(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造において、角形鋼管柱の外周に４分割した補強部材片からなる補強部材の上下が溶接されており、スカラップが設けられたＨ形鋼梁のフランジと補強部材の溶接部に裏当金が溶接され、且つ補強部材片の開先に裏当金が溶接されており、角形鋼管柱と補強部材とＨ形鋼梁のフランジとがフランジの幅方向に一体に溶接されるとともに、角形鋼管柱とこの角形鋼管柱の外周に溶接された補強部材とこの補強部材の縦方向の開先の間に入れ込まれたＨ形鋼梁のウエブとがウエブの縦方向に一体に溶接されていることを特徴とする角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造。
【請求項２】
角形鋼管柱の幅に比べてフランジの幅が小さい場合に、Ｈ形鋼梁が溶接されていない角形鋼管柱の部分とＨ形鋼梁のフランジとがリブで溶接されていることを特徴とする請求項１記載の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造。
【請求項３】
角形鋼管柱の外周に４分割した補強部材片からなる補強部材の上下を溶接し、補強部材の縦方向の開先の間にスカラップが設けられたＨ形鋼梁のウエブを入れ込んでＨ形鋼梁をセットし、Ｈ形鋼梁のフランジと補強部材の溶接部に裏当金を溶接し、補強部材片の開先に裏当金を溶接した後、角形鋼管柱と補強部材とＨ形鋼梁のフランジとをフランジの幅方向に一体に溶接し、角形鋼管柱と補強部材とＨ形鋼梁のウエブとをウエブの縦方向に一体に溶接することを特徴とする角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の施工方法。
【請求項４】
角形鋼管柱の幅に比べてフランジの幅が小さい場合に、Ｈ形鋼梁が溶接されていない角形鋼管柱の部分とＨ形鋼梁のフランジとがリブで溶接されることを特徴とする請求項３記載の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨建築、橋梁などの鉄骨構造物において角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合部の強度を向上させるための角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合部の補強構造およびその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
角形鋼管柱とＨ形鋼梁とを溶接により接合して鉄骨構造物を構築することが行われている。角形鋼管柱とＨ形鋼梁とを接合した場合、Ｈ形鋼梁に大きな応力が作用し、角形鋼管柱に応力が集中して変形が生じるのを防ぐ必要がある。その構造のひとつとして通しダイヤフラムを利用する構造が知られている。
【０００３】
図６（ａ）は従来の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の斜視図、（ｂ）は接合施工方法の説明図である。
【０００４】
従来の接合部の強度を向上させるための角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造は、図６（ａ）に示すように、角形鋼管柱１に溶接された上下の通しダイヤフラム７にＨ形鋼梁２のフランジ２ｂが溶接により接合されている。
【０００５】
前記通しダイヤフラム７を使用した接合施工方法は、図６（ｂ）に示すように、角形鋼管柱を上部柱１ａと中間部（いわゆるサイコロ）１ｃと下部柱１ｂとに切断する。切断は、サイコロ１ｃと上部柱１ａおよび下部柱１ｂとの間に通す通しダイヤフラム７の厚みなどを考慮し、溶接による組立後に所定の長さとなるように行う。
【０００６】
切断した上部柱１ａと下部柱１ｂの各切断面、およびサイコロ１ｃの上下の切断面にそれぞれに開先を設ける。
【０００７】
次いで、上部柱１ａとサイコロ１ｃの間、およびサイコロ１ｃと下部柱１ｂの間にそれぞれ四角形の通しダイヤフラム７を通してセットし、裏当て金５を溶接で固定した後、上部柱１ａとサイコロ１ｃと下部柱１ｂと通しダイヤフラム７の各接続部を溶接して一体化する。通しダイヤフラム７は、Ｈ形鋼梁を溶接するため、角形鋼管柱１の外周から突出する大きさとする。
【０００８】
その後、通しダイヤフラム７にＨ形鋼梁２のフランジ２ｂを付き合わせ溶接して接合する。なお、Ｈ形鋼梁の溶接部分にはスカラップ４を設ける。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記通しダイヤフラムを利用した接合構造は、角形鋼管柱を切断する必要があり、その際、精度よく切断しないと、溶接後に所定の寸法にならないという問題点がある。また、上部柱と下部柱の各切断面、およびサイコロの上下の切断面にそれぞれに開先を設ける必要があるため、開先加工箇所が多く、且つ溶接箇所が多いため、溶接作業に手間が掛かるという欠点がある。
【００１０】
そこで、本発明は、角形鋼管柱を切断する必要がなく、且つ溶接作業に手間が掛からない角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造およびその施工方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造は、角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造において、角形鋼管柱の外周に４分割した補強部材片からなる補強部材の上下が溶接されており、スカラップが設けられたＨ形鋼梁のフランジと補強部材の溶接部に裏当金が溶接され、且つ補強部材片の開先に裏当金が溶接されており、角形鋼管柱と補強部材とＨ形鋼梁のフランジとがフランジの幅方向に一体に溶接されるとともに、角形鋼管柱とこの角形鋼管柱の外周に溶接された補強部材とこの補強部材の縦方向の開先の間に入れ込まれたＨ形鋼梁のウエブとがウエブの縦方向に一体に溶接されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の施工方法は、角形鋼管柱の外周に４分割した補強部材片からなる補強部材の上下を溶接し、補強部材の縦方向の開先の間にスカラップが設けられたＨ形鋼梁のウエブを入れ込んでＨ形鋼梁をセットし、Ｈ形鋼梁のフランジと補強部材の溶接部に裏当金を溶接し、補強部材片の開先に裏当金を溶接した後、角形鋼管柱と補強部材とＨ形鋼梁のフランジとをフランジの幅方向に一体に溶接し、角形鋼管柱と補強部材とＨ形鋼梁のウエブとをウエブの縦方向に一体に溶接することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施例１
図１は本発明の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の斜視図、図２は同水平断面図、図３は同縦断面図および溶接部の部の拡大図、図４は同一部水平断面図および接合部の拡大図である。
【００１４】
図１および図２において、本発明の接合構造は、角形鋼管柱１にＨ形鋼梁２が角形鋼管柱１を取り囲む補強部材３を介して溶接により接合された構造となっている。
【００１５】
図３および図４において、角形鋼管柱１の外周には４分割した補強部材片３ａからなる補強部材３が仮付けされた後、補強部材３の上下を角形鋼管柱１に溶接する。補強部材３の高さは、Ｈ形鋼梁２のフランジ２ｂ間の高さとほぼ同一の寸法にする。
【００１６】
補強部材片３ａを縦方向に溶接する開先３ｂは、図３の拡大図に示すように、Ｈ形鋼梁２のウエブ２ａに対応する位置に形成し、ウエブ２ａが開先３ｂの間に入り込むように形成する。Ｈ形鋼梁２には溶接線が交差するのを避けるため、スカラップ４を設ける。
【００１７】
次ぎに、溶接手順について説明する。角形鋼管柱１に溶接された補強部材３の開先３ｂの間にＨ形鋼梁２のウエブ２ａを入れ込んでセットする。その後、フランジ２ｂと補強部材３の溶接部に裏当金５を溶接し、補強部材片３ａの開先３ｂに溶接金属が落ちないように裏当金５ａを溶接した後、フランジ２ｂと角形鋼管柱１と補強部材３をフランジの幅方向に一体に溶接する。次いで、角形鋼管柱１、ウエブ３ａおよび補強部材３を縦方向に一体に溶接する。
【００１８】
本実施例では、補強部材を使用することにより、角形鋼管柱を切断する必要がなく、溶接箇所が少ないので作業時間を大幅に短縮することができる。
【００１９】
実施例２
図５は本発明の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の別実施例を示し、（ａ）は水平断面図、（ｂ）は縦断面図で、実施例１と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。本実施例は、角形鋼管柱の幅に比べてフランジの幅が小さい場合に、応力集中の不均衡を防ぐためのものである。
【００２０】
図５において、実施例１と同様にして角形鋼管柱１とＨ形鋼梁２を補強部材３を用いて溶接する。Ｈ形鋼梁２が溶接されていない角形鋼管柱１の部分とＨ形鋼梁２のフランジ２ｂとをリブ６で溶接して、Ｈ形鋼梁２に加わる応力を分散させる。溶接には、裏当て金５を使用して行う。
【００２１】
角形鋼管柱の幅に比べてフランジの幅が小さい場合に、リブを使用することにより応力集中が緩和されて強度的により安定する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明では、補強部材を使用し、角形鋼管柱を切断することなくＨ形鋼梁を接合することができだけでなく、溶接箇所が従来の通しダイヤフラムを使用した従来の接合構造に比べて大幅に低減されるので作業時間を大幅に短縮することができる。
【００２３】
角形鋼管柱の幅に比べてＨ形鋼梁のフランジの幅が小さい場合に、補強部材を使用し、さらにリブを角形鋼管柱とＨ形鋼梁に溶接することにより応力集中の不均衡を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の斜視図である。
【図２】  本発明の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の水平断面図である。
【図３】  本発明の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の縦断面図および溶接部の部の拡大図である。
【図４】  本発明の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の一部水平断面図である。
【図５】  本発明の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の別実施例を示し、（ａ）は水平断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図６】  （ａ）は従来の角形鋼管柱とＨ形鋼梁との接合構造の斜視図、（ｂ）は接合施工方法の説明図である。
【符号の説明】
１：角形鋼管柱
２：Ｈ形鋼梁
２ａ：ウエブ
２ｂ：フランジ
３：補強部材
３ａ：補強部材片
３ｂ：開先
４：スカラップ
５：５ａ：裏当金
６：リブ
７：通しダイヤフラム
【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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