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焼抜き栓溶接とは?1分でわかる耐力、ピッチ、大きさ、スタッドボルトとの違い

焼抜き栓溶接をご存じでしょうか。中々、知っている人は少ないと思います。現在は、頭付きスタッドによる方法が主流のためです。今回は、そんな焼抜き栓溶接の耐力、ピッチ、大きさ、スタッドボルトとの違いについて説明します。

焼抜き栓溶接とは?

焼抜き栓溶接とは、デッキプレートを「焼いて」「抜いて」「栓をする」溶接方法です。溶接方法をよく表した用語だと思います。下図をみてください。鉄骨梁上のデッキプレートを、溶接棒の熱で溶かします。また溶接棒自体も溶融するので、デッキプレート、母材、溶接金属が一体となります。

焼抜き栓溶接

焼抜き栓溶接の仕上がり断面をみると、デッキプレートの上は溶接金属で栓(せん)をしたようになります。デッキプレートを熱で焼き抜いて、栓をするわけです。


少し違うかもしれませんが、身近な物で説明します。焼抜き栓溶接を再現するなら、紙とボンド、接着させたい母材を用意します。紙に孔を空けます(デッキプレートに孔を空けるときは、溶接棒による熱で焼き抜く)。接着剤で孔に栓をします。接着剤が固まれば、母材と紙、接着剤は一体化します。


焼抜き栓溶接を行うことで、デッキプレートと梁が一体化されます。一体化すれば、地震時の面内水平力を伝達できるのです。


さて、焼抜き栓溶接は一般的な方法ではなく、頭付きスタッドによる接合が主流です。理由は施工が簡単、耐力が大きいためです。

焼抜き栓溶接の耐力

焼抜き栓溶接は、面内せん断力を伝達する重要な接合部です。そのため、焼抜き栓溶接1カ所当たりのせん断耐力が規定されています。

デッキプレートの板厚(mm) 長期(kN) 短期(kN)
1.2 4.9 7.35
1.6 7.35 11.0

面内せん断力を伝達するために、上表の短期時の値が大切です。焼抜き栓溶接は、デッキプレートの溝部と梁上を溶接して留めます。普通、小梁は溝に対して直交に梁を架けますから、溝のピッチが焼抜き栓溶接のピッチです。


大梁は、X,Y両方向に掛かるので、溶接ピッチ又は前述した溝ごとに溶接を行います。溶接のピッチについては後述します。


面内せん断力の伝達は、焼抜き栓溶接の他に「頭付きスタッドによる方法」があります。後者の方が、耐力が大きく主流です。頭付きスタッドは、鉄骨梁上にスタッド溶接して留める方法です。頭付きスタッド、スタッド溶接については下記の記事が参考になります。

頭付スタッドとは?1分でわかる意味と材質、規格

スタッド溶接とは?すぐに分かる意味と、スタッド溶接の強度

焼抜き栓溶接のピッチ

焼抜き栓溶接はデッキプレートの溝毎に行います。デッキプレートの溝幅は各社で異なりますが、下図のように50mmごとに凸凹するタイプもあれば、谷が狭いタイプもあります。

デッキプレートの溝

大梁はデッキに対して直交、平行の2通りあります。直交する場合(溝毎に溶接する)は、2カ所溶接します。小梁は1カ所です。整理すると、下記となります。

・大梁 溝の谷部分に対して2カ所

・小梁 溝の谷部分に対して1カ所

・接合部 溝の谷部分に対して2カ所


デッキに対して平行に梁がある場合、

で焼抜き栓溶接します

焼抜き栓溶接の大きさと規定

焼抜き栓溶接の規定を下記に示します(JASS6より)。

・鋼板厚さ1.6mm以下

・デッキプレートと鉄骨のすき間は2mm以下

・溶接部の直径は18mm以上

・溶接部の縁端距離は20mm以下

・溶接部のピッチは600mm以下


何度も書きますが、焼抜き栓溶接はせん断力を伝達する大切な接合部です。上記の規定は十分に満足するよう注意すべきです。

まとめ

今回は焼抜き栓溶接について説明しました。現在は、頭付きスタッドが一般的なので、焼抜き栓溶接に馴染みが無いと思います。ただ、今でも利用される工法なので概要は覚えて損はないでしょう。

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