JP2021113416A - 組立材、形鋼、トラス梁、耐力壁、及び、梁 - Google Patents

Abstract

【課題】一組の形鋼を組み立てた組立材であって、ウェブ部にリップ部が重ねられて形成される外面においてウェブ部に対するリップ部の突出を抑制させた組立材を提供する。【解決手段】一組の形鋼を組み立てた組立材であり、形鋼は、幅方向一端部が他端部よりも厚み方向一方側に位置するように長手方向に沿って厚み方向の段差が形成されたウェブ部と、ウェブ部の一端部から厚み方向一方側に延びる第１フランジ部と、ウェブ部の他端部から厚み方向一方側に第１フランジ部よりも長く延びる第２フランジ部と、第２フランジ部の端部から第１フランジ部側へ延びるリップ部と、を有し、一方又は他方の形鋼の凹状部に他方又は一方の形鋼の第１フランジ部側が収容された状態で、一方の形鋼のリップ部が他方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向一端部側の部分に重なり且つ他方の形鋼のリップ部が一方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向一端部側の部分に重なっている。【選択図】図１

Description

本発明は、組立材、形鋼、トラス梁、耐力壁、及び、梁に関する。

特許文献１には、一組の溝形鋼を組み立てた組立材が開示されている。これらの組立材は、耐力壁の枠材、トラス梁の弦材、トラス梁の斜材、トラス梁の束材、梁等に用いられている。

特開２０１８−１１１９６８号公報

ところで、特許文献１の組立材では、一方の溝形鋼のリップ部が他方の溝形鋼のウェブ部に外側から重なり、他方の溝形鋼のリップ部が一方の溝形鋼のウェブ部に外側から重なっている。
ここで、ウェブ部と、このウェブ部に重なったリップ部によって形成される組立材の側面には、前記リップ部の厚みに応じた段差が形成される。このため、組立材の側面に相手部材を取り付ける場合、側面に形成された段差により、相手部材と組立材との接合部の構造が複雑化してしまう。

本発明は上記事実を考慮し、一組の形鋼を組み立てた組立材であって、ウェブ部にリップ部が重ねられて形成される外面においてウェブ部に対するリップ部の突出を抑制させた組立材、この組立材に用いられる形鋼、並びに、前記組立材を用いるトラス梁、耐力壁、及び、梁を提供することを課題とする。

本発明の第１態様の組立材は、一組の形鋼を組み立てた組立材であって、前記形鋼は、長尺であり、幅方向の一端部が他端部よりも厚み方向の一方側に位置するように長手方向に沿って厚み方向の段差が形成されたウェブ部と、前記ウェブ部の幅方向の一端部から前記ウェブ部の厚み方向の一方側に延びる第１フランジ部と、前記ウェブ部の幅方向の他端部から前記第１フランジ部と平行に延び、前記第１フランジ部よりも延出長さが長い第２フランジ部と、前記第２フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第１フランジ部側へ向けて延びるリップ部と、を有しており、一方の前記形鋼の前記第２フランジ部と前記ウェブ部と前記リップ部とで形成される凹状部に他方の前記形鋼の前記第１フランジ部側が収容され且つ他方の前記形鋼の前記第２フランジ部と前記ウェブ部と前記リップ部とで形成される凹状部に一方の前記形鋼の前記第１フランジ部側が収容された状態で、一方の前記形鋼の前記リップ部が他方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の一端部側の部分に前記ウェブ部の厚み方向で重なり且つ他方の前記形鋼の前記リップ部が一方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の一端部側の部分に前記ウェブ部の厚み方向で重なっている。

第１態様の組立材では、一方の形鋼の凹状部に他方の形鋼の第１フランジ部側を収容し且つ他方の形鋼の凹状部に一方の形鋼の第１フランジ部側を収容することで、組立材が組み立てられる。この組立状態では、一方の形鋼のリップ部が他方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向一端部側の部分にウェブ部の厚み方向で重なり且つ他方の形鋼のリップ部が一方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向一端部側の部分にウェブ部の厚み方向で重なっている。
ここで、一方の形鋼のウェブ部は、段差よりも幅方向一端部側の部分が他端部側の部分よりも厚み方向の一方側に位置しているため、一方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向他端部側の部分に対して他方の形鋼のリップ部が厚み方向他方側に突出しない又は突出量が低減される。
同様に、他方の形鋼のウェブ部は、段差よりも幅方向一端部側の部分が他端部側の部分よりも厚み方向の一方側に位置しているため、他方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向他端部側の部分に対して一方の形鋼のリップ部が厚み方向他方側（組立材外側）に突出しない又は突出量が低減される。
このように第１態様の組立材では、例えば、平坦なウェブ部にリップ部が重ねられて外面が形成された組立材と比べて、ウェブ部にリップ部が重ねられて形成される外面において、ウェブ部（具体的には、ウェブ部の組立材の外面を形成する部分）に対するリップ部の突出を抑制することができる。

本発明の第２態様の組立材は、第１態様の組立材において、前記段差の高さは、前記形鋼の公称板厚の１１０％〜１８０％の範囲内である。

第２態様の組立材では、段差の高さが形鋼の公称板厚の１１０％〜１８０％の範囲内であることから、ウェブ部にリップ部が重ねられて形成される外面において、ウェブ部に対するリップ部の突出が抑制される。また、段差の高さを形鋼の公称板厚の１１０％以上としていることから、ウェブ部の段差よりも幅方向他端部側の部分に対して、このウェブ部の段差よりも幅方向一端部側の部分に重ねられたリップ部が厚み方向他方側（組立材外側）に突出するのを防止できる。さらに、段差の高さを形鋼の公称板厚の１８０％以下としていることから、一方の形鋼のフランジ部と他方の形鋼のフランジ部をねじ締結する場合に、リップ部がウェブ部の段差に支圧して伝達される荷重をウェブ部の面内方向へ伝達させることが可能になり、ねじ打設に際して生じる反力を効率的に確保できる。これにより、一方の形鋼のフランジ部と他方の形鋼のフランジ部をねじ締結する場合において、形鋼の変形を抑制することができる。

本発明の第３態様の組立材は、第１態様の組立材において、一方の前記形鋼の前記リップ部が他方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の他端部側の部分に前記ウェブ部の幅方向でオーバーラップすると共に、一方の前記形鋼の前記リップ部の外面が他方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記他端部側の部分の外面に対して前記ウェブ部の厚み方向で同じ位置、又は、他方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記他端部側の部分の外面に対して前記ウェブ部の厚み方向の一方側に位置し、他方の前記形鋼の前記リップ部が一方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の他端部側の部分に前記ウェブ部の幅方向でオーバーラップすると共に、他方の前記形鋼の前記リップ部の外面が一方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記他端部側の部分の外面に対して前記ウェブ部の厚み方向で同じ位置、又は、一方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記他端部側の部分の外面に対して前記ウェブ部の厚み方向の一方側に位置している。

第３態様の組立材では、一方の形鋼のリップ部が他方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向の他端部側の部分にウェブ部の幅方向でオーバーラップしているため、一方の形鋼のフランジ部と他方の形鋼のフランジ部をねじ締結する場合に、リップ部がウェブ部の段差に支圧して伝達される荷重をウェブ部の面内方向へ伝達させることが可能になり、ねじ打設に際して生じる反力を他方の形鋼のウェブ部で確保できる。これにより、一方の形鋼のフランジ部と他方の形鋼のフランジ部をねじ締結する場合において、形鋼の変形を抑制することができる。さらに、上記組立材では、一方の形鋼のリップ部の外面が他方の形鋼のウェブ部の他端部側の部分の外面に対してウェブ部の厚み方向で同じ位置、又は、他方の形鋼のウェブ部の他端部側の部分の外面に対してウェブ部の厚み方向の一方側に位置していることから、他方の形鋼のウェブ部に一方の形鋼のリップ部が重ねられることで、このリップ部が組立材の外面を構成するウェブ部の外面（ここでは、他方の形鋼のウェブ部の他端部側の部分の外面）よりも突出することを確実に抑制することができる。
また、第３態様の組立材では、他方の形鋼のリップ部が一方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向の他端部側の部分にウェブ部の幅方向でオーバーラップしているため、他方の形鋼のフランジ部と一方の形鋼のフランジ部をねじ締結する場合に、リップ部がウェブ部の段差に支圧して伝達される荷重をウェブ部の面内方向へ伝達させることが可能になり、ねじ打設に際して生じる反力を一方の形鋼のウェブ部で確保できる。これにより、他方の形鋼のフランジ部と一方の形鋼のフランジ部をねじ締結する場合において、形鋼の変形を抑制することができる。さらに、上記組立材では、他方の形鋼のリップ部の外面が一方の形鋼のウェブ部の他端部側の部分の外面に対してウェブ部の厚み方向で同じ位置、又は、一方の形鋼のウェブ部の他端部側の部分の外面に対してウェブ部の厚み方向の一方側に位置していることから、一方の形鋼のウェブ部に他方の形鋼のリップ部が重ねられることで、このリップ部が組立材の外面を構成するウェブ部の外面（ここでは、一方の形鋼のウェブ部の他端部側の部分の外面）よりも突出することを確実に抑制することができる。

本発明の第４態様の組立材は、第１態様〜第３態様のいずれか一態様の組立材において、前記段差は、前記ウェブ部の折り曲げによって形成されている。

第４態様の組立材では、段差がウェブ部の折り曲げによって形成されていることから、例えば、ウェブ部の厚みを変えて段差を形成する構成と比べて、ウェブ部の面外方向への曲げに対する剛性（断面２次モーメント）が大きくなり、ウェブ部の面外変形が抑制される。すなわち、段差をウェブ部の折り曲げで形成することによって、ウェブ部の長手方向の面外曲げに対する曲げ剛性が補強される。

本発明の第５態様の組立材は、第４態様の組立材において、前記ウェブ部の幅方向の寸法をＨ、前ウェブ部の前記第１フランジ部から前記段差までの幅方向の距離をＬとしたとき、０．２≦Ｌ／Ｈ≦０．８の関係を満たしている。

第５態様の組立材では、０．２≦Ｌ／Ｈ≦０．８の関係を満たすようにウェブ部に段差が設けられるため、例えば、上記関係を満たさない構成と比べて、ウェブ部の幅方向中央に段差を設けたことで得られる補剛効果（剛性の補強効果）と同等以上の補剛効果を得ることができる。

本発明の第６態様の組立材は、第１態様〜第５態様のいずれか一態様の組立材において、前記段差が前記ウェブ部の幅方向の中央よりも前記第１フランジ部側に位置している。

第６態様の組立材では、段差がウェブ部の幅方向の中央よりも第１フランジ部側に位置していることから、例えば、段差が上記中央よりも第２フランジ部側に位置するものと比べて、ウェブ部の幅方向他端部側の部分の外面面積が大きく、相手部材を取り付けた場合の接触面積を確保できる。

本発明の第７態様の組立材は、第１態様〜第６態様のいずれか一態様の組立材において、前記形鋼は、前記第１フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第２フランジ部側へ向けて延びる第１リップ部と、前記第２フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第１フランジ部側へ向けて延びる前記リップ部としての第２リップ部と、を有している。

第７態様の組立材では、形鋼が第１リップ部と、前記リップ部としての第２リップ部とを有することから、第１リップ部によって第１フランジ部側の剛性が向上して第１フランジ部の面外方向への変形が抑制される。また、第２リップ部によって第２フランジ部側の剛性が向上して第２フランジ部の面外方向への変形が抑制される。

本発明の第８態様の組立材は、第１態様〜第７態様のいずれか一態様の組立材において、一組の前記形鋼として、それぞれ同じ寸法形状の形鋼を用いている。

第８態様の組立材では、一組の形鋼として、それぞれ同じ寸法形状の形鋼を用いているため、例えば、異なる寸法形状の形鋼を用いる構成と比べて、部品点数を減らすことができる。

本発明の第９態様の形鋼は、長尺であり、幅方向の一端部が他端部よりも厚み方向の一方側に位置するように長手方向に沿って厚み方向の段差が形成されたウェブ部と、前記ウェブ部の幅方向の一端部から前記ウェブ部の厚み方向の一方側に延びる第１フランジ部と、前記ウェブ部の幅方向の他端部から前記第１フランジ部と平行に延び、前記第１フランジ部よりも延出長さが長い第２フランジ部と、前記第２フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第１フランジ部側へ向けて延びるリップ部と、を有し、前記ウェブ部の前記段差から前記第１フランジ部までの幅方向の距離が、前記リップ部の延出長さよりも長い。

第９態様の形鋼を一組準備し、一方の形鋼の第２フランジ部とウェブ部と第２リップ部とで形成される凹状部に他方の形鋼の第１フランジ部側を収容し且つ他方の形鋼の第２フランジ部とウェブ部と第２リップ部とで形成される凹状部に一方の形鋼の第１フランジ部側を収容することで、一組の形鋼が組み立てられる。この組立状態では、一方の形鋼のリップ部が他方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向一端部側の部分にウェブ部の厚み方向で重なり且つ他方の形鋼のリップ部が一方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向一端部側の部分にウェブ部の厚み方向で重なる。
ここで、一方の形鋼のウェブ部は、段差よりも幅方向一端部側の部分が他端部側の部分よりも厚み方向の一方側に位置しているため、一方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向他端部側の部分に対して他方の形鋼のリップ部が厚み方向他方側に突出しない又は突出量が低減される。
同様に、他方の形鋼のウェブ部は、段差よりも幅方向一端部側の部分が他端部側の部分よりも厚み方向の一方側に位置しているため、他方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向他端部側の部分に対して一方の形鋼のリップ部が厚み方向他方側（組立材外側）に突出しない又は突出量が低減される。
このように第９態様の形鋼を組み立てた組立材では、例えば、平坦なウェブ部にリップ部が重ねられて外面が形成される組立材と比べて、ウェブ部にリップ部が重ねられて形成される外面において、ウェブ部（具体的には、ウェブ部の組立材の外面を形成する部分）に対するリップ部の突出を抑制することが可能になる。

本発明の第１０態様の形鋼は、第９態様の形鋼において、前記段差の高さは、前記形鋼の公称板厚の１１０％〜１８０％の範囲内である。

第１０態様の形鋼では、段差の高さが形鋼の公称板厚の１１０％〜１８０％の範囲内であることから、一組の形鋼を組み立てた組立材においてウェブ部にリップ部が重ねられて形成される外面において、ウェブ部に対するリップ部の突出が抑制される。また、上記組立材では、形鋼の段差の高さを形鋼の公称板厚の１１０％以上としていることから、ウェブ部の段差よりも幅方向他端部側の部分に対して、このウェブ部の段差よりも幅方向一端部側の部分に重ねられたリップ部が厚み方向他方側（組立材外側）に突出することを確実に防止できる。さらに、上記組立材では、形鋼の段差の高さを形鋼の公称板厚の１８０％以下としていることから、一方の形鋼のフランジ部と他方の形鋼のフランジ部をねじ締結する場合に、リップ部が段差に支圧し、その支圧力の反力がウェブの面内方向へ確実に伝達することが可能になり、効率的にねじ締結に際して生じる反力を確保できるため、一方の形鋼又は他方の形鋼の変形を抑制することができ、組立材を製作する際のドリルねじの打設性を大幅に向上できる。

本発明の第１１態様の形鋼は、第９態様又は第１０態様の形鋼において、前記段差は、前記ウェブ部の折り曲げによって形成されている。

第１１態様の形鋼では、段差がウェブ部の折り曲げによって形成されていることから、例えば、ウェブ部の厚みを変えて段差を形成する構成と比べてウェブ部の面外方向への曲げに対する剛性（断面２次モーメント）が大きくなり、ウェブ部の面外変形が抑制される。すなわち、段差をウェブ部の折り曲げで形成することによって、ウェブ部の長手方向の面外曲げに対する曲げ剛性が補強される。

本発明の第１２態様の形鋼は、第１１態様の形鋼において、前記ウェブ部の幅方向の寸法をＨ、前ウェブ部の前記第１フランジ部から前記段差までの幅方向の距離をＬとしたとき、０．２≦Ｌ／Ｈ≦０．８の関係を満たしている。

第１２態様の形鋼では、０．２≦Ｌ／Ｈ≦０．８の関係を満たすようにウェブ部に段差が設けられるため、例えば、上記関係を満たさない構成と比べて、ウェブ部の幅方向中央に段差を設けたことで得られる補剛効果（剛性の補強効果）と同等以上の補剛効果を得ることができる。

本発明の第１３態様の形鋼は、第９態様〜第１２態様のいずれか一態様の形鋼において、前記段差が前記ウェブ部の幅方向の中央よりも前記第１フランジ部側に位置している。

第１３態様の形鋼では、段差がウェブ部の幅方向の中央よりも第１フランジ部側に位置していることから、例えば、段差が上記中央よりも第２フランジ部側に位置するものと比べて、ウェブ部の幅方向他端部側の部分の外面面積が大きく、相手部材を取り付けた場合の接触面積を確保できる。

本発明の第１４態様の形鋼は、第９態様〜第１３態様のいずれか一態様の形鋼において、前記形鋼は、前記第１フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第２フランジ部側へ向けて延びる第１リップ部と、前記第２フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第１フランジ部側へ向けて延びる前記リップ部としての第２リップ部と、を有している。

第１４態様の形鋼では、形鋼が第１リップ部と、前記リップ部としての第２リップ部とを有することから、第１リップ部によって第１フランジ部側の剛性が向上し、局部座屈の発生が抑制される。また、第２リップ部によって第２フランジ部側の剛性が向上し、局部座屈の発生が抑制される。

本発明の第１５態様の組立材は、第９態様〜第１４態様のいずれか一態様の形鋼を一組備え、一方の前記形鋼の前記第２フランジ部と前記ウェブ部と前記リップ部とで形成される凹状部に他方の前記形鋼の前記第１フランジ部側が収容され且つ他方の前記形鋼の前記第２フランジ部と前記ウェブ部と前記リップ部とで形成される凹状部に一方の前記形鋼の前記第１フランジ部側が収容された状態で、一方の前記形鋼の前記リップ部が他方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の一端部側の部分に前記ウェブ部の厚み方向で重なり且つ他方の前記形鋼の前記リップ部が一方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の一端部側の部分に前記ウェブ部の厚み方向で重なっている。

第１５態様の組立材は、第９態様〜第１４態様のいずれか一態様の形鋼を一組備えている。また、一方の形鋼の凹状部に他方の形鋼の第１フランジ部側を収容し且つ他方の形鋼の凹状部に一方の形鋼の第１フランジ部側を収容することで、組立材が組み立てられる。この組立状態では、一方の形鋼のリップ部が他方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向一端部側の部分にウェブ部の厚み方向で重なり且つ他方の形鋼のリップ部が一方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向一端部側の部分にウェブ部の厚み方向で重なっている。
ここで、一方の形鋼のウェブ部は、段差よりも幅方向一端部側の部分が他端部側の部分よりも厚み方向の一方側に位置しているため、一方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向他端部側の部分に対して他方の形鋼のリップ部が厚み方向他方側に突出しない又は突出量が低減される。
同様に、他方の形鋼のウェブ部は、段差よりも幅方向一端部側の部分が他端部側の部分よりも厚み方向の一方側に位置しているため、他方の形鋼のウェブ部の段差よりも幅方向他端部側の部分に対して一方の形鋼のリップ部が厚み方向他方側（組立材外側）に突出しない又は突出量が低減される。
このように第１５態様の組立材では、例えば、平坦なウェブ部にリップ部が重ねられて外面が形成された組立材と比べて、ウェブ部にリップ部が重ねられて形成される外面において、ウェブ部に対するリップ部の突出を抑制することができる。

本発明の第１６態様のトラス梁は、一対の上弦材及び下弦材と、前記上弦材と前記下弦材とを連結する連結材と、を備えたトラス梁であって、前記上弦材、前記下弦材及び前記連結材の少なくとも一つが、第１態様〜第８態様及び第１５態様のいずれか一態様の組立材を用いて形成されている。

第１６態様のトラス梁では、上弦材、下弦材及び連結材の少なくとも一つが、第１態様〜第８態様及び第１５態様のいずれか一態様の組立材を用いて形成されている。このように上記トラス梁では、ウェブ部にリップ部が重ねられて形成される組立材の外面において、ウェブ部に対するリップ部の突出が抑制されているため、組立材と相手部材との接合部の構造を簡素化できる。

本発明の第１７態様の耐力壁は、一対の縦材と前記一対の縦材をつなぐ複数の横材とを有する枠材と、前記枠材に接合された壁面材と、を備えた耐力壁であって、前記縦材及び前記横材の少なくとも一方が、第１態様〜第８態様及び第１５態様のいずれか一態様の組立材を用いて形成されている。

第１７態様の耐力壁では、枠材を形成する縦材及び横材の少なくとも一方が、第１態様〜第８態様及び第１５態様のいずれか一態様の組立材を用いて形成されている。このように上記耐力壁では、ウェブ部にリップ部が重ねられて形成される組立材の外面において、ウェブ部に対するリップ部の突出が抑制されているため、組立材と相手部材との接合部の構造を簡素化できる。

本発明の第１８態様の梁は、第１態様〜第８態様及び第１５態様のいずれか一態様の組立材を用いて形成され、建物の柱を水平方向につなぎ、建物の上下方向及び水平方向の少なくとも一方向への荷重を支持する。

第１８態様の梁は、第１態様〜第８態様及び第１５態様のいずれか一態様の組立材を用いて形成されており、この組立材が建物の柱を水平方向につないでいる。このように上記梁では、ウェブ部にリップ部が重ねられて形成される組立材の外面において、ウェブ部に対するリップ部の突出が抑制されているため、組立材と相手部材との接合部の構造を簡素化できる。

本発明は、一組の形鋼を組み立てた組立材であって、ウェブ部にリップ部が重ねられて形成される外面においてウェブ部に対するリップ部の突出を抑制させた組立材、この組立材に用いられる形鋼、並びに、前記組立材を用いるトラス梁、耐力壁、及び、梁を提供することができる。

第１実施形態に係る組立材の断面斜視図である。 図１の矢印２で指し示す部分の拡大断面図である。 図１の矢印３で指し示す部分の拡大断面図である。 第１実施形態に係る形鋼の断面図である。 図４に示す一組の形鋼の組立途中を示す断面図である。 図４に示す一組の形鋼を組み立てた状態を示す断面図である。 本発明の組立材の一組の形鋼の重ね合わせたフランジ部に対してねじ打設する際の断面図（図３に対応する図面）である。 比較例の組立材の一組の形鋼の重ね合わせたフランジ部に対してねじ打設する際の断面図（図７に対応する図面）である。 耐力壁を示す側面図である。 トラス梁を示す側面図である。 建物の骨格を示す斜視図である。 解析に用いた形鋼の断面図である。 形鋼の耐力と比Ｌ／Ｈの関係を示すグラフである。

図面を用いて本発明の実施形態に係る組立材及び形鋼について説明する。

図１には、第１実施形態に係る長尺な組立材１８を長手方向（言い換えると、材軸方向）と直交する方向（言いかけると、材軸直交方向）に沿って切断した断面の斜視図が示されている。この図１に示されるように、組立材１８は、寸法形状（寸法及び断面形状）が同一の長尺な２つの形鋼２０、２１を組み立てた部材である。

形鋼２０、２１は、薄板を曲げ加工した部材であり、長尺とされている。なお、本実施形態の形鋼２０、２１は、所謂薄板軽量リップみぞ形鋼である。

形鋼２０は、図１及び図４に示されるように、ウェブ部２２と、第１フランジ部２４と、第２フランジ部２６、第１リップ部２８と、第２リップ部３０と、を有している。

ウェブ部２２は、長尺とされ、長手方向（図１の矢印Ｚ方向）が形鋼２０の長手方向と同じ板状部である。また、ウェブ部２２には、図１及び図４に示されるように、幅方向（図１及び図４の矢印Ｙ方向）の一端部２２Ａが他端部２２Ｂよりも厚み方向（図１及び図４の矢印Ｘ方向）の一方側（図１及び図４では右側）に位置するように厚み方向の段差３２が形成されている。この段差３２は、ウェブ部２２の長手方向に亘って連続して形成されている。また、段差３２は、ウェブ部２２の折り曲げによって形成されている。なお、ウェブ部２２の厚み方向は、ウェブ部２２の面外方向と言い換えてもよい。

第１フランジ部２４は、ウェブ部２２の幅方向の一端部からウェブ部２２の厚み方向の一方側へ略９０度屈曲して延びる板状部である。

第２フランジ部２６は、ウェブ部２２の幅方向の他端部から略９０度屈曲して第１フランジ部２４と平行に延びる板状部である。この第２フランジ部２６のウェブ部２２からの延出長さ（言い換えると、第２フランジ部２６の幅寸法）Ｂ２は、第１フランジ部２４のウェブ部２２からの延出長さ（言い換えると、第１フランジ部の幅寸法）Ｂ１よりも長くなっている（図４参照）。

第１リップ部２８は、第１フランジ部２４のウェブ部２２とは反対側の端部から第２フランジ部２６側へ向けて略９０度屈曲して延びる板状部である。

第２リップ部３０は、第２フランジ部２６のウェブ部２２とは反対側の端部から第１フランジ部２４側へ向けて略９０度屈曲して延びる板状部である。本実施形態では、第１リップ部２８の第１フランジ部２４からの延出長さ（言い換えると、第１リップ部２８の幅寸法）Ｃ１と第２リップ部３０の第２フランジ部２６からの延出長さ（言い換えると、第２リップ部３０の幅寸法）Ｃ２が、互いに同じ長さになっている（図４参照）。なお、本発明は上記構成に限定されず、例えば、第１リップ部２８の延出長さＣ１と第２リップ部３０の延出長さＣ２が異なっていてもよい。

なお、本実施形態の形鋼２０は、ウェブ部２２の長手方向に亘って第１フランジ部２４、第２フランジ部２６、第１リップ部２８及び第２リップ部３０が連続して形成されている。

本実施形態の形鋼２０では、図１及び図４に示されるように、ウェブ部２２における段差３２から第１フランジ部２４までの幅方向の距離Ｌ１が、第２リップ部３０の延出長さＣ２よりも長くなっている。

また、形鋼２０は、ウェブ部２２の幅方向の寸法をＨ１としたとき、０．２≦Ｌ１／Ｈ１≦０．８の関係を満たすように段差３２がウェブ部２２上に形成されることが好ましく、０．３≦Ｌ１／Ｈ１≦０．７を満たすように段差３２がウェブ部２２上に形成されることが更に好ましい。

また、本実施形態では、図１及び図４に示されるように、段差３２がウェブ部２２の幅方向の中央よりも第１フランジ部２４側に位置している。

また、段差３２の高さｈ１は、形鋼２１の公称板厚Ｔ１の１１０％〜１８０％の範囲内である。なお、ここでいう「公称板厚」とは、ＪＩＳで規定される母材の板厚である。

図１及び図４に示されるように、形鋼２１は、形鋼２０と寸法形状が同一の形鋼であり、ウェブ部２３、ウェブ部２３の一端部２３Ａと他端部２３Ｂ、第１フランジ部２５、第２フランジ部２７、第１リップ部２９及び第２リップ部３１がそれぞれ形鋼２０のウェブ部２２、ウェブ部２２の一端部２２Ａ及び他端部２２Ｂ、第１フランジ部２４、第２フランジ部２６、第１リップ部２８及び第２リップ部３０に対応している。また、形鋼２１の段差３３、延出長さＢ３、延出長さＢ４、延出長さＣ２、延出長さＣ４、距離Ｌ２、寸法Ｈ２、高さｈ２及び公称板厚Ｔ２は、それぞれ形鋼２０の段差３２、延出長さＢ１、延出長さＢ２、延出長さＣ１、延出長さＣ２、距離Ｌ１、寸法Ｈ１、高さｈ１及び公称板厚Ｔ１に対応している。

図１及び図６に示されるように、組立材１８は、形鋼２０の第２フランジ部２６とウェブ部２２と第２リップ部３０とで形成される凹状部に形鋼２１の第１フランジ部２５側が収容され且つ形鋼２１の第２フランジ部２７とウェブ部２３と第２リップ部３１とで形成される凹状部に形鋼２０の第１フランジ部２４側が収容されている。この収容状態では、形鋼２０の第２リップ部３０が形鋼２１のウェブ部２３の段差３３よりも幅方向の一端部２３Ａ側の部分（以下、適宜「第１部分２３Ｃ」と記載する。）にウェブ部２３の厚み方向で重なっている。言い換えると、形鋼２０の第２リップ部３０が形鋼２１のウェブ部２３の第１部分２３Ｃに外側から重なっている。また、形鋼２１の第２リップ部３１が形鋼２０のウェブ部２２の段差３２よりも幅方向の一端部２２Ａ側の部分（以下、第１部分２２Ｃ）にウェブ部２２の厚み方向で重なっている。言い換えると、形鋼２１の第２リップ部３１が形鋼２０のウェブ部２２の第１部分２２Ｃに外側から重なっている。
なお、ここでいう「一の形鋼のウェブ部の第１部分に他の形鋼の第２リップ部がウェブ部の厚み方向で重なる」とは、若干の隙間をあけて重なった状態、及び、ウェブ部の長手方向で一部に隙間がある状態を含む。

また、組立材１８では、形鋼２０の第２リップ部３０が形鋼２１のウェブ部２３の段差３３よりも幅方向の他端部２３Ｂ側の部分（以下、適宜「第２部分２３Ｄ」と記載する。）にウェブ部２３の幅方向でオーバーラップしている。さらに、形鋼２０の第２リップ部３０の外面３０Ａが形鋼２１のウェブ部２３の第２部分２３Ｄの外面２３ＤＡに対してウェブ部２３の厚み方向で同じ位置、又は、ウェブ部２３の外面２３ＤＡに対してウェブ部２３の厚み方向の一方側（言い換えると、ウェブ部２３の厚み方向の第１リップ部２９側又は第２リップ部３１側）に位置している。
同様に、組立材１８では、形鋼２１の第２リップ部３１が形鋼２０のウェブ部２２の段差３２よりも幅方向の他端部２２Ｂ側の部分（以下、適宜「第２部分２２Ｄ」と記載する。）にウェブ部２２の幅方向でオーバーラップしている。さらに、形鋼２１の第２リップ部３１の外面３１Ａが形鋼２０のウェブ部２２の第２部分２２Ｄの外面２２ＤＡに対してウェブ部２２の厚み方向で同じ位置、又は、ウェブ部２２の外面２２ＤＡに対してウェブ部２２の厚み方向の一方側（言い換えると、ウェブ部２２の厚み方向の第１リップ部２８側又は第２リップ部３０側）に位置している。
なお、ここでいう「一の形鋼の第２リップ部が他の形鋼のウェブ部の第２部分にウェブ部の幅方向でオーバーラップする」とは、組立材の長手方向と直交する方向の断面において、他の形鋼の第２部分の外面の延長線ＥＬ１（図２及び図４参照）と該第２部分の内面の延長線ＥＬ２（図２及び図４参照）とで囲まれる領域Ｒ内に、一の形鋼の第２リップ部の少なくとも一部がある状態を指す。

また、本実施形態の組立材１８では、形鋼２０の第２フランジ部２６の内面に形鋼２１の第１フランジ部２５の外面が重なり、形鋼２０の第１フランジ部２４の外面が形鋼２１の第２フランジ部２７の内面に重なっている。そして、図３に示されるように、形鋼２０の第２フランジ部２６と形鋼２１の第１フランジ部２５が締結部材としての複数のドリルねじ３６によって接合されている。同様に、形鋼２０の第１フランジ部２４と形鋼２１の第２フランジ部２７が複数のドリルねじ３６によって接合されている。なお、ドリルねじ３６は、組立材１８の長手方向に間隔をあけて複数設けられている。また、本実施形態では、締結部材として、ドリルねじ３６を用いているが、本発明はこの構成に限定されず、ドリルねじ３６に代えて、ボルト、リベット、釘等を用いてもよい。また、締結部材の代わりに、重ねられたフランジ部を溶接や接着剤で固定してもよい。

そして、組立材１８を構成する形鋼２０と形鋼２１は、図１及び図６に示されるように、互いに点対称となるように配置されている。これにより、一組の形鋼２０、２１を組み立てた組立材１８の長手方向と直交する方向の断面が、閉鎖断面となっている。

また、本実施形態の形鋼２０、２１は、薄板軽量形鋼造に関する技術基準（平成１３年国土交通省告示第１６４１号「薄板軽量形鋼造の建築物又は建築物の構造部分の構造方法に関する安全上必 要な技術的基準を定める等の件」）に基づいて、厚み０．４ｍｍ以上２．３ｍｍ未満の帯状の鋼板を冷間でロール成形して形成されている。なお、本実施形態の組立材１８を建築物関連以外に用いる場合には、形鋼２０、２１を形成する鋼板の厚みは、上記数値範囲に限定されない。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図１及び図６に示されるように、組立材１８は、形鋼２０の第２フランジ部２６とウェブ部２２と第２リップ部３０とで形成される凹状部に形鋼２１の第１フランジ部２５側が収容され、形鋼２１の第２フランジ部２７とウェブ部２３と第２リップ部３１とで形成される凹状部に形鋼２０の第１フランジ部２４側が収容されている。また、形鋼２０の第２フランジ部２６の内面に形鋼２１の第１フランジ部２５の外面が重なり、形鋼２０の第１フランジ部２４の外面が形鋼２１の第２フランジ部２７の内面に重なっている。このため、組立材１８では、形鋼２０、２１との接触部分において回転抵抗が発生し、ウェブ部２２、２３の面外方向への変形が拘束される。また、組立材１８を構成する形鋼２０には、第１リップ部２８及び第２リップ部３０が形成されているため、第１フランジ部２４及び第２フランジ部２６の面外方向への変形が抑制される。同様に組立材１８を構成する形鋼２１には、第１リップ部２９及び第２リップ部３１が形成されているため、第１フランジ部２５及び第２フランジ部２７の面外方向への変形が抑制される。これにより、組立材１８では、圧縮及び曲げに対する耐力が向上する。

また、組立材１８では、組立状態において、形鋼２０の第２リップ部３０が形鋼２１のウェブ部２３の第１部分２３Ｃにウェブ部２３の厚み方向で重なり且つ形鋼２１の第２リップ部３１が形鋼２０のウェブ部２２の第１部分２２Ｃにウェブ部２２の厚み方向で重なっている。
ここで、形鋼２０のウェブ部２２は、第１部分２２Ｃが第２部分２２Ｄよりも厚み方向の一方側に位置しているため、形鋼２０のウェブ部２２の第２部分２２Ｄに対して形鋼２１の第２リップ部３１が厚み方向の他方側（組立材１８の外側）に突出しない又は突出量が低減される。
同様に、形鋼２１のウェブ部２３は、第１部分２３Ｃが第２部分２３Ｄよりも厚み方向の一方側に位置しているため、形鋼２１のウェブ部２３の第２部分２３Ｄに対して形鋼２０の第２リップ部３０が厚み方向他方側（組立材１８の外側）に突出しない又は突出量が低減される。
このように組立材１８では、例えば、平坦なウェブ部にリップ部が重ねられて外面が形成された組立材と比べて、ウェブ部２２、２３に対応する第２リップ部３１、３０が重ねられて形成される組立材１８の外面１８Ａ、１８Ｂにおいて、外面１８Ａを形成するウェブ部２２の第２部分２２Ｄに対する第２リップ部３１の突出及び外面１８Ｂを形成するウェブ部２３の第２部分２３Ｄに対する第２リップ部３０の突出を抑制することができる。

また、組立材１８を構成する形鋼２０、２１では、段差３２、３３の高さｈ１、ｈ２が、形鋼２０、２１の公称板厚Ｔ１、Ｔ２の１１０％〜１８０％の範囲内であることから、ウェブ部２２、２３に対応する第２リップ部３１、３０が重ねられて形成される組立材１８の外面１８Ａ、１８Ｂにおいて、外面１８Ａを形成するウェブ部２２の第２部分２２Ｄに対する第２リップ部３１の突出及び外面１８Ｂを形成するウェブ部２３の第２部分２３Ｄに対する第２リップ部３０の突出が抑制される。具体的には、ＪＩＳでは、工業製品としての公称板厚と実板厚の差が±１０％以内と規定されている。このため、段差３２、３３の高さｈ１、ｈ２を形鋼２０、２１の公称板厚Ｔ１、Ｔ２の１１０％以上とすることで、形鋼２０の第２リップ部３０の外面３０Ａが、形鋼２１のウェブ部２３の第２部分２３Ｄの外面２３ＤＡに対してウェブ部２３の厚み方向で同じ位置、又は、第２部分２３Ｄの外面２３ＤＡに対してウェブ部２３の厚み方向の一方側に位置する。同様に、形鋼２１の第２リップ部３１の外面３１Ａが、形鋼２０のウェブ部２２の第２部分２２Ｄの外面２２ＤＡに対してウェブ部２２の厚み方向で同じ位置、又は、第２部分２２Ｄの外面２２ＤＡに対してウェブ部２２の厚み方向の一方側に位置する。これにより、組立材１８では、外面１８Ａを構成するウェブ部２２の第２部分２２Ｄの外面２２ＤＡよりも、第２リップ部３１が突出することを確実に抑制することができる。また、組立材１８では、外面１８Ｂを構成するウェブ部２３の第２部分２３Ｄの外面２３ＤＡよりも、第２リップ部３０が突出することを確実に抑制することができる。そして、段差３２、３３の高さｈ１、ｈ２を形鋼２０、２１の公称板厚Ｔ１、Ｔ２の１８０％以下とすることで、形鋼２０の第２リップ部３０が形鋼２１のウェブ部２３の第２部分２３Ｄにウェブ部２３の幅方向でオーバーラップするため、形鋼２０の第２フランジ部２６と形鋼２１の第１フランジ部２５をねじ締結する場合に、第２リップ部３０がウェブ部２３の段差３３に支圧して伝達される荷重をウェブ部２３の面内方向へ伝達させることが可能になり、ねじ打設に際して生じる反力を形鋼２１のウェブ部２３で確保できる。同様に、形鋼２１の第２リップ部３１が形鋼２０のウェブ部２２の第２部分２２Ｄにウェブ部２２の幅方向でオーバーラップするため、形鋼２１の第２フランジ部２７と形鋼２０の第１フランジ部２４をねじ締結する場合に、第２リップ部３１がウェブ部２２の段差３２に支圧して伝達される荷重をウェブ部２２の面内方向へ伝達させることが可能になり、ねじ打設に際して生じる反力を形鋼２０のウェブ部２２で確保できる（図７参照）。ここで、例えば、図８に示される比較例の組立材ＡＰのようにリップ部からの荷重がウェブ部の面内方向に伝達されない場合には、図８の二点鎖線で示すようにウェブ部、フランジ部及びリップ部に変形が生じる傾向があるが、本実施形態の組立材１８では、形鋼２１の第２フランジ部２７と形鋼２０の第１フランジ部２４、及び、形鋼２０の第２フランジ部２６と形鋼２１の第１フランジ部２５をそれぞれねじ締結する場合の、形鋼２０の少なくとも第１フランジ部２４と形鋼２１の少なくとも第１フランジ部２５の変形を抑制することができる。

また、組立材１８を構成する形鋼２０、２１では、段差３２、３３がウェブ部２２、２３の折り曲げによって形成されていることから、例えば、ウェブ部２２、２３の厚みを変えて段差３２、３３を形成する構成と比べて、ウェブ部２２、２３の面外方向への曲げに対する剛性（断面２次モーメント）が大きくなり、ウェブ部２２、２３の面外変形が抑制される。すなわち、段差３２、３３をウェブ部２２、２３の折り曲げで形成することによって、ウェブ部２２、２３の長手方向の面外曲げに対する曲げ剛性が補強される。

そして、組立材１８を構成する形鋼２０では、０．２≦Ｌ１／Ｈ１≦０．８の関係を満たすようにウェブ部２２に段差３２が設けられるため、例えば、上記関係を満たさない構成と比べて、ウェブ部２２の幅方向中央に段差３２を設けたことで得られる補剛効果（剛性の補強効果）と同等以上の補剛効果を得ることができる。同様に、組立材１８を構成する形鋼２１では、０．２≦Ｌ２／Ｈ２≦０．８の関係を満たすようにウェブ部２３に段差３３が設けられるため、例えば、上記関係を満たさない構成と比べて、ウェブ部２２の幅方向中央に段差３３を設けたことで得られる補剛効果（剛性の補強効果）と同等以上の補剛効果を得ることができる。

また、組立材１８を構成する形鋼２０では、段差３２がウェブ部２２の幅方向の中央よりも第１フランジ部２４側に位置していることから、例えば、段差が上記中央よりも第２フランジ部２６側に位置するものと比べて、ウェブ部２２の第２部分２２Ｄの外面２２ＤＡの面積が大きく、相手部材を取り付けた場合の接触面積を確保できる。同様に組立材１８を構成する形鋼２１では、段差３３がウェブ部２３の幅方向の中央よりも第１フランジ部２５側に位置していることから、例えば、段差が上記中央よりも第２フランジ部２５側に位置するものと比べて、ウェブ部２３の第２部分２３Ｄの外面２３ＤＡの面積が大きく、相手部材を取り付けた場合の接触面積を確保できる。

組立材１８では、それぞれ同じ寸法形状の形鋼２０、２１を用いているため、例えば、異なる寸法形状の形鋼を用いる構成と比べて、部品点数を減らすことができる。

（組立材１８が用いられた耐力壁、トラス梁及び梁）
次に、図９〜図１１を用いて前述の組立材１８が用いられた耐力壁、トラス梁及び梁について説明する。

（耐力壁の構成）
図９には、薄板軽量形鋼造等の枠組壁工法建築物等に用いられる耐力壁６２が示されている。なお、本耐力壁６２を備えた建物の上下方向を矢印Ｖで示し、建物の水平方向（建物の上下方向と直交する方向）を矢印Ｈで示している。また、以下の説明では、「建物の上下方向」及び「建物の水平方向」を単に「上下方向」及び「水平方向」というものとする。図９に示されるように、耐力壁６２は、格子状に形成された枠材６４に壁面材としての第１壁面材６６及び第２壁面材６８が接合されることにより構成されている。

枠材６４は、水平方向に間隔をあけて上下方向に延びる縦材としての第１縦材７０、第２縦材７２及び第３縦材７４と、当該第１縦材７０、第２縦材７２及び第３縦材７４の上端部及び下端部をそれぞれ水平方向につなぐ横材としての第１横材７６及び第２横材７８と、を備えている。また、枠材６４は、第１縦材７０の上下方向の中央部と第２縦材７２の上下方向の中央部を水平方向につなぐ横材としての第１中間横材８０と、第２縦材７２の上下方向の中央部と第３縦材７４の上下方向の中央部を水平方向につなぐ横材としての第２中間横材８２と、を備えている。

第１壁面材６６は、枠材６４において第１縦材７０、第２縦材７２、第１横材７６及び第２横材７８に囲まれた領域を閉止するように当該枠材６４に接合されている。また、第２壁面材６８は、枠材６４において第２縦材７２、第３縦材７４、第１横材７６及び第２横材７８に囲まれた領域を閉止するように第１縦材７０、第２縦材７２、第３縦材７４、第１横材７８、第２横材７６に接合されている。

そして、本実施形態では、耐力壁６２を備えた建物に水平方向への荷重が作用した際に大きな圧縮荷重が作用する第１縦材７０及び第３縦材７４に本実施形態の組立材１８が用いられている。なお、枠材６４において本実施形態の組立材１８が用いられる部分は、本構成に限定されず、耐力壁６２の寸法や耐力壁６２に作用する荷重等を考慮して適宜設定してもよい。また、枠材６４において本実施形態の組立材１８を用いる部分は、図９に示すＨ方向と図１に示すＸ方向とが一致していることが好ましい。

（トラス梁の構成）
図１０には、一対の柱材８４の上部間に掛け渡されたトラス梁８６が示されている。この図に示されるように、トラス梁８６は、上下方向に間隔をあけて水平方向に延在する上弦材８８及び下弦材９０と、上弦材８８と下弦材９０とを上下方向につなぐ（連結する）複数の連結材９２と、を備えている。複数の連結材９２は、上下方向に傾斜されていると共に水平方向に沿って略Ｗ字状となるように配列されている。なお、この連結材９２はかならずしも傾斜されている必要はなく、上弦材８８および下弦材９０に直交していてもよい。また、上弦材８８及び下弦材９０と連結材９２とは、溶接やドリルねじやリベット等により接合されている。そして、本実施形態では、複数の連結材９２、上弦材８８及び下弦材９０の少なくも一つに本実施形態の組立材１８が用いられている。なお、トラス梁８６において本実施形態の組立材１８が用いられる部分は、本構成に限定されず、トラス梁８６に作用する荷重等を考慮して適宜設定すればよい。なお、柱材８４として本実施形態の組立材１８を用いることもできる。また、トラス梁８６において本実施形態の組立材１８が用いられる部分は、図１０に示すＶ方向およびＨ方向に直交する方向と図１に示すＹ方向とが一致していることが好ましい。

（梁の構成）
図１１には、建物の主要な構造部材９４が示されている。この図に示されるように、建物の主要な構造部材９４は、建物の上下方向に延びる複数の柱材８４を備えている。また、建物の主要な構造部材９４は、複数の柱材８４のうち所定の柱材８４の上端部間を水平方向につなぐ複数の梁９６と、を備えている。水平方向に隣り合う柱材８４間を斜めにつなぐ部材はブレース１００である。なお、建物の構造形式は壁式構造であってもよく、壁式構造の場合には、図９に示す第２壁面材６８が図１１のブレース１００に相当し、図９に示す縦材７０、７４が図１１に示す柱材８４に相当する構造部材となる。そして、本実施形態では、建物の上下方向及び水平方向への荷重を支持する梁９６として本実施形態の組立材１８が用いられている。なお、ブレース構造の場合、柱材８４やブレース１００として本実施形態の組立材１８を用いることもできる。

前述の実施形態では、形鋼２０の第１フランジ部２４及び第２フランジ部２６と、形鋼２１の第２フランジ部２７と第１フランジ部２５をそれぞれ重ねているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、形鋼２０の第１フランジ部２４と形鋼２１の第２フランジ部２７との間、及び、形鋼２１の第１フランジ部２５と形鋼２０の第２フランジ部２６との間に隙間が形成されてもよい。

また、前述の実施形態では、形鋼２０及び形鋼２１にそれぞれ第１リップ部２８及び第１リップ部２９を形成しているが、本発明はこの構成に限定されず、第１リップ部２８及び第１リップ部２９を省略してもよい。また、前述の実施形態では、形鋼２０の第１リップ部２８が形鋼２１のウェブ部２３の内面に接触しているが、第１リップ部２８は形鋼２１のウェブ部２３の内面に対して離れていてもよい。同様に、形鋼２１の第１リップ部２９が形鋼２０のウェブ部２２の内面に接触しているが、第１リップ部２９は形鋼２０のウェブ部２２の内面に対して離れていてもよい。

次に本実施形態における０．２≦Ｌ／Ｈ≦０．８の関係を立証するために実施した解析結果について示す。ここでは、軸圧縮が作用する形鋼について、Ｌ／Ｈを０．１５から０．８５の間で０．０５毎に変化させたときに、形鋼の断面形状が弾性局部座屈耐力に及ぼす影響を、有限帯板法による固有値解析によって定量評価した。なお、本解析では、図１２に示すウェブ部の幅寸法（形鋼の縦寸法）Ｈ＝１００ｍｍ、幅広フランジ部の幅寸法（形鋼の横寸法）Ｂｍｍ、板厚Ｔｍｍ、リップ部の幅寸法（長さ）Ｃ＝１５ｍｍと定義し、Ｂ／Ｈを０．４、０．６、０．８で変化させ、またＴ／Ｈを０．００８〜０．０２４の間で０．００４毎に変化させることで、断面形状の変化が形鋼の弾性局部座屈耐力に及ぼす影響を調べた。形鋼を構成する材料は、鋼の利用を想定し、ヤング係数２０５０００Ｎ／ｍｍ^２、ポアソン比０．３とした。図１３には、形鋼の耐力と比Ｌ／Ｈの関係をグラフで示した。なお、本実施例では鋼の利用を想定した解析検討であるが、無論、本発明は、アルミ、ステンレス、銅、プラスチックなど、様々な材料に適用可能である。

図１３から、Ｌ／Ｈ＝０．５の解析結果に対して、Ｌ／Ｈ＝０．２から０．８の範囲内における解析ではいずれもσ_{ｃｒ_FSM}／σ_{ｃｒ_L/H=0.5}（σ_{ｃｒ_FSM}は固有値解析から得られた弾性局部座屈耐力、σ_{ｃｒ_L/H=0.5}はＬ／Ｈ＝０．５における形鋼の断面形状に対して固有値解析から得られた弾性局部座屈耐力）の値が０．９以上となり、ウェブ部の中央部に座屈補剛を設けた場合と同等の座屈耐力を発揮した。一般に、板の局部座屈補剛を行う場合には、板要素に対して対称的にリブ（段差を形成する部位）を形成することが望ましい。しかしながら、本発明のように、非対称形状を有する形鋼に非対称な段差を設けて座屈補剛を行う場合では、同範囲に座屈補剛を設けることで、板要素の中央部に座屈補剛を設けた場合と同程度の補剛効果が得られることが分かった。本知見は、本発明において膨大な数値実験を実施した結果、新たに発見された極めて重要な知見である。
また、Ｌ／Ｈが０．３から０．７の範囲内にある場合には、σ_{ｃｒ_FSM}／σ_{ｃｒ_L/H=0.5}の値が全て１．０以上となり、同範囲に段差を設けることで、板要素の中央部に段差を設ける場合よりも大きい局部座屈耐力を発揮できることが分かった。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１８ 組立材
２０、２１ 形鋼
２２、２３ ウェブ部
２２Ａ、２３Ａ 一端部
２２Ｂ、２３Ｂ 他端部
２４、２５ 第１フランジ部
２６、２７ 第２フランジ部
２８、２９ 第１リップ部
３０、３１ 第２リップ部
３０Ａ、３１Ａ 外面
３２、３３ 段差
６２ 耐力壁
６４ 枠材
６６ 第１壁面材（壁面材）
６８ 第２壁面材（壁面材）
７０ 第１縦材（縦材）
７２ 第２縦材（縦材）
７４ 第３縦材（縦材）
７６ 第１横材（横材）
７８ 第２横材（横材）
８０ 第１中間横材（横材）
８２ 第２中間横材（横材）
８６ トラス梁
８８ 上弦材
９０ 下弦材
９２ 連結材
９６ 梁
Ｙ 幅方向
Ｚ 長手方向

Claims (18)

1. 一組の形鋼を組み立てた組立材であって、
   前記形鋼は、長尺であり、幅方向の一端部が他端部よりも厚み方向の一方側に位置するように長手方向に沿って厚み方向の段差が形成されたウェブ部と、前記ウェブ部の幅方向の一端部から前記ウェブ部の厚み方向の一方側に延びる第１フランジ部と、前記ウェブ部の幅方向の他端部から前記第１フランジ部と平行に延び、前記第１フランジ部よりも延出長さが長い第２フランジ部と、前記第２フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第１フランジ部側へ向けて延びるリップ部と、を有しており、
   一方の前記形鋼の前記第２フランジ部と前記ウェブ部と前記リップ部とで形成される凹状部に他方の前記形鋼の前記第１フランジ部側が収容され且つ他方の前記形鋼の前記第２フランジ部と前記ウェブ部と前記リップ部とで形成される凹状部に一方の前記形鋼の前記第１フランジ部側が収容された状態で、一方の前記形鋼の前記リップ部が他方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の一端部側の部分に前記ウェブ部の厚み方向で重なり且つ他方の前記形鋼の前記リップ部が一方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の一端部側の部分に前記ウェブ部の厚み方向で重なっている、組立材。
2. 前記段差の高さは、前記形鋼の公称板厚の１１０％〜１８０％の範囲内である、請求項１に記載の組立材。
3. 一方の前記形鋼の前記リップ部が他方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の他端部側の部分に前記ウェブ部の幅方向でオーバーラップすると共に、一方の前記形鋼の前記リップ部の外面が他方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記他端部側の部分の外面に対して前記ウェブ部の厚み方向で同じ位置、又は、他方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記他端部側の部分の外面に対して前記ウェブ部の厚み方向の一方側に位置し、
   他方の前記形鋼の前記リップ部が一方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の他端部側の部分に前記ウェブ部の幅方向でオーバーラップすると共に、他方の前記形鋼の前記リップ部の外面が一方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記他端部側の部分の外面に対して前記ウェブ部の厚み方向で同じ位置、又は、一方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記他端部側の部分の外面に対して前記ウェブ部の厚み方向の一方側に位置している、請求項１に記載の組立材。
4. 前記段差は、前記ウェブ部の折り曲げによって形成されている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の組立材。
5. 前記ウェブ部の幅方向の寸法をＨ、前ウェブ部の前記第１フランジ部から前記段差までの幅方向の距離をＬとしたとき、０．２≦Ｌ／Ｈ≦０．８の関係を満たす、請求項４に記載の組立材。
6. 前記段差が前記ウェブ部の幅方向の中央よりも前記第１フランジ部側に位置している、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の組立材。
7. 前記形鋼は、前記第１フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第２フランジ部側へ向けて延びる第１リップ部と、前記第２フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第１フランジ部側へ向けて延びる前記リップ部としての第２リップ部と、を有している、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の組立材。
8. 一組の前記形鋼として、それぞれ同じ寸法形状の形鋼を用いている、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の組立材。
9. 長尺であり、幅方向の一端部が他端部よりも厚み方向の一方側に位置するように長手方向に沿って厚み方向の段差が形成されたウェブ部と、
   前記ウェブ部の幅方向の一端部から前記ウェブ部の厚み方向の一方側に延びる第１フランジ部と、
   前記ウェブ部の幅方向の他端部から前記第１フランジ部と平行に延び、前記第１フランジ部よりも延出長さが長い第２フランジ部と、
   前記第２フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第１フランジ部側へ向けて延びるリップ部と、
   を有し、
   前記ウェブ部の前記段差から前記第１フランジ部までの幅方向の距離が、前記リップ部の延出長さよりも長い、形鋼。
10. 記段差の高さは、前記形鋼の公称板厚の１１０％〜１８０％の範囲内である、請求項９に記載の形鋼。
11. 前記段差は、前記ウェブ部の折り曲げによって形成されている、請求項９又は請求項１０に記載の形鋼。
12. 前記ウェブ部の幅方向の寸法をＨ、前ウェブ部の前記第１フランジ部から前記段差までの幅方向の距離をＬとしたとき、０．２≦Ｌ／Ｈ≦０．８の関係を満たす、請求項１１に記載の形鋼。
13. 前記段差が前記ウェブ部の幅方向の中央よりも第１フランジ部側に位置している、請求項９〜請求項１２のいずれか１項に記載の形鋼。
14. 前記形鋼は、前記第１フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第２フランジ部側へ向けて延びる第１リップ部と、前記第２フランジ部の前記ウェブ部とは反対側の端部から前記第１フランジ部側へ向けて延びる前記リップ部としての第２リップ部と、を有している、請求項９〜請求項１３のいずれか１項に記載の形鋼。
15. 請求項９〜請求項１４のいずれか１項に記載された形鋼を一組備え、
    一方の前記形鋼の前記第２フランジ部と前記ウェブ部と前記リップ部とで形成される凹状部に他方の前記形鋼の前記第１フランジ部側が収容され且つ他方の前記形鋼の前記第２フランジ部と前記ウェブ部と前記リップ部とで形成される凹状部に一方の前記形鋼の前記第１フランジ部側が収容された状態で、一方の前記形鋼の前記リップ部が他方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の一端部側の部分に前記ウェブ部の厚み方向で重なり且つ他方の前記形鋼の前記リップ部が一方の前記形鋼の前記ウェブ部の前記段差よりも幅方向の一端部側の部分に前記ウェブ部の厚み方向で重なっている、組立材。
16. 一対の上弦材及び下弦材と、前記上弦材と前記下弦材とを連結する連結材と、を備えたトラス梁であって、
    前記上弦材、前記下弦材及び前記連結材の少なくとも一つが、請求項１〜請求項８及び請求項１５のいずれか１項に記載の組立材を用いて形成されているトラス梁。
17. 一対の縦材と前記一対の縦材をつなぐ複数の横材とを有する枠材と、前記枠材に接合された壁面材と、を備えた耐力壁であって、
    前記縦材及び前記横材の少なくとも一方が、請求項１〜請求項８及び請求項１５のいずれか１項に記載の組立材を用いて形成されている耐力壁。
18. 請求項１〜請求項８及び請求項１５のいずれか１項に記載の組立材を用いて形成され、建物の柱を水平方向につなぎ、建物の上下方向及び水平方向の少なくとも一方向への荷重を支持する梁。
    

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