JP6434703B2

JP6434703B2 - Welded joint structure of cold roll formed square steel pipe column and base plate

Info

Publication number: JP6434703B2
Application number: JP2014047502A
Authority: JP
Inventors: 治彦中川; 岡田　忠義; 忠義岡田
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Metal Products Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Metal Products Co Ltd
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: JP2015172269A

Description

この発明は、冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合構造の技術分野に属し、更に言えば、基礎コンクリートから立ち上がるアンカーボルトとナットによって基礎コンクリート上に固定して鉄骨柱脚部を構成するのに好適な、冷間ロール成形角形鋼管柱と露出型柱脚用ベースプレートの溶接接合構造に関する。 The present invention belongs to the technical field of a cold-rolled square steel pipe column and a base plate welded joint structure, and more specifically, the steel column base is configured by being fixed on the foundation concrete by anchor bolts and nuts rising from the foundation concrete. The present invention relates to a welded joint structure of a cold roll-formed square steel pipe column and an exposed column base plate.

従来、露出型柱脚を用いたラーメン骨組の柱脚部の終局状態は、図１Ａに示すアンカーボルト５が降伏する柱脚ヒンジ型と、図１Ｂに示す柱１の脚部が塑性化する柱ヒンジ型がある。
鉄骨構造は、地震時に柱、梁及び柱脚部が弾塑性変形をすることでエネルギーを吸収する点に特徴がある。
前記柱脚ヒンジ型は、大きな塑性変形能力を有するアンカーボルト５の特性を活かしたもので、柱脚の曲げ耐力を柱脚に接続する柱材の曲げ耐力より小さくして柱脚部に曲げが作用した場合、角形鋼管柱１が弾性状態にある段階で柱脚が降伏し、その後の作用力によって柱脚のみが大きな塑性回転を生じる形式の柱脚部である。
一方、前記柱ヒンジ型は、柱脚の曲げ耐力を柱脚に接続する柱材の曲げ耐力より一定以上大きくし、アンカーボルト５を降伏させない形式の柱脚部である（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, the final state of the column base part of the ramen frame using the exposed type column base is the column base hinge type in which the anchor bolt 5 yields as shown in FIG. 1A and the column in which the leg part of the column 1 shown in FIG. There is a hinge type.
The steel structure is characterized in that it absorbs energy by elasto-plastic deformation of columns, beams and column bases during an earthquake.
The column base hinge type utilizes the characteristics of the anchor bolt 5 having a large plastic deformation capability, and the column base is bent less than the bending strength of the column material connected to the column base. When it acts, the column base yields when the square steel pipe column 1 is in an elastic state, and only the column base generates a large plastic rotation by the subsequent acting force.
On the other hand, the column hinge type is a column base part in which the bending strength of the column base is made larger than the bending strength of the column material connected to the column base and the anchor bolt 5 is not yielded (see, for example, Patent Document 1). ).

通例、上記ラーメン骨組における柱１は、耐震性に優れた冷間ロール成形法で製造された角形鋼管を使用する場合が多い。
ここで、前記冷間ロール成形角形鋼管の原材料は、圧延鋼材である。前記柱ヒンジ型の場合、ベースプレート２に使用される圧延鋼材または鋳鋼材も、前記冷間ロール成形角形鋼管の原材料の圧延鋼材と同じ設計基準強度であることが一般的である。しかし、冷間ロール成形角形鋼管の設計基準強度は、製造時に塑性加工を受けるため、圧延鋼材または鋳鋼材の設計基準強度よりも大きくなる。
したがって、冷間ロール成形角形鋼管１の設計基準強度とベースプレート２の設計基準強度の比（ベースプレートの設計基準強度／冷間ロール成形角形鋼管の設計基準強度）は、１．０未満となる。
そこで、一般的に、ベースプレート２に使用する圧延鋼材または鋳鋼材は、冷間ロール成形角形鋼管１に使用する圧延鋼材の設計基準強度よりも大きい設計基準強度とされる（例えば、非特許文献１〜３参照）。 In general, the column 1 in the above-mentioned ramen frame often uses a square steel pipe manufactured by a cold roll forming method having excellent earthquake resistance.
Here, the raw material of the cold-roll formed square steel pipe is a rolled steel material. In the case of the column hinge type, it is common that the rolled steel material or cast steel material used for the base plate 2 also has the same design standard strength as the rolled steel material that is the raw material of the cold-rolled square steel pipe. However, the design standard strength of the cold-rolled square steel pipe is subjected to plastic working at the time of manufacture, and thus is larger than the design standard strength of the rolled steel material or cast steel material.
Therefore, the ratio of the design reference strength of the cold roll formed square steel pipe 1 to the design reference strength of the base plate 2 (design reference strength of the base plate / design reference strength of the cold roll formed square steel pipe) is less than 1.0.
Therefore, in general, the rolled steel material or cast steel material used for the base plate 2 has a design standard strength greater than the design standard strength of the rolled steel material used for the cold-roll formed square steel pipe 1 (for example, Non-Patent Document 1). To 3) .

特開２００８−５７３２３号公報JP 2008-57323 A ２００８年版冷間ロール成形角形鋼管設計・施工マニュアル2008 Edition Cold Roll Forming Square Steel Pipe Design and Construction Manual ２００７年版建築物の構造関係技術基準解説書2007 edition Building Structure Technical Standards Manual ２０１２年１０月１５日刊行の建築構造用アンカーボルトを用いた露出型柱脚の設計施工指針・同解説（社団法人日本鋼構造協会）Design and construction guidelines for exposed column bases using anchor bolts for building structures published on October 15, 2012 and explanation (Japan Steel Structure Association)

上記特許文献１を含む一般的な冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合構造では、図４中の「従来の組合せ」欄で示したように、柱ヒンジ型の場合、上記非特許文献２の記載内容に基づき、ベースプレートの設計基準強度が冷間ロール成形角形鋼管の設計基準強度と同じか大きく設定されている。設計基準強度の大きい圧延鋼材または鋳鋼材を使用すると材料コストが割高となることは明らかなので、冷間ロール成形角形鋼管よりも大きい設計基準強度のベースプレートを使用する露出柱脚を用いたラーメン骨組の柱脚部は、建設コストが割高となる。
また、ベースプレートとして使用される圧延鋼板または鋳鋼材の強度区分が５２０Ｎ／ｍｍ^２級超、つまり、設計基準強度が３５５Ｎ／ｍｍ^２〜３６５Ｎ／ｍｍ^２超になると、低温割れ防止の観点から予熱を行う必要がある。前記予熱の目安温度は、「鉄骨工事技術指針」等で気温が５度と示されている。気温が５度未満であれば、予熱して溶接施工する必要がある。そのためベースプレートに設計基準強度が３５５Ｎ／ｍｍ^２〜３６５Ｎ／ｍｍ^２超の圧延鋼材または鋳鋼材を使用すると、気温が５度を下回る場合が多い寒冷地では、予熱処理が施工手間となり、溶接施工コストが割高となる。
また、柱ヒンジ型の場合、ヒンジが発生する位置を冷間ロール成形角形鋼管柱の下部、つまり冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合部にする必要がある。そのため、冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートとを溶接接合する際に、溶接材料の強度は、冷間ロール成形角形鋼管柱またはベースプレートの強度のうち大きい方の強度以上とする必要がある。すなわちベースプレートにヒンジが発生しないようにする。
そのため、ベースプレートの強度が高いと、必然的に強度の大きい溶接材料を使用することになり、コストが高くなるうえに、種類も限定されて使い勝手が悪い。 In a general cold roll-formed square steel pipe column and base plate welded joint structure including the above-mentioned Patent Document 1, as shown in the “conventional combination” column in FIG. Based on the description in 2, the design standard strength of the base plate is set to be equal to or larger than the design standard strength of the cold-rolled square steel pipe. It is clear that the use of rolled steel or cast steel with a high design base strength increases the material cost, so the frame structure of an exposed column base using an exposed column base that uses a base plate with a design base strength greater than that of a cold-rolled square steel pipe. The column base is expensive to construct.
Further, property class of rolled steel or cast steel is used as the base plate 520N / mm ² class than, that is, the design strength becomes 355N ^/ mm ² ~365N ^/ mm 2 greater than the pre-heating from the viewpoint of low-temperature cracking prevention There is a need to do. The reference temperature for the preheating is indicated as 5 degrees in the “steel construction technical guidelines” or the like. If the temperature is less than 5 degrees, it is necessary to preheat and weld. For this reason, if a rolled steel or cast steel with a design standard strength of 355 N / mm ^{2 to over} 365 N / mm ² is used for the base plate, the pre-heat treatment becomes troublesome in cold regions where the air temperature often falls below 5 degrees, and the welding work costs Is expensive.
In the case of the column hinge type, the position where the hinge is generated needs to be the lower part of the cold roll-formed square steel tube column, that is, the welded joint between the cold roll-formed square steel tube column and the base plate. Therefore, when the cold roll-formed square steel pipe column and the base plate are welded together, the strength of the welding material needs to be equal to or greater than the larger one of the strengths of the cold roll-formed square steel pipe column or the base plate. That is, a hinge is not generated on the base plate.
For this reason, if the strength of the base plate is high, a welding material having a high strength is inevitably used, and the cost is high and the types are limited and the usability is poor.

更に、特殊な場合を除き、溶接材料とこれを用いて溶接施工する鉄骨製作工場は、図６に示した通り、Ｊグレード、Ｒグレード、Ｍグレード、Ｈグレード、Ｓグレードの５つのグレードに分けられている。各グレードは、強度区分及び板厚との関係で区分されており、生産できる工場数がそれぞれ異なる。例えばＭグレードでは、全国に８９４工場があり生産性が高い。一方、Ｓグレードは、全国に２２工場しかなく、生産が制限される。
具体的には、図５中の「従来の組合せ」欄で示した従来の冷間ロール成形角形鋼管とベースプレートの組み合わせにおいて、冷間ロール成形角形鋼管の強度区分が４９０Ｎ／ｍｍ^２級、基準強度が３６５Ｎ／ｍｍ^２の場合、ベースプレートの強度区分は５５０Ｎ／ｍｍ^２級、基準強度は３８５Ｎ／ｍｍ^２となる。そうすると、この基準に対応可能な鉄骨製作工場のグレードは「Ｓ」のみで、工場数は２２となり、生産量がかなり制限される。つまり、ベースプレートの設計基準強度を冷間ロール成形角形鋼管の設計基準強度よりも低く設定できれば、対応可能なグレードが多くなり、鉄骨製作工場の工場数が増えるから生産性が高まる。 Furthermore, except for special cases, the welding material and the steel frame manufacturing factory where welding is performed using this material are divided into five grades: J grade, R grade, M grade, H grade, and S grade, as shown in FIG. It has been. Each grade is classified according to the relationship between strength classification and sheet thickness, and the number of factories that can be produced is different. For example, the M grade has a high productivity with 894 factories nationwide. On the other hand, S grade is, the whole country in 22 factory only without, production is limited.
Specifically, in the combination of the conventional cold-rolled square steel pipe and the base plate shown in the “Conventional combination” column in FIG. 5, the strength classification of the cold-rolled square steel pipe is 490 N / mm class ² and the standard strength. If is 365N / mm ^2, the strength section of the base plate is 550 N / mm ² grade, the reference intensity remains 385N / mm ^2. In that case, the grade of the steel frame manufacturing factory that can meet this standard is only “S”, the number of factories is 22, and the production volume is considerably limited. In other words, if the design standard strength of the base plate can be set lower than the design standard strength of the cold-rolled square steel pipe, the number of grades that can be handled increases, and the number of steel manufacturing factories increases, thereby increasing productivity.

ところで、上記段落番号［０００５］でも説明したように、上記非特許文献２では、設計事例として、前記ベースプレートを、柱、梁および柱脚部と同等かそれ以上の設計基準強度としている。そのため、一般的にはこの指針書に基づいて、ベースプレートを冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度よりも大きい設計基準強度で成る圧延鋼材または鋳鋼材で構成している。しかし、この指針書に記載された基準は、法律で決められた基準ではなく、あくまで構造物の健全性を考慮した場合、設計上好ましい基準値として設けられた内容に過ぎない。
つまり、ベースプレートの設計基準強度を冷間ロール成形角形鋼管の設計基準強度よりも低く設定しても、前記指針書で示された効果と同等の効果を得ることができれば、前記指針書の内容と異なる基準で設計した構造であっても特に問題ないことになる。 By the way, as explained in paragraph [0005] above, in Non-Patent Document 2, as a design example, the base plate has a design reference strength equal to or higher than that of a column, a beam, and a column base. Therefore, generally, based on this guideline, the base plate is made of a rolled steel material or a cast steel material having a design standard strength greater than the design standard strength of the cold roll-formed square steel pipe column. However, the standard described in this guideline is not a standard determined by law, but is merely a content set as a preferable standard value in terms of design when considering the soundness of the structure.
In other words, even if the design standard strength of the base plate is set lower than the design standard strength of the cold-rolled square steel pipe, if the same effect as the effect indicated in the guideline can be obtained, the contents of the guideline and Even if the structure is designed based on different standards, there is no particular problem.

そこで、本発明の目的は、構造物の健全性を維持可能な範囲において、冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度よりも低い設計基準強度の圧延鋼材または鋳鋼材で構成したベースプレートと、前記冷間ロール成形角形鋼管柱とを溶接接合することにより、圧延鋼材または鋳鋼材の材料コストを削減すること、及び溶接における予熱の手間を省略して溶接コストを省略することができ、更に生産性が高く、ひいては建設コストを大幅に削減できる、冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合構造を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a base plate made of a rolled steel material or cast steel material having a design standard strength lower than the design standard strength of a cold-roll formed square steel pipe column within a range in which the soundness of the structure can be maintained, By welding joints with cold-rolled square steel pipe columns, the material cost of rolled steel or cast steel can be reduced, and the welding heat can be saved by omitting the preheating work in welding. The present invention is to provide a welded joint structure between a cold-rolled square steel pipe column and a base plate that is high in cost and can greatly reduce construction costs.

上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合構造は、
冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合構造において、
前記冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度を３２６Ｎ／ｍｍ^２〜４００Ｎ／ｍｍ^２の範囲とし、前記ベースプレートの設計基準強度が３２５Ｎ／ｍｍ^２〜３６５Ｎ／ｍｍ^２の範囲として、前記冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度とベースプレートの設計基準強度の比（ベースプレートの設計基準強度／冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度）が０．８１３〜０．９９７の範囲に設定され、
および、前記冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの板厚比（ベースプレートの板厚／冷間ロール成形角形鋼管柱の板厚）が１．０以上で、かつ、前記冷間ロール成形角形鋼管柱の板厚と前記ベースプレートの溶接接合部の寸法との比（ベースプレートの溶接接合部の寸法／冷間ロール成形角形鋼管柱の板厚）を、１．０よりも大きくなるように設定されて、両者が溶接接合されていることを特徴とする。 As means for solving the above problems, the welded joint structure of the cold roll-formed square steel pipe column and the base plate according to claim 1 is:
In the welded joint structure of cold roll formed square steel pipe column and base plate,
The design strength of the cold-roll forming RHS Column in the range of ^{^{326N / mm 2 ~400N / mm 2}} , a range design strength of 325N ^/ mm ² ~365N ^/ mm 2 of the base plate, the cold rolled The ratio of the design standard strength of the formed square steel pipe column to the design standard strength of the base plate (design standard strength of the base plate / design standard strength of the cold-rolled square steel pipe column) is set in the range of 0.81 3 to 0.997 ,
And the cold roll-formed square steel pipe column and the base plate have a thickness ratio (base plate thickness / cold roll-formed square steel pipe column thickness) of 1.0 or more, and the cold roll-formed square steel pipe column The ratio between the thickness of the base plate and the dimension of the welded joint of the base plate (the dimension of the welded joint of the base plate / the thickness of the cold-rolled square steel pipe column) is set to be larger than 1.0, Both are weld-joined .

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合構造において、前記冷間ロール成形角形鋼管柱１の外径は、１５０ｍｍ〜５５０ｍｍの範囲で構成されていることを特徴とする。 The invention described in claim 2 is the welded joint structure of the cold roll formed square steel pipe column and the base plate described in claim 1 , wherein the outer diameter of the cold roll formed square steel pipe column 1 is in the range of 150 mm to 550 mm. It is configured.

本発明に係る冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合構造によれば、ベースプレートの設計基準強度が、冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度より低い条件で、即ち、構造物の健全性を維持可能な範囲として、
（イ）冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度を３２６Ｎ／ｍｍ^２〜４００Ｎ／ｍｍ^２の範囲とし、前記ベースプレートの設計基準強度が３２５Ｎ／ｍｍ^２〜３６５Ｎ／ｍｍ^２の範囲として、
（ロ）前記冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度とベースプレートの設計基準強度の比（ベースプレートの設計基準強度／冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度）が０．８１３〜０．９９７の範囲とされ、
（ハ）更に、冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの板厚比（ベースプレートの板厚／冷間ロール成形角形鋼管柱の板厚）が１．０以上等の条件で溶接接合する構成としたから、
ベースプレートが、冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度よりも低い設計基準強度の圧延鋼材または鋳鋼材で構成されるので、材料コストを大幅に削減できるし、溶接接合部が、冷間ロール成形角形鋼管柱及びベースプレートよりも先に壊れてしまう不都合が生じない。
また、溶接材料の強度は冷間ロール成形角形鋼管柱またはベースプレートの強度のうち、高い方の強度以上とする必要があるが、ベースプレートは冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度よりも低い設計基準強度の圧延鋼材または鋳鋼材で構成するので、溶接材料の強度を低く設計でき、溶接材料は限定されないし、溶接コストも削減できる。
また、ベースプレートの設計基準強度は、３２５Ｎ／ｍｍ^２〜３６５Ｎ／ｍｍ^２の範囲であるから、寒冷地であっても多くの場合予熱をする必要がなく、予熱処理の手間が省けるため、施工性が非常に良く、溶接コストを削減することができる。
更に、上記の設計基準強度の範囲で成る圧延鋼材または鋳鋼材を用い加工できる鉄骨製作工場のグレード（Ｒ、Ｍ、Ｈ、またはＳ）が増え、工場数が大幅に増加するので、生産性が非常に高まる。 According to the welded joint structure of the cold rolled square steel pipe column and the base plate according to the present invention, the base plate has a design standard strength lower than the design standard strength of the cold roll molded square steel pipe column, that is, the soundness of the structure. As a range that can maintain the sex,
The design strength between (i) cold roll forming RHS Column in the range of ^{^{326N / mm 2 ~400N / mm 2}} , a range design strength of 325N ^/ mm ² ~365N ^/ mm 2 of the base plate,
(B) The ratio of the design standard strength of the cold-rolled square steel pipe column to the design standard strength of the base plate (design standard strength of the base plate / design standard strength of the cold-rolled square steel pipe column) is 0.81 3 to 0. 997 range,
(C) Further, a configuration in which cold roll forming RHS Column and the thickness ratio of the base plate (plate thickness of the plate thickness / Cold roll forming RHS Column of the base plate) is welded in conditions such as 1.0 or more From
The base plate is made of rolled steel or cast steel with a design base strength lower than the design base strength of the cold roll forming square steel pipe column, so material costs can be greatly reduced, and the welded joint is cold rolled. There is no inconvenience of breaking before the square steel pipe column and the base plate.
In addition, the strength of the welding material must be higher than the strength of the cold roll-formed square steel pipe column or base plate, but the base plate is designed to be lower than the design standard strength of the cold-rolled square steel tube column. Since it is composed of a rolled steel material or a cast steel material having a reference strength, the strength of the welding material can be designed low, the welding material is not limited, and the welding cost can be reduced.
Also, design strength of the base ^plate, since the range of ^{325N / mm 2 ~365N / mm 2} , it is not necessary to preheat often be a cold district, because the labor of preheating can be omitted, workability Is very good and can reduce welding costs.
In addition, the number of steel manufacturing factories (R, M, H, or S) that can be processed using rolled steel or cast steel with the above design standard strength range will increase, and the number of factories will increase significantly, increasing productivity. Increases very much.

鉄骨構造柱脚部の枢要部について、Ａは、柱脚ヒンジ型モデルを示した説明図であり、Ｂは、柱ヒンジ型モデルを示した説明図である。Regarding the pivotal part of the steel structure column base, A is an explanatory view showing a column base hinge type model, and B is an explanatory view showing a column hinge type model. 冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合部の枢要部を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the principal part of the welding joint part of a cold roll forming square steel pipe column and a baseplate. 図２にかかる前記枢要部の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of the pivot part according to FIG. 2. 冷間ロール成形角形鋼管の設計基準強度とベースプレートの設計基準強度の組合せ例を従来例と本発明とで区別して示した表である。It is the table | surface which distinguished and showed the example of a combination of the design reference | standard intensity | strength of a cold roll forming square steel pipe, and the design reference | standard intensity | strength of a baseplate with a prior art example and this invention. 冷間ロール成形角形鋼管、ベースプレート、溶接材料及び鉄骨製作工場の組合せを示した表である。It is the table | surface which showed the combination of a cold roll forming square steel pipe, a base plate, a welding material, and a steel frame manufacturing factory. 鉄骨製作工場のグレード別の適用範囲を示した表である。It is the table | surface which showed the application range according to grade of a steel frame manufacturing factory.

本発明に係る冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合構造は、ベースプレートの設計基準強度が、冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度よりも低い条件で溶接接合されている。
具体的には、冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度を３２６Ｎ／ｍｍ^２〜４００Ｎ／ｍｍ^２の範囲とし、ベースプレートの設計基準強度が３２５Ｎ／ｍｍ^２〜３６５Ｎ／ｍｍ^２の範囲として、冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度とベースプレートの設計基準強度の比（ベースプレートの設計基準強度／冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度）が０．８１３〜０．９９７の範囲とする。冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの板厚比（ベースプレート２の板厚ｂｔ／冷間ロール成形角形鋼管柱１の板厚ｃｔ）が１．０以上とする。更に、前記冷間ロール成形角形鋼管柱１の板厚ｃｔと前記ベースプレート２の溶接接合部３の寸法ｂＳとの比（ベースプレートの溶接接合部３の寸法ｂＳ／冷間ロール成形角形鋼管柱１の板厚ｃｔ）を、１．０よりも大きくなるように設定されている。 In the welded joint structure of the cold roll formed rectangular steel pipe column and the base plate according to the present invention, the base plate has a design reference strength lower than the design standard strength of the cold roll formed square steel pipe column.
Specifically, the design strength of the cold-roll forming RHS Column in the range of ^{^{326N / mm 2 ~400N / mm 2}} , a range design strength of the base plate of ^{^{325N / mm 2 ~365N / mm 2}} , cold The ratio of the design standard strength of the cold rolled square steel pipe column to the design standard strength of the base plate (design standard strength of the base plate / design standard strength of the cold rolled square steel pipe column) is in the range of 0.81 3 to 0.997. . The plate thickness ratio of the cold roll-formed square steel pipe column to the base plate (the plate thickness bt of the base plate 2 / the plate thickness ct of the cold roll-formed square steel tube column 1) is 1.0 or more. Further, the ratio of the plate thickness ct of the cold roll-formed square steel pipe column 1 to the dimension bS of the weld joint 3 of the base plate 2 (dimension bS of the weld joint 3 of the base plate / cold roll-formed square steel pipe column 1 The plate thickness ct) is set to be larger than 1.0.

以下に、本発明に係る冷間ロール成形角形鋼管柱とベースプレートの溶接接合構造を、図示した実施例に基づいて説明する。
図２は、冷間ロール成形角形鋼管柱１とベースプレート２の溶接接合部３を示している。冷間ロール成形角形鋼管柱１の下端部にベースプレート２の上面が溶接接合されている。図３は、同溶接接合部３の一部（左側）を拡大して示している。
図示例は、基礎コンクリート４から立ち上がるアンカーボルト５とナット（ダブルナット）６によって基礎コンクリート４上に固定して鉄骨柱脚部を構成する、冷間ロール成形角形鋼管柱１と露出型柱脚用ベースプレート２の溶接接合構造を示している。
ちなみに図２中の符号７はモルタル（グラウト）、図３中の符号３０は溶接材料、符号３１は裏当て金を示している。なお、溶接ボンド部の設計基準強度は、ベースプレート２の設計基準強度と同じである。 Below, the welded joint structure of the cold roll forming square steel pipe pillar and base plate which concerns on this invention is demonstrated based on the illustrated Example.
FIG. 2 shows a welded joint 3 between the cold-rolled square steel pipe column 1 and the base plate 2. The upper surface of the base plate 2 is welded to the lower end portion of the cold roll-formed square steel pipe column 1. FIG. 3 shows an enlarged part (left side) of the weld joint 3.
The illustrated example is for a cold-rolled square steel pipe column 1 and an exposed type column base that are fixed on the basic concrete 4 by anchor bolts 5 and nuts (double nuts) 6 rising from the basic concrete 4 to constitute a steel column base. The welded joint structure of the base plate 2 is shown.
Incidentally, reference numeral 7 in FIG. 2 indicates mortar (grout), reference numeral 30 in FIG. 3 indicates a welding material, and reference numeral 31 indicates a backing metal. The design standard strength of the weld bond portion is the same as the design standard strength of the base plate 2.

本発明に係る冷間ロール成形角形鋼管柱１とベースプレート２の溶接接合構造の特徴は、構造物の健全性を維持できる可能な範囲において、ベースプレート２が、冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度よりも低い設計基準強度の圧延鋼材または鋳鋼材で構成されていることである。
上記「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」の欄で既に述べたように、通例、ベースプレート２は、図４中の「従来の組合せ」欄で示すように、冷間ロール成形角形鋼管柱１以上の設計基準強度の圧延鋼材または鋳鋼材で構成される。つまり、冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度とベースプレート２の設計基準強度の比（ベースプレートの設計基準強度／冷間ロール成形角形鋼管柱の設計基準強度）が１．０以上となる構成とされている。前記ベースプレート２の設計基準強度が冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度よりも低いと、該ベースプレート２が先行して塑性変形してしまい、その後は当該箇所だけが変形してしまうからである。
これに対し、本発明に係る冷間ロール成形角形鋼管柱１とベースプレート２の溶接接合構造は、上記の発想を逆転させた構成である。 The feature of the welded joint structure between the cold roll-formed square steel pipe column 1 and the base plate 2 according to the present invention is that the base plate 2 is designed so that the cold-rolled square steel pipe column 1 can be maintained as long as the soundness of the structure can be maintained. It is made of a rolled steel material or cast steel material having a design standard strength lower than the standard strength.
As already described in the above-mentioned "Background Art" and "Problems to be Solved by the Invention", the base plate 2 is usually formed by a cold roll forming square as shown in the "Conventional Combination" column in FIG. It is composed of a rolled steel material or cast steel material having a design standard strength of one or more steel pipe columns. In other words, the ratio of the design standard strength of the cold-rolled square steel pipe column 1 to the design standard strength of the base plate 2 (design standard strength of the base plate / design standard strength of the cold-rolled square steel pipe column) is 1.0 or more. It is said that. If the design standard strength of the base plate 2 is lower than the design standard strength of the cold-rolled square steel pipe column 1, the base plate 2 will be plastically deformed first, and thereafter only the relevant part will be deformed. is there.
On the other hand, the welded joint structure of the cold roll-formed square steel pipe column 1 and the base plate 2 according to the present invention has a configuration in which the above idea is reversed.

具体的には、図４中の「本発明の組合せ」欄で示すように、上記冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度を３２６Ｎ／ｍｍ^２〜４００Ｎ／ｍｍ^２の範囲とし、上記ベースプレート２の設計基準強度が３２５Ｎ／ｍｍ^２〜３６５Ｎ／ｍｍ^２の範囲として、前記冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度とベースプレート２の設計基準強度の比（ベースプレート２の設計基準強度／冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度）は０．８１３〜０．９９７の範囲とする。
そして、図３に示すように、前記冷間ロール成形角形鋼管柱１とベースプレート２の板厚比（ベースプレート２の板厚ｂｔ／冷間ロール成形角形鋼管柱１の板厚ｃｔ）を１．０以上とする。冷間ロール成形角形鋼管柱１の板厚ｃｔが、ベースプレート２の板厚ｂｔよりも厚いと、ベースプレート２が、同冷間ロール成形角形鋼管柱１よりも先に壊れてしまう不都合が生じるからである。因みに、本発明では、冷間ロール成形角形鋼管柱１と比し、ベースプレート２の設計基準をより低く設定しているため、ベースプレート２の面外曲げ耐力が低下する。そのため、冷間ロール成形角形鋼管柱１の板厚ｃｔをベースプレート２の板厚ｂｔより一定以上薄くすることで、ベースプレート２の面外曲げ耐力を向上させている。 Specifically, as shown in the “combination of the present invention” column in FIG. 4, the base strength of the cold roll-formed square steel pipe column 1 is set to a range of 326 N / mm ^{2 to} 400 N / mm ^2. as the range 2 design strength of ^{^{325N / mm 2 ~365N / mm 2}} , the ratio of the design strength of the design strength and the base plate 2 of the cold-roll forming RHS column 1 (design strength / cooling of the base plate 2 The design standard strength of the inter-roll-formed square steel pipe column 1 is in the range of 0.81 3 to 0.997.
Then, as shown in FIG. 3, the plate thickness ratio of the cold roll-formed square steel pipe column 1 and the base plate 2 (the plate thickness bt of the base plate 2 / the plate thickness ct of the cold roll-formed square steel tube column 1) is 1.0. That's it. If the plate thickness ct of the cold roll-formed square steel pipe column 1 is larger than the plate thickness bt of the base plate 2, the base plate 2 may be broken before the cold roll-formed square steel tube column 1. is there. Incidentally, in the present invention, since the design standard of the base plate 2 is set lower than that of the cold roll-formed square steel pipe column 1, the out-of-plane bending strength of the base plate 2 is reduced. Therefore, the out-of-plane bending strength of the base plate 2 is improved by making the plate thickness ct of the cold roll-formed square steel pipe column 1 a certain thickness or less than the plate thickness bt of the base plate 2.

冷間ロール成形角形鋼管１の全塑性曲げ耐力を下記［数１］の数式＜１＞に示す。数式＜１＞は、冷間ロール成形角形鋼管１の塑性断面係数と設計基準強度の積で、冷間ロール成形角形鋼管１の応力度が設計基準強度に達するときである。冷間ロール成形角形鋼管−ベースプレート溶接接合部の最大曲げ耐力を数式＜２＞に示す。数式＜２＞は、冷間ロール成形角形鋼管−ベースプレート溶接接合部の塑性断面係数とベースプレートの引張強さの積で、冷間ロール成形角形鋼管−ベースプレート溶接接合部の応力度が引張強さに達するときである。
数式＜１＞と数式＜２＞の比を数式＜３＞に示す。数式＜３＞の値が接合部係数α（例えば、１．２０）以上であれば、柱及び梁の設計耐力よりも一定以上の設計耐力を有する保有耐力接合を満足（構造物の健全性を維持）しているということである。 The total plastic bending proof stress of the cold roll formed square steel pipe 1 is shown in the following formula [1]. Formula <1> is a product of the plastic section modulus of the cold roll-formed square steel pipe 1 and the design standard strength, and is when the degree of stress of the cold roll-formed square steel pipe 1 reaches the design standard strength. The maximum bending strength of the cold roll-formed square steel pipe-base plate weld joint is shown in Formula <2>. Equation <2> is the product of the plastic section modulus of the cold roll-formed square steel pipe-base plate weld joint and the tensile strength of the base plate, and the stress degree of the cold roll-formed square steel pipe-base plate weld joint becomes the tensile strength. It is time to reach.
The ratio between the formula <1> and the formula <2> is shown in the formula <3>. If the value of the formula <3> is equal to or greater than the joint coefficient α (for example, 1.20), it satisfies the possession proof joint having a design proof strength that is a certain level or higher than the design proof strength of the column and beam (the soundness of the structure is Maintenance).

［数１］
_ｃＭ_ｐ＝_ｃＺ_ｐ×_ｃσ_ｙ・・・＜１＞
_ｂＭ_u＝_ｂＺ_ｐ×_ｂσ_ｔ・・・＜２＞
ただし、前記_ｃＭ_ｐ、_ｂＭ_u は次式＜３＞を満足するものとする。
_ｂＭ_u≧α・_ｃＭ_ｐ・・・＜３＞
ここで、
前記_ｃＺ_ｐの算出は、_ｃｔおよび_ｃｄ（冷間ロール成形角形鋼管の外径）を使用する。
前記_ｂＺ_ｐの算出は、（_ｃｔ＋１／４_ｃｔ）および（_ｃｄ＋２×１／４×_ｃｔ）を使用する。
_ｃＭ_ｐ：冷間ロール成形角形鋼管の全塑性曲げ耐力
_ｂＭ_u ：冷間ロール成形角形鋼管−ベースプレート溶接接合部の最大曲げ耐力
_ｃＺ_ｐ：冷間ロール成形角形鋼管の塑性断面係数
_ｂＺ_ｐ：冷間ロール成形角形鋼管−ベースプレート溶接接合部の塑性断面係数
_ｃσ_ｙ：冷間ロール成形角形鋼管の設計基準強度
_ｂσ_ｔ：ベースプレートの引張強さ
α ：接合部係数（１．２０） [Equation 1]
_{_{_{_{c M p = c Z p ×}}}} c σ y ··· <1>
_{_{_{_{b M u = b Z p ×}}}} b σ t ··· <2>
However, the _c M _p, _b M _u shall satisfy the following equation <3>.
_b M _u ≧ α · _c M _p ... <3>
here,
Calculation of the _c Z _p _{uses c} t and _c d (outer diameter of the cold-roll forming RHS).
The calculation of the _b Z _p _uses _{(c t + 1/4 c} t) and _{(c d + 2 × 1/} 4 × c t).
_c M _p : Total plastic bending strength of cold-rolled square steel pipe
_b M _u : Maximum bending strength of cold-rolled square steel pipe-base plate welded joint
_c Z _p : Plastic section modulus of cold-rolled square steel pipe
_{b Z} _p: Cold roll forming RHS - plastic section modulus of the base plate weld joint
_c σ _y : Design standard strength of cold roll formed square steel pipe
_b σ _t : base plate tensile strength α: joint coefficient (1.20)

ここで、上記数式＜１＞〜＜３＞に、一例として本発明の数値範囲内である下記の数値を代入して保有耐力接合を満足しているか否かについて検討する。
（１）冷間ロール成形角形鋼管柱の数値について
外径（ｃｄ）は４００ｍｍ×４００ｍｍである。
板厚（ｃｔ）は２２ｍｍである。
前記外径（ｃｄ）及び板厚（ｃｔ）から求められる塑性断面係数（ｃＺｐ）は４，３９０ｃｍ^３である。
設計基準強度（ｃσｙ）は３６５Ｎ／ｍｍ^２である。
前記数値を上記数式＜１＞へ代入すると、全塑性曲げ耐力（ｃＭｐ）＝ｃＺｐ×ｃσｙ＝４，３９０ｃｍ^３×３６５Ｎ／ｍｍ^２×＝１，６０２，３５０ｋＮ・ｍｍとなる。

（２）ベースプレートの数値について
溶接接合部の外径（ｃｄ＋２×１／４×ｃｔ）は４１１ｍｍ×４１１ｍｍである。
冷間ロール成形角形鋼管柱１の板厚（ｃｔ）と溶接の余盛り（１／４×ｃｔ）の和である溶接接合部３の寸法（ｂＳ）は、２７．５ｍｍである。
前記外径及び溶接接合部３の寸法（ｂＳ）から求められる塑性断面係数（ｂＺｐ）は５，５５０ｃｍ^３である。
引張強さ（ｂσｔ）は４９０Ｎ／ｍｍ^２である。
前記数値を上記数式＜２＞へ代入すると、最大曲げ耐力（ｂＭｕ）＝ｂＺｐ×ｂσｔ＝５，５５０ｃｍ^３×４９０Ｎ／ｍｍ^２＝２，７１９，５００ｋＮ・ｍｍ

（３）全塑性曲げ耐力（ｃＭｐ）と最大曲げ耐力（ｂＭｕ）を上記数式＜３＞へ代入
前記（１）と（２）で求めた全塑性曲げ耐力（ｃＭｐ）と最大曲げ耐力（ｂＭｕ）により、（ｂＭｕ）／（ｃＭｐ）＝２，７１９，５００ｋＮ・ｍｍ／１，６０２，３５０ｋＮ・ｍｍ＝１．６９７＞１．２（α）となる。
また、冷間ロール成形角形鋼管柱１の板厚とベースプレート２の溶接接合部３の寸法との比（溶接接合部３の寸法ｂＳ／冷間ロール成形角形鋼管柱の板厚ｃｔ）は、２７．５ｍｍ／２２ｍｍ＞１．０となる。
したがって、上記冷間ロール成形角形鋼管柱１及びベースプレート２の数値は、柱及び梁の設計耐力よりも一定以上の設計耐力を有する保有耐力接合を満足しているので、構造物の健全性を維持できる範囲といえる。 Here, as an example, the following numerical values within the numerical range of the present invention are substituted into the above formulas <1> to <3> to examine whether or not the retained strength joint is satisfied.
(1) About the numerical value of a cold roll forming square steel pipe column The outer diameter (cd) is 400 mm x 400 mm.
The plate thickness (ct) is 22 mm.
The plastic section modulus (cZp ) obtained from the outer diameter (cd) and the plate thickness (ct ) is 4,390 cm ³ .
The design reference strength (cσy) is 365 N / mm ² .
When the numerical value is substituted into the above formula < 1 > , the total plastic bending strength (cMp) = cZp × cσy = 4,390 cm ³ × 365 N / mm ² × = 1,602,350 kN · mm.

(2) Numerical values of the base plate The outer diameter (cd + 2 × 1/4 × ct) of the weld joint is 411 mm × 411 mm.
The dimension (bS) of the weld joint 3 which is the sum of the plate thickness (ct) of the cold roll-formed square steel pipe column 1 and the welding surplus (1/4 × ct) is 27.5 mm.
The plastic section modulus (bZp) obtained from the outer diameter and the dimension (bS) of the weld joint 3 is 5,550 cm ³ .
The tensile strength (bσt) is 490 N / mm ² .
When the numerical value is substituted into the above formula <2>, the maximum bending strength (bMu) = bZp × bσt = 5,550 cm ³ × 490 N / mm ² = 2,719,500 kN · mm

(3) Substituting total plastic bending strength (cMp) and maximum bending strength (bMu) into the above formula <3> Total plastic bending strength (cMp) and maximum bending strength (bMu) determined in (1) and (2) above (BMu) / (cMp) = 2,719,500 kN · mm / 1,602,350 kN · mm = 1.597> 1.2 (α).
Further, the ratio of the plate thickness of the cold roll-formed square steel pipe column 1 to the dimension of the weld joint 3 of the base plate 2 (dimension bS of the weld joint 3 / plate thickness ct of the cold roll-formed square steel pipe column) is 27 0.5 mm / 22 mm> 1.0.
Therefore, the numerical values of the cold-rolled square steel pipe column 1 and the base plate 2 satisfy the possession strength-bearing joint having a design strength more than a certain level than the design strength of the columns and beams, so the soundness of the structure is maintained. It can be said that it is possible.

以上より、冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度ｃσｙが３６５Ｎ／ｍｍ ^２で、ベースプレート２の引張強さ（ｂσｔ）が４９０Ｎ／ｍｍ ^２（設計基準強度は図５より３２５Ｎ／ｍｍ ^２）のとき、即ち、前記冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度とベースプレート２の設計基準強度の比（ベースプレート２の設計基準強度／冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度）が、前記０．８１３〜０．９９７の範囲内である３２５／３６５≒０．８９０のとき（図４中の「本発明の組合せ」欄の上から２行目参照）、保有耐力接合を満足（構造物の健全性を維持）していることが分かった。
＜下限値である０．８１３についての検討＞
同様に、上記した手法に倣い、前記０．８１３〜０．９９７のうち下限値である０．８１３について、保有耐力接合を満足（構造物の健全性を維持）しているか否かについて検討する。具体的には、図４中の「本発明の組合せ」欄の上から４行目の、前記ｃσｙが４００Ｎ／ｍｍ ^２で、前記ｂσｔが４９０Ｎ／ｍｍ ^２（設計基準強度は図５より３２５Ｎ／ｍｍ ^２）で、前記比（ベースプレート２の設計基準強度／冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度）が３２５／４００≒０．８１３のときを検討する。
（１）冷間ロール成形角形鋼管柱１の数値について
外径（ｃｄ）は４００ｍｍ×４００ｍｍである。
板厚（ｃｔ）は２２ｍｍである。
前記外径（ｃｄ）及び板厚（ｃｔ）から求められる塑性断面係数（ｃＺｐ）は４，３９０ｃｍ^３である。
設計基準強度（ｃσｙ）は４００Ｎ／ｍｍ^２である。
前記数値を上記数式＜１＞へ代入すると、全塑性曲げ耐力（ｃＭｐ）＝ｃＺｐ×ｃσｙ＝４，３９０ｃｍ^３×４００Ｎ／ｍｍ^２＝１，７５６，０００ｋＮ・ｍｍとなる。

（２）ベースプレート２の数値について
溶接接合部の外径（ｃｄ＋２×１／４×ｃｔ）は４１１ｍｍ×４１１ｍｍである。
冷間ロール成形角形鋼管柱１の板厚（ｃｔ）と溶接の余盛り（１／４×ｃｔ）の和である溶接接合部３の寸法（ｂＳ）は、２７．５ｍｍである。
前記外径及び溶接接合部３の寸法（ｂＳ）から求められる塑性断面係数（ｂＺｐ）は５，５５０ｃｍ^３である。
引張強さ（ｂσｔ）は４９０Ｎ／ｍｍ^２である。
前記数値を上記数式＜２＞へ代入すると、最大曲げ耐力（ｂＭｕ）＝ｂＺｐ×ｂσｔ＝５，５５０ｃｍ^３×４９０Ｎ／ｍｍ^２＝２，７１９，５００ｋＮ・ｍｍ

（３）全塑性曲げ耐力（ｃＭｐ）と最大曲げ耐力（ｂＭｕ）を上記数式＜３＞へ代入
前記（１）と（２）で求めた全塑性曲げ耐力（ｃＭｐ）と最大曲げ耐力（ｂＭｕ）により、（ｂＭｕ）／（ｃＭｐ）＝２，７１９，５００ｋＮ・ｍｍ／１，７５６，０００ｋＮ・ｍｍ＝１．５４９＞１．２（α）となる。
したがって、上記冷間ロール成形角形鋼管柱１及びベースプレート２の数値は、柱及び梁の設計耐力よりも一定以上の設計耐力を有する保有耐力接合を満足しているので、構造物の健全性を維持できる範囲といえる。
＜上限値である０．９９７についての検討＞
同様に、上記した手法に倣い、前記０．８１３〜０．９９７のうち上限値である０．９９７について、保有耐力接合を満足（構造物の健全性を維持）しているか否かについて検討する。具体的には、図４中の「本発明の組合せ」欄の上から１行目の、前記ｃσｙが３２６Ｎ／ｍｍ ^２で、前記ｂσｔが４９０Ｎ／ｍｍ ^２（設計基準強度は図５より３２５Ｎ／ｍｍ ^２）で、前記比（ベースプレート２の設計基準強度／冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度）が３２５／３２６≒０．９９７のときを検討する。
（１）冷間ロール成形角形鋼管柱の数値について
外径（ｃｄ）は４００ｍｍ×４００ｍｍである。
板厚（ｃｔ）は２２ｍｍである。
前記外径（ｃｄ）及び板厚（ｃｔ）から求められる塑性断面係数（ｃＺｐ）は４，３９０ｃｍ^３である。
設計基準強度（ｃσｙ）は３２６Ｎ／ｍｍ^２である。
前記数値を上記数式＜１＞へ代入すると、全塑性曲げ耐力（ｃＭｐ）＝ｃＺｐ×ｃσｙ＝４，３９０ｃｍ^３×３２６Ｎ／ｍｍ^２＝１，４３１，１４０ｋＮ・ｍｍとなる。

（２）ベースプレート２の数値について
溶接接合部の外径（ｃｄ＋２×１／４×ｃｔ）は４１１ｍｍ×４１１ｍｍである。
冷間ロール成形角形鋼管柱１の板厚（ｃｔ）と溶接の余盛り（１／４×ｃｔ）の和である溶接接合部３の寸法（ｂＳ）は、２７．５ｍｍである。
前記外径及び溶接接合部３の寸法（ｂＳ）から求められる塑性断面係数（ｂＺｐ）は５，５５０ｃｍ^３である。
引張強さ（ｂσｔ）は４９０Ｎ／ｍｍ^２である。
前記数値を上記数式＜２＞へ代入すると、最大曲げ耐力（ｂＭｕ）＝ｂＺｐ×ｂσｔ＝５，５５０ｃｍ^３×４９０Ｎ／ｍｍ^２＝２，７１９，５００ｋＮ・ｍｍ

（３）全塑性曲げ耐力（ｃＭｐ）と最大曲げ耐力（ｂＭｕ）を上記数式＜３＞へ代入
前記（１）と（２）で求めた全塑性曲げ耐力（ｃＭｐ）と最大曲げ耐力（ｂＭｕ）により、（ｂＭｕ）／（ｃＭｐ）＝２，７１９，５００ｋＮ・ｍｍ／１，４３１，１４０ｋＮ・ｍｍ＝１．９００＞１．２（α）となる。
したがって、上記冷間ロール成形角形鋼管柱１及びベースプレート２の数値は、柱及び梁の設計耐力よりも一定以上の設計耐力を有する保有耐力接合を満足しているので、構造物の健全性を維持できる範囲といえる。
＜０．９７３、０．８８８、０．９１３についても検討＞
その他、図４中の「本発明の組合せ」欄の上から３行目の０．９７３、５行目の０．８８８、および６行目の０．９１３についても検討する。
前記０．９７３の場合、前記ｃσｙが３６５Ｎ／ｍｍ ^２で、前記ｂσｔが５２０Ｎ／ｍｍ ^２（設計基準強度は３５５Ｎ／ｍｍ ^２）である。
上記手法と同様に、これらの数値を前記数式＜１＞〜＜３＞に代入すると、
＜１＞全塑性曲げ耐力ｃＭｐ＝ｃＺｐ×ｃσｙ＝４，３９０ｃｍ ^３ ×３６５Ｎ／ｍｍ ^２＝１，６０２，３５０ｋＮ・ｍｍ
＜２＞最大曲げ耐力（ｂＭｕ）＝ｂＺｐ×ｂσｔ＝５，５５０ｃｍ ^３ ×５２０Ｎ／ｍｍ ^２＝２，８８６，０００ｋＮ・ｍｍ
＜３＞ｂＭｕ／ｃＭｐ＝２，８８６，０００ｋＮ・ｍｍ／１，６０２，３５０ｋＮ・ｍｍ＝１．８０１＞１．２（α）となる。
したがって、上記冷間ロール成形角形鋼管柱１及びベースプレート２の数値は、柱及び梁の設計耐力よりも一定以上の設計耐力を有する保有耐力接合を満足しているので、この場合も構造物の健全性を維持できる範囲といえる。
同様に、０．８８８の場合、前記ｃσｙが４００Ｎ／ｍｍ ^２で、前記ｂσｔが５２０Ｎ／ｍｍ ^２（設計基準強度は３５５Ｎ／ｍｍ ^２）である。
上記手法と同様に、これらの数値を前記数式＜１＞〜＜３＞に代入すると、
＜１＞全塑性曲げ耐力ｃＭｐ＝ｃＺｐ×ｃσｙ＝４，３９０ｃｍ ^３ ×４００Ｎ／ｍｍ ^２＝１，７５６，０００ｋＮ・ｍｍ
＜２＞最大曲げ耐力（ｂＭｕ）＝ｄＺｐ×ｄσｕ＝５，５５０ｃｍ ^３ ×５２０Ｎ／ｍｍ ^２＝２，８８６，０００ｋＮ・ｍｍ
＜３＞ｂＭｕ／ｃＭｐ＝２，８８６，０００ｋＮ・ｍｍ／１，７５６，０００ｋＮ・ｍｍ＝１．６４４＞１．２（α）となる。
したがって、上記冷間ロール成形角形鋼管柱１及びベースプレート２の数値は、柱及び梁の設計耐力よりも一定以上の設計耐力を有する保有耐力接合を満足しているので、この場合も構造物の健全性を維持できる範囲といえる。
同様に、０．９１３の場合、前記ｃσｙが４００Ｎ／ｍｍ ^２で、前記ｂσｔが５２０Ｎ／ｍｍ ^２（設計基準強度は３６５Ｎ／ｍｍ ^２）である。
上記手法と同様に、これらの数値を前記数式＜１＞〜＜３＞に代入すると、
＜１＞全塑性曲げ耐力ｃＭｐ＝ｃＺｐ×ｃσｙ＝４，３９０ｃｍ ^３ ×４００Ｎ／ｍｍ ^２＝１，７５６，０００ｋＮ・ｍｍ
＜２＞最大曲げ耐力（ｂＭｕ）＝ｄＺｐ×ｄσｕ＝５，５５０ｃｍ ^３ ×５２０Ｎ／ｍｍ ^２＝２，８８６，０００ｋＮ・ｍｍ
＜３＞ｂＭｕ／ｃＭｐ＝２，８８６，０００ｋＮ・ｍｍ／１，７５６，０００ｋＮ・ｍｍ＝１．６４４＞１．２（α）となる。
したがって、上記冷間ロール成形角形鋼管柱１及びベースプレート２の数値は、柱及び梁の設計耐力よりも一定以上の設計耐力を有する保有耐力接合を満足しているので、この場合も構造物の健全性を維持できる範囲といえる。
上記のとおり、本発明に係る冷間ロール成形角形鋼管柱１とベースプレート２の溶接接合構造は、ベースプレート２を冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度よりも低い設計基準強度の圧延鋼材または鋳鋼材で構成するので、一般的な強度の材料を使用することができ、材料コストを削減することができる。
また、溶接材料の強度は冷間ロール成形角形鋼管柱１またはベースプレート２の強度のうち、高い方の強度以上とする必要があるが、冷間ロール成形角形鋼管柱１の設計基準強度よりも低い設計基準強度の圧延鋼材または鋳鋼材で構成することで、溶接材料の強度を低く設計することができるから、溶接材料の種類は限定されないし、溶接コストも削減できる。
また、ベースプレートの設計基準強度は、３２５Ｎ／ｍｍ^２〜３６５Ｎ／ｍｍ^２の範囲であるから、寒冷地であっても予熱をする必要がない。つまり、その溶接手間を省くことができるから、施工性が非常に良く、溶接コストを削減することができる。 From the above, the design standard strength cσy of the cold-rolled square steel pipe column 1 is 365 N / mm ² and the tensile strength (bσt) of the base plate 2 is 490 N / mm ² (design standard strength is 325 N / mm ² from FIG. 5 ). That is, the ratio of the design standard strength of the cold roll-formed square steel pipe column 1 to the design standard strength of the base plate 2 (design standard strength of the base plate 2 / design standard strength of the cold roll-formed square steel pipe column 1) When 325 / 365≈0.890 within the range of 0.813 to 0.997 (see the second line from the top of the “combination of the present invention” column in FIG. 4), the possessed proof stress bonding is satisfied (structure) It was found that the health of things was maintained.
<Examination about 0.813 which is lower limit value>
Similarly, following the above-described method, it is examined whether 0.813 which is the lower limit of 0.813 to 0.997 satisfies the possessed proof stress bonding (maintains the soundness of the structure) or not. . Specifically, in the fourth line from the top of the “combination of the present invention” column in FIG. 4, the cσy is 400 N / mm ² and the bσt is 490 N / mm ² (design standard strength is 325 N / mm from FIG. mm ² ) and the ratio (design standard strength of the base plate 2 / design standard strength of the cold-rolled square steel pipe column 1) is 325 / 400≈0.813.
(1) About the numerical value of the cold roll forming square steel pipe column 1 The outer diameter (cd) is 400 mm × 400 mm.
The plate thickness (ct) is 22 mm.
The plastic section modulus (cZp) obtained from the outer diameter (cd) and the plate thickness (ct) is 4,390 cm ³ .
The design reference strength (cσy) is 400 N / mm ² .
When the numerical value is substituted into the above formula <1>, the total plastic bending strength (cMp) = cZp × cσy = 4,390 cm ³ × 400 N / mm ² = 1,756,000 kN · mm.

(2) Numerical values of the base plate 2 The outer diameter (cd + 2 × 1/4 × ct) of the weld joint is 411 mm × 411 mm.
The dimension (bS) of the weld joint 3 which is the sum of the plate thickness (ct) of the cold roll-formed square steel pipe column 1 and the welding surplus (1/4 × ct) is 27.5 mm.
The plastic section modulus (bZp) obtained from the outer diameter and the dimension (bS) of the weld joint 3 is 5,550 cm ³ .
The tensile strength (bσt) is 490 N / mm ² .
When the numerical value is substituted into the above formula <2>, the maximum bending strength (bMu) = bZp × bσt = 5,550 cm ³ × 490 N / mm ² = 2,719,500 kN · mm

(3) Substituting total plastic bending strength (cMp) and maximum bending strength (bMu) into the above formula <3> Total plastic bending strength (cMp) and maximum bending strength (bMu) determined in (1) and (2) above (BMu) / (cMp) = 2,719,500 kN · mm / 1,756,000 kN · mm = 1.549 > 1.2 (α).
Therefore, the numerical values of the cold-rolled square steel pipe column 1 and the base plate 2 satisfy the possession strength-bearing joint having a design strength more than a certain level than the design strength of the columns and beams, so the soundness of the structure is maintained. It can be said that it is possible.
<Examination of the upper limit of 0.997>
Similarly, following the above-described method, it is examined whether 0.997 which is the upper limit value among 0.813 to 0.997 satisfies the possessed proof stress bonding (maintains the soundness of the structure). . Specifically, in FIG. 4 "of the present invention combination" from the top of the column of the first row, the cσy is at 326N / mm ^2, the bσt is 490 N / mm ² (design strength is 325N than 5 / mm ² ) and the ratio (design standard strength of the base plate 2 / design standard strength of the cold-rolled square steel pipe column 1) is 325 / 326≈0.997.
(1) About the numerical value of a cold roll forming square steel pipe column The outer diameter (cd) is 400 mm x 400 mm.
The plate thickness (ct) is 22 mm.
The plastic section modulus (cZp) obtained from the outer diameter (cd) and the plate thickness (ct) is 4,390 cm ³ .
The design reference strength (cσy) is 326 N / mm ² .
When the numerical value is substituted into the above formula <1>, the total plastic bending strength (cMp) = cZp × cσy = 4,390 cm ³ × 326 N / mm ² = 1,431,140 kN · mm.

(2) Numerical values of the base plate 2 The outer diameter (cd + 2 × 1/4 × ct) of the weld joint is 411 mm × 411 mm.
The dimension (bS) of the weld joint 3 which is the sum of the plate thickness (ct) of the cold roll-formed square steel pipe column 1 and the welding surplus (1/4 × ct) is 27.5 mm.
The plastic section modulus (bZp) obtained from the outer diameter and the dimension (bS) of the weld joint 3 is 5,550 cm ³ .
The tensile strength (bσt) is 490 N / mm ² .
When the numerical value is substituted into the above formula <2>, the maximum bending strength (bMu) = bZp × bσt = 5,550 cm ³ × 490 N / mm ² = 2,719,500 kN · mm

(3) Substituting total plastic bending strength (cMp) and maximum bending strength (bMu) into the above formula <3> Total plastic bending strength (cMp) and maximum bending strength (bMu) determined in (1) and (2) above (BMu) / (cMp) = 2,719,500 kN · mm / 1,431,140 kN · mm = 1.900 > 1.2 (α).
Therefore, the numerical values of the cold-rolled square steel pipe column 1 and the base plate 2 satisfy the possession strength-bearing joint having a design strength more than a certain level than the design strength of the columns and beams, so the soundness of the structure is maintained. It can be said that it is possible.
<Considering 0.973, 0.888 and 0.913>
In addition, 0.973 in the third line, 0.888 in the fifth line, and 0.913 in the sixth line from the top of the “combination of the present invention” column in FIG.
In the case of 0.973, the cσy is 365 N / mm ² and the bσt is 520 N / mm ² (design standard strength is 355 N / mm ² ).
Similar to the above method, substituting these numerical values into the formulas <1> to <3>,
<1> Total plastic bending strength cMp = cZp × cσy = 4,390 cm ³ × 365 N / mm ² = 1,602,350 kN · mm
<2> Maximum bending strength (bMu) = bZp × bσt = 5,550 cm ³ × 520 N / mm ² = 2,886,000 kN · mm
<3> bMu / cMp = 2,886,000 kN · mm / 1,602,350 kN · mm = 1.801> 1.2 (α).
Accordingly, the numerical values of the cold-rolled square steel pipe column 1 and the base plate 2 satisfy the retained strength joint having a design strength more than a certain value than the design strength of the columns and beams. It can be said that it is a range where the sex can be maintained.
Similarly, in the case of 0.888, the cσy is 400 N / mm ² and the bσt is 520 N / mm ² (design standard strength is 355 N / mm ² ).
Similar to the above method, substituting these numerical values into the formulas <1> to <3>,
<1> Total plastic bending strength cMp = cZp × cσy = 4,390 cm ³ × 400 N / mm ² = 1,756,000 kN · mm
<2> Maximum bending strength (bMu) = dZp × dσu = 5,550 cm ³ × 520 N / mm ² = 2,886,000 kN · mm
<3> bMu / cMp = 2,886,000 kN · mm / 1,756,000 kN · mm = 1.644> 1.2 (α).
Accordingly, the numerical values of the cold-rolled square steel pipe column 1 and the base plate 2 satisfy the retained strength joint having a design strength more than a certain value than the design strength of the columns and beams. It can be said that it is a range where the sex can be maintained.
Similarly, in the case of 0.913, the cσy is 400 N / mm ² and the bσt is 520 N / mm ² (design standard strength is 365 N / mm ² ).
Similar to the above method, substituting these numerical values into the formulas <1> to <3>,
<1> Total plastic bending strength cMp = cZp × cσy = 4,390 cm ³ × 400 N / mm ² = 1,756,000 kN · mm
<2> Maximum bending strength (bMu) = dZp × dσu = 5,550 cm ³ × 520 N / mm ² = 2,886,000 kN · mm
<3> bMu / cMp = 2,886,000 kN · mm / 1,756,000 kN · mm = 1.644> 1.2 (α).
Accordingly, the numerical values of the cold-rolled square steel pipe column 1 and the base plate 2 satisfy the retained strength joint having a design strength more than a certain value than the design strength of the columns and beams. It can be said that it is a range where the sex can be maintained.
As described above, the welded joint structure of the cold roll formed square steel pipe column 1 and the base plate 2 according to the present invention is a rolled steel material having a design standard strength lower than the design standard strength of the cold roll formed square steel pipe column 1 or the base plate 2. Since it is made of cast steel, a material having general strength can be used, and the material cost can be reduced.
Further, the strength of the welding material needs to be equal to or higher than the strength of the cold roll-formed square steel pipe column 1 or the base plate 2, but is lower than the design standard strength of the cold roll-formed square steel tube column 1. Since the strength of the welding material can be designed to be low by configuring the rolled steel material or cast steel material having the design standard strength, the type of the welding material is not limited, and the welding cost can be reduced.
Also, design strength of the base ^plate, since the range of ^{325N / mm 2 ~365N / mm 2} , it is not necessary to preheat even cold climates. That is, since the welding labor can be saved, the workability is very good and the welding cost can be reduced.

更に、図５中に示した本発明の冷間ロール成形角形鋼管１とベースプレート２の組合せにおいて、冷間ロール成形角形鋼管１の強度区分が４９０Ｎ／ｍｍ^２級、設計基準強度が３６５Ｎ／ｍｍ^２の場合、ベースプレート２の強度区分が４９０Ｎ／ｍｍ^２級、設計基準強度が３２５Ｎ／ｍｍ^２だと対応可能なグレードはＲ、Ｍ、ＨまたはＳとなり、工場数は１,９１３程度である（図６も合わせて参照）。また、ベースプレートの強度区分が５２０Ｎ／ｍｍ^２級、設計基準強度が３５５Ｎ／ｍｍ^２だと対応可能なグレードはＨまたはＳとなり、工場数は３１６程度となる。いずれにしても、図５で示した従来の組合せにかかる冷間ロール成形角形鋼管１の設計基準強度が同じ強度区分の場合（３６５Ｎ／ｍｍ^２）と比較して、鉄骨製作工場の工場数が２２程度から大幅に増加するので、生産性が非常に高まる。 Further, in the combination of the cold-rolled square steel pipe 1 and the base plate 2 of the present invention shown in FIG. 5, the strength classification of the cold-rolled square steel pipe 1 is 490 N / mm class ² , and the design standard strength is 365 N / mm ^2. In the case of, when the strength classification of the base plate 2 is 490 N / mm ² class and the design standard strength is 325 N / mm ² , the applicable grades are R, M, H, or S, and the number of factories is about 1,913 (Fig. See also 6). Further, property class of the base plate is 520N / mm ² grade, design strength is compatible grade is H or S next that it 355N / mm ^2, the number of plants is approximately 316. In any case, compared to the case where the design standard strength of the cold roll-formed square steel pipe 1 according to the conventional combination shown in FIG. 5 is the same strength category (365 N / mm ² ), the number of steel frame manufacturing factories is smaller. Since it increases significantly from about 22, productivity increases very much.

なお、冷間ロール成形角形鋼管柱１の外径_ｃｄは、１５０ｍｍ〜５５０ｍｍの範囲である。そのため、使用される建物の規模は小規模から大規模であり、対応可能なグレードがＲ、Ｍ、Ｈが多く、コスト削減に非常に効果的である。 In addition, the outer diameter _{cd of} the cold roll forming square steel pipe column 1 is in the range of 150 mm to 550 mm. For this reason, the scale of buildings used is small to large, and many of the grades that can be handled are R, M, and H, which is very effective for cost reduction.

以上、実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。 Although the embodiments have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated examples and includes a range of design changes and application variations that are usually made by those skilled in the art without departing from the technical idea thereof. I will mention that just in case.

１冷間ロール成形角形鋼管
２ベースプレート
３溶接接合部
４基礎コンクリート
５アンカーボルト
６ナット
７モルタル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cold roll forming square steel pipe 2 Base plate 3 Welded joint 4 Foundation concrete 5 Anchor bolt 6 Nut 7 Mortar

Claims

In the welded joint structure of cold roll formed square steel pipe column and base plate,
The design strength of the cold-roll forming RHS Column in the range of ^{^{326N / mm 2 ~400N / mm 2}} , a range design strength of 325N ^/ mm ² ~365N ^/ mm 2 of the base plate, the cold rolled The ratio of the design standard strength of the formed square steel pipe column to the design standard strength of the base plate (design standard strength of the base plate / design standard strength of the cold-rolled square steel pipe column) is set in the range of 0.81 3 to 0.997 ,
And the cold roll-formed square steel pipe column and the base plate have a thickness ratio (base plate thickness / cold roll-formed square steel pipe column thickness) of 1.0 or more, and the cold roll-formed square steel pipe column The ratio between the thickness of the base plate and the dimension of the welded joint of the base plate (the dimension of the welded joint of the base plate / the thickness of the cold-rolled square steel pipe column) is set to be larger than 1.0, A welded joint structure of a cold roll-formed square steel pipe column and a base plate, characterized in that both are welded .

The outer diameter of the cold-roll forming RHS Column is characterized in that it is constituted by a range of 150Mm～550mm, welded structure cold roll forming RHS Column and the base plate according to claim 1.