JP4286239B2 - Beams and steel structures using beams - Google Patents
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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。 The present invention relates to a beam material used by being connected to a beam material connecting portion (panel zone) in a steel pipe column (post) of a steel structure, for example, and a steel structure using the beam material.
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。)。
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。 According to the above-described conventional configuration, for example, I-type steel (H-type steel) having a flange plate thickness of 22 mm, a web portion plate thickness of 12 mm, a flange width of 250 mm, and a height between outer surfaces of both flanges of 600 mm is employed. In some cases, the structure of [flange plate thickness> web portion plate thickness], that is, by forming the web portion thin, it is possible to ensure a predetermined (standard) strength while reducing the weight of the material used.
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。 However, according to the above-described conventional configuration, when it is attempted to increase the bending moment value or improve the strength in order to reduce the roll, the thickness of the web portion must be increased and used. The steel material becomes heavy and the material cost becomes high.
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7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。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a beam material capable of increasing the bending moment value without increasing the weight of the steel material to be used.
Further, the invention described in
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り、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。
In order to achieve the above-mentioned object, a beam material according to
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好適に形成し得るとともに、曲げモーメント値を上げ得る。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, the beam material is formed in a U-shaped frame shape having a laterally upward upper flange portion at the upper end, so that the I-shaped steel (H-shaped steel) Compared to the type, the steel material used can be suitably formed without increasing the weight, and the bending moment value can be increased.
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。
Further, in the beam material according to
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。
Therefore, according to the invention of
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。
The beam member according to
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。
Therefore, according to the invention of
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。
Furthermore, the beam material according to
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。
Therefore, according to the invention of
また本発明の請求項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、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。
Further, the beam material according to
したがって請求項5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。
Therefore, according to the invention of
And the beam material of
したがって請求項6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。 Therefore, according to the sixth aspect of the present invention, when concrete or reinforced concrete is placed in the recess that is the internal space of the beam material, the concrete enters the concave portion group, or the convex portion group enters the concrete.
さらに本発明の請求項7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字型枠状に形成するとともに、前記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、かつ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、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。
Furthermore, the steel structure using the beam material according to
したがって請求項7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好適に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。
Therefore, according to the invention of
また本発明の請求項8記載の梁材使用の鉄骨構造物は、上記した請求項7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。
The steel structure using a beam material according to
したがって請求項8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。
Therefore, according to the invention of
そして本発明の請求項9記載の梁材使用の鉄骨構造物は、上記した請求項7または8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。
A steel structure using a beam material according to claim 9 of the present invention is characterized in that, in the configuration according to
したがって請求項9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10記載の梁材使用の鉄骨構造物は、上記した請求項7または8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。
Therefore, according to the invention of claim 9 , the strength and the like can be further improved by placing the concrete using the internal space of the beam material.
Furthermore, the steel structure using the beam material according to
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11記載の梁材使用の鉄骨構造物は、上記した請求項9または10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。
Therefore, according to the invention of
Moreover, the steel structure using the beam material according to
したがって請求項11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。
Therefore, according to the invention of
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好適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。 According to the first aspect of the present invention described above, the beam member is formed in a U-shaped frame shape having a laterally upward upper flange portion at the upper end, and therefore, by the reinforcing action by the pair of left and right web portions, ), The steel material used can be formed firmly and suitably without increasing the weight of the steel material, that is, without increasing the material cost, and the bending moment value can be increased.
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。 According to the second aspect of the present invention described above, the beam member is formed in a U-shaped frame shape having an upper flange portion facing outwardly at the upper end, so that the I-shaped steel ( Compared to the H-type steel), the steel material used can be formed firmly without increasing the weight of the steel material, that is, without increasing the material cost, and the bending moment value can be increased. Enough strength can be secured.
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。
According to
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。 Further, according to the fourth aspect of the present invention, the beam member is formed in a U-shaped frame shape having an outwardly upward flange portion at the upper end, so that the I-shaped steel (H Compared to the type of steel), the steel material used can be formed firmly without increasing the weight of the steel material, that is, without increasing the material cost, and the bending moment value can be increased. Etc. can be secured sufficiently. Further, since the beam material can be welded and joined in a state of being eccentric with respect to the beam material connecting portion of the steel pipe column, a portion corresponding to the outer wall in the steel structure can be easily configured.
また上記した本発明の請求項5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6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。
According to the fifth aspect of the present invention, the bending moment value can be further increased by forming the beam material in a rectangular U-shaped frame shape that is long in the vertical direction.
According to the sixth aspect of the present invention described above, when concrete or reinforced concrete is placed in the recess that is the internal space of the beam material, the concrete enters the concave group, or the convex group enters the concrete. As a result, the left and right web portions can be integrated with concrete or reinforced concrete, so that a solid beam can be obtained.
さらに上記した本発明の請求項7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好適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。 According to the seventh aspect of the present invention described above, the steel structure is formed by using a U-shaped frame-shaped beam member having a horizontal upper flange portion at the upper end and reinforced by left and right web portions. Compared to the type using a beam of type steel (H-type steel), the steel material to be used can be firmly and suitably configured without increasing the weight of the steel material, that is, without increasing the material cost, and the bending moment value can be increased. A predetermined (standard) strength and the like can be sufficiently ensured, and the roll can be reduced.
また上記した本発明の請求項8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。
According to
そして上記した本発明の請求項9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10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。
According to the ninth aspect of the present invention, the strength and the like can be further improved by placing the concrete using the internal space of the beam material.
Furthermore, according to claim 10 of the present invention described above, the strength and the like can be further improved by placing the reinforced concrete using the internal space of the beam material.
しかも上記した本発明の請求項11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。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。 In addition, according to the eleventh aspect of the present invention, when concrete or reinforced concrete is placed in the recess that is the internal space of the beam material, the concrete enters the concave group, or the convex group enters the concrete. Thus, the left and right web portions and the concrete or reinforced concrete can be integrated, and thus can be firmly coupled to further improve the strength . The beam members by this, and the thickness of the left and right of the web portion is thinner, while can be formed without increase the weight of the materials used, it is possible to ensure sufficient strength, both web portion is deformation Can be prevented.
[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。
[Embodiment 1]
Below,
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
ここで梁材10は、左右の上フランジ部15の板厚T2に対して下フランジ部11の板厚T1が等厚もしくは薄く[T2≧T1]形成されるとともに、フランジ部15,11の板厚T2,T1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[T2≧T1≧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W2が同等状[W2≒W2]に形成されるとともに、両上フランジ部15の幅W2の加算値に対して下フランジ部11の幅W1が同等状[W2+W2≒W1]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W1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[W2+W2≒W1≦H]形成されている。
Here, in the
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T1,T2が9mm〜40mm、両上フランジ部15の幅W2の加算値[W2+W2]や両ウエブ部13の外面間の幅外寸W1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T1,T2が9mm〜40mmと薄く形成され、そして幅外寸W1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。
As the
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。
Therefore, the
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。
The
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。
The lower end of the lower
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。
Further, the connection between the free ends of the
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。
In addition, as coupling | bonding by the
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。
The
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。
When the
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。
Thus, as the
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
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。
That is, as shown in FIGS. 6 and 7, the
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。
According to the configuration of the second embodiment, the
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。
And as shown in the phantom line of FIG. 8, intensity | strength etc. can be improved further by placing reinforced concrete FC using the
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。
In the second embodiment, the inner surface of the left and
[Embodiment 3]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
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。
That is, as shown in FIG. 9 and FIG. 10, the
ここで梁材20は、左右の上フランジ部25A,25Bの板厚T2に対して下フランジ部21の板厚T1が等厚もしくは薄く[T2≧T1]形成されるとともに、フランジ部25A,25B,21の板厚T2,T1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[T2≧T1≧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W3に対して内向き上フランジ部25Bの幅W4が短く[W3>W4]形成されるとともに、両上フランジ部25A,25Bの幅W3,W4の加算値に対して下フランジ部21の幅W1が同等状[W3+W4≒W1]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W1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[W3+W4≒W1≦H]形成されている。
Here the
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T1,T2が9mm〜40mm、両上フランジ部25A,25Bの幅W3,W4の加算値[W3+W4]や両ウエブ部23の外面間の幅外寸W1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T1,T2が9mm〜40mmと薄く形成され、そして幅外寸W1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。
As the
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。
Therefore, the
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W1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。
The
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。
The connection between the free ends of the
The
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。
Then, as shown by the phantom line in FIG. 11, the strength and the like can be further improved by placing the reinforced concrete FC using the
[Embodiment 4]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
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。
That is, as shown in FIG. 13 and FIG. 14, the
ここで梁材30は、外向き上フランジ部35の板厚T2に対して下フランジ部31の板厚T1が等厚もしくは薄く[T2≧T1]形成されるとともに、フランジ部35,31の板厚T2,T1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[T2≧T1≧t]形成されている。そして梁材30は、下フランジ部31の幅W1に対して外向き上フランジ部35の幅W5が同等状もしくは短く[W1≧W5]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W1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[W1≦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。
Here, in the
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T1,T2が9mm〜40mm、外向き上フランジ部35の幅W5が200mm〜600mm、両ウエブ部33A,33Bの外面間の幅外寸W1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T1,T2が9mm〜40mmと薄く形成され、そして幅外寸W1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。
As the
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。
Therefore, the
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W1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。
The
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。
The connection between the free ends of the
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。
The
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。
Then, as shown by the phantom line in FIG. 15, the strength and the like can be further improved by placing the reinforced concrete FC using the
[Embodiment 5]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
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T3がフランジ部11,15の板厚T1,T2と等厚状[T2≧T1≒T3]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T3がフランジ部21,25A,25Bの板厚T1,T2と等厚状[T2≧T1≒T3]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T3がフランジ部31,35の板厚T1,T2と等厚状[T2≧T1≒T3]に形成されている。
That is, modification of FIG. 17 (a)
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A3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A3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。
In the above-described first to fifth embodiments, the
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。
In this way, the
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。
In the above-described first to fourth embodiments, the form in which the reinforced concrete FC is placed in the
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W1よりも、上下のフランジ部の外面間の高さ外寸Hが長く[W1<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[W1>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、[W1≒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。
In the first to fourth embodiments described above, as the
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。
In Embodiment 1-4 mentioned above, although the form which carried out the
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。
In the above-described first to fourth embodiments, the
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。
In the above-described first to fourth embodiments, a form in which the free ends of the
In Embodiment 1-4 mentioned above, although the form of a square steel pipe is shown as the
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。
In the second embodiment described above, the
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。
In Embodiment 1-4 mentioned above, although the form used by connecting with the
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
T1 下フランジ部の板厚
T2 上フランジ部の板厚
T3 ウエブ部の板厚
W1 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
DESCRIPTION OF
5b weld
H Height between outer surfaces of upper and lower flanges External dimensions FC Reinforced concrete F Reinforcement C Concrete E Floor
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