(57)【要約】【課題】突き合わせ溶接の際にルートギャップを設ける必要もなく、初層溶接部の広がりを広くできるので溶接トーチの十分な振幅運動範囲が確保できて健全な溶接が行える補強部材を提供すること。【解決手段】梁補強部材４は挿入側先端面４Ｔの外径が最も小さく前記挿入側先端面４Ｔより離れるに従って末広がりにその外径が広がるような周側面５が滑らかな曲面状に形成されると共に前記挿入側先端面４Ｔからウェブ１Ａの貫通孔２に挿入された際に前記貫通孔２の開口形成面２Ａの開口形成下端部２Ａ１に前記貫通孔２の内径よりその外径が大きくなる部位ＳＳ１において前記周側面５が当接する挿入部４Ａと、この挿入部４Ａに連なり且つ前記貫通孔２より外径が大きくて前記貫通孔２内に挿入できない縦断面が中空円柱状を呈する挿入不可部４Ｂとを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔に設けられる梁補強部材であって、
リング状を呈して配管を通すための挿通孔が開設され、
挿入側先端面の外径が最も小さく前記挿入側先端面より離れるに従って末広がりにその外径が広がるような周側面が滑らかな曲面状に形成されると共に挿入側の先端部から前記ウェブの貫通孔に挿入された際に前記貫通孔の内径よりその外径が大きくなる部位において前記周側面が前記貫通孔の開口形成面の開口形成端部に当接する挿入部と、
この挿入部に連なり且つ前記貫通孔より外径が大きくて前記貫通孔内に挿入できない挿入不可部とを有することを特徴とする梁補強部材。
【請求項２】
補強に必要な溶接部の充填の高さが、前記挿入部の前記周側面が当接する前記ウェブの前記開口形成端部に連通する一方の面の反対側の他方の面における前記貫通孔の前記開口形成面の開口形成先端部又は前記挿入部の前記挿入側先端面までのいずれか低い端部まで形成されることを特徴とする請求項１に記載の梁補強部材。
【請求項３】
前記挿入部の前記周側面の縦断面形状を挿入側に近い部位では外径が大きく挿入側から遠い部位では前記上部より外径が小さい円形状として、前記周側面を連続して滑らかな曲面状に形成し、前記ウェブの前記貫通孔に挿入させて前記挿入部の前記周側面を前記貫通孔の前記開口形成面の前記開口形成端部に当接させて線接触した部位を境として、前記挿入部の前記周側面と前記ウェブの前記貫通孔の前記開口形成面との間に形成される開先の反対側の前記挿入部の前記周側面と前記ウェブの前記一方の面との間に、初層溶接の際に使用するシールドガスを抜くためのガス抜き用の空間を形成したことを特徴とする請求項１に記載の梁補強部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔に設けられる梁補強部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ形鋼やＩ形鋼などは、建築構造物の梁として広く用いられているが、このような梁においては、建築構造物内部に設けられる配管を通すための貫通孔を形成する場合がある。その際、前記貫通孔を形成したことによる前記梁の強度の低下を防ぐために、前記貫通孔に補強用の金具として、一般に梁補強部材を溶接により取り付けることが多い。
【０００３】
このような梁補強部材としては、例えば特許文献１に示すように、リング状の鋼板の外側面に傾斜面を設けて、ウェブの開口部に挿入して前記傾斜面を前記ウェブの前記開口の形成面端部に当接させて前記ウェブに前記鋼板を溶接固定し、ウェブ欠損による強度低下を押さえる方法などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７４３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す溶接は、図８のように、配管を通すための挿通孔７Ａを有する梁補強部材２４の外側面である傾斜面２５と鉄骨梁１のウェブ１Ａの貫通孔２の開口形成面２Ａにて形成される縦断面が三角形状の開先Ｓを有する突合せ溶接により前記ウェブ１Ａに前記梁補強部材２４は固定されるが、ルートギャップを持っていないため、前記ウェブ１Ａの前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの端部に前記梁補強部材２４の前記傾斜面２５がその部位ＳＳ２において接する周辺の広がりが極端に狭く、溶接トーチ１０の十分な振幅運動範囲ｍが確保できず、初層溶接部Ｗ１は溶接材料の溶け込みが悪く、母材との融合がうまくいかず、溶け込み不良が発生する。
【０００６】
即ち、上記特許文献１に示す溶接は、前記梁補強部材２４の開先底である前記部位ＳＳ２において溶接範囲が極端に狭く、溶接材料の先端が溶接のねらい点に到達する前に、周辺材とスパークしてしまい、前述した開先底である前記部位ＳＳ２までアークが届かない。従って、トーチ角度θ１が２０度前後確保できるも前記開先底の周辺に広い空間が無いので、前記溶接トーチ１０の振幅運動が十分できないので滑らかに移行できず、溶接材料の溶け込みが悪く、母材との融合がうまくいかず、溶け込み不良が発生するという不具合がある。
【０００７】
そこで本発明は、突き合わせ溶接の際にルートギャップを設ける必要もなく、初層溶接部の広がりを広くできるので溶接トーチの十分な振幅運動範囲が確保できて健全な溶接を行うことができる梁補強部材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】
このため第１の発明は、鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔に設けられる梁補強部材であって、
リング状を呈して配管を通すための挿通孔が開設され、
挿入側先端面の外径が最も小さく前記挿入側先端面より離れるに従って末広がりにその外径が広がるような周側面が滑らかな曲面状に形成されると共に挿入側の先端部から前記ウェブの貫通孔に挿入された際に前記貫通孔の内径よりその外径が大きくなる部位において前記周側面が前記貫通孔の開口形成面の開口形成端部に当接する挿入部と、
この挿入部に連なり且つ前記貫通孔より外径が大きくて前記貫通孔内に挿入できない挿入不可部とを有することを特徴とする。
【０００９】
また第２の発明は、第１の発明において、補強に必要な溶接部の充填の高さが、前記挿入部の前記周側面が当接する前記ウェブの前記開口形成端部に連通する一方の面の反対側の他方の面における前記貫通孔の前記開口形成面の開口形成先端部又は前記挿入部の前記挿入側先端面までのいずれか低い端部まで形成されることを特徴とする。
【００１０】
更に第３の発明は、第１の発明において、前記挿入部の前記周側面の縦断面形状を挿入側に近い部位では外径が大きく挿入側から遠い部位では前記上部より外径が小さい円形状として、前記周側面を連続して滑らかな曲面状に形成し、前記ウェブの前記貫通孔に挿入させて前記挿入部の前記周側面を前記貫通孔の前記開口形成面の前記開口形成端部に当接させて線接触した部位を境として、前記挿入部の前記周側面と前記ウェブの前記貫通孔の前記開口形成面との間に形成される開先の反対側の前記挿入部の前記周側面と前記ウェブの前記一方の面との間に、初層溶接の際に使用するシールドガスを抜くためのガス抜き用の空間を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、突き合わせ溶接の際にルートギャップを設ける必要もなく、初層溶接部の広がりを広くできるので溶接トーチの十分な振幅運動範囲が確保できて健全な溶接を行うことができる。また、溶接終了の検査は、溶接ゲージや他の検査機器など使用しなくても目視で判定を行うことができる。更には、シールドガス抜き用の空間を介してガス抜きができて初層溶接の際の溶接材料の溶け込みが促進され、溶け込み不良が起こりにくく良好である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る梁補強部材を鉄骨梁のウェブに装着した状態を示す縦断面図である。
【図２】図１の矢印の指示する方向から見た外形図である矢視図である。
【図３】貫通孔の開口形成面の開口形成上端部の位置が挿入部の上段部の挿入側先端面の位置より低い場合を説明するための図である。
【図４】図３の点線で描いた円Ａ内の拡大図である。
【図５】図５（ア）は本発明の第１の実施形態に係る梁補強部材を鉄骨梁のウェブに装着する際の両者位置関係を示す要部断面図、図５（イ）は一般的な開先を施した補強部材を鉄骨梁のウェブに装着する際の両者の位置関係と本発明の第１の実施形態に係る梁補強部材を鉄骨梁のウェブに装着する際の両者の位置関係とを比較する要部断面図である。
【図６】貫通孔の開口形成面の開口形成上端部の位置が挿入部の上段部の挿入側先端面の位置より高い場合を説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る梁補強部材を鉄骨梁のウェブに装着するために初層溶接を行った状態を示す断面図である。
【図８】特許文献１に記載されている溶接を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。先ず、図１は本発明の第１の実施形態に係る梁補強部材４を鉄骨梁１のウェブ１Ａに装着した状態を示す縦断面図であり、図２は図１の矢印の指示する方向から見た外形図である矢視図である。
【００１４】
断面形状がＩ形状のＩ型鋼や、本実施形態であるＨ形状のＨ型鋼から構成される前記鉄骨梁１は補強される母材である前記ウェブ１Ａとフランジ１Ｂとから成り、前記ウェブ１Ａの中間部には断面が円形状の貫通孔２が開設されている。
【００１５】
前記梁補強部材４は中央部に建築構造物内部に設けられる配管(図示せず)を通すための断面が円形状の挿通孔７が開設されてリング状を呈している。そして、前記梁補強部材４は挿入側先端面４Ｔ（図３における前記梁補強部材４の上面であって、外形形状が円形である。）の外径が最も小さく前記挿入側先端面４Ｔより離れるに従って末広がりにその外径が広がるような周側面５が滑らかな曲面状に形成されると共に前記挿入側先端面４Ｔから前記ウェブ１Ａの前記貫通孔２に挿入された際に前記貫通孔２の開口形成面２Ａの開口形成下端部２Ａ１に前記貫通孔２の内径よりその外径が大きくなる部位ＳＳ１（開先底である。）において前記周側面５が当接する挿入部４Ａと、この挿入部４Ａに連なり且つ前記貫通孔２より外径が大きくて前記貫通孔２内に挿入できない縦断面が中空円柱状を呈する挿入不可部４Ｂとを備えている。
【００１６】
即ち、前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａの前記周側面５は滑らかな曲面状を呈し、前記挿入部４Ａの先端側が前記貫通孔２内に挿入された際に、前記挿入部４Ａはその外径が前記貫通孔２の内径より小さい部分（前記貫通孔２内に挿入できる部分。）と同じく前記貫通孔２の内径より大きい部分（前記貫通孔２内に挿入できない部分。）とがあり、前記貫通孔２の内径よりその外径が大きくなる前記周側面５の部位ＳＳ１において、前記挿入部４の前記周側面５が前記鉄骨梁１の前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１に線接触で当接する。
【００１７】
そして、前記ウェブ１Ａの前記貫通孔２に前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａを挿入して、前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａの前記周側面５と前記ウェブ１Ａの前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａとを突合せ溶接するため、前記挿入部４Ａの前記周側面５には後述するような特殊な形状が形成され、下向きの突合せ溶接を容易に行うことができる。なお、前記梁補強部材４の材質は前記鉄骨梁１と同一又は類似の材質の金属で構成する。
【００１８】
前記梁補強部材４の開先は突き合わせ溶接を行うのであれば、本来しっかりとした大きなルートギャップを設けるべきであるが、本実施形態では前記挿入部４Ａを特殊な形状にすることにより、突き合わせ溶接の際にルートギャップを設けなくても、初層溶接部の広がりを広くできるので溶接トーチ１０の十分な振幅運動範囲ｍ１が確保できて健全な溶接が行える。
【００１９】
即ち、図３に示すように、前記挿入部４Ａの前記周側面５と前記ウェブ１Ａの前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａとを突合せ溶接するために、前記貫通孔２に前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａの先端側を挿入させて、前記挿入部４Ａの前記周側面５を前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１に当接させた際に、前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１は前記挿入部４Ａの前記周側面５の前記部位ＳＳ１において線接触する。
【００２０】
この場合、前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａの前記周側面５は滑らかな曲面状を呈しているので、前記部位ＳＳ１を境として前記挿入部４Ａの前記周側面５と前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａとの間に形成される開先（空間）Ｓ１の反対側に、前記挿入部４Ａの前記部位ＳＳ１における前記周側面５と前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１との微小の隙間を介して初層溶接の際に使用するシールドガスを抜くためのガス抜き用の空間Ｓ２（大気に連通する。）が形成される（図４参照）。なお、前記ガス抜き用の空間Ｓ１の縦断面の形状はゆるいすり鉢状を呈して、その深さは浅く、前記部位ＳＳ１からの横幅は前記梁補強部材４の外径方向に数ｍｍ程度である。
【００２１】
次に、前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａについて詳述するが、ルートギャップを持たない前記開先Ｓ１を形成するために初層溶接部Ｗ２の広がりを広くする必要がある。先ず、図５（ア）に示すように、前記ウェブ１Ａの前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１（前記挿入部４Ａの前記部位ＳＳ１でもある。）と前記挿入部４Ａの前記挿入側先端面４Ｔの点Ｙとを結んだ線分とで形成される角度θ２を約４０度にし、前記周側面５が滑らかな曲面状を呈する前記挿入部４Ａを例えば３個の部分から構成する。
【００２２】
即ち、溶接の際に、前記鉄骨梁１を寝せて前記貫通孔２内に下方から前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａの一部を挿入させた状態における図３を参照しながら、説明する。前記挿入部４の前記挿入側先端面４Ｔから部位Ｚ１までの前記挿入部４Ａの上段部４Ａ１（挿入側の最先端部）の周側面の形状を一番大きな径で描かれる曲面とし、次に前記部位Ｚ１から部位Ｚ２までの前記挿入部４Ａの中段部４Ａ２の周側面の形状を前記上段部４Ａ１の前記径より僅か小径で描かれる曲面とし、次に前記部位Ｚ２から前記挿入不可側端部４Ｂの上面部（前記部位２との境界部）Ｚ３までの前記挿入部４Ａの下段部４Ａ３の周側面の形状を前記中段部４Ａ２の前記径より僅か小径で描かれる曲面とする。なお、以上の前記挿入部４Ａの前記上段部４Ａ１、前記中段部４Ａ２及び前記下段部４Ａ３の周側面である曲面を形成する各径は夫々中心は異なる。
【００２３】
以上のように、前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａを前記上段部４Ａ１、前記中段部４Ａ２及び前記下段部４Ａ３から構成したので、これらの周側面の曲面を縦断面したときの連続曲線は滑らかな放物線の一部に似ており、前記連続曲線は前記挿入部４Ａの前記下段部４Ａ３の周側面の小さな半径の円弧と、前記下段部４Ａ３の前記円弧に連続する前記中段部４Ａ２の周側面の前記下段部４Ａ３の円弧より半径の大きい円弧と、前記中段部４Ａ２の前記円弧に連続する前記上段部４Ａ１の周側面の前記中段部４Ａ２の円弧より半径の大きい円弧とから構成される。
【００２４】
このため、前記下段部４Ａ３の前記円弧より前記中段部４Ａ２の前記円弧の方が立ち上がる形状となり、更に前記中段部４Ａ２の前記円弧より前記上段部４Ａ１の前記円弧の方が立ち上がる形状となる。即ち、前記開先Ｓ１の底部は前記開口形成面２Ａに対し横に広がった空間を持ち、前記開口形成面２Ａから水平方向に離れた前記中段部４Ａの前記円弧や、前記上段部４Ａ１の前記円弧は鉛直方向に伸びるような形状となる。また、前記開先Ｓ１を形成する前記挿入部４Ａの前記上段部４Ａ１、前記中段部４Ａ２及び前記下段部４Ａ３の各円弧は連続した曲線であって、滑らかで引っ掛かりや段差はなく自然な曲線である。
【００２５】
従って、図７に示すように、前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａを以上のような形状にすることにより形成された前記開先Ｓ１は、前記溶接トーチ１０の十分な振幅運動範囲ｍ１が確保できるために、前記初層溶接部Ｗ２は前記開先Ｓ１の底部で大きな広がりを持つ空間内で形成される。また、前述したようなすり鉢状の曲線である前記挿入部４Ａの前記周側面５と前記開口形成面２Ａとで形成される前記開先Ｓ１はその底部でルートギャップ相当の広がりを持ち、前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａでは開先角度が約４０度確保できるような形状であって、３種類の半径を持つ前記円弧の連結で形成する開先である。なお、前記挿入部４Ａの前記周側面５の縦断面の形状が放物線の一部に似た曲線であって、３種類の半径を持って連結した前記円弧群であったが、前記円弧群の数に制限はなく、２個以上であればよく、２個から８個が望ましい。１個であれば、溶接量が多くなり過ぎたり、開先底の周辺が狭くなって前記溶接トーチ１０の十分な振幅運動範囲ｍが確保できないという問題がある。逆に、個数が多すぎると、加工が面倒であるという問題がある。
【００２６】
また、図４は図３の点線で描いた円Ａ内の拡大図である。前述したように、前記鉄骨梁１の前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１は、前記挿入部４Ａの曲面状の前記周側面５と面接触ではなく、前記挿入部４Ａの前記部位ＳＳ１において線接触する。本実施形態では、前記挿入部４Ａの前記下段部４Ａ３の曲面状の周側面上の前記部位ＳＳ１において線接触することとなり、前記下段部４Ａ３の前記周側面は前記部位ＳＳ１から更に前記挿入不可側端部４Ｂの周側面の前記上面部Ｚ３の外端部（前記挿入不可部４Ｂの周側面の上端部でもある。）まで延びる。従って、前記ウェブ１Ａの一方の面である下面１Ａ１（前記開口形成下端部２Ａ１に連通する。）と前記下段部４Ａ３の前記周側面との間にガス抜き用の空間Ｓ２が形成される。
【００２７】
一般に、溶接は溶接材料（溶着金属）をシールドガスで保護しながら行うが、溶接直後から前記シールドガスは不要であってガス抜きを行うことが重要であり、もしガス抜きしないと不要なガスは溶接側から抜けようとする。不要なガスが前記溶接側から抜ける場合は、まだ固まっていない溶着金属の中からガスが沸いて来るような現象となるので溶着金属が固まる前に不要なガスを抜けさせることが重要で、抜けきらない時はブローホールの様な泡状の欠陥が溶着金属内に発生してしまう。溶接の初層溶接のための空間は上層部よりも狭い空間なので、特にガス抜きは重要で、できる限り広い初層溶接のための空間でガスを逃がすためのルートギャップが通常設けられる。しかし、本実施形態ではこのルートギャップを持たないため初層溶接のための空間の広がりを広くすると共に不要なガスを逃がすガス抜き用の空間として前述した空間Ｓ２が前記部位ＳＳ１を境として前記開先Ｓ１の反対側に形成されている。
【００２８】
従って、前記挿入部４Ａの前記下段部４Ａ３の前記周側面は前記ガス抜き用の空間Ｓ２を形成すると共に前記開先Ｓ１の一部を形成し、この下段部４Ａ３の前記周側面は前記中段部４Ａ２の前記周側面、更に前記上段部４Ａ１の前記周側面に連通し、これらの周側面はその断面が滑らかで引っ掛かりや段差はなく自然な曲線で形成される。また、初層溶接の際に前記ガス抜き用の空間Ｓ２を設けて、前記挿入部４Ａの前記部位ＳＳ１における前記周側面５と前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１との微小の隙間及び前記ガス抜き用の空間Ｓ２を介して初層溶接のシールドガスを抜くことにより、シールドガス抜き不良で起こる前述したブローホール欠陥の発生を大幅に防ぐことができる。このガス抜き効果により、前記部位ＳＳ１は初層溶接の際の溶接材料の溶け込みが促進され、溶け込み不良が起こりにくく良好であり、溶接の初層は十分な広がりを持つ前記開先Ｓ１があるので前記溶接トーチ１０の十分な振幅運動範囲ｍ１も確保できて前記母材との融合が良好なので、突合せ溶接は良好である。
【００２９】
そして、図５（ア）に示すように、前記挿入部４Ａの前記上段部４Ａ１、前記中段部４Ａ２及び前記下段部４Ａ３の周側面で形成される開先角度θ２は、前記ウェブ１Ａの前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１（前記挿入部４Ａの前記部位ＳＳ１でもある。）と前記挿入部４Ａの前記挿入側先端面４Ｔの点Ｙとを結んだ線分とで４０度程度確保できれば、健全な溶接を行うことができる。
【００３０】
ところが、図５（イ）に示すように、挿通孔７Ａを有する梁補強部材１４の挿入部１４Ａの縦断面が直線状の傾斜面である周側面１５と前記開口形成面２Ａとで形成される従来技術のレ形開先Ｓ５の場合には、前記ウェブ１Ａの前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１から水平方向にルートギャップＧを６ｍｍとした場合は、開先角度は４５度程度で、同じくルートギャップＧが７ｍｍのとき開先角度は３５度程度である。本実施形態の前記梁補強部材４の溶接の特徴は前述した従来技術で要求される前記レ形開先Ｓ５を形成する前記挿入部１４Ａの前記周側面１５の位置まで前記開先を形成する位置を広げなくても、健全な突合せ溶接を行うことができる。
【００３１】
また、図５（イ）の点線で示すように、第１の実施形態においては、前記鉄骨梁１の前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１を前記挿入部４Ａの前記周側面５の前記部位ＳＳ１に線接触させて当接させて溶接するが、この当接位置である前記部位ＳＳ１が溶接の開始位置となる。図５（イ）において、実線にて従来技術のレ形開先Ｓ５の前記ルートギャプＧを６ｍｍとした場合の開先角度を３５度とした開先の例を示し、この従来技術のレ形開先Ｓ５に比べて、本実施形態により形成される前記開先Ｓ１は明らかに空間容積が小さく形成されるので、溶接の材料の低減に資することができる。
【００３２】
即ち、図５（イ）に示すように、本発明の前記梁補強部材４の前記開先Ｓ１内に溶接される溶接材料の体積は従来技術のレ形開先Ｓ５内に溶接される溶接材料の体積より少ないことが理解できる。そして、図５（イ）は前記ルートギャップＧを６ｍｍ、開先角度を３５度として説明したが、実務では前記ルートギャップを６ｍｍとしたとき開先角度を４５度、もしくは前記ルートギャップを７ｍｍとしたとき開先角度３５度とするような開先形状が一般的な基本形であるが、本実施形態の前記梁補強部材４を用いた溶接量はこの従来の基本形の開先溶接より遙かに少なくなる。
【００３３】
次に、前記梁補強部材４を溶接により前記ウェブ１Ａに取付ける場合の、どこまで溶接するかの溶接の終了位置について、第１の実施形態を示す図３及び第２の実施形態を示す図６に基づいて説明する。図３に示すように、溶接の際に、前記鉄骨梁１を寝せて前記貫通孔２に下方から前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａを挿入して、前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１を前記挿入部４Ａの前記部位ＳＳ１に線接触させて当接させた状態では、前記挿入部４Ａの前記上段部４Ａ１の一部が前記貫通孔２より突き抜ける（上方に位置する。）。そして、前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの開口形成上端部２Ｂ１（前記ウェブ１Ａの一方の面である下面１Ａ１の反対側の他方の面である上面に連通する。）の位置が前記挿入部４Ａの前記上段部４Ａ１の前記挿入側先端面４Ｔ（前記開先Ｓ１を形成する前記上段部４Ａ１の周側面の挿入側先端部）の位置より低い場合は、溶接により補強に必要な溶接部９の充填の高さが前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの前記開口形成上端部２Ｂ１の前記位置まで形成できたら、溶接を終了する。
【００３４】
逆に、第２の実施形態を示す図６に示すように、鉄骨梁１１のウェブ１１Ａの厚さが図３に示す前記ウェブ１Ａより厚くて、前記ウェブ１１Ａの貫通孔２２に下方から前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａを挿入した際に、前記挿入部４Ａは前記貫通孔２２より突き抜けない。そして、前記鉄骨梁１１の前記ウェブ１１Ａに開設した前記貫通孔２２の開口形成面２２Ａの開口形成上端部２２Ｂ１の位置が前記挿入部４Ａの前記上段部４Ａ１の前記上段部４Ａ１の前記挿入側先端面４Ｔ（前記開先Ｓ１を形成する前記上段部４Ａ１の周側面の挿入側先端部）の位置より高い場合は、溶接により補強に必要な前記溶接部９の充填の高さが前記上段部４Ａ１の前記挿入側先端面４Ｔの位置まで形成できたら、溶接を終了する。従って、図３、図７のいずれの場合にも、溶接終了の検査は、溶接ゲージや他の検査機器など使用しないでも目視で判定を行うことができる。
【００３５】
なお、前記貫通孔２、２２の前記開口形成面２Ａ、２２Ａの前記開口形成上端部２Ｂ１、２２Ｂ１の位置と前記挿入部４Ａの前記上段部４Ａ１の前記挿入側先端面４Ｔの位置のいずれが高いか低いかの判断は、前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａの前記周側面５と前記ウェブ１Ａ、１１Ａの前記貫通孔２、２２の前記開口形成面２Ａ、２２Ａとが接する部位（開先底である。）ＳＳ１、ＳＳ２からの距離に基づいて判断し、短い方が低いものとする。
【００３６】
なお、第１の実施形態を示す図７に示すように、前記開先Ｓ１を形成して前記梁補強部材４を前記ウェブ１Ａに突き合わせ溶接する際の前記溶接トーチ１０のトーチ角度θ３は２０度前後が確保されており、かつ初層溶接部Ｗ２を形成するための空間は十分な広がりがあるので、突合せ溶接には何の問題も無く、図６に示す第２の実施形態も同様である。
【００３７】
即ち、図８の前記特許文献１に示す前記梁補強部材２４は開先を有するもルートギャップを持っていないため、前記溶接トーチ１０の振幅運動範囲ｍが極端に狭く、十分な振幅運動範囲ｍが確保できず、初層溶接における溶接材料の溶け込みが悪く、母材との融合がうまくいかず、溶け込み不良が発生したが、本実施形態によれば、これらの問題は解消できる。
【００３８】
以上のように本発明によれば、図３の点線で描いた円Ａ内の拡大図である図４（図６の点線で描いた前記円Ａ内の拡大図でもある。）に示すように、前記挿入部４Ａの前記周側面５と前記ウェブ１Ａ、１１Ａの前記貫通孔２、２２の前記開口形成面２Ａ、２２Ａとを突合せ溶接する際には、前記挿入部４Ａの前記周側面５を前記貫通孔２、２２の前記開口形成面２Ａ、２２Ａの開口周縁の開口形成下端部２Ａ１、２２Ａ１に当接させた際に、前記開口形成面２Ａ、２２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１、２２Ａ１は前記部位ＳＳ１、ＳＳ２において前記挿入部４Ａの前記周側面５と線接触することになる。この場合、前記下段部４Ａ３の前記周側面は曲面状を呈して前記挿入不可側端部４Ｂの前記上面部Ｚ３の端部まで延びているので、前記ウェブ１Ａ、１１Ａの前記下面１Ａ１、１１Ａ１との間にはすり鉢状の前記ガス抜き用の空間Ｓ２が形成される。もし、前記貫通孔２、２２の前記開口形成面２Ａ、２２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１、２２Ａ１が前記挿入部４Ａの前記周側面５に当接する位置が図４に示す前記部位ＳＳ１の位置より高くなると、前記ガス抜き用の空間Ｓ２は広がる方向で大きなすり鉢状として形成される。
【００３９】
そして、前記梁補強部材４の前記周側面５の形状が全て曲面で、縦断面が曲線状を呈して滑らかであって引っ掛かりがないことは、前記貫通孔２、２２の断面が円形状を呈しているため、前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａを前記ウェブ１Ａ、１１Ａの前記貫通孔２、２２に納めるときに、前記貫通孔２、２２の円の中心に向かって納まろうとする重力の性質が働き、前記挿入部４Ａを前記貫通孔２、２２に挿入すると前記梁補強部材４は前記貫通孔２、２２中心に向かって納まろうとする。但し、前記貫通孔２、２２に前記挿入部４Ａを挿入しただけでは前記梁補強部材４は完全に中心に納まる訳ではないが、挿入した後に前記梁補強部材４を上下左右、特に水平方向の左右に振ってやると、前記梁補強部材４はさらに納まりの良い位置にセットすることができる。前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａの前記周側面５の形状を曲面形状とすることにより、前記梁補強部材４を所定の位置にセットするための中心線や罫書きマークなどは不要で、溶接の際の扱いが非常に簡単である。
【００４０】
以上のように、本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００４１】
１、１１          鉄骨梁
１Ａ、１１Ａ      ウェブ
１Ａ１、１１Ａ１  ウェブの下面
２、２２          貫通孔
２Ａ、２２Ａ      開口形成面
２Ａ１、２２Ａ１  開口形成下端部
２Ｂ１、２２Ｂ１  開口形成上端部
４                梁補強部材
４Ａ              挿入部
４Ｂ              挿入不可部
４Ｔ              挿入側先端面
５                周側面
９                溶接部
Ｓ１              開先
Ｓ２              ガス抜き用の空間
【図１】
2019138021.tif 000003
【図２】
2019138021.tif 000004
【図３】
2019138021.tif 000005
【図４】
2019138021.tif 000006
【図５】
2019138021.tif 000007
【図６】
2019138021.tif 000008
【図７】
2019138021.tif 000009
【図８】
2019138021.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月26日(2018.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔に設けられる梁補強部材であって、
リング状を呈して配管を通すための挿通孔が開設され、
その周側面の縦断面形状を前記貫通孔内に挿入させる際の先端側に近い部位では外径が小さく同じく先端側から遠い部位では外径が大きい円形状として、前記周側面を連続して滑らかな曲面状に形成し、前記先端側から前記ウェブの前記貫通孔に挿入された際に前記貫通孔の内径よりその外径が大きくなる部位において前記周側面が前記貫通孔の開口形成面の開口形成端部に当接する挿入部と、
この挿入部に連なり且つ前記貫通孔より外径が大きくて前記貫通孔内に挿入できない挿入不可部とを備え、
前記挿入部を前記先端側から前記ウェブの前記貫通孔に挿入させた際に、前記周側面を前記貫通孔の前記開口形成面の前記開口形成端部に当接させて線接触した部位を境として、前記周側面と前記ウェブの前記貫通孔の前記前記開口形成面との間に形成される開先の反対側に、前記周側面とこの周側面が当接する前記ウェブの前記開口形成端部に連通する一方の面との間に初層溶接の際に使用するシールドガスを抜くためのガス抜き用の空間を形成することを特徴とする梁補強部材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
このため本発明は、鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔に設けられる梁補強部材であって、
リング状を呈して配管を通すための挿通孔が開設され、
その周側面の縦断面形状を前記貫通孔内に挿入させる際の先端側に近い部位では外径が小さく同じく先端側から遠い部位では外径が大きい円形状として、前記周側面を連続して滑らかな曲面状に形成し、前記先端側から前記ウェブの前記貫通孔に挿入された際に前記貫通孔の内径よりその外径が大きくなる部位において前記周側面が前記貫通孔の開口形成面の開口形成端部に当接する挿入部と、
この挿入部に連なり且つ前記貫通孔より外径が大きくて前記貫通孔内に挿入できない挿入不可部とを備え、
前記挿入部を前記先端側から前記ウェブの前記貫通孔に挿入させた際に、前記周側面を前記貫通孔の前記開口形成面の前記開口形成端部に当接させて線接触した部位を境として、前記周側面と前記ウェブの前記貫通孔の前記前記開口形成面との間に形成される開先の反対側に、前記周側面とこの周側面が当接する前記ウェブの前記開口形成端部に連通する一方の面との間に初層溶接の際に使用するシールドガスを抜くためのガス抜き用の空間を形成することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明によれば、突き合わせ溶接の際にルートギャップを設ける必要もなく、初層溶接部の広がりを広くできるので溶接トーチの十分な振幅運動範囲が確保できて健全な溶接を行うことができる。また、シールドガス抜き用の空間を介してガス抜きができて初層溶接の際の溶接材料の溶け込みが促進され、溶け込み不良が起こりにくく良好である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
即ち、前記梁補強部材４の前記挿入部４Ａの前記周側面５は滑らかな曲面状を呈し、前記挿入部４Ａの先端側が前記貫通孔２内に挿入された際に、前記挿入部４Ａはその外径が前記貫通孔２の内径より小さい部分（前記貫通孔２内に挿入できる部分。）と同じく前記貫通孔２の内径より大きい部分（前記貫通孔２内に挿入できない部分。）とがあり、前記貫通孔２の内径よりその外径が大きくなる前記周側面５の部位ＳＳ１において、前記挿入部４Ａの前記周側面５が前記鉄骨梁１の前記貫通孔２の前記開口形成面２Ａの前記開口形成下端部２Ａ１に線接触で当接する。