JP2749310B2 - 鉄骨構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、鉄骨、または鉄骨・鉄筋コンクリート構
造体に関するものである。さらに詳しくは、この発明
は、施工が容易で、鉄骨の重量およびコストを減少させ
ることのできる鉄骨、または鉄骨・鉄筋コンクリート構
造に関するものである。

（従来の技術） ビルディング、家屋等の構造体に関しては、数多くの
鉄骨を組立て接合して強度、耐震性等の力学性能に配慮
した施工が行われている。

従来、この施工には、力学的な観点より、せん断力と
曲げモーメントを負担するためにウェブとフランジとか
らなるＨ型のが用いられてきている。すなわち、たとえ
ば第５図に示したように、ウェブ（ア）とフランジ
（イ）とからなる鉄骨（ウ）である。構造体の施工にお
いては柱またははり部材としてこの鉄骨（ウ）を用い、
柱またははりのほぼ中央部において、鉄骨（ウ）の接合
を行っている。

この従来の施工においては、鉄骨（ウ）の接合は、第
５図に示してあるように、補強材（エ）を介してウェブ
（ア）接合端で、およびフランジ（イ）接合端でのボル
ト接合または溶接によって行ってきている。

（従来技術の問題点） しかしながら、このような従来の鉄骨構造において
は、鉄骨部材そのものの重量が極めて大きなものとな
り、また、現場施工の面からは、たとえば第６図に示し
たように、柱やはりの鉄骨（ウ）の接合部で施工誤差
（オ）を生じると、ウェブ（ア）での接合はともかくと
して、フランジ（イ）の接合が困難となったり、あるい
は補強材（エ）の変形をもたらすなどの問題があり、こ
のため、施工精度を上げるための施工時間、工期、コス
ト等の減少は極めて困難であった。

上記の鉄骨部材そのものの重量を減少させるための試
みとして、第７図に示したように、フランジ（イ）の幅
に段差（カ）を設けることも行われている。しかしなが
ら、この場合にも、依然としてその重量減の効果はわず
かであり、しかも接合部の現場施工の問題は解消されて
いない。

さらにこの試みの場合には、フランジ（イ）のための
部材の製造において第８図に示したように、その板取り
パターンの特徴から無駄になる部分（キ）が出ること
や、切断作業がめんどうであるという欠点もあった。

（問題点を解決するための手段） この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもの
であり、従来の鉄骨構造とその部材の欠点を克服し、大
幅な重量減とそれによるコストダウン、ならびに施工が
容易な改善された鉄骨構造とそのための部材を提供する
ことを目的としている。

この目的の実現のために、この発明の鉄骨構造は、フ
ランジ部を鉄骨相互の接合部に向けて、徐々にその幅を
縮小させ、フランジ部においては一切の接合を行わず
に、ウェブのみを接合することを特徴としている。

（作 用） 従来の常識からすると、この発明の鉄骨構造は想到で
きないものであるが、以下のようなこの発明者の知見に
基づいてこの発明はなされている。

すなわち、鉄骨または鉄筋コンクリート造りの構造体
においては、その鉄骨は、主としてウェブでせん断力
を、またフランジで曲げモーメントを負担している。

地震などによる水平力が構造体に作用すると、柱、は
りには、せん断力と曲げオーメントが作用する。従来、
フランジはこの曲げモーメントを負担するために、同一
幅、もしくは第７図のように段差を設け、接合部でのボ
ルト接合や溶接が欠かせないと考えられてきた。

しかしながら第１図に示したように、柱（ａ）、はり
（ｂ）のいずれの場合においても、ほぼ中央部において
は曲げモーメントがゼロになる点（反曲点）がある。こ
の部分では、そのために曲げモーメントを負担するフラ
ンジは必要がない。もちろん、反曲点の上下移動、長期
荷重によって中央部にも曲げモーメントは存在するが、
長大スパンではなく、上下階の剛性がほぼ均等であれ
ば、この中央部の曲げモーメントは小さく、鉄筋コンク
リートや鉄筋ウェブで、充分負担可能である。

このため。中央部では、フランジの幅は小さくするこ
とができ、しかも、接合の必要もない。

このことにより、鉄骨の重量、接合のための補強材や
ボルトなどの重量を大きく減少させることができ、フラ
ンジ部の接合を必要としないために、施工は極めて容易
となる。

（実施例） 次に、この発明の実施例を図面に沿って説明する。も
ちろん、この発明は、以下の実施例によって限定される
ものではない。

第２図は、この発明の鉄骨構造とその部材の一実施例
を示したものである。柱（１）とはり（２）との組立体
として示している。

鉄骨には、ウェブ（３）とフランジ（４）とを儲け
る。鉄骨の柱（１）およびはり（２）のほぼ中央部にお
いて鉄骨を接合しているが、この接合は、補強材（５）
を介して、ウェブ（３）の接合端においてのみボルト
（６）接合、または溶接によって行う。フランジ（４）
は、鉄骨の接合端において一切接合する必要はない。

このフランジ（４）は、鉄骨の接合部、すなわち、柱
またははりの中央部に向けて、徐々にその幅を縮小させ
ている。この縮小の程度は、曲げモーメントの減少の構
造力学計算に一定の許容度を考慮して決めることができ
る。第７図のように段差を設ける場合には、第１図に示
した曲げモーメントの反曲点に向けての減少に適切に対
応することができない。連続的に徐々に幅を減少させる
ことが必要である。

第３図は、第２図の構造を平面図として示したもので
ある。はり（２）のフランジ（４）も、同様にその幅は
徐々に減少させてあり、また、鉄骨の接合端でのフラン
ジ（４）の接合は行っていない。

第４図は、このフランジ部材の板取りパターンを示し
た平面図である。この第４図から明らかなように、この
発明の場合には、板体（７）の切断が容易であって、フ
ランジ部材（８）の板取りにともなって、第８図に示し
た従来例のような無駄もない。

たとえば、以上のように例示することのできるこの発
明の鉄骨構造は、そのまま工場、家屋等の構造として用
いてもよいし、さらにこの構造を有する鉄骨・鉄筋コン
クリート構造体としてもよい。

（発明の効果） この発明により、以上詳しく説明した通り、次のよう
な効果が得られる。

１）鉄骨フランジ部の大幅な重量減とそれにともなうコ
ストダウン。

２）フランジ部接合の必要がないことによる補強部材、
ボルト等の重量減とそれにともなうコストダウン。

３）ウェブ接合の際に、フランジ部の断面がほとんどな
いので接続作業が容易である。

４）現場での接合部位が減少するので、工期短縮、省力
化が図れる。

５）鉄骨接合部の施工誤差にともなう接合補強材の変形
や、接合が困難となることはない。

誤差は吸収することができる。

この発明により、鉄骨構造の技術的、経済的効果は飛
躍的に大きなものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は、柱およびはりについての曲げモ
ーメントについて示した応力パターン図である。 第２図および第３図は、この発明の一実施例を示した正
面図および平面図である。第４図は、フランジの板取り
パターン例を示した平面図である。 第５図は、従来の鉄骨構造を例示した部分斜視図であ
る。第６図は、施工誤差について示した正面図である。
第７図は、他の従来例を示した平面図である。 第８図は、この第７図の例のフランジ板取りパターンを
示した平面図である。 １……柱 ２……は り ３……ウェブ ４……フランジ ５……補強材 ６……ボルト ７……板 体 ８……フランジ部材

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フランジ部を鉄骨相互の接合部に向けて、
   徐々にその幅を縮小させ、フランジ部は接合せずに、ウ
   ェブのみを接合することを特徴とする柱またははりの鉄
   骨構造体。
2. 【請求項２】フランジ部を鉄骨相互の接合部に向けて、
   徐々にその幅を縮小させ、フランジ部は接合せずに、ウ
   ェブのみを接合した鉄骨を配設していることを特徴とす
   る鉄骨・鉄筋コンクリート構造体。