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公開番号2025080691
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-26
出願番号2023194003
出願日2023-11-14
発明の名称梁部材の部材弾性剛性の評価方法
出願人東急建設株式会社
代理人弁護士法人クレオ国際法律特許事務所
主分類E04B 1/24 20060101AFI20250519BHJP(建築物)
要約【課題】端部が拡幅されて高力ボルトによる摩擦接合の継手が設けられる梁部材の部材弾性剛性の増加を適切に評価することが可能な梁部材の部材弾性剛性の評価方法を提供する。
【解決手段】材端部に中央材とブラケットとを接続する高力ボルトによる摩擦接合の拡幅された継手が設けられる梁部材の部材弾性剛性の評価方法である。そして、中央材3のみの中央材区間とブラケット13のみのブラケット区間とそれらの区間を繋ぐ継手12の継手区間とを、それぞれの区間を代表する断面形状に基づいてモデル化するステップと、中央材区間、継手区間及びブラケット区間の梁要素を材軸方向に剛接合した片持ち梁となる算出モデルの自由端の先端に荷重Qが作用する場合のたわみδを導出するステップと、導出されたたわみδを基にして梁部材の部材弾性剛性S_Mθを曲げモーメントMと部材変形角θとの関係で表すステップとを備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
材端部に中央材とブラケットとを接続する高力ボルトによる摩擦接合の拡幅された継手が設けられる梁部材の部材弾性剛性の評価方法であって、
前記中央材のみの中央材区間と前記ブラケットのみのブラケット区間とそれらの区間を繋ぐ継手区間とを、それぞれの区間を代表する断面形状に基づいてモデル化するステップと、
前記中央材区間、前記継手区間及び前記ブラケット区間の梁要素を材軸方向に剛接合した片持ち梁となる算出モデルの自由端の先端に荷重Qが作用する場合のたわみδを導出するステップと、
前記導出されたたわみδを基にして前記梁部材の部材弾性剛性S
Mθ
を曲げモーメントMと部材変形角θとの関係で表すステップとを備えたことを特徴とする梁部材の部材弾性剛性の評価方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記梁部材の部材弾性剛性S
Mθ
は、以下の式で表されることを特徴とする請求項１に記載の梁部材の部材弾性剛性の評価方法。
JPEG
2025080691000017.jpg
52
169
ここで、Eは鋼材のヤング係数、
bc
Iは中央材区間の断面二次モーメント、
bc
lは中央材区間の長さ、lは梁部材の長さ、
J
lは継手区間の長さ、
br
Iはブラケット区間の断面二次モーメント、
br
l'はブラケット区間の長さ、D
3
及びD
5
は以下に示す通りである。
JPEG
2025080691000018.jpg
68
169
【請求項３】
鉄骨柱から張り出されたブラケットと、
鉄骨柱側が拡幅されて中央材側が中央材幅に形成される添板と、
前記添板の前記鉄骨柱側の端部を前記ブラケットに接合させるとともに、前記添板の前記中央材側の端部を前記中央材に接合させる複数の高力ボルトとを備えた前記梁部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の梁部材の部材弾性剛性の評価方法。
【請求項４】
前記算出モデルと等価になる前記梁部材の断面形状が材軸方向で一様となる評価モデルの断面二次モーメント
bc
I
eq
を求めるステップと、
前記評価モデルの断面二次モーメント
bc
I
eq
を前記中央材区間の断面二次モーメント
bc
Iで除した比率φ
bc
を求めるステップとを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の梁部材の部材弾性剛性の評価方法。
【請求項５】
前記算出モデルと等価になる前記梁部材の断面形状が材軸方向で一様となる評価モデルの断面二次モーメント
bc
I
eq
を求めるステップと、
前記評価モデルの断面二次モーメント
bc
I
eq
を前記中央材区間の断面二次モーメント
bc
Iで除した比率φ
bc
を求めるステップとを備えたことを特徴とする請求項２に記載の梁部材の部材弾性剛性の評価方法であって、
前記評価モデルの断面二次モーメント
bc
I
eq
及び前記比率φ
bc
は、以下の式で表されることを特徴とする梁部材の部材弾性剛性の評価方法。
JPEG
2025080691000019.jpg
118
168

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、材端部に中央材とブラケットとを接続する高力ボルトによる摩擦接合の拡幅された継手が設けられる梁部材の部材弾性剛性の評価方法に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄骨造架構では、特許文献１，２に開示されているように、柱梁接合部の通しダイアフラムを平面的に拡張してブラケットとする工法が知られている。これらの文献に記載された梁部材の材端部の継手では、柱から最も遠い高力ボルト接合のボルト孔位置が塑性化領域の起点となるように設計がされている。すなわち地震荷重時に、梁部材の中央材側のみを塑性化させるようにしている。
【０００３】
一方、非特許文献１には、角形鋼管柱と鉄骨はりの接合部において、鉄骨はりの材端となるフランジを拡幅させた工法が開示されている。材端のフランジを拡幅させると、梁部材の部材弾性剛性は、材端の拡幅が無い場合と比較して高くなるのが一般的であり、水平力が作用した場合の架構の変形は小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４７７００９６号公報
特開２０２０－９４３４４号公報
【非特許文献】
【０００５】
田中直樹、「角形鋼管柱と鉄骨はり接合部の耐震性に関する研究」、熊本大学博士論文、1999年7月30日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鉄骨造架構の構造設計を行う際には、鉄骨造架構に地震力等の水平力が作用した場合に、「どの程度の力でどの程度の変形が生じるか」を評価する必要がある。しかしながら、材端部が拡幅されて高力ボルトによる摩擦接合の継手が設けられる梁部材について、拡幅による部材弾性剛性の増加を適切に評価して、一貫構造計算プログラムなどに取り込めるようにする手法は確立されていない。
【０００７】
そこで本発明は、材端部が拡幅されて高力ボルトによる摩擦接合の継手が設けられる梁部材の部材弾性剛性の増加を適切に評価することが可能な梁部材の部材弾性剛性の評価方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の梁部材の部材弾性剛性の評価方法は、材端部に中央材とブラケットとを接続する高力ボルトによる摩擦接合の拡幅された継手が設けられる梁部材の部材弾性剛性の評価方法であって、前記中央材のみの中央材区間と前記ブラケットのみのブラケット区間とそれらの区間を繋ぐ継手区間とを、それぞれの区間を代表する断面形状に基づいてモデル化するステップと、前記中央材区間、前記継手区間及び前記ブラケット区間の梁要素を材軸方向に剛接合した片持ち梁となる算出モデルの自由端の先端に荷重Qが作用する場合のたわみδを導出するステップと、前記導出されたたわみδを基にして前記梁部材の部材弾性剛性S
Mθ
を曲げモーメントMと部材変形角θとの関係で表すステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された本発明の梁部材の部材弾性剛性の評価方法では、材端部に高力ボルトによる摩擦接合の拡幅された継手が設けられる梁部材の部材弾性剛性を評価するために、断面形状が異なる区間を、それぞれ中央材区間、継手区間及びブラケット区間としてモデル化する。
【００１０】
そして、３つの区間の梁要素を材軸方向に剛接合した片持ち梁となる算出モデルによってたわみδを導出し、それを基にして梁部材の部材弾性剛性S
Mθ
を表す。こうすることによって、材端部が拡幅されて高力ボルトによる摩擦接合の継手が設けられる梁部材の部材弾性剛性の増加を、適切に評価することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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