JP2018071172A - 形鋼及びその使用方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、想定される圧縮力及び引張力に対する十分な耐性を確保しつつ、材料コストの増大を回避できる形鋼及びその使用方法を提供する。【解決手段】形鋼１は、下フランジ１１と、下フランジ１１よりも強度が高い素材により構成された上フランジ１２とを備えている。形鋼１は、両端部を支点して中央部分が反る態様にて使用されており、上フランジ１２が反りの曲げ内側に位置するように配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、第１及び第２フランジを有する形鋼及びその使用方法に関する。
従来用いられていたこの種の形鋼としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来構成では、ウェブ及びフランジを有する形鋼において、ウェブとフランジとの構成を変えることにより、ウェブの強度とフランジの強度との間に差を設けることが行われている。一方で、ウェブの両端に配置された第１及び第２フランジには同じ材料が用いられている。
特公平７−６８７３８号公報
例えば梁やレール等、形鋼の両端部を支点して中央部分が反る部材として形鋼を使用することがある。このような使用態様では、第１及び第２フランジの一方は曲げ内側に位置するために圧縮力を受け、第１及び第２フランジの他方は曲げ外側に位置するために引張力を受ける。
形鋼を構成する鋼は、引張力に対しては耐性を有するが圧縮力に対して弱いという特性を有している。このため、上記のような従来構成のように第１及び第２フランジに同じ材料を用いた場合、圧縮力への耐力を基準に第１及び第２フランジの強度を設定することになり、引張力を受ける第１及び第２フランジの他方は必要以上の強度を有することになる。強度が高い材料を用いると、材料コストが増大してしまう。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、想定される圧縮力及び引張力に対する十分な耐性を確保しつつ、材料コストの増大を回避できる形鋼及びその使用方法を提供することである。
本発明に係る形鋼は、第１フランジと、第１フランジよりも強度が高い素材により構成された第２フランジとを備え、第２フランジが曲げ内側に位置するように配置される。
また、本発明に係る形鋼の使用方法は、第１及び第２フランジを有する形鋼の使用方法であって、第２フランジは第１フランジよりも強度が高い素材により構成されており、第２フランジが曲げ内側に位置するように形鋼を配置することを含む。
本発明の形鋼及びその使用方法によれば、第１フランジよりも強度が高い素材により構成された第２フランジが曲げ内側に位置するように形鋼が配置されるので、想定される圧縮力及び引張力に対する十分な耐性を確保しつつ、材料コストの増大を回避できる。
本発明の実施の形態による形鋼を示す斜視図である。 図１の形鋼の使用方法を示す説明図である。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態
図１は、本発明の実施の形態による形鋼を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態の形鋼１は、ウェブ１０、下フランジ１１（第１フランジ）及び上フランジ１２（第２フランジ）を有するＨ形鋼である。
これらウェブ１０、下フランジ１１及び上フランジ１２は、長手状の板材であり、全体として断面形状がＨ形となるように互いに接合されている。すなわち、ウェブ１０の幅方向ＷＷの一端（下端）に下フランジ１１が接合され、ウェブ１０の幅方向ＷＷの他端（上端）に上フランジ１２が接合されている。下フランジ１１及び上フランジ１２は、それら下フランジ１１及び上フランジ１２の幅方向ＷＦがウェブ１０の幅方向ＷＷと交わるように延在されている。ウェブ１０の幅方向ＷＷと下フランジ１１及び上フランジ１２の幅方向ＷＦとが互いに直交していることが好ましい。
上フランジ１２は、下フランジ１１よりも強度が高い素材によって構成されている。例えば、下フランジ１１には引張強さが４９０Ｎ／ｍｍ２級の鋼材を使用し、上フランジ１２には引張強さが５９０Ｎ／ｍｍ２級の鋼材を使用し、ウェブ１０には引張強さが４００Ｎ／ｍｍ２級、４９０Ｎ／ｍｍ２級又は５９０Ｎ／ｍｍ２級の鋼材を使用することができる。
次に、図２は、図１の形鋼１の使用方法を示す説明図である。形鋼１は、例えば梁やレール等、両端部が支えられる態様で使用される。このような態様で使用されているとき、上方からの負荷Ｌが形鋼１に作用すると、両端部を支点して形鋼１の中央部分が反る。本実施の形態の形鋼１は、反りの曲げ外側に下フランジ１１が位置し、反りの曲げ内側に上フランジ１２が位置するように配置されている。
上述のように形鋼１が配置されている場合、下フランジ１１には引張力ＦＴが作用し、上フランジ１２には圧縮力ＦＣが作用する。形鋼１を構成する鋼は、引張力ＦＴに対しては耐性を有するが圧縮力ＦＣに対して弱いという特性を有している。このため、圧縮力ＦＣを受ける上フランジ１２に相対的に強度が高い鋼種を使用する一方で、引張力ＦＴを受ける下フランジ１１に相対的に強度が低い鋼種を使用することで、想定される圧縮力ＦＣ及び引張力ＦＴに対する十分な耐性を確保しつつ、材料コストの増大を回避できる。
このような形鋼１及びその使用方法では、下フランジ１１よりも強度が高い素材により構成された上フランジ１２が曲げ内側に位置するように形鋼１が配置されるので、想定される圧縮力ＦＣ及び引張力ＦＴに対する十分な耐性を確保しつつ、材料コストの増大を回避できる。
なお、実施の形態では、形鋼１がＨ形鋼であるように説明したが、例えば溝形鋼やＺ形鋼等の２つのフランジを有する他の断面形状の形鋼にも本願発明を適用することができる。
１ 形鋼
１０ ウェブ
１１ 下フランジ
１２ 上フランジ

Claims (2)

  1. 第１フランジと、
    前記第１フランジよりも強度が高い素材により構成された第２フランジと
    を備え、
    前記第２フランジが曲げ内側に位置するように配置される
    ことを特徴とする形鋼。
  2. 第１及び第２フランジを有する形鋼の使用方法であって、前記第２フランジは前記第１フランジよりも強度が高い素材により構成されており、
    前記第２フランジが曲げ内側に位置するように前記形鋼を配置すること
    を含む形鋼の使用方法。
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