(57)【要約】【課題】鋼板とタイバーなどの補強鋼材とを容易にかつ確実に溶接することができる鋼板コンクリート構造および鋼板コンクリート構造の鋼板と補強鋼材との溶接方法を提供する。【解決手段】所定の間隔をあけて対向する第１鋼板２および第２鋼板３と、第１鋼板２と第２鋼板３との間に充填されたコンクリート４と、第１鋼板２と第２鋼板３との間に設けられて第１鋼板２および第２鋼板３にそれぞれ溶接された補強鋼材５と、を備える鋼板コンクリート構造１において、第１鋼板２と補強鋼材５の第１端部（一方の端部）５ａとが溶接され、第２鋼板３に形成された孔部３１に補強鋼材５の第２端部（他方の端部）５ｂが挿通され、孔部３１の内周面と補強鋼材５の外周面とが第２鋼板３の外側から溶接されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をあけて対向する第１鋼板および第２鋼板と、
該第１鋼板と該第２鋼板との間に充填されたコンクリートと、
前記第１鋼板と前記第２鋼板との間に設けられて該第１鋼板および該第２鋼板にそれぞれ溶接された補強鋼材と、を備える鋼板コンクリート構造において、
前記第１鋼板と前記補強鋼材の一方の端部とが溶接され、
前記第２鋼板に形成された孔部に前記補強鋼材の他方の端部が挿通され、前記孔部の内周面と前記補強鋼材の外周面とが前記第２鋼板の外側から溶接されていることを特徴とする鋼板コンクリート構造。
【請求項２】
前記補強鋼材が挿通し、該補強鋼材と前記孔部との隙間を前記第２鋼板の内側から押さえる裏あて材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼板コンクリート構造。
【請求項３】
所定の間隔をあけて対向する第１鋼板と第２鋼板との間に設けられる補強鋼材を該第１鋼板および該第２鋼板にそれぞれ溶接する鋼板コンクリート構造の鋼板と補強鋼材との溶接方法において、
前記第１鋼板と前記補強鋼材の一方の端部とを溶接し、
前記第２鋼板に形成された孔部に前記補強鋼材の他方の端部を挿通し、前記孔部の内周面と前記補強鋼材の外周面とを前記第２鋼板の外側から下向きに溶接することを特徴とする鋼板コンクリート構造の鋼板と補強鋼材との溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の躯体を構成するための鋼板コンクリート構造および鋼板コンクリート構造の鋼板と補強鋼材との溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、鋼板コンクリート構造（ＳＣ構造）は、従来の鉄筋コンクリート構造の鉄筋に代わって構造部材の外殻となる鋼板が設けられており、この鋼板が型枠となって内部にコンクリートが充填され、鋼板に接合されたスタッドボルトを介して鋼板とコンクリートとが構造的に一体化する構造である（例えば、特許文献１および２参照）。このような鋼板コンクリート構造は、型枠が不要となることにより、建設工期の短縮やコスト削減を図ることができる。
【０００３】
ところで、鋼板コンクリート構造では、面外のせん断耐力を補強するために、補強鋼材として、所定の間隔をあけて対向する鋼板それぞれと連結するタイバーが使用されることがある。そして、タイバーと鋼板とが溶接されている場合、タイバーがせん断補強筋として十分な耐力を発揮するためには、タイバーと鋼板とを確実に溶接する必要がある。
例えば、タイバーが引張降伏する前にタイバーと鋼板との溶接部が破断しないようにするには、鋼板とタイバーとが溶接部を介して応力伝達可能な構造となるように、鋼板に開先を設ける突き合わせ溶接（開先溶接）が行われている。
また、鋼板コンクリート構造では、複数のタイバーが設けられるため、各タイバーと鋼板との溶接部の品質管理を確実に行うことが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３２２７８号公報
【特許文献２】特開２０００−１７０２８５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、所定の間隔をあけて対向する一対の鋼板それぞれにタイバーを溶接する場合、タイバーの一方の先端を一方の鋼板に溶接してから、他方の先端を他方の鋼板に溶接するため、一対の鋼板の間隔が小さい場合、後から行う他方の鋼板とタイバーとの溶接が困難となり、溶接部の品質にばらつきが生じる虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、鋼板とタイバーなどの補強鋼材とを容易にかつ確実に溶接することができる鋼板コンクリート構造および鋼板コンクリート構造の鋼板と補強鋼材との溶接方法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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る鋼板コンクリート構造は、所定の間隔をあけて対向する第１鋼板および第２鋼板と、該第１鋼板と該第２鋼板との間に充填されたコンクリートと、前記第１鋼板と前記第２鋼板との間に設けられて該第１鋼板および該第２鋼板にそれぞれ溶接された補強鋼材と、を備える鋼板コンクリート構造において、前記第１鋼板と前記補強鋼材の一方の端部とが溶接され、前記第２鋼板に形成された孔部に前記補強鋼材の他方の端部が挿通され、前記孔部の内周面と前記補強鋼材の外周面とが前記第２鋼板の外側から溶接されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る鋼板コンクリート構造の鋼板と補強鋼材との溶接方法は、所定の間隔をあけて対向する第１鋼板と第２鋼板との間に設けられる補強鋼材を該第１鋼板および該第２鋼板にそれぞれ溶接する鋼板コンクリート構造の鋼板と補強鋼材との溶接方法において、前記第１鋼板と前記補強鋼材の一方の端部とを溶接し、前記第２鋼板に形成された孔部に前記補強鋼材の他方の端部を挿通し、前記孔部の内周面と前記補強鋼材の外周面とを前記第２鋼板の外側から下向きに溶接することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、第２鋼板に形成された孔部に補強鋼材の他方の端部を挿通し、孔部の内周面と補強鋼材の外周面とを第２鋼板の外側から下向きに溶接することにより、第１鋼板と第２鋼板との間から第２鋼板と補強鋼材との溶接を行う場合と比べて、第１鋼板と第２鋼板との間隔が小さい場合も第２鋼板と補強鋼材との溶接を容易にかつ確実に行うことができる。これにより、第２鋼板と補強鋼材との溶接部を高品質に維持することができるとともに、複数の補強鋼材が設けられている場合でも、第２鋼板と補強鋼材との溶接部の品質にばらつきが生じることを防止できる。
なお、第２鋼板の外側とは、第２鋼板の第１鋼板と対向する側と反対側を示している。
【００１０】
また、本発明に係る鋼板コンクリート構造では、前記補強鋼材が挿通し、該補強鋼材と前記孔部との隙間を前記第２鋼板の内側から押さえる裏あて材が設けられていることが好ましい。
このような構成とすることにより、第２鋼板と補強鋼材とを下向きに溶接した際に補強鋼材と孔部との隙間から溶着金属が流出することを防止でき、第２鋼板と補強鋼材との溶接を容易にかつ確実に行うことができる。
なお、第２鋼板の内側とは、第２鋼板の第１鋼板と対向する側を示している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第２鋼板に形成された孔部に補強鋼材の他方の端部を挿通し、孔部の内周面と補強鋼材の外周面とを第２鋼板の外側から下向きに溶接することにより、第１鋼板と第２鋼板との間から第２鋼板と補強鋼材との溶接を行う場合と比べて、第１鋼板と第２鋼板との間隔が小さい場合も第２鋼板と補強鋼材との溶接を容易にかつ確実に行うことができる。これにより、第２鋼板と補強鋼材との溶接部を高品質に維持することができるとともに、複数の補強鋼材が設けられている場合でも、第２鋼板と補強鋼材との溶接部の品質にばらつきが生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による鋼板コンクリート構造の一例を示す図である。
【図２】（ａ）は第２鋼板とタイバーとの溶接部を説明する図で（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、（ａ）の上面図である。
【図３】（ａ）は第１鋼板とタイバーの溶接を説明する図、（ｂ）は第２鋼板を仮固定する様子を説明する図、（ｃ）は第２鋼板とタイバーの溶接を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態による鋼板コンクリート構造および鋼板コンクリート構造の鋼板とタイバー（補強鋼材）との溶接方法について、図１乃至図３に基づいて説明する。
（鋼板コンクリート構造）
図１に示すように、本実施形態による鋼板コンクリート構造１は、構造物の壁や床などの躯体となる構造部材の構造で、所定の間隔をあけて対向する第１鋼板２および第２鋼板３と、第１鋼板２と第２鋼板３との間に充填されたコンクリート４と、第１鋼板２と第２鋼板３との間に設けられた複数のタイバー（補強鋼材）５，５…および複数のスタッドボルト６，６…と、を備えている。なお、鋼板コンクリート構造１には、必要に応じて、配管用のスリーブや第１鋼板２や第２鋼板３に機器類を取り付けるための金物などが設けられていてもよい。
【００１４】
第１鋼板２および第２鋼板３は、矩形平面状に形成され、構造部材の外殻を構成している。ここで、第１鋼板２および第２鋼板３の互いに対向する側を内側とし、その反対側を外側として以下説明する。
また、
【００１５】
タイバー５，５…は、第１鋼板２と第２鋼板３との間において第１鋼板２および第２鋼板３の面に直交する方向に延在する丸棒状の鋼材などから構成され、延在方向に直交する方向に所定の間隔をあけて配列されている。タイバー５，５…は、それぞれ延在方向の一方の端部５ａ（以下第１端部５ａとする）が第１鋼板２に溶接され、他方の端部５ｂ（以下第２端部５ｂとする）が第２鋼板３に溶接されている。
第１鋼板２とタイバー５の第１端部５ａとの溶接は、第１鋼板２の内側の面に凹部などの開先を設けた突き合わせ溶接（開先溶接）となっている。なお、開先の形状は適宜設定されてよい。
【００１６】
また、第２鋼板３とタイバー５の第２端部５ｂとの溶接についても、第２鋼板３に開先を設けた突き合わせ溶接となっている。本実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第２鋼板３にタイバー５の第２端部５ｂが挿通可能な孔部（開先）３１が形成されている。
図２に示すように、孔部３１は、その内周面３２が第２鋼板３の内側から外側に向かってその径が漸次大きくなるテーパ状に形成されている。そして、孔部３１の第２鋼板３の内側の内径は、タイバー５の外径よりも大きく、孔部３１にタイバー５が挿通されると、孔部３１の内周面３２とタイバー５の外周面５１との間に隙間ができるように構成されている。
【００１７】
また、第２鋼板３の内側の面３ａには、中央に孔部７１が形成された円盤状の裏あて材７が当接している。裏あて材７の孔部７１にはタイバー５が挿通可能に構成されている。
そして、裏あて材７の孔部７１の周りの部分の板部７２は、第２鋼板３の孔部３１を第２鋼板３の内側から押さえるように構成されている。
【００１８】
そして、第２鋼板３とタイバー５とは、第２鋼板３の孔部３１の内周面３２と、タイバー５の外周面５１との間に溶着金属８が溶かし込まれるようにして溶接されている。なお、この溶着金属８は、裏あて材７の板部７２とも溶着し、裏あて材７の板部７２によって第２鋼板３の内側に流出しないように構成されている。
【００１９】
図１に戻り、複数のスタッドボルト６，６…は、それぞれ第１鋼板２または第２鋼板３と突設されてコンクリート４と定着する公知の部材で、所定の間隔をあけて配列されている。スタットボルト６，６…は、頭部６１が第１鋼板２または第２鋼板３に接合された脚部６２よりも拡径されていて、この頭部６１が第１鋼板２と第２鋼板３との間に位置している。
本実施形態では、スタッドボルト６，６…は、それぞれその脚部６２が第１鋼板２または第２鋼板３に溶接されている。
【００２０】
（鋼板コンクリート構造の鋼板とタイバーとの溶接方法）
次に、上述した鋼板コンクリート構造の鋼板とタイバーとの溶接方法について図面に基づいて説明する。
まず、図１に示す第１鋼板２にタイバー５の第１端部５ａを溶接するための開先を形成するとともに、第２鋼板３にタイバー５の第２端部５ｂを溶接するための孔部（開先）３１を形成する。
【００２１】
続いて、図３（ａ）に示すように、第１鋼板２とタイバー５とを溶接する。
まず、第１鋼板２を外側の面２ａが下側となる向きにして、溶接作業が可能な位置に設置する。そして、第１鋼板２とタイバー５の第１端部５ａとを突き合せ溶接する。
複数のタイバー５の第１鋼板２への溶接と前後して、第１鋼板２および第２鋼板３へのスタッドボルト６，６…の溶接を行う。
【００２２】
続いて、第２鋼板３とタイバー５とを溶接する。
まず、図３（ｂ）に示すように、タイバー５が溶接された第１鋼板２を、向きを変えず外側の面２ａが下側となる向きにして、タイバー５を第２端部５ｂ側から裏あて材７の孔部７１に挿通させ、第２鋼板３の孔部３１に挿通させる。そして、第１鋼板２と第２鋼板３とが所定の間隔となるように、第１鋼板２と第２鋼板３との間にスペーサなどの第２鋼板３の仮固定用の部材（不図示）を設けて、第２鋼板３の位置を仮固定する。
また、裏あて材７が第２鋼板３の内側の面３ａに当接し、第２鋼板３の孔部３１を第２鋼板３の内側から押さえるように、裏あて材７用の仮固定用の部材（不図示）を設けて、裏あて材７の位置を仮固定する。
このとき、タイバー５の第２端部５ｂが第２鋼板３の孔部３１の内側に位置するようにする。
【００２３】
そして、図３（ｃ）に示すように、第２鋼板３の上側（外側）から第２鋼板３とタイバー５とを溶接する。このとき、第２鋼板３の孔部３１の内周面３２と、タイバー５の外周面５１との間に溶着金属８が溶かし込まれるように溶接する。また、溶着金属８を、裏あて材７の板部７２とも溶着させる。
続いて、第２鋼板３とタイバー５とが溶接されたら、第２鋼板３の仮固定用の部材を撤去するとともに、裏あて材７の仮固定用の部材を撤去する。
このようにして、第１鋼板２および第２鋼板３とタイバー５とが溶接され、第１鋼板２と第２鋼板３とがタイバー５を介して接合される。
そして、図１に示すように、第１鋼板２と第２鋼板３との間にコンクリート４を充填し、コンクリート４が硬化することで鋼板コンクリート構造１の構造部材が製造される。
【００２４】
次に、上述した鋼板コンクリート構造１および鋼板コンクリート構造の鋼板とタイバーとの溶接方法の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した実施形態による鋼板コンクリート構造１および鋼板コンクリート構造の鋼板とタイバーとの溶接方法では、第２鋼板３に形成された孔部３１にタイバー５の第２端部５ｂを挿通し、孔部３１の内周面３２とタイバー５の外周面５１とを第２鋼板３の外側から下向きに溶接することにより、第１鋼板２と第２鋼板３との間から第２鋼板３とタイバー５との溶接を行う場合と比べて、第１鋼板２と第２鋼板３との間隔が小さい場合も第２鋼板３とタイバー５との溶接を容易にかつ確実に行うことができる。これにより、第２鋼板３とタイバー５との溶接部の品質を確実に確保することができる。
また、複数ある第２鋼板３とタイバー５との溶接部の品質にばらつきが生じることを防止することができる。
【００２５】
そして、第１鋼板２および第２鋼板３とタイバー５とが突き合わせ溶接されていて、第１鋼板２および第２鋼板３とタイバー５とが溶接部を介して応力伝達可能な構造となることにより、タイバー５が引張降伏する前にタイバー５と第１鋼板２および第２鋼板３との溶接部が破断しない構造とすることができる。
【００２６】
また、タイバー５と第２鋼板３の孔部３１との隙間を第２鋼板３の内側から押さえる裏あて材７が設けられていることにより、第２鋼板３とタイバー５とを容易にかつ確実に溶接することができる。
【００２７】
以上、本発明による鋼板コンクリート構造１および鋼板コンクリート構造の鋼板とタイバーとの溶接方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、第１鋼板２および第２鋼板３は、矩形平面状に形成されているが、矩形平面状以外の形状に形成されていてもよい。
【００２８】
また、上記の実施形態では、補強鋼材として、丸棒状の鋼材から構成されているタイバー５，５…が採用されているが、丸棒状の鋼材から構成されているタイバー５，５…以外が採用されていてもよい。例えば、タイバー５，５…に代わって、第１鋼板２や第２鋼板３の面方向に交差する方向に延在する角棒の鋼材や、鉄筋、鋼板、形鋼などが補強鋼材として採用されていてもよい。また、第１鋼板２に形成される開先や第２鋼板３に形成される孔部３１は、補強鋼材の形状に合わせた形状に形成されてよい。
【００２９】
また、上記の実施形態では、第２鋼板３の孔部３１の内周面３２はテーパ面に形成されているが、テーパ面以外であってもよい。例えば、孔部３１の内周面３２が第２鋼板３の面に直交していたり、孔部３１の軸方向の中間部において屈曲部が形成されていたり、湾曲していたりしてもよい。
また、上記の実施形態では、裏あて材７が設けられているが、第２鋼板３とタイバー５とが確実に溶接されるのであれば、裏あて材７が設けられていなくてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  鋼板コンクリート構造
２  第１鋼板
３  第２鋼板
４  コンクリート
５  タイバー（補強鋼材）
５ａ  第１端部（一方の端部）
５ｂ  第２端部（他方の端部）
７  裏あて材
３１  孔部
３２  内周面
５１  外周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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