專利名稱：柱材用鋼管的接頭構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及比如作為鋼架構(gòu)造物的支柱使用的柱材用鋼管的接頭構(gòu)造即，比如，以冷成形制造規(guī)定板厚的長的方形鋼管，同時在加熱爐加熱之后，熱成形制造出比該長的方形鋼管板厚更厚的、且具有形成梁件連結(jié)部的長度的短的方形鋼管。而后在短的方形鋼管內(nèi)側(cè)形成坡口部。將這樣得到的長的方形鋼管與短的方形鋼管以電弧焊等焊接結(jié)合起來得到方形鋼管柱。
作為其他現(xiàn)有例，比如以冷成形制造規(guī)定板厚的長的方形鋼管，同時也以冷成形制造比該長的方形鋼管板厚更厚的、且具有形成梁件連結(jié)部長度的短的方形鋼管。將這樣得到的長的方形鋼管與短的方形鋼管以電弧電接等結(jié)合起來得到方形鋼管柱。
如依采用這樣得到的厚壁柱的方形鋼管柱，比如，與通常隔板形式和內(nèi)隔板形式等相比，可減少組裝工時，并可縮短焊接長度，因此總體上是簡單而經(jīng)濟(jì)的，且不易產(chǎn)生焊接變形。另外，梁件連結(jié)部，由短的方形鋼管預(yù)先加厚的板厚可確保足夠的強(qiáng)度，對于梁件的焊接結(jié)合可沒有任何障礙地進(jìn)行。而且，方形鋼管柱是以管接頭形式得到，可在無內(nèi)藏肋與墊板等狀態(tài)進(jìn)行加工，也可很容易采用在其中充填混凝土等的構(gòu)成，可望有著上述種種優(yōu)點。
但如依采用了上述厚壁短的方形鋼管的方形鋼管柱，由于要在厚壁的短的方形鋼管內(nèi)側(cè)形成用于焊接的坡口部，這種制作費時、昂貴。而且，由于在使墊板位于從厚壁的短的方形鋼管的坡口部沿規(guī)定厚度的長的方形鋼管內(nèi)面的狀態(tài)下，進(jìn)行內(nèi)部側(cè)(墊板側(cè))的焊接，所以，焊接量增多、而不能迅速進(jìn)行焊接作業(yè)，進(jìn)而有時必須使墊板變形(特殊加工)。
為達(dá)到所述目的，第一項發(fā)明的柱材用鋼管接頭構(gòu)造是，由規(guī)定板厚的長鋼管、和比所述長鋼管板厚更厚的短鋼管構(gòu)成；其特征在于，這些長鋼管與短鋼管由熱成形形成相同狀的外徑形狀，在使長鋼管的端面與未形成坡口的短鋼管端面相對的狀態(tài)下，通過從外側(cè)焊接，將兩鋼管結(jié)合構(gòu)成。
如依上述第一項發(fā)明之構(gòu)成，由于是使長鋼管與短鋼管其外周形狀為相同狀位于一直線上，使其端面相互相對之后，對其相對的端面間從外側(cè)沿全周焊接相結(jié)合，故所構(gòu)成的柱材用鋼管保持了采用厚壁短鋼管形式的各種優(yōu)點。這時的焊接結(jié)合作業(yè)，由于外徑形狀為相同狀，不產(chǎn)生臺階(錯開)，故可更為平滑有效更好地進(jìn)行；并可更好地進(jìn)行應(yīng)力傳遞。另外，由于厚壁短鋼管不形成坡口，可縮短制作時間、降低成本。
第一項發(fā)明的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的第一實施例的特征在于，長鋼管與短鋼管由方形鋼管構(gòu)成，這些長的方形鋼管與短的方形鋼管，由熱成形形成相同狀的外部尺寸與角部的外周曲面。
如依該第一項發(fā)明的第一實施例，由于是使長的方形鋼管與短的方形鋼管其外周形狀為相同狀地位于一直線上、在端面相互相對之后，從外側(cè)對相對端面間沿全周焊接結(jié)合，故所構(gòu)成的柱材用鋼管保持了采用厚壁短的方形鋼管形式的各種優(yōu)點。這時的角部間的焊接結(jié)合作業(yè)，由于相對的外周曲面形狀相同，不產(chǎn)生臺階部(錯開)，故可更平滑有效更好地進(jìn)行。
第一項發(fā)明柱材用鋼管接頭構(gòu)造的第二實施例的特征在于，長鋼管與短鋼管由圓形鋼管構(gòu)成，這些長的圓形鋼管與短的圓形鋼管由熱成形形成相同狀的外徑。
如依該第一項發(fā)明的第二實施例，由于是使長的圓形鋼管與短的圓形鋼管成同心狀位于同一直線上之后，對相對端面間從外側(cè)沿全周焊接結(jié)合，故所構(gòu)成柱材用鋼管保持了采用厚壁短的圓形鋼管形式的各種優(yōu)點。
為了達(dá)到所述目的，第二項發(fā)明的柱材用鋼管接頭構(gòu)造是，由規(guī)定板厚的長鋼管、和比該長鋼管板厚更厚的短鋼管構(gòu)成；其特征在于，所述長鋼管由冷成形形成，同時，所述短鋼管由熱成形形成與長鋼管外徑形狀相同狀；在長鋼管端面與未形成坡口的短鋼管端面相對的狀態(tài)下，通過從外側(cè)焊接，將兩鋼管結(jié)合構(gòu)成。
如依上述第二項發(fā)明之構(gòu)成，由于是使冷成形的長鋼管與熱成形的短鋼管其外周形狀為相同狀位于直線上，在使端面相互相對之后對相對的端面間從外側(cè)沿全周焊接結(jié)合，故所構(gòu)成的柱材用鋼管保持了采用厚壁短鋼管形式的各種優(yōu)點。這時的焊接結(jié)合作業(yè)，由于外徑形狀為相同狀，不產(chǎn)生臺階部(錯開)，故可更為平滑有效更好地進(jìn)行；同時可更好地進(jìn)行應(yīng)力傳遞。對于厚壁短鋼管，由于不形成坡口，可縮短制作時間，降低成本；另外長鋼管由于是冷成形，也可低成本形成。
在第二項發(fā)明柱材用鋼管接頭構(gòu)造第一實施例的特征在于，長鋼管與短鋼管由方形鋼管構(gòu)成，所述長的方形鋼管由冷成形形成，而所述短的方形鋼管由熱成形形成與長的方形鋼管相同狀的外部尺寸和角部外周曲面。
如依該第二項發(fā)明的第一實施例，由于是使冷成形的長的方形鋼管與熱成形的短的方形鋼管其外周形狀相同狀地位于一直線上，使其端面相互相對之后，對相對的端面間從外側(cè)沿全周焊接結(jié)合，故這樣構(gòu)成的柱材用鋼管保持了采用厚壁的短的方形鋼管形式的各種優(yōu)點。這時角部間的焊接結(jié)合作業(yè)，由于是相對的外周曲面相同，不產(chǎn)生臺階部(錯開)，故可更平滑有效更好地進(jìn)行。
在第二項發(fā)明的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的第二實施例的特征在于，長鋼管與短鋼管由圓形鋼管構(gòu)成，所述長的圓形鋼管由冷成形形成，而所述短的圓形鋼管由熱成形形成與長的圓形鋼管相同狀的外徑。
如依第二項發(fā)明的第二實施例，由于是冷成形的長的圓形鋼管與熱成形的短的圓形鋼管成同心狀位于一直線之后，對其相對端面間從外側(cè)沿全周焊接結(jié)合，這樣構(gòu)成的柱材用鋼管保持了采用厚壁短的圓形鋼管形式的各種優(yōu)點。
為達(dá)到所述目的，第三項發(fā)明的柱材用鋼管接頭構(gòu)造是，由規(guī)定板厚的長鋼管、和比該長鋼管板厚更厚的短鋼管構(gòu)成；其特征在于，這些長鋼管與短鋼管由冷成形形成相同狀的外徑，在長鋼管端面與未形成坡口的短鋼管端面相對的狀態(tài)下，通過從外側(cè)焊接，將兩鋼管結(jié)合構(gòu)成。
如依上述第三項發(fā)明之構(gòu)成，由于是使分別冷成形的長鋼管與短鋼管其外周形狀相同狀地位于一直線上、其端面相互相對之后，對相對端面間從外側(cè)沿全周焊接結(jié)合，故這樣構(gòu)成的柱材用鋼管保持了采用厚壁短鋼管形式的各種優(yōu)點。這時的焊接結(jié)合作業(yè)，由于外徑形狀相同，不產(chǎn)生臺階部(錯開)，故可更為平滑有效更好地進(jìn)行。而且可更好傳遞應(yīng)力。另外，厚壁的短鋼管由于不形成坡口，可縮短其制作時間、降低成本，另外，由于長鋼管、短鋼管都是冷成形，形成成本也低。
在第三項發(fā)明柱材用鋼管接頭構(gòu)造的第一實施例的特征是，長鋼管與短鋼管由方形鋼管構(gòu)成，這些長的方形鋼管與短的方形鋼管，由冷成形形成為相同狀的外部尺寸與角部外周曲面。
如依該第三項發(fā)明的第一實施例，由于是使分別冷成形的長的方形鋼管與短的方形鋼管其外周形狀相同、位于一直線，端面相互相對之后，對相對端面間從外側(cè)沿全周焊接結(jié)合，故這樣構(gòu)成的柱材用鋼管保持了采用厚壁短的方形鋼管形式的各種優(yōu)點。這時的角部間焊接結(jié)合作業(yè)，由于相對的外周曲面相同，不產(chǎn)生臺階部(錯開)，故可更為平滑有效地更好地進(jìn)行。
在第三項發(fā)明柱材用鋼管接頭構(gòu)造的第二實施例的特征在于，長鋼管與短鋼管由圓形鋼管構(gòu)成，這些長的圓形鋼管與短的圓形鋼管由冷成形形成相同狀的外徑。
如依該第三項發(fā)明的第二實施例，由于是使分別冷成形的長鋼管與短鋼管成同心狀位于一直線之后，對相對端面間從外側(cè)沿全周焊接結(jié)合，故這樣構(gòu)成的柱材用鋼管保持了采用厚壁的短的圓形鋼管形式的各種優(yōu)點。
另外，適用于第一～第三項發(fā)明的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的實施例的特征在于，短鋼管具有形成板座區(qū)域的長度。
如依該第一～第三的適用實施例，由于是使長鋼管與短鋼管在其外周形狀相同狀地位于直線狀態(tài)下、對相對的端面間從外側(cè)沿全周焊接結(jié)合，可構(gòu)成使短鋼管成板座區(qū)域的柱材用鋼管，因此可保持采用厚壁短鋼管形式的各種優(yōu)點。
第一～第三項發(fā)明柱材用鋼管接頭構(gòu)造的其他適用實施例的特征在于，在使位于長鋼管內(nèi)部的墊板抵接于短鋼管端面的狀態(tài)下，通過從外側(cè)焊接，結(jié)合兩鋼管。
如依該第一～第三項發(fā)明的其他適用實施例，由于焊接結(jié)合作業(yè)可在利用墊板的狀態(tài)下進(jìn)行，且可使墊板抵接于短鋼管扁平狀端面，故可減少焊接量迅速進(jìn)行焊接。另外，墊板也不需要進(jìn)行特殊的加工。


圖1示出了本發(fā)明第一實施例，是柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱焊接結(jié)合前的局部剖立體圖。
圖2是圖1的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱的縱剖正視圖。
圖3是圖1的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱的局部剖立體圖。
圖4是圖1的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱平板部的縱剖正視圖。
圖5是圖1的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱角部的縱剖正視圖。
圖6是圖1的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱的要部放大縱剖正視圖。
圖7是圖1的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱橫剖俯視圖。
圖8是圖1的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管熱成形等的說明圖。
圖9表示了本發(fā)明的第二實施例，是柱材用鋼管接頭構(gòu)造的圓形鋼管柱焊接結(jié)合前的局部剖立體圖。
圖10是圖9的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的圓形鋼管柱縱剖正視圖。
圖11是圖9的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的圓形鋼管柱的要部放大縱剖正視圖。
圖12是圖9的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的圓形鋼管柱橫剖俯視圖。
圖13表示了本發(fā)明的第三實施例，是柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱焊接結(jié)合前的局部剖立體圖。
圖14是圖13的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱縱剖正視圖。
圖15是圖13的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱的要部放大的縱剖正視圖。
圖16是圖13的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱的橫剖俯視圖。
圖17是圖13的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱的方形鋼管成形等的說明圖。
圖18表示了本發(fā)明的第四實施例，是柱材用鋼管接頭構(gòu)造的圓形鋼管柱焊接結(jié)合前的局部剖立體圖。
圖19是圖18的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的圓形鋼管柱的要部放大的縱剖正視圖。
圖20是圖18柱材用鋼管接頭構(gòu)造的圓形鋼管柱橫剖俯視圖。
圖21表示了本發(fā)明的第五實施例，是柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱焊接結(jié)合前的局部剖立體圖。
圖22是圖21的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱的縱剖正視圖。
圖23是圖21的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱的要部放大縱剖正視圖。
圖24是圖21的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱的橫剖俯視圖。
圖25是圖21的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的方形鋼管柱冷成形等的說明圖。
圖26表示了本發(fā)明的第六實施例，是柱材用鋼管接頭構(gòu)造的圓形鋼管柱焊接結(jié)合前的局部剖立體圖。
圖27是圖26的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的圓形鋼管柱要部放大縱剖正視圖。
圖28是圖26的柱材用鋼管接頭構(gòu)造的圓形鋼管柱的橫剖俯視圖。
如圖1所示，具有規(guī)定板厚t的長的方形鋼管(長鋼管的一例)1，和板厚為比該長的方形鋼管1的板厚t更厚的板厚T且形成板座區(qū)域(バネルゾ一ン)的、長度(高度)為L的短的方形鋼管(短鋼管的一例)2。這里，所說規(guī)定板厚t，由相應(yīng)于鋼架構(gòu)造物的規(guī)模所采用的方形鋼管柱外形尺寸W等來決定，例如當(dāng)外形尺寸W為500mm時，板厚t為25mm。另外，長的方形鋼管1的板厚t與短的方形鋼管2的板厚T，比如成2tT。
長的方形鋼管1與短的方形鋼管2，由熱成形形成相同狀的外徑形狀、即其外部尺寸W、和各角部1A、2A的外周曲面1a、2a的曲率半徑R(比如0.5T～1.5T的曲率半徑)形成為相同狀。
這里的熱成形，比如圖8所示，半成形長的方形鋼管11或形成板座區(qū)域的長度為L的半成形的短的方形鋼管12在加熱裝置(加熱爐等)15加熱，而后在成形裝置(成形滾壓裝置等)16、17進(jìn)行成形。由這樣進(jìn)行外徑形狀的熱成形，可得到形成相同狀的外部尺寸W和曲率半徑R的長的方形鋼管1與短的方形鋼管2。
這樣制造出來的長的方形鋼管1與短的方形鋼管2中，長的方形鋼管1，在加工裝置(切削加工裝置等)18對端部外側(cè)部分進(jìn)行切削加工，因而在端部，形成規(guī)定角度(35°～45°)的坡口部(端面)1b。而后，在長的方形鋼管1的端部，內(nèi)嵌方形環(huán)狀墊板3之后，如圖6所示，由焊縫4固定。
將上述這樣形成的長的方形鋼管1與短的方形鋼管2在使其外周形狀成相同狀位于直線上之后，使位于長的方形鋼管1內(nèi)部的墊板3的外端面3b抵接于短的方形鋼管2的扁平端面2b。即，長的方形鋼管1的坡口部(端面)1b和沒有形成坡口的短的方形鋼管2的扁平端面(端面)2b相對。
而后，如圖2～圖6所示，在將相對的坡口部1b與扁平端面2b間從外側(cè)點固焊接之后，由從外側(cè)沿全周的焊縫(電弧焊等)5結(jié)合起來，借此由從外側(cè)的焊縫5將長的方形鋼管1與短的方形鋼管2結(jié)合起來，構(gòu)成使短的方形鋼管2作為板座區(qū)域的方形鋼管柱(柱材用鋼管的一例)6。
將上述這樣構(gòu)成的方形鋼管柱6按規(guī)定根數(shù)搬運到建筑現(xiàn)場等，而后在形成板座區(qū)域的長度為L的短的方形鋼管2外面、由焊縫8結(jié)合梁凸緣或梁件7。而且，如圖2的虛線所示，方形鋼管柱6在成疊起狀配置之后，由其上下間以焊縫5結(jié)合，可構(gòu)成規(guī)定長度(高度)。
下邊，借圖9～圖12、作為使用圓形鋼管狀態(tài)來說明本發(fā)明的第二實施例。
即如圖9所示，本實施例結(jié)構(gòu)件具有規(guī)定板厚t的長的圓形鋼管(長鋼管一例)21，和板厚為比該長的圓形鋼管21的板厚t更厚的板厚T且形成板座區(qū)域的、長度(高度)為L的短的圓形鋼管(短鋼管一例)22構(gòu)成。這些長的圓形鋼管21與短的圓形鋼管22由熱成形形成為外徑為D的相同狀。而后，對長的圓形鋼管21的端部外側(cè)部分進(jìn)行切削加工，在端部形成規(guī)定角度(35°～45°)的坡口部21b。再在長的圓形鋼管21的端部內(nèi)裝環(huán)狀墊板23之后，由焊接24固定。而且短的圓形鋼管22端部不加工坡口，形成扁平端面22b。
將上述這樣形成的長的圓形鋼管21與短的圓形鋼管22成同心狀位于直線上之后，使位于長的圓形鋼管21內(nèi)部的墊板23的外端面23b抵接于短的圓形鋼管22的扁平端面22b。即，長的圓形鋼管21的坡口部(端面)21b與沒形成坡口的短的圓形鋼管22的扁平端面22b相對。
如圖10～圖12所示，對相對的坡口部21b與扁平端面22b從外側(cè)點固焊接之后，由從外側(cè)沿全周的焊接(電弧焊等)25使之結(jié)合。使長的圓形鋼管21與短的圓形鋼管22以從外側(cè)的焊接25相結(jié)合，可構(gòu)成以短的圓形鋼管22為板座區(qū)域的圓形鋼管柱(柱材用鋼管一例)26。這時以焊接25的結(jié)合，在利用墊板23狀態(tài)可很好地進(jìn)行。
下邊借圖13～圖17在采用方形鋼管狀態(tài)說明本發(fā)明第三實施例。
如圖13所示，本實施例結(jié)構(gòu)件具有規(guī)定板厚t的長的方形鋼管(長鋼管一例)31，和板厚為比該長的方形鋼管31的板厚t更厚的板厚T并形成板座區(qū)域的、長度(高度)為L的短的方形鋼管(短鋼管一例)32。這里所謂的規(guī)定板厚t，由相應(yīng)于鋼架構(gòu)造物的規(guī)模所采用的方形鋼管柱的外部尺寸W等來決定，比如外部尺寸W為500mm時板厚t為25mm。另外長的方形鋼管31的板厚t與短的方形鋼管32的板厚T，比如成2tT的關(guān)系。
長的方形鋼管31由冷成形形成，同時短的方形鋼管32由熱成形形成，因此長的方形鋼管31與短的方形鋼管32，由短的方形鋼管32的熱成形進(jìn)行的整形，形成了相同狀的外形形狀、即相同的外形尺寸W和各角部31A、32A的外周曲面31a、32a的曲率半徑R(比如為0.5T～1.5T的曲率半徑)。
這里，冷成形的長的方形鋼管31，比如圖17所示，在加工裝置(切削加工裝置等)47其端部外側(cè)部分被切削加工，因此可得到其端部形成規(guī)定角度(35°～45°)的坡口部(端部)31b的長的方形鋼管31。另外，短的方形鋼管32的熱成形，形成板座區(qū)域的長度為L的半成形短的方形鋼管41在加熱裝置(加熱爐等)45被加熱，而后在成形裝置(成形滾壓裝置等)46進(jìn)行成形。由這樣成形的外徑形狀，可得到與長的方形鋼管31形成為外部尺寸W與曲率半徑相同狀的短的方形鋼管32。
在這樣制造的長的方形鋼管31與短的方形鋼管32中，在長的方形鋼管31端部內(nèi)裝上方形環(huán)狀墊板33之后，如圖15所示，由焊縫34固定。而且，短的方形鋼管32端部并不加工出用于焊接的坡口部，而成扁平端面(端面)32b。
在將上述這樣形成的長的方形鋼管31與短的方形鋼管32使其外周形狀成相同狀位于直線上之后，將位于長的方形鋼管31內(nèi)部的墊板33的外端面33b抵接于短的方形鋼管32的扁平端面32b。
如圖14、15所示，和所述第一實施例一樣，由從外側(cè)沿全周的焊縫(氬弧焊等)35使之結(jié)合，可使短的方形鋼管32作為板座區(qū)域構(gòu)成方形鋼管柱(柱材用鋼管一例)36。進(jìn)而，可在形成板座區(qū)域的長度L的短的方形鋼管32外面，由焊接38結(jié)合以梁凸緣或梁件37。
下邊，借圖18～圖20作為采用圓形鋼管狀態(tài)來說明本發(fā)明第四即如圖18所示，本實施例的結(jié)構(gòu)件由規(guī)定板厚t的長的圓形鋼管(長鋼管一例)51，和板厚為比該長的圓形鋼管51的板厚t更厚的板厚T并形成板座區(qū)域的、長度(高度)為L的短的圓形鋼管(短鋼管一例)52所構(gòu)成。
長的圓形鋼管51冷成形，而短的圓形鋼管52則熱成形，因此長的圓形鋼管51與短的圓形鋼管52，由短的圓形鋼管52的熱成形進(jìn)行的整形，而形成相同狀的外徑形狀、即相同外徑D。另外，長的圓形鋼管51的端部外側(cè)部分被切削加工，因而在端部形成規(guī)定角度(35°～45°)的坡口部51b。再者，在長的圓形鋼管51的端部內(nèi)裝環(huán)狀墊板53之后，由焊縫54固定之。而短的圓形鋼管52的端部不加工坡口，形成扁平端面52b。
使上述這樣形成的長的圓形鋼管51與短的圓形鋼管52成同心狀位于直線上之后，使位于長的圓形鋼管51內(nèi)部的墊板53的外端面53b抵接于短的圓形鋼管52的扁平端面52b。即，長的圓形鋼管51的坡口部(端面)51b與未形成坡口的短的圓形鋼管52的扁平端面52b相對。
而后如圖19、圖20所示，與所述第二實施例相同，由從外側(cè)沿全周的焊縫(電弧焊等)55相結(jié)合，可構(gòu)成以短的圓形鋼管52為板座區(qū)域的圓形鋼管柱(柱材用鋼管一例)56。這時焊縫55的結(jié)合，在利用墊板53的狀態(tài)下可很好地進(jìn)行。
下邊，借圖21～圖25，以采用方形鋼管狀態(tài)來說明本發(fā)明的第五如圖21所示，本實施例的結(jié)構(gòu)件具有規(guī)定板厚t的長的方形鋼管(長鋼管一例)61，和板厚為比該長的方形鋼管61板厚t更厚的板厚T并形成板座區(qū)域的、長度(高度)為L的短的方形鋼管(短鋼管一例)62。這里所謂規(guī)定板厚t，由相應(yīng)于鋼架構(gòu)造物的規(guī)模所采用的方形鋼管柱的外形尺寸W等來決定，比如外形尺寸W為500mm時板厚t為25mm。另外，長的方形鋼管61的板厚t與短的方形鋼管62的板厚T比如有著2tT的關(guān)系。
長的方形鋼管61與短的方形鋼管62分別冷成形，長的方形鋼管61與短的方形鋼管62，其外徑形狀、即其外部尺寸W、和各角部61A、62A的外周曲面61a、62a的曲率半徑R(比如0.5T～1.5T的曲率半徑)形成相同狀。
這里，長的方形鋼管61與短的方形鋼管62的冷成形，比如按圖25所示順序進(jìn)行。即為冷成形長的方形鋼管61，首先準(zhǔn)備相應(yīng)于長的方形鋼管61的規(guī)定板厚t、長度、寬度的平板原料，即薄板鋼板71，將該薄鋼板71送入坡口加工機(jī)72形成坡口。而后將薄鋼板71送入壓力成形機(jī)73進(jìn)行壓力成形。再送入焊接機(jī)74，在加外壓并使坡口相互對接狀態(tài)下進(jìn)行點固焊接、內(nèi)面焊接、外面焊接等，可冷成形為具有規(guī)定外形尺寸W、和各角部61A的外周曲面61a成規(guī)定曲率半徑R的長的方形鋼管61。
這樣冷成形的長的方形鋼管61，送入加工裝置(切削加工裝置等)75對其端部外側(cè)部分切削加工，可得到端部形成規(guī)定角度(35°～45°)的開口部(端面)61b的長的方形鋼管61。
短的方形鋼管62的冷成形是，首先準(zhǔn)備板厚為比長的方形鋼管61的板厚t更厚的板厚為T并形成板座區(qū)域的、長度為L的寬的平板原料，即厚鋼板76，將該厚鋼板76送入坡口加工機(jī)77形成坡口。其次，將厚鋼板7b送入壓力成形機(jī)78進(jìn)行壓力成形。再送入焊接機(jī)79，在加外壓、坡口相互對接狀態(tài)下進(jìn)行點固焊接、內(nèi)面焊接、外面焊接等，由此可冷成形為規(guī)定的外形尺寸W、且各角部62A有外周曲面62a成規(guī)定曲率半徑R的短的方形鋼管62。
這里，長的方形鋼管61與短的方形鋼管62冷成形為相同狀的外形尺寸W和曲率半徑R。
這樣制作的長的方形鋼管61與短的方形鋼管62中，在長的方形鋼管61端部內(nèi)裝入方形環(huán)狀墊板63之后，由焊接64固定。而且，短的方形鋼管62的端部，并不加工用于焊接的坡口部，而成扁平端面(端面)62b。
將上述那樣形成的長的方形鋼管61與短的方形鋼管62，使其外周形狀成相同狀位于直線上之后，使位于長的方形鋼管61的內(nèi)部的墊板63的外端面63b抵接于短的方形鋼管62的扁平端面62b。即，長方形鋼管61坡口部(端面)61b和未形成坡口的短的方形鋼管62的扁平端面(端面)62b相對。
而后如圖22、圖23所示，和所述第一實施例一樣，由從外側(cè)沿全周的焊縫(電弧焊等)65相結(jié)合，可構(gòu)成以短的方形鋼管62為板座區(qū)域的方形鋼管柱(柱材用鋼管一例)66。進(jìn)而，可在形成板座區(qū)域的長度為L的短的方形鋼管62外面，由焊接68結(jié)合以梁凸緣或梁件67。
下邊借圖26～圖28以采用圓形鋼管狀態(tài)說明本發(fā)明的第六實施例。
即如圖26所示，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件由規(guī)定板厚t的長的圓形鋼管(長鋼管的一例)81，和板厚為比該長的圓形鋼管81的板厚t更厚的板厚T并形成板座區(qū)域的、長度(高度)為L的短的圓形鋼管(短鋼管之一例)82所構(gòu)成。
長的圓形鋼管81與短的圓形鋼管82分別冷成形，長的圓形鋼管81與短的圓形鋼管82，其外徑形狀、即其外徑D形成為相同狀。在長的圓形鋼管81端部外側(cè)部分進(jìn)行切削加工，因而在端部形成規(guī)定角度(35°～45°)的坡口部81b。另外，在長的圓形鋼管81端部內(nèi)裝入環(huán)狀墊板83之后，由焊縫84固定。且，短的圓形鋼管82的端部不加工坡口，成扁平端面82b。
使上述這樣形成的長的圓形鋼管81與短的圓形鋼管82成同心狀位于一直線上之后，使位于長的圓形鋼管81內(nèi)部的墊板83的外端面83b抵接于短的圓形鋼管82的扁平端面82b。即，長的圓形鋼管81的坡口部(端面)81b與未形成坡口的短的圓形鋼管82的扁平端面82b相對。
如圖27、圖28所示，和所述第一實施例一樣，由從外側(cè)沿全周的焊縫(電弧焊等)85相結(jié)合，可以短的圓形鋼管82為板座區(qū)域構(gòu)成圓形鋼管柱(柱材用鋼管一例)86。這時由焊縫85進(jìn)行的結(jié)合，在利用墊板83的狀態(tài)下可很好地進(jìn)行。
像上述第一～第六實施例那樣，短的方形鋼管2、32、62或短的圓形鋼管22、52、82的端部不加工用于焊接的坡口部，而成扁平面(端面)2b、32b、62b、22b、52b、82b，因此可縮短短的方形鋼管2、32、62或短的圓形鋼管22、52、82的制作時間，而低成本形成。另外長的方形鋼管1、31、61或長的圓形鋼管21、51、81，由于其坡口部1b、31b、61b、21b、51b、81b是從外側(cè)加工，可縮短制作時間而低成本形成。這時焊縫5、35、65、25、55、85的結(jié)合，在利用墊板3、33、63、23、53、83的狀態(tài)下可很好地進(jìn)行。
像上述第一、第三，第五實施例那樣，長的方形鋼管1、31、61與短的方形鋼管2、32、62的角部1A、2A、3 1A、32A、61A、62A間的焊縫5、35、65的結(jié)合作業(yè)，由于相對的外周曲面1a、2a、31a、32a、61a、62a的曲率半徑R相同，不產(chǎn)生臺階部(錯開)，故可平滑有效地很好進(jìn)行。
像上述第一、第三、第五實施例那樣，如依采用了厚壁短的方形鋼管2、32、62的方形鋼管柱6、36、66，在長的方形鋼管1、31、61與短的方形鋼管2、32、62中，相對端部的曲率半徑R相同，不會產(chǎn)生臺階(錯開)，可更好地進(jìn)行應(yīng)力傳遞。
像上述第一、第三、第五實施例那樣，板座區(qū)域，由于短的方形鋼管2、32、62的預(yù)先加厚的板厚T可確保充分的強(qiáng)度，故對于梁凸緣或梁件7、37、67的焊縫8、38、68的結(jié)合，可無任何障礙地進(jìn)行。另外，方形鋼管柱6、36、66是以管連接形式得到。是無內(nèi)藏肋等狀態(tài)下加工成。從而，故可很容易采用其中充填混凝土的構(gòu)造。
這時，由于從短的方形鋼管2、32、62的扁平端面2b、32b、62b到梁凸緣或梁件7、37、67的上下面7b、37b、67b間取規(guī)定長度(50～300mm)尺寸1，在形成板座區(qū)域的長L的短的方形鋼管2、32、62的上下端近旁部分可產(chǎn)生鉸鏈作用效果。
即，柱與梁接合的板座區(qū)域部分必須設(shè)計成不會由地震力而屈服，或者認(rèn)為有屈服情況下考慮建筑物整體上平衡、安全。這時，在和應(yīng)力集中板座區(qū)域部分與應(yīng)力影響比較少的柱的連接方法中，由采用這種加工簡單的連接構(gòu)造，由地震力在板座區(qū)域近旁形成塑性鉸鏈的同時，可平滑地將地震力從板座區(qū)域部分傳遞到柱上，這是其一個特點。
在上述第一、第三、第五實施例中，作為方形鋼管采用了其斷面為正方形的方形鋼管1、2、31、32、61、62，但這里同樣也可采用斷面為長方形的方形鋼管。進(jìn)而，同樣也可采用正五角形、正六角形等各種多角形鋼管。
在上述第一～第六實施例中，短的方形鋼管2、32、62與短的圓形鋼管22、52、82形成板座區(qū)域的長度L，但該短的方形鋼管2、32、62與短的圓形鋼管22、52、82的長度也可對應(yīng)于板座區(qū)域以外的使用部位任意地設(shè)定。
在上述第一～第六實施例中，將長的方形鋼管1、31、61與短的方形鋼管2、32、62，并將長的圓形鋼管21、51、81與短的圓形鋼管22、52、82分別由焊縫5、35、65、25、55、85結(jié)合，使短的方形鋼管2、32、62與短的圓形鋼管22、52、82作為板座區(qū)域構(gòu)成方形鋼管柱6、36、66與圓形鋼管柱26、56、86，將這些方形鋼管柱6、36、66與圓形鋼管柱26、56、86運輸?shù)浇ㄖF(xiàn)場等，而后在短的方形鋼管2、32、62與短的圓形鋼管22、52、82外面以焊縫8、38、68結(jié)合梁凸緣或梁件7、37、67；但也可以是，將長的方形鋼管1、31、61與短的方形鋼管2、32、62，以及將長的圓形鋼管21、51、81與短的圓形鋼管22、52、82運輸?shù)浇ㄖF(xiàn)場等，而后在建筑現(xiàn)場等，分別由焊縫5、35、65、25、55、85結(jié)合，使短的方形鋼管2、32、62與短的圓形鋼管22、52、82作為板座區(qū)域構(gòu)成方形鋼管柱6、36、66與圓形鋼管柱26、56、86。
另處，也可以在短的方形鋼管2、32、62與短的圓形鋼管22、52、82的外面以焊縫8、38、68結(jié)合梁凸緣或梁件7、37、67之后，再運輸?shù)浇ㄖF(xiàn)場等。進(jìn)而也可以在短的方形鋼管2、32、62與短的圓形鋼管22、52、82外面，安裝上用于連結(jié)梁凸緣或梁件7、37、67的連結(jié)用板。
在上述第一、第三、第五實施例中，作為方形鋼管1、2、31、32、61、62，比如可使用滾壓成形的單縫方形鋼管、壓力成形的一對槽型材相對而對接焊接的雙縫方形鋼管、一對壓軋槽型材焊接而成的雙縫方形鋼管、使一對壓軋凸型材相對焊接而成的雙縫方形鋼管、四面箱形無縫鋼管等任何一種已制成的方形鋼管。
在上述第一～第六實施例中，由氣體保護(hù)焊焊接機(jī)或電渣焊焊接機(jī)進(jìn)行焊接，由此，可在短時間內(nèi)進(jìn)行高品質(zhì)的焊接。而且也可以采用激光等其他焊接方式。
在上述第一～第六實施例中，對于方形或圓形短鋼管、或方形或圓形長鋼管，為使其材料品質(zhì)為高品質(zhì)，其屈服點值(單位N/mm2)，長鋼管為“235”時短鋼管為“325”，在長鋼管為“325”時短鋼管為“355”等。而且，短鋼管與長鋼管的品質(zhì)相同也可以。
權(quán)利要求
1.一種柱材用鋼管的接頭構(gòu)造，由規(guī)定板厚的長鋼管、和比所述長鋼管板厚更厚的短鋼管構(gòu)成；其特征在于，這些長鋼管與短鋼管由熱成形形成相同狀的外徑形狀，在使長鋼管的端面與未形成坡口的短鋼管端面相對的狀態(tài)下，通過從外側(cè)焊接，將兩鋼管結(jié)合構(gòu)成。
2.按權(quán)利要求1所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，長鋼管與短鋼管由方形鋼管構(gòu)成，這些長的方形鋼管與短的方形鋼管，由熱成形形成相同狀的外部尺寸與角部的外周曲面。
3.按權(quán)利要求1所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，長鋼管與短鋼管由圓形鋼管構(gòu)成，這些長的圓形鋼管與短的圓形鋼管由熱成形形成相同狀的外徑。
4.按權(quán)利要求1所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，短鋼管為形成板座區(qū)域的長度。
5.按權(quán)利要求1所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，在使位于長鋼管內(nèi)部的墊板抵接于短鋼管端面的狀態(tài)下，通過從外側(cè)焊接，將兩鋼管結(jié)合。
6.一種柱材用鋼管接頭構(gòu)造，由規(guī)定板厚的長鋼管、和比該長鋼管板厚更厚的短鋼管構(gòu)成；其特征在于，所述長鋼管由冷成形形成，同時，所述短鋼管由熱成形形成與長鋼管外徑形狀相同狀；在長鋼管端面與未形成坡口的短鋼管端面相對的狀態(tài)下，通過從外側(cè)焊接，將兩鋼管結(jié)合構(gòu)成。
7.按權(quán)利要求6所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，長鋼管與短鋼管由方形鋼管構(gòu)成，所述長的方形鋼管由冷成形形成，而所述短的方形鋼管由熱成形形成與長的方形鋼管相同狀的外部尺寸和角部外周曲面。
8.按權(quán)利要求6所記述的柱材用鋼管的接頭構(gòu)造，其特征在于，長鋼管與短鋼管由圓形鋼管構(gòu)成，所述長的圓形鋼管由冷成形形成，而所述短的圓形鋼管由熱成形形成與長的圓形鋼管相同狀的外徑。
9.按權(quán)利要求6所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，短鋼管為形成板座區(qū)域的長度。
10.按權(quán)利要求6所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，在使位于長鋼管內(nèi)部的墊板抵接于短鋼管端面的狀態(tài)下，通過從外側(cè)焊接，使兩鋼管結(jié)合。
11.一種柱材用鋼管接頭構(gòu)造，由規(guī)定板厚的長鋼管、和比該長鋼管板厚更厚的短鋼管構(gòu)成；其特征在于，這些長鋼管與短鋼管由冷成形形成相同狀的外徑，在長鋼管端面與未形成坡口的短鋼管端面相對的狀態(tài)下，通過從外側(cè)焊接，將兩鋼管結(jié)合構(gòu)成。
12.按權(quán)利要求11所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，長鋼管與短鋼管由方形鋼管構(gòu)成，這些長的方形鋼管與短的方形鋼管，由冷成形形成為相同狀的外部尺寸與角部外周曲面。
13.按權(quán)利要求11所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，長鋼管與短鋼管由圓形鋼管構(gòu)成，這些長的圓形鋼管與短的圓形鋼管由冷成形形成相同狀外徑。
14.按權(quán)利要求11所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，短鋼管為形成板座區(qū)域的長度。
15.按權(quán)利要求11所記述的柱材用鋼管接頭構(gòu)造，其特征在于，在使位于長鋼管內(nèi)部的墊板抵接于短鋼管端面的狀態(tài)下，通過從外側(cè)焊接，將兩鋼管結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明的柱材用鋼管的接頭構(gòu)造，將規(guī)定板厚的長鋼管與比該長鋼管板厚更厚的短鋼管由熱成形形成相同外徑形狀，在使長鋼管端面與未形成坡口的短鋼管端面相對狀態(tài)下，從外側(cè)焊接兩鋼管結(jié)合構(gòu)成。由此，可保持采用厚壁短鋼管形式的各種優(yōu)點，可縮短用于焊接的坡口部之制作時間并低成本形成；焊接結(jié)合作業(yè)，由于外徑形狀為相同狀，不產(chǎn)生臺階，可更平滑有效更好地進(jìn)行；對厚壁短鋼管，由于不形成坡口，故可提供可縮短制作時間并可低成本形成的柱材用鋼管的接頭構(gòu)造。
文檔編號E04B1/24GK1467349SQ03101679
公開日2004年1月14日 申請日期2003年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者中島伸, 中島教雄, 中島拓, 中島功雄, 雄 申請人:中島鋼管株式會社