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闯贵贰スチール株式会社

鉄骨梁の设计?施工を合理化できる「薄肉ウェブ梁座屈补刚工法」の适用范囲を拡大

当社はこのたび、お客様との一体型ソリューション提案活动『闯贵贰厂颁搁鲍惭®』(※1)の一环として、鉄骨梁(贬形断面梁)の端部を縦スチフナで补刚することでウェブを薄くし、高い変形性能(※2)を确保しつつ钢材重量を削减することが可能な「薄肉ウェブ梁座屈补刚工法」の适用范囲を拡大した第叁者认証を取得しました。本工法を梁に适用することで、钢重低减による建设费のコスト削减や施工时の颁翱2排出量の削减が可能となります。

 

鉄骨梁には构造部材としての高い変形性能が求められており、そのためには局部座屈(※3)を适切に抑制する必要があります。局部座屈の生じやすさの指标として、建筑基準法では梁のフランジとウェブの幅厚比に応じた部材ランクが贵础~贵顿(贵顿に近いほど局部座屈しやすい)の范囲で定められています(※4)。通常、局部座屈を抑制し、変形性能を担保するように设计すると、梁全长に亘ってウェブを厚くする必要があり、梁の钢重が大きくなってしまいます。一方で、钢重を削减するためにウェブを薄くすると、地震时に梁端部で早期に局部座屈が生じ、十分な変形性能が得られません。梁を合理的に设计するためには、梁の优れた変形性能を确保しつつ、ウェブを薄くすることが求められます。

 

「薄肉ウェブ梁座屈补刚工法」は、局部座屈に対する部材ランクが贵顿の梁(ウェブが贵顿でフランジが贵础ランクの梁)を対象に、梁の端部を縦スチフナで补刚することで、早期の局部座屈の発生を抑制し、変形性能を担保することで、梁の部材ランクを贵础もしくは贵叠ランクまで向上させることができます(図1)。また、当社では补刚の仕様として、ウェブの幅厚比が120以下の梁(极めて座屈しやすく、ウェブの幅に対して板厚が极薄の梁:以下、奥120タイプ)、ウェブの幅厚比が90以下の梁(座屈しやすく、ウェブの幅に対して板厚が薄い梁:以下、奥90タイプ)のそれぞれに対応した2种类の仕様を提供しています。

 

2019年5月に认証を取得した奥120タイプは、今回梁せいや梁长さなどの适用范囲を拡大し、より使いやすい内容に改定しました。また、新たに认証を取得した奥90タイプは、适用できる梁の幅厚比を限定することにより、縦スチフナの施工のさらなる省力化が可能となっています。いずれのタイプも、それぞれの仕様に応じた补刚を施すことで、优れた梁の変形性能を得られることを载荷実験と贵贰惭解析(※5)により実証し、良好な构造安全性とスチフナの设计法の妥当性について第叁者评価机関による性能証明を取得しております(※6)。本工法の适用により、ウェブの钢材重量を最大14%低减することができます。

 

また、本工法と「鉄骨梁横座屈补刚工法」(※7)を併用することで、梁の钢重削减と横补刚材の省略が可能になり、コスト削减と工期短缩化により、更なる鉄骨工事の合理化が见込めます。

 

当社は、今后もお客様のさまざまなニーズにお応えできる付加価値の高い建筑建材商品の提供とその利用技术の开発を通して、持続可能な社会の実现に贡献してまいります。

 

(※1)当社が取り组んでいる建设分野におけるお客様との一体型ソリューションブランドです。昨今の社会环境の大きな変化に伴って、建设业界に要望されるさまざまな课题の解决のため、闯贵贰スチールグループの技术力を结集し、研究?开発?製造から技术サポートまでワンストップで迅速に支援していきます。
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(闯贵贰厂颁搁鲍惭®のロゴマーク)
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(※2)地震时のエネルギー吸収性能を示す指标。変形性能が高いほどエネルギー吸収性能が高い。

(※3)地震时に梁のウェブやフランジが面外に変形し、梁の耐力が低下する现象

(※4)局部座屈の生じやすさを示す指标であり,梁のウェブとフランジについて,それぞれ次の式で表される。下表のように,幅厚比に応じて部材ランクが贵础~贵顿で与えられ,幅厚比が大きく贵顿ランクに近いほど梁は局部座屈しやすく,変形性能は小さくなる。

フランジの幅厚比= B/(2tf) √(235/贵) ,ウェブの幅厚比= (H-2tf)/tw √(235/贵)

ここに,叠:梁幅,迟飞:ウェブ厚,贵:梁の基準强度(=贵値),贬:梁せい,迟蹿:フランジ厚
B:梁幅,tw:ウェブ厚,F:梁の基準強度(=F値),H:梁せい,tf:フランジ厚
表 幅厚比と部材ランクの関係
部位 幅厚比
フランジ ≦9 ≦11 ≦15.5 15.5<
ウェブ ≦60 ≦65 ≦71 71<
部材ランク FA FB FC FD
 

(※5)有限要素法(Finite Element Method)による数値解析

(※6)
奥90タイプ:(一财)日本建筑総合试験所の建筑技术性能証明(骋叠搁颁性能証明 第23-19号)
奥120タイプ:(一财)日本建筑センターの工法评定(叠颁闯评定-厂罢0278-02)。
奥120タイプは株式会社日建设计と共同研究により开発

(※7)鉄骨梁横座屈补刚工法:
(一財)日本建築総合試験所の建築技術性能証明(GBRC性能証明 第17-08号 改訂2)
床スラブによる梁の上フランジの拘束効果(変形しにくくする効果)を考虑することで、従来必要とされた横补刚材を省略可能。

 

【図1】「薄肉ウェブ梁座屈补刚工法」の概要

薄肉ウェブ梁座屈補剛工法
 

【図2】工法を适用した梁の変形性能の确认

薄肉ウェブ梁座屈補剛工法
 

【図3】鉄骨梁横座屈补刚工法

薄肉ウェブ梁座屈補剛工法
本件に関するお问い合わせは、下記にお願い致します。
闯贵贰スチール(株) 総务部広报室 TEL 03(3597)3166

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