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JP3238540B2 - Steel perforated beams and structures - Google Patents
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JP3238540B2 - Steel perforated beams and structures - Google Patents

Steel perforated beams and structures

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JP3238540B2
JP3238540B2 JP20166093A JP20166093A JP3238540B2 JP 3238540 B2 JP3238540 B2 JP 3238540B2 JP 20166093 A JP20166093 A JP 20166093A JP 20166093 A JP20166093 A JP 20166093A JP 3238540 B2 JP3238540 B2 JP 3238540B2
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perforated
hole
steel
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section
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勉 加藤
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財団法人熔接研究所
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は鉄骨有孔梁及び建造物に
係り、更に詳しくは、耐震耐風構造で且つ無補強の孔が
穿設された鉄骨有孔梁及びこの鉄骨有孔梁を利用した建
造物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a perforated steel beam and a building, and more particularly, to a perforated steel beam having a seismic and windproof structure and having unreinforced holes, and the perforated steel beam. Related to the building.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】柱と梁
との構造部材から構成される構造体が、極めて希に発生
する地震あるいは強風によって大きな水平力を受ける
際、梁の端部を塑性化させることによって水平力のエネ
ルギーを吸収する構造方式が一般に採用されている。
2. Description of the Related Art When a structural body composed of structural members of columns and beams receives a large horizontal force due to an extremely rare earthquake or strong wind, the ends of the beams are plastically deformed. In general, a structural method of absorbing the energy of the horizontal force by making the structure into a structure is adopted.

【0003】一方、建築物では、その建築物の暖冷房、
給排水等の諸設備配管を床下(あるいは天井裏)に配置
することが多く、その際、建築物の階高の有効利用を図
るため、床下(あるいは天井裏)の梁に孔を穿設し、穿
設した孔に上記配管類を通すことが多い。
On the other hand, in a building, heating and cooling of the building,
In many cases, plumbing equipment such as plumbing is placed under the floor (or behind the ceiling). At this time, holes are drilled in the beams below the floor (or behind the ceiling) in order to make effective use of the building's floor height. In many cases, the pipes are passed through the bored holes.

【0004】梁に孔を穿設した場合、孔を穿設した部分
(有孔部分)の梁の耐荷力が低下するため、従来、鉄骨
造では、図1(1),(2)に示すように、梁10の孔
が穿設された部分に両側からドーナツ状のプレート12
を溶接する方法や、孔の直径と略同じ外径の短い円形鋼
管で構成されたスリーブを孔に嵌合してウェブに溶接す
る方法や、フランジの幅に相当するプレートを斜め交差
状に溶接する方法などにより、孔穿設による耐力の低下
を補強している。この補強は、通常、梁に穿設した全て
の孔に実施されており、この補強のために鉄骨梁の製作
上多くの費用を必要としている。
[0004] When a hole is formed in a beam, the load-bearing capacity of the beam in the portion where the hole is formed (perforated portion) is reduced. The donut-shaped plate 12 is formed on both sides of the beam 10 where the hole is formed.
Welding method, a method of fitting a sleeve made of a short circular steel pipe with the same outer diameter as the hole diameter to the hole and welding it to the web, and welding a plate equivalent to the width of the flange in an oblique cross shape This method is used to reinforce the reduction in proof stress caused by drilling holes. This reinforcement is usually carried out in all the holes drilled in the beam, and this reinforcement requires a great deal of expense in the manufacture of steel beams.

【0005】本発明は、上述した従来の事情に鑑みてな
されたものであって、構造体の地震力や風力に対する耐
力を損なうこと無く、梁に設備配管のための孔を無補強
で設け、補強に要する費用を減じた、低コストの鉄骨有
孔梁及びこの鉄骨有孔梁を利用した建造物を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and has a structure in which a beam is provided with a hole for installation piping in a beam without impairing the resistance of a structure to seismic force and wind power. It is an object of the present invention to provide a low-cost perforated steel beam with reduced cost required for reinforcement and a building using the perforated steel beam.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
複数の孔が穿設され且つ柱と剛接又は半剛接される断面
が一様な鉄骨有孔梁であって、柱と剛接又は半剛接され
た鉄骨有孔梁に地震荷重及び風荷重の少なくとも一方及
び積載荷重が作用して鉄骨有孔梁の有孔部分の塑性曲げ
耐力が作用曲げモーメントと等しくなる時、有孔部分の
剪断耐力が作用剪断力より大きくなる領域内に穿設され
た孔を補強しないようにし、且つ該領域外に穿設された
孔を補強するようにしたことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
Cross section with multiple holes drilled and rigid or semi-rigid contact with the column
Is a uniform perforated steel beam, and at least one of an earthquake load and a wind load and a loading load act on a perforated steel frame beam rigidly or semi-rigidly connected to a column, and the perforated portion of the perforated steel beam When the plastic bending strength of the perforated portion becomes equal to the acting bending moment, the holes perforated in the area where the shearing strength is larger than the acting shearing force are not reinforced and the holes perforated outside the area are not strengthened .
The hole is reinforced .

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】請求項記載の発明は、孔が穿設され且つ
柱と剛接又は半剛接される断面が一様な鉄骨有孔梁であ
って、柱と剛接又は半剛接された鉄骨有孔梁に地震荷重
及び風荷重の少なくとも一方及び積載荷重が作用して鉄
骨有孔梁の有孔部分の塑性曲げ耐力が作用曲げモーメン
トと等しくなる時、有孔部分の剪断耐力が作用剪断力よ
り大きくなる領域内に前記孔を穿設して補強しないよう
にし、且つ該領域外に前記孔を穿設しないようにしたこ
とを特徴とする。
The invention according to claim 2 is a steel beam with a uniform cross section, in which a hole is drilled and rigidly or semi-rigidly connected to the column, which is rigidly or semi-rigidly connected to the column. When at least one of seismic load and wind load and a load load act on a perforated steel beam and the plastic bending strength of the perforated portion of the perforated steel beam becomes equal to the acting bending moment, the shearing strength of the perforated portion is affected. Do not drill and reinforce the hole in the area larger than the force
And the hole is not formed outside the area .

【0010】請求項記載の発明は、複数の孔が穿設さ
れ且つ柱と剛接又は半剛接されると共に中央部断面が一
様で且つ両端部断面が中央部断面より幅厚比の小さい鉄
骨有孔梁であって、柱と剛接又は半剛接された鉄骨有孔
梁に地震荷重及び風荷重の少なくとも一方及び積載荷重
が作用して鉄骨有孔梁の中央部の有孔部分の塑性曲げ耐
力が作用曲げモーメントと等しくなる時、有孔部分の剪
断耐力が作用剪断力より大きくなる領域内に穿設された
孔を補強しないようにし、且つ該領域外に穿設された孔
を補強するようにしたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of holes are drilled and rigidly or semi-rigidly contacted with the column, the central section is uniform, and both end sections have a width-to-thickness ratio greater than that of the central section. A small perforated beam in the center of a perforated steel beam that is subjected to seismic load and / or wind load on a perforated steel beam that is rigidly or semi-rigidly connected to a column. When the plastic bending strength of the hole becomes equal to the acting bending moment, the hole drilled in the area where the shear strength of the perforated portion is larger than the acting shear force is not reinforced , and the hole drilled outside the area is not strengthened.
Is characterized in that it is reinforced .

【0011】なお、請求項に記載の鉄骨有孔梁におい
て、前記鉄骨有孔梁の両端部の有孔部分の塑性曲げ耐力
が作用曲げモーメントと等しくなる時、有孔部分の剪断
耐力が作用剪断力より大きくなる両端部の領域内に穿設
された孔を補強しないようにすることができる
[0011] Incidentally, in the steel perforated Anahari according to claim 3, when the plastic bending strength of the perforated portion of the both end portions of the steel Yuanahari equals the working bending moments, shear strength is the action of the perforated portion It is possible not to reinforce the holes drilled in the region of the ends where the shear forces are greater.

【0012】請求項記載の発明は、孔が穿設され且つ
柱と剛接又は半剛接されると共に中央部断面が一様で且
つ両端部断面が中央部断面より幅厚比の小さい鉄骨有孔
梁であって、柱と剛接又は半剛接された鉄骨有孔梁に地
震荷重及び風荷重の少なくとも一方及び積載荷重が作用
して鉄骨有孔梁の有孔部分の塑性曲げ耐力が作用曲げモ
ーメントと等しくなる時、有孔部分の剪断耐力が作用剪
断力より大きくなる領域内に前記孔を穿設して補強しな
いようにし、且つ該領域外前記孔を穿設しないようにし
たことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a steel frame having a hole formed therein and rigidly or semi-rigidly contacted with a column, having a uniform cross section at a central portion and a smaller width-to-thickness ratio at both end cross sections than the cross section at the central portion. A seismic load and a wind load and a loading load act on a perforated steel frame beam that is rigidly or semi-rigidly connected to a column and the plastic bending strength of the perforated part of the perforated steel beam is reduced. Do not reinforce the hole by drilling it in the area where the shear strength of the perforated part is greater than the acting shear force when it becomes equal to the acting bending moment.
And the hole is not formed outside the region .

【0013】なお、請求項に記載の鉄骨有孔梁におい
て、前記鉄骨有孔梁の両端部の有孔部分の塑性曲げ耐力
が作用曲げモーメントと等しくなる時、有孔部分の剪断
耐力が作用剪断力より大きくなる両端部の領域内に前記
孔を更に穿設することができる。
[0013] Incidentally, in the steel perforated Anahari according to claim 4, when the plastic bending strength of the perforated portion of the both end portions of the steel Yuanahari equals the working bending moments, shear strength is the action of the perforated portion The holes can be further drilled in the region of the ends where the shear forces are greater .

【0014】請求項記載の発明に係る鉄骨有孔梁は、
フランジとウェブとから成り、断面が一様なH形鋼の梁
端からの距離dが以下の式を満足するウェブの領域に、
無補強の孔を穿設し、且つ該領域外に孔を穿設しないよ
うにしたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a steel frame perforated beam,
In a region of the web which is composed of a flange and a web, and whose distance d from the beam end of the H-section steel having a uniform cross section satisfies the following expression,
Drill unreinforced holes and do not drill holes outside the area
And it said that there was Unishi.

【0015】[0015]

【数7】 (Equation 7)

【0016】ただし、 Mph:孔断面欠損を考慮した梁の全塑性モーメント d:梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp :H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qph:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力 Mphf :フィーレンディール効果を考慮したフランジの
全塑性モーメント である。
Here, M ph is the total plastic moment of the beam in consideration of the hole section loss d is the distance from the beam end to the center of the hole L is the total length of the beam h is the beam length of the inner part M p is the entire H-shaped section Plastic moment w: Load density of beam Q ph : Yield shear force of perforated portion of web in consideration of the feed- endal effect M phf : Total plastic moment of flange in consideration of the feed-end-effect.

【0017】請求項記載の発明、フランジとウェブ
とから成り、フランジ中央部の幅厚比が所定値で且つフ
ランジ両端部の幅厚比が前記所定値より小さいH形鋼の
梁端からの距離de が以下の式を満足するウェブの領域
に、無補強の孔を穿設し、且つ該領域外に孔を穿設しな
いようにしたことを特徴とする。
The invention according to claim 6 comprises a flange and a web, wherein the width-to-thickness ratio of the central portion of the flange is a predetermined value and the width-to-thickness ratio of both ends of the flange is smaller than the predetermined value. In the region of the web where the distance de satisfies the following equation, unreinforced holes are drilled and no holes are drilled outside the region.
Characterized in that the odd.

【0018】[0018]

【数8】 (Equation 8)

【0019】ただし、 Meh:有孔部分の弾性限モーメント de :梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp :H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qeh:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力に降伏剪断耐力係数を乗じた値 Mehf :フィーレンディール効果を考慮したフランジの
みの弾性限モーメント である。
[0019] However, M eh: elastic limit moment d e of the perforated portion a distance from the beam end to the center of the hole L: entire length of the beam h: clear width of RyoNaru M p: H-type full plastic moment w sectional : The load density of the beam Q eh : The value obtained by multiplying the yielding shear force of the perforated portion of the web by taking into account the Feirendiel effect by the yielding shear strength coefficient M ehf : The elastic limit moment of only the flange taking into account the Vielendel effect is there.

【0020】請求項記載の発明は、請求項記載の鉄
骨有孔梁において、前記H形鋼の梁端からの距離dが以
下の式を満足するウェブの領域に、無補強の孔を更に穿
設したことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the steel perforated beam according to the sixth aspect, an unreinforced hole is formed in a region of the web where the distance d from the beam end of the H-section steel satisfies the following expression. It is further characterized by being drilled.

【0021】[0021]

【数9】 (Equation 9)

【0022】ただし、 Mph:孔断面欠損を考慮した梁の全塑性モーメント d:梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp :H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qph:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力 Mphf :フィーレンディール効果を考慮したフランジの
全塑性モーメント である。
Where, M ph : total plastic moment of the beam in consideration of the hole cross section defect d: distance from the beam end to the center of the hole L: total length of the beam h: beam configuration of the inner part M p : total of the H-shaped section Plastic moment w: Load density of beam Q ph : Yield shear force of perforated portion of web in consideration of the feed- endal effect M phf : Total plastic moment of flange in consideration of the feed-end-effect.

【0023】[0023]

【0024】請求項記載の発明は、柱と孔が穿設され
た断面が一様な鉄骨有孔梁とから構成された剛接又は半
剛接骨組みを備えた建造物において、鉄骨有孔梁に地震
荷重及び風荷重の少なくとも一方及び積載荷重が作用し
て鉄骨有孔梁の有孔部分の塑性曲げ耐力が作用曲げモー
メントと等しくなる時、有孔部分の剪断耐力が作用剪断
力より大きくなる領域内に前記孔を穿設して補強しない
ようにし、且つ該領域外に前記孔を穿設しないようにし
たことを特徴とする。
[0024] The invention according to claim 8 is directed to a building having a rigid or semi-rigid frame composed of a column and a beam with a perforated steel frame having a uniform cross section. When at least one of seismic load and wind load and a load are applied to the beam and the plastic bending strength of the perforated part of the perforated steel beam is equal to the acting bending moment, the shear strength of the perforated part is greater than the acting shear force. Do not reinforce by drilling the hole in the area
And the hole is not formed outside the area .

【0025】請求項記載の発明は、柱と、孔が穿設さ
れると共に中央部断面が一様で且つ両端部断面が中央部
断面より幅厚比の小さい鉄骨有孔梁とから構成された剛
接又は半剛接骨組みを備えた建造物において、鉄骨有孔
梁に地震荷重及び風荷重の少なくとも一方及び積載荷重
が作用して鉄骨有孔梁の有孔部分の塑性曲げ耐力が作用
曲げモーメントと等しくなる時、有孔部分の剪断耐力が
作用剪断力より大きくなる領域内に前記孔を穿設して補
強しないようにし、且つ該領域外に前記孔を穿設しない
ようにしたことを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a pillar and a steel perforated beam having a hole formed therein, a cross section at the center portion being uniform and both end cross sections having a smaller width-to-thickness ratio than the cross section at the center portion. In buildings with rigid or semi-rigid frames, at least one of seismic load and wind load and a load are applied to the perforated steel beam, and the plastic bending strength of the perforated portion of the perforated steel beam is applied. When the moment becomes equal to the moment, the hole is drilled and supplemented in a region where the shear strength of the perforated portion is larger than the acting shear force.
And do not drill the hole outside the area
Characterized in that way the.

【0026】なお、請求項記載の建造物において、前
記鉄骨有孔梁の両端部の有孔部分の塑性曲げ耐力が作用
曲げモーメントと等しくなる時、有孔部分の剪断耐力が
作用剪断力より大きくなる両端部の領域内に前記孔を更
に穿設することができる。
According to the ninth aspect of the present invention, when the plastic bending strength of the perforated portions at both ends of the perforated steel beam is equal to the acting bending moment, the shearing strength of the perforated portion is smaller than the acting shear force. The holes can be further drilled in the region of the larger ends .

【0027】請求項10記載の発明に係る建造物は、柱
と、フランジとウエブとから成る断面が一様なH形鋼の
梁端からの距離dが以下の式を満足するウエブの領域
に、孔を穿設して補強しないようにし、且つ該領域外に
前記孔を穿設しないようにした鉄骨有孔梁と、から構成
された剛接又は半剛接骨組を備えている。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a building in a web region where a distance d from a beam end of an H-section steel beam having a uniform cross section including a column, a flange, and a web satisfies the following expression. , Do not reinforce by drilling holes and out of the area
A rigid or semi-rigid frame composed of a perforated steel beam in which the hole is not drilled .

【0028】[0028]

【数10】 (Equation 10)

【0029】ただし、 Mph:孔断面欠損を考慮した梁の全塑性モーメント d:梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp :H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qph:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力 Mphf :フィーレンディール効果を考慮したフランジの
全塑性モーメント である。
Where, M ph : total plastic moment of the beam in consideration of the hole cross-sectional defect d: distance from the beam end to the center of the hole L: total length of the beam h: beam configuration of the inner part M p : total of the H-shaped section Plastic moment w: Load density of beam Q ph : Yield shear force of perforated portion of web in consideration of the feed- endal effect M phf : Total plastic moment of flange in consideration of the feed-end-effect.

【0030】請求項11記載の発明に係る建造物は、柱
と、フランジとウェブとから成り,フランジ中央部の幅
厚比が所定値で且つフランジ両端部の幅厚比が前記所定
値より小さいH形鋼の梁端からの距離de が以下の式を
満足するウェブの領域に、孔を穿設して補強しないよう
にし、且つ該領域外に前記孔を穿設しないようにした鉄
骨有孔梁と、から構成された剛接又は半剛接骨組みを備
えている。
[0030] A structure according to an eleventh aspect of the present invention comprises a pillar, a flange, and a web, wherein a width-to-thickness ratio at a central portion of the flange is a predetermined value and a width-to-thickness ratio at both ends of the flange is smaller than the predetermined value. Do not reinforce by drilling holes in the area of the web where the distance de from the beam end of the H-section steel satisfies the following formula:
And a rigid or semi-rigid frame constructed from a steel perforated beam in which the hole is not drilled outside the region .

【0031】[0031]

【数11】 [Equation 11]

【0032】ただし、 Meh:有孔部分の弾性限モーメント de :梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp :H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qeh:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力に降伏剪断耐力係数を乗じた値 Mehf :フィーレンディール効果を考慮したフランジの
みの弾性限モーメント である。
[0032] However, M eh: elastic limit moment d e of the perforated portion a distance from the beam end to the center of the hole L: entire length of the beam h: clear width of RyoNaru M p: H-type full plastic moment w sectional : The load density of the beam Q eh : The value obtained by multiplying the yielding shear force of the perforated portion of the web by taking into account the Feirendiel effect by the yielding shear strength coefficient M ehf : The elastic limit moment of only the flange taking into account the Vielendel effect is there.

【0033】請求項12記載の発明は、請求項11記載
の建造物において、前記H形鋼の梁端からの距離dが以
下の式を満足するウェブの領域に、無補強の孔を更に穿
設して補強しないようにしたことを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the building according to the eleventh aspect , an unreinforced hole is further formed in an area of the web where the distance d from the beam end of the H-section satisfies the following expression. It is characterized by being installed and not reinforced .

【0034】[0034]

【数12】 (Equation 12)

【0035】ただし、 Mph:孔断面欠損を考慮した梁の全塑性モーメント d:梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp :H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qph:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力 Mphf :フィーレンディール効果を考慮したフランジの
全塑性モーメント である。
Where M ph : total plastic moment of the beam taking into account the hole cross-section defect d: distance from the beam end to the center of the hole L: total length of the beam h: beam configuration of the inner part M p : total of the H-shaped section Plastic moment w: Load density of beam Q ph : Yield shear force of perforated portion of web in consideration of the feed- endal effect M phf : Total plastic moment of flange in consideration of the feed-end-effect.

【0036】[0036]

【作用】請求項1記載の鉄骨有孔梁は、断面が一様で、
複数の孔が穿設され且つ柱と剛接又は半剛接され、建造
物に使用される。この鉄骨有孔梁において、柱と剛接又
は半剛接された鉄骨有孔梁に地震荷重及び風荷重の少な
くとも一方及び積載荷重が作用して鉄骨有孔梁の有孔部
分の塑性曲げ耐力が作用曲げモーメントと等しくなる
時、有孔部分の剪断耐力が作用剪断力より大きくなる領
域内に穿設された孔は補強されていない。この領域外に
も孔を穿設しても良いが、その場合には補強する必要が
ある。
The steel perforated beam according to claim 1 has a uniform cross section,
A plurality of holes are drilled and rigidly or semi-rigidly connected to the columns and used in buildings. In this steel perforated beam, at least one of the seismic load and the wind load and the loading load act on the steel perforated beam rigidly or semi-rigidly connected to the column, and the plastic bending strength of the perforated portion of the perforated steel beam is reduced. Holes drilled in areas where the shear strength of the perforated portion is greater than the acting shear force when equal to the acting bending moment are unreinforced. A hole may be formed outside this area, but in that case, it is necessary to reinforce.

【0037】[0037]

【0038】[0038]

【0039】また、請求項に記載の鉄骨有孔梁の如く
上記領域内にのみ孔を穿設することができる。
Further, as in the case of the perforated steel frame beam according to the second aspect , a hole can be formed only in the above-mentioned region.

【0040】請求項記載の鉄骨有孔梁は、中央部断面
が一様で且つ両端部断面が中央部断面より幅厚比が小さ
く、孔が穿設され且つ柱と剛接又は半剛接され、建造物
に使用される。この鉄骨有孔梁において、柱と剛接又は
半剛接された鉄骨有孔梁に地震荷重及び風荷重の少なく
とも一方及び積載荷重が作用して鉄骨有孔梁の中央部の
有孔部分の弾性限曲げ耐力が作用曲げモーメントと等し
くなる時、有孔部分の剪断耐力が作用剪断力より大きく
なる領域内に穿設された孔は補強されていない。この領
域外にも孔を穿設しても良いが、その場合には補強する
必要がある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a beam with a perforated steel frame, wherein the cross section at the center is uniform, the cross section at both ends is smaller in width to thickness ratio than the cross section at the center, the hole is perforated, and the column is rigidly or semi-rigidly connected. And used for buildings. In this perforated steel beam, at least one of the seismic load and the wind load and the loading load act on the perforated steel beam rigidly or semi-rigidly connected to the column, and the elasticity of the perforated portion at the center of the perforated steel beam When the ultimate bending strength is equal to the acting bending moment, the holes drilled in the region where the shear strength of the perforated portion is greater than the acting shear force are not reinforced. A hole may be formed outside this area, but in that case, it is necessary to reinforce.

【0041】また、請求項記載の鉄骨有孔梁の如く、
上記領域内にのみ孔を穿設することができる。
In addition, as in the steel beam perforated beam according to claim 4 ,
Holes can be drilled only in these areas.

【0042】なお、請求項記載の鉄骨有孔梁におい
て、有孔部分の剪断耐力が作用剪断力より大きくなる両
端部の領域内に穿設された孔も補強されていない。この
領域外の両端部の領域に孔を穿設しても良いが、その場
合には補強する必要がある。
[0042] Incidentally, in the steel perforated Anahari according to claim 3, nor drilled holes is reinforced in the region of opposite ends shear strength of the perforated portion is larger than the acting shear forces. Holes may be formed in the region at both ends outside this region, but in that case, it is necessary to reinforce.

【0043】[0043]

【0044】請求項記載の鉄骨有孔梁の如く、梁が断
面一様であるH形鋼の場合には、梁端からの距離dが上
記の式を満足するウエブの領域に、無補強の孔を穿設す
ることができる。
In the case of an H-shaped steel beam having a uniform cross section, as in the case of a beam with a perforated steel frame according to the fifth aspect, an unreinforced portion is provided in a region of the web where the distance d from the beam end satisfies the above equation. Holes can be drilled.

【0045】請求項記載の鉄骨有孔梁の如く、梁がフ
ランジ中央部の幅厚比が所定値で且つフランジ両端部の
幅厚比が前記所定値より小さいH形鋼の場合には、梁端
からの距離de が上記の式を満足するウエブの領域に、
無補強の孔を穿設することができる。
In a case where the width ratio of the width of the central portion of the flange is a predetermined value and the width ratio of the both ends of the flange is smaller than the predetermined value, as in the case of the steel perforated beam according to claim 6 , In the area of the web where the distance de from the beam end satisfies the above equation,
Unreinforced holes can be drilled.

【0046】請求項記載の鉄骨有孔梁の如く、梁がフ
ランジ中央部の幅厚比が所定値で且つフランジ両端部の
幅厚比が前記所定値より小さいH形鋼の場合に、梁端か
らの距離de が上記の式を満足するウエブの領域に、無
補強の孔を穿設し、梁端からの距離dが上記の式を満足
するウエブの領域に、無補強の孔を更穿設することが
できる。
As in the case of a perforated steel beam according to claim 7 , when the width of the beam at the center of the flange is a predetermined value and the width at both ends of the flange is smaller than the predetermined value, the beam is formed. An unreinforced hole is drilled in the area of the web where the distance de from the end satisfies the above equation, and an unreinforced hole is added in the area of the web where the distance d from the beam end satisfies the above equation. it can be formed in.

【0047】[0047]

【実施例】以下、本発明の第1実施例を図2ないし図8
に基づいて説明する。
FIG. 2 to FIG. 8 show a first embodiment of the present invention.
It will be described based on.

【0048】図2(1),(2)に示すように、本実施
例の鉄骨有孔梁16は、無補強の孔18が複数個穿設さ
れ、両端が柱20と剛接又は半剛接されている。孔18
の形状は、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、台
形等の何れでもよいが、以下では説明を簡単にするため
に、幅がB、厚みがtf のフランジ16Aと、うちのり
の梁成がhで厚みがtw のウエブ16Bから成るH形鋼
の梁16に円形貫通孔18を穿設する場合を例にとって
説明する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the steel frame perforated beam 16 of this embodiment is provided with a plurality of unreinforced holes 18 and both ends are rigidly connected or semi-rigid with columns 20. Touched. Hole 18
The shape, circular, oval, square, rectangular, triangular, but may be any of trapezoid, in order to simplify the description below, the flange 16A of the width B, thickness t f, the beam of clear width formed is described as an example a case where bored circular holes 18 on the beam 16 of H-shaped steel having a thickness in the h is made from the web 16B of the t w.

【0049】無補強の孔18を穿設することができる梁
端からの最短距離dは次のように決定する。先ず、鉄骨
有孔梁には、終局状態における応力分布として、鉛直荷
重と梁の両端がヒンジとなる地震力(または風力)とが
作用していると仮定する。この状態で梁端の曲げモーメ
ントと剪断力とが求まれば、設定された断面の梁の任意
の位置で作用する曲げモーメント分布と剪断力分布とが
既知となる。
The shortest distance d from the beam end where the unreinforced hole 18 can be formed is determined as follows. First, it is assumed that a vertical load and a seismic force (or wind force) having hinges at both ends of the beam are acting on the steel perforated beam as a stress distribution in an ultimate state. If the bending moment and the shearing force at the beam end are determined in this state, the distribution of the bending moment and the distribution of the shearing force acting at an arbitrary position on the beam having the set cross section are known.

【0050】次に、設定された梁の無孔部分と有孔部分
との終局状態における耐力を設定する。梁が曲げモーメ
ントと同時に剪断力を受ける時には、剪断力の大きさに
よって全塑性モーメントの値は減少する。これは、曲げ
モーメントMと剪断力Qの相関関係図で表すことがで
き、無孔部分の曲げモーメントと剪断力の相関関係は図
3のようになる。ここに、Mp は全塑性モーメント、M
pf はフランジのみの全塑性モーメント、及びQy は剪
断降伏耐力である。
Next, the ultimate strength of the non-perforated portion and the perforated portion of the set beam is set. When the beam is subjected to a shearing force simultaneously with the bending moment, the value of the total plastic moment decreases depending on the magnitude of the shearing force. This can be represented by a correlation diagram between the bending moment M and the shearing force Q, and the correlation between the bending moment of the non-porous portion and the shearing force is as shown in FIG. Where M p is the total plastic moment, M
pf is the total plastic moment of the flange only, and Q y is the shear yield strength.

【0051】また、有孔部分の曲げモーメントMと剪断
力Qとの相関関係は図4のように表せる。ここに、Mph
は孔断面欠損を考慮した梁の全塑性モーメント、M
phf はフィーレンディール効果を考慮したフランジのみ
の全塑性モーメント、及びQphはフィーレンディール効
果を考慮した有孔部分ウェブの降伏剪断力である。そし
て、図3の相関関係を用いて梁の両端の終局状態におけ
る曲げモーメントM PL(図5において左端)、MPR(図
5において右端)を算出する。曲げモーメントMPL、M
PRにより、梁の任意点における曲げモーメントと剪断力
とが決定できる。これにより、図4の相関関係を用いて
有孔部分の曲げ耐力が作用曲げモーメントと等しくな
り、且つ有孔部分の剪断力が作用剪断力より大きいとき
の最短距離dが求まる。
The bending moment M of the perforated portion and the shear
The correlation with the force Q can be expressed as shown in FIG. Where Mph
 Is the total plastic moment of the beam in consideration of the hole cross-sectional defect, M
phfIndicates only flanges that take into account the fieldend effect
Total plastic moment and QphIs a fieldend effect
It is the yield shear force of the perforated partial web considering the result. Soshi
In the final state at both ends of the beam using the correlation in FIG.
Bending moment M PL(Left end in FIG. 5), MPR(Figure
5 is calculated. Bending moment MPL, M
PRThe bending moment and shear force at any point on the beam
Can be determined. Thus, using the correlation shown in FIG.
The bending strength of the perforated part is equal to the acting bending moment.
And the shearing force of the perforated part is greater than the acting shearing force
Is obtained.

【0052】この最短距離dの求め方について更に詳述
する。まず、適用条件として次の4つの条件を考える。
ただし、Rは孔の半径、hはうちのり梁成、tW はウエ
ブの厚みである。
How to determine the shortest distance d will be described in further detail. First, the following four conditions are considered as application conditions.
Here, R is the radius of the hole, h is clear width RyoNaru, t W is the web thickness.

【0053】(1)孔は梁成の中心にあける。(1) The hole is made at the center of the beam.

【0054】[0054]

【数13】 (Equation 13)

【0055】すなわち、孔の直径2Rは梁成の60%以
下とする。 (3)ウエブ幅厚比h/tW は、基準法で定めるFAラ
ンクとする。
That is, the diameter 2R of the hole is 60% or less of the beam diameter. (3) The web width / thickness ratio h / t W is an FA rank determined by the standard method.

【0056】(SS41,SM50) (4)複数孔のときは孔のピッチP(孔の中心から中心
までの距離)はP>hとする。
(SS41, SM50) (4) In the case of a plurality of holes, the pitch P of the holes (the distance from the center to the center of the holes) is P> h.

【0057】上記の適用条件で終局状態における応力分
布を考える(但し、以下では、歪硬化を考えず、完全−
弾塑性形のσ−ε関係を用いて行っている)。なお、鉛
直荷重時の柱の軸変形、節点回転によって生ずる剪断力
は無視する。
Consider the stress distribution in the final state under the above-described application conditions (however, in the following, complete consideration is given without considering strain hardening).
This is performed using the σ-ε relationship of the elastoplastic shape). In addition, the shear force generated by the axial deformation of the column and the rotation of the nodal point under the vertical load is ignored.

【0058】原点よりxの位置における剪断力Qx は、
梁の長さ(スパン長)をL、鉛直荷重密度をwとする
と、次の(1)式で与えられる。
The shear force Q x at a position x from the origin is
Assuming that the beam length (span length) is L and the vertical load density is w, it is given by the following equation (1).

【0059】[0059]

【数14】 [Equation 14]

【0060】図5のような右手座標系では、Qx は負号
となるが、絶対値を問題とするので正号で表示してい
る。
In the right-handed coordinate system as shown in FIG. 5, Q x is a negative sign, but is represented by a positive sign because the absolute value is a problem.

【0061】(1)式から理解されるように、剪断力Q
x はxが増加するに従って、左Lから右Rの方へ増大す
る。
As understood from the equation (1), the shear force Q
x increases from left L to right R as x increases.

【0062】曲げモーメントMPL、MPRは剪断力の大き
さにより異なる値をとる。また、合成梁の場合は正曲
げ、負曲げによっても値が異なる。
[0062] bending moment M PL, M PR takes different values depending on the size of the shear force. In the case of a composite beam, the value differs depending on the positive bending and the negative bending.

【0063】ここでは問題を単純化して、スラブの寄与
を無視して、鉄骨梁のみで考える。スラブの耐力寄与分
は余力とする。
Here, the problem is simplified, and the contribution of the slab is ignored, and only the steel beam is considered. The slab's contribution to proof stress is reserved.

【0064】H形断面無孔部分の終局状態における曲げ
モーメントMx と剪断力Qx との関係、すなわちM−Q
相関関係は図4より近似的に次式で与えられる。
The relationship between the bending moment M x and the shear force Q x in the final state of the non-porous portion of the H-shaped section, that is, MQ
The correlation is approximately given by the following equation from FIG.

【0065】[0065]

【数15】 (Equation 15)

【0066】ただし、Qx ≦Qy であり、MpfはBtf
(h+tf )σy f で表せるフランジのみの全塑性モー
メント(ただし、B:フランジの幅、tf :フランジの
厚み、σy f :フランジ材の降伏点である)、Qy はh
w τyw で表せるウエブの降伏剪断力(ただし、
w :ウエブの厚み、τyw =σyw /√3(σyw
ウエブ材の降伏点))である。
Where Q x ≦ Q y and M pf is Bt f
(H + t f ) The total plastic moment of only the flange represented by σ yf (B: flange width, t f : flange thickness, σ yf : yield point of flange material), Q y is h
the yield shear force of the web that can be represented in the t w τ yw (However,
t w: web thickness, τ yw = σ yw / √3 (σ yw:
Yield point of web material)).

【0067】(1)式において、x=0,Lのときの剪
断力QL ,QR は次のようになる。
[0067] In (1), shear force Q L, Q R when the x = 0, L is as follows.

【0068】[0068]

【数16】 (Equation 16)

【0069】この剪断力QL ,QR を(2)式のQxに
代入し、
[0069] substituted This shear force Q L, the Q R (2) in equation Qx,

【0070】[0070]

【数17】 [Equation 17]

【0071】と、Qy =htw σyw/√3の関係を用い
て曲げモーメントMPL、MPRを求めると次のようにな
る。
[0071] and, Q y = ht w σ yw / √3 bending moment M PL by using the relationship, and seek M PR is as follows.

【0072】[0072]

【数18】 (Equation 18)

【0073】梁端から距離dの位置に作用する剪断力 d
L dR は、(1)式にそれぞれ、x=d、x=L
−dを代入し、且つ、(3)式のMPL、MPRを用いて
(4)式のように表せる。
Shear force d acting at a distance d from the beam end
Q L, d Q R are each (1), x = d, x = L
Substituting -d, and can be expressed as (3) of the M PL, using M PR (4) below.

【0074】[0074]

【数19】 [Equation 19]

【0075】原点からxの位置に作用する曲げモーメン
トMx は、次の式で与えられる。
The bending moment M x acting on the position x from the origin is given by the following equation.

【0076】[0076]

【数20】 (Equation 20)

【0077】上記(3)式と(5)式より梁端よりx=
d、x=L−dの位置での曲げモーメント dL d
R はそれぞれ次のようになる。
From the above equations (3) and (5), x =
d, x = L-d bending moment d M L at the position of, d M
R is as follows.

【0078】[0078]

【数21】 (Equation 21)

【0079】なお、上式で dR の負号は抹消して絶対
値で考える。上記(4)、(6)式より、明らかに d
L dR dL dR であり、梁端から距離dの
位置の剪断力と曲げモーメントは左右端で大小関係が逆
になっている。
In the above equation, the negative sign of d M R is eliminated and considered as an absolute value. From the above equations (4) and (6), it is clear that d Q
L <d Q R, d M L> is d M R, the bending moment and shear forces at a distance d from the beam end magnitude relation in the left and right ends are reversed.

【0080】地震時や強風時にはモーメント分布は逆転
を繰り返すので、左側と右側のうち条件が厳しい方を検
討すればよい。
In the event of an earthquake or a strong wind, the moment distribution repeatedly reverses. Therefore, it is only necessary to consider which one of the left side and the right side has more severe conditions.

【0081】孔位置での図5に示す終局状態における曲
げモーメントMh と剪断力Qh の相関関係式は、上記
(2)式と同様に次の(7)式で与えられる。
The correlation equation between the bending moment M h and the shearing force Q h at the hole position in the final state shown in FIG. 5 is given by the following equation (7), similar to the above equation (2).

【0082】[0082]

【数22】 (Equation 22)

【0083】なお、上記、α、βにおいて、設計的には
第3項を無視してよい。また、上記(7)、(8)式に
おける記号は次の通りである。
In the above α and β, the third term may be neglected in design. The symbols in the above equations (7) and (8) are as follows.

【0084】Mph:孔断面欠損を考慮した、梁の全塑性
モーメント Mpf:フランジのみの全塑性モーメント Mphf :フィーレンディール効果を考慮したフランジの
みの全塑性モーメント Qph:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力 梁の端部が終局状態になる場合、すなわち有孔部分の曲
げ耐力が作用曲げモーメントと等しくなる時、有孔部分
の剪断耐力が作用剪断力より大きくなれば、孔を補強し
なくてよい。
M ph : Total plastic moment of the beam in consideration of hole cross-sectional defects M pf : Total plastic moment of the flange only M phf : Total plastic moment of the flange only in consideration of the Feederend effect Q ph : Feederend effect When the end of the beam is in the final state, that is, when the bending strength of the perforated portion is equal to the acting bending moment, the shear strength of the perforated portion is smaller than the acting shear force. As it gets larger, the holes need not be reinforced.

【0085】まず、上記条件より、有孔部分の曲げ耐力
が作用曲げモーメントと等しいことが必要であるので、
左端Lに於いては(6)式の dL と(7)式のMh
が等しければよい。これより、剪断力Qh を求めると、
First, from the above conditions, it is necessary that the bending strength of the perforated portion is equal to the acting bending moment.
Is at the left edge L may be equal and the d M L and (7) of M h of the equation (6). Than this, and determine the shear force Q h,

【0086】[0086]

【数23】 (Equation 23)

【0087】また、上記条件より剪断力Qh が(4)式
の作用剪断力 dL より大きくなる必要があるので次の
(10)式が得られる。
[0087] Further, since the shearing force Q h from the condition (4) is larger needs than acting shear force d Q L of formula following equation (10) is obtained.

【0088】[0088]

【数24】 (Equation 24)

【0089】一方、右端Rに於いては、左端Lの場合と
同様に、(6)式の dR と(7)式のMh とが等しけ
ればよい。これより、剪断力Qh を求めると、
[0089] On the other hand, at the right end R, as in the case of left L, we are equal and d M R and (7) of M h of equation (6). Than this, and determine the shear force Q h,

【0090】[0090]

【数25】 (Equation 25)

【0091】また、上記条件より、剪断力Qh が(4)
式の作用剪断力 dR より大きくなる必要があるので、
次の(11)式が得られる。
[0091] In addition, from the above-mentioned conditions, the shear force Q h (4)
Since it is necessary to be larger than the action shearing force d Q R of formula,
The following equation (11) is obtained.

【0092】[0092]

【数26】 (Equation 26)

【0093】上記(10)、(11)式の右端、左端での条
件よりそれぞれ距離dを求め、いづれか大きい方が許容
される距離dの値になる。なお、(10)、(11)式中の
諸量は、以下の通りである。
The distance d is obtained from the conditions at the right end and the left end of the equations (10) and (11), and the larger one is the value of the allowable distance d. The quantities in equations (10) and (11) are as follows.

【0094】[0094]

【数27】 [Equation 27]

【0095】フィーレンディール効果を考慮した有孔部
分ウエブの降伏剪断力Qph:(9)式 フィーレンディール効果を考慮したフランジの全塑性モ
ーメントMphf :(8)式 以上の結果、梁の両端から距離d以上の梁スパン中間の
ウェブ領域には梁成h(フランジ内のり成)より大きい
間隔(ピッチ:P)で円形貫通孔を複数個設けることが
できる。孔の直径は梁成の60%以下である。また、耐
震性能を有する梁として、梁端のヒンジを形成する塑性
域における幅厚比は、学会P−Iクラス又はセンターF
Aクラスの幅厚比を満足する。
The yield shear force Q ph of the perforated partial web in consideration of the feeler deal effect: Equation (9) The total plastic moment M phf of the flange in consideration of the feeler deal effect: Equation (8) A plurality of circular through-holes can be provided at intervals (pitch: P) larger than the beam height h (the inner diameter of the flange) in the web region in the middle of the beam span at a distance d or more from both ends. The hole diameter is less than 60% of the beam diameter. In addition, as a beam having seismic performance, the width-to-thickness ratio in the plastic region forming the hinge at the beam end is determined by the Society of Japan P-I Class or Center F
Satisfies the width-to-thickness ratio of class A.

【0096】次に、適用限界について考察する。適用限
界は、梁スパン中間に塑性ヒンジ(最大モーメント)が
生じないことである。塑性ヒンジ点で剪断力が零、即ち
曲げモーメントの1階微分が
Next, the application limit will be considered. The application limit is that no plastic hinge (maximum moment) occurs in the middle of the beam span. The shear force is zero at the plastic hinge point, that is, the first derivative of the bending moment is

【0097】[0097]

【数28】 [Equation 28]

【0098】の条件を満足する上記(5)式より塑性ヒ
ンジ点位置xを求め、(3)式を用いてMPL、MPRを消
去すると、x≦0とL≦xより次の条件が得られる。
[0098] Conditions seeking plastic hinge point position x from equation (5) satisfying the, (3) when M PL, erases the M PR with formula, x ≦ 0 and L ≦ x from the following conditions can get.

【0099】[0099]

【数29】 (Equation 29)

【0100】実用計算に於いては、孔位置での曲げモー
メントMh と剪断力Qh の相関式を表す上記(7)式に
おいて、Qh ≦Qphを先に確認しておくのがよい。
In practical calculations, it is preferable to first confirm that Q h ≦ Q ph in the above equation (7), which represents the correlation equation between the bending moment M h at the hole position and the shear force Q h. .

【0101】次に上記(10)、(11)式を以下の記号の
関係に無次元量を導入して書き換えると次の(13)式が
得られる。
Next, the following equations (13) can be obtained by rewriting the above equations (10) and (11) by introducing dimensionless quantities into the relations of the following symbols.

【0102】[0102]

【数30】 [Equation 30]

【0103】右辺の第2項は明らかに正であるから正号
の場合について検討すればよい。
Since the second term on the right side is clearly positive, the case of a positive sign may be considered.

【0104】[0104]

【数31】 (Equation 31)

【0105】即ち、(14)式を満足するdを採用すれば
孔は無補強でよい。短スパンの梁では(14)式を満足さ
せるのは難しい場合が多いが、1)孔を小さくする、
2)ウェブの降伏点を上げる、3)フランジ面積を小さ
くする、4)ウェブを厚くする等の対策をとればよい。
That is, if d satisfying the expression (14) is adopted, the holes need not be reinforced. For short span beams, it is often difficult to satisfy equation (14), but 1) to make the hole smaller,
Measures such as 2) increasing the yield point of the web, 3) reducing the area of the flange, and 4) increasing the thickness of the web may be taken.

【0106】次に、上記の内容を実験によって検討す
る。まず、鉛直荷重が作用しない場合は上記においてw
=0とすればよい。この条件より、上記(10)、(11)
式は次のようになる。
Next, the above contents will be examined by experiments. First, if no vertical load is applied, w
= 0. From this condition, the above (10), (11)
The formula is as follows:

【0107】[0107]

【数32】 (Equation 32)

【0108】以下で孔位置降伏先行の実験データだけを
集めて、理論値の妥当性の検証を行う。理論評価式で
は、断面の幅厚比(h/tw 、b/tf )、孔の大き
さ、
In the following, only the experimental data before the hole position breakdown is collected to verify the validity of the theoretical value. In theory evaluation formula, the width-thickness ratio of the cross-section (h / t w, b / t f), the hole size,

【0109】[0109]

【数33】 [Equation 33]

【0110】材料強度が関係するので、普遍的評価は困
難であるが、これらの比較的近いものを取り上げ比較、
検討を行う。表1は比較の一覧である。
It is difficult to make a universal evaluation because the strength of the material is involved.
Do a review. Table 1 is a list of comparisons.

【0111】[0111]

【表1】 [Table 1]

【0112】これを1つの図上に表したものが図6であ
る。線Aは純剪断を受けるHS−1、HS−2、HS−
3の試験体、線Bは曲げ剪断を受けるHBS−1,HB
S−2,HBS−3,HBS−4である。○、●印はH
S−1〜HS−3及びHBS−1の実験値、□、■はH
BS−2〜HBS−4の実験値、またそれぞれの白抜き
の印は降伏荷重、黒く塗りつぶした印は、終局耐力であ
る。降伏耐力に関しては、理論値と実験値との対応は良
好である。問題は有孔梁の終局状態での耐力・変形能力
であるから、有孔部分の降伏(全塑性状態)後終局耐力
に至る迄の余力と無孔部分である梁端の全塑性耐力から
終局耐力に至る迄の余力とを比較しておく必要がある。
FIG. 6 shows this on one figure. Line A is subjected to pure shearing, HS-1, HS-2, HS-
Specimen No. 3, line B is HBS-1, HB subjected to bending shear
S-2, HBS-3, and HBS-4. ○, ● mark is H
Experimental values of S-1 to HS-3 and HBS-1, □ and Δ represent H
The experimental values of BS-2 to HBS-4, each white mark is the yield load, and each black mark is the ultimate proof stress. Regarding the yield strength, the correspondence between the theoretical value and the experimental value is good. Since the problem is the ultimate strength and deformation capacity of the perforated beam, the ultimate strength after yielding of the perforated part (total plastic state) to the ultimate strength and the total plastic strength of the non-porous part of the beam end It is necessary to compare the remaining capacity to the proof strength.

【0113】上記各試験体の終局耐力の降伏耐力に対す
る比は表2のようになっている。
Table 2 shows the ratio of the ultimate strength to the yield strength of each specimen.

【0114】[0114]

【表2】 [Table 2]

【0115】一方H形断面部材の材端における、終局耐
力のH形断面の全塑性モーメントM p からの上昇率は、
鋼材料の応力−歪関係(降伏比)、断面要素の局部座屈
強さで決り、h/tw 、b/tf がその主なパラメータ
であるが鋼材料の応力−歪関係(降伏比)にも影響され
る。今回の試験体の応力−歪関係をSM490並みのそ
れとして評価すると
On the other hand, the ultimate endurance at the material end of the H-shaped section member
Total plastic moment M of H-shaped section of force pThe rate of increase from
Stress-strain relationship (yield ratio) of steel materials, local buckling of cross-sectional elements
Determined by strength, h / tw, B / tfAre its main parameters
However, it is also affected by the stress-strain relationship (yield ratio) of steel materials.
You. The stress-strain relationship of this test specimen was
When evaluated as

【0116】[0116]

【数34】 (Equation 34)

【0117】S:全塑性状態から最大耐力迄の耐力上昇
率 上式により、それぞれAグループ、Bグループの試験体
の耐力上昇率を計算すると Aグループ:S=1.133 Bグループ:S=1.141 となり、有孔部分の耐力上昇率と著しい差はなく、概し
て孔部分の耐力上昇率の方が大きいので、補強要否の評
価は、降伏(全塑性)ベースで評価しておけばよい。
S: Rate of increase in proof stress from the all-plastic state to the maximum proof stress When the rate of increase in the strength of the test specimens of Group A and Group B is calculated by the above equation, Group A: S = 1.133 Group B: S = 1.141 There is no significant difference from the rate of increase in the strength of the perforated portion, and the rate of increase in the strength of the hole is generally larger. Therefore, the evaluation of the necessity of reinforcement may be performed on a yield (total plasticity) basis.

【0118】次に、変形能力を、Next, the deformation ability is

【0119】[0119]

【数35】 (Equation 35)

【0120】で評価する。本論で取り上げた孔部分降伏
先行型の梁の変形能力は表3のようになる(図7参
照)。
Is evaluated. Table 3 shows the deformation capacity of the pre-hole yielding type beam discussed in this paper (see FIG. 7).

【0121】[0121]

【表3】 [Table 3]

【0122】一方、梁端降伏が先行した場合(曲げ剪断
力;R=0.23)および孔のないH形鋼の変形能力は表4
のようになっている(図8参照)。
On the other hand, when beam end yielding precedes (bending shear force; R = 0.23) and the deformation capacity of the H-section steel without holes are shown in Table 4.
(See FIG. 8).

【0123】[0123]

【表4】 [Table 4]

【0124】表3、表4に見る如く、孔降伏先行型と梁
端降伏先行型では、変形能力に歴然たる差異があり、後
者の変形能力が優れていることが判る。B−1〜B−2
の梁フランジの幅厚比がH形鋼のフランジ幅厚比よりか
なり大きいことを考えると、これらの変形能力は同寸法
のH形鋼の変形能力に匹敵するものであると言える。
As can be seen from Tables 3 and 4, there is a marked difference in the deformability between the hole yielding advance type and the beam end yielding advance type, indicating that the latter is superior in the deformability. B-1 to B-2
Considering that the width-to-thickness ratio of the H-shaped steel flanges is considerably larger than that of the H-shaped steel, it can be said that these deformation abilities are comparable to those of the H-shaped steel having the same dimensions.

【0125】結論として鉄骨有孔梁の設計では、上記
(10)式または(11)式に従って、梁端降伏先行型にな
るよう設計するとよい。
In conclusion, in designing a steel beam with a perforated beam, it is preferable to design the beam end yielding advance type according to the above equation (10) or (11).

【0126】なお、上記第1実施例では、2個の孔を穿
設した例について説明したが図9に示すように3以上の
孔を穿設してもよい。
In the first embodiment, an example in which two holes are formed has been described. However, three or more holes may be formed as shown in FIG.

【0127】次に、本発明の第2実施例を図10ないし
図14に基づいて説明する。図10(1),(2)に示
すように、本実施例の鉄骨有孔梁26は、無補強の孔1
8A,18Bが複数個穿設され、両端が柱20と剛接又
は半剛接されている。この鉄骨有孔梁26は、長手方向
中央部(長さL1 の部分)の第1のH形鋼28と、この
H形鋼28の両端に溶接された第2のH形鋼30とから
成る。なお、鉄骨有孔梁26は、第1のH形鋼28部分
及び第2のH形鋼30部分が一体成形されたものであっ
てもよい。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 10 (1) and (2), the steel frame perforated beam 26 of the present embodiment is a non-reinforced hole 1
8A and 18B are formed in a plurality, and both ends are rigidly or semi-rigidly connected to the column 20. The steel Yuanahari 26, the longitudinal central portion and the first H-beam 28 (portion of the length L 1), the second H-shaped steel 30. welded to both ends of the H-beam 28 Become. In addition, the steel frame perforated beam 26 may be one in which a first H-shaped steel part 28 and a second H-shaped steel part 30 are integrally formed.

【0128】第1のH形鋼28部分は、幅がB1 、厚み
がtf1のフランジ28Aと、うちのりの梁成がh1 で厚
みがtw1のウェブ28Bから成り、第2のH形鋼30部
分は、長手方向中央部よりの端部の幅がB1 で長手方向
両端の幅がB2 、厚みがt f2 のフランジ30Aと、う
ちのりの梁成がh2 で厚みがtw2のウェブ30Bから成
る。ここで、フランジの幅厚比は、フランジ28A部分
で学会P−III クラス、又はセンターFCクラスとし、
フランジ30A部分で学会P−Iクラス、又はセンター
FAクラスとする。従って、フランジ28A部分では、
フランジ30A部分の3倍の局部座屈に対する耐力が保
証される。
The width of the first H-shaped steel part 28 is B1, Thickness
Is tf1Of the flange 28A and the beam of the home1In thick
Miga tw130 parts of the second H-section steel 28B
The width of the end from the center in the longitudinal direction is B1In the longitudinal direction
B at both endsTwo, Thickness is t f2 With the flange 30A
Chinori's beam is hTwoAnd the thickness is tw2Web 30B
You. Here, the width-to-thickness ratio of the flange is the flange 28A portion.
In the academic society P-III class or center FC class,
Society PI class or center at flange 30A
FA class. Therefore, in the flange 28A portion,
The strength against local buckling three times that of the flange 30A is maintained.
Proven.

【0129】孔18A,18Bの形状は、円形、楕円
形、正方形、長方形、三角形、台形等の何れでもよい
が、以下では説明を簡単にするために、上記鉄骨有孔梁
26の第1のH形鋼28と第2のH形鋼30部分にそれ
ぞれ半径R1 ,R2 の円形貫通孔18A,18Bを穿設
する場合を例にとって説明する。
The shape of the holes 18A and 18B may be any of a circle, an ellipse, a square, a rectangle, a triangle, and a trapezoid. However, in order to simplify the description, the first of the steel perforated beam 26 will be described below. The case where circular through holes 18A and 18B having radii R 1 and R 2 are respectively formed in the H-shaped steel 28 and the second H-shaped steel 30 will be described as an example.

【0130】本実施例においては、dの決定は第1実施
例と同様の方法で決定することができ、この際に、フラ
ンジの幅が一定でなく、長手方向に沿って変化すること
を考慮すれば足りる。また、梁長手方向両端の所要ウェ
ブ厚tw2の決定に際して、Q h ≦ Qphの確認する場合
には次式による。
In this embodiment, d is determined in the first embodiment.
It can be determined in the same way as in the example,
The width of the edge is not constant and varies along its length
Is sufficient. In addition, the necessary
Thickness tw2In determining the h≤ QphTo confirm
Is based on the following equation.

【0131】[0131]

【数36】 [Equation 36]

【0132】この場合において、図13に示されるよう
に梁材端にスカラップがある時はhを実高さhe とす
る。
[0132] In this case, the actual height h e a is h when there is scallop the beam member end as shown in Figure 13.

【0133】無補強の孔18Aを穿設することができる
梁端からの最短距離de は次のように決定する。
[0133] the shortest distance d e from beam end which can be bored unreinforced hole 18A is determined as follows.

【0134】先ず、鉄骨有孔梁には、終局状態における
応力分布として、鉛直荷重と梁の両端が塑性ヒンジとな
る地震力(または風力)とが作用していると仮定する。
なお、本実施例の場合、梁の両端部分は、割増断面が用
いられており、この端部を塑性化させて水平力をエネル
ギーを吸収する構造方式となっている。
First, it is assumed that a vertical load and a seismic force (or wind force) in which both ends of the beam become plastic hinges are acting on the steel perforated beam as the stress distribution in the final state.
In the case of the present embodiment, the cross-sections of both ends of the beam are used, and the ends are plasticized to absorb the horizontal force and energy.

【0135】上記の仮定の下で、梁端の曲げモーメント
と剪断力とが求まれば、設定された断面の梁の任意の位
置で作用する曲げモーメント分布と剪断力分布とが既知
となる。
If the bending moment and the shearing force at the beam end are determined under the above assumption, the distribution of the bending moment and the distribution of the shearing force acting at an arbitrary position on the beam having the set cross section are known.

【0136】ここで、前提となる適用条件は、第1実施
例と同様の条件を用いる。即ち、 (1)孔は梁成の中心にあける。
Here, as the prerequisite application conditions, the same conditions as in the first embodiment are used. That is, (1) The hole is made at the center of the beam.

【0137】[0137]

【数37】 (37)

【0138】ただし、h1 ≒h2 ≒hとする。即ち、孔
の直径2R1 ,2R2 はそれぞれの梁成の60%以下と
する。
Note that h 1 ≒ h 2 ≒ h. That is, the diameters 2R 1 and 2R 2 of the holes are set to 60% or less of each beam structure.

【0139】(3)ウェブ幅厚比h/tw2は、学会P−
Iクラス又はセンターFAクラスとし、ウェブ幅厚比h
/tw1は学会P−III クラス、又はセンターFCクラス
とする。
(3) The web width / thickness ratio h / tw2 is determined by the
I class or center FA class, web width to thickness ratio h
/ Tw1 shall be the academic society P-III class or the center FC class.

【0140】(4)複数孔のときは孔のピッチP(孔の
中心から中心までの距離)はP>hとする。
(4) In the case of a plurality of holes, the pitch P of the holes (the distance from the center to the center of the holes) is P> h.

【0141】梁スパン中間領域(距離L1の部分)に設
けられた孔位置に作用する力(M,Q)が、有孔断面の
弾性限耐力( eh eh )より小さくなるような梁
端からの距離de を求める。
[0141] forces acting on the hole position provided on the beam mid-span region (part of the distance L1) (M, Q) is, elastic limit strength (e M h, e Q h ) of the perforated section than smaller as determine the distance d e from a beam end.

【0142】フィーレンディール効果は、弾性と塑性で
変わらないと仮定して有孔部分のM−Q相関関係図は、
図14に示されるようになる。
Assuming that the feelerend effect is not changed by elasticity and plasticity, the MQ correlation diagram of the perforated portion is as follows.
As shown in FIG.

【0143】図14より、有孔断面の弾性限に達すると
きのモーメント eh と弾性限に達するときの剪断力 e
h との間の関係は、次の(16)式で近似できる。
[0143] From FIG. 14, the shearing force e when reaching the moment e M h and the elastic limit of the time to reach the elastic limit of the perforated section
The relationship with Q h can be approximated by the following equation (16).

【0144】[0144]

【数38】 (38)

【0145】ただし、 Meh:次式で表される有孔部分の弾性限モーメント(sh
ape factorを1.15程度と仮定する)
Where M eh is the elastic limit moment (sh
ape factor is assumed to be about 1.15)

【0146】[0146]

【数39】 [Equation 39]

【0147】Mehf :次式で表されるフィーレンディー
ル効果を考慮したフランジのみの弾性限モーメント
M ehf : Elastic limit moment of only the flange taking into account the Feeendel effect expressed by the following equation

【0148】[0148]

【数40】 (Equation 40)

【0149】Mef:次式で表されるフランジのみの弾性
限モーメント
M ef : elastic limit moment of only the flange expressed by the following equation

【0150】[0150]

【数41】 [Equation 41]

【0151】Qeh:次式で表されるフィーレンディール
効果を考慮したウェブの有孔部分の降伏せん断耐力(係
数0.8は座屈理論式を参考に決めている。)
Q eh : Yield shear strength of the perforated portion of the web in consideration of the Feeendel effect expressed by the following equation (coefficient 0.8 is determined by referring to the theoretical equation of buckling)

【0152】[0152]

【数42】 (Equation 42)

【0153】ここで、梁中央部の有孔部分の弾性限曲げ
耐力が作用曲げモーメントと等しくなるとき、有孔部分
の剪断耐力が作用剪断力より大きくなれば、孔を補強し
なくてよいので、この条件を満足する限界の梁の材端か
らの距離,即ち、孔位置に作用する力M,Q,
〔(6),(4)式〕が(16)式を満足する限界長さd
e を下記〜のようにして求める。 eh ≦Qehの確認 上記(15)式において、dをde に変えた式を用いれば
よい。Mp としては、梁材端断面の値を用いる。 上記条件より、有孔部分の弾性限曲げモーメント(弾
性曲げ耐力)が作用モーメントと等しくなる必要がある
ので、このときの剪断耐力を求める。即ち、(6)式の
dL dR と(16)式の eh を等置し、その時の
有孔部分のせん断耐力 eh を求める。
Here, when the elastic limit bending strength of the perforated portion at the center of the beam becomes equal to the acting bending moment, if the shearing strength of the perforated portion becomes larger than the acting shear force, the holes need not be reinforced. , The distance from the beam end of the limit beam that satisfies this condition, that is, the forces M, Q,
[Equation (6), (4)] satisfies equation (16).
e is obtained as follows. In e Q h ≦ Q eh confirm the above (15), may be used expressions with different d to d e. The value of the cross section of the beam end is used as M p . From the above conditions, the elastic limit bending moment (elastic bending strength) of the perforated portion needs to be equal to the acting moment, so the shear strength at this time is determined. That is, equation (6)
d M L, and equi-spaced and d M R and (16) of the e M h, obtaining the shear strength e Q h of the perforated portion of the time.

【0154】[0154]

【数43】 [Equation 43]

【0155】上記条件より、上で求めた eh が、作
用せん断力 dL dR より大きくなる必要があるの
で、次の(17)式が得られる。
[0155] From the above conditions, e Q h obtained above is acts shear force d Q L, since larger needs than d Q R, the following equation (17) is obtained.

【0156】[0156]

【数44】 [Equation 44]

【0157】上記(17)式を解いて距離de (上式の複
合符号に対応して解は2つある)を求め、いずれか大き
い方が許容されるde の値になる。このde の値を考慮
して、図に示した要領で両端の割増部分長さL2 を決定
する。このde の長さを短くしたい時は、仮定断面のt
w を大きくして、再計算する。
[0157] The above equation (17) obtains a distance d e (above equation corresponding to the solution there are two in the composite code) by solving, the value of d e that whichever greater is acceptable. The value of this d e in consideration, to determine both ends of the extra partial length L 2 in the manner shown in FIG. If you want to shorten the length of the d e is the assumption section t
Increase w and recalculate.

【0158】なお、(17)式中の諸量は、以下の通りで
ある。 Meh:次式で表される有孔部分の弾性限モーメント(sh
ape factorを1.15程度と仮定する)
The quantities in the equation (17) are as follows. M eh : elastic limit moment (sh
ape factor is assumed to be about 1.15)

【0159】[0159]

【数45】 [Equation 45]

【0160】Mp :次式で表されるH形断面の全塑性モ
ーメント
M p : total plastic moment of H-shaped section expressed by the following equation

【0161】[0161]

【数46】 [Equation 46]

【0162】Qeh:次式で表されるフィーレンディール
効果を考慮したウェブの有孔部分の降伏せん断耐力(係
数0.8は座屈理論式を参考に決めている。)
Q eh : Yield shear strength of the perforated portion of the web in consideration of the Feeendel effect expressed by the following equation (coefficient 0.8 is determined with reference to the theoretical equation of buckling)

【0163】[0163]

【数47】 [Equation 47]

【0164】Mehf :次式で表されるフィーレンディー
ル効果を考慮したフランジのみの弾性限モーメント
M ehf : Elastic limit moment of only the flange in consideration of the Feeendel effect expressed by the following equation

【0165】[0165]

【数48】 [Equation 48]

【0166】以上の結果、梁の両端から距離de 以上の
梁中央部(長さL1 の部分)のウェブ領域には梁成hよ
り大きい間隔(ピッチP)で円形貫通孔を複数個設ける
ことができる。孔の直径は梁成の60%以下である。ま
た、耐震性能を有する梁として、梁端の塑性ヒンジを形
成する塑性域における幅厚比は、学会P−Iクラス、又
はセンターFAクラスの幅厚比を満足し、梁中央部の弾
性域における幅厚比は、学会P−III クラス、又はセン
ターFCクラスの幅厚比を満足する。
[0166] As a result, the web region of the two ends from the distance d e above the beam center of the beam (of the length L 1) providing a plurality of circular through-holes in RyoNaru h larger pitch (P) be able to. The hole diameter is less than 60% of the beam diameter. In addition, as a beam having seismic performance, the width-to-thickness ratio in the plastic region that forms the plastic hinge at the beam end satisfies the width-to-thickness ratio of the Society P-I Class or Center FA Class, and in the elastic region at the center of the beam. The width-to-thickness ratio satisfies the width-to-thickness ratio of the Society P-III class or Center FC class.

【0167】次に、適用限界について考察する。適用限
界は、梁スパン中間に塑性関接(最大モーメント)が
生じないこと、材端でウェブの剪断降伏が先行しない
ことである。 曲げモーメントの最大値が、スパン領域内に無いこと
を確認する。
Next, the application limit will be considered. The limits of application are that there is no plastic connection (maximum moment) in the middle of the beam span and that no shear yielding of the web precedes at the ends. Check that the maximum bending moment is not within the span area.

【0168】(12)式に前述したMPf,MPwを代入し、
無次元化を行うと、
By substituting the above-mentioned M Pf and M Pw into the equation (12),
When you make dimensionless,

【0169】[0169]

【数49】 [Equation 49]

【0170】材端でウェブのせん断降伏が先行しない
ことを確認する。梁の材端剪断力は、前述した(4)式
にd=0を代入することにより、得られ大きい方の材端
剪断力QR が剪断降伏Qy 以下である条件式は次式のよ
うになる。
Check that no shear yielding of the web precedes the end of the material. Material end shear beam, by substituting d = 0 in the aforementioned equation (4), condition resulting larger timber end shear force Q R is less than the shear yield Q y equation as follows become.

【0171】[0171]

【数50】 [Equation 50]

【0172】上式を無次元化すると、When the above equation is made dimensionless,

【0173】[0173]

【数51】 (Equation 51)

【0174】この場合において、材端にスカラップのあ
る時は(18)式右辺のhがhe となるので、右辺を
[0174] In this case, since when a scalloped the wood ends are h (18) right side of the equation becomes h e, the right side

【0175】[0175]

【数52】 (Equation 52)

【0176】とする。次に、中央部断面最初の孔位置が
降伏しないことを確認するための実用計算について説明
する。
It is assumed that Next, a practical calculation for confirming that the first hole position at the center section does not yield will be described.

【0177】学会P−III クラス、又はセンターFCク
ラスの幅厚比を満足するものとして、中央部断面を仮定
する。同時に材端断面を学会P−Iクラス、又はセンタ
ーFAクラスの幅厚比を満足するものとして仮定する。
材端のウェブ板厚tw2も仮定するので、あとでこのtw2
は修正される可能性がある。
A cross section at the center is assumed to satisfy the width-thickness ratio of the P-III class of the academic society or the center FC class. At the same time, it is assumed that the material end cross section satisfies the width-thickness ratio of the academic society PI class or the center FA class.
Since the web thickness tw2 at the material end is also assumed, this tw2
May be modified.

【0178】中央部断面領域(長さL1 の領域)の最初
の孔位置に作用する力(M、Q)が開口部の弾性限耐力
より小さくなるような距離de を求める。まず、有孔部
分のせん断耐力Qehが作用剪断力 eh より大きいこ
と、即ちQeh eh を確かめる。
[0178] forces acting on the first hole position of the central cross section region (region of length L 1) (M, Q) is determined the distance d e such that less than elastic limit strength of the opening. First, it Shear Strength Q eh of the perforated portion is larger than the acting shear force e Q h, i.e. ascertain Q eh <e Q h.

【0179】[0179]

【数53】 (Equation 53)

【0180】ただし、However,

【0181】[0181]

【数54】 (Equation 54)

【0182】上記(19)式を無次元表示すると、When the above equation (19) is dimensionlessly expressed,

【0183】[0183]

【数55】 [Equation 55]

【0184】但し、However,

【0185】[0185]

【数56】 [Equation 56]

【0186】次に、(17)式を無次元表示すると、Next, when expression (17) is dimensionally displayed,

【0187】[0187]

【数57】 [Equation 57]

【0188】ただし、However,

【0189】[0189]

【数58】 [Equation 58]

【0190】両端割増断面長さL2 はL2 <de −R1
になるように決めると(図10参照)、孔は無補強でよ
い。
The length L 2 of the split cross section at both ends is L 2 <d e −R 1
(See FIG. 10), the holes need not be reinforced.

【0191】次に、割り増し断面部の必要ウェブ厚みt
w2の決定の実用計算について説明する。
Next, the required web thickness t of the additional cross section is
A practical calculation for determining w2 will be described.

【0192】柱端よりの孔位置d及び孔径R2 を求め
る。d位置での梁フランジ幅Bo は、Bo =B2 −(B
2 −B1 )(d/L2 )である。 Qh <Qph、(15)式が成立することを確認する。
The hole position d and the hole diameter R 2 from the column end are obtained. Beam flange width B o in d position, B o = B 2 - ( B
2 -B 1) is a (d / L 2). Q h <Q ph , confirming that equation (15) holds.

【0193】[0193]

【数59】 [Equation 59]

【0194】無次元表示すると、When dimensionlessly displayed,

【0195】[0195]

【数60】 [Equation 60]

【0196】(10),(11)式を検討する。Consider the equations (10) and (11).

【0197】[0197]

【数61】 [Equation 61]

【0198】ただし、However,

【0199】[0199]

【数62】 (Equation 62)

【0200】無次元表示すると、When dimensionlessly displayed,

【0201】[0201]

【数63】 [Equation 63]

【0202】(22)、(23)式を満足しないときは、t
w2を増す(開口補強を行ってもよい)。
When the expressions (22) and (23) are not satisfied, t
Increase w2 (opening reinforcement may be performed).

【0203】なお、上記第2実施例では、梁長手方向両
端の断面割増部分(長さL2 の部分)と長手方向中央部
分(長さL1 の部分)に孔が穿設される場合を例示した
が、いずれか一方の部分にのみ孔が穿設されてもよいこ
とは勿論である。
[0203] Incidentally, in the second embodiment, a case where holes in the beam longitudinal section extra portion (the length L 2 portions) at both ends and longitudinally central portion (the portion of the length L 1) is bored Although illustrated, it goes without saying that a hole may be formed in only one of the portions.

【0204】なお、上記第1,第2実施例では、梁につ
いてのみ説明したが、この梁は建造物にも適用できる。
In the first and second embodiments, only the beam has been described. However, this beam can be applied to a building.

【0205】[0205]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、梁
の地震力や風力に対する耐力を損なうことがない位置に
無補強の孔を穿設したので、補強に要する費用を減じ
た、低コストの鉄骨梁を提供することがでしき、従って
低コストの建造物を提供することができる、という効果
が得られる。
As described above, according to the present invention, an unreinforced hole is formed at a position where the resistance of the beam to seismic force and wind strength is not impaired, so that the cost required for reinforcement is reduced. The advantage is that it is possible to provide a low cost steel beam, and therefore it is possible to provide a low cost building.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(1)、(2)は従来の補強した有孔梁の正面
図とa−a線断面図である。
FIGS. 1 (1) and 1 (2) are a front view and a sectional view taken along line aa of a conventional reinforced perforated beam.

【図2】(1)、(2)は本発明の第1実施例の正面図
とb−b線断面図である。
FIGS. 2A and 2B are a front view and a cross-sectional view taken along line bb of the first embodiment of the present invention.

【図3】曲げモーメントと剪断力との相関関係図であ
る。
FIG. 3 is a correlation diagram between a bending moment and a shearing force.

【図4】曲げモーメントと剪断力との相関関係図であ
る。
FIG. 4 is a correlation diagram between a bending moment and a shearing force.

【図5】モーメントを求めるための概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram for obtaining a moment.

【図6】理論値と実験値とを比較して示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing a comparison between a theoretical value and an experimental value.

【図7】孔降伏先行型の変形能力を比較して示す線図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a comparison of the deformation capability of a hole yielding advance type.

【図8】梁端降伏先行型の梁の変形能力を比較して示す
線図である。
FIG. 8 is a diagram showing a comparison of the deformation capability of a beam with a beam end yielding advance type.

【図9】本発明の他の実施例を示す正面図である。FIG. 9 is a front view showing another embodiment of the present invention.

【図10】(1)、(2)は本発明の第2実施例の正面
図と平面図である。
FIGS. 10 (1) and (2) are a front view and a plan view of a second embodiment of the present invention.

【図11】図10(1)の11−11線断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line 11-11 of FIG.

【図12】図10(1)の12−12線断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along line 12-12 of FIG.

【図13】梁材端にスカラップがある場合の梁の一部省
略した正面図である。
FIG. 13 is a partially omitted front view of a beam in a case where scallops are present at beam beam ends.

【図14】弾性状態における梁に作用する曲げモーメン
トと剪断力との相関関係図である。
FIG. 14 is a diagram showing a correlation between a bending moment and a shear force acting on a beam in an elastic state.

【符号の説明】 16 梁 18 孔 18A 孔 18B 孔 20 柱 26 梁[Description of Signs] 16 beams 18 holes 18A holes 18B holes 20 pillars 26 beams

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の孔が穿設され且つ柱と剛接又は半剛
接される断面が一様な鉄骨有孔梁であって、柱と剛接又
は半剛接された鉄骨有孔梁に地震荷重及び風荷重の少な
くとも一方及び積載荷重が作用して鉄骨有孔梁の有孔部
分の塑性曲げ耐力が作用曲げモーメントと等しくなる
時、有孔部分の剪断耐力が作用剪断力より大きくなる領
域内に穿設された孔を補強しないようにし、且つ該領域
外に穿設された孔を補強するようにしたことを特徴とす
る鉄骨有孔梁。
1. A perforated steel beam having a uniform cross section, in which a plurality of holes are drilled and rigidly or semi-rigidly connected to a column, wherein the beam is rigidly or semi-rigidly connected to a column. When the seismic load and / or the wind load and the load are applied to the steel plate and the plastic bending strength of the perforated part of the steel perforated beam becomes equal to the acting bending moment, the shear strength of the perforated part becomes larger than the acting shear force. Do not reinforce the holes drilled in the area, and
A perforated steel beam, characterized in that a hole formed outside is reinforced .
【請求項2】孔が穿設され且つ柱と剛接又は半剛接され
断面が一様な鉄骨有孔梁であって、柱と剛接又は半剛
接された鉄骨有孔梁に地震荷重及び風荷重の少なくとも
一方及び積載荷重が作用して鉄骨有孔梁の有孔部分の
曲げ耐力が作用曲げモーメントと等しくなる時、有孔
部分の剪断耐力が作用剪断力より大きくなる領域内に前
記孔を穿設して補強しないようにし、且つ該領域外に前
記孔を穿設しないようにしたことを特徴とする鉄骨有孔
梁。
2. A steel perforated beam having a uniform cross section, in which a hole is drilled and rigidly or semi-rigidly connected to a column, wherein the beam is rigidly or semi-rigidly connected to the column. load and at least one and a perforated portion of the live load is applied to steel Yuanahari wind load
When the bending strength is equal to the acting bending moment, the hole is not drilled in a region where the shear strength of the perforated portion is greater than the acting shear force so as not to reinforce,
A steel perforated beam characterized by not having a drilled hole.
【請求項3】複数の孔が穿設され且つ柱と剛接又は半剛
接されると共に中央部断面が一様で且つ両端部断面が中
央部断面より幅厚比の小さい鉄骨有孔梁であって、柱と
剛接又は半剛接された鉄骨有孔梁に地震荷重及び風荷重
の少なくとも一方及び積載荷重が作用して鉄骨有孔梁の
中央部の有孔部分の塑性曲げ耐力が作用曲げモーメント
と等しくなる時、有孔部分の剪断耐力が作用剪断力より
大きくなる領域内に穿設された孔を補強しないように
し、且つ該領域外に穿設された孔を補強するようにした
ことを特徴とする鉄骨有孔梁。
3. A plurality of holes are drilled and rigidly or semi-rigidly contacted with a column, the central section is uniform, and both end sections are medium.
A perforated steel frame beam with a width-to-thickness ratio smaller than that of the central section , where at least one of an earthquake load and a wind load and a loading load act on a perforated steel frame beam rigidly or semi-rigidly connected to a column. When the plastic bending strength of the perforated part at the center of the beam is equal to the acting bending moment, do not reinforce the hole drilled in the area where the shear strength of the perforated part is larger than the acting shearing force.
And a hole perforated outside the region is reinforced .
【請求項4】孔が穿設され且つ柱と剛接又は半剛接され
と共に中央部断面が一様で且つ両端部断面が中央部断
面より幅厚比の小さい鉄骨有孔梁であって、柱と剛接又
は半剛接された鉄骨有孔梁に地震荷重及び風荷重の少な
くとも一方及び積載荷重が作用して鉄骨有孔梁の有孔部
分の塑性曲げ耐力が作用曲げモーメントと等しくなる
時、有孔部分の剪断耐力が作用剪断力より大きくなる領
域内に前記孔を穿設して補強しないようにし、且つ該領
域外に前記孔を穿設しないようにしたことを特徴とする
鉄骨有孔梁。
4. A hole is drilled and rigidly or semi-rigidly contacted with a column, the central section is uniform, and both end sections are centrally cut.
A perforated steel beam with a width-to-thickness ratio smaller than that of the surface , where at least one of the seismic load and the wind load and the loading load act on the perforated steel beam rigidly or semi-rigidly connected to the column. When the plastic bending strength of the perforated portion is equal to the acting bending moment, the hole is not drilled in a region where the shearing strength of the perforated portion is larger than the acting shearing force so as not to reinforce, and
A perforated steel beam , wherein the hole is not formed outside the region .
【請求項5】前記鉄骨有孔梁は、フランジとウェブとか
ら成る断面が一様なH形鋼であり、梁端からの距離dが
以下の式を満足するウェブの領域に、前記孔 を穿設し、
且つ該領域外に孔を穿設しないようにした請求項2記載
の鉄骨有孔梁。 【数1】 ただし、 Mph:孔断面欠損を考慮した梁の全塑性モーメント d:梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp:H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qph:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力 Mphf:フィーレンディール効果を考慮したフランジの
全塑性モーメントである。
5. The steel perforated beam includes a flange and a web.
Is a uniform H-section steel, and the distance d from the beam end is
Drilling the hole in a region of the web that satisfies the following equation :
3. The method according to claim 2, wherein no hole is formed outside said area.
Steel perforated beam. (Equation 1) However, M ph: hole section the full plastic moment deficient considering beam d: distance from the beam end to the center of the hole L: entire length of the beam h: clear width of RyoNaru M p: H-type full plastic moment w sectional : Load density of the beam Q ph : Yield shear force of the perforated portion of the web in consideration of the Feederend effect M phf : Total plastic moment of the flange in consideration of the Feederend effect.
【請求項6】前記鉄骨有孔梁は、フランジとウェブとか
ら成るフランジ中央部の幅厚比が所定値で且つフランジ
両端部の幅厚比が前記所定値より小さいH形鋼であり、
梁端からの距離deが以下の式を満足するウェブの領域
に、前記孔を穿設し、且つ該領域外に前記孔を穿設しな
いようにした請求項4記載の鉄骨有孔梁。 【数2】 ただし、 Meh:有孔部分の弾性限モーメント de:梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp:H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qeh:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力に降伏剪断耐力係数を乗じた値 Mehf:フィーレンディール効果を考慮したフランジの
みの弾性限モーメントである。
6. The steel perforated beam includes a flange and a web.
The width-to-thickness ratio of the central part of the flange
An H-section steel having a width-to-thickness ratio of both end portions smaller than the predetermined value,
Area of web where distance de from beam end satisfies the following formula
Drilling the hole, and do not drill the hole outside the area.
The perforated steel frame beam according to claim 4, wherein (Equation 2) However, M eh: elastic limit moment d e of the perforated portion a distance from the beam end to the center of the hole L: entire length of the beam h: clear width of RyoNaru M p: the full plastic moment w of H-shaped cross-section: Beams Load density Q eh : The value obtained by multiplying the yielding shear force of the perforated portion of the web in consideration of the Feederendel effect by the yielding shear strength coefficient M ehf : The elastic limit moment of only the flange in consideration of the Feederendel effect.
【請求項7】前記H形鋼の梁端からの距離dが以下の式
を満足するウェブの領域に、前記孔を更に穿設した請求
項6記載の鉄骨有孔梁。 【数3】 ただし、 Mph:孔断面欠損を考慮した梁の全塑性モーメント d:梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp:H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qph:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力 Mphf:フィーレンディール効果を考慮したフランジの
全塑性モーメントである。
7. The distance d from the beam end of the H- section steel is expressed by the following formula:
Claims wherein said holes are further drilled in the area of the web satisfying
Item 7. A perforated steel beam according to item 6. (Equation 3) However, M ph: hole section the full plastic moment deficient considering beam d: distance from the beam end to the center of the hole L: entire length of the beam h: clear width of RyoNaru M p: H-type full plastic moment w sectional : Load density of the beam Q ph : Yield shear force of the perforated portion of the web in consideration of the Feederend effect M phf : Total plastic moment of the flange in consideration of the Feederend effect.
【請求項8】柱と、孔が穿設された断面が一様な鉄骨有
孔梁とから構成された剛接又は半剛接骨組みを備えた建
造物において、鉄骨有孔梁に地震荷重及び風荷重の少な
くとも一方及び積載荷重が作用して鉄骨有孔梁の有孔部
分の塑性曲げ 耐力が作用曲げモーメントと等しくなる
時、有孔部分の剪断耐力が作用剪断力より大きくなる領
域内に前記孔を穿設して補強しないようにし、且つ該領
域外に前記孔を穿設しないようにしたことを特徴とする
建造物。
8. A column and a steel frame having a uniform cross section with a hole formed therein.
Building with rigid or semi-rigid frame composed of perforated beams
In structures, seismic and wind loads
At least one side and the perforated part of the perforated beam
Plastic bending strength equals the acting bending moment
When the shear strength of the perforated part becomes larger than the acting shear
Drilling holes in the area to prevent reinforcement and
The hole is not drilled outside the area
Building.
【請求項9】柱と、孔が穿設されると共に中央部断面が
一様で且つ両端部断面が中央部断面より幅厚比の小さい
鉄骨有孔梁とから構成された剛接又は半剛接骨組みを備
えた建造物において、鉄骨有孔梁に地震荷重及び風荷重
の少なくとも一方及び積載荷重が作用して鉄骨有孔梁の
有孔部分の塑性曲げ耐力が作用曲げモーメントと等しく
なる時、有孔部分の剪断耐力が作用剪断力より大きくな
る領域内に前記孔を穿設して補強しないようにし、且つ
該領域外に前記孔を穿設しないようにしたことを特徴と
する建造物。
9. A pillar, a hole is drilled, and a center section is formed.
Uniform and the cross-section at both ends is smaller in width-to-thickness ratio than the cross-section at the center
Rigid or semi-rigid frame composed of steel perforated beam
Seismic and wind loads on steel perforated beams
Of at least one of the steel beams with perforations
The plastic bending strength of the perforated part is equal to the acting bending moment
When the shear strength of the perforated area is greater than the
Drilling the hole in the area to be reinforced so as not to reinforce, and
The hole is not drilled outside the area.
Building.
【請求項10】柱と、フランジとウエブとから成る断面
が一様なH形鋼の梁端からの距離dが以下の式を満足す
るウエブの領域に、孔を穿設して補強しないようにし、
且つ該領域外に前記孔を穿設しないようにした鉄骨有孔
梁と、から構成された剛接又は半剛接骨組を備えた建造
物。 【数4】 ただし、 Mph:孔断面欠損を考慮した梁の全塑性モーメント d:梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp:H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qph:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力 Mphf:フィーレンディール効果を考慮したフランジの
全塑性モーメントである。
10. A cross section comprising a column, a flange and a web.
Where the distance d from the beam end of the H-beam is uniform satisfies the following equation
Holes in the area of the web to be
And a perforated steel frame which does not drill the hole outside the region
Building with rigid or semi-rigid frame composed of beams
object. (Equation 4) However, M ph: hole section the full plastic moment deficient considering beam d: distance from the beam end to the center of the hole L: entire length of the beam h: clear width of RyoNaru M p: H-type full plastic moment w sectional : Load density of the beam Q ph : Yield shear force of the perforated portion of the web in consideration of the Feederend effect M phf : Total plastic moment of the flange in consideration of the Feederend effect.
【請求項11】柱と、フランジとウェブとから成り,フ
ランジ中央部の幅厚比が所定値で且つフランジ両端部の
幅厚比が前記所定値より小さいH形鋼の梁端からの距離
e が以下の式を満足するウェブの領域に、孔を穿設し
て補強しないようにし、且つ該領域外に前記孔を穿設し
ないようにした鉄骨有孔梁と、から構成された剛接又は
半剛接骨組みを備えた建造物。 【数5】 ただし、 Meh:有孔部分の弾性限モーメント de:梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp:H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qeh:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力に降伏剪断耐力係数を乗じた値 Mehf:フィーレンディール効果を考慮したフランジの
みの弾性限モーメントである。
11. A structure comprising a pillar, a flange and a web,
The width-to-thickness ratio at the center of the flange is a predetermined value and the flange
Distance from the beam end of the H-section steel whose width-to-thickness ratio is smaller than the predetermined value
the web regions d e satisfies the following equation, drilled holes
Not to reinforce and drill the hole outside the area
Rigid beams or steel beams with perforations
A building with a semi-rigid frame. (Equation 5) However, M eh: elastic limit moment d e of the perforated portion a distance from the beam end to the center of the hole L: entire length of the beam h: clear width of RyoNaru M p: the full plastic moment w of H-shaped cross-section: Beams Load density Q eh : The value obtained by multiplying the yielding shear force of the perforated portion of the web in consideration of the Feederendel effect by the yielding shear strength coefficient M ehf : The elastic limit moment of only the flange in consideration of the Feederendel effect.
【請求項12】前記H形鋼の梁端からの距離dが以下の
式を満足するウェブの領域に、更に孔を穿設して補強し
ないようにした請求項10記載の建造物。 【数6】 ただし、 Mph:孔断面欠損を考慮した梁の全塑性モーメント d:梁端から孔の中心までの距離 L:梁の全長 h:うちのりの梁成 Mp:H形断面の全塑性モーメント w:梁の荷重密度 Qph:フィーレンディール効果を考慮したウエブの有孔
部分の降伏剪断力 Mphf:フィーレンディール効果を考慮したフランジの
全塑性モーメントである。
12. The distance d from the beam end of the H- section steel is as follows:
In the area of the web that satisfies the formula, further holes are drilled to reinforce
The building according to claim 10, wherein the building is not provided. (Equation 6) However, M ph: hole section the full plastic moment deficient considering beam d: distance from the beam end to the center of the hole L: entire length of the beam h: clear width of RyoNaru M p: H-type full plastic moment w sectional : Load density of the beam Q ph : Yield shear force of the perforated portion of the web in consideration of the Feederend effect M phf : Total plastic moment of the flange in consideration of the Feederend effect.
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