(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱側接続鋼管と鋼管大梁との接続部において、
前記接続部における柱側接続鋼管の端部と鋼管大梁の端部とを端部相互が対応するクランク形状に形成して梁通り芯方向に沿う段部を柱側接続鋼管の端部と鋼管大梁の端部とのそれぞれに設け、
前記柱側接続鋼管に前記鋼管大梁の建方時荷重を受ける荷重受け部を設け、
前記荷重受け部による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁との目違いを調整するボルトからなる調整手段を前記鋼管大梁にねじ付けて、該調整手段の先端を鋼管大梁内の中心側に向けて突出させ、前記調整手段に対応する部分が鋼管大梁内側に位置する当て部材を、梁通り芯方向と交差する方向にして前記段部の近傍位置での柱側接続鋼管に設けて、前記当て部材への前記調整手段の当接調整により、柱側接続鋼管に対して鋼管大梁を梁通り芯方向と直交する方向に相対移動可能に設け、
前記荷重受け部による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁との相対向する位置それぞれに、スパン調整用ブラケットがボルト接合して取り付けられ、
前記荷重受け部による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁とに亘って固定プレートを配してこの固定プレートが柱側接続鋼管と鋼管大梁とにボルト接合して取り付けられ、該固定プレートを介して柱側接続鋼管と鋼管大梁とを連結したことを特徴とする鋼管大梁の接続構造。
【請求項２】
端部相互が対応するクランク形状に形成して梁通り芯方向に沿う段部をそれぞれの端部に備える柱側接続鋼管と鋼管大梁とを接続するにあたり、柱側接続鋼管の間に吊り込んだ鋼管大梁を柱側接続鋼管に設けた荷重受け部に端部相互が相対するように掛け乗せた後、
前記荷重受け部による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁との目違いを調整するボルトからなる調整手段を前記鋼管大梁にねじ付けて、該調整手段の先端を鋼管大梁内の中心側に向けて突出させ、柱側接続鋼管での前記段部の近傍位置に設けて梁通り芯方向と交差する方向にして前記調整手段に対応する部分が鋼管大梁内側に位置する当て部材に前記調整手段を当接調整して、柱側接続鋼管に対して鋼管大梁を梁通り芯方向と直交する方向に相対移動させて目違いを調整する目違い調整工程と、
前記荷重受け部による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁との相対向する位置それぞれに、スパン調整用ブラケットをボルト接合して取り付け、相対するスパン調整用ブラケットの間の押し広げまたはスパン調整用プラケットの引き寄せによりスパン調整するスパン調整工程と、
前記荷重受け手段による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁とに固定プレートを渡して該固定プレートを柱側接続鋼管と鋼管大梁とにボルト接合して取り付け、着脱可能な前記固定プレートを介して柱側接続鋼管と鋼管大梁とを連結する連結工程と、
の前記三工程を経てから、固定プレートを介して連結状態とした柱側接続鋼管と鋼管大梁とを溶接することを特徴とする鋼管大梁の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋼管大梁の接続構造と鋼管大梁の接続方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、鋼管大梁を用いた構造物において、鋼管大梁と柱側接続鋼管とがつながる仕口は溶接固定されるが、建方の時点では、その鋼管大梁と柱側接続鋼管とのそれぞれの外周面に予め立てられているガセットプレートにエレクションピースを渡して固定しており、このようにして鋼管大梁と柱側接続鋼管との端部を対応させた後に鋼管大梁と柱側接続鋼管とを溶接している。そして、溶接による鋼管大梁と柱側接続鋼管との接続とが完了すればエレクションピースを取り外し、ガセットプレートは溶断して切り取るようにしている。
しかしながら、鋼管大梁の鉄骨表面をそのまま仕上げ表面とする場合、突出している切り取り跡を削り取って平滑にすることが求められており、この作業が手作業となることから溶接後処理にコストや手間を要するものとなっていた。
そこで本発明は上記事情に鑑み、従来のエレクションピースが持つ四つの機能（本溶接時における柱側接続鋼管と鋼管大梁との固定、建方時の柱側接続鋼管と鋼管大梁との仮固定、柱側接続鋼管と鋼管大梁との目違い調整、スパン調整）を、取り外しできる部材を用いた構造にて行なえるようにして、上述した本溶接後の平滑化作業を軽減することを目的とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
従来のエレクションピースが持つ上記機能を代替するために、建方時に柱側接続鋼管に鋼管大梁の荷重を預け易くして、建方を容易化し、また、柱側接続鋼管側に当て部材を設けて、この当て部材に調整用のボルトを当てて目違い調整を行なえるようにする必要がある。そして、溶接時の固定は外側あるいは内側に配置した固定プレートを、一方からだけの締結可能なボルトなどを利用してねじ止めし、その固定プレートにより柱側接続鋼管と鋼管大梁との位置関係を固定して本溶接すればよい。
そこで、本発明は、上記課題を考慮してなされたもので、柱側接続鋼管と鋼管大梁との接続部において、
前記接続部における柱側接続鋼管の端部と鋼管大梁の端部とを端部相互が対応するクランク形状に形成して梁通り芯方向に沿う段部を柱側接続鋼管の端部と鋼管大梁の端部とのそれぞれに設け、
前記柱側接続鋼管に前記鋼管大梁の建方時荷重を受ける荷重受け部を設け、
前記荷重受け部による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁との目違いを調整するボルトからなる調整手段を前記鋼管大梁にねじ付けて、該調整手段の先端を鋼管大梁内の中心側に向けて突出させ、前記調整手段に対応する部分が鋼管大梁内側に位置する当て部材を、梁通り芯方向と交差する方向にして前記段部の近傍位置での柱側接続鋼管に設けて、前記当て部材への前記調整手段の当接調整により、柱側接続鋼管に対して鋼管大梁を梁通り芯方向と直交する方向に相対移動可能に設け、
前記荷重受け部による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁との相対向する位置それぞれに、スパン調整用ブラケットがボルト接合して取り付けられ、
前記荷重受け部による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁とに亘って固定プレートを配してこの固定部レートが柱側接続鋼管と鋼管大梁とにボルト接合して取り付けられ、該固定プレートを介して柱側接続鋼管と鋼管大梁とを連結したことを特徴とする鋼管大梁の接続構造を提供して、上記課題を解消するものである。
【０００４】
また、もう一つの発明は、端部相互が対応するクランク形状に形成して梁通り芯方向に沿う段部をそれぞれの端部に備える柱側接続鋼管と鋼管大梁とを接続するにあたり、柱側接続鋼管の間に吊り込んだ鋼管大梁を柱側接続鋼管に設けた荷重受け部に端部相互が相対するように掛け乗せた後、
前記荷重受け部による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁との目違いを調整するボルトからなる調整手段を前記鋼管大梁にねじ付けて、該調整手段の先端を鋼管大梁内の中心側に向けて突出させ、柱側接続鋼管での前記段部の近傍位置に設けて梁通り芯方向と交差する方向にして前記調整手段に対応する部分が鋼管大梁内側に位置する当て部材に前記調整手段を当接調整して、柱側接続鋼管に対して鋼管大梁を梁通り芯方向と直交する方向に相対移動させて目違いを調整する目違い調整工程と、
前記荷重受け部による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁との相対向する位置それぞれに、スパン調整用ブラケットをボルト接合して取り付け、相対するスパン調整用ブラケットの間の押し広げまたはスパン調整用プラケットの引き寄せによりスパン調整するスパン調整工程と、
前記荷重受け手段による支持状態時に相対する前記柱側接続鋼管と鋼管大梁とに固定プレートを渡して該固定プレートを柱側接続鋼管と鋼管大梁とにボルト接合して取り付け、着脱可能な前記固定プレートを介して柱側接続鋼管と鋼管大梁とを連結する連結工程と、
の前記三工程を経てから、固定プレートを介して連結状態とした柱側接続鋼管と鋼管大梁とを溶接することを特徴とする鋼管大梁の接続方法であり、この鋼管大梁の接続方法を提供して上記課題を解消するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明を図１から図９の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
上述したように、従来のエレクションピースなどを用いて得られていた機能はつぎの通りである。即ち、機能１として、柱側接続鋼管と鋼管大梁とを溶接する際に、調整された正規の対応位置関係を保つように固定する機能、機能２として、正規の対応位置関係にするための目違いについて上下方向（梁通り芯に対して直交する上下方向）の位置を合わせする機能、機能３として正規の対応位置関係にするための目違いについて左右方向（梁通り芯に対して直交する左右方向）の位置を合わせする機能、機能４として正規の対応位置関係にするためにスパン方向についての位置を合わせるする際の機器作用箇所となる機能であり、これらの機能と同じ代替機能を備える構成としての第一の例が図１から図３に示されている。
図１は柱側接続鋼管１とこの柱側接続鋼管１と径を同じにした鋼管大梁２とをその端部相互が対応するようにして接続した状態が示され、柱側接続鋼管１の端部において上下方向での中央が段付きされていて下方部分が梁通り芯方向に突出したクランク状に形成されている。
また、この柱側接続鋼管１の端部に相対させる鋼管大梁２の端部にあっても柱側接続鋼管１の端部形状に対応して、上下方向の中央から上方部分を梁通り芯方向に突出させたクランク形状に設けられており、柱側接続鋼管１の間に吊り込んだ鋼管大梁２をあずけてその荷重を支持できるように柱側接続鋼管１のクランク形状とした段部を荷重受け部３として鋼管大梁２側の段部を掛け乗せている。
【０００６】
このように溶接前の柱側接続鋼管１と鋼管大梁２との接続部では、柱側接続鋼管１の突出した段部を鋼管大梁２の建方時荷重を受ける荷重受け部３としていて、吊り込まれた状態の鋼管大梁２を簡単な構成の荷重受け部３で支持するようにしている。
また、図中４は目違い調整手段で、図２に示されているように、鋼管大梁２の端部において上部と段部近傍である左右両側部に位置している。この目違い調整手段４は、図３に示すように鋼管大梁２の中心側に向けて先端が進み出たり後退したりするボルトを有してなるものであり、鋼管大梁２の端部における前記三ヶ所に開口した透孔とこれに対応して外周面或いは内周面に溶着固定されたナットとを組み合わせたボルト螺合部５に螺合し、ボルトの螺合回転によりその先端が移動できるようにしている。なお、ボルト嵌合部５は前記三ヶ所にねじ切られたボルト孔からなるものであってもよい。
さらにこの目違い調整手段４に対応するようにして柱側接続鋼管１には当て部材６が設けられていて、鋼管大梁２を荷重受け部３に掛け置いたときに鋼管大梁２の内周側に差し入れられ、目違い調整手段４が出入りする方向で相対する位置となるようにしている。このように目違い調整手段４と当て部材６とが上記三ヶ所の位置それぞれで対応しており、目違い調整手段４それぞれの当接調整で、柱側接続鋼管１に対して鋼管大梁２を梁通り芯方向と直交する方向に相対的に移動させることができるようにしている。
例えば、上部に位置する目違い調整手段４を当て部材６に対して当接調整すれば、柱側接続鋼管１に対して鋼管大梁２が上下方向に移動し、また、左右側部の目違い調整手段４を、図示のように梁通り芯方向と交差する方向に配されている当て部材６に対して当接調整すれば、柱側接続鋼管１に対して鋼管大梁２が左右方向（梁通り芯に対して直交する側方）に移動し、これによって目違い調整が行なえるようになり、吊り込まれた鋼管大梁２を荷重受け部３で支持した状態で上記機能２、３を実施するものとなる。
【０００７】
上記目違い調整手段４自体はボルトの螺合により鋼管大梁２に取り付けられているものであることから、本溶接が終了した時点などにおいて鋼管大梁２から取り外すようにし、また、ボルト螺合部５において鋼管大梁２の外表面側にナットを配置したものである場合にはこのナットを削り取るようにする。このナットの取り除き自体は手間の要する作業とはならない。一方、目違い調整手段４に対応する当て部材６は鋼管の内方に位置するため、本溶接後での仕上げには何ら影響を及ぼさず、取り外す必要はない。
【０００８】
図において７は柱側接続鋼管１の端部における下部と鋼管大梁２の端部における下部とのそれぞれに梁通り芯方向に相対するようにして配置されたスパン調整用プラケットを示している。このスパン調整用ブラケット７はそれぞれ鋼管から外方に突出するようにして配置されたボルトに対してナット締めすることで固定されるものであり、ナットの取り付けや取り外しにてこのスパン調整用ブラケット７は鋼管それぞれに対して着脱可能に設けられている。
スパン調整用ブラケット７を取り付けるための上記ボルトは鋼管側に予め溶着されていてそのボルトをスパン調整用ブラケット７側に設けた取付孔などに通してナットなどの締付部材の締めにて取り付けられるものとして説明したが、この取付方法の他に、鋼管側に開口した取付孔にワンサイドボルトである締付部材を通してから、この締付部材を鋼管側に係止させた状態としながら締め付けてスパン調整用ブラケット７を取付固定するようにしてもよい。なお、前記ワンサイドボルトは、前記鋼管などの被係止物側にナットを配置しなくとも取付孔に通した後の締め付け時で引き抜き力が加わることで取付孔に通した側が拡径して被係止物側に係止するようにしたものであり、通常に使用されているものが採用できる。
【０００９】
このようにして取り付けられて対向状態にして配置されているスパン調整用ブラケット７の間を広げたり狭めたりすることでスパンの長さを調整するようにするもので、前記スパン調整用ブラケット７の間を広げたり狭めたりするに際しては別途に用意した機器を用いて行なう。
スパン調整用ブラケット７自体は上述したように締付部材にて着脱可能に取り付けられていることから、後述する本溶接が終了して柱側接続鋼管１と鋼管大梁２とが接続された状態となれば、締付部材を緩めてそれぞれの鋼管から取り外し、ボルトが溶接されている場合ではそのボルトの削り取りを行ない、取付孔に挿入係止させたワンサイドボルトを用いている場合ではボルト頭を切り取るようにしており、何れの場合でもスパン調整用ブラケット７を取り外した位置を平滑にすることは簡単に行なえる。そして、このスパン調整用ブラケット７は上記機能４を実施するものとなる。
【００１０】
図において８は建方時浮き上がり防止プレートを示している。この建方時浮き上がり防止プレート８は柱側接続鋼管１の端部における下部から鋼管大梁２の端部における下部に亘るようにして取り付けられ、上述したワンサイドボルトなどの締付部材を用いて止め付けられる。なお、この建方時浮き上がり防止プレート８はそれぞれの鋼管に強固に取り付けられるものではなく、目違い調整、スパン調整が行なえるように緩やかにして取り付けられ、荷重受け部３に掛け乗せた鋼管大梁２が浮き上がらないようにすることのみを防止するものである。
この建方時浮き上がり防止プレート８も上記スパン調整用ブラケット７と同様に鋼管側から突出配置されたボルトに対してナット締めすることで取り付けられ、或いはワンサイドボルトによる締付けにて取り付けられ、そして、所要時に前記ナットやワンサイドボルトの締付部材からの拘束を解くことで取り外し可能であり、取り外した個所を上述したスパン調整用ブラケット取付部分と同じように平滑にする処理が簡単に行なえる。
【００１１】
図において９は柱側接続鋼管１の端部から鋼管大梁２の端部に亘って掛け止めるようにして鋼管外表面に設けた固定プレートで、端部対向部分の外周に沿って複数箇所に配置される。この固定プレート９の前記両鋼管の端部への取付も、予め鋼管から外方に突出するように溶着固定されたボルトにその固定プレート９に設けた孔を通してナット締めしたり、鋼管端部に開口した取付孔に差入れたワンサイドボルトにて止め付けることで行なえる。そして、この固定プレート９の取付固定に関しては仮固定と本固定との段階的に行なうようにするものであり、さらには柱側接続鋼管１と鋼管大梁２とに対する本固定が終了した後にはナットやワンサイドボルトなどの締着部材による拘束を解くことができ、その拘束を解いて固定プレート９を取り外し、鋼管側に残るボルトを削り取ったり、ワンサイドボルトの頭を切り取るなどして固定プレート９が取り付けられていた箇所を平滑化できるようにしている。
【００１２】
第一の例では柱側接続鋼管１と鋼管大梁２との接続部において上記構造を有しており、建方の時点で各種調整を行なってから本溶接をし、その後、不要となる部材を取り外すことで柱側接続鋼管１と鋼管大梁２との接続が完了するものである。その手順を示すと、まず、柱側接続鋼管１の間に鋼管大梁２を吊り降ろし、柱側接続鋼管１の上記荷重受け部３に鋼管大梁２を掛け乗せる。
つぎにスパン調整用ブラケット７をレバーホイストなどの機器を掛けてスパン調整を行なう（スパン調整工程）。そして、上記目違い調整手段４で目違い調整し（目違い調整工程）、スパン調整と目違い調整した状態で固定プレート９を柱側接続鋼管１と鋼管大梁２とに渡して締付部材にて仮固定して連結状態とする（連結工程）。
柱側接続部材１と鋼管大梁２と固定プレートで９で仮固定した連結状態時に、柱を含めた建て入れ直しを行い、その後に固定プレート９の締付部材を本時めしてから本溶接を行い、溶接の進行に伴って固定プレート９を取り外していく。上記目違い調整手段４、スパン調整用ブラケット７、建方時浮き上がり防止プレート８を取り外し、鋼管から外方に突出しているボルトなどの締付部材がある場合にはこれを削り取るようにすることで、柱側接続鋼管と鋼管大梁２との接続部の周りが平滑になる。
【００１３】
上記第一の例では、柱側接続鋼管１と鋼管大梁２との端部それぞれにおいて上下方向での中央部分を段部としたクランク形状とし、柱側接続鋼管１の段部を荷重受け部としているが、本発明はこれに限定されるものではない。また、上記構造とした接続部に対して溶接を実施する時に自動溶接機を用いる場合、その自動溶接機が下方から上方へと移動しながら溶接していくタイプのものであるため、上下方向の中央部分にある段部で自動溶接機を盛り換える必要があり、四分の一周ごとに装置を盛り換える手間があって、不経済な点がある。この点を考慮した第二の例が図４に示されている。
【００１４】
第二の例では、図示されているように、柱側接続鋼管１と鋼管大梁２との端部それぞれにおける上端と下端とに段部を形成し、側方半分が梁通り芯方向に突出したクランク形状としている。この形態の場合、上記第一の例のように柱側接続鋼管の段部を荷重受け部とすることができないので、図４に示すように、柱側接続鋼管１と鋼管大梁２との端部における下側の両段部にプレートを渡し、そのプレートを段部それぞれに着脱可能に取り付けることで荷重受け部３を構成しているとともに、鋼管大梁２の突出側の端部に対応する柱側接続鋼管１の端部における下側にもプレートを着脱可能に取り付けてなる荷重受け部３を設け、この二位置での荷重受け部３で吊り込まれた鋼管大梁２を支持しているものである。
この第二の例において、図６に示されているように鋼管大梁２の上部側の段部に上述と同じ構造のボルトからなる目違い調整手段４が設けられ、この鋼管大梁２側の段部に相対する柱側接続鋼管１の段部の鋼管内方から、前記目違い調整手段４を受ける当て部材６が延設されている。そして、この当て部材６にあっては、図６に示されているようにその先端上部を上方に向けて傾斜させていて、この傾斜部分に鋼管大梁２側の内面に位置させた梁側ガイドプレート１０が対応するようにしている。前記梁側ガイドプレート１０は断面を略三角形としていて、梁側ガイドプレート１０の傾斜面を前記当て部材６先端上部の傾斜部分と接することができるようにしている。この当て部材６の傾斜部分に前記梁側ガイドプレート１０を案内させることで、建方時に鋼管大梁２を柱側接続鋼管１へと案内させ易くし、また、荷重受け部３に鋼管大梁２の荷重を受けさせる建方時にその鋼管大梁２が柱側接続鋼管１から離れる方向に回転することを防止するようにしている。即ち、鋼管大梁２が柱側接続鋼管１から離れる方向に転がろうとすると、当て部材６と梁側ガイドプレート１０とが干渉し合って鋼管大梁２の回転を生じさせないようにしてる。
目違い調整手段４は他の部分にも位置していて、例えば図示されているように、鋼管大梁２の上下方向の中央部分での端部の位置にこの目違い調整手段４を設けており、この上下方向の中央部分に位置する目違い調整手段４に対しての当て部材６は柱側接続鋼管１から梁通り芯方向に延設されて鋼管大梁２の内部空間側に位置するようにしている。なお、固定プレートは図示されていないが、上述した第一の例と同じように鋼管の外周面において柱側接続鋼管１の端部から鋼管大梁２の端部に亘るようにして取付けられる。
【００１５】
第二の例においては柱側接続鋼管１の端部と鋼管大梁２の端部とのそれぞれの段部が上下に位置していることから、溶接する際に自動溶接機を用いた場合では、鋼管の周囲方向において鋼管下部から鋼管上部へとほぼ半周ずつ連続的に行なえ、自動溶接機を盛り換える回数が少なく効率的なものとなる。
この第二の例においても溶接の進行に伴って、また、溶接が終了した時点で、鋼管外周面から突出している部材は締付部材による拘束を解いて取り外し、溶着されたボルトが突出している部分ではこれを削り取るようにして平滑にする。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明した本発明により、柱側接続鋼管の端部と鋼管大梁の端部とを相対させた接続部にボルトからなる目違い調整手段がねじ付けして取り付けられているとともに、スパン調整用ブラケットもボルト接合して取り付けられていることから、柱側接続鋼管と鋼管大梁との溶接終了後にこれら目違い調整手段とスパン調整用ブラケットとを取り外すことで鋼管外表面の平滑化が簡単に行なえ、鋼管から突出するボルトにて目違い調整手段やスパン調整用ブラケットが取付支持されていた場合でも、そのボルトの削り取りに手間を要することがない。また、柱側接続鋼管の端部と鋼管大梁との端部とを連結する固定プレートもボルト接合しているため、鋼管内周面に位置させたり鋼管外周面に位置させることができ、そして、鋼管内周面に位置させた場合では溶接後の取り外しは不要となり、外周面に位置させた場合でもボルトへの止め付けるナットやワンサイドボルトなどの締付部材を用いて固定プレートを着脱可能に取り付けることができ、溶接後に前記締付部材による拘束を解くことで簡単にこの固定プレートを取り外せるようになり、鋼管外周面での固定プレートが取り付けられていた箇所の平滑化が極めて簡単に行なえるなど、実用性に優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼管大梁の接続構造の第一の例における接続部を側方から見た状態で示す説明図である。
【図２】接続部における鋼管内部を示す説明図である。
【図３】目違い調整手段と荷重受け部を示す説明図である。
【図４】第二の例における接続部を示す説明図である。
【図５】鋼管内部を示す説明図である。
【図６】目違い調整手段と荷重受け部を示す説明図である。
【符号の説明】
１…柱側接続鋼管
２…鋼管大梁
３…荷重受け部
４…目違い調整手段
５…ボルト螺合部
６…当て部材
７…スパン調整用ブラケット
９…固定プレート
【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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