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公開番号2025113698
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024007982
出願日2024-01-23
発明の名称胴縁の設計方法および胴縁
出願人日鉄建材株式会社,日鉄物産システム建築株式会社
代理人弁理士法人山名国際特許事務所
主分類E04C 3/06 20060101AFI20250728BHJP(建築物)
要約【課題】胴縁の応力の検定方法について、従来の二方向の異なる外力による応力度の足し合わせで評価することに代えて、実態に即して、二方向の異なる外力が同時に作用する複合的な応力状態を勘案して評価することにより、経済性、施工性、及び合理性に優れた胴縁の設計方法および胴縁を提供する。
【解決手段】風荷重と壁材6の重量との二方向の異なる外力が同時に胴縁2に作用する際の風荷重方向の応力度(σ_y2)を設計基準強度(F)で除した値が、1.0未満の応力度の検定式を満足することを条件とした応力度の検定結果に基づいて胴縁を設計する。前記風荷重は、胴縁に作用する正圧又は負圧の風荷重である。前記風荷重の適用範囲は、0.516～4.965kN/m²とする。前記壁材の重量は、壁材と胴縁とが接合具により緊結された際に前記胴縁に作用する重量である。前記壁材の重量の適用範囲は、20～250N/m²とする。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
風荷重と壁材の重量との二方向の異なる外力が同時に胴縁に作用する際の風荷重方向の応力度（σ
ｙ２
）を設計基準強度（Ｆ）で除した値が、１．０未満の応力度の検定式を満足することを条件とした応力度の検定結果に基づいて胴縁を設計することを特徴とする、胴縁の設計方法。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記応力度の検定結果は、予め胴縁の異なる断面毎に行った数値解析により求められており、検定する胴縁の断面二次モーメント、断面係数、風荷重、壁材の重量の全てが前記数値解析の範囲内であれば、壁材の重量を用いず風荷重方向の応力度の検定式を満足することを条件とした応力度の検定結果に基づくことを特徴とする、請求項１に記載した胴縁の設計方法。
【請求項３】
前記風荷重は、胴縁に作用する正圧又は負圧の風荷重であることを特徴とする、請求項１に記載した胴縁の設計方法。
【請求項４】
前記風荷重の適用範囲は、０．５１６～４．９６５ｋＮ／ｍ
２
とすることを特徴とする、請求項１又は３に記載した胴縁の設計方法。
【請求項５】
前記壁材の重量は、壁材と胴縁とが接合具により緊結された際に前記胴縁に作用する重量であることを特徴とする、請求項１に記載した胴縁の設計方法。
【請求項６】
前記壁材の重量の適用範囲は、２０～２５０Ｎ／ｍ
２
とすることを特徴とする、請求項１又は５に記載した胴縁の設計方法。
【請求項７】
前記風荷重方向の応力度（σ
ｙ２
）は、胴縁の断面形状、風荷重、壁材の重量、及び荷重境界条件を設定したＦＥＭ解析に基づいて算出されることを特徴とする、請求項１に記載した胴縁の設計方法。
【請求項８】
前記荷重境界条件とは、正圧の場合には壁材を介して胴縁に風荷重と壁材の重量とが作用することを条件とし、負圧の場合には胴縁と壁材との接合部に風荷重と壁材の重量とが作用することを条件とすることを特徴とする、請求項１に記載した胴縁の設計方法。
【請求項９】
前記胴縁の断面形状は、角形鋼又はＣ形鋼の断面形状であることを特徴とする、請求項１又は２に記載した胴縁の設計方法。
【請求項１０】
請求項９に記載した胴縁の設計方法に用いることを特徴とする、胴縁。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、建築物の外装材、外壁等の壁材を取り付けるための下地材として用いられる胴縁の設計方法の技術分野に属する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄骨構造（Ｓ造）建築物には、図１Ａ、Ｂに例示したように、建築物の外装材、外壁等の壁材６を取り付けるための下地材として胴縁２が用いられる（その他、特許文献１の符号２、特許文献２の符号１１も参照）。
前記胴縁２には、建物に作用する風荷重と壁材６の重量（自重）とが壁材を介して作用し、構造設計上、これらの外力に対して胴縁２の応力および変形の検定を行っている。
ちなみに、図中の符号１は間柱（柱）を示し、符号３はボルト部材を示し、符号４はナット部材を示し、符号５は、アングル等の突設部材を示している。
【０００３】
前記検定のうち、応力に関しては、図２に従来の胴縁の設計方法を、応力度の検定式とともに示したように、風荷重（ｑ
ｙ
）と壁材６の重量（ｑ
ｘ
）との二方向の異なる外力に対し、それぞれ一方向の外力が作用したときの応力度の和が設計基準強度（Ｆ）を超えないようにして安全性を確保する設計を行っているのが現状である（参考資料として、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平８－２７０１０９号公報
特開２０１８－３５４９号公報
株式会社オーム社（平成３０年３月２５日）発行一般社団法人日本建築構造技術者協会（ＪＳＣＡ）編「ＪＳＣＡ版Ｓ建築構造の設計（第２版）」第１７０頁、第１７１頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のとおり、胴縁の応力度の検定（式）は、二方向の異なる外力による応力度の足し合わせで評価しているが、実際は、二方向の外力が同時に作用する複合的な応力状態となっている。また、正圧・負圧といった異なる向きの風荷重に対し、実態は正圧と負圧とでは異なる抵抗機構ではあるものの、設計上は、正圧と負圧とのいずれも同様のモデルで表現されている。
以上のことから、現状の胴縁の設計方法は実態と大きく乖離しており、具体的には、応力検定比が過大に評価されているのが実情である。そのため、現状の胴縁の設計方法で設計された場合、実態にそぐわない状態で胴縁の断面・寸法が決定されることも想定される等、種々の課題がある。
【０００６】
そこで、仮に、胴縁の応力の検定方法について、従来の二方向の異なる外力による応力度の足し合わせで評価するのではなく、実態に即して、二方向の異なる外力が同時に作用する複合的な応力状態を勘案して評価することができれば、例えば、前記した従来の胴縁の設計方法で決められた胴縁の断面サイズを一回り小さいサイズで実施（断面サイズダウン）しても構造設計上何ら問題が生じないことが分かる等、経済的にも施工的にも有益であることは明らかである。
【０００７】
したがって、本発明は、上述した背景技術の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、胴縁の応力の検定方法について、従来の二方向の異なる外力による応力度の足し合わせで評価することに代えて、実態に即して、二方向の異なる外力が同時に作用する複合的な応力状態を勘案して評価することにより、経済性、施工性、及び合理性に優れた胴縁の設計方法および胴縁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る胴縁の設計方法は、風荷重と壁材の重量との二方向の異なる外力が同時に胴縁に作用する際の風荷重方向の応力度（σ
ｙ２
）を設計基準強度（Ｆ）で除した値が、１．０未満の応力度の検定式を満足することを条件とした応力度の検定結果に基づいて胴縁を設計することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した胴縁の設計方法において、前記応力度の検定結果は、予め胴縁の異なる断面毎に行った数値解析により求められており、検定する胴縁の断面二次モーメント、断面係数、風荷重、壁材の重量の全てが前記数値解析の範囲内であれば、壁材の重量を用いず風荷重方向の応力度の検定式を満足することを条件とした応力度の検定結果に基づくことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項１に記載した胴縁の設計方法において、前記風荷重は、胴縁に作用する正圧又は負圧の風荷重であることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、請求項１又は３に記載した胴縁の設計方法において、前記風荷重の適用範囲は、０．５１６～４．９６５ｋＮ／ｍ
２
とすることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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