JP2006336293A - 梁材及び梁材使用の鉄骨構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】使用する鋼材料の重量を重くすることなく曲げモーメント値を上げ得る梁材を提供する。
【解決手段】下フランジ部１１と、下フランジ部１１の左右側端からコーナ部１２を介して上向き直角状に連設した左右一対のウエブ部１３と、少なくとも一方のウエブ部１３の上端からコーナ部１４を介して横向き直角状に連設した上フランジ部１５とからなる。梁材１０は、上端に横向きの上フランジ部を有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく強固に形成できるとともに、曲げモーメント値を上げることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば鉄骨構造物の鋼管柱（支柱）における梁材連結部（パネルゾーン）に連結して使用される梁材及び梁材使用の鉄骨構造物に関するものである。

従来、この種の梁材としては、次のような構成が提供されている。すなわち、梁（梁材）としては、上下一対のフランジとウエブ部とからなるＩ型鋼（Ｈ型鋼）が使用されている（たとえば、特許文献１参照。）。
特開平９−１１１８７２号公報（第２−３頁、図１） 特開平５−１４８８９４号公報（第２頁、図１）

上記した従来構成によると、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）として、たとえば、フランジ板厚が２２ｍｍ、ウエブ部板厚が１２ｍｍ、フランジ幅が２５０ｍｍ、両フランジの外面間の高さが６００ｍｍのものを採用したとき、［フランジ板厚＞ウエブ部板厚］の構成により、すなわちウエブ部の板厚を薄く形成したことにより、使用材料の重量を軽くしながらも、所定（規格）の強度などを確保できる。

しかし、上記した従来構成によると、曲げモーメント値を上げたり、横揺れを少なくするために強度などを向上させようとしたとき、ウエブ部の板厚を厚くするなどしなければならず、使用する鋼材料の重量が重くなって材料コストが高いものになる。

そこで本発明の請求項１記載の発明は、使用する鋼材料の重量を重くすることなく曲げモーメント値を上げ得る梁材を提供することを目的としたものである。
また請求項８記載の発明は、梁材の重量を重くすることなく、曲げモーメント値を上げたり、横揺れを少なくし得る梁材使用の鉄骨構造物を提供することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明の請求項１記載の梁材は、下フランジ部と、この下フランジ部の左右側端からコーナ部を介して上向き直角状に連設した左右一対のウエブ部と、少なくとも一方のウエブ部の上端からコーナ部を介して横向き直角状に連設した上フランジ部とからなることを特徴としたものである。

したがって請求項１の発明によると、梁材は、上端に横向きの上フランジ部を有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく形成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得る。

また本発明の請求項２記載の梁材は、上記した請求項１記載の構成において、両ウエブ部の上端からそれぞれ上フランジ部を、互いに異なる方向へ向けて横向き直角状に連設したことを特徴としたものである。

したがって請求項２の発明によると、梁材は、上端に外横向きの上フランジ部を有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく形成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得る。

そして本発明の請求項３記載の梁材は、上記した請求項１記載の構成において、両ウエブ部の上端からそれぞれ上フランジ部を、同方向へ向けて横向き直角状に連設したことを特徴としたものである。

したがって請求項３の発明によると、梁材は、上端に外向き上フランジ部と内向き上フランジ部とを有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく形成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得る。しかも梁材を、鋼管柱の梁材連結部に対して偏心した状態で溶接結合し得ることで、鉄骨構造物における外壁相当部分を構成し得る。

さらに本発明の請求項４記載の梁材は、上記した請求項１記載の構成において、一方のウエブ部の上端から上フランジ部を、外方向へ向けて横向き直角状に連設したことを特徴としたものである。

したがって請求項４の発明によると、梁材は、上端に外向き上フランジ部を有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく形成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得る。さらに梁材を、鋼管柱の梁材連結部に対して偏心した状態で溶接結合し得ることで、鉄骨構造物における外壁相当部分を構成し得る。

しかも本発明の請求項５記載の梁材は、上記した請求項１〜４のいずれか１項に記載の構成において、フランジ部の板厚に対して、ウエブ部の板厚を等厚状もしくは薄く形成するとともに、左右のウエブ部の板厚の加算値に対して、フランジ部の板厚を薄く形成していることを特徴としたものである。

したがって請求項５の発明によると、上端に横向きの上フランジ部を有するＵ字型枠状の梁材を、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく好適に形成し得る。

また本発明の請求項６記載の梁材は、上記した請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成において、左右のウエブ部の外面間の幅外寸に対して、上下のフランジ部の外面間の高さ外寸を同等もしくは長く形成したことを特徴としたものである。

したがって請求項６の発明によると、梁材を、上下方向で長い長方形状のＵ字型枠状に形成し得ることで、曲げモーメント値をより一層上げ得る。
そして本発明の請求項７記載の梁材は、上記した請求項１〜６のいずれか１項に記載の構成において、左右のウエブ部の内側面に、凹部群または凸部群を形成したことを特徴としたものである。

したがって請求項７の発明によると、梁材の内部空間である凹所にコンクリートや鉄筋コンクリートを打設した際に、コンクリートが凹部群に入り込んだり、コンクリート内に凸部群が入り込むことになる。

さらに本発明の請求項８記載の梁材使用の鉄骨構造物は、梁材を、下フランジ部と、この下フランジ部の左右側端からコーナ部を介して上向き直角状に連設した左右一対のウエブ部と、少なくとも一方のウエブ部の上端からコーナ部を介して横向き直角状に連設した上フランジ部とにより、上端に横向きの上フランジ部を有するＵ字型枠状に形成し、この梁材の端部を鋼管柱の梁材連結部に連結して構成したことを特徴としたものである。

したがって請求項８の発明によると、鉄骨構造物は、上端に横向きの上フランジ部を有し左右のウエブ部により補強されたＵ字型枠状の梁材を使用することで、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の梁材を使用した形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく構成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得て所定（規格）の強度などを確保し得、さらに横揺れを少なくした構成とし得る。

また本発明の請求項９記載の梁材使用の鉄骨構造物は、上記した請求項８記載の構成において、梁材連結部に対して梁材を溶接結合により連結し、梁材の遊端間を、ブラケットと連結具とを介して連結したことを特徴としたものである。

したがって請求項９の発明によると、梁材連結部に対する梁材の連結は、溶接結合により強固にかつ確実に行え、また梁材の長さ方向での連結は、隣接した梁材間に亘ってブラケットを当接させ、そしてブラケットから梁材に亘って連結具を結合作用させることで行える。

そして本発明の請求項１０記載の梁材使用の鉄骨構造物は、上記した請求項８または９記載の構成において、梁材の凹所内にコンクリートを打設したことを特徴としたものである。

したがって請求項１０の発明によると、梁材の内部空間を利用してコンクリートを打設することで、強度などをより一層向上し得る。
さらに本発明の請求項１１記載の梁材使用の鉄骨構造物は、上記した請求項８または９記載の構成において、梁材の凹所内に鉄筋コンクリートを打設したことを特徴としたものである。

したがって請求項１１の発明によると、梁材の内部空間を利用して鉄筋コンクリートを打設することで、強度などをより一層向上し得る。
しかも本発明の請求項１２記載の梁材使用の鉄骨構造物は、上記した請求項１０または１１記載の構成において、梁材は、左右のウエブ部の内側面に凹部群または凸部群を形成していることを特徴としたものである。

したがって請求項１２の発明によると、梁材の内部空間である凹所にコンクリートや鉄筋コンクリートを打設した際に、コンクリートが凹部群に入り込んだり、コンクリート内に凸部群が入り込むことになって、左右のウエブ部とコンクリートや鉄筋コンクリートとを一体化し得る。

上記した本発明の請求項１によると、梁材は、上端に横向きの上フランジ部を有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく強固に形成できるとともに、曲げモーメント値を上げることができる。

また上記した本発明の請求項２によると、梁材は、上端に外横向きの上フランジ部を有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく強固に形成できるとともに、曲げモーメント値を上げることができ、以て所定（規格）の強度などを十分に確保できる。

そして上記した本発明の請求項３によると、梁材は、上端に外向き上フランジ部と内向き上フランジ部とを有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく強固に形成できるとともに、曲げモーメント値を上げることができ、以て所定（規格）の強度などを十分に確保できる。しかも梁材を、鋼管柱の梁材連結部に対して偏心した状態で溶接結合できることで、鉄骨構造物における外壁相当部分を容易に構成できる。

さらに上記した本発明の請求項４によると、梁材は、上端に外向き上フランジ部を有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく強固に形成できるとともに、曲げモーメント値を上げることができ、以て所定（規格）の強度などを十分に確保できる。また梁材を、鋼管柱の梁材連結部に対して偏心した状態で溶接結合できることで、鉄骨構造物における外壁相当部分を容易に構成できる。

しかも上記した本発明の請求項５によると、上端に横向きの上フランジ部を有するＵ字型枠状の梁材を、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく好適に形成できる。

また上記した本発明の請求項６によると、梁材を、上下方向で長い長方形状のＵ字型枠状に形成できることで、曲げモーメント値をより一層上げることができる。
そして上記した本発明の請求項７によると、梁材の内部空間である凹所にコンクリートや鉄筋コンクリートを打設した際に、コンクリートが凹部群に入り込んだり、コンクリート内に凸部群が入り込むことになって、左右のウエブ部とコンクリートや鉄筋コンクリートとを一体化でき、以て強固な梁材にできる。

さらに上記した本発明の請求項８によると、鉄骨構造物は、上端に横向きの上フランジ部を有し左右のウエブ部により補強されたＵ字型枠状の梁材を使用することで、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の梁材を使用した形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく強固に構成できるとともに、曲げモーメント値を上げ得て所定（規格）の強度などを十分に確保でき、さらに横揺れを少なくした構成にできる。

また上記した本発明の請求項９によると、梁材連結部に対する梁材の連結は、溶接結合により強固にかつ確実に行うことができ、さらに梁材の長さ方向での連結は、隣接した梁材間に亘ってブラケットを当接させ、そしてブラケットから梁材に亘って連結具を結合作用させることで、強固にかつ確実に行うことができる。

そして上記した本発明の請求項１０によると、梁材の内部空間を利用してコンクリートを打設することで、強度などをより一層向上できる。
さらに上記した本発明の請求項１１によると、梁材の内部空間を利用して鉄筋コンクリートを打設することで、強度などをより一層向上できる。

しかも上記した本発明の請求項１２によると、梁材の内部空間である凹所にコンクリートや鉄筋コンクリートを打設した際に、コンクリートが凹部群に入り込んだり、コンクリート内に凸部群が入り込むことになって、左右のウエブ部とコンクリートや鉄筋コンクリートとを一体化でき、以て強固に結合できて強度などをより一層向上できる。になる。これにより梁材としては、左右のウエブ部の板厚をより薄くして、使用材料の重量を重くすることなく形成できながらも、十分な強度を確保できるとともに、両ウエブ部が変形などすることを防止できる。

［実施の形態１］
以下に、本発明の実施の形態１を、図１〜図５に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、梁材１０は鋼板製であって、下フランジ部１１と、この下フランジ部１１の左右側端からコーナ部１２を介して上向き直角状に連設した左右一対のウエブ部１３と、両ウエブ部１３の上端からそれぞれコーナ部１４を介して外側の方向（互いに異なる方向）へ向けて横向き直角状に連設した上フランジ部１５とにより、上面側と長さ方向の両端側とが開放された凹所１６を内部に有し、かつ上端に外横向きの上フランジ部１５を有するＵ字型枠状に形成されている。その際に４箇所のコーナ部１２，１４は、外面Ｒ状の曲率半径で曲げ成形している。

ここで梁材１０は、左右の上フランジ部１５の板厚Ｔ_２に対して下フランジ部１１の板厚Ｔ_１が等厚もしくは薄く［Ｔ_２≧Ｔ_１］形成されるとともに、フランジ部１５，１１の板厚Ｔ_２，Ｔ_１に対して左右のウエブ部１３の板厚ｔが等厚状もしくは薄く［Ｔ_２≧Ｔ_１≧ｔ］形成されている。そして梁材１０は、左右の上フランジ部１５の幅Ｗ_２が同等状［Ｗ_２≒Ｗ_２］に形成されるとともに、両上フランジ部１５の幅Ｗ_２の加算値に対して下フランジ部１１の幅Ｗ_１が同等状［Ｗ_２＋Ｗ_２≒Ｗ_１］に形成されている。さらに、左右のウエブ部１３の外面間の幅外寸に相当する下フランジ部１１の幅Ｗ_１に対して、上下のフランジ部１１，１５の外面間の高さ外寸Ｈが同等状もしくは長く［Ｗ_２＋Ｗ_２≒Ｗ_１≦Ｈ］形成されている。

なお梁材１０としては、たとえば、ウエブ部１３の板厚ｔが６ｍｍ〜２２ｍｍ、フランジ部１１，１５の板厚Ｔ_１，Ｔ_２が９ｍｍ〜４０ｍｍ、両上フランジ部１５の幅Ｗ_２の加算値［Ｗ_２＋Ｗ_２］や両ウエブ部１３の外面間の幅外寸Ｗ_１が１５０ｍｍ〜５００ｍｍ、上下のフランジ部１１，１５の外面間の高さ外寸Ｈが２００ｍｍ〜１０００ｍｍに形成されている。これにより、左右のウエブ部１３の板厚ｔの加算値２ｔである１２ｍｍ〜４４ｍｍに対して、フランジ部１１，１５の板厚Ｔ_１，Ｔ_２が９ｍｍ〜４０ｍｍと薄く形成され、そして幅外寸Ｗ_１の１５０ｍｍ〜５００ｍｍよりも、高さ外寸Ｈの２００ｍｍ〜１０００ｍｍが長く形成されることになる。

したがって梁材１０は、上端に外横向きの上フランジ部１５を有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部１３による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく強固に形成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得る。

このように構成された梁材１０は鉄骨構造物の一部として使用される。すなわち図３〜図５に示すように、鉄骨構造物１は、四角形状の鋼管柱２と、この鋼管柱２の梁材連結部（パネルゾーン）に連結した梁材１０などで構成される。前記鋼管柱２は、長尺角形鋼管（長尺の支柱）３と、短尺の梁材連結用角形鋼管（梁材連結部）４とによって構成され、以て鋼管柱２は、その長さ方向において長尺角形鋼管３群と梁材連結用角形鋼管４群とに切断（分断）されている。

そして下部の長尺角形鋼管３の上端に、梁材連結用角形鋼管４の下端が突き合せ方式により溶接結合５ａされるとともに、梁材連結用角形鋼管４の上端に、上部の長尺角形鋼管３の下端が溶接結合５ａされる。なお、溶接結合５ａを行う際に、長尺角形鋼管３の内面側に裏当て材６ａが介在される。このようにして形成された鋼管柱２に対する梁材１０の連結は、この梁材１０の端部（遊端）を梁材連結用角形鋼管４に対して溶接結合５ｂすることで行われ、この溶接結合５ｂを行う際にも必要に応じて裏当て材が介在される。なお、長尺角形鋼管３に溶接結合される前の梁材連結用角形鋼管４に対して、短尺の梁材１０が予め溶接結合５ｂされていてもよい。

また梁材１０の遊端間の連結、すなわち短尺の梁材１０の遊端に対して、所定長さの梁材１０の長さ方向での連結は、長さ方向で隣接したウエブ部１３の外面間に亘って鋼板状のブラケット７Ａを当接させるとともに、ブラケット７Ａからウエブ部１３に亘って連結具８Ａを結合作用させ、そして、長さ方向で隣接した下フランジ部１１の外面間に亘って鋼板状のブラケット７Ｂを当接させるとともに、ブラケット７Ｂから下フランジ部１１に亘って連結具８Ｂを結合作用させ、さらに、長さ方向で隣接した上フランジ部１５の上面間ならびに下面間に亘って鋼板状のブラケット７Ｃを当接させるとともに、上下のブラケット７Ｃから上フランジ部１５に亘って連結具８Ｃを結合作用させることで行える。

なお、連結具８Ａ，８Ｂ，８Ｃによる結合としては、ブラケット７Ａからウエブ部１３に亘って、またはブラケット７Ｂから下フランジ部１１に亘って、または上下のブラケット７Ｃから上フランジ部１５に亘って形成された貫通孔間に通したのち操作することで内端部分が拡径されるアンカー式ボルト、ワンサイドボルト、小径の貫通孔間にねじ込まれる螺合式ボルト、リベットなどが採用される。

このように構成された鉄骨構造物１は、上端に外横向きの上フランジ部１５を有するＵ字型枠状に形成された梁材１０が使用されていることで、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の梁材が使用された形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく構成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得て所定（規格）の強度などを十分に確保し得、さらに横揺れを少なくした構成とし得る。しかも梁材１０が、上下方向で長い長方形状のＵ字型枠状に形成されていることで、曲げモーメント値をより一層上げ得る。

そして梁材１０を鉄骨構造物１に使用するとき、図４の仮想線で示すように、梁材１０の内部空間である凹所１６内に、鉄筋ＦとコンクリートＣとからなる鉄筋コンクリートＦＣが打設されている。さらに、鉄骨構造物１に対して波型鋼板状の床体Ｅが施工される。すなわち、床体Ｅは上フランジ部１５間に亘って載置され、その上面側には鉄筋コンクリートＦＣからなる床層（スラブ）が形成されている。なお上フランジ部１５上にはスタットボルトＢが設けられている。

このように梁材１０としては、凹所１６を利用して鉄筋コンクリートＦＣを打設したことで、強度などをより一層向上し得、左右のウエブ部１３の板厚ｔをより薄くして、使用材料の重量を重くすることなく形成しながらも、十分な強度を確保し得る。
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２を、図６〜図８に基づいて説明する。

すなわち図６、図７に示すように、梁材１０には、左右のウエブ部１３の内側面に凸部１３ａ群が形成されている。ここで凸部１３ａ群は、たとえば溶接などにより形成されるもので、その突出高さＧは２ｍｍ〜５ｍｍとされている。そして図８に示すように、梁材１０を鉄骨構造物１に使用するとき、その凹所１６内に、鉄筋ＦとコンクリートＣとからなる鉄筋コンクリートＦＣが打設されている。

この実施の形態２の構成によると、鉄骨構造物１は、上端に外横向きの上フランジ部１５を有するＵ字型枠状に形成された梁材１０が使用されていることで、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の梁材が使用された形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく構成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得て所定（規格）の強度などを十分に確保し得、さらに横揺れを少なくした構成とし得る。しかも梁材１０が、上下方向で長い長方形状のＵ字型枠状に形成されていることで、曲げモーメント値をより一層上げ得る。

そして図８の仮想線に示すように、凹所１６を利用して鉄筋コンクリートＦＣを打設することで、強度などをより一層向上し得る。その際に、鉄筋コンクリートＦＣ内に凸部１３ａ群が入り込むことになって、左右のウエブ部１３と鉄筋コンクリートＦＣとが一体化され、以て強固に結合されることになる。これにより、梁材１０としては、左右のウエブ部１３の板厚ｔをより薄くして、使用材料の重量を重くすることなく形成しながらも、十分な強度を確保し得るとともに、両ウエブ部１３が変形などすることを防止し得る。

なお実施の形態２においては、左右のウエブ部１３の内側面に、凸部１３ａ群に代えて凹部群が形成された形式や、凹部群と凸部群とが混同されて形成された形式などであってもよい。
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３を、図９〜図１２に基づいて説明する。

すなわち図９、図１０に示すように、梁材２０は鋼板製であって、下フランジ部２１と、この下フランジ部２１の左右側端からコーナ部２２を介して上向き直角状に連設した左右一対のウエブ部２３と、両ウエブ部２３の上端からそれぞれコーナ部２４を介して同方向へ向けて横向き直角状に連設した上フランジ部、すなわち一方のウエブ部２３の上端からコーナ部２４を介して外方向へ向けて横向き直角状に連設した外向き上フランジ部２５Ａ、および他方のウエブ部２３の上端からコーナ部２４を介して内方向へ向けて横向き直角状に連設した内向き上フランジ部２５Ｂとにより、上面側と長さ方向の両端側とが開放された凹所２６を内部に有し、かつ上端に外向き上フランジ部２５Ａと内向き上フランジ部２５Ｂとを有するＵ字型枠状に形成されている。その際に４箇所のコーナ部２２，２４は、外面Ｒ状の曲率半径で曲げ成形している。

ここで梁材２０は、左右の上フランジ部２５Ａ，２５Ｂの板厚Ｔ_２に対して下フランジ部２１の板厚Ｔ_１が等厚もしくは薄く［Ｔ_２≧Ｔ_１］形成されるとともに、フランジ部２５Ａ，２５Ｂ，２１の板厚Ｔ_２，Ｔ_１に対して左右のウエブ部２３の板厚ｔが等厚状もしくは薄く［Ｔ_２≧Ｔ_１≧ｔ］形成されている。そして梁材２０は、外向き上フランジ部２５Ａの幅Ｗ_３に対して内向き上フランジ部２５Ｂの幅Ｗ_４が短く［Ｗ_３＞Ｗ_４］形成されるとともに、両上フランジ部２５Ａ，２５Ｂの幅Ｗ_３，Ｗ_４の加算値に対して下フランジ部２１の幅Ｗ_１が同等状［Ｗ_３＋Ｗ_４≒Ｗ_１］に形成されている。さらに、左右のウエブ部２３の外面間の幅外寸に相当する下フランジ部２１の幅Ｗ_１に対して、上下のフランジ部２５Ａ，２５Ｂ，２１の外面間の高さ外寸Ｈが同等状もしくは長く［Ｗ_３＋Ｗ_４≒Ｗ_１≦Ｈ］形成されている。

なお梁材２０としては、たとえば、ウエブ部２３の板厚ｔが６ｍｍ〜２２ｍｍ、フランジ部２１，２５Ａ，２５Ｂの板厚Ｔ_１，Ｔ_２が９ｍｍ〜４０ｍｍ、両上フランジ部２５Ａ，２５Ｂの幅Ｗ_３，Ｗ_４の加算値［Ｗ_３＋Ｗ_４］や両ウエブ部２３の外面間の幅外寸Ｗ_１が１５０ｍｍ〜５００ｍｍ、上下のフランジ部２５Ａ，２５Ｂ，２１の外面間の高さ外寸Ｈが２００ｍｍ〜１０００ｍｍに形成されている。これにより、左右のウエブ部２３の板厚ｔの加算値２ｔである１２ｍｍ〜４４ｍｍに対して、フランジ部２５Ａ，２５Ｂ，２１の板厚Ｔ_１，Ｔ_２が９ｍｍ〜４０ｍｍと薄く形成され、そして幅外寸Ｗ_１の１５０ｍｍ〜５００ｍｍよりも、高さ外寸Ｈの２００ｍｍ〜１０００ｍｍが長く形成されることになる。

したがって梁材２０は、上端に外向き上フランジ部２５Ａと内向き上フランジ部２５Ｂとを有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部２３による補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく強固に形成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得る。

このように構成された梁材２０は鉄骨構造物の一部として使用される。すなわち図１１、図１２に示すように、鉄骨構造物１は、前述した実施の形態１と同様に構成されるものであり、その際に梁材連結用角形鋼管（梁材連結部）４の相反する１対の外側面に、梁材２０の端部（遊端）が溶接結合５ｂされる。ここで梁材２０は、そのＵ字型枠状の部分の軸心（幅外寸Ｗ_１の中心）が鋼管柱２の軸心に対して内向き上フランジ部２５Ｂ側へ偏心した状態で溶接結合５ｂされている。そして、梁材連結用角形鋼管４の残る１対の外側面のうち、梁材２０が偏心していない側の外側面には、前述した実施の形態１と同様にして梁材１０が溶接結合５ｂされている。

なお、梁材２０の遊端間の連結、凹所２６を利用しての鉄筋コンクリートＦＣの打設、床体Ｅの施工などは、前述した実施の形態１と同様に行われる。
このように構成された鉄骨構造物１は、上端に外向き上フランジ部２５Ａと内向き上フランジ部２５Ｂとを有するＵ字型枠状に形成された梁材２０が使用されていることで、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の梁材が使用された形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく構成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得て所定（規格）の強度などを十分に確保し得、さらに横揺れを少なくした構成とし得る。しかも梁材２０が、上下方向で長い長方形状のＵ字型枠状に形成されていることで、曲げモーメント値をより一層上げ得る。

そして図１１の仮想線に示すように、凹所１６を利用して鉄筋コンクリートＦＣを打設することで、強度などをより一層向上し得、左右のウエブ部２３の板厚ｔをより薄くして、使用材料の重量を重くすることなく形成しながらも、十分な強度を確保し得る。さらに梁材２０を、鋼管柱２の梁材連結用角形鋼管（梁材連結部）４に対して偏心した状態で溶接結合５ｂし得ることで、鉄骨構造物１における外壁相当部分を容易に構成し得る。
［実施の形態４］
次に、本発明の実施の形態４を、図１３〜図１６に基づいて説明する。

すなわち図１３、図１４に示すように、梁材３０は鋼板製であって、下フランジ部３１と、この下フランジ部３１の左右側端からコーナ部３２を介して上向き直角状に連設した左右一対のウエブ部３３Ａ，３３Ｂと、一方のウエブ部３３Ａの上端からコーナ部３４を介して外方向へ向けて横向き直角状に連設した外向き上フランジ部３５とにより、上面側と長さ方向の両端側とが開放された凹所３６を内部に有し、かつ上端に外向き上フランジ部３５を有するＵ字型枠状に形成されている。その際に３箇所のコーナ部３２，３４は、外面Ｒ状の曲率半径で曲げ成形している。

ここで梁材３０は、外向き上フランジ部３５の板厚Ｔ_２に対して下フランジ部３１の板厚Ｔ_１が等厚もしくは薄く［Ｔ_２≧Ｔ_１］形成されるとともに、フランジ部３５，３１の板厚Ｔ_２，Ｔ_１に対して左右のウエブ部３３Ａ，３３Ｂの板厚ｔが等厚状もしくは薄く［Ｔ_２≧Ｔ_１≧ｔ］形成されている。そして梁材３０は、下フランジ部３１の幅Ｗ_１に対して外向き上フランジ部３５の幅Ｗ_５が同等状もしくは短く［Ｗ_１≧Ｗ_５］に形成されている。さらに、左右のウエブ部３３Ａ，３３Ｂの外面間の幅外寸に相当する下フランジ部３１の幅Ｗ_１に対して、上下のフランジ部３５，３１の外面間の高さ外寸Ｈが同等状もしくは長く［Ｗ_１≦Ｈ］形成されるとともに、上下のフランジ部３５，３１の外面間の高さ外寸Ｈに対して、他方のウエブ部３３Ｂの高さ外寸ＬＨが同等状もしくは長く［Ｈ≦ＬＨ］形成されている。

なお梁材３０としては、たとえば、ウエブ部３３Ａ，３３Ｂの板厚ｔが６ｍｍ〜２２ｍｍ、フランジ部３１，３５の板厚Ｔ_１，Ｔ_２が９ｍｍ〜４０ｍｍ、外向き上フランジ部３５の幅Ｗ_５が２００ｍｍ〜６００ｍｍ、両ウエブ部３３Ａ，３３Ｂの外面間の幅外寸Ｗ_１が１５０ｍｍ〜５００ｍｍ、上下のフランジ部３５，３１の外面間の高さ外寸Ｈが２００ｍｍ〜１０００ｍｍ、他方のウエブ部３３Ｂの高さ外寸ＬＨが２００ｍｍ〜１０００ｍｍに形成されている。これにより、左右のウエブ部３３Ａ，３３Ｂの板厚ｔの加算値２ｔである１２ｍｍ〜４４ｍｍに対して、フランジ部３１，３５の板厚Ｔ_１，Ｔ_２が９ｍｍ〜４０ｍｍと薄く形成され、そして幅外寸Ｗ_１の１５０ｍｍ〜５００ｍｍよりも、高さ外寸Ｈの２００ｍｍ〜１０００ｍｍが長く形成されることになる。

したがって梁材３０は、上端に外向き上フランジ部３５を有するＵ字型枠状に形成したことで、左右一対のウエブ部３３Ａ，３３Ｂによる補強作用によって、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の形式に比べて使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく強固に形成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得る。

このように構成された梁材３０は鉄骨構造物の一部として使用される。すなわち図１５、図１６に示すように、鉄骨構造物１は、前述した実施の形態１と同様に構成されるものであり、その際に梁材連結用角形鋼管（梁材連結部）４の相反する１対の外側面に、梁材３０の端部（遊端）が溶接結合５ｂされる。ここで梁材３０は、そのＵ字型枠状の部分の軸心（幅外寸Ｗ_１の中心）が鋼管柱２の軸心に対して他方側へ偏心した状態で溶接結合５ｂされている。そして、梁材連結用角形鋼管４の残る１対の外側面のうち、梁材２０が偏心していない側の外側面には、前述した実施の形態１と同様にして梁材１０が溶接結合５ｂされている。

なお、梁材３０の遊端間の連結、凹所３６を利用しての鉄筋コンクリートＦＣの打設、床体Ｅの施工などは、前述した実施の形態１と同様に行われる。その際に、他方のウエブ部３３Ｂの上方突出部分によって鉄筋コンクリートＦＣの他方端の規制が行われる。

このように構成された鉄骨構造物１は、上端に外向き上フランジ部３５を有するＵ字型枠状に形成された梁材３０が使用されていることで、Ｉ型鋼（Ｈ型鋼）の梁材が使用された形式に比べて、使用する鋼材料の重量を重くすることなく、すなわち材料コストを上げることなく構成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得て所定（規格）の強度などを十分に確保し得、さらに横揺れを少なくした構成とし得る。しかも梁材３０が、上下方向で長い長方形状のＵ字型枠状に形成されていることで、曲げモーメント値をより一層上げ得る。

そして図１５の仮想線に示すように、凹所３６を利用して鉄筋コンクリートＦＣを打設することで、強度などをより一層向上し得、左右のウエブ部３３Ａ，３３Ｂの板厚ｔをより薄くして、使用材料の重量を重くすることなく形成しながらも、十分な強度を確保し得る。さらに梁材２０を、鋼管柱２の梁材連結用角形鋼管（梁材連結部）４に対して偏心した状態で溶接結合５ｂし得ることで、鉄骨構造物１における外壁相当部分を容易に構成し得る。
［実施の形態５］
次に、本発明の実施の形態５を図１７に基づいて説明する。

すなわち、図１７（ａ）は実施の形態１の変形例、図１７（ｂ）は実施の形態２の変形例であって、左右のウエブ部１３の板厚Ｔ_３がフランジ部１１，１５の板厚Ｔ_１，Ｔ_２と等厚状［Ｔ_２≧Ｔ_１≒Ｔ_３］に形成されている。また図１７（ｃ）は実施の形態３の変形例であって、左右のウエブ部２３の板厚Ｔ_３がフランジ部２１，２５Ａ，２５Ｂの板厚Ｔ_１，Ｔ_２と等厚状［Ｔ_２≧Ｔ_１≒Ｔ_３］に形成されている。そして図１７（ｄ）は実施の形態４の変形例であって、左右のウエブ部３３Ａ，３３Ｂの板厚Ｔ_３がフランジ部３１，３５の板厚Ｔ_１，Ｔ_２と等厚状［Ｔ_２≧Ｔ_１≒Ｔ_３］に形成されている。

上記した実施の形態１〜５において、梁材１０，２０，３０は、扁平板状態から冷間成形、または熱間成形することで得られる。その際に熱間成形からなる梁材１０，２０，３０は、扁平板状態において、たとえば加熱炉などの加熱手段に通して、所定温度の一例であるＡ_３変態点（たとえば８５０〜１０５０℃）の近辺（前後）にまで全体加熱されたのち、ロール式やプレス式など適宜の成形手段により熱間成形することで得られる。なお、加熱手段に通しての全体加熱を、所定温度の一例であるＡ_３変態点（たとえば８５０〜１０５０℃）の近辺（前後）としているが、加熱手段による加熱温度は任意に設定されるものである。また、製作された梁材１０，２０，３０は、必要に応じて、図示していない矯正装置、先端切断装置、後端切断装置、洗浄装置、防錆装置へと搬送され、それぞれで処理される。

このように各コーナ部を含めて熱間成形した梁材１０，２０，３０は、残留応力の除去と靭性の回復とを図り、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質なものにし得るとともに、これらの梁材１０，２０，３０は能率よく安価に得られ、以て鉄骨構造物１を大幅なコストダウンで構成し得ることになる。なお、鋼管柱２を構成する長尺角形鋼管３と梁材連結用角形鋼管４としては、両方とも熱間成形鋼管を使用した形式、両方とも冷間成形鋼管を使用した形式、いずれか一方を熱間成形鋼管とし、他方を冷間成形鋼管とした形式であってもよい。

上記した実施の形態１〜４においては、梁材１０，２０，３０の凹所１６，２６，３６内に鉄筋コンクリートＦＣが打設された形式が示されているが、これは凹所１６，２６，３６内にコンクリートＣのみが打設された形式や、鉄筋コンクリートＦＣやコンクリートＣのいずれも打設されない形式などであってもよい。

上記した実施の形態１〜４では、梁材１０，２０，３０として、左右のウエブ部の外面間の幅外寸Ｗ_１よりも、上下のフランジ部の外面間の高さ外寸Ｈが長く［Ｗ_１＜Ｈ］形成され、以て上下方向に長い長方形状のＵ字型枠状に形成されているが、これは［Ｗ_１＞Ｈ］として幅方向に長い長方形状のＵ字型枠状に形成されたものや、［Ｗ_１≒Ｈ］として正方形状のＵ字型枠状に形成されたものであってもよい。

上記した実施の形態１〜４では、鋼管柱２として、長尺角形鋼管３群と梁材連結用角形鋼管４群とを溶接結合５ａした形式が示されているが、これは鋼管柱２として１本ものを使用した形式などであってもよい。

上記した実施の形態１〜４では、鋼管柱２の梁材連結用角形鋼管（梁材連結部）４に、梁材１０を溶接結合５ｂしているが、これは連結具を介して連結する形式などであってもよい。

上記した実施の形態１〜４では、梁材１０の遊端間を、ブラケット７と連結具８とを介して連結した形式が示されているが、これは溶接結合した形式などであってもよい。
上記した実施の形態１〜４では、鉄骨構造物１の鋼管柱２として角形鋼管の形式が示されているが、これは鋼管柱が丸形鋼管の形式などであってもよい。

上記した実施の形態２では、実施の形態１の梁材１０における左右のウエブ部１３の内側面に凸部１３ａ群が形成されているが、これは実施の形態３の梁材２０における左右のウエブ部２３の内側面に凸部群や凹部群が形成された形式や、実施の形態４の梁材３０における左右のウエブ部３３Ａ，３３Ｂの内側面に凸部群や凹部群が形成された形式などであってもよい。

上記した実施の形態１〜４では、梁材１０，２０，３０として、鉄骨構造物１の鋼管柱２に連結して使用した形式が示されているが、これは横断歩道橋や橋梁など、建築以外の構造物にも適用可能である。

本発明の実施の形態１を示し、梁材の要部の斜視図である。 同梁材の正面図である。 同梁材使用の鉄骨構造物の一部切り欠き斜視図である。 同梁材使用の鉄骨構造物の要部の一部切り欠き正面図である。 同梁材使用の鉄骨構造物の要部の一部切り欠き平面図である。 本発明の実施の形態２を示し、梁材の要部の斜視図である。 同梁材の正面図である。 同梁材使用の鉄骨構造物の要部の一部切り欠き正面図である。 本発明の実施の形態３を示し、梁材の要部の斜視図である。 同梁材の正面図である。 同梁材使用の鉄骨構造物の要部の一部切り欠き正面図である。 同梁材使用の鉄骨構造物の要部の一部切り欠き平面図である。 本発明の実施の形態４を示し、梁材の要部の斜視図である。 同梁材の正面図である。 同梁材使用の鉄骨構造物の要部の一部切り欠き正面図である。 同梁材使用の鉄骨構造物の要部の一部切り欠き平面図である。 本発明の実施の形態５を示し、（ａ）は実施の形態１の変形で梁材の正面図、（ｂ）は実施の形態２の変形で梁材の正面図、（ｃ）は実施の形態３の変形で梁材の正面図、（ｄ）は実施の形態４の変形で梁材の正面図である。

符号の説明

１ 鉄骨構造物
２ 鋼管柱
３ 長尺角形鋼管
４ 梁材連結用角形鋼管（梁材連結部）
５ｂ 溶接結合
７Ａ ブラケット
７Ｂ ブラケット
７Ｃ ブラケット
８Ａ 連結具
８Ｂ 連結具
８Ｃ 連結具
１０ 梁材
１１ 下フランジ部
１２ コーナ部
１３ ウエブ部
１３ａ 凸部
１４ コーナ部
１５ 上フランジ部
１６ 凹所
２０ 梁材
２１ 下フランジ部
２２ コーナ部
２３ ウエブ部
２４ コーナ部
２５Ａ 外向き上フランジ部
２５Ｂ 内向き上フランジ部
２６ 凹所
３０ 梁材
３１ 下フランジ部
３２ コーナ部
３３Ａ ウエブ部
３３Ｂ ウエブ部
３４ コーナ部
３５ 外向き上フランジ部
３６ 凹所
ｔ ウエブ部の板厚
Ｔ_１ 下フランジ部の板厚
Ｔ_２ 上フランジ部の板厚
Ｔ_３ ウエブ部の板厚
Ｗ_１ 下フランジ部の幅（左右のウエブ部の外面間の幅外寸）
Ｈ 上下のフランジ部の外面間の高さ外寸
ＦＣ 鉄筋コンクリート
Ｆ 鉄筋
Ｃ コンクリート
Ｅ 床体

Claims (12)

1. 下フランジ部と、この下フランジ部の左右側端からコーナ部を介して上向き直角状に連設した左右一対のウエブ部と、少なくとも一方のウエブ部の上端からコーナ部を介して横向き直角状に連設した上フランジ部とからなることを特徴とする梁材。
2. 両ウエブ部の上端からそれぞれ上フランジ部を、互いに異なる方向へ向けて横向き直角状に連設したことを特徴とする請求項１記載の梁材。
3. 両ウエブ部の上端からそれぞれ上フランジ部を、同方向へ向けて横向き直角状に連設したことを特徴とする請求項１記載の梁材。
4. 一方のウエブ部の上端から上フランジ部を、外方向へ向けて横向き直角状に連設したことを特徴とする請求項１記載の梁材。
5. フランジ部の板厚に対して、ウエブ部の板厚を等厚状もしくは薄く形成するとともに、左右のウエブ部の板厚の加算値に対して、フランジ部の板厚を薄く形成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の梁材。
6. 左右のウエブ部の外面間の幅外寸に対して、上下のフランジ部の外面間の高さ外寸を同等もしくは長く形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の梁材。
7. 左右のウエブ部の内側面に、凹部群または凸部群を形成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の梁材。
8. 梁材を、下フランジ部と、この下フランジ部の左右側端からコーナ部を介して上向き直角状に連設した左右一対のウエブ部と、少なくとも一方のウエブ部の上端からコーナ部を介して横向き直角状に連設した上フランジ部とにより、上端に横向きの上フランジ部を有するＵ字型枠状に形成し、この梁材の端部を鋼管柱の梁材連結部に連結して構成したことを特徴とする梁材使用の鉄骨構造物。
9. 梁材連結部に対して梁材を溶接結合により連結し、梁材の遊端間を、ブラケットと連結具とを介して連結したことを特徴とする請求項８記載の梁材使用の鉄骨構造物。
10. 梁材の凹所内にコンクリートを打設したことを特徴とする請求項８または９記載の梁材使用の鉄骨構造物。
11. 梁材の凹所内に鉄筋コンクリートを打設したことを特徴とする請求項８または９記載の梁材使用の鉄骨構造物。
12. 梁材は、左右のウエブ部の内側面に凹部群または凸部群を形成していることを特徴とする請求項１０または１１記載の梁材使用の鉄骨構造物。
    

Images