JPS6240092B2 - - Google Patents

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JPS6240092B2
JPS6240092B2 JP6153380A JP6153380A JPS6240092B2 JP S6240092 B2 JPS6240092 B2 JP S6240092B2 JP 6153380 A JP6153380 A JP 6153380A JP 6153380 A JP6153380 A JP 6153380A JP S6240092 B2 JPS6240092 B2 JP S6240092B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
web
corrugate
corrugated
strength
width
Prior art date
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Expired
Application number
JP6153380A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56158224A (en
Inventor
Akio Ootake
Takeshi Kikuchi
Seiichi Tanaka
Yasuhiro Asai
Masami Hamada
Chihiro Hayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
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Priority to CA000358273A priority patent/CA1150986A/en
Priority to GB8041336A priority patent/GB2074916B/en
Priority to DE19803049459 priority patent/DE3049459A1/de
Priority to LU83044A priority patent/LU83044A1/fr
Priority to IT8027005A priority patent/IT1174692B/it
Priority to FR8027810A priority patent/FR2482256B1/fr
Priority to BE0/203376A priority patent/BE886933A/fr
Publication of JPS56158224A publication Critical patent/JPS56158224A/ja
Priority to US06/751,433 priority patent/US4597278A/en
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、ウエブ中央部にコルゲートを有する
H形鋼の製造方法に関するものである。 近年、H形鋼の軽量化の要請が強まるにつれ
て、ウエブの薄肉化が進められてきた。H形鋼の
軽量化には、部材の断面性能に及ぼす影響の小さ
いウエブの薄肉化が最も効果があるが、平板の剪
断座屈耐力の観点から、薄肉化にも自ずと限界が
ある。そこで、理論的には、ウエブにコルゲート
(波形)加工を施せば、その限界以下にウエブを
薄肉化できることは知られている。しかしなが
ら、実際には、工業製品として市場に現れていな
い。これは、コルゲート加工の困難さによるもの
である。 そこで、本出願人は、特願昭54−107778号(特
開昭56− 号公報)に係る発明の「ウエブ中
央部にコルゲートを有するH形鋼の製造方法およ
び製造ロール」を提案した。この方法の特徴は、
通常の完成H形鋼のウエブ中央部に、その断面寸
法の変化を伴わないように、1対の相補的に噛み
合うロールによつてコルゲート加工を施すことに
ある。この方法に用いる製造ロールの特徴は、通
常の完成H形鋼のフランジを案内する1対の溝
と、これら溝の中間に波形状の凹凸部とをロール
加工面に設け、1対のロールの凹凸部を相補的に
噛み合せた点にある。 本出願人は、前述の方法の研究・開発をさらに
進めた結果、現在のH形鋼の製造可能な技術の範
囲内で、H形鋼ウエブに要求される剪断座屈強
度、ウエブ横方向圧縮耐力の両者に関してその向
上効果が大きく、かつ、使用上必要な耐力が得ら
れるコルゲート形状を見い出した。 本発明の方法にもとづいてつくられるH形鋼
は、第1図に示すように、ウエブの全幅にわたつ
てコルゲート加工が施されるのではなく、ウエブ
の中央部にのみコルゲート加工が施される。ウエ
ブの両縁部に平板部分を残すことによつて、ウエ
ブとフランジとの接合部に有害な影響を与えるこ
となく、容易にコルゲート加工を施すことができ
る。 本発明の方法にもとづくコルゲート形状の条件
を下記に示す。 9.3t<L<36t 1.0t<f<3.9t 0.5h<C<h−L ただし、上記各記号は、第1図および第2図に
示すようなH形鋼の各部寸法をそれぞれ表す。す
なわち、 t:ウエブ板厚 h:ウエブ高さ f:コルゲート振幅 C:コルゲート幅 L:コルゲート・ピツチ 次に、上記条件を得るに至つた解析過程につい
て説明する。 (1) 製造可能範囲 コルゲートは、第1図に示すように、材軸に直
角に付けられる。突出部は、偏心をなくすため、
凹凸が交互にくるようにせねばならないが、凹凸
が連続する必要はなく、平面のままの部分を突起
の間に残しておいてもよい。また、突起の形状は
波形でなく、台形でもよい。しかし、製造上なる
べく板の延伸度(コルゲートをつくる圧延時の伸
び)は小さくした方がよく、また、同じ延伸度の
場合は突起が単位長当り数多くある方がその効果
も著しいので、連続とした方がよい。圧延製造実
験を重ねた結果、コルゲートの加工伸びが12%以
下が良好な製造可能範囲であることが確められ
た。 (2) コルゲート・ピツチLおよび振幅f コルゲートの効果は、ウエブの材軸に直角方向
の板曲げ剛性を増加することである。その剛性増
加は、コルゲート振幅fに最も大きく影響され
る。 第3図は、コルゲート振幅対ウエブ板厚比f/
tと剪断座屈強度τfとの関係を示す。剪断座屈
強度τは、コルゲート幅C、ウエブ板厚tにも影
響されるが、ここでは一例として、本発明の方法
を実施するさいに最も一般的に適用されると考え
られる形状、すなわち、ウエブ板厚t=h/
120、コルゲート幅C=0.75h、H形鋼の長さを4h
とした。図からわかるように、コルゲート振幅f
が大きくなると強度τfが放物線状に上昇する。 コルゲートによる剪断強度の上昇はウエブ板厚
tの薄肉化によつて得られるが、コルゲート製造
のための費用がかかるので、少なくともウエブ板
厚tを25%減ずるだけの効果が生じないと、製品
としての利点が生じない。平面ウエブの剪断座屈
強度は、(t/h)に比例するので、25%の減
厚は約50%の強度低下を生ずることになる。した
がつて、この強度低下をコルゲートで補う場合、
コルゲート加工ウエブの強度が平面ウエブ(f=
0)のときの強度τf0の2倍以上となるコルゲー
ト振幅とする必要がある。したがつて、第3図か
らfの値としてf/t>1が得られる。 コルゲート・ピツチLはできるだけ小さくした
方がウエブの応力の乱れが小さく、また、横方向
集中力Pに対する安定性もよい。第4図に示すよ
うな、横方向集中力座屈実験を行つた結果、加力
点近傍のウエブが局部面外座屈を生ずるが、その
座屈波の長さlは約0.4hとなる。この強度はウエ
ブ形状を定めるさいに重要であるが、この強度を
どの位置でも安定して得るためには、lの中に少
なくとも2つの波のコルゲートが入るようにコル
ゲート・ピツチLを定める必要がある。したがつ
て、そのようにするためには、コルゲート・ピツ
チLを0.2h以下にする必要がある。 一方、コルゲート・ピツチLと振幅fとは製造
時の伸びに関係し、L/fが小さくなるに従が
い、コルゲート形成時の加工伸びが大きくなる。
加工伸びの制限を、前述のように12%以下にする
ためには、L/f>9.3以上にする必要がある。 以上のように、コルゲート形状は性能および加
工性より3つの制約を受ける。さらに、ウエブ板
厚tの実用上の範囲をh/100>t>h/180とす
ると、コ ルゲート・ピツチLとしてh/20<L<h/5.0ま
たは 9.3t<L<36t、コルゲート振幅fとしてh/100<
f <h/46または1.0t<f<3.9tを得る。 (3) コルゲート幅(C) コルゲート幅Cはウエブの剪断座屈強度τcお
よび横方向圧縮耐力Rに最も大きく関係する。第
5図は、コルゲート幅対ウエブ高さ比(C/h)
と剪断座屈強度τcとの関係を示す。一例とし
て、h/t=120、f/t=1.3のときの場合を示
す。図において、黒点は実験値をまた実線の曲線
は解析値をそれぞれ表す。前述のように、コルゲ
ート加工を行つたウエブの剪断座屈強度τcは、
平面ウエブ(C=0)のときの強度τc0の2倍以
上要求される。したがつて、図からその範囲の強
度となるC/hの値としてC/h>0.5が得られ
る。 第6図は、同じくコルゲート幅対ウエブ高さ比
(C/h)と横方向集中荷重耐力Rとの関係を示
す。同図からも(C/h)が0.5以上となると、
コルゲートの効果が十分あることがわかる。ここ
で、R=Ph/πD、ただしD=Et/12(1−γ
)、Eは弾性 係数、γはボアソン比である。図において、黒点
は実験値をまた実線の曲線は実験式R=
1.86/1.5−C/hをそれぞれ表す。 したがつて、ウエブの剪断座屈強度τcおよび
横方向圧縮耐力Rの上昇効果を目的として、ウエ
ブ中央部にコルゲートを付ける実用上有効な範囲
として、C/h>0.5が得られ。C/hの上限は
加工上の制約およびフランジに与える応力の乱れ
によつて制約される。すなわち、コルゲート幅C
をあまり大きくするとコルゲート成形時にフラン
ジの波打ち変形を生じさせるばかりでなく、ウエ
ブとフランジとの対根に多大な応力が発生するた
め、損傷を生ずる。試作実験によれば、コルゲー
トを施さない部分の幅が6t以上または0.5L以上あ
れば問題とならない。また、戴荷時のコルゲート
によるフランジ部への応力の乱れに関しても、コ
ルゲートを施さない部分の幅が0.5L以上あれば、
その影響は全くないことが実験で確められた。 したがつて、コルゲート幅は、0.5h以上でかつ
h−L以下で、h−12t以下が有効な範囲とな
る。 <実施例> 第1表にJISG、3353に示される従来の一般構
造用溶接軽量H形鋼の寸法と、それぞれに対応す
るコルゲート・ウエブ・ビームの作成実施寸法を
示す。表中の従来形鋼寸法ではウエブの剪断座屈
応力が降伏点以上あるものを選んでいる。コルゲ
ート・ウエブ付きH形鋼()はそれぞれ対応す
る従来H形鋼()とはり高さH(第1図)およ
びフランジ寸法B(第1図)をそろえた形状と
し、ウエブ板厚tのみを薄くしている。コルゲー
トを成形しないでウエブ板厚のこのように減ずる
と、剪断座屈強度が降伏点の3割程度までに低下
するが、コルゲート・ウエブ付きH形鋼では、コ
ルゲート効果によりウエブ剪断座屈強度が降伏点
以上になつている。
【表】 第1表ではコルゲート部は、軸方向剛性が著し
く低下するため、曲げ性能の計算のさいに除外し
て求めた値をとつている。第1表からわかるよう
に、重量当りの曲げ剛性の比はコルゲートによつ
て9〜13%の改善が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法にもとづいてつくられた
H形鋼の横断面図。第2図は第1図の−線か
らみた部分拡大縦断面図。第3図はコルゲート振
幅対ウエブ板厚比と剪断座屈強度との関係を示す
グラフ。第4図は横方向集中力座屈実験を示す説
明図。第5図はコルゲート幅対ウエブ高さ比と剪
断座屈強さとの関係を示すグラフ。第6図はコル
ゲート幅対ウエブ高さ比と横方向集中荷重耐力と
の関係を示すグラフ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 通常の完成H形鋼のウエブ中央部に、1対の
    相補的に噛み合うロールによつてコルゲート加工
    を施す方法において、コルゲート形状を下記の条
    件で成形することを特徴としたウエブ中央部にコ
    ルゲートを有するH形鋼の製造方法。 9.3t<L<36t 1.0t<f<3.9t 0.5h<C<h−L ただし、 t:ウエブ板厚 h:ウエブ高さ f:コルゲート振幅 C:コルゲート幅 L:コルゲート・ピツチ
JP6153380A 1979-08-24 1980-05-09 Production of h-beam having corrugation in central part of web Granted JPS56158224A (en)

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JP6153380A JPS56158224A (en) 1980-05-09 1980-05-09 Production of h-beam having corrugation in central part of web
CA000358273A CA1150986A (en) 1979-08-24 1980-08-14 Method for producing i-beam having centrally corrugated web and rolls for producing such i-beam
GB8041336A GB2074916B (en) 1980-05-09 1980-12-29 Method for producing i-beam having centrally corrugated web
IT8027005A IT1174692B (it) 1980-05-09 1980-12-30 Metodo per produrre una trave a i che ha un gambo ondulato centralmente e cilindri per ottenere tale trave a i
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DE19803049459 DE3049459A1 (de) 1980-05-09 1980-12-30 Verfahren zur herstellung von gewellten doppel-t-traegern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
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JPH0777641B2 (ja) * 1983-08-01 1995-08-23 ジエイ ペイク ヤング ビームの製造方法
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