JPH04366257A - 異種鋼材ボックス柱を用いた建築構造物 - Google Patents
異種鋼材ボックス柱を用いた建築構造物Info
- Publication number
- JPH04366257A JPH04366257A JP14341491A JP14341491A JPH04366257A JP H04366257 A JPH04366257 A JP H04366257A JP 14341491 A JP14341491 A JP 14341491A JP 14341491 A JP14341491 A JP 14341491A JP H04366257 A JPH04366257 A JP H04366257A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- column
- columns
- building structure
- box
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 49
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 101000622004 Crotalus atrox Snake venom metalloproteinase atrolysin-C Proteins 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は異種鋼材よりなるボック
ス柱の側柱に対する適用に関するものであり、主として
鉄骨造の建築構造物等に利用される。
ス柱の側柱に対する適用に関するものであり、主として
鉄骨造の建築構造物等に利用される。
【０００２】
【従来の技術】図７に示すように、ウェブにＳＳ４１鋼
１１を使用し、フランジにＳＭ５８鋼１２等の高張力鋼
を使用することで、曲げモーメントに対して効率的に抵
抗させることを考えた異種鋼材Ｈ形鋼はりに関する研究
は古くからあり、その力学的特性等についても種々の研
究が行われている（例えば、群幸雄、藤原勝義、大藤大
助：異種鋼材溶接Ｈ形鋼の力学特性に関する基礎的実験
、日本建築学会大会学術講演梗概集（中国）１９９０年
１０月、１２３７頁〜１２３８頁参照）。
１１を使用し、フランジにＳＭ５８鋼１２等の高張力鋼
を使用することで、曲げモーメントに対して効率的に抵
抗させることを考えた異種鋼材Ｈ形鋼はりに関する研究
は古くからあり、その力学的特性等についても種々の研
究が行われている（例えば、群幸雄、藤原勝義、大藤大
助：異種鋼材溶接Ｈ形鋼の力学特性に関する基礎的実験
、日本建築学会大会学術講演梗概集（中国）１９９０年
１０月、１２３７頁〜１２３８頁参照）。
【０００３】また、この種のＨ形鋼を柱材に適用する基
礎的な研究もなされている（例えば、大藤大助、藤原勝
義、群幸雄：異種鋼材溶接Ｈ形鋼の短柱実験、日本建築
学会大会学術講演梗概集（中国）１９９０年１０月、１
４７９頁〜１４８０頁参照）。
礎的な研究もなされている（例えば、大藤大助、藤原勝
義、群幸雄：異種鋼材溶接Ｈ形鋼の短柱実験、日本建築
学会大会学術講演梗概集（中国）１９９０年１０月、１
４７９頁〜１４８０頁参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図２に示すように側柱
３をボックス柱で設計する場合、各はり４からの外力（
曲げモーメントＭ）が等しいとすれば、柱厚は外力の厳
しいＹ軸まわり（建物の外周方向）の曲げで決まる。 従って、外力の緩いＸ軸まわり（建物の内側へ向かう方
向）では過度に安全な設計となっている。
３をボックス柱で設計する場合、各はり４からの外力（
曲げモーメントＭ）が等しいとすれば、柱厚は外力の厳
しいＹ軸まわり（建物の外周方向）の曲げで決まる。 従って、外力の緩いＸ軸まわり（建物の内側へ向かう方
向）では過度に安全な設計となっている。
【０００５】ところで、建物において側柱の数は以外と
多い。図３はＮ×Ｎスパンの建物の例であるが、この時
、全柱数は（Ｎ＋１）２ で、そのうちハッチングを付
した側柱３の数は４（Ｎ−１）本であるから、全柱数に
対する側柱３の割合は４（Ｎ−１）／（Ｎ＋１）２ で
表される。
多い。図３はＮ×Ｎスパンの建物の例であるが、この時
、全柱数は（Ｎ＋１）２ で、そのうちハッチングを付
した側柱３の数は４（Ｎ−１）本であるから、全柱数に
対する側柱３の割合は４（Ｎ−１）／（Ｎ＋１）２ で
表される。
【０００６】図４は横軸にスパン数をとって、側柱数の
割合を示したもので、全柱数に対する側柱数の割合は３
０〜４０％となる。上述のように側柱をボックス柱で設
計した場合、外力の緩いＸ軸まわりに関しては過度に安
全な設計とすることになり、柱重量の増加、ひいてはコ
ストの増加につながり、建物全体でみた場合非常に不経
済である。
割合を示したもので、全柱数に対する側柱数の割合は３
０〜４０％となる。上述のように側柱をボックス柱で設
計した場合、外力の緩いＸ軸まわりに関しては過度に安
全な設計とすることになり、柱重量の増加、ひいてはコ
ストの増加につながり、建物全体でみた場合非常に不経
済である。
【０００７】本発明は上述の問題を解決するためになさ
れたもので、側柱重量の軽減による建築構造物のコスト
低減を目的とするものである。
れたもので、側柱重量の軽減による建築構造物のコスト
低減を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は側柱としてボッ
クス柱を用いた建築構造物において、前記ボックス柱の
箱形矩形断面を構成する１方向の鋼材に他方向の鋼材よ
り強度の高い鋼材を用いたものである。
クス柱を用いた建築構造物において、前記ボックス柱の
箱形矩形断面を構成する１方向の鋼材に他方向の鋼材よ
り強度の高い鋼材を用いたものである。
【０００９】より具体的には例えば上述した異種鋼材Ｈ
形鋼はりのように、ＳＳ４１鋼とＳＭ５８鋼の組み合わ
せ等が考えられる。すなわち、ボックス柱の対向する管
壁にＳＳ４１鋼等の普通鋼を用いた場合において、これ
と直交する管壁にＳＭ５８鋼等の高張力鋼を用いた構造
等が考えられる。組み合わせはこれに限らず普通鋼どう
し、あるいは高張力鋼どうしで、強度の異なるものを組
み合わせたもの等でもよく、少なくとも、１方向の鋼材
に他方向の鋼材より強度の高い鋼材を用いるものとする
。
形鋼はりのように、ＳＳ４１鋼とＳＭ５８鋼の組み合わ
せ等が考えられる。すなわち、ボックス柱の対向する管
壁にＳＳ４１鋼等の普通鋼を用いた場合において、これ
と直交する管壁にＳＭ５８鋼等の高張力鋼を用いた構造
等が考えられる。組み合わせはこれに限らず普通鋼どう
し、あるいは高張力鋼どうしで、強度の異なるものを組
み合わせたもの等でもよく、少なくとも、１方向の鋼材
に他方向の鋼材より強度の高い鋼材を用いるものとする
。
【００１０】側柱への適用に際しては、外力（曲げモー
メント）の厳しいＹ軸まわり（図２参照）で、外力の緩
いＸ軸まわりの鋼材より強度の高い鋼材を用いることに
より、曲げモーメントに対し効率的に抵抗させることが
できる。また、側柱の重量低減により、建築構造物全体
としてのコスト低減が図れる。
メント）の厳しいＹ軸まわり（図２参照）で、外力の緩
いＸ軸まわりの鋼材より強度の高い鋼材を用いることに
より、曲げモーメントに対し効率的に抵抗させることが
できる。また、側柱の重量低減により、建築構造物全体
としてのコスト低減が図れる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例として、建築構造物
の側柱３に用いられるボックス柱の断面を示したもので
ある。図中、Ｘ軸、Ｙ軸は前述した図２に対応し、外力
の緩いＸ軸と平行な２面にＳＳ４１鋼１を用い、外力の
厳しいＹ軸と平行な２面に６０キロ鋼２を用い、板厚が
一様なボックス柱を構成している。なお、図中のハッチ
ングは断面としてのハッチングではなく、鋼種の相違を
示したものである。
の側柱３に用いられるボックス柱の断面を示したもので
ある。図中、Ｘ軸、Ｙ軸は前述した図２に対応し、外力
の緩いＸ軸と平行な２面にＳＳ４１鋼１を用い、外力の
厳しいＹ軸と平行な２面に６０キロ鋼２を用い、板厚が
一様なボックス柱を構成している。なお、図中のハッチ
ングは断面としてのハッチングではなく、鋼種の相違を
示したものである。
【００１２】以下に、図１の実施例において、どの程度
の重量軽減がなされるかを示す。
の重量軽減がなされるかを示す。
【００１３】計算に先立ち次のような仮定を設ける。
【００１４】■ 検討は骨組みの一部より取り出した
部分架構モデルにより行う。
部分架構モデルにより行う。
【００１５】■ はりからの外力（曲げモーメント）
は、はり全塑性曲げモーメントとする。
は、はり全塑性曲げモーメントとする。
【００１６】■ 使用鋼種は６０キロ鋼（降伏点σｙ
＝４．７ｔ／ｃｍ２ ）およびＳＳ４１鋼（降伏点σ
ｙ ＝２．４ｔ／ｃｍ２ ）とする。
＝４．７ｔ／ｃｍ２ ）およびＳＳ４１鋼（降伏点σ
ｙ ＝２．４ｔ／ｃｍ２ ）とする。
【００１７】■ ボックス柱の板厚は一定とする（６
０キロ鋼で決まった板厚とＳＳ４１鋼で決まった板厚を
比較し、大きい方の値とする）。
０キロ鋼で決まった板厚とＳＳ４１鋼で決まった板厚を
比較し、大きい方の値とする）。
【００１８】■ 各はり寸法は同一とする。
【００１９】パラメータは柱軸力（Ｎ／Ｎｙ ＝０〜０
．３）及び柱幅（Ｄ＝３００〜７００ｍｍ）である。そ
の他、はり寸法は次のようにおいた（図５参照）。 Ｈ＝１．５Ｄ、 Ｂｆ ＝０．７Ｄ、 Ｔｆ ＝０
．０３Ｈ、Ｌｃ ＝４０００ｍｍ ここに、 Ｎ ： 柱軸力 Ｎｙ ： 柱降伏軸力 Ｌｃ ： 階高 Ｄ ： 柱幅 Ｈ ： はりせい Ｂｆ ： はりフランジ幅 Ｔｆ ： はりフランジ厚 設計式は鋼構造塑性設計指針の下式（数式１）を用いた
。
．３）及び柱幅（Ｄ＝３００〜７００ｍｍ）である。そ
の他、はり寸法は次のようにおいた（図５参照）。 Ｈ＝１．５Ｄ、 Ｂｆ ＝０．７Ｄ、 Ｔｆ ＝０
．０３Ｈ、Ｌｃ ＝４０００ｍｍ ここに、 Ｎ ： 柱軸力 Ｎｙ ： 柱降伏軸力 Ｌｃ ： 階高 Ｄ ： 柱幅 Ｈ ： はりせい Ｂｆ ： はりフランジ幅 Ｔｆ ： はりフランジ厚 設計式は鋼構造塑性設計指針の下式（数式１）を用いた
。
【００２０】
【数１】
【００２１】ここに、
Ｎｃｒ： 柱の座屈強度の小さい方の値ＮＥ ：
オイラー座屈強度 ＣＭ ： 曲げモーメント分布により決まる係数（こ
の場合は１とする） Ｍ１ ： 柱の両側に作用する曲げモーメントの大き
い方の値（はりの全塑性モーメント＝Ｂｆ ・Ｔｆ ・
Ｈ・σｙ ） ＭＰＣ： 軸力を考慮した柱の全塑性曲げモーメント
ＭＰ ： 柱の全塑性曲げモーメント図６に計算結果
を示す。縦軸は本実施例によるボックス柱の板厚 ＨＴ
Ｃ と、従来のＳＳ４１鋼を用いたボックス柱の板厚Ｔ
Ｃ の比（ ＨＴＣ ／ＴＣ ）を、横軸はボックス柱
の幅Ｄを示す。本実施例による異種鋼材ボックス柱は幅
Ｄ、軸力比（Ｎ／Ｎｙ ）によらず、従来に比べ概ね３
０％程度の重量軽減が見込まれる。
オイラー座屈強度 ＣＭ ： 曲げモーメント分布により決まる係数（こ
の場合は１とする） Ｍ１ ： 柱の両側に作用する曲げモーメントの大き
い方の値（はりの全塑性モーメント＝Ｂｆ ・Ｔｆ ・
Ｈ・σｙ ） ＭＰＣ： 軸力を考慮した柱の全塑性曲げモーメント
ＭＰ ： 柱の全塑性曲げモーメント図６に計算結果
を示す。縦軸は本実施例によるボックス柱の板厚 ＨＴ
Ｃ と、従来のＳＳ４１鋼を用いたボックス柱の板厚Ｔ
Ｃ の比（ ＨＴＣ ／ＴＣ ）を、横軸はボックス柱
の幅Ｄを示す。本実施例による異種鋼材ボックス柱は幅
Ｄ、軸力比（Ｎ／Ｎｙ ）によらず、従来に比べ概ね３
０％程度の重量軽減が見込まれる。
【００２２】
【発明の効果】異種鋼材よりなるボックス柱を側柱に適
用することにより、従来に比べ大幅な重量軽減が望める
。これにより、製作コストの低減、運搬効率の改善、建
方時の施工性アップ等のメリットが挙げられる。
用することにより、従来に比べ大幅な重量軽減が望める
。これにより、製作コストの低減、運搬効率の改善、建
方時の施工性アップ等のメリットが挙げられる。
【図１】本発明にかかる異種鋼材ボックス柱の断面図で
ある。
ある。
【図２】側柱に作用する外力に関する説明のための斜視
図である。
図である。
【図３】側柱の全柱数に対する割合を説明するための平
面配置図である。
面配置図である。
【図４】スパン数と側柱の全柱数に対する割合との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】本発明の効果に関する計算モデルを示す図であ
る。
る。
【図６】本発明の重量低減効果をに関する計算結果を示
すグラフである。
すグラフである。
【図７】従来の異種鋼材Ｈ形鋼はりの断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 側柱としてボックス柱を用いた建築構
造物において、前記ボックス柱の箱形矩形断面を構成す
る１方向の鋼材に他方向の鋼材より強度の高い鋼材を用
いたことを特徴とする異種鋼材ボックス柱を用いた建築
構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14341491A JPH04366257A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 異種鋼材ボックス柱を用いた建築構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14341491A JPH04366257A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 異種鋼材ボックス柱を用いた建築構造物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366257A true JPH04366257A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15338216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14341491A Pending JPH04366257A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 異種鋼材ボックス柱を用いた建築構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04366257A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017179723A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 新日鐵住金株式会社 | 箱型断面部材及びその設計方法 |
| JP2018071172A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | 日新製鋼株式会社 | 形鋼及びその使用方法 |
| CN109518878A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-03-26 | 华南理工大学 | 一种混合强度的半普钢半高强钢箱形截面钢柱 |
| JP2022062813A (ja) * | 2020-10-09 | 2022-04-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 箱形断面部材およびその設計方法 |
| JP2022062812A (ja) * | 2020-10-09 | 2022-04-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶接組立箱形断面部材 |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP14341491A patent/JPH04366257A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017179723A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 新日鐵住金株式会社 | 箱型断面部材及びその設計方法 |
| JP2018071172A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | 日新製鋼株式会社 | 形鋼及びその使用方法 |
| CN109518878A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-03-26 | 华南理工大学 | 一种混合强度的半普钢半高强钢箱形截面钢柱 |
| JP2022062813A (ja) * | 2020-10-09 | 2022-04-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 箱形断面部材およびその設計方法 |
| JP2022062812A (ja) * | 2020-10-09 | 2022-04-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶接組立箱形断面部材 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tong et al. | Shear resistance of stiffened steel corrugated shear walls | |
| Wu et al. | Seismic behavior of bolted beam-to-column connections for concrete filled steel tube | |
| Hancock et al. | Cold-formed steel structures to the AISI specification | |
| Sabbagh et al. | Ductile moment-resisting frames using cold-formed steel sections: An analytical investigation | |
| Keerthan et al. | Shear buckling characteristics of cold-formed steel channel beams | |
| Lin et al. | Bolted beam-to-column connections for built-up columns constructed of H-SA700 steel | |
| Winter | Cold-formed light-gage steel construction | |
| JPH04366257A (ja) | 異種鋼材ボックス柱を用いた建築構造物 | |
| CN202882166U (zh) | 分散式钢板剪力墙 | |
| JP6163731B2 (ja) | 耐震壁および耐震構造 | |
| JP2020518745A (ja) | 補強ビームシステム | |
| Lin et al. | Flexural performance of bolted built-up columns constructed of H-SA700 steel | |
| JP2009180043A (ja) | 折板パネル構造 | |
| JP2009235812A (ja) | 建築用パネル接合構造及び方法、建築構造物 | |
| JP3852195B2 (ja) | 鋼製耐震壁 | |
| JP5628601B2 (ja) | 既存鉄骨建物の耐震補強方法 | |
| JPS59138648A (ja) | 薄肉有孔ウエブｈ形鋼 | |
| JPH08246547A (ja) | 柱梁接合構造 | |
| JPH06229067A (ja) | 角形鋼柱の補強構造 | |
| Rathore et al. | A Comprehensive Review on Cold-Formed Steel Building Components | |
| JP6823980B2 (ja) | 鋼製耐震壁、耐震壁付建物及び耐震壁付建物の施工方法 | |
| JP2686372B2 (ja) | ユニット住宅 | |
| JP5292881B2 (ja) | 制振パネル | |
| Chilver | STRUCTURAL PROBLEMS IN THE USE OF COLD-FORMED STEEL SECTIONS. | |
| Mohamed Hassan et al. | Numerical Prediction Of Bending Behavior Of Cold-Formed Steel Channels With Web Openings |