JPH02232451A - 開口のある梁およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この出願の発明は、開口のある梁，特に、開口の周りが
リブにて補強され，梁成を大きくすることなく開口の口
径を大きくしても梁の強度等が低下しない開口のある梁
およびその製造法に関する。

従来の技術 空調装置等のダクト，管，線等は、有孔鋼製梁のウェブ
の孔（開口）に通して、天井裏等に配設している． 従来の有孔鋼製梁には、（イ）第１８図および第１９図
に示すように，梁１の円形孔ＩＣのあるウェブ１ｂの部
分にリング状の補強プレート２を溶接ｗしたもの．（口
）第２０図および第２１図に示すように、梁３のウェブ
３ｂの円形孔３Ｃに、この孔３ｃの直径と略同じ外径の
短い円管体の補強スリーブ４を嵌合して，補強スリーブ
４をウェブ３ｂに溶接したもの，（ハ）第２２図および
第２３図に示すように、梁５のウェブ５ｂにその長手方
向の基準線５ｄの上下にわたって、上水平部５ｃ，と，
下水平部５ｃ，と、上水平部５ｏ１と下水平部５ｃ，と
を結ぶ傾斜部５ｃ，、５ｃ，とからなる角波形の切り溝
５Ｃを形成して，梁５を一つの梁部材５Ａ、５Ｂに分割
し、梁部材５Ａのウェブの端縁の山部と梁部材５Ｂのウ
ェブの端縁の山部とを接合し、その接合部を溶接して全
長にわたって多数の六角形の開［：ｌ５ｄを形成したも
の等がある． 発明が解決しようとする課題 従来の有孔鋼製梁においては，次のような欠点がある． （イ）の有孔鋼製梁においては、円形孔ＩＣを大きくす
ると，孔ＩＣの周囲とフランジ１ａの内側面との間隔ｄ
，が小さくなり、補強プレート２のリングの幅が小さく
なり、補強プレート２を設ける意味がなくなるから、円
形孔ＩＣを大きくすることができない．また、円形孔Ｉ
Ｃを大きくしてゆくと、梁の剛性低下や必要な強度を確
保することができない． （口）の有孔鋼製梁においては，円形孔３Ｃを大きくし
、かつ補強スリーブ４の外径を大きくすると，孔３Ｃの
周囲とフランジ３ａの内側面との間隔ｄ２が小さくなり
、補強スリーブ４はその外径が大きくなってもその強度
があまり増加せず、円形孔３ｃが大きくなると梁の剛性
、強度などが低下するから，円形孔３ｃの大きさを十分
に大きくすることができない。

（ハ）の有孔鋼製梁においては、孔５ｄを大きくしよう
とすると、上水平部５ｃ，または下水平部５ｃ２とフラ
ンジ５ａの内側面と間隔ｄ３を小さくする必要があり、
この間隔ｄ，を小さくすると、この部分の梁の強度が小
さくなるから、開口５ｄの口径の大きさには限度がある
。

前記（イ）ないし（ハ）の有孔ｆＩｌｍ梁は、いずれも
梁成を大きくしないと口径の大きな孔（開口）を形成す
ることができない欠点がある．梁成が大きくなると天井
裏の空間が大きくなり，建物の有効な室空間を狭めてし
まう． この出願の発明の解決しようとする課題は、上記の欠点
のない口径の大きい開口のある梁を提供すること，換言
すると，梁成を大きくせずに開口の口径を大きくできか
つ強度等の低下をきたさない梁およびその梁を造る簡便
な製造法を提供することにある． 課題を解決するための手段 この出願の梁の発明は、ウェブと一対のフランジとから
なる梁において，ウェブには少なくとも一つの四角形の
開口があり、この開口の四角形の対角線の一つが梁の長
手方向に対して直角に位置しており、開口の周囲のウェ
ブの部分にこれと一体にリブが形成され，このリブが開
口の四角形の各辺に沿った辺からなる角形リブ体を形成
している梁にある． 前記角形リブ体は、その４つの辺部分がそれぞれ梁のフ
ランジの面に対して傾斜してウェブやフランジにトラス
状に結合されていて，角形リブ体によるトラス効果（ラ
チス的効果）により、梁に作用する重直力を軸力に置き
換えうるから、梁成を大きくしないで、ウェブの開口を
大きくしても，梁の剛性、耐力等を低下させることがな
い。

梁としては，たとえば、Ｈ形鋼梁または組立Ｈ形鋼梁を
使う． リブはウェブの両側の開口の周囲の部分にウェブと一体
に形成され、このリブは，開口のあるウェブの部分を挾
んで、角形リブ体を形成している。

好ましい実施形態においては、ウェブの開口の形状を隅
部に円弧状部のある四角形にし５角形リブ体の四角形も
隅部に円弧状部のある四角形にするが、四角形の隅部に
は円弧状部がなくても良い６こ゛の出願の梁の製造法の
発明は、ウェブと一対のフランジとからなる金属製梁の
製造法において、孔の四角形の対角線の一つが梁の長手
方向に対して直角に位置するように．ウェブに少なくと
も一つの四角形の孔を形成し，この四角形の孔にその内
形と略同じ外形の金属製の角形リブ体を嵌合し、西角形
の孔のＲ囲に対応する角形リブ体の部分とウェブの四角
形の孔のある部分とを溶接して一体化し．角形リブ体の
内空部を梁の開口とする金属製梁の製造法にある． 角形リブ体をウェブの孔に嵌合し，その両端をそれぞれ
ウェブの両側面から突出させ、角形リブ体をウェブの四
角形の孔のある部分に溶接し、梁と角形リブ体とを一体
に結合する．また、好ましい実施形態においては、フラ
ンジの内側面に面する角形リブ体の部分をフランジの内
側の部分に溶接し，梁と角形リブ体とを強固に結合する
。

ウェブに２以上の四角形の孔を互いに隣接して形成する
場合は、２以上の四角形の孔にそれらの内形と略同じ外
形の角形リブ体をそれぞれ嵌合し、角形リブ体をウェブ
に溶接し，かつ梁の長手方向の角形リブ体の端部をこれ
と隣接する他の角形リブ体の端部に溶接する。梁のウェ
ブ，フランジおよび各角形リブ体をそれらの隣接部分で
互いに溶接して完全に一体化する． ＃ｌ製梁としてＨ形鋼を使い，リブとなる角形リブ体と
して角形鋼管を所定長さに切断して作ったものを使うと
、大口径の開口のある鋼製梁の製造が容易にある．前記
所定長さは，たとえば，梁のフランジの幅に相当する長
さである． なお、この明Ｍ書で使う「四角」または「四角形ノとい
う語は，角部に円弧状部のある四角形や，角部が切り欠
いてある四角形をも含んでいる。

実施例 第１実施例は、第１図および第２図に示すように，ｌｌ
ｌＩＴｗのフランジ１０ａとウェブ１０ｂとを備えた高
さｈのＨ形鋼梁１０に一つの口径の大きい開口八〇を形
成する例である． 第３図および第４図に示すように、Ｉ１形鋼梁１０のウ
ェブ１０ｂの所望位置に、平行な辺間の間隔Ｘ．が等し
い四角形の孔１−Ｏｃをあけろ。この孔ｆｏｅは，その
北下方向の対角線をＨ形鋼梁１０の長手方向に灯して直
交させ，孔Ｒｏｅの四角形の各辺１０ｅをウェブ１０ｂ
に対して４５゜傾斜させる。四角形の角隅部にそれぞれ
円弧状部（アールともいう）１０ｄを形成する，孔］．
　Ｏ　ｃの−Ｌ下の円弧状部１０ｄとフランジ１０ａの
内側の面１０ａよとの間隔ｄ４は、Ｈ形鋼梁１０のフラ
ンジ１．　０　ａとウェブ１０ｂとの連結部に形成され
た円弧状部Ｊｏｂ，が残る大きさにする． 平行な辺間の間隔Ｘ２が孔１０ｃの平行な辺間の間隔ｘ
１よりも少々小さい角形鋼管１１を用意する．角形鋼管
】１はその角部に円弧状部１１ａがある．角形鋼管１１
を、第５図に示すように、所定の長さ，たとえば、Ｈ形
Ｓ梁１０のフランジ１０ａの幅Ｗに相当する長さで、そ
の長手方向に対して直角に切断する．所定長さに切断し
た角形鋼管１１は、第６図および第７図に示す、角形リ
ブ体１２となる。なお、細長い矩形の鋼板を四角簡状に
屈曲させて鋼板の端部を互いに溶接して角形リブ体を造
っても良い． 次に、角形リブ体１２を、第８図および第９　１ｍに示
すように，Ｈ形鋼梁１０の四角形の孔１　０　ｃに嵌合
し、角形リブ体１２の端面と上下のフランジ１０ａの端
面とを同一平面内に位置させ、孔１０ｃに対向する角形
リブ体】２の部分１２ａを孔１０ｃの部分１０ｅに溶接
し．かつ角形リブ体１２の上下の円弧状部１２ｂをフラ
ンジ１０ａの内側の部分１０ａ．に溶接Ｗする． 角形リブ体１２はその部分１２ａおよび１．　２　ｂに
てＨ形鋼梁１０のウェブｌｏｂおよびフランジ１０ａに
強固に溶接され，角形リブ体１２のウェブｌｏｂの両側
に突出する部分は、四角筒形のリブを構成する。角形リ
ブ体の四つの辺部分は，それぞれＨ形鋼梁１０のフラン
ジ１０ａの面に対して４５゜傾斜して、トラス状に結合
されてあり、この角形リブ体の存在により生ずるトラス
効果（ラチ人的効果）により．Ｈ形鋼梁１０に作用する
剪断力を軸力に置き換え得るから、ウェブ１０ｂに口径
の大きな開口Ａ１を形成しても、ＩＩ形鋼梁１０の剛性
，耐力等を低下させることがない．したがって、梁成に
比して大口径の開口を形成することができる， 第２実施例は，第１０図に示すように、第１実施例と同
じＨ形鋼梁２０に２つ口径の人きな開口Ａ，、Ａ２を隣
接して形成する例である。

第１１図に示すように，Ｈ形鋼梁２０のウェブ２０ｂの
所望の位置に、平行な辺間の間隔が等しい四角形の孔２
０ｃい２０ｃ２を隣接して二つあける．なお、孔２０ｅ
ｉと孔２０ｃ２とは梁の長子方向の角部にて互いに連通
させなくても良い。

第２実施例の孔２０ｃ−．２０ｃ，の形状、孔２Ｏｃ１
，２０ｃユヘの角形リブ体２２．２３の嵌合や溶接等の
仕方は第１実施例と同じである。

第１２図に示すように、梁２０の長手方向の角形リブ体
２２のアールのある部分２２ｂｌと、この部分２２ｂ．
に隣接する角形リブ体２３のアールのある部分２３ｂ、
とを互いに溶接Ｗする。

なお、第１０図に示す第２実施例は、Ｉ｛形Ｒ梁２０に
２つの口径の大きな開口Ａ，、Ａ２を隣接して形成する
例であるが、３つ以上の口径の大きな開口を隣接して形
成する場合も同様である。

二つの開口Ａ１．　Ａ，のある第２実施例の鋼製梁につ
いて、その荷重一変形曲線図をえかき，従来の各種の梁
のそれとを比較すると、第１３図のようになる．この図
においては、■は開［１のない１｛形鋼梁，■は前記の
第２実施例のＨ形鋼梁、■は第２０図に示す開口を円管
体の補強スリーブで補強したＨ形鋼梁２■は第２２図に
示すようなハニカム形の多数の開口のあるＨ形鋼梁、■
は四角形の平行な二つの辺が梁の艮手方向に対して平行
に位置し他の平行な二つの辺が梁の長手方向に対して直
角に位置する四角形の孔をウェブにあけ，この四角形の
孔をこの孔と同形の角形リブ体で補強した｝］形鋼梁（
いわゆる，ボックス穴のあるＨ形ｊｌｌ梁）の特性をそ
れぞれ示す． 第１３図の荷重一変形曲線図から、■のこの発明の第２
実施例の１｛形鋼梁が，■の開口のないＩ｛形鋼梁に近
い特性を有し、開口の口径を大きくしても、充分な最大
耐力、変形能力、剛性を確保していることがわかる． 第３実施例は、第１４図に示すように、開口の回りに四
角筒形状のリブを備えた多数の大口径の開口孔Ａエない
しＡ，を梁３０のウェブ３０ｂの全長にわたって隣接し
て形成する例である．角形リブ体を嵌合する多数の孔は
、第２２図および第２３図に示す（ハ）の従来技術を使
って形成する． 第１５図に示すように、梁３０のウェブ３０ｂにその上
下中間部を境として，角波状の切り溝３０ｃを形成して
、梁３０を上下に分割し，２の梁部材３０Ａ．３０Ｂを
形成する．切り溝３０ｃは，梁３０の長手方向に対して
直交する［３５に対して４５゜傾斜する傾斜部３０ｃエ
と，前記線３５に対して傾斜部３０ｃエと異なる方向に
４５″傾斜する傾斜部３０ｃ２と、傾斜部３０ｃｍと傾
斜部３０ｃ，とを結ぶの上円弧状部３０ｃ，および下円
弧状部３０ｃ４とからなっている。この円弧状部３　０
　ｃ，．　３　０　ｃ４はその曲率半径を角形リブ体３
１ないし４の肉厚の約３倍にする。

第１６図に示すように、梁部材３０Ａの波形の山部と梁
部材３０Ｂの波形の山部とを近接または当接させ、鋼材
の連結部材３６を使って溶接等により仮固定し、互いに
連通または隣接する多数の四角形状の孔３０ｄを形成す
る。四角形状の孔３０ｄはその上下方向の対角線が梁の
長手方向に対して直交する．各四角形状の孔３０ｄに、
それぞれ角形リブ体３１ないし３４を嵌合する。

第３実施例の角形リブ体３１ないし３４のウェブの部分
等への溶接の仕方、隣接する角形リブ体の相互の結合の
させ方等は第１実施例および第２実施例のものと同じで
ある． 多数の角形リブ体３１ないし３４を互いに溶接ｗして結
合させてから、互いに連通ずる多数の孔３０ｄに嵌合す
るようにしてもよい． なお、第１７図に示すように、細長い矩形の鋼板を山部
と谷部のある波形に屈曲させたて波形板４１．４２を作
り、二つの波形板の山部と谷部とを互いに溶接Ｗして，
四角筒形のリブ体が隣接して形成されている連続角形リ
ブ体４０を作り、これ４０をウェブの連通する複数の四
角形状の孔に嵌合して溶接するようにしてもよい． 発明の作用効果 この発明の梁は，四角形の対角線の一つが梁の長手方向
に対して直角に位置している四角形の開口の周囲のリブ
により，開口の四角形の各辺に沿った辺からなる角形リ
ブ体が形成されてあり、この角形リブ体の四つの辺部分
が，それぞれ梁のフランジの面に対して傾斜して，トラ
ス状に結合され，この角形リブ体の存在により生ずるト
ラス効果（ラチス的効果）により、梁に作用する垂直力
を軸力に置き換えつるから，ウェブの開口を大口径にし
ても．梁の剛性、耐力等を低下させることがない．した
がって、梁成に比して口径の大きい開”口を有する梁を
容易に形成することができる。

また、この発明の梁の製造法は、四角形の対角線の一つ
が梁の長手方向に対して直角に位置するように、ウェブ
に四角形の孔を形成し、この四角形の孔に角形リブ体を
嵌合し，角形リブ体をウェブにに溶接して一体に結合さ
せるものであるから、Ｉｌ造工程を単純化することがで
き，口径の大きな開口を有する梁を安価に供給できる。

特に、鋼製梁としてＨ形鋼を使い、角形リブ体として角
形鋼管を所定長さに切断して形成したものを使うと、Ｈ
形鋼、角形鋼管等の既製の鋼材に簡単な加工を施して組
み立てるだけで、開口を簡単に補強できるから，大口径
の開口のある鋼製梁を安価に提供できる．

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は第１実施例を説明するもので，第
１図は鋼製梁の正面図、第２図は第１図のものを！−１
線で断面した側面図、第３図はその製造過程を示す側面
図，第４図は第３図に示すものを■一■線で断面した側
面図，第５図は角形リブ体の製作過程を示す斜視図，第
６図は角形リブ体の正面図、第７図は第６図に示すもの
の画面図，第８図はその製造過程の一部を示す側面図、
第９図は第８図に示すものを■一■線で断面した側面図
である．第１０図ないし第１３図は第２実施例を説明す
るもので、第１０図はその鋼製梁の正面図、第１１図お
よび第１２図はその製造過程を示す正面図、第１３図は
荷重一変形曲線図、第１４図ないし第１６図は第３実施
例を説明するもので、第１４図はその鋼製梁の正面図，
第１５図および第１６図はその製造過程を示す正面図で
あり、第１７図は連続角形リブ体の正面図である。 第１８図ないし第２３図は従来のｆＲ爬梁およびその製
造方法を示すもので、第１８図は開口をリング状のプレ
ートで補強した鋼製梁の正面図，第１９図は第１８図に
示すものをＩＶ−４線で断面した側面図，第２０図は開
口を補強スリーブで補強した鋼製梁の正面図、第２１図
は第２０図に示すものを■−■線で断面した側面図、第
２２図はその他のｍ製梁の正面図、第２３図は第２２図
に示すものの製造過程を示す正面図である。 図中、１０．２０および３０はＨ形鋼梁、１０ａ、２０
ａおよび３０ａはフランジ、ｆｏｂ．２０ｂおよび３０
ｂはウェブ、１０ｃ、２０ｃおよび３０ｄは四角形の孔
、１０ｄおよび２０ｄは円弧状部，１１は角形鋼管、ｌ
ｌａは円弧状部、１２、２２．２３，および３１ないし
３４は角形リブ体、４０は連続角形リブ体、Ａ．ないし
Ａ４はＣｊＪ口である． 特許　出願人　株式会社竹中工務店

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェブと一対のフランジとからなる梁において、ウ
   ェブには少なくとも一つの四角形の開口があり、この開
   口の四角形の対角線の一つが梁の長手方向に対して直角
   に位置しており、開口の周囲のウェブの部分にこれと一
   体にリブが形成され、このリブが開口の四角形の各辺に
   沿った辺からなる角形リブ体を形成していることを特徴
   とする開口のある梁。 ２、ウェブと一対のフランジとからなる鋼製梁において
   、ウェブには少なくとも一つの四角形の開口があり、こ
   の開口の四角形の対角線の一つが梁の長手方向に対して
   直角に位置しており、開口の周囲のウェブの両側の部分
   にこれと一体にリブが形成され、前記リブが、開口のあ
   るウェブの部分を挾んで、開口の四角形の各辺に沿った
   辺からなる角形リブ体を形成し、この角形リブ体のフラ
   ンジの内側面に対向する部分とフランジの内側の部分と
   が結合されていることを特徴とする開口のある鋼製梁。 ３、開口の形状が隅部に円弧状部のある四角形であり、
   角形リブ体の形状が隅部に円弧状部のある四角筒形であ
   ることを特徴とする請求項１または２記載の開口のある
   鋼製梁。 ４、鋼製梁がＨ形鋼または組立Ｈ形鋼で構成され、角形
   リブ体が角形鋼管を短く切断したもので構成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記
   載の開口のある鋼製梁。 ５、鋼製梁のウェブに２以上の四角形の開口が隣接して
   形成してあり、各開口の四角形の対角線の一つが梁の長
   手方向に対して直角に位置しており、各開口の周囲のウ
   ェブの両側の部分にこれと一体にリブが形成され、リブ
   が各開口の四角形の各辺に沿った辺からなる角形リブ体
   を形成し、一つの開口の角形リブ体とこれに隣接する他
   の開口の角形リブ体とが梁の長手方向の端部において互
   いに結合されていることを特徴とする請求項１ないし４
   のいずれか１項に記載の開口のある鋼製梁。 ６、ウェブと一対のフランジとからなる金属製梁の製造
   法において、孔の四角形の対角線の一つが梁の長手方向
   に対して直角に位置するように、ウェブに少なくとも一
   つの四角形の孔を形成し、この四角形の孔にその内形と
   略同じ外形の金属製の角形リブ体を嵌合し、四角形の孔
   の周囲に対応する角形リブ体の部分とウェブの四角形の
   孔のある部分とを溶接して一体化し、角形リブ体の内空
   部を梁の開口とすることを特徴とする開口のある金属製
   梁の製造法。 ７、ウェブと一対のフランジとからなる鋼製梁の製造法
   において、四角形の孔の対角線の一つが梁の長手方向に
   対して直角に位置するように、ウェブに少なくとも一つ
   の四角形の孔を形成し、この四角形の孔にその内形と略
   同じ外形の鋼製の角形リブ体を嵌合して、角形リブ体の
   両端をそれぞれウェブの両側面から突出させ、四角形の
   孔の周囲に対応する角形リブ体の部分とウェブの四角形
   の孔のある部分とを溶接し、かつフランジの内側面に面
   する角形リブ体の部分をフランジの内側部に溶接し、梁
   と角形リブ体とを一体化し、角形リブ体の内空部を梁の
   開口とすることを特徴とする開口のある鋼製梁の製造法
   。 ８、梁のウェブに２以上の四角形の孔を互いに隣接して
   形成し、各四角形の孔にその内形と略同じ外形の鋼製の
   角形リブ体をそれぞれ嵌合し、角形リブ体をウェブに溶
   接し、一つの角形リブ体の梁の長手方向の端部をこれに
   隣接する他の角形リブ体の梁の長手方向の端部に溶接し
   て結合することを特徴とする請求項６または７記載の開
   口のある鋼製梁の製造法。 ９、鋼製梁をＨ形鋼または組立Ｈ形鋼で構成し、そのウ
   ェブに形成する開口の形状を隅部に円弧状部のある四角
   形にし、角形リブ体を角形鋼管を短く切断して形成する
   ことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記
   載の開口のある鋼製梁の製造法。