JPH0681396A - 角形閉断面柱変外径仕口部 - Google Patents
角形閉断面柱変外径仕口部Info
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- JPH0681396A JPH0681396A JP11334493A JP11334493A JPH0681396A JP H0681396 A JPH0681396 A JP H0681396A JP 11334493 A JP11334493 A JP 11334493A JP 11334493 A JP11334493 A JP 11334493A JP H0681396 A JPH0681396 A JP H0681396A
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- column
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- outer diameter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】柱と梁との接合部に備えられる角形閉断面柱変
外径仕口部において、その製造コストを低減させ、かつ
従来の角形閉断面柱変外径仕口部と同等の構造性能を有
し、その構造性能の明かな角形閉断面柱変外径仕口部を
提供する。 【構成】角形閉断面柱変外径仕口部が直方体であり、そ
の上面を覆うダイアフラムの板厚が降伏線理論により求
められる所定の板厚を有している。
外径仕口部において、その製造コストを低減させ、かつ
従来の角形閉断面柱変外径仕口部と同等の構造性能を有
し、その構造性能の明かな角形閉断面柱変外径仕口部を
提供する。 【構成】角形閉断面柱変外径仕口部が直方体であり、そ
の上面を覆うダイアフラムの板厚が降伏線理論により求
められる所定の板厚を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建築物などの柱と梁の
接合部に備えられる仕口部に関する。
接合部に備えられる仕口部に関する。
【０００２】
【従来の技術】建築物の柱と梁の接合部に備えられる仕
口部において、梁の上方では柱に作用する建築物の自重
が小さいため、仕口部の上方には、仕口部の下方の下柱
より細い上柱を用いる。この場合、仕口部には絞り管あ
るいはラッパ管と呼ばれる角形閉断面柱変外径仕口部が
用いられる。
口部において、梁の上方では柱に作用する建築物の自重
が小さいため、仕口部の上方には、仕口部の下方の下柱
より細い上柱を用いる。この場合、仕口部には絞り管あ
るいはラッパ管と呼ばれる角形閉断面柱変外径仕口部が
用いられる。
【０００３】図２４，図２５は、従来の角形閉断面柱変
外径仕口部である絞り管を構成する部材を表した図であ
る。従来の角形閉断面柱変外径仕口部は、図２４に示す
ような台形の鋼板２０を溶接などにより４枚組み立てて
角錐型に形成されるか、図２５に示されるようなプレス
成形などによりコの字型の鋼板２１が形成され、この鋼
板２１を溶接などにより２つ組み合わせることなどによ
り製造される。
外径仕口部である絞り管を構成する部材を表した図であ
る。従来の角形閉断面柱変外径仕口部は、図２４に示す
ような台形の鋼板２０を溶接などにより４枚組み立てて
角錐型に形成されるか、図２５に示されるようなプレス
成形などによりコの字型の鋼板２１が形成され、この鋼
板２１を溶接などにより２つ組み合わせることなどによ
り製造される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図２４に示す台形の鋼
板２０を使用した絞り管は、鋼板を台形に切断した後に
切断した鋼板を角錐型に溶接などにより組み立てなけれ
ばならず、また図２５に示すコの字型の鋼板２１を使用
した絞り管は、鋼板をプレスなどによりコの字型に形成
した後にこの鋼板どうしを溶接などにより２つ組み合わ
せなければならず、製作工程が煩雑であり工数も多くか
かり、それ故コストが嵩むという問題がある。また絞り
管の構造性能についてまだ明らかにされておらず構造設
計にも反映されていないという問題がある。
板２０を使用した絞り管は、鋼板を台形に切断した後に
切断した鋼板を角錐型に溶接などにより組み立てなけれ
ばならず、また図２５に示すコの字型の鋼板２１を使用
した絞り管は、鋼板をプレスなどによりコの字型に形成
した後にこの鋼板どうしを溶接などにより２つ組み合わ
せなければならず、製作工程が煩雑であり工数も多くか
かり、それ故コストが嵩むという問題がある。また絞り
管の構造性能についてまだ明らかにされておらず構造設
計にも反映されていないという問題がある。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、その製造コス
トを低減させ、かつ上記角形閉断面柱変外径仕口部と同
等の構造性能を有し、その構造性能の明かな角形閉断面
柱変外径仕口部を提供することを目的とする。
トを低減させ、かつ上記角形閉断面柱変外径仕口部と同
等の構造性能を有し、その構造性能の明かな角形閉断面
柱変外径仕口部を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の角形閉断面柱変外径仕口部は、梁と、
該梁の下方へ延びる、横断面が四角形の下柱と、梁の上
方へ延びる、下柱より細い、横断面が四角形の上柱との
接合部に備えられた、横断面が四角形であり、互いに対
向する側面がほぼ平行に上下方向に延び、かつ上面をダ
イアフラムが覆う角形閉断面柱変外径仕口部であって、
ダイアフラムが、上柱の４側壁の外側に広がり、かつ上
柱の外径をＬU 、角形閉断面柱変外径仕口部の芯心径を
Ｌl 、角形閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔl、上柱の
断面積をＡ、上柱の降伏応力度をσuy、角形閉断面柱変
外径仕口部の降伏応力度をσly、ダイアフラムの降伏応
力度をσdyとしたとき、ダイアフラムが、
の本発明の第１の角形閉断面柱変外径仕口部は、梁と、
該梁の下方へ延びる、横断面が四角形の下柱と、梁の上
方へ延びる、下柱より細い、横断面が四角形の上柱との
接合部に備えられた、横断面が四角形であり、互いに対
向する側面がほぼ平行に上下方向に延び、かつ上面をダ
イアフラムが覆う角形閉断面柱変外径仕口部であって、
ダイアフラムが、上柱の４側壁の外側に広がり、かつ上
柱の外径をＬU 、角形閉断面柱変外径仕口部の芯心径を
Ｌl 、角形閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔl、上柱の
断面積をＡ、上柱の降伏応力度をσuy、角形閉断面柱変
外径仕口部の降伏応力度をσly、ダイアフラムの降伏応
力度をσdyとしたとき、ダイアフラムが、
【０００７】
【数６】
【０００８】により求められる板厚ｔd を有することを
特徴とするものである。また、上記目的を達成するため
の本発明の第２の角形閉断面柱変外径仕口部は、梁と、
該梁の下方へ延びる、横断面が四角形の下柱と、梁の上
方へ延びる、下柱より細い、横断面が四角形の上柱との
接合部に備えられた、横断面が四角形であり、互いに対
向する側面がほぼ平行に上下方向に延び、かつ上面をダ
イアフラムが覆う角形閉断面柱変外径仕口部であって、
ダイアフラムの１側壁と上柱の１側壁とが面一となると
ともにダイアフラムが上柱の該１側壁を除く他の側壁の
外側に広がり、かつ上柱の外径をＬU 、角形閉断面柱変
外径仕口部の芯心径をＬl 、角形閉断面柱変外径仕口部
の板厚をｔl 、上柱の断面積をＡ、上柱の降伏応力度を
σuy、角形閉断面柱変外径仕口部の降伏応力度をσly、
ダイアフラムの降伏応力度をσdyとしたとき、ダイアフ
ラムが、
特徴とするものである。また、上記目的を達成するため
の本発明の第２の角形閉断面柱変外径仕口部は、梁と、
該梁の下方へ延びる、横断面が四角形の下柱と、梁の上
方へ延びる、下柱より細い、横断面が四角形の上柱との
接合部に備えられた、横断面が四角形であり、互いに対
向する側面がほぼ平行に上下方向に延び、かつ上面をダ
イアフラムが覆う角形閉断面柱変外径仕口部であって、
ダイアフラムの１側壁と上柱の１側壁とが面一となると
ともにダイアフラムが上柱の該１側壁を除く他の側壁の
外側に広がり、かつ上柱の外径をＬU 、角形閉断面柱変
外径仕口部の芯心径をＬl 、角形閉断面柱変外径仕口部
の板厚をｔl 、上柱の断面積をＡ、上柱の降伏応力度を
σuy、角形閉断面柱変外径仕口部の降伏応力度をσly、
ダイアフラムの降伏応力度をσdyとしたとき、ダイアフ
ラムが、
【０００９】
【数７】
【００１０】により求められる板厚ｔd を有することを
特徴とするものである。さらに、上記目的を達成するた
めの本発明の第３の角形閉断面柱変外径仕口部は、梁
と、該梁の下方へ延びる、横断面が四角形の下柱と、梁
の上方へ延びる、下柱より細い、横断面が四角形の上柱
との接合部に備えられた、横断面が四角形であり、互い
に対向する側面がほぼ平行に上下方向に延び、かつ上面
をダイアフラムが覆う角形閉断面柱変外径仕口部であっ
て、ダイアフラムの隣接する２側壁と上柱の隣接する２
側壁とが面一となるとともにダイアフラムが上柱の該２
側壁を除く他の側壁の外側に広がり、かつ上柱の外径を
ＬU 、角形閉断面柱変外径仕口部の芯心径をＬl 、角形
閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔl 、上柱の断面積を
Ａ、上柱の降伏応力度をσuy、角形閉断面柱変外径仕口
部の降伏応力度をσly、ダイアフラムの降伏応力度をσ
dyとしたとき、ダイアフラムが、
特徴とするものである。さらに、上記目的を達成するた
めの本発明の第３の角形閉断面柱変外径仕口部は、梁
と、該梁の下方へ延びる、横断面が四角形の下柱と、梁
の上方へ延びる、下柱より細い、横断面が四角形の上柱
との接合部に備えられた、横断面が四角形であり、互い
に対向する側面がほぼ平行に上下方向に延び、かつ上面
をダイアフラムが覆う角形閉断面柱変外径仕口部であっ
て、ダイアフラムの隣接する２側壁と上柱の隣接する２
側壁とが面一となるとともにダイアフラムが上柱の該２
側壁を除く他の側壁の外側に広がり、かつ上柱の外径を
ＬU 、角形閉断面柱変外径仕口部の芯心径をＬl 、角形
閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔl 、上柱の断面積を
Ａ、上柱の降伏応力度をσuy、角形閉断面柱変外径仕口
部の降伏応力度をσly、ダイアフラムの降伏応力度をσ
dyとしたとき、ダイアフラムが、
【００１１】
【数８】
【００１２】により求められる板厚ｔd を有することを
特徴とするものである。但し、角形閉断面柱とは、横断
面が閉じた四角形となる柱をさし、鋼板をロール成形、
あるいはプレス成形により折曲げて横断面と四角形にす
る柱や、４枚の鋼板と組み立てて、溶接施工により成形
する柱である。ここに、上記上柱および上記下柱の材質
がＳＳ４００であり、上記ダイヤフラムの板厚ｔd が、
２５ｍｍ以下の範囲、２５ｍｍを越え４０ｍｍ以下の範
囲内、及び４０ｍｍを越えた範囲のいずれにあるかに応
じて、上記ダイヤフラムの材質が、それぞれ、ＳＳ４０
０、ＳＭ４００Ａ、及びＳＭ４００Ｂであることが好ま
しい。
特徴とするものである。但し、角形閉断面柱とは、横断
面が閉じた四角形となる柱をさし、鋼板をロール成形、
あるいはプレス成形により折曲げて横断面と四角形にす
る柱や、４枚の鋼板と組み立てて、溶接施工により成形
する柱である。ここに、上記上柱および上記下柱の材質
がＳＳ４００であり、上記ダイヤフラムの板厚ｔd が、
２５ｍｍ以下の範囲、２５ｍｍを越え４０ｍｍ以下の範
囲内、及び４０ｍｍを越えた範囲のいずれにあるかに応
じて、上記ダイヤフラムの材質が、それぞれ、ＳＳ４０
０、ＳＭ４００Ａ、及びＳＭ４００Ｂであることが好ま
しい。
【００１３】また、上記上柱および上記下柱の材質がＳ
Ｍ４９０であり、上記ダイヤフラムの板厚ｔd が、２５
ｍｍ以下の範囲にあるか２５ｍｍを越え４０ｍｍ以下の
範囲にあるかに応じて、上記ダイヤフラムの材質が、そ
れぞれ、ＳＭ４９０Ａ及びＳＭ４９０Ｂであり、かつ上
記ダイヤフラムの板厚ｔd が４０ｍｍを越えた範囲にあ
る場合は、このダイヤフラムの材質が、炭素の含有量が
０．１４％以下、ケイ素の含有量が０．４２％以下、マ
ンガンの含有量が１．３５％以下、リンの含有量が０．
０１２％以下、及び硫黄の含有量が０．００３％以下、
かつ降伏強度をＹ．Ｐ、引張強度をＴ．Ｓとしたとき、
これらの降伏強度Ｙ．Ｐ／引張強度Ｔ．Ｓで表わされる
降伏比Ｙ．Ｒが０．８０以下、上記降伏強度Ｙ．Ｐが３
２５Ｎ／ｍｍ2 以上であるとともに、炭素をＣ、ケイ素
をＳｉ、マンガンをＭｎ、銅をＣｕ、ニッケルをＮｉ、
クロムをＣｒ、モリブテンをＭｏ、バナジウムをＶ、及
びホウ素をＢとしたとき、
Ｍ４９０であり、上記ダイヤフラムの板厚ｔd が、２５
ｍｍ以下の範囲にあるか２５ｍｍを越え４０ｍｍ以下の
範囲にあるかに応じて、上記ダイヤフラムの材質が、そ
れぞれ、ＳＭ４９０Ａ及びＳＭ４９０Ｂであり、かつ上
記ダイヤフラムの板厚ｔd が４０ｍｍを越えた範囲にあ
る場合は、このダイヤフラムの材質が、炭素の含有量が
０．１４％以下、ケイ素の含有量が０．４２％以下、マ
ンガンの含有量が１．３５％以下、リンの含有量が０．
０１２％以下、及び硫黄の含有量が０．００３％以下、
かつ降伏強度をＹ．Ｐ、引張強度をＴ．Ｓとしたとき、
これらの降伏強度Ｙ．Ｐ／引張強度Ｔ．Ｓで表わされる
降伏比Ｙ．Ｒが０．８０以下、上記降伏強度Ｙ．Ｐが３
２５Ｎ／ｍｍ2 以上であるとともに、炭素をＣ、ケイ素
をＳｉ、マンガンをＭｎ、銅をＣｕ、ニッケルをＮｉ、
クロムをＣｒ、モリブテンをＭｏ、バナジウムをＶ、及
びホウ素をＢとしたとき、
【００１４】
【数９】
【００１５】で表される炭素当量Ｃeq（％）が０．４２
％以下、
％以下、
【００１６】
【数１０】
【００１７】で表される溶接割れ感受性組成Ｐcm（％）
が０．２７％以下の化学成分を有するものであるも好ま
しい。
が０．２７％以下の化学成分を有するものであるも好ま
しい。
【００１８】
【作用】本発明の第１の角形閉断面柱変外径仕口部は、
ダイアフラムが上柱の４側壁の外側に広がる場合であ
る。この場合における式（Ｉ）の導出について説明す
る。図１（ａ）は、第１の角形閉断面柱変外径仕口部の
モデルケースとしての、ダイアフラムの上面および上柱
の横断面が正方形の場合について、ダイアフラムと上柱
の対角線が一致している状態を表す、上柱を断面して示
す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断
面図である。
ダイアフラムが上柱の４側壁の外側に広がる場合であ
る。この場合における式（Ｉ）の導出について説明す
る。図１（ａ）は、第１の角形閉断面柱変外径仕口部の
モデルケースとしての、ダイアフラムの上面および上柱
の横断面が正方形の場合について、ダイアフラムと上柱
の対角線が一致している状態を表す、上柱を断面して示
す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断
面図である。
【００１９】ダイアフラム１の上に搭載された上柱３に
外力Ｐc が作用することにより、図１（ａ）に点線で示
す、上柱外径の線３ａに沿ってダイアフラム１が屈曲し
降伏して最終的にはこの線３ａに沿って崩壊するものと
仮定し、角形閉断面柱変外径仕口部芯心径１ｈの線に沿
ってその全周が屈曲し降伏して崩壊するものと仮定し、
さらに上柱の４側壁の外側のダイアフラム１の対角線に
沿って屈曲し降伏して崩壊するものと仮定する。また図
１（ｂ）に示すように、ダイアフラム１の、上柱３が搭
載されている部分１ｇには変位ｕが生じ、傾斜している
ダイアフラム１の面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと角度θを
なしているものとする。
外力Ｐc が作用することにより、図１（ａ）に点線で示
す、上柱外径の線３ａに沿ってダイアフラム１が屈曲し
降伏して最終的にはこの線３ａに沿って崩壊するものと
仮定し、角形閉断面柱変外径仕口部芯心径１ｈの線に沿
ってその全周が屈曲し降伏して崩壊するものと仮定し、
さらに上柱の４側壁の外側のダイアフラム１の対角線に
沿って屈曲し降伏して崩壊するものと仮定する。また図
１（ｂ）に示すように、ダイアフラム１の、上柱３が搭
載されている部分１ｇには変位ｕが生じ、傾斜している
ダイアフラム１の面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと角度θを
なしているものとする。
【００２０】ここで、上記変位ｕを、角形閉断面柱変外
径仕口部芯心径の長さＬl 、上柱外径の長さＬu 、およ
び角度θにより表すと、 ｕ＝（Ｌl −Ｌu ）θ／２ となり、したがって上記外力Ｐc の外力による仕事Ｗ
OUT は、 ＷOUT ＝Ｐc ｕ＝Ｐc （Ｌl −Ｌu ）θ／２ となる。
径仕口部芯心径の長さＬl 、上柱外径の長さＬu 、およ
び角度θにより表すと、 ｕ＝（Ｌl −Ｌu ）θ／２ となり、したがって上記外力Ｐc の外力による仕事Ｗ
OUT は、 ＷOUT ＝Ｐc ｕ＝Ｐc （Ｌl −Ｌu ）θ／２ となる。
【００２１】また、上記各降伏している線（以下、「降
伏線」と呼ぶ）上に形成される塑性ヒンジの単位長さ当
たりの曲げモーメントは、降伏線理論により以下のよう
に表される。 （１）上柱外径Ｌu の降伏線におけるダイアフラム１の
曲げモーメントＭ1 は、ダイアフラムの板厚をｔd 、ダ
イアフラムの降伏応力度をσdyとして、 Ｍ1 ＝（ｔd 2／４）×σdy となる。またダイアフラム１の対角の降伏線における曲
げモーメントＭ2 も、Ｍ 1 と同じである。
伏線」と呼ぶ）上に形成される塑性ヒンジの単位長さ当
たりの曲げモーメントは、降伏線理論により以下のよう
に表される。 （１）上柱外径Ｌu の降伏線におけるダイアフラム１の
曲げモーメントＭ1 は、ダイアフラムの板厚をｔd 、ダ
イアフラムの降伏応力度をσdyとして、 Ｍ1 ＝（ｔd 2／４）×σdy となる。またダイアフラム１の対角の降伏線における曲
げモーメントＭ2 も、Ｍ 1 と同じである。
【００２２】（２）角形閉断面柱変外径仕口部芯心径Ｌ
l の降伏線における角形閉断面柱変外径仕口部の曲げモ
ーメントＭ3 は、角形閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔ
l 、角形閉断面柱変外径仕口部の降伏応力度をσlyとし
て、 Ｍ3 ＝（ｔl 2／４）σly−１／（４σly）・（Ｐc ／（４Ｌl ））2 となる。
l の降伏線における角形閉断面柱変外径仕口部の曲げモ
ーメントＭ3 は、角形閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔ
l 、角形閉断面柱変外径仕口部の降伏応力度をσlyとし
て、 Ｍ3 ＝（ｔl 2／４）σly−１／（４σly）・（Ｐc ／（４Ｌl ））2 となる。
【００２３】ここで、ダイアフラム１の対角の降伏線の
長さＬt は、 Ｌt ＝２1/2 （Ｌl −Ｌu ）／２ である。さらに、傾斜しているダイアフラム１の面１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとが互いになす角θ1 は、 θ1 ＝（θ2 ＋θ2 ）1/2 ＝２1/2 θ である。
長さＬt は、 Ｌt ＝２1/2 （Ｌl −Ｌu ）／２ である。さらに、傾斜しているダイアフラム１の面１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとが互いになす角θ1 は、 θ1 ＝（θ2 ＋θ2 ）1/2 ＝２1/2 θ である。
【００２４】角形閉断面柱変外径仕口部の内力による仕
事ＷINは、上柱外径Ｌu の降伏線、角形閉断面柱変外径
仕口部芯心径Ｌl の降伏線、およびダイアフラム１の対
角の降伏線においてなされるため、それぞれ４本あるの
で、 ＷIN＝４（Ｌu Ｍ1 θ＋Ｌt Ｍ2 θ1 ＋Ｌl Ｍ3 θ） ＝４（Ｌu Ｍ1 θ＋Ｌt Ｍ2 ２1/2 θ＋Ｌl Ｍ3 θ） である。
事ＷINは、上柱外径Ｌu の降伏線、角形閉断面柱変外径
仕口部芯心径Ｌl の降伏線、およびダイアフラム１の対
角の降伏線においてなされるため、それぞれ４本あるの
で、 ＷIN＝４（Ｌu Ｍ1 θ＋Ｌt Ｍ2 θ1 ＋Ｌl Ｍ3 θ） ＝４（Ｌu Ｍ1 θ＋Ｌt Ｍ2 ２1/2 θ＋Ｌl Ｍ3 θ） である。
【００２５】上記外力による仕事ＷOUT と上記角形閉断
面柱変外径仕口部の内力による仕事ＷINは等しいため、 ＷOUT ＝ＷIN Ｐc （Ｌl −Ｌu ）θ／２＝４（Ｌu Ｍ1 θ＋Ｌt Ｍ2
２1/2 θ＋Ｌl Ｍ3 θ） この式をＰc について整理すると、 Ｐc ＝４Ｌl σly（（Ｌu −Ｌl ）＋（（Ｌl −Ｌu ）
2 ＋（ｔl 2σly＋ｔd 2σdy）／σly）1/2 ） となる。
面柱変外径仕口部の内力による仕事ＷINは等しいため、 ＷOUT ＝ＷIN Ｐc （Ｌl −Ｌu ）θ／２＝４（Ｌu Ｍ1 θ＋Ｌt Ｍ2
２1/2 θ＋Ｌl Ｍ3 θ） この式をＰc について整理すると、 Ｐc ＝４Ｌl σly（（Ｌu −Ｌl ）＋（（Ｌl −Ｌu ）
2 ＋（ｔl 2σly＋ｔd 2σdy）／σly）1/2 ） となる。
【００２６】上柱３の降伏軸力を上回る圧縮耐力を角形
閉断面柱変外径仕口部５が得るためのダイアフラム１の
板厚ｔd は、上記外力Ｐc がダイアフラム１をすでに降
伏させているため、上柱３の断面積をＡ、上柱の降伏応
力度をσuyとして、Ｐc ≧σuyＡ であるから、 ４Ｌl σly（（Ｌu −Ｌl ）＋（（Ｌl −Ｌu ）2 ＋ （ｔl 2σly＋ｔd 2σdy）／σly）1/2 ）≧σuyＡ この式を、ダイアフラム１の板厚ｔd について整理する
と、
閉断面柱変外径仕口部５が得るためのダイアフラム１の
板厚ｔd は、上記外力Ｐc がダイアフラム１をすでに降
伏させているため、上柱３の断面積をＡ、上柱の降伏応
力度をσuyとして、Ｐc ≧σuyＡ であるから、 ４Ｌl σly（（Ｌu −Ｌl ）＋（（Ｌl −Ｌu ）2 ＋ （ｔl 2σly＋ｔd 2σdy）／σly）1/2 ）≧σuyＡ この式を、ダイアフラム１の板厚ｔd について整理する
と、
【００２７】
【数１１】
【００２８】となる。この式により求められるダイアフ
ラム１の板厚ｔd を有するものが本発明の第１の角形閉
断面柱変外径仕口部である。本発明の第２の角形閉断面
柱変外径仕口部は、ダイアフラムの１側壁と上柱の１側
壁とが面一となりダイアフラムが上柱の１側壁を除く他
の側壁の外側に広がる場合である。次にこの場合におけ
る式（ＩＩ）の導出について説明する。尚、上記第１の
角形閉断面柱変外径仕口部と同一の要素には同一番号、
同一記号を付し、重複説明は省略する。
ラム１の板厚ｔd を有するものが本発明の第１の角形閉
断面柱変外径仕口部である。本発明の第２の角形閉断面
柱変外径仕口部は、ダイアフラムの１側壁と上柱の１側
壁とが面一となりダイアフラムが上柱の１側壁を除く他
の側壁の外側に広がる場合である。次にこの場合におけ
る式（ＩＩ）の導出について説明する。尚、上記第１の
角形閉断面柱変外径仕口部と同一の要素には同一番号、
同一記号を付し、重複説明は省略する。
【００２９】図２（ａ）は、本発明の第２の角形閉断面
柱変外径仕口部のモデルケースとして、ダイアフラムの
上面および上柱の横断面が正方形の場合について、Ｂ−
Ｂ断面について左右対称な形状を有する、上柱を断面し
て示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−
Ｂ断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図で
ある。
柱変外径仕口部のモデルケースとして、ダイアフラムの
上面および上柱の横断面が正方形の場合について、Ｂ−
Ｂ断面について左右対称な形状を有する、上柱を断面し
て示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−
Ｂ断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図で
ある。
【００３０】ダイアフラム１の上に搭載された上柱３に
外力Ｐc が作用することにより、図２（ａ）に点線で示
す、上柱３とダイアフラム１が面一となっている側の角
形閉断面柱変外径仕口部芯心径の一辺５ａが圧縮され降
伏して最終的にはこの一辺５ａに沿って崩壊するものと
仮定し、上柱３とダイアフラム１が面一となっている角
形閉断面柱変外径仕口部芯心径の一辺５ａを除く角形閉
断面柱変外径仕口部芯心径の３つの辺５ｂの上のダイア
フラム１がこの３辺５ｂに沿って屈曲し降伏して崩壊す
るものと仮定し、ダイアフラム１と上柱３が面一となっ
ている側の上柱３の一辺を除く上柱３の外径の３つの辺
３ａに沿ってダイアフラム１が屈曲し降伏して崩壊する
ものと仮定し、かつ角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の
角部と上柱外径の角部とを結ぶ線１ｅ，１ｆに沿ってダ
イアフラム１が屈曲し降伏して崩壊するものと仮定す
る。また図２（ｂ），図２（ｃ）に示すように、ダイア
フラム１の、上柱３が搭載されている部分１ｇには変位
ｕが生じ、ダイアフラム１の変位ｕが生じた部分１ｇ
は、傾斜しているダイアフラム１の面１ｄと角度θをな
し、傾斜しているダイアフラム１の面１ａ，１ｃと角度
θ1 をなしているものとする。
外力Ｐc が作用することにより、図２（ａ）に点線で示
す、上柱３とダイアフラム１が面一となっている側の角
形閉断面柱変外径仕口部芯心径の一辺５ａが圧縮され降
伏して最終的にはこの一辺５ａに沿って崩壊するものと
仮定し、上柱３とダイアフラム１が面一となっている角
形閉断面柱変外径仕口部芯心径の一辺５ａを除く角形閉
断面柱変外径仕口部芯心径の３つの辺５ｂの上のダイア
フラム１がこの３辺５ｂに沿って屈曲し降伏して崩壊す
るものと仮定し、ダイアフラム１と上柱３が面一となっ
ている側の上柱３の一辺を除く上柱３の外径の３つの辺
３ａに沿ってダイアフラム１が屈曲し降伏して崩壊する
ものと仮定し、かつ角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の
角部と上柱外径の角部とを結ぶ線１ｅ，１ｆに沿ってダ
イアフラム１が屈曲し降伏して崩壊するものと仮定す
る。また図２（ｂ），図２（ｃ）に示すように、ダイア
フラム１の、上柱３が搭載されている部分１ｇには変位
ｕが生じ、ダイアフラム１の変位ｕが生じた部分１ｇ
は、傾斜しているダイアフラム１の面１ｄと角度θをな
し、傾斜しているダイアフラム１の面１ａ，１ｃと角度
θ1 をなしているものとする。
【００３１】ここで、第２の角形閉断面柱変外径仕口部
の変位ｕを、角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の長さＬ
l 、上柱外径の長さＬu2から角形閉断面柱変外径仕口部
５の板厚ｔl の１／２を引いたＬu1、および上記角度θ
により表すと、 ｕ＝（Ｌl −Ｌu1）θ となり、したがって第２の角形閉断面柱変外径仕口部の
外力Ｐc の外力による仕事ＷOUT は、 ＷOUT ＝Ｐc ｕ＝Ｐc （Ｌl −Ｌu1）θ となる。また、第２の角形閉断面柱変外径仕口部の、降
伏線上に形成される塑性ヒンジの単位長さ当たりの曲げ
モーメントは、降伏線理論により以下のように表され
る。
の変位ｕを、角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の長さＬ
l 、上柱外径の長さＬu2から角形閉断面柱変外径仕口部
５の板厚ｔl の１／２を引いたＬu1、および上記角度θ
により表すと、 ｕ＝（Ｌl −Ｌu1）θ となり、したがって第２の角形閉断面柱変外径仕口部の
外力Ｐc の外力による仕事ＷOUT は、 ＷOUT ＝Ｐc ｕ＝Ｐc （Ｌl −Ｌu1）θ となる。また、第２の角形閉断面柱変外径仕口部の、降
伏線上に形成される塑性ヒンジの単位長さ当たりの曲げ
モーメントは、降伏線理論により以下のように表され
る。
【００３２】（１）上柱３の外径の降伏線におけるダイ
アフラム１の曲げモーメントＭ1 は、ダイアフラムの板
厚をｔd 、ダイアフラムの降伏応力度をσdyとして、 Ｍ1 ＝（ｔd 2／４）σdy となる。また降伏線１ｅ，１ｆにおけるダイアフラム１
の曲げモーメントＭ2 も、Ｍ1と同じである。
アフラム１の曲げモーメントＭ1 は、ダイアフラムの板
厚をｔd 、ダイアフラムの降伏応力度をσdyとして、 Ｍ1 ＝（ｔd 2／４）σdy となる。また降伏線１ｅ，１ｆにおけるダイアフラム１
の曲げモーメントＭ2 も、Ｍ1と同じである。
【００３３】（２）角形閉断面柱変外径仕口部芯心径Ｌ
l の降伏線における角形閉断面柱変外径仕口部の曲げモ
ーメントＭ2 は、角形閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔ
l 、角形閉断面柱変外径仕口部の降伏応力度をσlyとし
て、 Ｍ2 ＝（ｔl 2／４）σly−１／（４σly）（Ｐc ／（４Ｌl ））2 となる。
l の降伏線における角形閉断面柱変外径仕口部の曲げモ
ーメントＭ2 は、角形閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔ
l 、角形閉断面柱変外径仕口部の降伏応力度をσlyとし
て、 Ｍ2 ＝（ｔl 2／４）σly−１／（４σly）（Ｐc ／（４Ｌl ））2 となる。
【００３４】ここで、ダイアフラム１の降伏線１ｅ，１
ｆの長さＬt はいずれも、 Ｌt ＝（Ｌl −Ｌu2）／２・（１＋（２（Ｌl −Ｌu1）／（Ｌl −Ｌu2））2 ）1/2 となる。また、角度θ1 は角度θにより表すと、 θ1 ＝２（Ｌl −Ｌu1）／（Ｌl −Ｌu2）θ となり、傾斜しているダイアフラム１の、面１ａと面１
ｄとがなす角および面１ｃと面１ｄとがなす角は互いに
等しく、その角θ2 は、 θ2 ＝（θ2 ＋θ1 2）1/2 ＝（１＋（２（Ｌl −Ｌu1）／（Ｌl −Ｌu2））2 ）
1/2 ・θ である。
ｆの長さＬt はいずれも、 Ｌt ＝（Ｌl −Ｌu2）／２・（１＋（２（Ｌl −Ｌu1）／（Ｌl −Ｌu2））2 ）1/2 となる。また、角度θ1 は角度θにより表すと、 θ1 ＝２（Ｌl −Ｌu1）／（Ｌl −Ｌu2）θ となり、傾斜しているダイアフラム１の、面１ａと面１
ｄとがなす角および面１ｃと面１ｄとがなす角は互いに
等しく、その角θ2 は、 θ2 ＝（θ2 ＋θ1 2）1/2 ＝（１＋（２（Ｌl −Ｌu1）／（Ｌl −Ｌu2））2 ）
1/2 ・θ である。
【００３５】第２の角形閉断面柱変外径仕口部の内力に
よる仕事ＷINは、面一の角形閉断面柱変外径仕口部芯心
径Ｌl の降伏線５ａ、上柱外径の降伏線３ａ、角形閉断
面柱変外径仕口部芯心径Ｌl の降伏線５ｂ、および降伏
線１ｅ，１ｆにおいてなされるため、 ＷIN＝Ｌu2ｔl σlyｕ＋（Ｌl −Ｌu2）ｔl σlyｕ／２＋Ｍ1 Ｌl θ＋ Ｍ2 （Ｌu2θ＋２Ｌu1θ1 ＋２Ｌt θ2 ）＋２Ｍ1 Ｌl θ2 ＝（Ｌl ＋Ｌu2）（Ｌl −Ｌu1）θσlyｔl ／２＋Ｍ1 Ｌl θ＋ Ｍ2 （Ｌu2θ＋２Ｌu1θ1 ＋２Ｌt θ2 ）＋２Ｍ1 Ｌl θ2 第２の角形閉断面柱変外径仕口部の、外力による仕事Ｗ
OUT と内力による仕事ＷINは等しいため、 Ｐc （Ｌl −Ｌu1）θ＝Ｌu2ｔl σlyｕ＋（Ｌl −Ｌu2）σlyｕ／２＋ Ｍ1 Ｌl θ＋Ｍ2 （Ｌu2θ＋２Ｌu1θ1 ＋ ２Ｌt θ2 ）＋２Ｍ1 Ｌl θ2 この式をＰc について整理すると、 Ｐc ＝３２σlyＬl （Ｌl −Ｌu2）／（５Ｌl −４Ｌu1−Ｌu2）・（Ｌu1− Ｌl ＋（（Ｌl −Ｌu1）2 ＋（５Ｌl −４Ｌu1−Ｌu2）2 ／ （６４σly（Ｌu1−Ｌu2）2 ）（ｔl 2σly＋ｔd 2σdy）＋ （５Ｌl −４Ｌu1−Ｌu2）（Ｌl ＋Ｌu2）（Ｌl −Ｌu1）ｔl ／ （３２Ｌl （Ｌl −Ｌu2）））1/2 ） となる。
よる仕事ＷINは、面一の角形閉断面柱変外径仕口部芯心
径Ｌl の降伏線５ａ、上柱外径の降伏線３ａ、角形閉断
面柱変外径仕口部芯心径Ｌl の降伏線５ｂ、および降伏
線１ｅ，１ｆにおいてなされるため、 ＷIN＝Ｌu2ｔl σlyｕ＋（Ｌl −Ｌu2）ｔl σlyｕ／２＋Ｍ1 Ｌl θ＋ Ｍ2 （Ｌu2θ＋２Ｌu1θ1 ＋２Ｌt θ2 ）＋２Ｍ1 Ｌl θ2 ＝（Ｌl ＋Ｌu2）（Ｌl −Ｌu1）θσlyｔl ／２＋Ｍ1 Ｌl θ＋ Ｍ2 （Ｌu2θ＋２Ｌu1θ1 ＋２Ｌt θ2 ）＋２Ｍ1 Ｌl θ2 第２の角形閉断面柱変外径仕口部の、外力による仕事Ｗ
OUT と内力による仕事ＷINは等しいため、 Ｐc （Ｌl −Ｌu1）θ＝Ｌu2ｔl σlyｕ＋（Ｌl −Ｌu2）σlyｕ／２＋ Ｍ1 Ｌl θ＋Ｍ2 （Ｌu2θ＋２Ｌu1θ1 ＋ ２Ｌt θ2 ）＋２Ｍ1 Ｌl θ2 この式をＰc について整理すると、 Ｐc ＝３２σlyＬl （Ｌl −Ｌu2）／（５Ｌl −４Ｌu1−Ｌu2）・（Ｌu1− Ｌl ＋（（Ｌl −Ｌu1）2 ＋（５Ｌl −４Ｌu1−Ｌu2）2 ／ （６４σly（Ｌu1−Ｌu2）2 ）（ｔl 2σly＋ｔd 2σdy）＋ （５Ｌl −４Ｌu1−Ｌu2）（Ｌl ＋Ｌu2）（Ｌl −Ｌu1）ｔl ／ （３２Ｌl （Ｌl −Ｌu2）））1/2 ） となる。
【００３６】上柱３の降伏軸力を上回る圧縮耐力を角形
閉断面柱変外径仕口部５が得るためのダイアフラム１の
板厚ｔd は、上記外力Ｐc がダイアフラム１をすでに降
伏させているため、上柱３の断面積をＡ、上柱の降伏応
力度をσuyとして、Ｐc ≧σuyＡ であるから、この式
を、ダイアフラム１の板厚ｔd について整理すると、
閉断面柱変外径仕口部５が得るためのダイアフラム１の
板厚ｔd は、上記外力Ｐc がダイアフラム１をすでに降
伏させているため、上柱３の断面積をＡ、上柱の降伏応
力度をσuyとして、Ｐc ≧σuyＡ であるから、この式
を、ダイアフラム１の板厚ｔd について整理すると、
【００３７】
【数１２】
【００３８】となる。この式により求められるダイアフ
ラム１の板厚ｔd を有するものが本発明の第２の角形閉
断面柱変外径仕口部である。本発明の第３の角形閉断面
柱変外径仕口部は、ダイアフラムの隣接する２側壁と上
柱の隣接する２側壁とが面一となりダイアフラムが上柱
の２側壁を除く他の側壁の外側に広がる場合である。以
下に、この場合における式（ＩＩＩ）の導出について説
明する。尚、上記第１，第２の角形閉断面柱変外径仕口
部と同一の要素には同一番号、同一記号を付し、重複説
明は省略する。
ラム１の板厚ｔd を有するものが本発明の第２の角形閉
断面柱変外径仕口部である。本発明の第３の角形閉断面
柱変外径仕口部は、ダイアフラムの隣接する２側壁と上
柱の隣接する２側壁とが面一となりダイアフラムが上柱
の２側壁を除く他の側壁の外側に広がる場合である。以
下に、この場合における式（ＩＩＩ）の導出について説
明する。尚、上記第１，第２の角形閉断面柱変外径仕口
部と同一の要素には同一番号、同一記号を付し、重複説
明は省略する。
【００３９】図３（ａ）は、本発明の第３の角形閉断面
柱変外径仕口部のモデルケースとして、ダイアフラムの
上面および上柱の横断面が正方形の場合について、上柱
を断面して示す平面図である。図３（ｂ）は、図３
（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。ダイアフラム１上の上柱
３に外力Ｐc が作用することにより、図３（ａ）に点線
で示す、上柱３とダイアフラム１が面一となっている角
形閉断面柱変外径仕口部芯心径の２つの辺５ａが圧縮さ
れ降伏して最終的にはこの辺５ａに沿って崩壊するもの
と仮定し、上柱３とダイアフラム１が面一となっている
角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の２つの辺５ａを除く
角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の２つの辺５ｂのダイ
アフラム１が屈曲し降伏して崩壊するものと仮定し、ダ
イアフラム１と上柱３が面一となっている上柱３の外径
の２つの辺を除く上柱３の外径の２つの辺３ａに沿って
ダイアフラム１が屈曲し降伏して崩壊するものと仮定
し、かつ角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の角部と上柱
外径の角部とを結ぶ線１ｅにおいてダイアフラム１が屈
曲し降伏して崩壊すると仮定する。また図３（ｂ）に示
すように、ダイアフラム１の、上柱３が搭載されている
部分１ｇには変位ｕが生じて、このダイアフラム１の部
分１ｇは、傾斜しているダイアフラム１の面１ｄと角度
θをなしているものとする。
柱変外径仕口部のモデルケースとして、ダイアフラムの
上面および上柱の横断面が正方形の場合について、上柱
を断面して示す平面図である。図３（ｂ）は、図３
（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。ダイアフラム１上の上柱
３に外力Ｐc が作用することにより、図３（ａ）に点線
で示す、上柱３とダイアフラム１が面一となっている角
形閉断面柱変外径仕口部芯心径の２つの辺５ａが圧縮さ
れ降伏して最終的にはこの辺５ａに沿って崩壊するもの
と仮定し、上柱３とダイアフラム１が面一となっている
角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の２つの辺５ａを除く
角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の２つの辺５ｂのダイ
アフラム１が屈曲し降伏して崩壊するものと仮定し、ダ
イアフラム１と上柱３が面一となっている上柱３の外径
の２つの辺を除く上柱３の外径の２つの辺３ａに沿って
ダイアフラム１が屈曲し降伏して崩壊するものと仮定
し、かつ角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の角部と上柱
外径の角部とを結ぶ線１ｅにおいてダイアフラム１が屈
曲し降伏して崩壊すると仮定する。また図３（ｂ）に示
すように、ダイアフラム１の、上柱３が搭載されている
部分１ｇには変位ｕが生じて、このダイアフラム１の部
分１ｇは、傾斜しているダイアフラム１の面１ｄと角度
θをなしているものとする。
【００４０】ここで、第３の角形閉断面柱変外径仕口部
の変位ｕを、角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の長さＬ
l 、上柱外径の長さから角形閉断面柱変外径仕口部５の
板厚ｔl の１／２を引いた長さＬu 、および上記角度θ
により表すと、 ｕ＝（Ｌl −Ｌu ）θ となり、したがって第２の角形閉断面柱変外径仕口部に
作用する外力Ｐc による仕事ＷOUT は、 ＷOUT ＝Ｐc ｕ＝Ｐc （Ｌl −Ｌu ）θ となる。
の変位ｕを、角形閉断面柱変外径仕口部芯心径の長さＬ
l 、上柱外径の長さから角形閉断面柱変外径仕口部５の
板厚ｔl の１／２を引いた長さＬu 、および上記角度θ
により表すと、 ｕ＝（Ｌl −Ｌu ）θ となり、したがって第２の角形閉断面柱変外径仕口部に
作用する外力Ｐc による仕事ＷOUT は、 ＷOUT ＝Ｐc ｕ＝Ｐc （Ｌl −Ｌu ）θ となる。
【００４１】また、第３の角形閉断面柱変外径仕口部
の、降伏線上に形成される塑性ヒンジの単位長さ当たり
の曲げモーメントは、降伏線理論により以下のように表
される。 （１）上柱３の外径の降伏線におけるダイアフラム１の
曲げモーメントＭ1 は、ダイアフラムの板厚をｔd 、ダ
イアフラムの降伏応力度をσdyとして、 Ｍ1＝（ｔd 2
／４）σdyとなる。また降伏線１ｅにおけるダイアフラ
ム１の曲げモーメントＭ2 も、Ｍ1 と同じである。
の、降伏線上に形成される塑性ヒンジの単位長さ当たり
の曲げモーメントは、降伏線理論により以下のように表
される。 （１）上柱３の外径の降伏線におけるダイアフラム１の
曲げモーメントＭ1 は、ダイアフラムの板厚をｔd 、ダ
イアフラムの降伏応力度をσdyとして、 Ｍ1＝（ｔd 2
／４）σdyとなる。また降伏線１ｅにおけるダイアフラ
ム１の曲げモーメントＭ2 も、Ｍ1 と同じである。
【００４２】（２）角形閉断面柱変外径仕口部芯心径Ｌ
l の降伏線における角形閉断面柱変外径仕口部の曲げモ
ーメントＭ2 は、角形閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔ
l 、角形閉断面柱変外径仕口部の降伏応力度をσlyとし
て、 Ｍ2 ＝（ｔl 2／４）σly−１／（４σly）（Ｐc ／（４Ｌl ））2 となる。
l の降伏線における角形閉断面柱変外径仕口部の曲げモ
ーメントＭ2 は、角形閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔ
l 、角形閉断面柱変外径仕口部の降伏応力度をσlyとし
て、 Ｍ2 ＝（ｔl 2／４）σly−１／（４σly）（Ｐc ／（４Ｌl ））2 となる。
【００４３】ここで、ダイアフラム１の降伏線１ｅの長
さＬt は、 Ｌt ＝２1/2 （Ｌl −Ｌu ） となり、傾斜しているダイアフラム１の、面１ａと面１
ｄとがなす角θ1 は、 θ1 ＝２1/2 θ である。
さＬt は、 Ｌt ＝２1/2 （Ｌl −Ｌu ） となり、傾斜しているダイアフラム１の、面１ａと面１
ｄとがなす角θ1 は、 θ1 ＝２1/2 θ である。
【００４４】第３の角形閉断面柱変外径仕口部の内力に
よる仕事ＷINは、面一の角形閉断面柱変外径仕口部芯心
径Ｌl の圧縮降伏、上柱外径の降伏線、面一ではない角
形閉断面柱変外径仕口部芯心径Ｌl の降伏線、および降
伏線１ｅにおいてなされるため、 ＷIN＝２（Ｌu ｔl σlyｕ＋（Ｌl −Ｌu ）ｔl σlyｕ
／２）＋２Ｍ1 θ（Ｌl ＋Ｌu ）＋Ｌt Ｍ2 θ1 となる。
よる仕事ＷINは、面一の角形閉断面柱変外径仕口部芯心
径Ｌl の圧縮降伏、上柱外径の降伏線、面一ではない角
形閉断面柱変外径仕口部芯心径Ｌl の降伏線、および降
伏線１ｅにおいてなされるため、 ＷIN＝２（Ｌu ｔl σlyｕ＋（Ｌl −Ｌu ）ｔl σlyｕ
／２）＋２Ｍ1 θ（Ｌl ＋Ｌu ）＋Ｌt Ｍ2 θ1 となる。
【００４５】第３の角形閉断面柱変外径仕口部の、外力
による仕事ＷOUT と内力による仕事ＷINは等しいため、 Ｐc （Ｌl −Ｌu ）θ＝２（Ｌu ｔl σlyｕ＋（Ｌl −Ｌu ）ｔl σlyｕ／２ ）＋２Ｍ1 θ（Ｌl ＋Ｌu ）＋Ｌt Ｍ2 θ1 この式をＰc について整理すると、 Ｐc ＝１６σlyＬl （（Ｌu −Ｌl ）＋（（Ｌl −Ｌu ）2 ＋ （（Ｌl 2−Ｌu 2）σlyｔl ＋Ｌl （ｔl 2σly＋ｔd 2σdy）／２）／ （８σlyＬl ））1/2 ） となる。
による仕事ＷOUT と内力による仕事ＷINは等しいため、 Ｐc （Ｌl −Ｌu ）θ＝２（Ｌu ｔl σlyｕ＋（Ｌl −Ｌu ）ｔl σlyｕ／２ ）＋２Ｍ1 θ（Ｌl ＋Ｌu ）＋Ｌt Ｍ2 θ1 この式をＰc について整理すると、 Ｐc ＝１６σlyＬl （（Ｌu −Ｌl ）＋（（Ｌl −Ｌu ）2 ＋ （（Ｌl 2−Ｌu 2）σlyｔl ＋Ｌl （ｔl 2σly＋ｔd 2σdy）／２）／ （８σlyＬl ））1/2 ） となる。
【００４６】上柱３の降伏軸力を上回る圧縮耐力を角形
閉断面柱変外径仕口部５が得るためのダイアフラム１の
板厚ｔd は、上記外力Ｐc がダイアフラム１をすでに降
伏させているため、上柱３の断面積をＡ、上柱の降伏応
力度をσuyとして、Ｐc ≧σuyＡ であるから、この式
を、ダイアフラム１の板厚ｔd について整理すると、
閉断面柱変外径仕口部５が得るためのダイアフラム１の
板厚ｔd は、上記外力Ｐc がダイアフラム１をすでに降
伏させているため、上柱３の断面積をＡ、上柱の降伏応
力度をσuyとして、Ｐc ≧σuyＡ であるから、この式
を、ダイアフラム１の板厚ｔd について整理すると、
【００４７】
【数１３】
【００４８】と表される。この式により求められるダイ
アフラム１の板厚ｔd を有するものが本発明の第３の角
形閉断面柱変外径仕口部である。本発明の角形閉断面柱
変外径仕口部は、上記したように降伏線理論により求め
られた板厚を有するダイアフラムを備えたため、その圧
縮軸力への耐力が明らかであり、かつ直方体であること
からその製造も容易である。
アフラム１の板厚ｔd を有するものが本発明の第３の角
形閉断面柱変外径仕口部である。本発明の角形閉断面柱
変外径仕口部は、上記したように降伏線理論により求め
られた板厚を有するダイアフラムを備えたため、その圧
縮軸力への耐力が明らかであり、かつ直方体であること
からその製造も容易である。
【００４９】ところで、ダイヤフラムが上柱と溶接され
る際に、そのダイヤフラムの板厚が厚くなるにつれてそ
の板厚方向に過大な引張力が作用したりこのダイヤフラ
ムの内部に過大な入熱を伴うことが多くなるという問題
がある。また、ダイヤフラムが上柱に溶接される際に、
そのダイヤフラムの板厚が厚くなるにつれてその板厚方
向に過大な引張力が作用してこのダイヤフラムにラメラ
テア（溶接割れの一種）が発生することがあるという問
題もある。そこで、上述したように、上柱および下柱の
材質がＳＳ４００である場合において、ダイヤフラムの
板厚ｔd が、２５ｍｍ以下の範囲、２５ｍｍを越え４０
ｍｍ以下の範囲、及び４０ｍｍを越えた範囲の場合に、
そのダイヤフラムの材質として、それぞれ、ＪＩＳ Ｇ
３１０１に規定されるＳＳ４００、ＪＩＳ Ｇ ３１
０６に規定されるＳＭ４００Ａ、ＪＩＳ Ｇ ３１０６
に規定されるＳＭ４００Ｂを用いる。これらＳＳ４０
０、ＳＭ４００Ａ及びＳＭ４００Ｂは、この順に溶接性
が向上されたものであり、ダイヤフラムの板厚が厚くな
るにつれて溶接性が向上されたものを用いることによ
り、上述した問題が解決される。
る際に、そのダイヤフラムの板厚が厚くなるにつれてそ
の板厚方向に過大な引張力が作用したりこのダイヤフラ
ムの内部に過大な入熱を伴うことが多くなるという問題
がある。また、ダイヤフラムが上柱に溶接される際に、
そのダイヤフラムの板厚が厚くなるにつれてその板厚方
向に過大な引張力が作用してこのダイヤフラムにラメラ
テア（溶接割れの一種）が発生することがあるという問
題もある。そこで、上述したように、上柱および下柱の
材質がＳＳ４００である場合において、ダイヤフラムの
板厚ｔd が、２５ｍｍ以下の範囲、２５ｍｍを越え４０
ｍｍ以下の範囲、及び４０ｍｍを越えた範囲の場合に、
そのダイヤフラムの材質として、それぞれ、ＪＩＳ Ｇ
３１０１に規定されるＳＳ４００、ＪＩＳ Ｇ ３１
０６に規定されるＳＭ４００Ａ、ＪＩＳ Ｇ ３１０６
に規定されるＳＭ４００Ｂを用いる。これらＳＳ４０
０、ＳＭ４００Ａ及びＳＭ４００Ｂは、この順に溶接性
が向上されたものであり、ダイヤフラムの板厚が厚くな
るにつれて溶接性が向上されたものを用いることによ
り、上述した問題が解決される。
【００５０】また、上述したように、上柱および下柱の
材質がＳＭ４９０である場合において、ダイヤフラムの
板厚ｔd が、２５ｍｍ以下の範囲、２５ｍｍを越え４０
ｍｍ以下の範囲の場合に、そのダイヤフラムの材質とし
て、それぞれ、ＪＩＳ Ｇ３１０６に規定されるＳＭ４
９０Ａ、ＪＩＳ Ｇ ３１０６に規定されるＳＭ４９０
Ｂを用いる。これらＳＭ４９０Ａ、ＳＭ４９０Ｂは、こ
の順に溶接性が向上されたものであり、これらを用いる
ことにより上述した問題が解決される。さらに、上柱お
よび下柱の材質がＳＭ４９０である場合において、ダイ
ヤフラムの板厚ｔd が４０ｍｍを越えた範囲にある場合
に、このダイヤフラムにラメラテアが発生することをＪ
ＩＳに規定されたものでは完全には防止できない。この
ため、上柱および下柱の材質がＳＭ４９０である場合に
おいて、ダイヤフラムの板厚ｔ d が４０ｍｍを越えてい
れば、降伏強度Ｙ．Ｐ／引張強度Ｔ．Ｓで表される降伏
比Ｙ．Ｒが０．８０以下、この降伏強度Ｙ．Ｐが３２５
Ｎ／ｍｍ2 以上、ＪＩＳ Ｇ ３１０６において用いら
れる
材質がＳＭ４９０である場合において、ダイヤフラムの
板厚ｔd が、２５ｍｍ以下の範囲、２５ｍｍを越え４０
ｍｍ以下の範囲の場合に、そのダイヤフラムの材質とし
て、それぞれ、ＪＩＳ Ｇ３１０６に規定されるＳＭ４
９０Ａ、ＪＩＳ Ｇ ３１０６に規定されるＳＭ４９０
Ｂを用いる。これらＳＭ４９０Ａ、ＳＭ４９０Ｂは、こ
の順に溶接性が向上されたものであり、これらを用いる
ことにより上述した問題が解決される。さらに、上柱お
よび下柱の材質がＳＭ４９０である場合において、ダイ
ヤフラムの板厚ｔd が４０ｍｍを越えた範囲にある場合
に、このダイヤフラムにラメラテアが発生することをＪ
ＩＳに規定されたものでは完全には防止できない。この
ため、上柱および下柱の材質がＳＭ４９０である場合に
おいて、ダイヤフラムの板厚ｔ d が４０ｍｍを越えてい
れば、降伏強度Ｙ．Ｐ／引張強度Ｔ．Ｓで表される降伏
比Ｙ．Ｒが０．８０以下、この降伏強度Ｙ．Ｐが３２５
Ｎ／ｍｍ2 以上、ＪＩＳ Ｇ ３１０６において用いら
れる
【００５１】
【数１４】
【００５２】で表される炭素当量Ｃeq（％）が０．４２
％以下、
％以下、
【００５３】
【数１５】
【００５４】で表される溶接割れ感受性組成Ｐcm（％）
が０．２７％以下のものを用いる。
が０．２７％以下のものを用いる。
【００５５】
【実施例】以下、図を参照して実施例を説明する。尚、
上記同一の要素は同一番号を付し、重複説明は省略す
る。 ［実施例１］表１は、本実施例に用いられた柱梁接合部
の、角形閉断面柱変外径仕口部のダイアフラムの板厚、
上柱と下柱の径、上柱と下柱の板厚、及びダイアフラム
と上柱との偏心形式（図４参照）を示した表である。
上記同一の要素は同一番号を付し、重複説明は省略す
る。 ［実施例１］表１は、本実施例に用いられた柱梁接合部
の、角形閉断面柱変外径仕口部のダイアフラムの板厚、
上柱と下柱の径、上柱と下柱の板厚、及びダイアフラム
と上柱との偏心形式（図４参照）を示した表である。
【００５６】
【表１】
【００５７】図４は、表１に記載されている偏心形式を
表す図である。図４（ａ）に表される偏心形式は上記し
た第１の角形閉断面柱変外径仕口部に対応し、図４
（ｂ）に表される偏心形式は上記した第２の角形閉断面
柱変外径仕口部に対応し、図４（ｃ）に表される偏心形
式は上記した第３の角形閉断面柱変外径仕口部に対応し
ている。
表す図である。図４（ａ）に表される偏心形式は上記し
た第１の角形閉断面柱変外径仕口部に対応し、図４
（ｂ）に表される偏心形式は上記した第２の角形閉断面
柱変外径仕口部に対応し、図４（ｃ）に表される偏心形
式は上記した第３の角形閉断面柱変外径仕口部に対応し
ている。
【００５８】図５は、本発明の一実施例に用いられた、
柱梁接合部およびこの柱梁接合部の、上柱と下柱に圧縮
力を作用させ、かつ梁に曲げモーメントを作用させる試
験装置の図である。また、本実施例において、ダイアフ
ラム、角形閉断面柱変外径仕口部、および上柱は全て同
じ鋼種であるため、上記上柱降伏応力度σuy、仕口部の
降伏応力度σly、ダイアフラム降伏応力度σdyは等し
く、式（Ｉ）は、 ｔd ≧（（Ａ／（４Ｌl ））2 ＋Ａ（Ｌl −Ｌu ）／（２Ｌl ）−ｔl 2）1/2 となる。
柱梁接合部およびこの柱梁接合部の、上柱と下柱に圧縮
力を作用させ、かつ梁に曲げモーメントを作用させる試
験装置の図である。また、本実施例において、ダイアフ
ラム、角形閉断面柱変外径仕口部、および上柱は全て同
じ鋼種であるため、上記上柱降伏応力度σuy、仕口部の
降伏応力度σly、ダイアフラム降伏応力度σdyは等し
く、式（Ｉ）は、 ｔd ≧（（Ａ／（４Ｌl ））2 ＋Ａ（Ｌl −Ｌu ）／（２Ｌl ）−ｔl 2）1/2 となる。
【００５９】また、式（ＩＩ）は、 ｔd ≧（（Ａ／（４Ｌl ））2 ＋４（Ｌl −Ｌu1）（Ｌl −Ｌu2）Ａ／（Ｌl （５Ｌl −４Ｌu1−Ｌu2））−ｔl 2−２（Ｌl −Ｌu1）（Ｌl −Ｌu2） ×ｔl ／（Ｌl （５Ｌl −４Ｌu1−Ｌu2）））1/2 となる。
【００６０】さらに、式（ＩＩＩ）は、 ｔd ≧（（Ａ／（４Ｌl ））2 ＋２（Ｌl −Ｌu ）（Ａ−（Ｌl ＋Ｌu ）ｔl ）／Ｌl −ｔl 2）1/2 となる。表１に示すような板厚を有するダイアフラムを
備えた角形閉断面柱変外径仕口部と比較例として従来の
絞り管の試験体を製作し、図５に示すような上下柱を含
む柱梁接合部に、角形閉断面柱変外径仕口部および従来
の絞り管のを用いて試験を行った。試験装置の圧縮機１
１により上柱３と下柱７に作用する軸力は降伏線理論に
よる角形閉断面柱変外径仕口部の圧縮耐力の３０％と
し、この載荷は上柱３と下柱７に一定軸力を加えながら
試験装置の曲げ機１３により左右の梁９に正負交番繰り
返し載荷を行った。
備えた角形閉断面柱変外径仕口部と比較例として従来の
絞り管の試験体を製作し、図５に示すような上下柱を含
む柱梁接合部に、角形閉断面柱変外径仕口部および従来
の絞り管のを用いて試験を行った。試験装置の圧縮機１
１により上柱３と下柱７に作用する軸力は降伏線理論に
よる角形閉断面柱変外径仕口部の圧縮耐力の３０％と
し、この載荷は上柱３と下柱７に一定軸力を加えながら
試験装置の曲げ機１３により左右の梁９に正負交番繰り
返し載荷を行った。
【００６１】この試験の変数は、上柱３の偏心形式およ
びダイアフラム１の板厚であり、本発明に沿って定めら
れたダイアフラムの板厚５０ｍｍを有する角形閉断面柱
変外径仕口部、本発明にに沿って定められるダイアフラ
ムの板厚未満の板厚１６ｍｍを有する角形閉断面柱変外
径仕口部、および従来の絞り管の合計７体について試験
を行った。
びダイアフラム１の板厚であり、本発明に沿って定めら
れたダイアフラムの板厚５０ｍｍを有する角形閉断面柱
変外径仕口部、本発明にに沿って定められるダイアフラ
ムの板厚未満の板厚１６ｍｍを有する角形閉断面柱変外
径仕口部、および従来の絞り管の合計７体について試験
を行った。
【００６２】ここで、ダイアフラムの板厚を５０ｍｍと
した場合は、ダイアフラムの強度よりも上柱の強度の方
が弱いため、本試験により上柱の方が崩壊される。また
ダイアフラムの板厚を１６ｍｍとした場合は、ダイアフ
ラムの強度よりも上柱の強度の方が強いため、本試験に
よりダイアフラムの方が崩壊される。図６，図７は、図
５（ａ）に示す偏心形式の場合のダイアフラムの板厚が
それぞれ５０ｍｍ、１６ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口
部の層せん断力全体変形を示す図である。
した場合は、ダイアフラムの強度よりも上柱の強度の方
が弱いため、本試験により上柱の方が崩壊される。また
ダイアフラムの板厚を１６ｍｍとした場合は、ダイアフ
ラムの強度よりも上柱の強度の方が強いため、本試験に
よりダイアフラムの方が崩壊される。図６，図７は、図
５（ａ）に示す偏心形式の場合のダイアフラムの板厚が
それぞれ５０ｍｍ、１６ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口
部の層せん断力全体変形を示す図である。
【００６３】本発明により定められた板厚５０ｍｍのダ
イアフラムを有する角形閉断面柱変外径仕口部は、従来
の絞り管（図１２参照）より大きい層せん断力に耐え
得、かつ絞り管と同様な全体変形が生じるが、１６ｍｍ
のダイアフラムを有する角形閉断面柱変外径仕口部は、
従来の絞り管より小さい層せん断力および小さい全体変
形にしか耐えらず崩壊している。
イアフラムを有する角形閉断面柱変外径仕口部は、従来
の絞り管（図１２参照）より大きい層せん断力に耐え
得、かつ絞り管と同様な全体変形が生じるが、１６ｍｍ
のダイアフラムを有する角形閉断面柱変外径仕口部は、
従来の絞り管より小さい層せん断力および小さい全体変
形にしか耐えらず崩壊している。
【００６４】図８，図９は、図５（ｂ）に示す偏心形式
の場合のダイアフラムの板厚がそれぞれ５０ｍｍ、１６
ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の層せん断力全体変形
を示す図である。本発明により定められた板厚５０ｍｍ
のダイアフラムを有する角形閉断面柱変外径仕口部は、
従来の絞り管（図１２参照）とほぼ同様な層せん断力に
耐え得るが、１６ｍｍのダイアフラムを有する角形閉断
面柱変外径仕口部は、絞り管より、小さい層せん断力お
よび小さい全体変形にしか耐えらず崩壊している。
の場合のダイアフラムの板厚がそれぞれ５０ｍｍ、１６
ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の層せん断力全体変形
を示す図である。本発明により定められた板厚５０ｍｍ
のダイアフラムを有する角形閉断面柱変外径仕口部は、
従来の絞り管（図１２参照）とほぼ同様な層せん断力に
耐え得るが、１６ｍｍのダイアフラムを有する角形閉断
面柱変外径仕口部は、絞り管より、小さい層せん断力お
よび小さい全体変形にしか耐えらず崩壊している。
【００６５】図１０，図１１は、図５（ｃ）に示す偏心
形式の場合の本発明のダイアフラムの板厚がそれぞれ５
０ｍｍ、１６ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の層せん
断力全体変形を示す図である。本発明により定められた
板厚５０ｍｍのダイアフラムを有する角形閉断面柱変外
径仕口部は、従来の絞り管（図１２参照）より大きい層
せん断力に耐え得、かつ絞り管と同様な全体変形が生じ
るが、１６ｍｍのダイアフラムを有する角形閉断面柱変
外径仕口部は、絞り管より小さい層せん断力および小さ
い全体変形にしか耐えらず崩壊している。尚、図１１に
示す１６ｍｍのダイアフラムを有する角形閉断面柱変外
径仕口部は、最終ループにおいて左右の梁９の荷重の絶
対値が大きく違ってきたため、一方を点線で示してい
る。
形式の場合の本発明のダイアフラムの板厚がそれぞれ５
０ｍｍ、１６ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の層せん
断力全体変形を示す図である。本発明により定められた
板厚５０ｍｍのダイアフラムを有する角形閉断面柱変外
径仕口部は、従来の絞り管（図１２参照）より大きい層
せん断力に耐え得、かつ絞り管と同様な全体変形が生じ
るが、１６ｍｍのダイアフラムを有する角形閉断面柱変
外径仕口部は、絞り管より小さい層せん断力および小さ
い全体変形にしか耐えらず崩壊している。尚、図１１に
示す１６ｍｍのダイアフラムを有する角形閉断面柱変外
径仕口部は、最終ループにおいて左右の梁９の荷重の絶
対値が大きく違ってきたため、一方を点線で示してい
る。
【００６６】図１３，図１４は、図６〜図１１に示した
全体変形量を累加経験則に基づき累積した、それぞれダ
イアフラム板厚５０ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の
累積変形量の図、およびダイアフラム板厚１６ｍｍの角
形閉断面柱変外径仕口部の累積変形量の図である。本発
明に沿って定められた板厚５０ｍｍのダイアフラムを有
する角形閉断面柱変外径仕口部は、いずれの偏心形式に
おいても最終崩壊形状が上柱の局部座屈となっているた
め、耐力、剛性、および変形性能とも従来の絞り管とほ
ぼ同等の構造性能を有している。また、本発明に沿って
定められた板厚未満の板厚１６ｍｍのダイアフラムを有
する角形閉断面柱変外径仕口部は、このダイアフラムが
早期に降伏するため、従来の絞り管と同様な構造性能を
発現できない。
全体変形量を累加経験則に基づき累積した、それぞれダ
イアフラム板厚５０ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の
累積変形量の図、およびダイアフラム板厚１６ｍｍの角
形閉断面柱変外径仕口部の累積変形量の図である。本発
明に沿って定められた板厚５０ｍｍのダイアフラムを有
する角形閉断面柱変外径仕口部は、いずれの偏心形式に
おいても最終崩壊形状が上柱の局部座屈となっているた
め、耐力、剛性、および変形性能とも従来の絞り管とほ
ぼ同等の構造性能を有している。また、本発明に沿って
定められた板厚未満の板厚１６ｍｍのダイアフラムを有
する角形閉断面柱変外径仕口部は、このダイアフラムが
早期に降伏するため、従来の絞り管と同様な構造性能を
発現できない。
【００６７】［実施例２］本実施例においては、柱梁接
合部の曲げ軸力相関関係（以下、「ＭＮ相関関係」と呼
ぶ）と試験体崩壊時の実験値との比較から本発明の妥当
性を検討する。図１５は、図４（ａ）に示された偏心形
式におけるダイアフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが
作用して生じる降伏線を仮定して示す図である。
合部の曲げ軸力相関関係（以下、「ＭＮ相関関係」と呼
ぶ）と試験体崩壊時の実験値との比較から本発明の妥当
性を検討する。図１５は、図４（ａ）に示された偏心形
式におけるダイアフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが
作用して生じる降伏線を仮定して示す図である。
【００６８】図１５に示す点線に沿ってダイアフラム１
が屈曲し降伏して最終的には崩壊すると仮定する。図１
６は、ダイアフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが作用
する際のその圧縮軸力の程度により、３つに分けてダイ
アフラムの崩壊機構を仮定した図である。ダイアフラム
１に圧縮力Ｐと曲げモーメントＭが作用することによ
り、ダイアフラム１の、上柱が搭載された部分１ｇが、
圧縮力Ｐと曲げモーメントＭにより傾きながら沈下す
る。このダイアフラムの部分１ｇの図心の位置の沈下量
をΔとし、この傾いて沈下したダイアフラムの部分１ｇ
が、傾いて沈下する前のダイアフラム１と角度ψをなす
ものとする。
が屈曲し降伏して最終的には崩壊すると仮定する。図１
６は、ダイアフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが作用
する際のその圧縮軸力の程度により、３つに分けてダイ
アフラムの崩壊機構を仮定した図である。ダイアフラム
１に圧縮力Ｐと曲げモーメントＭが作用することによ
り、ダイアフラム１の、上柱が搭載された部分１ｇが、
圧縮力Ｐと曲げモーメントＭにより傾きながら沈下す
る。このダイアフラムの部分１ｇの図心の位置の沈下量
をΔとし、この傾いて沈下したダイアフラムの部分１ｇ
が、傾いて沈下する前のダイアフラム１と角度ψをなす
ものとする。
【００６９】図１６（ａ）は、上記回転角のずれＫが０
≦Ｋ≦Ｌu ／２の範囲の場合の崩壊機構を仮定した図で
ある。この場合では、ダイアフラム１に曲げモーメント
Ｍにより引張力も生じ、この引張力の生じた部分は、図
１６（ａ）の上方へ持ち上げられている。図１６（ｂ）
は、上記回転角のずれＫがＬu ／２≦Ｋ≦Ｌl ／２の範
囲の場合の崩壊機構を仮定した図である。
≦Ｋ≦Ｌu ／２の範囲の場合の崩壊機構を仮定した図で
ある。この場合では、ダイアフラム１に曲げモーメント
Ｍにより引張力も生じ、この引張力の生じた部分は、図
１６（ａ）の上方へ持ち上げられている。図１６（ｂ）
は、上記回転角のずれＫがＬu ／２≦Ｋ≦Ｌl ／２の範
囲の場合の崩壊機構を仮定した図である。
【００７０】この場合では、ダイアフラム１に引張力が
生じる部分はなく、ダイアフラム１の全面が圧縮力を受
けて沈下している。図１６（ｃ）は、上記回転角のずれ
ＫがＬl ／２≦Ｋの範囲の場合の崩壊機構を仮定した図
である。この場合では、図１６（ｂ）より更にダイアフ
ラム１が圧縮力を受け、傾いてΔだけ沈下したダイアフ
ラムの部分１ｇが、ダイアフラム１の外側でダイアフラ
ム１と角度ψをなしている。
生じる部分はなく、ダイアフラム１の全面が圧縮力を受
けて沈下している。図１６（ｃ）は、上記回転角のずれ
ＫがＬl ／２≦Ｋの範囲の場合の崩壊機構を仮定した図
である。この場合では、図１６（ｂ）より更にダイアフ
ラム１が圧縮力を受け、傾いてΔだけ沈下したダイアフ
ラムの部分１ｇが、ダイアフラム１の外側でダイアフラ
ム１と角度ψをなしている。
【００７１】圧縮力Ｐと曲げモーメントＭによる仕事Ｗ
e は、 Ｗe ＝（Ｍ＋ＰＫ）ψ である。また、ダイアフラム１の内力による仕事Ｄi
は、 Ｄi ＝Σｍi Ｌi θi となる。
e は、 Ｗe ＝（Ｍ＋ＰＫ）ψ である。また、ダイアフラム１の内力による仕事Ｄi
は、 Ｄi ＝Σｍi Ｌi θi となる。
【００７２】ここに、ｍi ：降伏線i における単位長さ
当たりの全塑性モーメント Ｌi ：降伏線i の長さ、θi ：降伏線i における回転角 上記Ｗe とＤi は等しく、図１６（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示した場合ごとに仕事式Ｗe とＤi の式を解
き、ずれＫを変数として整理してＭＮ相関関係が最小化
されるようにＫを選ぶと次のようになる。
当たりの全塑性モーメント Ｌi ：降伏線i の長さ、θi ：降伏線i における回転角 上記Ｗe とＤi は等しく、図１６（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示した場合ごとに仕事式Ｗe とＤi の式を解
き、ずれＫを変数として整理してＭＮ相関関係が最小化
されるようにＫを選ぶと次のようになる。
【００７３】図１６（ａ）の場合、 （Ｍ−４Ｌl Ｌu ｍa ／（Ｌl −Ｌu ）−２Ｌl （Ｌl ＋Ｌu ）ｍb ／ （Ｌl −Ｌu ））＋２／Ｌu ・（Ｎ−４Ｌu ｍb ／（Ｌl −Ｌu ））＝０ となる。図１６（ｂ）の場合、 （Ｍ−２（Ｌl 2−Ｌl Ｌu ＋２Ｌu 2）ｍb ／（Ｌl −Ｌu ））＋２／Ｌl ・（ Ｎ−（８Ｌl ｍa ／（Ｌl −Ｌu ）＋（８Ｌl −４Ｌu ）ｍb ／（Ｌl − Ｌu ））＝０ となる。
【００７４】図１６（ｃ）の場合、 （Ｍ−２（Ｌl 2−Ｌl Ｌu ＋２Ｌu 2）ｍb ／（Ｌl −Ｌu ））＝０ となる。ここに、上記ｍa は、角形閉断面柱変外径仕口
部に形成される降伏線の単位長さ当たりの全塑性モーメ
ント、ｍb は、ダイアフラムに形成される降伏線の単位
長さ当たりの全塑性モーメントである。
部に形成される降伏線の単位長さ当たりの全塑性モーメ
ント、ｍb は、ダイアフラムに形成される降伏線の単位
長さ当たりの全塑性モーメントである。
【００７５】図１７（ａ）は、図４（ｂ）に示された偏
心形式におけるダイアフラムに圧縮軸力と曲げモーメン
トが作用して生じる降伏線を示す図、図１７（ｂ）は、
図１７（ａ）のＦ−Ｆ断面の一部を示す図、図１７
（ｃ）は、図１７（ａ）のＧ−Ｇ断面の一部を示す図で
ある。圧縮軸力の程度によらず図１７（ａ）に示される
点線に沿ってダイアフラム１が屈曲し降伏して最終的に
は崩壊すると仮定する。図１７（ｂ）に示すようにＦ−
Ｆ断面においてはダイアフラム１の、上柱３が搭載され
た部分１ｇの沈下量δ a は、上柱３の２つの辺３a ，３
c の間で一定であるが、ダイアフラム１に曲げモーメン
トも作用しているため、図１７（ｃ）に示すようにＧ−
Ｇ断面においてはダイアフラム１の、上柱３が搭載され
た部分１ｇの沈下量は、上柱３の一辺３ b ではδa であ
り他の一辺３d ではδb となっている。
心形式におけるダイアフラムに圧縮軸力と曲げモーメン
トが作用して生じる降伏線を示す図、図１７（ｂ）は、
図１７（ａ）のＦ−Ｆ断面の一部を示す図、図１７
（ｃ）は、図１７（ａ）のＧ−Ｇ断面の一部を示す図で
ある。圧縮軸力の程度によらず図１７（ａ）に示される
点線に沿ってダイアフラム１が屈曲し降伏して最終的に
は崩壊すると仮定する。図１７（ｂ）に示すようにＦ−
Ｆ断面においてはダイアフラム１の、上柱３が搭載され
た部分１ｇの沈下量δ a は、上柱３の２つの辺３a ，３
c の間で一定であるが、ダイアフラム１に曲げモーメン
トも作用しているため、図１７（ｃ）に示すようにＧ−
Ｇ断面においてはダイアフラム１の、上柱３が搭載され
た部分１ｇの沈下量は、上柱３の一辺３ b ではδa であ
り他の一辺３d ではδb となっている。
【００７６】図１８（ａ）は、図４（ｃ）に示された偏
心形式におけるダイアフラムに圧縮軸力と曲げモーメン
トが作用して生じる降伏線を示す図、図１８（ｂ）は、
図１８（ａ）のＨ−Ｈ断面の一部を示す図、図１８
（ｃ）は、図１８（ａ）のＩ−Ｉ断面の一部を示す図で
ある。圧縮軸力の程度によらず図１８（ａ）に示される
点線に沿ってダイアフラム１が屈曲し降伏して最終的に
は崩壊すると仮定する。図１８（ｂ）に示すようにＨ−
Ｈ断面においてはダイアフラム１の、上柱３が搭載され
た部分１ｇの沈下量δ c は、上柱３の２つの辺３b ，３
d の間で一定であるが、ダイアフラム１に曲げモーメン
トも作用しているため、図１８（ｃ）に示すようにＩ−
Ｉ断面においてはダイアフラム１の、上柱３が搭載され
た部分１ｇの沈下量は、上柱３の一辺３ c ではδc であ
り他の一辺３a ではδd となっている。
心形式におけるダイアフラムに圧縮軸力と曲げモーメン
トが作用して生じる降伏線を示す図、図１８（ｂ）は、
図１８（ａ）のＨ−Ｈ断面の一部を示す図、図１８
（ｃ）は、図１８（ａ）のＩ−Ｉ断面の一部を示す図で
ある。圧縮軸力の程度によらず図１８（ａ）に示される
点線に沿ってダイアフラム１が屈曲し降伏して最終的に
は崩壊すると仮定する。図１８（ｂ）に示すようにＨ−
Ｈ断面においてはダイアフラム１の、上柱３が搭載され
た部分１ｇの沈下量δ c は、上柱３の２つの辺３b ，３
d の間で一定であるが、ダイアフラム１に曲げモーメン
トも作用しているため、図１８（ｃ）に示すようにＩ−
Ｉ断面においてはダイアフラム１の、上柱３が搭載され
た部分１ｇの沈下量は、上柱３の一辺３ c ではδc であ
り他の一辺３a ではδd となっている。
【００７７】図１７（ａ）、図１８（ａ）に示される崩
壊機構のもとで上記仕事式を解き、回転軸のずれＫにつ
いて整理してＭＮ相関関係が最小化されるようにＫを選
ぶと、それぞれ圧縮力のみが作用する純圧縮で崩壊する
場合の耐力式が得られた。したがって図４（ｂ），
（ｃ）に示されるダイアフラムと上柱との偏心形式のＭ
Ｎ相関関係は、ともに純圧縮Ｎd による耐力の式の点
（０，Ｎd ）と曲げモーメントのみが作用する純曲げＭ
d で崩壊する点（Ｍd ，０）とを結ぶ直線と仮定する。
壊機構のもとで上記仕事式を解き、回転軸のずれＫにつ
いて整理してＭＮ相関関係が最小化されるようにＫを選
ぶと、それぞれ圧縮力のみが作用する純圧縮で崩壊する
場合の耐力式が得られた。したがって図４（ｂ），
（ｃ）に示されるダイアフラムと上柱との偏心形式のＭ
Ｎ相関関係は、ともに純圧縮Ｎd による耐力の式の点
（０，Ｎd ）と曲げモーメントのみが作用する純曲げＭ
d で崩壊する点（Ｍd ，０）とを結ぶ直線と仮定する。
【００７８】表１に示す板厚に加え板厚３２ｍｍを有す
るダイアフラムを備えた角形閉断面柱変外径仕口部と比
較例として従来の絞り管の試験体を製作して試験を行
い、また図５に示すような上下柱を含む柱梁接合部に、
角形閉断面柱変外径仕口部および従来の絞り管を用いて
十字試験も行った。図１９は、図４（ａ）に示される偏
心形式のＭＮ相関関係を示す図である。
るダイアフラムを備えた角形閉断面柱変外径仕口部と比
較例として従来の絞り管の試験体を製作して試験を行
い、また図５に示すような上下柱を含む柱梁接合部に、
角形閉断面柱変外径仕口部および従来の絞り管を用いて
十字試験も行った。図１９は、図４（ａ）に示される偏
心形式のＭＮ相関関係を示す図である。
【００７９】上記図４（ａ）の場合のＭＮ相関関係から
求められた、ダイアフラムの各板厚ごとにそれぞれ耐力
を実線および点線で示し、また日本建築学会：鋼管構造
設計施工指針・同解説第２版第１刷（Ｐ１９９〜２０
０）に示される角形鋼管断面の終局曲げ耐力略算式によ
り得られた上柱の耐力も点線で表す。各板厚のダイアフ
ラムを備えた角形閉断面柱変外径仕口部の耐力は、上記
ＭＮ相関関係から求められた耐力とほぼ一致している。
求められた、ダイアフラムの各板厚ごとにそれぞれ耐力
を実線および点線で示し、また日本建築学会：鋼管構造
設計施工指針・同解説第２版第１刷（Ｐ１９９〜２０
０）に示される角形鋼管断面の終局曲げ耐力略算式によ
り得られた上柱の耐力も点線で表す。各板厚のダイアフ
ラムを備えた角形閉断面柱変外径仕口部の耐力は、上記
ＭＮ相関関係から求められた耐力とほぼ一致している。
【００８０】図２０は、図４（ｂ）に示される偏心形式
のＭＮ相関関係を示す図である。上記図４（ｂ）の場合
のＭＮ相関関係から求められた、ダイアフラムの各板厚
ごとにそれぞれ耐力を実線または点線で示し、また日本
建築学会：鋼管構造設計施工指針・同解説第２版第１刷
（Ｐ１９９〜２００）に示される角形鋼管断面の終局曲
げ耐力略算式により得られた上柱の耐力も点線で表す。
のＭＮ相関関係を示す図である。上記図４（ｂ）の場合
のＭＮ相関関係から求められた、ダイアフラムの各板厚
ごとにそれぞれ耐力を実線または点線で示し、また日本
建築学会：鋼管構造設計施工指針・同解説第２版第１刷
（Ｐ１９９〜２００）に示される角形鋼管断面の終局曲
げ耐力略算式により得られた上柱の耐力も点線で表す。
【００８１】ダイアフラムの各板厚の耐力は、上記ＭＮ
相関関係から求められた耐力とほぼ一致し、本発明によ
る板厚５０ｍｍのダイアフラムを有する角形閉断面柱変
外径仕口部は、純圧縮時（曲げモーメントが０の場合）
および純曲げ時（圧縮軸力が０の場合）に上柱の耐力を
上回っている。図２１は、図４（ｃ）に示される偏心形
式のＭＮ相関関係を示す図である。
相関関係から求められた耐力とほぼ一致し、本発明によ
る板厚５０ｍｍのダイアフラムを有する角形閉断面柱変
外径仕口部は、純圧縮時（曲げモーメントが０の場合）
および純曲げ時（圧縮軸力が０の場合）に上柱の耐力を
上回っている。図２１は、図４（ｃ）に示される偏心形
式のＭＮ相関関係を示す図である。
【００８２】上記図４（ｃ）の場合のＭＮ相関関係から
求められた、ダイアフラムの各板厚ごとにそれぞれ耐力
を実線または点線で示し、また日本建築学会：鋼管構造
設計施工指針・同解説第２版第１刷（Ｐ１９９〜２０
０）に示される角形鋼管断面の終局曲げ耐力略算式によ
り得られた上柱の耐力も点線で表す。本発明による板厚
５０ｍｍのダイアフラムを備えた角形閉断面柱変外径仕
口部であっても、純曲げ時では上柱の全塑性モーメント
を上回ることができない。これは上柱の素材降伏点が冷
却加工のために上昇することにより、上柱のＭＮ相関が
ダイアフラムのＭＮ相関を上回るためであるが、本発明
による板厚５０ｍｍのダイアフラムを備えた角形閉断面
柱変外径仕口部の剛性、変形性能などは、従来の絞り管
とほぼ同等である。
求められた、ダイアフラムの各板厚ごとにそれぞれ耐力
を実線または点線で示し、また日本建築学会：鋼管構造
設計施工指針・同解説第２版第１刷（Ｐ１９９〜２０
０）に示される角形鋼管断面の終局曲げ耐力略算式によ
り得られた上柱の耐力も点線で表す。本発明による板厚
５０ｍｍのダイアフラムを備えた角形閉断面柱変外径仕
口部であっても、純曲げ時では上柱の全塑性モーメント
を上回ることができない。これは上柱の素材降伏点が冷
却加工のために上昇することにより、上柱のＭＮ相関が
ダイアフラムのＭＮ相関を上回るためであるが、本発明
による板厚５０ｍｍのダイアフラムを備えた角形閉断面
柱変外径仕口部の剛性、変形性能などは、従来の絞り管
とほぼ同等である。
【００８３】本発明により求められた板厚を有するダイ
アフラムを備えた角形閉断面柱変外径仕口部は、ＭＮ相
関関係において上柱をほぼ上回り、また下回る場合であ
っても、その剛性、変形性能などは、従来の絞り管とほ
ぼ同等である。また、上述したように、上柱および下柱
の材質がＳＳ４００である場合において、ダイヤフラム
の板厚ｔd が、２５ｍｍ以下、２５ｍｍを越え４０ｍｍ
以下、４０ｍｍを越える場合に、そのダイヤフラムの材
質として、それぞれ、ＳＳ４００、ＳＭ４００Ａ、ＳＭ
４００Ｂを用いる。このＳＳ４００の化学成分は、リン
が０．０５０％以下、硫黄が０．０５％以下であり、か
つその引張強度は４０２Ｎ／ｍｍ2 〜５１０Ｎ／ｍｍ2
である。また、ＳＭ４００Ａの化学成分は、炭素が０．
２３％以下、マンガンが炭素の２．５倍以上、リンが
０．０３５％以下、及び硫黄が０．００５％以下であ
り、その引張強度は４０２Ｎ／ｍｍ2 〜５１０Ｎ／ｍｍ
2 である。さらに、ＳＭ４００Ｂの化学成分は、炭素が
０．２２％以下、ケイ素が０．３５％以下、マンガンが
０．６０％〜１．４０％、リンが０．０３５％以下、及
び硫黄が０．００５％以下であり、その引張強度は４０
２Ｎ／ｍｍ2 〜５１０Ｎ／ｍｍ2 であり、かつそのシャ
ルピー吸収エネルギーは２７．５ジュール以上である。
アフラムを備えた角形閉断面柱変外径仕口部は、ＭＮ相
関関係において上柱をほぼ上回り、また下回る場合であ
っても、その剛性、変形性能などは、従来の絞り管とほ
ぼ同等である。また、上述したように、上柱および下柱
の材質がＳＳ４００である場合において、ダイヤフラム
の板厚ｔd が、２５ｍｍ以下、２５ｍｍを越え４０ｍｍ
以下、４０ｍｍを越える場合に、そのダイヤフラムの材
質として、それぞれ、ＳＳ４００、ＳＭ４００Ａ、ＳＭ
４００Ｂを用いる。このＳＳ４００の化学成分は、リン
が０．０５０％以下、硫黄が０．０５％以下であり、か
つその引張強度は４０２Ｎ／ｍｍ2 〜５１０Ｎ／ｍｍ2
である。また、ＳＭ４００Ａの化学成分は、炭素が０．
２３％以下、マンガンが炭素の２．５倍以上、リンが
０．０３５％以下、及び硫黄が０．００５％以下であ
り、その引張強度は４０２Ｎ／ｍｍ2 〜５１０Ｎ／ｍｍ
2 である。さらに、ＳＭ４００Ｂの化学成分は、炭素が
０．２２％以下、ケイ素が０．３５％以下、マンガンが
０．６０％〜１．４０％、リンが０．０３５％以下、及
び硫黄が０．００５％以下であり、その引張強度は４０
２Ｎ／ｍｍ2 〜５１０Ｎ／ｍｍ2 であり、かつそのシャ
ルピー吸収エネルギーは２７．５ジュール以上である。
【００８４】そして、上述したように、上柱および下柱
の材質がＳＭ４９０である場合において、ダイヤフラム
の板厚ｔd が、２５ｍｍ以下、２５ｍｍを越え４０ｍｍ
以下の場合に、そのダイヤフラムの材質として、ぞれぞ
れ、ＳＭ４９０Ａ、ＳＭ４９０Ｂを用いる。このＳＭ４
９０Ａの化学成分は、炭素が０．２０％以下、ケイ素が
０．５５％以下、マンガンが１．６０％以下、リンが
０．０３５％以下、及び硫黄が０．００５％以下であ
り、その引張強度は４９０Ｎ／ｍｍ2 〜６０８Ｎ／ｍｍ
2 である。また、このＳＭ４９０Ｂの化学成分は、炭素
が０．１８％以下、ケイ素が０．５５％以下、マンガン
が１．６０％以下、リンが０．０３５％以下、及び硫黄
が０．００５％以下であり、その引張強度は４９０Ｎ／
ｍｍ2 〜６０８Ｎ／ｍｍ2 であり、かつそのシャルピー
吸収エネルギーは２７．５ジュール以上である。さら
に、上柱および下柱の材質がＳＭ４９０である場合にお
いて、ダイヤフラムの板厚ｔd が４０ｍｍを越えていれ
ば、そのダイヤフラムの材質として、炭素が０．１４％
以下、ケイ素が０．４２％以下、マンガンが１．３５％
以下、リンが０．０１２％以下、及び硫黄が０．００３
％以下であり、降伏強度Ｙ．Ｐ／引張強度Ｔ．Ｓで表わ
される降伏比Ｙ．Ｒが０．８０以下、この降伏強度Ｙ．
Ｐが３２５Ｎ／ｍｍ2 以上、そして式（ＩＶ）で表され
る炭素当量Ｃeq（％）が０．４２％以下、式（Ｖ）で表
される溶接割れ感受性組成Ｐcm（％）が０．２７％以下
のものを用いる。このような材質を満たすものとして商
品名ＭＡＣ３３（川崎製鉄株式会社製）がある。このＭ
ＡＣ３３は、上記降伏強度が３２５Ｎ／ｍｍ2 以上、上
記炭素当量Ｃeq（％）が０．４０％以下、及び上記溶接
割れ感受性組成Ｐcm（％）が０．２６％以下の鋼材であ
る。また、ＭＡＣ３３と同様のものとして商品名ＭＡＣ
３６（川崎製鉄株式会社製）がある。このＭＡＣ３６
は、上記降伏強度が３５５Ｎ／ｍｍ2 以上、上記炭素当
量Ｃeq（％）が０．４２％以下、及び上記溶接割れ感受
性組成Ｐcm（％）が０．２７％以下の鋼材である。
の材質がＳＭ４９０である場合において、ダイヤフラム
の板厚ｔd が、２５ｍｍ以下、２５ｍｍを越え４０ｍｍ
以下の場合に、そのダイヤフラムの材質として、ぞれぞ
れ、ＳＭ４９０Ａ、ＳＭ４９０Ｂを用いる。このＳＭ４
９０Ａの化学成分は、炭素が０．２０％以下、ケイ素が
０．５５％以下、マンガンが１．６０％以下、リンが
０．０３５％以下、及び硫黄が０．００５％以下であ
り、その引張強度は４９０Ｎ／ｍｍ2 〜６０８Ｎ／ｍｍ
2 である。また、このＳＭ４９０Ｂの化学成分は、炭素
が０．１８％以下、ケイ素が０．５５％以下、マンガン
が１．６０％以下、リンが０．０３５％以下、及び硫黄
が０．００５％以下であり、その引張強度は４９０Ｎ／
ｍｍ2 〜６０８Ｎ／ｍｍ2 であり、かつそのシャルピー
吸収エネルギーは２７．５ジュール以上である。さら
に、上柱および下柱の材質がＳＭ４９０である場合にお
いて、ダイヤフラムの板厚ｔd が４０ｍｍを越えていれ
ば、そのダイヤフラムの材質として、炭素が０．１４％
以下、ケイ素が０．４２％以下、マンガンが１．３５％
以下、リンが０．０１２％以下、及び硫黄が０．００３
％以下であり、降伏強度Ｙ．Ｐ／引張強度Ｔ．Ｓで表わ
される降伏比Ｙ．Ｒが０．８０以下、この降伏強度Ｙ．
Ｐが３２５Ｎ／ｍｍ2 以上、そして式（ＩＶ）で表され
る炭素当量Ｃeq（％）が０．４２％以下、式（Ｖ）で表
される溶接割れ感受性組成Ｐcm（％）が０．２７％以下
のものを用いる。このような材質を満たすものとして商
品名ＭＡＣ３３（川崎製鉄株式会社製）がある。このＭ
ＡＣ３３は、上記降伏強度が３２５Ｎ／ｍｍ2 以上、上
記炭素当量Ｃeq（％）が０．４０％以下、及び上記溶接
割れ感受性組成Ｐcm（％）が０．２６％以下の鋼材であ
る。また、ＭＡＣ３３と同様のものとして商品名ＭＡＣ
３６（川崎製鉄株式会社製）がある。このＭＡＣ３６
は、上記降伏強度が３５５Ｎ／ｍｍ2 以上、上記炭素当
量Ｃeq（％）が０．４２％以下、及び上記溶接割れ感受
性組成Ｐcm（％）が０．２７％以下の鋼材である。
【００８５】図２２は、本発明の他の実施例の柱梁接合
部を示す側面図である。尚、図５に示す柱梁接合部の構
成要素と同一の要素には、同一の番号を付して示し、重
複説明は省略する。この角形閉断面柱変外径仕口部５の
ダイヤフラム１には、梁９の梁フランジ９ａが溶接され
ている。このダイヤフラム１は板厚ｔd を有しており、
この梁フランジ９ａは板厚ｔf を有している。
部を示す側面図である。尚、図５に示す柱梁接合部の構
成要素と同一の要素には、同一の番号を付して示し、重
複説明は省略する。この角形閉断面柱変外径仕口部５の
ダイヤフラム１には、梁９の梁フランジ９ａが溶接され
ている。このダイヤフラム１は板厚ｔd を有しており、
この梁フランジ９ａは板厚ｔf を有している。
【００８６】図２３は、ダイヤフラムの板厚と梁フラン
ジの板厚との関係を示す図である。一般に、ダイヤフラ
ムの板厚ｔd は、梁フランジの板厚ｔf に比べ厚く、こ
のため、ダイヤフラムの板厚ｔd と梁フランジの板厚ｔ
f の組合わせ範囲は、図２３の斜線を付けた範囲とな
る。図２３の斜線Ａ、斜線Ｂ及び斜線Ｃを付けた範囲で
は、それぞれ、表２に示すＡ、Ｂ及びＣを付けたものを
用いる。尚、表２に示すＭＡＣ３３及びＭＡＣ３６は、
上述したとおり、川崎製鉄株式会社製の鋼材である。
ジの板厚との関係を示す図である。一般に、ダイヤフラ
ムの板厚ｔd は、梁フランジの板厚ｔf に比べ厚く、こ
のため、ダイヤフラムの板厚ｔd と梁フランジの板厚ｔ
f の組合わせ範囲は、図２３の斜線を付けた範囲とな
る。図２３の斜線Ａ、斜線Ｂ及び斜線Ｃを付けた範囲で
は、それぞれ、表２に示すＡ、Ｂ及びＣを付けたものを
用いる。尚、表２に示すＭＡＣ３３及びＭＡＣ３６は、
上述したとおり、川崎製鉄株式会社製の鋼材である。
【００８７】
【表２】
【００８８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の角
形閉断面柱変外径仕口部は、梁と、下柱と、下柱より細
い上柱との接合部に備えられ、角形閉断面柱変外径仕口
部の上面に設けられて上柱を支持するダイアフラムの板
厚が、降伏線理論により定められた式（Ｉ）、式（Ｉ
Ｉ）、あるいは式（ＩＩＩ）により求められた板厚を有
しており、したがってその構造性能が明らかであり、ま
たダイアフラムと上柱の偏心形式に関わらず、従来の角
形閉断面柱変外径仕口部と同様な耐力、剛性、および変
形性能などの構造性能を有している。
形閉断面柱変外径仕口部は、梁と、下柱と、下柱より細
い上柱との接合部に備えられ、角形閉断面柱変外径仕口
部の上面に設けられて上柱を支持するダイアフラムの板
厚が、降伏線理論により定められた式（Ｉ）、式（Ｉ
Ｉ）、あるいは式（ＩＩＩ）により求められた板厚を有
しており、したがってその構造性能が明らかであり、ま
たダイアフラムと上柱の偏心形式に関わらず、従来の角
形閉断面柱変外径仕口部と同様な耐力、剛性、および変
形性能などの構造性能を有している。
【００８９】また、本発明の角形閉断面柱変外径仕口部
は直方体であるため、従来の角形閉断面柱変外径仕口
部、例えば絞り管など比較して、製造工数が少なくその
製造コストも低減できる。ここに、ダイヤフラムの材質
が、その板厚と上柱及び下柱の材質とに応じて定められ
た場合は、このダイヤフラムと上柱の溶接の際に、溶接
されるダイヤフラム母材に欠陥を生じることが防止され
る。
は直方体であるため、従来の角形閉断面柱変外径仕口
部、例えば絞り管など比較して、製造工数が少なくその
製造コストも低減できる。ここに、ダイヤフラムの材質
が、その板厚と上柱及び下柱の材質とに応じて定められ
た場合は、このダイヤフラムと上柱の溶接の際に、溶接
されるダイヤフラム母材に欠陥を生じることが防止され
る。
【図１】第１の角形閉断面柱変外径仕口部のモデルケー
スの平面図（ａ）、およびＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
スの平面図（ａ）、およびＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の第２の角形閉断面柱変外径仕口部のモ
デルケースの平面図（ａ）、Ｂ−Ｂ断面図（ｂ）、およ
びＣ−Ｃ断面図（ｃ）である。
デルケースの平面図（ａ）、Ｂ−Ｂ断面図（ｂ）、およ
びＣ−Ｃ断面図（ｃ）である。
【図３】第３の角形閉断面柱変外径仕口部のモデルケー
スの平面図（ａ）、およびＤ−Ｄ断面図（ｂ）である。
スの平面図（ａ）、およびＤ−Ｄ断面図（ｂ）である。
【図４】表１に記載されているダイアフラムと上柱の偏
心形式を表す図である。
心形式を表す図である。
【図５】実施例に用いた柱梁接合部および試験装置の図
である。
である。
【図６】偏心形式（ａ）の場合の本発明に沿ったダイア
フラムの板厚が５０ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の
層せん断力全体変形を示す図である。
フラムの板厚が５０ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の
層せん断力全体変形を示す図である。
【図７】偏心形式（ａ）の場合のダイアフラムの板厚が
１６ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の層せん断力全体
変形を示す図である。
１６ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の層せん断力全体
変形を示す図である。
【図８】偏心形式（ｂ）の場合の本発明に沿ったダイア
フラムの板厚が５０ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の
層せん断力全体変形を示す図である。
フラムの板厚が５０ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の
層せん断力全体変形を示す図である。
【図９】偏心形式（ｂ）の場合の本発明のダイアフラム
の板厚が１６ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の層せん
断力全体変形を示す図である。
の板厚が１６ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の層せん
断力全体変形を示す図である。
【図１０】偏心形式（ｃ）の場合の本発明に沿ったダイ
アフラムの板厚が５０ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部
の層せん断力全体変形を示す図である。
アフラムの板厚が５０ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部
の層せん断力全体変形を示す図である。
【図１１】偏心形式（ｃ）の場合のダイアフラムの板厚
が１６ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の層せん断力全
体変形を示す図である。
が１６ｍｍの角形閉断面柱変外径仕口部の層せん断力全
体変形を示す図である。
【図１２】従来の角形閉断面柱変外径仕口部である絞り
管の層せん断力全体変形を示す図である。
管の層せん断力全体変形を示す図である。
【図１３】図６，図８、図１０に示した全体変形量を累
加経験則に基づき累積したダイアフラム板厚５０ｍｍの
角形閉断面柱変外径仕口部の累積変形量の図である。
加経験則に基づき累積したダイアフラム板厚５０ｍｍの
角形閉断面柱変外径仕口部の累積変形量の図である。
【図１４】図７，図９、図１１に示した全体変形量を累
加経験則に基づき累積したダイアフラム板厚１６ｍｍの
角形閉断面柱変外径仕口部の累積変形量の図である。
加経験則に基づき累積したダイアフラム板厚１６ｍｍの
角形閉断面柱変外径仕口部の累積変形量の図である。
【図１５】図４（ａ）に示された偏心形式におけるダイ
アフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが作用して生じる
降伏線を仮定して示す図である。
アフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが作用して生じる
降伏線を仮定して示す図である。
【図１６】ダイアフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが
生じる際のその圧縮軸力の程度により、３つに分けてダ
イアフラムの崩壊機構を仮定した図である。
生じる際のその圧縮軸力の程度により、３つに分けてダ
イアフラムの崩壊機構を仮定した図である。
【図１７】図４（ｂ）に示された偏心形式におけるダイ
アフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが作用して生じる
降伏線を示す図（ａ）、（ａ）のＦ−Ｆ断面の一部を示
す図（ｂ）、（ａ）のＧ−Ｇ断面の一部を示す図（ｃ）
である。
アフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが作用して生じる
降伏線を示す図（ａ）、（ａ）のＦ−Ｆ断面の一部を示
す図（ｂ）、（ａ）のＧ−Ｇ断面の一部を示す図（ｃ）
である。
【図１８】図４（ｃ）に示された偏心形式におけるダイ
アフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが作用して生じる
降伏線を示す図（ａ）、（ａ）のＨ−Ｈ断面の一部を示
す図（ｂ）、（ａ）のＩ−Ｉ断面の一部を示す図（ｃ）
である。
アフラムに圧縮軸力と曲げモーメントが作用して生じる
降伏線を示す図（ａ）、（ａ）のＨ−Ｈ断面の一部を示
す図（ｂ）、（ａ）のＩ−Ｉ断面の一部を示す図（ｃ）
である。
【図１９】図４（ａ）に示される偏心形式のＭＮ相関関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図２０】図４（ｂ）に示される偏心形式のＭＮ相関関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図２１】図４（ｃ）に示される偏心形式のＭＮ相関関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図２２】本発明の他の実施例の柱梁接合部を示す側面
図である。
図である。
【図２３】ダイヤフラムの板厚と梁フランジの板厚との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図２４】従来の角形閉断面柱変外径仕口部である絞り
管を構成する部材の図である。
管を構成する部材の図である。
【図２５】従来の角形閉断面柱変外径仕口部である絞り
管を構成する部材の図である。
管を構成する部材の図である。
１ ダイアフラム ３ 上柱 ５ 角形閉断面柱変外径仕口部 ７ 下柱 ９ 梁
Claims (5)
- 【請求項１】 梁と、該梁の下方へ延びる、横断面が四
角形の下柱と、該梁の上方へ延びる、該下柱より細い、
横断面が四角形の上柱との接合部に備えられた、横断面
が四角形であり、互いに対向する側面がほぼ平行に上下
方向に延び、かつ上面をダイアフラムが覆う角形閉断面
柱変外径仕口部であって、 前記ダイアフラムが、前記上柱の４側壁の外側に広が
り、かつ前記上柱の外径をＬU 、前記角形閉断面柱変外
径仕口部の芯心径をＬl 、該角形閉断面柱変外径仕口部
の板厚をｔl 、前記上柱の断面積をＡ、前記上柱の降伏
応力度をσuy、前記角形閉断面柱変外径仕口部の降伏応
力度をσly、前記ダイアフラムの降伏応力度をσdyとし
たとき、前記ダイアフラムが 【数１】 により求められる板厚ｔd を有することを特徴とする角
形閉断面柱変外径仕口部。 - 【請求項２】 梁と、該梁の下方へ延びる、横断面が四
角形の下柱と、該梁の上方へ延びる、該下柱より細い、
横断面が四角形の上柱との接合部に備えられた、横断面
が四角形であり、互いに対向する側面がほぼ平行に上下
方向に延び、かつ上面をダイアフラムが覆う角形閉断面
柱変外径仕口部であって、 前記ダイアフラムの１側壁と前記上柱の１側壁とが面一
となるとともに該ダイアフラムが該上柱の該１側壁を除
く他の側壁の外側に広がり、かつ前記上柱の外径をＬ
U 、前記角形閉断面柱変外径仕口部の芯心径をＬl 、該
角形閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔl 、前記上柱の断
面積をＡ、前記上柱の降伏応力度をσuy、前記角形閉断
面柱変外径仕口部の降伏応力度をσly、前記ダイアフラ
ムの降伏応力度をσdyとしたとき、前記ダイアフラム
が、 【数２】 により求められる板厚ｔd を有することを特徴とする角
形閉断面柱変外径仕口部。 - 【請求項３】 梁と、該梁の下方へ延びる、横断面が四
角形の下柱と、該梁の上方へ延びる、該下柱より細い、
横断面が四角形の上柱との接合部に備えられた、横断面
が四角形であり、互いに対向する側面がほぼ平行に上下
方向に延び、かつ上面をダイアフラムが覆う角形閉断面
柱変外径仕口部であって、 前記ダイアフラムの隣接する２側壁と前記上柱の隣接す
る２側壁とが面一となるとともに該ダイアフラムが該上
柱の該２側壁を除く他の側壁の外側に広がり、かつ前記
上柱の外径をＬU 、前記角形閉断面柱変外径仕口部の芯
心径をＬl 、該角形閉断面柱変外径仕口部の板厚をｔ
l 、前記上柱の断面積をＡ、前記上柱の降伏応力度をσ
uy、前記角形閉断面柱変外径仕口部の降伏応力度を
σly、前記ダイアフラムの降伏応力度をσdyとしたと
き、前記ダイアフラムが、 【数３】 により求められる板厚ｔd を有することを特徴とする角
形閉断面柱変外径仕口部。 - 【請求項４】 前記上柱および前記下柱の材質がＳＳ４
００であり、 前記ダイヤフラムの板厚ｔd が、２５ｍｍ以下の範囲、
２５ｍｍを越え４０ｍｍ以下の範囲内、及び４０ｍｍを
越えた範囲のいずれにあるかに応じて、前記ダイヤフラ
ムの材質が、それぞれ、ＳＳ４００、ＳＭ４００Ａ、及
びＳＭ４００Ｂであることを特徴とする請求項１から請
求項３のうちいずれか１項記載の角形閉断面柱変外径仕
口部。 - 【請求項５】 前記上柱および前記下柱の材質がＳＭ４
９０であり、 前記ダイヤフラムの板厚ｔd が、２５ｍｍ以下の範囲に
あるか２５ｍｍを越え４０ｍｍ以下の範囲にあるかに応
じて、前記ダイヤフラムの材質が、それぞれ、ＳＭ４９
０Ａ及びＳＭ４９０Ｂであり、かつ前記ダイヤフラムの
板厚ｔd が４０ｍｍを越えた範囲にある場合は、該ダイ
ヤフラムの材質が、炭素の含有量が０．１４％以下、ケ
イ素の含有量が０．４２％以下、マンガンの含有量が
１．３５％以下、リンの含有量が０．０１２％以下、及
び硫黄の含有量が０．００３％以下、かつ降伏強度を
Ｙ．Ｐ、引張強度をＴ．Ｓとしたとき、前記降伏強度
Ｙ．Ｐ／前記引張強度Ｔ．Ｓで表わされる降伏比Ｙ．Ｒ
が０．８０以下、前記降伏強度Ｙ．Ｐが３２５Ｎ／ｍｍ
2 以上であるとともに、炭素をＣ、ケイ素をＳｉ、マン
ガンをＭｎ、銅をＣｕ、ニッケルをＮｉ、クロムをＣ
ｒ、モリブテンをＭｏ、バナジウムをＶ、及びホウ素を
Ｂとしたとき、 【数４】 で表される炭素当量Ｃeq（％）が０．４２％以下、 【数５】 で表される溶接割れ感受性組成Ｐcm（％）が０．２７％
以下の化学成分を有するものであることを特徴とする請
求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の角形閉断
面柱変外径仕口部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11334493A JPH0681396A (ja) | 1992-07-17 | 1993-05-14 | 角形閉断面柱変外径仕口部 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-190685 | 1992-07-17 | ||
| JP19068592 | 1992-07-17 | ||
| JP11334493A JPH0681396A (ja) | 1992-07-17 | 1993-05-14 | 角形閉断面柱変外径仕口部 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0681396A true JPH0681396A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=26452337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11334493A Pending JPH0681396A (ja) | 1992-07-17 | 1993-05-14 | 角形閉断面柱変外径仕口部 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681396A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011094406A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Kobe Steel Ltd | 外ダイアフラム形式の角形鋼管柱 |
| JP2013028997A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Daiwa House Industry Co Ltd | 上下柱異径の鉄骨柱梁接合部の耐力予測方法および板厚設計方法 |
| JP2015045211A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 大和ハウス工業株式会社 | 上下柱異径の鋼管柱接合部のダイアフラム剛性予測方法および板厚設計方法 |
-
1993
- 1993-05-14 JP JP11334493A patent/JPH0681396A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011094406A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Kobe Steel Ltd | 外ダイアフラム形式の角形鋼管柱 |
| JP2013028997A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Daiwa House Industry Co Ltd | 上下柱異径の鉄骨柱梁接合部の耐力予測方法および板厚設計方法 |
| JP2015045211A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 大和ハウス工業株式会社 | 上下柱異径の鋼管柱接合部のダイアフラム剛性予測方法および板厚設計方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021126 |