。
【００１３】
上記の２つの観点による鋼部材において、面取り部は、第１の面および第２の面のそれぞれに対して傾き、かつ材軸方向に沿って延びる第３の面を形成する平坦部と、第１の出隅部と平坦部との間に形成される接続部とを含んでもよい。この場合において、接続部は、第３の面に連続する凹状の円柱面を含んでもよい。接続部は、第１の出隅部に隣接し、かつ円柱面に連続する第４の面をさらに含んでもよい。
【００１４】
本発明の別の観点による溶接接合構造は、第１の鋼部材と第２の鋼部材との間に形成される。第１の鋼部材は、第１の鋼部材の材軸方向に沿って互いに隣接して延びる第１の面および第２の面、材軸方向の端部に形成される第１の溶接面、第１の溶接面に隣接する材軸方向の第１の区間で第１の面と第２の面との間に形成される第１の出隅部、第１の区間に隣接する材軸方向の第２の区間で第１の面と第２の面との間に形成される面取り部、および第２の区間に隣接する材軸方向の第３の区間において第１の面と第２の面との間に形成される第２の出隅部を備える。第２の鋼部材は、第１の溶接面に対向する第２の溶接面を備える。第１の溶接面と第２の溶接面との間には、溶接金属が充填または積層されている。
【００１５】
上記の溶接接合構造において、第１の鋼部材は、角形鋼管または溶接箱型断面部材であり、第２の鋼部材は、通しダイヤフラムまたはベースプレートであり、第１の面および第２の面は、角形鋼管または溶接箱型断面部材の隣接する２つの側面を構成してもよい。
【００１６】
また、上記の溶接接合構造において、第１の鋼部材は、板厚ｔｃの鋼板で形成された角形鋼管であり、第１の面および第２の面は、角形鋼管の隣接する２つの側面を構成し、第１の区間の長さは、板厚ｔｃ以下であり、面取り部は、第１の出隅部に隣接して形成される接続部と、接続部に隣接して形成され、第１の面および第２の面のそれぞれに対して傾き、かつ材軸方向に沿って延びる第３の面を含む平坦部とを含み、接続部は、第３の面に連続する半径ρの凹状の円柱面と、第１の出隅部に隣接し、かつ円柱面に連続する第４の面とを含み、板厚ｔｃと、半径ρと、第２の区間において第１の出隅部の頂部を第１の鋼部材の材軸方向に仮想的に延長した線と第３の面との距離ｅと、第１の出隅部を基準にした場合の溶接金属の余盛高さｖと、第４の面が材軸方向に対してなす角度θとの間に、以下の式（ｉ）に示す関係が成り立ってもよい。
【００１７】
【数１】
2019058951.tif 000003
【００１８】
あるいは、上記の溶接接合構造において、第１の鋼部材は、板厚ｔｃの鋼板で形成された角形鋼管であり、第１の面および第２の面は、角形鋼管の隣接する２つの側面を構成し、第１の区間の長さは、板厚ｔｃ以下であり、面取り部は、第１の出隅部に隣接して形成される接続部と、接続部に隣接して形成され、第１の面および第２の面のそれぞれに対して傾き、かつ材軸方向に沿って延びる第３の面を含む平坦部とを含み、接続部は、第３の面に連続する半径ρの凹状の円柱面からなり、板厚ｔｃと、半径ρと、第２の区間において第１の出隅部の頂部を第１の鋼部材の材軸方向に仮想的に延長した線と第３の面と距離ｅと、第１の出隅部を基準にした場合の溶接金属の余盛高さｖとの間に、以下の式（ii）に示す関係が成り立ってもよい。
【００１９】
【数２】
2019058951.tif 000004
【００２０】
本発明のさらに別の観点による溶接接合構造は、第１の鋼部材と第２の鋼部材との間に形成される。第１の鋼部材は、材軸方向に沿って互いに隣接して延びる第１の面および第２の面、第１の面に第２の鋼部材が当接する材軸方向の第１の区間で第１の面と第２の面との間に形成される第１の出隅部、第１の区間の少なくとも片側に隣接する材軸方向の第２の区間で第１の面と第２の面との間に形成される面取り部、および第２の区間に第１の区間とは反対側で隣接する材軸方向の第３の区間において第１の面と第２の面との間に形成される第２の出隅部を備える。第１の区間の一部において、第１の面と第２の鋼部材との間には溶接金属が充填または積層されている。
【発明の効果】
【００２１】
以上で説明したように、本発明によれば、出隅部を有する鋼部材の溶接部における応力集中を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る溶接接合構造の斜視図である。
【図２】図１に示す溶接接合構造のII−II線に沿った断面図である。
【図３】図２に示す部分IIIの拡大断面図である。
【図４】図１および図２に示す溶接接合構造のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図４に示す部分Ｖの拡大断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る鋼部材を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る溶接接合構造の斜視図である。
【図８】図７に示す溶接接合構造に含まれる鋼部材の拡大断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る鋼部材の例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る溶接接合構造の斜視図である。
【図１１】面取り部の設計例において使用した応力集中係数の算出モデルを示す図である。
【図１２】図１に示す溶接接合構造の各部の寸法を示す図である。
【図１３】図１２に示された距離ｊの算出過程を示す図である。
【図１４】角形鋼管の形状係数と応力集中係数との関係を示す第１の計算結果を示すグラフである。
【図１５】角形鋼管の形状係数と応力集中係数との関係を示す第２の計算結果を示すグラフである。
【図１６】角形鋼管に形成される面取り部が断面性能に与える影響を示す計算結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る溶接接合構造の斜視図である。図１に示されるように、第１の実施形態に係る溶接接合構造は、角形鋼管１０（第１の鋼部材）と通しダイヤフラム２０（第２の鋼部材）との間に形成される。
【００２５】
角形鋼管１０は、材軸方向（図中のｘ方向）に沿って延びる４つの側面１１（側面１１Ａ〜１１Ｄとして図示する）を含む。互いに隣接して延びる２つの側面１１（第１の面及びその第１面に隣接する第２の面）の間、すなわち、側面１１Ａ及び側面１１Ｄ、側面１１Ａ及び側面１１Ｂ、側面１１Ｂ及び側面１１Ｃ、側面１１Ｃ及び側面１１Ｄの間には、それぞれ出隅部１２（出隅部１２Ａ〜１２Ｄとして図示する）が形成される。ただし、後述するように、材軸方向の一部の区間では、２つの側面１１の間に出隅部１２ではなく面取り部１３（面取り部１３Ａ〜１３Ｄとして図示する）が形成される。なお、面取り部１３Ｄは、図１には現れていない（図２に示されている）。
【００２６】
通しダイヤフラム２０は、角形鋼管１０の材軸方向の端部に対向する板面２１を有する。角形鋼管１０は、通しダイヤフラム２０の板面２１に溶接金属３０を介して溶接接合される。より具体的には、角形鋼管１０の材軸方向の端部に形成される溶接面１４（第１の溶接面）と、溶接面１４に対向する通しダイヤフラム２０の溶接面２２（第２の溶接面）との間に溶接金属３０が充填または積層されている。
【００２７】
なお、図示された例では、通しダイヤフラム２０の板面２１の反対側の面に別の角形鋼管が溶接接合されているが、この溶接接合構造は角形鋼管１０と通しダイヤフラム２０との間の溶接接合構造と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、他の実施形態では、角形鋼管１０が通しダイヤフラム２０ではなくベースプレートに溶接接合されてもよい。
【００２８】
図２は図１に示す溶接接合構造のII−II線に沿った断面図であり、図３は図２に示す部分IIIの拡大断面図である。なお、部分IIIに含まれるのは面取り部１３Ａであるが、面取り部１３Ｂ〜１３Ｄも同様の形状であるため、以下では面取り部１３として説明する。図示されているように、本実施形態において、角形鋼管１０の２つの側面１１の間に形成される出隅部１２は、尖った角ではなく、鋼板の曲げ加工によって形成される曲率をもった形状を有する。面取り部１３は、例えば角形鋼管１０の全長にわたって形成されている出隅部１２の一部を切削加工によって削ぎ落とすことによって形成される。あるいは、面取り部１３は、出隅部１２の一部を塑性加工によって押しつぶすことによって形成されてもよい。また、鋳造や転造などによって、最初から出隅部１２と面取り部１３とが形成された角形鋼管１０を製造してもよい。
【００２９】
図４は、図１および図２に示す溶接接合構造のIV−IV線に沿った断面図である。以下の説明では、角形鋼管１０の材軸方向（図中のｘ方向）について、溶接面１４が側面１１および出隅部１２に接続する溶接止端１４１に隣接する区間Ｓ１（第１の区間）と、区間Ｓ１に隣接する区間Ｓ２（第２の区間）と、区間Ｓ２に隣接する区間Ｓ３（第３の区間）とを定義する。角形鋼管１０の互いに隣接する２つの側面１１の間に、区間Ｓ１では出隅部１２が形成され（第１の出隅部）、区間Ｓ２では面取り部１３が形成され、Ｓ３では出隅部１２（第２の出隅部）が形成される。これによって、例えば上記のように角形鋼管１０の全長にわたって形成されていた出隅部１２を面取りすることによって面取り部１３が形成される場合、面取り部１３は、溶接止端１４１から少し離れた位置を始点として、角形鋼管１０の材軸方向の一部の区間に形成される。
【００３０】
図５は、図４に示す部分Ｖの拡大断面図である。なお、部分Ｖに含まれるのは出隅部１２Ａおよび面取り部１３Ａであるが、出隅部１２Ｂ〜１２Ｄおよび面取り部１３Ｂ〜１３Ｄも同様の形状であるため、以下では出隅部１２および面取り部１３として説明する。本実施形態において、角形鋼管１０の材軸方向（図中のｘ方向）の区間Ｓ２に形成される面取り部１３は、面取り部１３の両側の側面１１のそれぞれに対して傾き、かつ材軸方向に沿って延びる平面１３２Ａ（第３の面）を形成する平坦部１３２含む。さらに、面取り部１３は、区間Ｓ１の出隅部１２（第１の出隅部）と平坦部１３２との間に形成される接続部１３１を含む。接続部１３１は、例えば平面１３２Ａに連続する円柱面１３１Ａと、出隅部１２（第１の出隅部）に隣接し、かつ円柱面１３１Ａに連続する平面１３１Ｂ（第４の面）とを含む。円柱面１３１Ａは、角形鋼管１０の外周側に対して凹状に湾曲した円柱面であり、平面１３２Ａに対して平行な中心軸ＡＸの回りに形成される。平面１３１Ｂは、面取り部１３の両側の側面１１のそれぞれに対して傾き、かつ材軸方向に対しても傾いており、区間Ｓ１の出隅部１２に切り込むように形成される。
【００３１】
ここで、面取り部１３の接続部１３１は、出隅部１２と平坦部１３２との間の形状変化を緩和することによって、過度の応力集中を防止するために設けられる。接続部１３１の形状は、上記の円柱面１３１Ａと平面１３１Ｂとの組み合わせの例には限られず、例えば円柱面１３１Ａだけで形成されてもよい。円柱面１３１Ａは、円柱面以外の曲面によって代替されてもよい。この場合も、円柱面１３１Ａの場合と同様に、出隅部１２と平坦部１３２との間の形状変化を緩和する効果が得られる。その一方で、接続部１３１に含まれる曲面を円柱面１３１Ａとした場合、切削などの加工が容易になり、また後述する設計例のように各種の条件によって応力集中を制御することも容易になる。また、図４に示されるように、面取り部１３は、区間Ｓ３の出隅部１２（第２の出隅部）と平坦部１３２との間に形成される接続部１３３をさらに含む。接続部１３３は、例えば上記の接続部１３１と同様に形成される。なお、接続部１３１，１３３の形状は、必ずしも同じでなくてもよい。
【００３２】
以上で説明したような本発明の第１の実施形態に係る溶接接合構造では、角形鋼管１０の溶接止端１４１から所定の距離だけ離れた区間に面取り部１３を形成し、出隅部１２が形成される部分に対する断面欠損をあえて作り出すことによって、溶接止端１４１にかかる応力が分散される。これによって、例えば面取り部１３の形状変化部分である接続部１３１で延性亀裂が発生する可能性があるが、上記のように面取り部１３を溶接止端１４１からわずかに離れた区間に形成することによって、亀裂の発生箇所をＨＡＺやボンド部ではなく靭性値が比較的高い母材（角形鋼管１０）の部分とし、亀裂によって角形鋼管１０の塑性変形性能や疲労性能が著しく低下するのを防止することができる。
【００３３】
上記のような応力分散の効果を考慮した場合、図４に示された区間Ｓ１（第１の区間）は、ＨＡＺやボンド部を避けて面取り部１３を形成できる限りにおいて短い方が好ましい。一例として、区間Ｓ１の長さは、角形鋼管１０の板厚（図５にｔｃとして示す）以下であってもよい。一方、区間Ｓ２（第２の区間）の長さは、主に面取り部１３に含まれる平坦部１３２の長さによって決まる。平坦部１３２にある程度の長さをもたせることによって、面取り部１３で発生する角形鋼管１０の塑性変形が局所的に集中しないようにすることができる。例えば、区間Ｓ２の長さは、角形鋼管１０の全長の１０％程度、または角形鋼管１０の背（せい）（この実施形態の場合、図４における角形鋼管１０の上下方向の長さ）の２倍程度であってもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、角形鋼管１０の材軸方向の区間Ｓ２と区間Ｓ１，Ｓ３との間で応力中心が偏心するため、偶力の発生によって溶接止端１４１にかかる引張応力を低減することができる。さらに、面取り部１３は溶接工程の前に形成しておくことが可能であるため、溶接工程において追加の工程は必要とされない。これは、例えば自動溶接装置を利用する場合などに有利である。
【００３５】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る鋼部材を示す図である。図６には、上記で図５に示した角形鋼管１０の溶接前の状態が示されている。この状態において、角形鋼管１０の材軸方向（図中のｘ方向）の端部には、端面１５が形成されている。図示された例では、溶接のための開先加工によって、端面１５が材軸方向に対して傾いた面１５１を含んでいて、この傾いた面１５１は、角形鋼管１０の外周側に行くに従って面取り部１３に近づく方向（溶接対象である通しダイヤフラム２０の板面２１から離れる方向）に傾斜している。なお、図示された例において端面１５は、全体的に、材軸方向に対して傾いた面１５１で形成されるが、端面１５の形状は開先加工の方法によってさまざまでありうる。具体的には、例えば、端面１５は、角形鋼管１０の外周側に形成される傾いた面１５１と、角形鋼管１０の内周側に形成される材軸方向に対して垂直な面とを含んでもよい。あるいは、端面１５は、全体的に、材軸方向に対して垂直な面で形成されてもよい。また、例えば、端面１５は、角形鋼管１０の外周側および内周側のそれぞれに行くに従って溶接対象である通しダイヤフラムの板面２１から離れるように材軸方向に対して傾いた面、つまり図６に示した断面において山形になるような面を含んでもよい。
【００３６】
溶接前の角形鋼管１０では、材軸方向について、端面１５に隣接する区間Ｓ１Ａ（第１の区間）と、区間Ｓ１に隣接する区間Ｓ２（第２の区間）と、区間Ｓ２に隣接する区間Ｓ３（第３の区間；図示せず）とが定義される。区間Ｓ２，Ｓ３は、図５に示した溶接後の区間Ｓ２，Ｓ３と同じであり、面取り部１３は区間Ｓ２に形成される。区間Ｓ１Ａは、図５に示した溶接後の区間Ｓ１よりも長い。これは、図５において破線で示されるように、溶接面１４が溶接前の端面１５よりも面取り部１３側に形成されるためである。図６に示すように、溶接前の角形鋼管１０において、適切な長さの区間Ｓ１Ａを設定し、開先加工された端面１５からある程度離れた位置に面取り部１３を形成することによって、図５に示すように、溶接後にＨＡＺやボンド部に重複しないように面取り部１３を位置させることができる。具体的には、区間Ｓ１Ａの長さは、角形鋼管１０の板厚（図６にｔｃとして示す）程度であってもよい。
【００３７】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る溶接接合構造の斜視図である。図２に示されるように、第２の実施形態に係る溶接接合構造は、溶接箱型断面部材４０（第１の鋼部材）と通しダイヤフラム５０（第２の鋼部材）との間に形成される。
【００３８】
溶接箱型断面部材４０は、４つの鋼板を溶接して断面略矩形枠状の中空の箱型としたもので、材軸方向（図中のｘ方向）に沿って延びる４つの側面４１（側面４１Ａ〜４１Ｄとして図示する）を含む。互いに隣接する２つの側面４１（第１の面及びその第１面に隣接する第２の面）の間、すなわち、側面４１Ａ及び側面４１Ｂ、側面４１Ｂ及び側面４１Ｃ、側面４１Ｃ及び側面４１Ｄ、側面４１Ｄ及び側面４１Ａとには、出隅部４２（出隅部４２Ａ〜４２Ｄとして図示する）が形成される。ただし、材軸方向の一部の区間では、２つの側面４１の間に出隅部４２ではなく面取り部４３（面取り部４３Ａ〜４３Ｃとして図示する）が形成される。なお、出隅部４２Ｄに対応する面取り部４３は、図７には現れていない。
【００３９】
通しダイヤフラム５０は、溶接箱型断面部材４０の材軸方向の端部に対向する板面５１を有する。溶接箱型断面部材４０は、通しダイヤフラム５０の板面５１に溶接金属６０を介して溶接接合される。より具体的には、溶接箱型断面部材４０の材軸方向の端部に形成される溶接面４４と、溶接面４４に対向する通しダイヤフラム５０の溶接面５２との間に溶接金属６０が充填または積層されている。
【００４０】
なお、図示された例では、通しダイヤフラム５０の板面５１の反対側の面に別の溶接箱型断面部材が溶接接合されているが、この溶接接合構造は溶接箱型断面部材４０と通しダイヤフラム５０との間の溶接接合構造と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、他の実施形態では、溶接箱型断面部材４０が通しダイヤフラム５０ではなくベースプレートに溶接接合されてもよい。
【００４１】
図８は、図７に示す溶接接合構造に含まれる鋼部材の拡大断面図（第１の実施形態の図３に対応する図）である。図８に示されるように、溶接箱型断面部材４０は、２つの鋼板のうちの一方の鋼板（図７に示すものの場合、側面４１Ａ，４１Ｃを形成する鋼板）の板幅方向（鋼板の材軸方向と直交し、かつ板面に沿う方向）の端面を他方の鋼板（図７に示すものの場合、側面４１Ｂ，４１Ｄを形成する鋼板）の板面に溶接接合することによって形成されている。このとき、板幅方向の端面が外方に露出している鋼板の、その板幅方向の端面と、端面が溶接されている鋼板の外方側の板面とは、溶接接合により一体化されて１つの側面を形成する。これにより、それぞれの鋼板の板面が隣接する２つの側面４１が形成され、これらの２つの側面４１の間である、板幅方向の端面が外方に露出している方の鋼板（図７に示すものの場合、側面４１Ｂ，４１Ｄを形成する鋼板）の端縁が出隅部４２を形成する。従って、図示されているように、本実施形態において、出隅部４２は、鋼板の角部分に当たるため比較的尖った角でありうる。面取り部４３は、例えば溶接箱型断面部材４０の全長にわたって形成されている出隅部４２の一部を切削加工によって削ぎ落とすことによって形成される。あるいは、面取り部４３は、出隅部４２の一部を塑性加工によって押しつぶすことによって形成されてもよい。なお、面取り部４３は、鋼板同士が溶接接合されて溶接箱型断面部材４０が形成された後に形成されてもよいし、鋼板同士が溶接接合される前に、後に出隅部４２になる鋼板の端縁に形成されてもよい。
【００４２】
出隅部４２および面取り部４３の材軸方向の配置は、上記の第１の実施形態と同様である。つまり、溶接箱型断面部材４０の材軸方向について、端部に形成される溶接面（溶接前は端面）に隣接する第１の区間と、第１の区間に隣接する第２の区間と、第２の区間に隣接する第３の区間とが定義され、面取り部４３は第２の区間に形成される。
【００４３】
以上で説明したような本発明の第２の実施形態に係る溶接接合構造でも、上記の第１の実施形態と同様に、溶接箱型断面部材４０において面取り部４３を形成し、出隅部４２が形成された部分に対する断面欠損をあえて作り出すことによって、溶接止端にかかる応力が分散される。これによって、亀裂によって溶接箱型断面部材４０の塑性変形性能や疲労性能が著しく低下するのを防止することができる。
【００４４】
（他の実施形態）
図９は、本発明の別の実施形態に係る鋼部材の例を示す断面図である。図９に示された鋼部材は、Ｈ形鋼７０である。なお、以下の図９を参照した説明では、図の向きに従って上側および下側を定義する。Ｈ形鋼７０は、上側のフランジ７１Ａ、下側のフランジ７１Ｂ、およびウェブ７２を含む。Ｈ形鋼７０では、上側のフランジ７１Ａの上側（ウェブ７２とは反対側）の端縁が出隅部７１２Ａを形成し、材軸方向（図中のｘ方向）の一部の区間では出隅部７１２Ａの代わりに面取り部７１３Ａが形成される。つまり、上側のフランジ７１Ａにおいては、上側の面を第１の面、フランジ幅方向の端面を第２の面として、これらの上側の面とフランジ幅方向の端面との間である、上側のフランジ７１Ａの上側の端縁に出隅部７１２Ａ、面取り部７１３Ａがそれぞれ形成される。また、Ｈ形鋼７０では、フランジ７１Ｂの上側（ウェブ７２側）の端縁が出隅部７１２Ｂを形成し、材軸方向の一部の区間では出隅部７１２Ｂの代わりに面取り部７１３Ｂが形成される。つまり、下側のフランジ７１Ｂにおいては、上側の面を第１の面、フランジ幅方向の端面を第２の面として、これらの上側の面とフランジ幅方向の端面との間である、下側のフランジ７１Ｂの上側の端縁に出隅部７１２Ｂ、面取り部７１３Ｂがそれぞれ形成される。
【００４５】
出隅部７１２Ａ，７１２Ｂおよび面取り部７１３Ａ，７１３Ｂの材軸方向の配置は、上記の第１の実施形態と同様である。つまり、Ｈ形鋼７０の材軸方向について、端部に形成される溶接面（溶接前は端面）に隣接する第１の区間と、第１の区間に隣接する第２の区間と、第２の区間に隣接する第３の区間とが定義され、面取り部７１３Ａ，７１３Ｂは第２の区間に形成される。
【００４６】
ここで、図９に示された例では、フランジ７１Ａ，７１Ｂのそれぞれの上側の端縁に面取り部７１３Ａ，７１３Ｂが形成される。これは、フランジ７１Ａ，７１Ｂの端面（図示せず）が、いずれも上側に向かって開くように開先加工され、溶接止端部がフランジ７１Ａ，７１Ｂの上側に形成されるためである。このように、面取り部を鋼部材のどちら側に形成するかは、開先加工の向き、すなわち溶接後に溶接止端部が形成される向きによって決定される。
【００４７】
このように、本発明の実施形態は、材軸方向に沿って延びる第１の面および第２の面の間に形成される出隅部を有するあらゆる鋼部材に適用することが可能である。ここで、出隅部は、例えば上記の第１の実施形態および第２の実施形態で示されたように、曲率をもった形状であってもよいし、比較的尖った角であってもよい。また、図９の例に示されたように、必ずしも鋼部材のすべての出隅部に対応する面取り部が形成されるわけではなく、溶接後に溶接止端部が形成される向きに応じて面取り部を形成する部位が選択される。
【００４８】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る溶接接合構造の斜視図である。図１０に示されるように、第３の実施形態に係る溶接接合構造は、Ｈ形断面部材（第１の鋼部材）のフランジ８１と縦スチフナ８３（第２の鋼部材）との間に形成される。なお、図１０は、Ｈ形断面部材の一対のフランジのうちの一方のフランジ８１、およびウェブにおけるフランジ８１側の一部のみを示し、その他の部分は省略している。また、縦スチフナ８３についてもフランジ８１側の一部のみを示している。
【００４９】
フランジ８１は、材軸方向（図中のｘ方向）に沿って延びる板面８２Ａ（第１の面）と、板面８２Ａの幅方向両側に形成される側端面８２Ｂ（第２の面）とを有する板状部分である。板面８２Ａと側端面８２Ｂとは、材軸方向に沿って互いに隣接して延びる。板面８２Ａと側端面８２Ｂとの間には、出隅部８１２が形成される。ただし、後述するように、材軸方向の一部の区間では、板面８２Ａと側端面８２Ｂとの間に出隅部８１２ではなく面取り部８１３Ａ，８１３Ｂが形成される。
【００５０】
縦スチフナ８３は、フランジ８１の板面８２Ａに対して垂直に配置され、板面８２Ａに溶接金属３０を介して隅肉溶接される。より具体的には、縦スチフナ８３が板面８２Ａに当接する部分の両側で、板面８２Ａと縦スチフナ８３との間に溶接金属３０が充填または積層されている。
【００５１】
本実施形態では、フランジ８１において、板面８２Ａに縦スチフナ８３が隅肉溶接される材軸方向の第１の区間Ｓ１の両側に隣接する第２の区間Ｓ２に、上記の第１の実施形態における面取り部１３と同様の面取り部８１３Ａ，８１３Ｂが形成される。具体的には、面取り部８１３Ａ，８１３Ｂは、第１の区間Ｓ１にある溶接止端１４１から少し離れた位置から形成される。つまり、隅肉溶接によって溶接金属３０が充填または積層されるのは、第１の区間Ｓ１の一部である。面取り部８１３Ａ，８１３Ｂの形成後に第１の区間Ｓ１に残った出隅部８１２が、第１の出隅部８１２Ａとして図示されている。第２の区間Ｓ２に第１の区間Ｓ１とは反対側で隣接する材軸方向の第３の区間Ｓ３には面取り部は形成されない。第３の区間Ｓ３の出隅部８１２は、第２の出隅部８１２Ｂ，８１２Ｃとして図示されている。
【００５２】
以上で説明したような本発明の第３の実施形態に係る溶接接合構造でも、上記の第１の実施形態と同様に、フランジ８１において面取り部８１３Ａ，８１３Ｂを形成し、出隅部８１２が形成される部分に対する断面欠損をあえて作り出すことによって、溶接止端１４１にかかる応力が分散される。これによって、亀裂によってフランジ８１の塑性変形性能や疲労性能が著しく低下するのを防止することができる。
【００５３】
なお、本実施形態の構成は、フランジ８１に縦スチフナ８３以外の鋼部材、例えば吊金物や冶具などを溶接接合する場合にも適用することができる。また、フランジ８１を含むＨ形断面部材以外にも、板面と側端面とを有する板状部分を含む鋼部材、例えば第２の実施形態に示したような溶接箱型断面部材を構成する鋼板を第１の鋼部材として、溶接箱型断面部材の外側に吊金物や冶具などを溶接接合する場合に本実施形態の構成を適用することができる。
【００５４】
また、上記の説明ではフランジ８１の板面８２Ａに縦スチフナ８３が隅肉溶接される区間を第１の区間Ｓ１として特定したが、例えばフランジ８１に縦スチフナ８３が溶接される前、フランジ８１を含むＨ形断面部材が単独で製造または流通する場合でも、縦スチフナなどの他の鋼部材の接合位置が特定されていれば、当該接合位置を含む区間を第１の区間として、第１の区間に隣接する第２の区間に面取り部８１３を形成することができる。
【００５５】
（面取り部の設計例）
次に、上記で第１の実施形態として説明した角形鋼管１０を含む溶接接合構造における面取り部１３の設計例について説明する。上記の通り、本発明の実施形態は出隅部を有するあらゆる鋼部材に適用可能であるが、例えば冷間成形された角形鋼管１０は、出隅部１２における一様伸びが小さく、エネルギー吸収性能が小さいため、角形鋼管１０が塑性変形した場合には延性亀裂が発生しやすい。従って、角形鋼管１０は本発明の効果的な実施形態の１つになりうる。
【００５６】
図１１は、面取り部の設計例において使用した応力集中係数を算出するためのモデルを示す図である。参考文献１（辻勇、「非荷重伝達型すみ肉溶接継手の止端部の応力集中係数の推定式」、西部造船会会報第80号、1990年、pp.241-251）では、図１１に示すような十字溶接継手が水平方向に引張力を受ける場合の溶接止端部における応力集中係数Ｋｔが、以下の式（１）によって推定されることが記載されている。なお、式（１）において、ｔは板厚、ｈはすみ肉の脚長、Ｗはすみ肉を含めた継手の高さ（ｔ＋２ｈに等しい）、ρは止端部の曲率半径、Ｓは付加物寸法、θはすみ肉のフランク角の補角である。
【００５７】
【数３】
2019058951.tif 000005
【００５８】
一方、参考文献２（宗川陽祐、中野達也、「２５度狭開先溶接部におけるコラム角部溶接止端部の応力・ひずみ状態とコラムの変形性能−鉄骨造建造物の安全性向上に資する新自動溶接技術の開発（その２２）−」、日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿）、2014年9月、pp.2023-1024）では、参考文献１に記載された十字溶接継手を、角形鋼管柱と通しダイヤフラムとを溶接したときにコラム角部外側（上記で説明した角形鋼管１０の出隅部１２）に形成される溶接部形状と等価なものとして扱うことによって、溶接止端部における延性亀裂発生時の部材角Ｒｄｃと応力集中係数Ｋｔとの間の関係を解析している。参考文献２によれば、Ｋｔが小さいほどＲｄｃは大きくなる。具体的には、Ｋｔが２．０以下であれば、Ｒｄｃが角形鋼管柱の十分な変形性能が得られる程度に大きくなる。
【００５９】
図１２は、図１に示した本発明の第１の実施形態に係る溶接接合構造の各部の寸法を示す図である。図示された例では、角形鋼管１０と通しダイヤフラム２０との間の溶接接合構造において、円柱面１３１Ａの曲率半径が溶接止端部の曲率半径ρに、平面１３１Ｂと出隅部１２とがなす角度がフランク角の補角θに、それぞれ対応付けられる。板厚ｔは、角形鋼管１０の板厚ｔｃと、面取り部１３の深さ、すなわち出隅部１２の頂部を材軸方向に仮想的に延長した線と平坦部１３２との距離ｅとを用いて、ｔ＝ｔｃ−ｅと表される。すみ肉の脚長ｈは、深さｅと、出隅部１２を基準にした場合の溶接金属３０の余盛高さｖとを用いてｈ＝ｅ＋ｖと表される。継手高さＷは、Ｗ＝ｔｃ＋ｖと表される。さらに、付加物寸法Ｓは、通しダイヤフラム２０の板厚ｔｄと、上記の円柱面１３１Ａと平坦部１３２との境界から通しダイヤフラム２０の板面２１までの距離ｊとを用いてＳ＝２ｊ＋ｔｄと表される。
【００６０】
図１３は、図１２に示された距離ｊの算出過程を示す図である。図１３（Ａ）に示されるように、接続部１３１が円柱面１３１Ａと平面１３１Ｂとを含む場合、接続部１３１の長さｘは、平面１３１Ｂが出隅部１２となす角度θ、および円柱面１３１Ａの曲率半径ρを用いて、以下の式（２）のように算出される。
【００６１】
【数４】
2019058951.tif 000006
【００６２】
一方、図１３（Ｂ）に示されているように、接続部１３１が円柱面１３１Ａを含み平面１３１Ｂを含まない場合、接続部１３１の長さｘは以下の式（３）のように算出される。
【００６３】
【数５】
2019058951.tif 000007
【００６４】
円柱面１３１Ａと平坦部１３２との境界から通しダイヤフラム２０の板面２１までの距離ｊは、上記の式（２）または式（３）によって算出された長さｘに、面取り部１３の始端から通しダイヤフラム２０の板面２１までの距離を加えることによって算出される。
【００６５】
以上のような仮定により、本発明の第１の実施形態に係る溶接接合構造の変形性能、具体的には応力集中係数Ｋｔを、上記の式（１）を用いて評価することが可能になった。以下では、角形鋼管１０および面取り部１３の形状を様々に変化させた場合について応力集中係数Ｋｔを算出し、溶接接合構造の変形性能を評価した。
【００６６】
図１４は、角形鋼管の形状係数と応力集中係数との関係を示す第１の計算結果を示すグラフである。図１４の例では、上記で図１３（Ａ）に示したように、接続部１３１が円柱面１３１Ａと平面１３１Ｂとを含む場合について計算を実施した。
【００６７】
グラフに示された例では、角形鋼管１０の径が６００ｍｍ、７００ｍｍ、８００ｍｍの３通り、板厚ｔｃが３５ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍの４通り、面取り部１３の深さｅが板厚ｔｃとの比ｅ／ｔｃにして０．１、０．２、０．３、０．４の４通り、角度θが１０°、２５°、３０°、４５°、６０°の５通り、曲率半径ρが２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの６通りとし、これらの条件の組み合わせについて、上記の式（１）を用いて応力集中係数Ｋｔを算出した。なお、応力集中係数Ｋｔを算出する際の各条件の組み合わせを表現するために、以下の式（４）で定義されるような形状係数αを用いる。
【００６８】
【数６】
2019058951.tif 000008
【００６９】
なお、上記の計算において、出隅部１２における曲げ半径は板厚ｔｃの３．５倍とした。また、円柱面１３１Ａと平坦部１３２との境界から通しダイヤフラム２０の板面２１までの距離ｊは、(i)角形鋼管１０の端面１５（図６参照）に隣接して出隅部１２が形成される第１の区間の長さが板厚ｔｃに等しく、(ii)開先加工によって端面１５に形成された面１５１の材軸方向に対する角度が３５°であり、(iii)端面１５と通しダイヤフラム２０の板面２１との間のルートギャップが１０ｍｍである、という仮定の下で算出した。
【００７０】
計算結果を示す図１４のグラフから明らかなように、形状係数αと応力集中係数Ｋｔとの間には正の相関関係が見られる。ここで、参考文献２に従って、Ｋｔ≦２．０の場合に角形鋼管１０の十分な変形性能が得られるものとすると、α≦０．４５になるように各条件を設定すればよいことがわかる。
【００７１】
図１５は、角形鋼管の形状係数と応力集中係数との関係を示す第２の計算結果を示すグラフである。図１５の例では、上記で図１３（Ｂ）に示したように、接続部１３１が円柱面１３１Ａを含み平面１３１Ｂを含まない場合について計算を実施した。
【００７２】
グラフに示された例において、計算において組み合わせる条件は上記の図１４の例と同様である。ただし、角度θについては、上記の式（３）に示すように面取り部１３の深さｅおよび曲率半径ρから算出することとし、これらの比ρ／ｅを１．５、２．０、３．０、４．０、５．０の５通りとした。応力集中係数Ｋｔを算出する際の各条件の組み合わせは、以下の式（５）で定義される形状係数βによって表現される。また、計算において、出隅部１２における曲げ半径、および円柱面１３１Ａと平坦部１３２との境界から通しダイヤフラム２０の板面２１までの距離ｊは、上記の図１４の例と同様とした。
【００７３】
【数７】
2019058951.tif 000009
【００７４】
計算結果を示す図１５のグラフから明らかなように、形状係数βと応力集中係数Ｋｔとの間には正の相関関係が見られる。ここで、参考文献２に従って、Ｋｔ≦２．０の場合に角形鋼管１０の十分な変形性能が得られるものとすると、β≦０．４７となるように各条件を設定すればよいことがわかる。
【００７５】
図１６は、角形鋼管に形成される面取り部が断面性能に与える影響を示す計算結果を示すグラフである。図１６の例では、径が８００ｍｍの角形鋼管１０について、板厚ｔｃが３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍのそれぞれの場合に、板厚ｔｃとの比ｅ／ｔｃにして０．１、０．２、０．３、０．４の４通りの面取り部１３が形成されたものとして、断面係数を算出した。図１６のグラフには、断面積Ａ、断面二次モーメントＩ、断面係数Ｚｅ、塑性断面係数Ｚｐのそれぞれについて、面取り部１３が形成された場合と形成されなかった場合との計算結果の比（Ａ／Ａ０、Ｉ／Ｉ０，Ｚｅ／Ｚｅ０、Ｚｐ／Ｚｐ０）が示されている。
【００７６】
計算結果を示す図１６のグラフから明らかなように、全体的に見て、面取り部１３が形成されることによる断面性能への影響は小さい。断面二次モーメントＩは角形鋼管１０の弾性剛性に影響を与えるが、面取り部１３が形成されるのは角形鋼管１０の材軸方向の一部の区間、具体的には、上記のように例えば全長の１０％程度、または背（せい）の２倍程度の区間であるため、弾性剛性への影響は限定的である。また、塑性断面係数Ｚｐは最大で約６％低下するが、これによって溶接止端１４１にかかる応力が低減されるため、全体としては角形鋼管１０の塑性変形性能が向上する。
【００７７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７８】
１０…角形鋼管、１１…側面、１２…出隅部、１３…面取り部、１４…溶接面、１５…端面、２０，５０…通しダイヤフラム、２１，５１…板面、２２，５２…溶接面、３０，６０…溶接金属、４０…溶接箱型断面部材、４１…側面、４２…出隅部、４３…面取り部、４４…溶接面、７０…Ｈ形鋼、７１Ａ，７１Ｂ…フランジ、７２…ウェブ、７３Ａ…面取り部、７３Ｂ…面取り部、１３１…接続部、１３１Ａ…円柱面、１３１Ｂ…平面、１３２…平坦部、１３２Ａ…平面、１３３…接続部、１４１…溶接止端、１５１…面、７１２Ａ，７１２Ｂ…出隅部、７１３Ａ，７１３Ｂ…面取り部、Ｓ１〜Ｓ３…区間、８１…フランジ、８２Ａ…板面、８２Ｂ…側端面、８３…縦スチフナ、８１２，８１２Ａ，８１２Ｂ，８１２Ｃ…出隅部、８１３Ａ，８１３Ｂ…面取り部。
【図１】
2019058951.tif 000012
【図２】
2019058951.tif 000013
【図３】
2019058951.tif 000014
【図４】
2019058951.tif 000015
【図５】
2019058951.tif 000016
【図６】
2019058951.tif 000017
【図７】
2019058951.tif 000018
【図８】
2019058951.tif 000019
【図９】
2019058951.tif 000020
【図１０】
2019058951.tif 000021
【図１１】
2019058951.tif 000022
【図１２】
2019058951.tif 000023
【図１３】
2019058951.tif 000024
【図１４】
2019058951.tif 000025
【図１５】
2019058951.tif 000026
【図１６】
2019058951.tif 000027