鉄骨柱継手の構造・溶接・材料・仕口構成をわかりやすく解説
- 美濃部 雅尚
- 2 日前
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目次
1. 継手とは何か｜鉄骨柱における基本概念
鉄骨構造における「継手（つぎて）」とは、鉄骨部材を長手方向に継ぎ合わせる接合部のことを指す。特に柱は建物の主要構造部であり、1本の鋼材だけで全層を連続させることが困難なため、一定階ごとに継手を設けるのが一般的である。
継手は、
建方工程の区切り
鋼材の運搬可能寸法
工場加工の限界長
クレーン能力など施工条件
によって位置が決定される。鉄骨柱の継手は、構造性能を左右する重要部位であるため、施工方法・溶接種類・材料・検査などが細かく規定されている。
また、継手は 「工場継手」 と 「現場継手」 の2種類に分けられる。工場継手は品質が安定しやすいが、運搬寸法の制約を受ける。一方、現場継手は施工環境の影響を受けやすく、施工管理が特に重要となる。
2. 柱仕口の種類と構造
「仕口（しぐち）」とは、柱と梁が交わる接合部を指す。柱仕口は、梁の応力を柱へ適切に伝達するための構造であり、建物の剛性・耐震性を左右する重要部位である。
柱仕口の代表例は以下のとおり：
■ 梁フランジ接合部
梁フランジの引張力・圧縮力を柱へ伝える部分で、
完全溶け込み溶接
高力ボルト接合
などが設計条件に応じて採用される。
■ 梁ウェブ接合部
せん断力を伝達する部分で、ダイヤフラムや仕口板を介して応力を伝える。
■ ラーメン構造の仕口
柱梁を剛接合し、建物全体の骨組みに耐力と変形性能を持たせるもので、日本の重量鉄骨建築で最も一般的な方式である。
継手と仕口は位置も機能も異なるが、柱継手は仕口に近い階で設けると応力が集中しやすいため、仕口から離した位置に設けるのが原則である。
3. 柱継手で使用される鋼材（SS400・SN490・STKR400・BCR490など）
柱継手に使われる鋼材は、建築構造用鋼材として JIS で規定されている。
■ SS400（一般構造用圧延鋼材）
建築物から機械まで幅広く使用される汎用鋼材
引張強さ・降伏強さが規定済み
梁部材などに多用される
比較的加工しやすい
■ SN490（建築構造用鋼材）
建築用途に特化した鋼材
溶接性能が良く、耐震性を考慮した規格
SN400・SN490が代表的
主要構造部で広く採用される
■ STKR400（角形鋼管）
角形鋼管として多用される
コラム柱として使用されることが多い
仕口部はダイヤフラムを用いて応力伝達
■ BCR490（建築構造用冷間ロール成形角形鋼管）
冷間成形により高い強度を確保
コラム柱への採用が多い
耐力壁フレームなどに用いられる
柱継手では、継手部が母材と同等以上の性能を満たす必要があるため、継手部材の材質・溶接方法・板厚が厳密に管理される。
4. 溶接による柱継手の構成
柱の継手は、主に 溶接継手 が採用される。これは、柱材が縦方向の軸力や曲げモーメントを確実に伝える必要があるためである。
■ 完全溶け込み溶接
母材どうしが完全に一体化する溶接
鉄骨柱継手の主流
内部欠陥を UT（超音波探傷試験）で確認する
■ 開先形状
開先形状は、
V開先
K開先
X開先などがあり、溶接施工性に合わせて設計される。
■ 隅肉溶接
補助的な接合部
過度なアンダーカットを避ける必要がある
柱継手は、溶接長さ・開先形状・溶接材料など、JIS Z などの規格にもとづいて厳密に施工される。
5. ダイヤフラム構造（内ダイヤ・外ダイヤ）
コラム柱の仕口部には、ダイヤフラム と呼ばれる板を設ける。梁の応力を確実に柱へ伝達するためのもので、JASS6 や鉄骨工事技術指針に記載されている一般的な構造である。
■ 内ダイヤフラム
コラム内部に設置
見た目がすっきり
施工には内部溶接が必要
■ 外ダイヤフラム
コラムの外側に取り付ける
外観にダイヤフラムが見える
溶接施工がしやすい
厚板が使われることが多い
ダイヤフラムは、梁フランジ・ウェブからの応力をコラム柱へ伝えるための重要構成要素である。
6. 裏当て金の役割と使用条件
完全溶け込み溶接を確実に行うため、継手部に「裏当て金（バックリング）」を使用する場合がある。
■ 裏当て金の目的
溶接裏面の溶け込みを確保
溶接時の形状保持
溶接金属の落下防止
裏当て金は、溶接後に残す場合と、撤去する場合がある。これは設計方針・構造形式によって決まる。
7. 梁接合部との関係（仕口条件）
柱と梁の仕口では、
梁フランジの応力
梁ウェブのせん断
梁材質（SS400・SN490）
コラム柱（STKR400・BCR490）
などを基に構造設計される。
スカラップ開先は、溶接ルートの確保と施工性に必要だが、梁フランジ端部の耐力低下につながるため、不要な箇所には設けないのが原則である。
8. 超音波探傷試験（UT）の概要
柱継手など、完全溶け込み溶接を行った部位は、超音波探傷試験（UT） によって内部欠陥の有無を確認する。
UT で検出される代表的欠陥は：
溶け込み不足
スラグ巻き込み
割れ
欠陥の連続（線状欠陥）
UT の合否判定は、一般に JIS Z 3060 などで規定される。
9. 施工時の注意点（隅肉溶接・アンダーカットなど）
柱継手で特に注意すべき施工不良は以下のとおり：
■ 隅肉溶接の不足
脚長不足・溶接長不足は応力集中の原因になる。
■ アンダーカット
溶接溝が削り取られる欠陥で、疲労耐久性を低下させる。
■ 溶接後の外観検査
表面割れの有無、ビード形状、スパッタの清掃状況などを確認する。
■ 熱影響部（HAZ）
溶接による材質変化が起こるため、規格に基づく適切な管理が必要。
柱継手は鉄骨構造でも重要部の一つであり、適切な施工管理と検査が不可欠である。
10. まとめ｜安全で信頼性の高い柱継手を実現するために
柱継手は、建物の安全性に直結する最重要部位であり、
材料（梁SS400・SN490等 柱STKR400・BCR490等）
仕口構造（内ダイヤ・外ダイヤ）
完全溶け込み溶接
裏当ての扱い
超音波探傷試験
隅肉溶接やアンダーカットへの注意
など、多くの技術要素が関わる。
正しい知識にもとづき、構造設計・工場加工・現場施工・検査を適切に行うことが、安全で耐久性の高い鉄骨建物の実現につながる。
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