[发明专利]柱梁焊接接头及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑结构物的柱梁焊接接头及其制造方法。

背景技术

大楼等建筑结构物的结构材料使用混凝土、钢。并且，作为建筑结构物的结构样式，柱构件使用方形或圆形的钢管、梁构件使用H型钢，并通过焊接或螺栓将柱构件与梁构件的正交部牢固地接合的钢筋刚架结构形式最多地普及。

在地震国家中，建筑结构物的耐震性能的提高为大的课题，阪神淡路大地震灾害中可见的摇晃引起的结构坍塌是为了保护人命而最需避免的现象。因此，为了提高耐震性能，进行了各种研究，可列举吸收地震能量的制震·免震缓冲材料的采用、具有高冲击吸收能量性能的柱·梁用钢材或梁端焊接用焊接材料的采用等(例如，参照专利文献1)。

另外，在利用正交部将柱构件与梁构件接合的样式中，已知作为不连续面的正交接合部成为应力集中部位而容易提前破坏的情况。因此，也较多地研究了作为瓶颈的正交接合部的耐震性能提高。

如图21所示，在柱梁焊接接头100B中，作为用于向柱构件31A焊接接合梁构件2的施工方法，通常是在梁构件2的梁腹3设置被称为弧形缺口6、7的空孔的弧形缺口施工方法。设置弧形缺口6、7的目的是因为：将梁构件2的上下凸缘4、5与柱构件31A进行焊接接合，形成由焊接金属部10和垫板11构成的上部完全熔透焊接部8A及下部完全熔透焊接部9B时，在作业方面，梁腹3成为干扰，因此需要局部性地挖通梁腹3。然而，已知弧形缺口6、7成为最容易使耐震性能劣化的要因。并且，由于地震时作用的反复应力，弧形缺口6、7与上下凸缘4、5、尤其是下凸缘5与弧形缺口7的交界部所谓弧形缺口底成为最高的应力集中部位，提前在下凸缘5产生龟裂，向梁构件2整体传播而导致坍塌。

为了改善此问题而进行了多种研究。例如，进行了弧形缺口的形状改善。以前，是弧形缺口底相对于凸缘呈直角地侵入的形状，但是为了缓和应力集中，目前采用的是被称为复合圆型弧形缺口的在一定程度上减小接触角的形状。而且，也进行了弧形缺口形状的进一步改良(参照非专利文献1)。然而，均无法得到太高的耐震性能提高效果。

相对于此，作为不存在应力集中部位的理想的形态，不使用弧形缺口的所谓无弧形缺口施工方法的采用不断进展(参照非专利文献1)。在通常的弧形缺口施工方法中，将一张长条板作为垫板而安装于焊接部底，而在无弧形缺口施工方法中，是将窄短两张板夹着梁腹而安装在两侧由此将梁腹保留的施工方法。然而，无弧形缺口施工方法存在仅能从梁构件的外侧进行焊接的缺点。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利第3199656号公报

【非专利文献】

【非专利文献1】“钢筋施工技术指南·工厂制作篇”，2007年改订版，日本建筑学会

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

如图22所示，在将钢筋的柱梁接合作为局部性的组合体(柱梁焊接接头100B)而在工厂内制造的被称为工厂接合形式的形态中，(1)将凸缘的一侧(上凸缘4)从梁构件2外侧向下焊接于柱构件31A之后，(2)利用起重机等将组合体(柱梁焊接接头100B)上下翻转，(3)能够将相反侧的凸缘(下凸缘5)同样地从梁构件2的外侧向下焊接于柱构件31A。因此，如图25所示，两凸缘4、5的接合形态隔着梁腹3的中央线成为上下对称。具体而言，在作为上凸缘4的焊接接合部的上部完全熔透焊接部8A、作为下凸缘5的焊接接合部的下部完全熔透焊接部9B中，两焊接部均成为垫板11接合于弧形缺口6、7侧的方式。而且，如图22所示，在该被称为工厂接合形式的形态中，能够利用无弧形缺口施工方法对两凸缘4、5的焊接接合进行施工。

另一方面，与耐震性能提高的需要不同，钢筋对于成本下降的需要也较大。在工厂中将柱构件与梁构件进行焊接接合而形成组合体(柱梁焊接接头)并利用卡车搬运在建筑现场组装的工厂接合形式中，在现场还需要梁构件彼此的接合，接合作业费二遍事，而且，由于占有体积大因此向卡车的装载量变少，从而成本容易上升。