JP4990312B2 - ノンダイアフラム構法の設計方法 - Google Patents
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Description
1)横軸に[梁幅/柱部外径]をとり、縦軸に[梁せい/柱部外径]をとり、柱部外径の値に応じた付加バネの要・不要の境界線を引き、[パネル部板厚/柱部外径]をパラメータとした判定グラフのうち、前記パラメータの値に対応した判定グラフを用いて、[梁幅/柱部外径]の値と、[梁せい/柱部外径]の値とから、付加バネの要・不要を判定、
2)横軸に[梁せい/柱部外径]をとり、縦軸に[パネル部板厚/柱部外径]をとり、柱部外径の値に応じた付加バネの要・不要の境界線を引き、[梁幅/柱部外径]をパラメータとした判定グラフのうち、前記パラメータの値に対応した判定グラフを用いて、[梁せい/柱部外径]の値と、[パネル部板厚/柱部外径]の値とから、付加バネの要・不要を判定、
3)横軸に[梁幅/柱部外径]をとり、縦軸に[パネル部板厚/柱部外径]をとり、柱部外径の値に応じた付加バネの要・不要の境界線を引き、[梁せい/柱部外径]をパラメータとした判定グラフのうち、前記パラメータの値に対応した判定グラフを用いて、[梁幅/柱部外径]の値と、[パネル部板厚/柱部外径]の値とから、付加バネの要・不要を判定、
この1)〜3)のパラメータにより、通しダイアフラム構法と仕口部剛性を比較して、1)〜3)のパラメータに対して、ノンダイアフラム構法の剛性が高く付加バネが不要の判定の場合には付加バネを考慮しない設計として、通常の構造規定の計算に入るか、または新たな断面の選択に戻り、また、いずれかのパラメータに対して、ノンダイアフラム構法の剛性が低く付加バネが要の判定の場合には断面を変更するか否かの判断を行い、断面を変更するときには新たな断面の選択に戻り、また断面を変更しないときには付加バネの計算を行って、付加バネを考慮した設計を行ったのち、通常の構造規定の計算に入ることを特徴としたものである。
そして、1)〜3)のパラメータの全てで付加バネが不要の判定の場合には付加バネを考慮しない設計として、通常の構造規定の計算に入るか、または断面選択に戻って新たな断面の選択を行う。また1)〜3)のパラメータのうち、いずれかのパラメータに対して、ノンダイアフラム構法の剛性が低く付加バネが要の判定の場合には、断面を変更するか否かの判断を行う。そして、断面を変更すると判断したときは、断面選択に戻って新たな断面の選択を行い、また、断面を変更しないと判断したときは、付加バネの計算を行い、そして付加バネを考慮した設計を行ったのち、通常の構造規定の計算に入る。
以上のようにして、通常の構造規定の計算に入る前に、パネル部フランジ面の耐力が梁部の終局耐力以上か否かの判断や、1)〜3)のパラメータにより、通しダイアフラム構法との仕口部剛性を比較して付加バネの要・不要の判定などを行って、新たな断面の選択に戻れる。これにより、パネル部に最適の板厚(現在よりも薄い板厚)の熱間成形鋼管を使用し得る。
そして、1)〜3)のパラメータの全てで付加バネが不要の判定の場合には付加バネを考慮しない設計として、通常の構造規定の計算に入るか、または断面選択に戻って新たな断面の選択を行うことができる。また1)〜3)のパラメータのうち、いずれかのパラメータに対して、ノンダイアフラム構法の剛性が低く付加バネが要の判定の場合には、断面を変更するか否かの判断を行う。そして、断面を変更すると判断したときは、断面選択に戻って新たな断面の選択を行うことができ、また、断面を変更しないと判断したときは、付加バネの計算を行い、そして付加バネを考慮した設計を行ったのち、通常の構造規定の計算に入ることができる。
以上のようにして、通常の構造規定の計算に入る前に、パネル部フランジ面の耐力が梁部の終局耐力以上か否かの判断や、1)〜3)のパラメータにより、通しダイアフラム構法との仕口部剛性を比較して付加バネの要・不要の判定などを行って、新たな断面の選択に戻ることができる。これにより、柱部とパネル部とに熱間成形鋼管を用いることによる種々な利点を維持し得るものでありながら、パネル部に最適の板厚(現在よりも薄い板厚)の熱間成形鋼管を用いることができて、鉄骨重量を軽減できるとともに、パネル部のフレームがより柔らかくなることで、建物の一次固有周期を長くでき(一次固有周期を上げることができ)、さらに建物重量を軽くでき、そしてこれらは、いずれも耐震性の向上に寄与できる。
以下に、本発明の実施の形態1を、柱部(シャフト部)とパネル部(仕口部)とに熱間成形した四角形鋼管を採用した状態として、図に基づいて説明する。
tf/tP<1.232‥‥(SN490の梁材が接続される場合)
tf/tP<1.493‥‥(SN400の梁材が接続される場合)
を満足するか否かにより確認する。
2)横軸に[梁せいD/柱部外径B]をとり、縦軸に[パネル部板厚tp/柱部外径B]をとり、柱部外径Bの値に応じた付加バネの要・不要の境界線を引き、[梁幅2b/柱部外径B]をパラメータとした判定グラフのうち、前記パラメータの値に対応した判定グラフを用いて、[梁せいD/柱部外径B]の値と、[パネル部板厚tp/柱部外径B]の値とから、付加バネの要・不要を判定(ステップ6)。
ここで、たとえば柱部外径Bが450mmと700mmの場合で、[パネル部板厚tP/柱部外径B=1/11]をパラメータとして付加バネの要・不要の判定が図6に示され、[梁幅2b/柱部外径B=5/9]をパラメータとして付加バネの要・不要の判定が図7に示され、[梁せいD/柱部外径B=14/9]をパラメータとして付加バネの要・不要の判定が図8に示されている。
12 短尺四角形鋼管(パネル部)
12B パネル部フランジ面
13 裏当て金
16 四角形鋼管柱(柱材用鋼管)
17 梁部(梁材)
20 鉄骨構造物
tc 長尺四角形鋼管11の板厚
tp 短尺四角形鋼管12の板厚
L 短尺四角形鋼管12の長さ
B 長尺四角形鋼管11の外径
Bp 短尺四角形鋼管12の外径
R コーナ部11Aにおける外周曲面の曲率半径
Rp コーナ部12Aにおける外周曲面の曲率半径
2b 梁幅
tf フランジ板厚
D 梁せい
x 増厚余長部
Claims (3)
- 柱部とパネル部とに熱間成形鋼管を用い、柱部の板厚に対してパネル部の板厚を厚くしたノンダイアフラム構法の設計方法であって、
柱部とパネル部と梁部との断面を選択して設定数値と比較することで寸法・材質が適用範囲内か否かを判断し、適用範囲外であるときは断面選択に戻って新たな断面を選択し、適用範囲内であるときはパネル部フランジ面の耐力が梁部の終局耐力以上か否かを判断し、パネル部フランジ面の耐力が梁部の終局耐力以下のときは断面選択に戻って新たな断面を選択し、梁部の終局耐力以上のとき、通しダイアフラム構法との仕口部剛性を比較して付加バネの要・不要を判定し、付加バネの要・不要は、順番を任意として、1)〜3)のパラメータで仕口部剛性の評価を行うこととし、
1)横軸に[梁幅/柱部外径]をとり、縦軸に[梁せい/柱部外径]をとり、柱部外径の値に応じた付加バネの要・不要の境界線を引き、[パネル部板厚/柱部外径]をパラメータとした判定グラフのうち、前記パラメータの値に対応した判定グラフを用いて、[梁幅/柱部外径]の値と、[梁せい/柱部外径]の値とから、付加バネの要・不要を判定、
2)横軸に[梁せい/柱部外径]をとり、縦軸に[パネル部板厚/柱部外径]をとり、柱部外径の値に応じた付加バネの要・不要の境界線を引き、[梁幅/柱部外径]をパラメータとした判定グラフのうち、前記パラメータの値に対応した判定グラフを用いて、[梁せい/柱部外径]の値と、[パネル部板厚/柱部外径]の値とから、付加バネの要・不要を判定、
3)横軸に[梁幅/柱部外径]をとり、縦軸に[パネル部板厚/柱部外径]をとり、柱部外径の値に応じた付加バネの要・不要の境界線を引き、[梁せい/柱部外径]をパラメータとした判定グラフのうち、前記パラメータの値に対応した判定グラフを用いて、[梁幅/柱部外径]の値と、[パネル部板厚/柱部外径]の値とから、付加バネの要・不要を判定、
この1)〜3)のパラメータにより、通しダイアフラム構法と仕口部剛性を比較して、1)〜3)のパラメータに対して、ノンダイアフラム構法の剛性が高く付加バネが不要の判定の場合には付加バネを考慮しない設計として、通常の構造規定の計算に入るか、または新たな断面の選択に戻り、また、いずれかのパラメータに対して、ノンダイアフラム構法の剛性が低く付加バネが要の判定の場合には断面を変更するか否かの判断を行い、断面を変更するときには新たな断面の選択に戻り、また断面を変更しないときには付加バネの計算を行って、付加バネを考慮した設計を行ったのち、通常の構造規定の計算に入ることを特徴とするノンダイアフラム構法の設計方法。 - パネル部フランジ面の耐力が梁部の終局耐力以上か否かの耐力評価は、パネル部フランジ面の面外耐力が梁部の終局耐力以上か否かの判断と、パネル部フランジ面のパンチングシア耐力が梁部の終局耐力以上か否かの判断とを、いずれかを先行させて2段階で行うこととし、かかるパネル部フランジ面の両耐力評価で、いずれかが梁部の終局耐力以下のとき、柱部とパネル部と梁部との断面選択に戻って新たな断面を選択することを特徴とする請求項1記載のノンダイアフラム構法の設計方法。
- 柱部とパネル部とに熱間成形角形鋼管を用いていることを特徴とする請求項1または2記載のノンダイアフラム構法の設計方法。
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