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公開番号2025178147
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2025079531
出願日2025-05-12
発明の名称梁、柱梁接合構造、建築物、梁の施工方法、及び梁の設計方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類E04B 1/24 20060101AFI20251128BHJP(建築物)
要約【課題】柱に接合される梁であって、塑性変形能力を発揮することができる梁を提供する。
【解決手段】梁21は、第1フランジ22と、第2フランジ23と、第1フランジ及び第2フランジにそれぞれ接合されたウェブ24と、を備える鉄骨製の梁であって、数式を満足し、梁の材軸方向Zの少なくとも一方の端部では、第1フランジ、第2フランジ、及びウェブが柱11とそれぞれ接合され、端部には、ウェブを補剛する補剛材が取付けられていない。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１フランジと、
第２フランジと、
前記第１フランジ及び前記第２フランジにそれぞれ接合されたウェブと、
を備える鉄骨製の梁であって、
（１）式及び（２）式を満足し、
前記梁の材軸方向の少なくとも一方の端部では、前記第１フランジ、前記第２フランジ、及び前記ウェブが柱とそれぞれ接合され、
前記端部には、前記ウェブを補剛する補剛材が取付けられていない、梁。
ここに、Ｆ
ｗ
は前記ウェブを形成する鋼材の許容応力度の基準強度、ｄは前記梁の内法せい、ｔ
ｗ
は前記ウェブの厚さである。
TIFF
2025178147000027.tif
29
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続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
（３）式から（６）式を満足する、請求項１に記載の梁。
ここに、Ｆ
ｆ
は前記第１フランジ及び前記第２フランジを形成する鋼材の許容応力度の基準強度、ｔ
ｆ
は前記第１フランジ及び前記第２フランジそれぞれの厚さ、ｂは前記第１フランジ及び前記第２フランジそれぞれの幅の半分の長さ、Ｈは前記梁のせい、Ｂは前記梁の幅である。
TIFF
2025178147000028.tif
63
170
【請求項３】
前記梁の前記材軸方向の両方の前記端部では、前記第１フランジ、前記第２フランジ、及び前記ウェブが前記柱２つとそれぞれ接合され、
（８）式を満足する、請求項１又は２に記載の梁。
ここに、Ｌは前記梁の長さ、Ｈは前記梁のせい、Ｚ
ｐｆ
は前記第１フランジ及び前記第２フランジの塑性断面係数の合計、Ｚ
ｐｗ
は前記ウェブの塑性断面係数、Ａ
ｗ
は前記ウェブの前記材軸方向に直交する面による断面積、αは前記梁の前記材軸方向の端に生じる塑性ヒンジ部のひずみ硬化の程度を表す係数である。
なお、前記梁の断面や鋼種が前記梁の前記材軸方向の前記端部と前記梁の前記材軸方向の中央部とで変化する場合、（８）式中のＺ
ｐｆ
Ｆ
ｆ
及びＺ
ｐｗ
Ｆ
ｗ
は前記梁の前記端部において前記材軸方向に直交する断面について計算した値とし、（８）式中のＡ
ｗ
Ｆ
ｗ
は前記梁の前記端部と前記梁の前記中央部とで計算した値の小さい方とする。
TIFF
2025178147000029.tif
23
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【請求項４】
前記梁の前記材軸方向の一方のみの前記端部では、前記第１フランジ、前記第２フランジ、及び前記ウェブが前記柱とそれぞれ接合され、
（９）式を満足する、請求項１又は２に記載の梁。
ここに、Ｌは前記梁の長さ、Ｈは前記梁のせい、Ｚ
ｐｆ
は前記第１フランジ及び前記第２フランジの塑性断面係数の合計、Ｚ
ｐｗ
は前記ウェブの塑性断面係数、Ａ
ｗ
は前記ウェブの前記材軸方向に直交する面による断面積、αは前記梁の前記材軸方向の端に生じる塑性ヒンジ部のひずみ硬化の程度を表す係数である。
なお、前記梁の断面や鋼種が前記梁の前記材軸方向の前記端部と前記梁の前記材軸方向の中央部とで変化する場合、（９）式中のＺ
ｐｆ
Ｆ
ｆ
及びＺ
ｐｗ
Ｆ
ｗ
は前記梁の前記端部において前記材軸方向に直交する断面について計算した値とし、（９）式中のＡ
ｗ
Ｆ
ｗ
は前記梁の前記端部と前記梁の前記中央部とで計算した値の小さい方とする。
TIFF
2025178147000030.tif
21
170
【請求項５】
前記梁の前記材軸方向の少なくとも一方の前記端部において、少なくとも前記端部から前記梁のせいの範囲に塑性化領域が生じる、請求項１又は２に記載の梁。
【請求項６】
前記梁の前記材軸方向の少なくとも一方の前記端部において、少なくとも前記端部から前記梁のせいの範囲に塑性化領域が生じる、請求項３に記載の梁。
【請求項７】
前記梁の前記材軸方向の一方の前記端部において、少なくとも端部から前記梁のせいの範囲に塑性化領域が生じる、請求項４に記載の梁。
【請求項８】
前記第１フランジ及び前記第２フランジを形成する鋼材の許容応力度の基準強度Ｆ
ｆ
が、前記基準強度Ｆ
ｗ
よりも大きい、請求項１又は２に記載の梁。
【請求項９】
前記第１フランジ及び前記第２フランジを形成する鋼材の許容応力度の基準強度Ｆ
ｆ
が、前記基準強度Ｆ
ｗ
よりも大きい、請求項３に記載の梁。
【請求項１０】
前記第１フランジ及び前記第２フランジを形成する鋼材の許容応力度の基準強度Ｆ
ｆ
が、前記基準強度Ｆ
ｗ
よりも大きい、請求項４に記載の梁。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、梁、柱梁接合構造、建築物、梁の施工方法、及び梁の設計方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、耐震構造や制振構造等を有する建築物において、柱に接合される梁（大梁）には、地震等の水平荷重が作用し、一般に柱に接合されている位置すなわち梁の端部が最も大きな応力を負担することから、当該梁の端部から塑性化が進行すると考えられる。よって、上記の梁は、地震等の水平荷重に対して安定して抵抗するための塑性変形能力が要求される。
一方で、建築物に用いられる梁が小梁の場合には、建築物の性能を損なうことなく重量をより一層軽量化して建築物のコストを低減することが検討されている（例えば、特許文献１及び２参照）。また、曲げ剛性等を確保しつつ、重量を低減できる梁が検討されている（例えば、特許文献３から６参照）。
【０００３】
また、この梁にＨ形鋼を用いる場合、そのＨ形鋼のウェブは、地震等の水平荷重に対して安定した塑性変形能力を発揮するために、建設省告示に規定される幅厚比以下となることが求められる。具体的には、（１）式に示す制限を満足することが求められる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
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2025178147000002.tif
18
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【０００５】
ここに、（１）式の左辺の（ｄ／ｔ
ｗ
）は、ウェブの幅厚比、（１）式の右辺のＦは、梁を形成する鋼材の許容応力度の基準強度である。ｄは梁の内法せい、ｔ
ｗ
はウェブの厚さである。
一方で、（１）式を超える範囲についても、設計上適用は可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第６００３５２６号公報
特許第６００３５２７号公報
特許第７１７２７７９号公報
特許第７２０７０５４号公報
特許第７２０７０５５号公報
特許第７２０７０５６号公報
【非特許文献】
【０００７】
一般財団法人建築行政情報センター、一般財団法人日本建築防災協会編集、「２０２０年版建築物の構造関係技術基準解説書」、全国官報販売協同組合、令和2年11月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、（１）式を超える範囲では、塑性変形能力が期待できない範囲となっている。この場合、設計ペナルティが大きく不経済な設計となるため、ウェブを補剛する補剛材が取付けられていない、無補強の梁は一般的に用いられない。
なお、ウェブに局部座屈を補剛するスチフナを溶接して用いる場合もあるが、加工コストや手間が増加する。
【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、柱に接合される梁であって、塑性変形能力を発揮することができる梁、この梁を備える柱梁接合構造、建築物、この梁の施工方法、及びこの梁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】
【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、第１フランジと、第２フランジと、前記第１フランジ及び前記第２フランジにそれぞれ接合されたウェブと、を備える鉄骨製の梁であって、（１１）式及び（１２）式を満足し、前記梁の材軸方向の少なくとも一方の端部では、前記第１フランジ、前記第２フランジ、及び前記ウェブが柱とそれぞれ接合され、前記端部には、前記ウェブを補剛する補剛材が取付けられていない、梁である。
ここに、Ｆ
ｗ
は前記ウェブを形成する鋼材の許容応力度の基準強度、ｄは前記梁の内法せい、ｔ
ｗ
は前記ウェブの厚さである。
（【００１１】以降は省略されています）

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