特許ウォッチ

公開番号2025135856
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024033870
出願日2024-03-06
発明の名称屋根部材の接合構造の設計方法
出願人日鉄建材株式会社
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類E04B 7/00 20060101AFI20250911BHJP(建築物)
要約【課題】施工コストを低減しながら、効率良く梁の横座屈耐力を向上させる。
【解決手段】支持部材であるH形鋼梁と屋根部材との間の接合構造の設計方法であって、屋根部材は、H形鋼梁の長さ方向に配列される第1の接合部、および第1の接合部よりも剛性および耐力が高い第2の接合部によってH形鋼梁に接合され、屋根部材が第1の接合部のみによってH形鋼梁に接合されることを仮定した場合のH形鋼梁の横座屈波形を解析によって導出する工程と、横座屈波形における面外変形極大値の位置を特定する工程と、面外変形極大値の位置で第1の接合部を第2の接合部に置き換える工程とを含む、接合構造の設計方法を提供する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
支持部材であるＨ形鋼梁と屋根部材との間の接合構造の設計方法であって、
前記屋根部材は、前記Ｈ形鋼梁の長さ方向に配列される第１の接合部、および前記第１の接合部よりも剛性が高い第２の接合部によって前記Ｈ形鋼梁に接合され、
前記屋根部材が前記第１の接合部のみによって前記Ｈ形鋼梁に接合されることを仮定した場合の前記Ｈ形鋼梁の横座屈波形を解析によって導出する工程と、
前記横座屈波形における面外変形極大値の位置を特定する工程と、
前記面外変形極大値の位置で前記第１の接合部を前記第２の接合部に置き換える工程とを含む、屋根部材の接合構造の設計方法。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
支持部材であるＨ形鋼梁と屋根部材との間の接合構造の設計方法であって、
前記屋根部材は、前記Ｈ形鋼梁の長さ方向に配列される第１の接合部、および前記第１の接合部よりも剛性が高い第２の接合部によって前記Ｈ形鋼梁に接合され、
１または複数の凹凸形状を有するデッキプレートが、前記凹凸形状の延びる方向が前記Ｈ形鋼梁の長さ方向に対して垂直になるように配列されることによって前記屋根部材を構成し、
前記屋根部材が前記第１の接合部のみによって前記Ｈ形鋼梁に接合されることを仮定した場合の前記Ｈ形鋼梁の横座屈波形を解析によって導出する工程と、
前記横座屈波形における面外変形極大値の位置を特定する工程と、
前記面外変形極大値の位置に対応する第１のデッキプレートの少なくとも１つの前記第１の接合部を前記第２の接合部に置き換える工程とを含む、屋根部材の接合構造の設計方法。
【請求項３】
前記第１の接合部および前記第２の接合部は、前記第１のデッキプレートの凹部に設けられた焼抜き栓溶接であり、前記第２の接合部の剛性は前記焼抜き栓溶接の数を増やすことにより高められる、請求項２に記載の屋根部材の接合構造の設計方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根部材の接合構造の設計方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば波板状のデッキプレートなどの屋根部材を母屋材に載置する乾式の屋根構造が知られている。例えば、特許文献１には、デッキプレートの下面側に母屋材を取り付けて屋根本体を形成し、母屋材を耐火被覆された建物の梁に取り付ける技術が記載されている。特許文献１に記載された技術において、デッキプレートと母屋材とを接合する接合部にはドリリングタッピングネジが用いられる。接合部としては、この他にも焼抜き栓溶接や打込鋲を用いることができる。特許文献２には、施工性を維持しながらデッキプレートと支持部材との間に安定して剛性および耐力を発揮する摩擦接合を形成するために、デッキプレートを貫通して延びるスタッドボルトに支持部材とは反対側から螺合されるナットとデッキプレートとの間に板状部材を介挿する技術が提案されている。
【０００３】
一方、例えば非特許文献１に記載されているように、梁の材長方向に床スラブや屋根折り板等を連続的に取り付けることによって、横座屈変形に対する拘束効果を発揮させて梁の横座屈耐力を向上させる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－２８２１９０号公報
特開２０２２－１２７３２２号公報
【非特許文献】
【０００５】
木村祥裕，他１名，“勾配曲げモーメントと圧縮軸力を受ける上フランジ連続補剛Ｈ形鋼梁の横座屈荷重と連続補剛材の水平・回転拘束効果”，日本建築学会構造系論文集第８２巻第７４１号，ｐ．１７９９－１８０９，２０１７年１１月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したようにＨ形鋼梁に屋根部材を複数の接合部を介して接合して梁の横座屈変形を防止する際には、接合部の剛性が重要となる。例えば接合部を焼抜き栓溶接のみとした場合、屋根部材に局所的な変形が生じることから回転剛性の確保が難しい。このことから、梁の横座屈変形を十分に抑えられない怖れがある。例えば特許文献２に記載されたような剛性および耐力が向上した接合部を用いれば横座屈変形に対する拘束効果は強化されるが、全ての接合部をこのような接合部とすることは、施工コストの増加が大きい。
【０００７】
そこで、本発明は、施工コストを低減しながら、効率良く梁の横座屈耐力を向上させることができる屋根部材の接合構造の設計方法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】
【０００８】
［１］支持部材であるＨ形鋼梁と屋根部材との間の接合構造の設計方法であって、前記屋根部材は、前記Ｈ形鋼梁の長さ方向に配列される第１の接合部、および前記第１の接合部よりも剛性が高い第２の接合部によって前記Ｈ形鋼梁に接合され、前記屋根部材が前記第１の接合部のみによって前記Ｈ形鋼梁に接合されることを仮定した場合の前記Ｈ形鋼梁の横座屈波形を解析によって導出する工程と、前記横座屈波形における面外変形極大値の位置を特定する工程と、前記面外変形極大値の位置で前記第１の接合部を前記第２の接合部に置き換える工程とを含む、屋根部材の接合構造の設計方法。
［２］支持部材であるＨ形鋼梁と屋根部材との間の接合構造の設計方法であって、前記屋根部材は、前記Ｈ形鋼梁の長さ方向に配列される第１の接合部、および前記第１の接合部よりも剛性が高い第２の接合部によって前記Ｈ形鋼梁に接合され、１または複数の凹凸形状を有するデッキプレートが、前記凹凸形状の延びる方向が前記Ｈ形鋼梁の長さ方向に対して垂直になるように配列されることによって前記屋根部材を構成し、前記屋根部材が前記第１の接合部のみによって前記Ｈ形鋼梁に接合されることを仮定した場合の前記Ｈ形鋼梁の横座屈波形を解析によって導出する工程と、前記横座屈波形における面外変形極大値の位置を特定する工程と、前記面外変形極大値の位置に対応する第１のデッキプレートの少なくとも１つの前記第１の接合部を前記第２の接合部に置き換える工程とを含む、屋根部材の接合構造の設計方法。
［３］前記第１の接合部および前記第２の接合部は、前記第１のデッキプレートの凹部に設けられた焼抜き栓溶接であり、前記第２の接合部の剛性は前記焼抜き栓溶接の数を増やすことにより高められる、［２］に記載の屋根部材の接合構造の設計方法。
【発明の効果】
【０００９】
上記の構成によれば、Ｈ形鋼梁の長さ方向に配列される複数の接合部によって屋根部材がＨ形鋼梁に接合された屋根部材の接合構造において、剛性および耐力が高い接合部を配置する位置を適切に定めることができる。これにより、補剛効果が見込めない位置を避け、かつ、施工コストを低減しながら、効率良くＨ形鋼梁の横座屈耐力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る屋根部材の接合構造の断面図である。
本発明の一実施形態に係る屋根部材の接合構造の平面図である。
本発明の一実施形態に係る屋根部材の接合構造の設計方法のフローチャートである。
固有値解析で使用するＨ形鋼梁のモデルにおける接合部の配置を説明する概略図である。
固有値解析によって得られたＨ形鋼梁の横座屈波形の一例を示す概略図である。
Ｈ形鋼梁の横座屈波形の解析結果の一例を示すグラフである。
複数のデッキプレートが配列されている場合の第１のデッキプレートの位置を説明する図である。
対応するデッキプレートにおける第２の接合部の配置例を示す図である。
対応するデッキプレートにおける第２の接合部の配置例を示す図である。
対応するデッキプレートにおける第２の接合部の配置例を示す図である。
対応するデッキプレートにおける第２の接合部の配置例を示す図である。
対応するデッキプレートにおける第２の接合部の配置例を示す図である。
第２の接合部を一つ設ける場合の効果を説明する解析結果のグラフである。
第２の接合部を二つ設ける場合の効果を説明する解析結果のグラフである。
屋根部材の接合構造の第２の接合部を拡大した斜視図である。
図１０のＡ－Ａ線に沿った断面図である。
図１０のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。
図１０のＣ－Ｃ線に沿った断面図である。
本発明の実施形態の変形例を示す図である。
本発明の実施形態の変形例を示す図である。
本発明の実施形態の変形例を示す図である。
剛性を一部のみ高くしたタイトフレームの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許