JP6349647B2 - 接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、接合方法に関する。特に、鉄骨柱と、上フランジと下フランジとウェブとを備えた鉄骨梁と、を接合する接合方法に関する。

当該接合方法としては、下フランジの幅方向に延びる開先を下フランジに形成し当該開先に対して溶接を行う手順を含むものが知られている。

特開平１０−２６３８１０号公報

しかしながら、上記手順においては、接合（溶接）作業の効率が良好でない場合があった。そのため、当該効率を上げたいとの要請があった。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、鉄骨柱と鉄骨梁の接合作業を簡略化することにある。

主たる本発明は、鉄骨柱と、上フランジと下フランジとウェブとを備えたノンスカラップの鉄骨梁と、を接合する接合方法であって、
予め工場で、前記下フランジの幅方向に延びる下フランジ外開先を前記下フランジに形成するステップと、
現場で、前記下フランジ外開先の裏側へ当てるための下フランジ裏当て金であって分割された第一下フランジ裏当て金及び第二下フランジ裏当て金を、前記第一下フランジ裏当て金と前記第二下フランジ裏当て金とが前記幅方向において前記ウェブを挟んだ状態で前記ウェブから見て互いに反対側に位置するように、前記下フランジ外開先に対応させて設けるステップと、
前記現場で、前記第一下フランジ裏当て金が当てられた前記下フランジ外開先の部位から前記第二下フランジ裏当て金が当てられた前記下フランジ外開先の部位まで連続的に上向き溶接を行うステップと、
を有し、
前記ウェブの水平方向の端部は、前記ウェブの全高に亘り上下方向に直線状に形成され、前記ウェブの水平方向の端部の下端は、前記下フランジ外開先における前記下フランジの水平方向の端部と接合していることを特徴とする接合方法である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、鉄骨柱と鉄骨梁の接合作業を簡略化することが可能となる。

本実施の形態に係る接合構造の概略側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ―Ｂ断面図である。 外開先周辺の拡大図である。 分割された第一上フランジ裏当て金２４（第一下フランジ裏当て金３４）及び第二上フランジ裏当て金２６（第二下フランジ裏当て金３６）の形状を表した図である。 本実施の形態に係る接合方法の手順を示した図である。 従来例に係る接合構造の概略側面図である。 第二実施形態に係る接合構造の概略側面図である。 図８のＡ−Ａ断面図である。 第三実施形態に係る接合構造の概略側面図である。 図１０のＡ−Ａ断面図である。 第四実施形態に係る接合構造の概略側面図である。 図１２のＡ−Ａ断面図である。 図１２のＢ―Ｂ断面図である。 第五実施形態に係る接合構造の概略断面図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。

鉄骨柱と、上フランジと下フランジとウェブとを備えたノンスカラップの鉄骨梁と、を接合する接合方法であって、
前記下フランジの幅方向に延びる下フランジ外開先を前記下フランジに形成するステップと、
前記下フランジ外開先の裏側へ当てるための下フランジ裏当て金であって分割された第一下フランジ裏当て金及び第二下フランジ裏当て金を、前記第一下フランジ裏当て金と前記第二下フランジ裏当て金とが前記幅方向において前記ウェブを挟んだ状態で前記ウェブから見て互いに反対側に位置するように、前記下フランジ外開先に対応させて設けるステップと、
前記第一下フランジ裏当て金が当てられた前記下フランジ外開先の部位から前記第二下フランジ裏当て金が当てられた前記下フランジ外開先の部位まで連続的に上向き溶接を行うステップと、
を有することを特徴とする接合方法。
かかる場合には、鉄骨柱と鉄骨梁の接合作業を簡略化することが可能となる。

また、前記下フランジ裏当て金を設けるステップにおいては、前記下フランジと前記ウェブの接合部に前記下フランジ裏当て金が当接するように、前記下フランジ裏当て金を前記下フランジ外開先に対応させて設け、
前記接合部の形状に合わせて、前記下フランジ裏当て金の前記接合部に当接する当接部分の形状を加工するステップをさらに有することとしてもよい。
かかる場合には、下フランジ裏当て金の機能を適切に発揮させることが可能となる。

また、前記ウェブは、前記鉄骨柱との間に隙間を備えており、
前記下フランジ裏当て金を設けるステップにおいては、前記隙間において前記第一下フランジ裏当て金と前記第二下フランジ裏当て金とが接触するように、前記第一下フランジ裏当て金及び前記第二下フランジ裏当て金を設けることとしてもよい。
かかる場合には、連続的に上向き溶接を行う際に溶融物が隙間をすり抜けることを抑止することが可能となる。

また、前記鉄骨柱に予め取り付けられているシアプレートに、前記ウェブを接合するステップをさらに有することとしてもよい。
かかる場合には、現場での鉄骨柱と鉄骨梁の接合作業がより簡略化される。

また、前記ウェブを接合するステップにおいては、高力ボルトを用いて前記ウェブを前記シアプレートに摩擦接合することとしてもよい。
かかる場合には、鉄骨柱と鉄骨梁のシアプレートを介した接合がより確実なものとなる。

また、前記ウェブを接合するステップにおいては、前記ウェブを前記シアプレートにすみ肉接合することとしてもよい。
かかる場合には、コストの安いボルトを使用することができ、さらに、その本数も減らすことができる。

また、前記鉄骨梁は、水平ハンチ又は鉛直ハンチを備えることとしてもよい。
かかる場合には、鉄骨梁を強固にしつつ、鉄骨柱と鉄骨梁の接合作業を簡略化することが可能となる。

また、前記上向き溶接を行うステップにおいては、溶接ロボットが前記上向き溶接を行うこととしてもよい。
かかる場合には、段取り替えが生ずることなく、鉄骨柱と鉄骨梁の接合作業が簡略化される。

＝＝＝本実施の形態に係る接合構造及び接合方法について＝＝＝
先ず、本実施の形態に係る接合構造及び接合方法について、図１乃至図５を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る接合構造の概略側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１のＢ―Ｂ断面図である。図４は、外開先周辺の拡大図であり、図４の上図と下図は、それぞれ上フランジ外開先１３の拡大図と下フランジ外開先１５の拡大図である。図５は、分割された第一上フランジ裏当て金２４（第一下フランジ裏当て金３４）及び第二上フランジ裏当て金２６（第二下フランジ裏当て金３６）の形状を表した図である。

この接合構造は、鉄骨造１における接合構造であり、当該鉄骨造１は、上下方向（鉛直方向）に延びる鉄骨柱５と水平方向に延びる鉄骨梁１０により構成されている。すなわち、図１に示すように、長手方向が上下方向に沿った鉄骨柱５に、長手方向が水平方向に沿った鉄骨梁１０が接合されている。

本実施の形態に係る鉄骨柱５は、図１及び図２に示すように、柱本体６と当該柱本体６を貫通するダイヤフラム７とを備えている。すなわち、本実施の形態における柱梁接合形式は、所謂梁貫通形式（通しダイヤフラム形式）となっている。

また、本実施の形態に係る鉄骨梁１０は、H形鋼であり、図１に示すように、フランジ（上フランジ１２及び下フランジ１４）とウェブ１６を有している。そして、本実施の形態において、鉄骨梁１０は、ノンスカラップ（形式）の鉄骨梁である。すなわち、鉄骨梁１０のウェブ１６には、図１に示すように、所謂スカラップが設けられていない。

そして、鉄骨柱５と鉄骨梁１０は、僅かな隙間を隔てて互いに対向するように設けられている。すなわち、図１に示すように、鉄骨柱５のダイヤフラム７と鉄骨梁１０のフランジ（上フランジ１２及び下フランジ１４）とが、上下方向において略同じ高さ位置に位置しており、当該ダイヤフラム７と当該フランジ（上フランジ１２及び下フランジ１４）は、間に隙間Ｇ１（図４参照）を有した状態で水平方向において対向している。また、鉄骨柱５の柱本体６と鉄骨梁１０のウェブ１６とが、上下方向において略同じ高さ位置に位置しており、当該柱本体６と当該ウェブ１６は、間に隙間Ｇ２（図１参照）を有した状態で水平方向において対向している（換言すれば、ウェブ１６は、鉄骨柱５との間に隙間Ｇ２を備えている）。なお、図１及び図４に示すように、フランジ（上フランジ１２及び下フランジ１４）の端（上フランジ端１２ａ及び下フランジ端１４ａ）とウェブ１６の端（ウェブ端１６ａ）の水平方向における位置が略同じであるのに対し、ダイヤフラム７の端（ダイヤフラム端７ａ）は、柱本体６の端（柱本体端６ａ）よりも、鉄骨梁１０に近い位置に位置している。そのため、隙間Ｇ２の大きさは隙間Ｇ１の大きさよりも大きくなっている。

そして、このように配置された鉄骨柱５と鉄骨梁１０は、以下のように接合されている。

すなわち、上フランジ１２と下フランジ１４には、それぞれ溶接（具体的には、突き合わせ溶接）を行うための開先（つまり、上フランジ１２や下フランジ１４の幅方向に延びる開先）が形成され、本実施の形態において、これらの開先は、いずれも外開先（外側に向かって開いた開先。すなわち、上フランジ１２においては、上側に向かって開き、下フランジ１４においては、下側に向かって開いた開先）となっている（便宜上、上フランジ外開先１３及び下フランジ外開先１５と呼ぶ）。なお、上フランジ外開先１３（下フランジ外開先１５）は、図１及び図４に示すように、上フランジ１２（下フランジ１４）の端部が斜めに削ぎ落とされることにより形成されている。

また、前述したとおり、ダイヤフラム７とフランジ（上フランジ１２及び下フランジ１４）との間には隙間Ｇ１が存在するため、外開先に対し突き合わせ溶接を行った際に溶融物が隙間Ｇ１から漏れないようにする必要がある。そして、かかる漏れの発生を防ぐために、外開先の裏側へ当てるための裏当て金２０が外開先に対応させて設けられている。すなわち、上フランジ外開先１３の裏側へ当てるための上フランジ裏当て金２２が上フランジ外開先１３に対応させて設けられ、下フランジ外開先１５の裏側へ当てるための下フランジ裏当て金３２が下フランジ外開先１５に対応させて設けられている。

上フランジ裏当て金２２について、より具体的に説明する。上フランジ裏当て金２２は、鉄等の金属製の薄板であり、図２に示すように、薄板の長手方向中央部に切り欠き部２２ａを備えた長方形状を有している。

また、上フランジ裏当て金２２は、図１に示すように、上フランジ１２の下方において上フランジ１２に接触した状態で設けられている。そして、図２及び図４に示すように、上フランジ裏当て金２２の鉄骨柱５に近い側の短手方向における一端（短手方向一端２２ｂと呼ぶ）の水平方向における位置は、ダイヤフラム端７ａの水平方向における位置に一致している。

また、図２に示すように、上フランジ裏当て金２２の鉄骨柱５から遠い側の短手方向における短手方向他端は、上フランジ裏当て金２２に切り欠き部２２ａが設けられているため、２箇所（切り欠き部２２ａがある部分とない部分。前者を第一短手方向他端２２ｃ、後者を第二短手方向他端２２ｄと呼ぶ）存在する。

ここで、切り欠き部２２ａが設けられている理由について説明すると、図１及び図２から理解されるように、仮に切り欠き部２２ａが存在しないとすると、上フランジ裏当て金２２とウェブ１６との間に物理的な干渉が発生し上フランジ裏当て金２２の設置が不可能となってしまう。そのため、図２に示すように、当該干渉を発生させないためにウェブ１６が切り欠き部２２ａに嵌合する（すなわち、ウェブ１６が切り欠き部２２ａに嵌合した状態で接触している）ように切り欠き部２２ａが備えられている。したがって、第一短手方向他端２２ｃの水平方向における位置は、ウェブ端１６ａの水平方向における位置に一致している（換言すれば、第一短手方向他端２２ｃはウェブ端１６ａに接触している）。

また、図２に示すように、上フランジ裏当て金２２は、上フランジ１２の幅方向における一端から他端までの全ての上フランジ外開先１３をカバーするように設けられている。すなわち、図２に示すように、上フランジ裏当て金２２の長手方向における一端（長手方向一端２２ｅと呼ぶ）は、上フランジ１２の幅方向における一端１２ｂよりも外側に位置し、上フランジ裏当て金２２の長手方向における他端（長手方向他端２２ｆと呼ぶ）は、上フランジ１２の幅方向における他端１２ｃよりも外側に位置している。

また、上フランジ裏当て金２２は、図５に示すように、上フランジ裏当て金２２の設置の便宜を図るために（設置方法については後述する）、分割された二つの裏当て金（第一上フランジ裏当て金２４及び第二上フランジ裏当て金２６と呼ぶ）から成っている（上フランジ裏当て金２２は、二つに分割されている）。本実施の形態に係る上フランジ裏当て金２２は、上フランジ裏当て金２２のうち、ウェブ１６（換言すれば、切り欠き部２２ａ）と鉄骨柱５との間に位置する部分（双方に挟まれた部分。すなわち、前述した隙間Ｇ２に位置する部分）で、分割されている。換言すれば、上フランジ裏当て金２２の長手方向における分割位置は、ウェブ１６に（又は、切り欠き部２２ａに）対応する位置に位置している。

したがって、第一上フランジ裏当て金２４及び第二上フランジ裏当て金２６は、上フランジ１２の幅方向においてウェブ１６を挟んだ状態でウェブ１６から見て互いに反対側に位置するように、上フランジ外開先１３に対応させて設けられている。さらに、隙間Ｇ２において第一上フランジ裏当て金２４と第二上フランジ裏当て金２６とが接触するように、第一上フランジ裏当て金２４と第二上フランジ裏当て金２６とが設けられている。

より具体的には、本実施の形態において、上フランジ裏当て金２２はその長手方向における中央で分割されている。そのため、第一上フランジ裏当て金２４と第二上フランジ裏当て金２６は、同じ大きさと形状を有している。そして、第一上フランジ裏当て金２４は、矩形状の本体部分（第一本体部分２４ａと呼ぶ）と当該第一本体部分２４ａから前記長手方向に延出した延出部分（第一延出部分２４ｂと呼ぶ）とを備え、また、第二上フランジ裏当て金２６は、矩形状の本体部分（第二本体部分２６ａと呼ぶ）と当該第二本体部分２６ａから前記長手方向に延出した延出部分（第二延出部分２６ｂと呼ぶ）とを備えており、図２及び図５に示すように、当該第一延出部分２４ｂと当該第二延出部分２６ｂとが向き合った状態で、双方の延出部分の端が接触している。

次に、下フランジ裏当て金３２について説明するが、下フランジ裏当て金３２も上フランジ裏当て金２２と同様の構成を備えている。

すなわち、下フランジ裏当て金３２も、鉄等の金属製の薄板であり、図２に示すように、薄板の長手方向中央部に切り欠き部３２ａを備えた長方形状を有している。

また、下フランジ裏当て金３２は、図１に示すように、下フランジ１４の上方において下フランジ１４に接触した状態で設けられている。そして、図２及び図４に示すように、下フランジ裏当て金３２の鉄骨柱５に近い側の短手方向における一端（短手方向一端３２ｂと呼ぶ）の水平方向における位置は、ダイヤフラム端７ａの水平方向における位置に一致している。

また、図２に示すように、下フランジ裏当て金３２の鉄骨柱５から遠い側の短手方向における短手方向他端は、下フランジ裏当て金３２に切り欠き部３２ａが設けられているため、２箇所（切り欠き部３２ａがある部分とない部分。前者を第一短手方向他端３２ｃ、後者を第二短手方向他端３２ｄと呼ぶ）存在する。

ここで、切り欠き部３２ａが設けられている理由は、切り欠き部２２ａが設けられている既述の理由と同様であり、したがって、図２に示すように、前述した干渉を発生させないためにウェブ１６が切り欠き部３２ａに嵌合する（すなわち、ウェブ１６が切り欠き部３２ａに嵌合した状態で接触している）ように切り欠き部３２ａが備えられている。したがって、第一短手方向他端３２ｃの水平方向における位置は、ウェブ端１６ａの水平方向における位置に一致している（換言すれば、第一短手方向他端３２ｃはウェブ端１６ａに接触している）。

また、図２に示すように、下フランジ裏当て金３２は、下フランジ１４の幅方向における一端から他端までの全ての下フランジ外開先１５をカバーするように設けられている。すなわち、図２に示すように、下フランジ裏当て金３２の長手方向における一端（長手方向一端３２ｅと呼ぶ）は、下フランジ１４の幅方向における一端１４ｂよりも外側に位置し、下フランジ裏当て金３２の長手方向における他端（長手方向他端３２ｆと呼ぶ）は、下フランジ１４の幅方向における他端１４ｃよりも外側に位置している。

また、下フランジ裏当て金３２は、図５に示すように、下フランジ裏当て金３２の設置の便宜を図るために（設置方法については後述する）、分割された二つの裏当て金（第一下フランジ裏当て金３４及び第二下フランジ裏当て金３６と呼ぶ）から成っている（下フランジ裏当て金３２は、二つに分割されている）。本実施の形態に係る下フランジ裏当て金３２は、下フランジ裏当て金３２のうち、ウェブ１６（換言すれば、切り欠き部３２ａ）と鉄骨柱５との間に位置する部分（双方に挟まれた部分。すなわち、前述した隙間Ｇ２に位置する部分）で、分割されている。換言すれば、下フランジ裏当て金３２の長手方向における分割位置は、ウェブ１６に（又は、切り欠き部３２ａに）対応する位置に位置している。

したがって、第一下フランジ裏当て金３４及び第二下フランジ裏当て金３６は、下フランジ１４の幅方向においてウェブ１６を挟んだ状態でウェブ１６から見て互いに反対側に位置するように、下フランジ外開先１５に対応させて設けられている。さらに、隙間Ｇ２において第一下フランジ裏当て金３４と第二下フランジ裏当て金３６とが接触するように、第一下フランジ裏当て金３４と第二下フランジ裏当て金３６とが設けられている。

より具体的には、本実施の形態において、下フランジ裏当て金３２はその長手方向における中央で分割されている。そのため、第一下フランジ裏当て金３４と第二下フランジ裏当て金３６は、同じ大きさと形状を有している。そして、第一下フランジ裏当て金３４は、矩形状の本体部分（第一本体部分３４ａと呼ぶ）と当該第一本体部分３４ａから前記長手方向に延出した延出部分（第一延出部分３４ｂと呼ぶ）とを備え、また、第二下フランジ裏当て金３６は、矩形状の本体部分（第二本体部分３６ａと呼ぶ）と当該第二本体部分３６ａから前記長手方向に延出した延出部分（第二延出部分３６ｂと呼ぶ）とを備えており、図２及び図５に示すように、当該第一延出部分３４ｂと当該第二延出部分３６ｂとが向き合った状態で、双方の延出部分の端が接触している。

そして、第一裏当て金が当てられた外開先の部位から第二裏当て金が当てられた外開先の部位まで連続的に突き合わせ溶接が行われることにより、鉄骨柱５と鉄骨梁１０が（具体的には、鉄骨柱５のダイヤフラム７と鉄骨梁１０のフランジとが）接合されている。

すなわち、ダイヤフラム７と上フランジ１２との接合については、第一上フランジ裏当て金２４が当てられた上フランジ外開先１３の部位から第二上フランジ裏当て金２６が当てられた上フランジ外開先１３の部位まで連続的に突き合わせ溶接が行われることにより、鉄骨柱５と鉄骨梁１０が接合されている。より具体的には、上フランジ１２の幅方向における一端１２ｂから上フランジ１２の幅方向における他端１２ｃまで上フランジ外開先１３に対し前記幅方向に沿って連続的に下向き溶接（つまり、溶接姿勢が下向き姿勢である突き合わせ溶接）が行われることにより、鉄骨柱５と鉄骨梁１０が接合されている。

一方、ダイヤフラム７と下フランジ１４との接合については、第一下フランジ裏当て金３４が当てられた下フランジ外開先１５の部位から第二下フランジ裏当て金３６が当てられた下フランジ外開先１５の部位まで連続的に突き合わせ溶接が行われることにより、鉄骨柱５と鉄骨梁１０が接合されている。より具体的には、下フランジ１４の幅方向における一端１４ｂから下フランジ１４の幅方向における他端１４ｃまで下フランジ外開先１５に対し前記幅方向に沿って連続的に上向き溶接（つまり、溶接姿勢が上向き姿勢である突き合わせ溶接）が行われることにより、鉄骨柱５と鉄骨梁１０が接合されている。

また、本実施の形態に係る鉄骨柱５と鉄骨梁１０との接合構造については、ダイヤフラム７とフランジの上述した接合のみではなく、以下の接合構造が備えられている。すなわち、図１に示すように、鉄骨柱５に予め備えられているシアプレート４０にウェブ１６が高力ボルト４５を用いて摩擦接合されている。

シアプレート４０は矩形状の薄板であり、図１及び図３に示すように、シアプレート４０の短手方向一端が、シアプレート４０とウェブ１６とがウェブ１６（シアプレート４０）の厚み方向（法線方向）において重なるように、鉄骨柱５に取り付けられている。そして、図１に示すように、シアプレート４０とウェブ１６とが、８個の高力ボルト４５により摩擦接合されている（したがって、シアプレート４０の一方の面とウェブ１６の一方の面が接触している）。

次に、本実施の形態に係る接合方法、すなわち、鉄骨柱５と、上フランジ１２と下フランジ１４とウェブ１６とを備えたノンスカラップの鉄骨柱５と、を接合する接合方法について、図６を参照しつつ説明する。図６は、本実施の形態に係る接合方法の手順を示した図である。

上述したとおり、本実施の形態においては、２種類の接合、すなわち、ダイヤフラム７とフランジの接合とシアプレート４０とウェブ１６の接合が行われるが、後者の方が前者よりも先に行われる。

すなわち、先ず、作業者は、鉄骨柱５に予め取り付けられているシアプレート４０（つまり、鉄骨柱５へのシアプレート４０の取り付けは現場ではなく工場で行われ（ステップＳ１）、シアプレート４０が取り付けられた鉄骨柱５が現場へ運ばれる）にウェブ１６を接合する（ステップＳ３）。具体的には、８個の高力ボルト４５を用いて、シアプレート４０にウェブ１６を摩擦接合する。

次に、作業者が、現場でダイヤフラム７とフランジの接合を行うが、外開先の形成は予め工場で行っておく（ステップＳ１）。すなわち、鉄骨梁１０の上フランジ１２と下フランジ１４に対し、端部を斜めに削ぎ落とす開先加工を工場で行っておく。したがって、ステップＳ３の接合後に、ダイヤフラム７とフランジの接合を開始する際には、上フランジ外開先１３及び下フランジ外開先１５は既に存在していることとなる。

ダイヤフラム７とフランジの接合においては、２つの手順、すなわち、裏当て金２０を設ける手順（ステップＳ５）と外開先に対して突き合わせ溶接を行う手順（ステップＳ７）とを備える。なお、上フランジ裏当て金２２と下フランジ裏当て金３２の設置はどちらを先に行ってもよいが、本実施の形態においては、上フランジ裏当て金２２の設置を先に行う。

すなわち、先ず、作業者は、上フランジ裏当て金２２（すなわち、分割された第一上フランジ裏当て金２４及び第二上フランジ裏当て金２６）を、第一上フランジ裏当て金２４と第二上フランジ裏当て金２６とが上フランジ１２の幅方向においてウェブ１６を挟んだ状態でウェブ１６から見て互いに反対側に位置するように、上フランジ外開先１３に対応させて設ける。

この際に、作業者は、第一上フランジ裏当て金２４を、ウェブ１６から見て前記一端１２ｂ側からウェブ１６へ向けて（つまり、一端１２ｂから前記他端１２ｃへ向かう方向に）移動させて設置し、第二上フランジ裏当て金２６を、ウェブ１６から見て他端１２ｃ側からウェブ１６へ向けて（つまり、他端１２ｃから一端１２ｂへ向かう方向に）移動させて設置する（図２参照）。そして、最終的には（すなわち、当該移動により）、前述した隙間Ｇ２において第一上フランジ裏当て金２４と第二上フランジ裏当て金２６とが接触するように（つまり、前記第一延出部分２４ｂの端と前記第二延出部分２６ｂの端が接触するように）、第一上フランジ裏当て金２４及び第二上フランジ裏当て金２６を設けることとなる。

また、同様に、作業者は、下フランジ裏当て金３２（すなわち、分割された第一下フランジ裏当て金３４及び第二下フランジ裏当て金３６）を、第一下フランジ裏当て金３４と第二下フランジ裏当て金３６とが下フランジ１４の幅方向においてウェブ１６を挟んだ状態でウェブ１６から見て互いに反対側に位置するように、下フランジ外開先１５に対応させて設ける。

この際に、作業者は、第一下フランジ裏当て金３４を、ウェブ１６から見て前記一端１４ｂ側からウェブ１６へ向けて（つまり、一端１４ｂから前記他端１４ｃへ向かう方向に）移動させて設置し、第二下フランジ裏当て金３６を、ウェブ１６から見て他端１４ｃ側からウェブ１６へ向けて（つまり、他端１４ｃから一端１４ｂへ向かう方向に）移動させて設置する（図２参照）。そして、最終的には（すなわち、当該移動により）、前述した隙間Ｇ２において第一下フランジ裏当て金３４と第二下フランジ裏当て金３６とが接触するように（つまり、前記第一延出部分３４ｂの端と前記第二延出部分３６ｂの端が接触するように）、第一下フランジ裏当て金３４及び第二下フランジ裏当て金３６を設けることとなる。

なお、本実施の形態においては、上フランジ裏当て金２２及び下フランジ裏当て金３２の設置を、所謂組み立て溶接により行う。

裏当て金２０の設置が終了したら、作業者は、外開先に対して突き合わせ溶接を行う。なお、上フランジ外開先１３に対する溶接と下フランジ外開先１５に対する溶接はどちらを先に行ってもよいが、本実施の形態においては、上フランジ外開先１３に対する溶接を先に行う。

すなわち、先ず、作業者は、第一上フランジ裏当て金２４が当てられた上フランジ外開先１３の部位から第二上フランジ裏当て金２６が当てられた上フランジ外開先１３の部位まで連続的に下向き溶接を行う。より具体的には、上フランジ１２の幅方向における一端１２ｂから上フランジ１２の幅方向における他端１２ｃまで上フランジ外開先１３に対し前記幅方向に沿って連続的に下向き溶接を行う。

次に、作業者は、第一下フランジ裏当て金３４が当てられた下フランジ外開先１５の部位から第二下フランジ裏当て金３６が当てられた下フランジ外開先１５の部位まで連続的に上向き溶接を行う。より具体的には、下フランジ１４の幅方向における一端１４ｂから下フランジ１４の幅方向における他端１４ｃまで下フランジ外開先１５に対し前記幅方向に沿って連続的に上向き溶接を行う。

なお、本実施の形態においては、前記上向き溶接及び前記下向き溶接を所謂アーク溶接により行う。

＝＝＝本実施の形態に係る接合方法の有効性について＝＝＝
上述したとおり、本実施の形態に係る接合方法、すなわち、鉄骨柱５と、上フランジ１２と下フランジ１４とウェブ１６とを備えたノンスカラップの鉄骨梁１０と、を接合する接合方法は、下フランジ１４の幅方向に延びる下フランジ外開先１５を下フランジ１４に形成するステップと、下フランジ外開先１５の裏側へ当てるための下フランジ裏当て金３２であって分割された第一下フランジ裏当て金３４及び第二下フランジ裏当て金３６を、第一下フランジ裏当て金３４と前記第二下フランジ裏当て金３６とが前記幅方向においてウェブ１６を挟んだ状態でウェブ１６から見て互いに反対側に位置するように、下フランジ外開先１５に対応させて設けるステップと、第一下フランジ裏当て金３４が当てられた下フランジ外開先１５の部位から第二下フランジ裏当て金３６が当てられた下フランジ外開先１５の部位まで連続的に上向き溶接を行うステップと、を有することとした。そのため、鉄骨柱５と鉄骨梁１０の接合作業が簡略化される。

上記について、従来例と比較しながら説明する。図７は、従来例に係る接合構造の概略側面図である。図１と図７とを比較参照しつつ従来例の本実施の形態との相違点を説明すると、先ず、従来例においては、下向き溶接（アーク溶接）を行うべく下フランジ１４の開先が外開先ではなく内開先（内側に向かって開いた開先。下フランジ内開先１１５と呼ぶ）となっていた。なお、下向き溶接（アーク溶接）をウェブ１６近傍で行う際に、溶接トーチのウェブ１６との物理的干渉を回避するため、ウェブ１６の下側であって下フランジ内開先１１５と対向する位置にはスカラップ１０２が設けられていた。なお、当該従来例においても、下フランジ裏当て金３２が設けられていたが、下フランジ１４の開先が内開先であるため、下フランジ裏当て金３２は分割されていなかった（ウェブ１６との干渉の問題がないため、分割する必要がなかった）。

しかしながら、従来例において、作業者が溶接を行う場合、つまり、作業者が下フランジ１４の幅方向（図７において、紙面を貫く方向）に沿って下フランジ内開先１１５に対し突き合わせ溶接を行う場合には、作業者がウェブ１６を通り抜けるスペースが存在していないため（スカラップ１０２ではスペースが足りない）、作業者がウェブ１６まで溶接を行った後、溶接作業を一時中断してウェブ１６の反対側に回ってから溶接作業を再開する必要があった。すなわち、作業者は前記幅方向に沿って連続的に溶接を行うことができず、このことが鉄骨柱５と鉄骨梁１０の接合作業の効率悪化を招いていた。また、作業者の代わりにロボットが溶接を行う際にも、同様の不都合が存在し、段取り替え（ロボットを一旦取り外して、別の位置で再セットすること）が頻繁に生じる問題が発生していた。

これに対し、本実施の形態に係る接合方法おいては、下フランジ１４の開先を外開先とし上向き溶接を行うようにしたため、作業者とウェブ１６とが干渉せず、作業者は前記幅方向に沿って連続的に溶接を行うことができる。そのため、鉄骨柱５と鉄骨梁１０の接合作業が従来例と比べて簡略化されることとなる。なお、下フランジ１４の開先を外開先としたため、従来例とは異なり、下フランジ裏当て金３２がウェブ１６と干渉する恐れがあるが、この点については、下フランジ裏当て金３２を分割することにより、干渉の問題を回避することができる。また、本実施の形態においては、スカラップが存在しないため、地震等が発生した際にスカラップに応力が集中し鉄骨梁１０が十分な変形能力を発揮できないという問題を回避することも可能となる。

また、本実施の形態において、ウェブ１６は、鉄骨柱５との間に隙間Ｇ２を備えており、下フランジ裏当て金３２を設けるステップにおいては、隙間Ｇ２において第一下フランジ裏当て金３４と第二下フランジ裏当て金３６とが接触するように、第一下フランジ裏当て金３４及び第二下フランジ裏当て金３６を設けることとした。

そのため、第一下フランジ裏当て金３４が当てられた下フランジ外開先１５の部位から第二下フランジ裏当て金３６が当てられた下フランジ外開先１５の部位まで連続的に上向き溶接を行う際に溶融物が隙間Ｇ２をすり抜けることを抑止することが可能となる。

また、本実施の形態においては、鉄骨柱５に予め取り付けられているシアプレート４０に、ウェブ１６を接合するステップをさらに有することとした。

そのため、現場でのシアプレート４０の取り付け作業が省略され、現場での鉄骨柱５と鉄骨梁１０の接合作業がより簡略化される。

また、本実施の形態においては、ウェブ１６を接合するステップにおいて、高力ボルト４５を用いてウェブ１６をシアプレート４０に摩擦接合することとした。

そのため、鉄骨柱５と鉄骨梁１０のシアプレート４０を介した接合がより確実なものとなる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

上記実施の形態（以下、第一実施形態とも呼ぶ）においては、鉄骨梁１０として所謂ストレート梁を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図８及び図９に示すように、水平ハンチ付き梁であってもよい（水平ハンチを、符号２００で示す）。図８及び図９は、図１及び図２に対応する図であり、図８は、第二実施形態に係る接合構造の概略側面図である。また、図９は、図８のＡ−Ａ断面図である。また、図示はしないが、鉛直ハンチ付き梁であってもよい。

そして、これらの第二実施形態によれば、鉄骨梁１０を強固にしつつ、鉄骨柱５と鉄骨梁１０の接合作業を簡略化することが可能となる。

また、第一実施形態においては、柱梁接合形式として、梁貫通形式（通しダイヤフラム形式）を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０及び図１１に示すように、所謂柱貫通形式（内ダイヤフラム形式）であってもよい。図１０及び図１１は、図１及び図２に対応する図であり、図１０は、第三実施形態に係る接合構造の概略側面図である。また、図１１は、図１０のＡ−Ａ断面図である。

なお、図１０及び図１１においては、鉄骨梁１０として水平ハンチ付き梁が例示されているが、当然のことながら、ストレート梁や鉛直ハンチ付き梁であってもよい。

また、第一実施形態においては、鉄骨柱５に予め取り付けられているシアプレート４０にウェブ１６を接合する手順において、高力ボルト４５を用いてシアプレート４０にウェブ１６を摩擦接合することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、図１２乃至図１４に示すように、シアプレート４０にウェブ１６をすみ肉接合（すなわち、すみ肉溶接）することとしてもよい（すみ肉溶接されたすみ肉溶接部を、図１２において、符号３００で示す）。図１２乃至図１４は、図１乃至図３に対応する図であり、図１２は、第四実施形態に係る接合構造の概略側面図である。また、図１３は、図１２のＡ−Ａ断面図であり、図１４は、図１２のＢ―Ｂ断面図である。

そして、当該第四実施形態によれば、地震等発生時の構造的な耐力をすみ肉溶接部に期待することができるため、コストの安いボルトを使用することができ、さらに、その本数も減らすことができる。例えば、図１２に示すように、ボルトとして高力ボルト４５の代わりに、よりコストの安い建方用ボルト３４５（中ボルト）を使用することができ、また、本数も８本から３本に減らすことが可能となる。

なお、図１２乃至図１４においては、鉄骨梁１０として水平ハンチ付き梁が例示されているが、当然のことながら、ストレート梁や鉛直ハンチ付き梁であってもよい。また、柱梁接合形式として、梁貫通形式（通しダイヤフラム形式）が例示されているが、当然のことながら、柱貫通形式（内ダイヤフラム形式）であってもよい。

また、下フランジ裏当て金３２（上フランジ裏当て金２２）を設ける手順においては、下フランジ１４（上フランジ１２）とウェブ１６の接合部４００に下フランジ裏当て金３２（上フランジ裏当て金２２）が当接するように、下フランジ裏当て金３２（上フランジ裏当て金２２）を下フランジ外開先１５（上フランジ外開先１３）に対応させて設け、接合部４００の形状に合わせて、下フランジ裏当て金３２（上フランジ裏当て金２２）の接合部４００に当接する当接部分４０２の形状を加工するステップをさらに有することとしてもよい。

図１５を用いて説明する。図１５は、第五実施形態に係る接合構造の概略断面図である。なお、以下では、下フランジ１４についての構造について説明するが、上フランジ１２についても同様である。

鉄骨梁１０は、下フランジ１４とウェブ１６との溶接等により製造されるが、その際に、図１５に示すような接合部４００ができる場合がある。この接合部４００は、図１５に示すように、丸み（換言すれば、アール）を有している場合もあるし、直線状になっている場合もある。つまり、下フランジ１４とウェブ１６との境界付近に出っ張った部分が生じる。

そして、現場で下フランジ裏当て金３２を設ける際には、当該下フランジ裏当て金３２がこの接合部４００に当接するように設置されることとなるが、接合部４００が出っ張っているために下フランジ裏当て金３２が適切に設置されない恐れ（延いては、下フランジ裏当て金３２の機能が適切に発揮されない恐れ）がある。

そこで、第五実施形態においては、予め工場で、下フランジ裏当て金３２の当接部分４０２（接合部４００に当接する当接部分４０２）の形状を、接合部４００の形状に合わせて加工しておく（例えば、出っ張った接合部４００に合わせて、当接部分４０２を削っておく）。

そして、このようにすれば、現場で下フランジ裏当て金３２を設ける際に、図１５に示すように接合部４００が当接部分４０２に適切にフィットするため、下フランジ裏当て金３２が適切に設置されることとなる（延いては、下フランジ裏当て金３２の機能が適切に発揮されることとなる）。

また、上記実施の形態においては、上向き溶接を行う手順において、作業者が上向き溶接を行うこととしたが、これに限定されるものではなく、溶接ロボットが上向き溶接を行うこととしてもよい。

かかる場合には、前述した段取り替えが生ずることなく、鉄骨柱５と鉄骨梁１０の接合作業が簡略化されることとなる。

１ 鉄骨造
５ 鉄骨柱
６ 柱本体
６ａ 柱本体端
７ ダイヤフラム
７ａ ダイヤフラム端
１０ 鉄骨梁
１２ 上フランジ
１２ａ 上フランジ端
１２ｂ 一端
１２ｃ 他端
１３ 上フランジ外開先
１３ａ 水平位置
１４ 下フランジ
１４ａ 下フランジ端
１４ｂ 一端
１４ｃ 他端
１５ 下フランジ外開先
１５ａ 水平位置
１６ ウェブ
１６ａ ウェブ端
２０ 裏当て金
２２ 上フランジ裏当て金
２２ａ 切り欠き部
２２ｂ 短手方向一端
２２ｃ 第一短手方向他端
２２ｄ 第二短手方向他端
２２ｅ 長手方向一端
２２ｆ 長手方向他端
２４ 第一上フランジ裏当て金
２４ａ 第一本体部分
２４ｂ 第一延出部分
２６ 第二上フランジ裏当て金
２６ａ 第二本体部分
２６ｂ 第二延出部分
３２ 下フランジ裏当て金
３２ａ 切り欠き部
３２ｂ 短手方向一端
３２ｃ 第一短手方向他端
３２ｄ 第二短手方向他端
３２ｅ 長手方向一端
３２ｆ 長手方向他端
３４ 第一下フランジ裏当て金
３４ａ 第一本体部分
３４ｂ 第一延出部分
３６ 第二下フランジ裏当て金
３６ａ 第二本体部分
３６ｂ 第二延出部分
４０ シアプレート
４５ 高力ボルト
１０２ スカラップ
１１５ 下フランジ内開先
２００ 水平ハンチ
３００ すみ肉溶接部
３４５ 建方用ボルト
４００ 接合部
４０２ 当接部分

Claims (6)

1. 鉄骨柱と、上フランジと下フランジとウェブとを備えたノンスカラップの鉄骨梁と、を接合する接合方法であって、
   予め工場で、前記下フランジの幅方向に延びる下フランジ外開先を前記下フランジに形成するステップと、
   現場で、前記下フランジ外開先の裏側へ当てるための下フランジ裏当て金であって分割された第一下フランジ裏当て金及び第二下フランジ裏当て金を、前記第一下フランジ裏当て金と前記第二下フランジ裏当て金とが前記幅方向において前記ウェブを挟んだ状態で前記ウェブから見て互いに反対側に位置するように、前記下フランジ外開先に対応させて設けるステップと、
   前記現場で、前記第一下フランジ裏当て金が当てられた前記下フランジ外開先の部位から前記第二下フランジ裏当て金が当てられた前記下フランジ外開先の部位まで連続的に上向き溶接を行うステップと、
   を有し、
   前記ウェブの水平方向の端部は、前記ウェブの全高に亘り上下方向に直線状に形成され、前記ウェブの水平方向の端部の下端は、前記下フランジ外開先における前記下フランジの水平方向の端部と接合していることを特徴とする接合方法。
2. 請求項１に記載の接合方法であって、
   前記鉄骨柱は、前記下フランジの上面の端部との間に、第一隙間を有した状態で水平方向に対向するダイヤフラムを備え、前記下フランジの下面の端部は、前記ダイヤフラムとの間に、前記第一隙間より広い第二隙間を有し、前記第一隙間から前記第二隙間まで、前記下フランジの小口面が傾斜して前記下フランジ外開先が形成されていることを特徴とする接合方法。
3. 請求項２に記載の接合方法であって、
   前記下フランジ裏当て金を設けるステップにおいては、前記ダイヤフラムの水平方向の端面と、前記下フランジ裏当て金の水平方向の端面とが当接することを特徴とする接合方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の接合方法であって、
   前記ウェブは、前記鉄骨柱との間に、前記上フランジから前記下フランジに亘る幅が一定の第三隙間を備えており、
   前記下フランジ裏当て金を設けるステップにおいては、前記第三隙間において前記第一下フランジ裏当て金と前記第二下フランジ裏当て金とが接触するように、前記第一下フランジ裏当て金及び前記第二下フランジ裏当て金を設けることを特徴とする接合方法。
5. 請求項４に記載の接合方法であって、
   前記第一下フランジ裏当て金は、矩形状の第一本体部分と、前記第一本体部分から長手方向に延出した第一延出部分と、を備え、前記第二下フランジ裏当て金は、矩形状の第二本体部分と、前記第二本体部分から前記長手方向に延出した第二延出部分と、を備え、前記第一延出部分の端と前記第二延出部分の端とが向き合った状態で接触することを特徴とする接合方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の接合方法であって、
   前記鉄骨柱に予め取り付けられているシアプレートに、前記ウェブを接合するステップをさらに有することを特徴とする接合方法。

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