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公開番号
2025141280
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-09-29
出願番号
2024041149
出願日
2024-03-15
発明の名称
床構造
出願人
日本製鉄株式会社
,
大和ハウス工業株式会社
代理人
個人
,
個人
,
個人
,
個人
,
個人
,
個人
,
個人
,
個人
主分類
E04B
5/29 20060101AFI20250919BHJP(建築物)
要約
【課題】大梁に横座屈が生じるのを抑制した床構造を提供する。
【解決手段】床構造10は、H形鋼により形成され、横補剛材が取付けられない大梁21と、大梁21の両端部に、剛接合又は半剛接合により接合された一対の柱と、大梁21に取付けられた床スラブと、を備え、大梁21が有するウェブ24には、大梁の材軸方向Xの中間部の特定の領域のみに、無補強の貫通孔24aが形成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲
【請求項1】
H形鋼により形成され、横補剛材が取付けられない大梁と、
前記大梁の両端部に、剛接合又は半剛接合により接合された一対の柱と、
前記大梁に取付けられた床スラブと、
を備え、
前記大梁が有するウェブには、前記大梁の材軸方向の中間部の特定の領域のみに、無補強の貫通孔が形成されている、床構造。
続きを表示(約 160 文字)
【請求項2】
前記特定の領域は、前記大梁の前記材軸方向の長さをLと規定したときに、前記大梁の前記材軸方向の中心を前記特定の領域の中心とする、前記材軸方向の0.5Lの領域である、請求項1に記載の床構造。
【請求項3】
前記特定の領域に形成された前記貫通孔は全て無補強である、請求項1又は2に記載の床構造。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、床構造に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)
【背景技術】
【0002】
従来、建築物の構造部材には、鉛直部材である柱と、柱間にかけ渡される水平部材である梁と、が存在する。国内の鋼構造の建築物では、主に柱として、角にアール部を持つ矩形断面形状をした角形鋼管が用いられている。
図17に示す、H形断面形状をしたH形鋼100が、梁に用いられている。H形鋼100では、強軸であるx軸周りの断面性能が高く、効率的な断面形状である。一方で、H形鋼100では、弱軸であるy軸周りの断面性能が低い。このため、H形鋼100が曲げモーメントを受けた際に、圧縮力を受ける部分のH形鋼100がねじれながら面外に倒れる横座屈という現象が生じ、H形鋼100の耐力や変形性能が低下してしまう。
【0003】
また、梁には、設備配管用の貫通孔が設けられる。H形鋼100を用いた鉄骨製の梁(鉄骨梁)の場合、貫通孔(不図示)はH形鋼100のウェブ101に設けられる。貫通孔の形状は、国内では円形であることが多い。貫通孔が形成された梁は、断面欠損の影響で耐力や変形性能が低下することに加えて、貫通孔のない梁に比べて横座屈等が生じやすくなる。従って、一般には、梁は、貫通孔周辺を補強して用いられている。
【0004】
貫通孔周辺を補強する補強部材と梁とは、溶接接合されるため、補強部材の取付けに手間がかかってしまう。また、梁に設けられる設備配管用の貫通孔は1つの建物に多数存在し、それらを補強するには多大な労力と時間を要する。そのため、梁の貫通孔の補強を省略することが、望まれる。
【0005】
鉄骨梁の横座屈に関する先行技術には、鉄骨梁の横補剛材の重量削減や、床スラブの拘束効果を考慮し横補剛材を省略した鉄骨梁や床構造、及びそれらの設計方法に関する内容が多い(例えば、特許文献1から8参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2023-113494号公報
特開2023-078554号公報
特開2019-190109号公報
特開2015-161124号公報
特開2018-172876号公報
特開2022-144692号公報
特開2023-114887号公報
特開2021-055464号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
一般に、鉄骨梁の上部には床スラブが存在し、シアコネクタを介して鉄骨梁と床スラブとは、固定されている。床スラブによって鉄骨梁の上フランジが固定され、上フランジの横移動や回転が拘束されると、上フランジが圧縮力を受ける鉄骨梁の領域では、鉄骨梁のねじれや倒れが抑制され、鉄骨梁が単体である場合に比べて横座屈しにくくなる。
なお、特許文献1から8では、貫通孔を持たない鉄骨梁を対象としており、貫通孔を有する鉄骨梁についての記述はない。そのため、特許文献1から8を用いて貫通孔を有する鉄骨梁の横補剛材の要否判断や、貫通孔の配置領域を検討することはできない。特許文献1から8を用いるためには、貫通孔が形成されない鉄骨梁と同等の性能となるように、貫通孔を補強する必要がある。
【0008】
床スラブの拘束効果を考慮すると、貫通孔が形成された鉄骨梁についても、上フランジが圧縮力を受ける鉄骨梁の領域は横座屈しにくくなると考えられる。つまり、貫通孔が形成された鉄骨梁について、床スラブによる拘束効果を考慮することで、貫通孔の有無が横座屈の生じやすさに影響しにくい領域が存在し、その領域を明確にすることができれば、鉄骨梁の貫通孔の補強を省略することが可能となると考えた。
また、鉄骨梁のうち、両端部が一対の柱に接合される大梁には、大梁特有の荷重条件が作用する。大梁においても、横座屈対策が検討されている。
【0009】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、大梁に横座屈が生じるのを抑制した床構造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】
【0010】
前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
(1)本発明の態様1は、H形鋼により形成され、横補剛材が取付けられない大梁と、前記大梁の両端部に、剛接合又は半剛接合により接合された一対の柱と、前記大梁に取付けられた床スラブと、を備え、前記大梁が有するウェブには、前記大梁の材軸方向の中間部の特定の領域のみに、無補強の貫通孔が形成されている、床構造である。
(【0011】以降は省略されています)
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