柱梁接合结构的制造方法及柱梁接合结构与流程

本发明涉及一种钢结构的柱梁接合结构的制造方法及柱梁接合结构，所述钢结构具有在梁的远离柱梁接合部的位置处设置屈服点的柱和梁。

背景技术：

作为应用了用于在远离柱梁接合部的位置处设置屈服点的所谓rbs(reducedbeamsectionconnections：减小梁剖面连接)方法的柱梁接合结构，例如，如图15所示，已经提出了一种柱梁接合结构60，在该柱梁接合结构60中，在远离柱梁接合部62b的梁62中形成有凸缘65和切口67。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2006-002505号公报

专利文献2：日本专利特开2002-088912号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

在专利文献1中，提出了在梁用凸缘板5上设置切口7的柱梁接合结构1，而在专利文献2中，提出了在加强板5上远离柱1的位置处设置切口7的柱梁接合结构。

这样的柱梁接合结构适于使得在由于地震等而施加较大的外力时，能够防止柱梁接合部因外力而产生延性断裂或脆性破坏。

然而，在专利文献1的柱梁接合结构1中，为了防止梁凸缘板5在柱面处断裂，需要进一步扩大梁宽来确保容许值。其结果是，需要进一步增大柱宽，这使得经济性设计困难，从而存在进一步改进的空间。

另外，在专利文献2的柱梁接合结构中，由于采用了通过在梁2的材料轴向(梁长边方向)上施加压缩力来进行加热等的方法，因此制造变得复杂，从而存在进一步改进的空间。

本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种柱梁接合结构的制造方法及柱梁接合结构，其不需要在梁用凸缘板中形成大的切口，能够防止因梁的弯曲宽度增大而导致柱剖面扩大，从而能够减轻钢材的重量并且更低价。另外，本发明的另一目的在于提供一种低价的柱梁接合结构的制造方法及柱梁接合结构，其确保梁的端部的焊接强度，而不需要大幅增大凸缘板的宽度，并且使得不必增大柱剖面，从而使得能够防止由于地震力而在柱梁接合部处发生延性断裂和脆性破坏，并且维持梁的期望的抗弯曲性。

解决技术问题所采用的技术手段

根据本发明，提供了一种柱梁接合结构，其中，在将柱和梁接合并且具有梁用的至少一个第一凸缘板和至少一个第二凸缘板的钢结构的柱梁接合部处，第一凸缘板在具有大致水平面的一端处通过接合部接合至柱面，并且在另一端处接合至与柱面相对的第二凸缘板，其中，第一凸缘板和第二凸缘板接合至具有大致竖直面的梁用的腹板，并且第一凸缘板在远离柱面的位置处具有切口，并且在接合部附近具有至少一个厚壁部。

根据本发明的柱梁接合结构，由于在形成有切口的第一凸缘板中至少设置有厚壁部，因此能够进一步增大相对于柱的焊接接合剖面。

根据本发明，能够使梁的宽度方向上的梁端部处的凸缘板的宽度变小，并且不需要增大柱剖面，因此能够实现经济性的设计。

根据本发明的柱梁接合结构可以具有至少一对切口，并且所述至少一对切口沿梁的宽度方向配置在对称位置处。

根据本发明，能够同时制造多个具有切口和至少一个厚壁部的梁用的凸缘板。

根据本发明，提供了一种柱梁接合结构用的梁用的凸缘板的制造方法，包括：第一步骤，在所述第一步骤中，在梁用的钢板中，通过辊压而形成厚壁部，并且在除了厚壁部以外的钢板的材料轴向的部分形成薄壁部；第二步骤，在所述第二步骤中，通过辊压在远离厚壁部的薄壁部中形成切口；以及第三步骤，在所述第三步骤中，通过辊压在薄壁部中形成窄幅部。

根据本发明的柱梁接合结构的凸缘板的制造方法，能够通过辊压高效地制造梁端部处的厚壁部、切口和窄幅部。

根据本发明，提供一种柱梁接合结构的h型钢的制造方法，其是由凸缘板和腹板构成的柱梁接合结构的梁用的h型钢的制造方法，由厚板构成的h型钢的形成方法包括：第一步骤，在所述第一步骤中，在h型钢的凸缘板中，通过辊压而形成厚壁部，并且在除了厚壁部以外的梁的材料轴向的部分形成薄壁部；第二步骤，在所述第二步骤中，通过辊压在远离厚壁部的薄壁部中形成切口；以及第三步骤，在所述第三步骤中，通过辊压在薄壁部中形成窄幅部。

根据本发明，能够通过辊压高效地制造梁端部处的厚壁部、切口和窄幅部。

发明效果

根据本发明，能够在不增大凸缘板的宽度的情况下确保梁端部的焊接强度。因此，由于不需要增大柱的宽度，因此能够抑制柱的钢材重量，从而能够提供低价的柱梁接合结构的制造方法及柱梁接合结构。

附图说明

图1是本发明的柱梁接合结构中的梁用凸缘板的优选实施例的说明性平面图(第一实施例)。

图2是图1的局部说明图(第一实施例)。

图3是示出本发明中的上、下凸缘板的实施例的说明图(第一实施例)。

图4是示出本发明的柱梁接合结构的实施例的梁的说明图(第一实施例)。

图5是示出本发明的柱梁接合结构的实施例的梁的说明性平面图(第一实施例)。

图6是示出本发明的柱梁接合结构的另一实施例的梁的纵剖视图(第一实施例)。

图7是示出根据本发明的梁用凸缘板的制造工序中的第一步骤中的初始形状的说明图(第一实施例)。

图8是示出根据本发明的凸缘板的制造工序中的第二步骤中的厚壁部和薄壁部的说明图(第一实施例)。

图9是示出根据本发明的凸缘板的制造工序中的第三步骤中形成有切口的状态的说明图(第一实施例)。

图10是示出根据本发明的用于辊压凸缘板的辊压机的图(第一实施例)。

图11是示出根据本发明的用于辊压梁用h型钢的辊压机的图(第二实施例)。

图12是示出根据本发明的h型钢的制造工序中的第一步骤中的初始形状的说明图(第二实施例)。

图13是示出根据本发明的h型钢梁结构的制造工序中的第二步骤中的厚壁部和薄壁部的说明图(第二实施例)。

图14是示出根据本发明的h型钢梁结构的制造工序中的第三步骤中的形成有切口的状态的说明图(第二实施例)。

图15是现有的柱梁接合结构的示例的说明性剖视图。

具体实施方式

下面，根据附图所示的优选实施例，对用于实施本发明的方式进行更详细说明。应注意，本发明不限于这些实施例。

第一实施例

在图1至图6中，柱梁接合结构1包括柱2a和接合至柱2a的梁2。凸缘板5的一端51具有大致水平面，并通过在柱梁接合部2b处焊接而接合至柱2a的柱面。在该焊接部存在厚壁部(隆起部)3。梁2的腹板4通过焊接接合至柱2a。梁2是通过焊接组装的组合h型梁。凸缘板5的另一端52通过焊接区6在梁2的材料轴向a(梁2的长边方向)上的中央部处被对接焊接到凸缘板5a。凸缘板5和中央部的凸缘板5a通过焊接6a与腹板4接合，以形成组合h型梁。优选地，凸缘板5、中央部的凸缘板5a和腹板4在工厂通过焊接以梁2的形式接合，并且在钢架建立时与柱2a接合。

在柱梁接合结构1中，虽然梁2的腹板4焊接并接合至柱2a，但是梁2的腹板4可以替代地通过角撑板和螺栓(未示出)接合至柱2a。

当地震时在梁2中产生的外力施加到柱梁接合结构1时，在梁2中产生的弯曲应力在柱梁接合部2b处较大，并且随着与柱梁接合部2b距离的增加而逐渐变小。与远离柱梁接合部2b的位置相比，更大的弯曲应力施加到柱梁接合部2b。然而，对于柱梁接合结构1，由于凸缘板5的一端51在柱梁接合部2b处通过厚壁部(隆起部)3被加强，该厚壁部3形成为在梁2的宽度方向上比凸缘板5的另一端52的宽度更宽，并且在竖直方向v上比凸缘板5的另一端52的厚度更厚，并且在凸缘板5中远离柱2a的位置处形成有切口7，即使将具有能够发生延性断裂或脆性破坏的程度的大外力施加到柱梁接合部2b，在切口7处也会发生塑性变形，从而在柱梁接合部2b处发生延性断裂或脆性破坏之前形成屈服铰。

由于凸缘板5在其上设置有切口7的状态下由钢板辊压成型，因此不必通过焊接等在凸缘板5上设置加强板等。另外，通过使用高强度材料的钢板作为对应于应力大的梁端部的凸缘板5，并且通过使用普通材料的钢板作为对应于应力小的梁2a的中央部的凸缘板5a，可以实现钢量的减少。此外，由于可以自由地改变构成切口7的凸缘板5上的切口量、柱梁接合部2b处的凸缘板5的增大宽度以及凸缘板5的厚度，因此设计自由度增大。

在用于柱梁接合结构的钢板10中形成：厚壁部(隆起部)3，所述厚壁部(隆起部)3设置在材料轴向a上的中央部；一对薄壁部9，一对所述薄壁部9分别设置在厚壁部3的材料轴向a的两侧；两对切口7，每对所述切口7设置在相应的薄壁部9上；以及窄幅部9a，所述窄幅部9a设置在每个薄壁部9上并形成为在梁2的宽度方向b上较窄，并且一体地形成有一对对凸缘板5、5a。多对凸缘板5、5a一体地形成，并在切割线8处被切割，从而形成图2所示的凸缘板5。图3是一对凸缘板5的说明图。凸缘板5形成为使得h型钢的外剖面尺寸相同，并且厚壁部(隆起部)3以从凸缘板5的一个表面突出的方式形成，从而朝向腹板4侧突出(隆起)。

如图7至图10所示，钢板10(长条体)通过扁钢辊压机20依次成型。图7示出处于加工前的状态的钢板10。图8示出在已经形成厚壁部(隆起部)3和在除厚壁部3之外的部分处的薄壁部9的状态下的钢板10。图9示出在进一步由竖辊21形成切口7的状态下的钢板。此后，形成凸缘板5的窄幅部9a，并且获得图1所示的状态。应注意，通过使竖辊21可水平地移动，可以同时形成切口7和窄幅部9a。

通过由竖辊21反复执行辊压，可以逐渐形成厚壁部3、切口7和薄壁部9的窄幅部9a。替代地，也可以通过切割、研磨、切削、气割加工等形成切口7和薄壁部9的窄幅部9a。

第二实施例

图11至图14示出了用于柱梁接合结构的辊压成型h型钢31的制造方法。由凸缘板部31a和腹板部31b构成的厚板h型钢31在经过与图7～图10所示的工序类似的工序之后，通过h型钢辊压机30制造。如图13所示，将图12所示的厚板h型钢31辊压成凸缘厚壁部(凸缘隆起部)33和凸缘薄壁部39。随后，以与第一实施例相同的方式形成切口37和窄幅部39a。梁2通过连续加工多个部件制造而成，并且在切割线38处被切割。

在图14所示的h型钢31中，凸缘厚壁部33、切口37和凸缘薄壁部39的窄幅部39a可以通过反复执行辊压而逐渐形成。替代地，也可以通过切割、研磨、切削、气割加工等形成切口37和凸缘薄壁部39的窄幅部39a。

根据本发明，能够以与第一实施例相同的方式更均匀且更有效地制造柱梁接合部2b。另外，由于凸缘厚壁部(凸缘隆起部)33存在于凸缘板部31a的一个端部处，因此能够在不增大凸缘板部31a的宽度的情况下获得较高的焊接接合强度。

根据本发明的凸缘板5、5a以及h型钢31不仅可以通过辊压成型形成，而且可以通过锻造形成。在使用外表面恒定的凸缘板5、5a以及凸缘板部31a执行成型的情况下，通过从其一侧加压而适当地形成凸缘板5、5a以及凸缘板部31a。

符号说明

1柱梁接合结构

2梁

2a柱

2b柱梁接合部

3厚壁部(隆起部)

4腹板

5凸缘板

7切口

9薄壁部

9a窄幅部

10钢板

20扁钢辊压机

21竖辊

22水平辊

30h型钢辊压机

31h型钢

31a凸缘板部

31b腹板部。