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公開番号2025096950
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212973
出願日2023-12-18
発明の名称補強H形鋼有孔梁
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類E04C 3/08 20060101AFI20250623BHJP(建築物)
要約【課題】小型化された補強部材を用いて効果的に貫通孔周辺を補強することによって、耐力を確保しつつ経済的な施工を可能にする。
【解決手段】1対のフランジおよびウェブを含むH形鋼梁において、前記ウェブに貫通孔が形成され、前記貫通孔に隣接した位置で前記ウェブに補強部材が取り付けられる補強H形鋼有孔梁であって、前記補強部材は互いに分離した2つの部材を含み、前記2つの部材は、前記貫通孔の中心を通り前記H形鋼梁の材軸方向に対して45度傾いた直線に沿った領域で、前記貫通孔の両側にそれぞれ取り付けられる補強H形鋼有孔梁が提供される。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
１対のフランジおよびウェブを含むＨ形鋼梁において、前記ウェブに貫通孔が形成され、前記貫通孔に隣接した位置で前記ウェブに補強部材が取り付けられる補強Ｈ形鋼有孔梁であって、
前記補強部材は互いに分離した２つの部材を含み、前記２つの部材は、前記貫通孔の中心を通り前記Ｈ形鋼梁の材軸方向に対して４５度傾いた直線に沿った領域で、前記貫通孔の両側にそれぞれ取り付けられる補強Ｈ形鋼有孔梁。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記２つの部材のそれぞれは、矩形の１つの角が前記貫通孔に合わせた形状に切り抜かれた平面形状の鋼板であり、前記切り抜かれた部分が前記貫通孔の外縁に沿うように配置される、請求項１に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
【請求項３】
前記２つの部材のそれぞれは、矩形帯状の鋼板であり、長辺が前記直線に交差し、かつ一方の前記長辺が前記貫通孔の外縁に隣接するように配置される、請求項１に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
【請求項４】
前記２つの部材のそれぞれは、第１の面および第２の面を含む山形鋼であり、前記第１の面が前記ウェブに取り付けられるとともに前記第１の面の長辺が前記直線に交差し、前記第２の面が前記第１の面の前記貫通孔側の長辺から立ち上がるように配置される、請求項１に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
【請求項５】
前記補強部材は、前記貫通孔の外縁に接する前記直線の平行線に接するか、または前記平行線を越えるように配置される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
【請求項６】
前記補強部材は、前記ウェブに溶接される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
【請求項７】
前記補強部材は、前記ウェブにボルト接合される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
【請求項８】
前記ボルト接合には、高力ボルトが用いられる、請求項７に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、補強Ｈ形鋼有孔梁に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
Ｈ形鋼梁は建築物の天井裏等に配置されるため、設備配管と干渉する場合がある。この干渉を解消するために、Ｈ形鋼のウェブに円形や矩形の貫通孔を設けた有孔梁が一般に用いられている。貫通孔による断面欠損、およびフィーレンディール作用による耐力低下を考慮して、有孔梁の貫通孔周辺に補強部材を取り付ける技術が提案されている。例えば特許文献１に記載されているように貫通孔の内縁に補強リングを接合する方法や、特許文献２に記載されているように貫通孔の周囲でウェブに補強金属板を接合する方法が知られている。一方、貫通孔周辺を補強しない無補強有孔梁に関する研究も進められている。例えば非特許文献１では、無補強有孔梁の貫通孔周辺部の曲げ耐力およびせん断耐力を推定する評価式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－２６１２４号公報
特開２０１２－１９７６６１号公報
【非特許文献】
【０００４】
土井康生，福知保長，円形孔を有するはりの耐力と設計法-３.実用的耐力算定式の提案，日本建築学会論文報告集第357号，pp.44-51，1985.11
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１および特許文献２に記載されたような補強部材の施工は、貫通孔の内側または外側の全周にわたって配置される大型の部材であるため、鋼材使用量や施工性の観点から経済的とはいえない。無補強有孔梁ではこれらの問題を回避できるが、ウェブ板厚が薄い場合には貫通孔周辺のウェブが座屈してしまうため、実際の耐力が評価式で算出された耐力を下回ることがある。
【０００６】
そこで、本発明は、小型化された補強部材を用いて効果的に貫通孔周辺を補強することによって、耐力を確保しつつ経済的な施工を可能にする補強Ｈ形鋼有孔梁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の補強Ｈ形鋼有孔梁は次のような構成である。
（１）１対のフランジおよびウェブを含むＨ形鋼梁において、前記ウェブに貫通孔が形成され、前記貫通孔に隣接した位置で前記ウェブに補強部材が取り付けられる補強Ｈ形鋼有孔梁であって、
前記補強部材は互いに分離した２つの部材を含み、前記２つの部材は、前記貫通孔の中心を通り前記Ｈ形鋼梁の材軸方向に対して４５度傾いた直線に沿った領域で、前記貫通孔の両側にそれぞれ取り付けられる補強Ｈ形鋼有孔梁。
（２）前記２つの部材のそれぞれは、矩形の１つの角が前記貫通孔に合わせた形状に切り抜かれた平面形状の鋼板であり、前記切り抜かれた部分が前記貫通孔の外縁に沿うように配置される、（１）に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
（３）前記２つの部材のそれぞれは、矩形帯状の鋼板であり、長辺が前記直線に交差し、かつ一方の前記長辺が前記貫通孔の外縁に隣接するように配置される、（１）に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
（４）前記２つの部材のそれぞれは、第１の面および第２の面を含む山形鋼であり、前記第１の面が前記ウェブに取り付けられるとともに前記第１の面の長辺が前記直線に交差し、前記第２の面が前記第１の面の前記貫通孔側の長辺から立ち上がるように配置される、請求項１に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
（５）前記補強部材は、前記貫通孔の外縁に接する前記直線の平行線に接するか、または前記平行線を越えるように配置される、（１）から（４）のいずれかに記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
（６）前記補強部材は、前記ウェブに溶接される、（１）から（４）のいずれかに記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
（７）前記補強部材は、前記ウェブにボルト接合される、（１）から（４）のいずれかに記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
（８）前記ボルト接合には、高力ボルトが用いられる、（７）に記載の補強Ｈ形鋼有孔梁。
【発明の効果】
【０００８】
上記の構成によれば、Ｈ形鋼梁の材軸方向に対して４５度傾いた直線に沿った領域で貫通孔の両側に分離して補強部材を取り付けることによって、補強部材を小型化しながら効果的に貫通孔周辺を補強し、耐力を確保しつつ経済的な施工ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
有限要素数値解析のモデルを示す図である。
図１のモデルを用いた解析の結果を示すグラフである。
図１のモデルを用いた解析の結果を示すグラフである。
荷重によって変形したＨ形鋼有孔梁の写真である。
本発明の第１の実施形態に係る補強Ｈ形鋼有孔梁を示す図である。
第１の実施形態の効果を検証するための解析の結果を示すグラフである。
第１の実施形態の効果を検証するための解析の結果を示すグラフである。
本発明の第２の実施形態に係る補強Ｈ形鋼有孔梁を示す図である。
第２の実施形態の効果を検証するための解析の結果を示すグラフである。
第２の実施形態の効果を検証するための解析の結果を示すグラフである。
本発明の第３の実施形態に係る補強Ｈ形鋼有孔梁を示す図である。
第３の実施形態の効果を検証するための解析の結果を示すグラフである。
第３の実施形態の効果を検証するための解析の結果を示すグラフである。
補強部材の必要板厚の算出において補強部材の体積を均す範囲を示す図である。
補強部材の必要板厚の算出において補強部材の体積を均す範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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