KR100419368B1 - 철골구조물의 일측용접방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계수용접시에 이당금속이나 이당재를 사용하지 않고, 부재의 접합단면부에 접합열원에 의해 용융하지 않는 구리 등의 이당재를 사용하는 등의 방법으로 덧살올림 용접하여 판두께와 판폭을 증대시킨 후, 계수용접예정부의 부재 단부 및 덧살올림 용접부를 포함하여 모서리 가공을 행하고 계수용접시공에서는 상기 모서리 가공부를 상대부재에 대고 부재 판두께와 판폭이상의 유효 목두께를 얻을 수 있도록 상기 모서리 가공부에 계수용접한다.

Description

철골구조물의 일측용접방법{One-side Welding Method of Steel Structure}

본 발명은 건축구조물, 교량구조물, 일반구조물 등에 있어서, 일측용접을 행하는 기술분야에 속한다.

본 발명은 표면비드의 높이 및 폭을 증가시키는 용접방법, 또는 용접계수부재 단면부의 이면에 덧살올림 용접(overlay welding)을 행한 후 용접계수부재 및 상기 덧살올림 용접부를 포함하여 모서리 가공하여 계수용접을 행하는 방법, 또는부재의 단부를 굽힘가공하여 부재의 모서리 가공을 행한 후에 계수용접을 행하는 방법에 의해, 소모식의 이당금속이나 이당재를 사용하지 않고도 용이하게 부재를 일측에서 용접시공하는 일측용접방법으로 계수용접하고 용접계수부재 단면부의 부재의 판두께 또는 판폭을 넘는 목두께를 획득하는 기술방법에 관한 것이다.

도 39 및 도 40은 종래의 철골 용접방법의 일예를 나타낸 단면도이다. 부재(1) 및 35도 정도로 모서리 가공한 부재(2)를, T계수로 맞댐용접하게 되는데, 용접을 일측에서 안정되게 완전히 용입되게 하기 위하여, 도 39에 나타낸 바와 같이 이당금속(3)을 이면에 대고 가용접(4)을 행한다. 그리고, 도 40에 나타낸 바와 같이 계수용접(6)을 행한다. 따라서, 종래의 기술에서는 도 39 및 도 40에 나타낸 바와 같이, 건축 등의 철골용접은 일측에서 시공하는 이당금속이 장착된 계수가 표준화 되어 있다.

상기 종래의 방법은, 도 39에 나타낸 바와 같이 부재(1) 및 부재(2)가 이당금속(3)과 접하는 그루브(5)의 루트부에 2군데의 오목코너(1R) 및 오목코너(2R)가 존재하여, 이 부분이 쉽게 용융되지 않아 용입불량의 원인이 되기 쉽다.

또, 도 39 및 도 40에 나타낸 바와 같이, 그루브(5)를 가공한 후에 이당금속(3)의 제작 및 이당금속을 장착하기 위한 가용접(4)을 필요로 하여 계수용접의 능률면에서 많은 제작공정수가 필요하게 된다.

더구나, 그 후의 계수용접(6)에는 이당금속(3)을 방치하고 있기 때문에 가용접(4)의 잔류에 의한 응력집중을 초래하는 유해한 노치나, 이당금속(3)과 모재(1) 및 모재(2)의 사이에 응력집중을 초래하는 유해한 노치(7) 및 노치(7A)가 잔류하게되어 굽힘연성과 피로강도와 내진강도 등의 계수성능을 저해하는 요인이 되고 있다. 실험에 있어서는 도 40의 계수형식으로 부재(2)가 상향 굽힘부하(2B)를 받았을 때 대부분이 유해한 노치부(7) 또는 노치부(7A)에서 균열이 발생하여 계수가 파괴되었다.

또, 상기 종래의 방법에서는 부재의 접합예정 단면부의 모서리 가공을 하고나서, 이당금속(3)의 제작하고 이당금속을 장착하기 위한 가용접(4)을 필요로 하여 본 계수용접(6)에 즉시 착수할 수 없기 때문에 제작공정 순서면에서 많은 철골제작공정수가 필요하게 되는 불이익이 있다.

또, 상기 종래의 기술에 있어서는, 이당금속(3)을 생략하면 그루브 표면측에서 제 1층째의 이면에 결함이 없는 정돈된 파형(波形)의 비드를 만드는 이파용접(裏波溶接)을 행할 필요가 있으나, 철골제작에서는 소재 치수의 정밀도에 기인하는 그루브 정밀도 유지의 곤란성, 이파용접을 위한 기술확보의 곤란성 및 초층부터의 대전류 사용의 곤란성이 있기 때문에 그 실현이 곤란하다.

또, 양호한 이파비드의 형성을 위하여 소모식 이당재의 사용도 가능하나, 이 방법으로는 소모식 이당재가 고가이고, 또한 장착작업 및 분리작업이 필요한 문제점이 있다. 도 47에 나타낸 각형 강관 또는 원형 강부재를 기둥으로 사용한 건축철골의 접속부와 같이, 내부가 닫혀진 공간일 경우에는 용접 후의 소모식 이당재의 분리가 불가능한 문제도 있다.

또, 종래 도 41에 나타낸 바와 같이, T계수의 단면이 아닌 쪽의 부재(1)위에 미리 덧살올림 용접(13)을 하고나서 부재(2)를 대고 그루브 표면측에서 제 1층째의용접(14)을 행하고, 그런 다음 계수용접(6)을 행하는 방법이 있다.

이 방법은, 이당금속을 생략할 수 있다는 간편함은 있으나, 덧살올림 용접비드의 파에 요철이 있을 뿐 아니라 미리 덧살올림 용접(13)의 위치를 정해두기 때문에 치수의 정밀도가 일정하지 않은 부재끼리의 결합위치의 조정 및 변경이 용이하지 않다. 또, 용접자세가 횡방향이 아니면 시공이 어렵다. 또, 이파비드형성을 위하여 부재(1)가 일정한 기울기를 필요로 한다. 표면측에서 제 1층째의 용접(14)을 행하는데 숙련이 필요하고 또 대전류를 사용할 수 없다. 또, 목두께(2A)의 증가에는 연결되지 않는 등의 문제점이 있다.

또, 종래 도 42에 나타낸 바와 같이, T계수 부재(1)의 표면과 단면이 모서리 가공된 부재(2)의 이면에 각각 미리 용접덧살올림비드(13) 및 용접덧살올림비드(13A)를 형성하고나서 부재(2)를 대고 그루브의 표면측에서 제 1층째의 용접(14)을 행하고, 그런 다음 계수용접(6)을 행하는 방법이 있다.

이 방법도, 이당금속을 생략할 수 있는 간편함은 있으나, 도 41과 동일한 문제가 있다. 그리고, 부재(2)의 선단부에 덧살올림 용접(13A)을 할 때의 용접이 용이하지 않고, 더구나 T계수의 양측 부재 각각에 미리 2군데의 덧살올림 용접을 할 필요가 있어 용접시공의 어려움 및 제작공정수가 증가하는 문제가 있다.

또, 용접개시점과 완료점이 겹치는 각형강관이나 원형강관의 둘레용접과 달라, H형강의 플랜지의 단부를 용접할 경우, 플랜지폭이 유한폭이 되어 용접의 시작단부와 종단부에 결함이 없는 양호한 용접을 얻기 위하여, 종래의 방법에서는 도 43에 나타낸 바와 같이 강제 앤드탭이 필요하게 되므로 앤드탭의 제작비용과 장착공정수가 많이 필요하게 된다. 이 강체 앤드탭 대신에 세라믹스제의 앤드탭을 사용하는 일이 최근 증가하고 있는데, 이 경우에도 세라믹스제의 고가의 제작비용과 장착작업이 필요하게 된다. 또, 강제 앤드탭에는 탭과 플랜지 사이에 응력집중을 초래하는 노치가 있어 세라믹스제 앤드탭은 용접결함이 발생하기 쉽다는 결점이 있다.

또, 일본 건축학회의 1997년 2월 20일자「건축공사표준사양서JASS6철골공사」 및, 1998년 7월 1일자「철골정밀도측정지침」에는, 예를 들면 판두께 40㎜이하의 T계수에 있어서 도 44 및 도 45에 나타낸 바와 같이, 상대부재(1)의 표면위치에 있어서의 부재(2)의 보강용접높이는 판두께(t)의 25%에서 판두께(t)의 25%에 10㎜ 더한 높이까지라는 치수를 만족시킬 뿐 아니라, 모재표면에서 매끄럽게 변화하지 않으면 안된다고 규정되어 있다.

이 규정은 표면비드의 응력집중을 완화시키기 위하여 효과가 있으나, 비드중앙에 있어서의 높이가 0이어도 허용하고 있고 비드중앙에 있어서의 높이의 효과에 대해서 언급되고 있지 않다. 따라서, 이와 같은 비드에서는 도 44에 있어서의 굽힘모먼트(2B)나 인장력(2C)에 의해 계수용접(6)의 루트부(7 와7A)의 응력집중이 높아져 상기 루트부(7 및 7A)에 용이하게 균열이 발생하기 쉽다. 도 45에 나타낸 바와 같이, 이면에 이당금속(3)과 그 가용접(4)이 있는 경우에는 계수용접(6)의 루트부(7)와 가용접부의 루트부나 지단부(4A)에 응력집중이 작용하여 특히 가접부 지단(4A)에서 용이하게 균열이 발생하기 쉽다.

또, H형 강의 유한폭 플랜지의 길이방향의 단부에 대해서 폭방향의 유한길이의 용접을 행하고, 그 시작단부 및 종단부의 건전성을 얻기 위하여 자주 앤드탭이 사용되어지고 있는데, 그 앤드탭의 사용에는 제작비와 장착비가 들기 때문에 이 앤드탭을 생략하는 값싸고 용이한 시공법이 선호되어지고 있다.

본 발명은 철골구조물 등의 일측용접에 있어서, 계수용접의 능률면에서 본 제작공정수의 삭감, 제작공정 순서면에서 본 철골제작 공정수의 삭감, 계수부재간의 위치조정 용이성의 향상, 용접시공성의 향상, 목두께의 증대 및 이당금속 또는 앤드탭과 모재사이에 응력집중을 초래하는 유해한 노치 및 이당금속이 가접부에 응력집중을 초래하는 유해한 노치가 잔류하는 것에 의한 계수성능의 저해요인의 배제를, 계수부재 그 자체에 의해 형성되는 것보다 큰 그루브면을 형성시키는 것, 또는 표면측의 최종층의 계수용접비드형상을 제어하므로써 달성하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 부재 단부에 수냉 또는 비수냉의 강제형 틀을 대고 덧살올림 용접한 단면도의 일예이다.

도 2는 부재 단부에 덧살올림 용접하고 부재 단부 및 덧살올림 용접부를 함께 모서리 가공한 상태의 단면도로, 부재(2)는 도 1과 상하반대로 표시했다.

도 3은 부재 단부에 덧살올림 용접과 모서리 가공하여 상대부재에 댄 상태의 단면도이다.

도 4는 부재 단부에 덧살올림 용접과 모서리 가공하여 상대부재에 대고 용접한 상태의 단면도이다.

도 5는 부재 그루브 예정부에 1패스 덧살올림 용접해서 부재 및 덧살올림 용접부를 함께 절단한 단면도이다.

도 6은 부재 그루브 예정부에 1패스 덧살올림 용접해서 부재 및 덧살올림 용접부를 함께 모서리 가공한 단면도이다.

도 7은 유한폭의 강판 용접계수부재 단면부의 이면 및 측면과 비용융식 이당금속 사이에 덧살올림 용접한 시공도이다.

도 8은 유한폭의 강판 용접계수부재 단면부의 이면 및 측면과 2개의 비용융식 이당금속(8) 사이에 덧살올림 용접하는 시공도이다.

도 9는 유한폭의 강판 용접계수부재 단면부의 이면 및 측면과 비용융식 이당금속 사이에 덧살올림 용접을 시공한 후의 외관도이다.

도 10은 유한폭의 H형 강플랜지 용접계수부재 단면부의 이면 및 측면과 비용융식 이당금속 사이에 덧살올림 용접을 시공한 후의 외관도이다.

도 11은 유한폭의 강판 용접계수 예정부로의 덧살올림 용접 상황이다.

도 12는 비용융식 이당재를 사용한 유한폭의 강판 용접계수 예정부로의 덧살올림 용접 상황이다.

도 13은 유한폭의 강판 용접계수부재 단면부의 이면 및 측면과 비용융식 이당금속 사이에 덧살올림 용접을 시공한 후, 모서리 가공을 실시한 경우의 외관도이다.

도 14는 유한폭의 H형 강플랜지 용접계수부재 단면부의 이면 및 측면과 비용융식 이당금속과의 사이에 덧살올림 용접을 시공한 후, 모서리 가공을 실시한 경우의 외관도이다.

도 15는 비용융 이당재의 덧살올림 용접측에 얇은 강판을 대고 부재(2)와 함께 세트한 상황이다.

도 16은 비용융 이당재의 덧살올림 용접측에 얇은 강판을 대고 부재(2)와 함께 덧살올림 용접한 상황이다.

도 16a는 비용융 이당재의 덧살올림 용접측에 얇은 강판을 대고 부재(2)와 함께 덧살올림 용접한 후, 비용융식 이당재를 제거하고, 덧살올림 용접부를 포함한 그루브 형성을 위한 가공위치를 나타낸 단면도이다.

도 16b는 비용융 이당재의 덧살올림 용접측에 얇은 강판을 대고 부재(2)와 함께 덧살올림 용접한 후, 비용융식 이당재를 제거하고 덧살올림 용접부를 포함해서 모서리 가공한 단면도이다.

도 17은 비용융식 이당재를 모서리 가공한 계수부재단면에 대고 덧살올림 용접한 것을 나타낸 단면도이다.

도 18은 T형 용접계수에서 단면이 접속되는 부재의 단부 이면측에 구리 등의 용융하지 않는 이당재를 대고 상기 단부 이면에 덧살올림 용접을 한 단면도이다.

도 19는 비용융 이당재 덧살올림 용접측에 얇은 강판을 대고 부재(2)와 함께 덧살올림 용접하고, 덧살올림 용접부를 포함해서 모서리 가공하고 계수용접한 단면도이다.

도 19a는 H형 강플랜지 등의 길이방향의 단부 이면측에 아크열로 용융하지 않는 구리 등의 이당재를 플랜지 단부를 둘러싸듯이 댄 외관도이다.

도 20은 프레스 등으로 단부를 크게 굽힘가공한 스티프너 등의 부재의 단면도이다.

도 21은 프레스 등으로 단부를 작게 굽힘가공하고 모서리 가공을 행한 스티프너 등의 부재를 H형 강플랜지 사이에 세트한 상황의 단면도이다.

도 22는 프레스 등으로 단부를 작게 굽힘가공하고 모서리 가공을 행한 스티프너 등의 부재를 H형 강플랜지 사이에 세트한 상황의 단면도이다.

도 23은 프레스 등으로 단부를 작게 굽힘가공한 스티프너 등의 부재를 나타낸 단면도이다.

도 24는 프레스 등으로 단부를 작게 굽힘가공한 스티프너 등의 부재를 나타낸 절단위치를 나타낸 단면도이다.

도 25는 프레스 등으로 단부를 작게 굽힘가공하고 모서리 가공을 행한 스티프너 등의 부재를 나타낸 단면도이다.

도 26은 단부를 프레스굽힘한 동일한 판두께의 부재끼리 맞댐용접한 경우의 계수를 나타낸 단면도이다.

도 27은 단부를 프레스굽힘한 다른 판두께의 부재끼리 맞댐용접한 경우의 계수를 나타낸 단면도이다.

도 28은 이당금속에 가용접이 없는 종래법의 계수에 대한 본 발명에 관한 최종층 보강용접형상의 단면도이다.

도 29는 이당금속에 가용접이 있는 종래법의 계수에 대한 본 발명에 관한 최종층 보강용접형상의 단면도이다.

도 30은 보를 통과시킨 접속부 다이어프램과 보플랜지의 맞댐용접에 있어서의 본 발명에 관한 보강용접형상을 개선한 적용예의 단면도이다.

도 31은 각형 강관을 다이어프램에 용접한 철골용접 접속부의 단면도이다.

도 32는 부재 그루브 예정부에 2패스 덧살올림 용접하고, 부재 및 덧살올림 용접부를 함께 절단한 단면도이다.

도 33은 부재 그루브 예정부에 2패스 덧살올림 용접하고, 부재 및 덧살올림 용접을 함께 모서리 가공한 단면도이다.

도 34는 연직으로 세워진 각형 강관 또는 원형 강관 기둥의 맞댐계수의 본발명에 관한 조립의 일예를 나타낸 단면도이다.

도 35는 연직으로 세워진 각형 강관 또는 원형 강관기둥의 맞댐계수의 본 발명에 관한 용접시공의 일예를 나타낸 단면도이다.

도 36은 각형강관 단부 이면 및 H형강단부의 플랜지단부 이면에 덧살올림 용접한 경우의 건축 접속부의 기둥과 다이어프램 및 다이어프램과보의 논스캘럽용접부의 예를 나타낸다.

도 37은 부재 단부에 덧살올림 용접한 부재 단부 및 덧살올림 용접부를 함께 곡면으로 모서리 가공한 상태의 단면도이다.

도 38은 기둥을 통과시킨 H형 강을 사용한 기둥과 보계수에 프레스굽힘한 부재를 적용하여 용접한 경우의 예이다.

도 39는 일측용접실시전의 종래의 계수형상의 단면도를 나타낸 일예이다.

도 40은 일측용접 실시 후의 종래의 계수 단면도의 일예이다.

도 41은 T계수의 다이어프램 등의 부재표면의 계수 예정부 이면에 미리 덧살올림 용접을 하고, T계수의 양측 부재를 일측에서 이파(裏波)용접하는 일측용접방법을 나타낸 단면도이다.

도 42는 T계수의 다이어프램 등의 부재표면의 계수 예정부 이면 및 모서리 가공을 마친 계수 단면부 이면의 양측에 덧살올림 용접해서 T계수의 양측 부재를 일측에서 이파용접하는 일측용접방법을 나타낸 단면도이다.

도 43은 기둥보 계수의 종래법에 의한 강제 앤드탭의 장착 시공예이다.

도 44는 일본건축학회 사양서에 의한 이당금속에 가용접이 없는 종래법의 계수보강용접형상 규정의 단면도이다.

도 45는 일본건축학회 사양서에 의한 이당금속에 가용접이 있는 종래법의 계수보강용접형상 규정의 단면도이다.

도 46은 연직으로 세워진 각형강관 또는 원형 강관기둥의 맞댐계수의 종래법에 의한 조립의 일예를 나타낸 단면도이다.

도 47은 종래 공법의 건축접속부의 기둥과 다이어프램 및 다이어프램과 보의 용접부의 예이다.

도 48은 H형 강기둥을 통과시킨 접속부에 있어서, H형 강기둥 스티프너의 접합에 본 발명에 관한 덧살올림 용접방법 또는 굽힘공법을 사용하여, H형 강기둥과 도그본공법에 의한 H형 강보의 계수를 종래법의 이당금속이 장착된 용접시공방법으로 실시한 예를 나타낸 외관도이다.

도 49는 H형 강기둥을 통과시킨 접속부에 있어서, H형 강기둥 스티프너의 접합 및 H형 강기둥과 도그본공법(dog born procedure)에 의한 H형 강보의 접합에 본 발명에 관한 덧살올림 용접 방법 또는 굽힘공법을 사용한 경우의 외관도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 접합용접부재, 예를 들면, 건축철골의 기둥이나 접속부 다이어프램 등

1A : 계수용접(6)의 유효목두께

1R : 부재(1)측의 루트부 코너

2R : 부재(2)측의 루트부 코너

2 : 모서리 가공 예정의 또는 행한 용접부재

2A : 부재(2)의 판두께(t), 및 도 2에 있어서의 계수용접의 목두께

2B : 상향 하중 또는 굽힘모먼트

2C : 인장력

2D : 부재(2)의 바닥면 위치에서 2K까지의 치수

2E : 모서리 가공 위치

2F : 그루브면

2G : T형 용접계수부재(2)의 이면위치에 있어서의 T형 용접그루브갭

2H : 부재(2)의 루트부에 있어서의 부재 및 용접비드를 더한 두께

2K : 부재(2)의 단면 상부각부

2L : 부재(2)의 단면 하부각부

2M : 부재(2)의 바닥면위치에서 2L까지의 치수

2P : 부재(2)의 판폭

2Q : 부재(2)로의 덧살올림폭

2R : 부재(2)측의 루트부코너

2S : 부재(2)의 측면

2T : T형 용접계수부재(2)의 모서리 가공전의 단면

2U : 부재(2)의 바닥면위치

2V : 굽힘면에 의해 형성되는 그루브각도

2W : H형 강부재의 웨브부분

2Y : 부재(2)의 굽힘부

3 : 이당금속

4 : 이당금속의 가용접

4A : 이당금속의 가용접 지단부

5 : 그루브

6 : 계수용접

6A : 이면비드폭

6B : 이면비드 루트부 또는 가용접 지단부에서 표면비드 지단부까지의 거리

6H : 이면용접 루트부 또는 가용접 지단부에 있어서의 표면비드 지단부의 덧살올림 높이

6T : 표면비드 최종층 지단부

7 : T계수의 단면부재측의 루트부의 노치에 의한 응력집중부

7A : T계수의 부재표면측의 루트부의 노치에 의한 응력집중부

8 : 용접열원에 의해 용융하지 않는 이당재, 즉, 비용융식 이당재. 예를 들면 수냉 또는 비수냉의 구리이당금속 또는 탄소판

9 : 덧살올림 용접

9B : 루트부

10 : 계수단면부재와 덧살올림 용접부를 함께 모서리 가공한 모서리 가공면

11 : 각형 강관기둥

12 : 다이어프램

13 : T계수의 부재표면측에 시공한 덧살올림 용접

13A : T계수의 단면부재측 표면에 시공한 덧살올림 용접

14 : 이파(裏波)용접

15 : 부재그루브예정부에 덧살올림 용접해서 부재 및 덧살올림 용접부를 함께 절단한 면

15A : 계수부재의 단부가 되는 모서리 가공 예정부 위치

16 : 각형 강관기둥 또는 원형강관기둥의 상부부재

16A : 부재(16)의 판두께

16B : 맞댐계수의 실효목두께

16G : 그루브갭

17 : 각형 강관기둥 또는 원형 강관기둥의 하부부재

18 : 종래법의 상부 이당금속

19 : 종래법의 하부스토퍼

20 : 상부부재에 장착된 상부 이당금속의 가용접

21 : 하부부재에 장착된 하부스토퍼(19)의 가용접

22 : 상부부재에 모서리 가공전에 시공된 용접덧살올림

23 : 하부부재에 모서리 가공전에 시공된 용접덧살올림

24 : 횡방향 계수용접

25 : 앤드탭

25A : 부재와 앤드탭의 간격에 의해 발생하는 노치

26 : H형 강플랜지

27 : H형 강웨브

27A : 논스캘럽용접 예정부

28 : 스캘럽

28A : 기둥과 웨브의 스캘럽용접

29 : 얇은 강판

30 : 모서리 가공선

31 : 비용융식 이당재의 일부에 형성된 수직면

32 : 부재에 대해서 형성된 그루브

33 : 덧살올림 용접 금속의 비용융식 이당재 당접면의 일부

34 : 그루브 바닥부

35 : 도그본 공법(dog born procedure)의 노치

36 : 스티프너

본 발명은 용접 후에 계수에 잔류하는 이당금속이나 이당재를 사용하지 않아도, 도 1에 나타낸 바와 같이, 모서리 가공전의 T형 용접계수부재(2)의 단면(2T), 또는 2개의 부재가 거의 동일한 면내에 있는 맞댐계수부재의 일측 또는 양단면에 아크열 등의 용접열원에 의해 용융하지 않는 금속 또는 비금속의 이당재(8)를 대고, 용접계수 단면부(2T)의 이면과 상기 이당재(8)사이에 소정의 형상으로 덧살올림 용접(9)을 행하고, 부재(2)의 단면부 판두께를 증대시키고 나서 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 덧살올림 용접 금속을 포함하여 용접계수 단면부재의 모서리 가공을 함께 동일면이 되도록 행하고, 그런 다음 도 3에 나타낸 바와 같이 계수부재(1)와 계수부재(2)끼리 대향시켜서, 도 4에 나타낸 바와 같이 그루브 표면측에서 도 3의 상기 덧살올림 용접 금속 그루브면(10)을 용융하면서 용접계수부재끼리 용접접합해서 용접계수 단면부의 부재(2)의 판두께(2A)를 넘는 목두께(1A)를 확보하는 일측용접을 행한다.

본 발명에 의하면, T형 용접계수 및 2개의 부재가 거의 동일면내에 있는 맞댐계수의 시공에 있어서, 덧살올림 용접 후에 모서리 가공한 계수부재단면부의 선단부를 상대부재의 소정의 위치에 당접시켜 세트하고나서, 그대로 상기 모서리 가공부에 계수용접하면 되므로 도 40의 이당금속(3)을 생략할 수 있고, 부재(2) 세트의 용이성을 얻을 수 있고, 도 4의 이면 덧살올림 용접부(9)에 의한 이면으로부터의 지지가 있으므로, 제 1 층째의 대전류사용이 가능해지고, 이당금속이 없는 깊은 그루브로인해 도 39의 부재루트부(1R)와 부재루트부(2R)의 양호한 용입을 용이하게 얻을 수 있고, 이와 같이 용입을 용이하게 얻을 수 있으므로 도 3의 그루브갭(2G)을 이당금속 사용시의 약 7㎜와 비교해서 50%정도로 축소할 수 있고, 그루브 단면적을 감소시킬 수 있으므로 계수용착 금속량을 감소시킬 수 있고 용접시간의 단축과 용접뒤틀림을 감소시킬 수 있고, 이들 효과의 복합에 의해 부재루트부의 결함방지나 계수용접시공면에서 철골제작공정수의 삭감을 대폭적으로 행할 수 있고, 철골치수 정밀도의 확보를 꾀할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 덧살올림 용접부의 이면으로부터의 지지에 의해 도 41 과 도 42의 종래예와 같이 용접작업성면에서 안정된 이파용접(14)을 행하기 위한 용접자세가 횡방향으로 제한되는 일도 없고, 통상의 계수용접과 마찬가지로 전자세에서 안정된 시공이 가능하다. 동시에 모서리가공 후의 이당금속의 제작과 장착의 오프라인 작업공정을 생략하고, 모서리 가공전에 덧살올림 용접을 해두면 모서리 가공부터 시작해서 많은 계수용접을 연속해서 행할 수 있으므로 제작공정 순서면에서 철골제작 공정수의 삭감을 대폭으로 행할 수 있다. 또, 본 발명에 관한 방법에서는 도 40의 종래법의 노치(7)를 없애고, 노치(7A)에 상당하는 노치는 존재해도 목두께의 증대를 꾀할 수 있으므로 유해한 노치가 되지 못하고 계수굽힘연성이나 피로강도의 향상을 얻을 수 있고 내진강도를 용이하게 확보할 수 있다. 실험에 의하면, 목두께의 증대가 10%이상이면, 계수의 굽힘연성이 2배정도로 향상되고 피로강도를 10배정도 개선시킬 수 있었다.

또, 본 발명은 상기 발명에 관한 방법에 있어서, 아크열 등의 용접열원에 의해 용융하지 않는 이당재를 사용하는 대신에 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 계수부재(2)의 단부가 되는 모서리 가공 예정부이면에 미리 소정 형상의 덧살올림 용접(9)을 행한 후, 그루브 예정부의 부재(2) 및 상기 덧살올림 용접 금속(9)을 도 2와 같이 함께 상기 부재면과 동일한 각도로 절단해서 소정의 모서리 가공을 행하므로 계수용접전의 계수단면부를 얻을 수 있다. 그런 다음 도 3과 같이 계수단면부재를 대향시켜서 그루브의 표면측에서 상기 덧살올림 용접 금속 그루브면(10)을 용융하면서 용접계수부재끼리 용접접합해서 도 4에 나타낸 바와 같이 용접계수 단면부 부재의 판두께(2A)를 넘는 목두께(1A)를 확보하는 일측용접을 행한다.

본 발명에 의하면, 상기 발명에 관한 방법와 동일한 용접전 그루브형상과 용접완료시의 계수형상을 얻을 수 있으므로 상기 발명에 관한 방법과 동일한 용접작업성의 용이함, 철골제작공정수의 삭감과 양호한 계수성능을 확보할 수 있다.

또, 본 발명은 각형강관이나 원형강관의 둘레용접과 같이 용접개시점과 종료점이 겹치는 일이 없는 H형 강 플랜지에 용접을 행할 경우 강판이 유한폭이 되어, 종래의 이당금속 장착에 의한 용접시공이나 상기 각 발명의 방법을 적용한 경우에 용접의 개시부와 종단부에 결함이 없는 양호한 용접을 얻기 위하여 도 43에 나타낸 바와 같은 앤드탭(5)이나 이를 대신하는 세라믹제 앤드탭을 생략하는 수단을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 상기 발명의 방법에 있어서, 유한폭의 강판 용접계수부재 단면부의 이면과 상기 이당재의 사이에 덧살올림 용접을 행할 경우, 또는 상기 발명의 방법에 있어서, 유한폭의 강판 계수부재의 단부가 되는 모서리 가공 예정부이면에 덧살올림 용접을 행할 경우에, 도 7에서 도 12에 나타낸 바와 같이 강판 측면(2S)을 포함해서 덧살올림 용접을 한 후, 도 13과 도14에 나타낸 바와 같이 강판이면부 및 측면부의 상기 덧살올림 용접 금속(9)를 포함해서 용접계수 단면부재의 모서리 가공을 행하고, 계수부재 그 자체에 의해 형성되는 것보다 큰 그루브면(10)을 형성하고, 그런 다음 도 3에 나타낸 바와 같이 계수부재를 대향시켜서 그루브 표면에서 상기 덧살올림 용접 금속을 포함한 그루브면(10)을 용융하면서 용접계수부재끼리 용접접합하고, 도 4의 용접계수 단면부의 부재판두께(2A)를 넘는 판두께방향의 목두께(1A), 또는 도 13의 판폭(2P)을 넘는 판폭방향의 목두께(2Q), 또는 판두께와 판폭방향의 두 목두께를 각각 넘는 목두께를 확보하는일측용접방법이다.

본 발명에 의하면, 계수용접 후, 종래의 이당방식의 계수와 비교해서 도 40의 7 및 7A와 같은 또는 도 43의 25A와 같은 유해한 노치에 의한 응력집중이 없고, 계수의 단면에 있어서 판두께 및 판폭을 증가시켜 계수의 면내 인장강도의 증대나, 계수의 판두께방향 및 판폭방향의 굽힘강도와 굽힘연성과 피로강도를 증가시킬 수 있다. 또, 도 43에 나타낸 바와 같이 강제 앤드탭이나 이를 대신하는 세라믹스제 앤드탭 등을 생략할 수 있게 된다. 또한, 세라믹스제 앤드탭은 용접결함이 생기기 쉬워지는 경우가 있어 본 발명에 관한 시공법은 이 점에서도 효과가 있다.

또, 본 발명은 상기 각 발명의 방법에 관한 덧살올림 용접을 행할 경우 비용융식 이당재와 덧살올림 용접 금속의 융합이 안되는데, 비용융식 이당재측에 소정의 길이를 얻기 위해서 약간 큰 덧살올림 용접을 행할 필요가 있을 경우, 비용융식 이당재와 덧살올림 용접 금속의 융합을 양호하게 하여 덧살올림 용접부의 양지단부 사이에 완만한 덧살올림 용접비드형상을 형성시키는 방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 상기 각 발명의 방법에 관한 덧살올림 용접을 행할 경우에 도 15에 나타낸 바와 같이 사전에 덧살올림 용접 금속 또는 용접계수부재와 동일류의 재료로 얇은 강판(29)을 비용융식 이당재의 덧살올림 용접측에 밀착시켜 도 16에 나타낸 바와 같이 비용융식 이당재(8)와 부재(2)사이에 부재(2)의 이면 또는 이면을 포함한 측면에 덧살올림 용접(9)을 실시하는 방법으로, 상기 얇은 강판(29)은 덧살올림 용접시에 일부용융되면 표면장력에 의해 용융금속을 얇은 강판측, 즉 비용융식 이당재 방향으로 끌어당기는 효과가 있어, 비용융식 이당재(8)에서 부재(2)에 이르는 완만한 덧살올림 용접 비드형상(9)을 얻는데 효과가 있다. 이 완만한 덧살올림 용접비드형상(9)에 의해 최소한의 덧살올림량으로 최대의 비용융식 이당재측의 덧살올림 용접 길이가 얻어진다. 이와 같이, 얇은 강판은 자신이 용융될 때 덧살올림 금속의 형상을 완만하게 형성하는데 도움이 되고 상기 얇은 강판의 두께는 용접시의 용입과 경제성과 후공정의 모서리 가공을 고려하면 3㎜이하가 적당했다. 이와 같이 얻어진 덧살올림 용접은 도 16a의 30에 나타낸 위치에서 부재(2)와 함께 모서리 가공하면 도 16b에 나타낸 바와 같이 부재(2)와 덧살올림 용접(9)이 연속된 부재(2)의 판두께보다 큰 그루브가 얻어진다. 도 16b와 같이 모서리 가공해서 얻어진 부재(2)를 도 19에 나타낸 바와 같이 상대부재(1) 평면부에 당접시켜 계수용접(6)을 실시하면 부재(2)의 판두께 또는 판폭보다 큰 목두께가 얻어진다.

또, 본 발명은 외부위탁가공 등 제작공정의 사정으로 덧살올림 용접전에 모서리 가공을 한 경우에는 상기 발명의 실시를 할 수 없으므로 먼저 모서리 가공을 한 단면부재에 대해서 비용융식 이당재를 사용하여 덧살올림 용접을 하므로써 단면부재에서 형성되는 그루브면적을 증대시키는 방법을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 철골구조물에 있어서, 도 17에 나타낸 바와 같이 미리 모서리 가공(32)을 한 T형 용접계수부재의 단면, 또는 맞댐계수부재의 일측 혹은 양단면에 아크열 등의 용접열원에 의해 용융하지 않는 이당재(8)를 대고, 용접계수부재 단면부의 이면, 또는 측면을 포함하는 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(9)을 행한 후, 상기 덧살올림 용접 금속(9)의 상기 이당재 당접면의 일부(33)를 본체부재의 계수그루브(32)가 연장되게 하고, 그런 다음 도 3에 나타낸 바와 같이 계수부재를 대향시켜 그루브 표면에서 상기 덧살올림 용접 금속 그루브면을 용융하면서 용접계수부재끼리 용접접합하고, 도 4에 나타낸 바와 같이 용접계수 단면부 부재의 판두께를 넘는 판두께 방향의 목두께, 또는 판폭을 넘는 판폭방향의 목두께, 또는 판두께와 판폭방향의 두 목두께를 각각 넘는 목두께를 확보하는 일측 용접방법이다.

본 발명에 의하면, 상기 발명과 비교해서 덧살올림 용접 금속(9)의 이당재 당접면의 일부(33)는 본체부재 계수그루브면(32)과 뒤틀리기 쉬운 점과, 모서리 가공에서 계수용접에 이르는 일관된 시공은 할 수 없게 되는 결점은 있으나, 이미 모서리 가공을 실시한 단면의 계수용접에는 상기 발명의 대체로서 효과가 있다. 도 17에 있어서, 비용융식 이당재의 일부수직면(31)을 형성한 것은 용접 덧살올림 금속을 상대부재의 베벨그루브(bevel groove)에 당접시켜, 부재(2)의 좌우축 방향 위치결정을 위해서 설정한 것이다. 본 발명에 의하면 상기 발명과 동일한 방식으로 행해지므로 기술한 바와 같이 종래법의 결점을 보충하면서 많은 이점을 갖추고, 또한 공지의 도 41의 다이어프램부재(1)에만 이당재 없이 덧살올림 용접을 하는 방법과 달리, 또, 도 41의 양측 부재에 이당재 없이 덧살올림 용접하는 방법과도 방식이 달라 도 41 및 도 42의 종래기술의 문제점을 해결하고 상기 발명의 효과의 일부를 달성할 수 있는 방법이다. 또한, 본 발명에 도 15 및 도 16에 나타낸 본 발명과 아울러 시공하면 완만한 덧살올림형상을 얻을 뿐 아니라 효과적이다.

또, 본 발명은 건축 등의 철골구조물에 있어서, 작은 직경의 각형강관 등에 대해서 통용할 경우, 도 39의 1R 및 2R 루트부의 코너를 없애고 루트부의 응력집중을 대폭으로 경감시키기 때문에, 도 18에 나타낸 바와 같이 T형 맞댐용접계수의 단면이 접합되는 부재(2)의 단부 이면측에 용접열원에 의해 용융하지 않는 구리 등의 이당재(8)를 대고, 용접계수부재(2)의 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(9)을 행한 후, 상기 덧살올림 용접 금속을 포함해서 용접계수 단면부재의 모서리 가공을 도 2와 같이 행하고, 그런 다음 도 3에 나타낸 바와 같이 계수부재를 대향시켜 도 4에 나타낸 바와 같이 그루브 표면측에서 상기 덧살올림 용접 금속 그루브면을 용융하면서 용접계수부재끼리 용접접합하고, 용접계수 단면부의 부재의 판두께를 넘는 판두께방향의 목두께를 확보하는 방법으로 일측용접을 행한다.

본 발명에서는 작은 직경의 각형 강관끼리 등의 접합되는 2개의 부재가 거의 동일한 면내가 되는 일측맞댐용접에 적용할 경우에는 도 18에 나타낸 바와 같이, 상기 맞댐계수부재 단부의 일측 또는 양단부의 이면측에 용접열원에 의해 용융하지 않는 구리 등의 이당재(8)를 대고 용융계수부재 단면부(2T)의 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(9)을 행한 후, 상기 덧살올림 용접 금속을 포함해서 용접계수 단면부재의 모서리 가공을 도 2와 같이 행하고, 그런 다음 도 3에 나타낸 바와 같이 계수부재를 대향시켜서 도 4에 나타낸 바와 같이 그루브의 표면측에서 상기 덧살올림 용접 금속 그루브면을 용융하면서 용접계수부재끼리 용접접합하고, 용접계수 단면부의 부재의 판두께를 넘는 판두께방향의 목두께를 확보하는 방법으로 일측용접을 행한다. 이와 같이 하면, 작은 직경의 각형 강관의 단부에 덧살올림용 그루브가 외측으로 개구하고 있으므로 덧살올림 용접 시공이 소구경의 각형강관의 단부에도 용이하게 가능해진다.

본 발명에서는 T형 맞댐계수용접 또는 2개의 부재가 거의 동일한 면내가 되는 맞댐용접을 행할 경우, 예를 들면, H형 강플랜지 등의 길이방향의 단부이면측에 아크열로 용융하지 않는 구리 등의 이당재를 대고 덧살올림 용접을 행할 경우, 도 19a에 나타낸 바와 같이 플랜지단부를 둘러싸듯이 아크열로 용융하지 않는 구리 등의 이당재(8)를 대고 플랜지 측면부까지 포함해서 덧살올림 용접을 행하고, 도 13에 나타낸 바와 같이 부재(2) 및 덧살올림 용접(9)을 포함해서 모서리 가공을 행하면, 부재(2)의 판두께보다도 큰 그루브깊이와 판길이보다도 큰 그루브길이가 얻어진다. 그런 다음 맞댐계수용접을 행하면, 상기 계수용접부는 플랜지의 판두께를 넘는 플랜지의 판두께방향의 목두께 및 플랜지의 판폭을 넘는 판폭방향의 목두께를 확보할 수 있다. 따라서, 이 경우 상기 용접계수는 도 40에 나타낸 바와 같이 종래의 용접계수보다도 큰 굽힘변형능, 계수인장강도 및 피로강도를 얻을 수 있다.

또, 본 발명은 철골구조물에 있어서, H형 강플랜지사이에 삽입하는 스티프너 등의 장착용 T형 맞댐용접에서는 통상의 이당금속이 장착된 맞댐용접을 행하나 역시 이당금속 장착에 수반되는 응력집중이 있고, 이 응력집중을 완화하기 위하여 T형 용접계수부재의 스티프터부재 등의 단면측에 굽힘가공을 행하고, 상기 굽힘가공의 단부외부면을 그루브면으로 하든가 또는 상기 굽힘가공단부를 기계절삭가공에 의해 그루브면을 제작하고, 그런 다음 계수부재를 대향시켜서 그루브의 표면측부터 용접계수부재끼리 용접접합하여 단면이 접합되는 부재측의 판두께를 넘는 판두께방향의 목두께를 확보한다.

구체적으로는 도 20에 나타낸 바와 같이, 스티프너 등의 부재(2)의 단부를프레스 등으로 굽힘가공해서 부재(2) 단부의 상부 각부(2K)가 부재(2)의 바닥면위치(2U)보다 약 5㎜이상으로 낮은 경우, 바람직하게는 8㎜이상 12㎜이하로 낮은 경우에는, 굽힘가공부의 단부외부면을 그대로 그루브면(2F)으로 하고, 도 21에 나타낸 바와 같이 계수부재(1) 및 계수부재(2)를 대향시켜 세트하고, 도 22에 나타낸 바와 같이 그루브의 표면측에서 부재끼리의 계수용접(6)을 실시하여 용접계수 단면부의 부재(2)의 판두께(t)를 넘는 판두께방향의 목두께(1A)를 확보하는 방법으로 일측용접을 행한다. 이와 같이 하면, 응력집중을 발생시켜 계수강도를 저하시키는 이당금속의 생략이 가능해진다.

도 23에 나타낸 바와 같이, 스티프너 등의 부재(2)의 단부를 프레스 등으로 굽힘가공하고, 부재(2)의 단부 상부 각부(2K)가 부재(2)의 바닥위치(2U)보다 높고, 단부 하부각부(2L)가 부재(2)의 바닥위치(2U)보다도 약 5㎜이상 낮은 경우, 바람직하게는 8㎜이상 12㎜이하인 경우에는, 부재(2)의 단부를 도 24의 가공위치(2E)에서 모서리 가공하고, 도 25에 나타낸 바와 같이, 그루브면(2F)을 갖는 형상으로 하고, 도 21에 나타낸 바와 같이 부재 1과 2를 대향시켜 도 22에 나타낸 바와 같이 그루브의 표면측에서 용접계수부재끼리 용접접합하고, 단면이 접합되는 부재(2)측의 판두께(t)를 넘는 판두께방향의 목두께(1A)를 확보한다.

또, 부재끼리가 동일한 면내에 있는 부재끼리의 맞댐용접에서도, 맞댐계수부재의 적어도 일측의 부재 단부에 대해서 도 20 또는 도 23의 일측 또는 양측의 굽힘가공을 행해서 상술한 스티프터와 동일한 순서로 상기 굽힘가공부의 단부외부면을 그루브면(2F)으로 하든가, 또는 상기 굽힘가공단부를 기계절삭가공에 의해부재(2)의 단부를 도 24의 가공위치(2E)에서 모서리 가공해서 도 25에 나타낸 바와 같이 단부를 모서리 가공해서 그루브면(2F)을 제작하고, 그런 다음 계수부재끼리 대향시켜 그루브의 표면측에서, 부재판두께가 동일한 경우에는 도 26에 나타낸 바와 같이 또는 부재 판두께가 다른 경우에는 도 27에 나타낸 바와 같이 용접계수부재끼리 맞댐용접하여 적어도 얇은 쪽의 부재(2)측의 판두께(t)를 넘는 판두께방향의 목두께(1A)를 확보할 수 있다. 이와 같이 하면, 이당금속이 장착된 맞댐용접계수와 같이 노치에 의한 응력집중의 발생이 없고, 계수의 굽힘연성, 인장강도 및 피로강도가 향상된다.

또, 본 발명은 T형의 부재끼리가 거의 직각이 되는 맞댐용접계수에 있어서, 일측용접을 행할 경우에, 도 40에 나타낸 종래법의 계수를 강화하고 이면의 유해한 노치(7) 및 노치(7A)를 무해화하기 위하여 도 28에 나타낸 바와 같이 단면이 접합되는 부재(2)측에 있어서 표면측의 용접비드 지단부의 위치(6T)가 이면의 용접루트부의 위치(7)에서 2A의 모재판두께(t)의 80%이상 떨어지게, 바람직하게는 2A의 모재판두께(t)에서 1.5t 떨어지게 위치하도록, 즉 도 28에서 6B≥0.8t로 하고, 바람직하게는 t≤6B≤1.5t가 되도록 용접시공되고, 또한 적어도 이면의 용접비드폭의 전영역에 있어서의 표면비드의 보강용접높이 및 이면용접 루트부에 있어서의 표면비드의 보강용접높이(6H)가 적어도 판두께(t)의 10%이상으로 확보되고, 바람직하게는 15%이상 25%이하로 확보되고, 계수용접(6)의 최종층의 보강용접이 접합용접부재(1)의 모재표면에서 부재(2)까지 매끄럽게 변화하도록 용접시공을 행한다.

이와 같은 용접시공을 행하면, 도 28에서 T계수는 이면의 노치부의 판두께(2H)가 증대하고, 이면노치부의 응력집중이 경감되고, 부재(2)의 인장부하(2C) 및 굽힘모먼트(2B)에 대해서 보강되어 강도가 향상된다. 이 경우, 용접시공범위를 바람직하게는 모재판두께(t)의 1.5배 이하로 한 것은 용접뒤틀림의 증가와 용접시공비용의 증가를 방지하기 위해서이다.

본 발명에 관한 방법에 있어서, 도 29에 나타낸 바와 같이, 이당금속의 가용접이 존재하는 경우에는 이당금속의 응력집중부인 지단부(4A)에서 표면측의 용접비드 지단부(6T)의 위치까지의 거리(6B)가 2A의 모재판두께(t)의 80%이상이 되도록, 바람직하게는 2A의 모재판두께(t)에서 1.5t 떨어지게 위치하도록, 즉 도 29에서 6B≥0.8t로 하고, 바람직하게는 t≤6B≤1.5t가 되도록 용접시공되고 또한 적어도 이면 용접부의 전영역에 있어서의 표면비드 보강용접높이, 및 이면용접 루트부에 있어서의 표면비드의 보강용접높이(6H)가 적어도 판두께의 10%이상 확보되고, 바람직하게는 15%이상 25%이하로 확보되고, 계수용접(6)의 최종층의 보강용접이 접합용접부재(1)의 모재표면에서 부재(2)까지 매끄럽게 변화하도록 용접시공을 행한다.

본 발명에 관한 발명에서 접합되는 2개의 부재가 거의 동일한 면내가 되는 맞댐계수에 있어서, 일측용접을 행할 경우에, 도 30에 나타낸 바와 같이 각형 강관을 사용한 접속부에서 2개의 부재의 플랜지(2)와 다이어프램(12) 중, 적어도 판두께가 얇은 측의 부재(플랜지(2))에서 표면측의 용접비드 지단부(6T)의 위치가 표면의 용접비드루트부(7) 또는 이당금속(3)에 가용접이 있을 경우의 지단부의 위치에서 판두께의 80%이상 떨어져서, 바람직하게는 2A의 판두께(t)이상 떨어져서 위치하도록, 즉 도 30에서 6B≥0.8t로 하고, 바람직하게는 t≤6B≤1.5t로 해서 용접시공되고, 또한 적어도 이면의 용접비드폭의 영역에 있어서의 표면비드 보강용접높이가 판두께의 10%이상 확보되고, 바람직하게는 15%이상 25%이하로 확보되고, 보강용접이 모재표면에서 매끄럽게 변화하도록 용접시공을 행한다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시형태를 나타낸 도면으로 본 발명을 통상의 T계수에 적용한 경우의 일예이다.

본 실시형태에서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 부재(2)의 단면부(2T)에 용접열원에 의해 용융손상되지 않는 비금속제 이당재(8) 또는 수냉 혹은 비수냉 강제 이당재(8)를 대고, 용접계수부재 단면부(2T)의 이면과 상기 이당재(8) 사이에 덧살올림 용접(9)를 행하고 도 2에 나타낸 바와 같이 부재 단부를 덧살올림 용접을 포함해서 모서리 가공하고, 도 3에 나타낸 바와 같이 상대의 부재면에 대고 도 4에 나타낸 바와 같이 계수용접한다.

이와 같이 하면, 상기 도 39 및 도 40에 나타낸 종래와 같은 이당금속 장착에 수반되는 여러 작업이 없어지고, 모서리 가공에서 계수용접까지의 일관된 연속작업이 가능해진다. 따라서, 이당금속의 생략, 부재 세트의 용이화, 제 1층째의 대전류 사용, 철골치수정밀도의 확보를 꾀할 수 있으므로 계수용접시공면에서 철골제작공정수의 삭감을 대폭으로 행할 수 있다. 동시에, 모서리 가공 후의 이당금속의 제작과 장착의 오프라인 작업공정을 생략하고, 많은 계수용접을 연속해서 행할 수 있으므로 제작공정 순서면에서 철골제작 공정수의 삭감을 대폭적으로 행할 수 있다. 또, 유해한 노치의 배제와 목두께의 증대와 철골치수 정밀도의 확보를 꾀할 수 있으므로 굽힘연성과 피로강도 및 내진강도를 용이하게 확보할 수 있다.

이와 같은 계수용접 능률면의 능률향상과 제작공정 순서면의 효율화에 의해 철골제작공정수의 삭감을 대폭으로 행하므로써 실시공정에서는 본 발명에 관한 덧살올림 용접시공의 공정수를 포함해도 평균 판두께 25㎜의 계수에서는 약 30%의 제작공정수의 삭감이 가능해진다.

또, 도 4에 있어서, 덧살올림 용접(9)이 없는 경우에 계수의 목두께는 2A이나, 모재와 일체화된 덧살올림 용접부를 포함한 그루브부에 본 용접해서 얻어진 계수의 목두께(1A)를 본 발명에 관한 목두께라고 한다면, 본 발명에 관한 용접시공에서는 계수부의 목두께가 2A에서 1A로 증대한다. 실험에 의하면, 도 40에 나타낸 종래의 계수에서는 부재(2)의 굽힘각도가 15도 내지 25도일 때에 루트부에서 균열이 발생했다.

이에 대하여, 본 발명에 관한 시공에 있어서는 부재(1)와 동일 재질인 용접재료를 사용하여 얻어진 용접계수의 목두께 증가가 부재(2)의 10%이상 증대하게 되면 부재(2)에 상향 굽힘하중(2B)이 실려도 부재(2)의 균열발생각도는 50도이상으로 대부분이 균열발생은 찾아볼 수 없었고 부재(2)가 구부러질 뿐이었다. 즉, 본 발명에 관한 계수에서는 목두께 증가가 있기 때문에, 도 4의 계수용접부(6)의 루트부(9B)에 있어서의 약간의 미용접부의 존재는 응력집중의 악영향 인자로서 작용하지 않음을 나타내고 있다.

또한, 본 발명에 관한 계수용접부의 루트부(9B)는 부재(1)가 부재(2)보다도얇은 경우 등 강성이 낮은 경우에 수평용접으로 이파용접을 행하거나 또한 H형 강플랜지와 같이 외부에 노출되어 있는 경우에 루트부(9B)로의 추가용접이나 연삭기다듬질을 하므로써 응력집중부를 없앨 수 있고, 이로 인해 계수의 피로강도를 더욱 향상시킬 수도 있다.

도 31은 상기 실시형태에 관한 일측용접방법을 건축 철골 접속부 등에 있는 각형 강관기둥과 다이어프램과의 계수부에 적용한 예를 나타낸 도면이다.

종래의 방법에서는 도 47에 나타낸 바와 같이 각형 강관(11)의 내부둘레에 이당금속(3)을 장착하고 계수용접하기 위해 이당금속 장착을 위한 각형 강관 제조시의 계수의 제거가 필요하고, 기둥용 이당금속의 제작과 부재끼리의 위치맞춤과 가용접이 번거로워져 제작공정수가 많아진다.

그러나, 본 발명에 관한 방법에서는 도 31에 나타내 바와 같이 각형 강관 단부 이면에 미리 덧살올림 용접(9)이 행해져 있으므로 각형 강관(11)을 다이어프램(12)에 대기만 하면 각형 강관(11)의 다이어프램(12)에 대한 위치조정이 용이하고 각형 강관(11)과 다이어프램(12) 사이의 갭조정이나 가용접이 불필요하고 용접자세에 의하지 않고 즉시 계수용접(6)이 가능해진다. 도 31은 각형 강관에 대한 응용인데 원형 강관에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.

도 32는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 도면이다.

본 실시형태에서는 계수부재(2)의 단부가 되는 모서리 가공 예정부 위치(15A)의 부재 이면에 미리 소정 형상의 덧살올림 용접(9)을 통상 1패스 내지 3패스 시공한다. 이 예에 있어서는 덧살올림 용접을 2패스 행하고, 1패스 덧살올림보다도 큰 보강용접을 얻은 후, 그루브 예정부의 부재 및 덧살올림 용접 금속을 함께 상대부재면과 동일한 각도로 절단한 일예이다. 상기 예와 같이 절단한 후, 도 2에 나타낸 바와 같이 덧살올림 용접 금속을 포함하여 부재(2)에 대해서 모서리 가공한다.

도 33은 도 32의 변형예를 나타낸 도면이다.

이 예에서는 도 32와 동일하게 계수부재(2)의 단부가 되는 모서리 가공 예정부 위치(15A)의 부재 이면에 1패스 보강용접보다도 큰 2패스의 보강용접이 되도록 덧살올림 용접(9)을 행한 후, 그루브예정부의 그루브각도와 동일한 각도로 절단하고 절단면(15)을 그대로 그루브면으로 하는 것이다. 이와 같이 2패스의 덧살올림 용접(9)을 행하면 1패스의 경우보다 큰 그루브를 얻을 수 있다. 그런 다음 T형 용접계수에 적용할 경우에는 도 4에 나타낸 바와 같이 계수용접을 실시한다.

또, 도 32 및 도 33에 있어서의 계수부재의 단부가 되는 모서리 가공 예정부의 치수(15A)는 통상 0 내지 500㎜이다.

도 46에, 연직으로 세워진 각형 강관 또는 원형 강관 기둥의 맞댐계수의 종래법에 의한 조립의 일예를 나타낸 단면도를 나타낸다. 계수용접을 준비할 때, 파이프(16) 및 파이프(17)의 조립 결합 및 그루브갭(16G)의 조정이 어렵기 때문에 이 예에서는 하나의 계수에 이당금속(18)과 스토퍼(19)를 사용하여 상부부재(16)에 가접(20)이 행해진 이당금속(18)을 하부부재(17)에 소켓삽입이음으로 삽입하므로써 결합을 행하고 이당금속(18)의 상하위치 및 장단 및 스토퍼(19)의 상하위치에 따라 그루브갭을 조정하고 있다. 이 종래법은 이당금속과 스토퍼의 제작과 정확한 장착에 조립공정수가 필요할 뿐 아니라 파이프 제품치수의 정밀도의 편차에 의해 조정이 어렵다.

도 34에 본 발명에 관한 방법에 있어서, 연직으로 세워진 각형강관 또는 원형강관기둥의 맞댐계수의 조립의 일예에 대한 단면도를 나타낸다. 도 34에서 자명한 바와 같이, 양측의 부재(16)와 부재(17) 사이에 오차가 다소 있어도 상기 양부재를 당접시키기만 하면 부재(16)와 하면 부재(17)의 간격 및 갭(16G)은 일정하게 유지되고, 도 35에 나타낸 바와 같이 계수용접에 의해 충분한 용입과 부재판두께(16A)를 넘는 목두께(16B)가 용이하게 확보된다. 이 경우, 부재판두께 정도의 목두께(16A)를 안정되게 확보하기만 하면 도 34 및 도 35의 덧살올림 용접(22)을 축소 또는 생략할 수 있다.

또, 본 시공예는 건축뿐 아니라 파이프라인이나 수압관의 외측 또는 내측으로부터의 안정된 용접시공에도 용이하게 적용할 수 있고, 그 계수 강도와 품질의 확보 및 제작공정수의 삭감에 효과가 있다.

도 47에 종래법에 관한 건축철골 접속부 다이어프램(12)과 각형 강관 기둥(11)의 계수 및 상기 다이어프램(12)과 H형 강플랜지(26)의 계수의 일예를 나타낸다. 계수는 모두 이당금속(3) 및 가용접(4)이 많이 사용되고 있다.

도 36에 도 47과 동일한 계수에 대해서 본 발명에 관한 방법에 있어서 계수용접(6)을 적용하는 경우를 나타낸다. 도 36에 있어서 다이어프램(12)과 각형강관(11)의 용접에는 본 발명이 적용되고, 이당금속 및 가용접이 없이 부재(11)의 판두께보다 깊은 용입과 도 40에 나타낸 종래계수의 유해한 노치(7)가없는 상황이 나타내어지고 있다. 또, 도 47에는 다이어프램(12)과 H형강플랜지(26)의 계수에 있어서, 큰 개구부인 스캘럽(28), 이당금속(3) 및 가용접(4)이 나타내어져 있는데, 도 36에는 다이어프램(12)과 H형강플랜지(26)의 계수에 있어서 본 발명에 관한 방법에 의해 덧살올림 용접(9)이 시공되고, 계수용접(6)이 시공되는 직전의 상태가 나타내어지고, 점선으로는 접속부의 계수용접(6) 및 논스캘럽의 웨브의 용접예정부(27A)가 나타내어져 있다. 이 경우, 도 36에는 이당금속과 그 장착을 위한 가용접이 없이 부재(26)의 판두께보다 깊은 용입의 상황과 도 40에 나타낸 종래 계수의 유해한 노치(7)가 없는 상태가 나타내어져 있고, 도 47에 나타낸 스캘럽(28)도 없는 상태가 도시되어 있다. 따라서, 본 발명에 관한 실시예에서는 철골접속부의 H형강보의 접합부가 논스캘럽공법으로 용이하게 시공할 수 있다. 도 47의 종래법의 예에서는 스캘럽(28)을 없애면 이당금속(3)을 웨브(27)의 양측으로 나누어 2개를 사용하는 등 특수한 궁리가 필요하게 되나, 본 발명에 관한 실시예에서는 이당금속이나 스캘럽이 불필요하고 계수의 안전성 및 제작공정수의 삭감면에서 우수하다.

본 발명의 방법에 있어서, 도 1에 나타낸 비용융식 이당재(8)와 계수 단면부재(2) 사이에 시공하는 용접덧살올림(9)에 사용하는 용접재료로서, 상기 계수단면부재(2)보다 저강도의 용접재료를 사용하면 도 4의 계수용접(6)의 인장강도를 확보하고 또한 소성변형의 분산에 의해 응력집중의 완화를 초래하고 용접계수로서의 굽힘연성이나 피로강도의 향상에 의해 더욱 유용하다.

본 발명의 방법에 있어서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 그루브의 표면측에서도 3의 상기 덧살올림 용접 금속 그루브면(10)을 용융하면서 용접계수부재(1)과 용접계수부재(2)를 용접할 경우에 상기 용접계수의 루트부 즉 제 1층째의 용접에 상기 용접계수부재(1) 및 용접계수부재(2)보다도 저강도의 용접재료를 사용하면 루트부에 있어서의 균열발생감수성을 완화시킬 수 있고 또 상기 용접계수부재보다도 고강도의 용접재료를 사용하면 루트부의 강도를 향상시켜 모두 용접계수로서의 굽힘연성이나 피로강도의 향상에 더욱 효과가 있다.

본 발명의 방법에 있어서, 도 37에 나타낸 바와 같이 용접부재(2)와 덧살올림 용접(9)과 함께 모서리 가공을 할 때, 모서리 가공면(10)을 평면형상이 아니고, 그루브 바닥부(34)에 1 내지 5㎜의 곡률반경의 곡면을 형성하도록 모서리 가공하면, 그루브 바닥부(34)가 넓어져 도 4에 나타낸 바와 같이 계수용접(6)의 루트부에 있어서의 깊은 용입을 더욱 용이하게 얻을 수 있는 효과가 있다.

건축 등의 철골구조물에 있어서, 작은 직경의 각형 강관 등에 대해서 적용할 경우, 도 18에 나타낸 바와 같이, T형 맞댐용접계수의 단면이 접합되는 부재(2)의 단부이면측, 즉 강관 내측에 용접열원에 의해 구리 등 용융하지 않는 이당재(8)를 대고, 용접계수부재(2)의 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(9)을 행한 후, 도 2에서 도 4와 동일한 순서를 거쳐 단면이 접합되는 부재(2)의 판두께(2A)를 넘는 판두께방향의 목두께(1A)를 확보하는 방법으로 일측 용접을 행한다. 이 경우, 도 18에 나타낸 바와 같이 구리 등 용융하지 않는 이당재(8)는 고융점세라믹스, 텅스텐, 탄소, 흑연 등으로 대용할 수 있으나 이들의 이당금속은 분할형으로서 각형 강관 내부로부터 꺼내기 쉽게 하거나 소형화하기 위해서 수냉 등을 행하여 냉각능률을 높이는 방법도 가능하다. 또, 도 15에 나타낸 바와 같이 구리 등 용융하지 않는 이당재(8)의 덧살올림 용접측에 부재(2)와 동종의 금속으로 된 얇은 판을 장착해서 도 16에 나타낸 바와 같은 덧살올림 용접(9)을 행할 경우, 이당재(8)의 손상을 경감시키고 덧살올림 용접 금속과 얇은 판의 융합을 좋게 하여 매끄러운 용접덧살올림을 행하는 것도 가능하다.

또, 작은 직경의 각형 강관 끼리 등의 일측 맞댐용접에 적용할 경우에는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 맞댐계수부재의 일측 또는 양단부의 이면측에 용접열원에 의해 구리 등 용융하지 않는 이당재(8)을 대고, 용접계수부재 단면부(2T)의 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(9)을 행한 후, 도 2에서 도4와 동일한 순서를 거쳐 단면이 접합되는 부재(2)의 판두께(2A)를 넘는 판두께방향의 목두께(1A)를 확보하는 방법으로 일측용접을 행한다. 이와 같이 하면, 작은 직경의 각형 강관 단부에서 덧살올림용 그루브가 외측으로 개구하고 있으므로 덧살올림 용접 시공이 소구경의 각형 강관의 단부에도 용이하게 가능해진다. 본 발명의 시공방법은 각형 강관뿐 아니라 원형 강관에 대해서도 적용할 수 있고, 맞댐계수부재끼리 판두께가 다른 경우나 오차가 큰 경우에도 적용할 수 있다. 맞댐계수부재끼리 판두께가 다른 경우에는 판두께가 얇은 쪽에만 본 발명에 관한 방법으로 내측에서 덧살올림을 행하고, 판두께가 큰 부재의 단부는 직각으로 다듬질한 상태에서 베벨그루브(bevel groove)로 용접시공을 행하면 계수강도와 경제성을 겸비한 시공방법이 가능해진다.

또, H형강플랜지 등의 길이방향 단부이면측에 플랜지 단부를 둘러싸듯이, 아크열로 용융하지 않는 구리 등의 이당재(8)를 도 19a에 나타낸 바와 같이 대고, 플랜지 측면부까지 포함해서 덧살올림 용접을 행하고, 도 13에 나타낸 바와 같이 상기 덧살올림 용접부를 포함해서 부재(2)에 대해서 모서리 가공을 행하고, 그런 다음 계수용접을 행하면 상기 계수용접부는 플랜지(2)의 판두께를 넘는 판두께방향의 목두께, 또는 판폭을 넘는 판폭방향의 목두께를 확보할 수 있다. 도 19a의 상태에서 부재(2)에 덧살올림 용접을 행할 경우, 하향용접이 통상적이나 횡방향용접도 용이하게 가능해진다. 그런 경우, 도 19a의 상측에 추가로 구리 등의 이당재를 사용하여 덧살올림 용접을 시공하면 플랜지측면의 시공이 용이해진다. 또, 본 발명에 관한 시공방법은 도 36에 나타낸 바와 같이 도 47의 스캘럽(28)이 없이 논스캘럽시공법과 병용하는 것이 가능해진다.

본 발명은 도 18에 나타낸 바와 같이, T형 용접계수의 단면이 접합되는 부재(2)의 단부 이면측에 용접열원에 의해 구리 등 용융하지 않는 이당재(8)를 대고, 용접계수부재(2)의 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(9)을 행하는데, 도 1에 나타낸 바와 같이 T형 용접계수의 단면이 접합되는 부재(2)의 단면측에 용접열원에 의해 용융하지 않는 구리 등의 이당재(8)를 대고, 용융계수부재(2)의 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(9)을 행하는 방법과 비교해서, 특히 250㎜이하의 작은 직경의 각형이나 구형강관 등의 단부가 좁은 내경측에 덧살올림 용접을 하는 경우에 지극히 효과가 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 도 18 또는 도 19a에 나타낸 덧살올림 용접(9) 후, 도 2의 모서리 가공을 덧살올림부를 포함해서 도 37에 나타낸 바와 같이 그루브 바닥부에 곡면을 갖는 J형으로 가공하는 것도 초층용접의 용입을 확보하는데 효과가 있다.

도 20 및 도 23에 나타낸 프레스가공은 판두께 또는 재질에 따라 냉간 또는 열간가공으로 행하나, 단순한 굽힘가공을 대신해서 단조(鍛造)방법으로 소정의 그루브형상까지 성형하는 방법도 가능하다. 또, 각형 강관이나 구형 강관을 사용한 건축철골접속중에 다이어프램으로서 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 각형 강관이나 구형강관의 내측형상이 정확하지 않아도 프레스하여 제작한 다이어프램의 단부를 해머 등으로 두드리면 용이하게 각형 강관이나 구형 강관의 내측 형상으로 맞출 수 있다.

도 22는 프레스를 사용해서 그루브를 형성시켜 H형강플랜지(1)내에 스티프너(2)를 맞댐용접한 예로서, 이와 같은 계수에서는 이면이 개구하고 있는 경우가 대부분으로 이런 경우 필요에 따라 부재(2)의 이면을 가우징해서 건전부까지 다듬질하거나, 단순히 그라인더로 건전부까지 다듬질하거나 이면에서 탄산가스용접법, 피복아크용접법 또는 TIG아크용접법(Tungsten Inert Gas Welding Process) 등으로 추가용접해서 매끄럽게 다듬질하는 것도 가능하다.

도 38에 기둥을 통과시킨 H형강을 사용한 기둥과 보 계수에 적용한 경우의 예를 나타낸다. 부재(1)가 H형강을 사용한 기둥에서 부재(36)가 H형강기둥 안에 끼워넣어 접합된 스티프너이다. 기둥(1)과 스티프너(36)의 용접부(6) 및 기둥과 보의 용접부(6)는 모두 부재의 단부를 굽힘가공한 후 모서리 가공해서 계수용접을 완성시킨 예이다. 도 38에 나타낸 바와 같이, 모두 이당금속이 없고 부재(36)의판두께(t)를 넘는 판두께방향의 목두께(1A)가 확보되고 이당금속이 존재하는 것에 의한 유해한 응력집중이 발생하지 않는다. 또, 도 38의 시공예에서 부재(36)의 단부의 굽힘가공을 행하는 대신 부재(36)의 단부 이면에 덧살올림 용접을 하여 도 2에 나타낸 바와 같이 덧살올림 용접을 포함해서 부재(36)의 모서리 가공을 행하고 계수용접(6)을 실시해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 부재끼리가 동일한 면내에 있는 부재끼리의 맞댐용접에서도 맞댐계수부재의 적어도 일측의 부재 단부에 대해서 도 20의 순서 또는 도 23, 도 24, 도 25의 순서대로 부재(2)의 단부를 굽힘가공해서 경우에 따라 절삭가공을 하여 그루브면(2F)을 제작하고, 그런 다음, 계수부재를 대향시켜 그루브의 표면에서 도 26 및 도 27과 같이 용접계수부재끼리 맞댐용접하여 얇은 부재(2)쪽의 판두께(t)를 넘는 판두께방향의 목두께(1A)를 확보할 수 있다. 이와 같은 계수에 대해서도 필요에 따라 1 및 2의 이면을 가우징해서 건전부까지 다듬질하거나, 단순히 그라인더로 건전부까지 다듬질하거나, 이면에서 탄산가스 용접법, 피복아크 용접법 또는 TIG아크용접법 등으로 추가용접해서 매끄럽게 다듬질하는 것도 가능하다.

또, 본 발명에 있어서, 부재 단부 이면에 덧살올림 용접을 하고 덧살올림부를 포함해서 모서리 가공하고 계수용접하는 방법은 건축철골 용접계수에 광범위하게 많은 계수에 적용할 수 있으나, 본 발명에 관한 도 20에서 도 27까지의 프레스가공방법은 프레스가공의 용이성으로 인해 치수가 작고 가볍고 취급이 간편한 스티프너를 H형 강에 장착하는데 효과가 있다.

또, 본 발명에 있어서 도 37에 나타낸 바와 같이 모서리 가공을 J형으로 가공하는 것도 초층용접의 용입을 확보하는데 효과가 있다.

도 28은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타낸 도면이다.

도 28에 있어서, 초층의 용접에서 상층까지 순차적으로 용접을 실시하는 점은 종래법과 동일하나 단면이 접합되는 부재(2)측에 있어서, 계수용접(6)의 최종층의 폭과 높이를 종래법보다 크게 하는 점이 다르다. 즉, 본 발명에서는 단면이 접합되는 부재(2)측에 있어서 표면측의 용접비드 지단부의 위치(6T)가 이면의 용접루트부의 위치(7)에서 2A의 부재판두께(t)의 80%이상 떨어지게, 바람직하게는 2A의 부재판두께(t)에서 1.5t 떨어지게 위치하도록, 즉 도 28에서 6B≥0.8t로 하고, 바람직하게는 t≤6B≤1.5t가 되도록 용접시공되고, 또한 적어도 이면의 용접비드폭의 전영역에 있어서의 표면비드 보강용접높이, 및 이면용접 루트부에 있어서의 표면비드의 보강용접높이(6H)가 적어도 판두께(t)의 10%이상으로 확보되고, 바람직하게는 15%이상 25%이하로 확보되고, 계수용접(6)의 최종층의 보강용접이 접합용접부재(1)의 모재표면에서 부재(2)까지 매끄럽게 변화하도록 용접시공을 행한다. 이와 같이, 최종층을 약간 넓게 또는 약간 높게 하는 것은 최종층의 용접비드를 위빙(weaving)하거나 또는 패스수를 많게 하므로써 달성된다.

실험에 의하면, 400MP 및 500MP급의 강재의 판두께(20) 및 30㎜에 대해서 2B의 굽힘모먼트에 의해 도 44에 나타낸 바와 같이 종래법의 계수는 부재(2)는 통상 10도에서 30도의 굽힘각도로 루트부에 균열이 발생했던 것이, 본 발명에 관한 도 28의 계수에서는 60도 이상까지 구부려도 균열이 발생하지 않았다. 또, 도 4의 이면 덧살올림 방법을 사용한 계수에 대해서 본 발명에 관한 방법을 동일하게 적용한 경우, 2B의 굽힘모먼트에 의해 부재(2)는 대부분이 90도까지 구부려도 균열이 발생하지 않았다. 이들 어느 굽힘시험에 있어서도 굽힘부는 모재부이었다. 또, 동일한 강재를 사용해서 인장시험을 실시했을 경우, 도 44에 나타낸 종래 방법의 계수에서는 거의 루트의 노치부(7)에서 균열발생 내지 파단이 일어났으나 도 28에 나타낸 바와 같이 본 발명에 관한 방법으로 인장하중(2C)을 부여한 경우, 모두 용접부가 아닌 모재에서 파단하여 본래의 모재의 강도가 확보되었다. 도 45에 나타낸 바와 같이 종래의 계수에 대해서도 도 29에 나타낸 바와 같은 본 발명에 관한 방법을 적용하면 동일한 굽힘연성의 향상 및 인장하중에 대해서 모재파단이 얻어졌다.

본 발명에 관한 방법에서 도 30에 나타낸 바와 같이 접합되는 2개의 부재가 거의 동일면내가 되는 다이어프램(12)과 플랜지(2)의 종래법에 의한 이당금속을 사용한 맞댐용접계수에서 일측용접을 행할 경우에 도 28에 나타낸 바와 같이 용접의 최종층을 광폭으로 시공하므로써 계수강도 및 연성을 개선할 수 있다. 즉, 도 31에 나타낸 바와 같이 미리 각형 강관(11)과 다이어프램(12)에 의한 접속부를 도 2에서 도 4에 이르는 이면 덧살올림 용접 방법에 의한 공정으로 제작하고, 도 30에 나타낸 바와 같이 다이어프램(12)과 플랜지(2)의 종래법에 의한 이당금속을 사용한 맞댐용접계수로 최종층을 위빙 또는 다중패스로 다듬질하여, 상기 계수용접의 최종층을 t≤6B≤1.5t로 하여 용접시공되고, 또한 적어도 이면의 용접비드폭의 영역에 있어서의 표면비드 덧살올림 높이가 15%이상 25%이하로 확보되도록 적용하는 것이 가능하다. 또, 도 31에 나타낸 바와 같은 본 발명에 관한 덧살올림 용접방법에 의한결선을 제작하고, 접합되는 2개의 부재가 거의 동일 면내가 되도록 맞댐계수에 있어서, 일측용접을 행할 경우에 도 18 또는 도 19a와 같이 아크열에 의해 용융하지 않는 구리 등의 이당재를 대고, H형강플랜지이면에 미리 덧살올림 용접을 하여 덧살올림 용접을 포함해서 모서리 가공한 후, 도 36에 나타낸 바와 같이 계수용접을 행하고 또한 본 발명에 관한 방법에서 상기 계수용접(6)의 최종층을 도 28에 나타낸 방법으로 t≤6B≤1.5t로 하여 용접시공되고, 또한 적어도 이면의 용접비드폭의 영역에 있어서 표면비드 덧살올림높이가 15%이상 25%이하로 확보되고 도 36에 나타낸 바와 같이 논스캘럽용접(27A)을 실시하는 것이 가능하다.

또, 본 발명에 관한 시공방법에서는, 응력집중을 초래하는 이당금속이 장착된 종래의 T형 계수에 대해서도 응력집중을 경감시키고 굽힘연성이나 계수강도의 향상을 초래하므로 기존의 철골구조물에 적용할 때의 굽힘연성이나 계수강도의 개선에도 도움이 된다.

또, 본 발명에 관한 여러 방법을 건축접속부와 H형강보의 접합부에 사용할 경우, 상기 접합부가 강화되고 지진으로 인한 하중에 대해서 상기 보에 굽힘하중이 부가되었을 때에 접합부가 파괴되지 않고 보부에 버클링이 발생한다.

즉, 도 48에 H형강기둥을 통과시킨 접속부에 있어서, H형강기둥 스티프너(36)의 접합에 본 발명에 관한 덧살올림 용접방법 또는 굽힘공법을 사용하여 H형강기둥과 도그본공법(dog born process)(35)에 의한 H형강보의 계수를 종래법의 이당금속이 장착된 용접시공방법으로 실시한 경우의 외관도를 나타낸다. 도 48에 나타낸 바와 같은 H형강보 플랜지(26)의 일부를 도려낸 도그본계수(35)에서는H형강보에 굽힘 하중을 실은 경우, 기둥과 보계수가 파괴되지 않는 대신 이 도려낸 보부에서 버클링이 일어난다. 따라서, 이 경우 도 47에 나타낸 바와 같이 종래의 이당금속(3) 및 스캘럽(28)이 존재하는 용접계수에서 도그본계수(dog born joint)(35)가 없는 경우보다도 건축상 안전할 지도 모른다. 그러나, 본 발명에 관한 계수에서는 강도가 높으므로 플랜지(26)에 노치가 없는 본 발명에 관한 계수쪽이 보다 강도가 높다는 특유의 장점이 있다. 또, 코스트면에서 봤을 때에도 본 발명에 관한 방법에서는 도그본방식과 비교해서 플랜지(26)에 노치가공이 없어 제작코스트가 낮다는 특유의 장점이 있다.

도 49에는 H형강기둥을 통과시킨 접속부에 있어서, H형강기둥 스티프너(36)의 접합 및 H형강기둥과 도그본(35)공법에 의한 H형강보의 접합에 본 발명에 관한 덧살올림 용접방법 또는 굽힘공법을 이용한 경우의 외관도를 나타낸다. 본 발명에 관한 시공방법은 도그본공법과 아무 모순되는 일 없이 적용할 수 있다. 그러나, 본 발명에 관한 방법을 사용하면 도그본(35)이 없어도 보플랜지(26)에서 버클링하므로 강도를 낮추어 제작코스트를 증가시키는 도그본공법(35)은 적용할 필요가 없다.

Claims (10)

1. 철골 구조물의 일측용접방법에 있어서,

   T형 용접계수부재의 단면, 또는 2개의 부재가 거의 동일면내에서 용접되는 맞댐용접계수부재 일측의 단면부나 양단면부에 용접 열원에 의해 용융되지 않는 이당재를 대는 단계;

   용접계수부재 단면부의 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(육성 용접)하는 단계;

   상기 덧살올림 용접에 의하여 형성된 금속을 포함하여 용접계수부재 단면부를 모서리 가공하는 단계;

   모서리 가공된 용접계수부재를 대향시켜서 형성된 그루브면을 용융시키면서 용접하는 단계를 포함하여,

   용접계수부재의 판두께를 초과하는 판두께 방향의 용접 목두께를 확보하는 것을 특징으로 하는 일측용접방법.
2. 철골 구조물의 일측용접방법에 있어서,

   용접계수부재의 모서리 가공할 예정부의 이면에 덧살올림 용접(육성 용접)하는 단계;

   상기 용접계수부재의 모서리 가공할 예정부 위치에서 상기 덧살올림 용접에 의하여 형성된 금속을 포함하여 절단하고 모서리 가공하는 단계;

   모서리 가공된 용접계수부재를 대향시켜서 형성된 그루브면을 용융시키면서 용접하는 단계를 포함하여,

   용접계수부재의 판두께를 초과하는 판두께 방향의 용접 목두께를 확보하는 것을 특징으로 하는 일측용접방법.
3. 유한폭의 강판 용접계수부재 단면부의 이면과 이당재 사이에 덧살올림 용접이 이루어지는 일측용접방법에 있어서,

   유한폭을 가지는 강판 용접계수부재 단면부의 측면부를 포함하는 이면부에 덧살올림 용접(육성 용접)을 하는 단계;

   상기 강판 용접계수부재의 이면부 및 측면부에 형성된 상기 덧살올림 용접에 의한 금속을 포함하여 강판 용접계수부재의 단면부를 모서리 가공하는 단계;

   모서리 가공된 상기 강판 용접계수부재를 대향시켜서 형성된 그루브면을 용융시키면서 용접하는 단계를 포함하여,

   상기 강판 용접계수부재의 판두께를 초과하는 판두께 방향의 목두께, 또는 판폭을 초과하는 판폭 방향의 목두께, 또는 판두께와 판폭 방향의 목두께를 초과하는 목두께를 확보하는 것을 특징으로 하는 일측용접방법.
4. 용접계수부재 단면부의 이면과 이당재 사이에 덧살올림 용접이 이루어지는 일측용접방법에 있어서,

   용접계수부재의 단면과 이당재 사이에 상기 용접계수부재와 동종의 재료로 된 얇은 강판을 대는 단계;

   상기 얇은 강판을 용융시키면서 용접계수부재 단면부의 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(육성 용접)하는 단계;

   상기 덧살올림 용접에 의하여 형성된 금속과 상기 얇은 강판을 포함하여 용접계수부재 단면부를 모서리 가공하는 단계;

   모서리 가공된 용접계수부재를 대향시켜서 형성된 그루브면을 용융시키면서 용접하는 단계를 포함하여,

   용접계수부재의 판두께를 초과하는 판두께 방향의 용접 목두께를 확보하는 것을 특징으로 하는 일측용접방법.
5. 철골 구조물의 일측용접방법에 있어서,

   모서리 가공된 T형 용접계수부재의 단면, 또는 2개의 부재가 거의 동일면내에서 용접되는 맞댐용접계수부재의 모서리 가공된 일측 단면부나 양단면부에 용접 열원에 의해 용융되지 않는 이당재를 대는 단계;

   용접계수부재 단면부의 이면 또는 측면을 포함하는 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(육성 용접)하는 단계;

   모서리 가공되어 덧살올림 용접된 융접계수부재를 대향시켜서 형성된 그루브면을 용융시키면서 용접하는 단계를 포함하여,

   상기 강판 용접계수부재의 판두께를 초과하는 판두께 방향의 목두께, 또는 판폭을 초과하는 판폭 방향의 목두께, 또는 판두께와 판폭 방향의 목두께를 초과하는 목두께를 확보하는 것을 특징으로 하는 일측용접방법.
6. 철골 구조물의 일측용접방법에 있어서,

   T형 맞댐용접계수부재의 단면이 접합되는 부재의 단면부, 또는 접합되는 2개의 부재가 거의 동일한 면내에서 용접되는 맞댐용접계수부재의 일측 단면부나 양단면부에 대하여, 상기 단면부의 이면부 또는 측면부에 용접 열원에 의해 용융하지 않는 이당재를 대는 단계;

   용접계수부재 단면부의 이면부와 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(육성 용접)하는 단계;

   상기 덧살올림 용접에 의하여 형성된 금속을 포함하여 용접계수부재 단면부를 모서리 가공하는 단계;

   모서리 가공된 용접계수부재를 대향시켜서 형성된 그루브면을 용융시키면서 일측에서 맞댐 용접하는 단계를 포함하여,

   용접계수부재의 판두께를 초과하는 판두께 방향의 목두께 또는 판폭을 초과하는 판폭 방향의 목두께를 확보하는 것을 특징으로 하는 일측용접방법.
7. 철골 구조물의 일측용접방법에 있어서,

   T형 맞댐용접계수부재의 일단부를 굽힘 가공하거나, 또는 동일면내에서 용접되는 맞댐용접계수부재의 적어도 일단부를 굽힘 가공하는 단계;

   맞댐용접계수부재의 일단부를 굽힘 가공하여 그 일단부의 외부면을 그루브면으로 형성하거나, 굽힘 가공된 맞댐용접계수부재의 일단부를 기계 또는 열 절삭 가공하여 맞댐용접계수재부의 판두께 이상의 그루브 깊이를 갖는 그루브면을 형성하는 단계;

   그루브면이 형성된 맞댐용접계수부재를 대향시켜 형성된 그루브의 전면으로부터 계수부재를 용접하는 단계를 포함하여, 굽힘 가공된 용접계수부재의 판두께를 초과하는 판두께 방향의 목두께를 확보하는 것을 특징으로 하는 일측용접방법.
8. 삭제
9. 유한폭을 가지는 강판 용접계수부재의 단부가 되는 모서리 가공 예정부의 이면에 덧살올림 용접이 이루어지는 일측용접방법에 있어서,

   유한폭을 가지는 강판 용접계수부재의 모서리 가공할 예정부의 측면부를 포함하는 이면부에 덧살올림 용접(육성 용접)하는 단계;

   상기 강판 용접계수부재의 모서리 가공할 예정부 위치에서 상기 덧살올림 용접에 의하여 단면부의 이면부와 측면부에 형성된 금속을 포함하여 절단하고 모서리 가공하는 단계;

   모서리 가공된 상기 강판 용접계수부재를 대향시켜서 형성된 그루브면을 용융시키면서 용접하는 단계를 포함하여,

   상기 강판 용접계수부재의 판두께를 초과하는 판두께 방향의 목두께, 또는 판폭을 초과하는 판폭 방향의 목두께, 또는 판두께와 판폭 방향의 목두께를 초과하는 목두께를 확보하는 것을 특징으로 하는 일측용접방법.
10. 유한폭을 가지는 강판 용접계수부재 단면부의 측면을 포함하는 이면과 이당재 사이에 덧살올림 용접이 이루어지는 일측용접방법에 있어서,

    유한폭을 가지는 강판 용접계수부재의 단면부와 이당재 사이에 상기 강판 용접계수부재와 동종의 재료로 된 얇은 강판을 대는 단계;

    상기 얇은 강판을 용융시키면서 용접계수부재 단면의 측면을 포함하는 이면과 상기 이당재 사이에 덧살올림 용접(육성 용접)하는 단계;

    상기 덧살올림 용접에 의하여 형성된 금속을 포함하여 용접계수부재 단면부를 모서리 가공하는 단계;

    모서리 가공된 용접계수부재를 대향시켜서 형성된 그루브면을 용융시키면서 용접하는 단계를 포함하여,

    상기 강판 용접계수부재의 판두께를 초과하는 판두께 방향의 목두께, 또는 판폭을 초과하는 판폭 방향의 목두께, 또는 판두께와 판폭 방향의 목두께를 초과하는 목두께를 확보하는 것을 특징으로 하는 일측용접방법.