JPWO2014142205A1 - ロール成形角形鋼管 - Google Patents

Abstract

従来の角形鋼管と比べて断面積を小さくしても、局部座屈応力度あるいは断面二次モーメントあるいは断面係数を、より増大させるか少なくとも維持可能な断面形状のロール成形角形鋼管を提供する。縦辺長Ａ又は横辺長Ｂと板厚ｔとの比である幅厚比（Ａ／ｔ又はＢ／ｔ）をｘ、設計用降伏応力度をＦ（Ｎ／ｍｍ２）とした場合に式（１）、（２）を満たし、かつ、縦方向のコーナー長ＣＡと縦辺長Ａとの比（ＣＡ／Ａ）、又は、横方向のコーナー長ＣＢと横辺長Ｂとの比（ＣＢ／Ｂ）をｙとした場合に式（３）を満たし、かつ、式（４１）又は（４２）のいずれか一方を満たすという条件（４）を満たす。１５．６≦ｘ≦７４０／√Ｆ（１）。２３５≦Ｆ≦３２５（２）。ｙ≦０．３０（３）。１５．６≦ｘ＜２５．５において、ｙ≧-0.0061ｘ＋0.2557（４１）。２５．５≦ｘ≦７４０／√Ｆ において、ｙ≧０．１（４２）。但し、ｙ＝０．１６ である場合を除く。

Description

この発明は建築構造物の柱・梁材等に使用されるロール成形角形鋼管に関する。

建築構造物の柱・梁材などに使用される角形鋼管は、JIS G 3466の一般構造用角形鋼管（STKR400、STKR490）（非特許文献１）により、あるいは、日本鉄鋼連盟の規格（建築構造用冷間成形角形鋼管（BCR295など））（非特許文献２）により規格化され、断面形状の標準寸法として辺の長さ（Ａ×Ｂ）、板厚t、角部の寸法Ｓなどが規定されている。
日本鉄鋼連盟のBCR295は冷間ロール成形角形鋼管についての規格（「ＢＣＲ」は日本鉄鋼連盟の登録商標）であるが、JIS G 3466に準拠する角形鋼管としても冷間のロール成形角形鋼管が広く使用されている。なお以下では、上記規格における縦辺の長さＡ及び横辺の長さＢを辺長Ａ及び辺長Ｂ（又は縦辺長Ａ及び横辺長Ｂ）と呼び、角部の寸法Ｓをコーナー長Ｃと呼ぶ。なお、上記の各規格では縦方向のコーナー長と横方向のコーナー長は等しい（両者のコーナー長を変えることを考慮していない）。

上記の各規格で規定される角形鋼管の断面形状は、主として建築構造物の構造部材として標準化する趣旨で、具体的な数値による標準寸法として規定されている。

表１に前記JIS G 3466（STKR400、STKR490） に記載された寸法及び単位重量の表における「辺長Ａ×Ｂ」、板厚ｔ、コーナー長Ｃを転記し、さらに表中に幅厚比（Ａ／ｔ、Ｂ／ｔ）、コーナー長と辺長との比（Ｃ／Ａ、Ｃ／Ｂ）を示す。なお、前記表１及び以下の各表は明細書の末尾に纏めて記載する。STKR400とSTKR490とに断面形状の相違はないので、以下ではSTKR400、STKR490の両者を区別する必要がない場合には、両者を含めて単にSTKR400と記載する。
なお、STKR400は、コーナー部が部材外側に凸の円弧状をなす断面形状の角形鋼管となっている。
（ａ１）部材の塑性変形能力を表す指標としての幅厚比（Ａ／ｔ、Ｂ／ｔ）は、正方形断面の場合に８．３〜４３．５、矩形断面の場合に８．３〜７８．１となっている。
幅厚比の上限が、正方形断面の場合に４３．５と比較的小さい数値範囲となっているのは、主な用途が柱用（耐震性が必要）となっているためであり、部材断面を構成する板要素の幅と厚さの比が大きいと、圧縮力を受ける部分に局部座屈を生じ、部材断面の耐力が低下して、必要な塑性変形能力が得られなくなることに起因している。
一方、矩形断面の場合は、用途が柱用（耐震性が必要）から間柱（耐震性が不要）、一般構造用まで多岐にわたることから、幅厚比の上限が７８．１と、正方形断面の場合よりかなり大きな数値範囲になっている。
（ａ２）コーナー長と辺長との比（Ｃ／Ａ、Ｃ／Ｂ）は、正方形断面の場合に０．０４６〜０．２４０、矩形断面の場合に０．０２６〜０．２４０となっている。

表２に日本鉄鋼連盟規格ＢＣＲ２９５における「辺長Ａ×Ｂ」、板厚ｔ、コーナー長Ｃを転記し、さらに表中に幅厚比（Ａ／ｔ、Ｂ／ｔ）、コーナー長と辺長との比（Ｃ／Ａ、Ｃ／Ｂ）を示す。
なお、ＢＣＲ２９５は、コーナー部が部材外側に凸の円弧状をなす断面形状の角形鋼管となっている。
（ｂ１）部材の塑性変形能力を表す指標としての幅厚比（Ａ／ｔ、Ｂ／ｔ）は、正方形断面の場合に１５．６〜５５．６、矩形断面の場合に１１．１〜６６．７となっている。
幅厚比の上限が、正方形断面の場合に５５．６、矩形断面の場合に６６．７と、ＳＴＫＲ４００に比べ小さい数値となっているのは、主な用途が柱用（耐震性が必要）となっているためであり、部材断面を構成する板要素の幅と厚さの比が大きいと、圧縮力を受ける部分に局部座屈を生じ、部材断面の耐力が低下して、必要な塑性変形能力が得られなくなることに起因している。
（ｂ２）コーナー長と辺長との比は、正方形断面の場合に０．０４５〜０．１６０、矩形断面の場合に０．０４３〜０．２２５となっている。

建築構造物の柱・梁材等に使用される前記ＳＴＫＲやＢＣＲのサイズ範囲の角形鋼管で、前記ＳＴＫＲやＢＣＲに標準寸法が示された角形鋼管とはコーナー長Ｃと辺長との比が異なるものとして、本発明の技術思想とは全く異質であるが、コーナー長Ｃと辺長との比に関して（その比が０．１６であることに関して）結果的に本発明と一部重複する可能性を持つ特許文献２（特開２００１−３５５２８６）がある。
この特許文献２では、請求項１、２および表２〜４に、辺長が等しい同一コラム区分内の板厚が異なる角形鋼管において、コーナー部の形状を同一にするか、板厚に応じて複数の単位にグルーピングし、そのグループごとにコーナー部の形状を統一することを特徴とした角形鋼管が開示されている。特許文献２では、例えば薄肉の上柱の角型鋼管と肉厚の下柱の角型鋼管とを接合する際、従来の角形鋼管ではコーナー部の外形が肉厚によって異なるので、コーナー部で段差が生じて施工がし難いうえ、接合後の景観性もよくないなどの不都合を解消しようとするものであり、コーナー部の外形を板厚によらず共通にしようとするものである。すなわち、サイズ（「辺長Ａ×Ｂ」）が同じで板厚が種々である角形鋼管群では、コーナー長Ｃを板厚ｔによらず一定にするというものである。
表３に特許文献２中に記載の「表２」〜「表４」を転記し、さらに表３中に幅厚比、コーナー長と辺長との比を示す。なお、特許文献２に記載の「表２」〜「表４」は、コーナー部の部材外側に円弧状の断面形状を有する冷間ロール成形角形鋼管となっている。特許文献２に記載の「表１」はＢＣＲ２９５の標準寸法と同一であり、省略した。
（ａ３）部材の塑性変形能力を表す指標としての幅厚比は、１５．６〜５０．０となっている。
ＢＣＲ２９５の場合とほぼ同様の数値範囲となっているのは、特許文献２に記載の「表２」〜「表４」がＢＣＲ２９５を基にしているためである。
（ｂ３）特許文献２中の「表３」では、６種類の板厚のうちの最も厚い板厚１６．０ｍｍのコーナー長（１６．０ｍｍ×２．５＝４０ｍｍ）に合わせているので、また、「表４」では、６種類の板厚のうちの最も厚い板厚１９．０ｍｍのコーナー長（１９．０ｍｍ×２．５＝４７．５（≒４０ｍｍ））に合わせているので、いずれもコーナー長Ｃと辺長との比が０．１６と大きくなっている。このように最大板厚に合わせた特殊の場合として、コーナー長Ｃと辺長との比が０．１６と大きくなっている。

特許文献１は、上記の各規格に準拠する角形鋼管ではなく、厚さが０．４ｍｍ〜１．６ｍｍの薄板による箱形断面型薄板部材（薄肉角形鋼管に相当）を対象としているが、そのような薄板の箱形断面薄板部材を対象としているため、板要素の幅厚比は、従来鋼構造に使用される部材の幅厚比より大きく、箱形断面型薄板部材の幅ｂを次式、
ｂ＞７４０×ｔ／√（Ｆ）
で設定している。このような薄板の箱形断面薄板部材では、圧縮あるいは曲げ応力下において局部座屈が発生しやすいことから、これを克服する箱形断面薄板部材の座屈補剛構造を見出した、という発明である。

特開２００６−３２８９４２ 特開２００１−３５５２８６

JIS G 3466（STKR400、STKR490） 社団法人日本鉄鋼連盟による規格（BCR295）

上述の各規格STKR400、BCR295に規定された標準寸法は、断面効率という観点、すなわちその断面形状が断面積との関係（＝単位重量との関係）で効率的であるかどうか、所望の耐力を極力少ない材料で実現し得るかという主として経済性を考慮した観点で決定されたものではない。また、特許文献２は、同サイズで板厚の異なる角型鋼管同士を接合する際にコーナー部で段差が生じるという不都合を解決しようとするもので、やはり、断面効率という観点で考慮されたものではない。
従来、建築構造物の柱・梁材等に使用される前記各規格STKR400、BCR295に対応するサイズ範囲の角形鋼管について、断面効率という観点から断面形状の各部寸法を見直すことはあまりされていないが、前記各規格STKR400、BCR295に対応するサイズ範囲の角形鋼管について、断面効率の改善という観点から、所望の耐力や断面性能を極力少ない材料で実現可能な断面形状が望まれる。

ところで、角形鋼管では、辺長Ａ×Ｂ、板厚ｔが部材強度に関係するが、コーナー長Ｃも部材強度に関係する。
例えば、幅厚比（Ａ／ｔ、Ｂ／ｔ）は、部材の塑性変形能力を表す指標であり、幅厚比が小さいほど局部座屈は発生しにくく（局部座屈応力度が高い）、塑性変形能力が高くなる。しかし、幅厚比が小さいことは、辺長が同じであれば板厚ｔが厚いことであるから、断面積が増し（単位重量が増し）、単位断面積当たり（単位重量当たり）の部材強度が低下、すなわち断面効率が低下し経済性が低下する方向にある。
コーナー長と辺長との比（Ｃ／Ａ、Ｃ／Ｂ）は、局部座屈や断面性能に関係する。例えば、コーナー長と辺長との比が１／３までの範囲内で大きいことは、辺長が同じであれば平板部の長さが短いことであるから、局部座屈は発生しにくく（局部座屈応力度が高い）、塑性変形能力が高くなる。また、辺長が同じであれば断面積は小さくなる。

本発明者らは、設計用降伏応力度（＝設計基準強度）Ｆ（Ｎ／ｍｍ^２）が２３５〜３２５の範囲の鋼材を使用したロール成形角形鋼管を対象として、幅厚比（Ａ／ｔ又はＢ／ｔ）が１５．６〜７４０／√Ｆの範囲について、辺長Ａ×Ｂと、板厚ｔと、コーナー長Ｃ（Ｃ_Ａ、Ｃ_Ｂ）をパラメータとして、種々の断面形状における断面積と断面二次モーメントと断面係数と局部座屈応力度とを有限要素法の固有値解析の手法で調べた結果、コーナー長と辺長との比（Ｃ_Ａ／Ａ又はＣ_Ｂ／Ｂ））が所定の条件を満たすロール成形角形鋼管であれば、断面積を小さくするために板厚を薄くしても、従来の規格化された標準寸法の角形鋼管と比較して、局部座屈応力度あるいは断面二次モーメントあるいは断面係数を高くすることができることを見出した。
本発明は、従来の規格化された標準寸法の角形鋼管と比較して、断面効率を向上させるために断面積を小さくしながら、局部座屈応力度あるいは断面二次モーメントあるいは断面係数を、より増大させるか少なくとも維持することが可能な断面形状のロール成形角形鋼管を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、コーナー部に直線状または弧状の断面形状を有するロール成形角形鋼管であって、
その断面の縦辺長Ａ又は横辺長Ｂと板厚ｔとの比である幅厚比（Ａ／ｔ又はＢ／ｔ）をｘ、この鋼材の設計用降伏応力度をＦ（Ｎ／ｍｍ^２）とした場合に式（１）、（２）を満たし、
かつ、コーナー部において接続する辺と平行な方向のコーナー長のうち縦方向のコーナー長Ｃ_Ａと縦辺長Ａとの比（Ｃ_Ａ／Ａ）、又は、横方向のコーナー長Ｃ_Ｂと横辺長Ｂとの比（Ｃ_Ｂ／Ｂ）をｙとした場合に式（３）を満たし、かつ、式（４_１）又は（４_２）のいずれか一方を満たすという条件（４）を満たすことを特徴とする。
１５．６≦ｘ≦７４０／√Ｆ ・・・・（１）
２３５≦Ｆ≦３２５ ・・・・・・・（２）
ｙ≦０．３０ ・・・・・・・・・・・（３）
１５．６≦ｘ＜２５．５ において、ｙ≧-0.0061ｘ＋0.2557 ・・・（４_１）
２５．５≦ｘ≦７４０／√Ｆ において、ｙ≧０．１ ・・・・・・・（４_２）
但し、ｙ＝０．１６ である場合を除く。

前記ロール成形角形鋼管において、（Ｃ_Ｂ／Ｂ）＝（Ｃ_Ａ／Ａ） であってもよい。

前記ロール成形角形鋼管において、（Ｃ_Ｂ／Ｂ）＜（Ｃ_Ａ／Ａ） であってもよい。

前記ロール成形角形鋼管において、コーナー長と辺長との比ｙが、式（３）に代えて式（５）を満たすこととしてもよい。
０．１≦ｙ＜０．１６ ・・・（５）

本発明の他の一態様は、コーナー部に直線状または弧状の断面形状を有するロール成形角形鋼管であって、
その断面の縦辺長Ａ又は横辺長Ｂ（但し、Ａ＞Ｂ）と板厚ｔとの比である幅厚比（Ａ／ｔ又はＢ／ｔ）をｘ、この鋼材の設計用降伏応力度をＦ（Ｎ／ｍｍ^２）とした場合に式（１）、（２）を満たし、
かつ、コーナー部において接続する辺と平行な方向のコーナー長のうち縦方向のコーナー長をＣ_Ａ、横方向のコーナー長をＣ_Ｂとした場合に式（６）、（７）を満たすことを特徴とする。
１５．６≦ｘ≦７４０／√Ｆ ・・・・（１）
２３５≦Ｆ≦３２５ ・・・・・・・（２）
０．１６＜（Ｃ_Ａ／Ａ）≦０．３０ ・・・（６）
０．１０≦（Ｃ_Ｂ／Ｂ）≦０．３０ ・・・（７）

前記ロール成形角形鋼管において、横方向のコーナー長Ｃ_Ｂと横辺長Ｂとの比（Ｃ_Ｂ／Ｂ）が、式（７）に代えて（８）式を満たすこととしてもよい。
０．１０≦（Ｃ_Ｂ／Ｂ）＜０．１６ ・・・（８）

本発明によれば、従来の規格化された標準寸法の角形鋼管と比較して、断面効率を向上させるために断面積を小さくしながら、局部座屈応力度あるいは断面二次モーメントあるいは断面係数を、より増大させるか少なくとも維持することが可能な断面形状のロール成形角形鋼管を得ることができる。

本発明のロール成形角形鋼管における「幅厚比との関係におけるコーナー長と板厚との比」の範囲（但し、Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２の場合）を示したグラフである。 本発明の各実施例についてのそれぞれの「幅厚比、コーナー長と板厚との比」の座標を図１と同様なグラフに記載した図である。実施例は後述するＡ１、Ｂ１、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、Ｉ１、Ｊ１、Ｋ１、Ｌ１、Ｍ１、Ｎ１の各実施例である。なお、図１Ａにおける（１）、（２）、（３）、（４）のグラフを曲線又は直線で併記している 図１Ｂにおける各座標にそれぞれ実施例の符合（ｐ、ｑ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｍ、ｎ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗ、ｚ、ｄ）を付した図である。各実施例とその符合との対応関係は、Ａ１（ｐ）、Ｂ１（ｑ）、Ｃ１（ｆ）、Ｃ２（ｇ）、Ｃ３（ｈ）、Ｄ１（ｉ）、Ｄ２（ｊ）、Ｄ３（ｋ）、Ｅ１（ｍ）、Ｆ１（ｎ）、Ｇ１（ｒ）、Ｈ１（ｓ）、Ｉ１（ｔ）、Ｊ１（ｕ）、Ｋ１（ｖ）、Ｌ１（ｗ）、Ｍ１（ｚ）、Ｎ１（ｄ）である。矩形断面である場合の符合ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋに付けている添字ａは、矩形の場合にＡ側（縦辺側）、ｂはＢ側（横辺側）のものであることを示す。 本発明の対象とするロール成形角形鋼管について、各部の寸法等を説明する断面図である。 本発明を適用可能な角形鋼管の断面形状のパターンを説明する図である。 本発明の第１実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ａ０）は比較例Ａ０、（Ａ１）は本発明の第１実施例（本発明例Ａ１）を示す。 本発明の第２実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｂ０）は比較例Ｂ０、（Ｂ１）は本発明の第２実施例（本発明例Ｂ１）を示す。 本発明の第３実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｃ０）は比較例Ｃ０、（Ｃ１）は本発明の第３実施例の１（本発明例Ｃ１）、（Ｃ２）は第３実施例の２（本発明例Ｃ２）、（Ｃ３）は第３実施例の３（本発明例Ｃ３）を示す。 本発明の第４実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｄ０）は比較例Ｄ０、（Ｄ１）は本発明の第４実施例の１（本発明例Ｄ１）、（Ｄ２）は第４実施例の２（本発明例Ｄ２）、（Ｄ３）は第４実施例の３（本発明例Ｄ３）を示す。 本発明の第５施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｅ０）は比較例Ｅ０、（Ｅ１）は本発明の第５実施例（本発明例Ｅ１）を示す。 本発明の第６実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｆ０）は比較例Ｆ０、（Ｆ１）は本発明の第６実施例（本発明例Ｆ１）を示す。 本発明の第７実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｇ０）は比較例Ｇ０、（Ｇ１）は本発明の第７実施例（本発明例Ｇ１）を示す。 本発明の第８実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｈ０）は比較例Ｈ０、（Ｈ１）は本発明の第８実施例（本発明例Ｈ１）を示す。 本発明の第９実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｉ０）は比較例Ｉ０、（Ｉ１）は本発明の第９実施例（本発明例Ｉ１）を示す。 本発明の第１０実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｊ０）は比較例Ｊ０、（Ｊ１）は本発明の第１０実施例（本発明例Ｊ１）を示す。 本発明の第１１実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｋ０）は比較例Ｋ０、（Ｋ１）は本発明の第１１実施例（本発明例Ｋ１）を示す。 本発明の第１２実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｌ０）は比較例Ｌ０、（Ｌ１）は本発明の第１２実施例（本発明例Ｌ１）を示す。 本発明の第１３実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｍ０）は比較例Ｍ０、（Ｍ１）は本発明の第１３実施例（本発明例Ｍ１）を示す。 本発明の第１４実施例の角形鋼管の断面形状及び寸法を比較例の角形鋼管とともに示すもので、（Ｎ０）は比較例Ｎ０、（Ｎ１）は本発明の第１４実施例（本発明例Ｎ１）を示す。

以下、本発明のロール成形角形鋼管を実施するための形態について、図面を参照して説明する。

図２のロール成形角形鋼管の断面図において、縦の辺長（縦辺長）をＡ、横の辺長Ｂ（横辺長）をＢ、板厚をｔ、縦辺のコーナー長（コーナー部の長さ）をＣ_Ａ、横辺のコーナー長をＣ_Ｂで示す。縦辺及び横辺の平板部の長さ｛辺長−（コーナー長×２）｝をそれぞれＭ_Ａ、Ｍ_Ｂで示す。
なお、本発明のロール成形角形鋼管は、図３（１）、（２）のような部材外側に凸の弧状（円弧状及び円弧でない弧状）のコーナー部を持つ角形鋼管、及び（３）（４）のような直線状のコーナー部を持つ角形鋼管のいずれにも適用でき、また、図示は省略するが部材内側に凸の弧状のコーナー部（凹んだコーナー部）を持つ角形鋼管、あるいは、直線状部の両側（平板部Ｍ_Ａ、Ｍ_Ｂに連続する部分）が緩やかな弧状をなす角形鋼管、あるいは、全体的に緩やかな弧状をなして直線状に近いようなコーナー部を持つ角形鋼管にも適用することもできる。
また、図３（１）、（３）のような正方形断面ないし縦横の辺長が等しい角形鋼管、及び（２）、（４）のような矩形断面ないし縦横の辺長が異なる角形鋼管のいずれにも適用できる。

本発明は、コーナー部に直線状または弧状の断面形状を有するロール成形角形鋼管であって、
その断面の縦辺長Ａ又は横辺長Ｂと板厚ｔとの比である幅厚比（Ａ／ｔ又はＢ／ｔ）をｘ、この鋼材の設計用降伏応力度をＦ（Ｎ／ｍｍ^２）とした場合に式（１）、（２）を満たし、
かつ、コーナー部において接続する辺と平行な方向のコーナー長のうち縦方向のコーナー長Ｃ_Ａと縦辺長Ａとの比（Ｃ_Ａ／Ａ）、又は、横方向のコーナー長Ｃ_Ｂと横辺長Ｂとの比（Ｃ_Ｂ／Ｂ）をｙとした場合に式（３）を満たし、かつ、式（４_１）又は（４_２）のいずれか一方を満たすという条件（４）を満たすロール成形角形鋼管である。
１５．６≦ｘ≦７４０／√Ｆ ・・・・（１）
２３５≦Ｆ≦３２５ ・・・・・・・（２）
ｙ≦０．３０ ・・・・・・・・・・・（３）
１５．６≦ｘ＜２５．５ において、ｙ≧-0.0061ｘ＋0.2557 ・・・（４_１）
２５．５≦ｘ≦７４０／√Ｆ において、ｙ≧０．１ ・・・・・・・（４_２）
但し、ｙ＝０．１６ である場合を除く。

本発明における幅厚比（Ａ／ｔ、Ｂ／ｔ）の設定について説明する。
図１は幅厚比ｘ（Ａ／ｔ、Ｂ／ｔ）との関係におけるコーナー長と辺長との比ｙ（Ｃ_Ａ／Ａ、Ｃ_Ｂ／Ｂ）を示す。以下、場合により、コーナー長と辺長との比ｙをコーナー長・辺長比と略する。
図１Ａの（１）はＳＴＫＲ４００、（２）はＢＣＲ２９５についてのグラフである。（３）は特許文献２中の「表２」に記載の断面形状についてのグラフである。（４）は特許文献２中の「表３」、「表４」に記載の断面形状についてのグラフである。なお、ＳＴＫＲ４００とＳＴＫＲ４９０の断面形状の標準寸法は同じなので、上記ＳＴＫＲ４００という記載にはＳＴＫＲ４９０の場合も含めている。
本発明のロール成形角形鋼管は、JIS G 3466の一般構造用角形鋼管（STKR400、STKR490）、又は、日本鉄鋼連盟の規格の冷間ロール成形角形鋼管（BCR295）の規定を、標準寸法以外については満たすロール成形角形鋼管を想定している。すなわち、塑性変形能力が要求されるロール成形角形鋼管を対象としており、そのため鋼材の設計用降伏応力度（Ｆ）を２３５Ｎ／ｍｍ^２〜３２５Ｎ／ｍｍ^２に設定（式（２））し、かつ、幅厚比を「１５．６〜７４０／√Ｆ」の範囲に限定している（式（１））。
前記「１５．６」はＳＴＫＲ４００及びＢＣＲ２９５の範囲において、両者の下限のうち大きい方の数値を設定した。
前記「７４０／√（Ｆ）」については、平成１３年国土交通省告示第１６４１号（薄板軽量形鋼造の建築物又は建築物の構造部分の構造方法に関する安全上必要な技術的基準を定める等の件）において、有効幅ｂｅに板厚ｔを乗じた値を、板要素の有効断面積Ａｅとして与えており、さらに、国土交通省国土技術政策総合研究所・独立行政法人建築研究所監修、社団法人日本鉄鋼連盟「薄板軽量形鋼造建築物設計の手引き」編集委員会編（２００２年６月発行）において、有効幅ｂｅを次式、
ｂｅ＝７４０×ｔ／√（Ｆ）
で算定するとされていることから、幅厚比の上限「７４０／√（Ｆ）」を設定した。したがって、Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２の場合は、図１のとおり４８．３である。なお、Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２の場合は、幅厚比「７４０／√（Ｆ）」は４１．０となる。

本発明におけるコーナー長と辺長との比ｙ（Ｃ_Ａ／Ａ、Ｃ_Ｂ／Ｂ）の範囲について説明する。
幅厚比ｘ（Ａ／ｔ、Ｂ／ｔ）との関係におけるコーナー長と辺長との比ｙ（Ｃ_Ａ／Ａ、Ｃ_Ｂ／Ｂ）は図１Ａに示した通りである。
コーナー長と辺長との比を大きくすることにより、平板部の長さＭを短くして見かけ上の幅厚比を小さくできることから、コーナー長と辺長との比が１／３を超えない範囲でコーナー長を大きくすると基本的には局部座屈応力度が高くなるが、有限要素法の固有値解析の手法によって、断面積が通常より若干小さくなっても局部座屈応力度あるいは断面二次モーメントあるいは断面係数が高くなる断面形状が得られる可能性がある。
そこで、コーナー長と辺長との比ｙ（Ｃ_Ａ／Ａ、Ｃ_Ｂ／Ｂ）を、基本としては、通常より大きい領域、すなわちJIS G 3466の一般構造用角形鋼管（STKR400、STKR490）や、日本鉄鋼連盟の規格の冷間ロール成形角形鋼管（BCR295）に規定されている数値範囲より大きい領域を目標にして固有値解析で調べて、コーナー長と辺長との比ｙの下限を示す「式（４_１）又は式（４_２）のいずれか一方を満たすという条件（４）」を得た。
また、コーナー長と辺長との比が１／３を超えると、平板部の長さよりコーナー部の長さが長くなって、コーナー部の局部座屈応力度が低下することになるので、コーナー長と辺長との比ｙの上限を１／３より若干小さな０．３０に設定した（式（３））。

「但し、ｙ＝０．１６ である場合を除く。」という条件を入れた理由を説明する。
特許文献２は、背景技術において述べたように、サイズが同じで板厚が種々である角形鋼管群では、コーナー長Ｃを板厚ｔによらず一定にするという、本発明の技術思想とは全く異質の発想によるものであるが、サイズが同じで板厚が複数種類であるグループのうちの最も厚い板厚のコーナー長に合わせたことで、たまたまコーナー長と辺長との比が０．１６という１２個の例（表３で転記した特許文献２中の「表３」と「表４」の１２個の例）があり、その数値部分が結果的に本発明と重複することになるので、その数値「０．１６」を除外したものである。

図１（図１Ａ〜図１Ｃ）における座標（ｘ、ｙ）のｘは幅厚比、ｙはコーナー長と辺長との比である。
図１中には、種々の条件についての固有値解析の結果得られた後述の実施例を記載した表４〜表９の数値による座標（ｘ、ｙ）がプロットされている。前記式（４_１）又は式（４_２）は図１Ａから得ている。
Ｅの座標（17.4、0.15）とＧの座標（24.8、0.11）を通る直線の式は、詳細説明は省略するが、近似的に次の式（４_１'）となる。
ｙ＝-0.0061ｘ＋0.2557 ・・・（４_１'）
Fの座標（28.2、0.10）とＨの座標（48.2、0.10）を通る直線の式は、近似的に次の式（４_２'）である。
ｙ＝０．１ ・・・（４_２'）
式（４_１'）の直線(近似直線１)と式（４_２'）の直線(近似直線２)との交点の座標は（25.5、0.1）となる。
したがって、前記式（４_１）又は式（４_２）が得られる。

表４〜表９に以下で説明する各実施例Ａ、Ｂ、Ｃ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）、Ｄ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、Ｉ１、Ｊ１、Ｋ１、Ｌ１、Ｍ１、Ｎ１、及びそれぞれの比較例Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０、Ｅ０、Ｆ０、Ｇ０、Ｈ０、Ｉ０、Ｊ０、Ｋ０、Ｌ０、Ｍ０、Ｎ０をそれぞれ示し（明細書の末尾に纏めて記載）、図４〜図１７に各実施例Ａ〜Ｎ１、及びそれぞれの比較例Ａ０〜Ｎ０の角形鋼管の断面形状・寸法を示す。
なお、実施例Ａ〜Ｎの各データは、表４（表Ａ、表Ｂ）、表５（表Ｃ、表Ｄ）、表６（表Ｅ、表Ｆ、表Ｇ）、表７（表Ｈ、表Ｉ）、表８（表Ｊ、表Ｋ）、表９（表Ｌ、表Ｍ、表Ｎ）という態様で、表４〜９に含まれている。
なお、各比較例Ａ０〜Ｎ０はいずれもＳＴＫＲ４００規格による形状寸法である。
なお、以下では、縦辺長がＡｍｍ、横辺長がＢｍｍ、板厚がｔｍｍである角形鋼管を指して、□ＡｘＢｘｔで示す。

（１）実施例Ａ
表Ａ（表４−１）に本発明の実施例Ａ１、及び比較例Ａ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図４に示す通りであり、比較例Ａ０を（Ａ０）、本発明例Ａ１を（Ａ１）に示す。
比較例Ａ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□６０ｘ６０ｘ３．２（Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長Ｃ_Ａ＝Ｃ_Ｂ＝６．４ｍｍ（従来のＳＴＫＲ４００形状に対応しているコーナー部）、幅厚比Ａ／ｔ＝Ｂ／ｔ＝１８．８、コーナー長と辺長との比Ｃ_Ａ／Ａ＝Ｃ_Ｂ／Ｂ＝０．１０７となっている。
この比較例Ａ０では、式（１）〜（３）は満たすが、条件（４）は満たさない（式（４_１）の適用領域で満たさない）。
比較例Ａ０の断面性能等は、断面積698.2ｍｍ^２、断面二次モーメント366,245ｍｍ４、断面係数12,896ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度2,333Ｎ／ｍｍ^２と計算される。なお、表４では縦側をＡ側、横側をＢ側と記載している。
この実施例Ａ及び次の実施例Ｂは、縦横の辺長が同じ、かつ縦横のコーナー長が同じであるから、断面二次モーメント及び断面係数は、縦側と横側とが同じである。

一方、本発明例Ａ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□７５ｘ７５ｘ２．３（Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも１５．０ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも３２．６、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．２００となっている。
この本発明例Ａ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。なお、０．１６＜ｙ≦０．３を満たすための条件も満たしている。
この本発明例Ａ１の断面性能等は、断面積592ｍｍ^２、断面二次モーメント462,587ｍｍ^４、断面係数12,726ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度2,445Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ａ０と本発明例Ａ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ａ１は、断面積が比較例Ａ０の約８５％に減少（１５％軽量化）し、局部座屈応力度は比較例Ａ０より若干上昇（１０５％）、断面二次モーメントは大幅に上昇（１２６％）している。断面係数は比較例Ａ０と同程度である。
上記の通りであり、本発明例Ａ１によれば、塑性変形能力が要求されるロール成形角形鋼管のコーナー長と辺長との比を、幅厚比１５．６〜７４０／√Ｆの範囲において、従来より大きくすることにより、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、大幅に増大した断面二次モーメントとほぼ同等の局部座屈応力度を得つつ、１５％程度軽量化させることが可能となる。なお、断面係数は同等に維持することができる。このように、顕著な軽量化、すなわち鋼材使用量の顕著な削減が図られるにもかかわらず、断面係数を維持しつつ局部座屈応力度、断面二次モーメントの向上を実現できる。

（２）実施例Ｂ
表Ｂ（表４−２）に本発明の実施例Ｂ１、及び比較例Ｂ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図５に示す通りであり、比較例Ｂ０を（Ｂ０）、本発明例Ｂ１を（Ｂ１）に示す。
比較例Ｂ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□６０ｘ６０ｘ２．３（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも４．６ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも２６．１、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．０７７となっている。
この比較例Ｂ０では、式（１）〜（３）は満たすが、条件（４）は満たさない（式（４_２）の適用領域で満たさない）。
比較例Ｂ０の断面性能等は、断面積515.9ｍｍ^２、断面二次モーメント281,610ｍｍ^４、断面係数9,761ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,169Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｂ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□６６ｘ６６ｘ２．０（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも１３．２ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも３３．０、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．２００となっている。
この本発明例Ｂ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。なお、０．１６＜ｙ≦０．３を満たすための条件も満たしている。
この本発明例Ｂ１の断面性能等は、断面積452.9ｍｍ^２、断面二次モーメント274,413ｍｍ^４、断面係数8,575ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度2,436Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｂ０と本発明例Ｂ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｂ１は、断面積が比較例Ｂ０の約８８％に減少（１２％軽量化）し、局部座屈応力度が比較例Ｂ０の２０８％に上昇している。断面二次モーメントは縦横とも比較例Ｂ０と同程度である。なお、断面係数は比較例Ｂ０の８８％に減少している。
上記の通りであり、本発明例Ｂ１によれば、塑性変形能力が要求されるロール成形角形鋼管のコーナー長と辺長との比を、幅厚比１５．６〜７４０／√Ｆの範囲において、従来より大きくすることにより、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、大幅に増大した局部座屈応力度とほぼ同等の断面二次モーメントを得つつ、１５％程度軽量化させることが可能となる。
なお、断面形状は減少しているが、断面係数の減少による全体座屈応力度への影響は、用途工夫や設計上の配慮を講じることにより、対応可能な範囲での使用を考えていけばよい。

（３）実施例Ｃ
表Ｃ（表５−１）に本発明の実施例Ｃ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）、及び比較例Ｃ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図６に示す通りであり、比較例Ｃ０を（Ｃ０）、本発明例Ｃ１を（Ｃ１）、本発明例Ｃ２を（Ｃ２）、本発明例Ｃ３を（Ｃ３）に示す。
比較例Ｃ０は、横辺長Ｂが縦辺長Ａより小（Ｂ＜Ａ）である□６０ｘ３０ｘ２．３（Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも４．６ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比はＡ／ｔが２６．１、Ｂ／ｔが１３．０、コーナー長と辺長との比はＣ_Ａ／Ａが０．０７７、Ｃ_Ｂ／Ｂが０．１５３となっている。
この比較例Ｃ０では、縦側については式（１）〜（３）は満たすが、条件（４）を満たさない（式（４_２）の適用領域で満たさない）。横側については、式（２）、（３）は満たすが、式（１）を満たさない。
比較例Ｃ０の断面性能等は、断面積379ｍｍ^２、断面二次モーメントは縦側が168,197ｍｍ^４、横側が56,462ｍｍ^４、断面係数は縦側が5,811ｍｍ^３、横側が4,063ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,558Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

（３−１）本発明例Ｃ１は、□６６ｘ３９ｘ１．８（Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦側が１６．５ｍｍ、横側が４．９ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦側が３６．７、横側が２１．７、コーナー長と辺長との比は縦側が０．２５０、横側が０．１２５となっている。
この本発明例Ｃ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（縦側は（式（４_２）の適用領域で満たし、横側は（式（４_１）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
なお、この実施例は縦辺長Ａ＞横辺長Ｂの場合であるが、下記の式（６）及び（８）も満たしている。
０．１６＜（Ｃ_Ａ／Ａ）≦０．３０ ・・・（６）
０．１０≦（Ｃ_Ｂ／Ｂ）≦０．１６ ・・・（８）
この本発明例Ｃ１の断面性能等は、断面積336ｍｍ^２、断面二次モーメントは縦側が185,867ｍｍ^４、横側が78,854ｍｍ^４、断面係数は縦側が5,790ｍｍ^３、横側が4,239ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,669Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｃ０と本発明例Ｃ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｃ１は、断面積が比較例Ｃ０の８９％に減少（１１％軽量化）し、断面二次モーメントが縦横とも上昇しているが特に横側の上昇が大（１４０％）である。局部座屈応力度は比較例Ｃ０より若干上昇（１０７％）している。断面係数は比較例Ｃ０の９９％とほぼ同等である。
上記の通りであり、本発明例Ｃ１によれば、塑性変形能力が要求されるロール成形角形鋼管のコーナー長と辺長との比を、幅厚比１５．６〜７４０／√Ｆの範囲において、縦側（Ｃ_Ａ／Ａ）は従来より大きくするが、横側（Ｃ_Ｂ／Ｂ）は０．１０〜０．１６の範囲にすることにより、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、増大（横側は特に大幅増大）した断面二次モーメントと若干増大した局部座屈応力度を得つつ、１０％程度軽量化させることが可能となる。なお、断面係数は同等に維持することができる。

（３−２）本発明例Ｃ２は、□６６ｘ３９ｘ１．８（Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦側が１４．９ｍｍ、横側が４．９ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦側が３６．７、横側が２１．７、コーナー長と辺長との比は縦側が０．２２５、横側が０．１２５となっている。
この本発明例Ｃ２では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（縦側は（式（４_２）の適用領域で満たし、横側は（式（４_１）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
なお、この実施例は縦辺長Ａ＞横辺長Ｂの矩形の場合であるが、Ｃ１の実施例の場合と同様に、矩形の場合の前記式（６）及び（８）も満たしている。
この本発明例Ｃ２の断面性能等は、断面積337ｍｍ^２、断面二次モーメントは縦側が186,512ｍｍ^４、横側が79,981ｍｍ^４、断面係数は縦側が5,810ｍｍ^３、横側が4,300ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,514Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｃ０と本発明例Ｃ２の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｃ２は、断面積が比較例Ｃ０の８９％に減少（１１％軽量化）し、断面二次モーメントが縦横とも上昇しているが特に横側の上昇が大（１４２％）である。局部座屈応力度は比較例Ｃ０と略同等（９７％）、断面係数も比較例Ｃ０と同等（なお横側は若干上昇（１０６％））である。
上記の通りであり、本発明例Ｃ２によれば、塑性変形能力が要求されるロール成形角形鋼管のコーナー長と辺長との比を、幅厚比１５．６〜７４０／√Ｆの範囲において、縦側（Ｃ_Ａ／Ａ）は従来より大きくするが、横側（Ｃ_Ｂ／Ｂ）は０．１０〜０．１６の範囲にすることにより、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、大幅に増大した断面二次モーメントとほぼ同等の局部座屈応力度を得つつ、１０％程度軽量化させることが可能となる。なお、断面係数は同等以上に維持することができる。

（３−３）本発明例Ｃ３は、□６６ｘ３９ｘ１．８（Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦側が１６．５ｍｍ、横側が９．８ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦側が３６．７、横側が２１．７、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．２５となっている。
この本発明例Ｃ３では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（縦側は（式（４_２）の適用領域で満たし、横側は（式（４_１）の適用領域で満たす）。すなわち、す
なお、この実施例は縦辺長Ａ＞横辺長Ｂの場合であるが、式（６）及び（７）も満たしている。
０．１６＜（Ｃ_Ａ／Ａ）≦０．３０ ・・・（６）
０．１０≦（Ｃ_Ｂ／Ｂ）≦０．３０ ・・・（７）
この本発明例Ｃ３の断面性能等は、断面積316ｍｍ^２、断面二次モーメントは縦側が159,093ｍｍ^４、横側が69,076ｍｍ^４、断面係数は縦側が4,955ｍｍ^３、横側が3,714ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度2,549Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｃ０と本発明例Ｃ３の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｃ３は、断面積が比較例Ｃ０の８３％に減少（１７％軽量化）し、断面二次モーメントは横側が上昇（１２２％）しているが縦側は若干減少（９５％）している。局部座屈応力度は比較例Ｃ０より大幅に上昇（１６４％）している。断面係数は比較例Ｃ０より減少（８５％、９１％）している。
上記の通りであり、本発明例Ｃ３によれば、塑性変形能力が要求されるロール成形角形鋼管のコーナー長と辺長との比を縦横とも同じように、幅厚比１５．６〜７４０／√Ｆの範囲において、従来より大きくすることにより、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、縦側は若干減少するも横側が大幅増大の断面二次モーメントと、大幅に増大した局部座屈応力度を得つつ、１０％程度軽量化させることが可能となる。
なお、断面係数は減少するが、断面係数の減少による全体座屈応力度への影響は、用途工夫や設計上の配慮を講じることにより、対応可能な範囲での使用を考えていけばよい。すなわち、本発明例Ｃ３は、最良の実施例ではないが一定の効果を有する実施例と言える。

（４）実施例Ｄ
表Ｄ（表５−２）に本発明の実施例Ｄ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）、及び比較例Ｄ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図７に示す通りであり、比較例Ｄ０を（Ｄ０）、本発明例Ｄ１を（Ｄ１）、本発明例Ｄ２を（Ｄ２）、本発明例Ｄ３を（Ｄ３）に示す。
比較例Ｄ０は、横辺長Ｂが縦辺長Ａより小（Ｂ＜Ａ）である□７５ｘ４５ｘ２．３（Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも４．６ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比はＡ／ｔが３２．６、Ｂ／ｔが１９．６、コーナー長と辺長との比はＣ_Ａ／Ａが０．０６１、Ｃ_Ｂ／Ｂが０．１０２となっている。
この比較例Ｄ０では、式（１）〜（３）は満たすが、条件（４）は満たさない（この場合は、幅厚比Ａ側は式（４_２）の適用領域で満たさず、幅厚比Ｂ側は式（４_１）の適用領域で満たさない）。
比較例Ｃ０の断面性能は、断面積517ｍｍ^２、断面二次モーメントは縦側が387,861ｍｍ^４、横側が175,706ｍｍ^４、断面係数は縦側が10,670ｍｍ^３、横側が8,230ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度944Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

（４−１）本発明例Ｄ１は、□８２．５ｘ５８．５ｘ１．８（Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦側が１６．５ｍｍ、横側が５．８５ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦側が４５．８、横側が３２．５、コーナー長と辺長との比は縦側が０．２００、横側が０．１００となっている。
この本発明例Ｄ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（縦側及び横側のいずれも（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
なお、この実施例は縦辺長Ａ＞横辺長Ｂの矩形の場合であるが、Ｃ１の実施例の場合と同様に、矩形の場合の前記式（６）及び（８）も満たしている。
この本発明例Ｄ１の断面性能等は、断面積461ｍｍ^２、断面二次モーメントは縦側が432,007ｍｍ^４、横側が249,639ｍｍ^４、断面係数は縦側が10,406ｍｍ^３、横側が8,806ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度794Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｄ０と本発明例Ｄ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｄ１は、断面積が比較例Ｄ０の８９％に減少（１１％軽量化）し、断面二次モーメントが縦横とも上昇しているが特に横側の上昇が大（１４２％）である。局部座屈応力度は比較例Ｄ０より若干上昇（１０３％）し、断面係数は縦側は同等（１００％）で横側が若干上昇（１０７％）している。
上記の通りであり、本発明例Ｄ１によれば、塑性変形能力が要求されるロール成形角形鋼管のコーナー長と辺長との比を、幅厚比１５．６〜７４０／√Ｆの範囲において、縦側（Ｃ_Ａ／Ａ）は従来より大きくするが、横側（Ｃ_Ｂ／Ｂ）は０．１０〜０．１６の範囲にすることにより、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、大幅に増大した断面二次モーメントと、同等以上の局部座屈応力度を得つつ、１０％程度軽量化させることが可能となる。なお、断面係数は同等以上に維持することができる。

（４−２）本発明例Ｄ２は、□８６．３ｘ５４ｘ１．８（Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦側が１９．４１ｍｍ、横側が５．４ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦側が４５．８、横側が３２．５、コーナー長と辺長との比は縦側が０．２２５、横側が０．１００となっている。
この本発明例Ｄ２では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（縦側及び横側のいずれも（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
なお、この実施例は縦辺長Ａ＞横辺長Ｂの矩形の場合であるが、Ｄ１の実施例の場合と同様に、矩形の場合の前記式（６）及び（８）も満たしている。
なお、この実施例は縦辺長Ａ＞横辺長Ｂの矩形の場合であるが、Ｃ２の実施例の場合と同様に、矩形の場合の前記式（６）及び（８）も満たしている。
この本発明例Ｄ２の断面性能等は、断面積460ｍｍ^２、断面二次モーメントは縦側が454,901ｍｍ^４、横側が215,026ｍｍ^４、断面係数は縦側が10,773ｍｍ^３、横側が8,239ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度969Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｄ０と本発明例Ｄ２の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｄ２は、断面積が比較例Ｄ０の８９％に減少（１１％軽量化）し、断面二次モーメントが縦横とも大きく上昇（１１７％、１２２％）している。局部座屈応力度は同等（１０１％、１００％）、断面係数は若干上昇（１０３％）である。
上記の通りであり、本発明例Ｄ２によれば、塑性変形能力が要求されるロール成形角形鋼管のコーナー長と辺長との比を、幅厚比１５．６〜７４０／√Ｆの範囲において、縦側（Ｃ_Ａ／Ａ）は従来より大きくするが、横側（Ｃ_Ｂ／Ｂ）は０．１０〜０．１６の範囲にすることにより、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、大きく増大した断面二次モーメントと、同等以上の局部座屈応力度を得つつ、１０％程度軽量化させることが可能となる。なお、断面係数も同等以上に維持することができる。

（４−３）本発明例Ｄ３は、□８６．３ｘ５４ｘ１．８（Ｆ＝２３５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦側が１９．４１ｍｍ、横側が１２．２ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦側が４７．９、横側が３０．０、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．２２５となっている。
この本発明例Ｄ３では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（縦側及び横側のいずれも（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
なお、この実施例は縦辺長Ａ＞横辺長Ｂの矩形の場合であるが、Ｃ１の実施例の場合と同様に、矩形の場合の前記式（６）及び（７）も満たしている。
この本発明例Ｄ３の断面性能等は、断面積432ｍｍ^２、断面二次モーメントは縦側が391,878ｍｍ^４、横側が189,279ｍｍ^４、断面係数は縦側が9,291ｍｍ^３、横側が7,252ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,352Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｄ０と本発明例Ｄ３の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｄ３は、断面積が比較例Ｄ０の８４％に減少（１６％軽量化）し、断面二次モーメントは同等以上（１０１％、１０８％）、局部座屈応力度は大幅に増大（１４３％）している。断面係は減少（８７％、８８％）している。
上記の通りであり、本発明例Ｄ３によれば、塑性変形能力が要求されるロール成形角形鋼管のコーナー長と辺長との比を縦横とも同じように、幅厚比１５．６〜７４０／√Ｆの範囲において、従来より大きくすることにより、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、同等以上の断面二次モーメントと、大幅に増大した局部座屈応力度を得つつ、１０％程度軽量化させることが可能となる。
なお、断面係数は減少しているが、断面係数の減少による全体座屈応力度への影響は、用途工夫や設計上の配慮を講じることにより、対応可能な範囲での使用を考えていけばよい。すなわち、本発明例Ｄ３は、最良の実施例ではないが一定の効果を有する実施例と言える。

前述したＣ_Ｂ／Ｂ＝Ｃ_Ａ／Ａである本発明例Ｃ３と前述のＣ_Ｂ／Ｂ＜Ｃ_Ａ／Ａである本発明例Ｃ１、Ｃ２との比較、及びＣ_Ｂ／Ｂ＝Ｃ_Ａ／Ａである本発明例Ｄ３と前述のＣ_Ｂ／Ｂ＜Ｃ_Ａ／Ａである本発明例Ｄ１、Ｄ２との比較から分かるように、矩形断面の場合に、横辺長Ｂ側のコーナー長・辺長比（Ｃ_Ｂ／Ｂ）を縦辺長Ａ側のコーナー長・辺長比（Ｃ_Ａ／Ａ）よりそれぞれ小さくすることで、局部座屈応力度、断面二次モーメント、断面係数のすべてついて、低下するものなしに一部は大幅向上するという顕著な効果を得つつ、軽量化を図ることが可能の場合もある。

（５）実施例Ｅ
表Ｅ（表６−１）に本発明の実施例Ｅ１、及び比較例Ｅ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図８に示す通りであり、比較例Ｅ０を（Ｅ０）、本発明例Ｅ１を（Ｅ１）に示す。
比較例Ｅ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□６０ｘ６０ｘ６．０（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも１２．０ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも１０．０、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．２００となっている。
この比較例Ｅ０では、式（２）、（３）は満たしているが、式（１）を満たさない。
比較例Ｅ０の断面性能等は、断面積1,203ｍｍ^２、断面二次モーメント560,655ｍｍ^４、断面係数18,688ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度3,530Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｅ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□７５ｘ７５ｘ４．３（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも１１．３ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも１７．４、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．１５０となっている。
この本発明例Ｅ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４₁）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
この本発明例Ｅ１の断面性能等は、断面積1,115ｍｍ^２、断面二次モーメント865,363ｍｍ^４、断面係数24,480ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度3,530Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｅ０と本発明例Ｅ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｅ１は、断面積が比較例Ｅ０の約92.7％に減少（7.3％軽量化）し、局部座屈応力度は比較例Ｅ０と同じ（100％）であるが、断面二次モーメントは比較例Ｅ０の154％と大幅に増大、断面係数も比較例Ｅ０の131％と大幅に増大している。
上記の通りであり、本発明例Ｅ１によれば、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、断面性能のいずれの項目をも低下させずに軽量化を実現できるばかりでなく、断面二次モーメント及び断面係数については大幅に増大させることが可能となる。

（６）実施例Ｆ
表Ｆ（表６−２）に本発明の実施例Ｆ１、及び比較例Ｆ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図９に示す通りであり、比較例Ｆ０を（Ｆ０）、本発明例Ｆ１を（Ｆ１）に示す。
比較例Ｆ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□６０ｘ６０ｘ２．３（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも４．６ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも２６．１、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．０７７となっている。
この比較例Ｆ０では、式（１）〜（３）は満たすが、条件（４）は満たさない（式（４_２）の適用領域で満たさない）。
比較例Ｆ０の断面性能等は、断面積517ｍｍ^２、断面二次モーメント283,118ｍｍ^４、断面係数9,437ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,173Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｆ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□６２ｘ６２ｘ２．２（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも６．２ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも２８．２、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．１００となっている。
この本発明例Ｆ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
この本発明例Ｆ１の断面性能等は、断面積498ｍｍ^２、断面二次モーメント284,984ｍｍ^４、断面係数9,531ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,181Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｆ０と本発明例Ｆ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｆ１は、断面積が比較例Ｆ０の約96.2％に減少（3.8％軽量化）しながら、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度を比較例Ｆ０と同程度（101％）を維持している。
上記の通りであり、本発明例Ｆ１によれば、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度のいずれをも低下させずに一定の軽量化を実現できる。

（７）実施例Ｇ
表Ｇ（表６−３）に本発明の実施例Ｇ１、及び比較例Ｇ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図１０に示す通りであり、比較例Ｇ０を（Ｇ０）、本発明例Ｇ１を（Ｇ１）に示す。
比較例Ｇ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□７５ｘ７５ｘ３．２（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも６．４ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも２３．４、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．０８５となっている。
この比較例Ｇ０では、式（１）〜（３）は満たすが、条件（４）は満たさない（式（４₁）の適用領域で満たさない）。
比較例Ｇ０の断面性能等は、断面積893ｍｍ^２、断面二次モーメント755,335ｍｍ^４、断面係数20,142ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,468Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｇ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□７７ｘ７７ｘ３．１（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも８．１ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも２４．８、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．１０５となっている。
この本発明例Ｇ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４_１）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
この本発明例Ｇ１の断面性能等は、断面積864ｍｍ^２、断面二次モーメント753,914ｍｍ^４、断面係数20,404ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,511Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｇ０と本発明例Ｇ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｇ１は、断面積が比較例Ｇ０の96.8％に減少（3.2％軽量化）し、局部座屈応力度は比較例Ｇ０より若干増大（103％）し、断面二次モーメント、及び断面係数も、比較例Ｇ０の104％と若干増大している。
上記の通りであり、本発明例Ｇ１によれば、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、断面性能のいずれの項目をも低下させずに軽量化を実現できるばかりでなく、断面二次モーメント及び断面係数については若干増大させることができる。

（８）実施例Ｈ
表Ｈ（表７−１）に本発明の実施例Ｈ１、及び比較例Ｈ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図１１に示す通りであり、比較例Ｈ０を（Ｈ０）、本発明例Ｈ１を（Ｈ１）に示す。
比較例Ｈ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□１００ｘ１００ｘ２．３（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも４．６ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも４３．５、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．０４６となっている。
この比較例Ｈ０では、式（１）〜（３）は満たしているが、条件（４）は満たさない（式（４_２）の適用領域で満たさない）。
。
比較例Ｈ０の断面性能等は、断面積885ｍｍ^２、断面二次モーメント1,397,276ｍｍ^４、断面係数27,946ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度409Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｈ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□１０６ｘ１０６ｘ２．２（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも１０．６ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも４８．２、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．１００となっている。
この本発明例Ｈ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
この本発明例Ｈ１の断面性能等は、断面積862ｍｍ^２、断面二次モーメント1,484,686ｍｍ^４、断面係数28,607ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度524Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｈ０と本発明例Ｈ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｈ１は、断面積が比較例Ｂ０の約97.4％に減少（2.6％軽量化）し、局部座屈応力度が比較例Ｈ０の128％と大幅に上昇し、断面二次モーメントも比較例Ｈ０の106％と若干増大し、断面係数は比較例Ｈ０の102％と増側で同程度である。
上記の通りであり、本発明例Ｈ１によれば、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、断面性能のいずれの項目をも低下させずに軽量化を実現できるばかりでなく、局部座屈応力度については大幅増大、断面二次モーメントについては若干の増大を実現できる。

（９）実施例Ｉ
表Ｉ（表７−２）に本発明の実施例Ｉ１、及び比較例Ｉ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図１２に示す通りであり、比較例Ｉ０を（Ｉ０）、本発明例Ｉ１を（Ｉ１）に示す。
比較例Ｉ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□１００ｘ１００ｘ２．３（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも４．６ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも４３．５、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．０４６となっている。
この比較例Ｉ０では、式（１）〜（３）は満たすが、条件（４）は満たさない（式（４_２）の適用領域で満たさない）。
比較例Ｉ０の断面性能等は、断面積885ｍｍ^２、断面二次モーメント1,397,276ｍｍ^４、断面係数27,946ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度409Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｉ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□１０６ｘ１０６ｘ２．２（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも１２．８ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも４８．２、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．１２１となっている。
この本発明例Ｉ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
この本発明例Ｉ１の断面性能等は、断面積851ｍｍ^２、断面二次モーメント1,445,916ｍｍ^４、断面係数27,860ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度682Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｉ０と本発明例Ｉ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｉ１は、比較例Ｉ０と比べて、断面積が96.1％に減少（3.9％軽量化）し、局部座屈応力度が167％と大幅に増大し、断面二次モーメントは若干の増大（103％）、断面係数は同じ（100％）である。
上記の通りであり、本発明例I１によれば、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、断面性能のいずれの項目をも低下させずに軽量化を実現できるばかりでなく、断面二次モーメントを大幅に増大させことができる。

（１０）実施例Ｊ
表Ｊ（表８−１）に本発明の実施例Ｊ１、及び比較例Ｊ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図１３に示す通りであり、比較例Ｊ０を（Ｊ０）、本発明例Ｊ１を（Ｊ１）に示す。
比較例Ｊ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□６０ｘ６０ｘ４．５（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも９．０ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも１３．３、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．１５０となっている。
この比較例Ｊ０では、式（２）、（３）は満たすが、式（１）を満たさない。
比較例Ｊ０の断面性能等は、断面積947ｍｍ^２、断面二次モーメント472,005ｍｍ^４、断面係数15,734ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度4,892Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｊ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□７０ｘ７０ｘ４．３（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも２１．０ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも１６．３、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．３００となっている。
この本発明例Ｊ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４₁）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
この本発明例Ｊ１の断面性能等は、断面積931ｍｍ^２、断面二次モーメント526,118ｍｍ^４、断面係数16,016ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度9,083Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｊ０と本発明例Ｊ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｊ１は、比較例Ｂ０と比べて、断面積がの98.3％に減少（1.7％軽量化）し、局部座屈応力度が186％と著しく増大し、断面二次モーメントも増大（111％）し、断面係数は増側の同程度（102％）となっている。
上記の通りであり、本発明例Ｊ１によれば、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、断面性能のいずれの項目をも低下させずに若干の軽量化を実現できるばかりでなく、断面二次モーメントを著しく増大させ、断面二次モーメントも増大させることができる。

（１１）実施例Ｋ
表Ｋ（表８−２）に本発明の実施例Ｋ１、及び比較例Ｋ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図１４に示す通りであり、比較例Ｋ０を（Ｋ０）、本発明例Ｋ１を（Ｋ１）に示す。
比較例Ｋ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□６０ｘ６０ｘ１．６（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも３．２ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも３７．５、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．０５３となっている。
この比較例Ｋ０では、式（１）〜（３）は満たすが、条件（４）は満たさない（式（４_２）の適用領域で満たさない）。
比較例Ｋ０の断面性能等は、断面積367ｍｍ^２、断面二次モーメント206,801ｍｍ^４、断面係数6,893ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度554Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｋ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□７３ｘ７３ｘ１．５５（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも２１．５ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも４７．１、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．２９５となっている。
この本発明例Ｋ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
この本発明例Ｋ１の断面性能等は、断面積367ｍｍ^２、断面二次モーメント246,743ｍｍ^４、断面係数6,907ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度2,045Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｋ０と本発明例Ｋ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｋ１は、比較例Ｋ０と比べて、断面積は僅かに減少（99.8％）し、局部座屈応力度は369％と著しく大幅に増大し、断面二次モーメントも大幅に増大し、断面係数は同じ（100％）となっている。
上記の通りであり、本発明例Ｋ１によれば、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、断面性能のいずれの項目をも低下させずに僅かに軽量化させつつ、局部座屈応力度を著しく大幅に増大させ、断面二次モーメントも増大させることができる。

（１２）実施例Ｌ
表Ｌ（表９−１）に本発明の実施例Ｌ１、及び比較例Ｌ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図１５に示す通りであり、比較例Ｌ０を（Ｌ０）、本発明例Ｌ１を（Ｌ１）に示す。
比較例Ｌ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□１００ｘ１００ｘ６．０（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも１２．０ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも１６．７、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．１２０となっている。
この比較例Ｌ０では、式（１）〜（３）は満たすが、条件４を満たさない（式（４₁）の適用領域で満たさない）。
比較例Ｌ０の断面性能等は、断面積2,163ｍｍ^２、断面二次モーメント3,114,742ｍｍ^４、断面係数62,295ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度2,987Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｌ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□１１５ｘ１１５ｘ５．５（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも１９．０ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも２０．９、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．１６５となっている。
この本発明例Ｌ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４₁）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
この本発明例Ｌ１の断面性能等は、断面積2,147ｍｍ^２、断面二次モーメント3,947,278ｍｍ^４、断面係数72,031ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度2,989Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｌ０と本発明例Ｌ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｌ１は、比較例Ｌ０と比べて、断面積は僅かに減少（99.2％）し、局部座屈応力度は同じ（100％）、断面二次モーメントは大幅に増大（127％）し、断面係数も増大（116％）している。
上記の通りであり、本発明例Ｌ１によれば、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、断面性能のいずれの項目をも低下させずに僅かに軽量化させつつ、断面二次モーメント、及び断面係数を大幅に増大させることができる。

（１３）実施例Ｍ
表Ｍ（表９−２）に本発明の実施例Ｍ１、及び比較例Ｍ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図１６に示す通りであり、比較例Ｍ０を（Ｍ０）、本発明例Ｍ１を（Ｍ１）に示す。
比較例Ｍ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□１００ｘ１００ｘ４．５（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも９．０ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも２２．２、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．０９０となっている。
この比較例Ｍ０では、式（１）〜（３）は満たすが、条件（４）を満たさない（式（４_１）の適用領域で満たさない）。
比較例Ｍ０の断面性能等は、断面積1,667ｍｍ^２、断面二次モーメント2,492,851ｍｍ^４、断面係数49,857ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,631Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｍ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□１２０ｘ１２０ｘ３．４（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも２０．０ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも３５．３、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．１６７となっている。
この本発明例Ｍ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
この本発明例Ｍ１の断面性能等は、断面積1,434ｍｍ^２、断面二次モーメント2,973,589ｍｍ^４、断面係数51,005ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,661Ｎ／ ｍｍ^２。

比較例Ｍ０と本発明例Ｍ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｍ１は、比較例Ｍ０と比べて、断面積は大幅に減少（86.1％）し、局部座屈応力度は増側で同程度（102％）、断面二次モーメントは大幅に増大（119％）し、断面係数は増側で同程度（102％）となっている。
上記の通りであり、本発明例Ｍ１によれば、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、断面性能のいずれの項目をも低下させずに大幅な軽量化を実現しつつ、断面二次モーメントを大幅に増大させることができる。

（１４）実施例Ｎ
表Ｎ（表９−３）に本発明の実施例Ｎ１、及び比較例Ｎ０を示す。それぞれの断面形状・寸法は図１７に示す通りであり、比較例Ｎ０を（Ｎ０）、本発明例Ｎ１を（Ｎ１）に示す。
比較例Ｎ０は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□７５ｘ７５ｘ２．３（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも４．６ｍｍ（コーナー部が部材外側に円弧状）、幅厚比は縦横とも３２．６、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．０６１となっている。
この比較例Ｎ０では、式（１）〜（３）は満たすが、条件（４）を満たさない（式（４_２）の適用領域で満たさない）。
比較例Ｎ０の断面性能等は、断面積655ｍｍ^２、断面二次モーメント571,047ｍｍ^４、断面係数15,228ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度737Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

一方、本発明例Ｎ１は、縦横の辺長が同じ（Ａ＝Ｂ）である□９０ｘ９０ｘ１．９（Ｆ＝３２５Ｎ／ｍｍ^２）、コーナー長は縦横とも１５．０ｍｍ（コーナー部が直線状）、幅厚比は縦横とも４７．４、コーナー長と辺長との比は縦横とも０．１６７となっている。
この本発明例Ｎ１では、式（１）〜（３）を満たし、条件（４）を満たす（式（４_２）の適用領域で満たす）。すなわち、すべての式、条件を満たす。
この本発明例Ｎ１の断面性能等は、断面積605ｍｍ^２、断面二次モーメント715,696ｍｍ^４、断面係数16,247ｍｍ^３、固有値解析による局部座屈応力度1,015Ｎ／ｍｍ^２と計算される。

比較例Ｎ０と本発明例Ｎ１の断面積、断面二次モーメント、断面係数、局部座屈応力度をそれぞれ比較すると、本発明例Ｎ１は、比較例Ｎ０と比べて、断面積は大幅に減少（92.4％）し、局部座屈応力度は大幅に増大（137％）し、断面二次モーメントも大幅に増大（125％）し、断面係数は若干増大（107％）している。
上記の通りであり、本発明例Ｎ１によれば、ＳＴＫＲ４００などの通常断面の角形鋼管と比較して、断面性能のいずれの項目をも低下させずに大幅な軽量化を実現しつつ、局部座屈応力度及び断面二次モーメントを大幅に増大させることができる。

上述の説明では、コーナー部が直線状の角形鋼管について説明したが、コーナー部が円弧等の弧状のロール成形角形鋼管の場合にも適用できる。

なお、上記各実施例におけるサイズの大きな角形鋼管は、□１２０×１２０×３．４であるが、本発明は、ＳＴＫＲ規格あるいはＢＣＲ規格における、上述した各実施例のサイズ範囲よりさらに大きなサイズ範囲のロール成形角形鋼管にも当然適用できる。

Claims (6)

1. コーナー部に直線状または弧状の断面形状を有するロール成形角形鋼管であって、
   その断面の縦辺長Ａ又は横辺長Ｂと板厚ｔとの比である幅厚比（Ａ／ｔ又はＢ／ｔ）をｘ、この鋼材の設計用降伏応力度をＦ（Ｎ／ｍｍ^２）とした場合に式（１）、（２）を満たし、
   かつ、コーナー部において接続する辺と平行な方向のコーナー長のうち縦方向のコーナー長Ｃ_Ａと縦辺長Ａとの比（Ｃ_Ａ／Ａ）、又は、横方向のコーナー長Ｃ_Ｂと横辺長Ｂとの比（Ｃ_Ｂ／Ｂ）をｙとした場合に式（３）を満たし、かつ、式（４_１）又は（４_２）のいずれか一方を満たすという条件（４）を満たすことを特徴とするロール成形角形鋼管。
   １５．６≦ｘ≦７４０／√Ｆ ・・・・（１）
   ２３５≦Ｆ≦３２５ ・・・・・・・（２）
   ｙ≦０．３０ ・・・・・・・・・・・（３）
   １５．６≦ｘ＜２５．５ において、ｙ≧-0.0061ｘ＋0.2557 ・・・（４_１）
   ２５．５≦ｘ≦７４０／√Ｆ において、ｙ≧０．１ ・・・・・・・（４_２）
   但し、ｙ＝０．１６ である場合を除く。
2. （Ｃ_Ｂ／Ｂ）＝（Ｃ_Ａ／Ａ）であることを特徴とする請求項１記載のロール成形角形鋼管。
3. （Ｃ_Ｂ／Ｂ）＜（Ｃ_Ａ／Ａ）であることを特徴とする請求項１記載のロール成形角形鋼管。
4. コーナー長と辺長との比ｙが、式（３）に代えて式（５）を満たすことを特徴とする請求項１記載のロール成形角形鋼管。
   ０．１≦ｙ＜０．１６ ・・・（５）
5. コーナー部に直線状または弧状の断面形状を有するロール成形角形鋼管であって、
   その断面の縦辺長Ａ又は横辺長Ｂ（但し、Ａ＞Ｂ）と板厚ｔとの比である幅厚比（Ａ／ｔ又はＢ／ｔ）をｘ、この鋼材の設計用降伏応力度をＦ（Ｎ／ｍｍ^２）とした場合に式（１）、（２）を満たし、
   かつ、コーナー部において接続する辺と平行な方向のコーナー長のうち縦方向のコーナー長をＣ_Ａ、横方向のコーナー長をＣ_Ｂとした場合に式（６）、（７）を満たすことを特徴とするロール成形角形鋼管。
   １５．６≦ｘ≦７４０／√Ｆ ・・・・（１）
   ２３５≦Ｆ≦３２５ ・・・・・・・（２）
   ０．１６＜（Ｃ_Ａ／Ａ）≦０．３０ ・・・（６）
   ０．１０≦（Ｃ_Ｂ／Ｂ）≦０．３０ ・・・（７）
6. 横方向のコーナー長Ｃ_Ｂと横寸法Ｂとの比（Ｃ_Ｂ／Ｂ）が、式（７）に代えて（８）式を満たすことを特徴とする請求項５に記載のロール成形角形鋼管。
   ０．１０≦（Ｃ_Ｂ／Ｂ）＜０．１６ ・・・（８）
   

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