【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラーメン架構を構成する鉄骨梁構造に関し、とりわけ、柱に接続される梁端部に、梁端から中央側に所定距離寄った位置にフランジ幅を削減する縮幅部分が形成される鉄骨梁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にラーメン架構における柱梁仕口部構造は、例えば図７（ａ），（ｂ）や図８（ａ），（ｂ）に示すようなものが従来存在する。この場合、断面矩形状の鋼管柱１とＨ型鋼を用いた鉄骨梁２とが用いられ、図７では鋼管柱１の側面１ａに支持ブラケット３を溶接して、この支持ブラケット３に鉄骨梁２のフランジ２ａ，２ｂを載置させた状態で、ウェブ２ｃを接続板４を介して上記鋼管柱１の側面１ａに溶接するようになっている。一方、図８では鋼管柱１の途中に所定間隔をもってダイアフラム５，５ａを設け、このダイアフラム５，５ａの外側端に鉄骨梁２のフランジ２ａ，２ｂの先端を突き合わせて溶接する一方、ウェブ２ｃは同様に接続板４を介して鋼管柱１の側面１ａに溶接するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような柱梁仕口部では地震や風等の外部入力により、ラーメン架構に剪断荷重等の変形荷重が作用した場合に、鋼管柱１と鉄骨梁２との剛結部分に応力が集中するため、この剛結部分に高い剛性が要求される。しかし、鉄骨梁２のウェブ２ｃは鋼管柱１の側面１ａに溶接される接続板４に結合されるのみであるため、このウェブ２ｃの圧縮力および引張り力を柱に直接伝達する部材が鋼管柱１内に存在しないことになる。このため、上記ウェブ２ｃ部分は梁端耐力に対する寄与度合いが著しく低くなり、断面Ｈ型に形成された鉄骨梁２の剛性を有効に利用することができなくなってしまうという課題があった。
【０００４】
このように高い剛性が要求される剛結部分について、ウェブの耐力を、構造設計における一次設計としての弾性設計や二次設計としての終局設計を行う際の評価に考慮することができなかった。従って、設計上必要鉄骨量の増加を余儀なくされることとなっていた。
【０００５】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、効率良く梁端耐力を増大できる鉄骨梁構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１に示す本発明の鉄骨梁構造は、鋼管柱の側面に結合されフランジおよびウェブからなる鉄骨梁において、フランジ幅が一定となる一般部分と、梁端から中央側に所定距離寄った位置でフランジ幅を曲線をもって滑らかに削減する縮幅部分とを有し、上記縮幅部分より梁端側のフランジ幅を一般部分より増大する増幅部分を備え、かつ、上記増幅部分が、上記一般部分と同幅のフランジ両側に、このフランジと別体とした増設プレートを一体に固設して構成した鉄骨梁構造であって、前記縮幅部分においてウェブの耐力を含めて梁端耐力を決定するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に示す本発明の鉄骨梁構造は、上記増幅部分が、上記一般部分と同幅のフランジ両側に、このフランジと別体とした増設プレートを一体に固設して構成される。
【０００９】
以上の構成により本発明の鉄骨梁構造の作用を以下述べると、請求項１では、フランジおよびウェブからなる鉄骨梁において、フランジ幅が一定となる一般部分と、梁端から中央側に所定距離寄った位置でフランジ幅を曲線をもって滑らかに削減する縮幅部分とを有する、いわゆるドッグボーン形式の鉄骨梁構造を前提として、縮幅部分より梁端側のフランジ幅を一般部分より増大する増幅部分を備えて構成したので、梁端から増幅部分を介して中央側に寄った縮幅部分で降伏を先行させることができ、そしてこの縮幅部分においてはウェブ耐力を含めて梁端耐力を決定することが可能となる。すなわち、梁の構造設計において、ウェブの耐力を評価できることとなって、設計上ウェブの鉄骨量を有効に考慮することができ、必要鉄骨量を低減することができる。また、梁端のフランジ幅の増幅部分によって縮幅部分を確実に先行して降伏させることができ、耐震性等のエネルギ吸収能を格段に向上することができる。
【００１０】
また、鉄骨梁のフランジ幅が一般部分，縮幅部分および増幅部分と変化されるが、増幅部分が、一般部分と同幅のフランジ両側に、このフランジと別体とした増設プレートを一体に固設して構成したので、一定幅に形成されたフランジに上記増設プレートを固設することにより上記増設部分を構成することができる。従って、一定幅のフランジを備えた市販のロールＨ型鋼を用いた場合にも、増設プレートの溶接で増幅部分を形成できるとともに、フランジを所定幅に縮径するように切断することにより上記縮幅部分を形成することができる。このため、型鋼を用いることができることにより、ドッグボーン形式の鉄骨梁を簡単かつ安価に製作することができ、延いては、工期の短縮および工費の削減を達成することができる。
【００１１】
また、請求項２では、上記増幅部分の増設プレートを、上記縮幅部分の曲線と滑らかに連続させたので、増幅部分から縮径部分に至る部分で滑らかに応力を変化させることができ、梁端部の疲労や塑性変形時の２次曲げ防止効果を向上することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図４は本発明の鉄骨梁構造の一実施形態を示し、図１は要部平面図、図２は要部正面図、図３は図１中のＡ−Ａ線断面図、図４は増設プレートの平面図である。
【００１３】
本実施形態の鉄骨梁構造として用いられる鉄骨梁１０は、図１から図３に示すように水平配置される上，下フランジ１１，１２と、これら上，下フランジ１１，１２の中央部間を垂直に連結するウェブ１３とによって断面Ｈ形状に形成され、この鉄骨梁１０が従来と同様に断面矩形状の鋼管柱１４の側面１４ａに結合されるようになっている。
【００１４】
即ち、上記鉄骨梁１０の梁端１０ａは、図２に示したようにウェブ１３の端部両面が、鋼管柱１４の側面１４ａ中央部に溶接された垂直な接続板１５にボルト，ナット結合（溶接でもよい）されるとともに、フランジ１１，１２端が該側面１４ａに溶接されることにより結合されて柱梁仕口部が構成される。勿論、この柱梁仕口部は、従来に示したと同様に鋼管柱１４に溶接したブラケットにフランジ１１または１２を載置した状態で、上記ボルト，ナット止め等されることが望ましく、また、フランジ１１，１２は鋼管柱１４に設けたダイアフラムに溶接するようにしたものでもよく、更には、これ以外の仕口部構造を適用することもできる。
【００１５】
上記鉄骨梁１０の上，下フランジ１１，１２は、図１に示したようにフランジ幅Ｗが一定となる一般部分１１ａ，１２ａと、梁端１０ａから中央側（図中右側）に所定距離Ｌだけ寄った位置でフランジ幅Ｗを凹設される曲線をもって滑らかに削減する縮幅部分１１ｂ，１２ｂと、この縮幅部分１１ｂ，１２ｂより梁端１０ａ側のフランジ幅Ｗを上記一般部分１１ａ，１２ａより増大する増幅部分１１ｃ，１２ｃとが形成され、謂わゆるドッグボーン形式の鉄骨梁１０として構成される。
【００１６】
即ち、上記縮径部分１１ｂ，１２ｂは梁端１０ａの近傍、例えば一般部分１１ａ，１２ａのフランジ幅Ｗを３００ｍｍとした場合に、Ｌ＝３３０ｍｍ程度に設定され、かつ、縮径量α＝２２．５ｍｍ程度となる。また、上記増幅部分１１ｃ，１２ｃの全幅Ｗ０ ＝５２８ｍｍ程度に設定され、このときの増幅量β＝（Ｗ０ −Ｗ）／２＝（５２８−３００）／２＝１１４ｍｍとなる。
【００１７】
ここで、本実施形態は上記増幅部分１１ｃ，１２ｃは、上記一般部分１１ａ，１２ａと同幅（Ｗ）のフランジ１１，１２両側に、このフランジ１１，１２と別体に設けた増設プレート１６を一体に溶接して構成してある。増設プレート１６は図４に示すように上記増設量βの幅をもって形成され、その一端１６ａは直角に切断されるとともに、他端１６ｂは湾曲された傾斜面として全体に略台形状に形成される。そして、直角に切断された一端１６ａは、上記フランジ１１，１２端と一直線となるように揃えた状態で、下底となる一辺１６ｃが上記フランジ１１，１２の側辺に溶接Ｍ１ される。そして、この増設プレート１６の一端１６ａは、鉄骨梁１０を鋼管柱１４に溶接する際に同時にこの鋼管柱１４に溶接Ｍ２ される。
【００１８】
ところで、上記増設プレート１６は梁端１０ａのフランジ幅を所定幅に増幅する機能を備え、該増設プレート１６の長さＬ１ は必要な梁端耐力を得るための長さに設定され、例えば本実施形態ではＬ＝１６５ｍｍ程度に設定される。
【００１９】
以上の構成により本実施形態の鉄骨梁構造にあっては、ドッグボーン形式として構成される鉄骨梁１０は、その上，下フランジ１１，１２幅が梁端１０ａに向かって一般部分１１ａ，１２ａから縮幅部分１１ｂ，１２ｂ、そして増幅部分１１ｃ，１２ｃへと変化されるが、増幅部分１１ｃ，１２ｃが、一般部分１１ａ，１２ａと同幅のフランジ１１，１２両側に、このフランジ１１，１２と別体に設けた増設プレート１６を溶接して構成したので、該増幅部分１１ｃ，１２ｃは一定幅Ｗに形成されたフランジ１１，１２に上記増設プレート１６を固設することにより構成することができる。
【００２０】
従って、ドッグボーン形式の鉄骨梁１０を形成する場合に、一定幅のフランジ１１，１２を備えた市販のＨ型鋼を用いた場合にも、増設プレート１６の溶接Ｍ１ で増幅部分１１ｃ，１２ｃを形成できるとともに、フランジ１１，１２を所定幅に縮径するように切断することにより、上記縮幅部分１１ｂ，１２ｂを形成することができる。このように一般の型鋼を用いることができることにより、ドッグボーン形式の鉄骨梁１０を簡単かつ安価に製作することができ、延いては、工期の短縮および工費の削減が達成されることになる。
【００２１】
また、梁端１０ａから増幅部分１１ｃ，１２ｃを介して中央側に寄った縮幅部分１１ｂ，１２ｂで降伏を先行させることができ、そしてこの縮幅部分１１ｂ，１２ｂにおいてはウェブ耐力を含めて梁端耐力を決定することが可能となる。すなわち、梁の構造設計において、ウェブ１３の耐力を評価できることとなって、設計上ウェブ１３の鉄骨量を有効に考慮することができ、必要鉄骨量を低減することができる。また、梁端１０ａのフランジ幅の増幅部分１１ｃ，１２ｃによって梁端耐力を増大させて縮幅部分１１ｂ，１２ｂを確実に先行して降伏させることができ、耐震性等の鉄骨梁１０のエネルギ吸収能を格段に向上することができる。
【００２２】
図５は他の実施形態を示す要部平面図で、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００２３】
この実施形態では、上記増幅部分１１ｃ，１２ｃの増設プレート１６を、上記縮幅部分１１ｂ，１２ｂの曲線と滑らかに連続させたものである。即ち、この実施形態では上記増設プレート１６の長さＬ１ を梁端１０ａから縮径部分１１ｂ，１２ｂに至る長さの短冊状に形成しておき、この短冊状の増設プレート１６をフランジ１１，１２の両側に溶接した後に上記縮幅部分１１ｂ，１２ｂを切断するようになっており、この切断時に縮幅部分１１ｂ，１２ｂの曲線と連続させて増設プレート１６の他端１６ｂを切断するようになっている。
【００２４】
勿論、上記増幅プレート１６は、これの他端１６ｂを縮幅部分１１ｂ，１２ｂの曲線に連続する曲線をもって予め切断しておき、これを縮幅部分１１ｂ，１２ｂと連続するようにフランジ１１，１２の両側に後から溶接することもできる。従って、この実施形態では上記増幅部分１１ｃ，１２ｃの増設プレート１６を、上記縮幅部分１１ｂ，１２ｂの曲線と滑らかに連続させたので、増幅部分１１ｃ，１２ｃから縮径部分１１ｂ，１２ｂに至る部分で滑らかに応力を変化させることができ、梁端部１０ａの疲労や塑性変形時の２次曲げ防止効果を向上することができる。
【００２５】
図６はさらに他の実施形態を示す要部平面図で、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００２６】
この実施形態では、上記フランジ１１，１２はそれぞれ１枚の帯状鋼板を加工して、増幅部分１１ｃ，１２ｃ、縮幅部分１１ｂ，１２ｂおよび一般部分１１ａ，１２ａを形成し、このフランジ１１，１２を別体のウェブ１３に溶接することにより鉄骨梁１０が製造されるようになっている。
【００２７】
この実施形態は、製造面において板材相互の溶接が必要なため、コスト面および手間の面で劣るけれども、上述した実施形態と同様に、梁端１０ａから増幅部分１１ｃ，１２ｃを介して中央側に寄った縮幅部分１１ｂ，１２ｂで降伏を先行させることができてこの縮幅部分１１ｂ，１２ｂにおいてウェブ耐力を含めて梁端耐力を決定することが可能となり、必要鉄骨量を低減することができるとともに、耐震性等のエネルギ吸収能を格段に向上することができる。
【００２８】
ところで、上記各実施形態では柱として鋼管柱１４を用いた場合を開示したが、これに限ることなく他の鉄骨柱、例えばＨ型鋼を用いることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に示す鉄骨梁構造にあっては、フランジおよびウェブからなる鉄骨梁において、フランジ幅が一定となる一般部分と、梁端から中央側に所定距離寄った位置でフランジ幅を曲線をもって滑らかに削減する縮幅部分とを有する、いわゆるドッグボーン形式の鉄骨梁構造を前提として、縮幅部分より梁端側のフランジ幅を一般部分より増大する増幅部分を備えて構成したので、梁端から増幅部分を介して中央側に寄った縮幅部分で降伏を先行させることができ、そしてこの縮幅部分においてウェブ耐力を含めて梁端耐力を決定するようにしたので、梁の構造設計においてウェブの耐力を評価することができ、設計上ウェブの鉄骨量を有効に考慮することができて、必要鉄骨量を低減することができる。また、梁端のフランジ幅の増幅部分によって縮幅部分を確実に先行して降伏させることができ、耐震性等のエネルギ吸収能を格段に向上することができる。
【００３０】
また、フランジ幅を一般部分，縮幅部分および増幅部分と変化させて構成する鉄骨梁にあって、増幅部分を、一般部分と同幅のフランジ両側に、このフランジと別体とした増設プレートを一体に固設して構成したので、一定幅に形成されたフランジに上記増設プレートを固設することにより上記増設部分を構成することができるため、一定幅のフランジを備えた市販のロールＨ型鋼を用いることができるようになり、ドッグボーン形式の鉄骨梁を簡単かつ安価に製作することができ、延いては、工期の短縮および工費の削減を達成することができる。
【００３１】
また、請求項２に示す鉄骨梁の設計方法にあっては、上記増幅部分の増設プレートを、上記縮幅部分の曲線と滑らかに連続させたので、増幅部分から縮径部分に至る部分で滑らかに応力を変化させることができ、梁端部の疲労や塑性変形時の２次曲げ防止効果を向上することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す鉄骨梁の要部平面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す鉄骨梁の要部正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す増設プレートの平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す鉄骨梁の要部平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す鉄骨梁の要部平面図である。
【図７】従来の鉄骨梁の一例を（ａ）の要部正面図、（ｂ）の要部平面図によって示す説明図である。
【図８】従来の鉄骨梁の他例を（ａ）の要部正面図、（ｂ）の要部平面図によって示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 鉄骨梁
１０ａ 梁端
１１，１２ フランジ
１１ａ，１２ａ 一般部分
１１ｂ，１２ｂ 縮幅部分
１１ｃ，１２ｃ 増幅部分
１３ ウェブ
１４ 鋼管柱
１６ 増設プレート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel beam structure that constitutes a ramen frame, and in particular, a reduced width portion for reducing a flange width is formed at a beam end connected to a column at a position closer to a central side from the beam end by a predetermined distance. Related to steel beam structures .
[0002]
[Prior art]
Generally, as a column-beam connection structure in a ramen frame, for example, a structure shown in FIGS. 7A and 7B and FIGS. 8A and 8B conventionally exists. In this case, a steel pipe column 1 having a rectangular cross section and a steel beam 2 using H-shaped steel are used. In FIG. 7, a support bracket 3 is welded to a side surface 1 a of the steel pipe column 1, and the steel beam 2 is attached to the support bracket 3. The web 2c is welded to the side surface 1a of the steel pipe column 1 via the connecting plate 4 with the flanges 2a and 2b placed on the steel tube column 1. On the other hand, in FIG. 8, diaphragms 5 and 5a are provided at predetermined intervals in the middle of the steel pipe column 1, and the ends of the flanges 2a and 2b of the steel beam 2 are welded to the outer ends of the diaphragms 5 and 5a, while the web 2c is welded. Similarly, it welds to the side surface 1a of the steel pipe column 1 via the connection plate 4.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a deformation load such as a shear load is applied to the rigid frame due to an external input such as an earthquake or a wind, stress is applied to the rigid connection between the steel pipe column 1 and the steel beam 2 at such a beam-to-column connection. In order to concentrate, high rigidity is required for the rigid connection portion. However, since the web 2c of the steel beam 2 is only connected to the connection plate 4 welded to the side surface 1a of the steel pipe column 1, a member that directly transmits the compressive force and the tensile force of the web 2c to the column is used. 1 does not exist. Therefore, the degree of contribution of the web 2c portion to the beam endurance becomes extremely low, and there is a problem that the rigidity of the steel beam 2 having the H-shaped cross section cannot be used effectively.
[0004]
With respect to such a rigid portion requiring high rigidity, the strength of the web could not be considered in the evaluation when performing the elastic design as the primary design or the final design as the secondary design in the structural design. Therefore, the required amount of steel frame must be increased in design.
[0005]
Therefore, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a steel beam structure capable of efficiently increasing the beam end strength.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a steel beam structure according to the present invention as defined in claim 1 is a steel beam beam comprising a flange and a web connected to a side surface of a steel pipe column, a general portion having a constant flange width, and a central portion from a beam end. A reduced width portion that smoothly reduces the flange width with a curve at a position that is closer to the side by a predetermined distance, and an amplification portion that increases the flange width on the beam end side from the reduced width portion than the general portion, and The amplifying portion is a steel beam structure in which an additional plate separate from the flange is integrally fixed to both sides of the flange having the same width as the general portion, and the strength of the web is included in the reduced width portion. characterized by being adapted to determine the beam end strength Te.
[0008]
In the steel beam structure according to the present invention, the amplifying portion is formed by integrally fixing an additional plate separately from the flange on both sides of the flange having the same width as the general portion. .
[0009]
The operation of the steel beam structure of the present invention will be described below with the above configuration. According to claim 1, in a steel beam consisting of a flange and a web, a general portion having a constant flange width and a predetermined distance from a beam end toward a center side are provided. Assuming a so-called dog-bone type steel beam structure with a reduced width portion that smoothly reduces the flange width with a curve at the position where it is located, an amplified portion that increases the flange width at the beam end side from the reduced width portion than the general portion is assumed. With this configuration, it is possible to precede yielding at the narrowed portion closer to the center side from the beam end via the amplification portion, and to determine the beam end strength including the web strength at this narrowed portion. Becomes possible. That is, in the structural design of the beam, the strength of the web can be evaluated, so that the steel frame amount of the web can be effectively considered in the design, and the required steel frame amount can be reduced. In addition, the reduced width portion can be reliably yielded earlier by the amplified portion of the flange width at the beam end, and the energy absorption capacity such as earthquake resistance can be significantly improved.
[0010]
The flange width is generally part of the iron trabecular, but is changed reduced width portion and the amplifying portion, amplifying portion, the flange on both sides of the common part and the same width, together with Expansion plates this flange and a separate Since the fixing plate is fixed, the additional portion can be formed by fixing the additional plate to a flange formed to have a fixed width. Therefore, even when a commercially available roll H-beam having a flange of a fixed width is used, the amplified portion can be formed by welding the extension plate, and the width of the flange can be reduced by reducing the width to a predetermined width. Parts can be formed. For this reason, the use of the mold steel makes it possible to easily and inexpensively manufacture a dog-bone-type steel beam, thereby shortening the construction period and reducing the construction cost.
[0011]
According to the second aspect of the present invention , since the extension plate of the amplifying portion is smoothly connected to the curve of the reduced width portion, the stress can be smoothly changed in a portion from the amplifying portion to the reduced diameter portion. It is possible to improve the effect of preventing secondary bending at the time of end fatigue or plastic deformation.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show an embodiment of a steel beam structure according to the present invention. FIG. 1 is a plan view of a main part, FIG. 2 is a front view of a main part, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 4 is a plan view of the extension plate.
[0013]
The steel beam 10 used as the steel beam structure according to the present embodiment includes upper and lower flanges 11 and 12 which are horizontally arranged as shown in FIGS. 1 to 3, and a central portion between the upper and lower flanges 11 and 12. The steel beam 10 is formed into a H-shaped cross section by the web 13 connected vertically, and the steel beam 10 is connected to a side surface 14a of a steel pipe column 14 having a rectangular cross section as in the related art.
[0014]
That is, as shown in FIG. 2, the beam end 10a of the steel beam 10 has bolts and nuts connected to a vertical connecting plate 15 having both ends of the web 13 welded to the center of the side surface 14a of the steel pipe column 14 (see FIG. 2). Welding may be performed), and the ends of the flanges 11 and 12 are welded to the side surface 14a to be joined to form a beam-to-column connection. Needless to say, it is desirable that the column-beam connection portion is fixed with the above-mentioned bolts and nuts while the flange 11 or 12 is placed on a bracket welded to the steel pipe column 14 as in the conventional case. Numerals 11 and 12 may be welded to a diaphragm provided on the steel pipe column 14, and further, a connection structure other than this may be applied.
[0015]
As shown in FIG. 1, the upper and lower flanges 11, 12 of the steel beam 10 have a general portion 11a, 12a having a constant flange width W, and a predetermined distance L from the beam end 10a to the center (right side in the figure). The narrowed portions 11b, 12b for smoothly reducing the flange width W with a curved curve formed by being recessed at a position shifted by only one side, and the flange width W on the beam end 10a side of the reduced width portions 11b, 12b is set to the above-mentioned general portions 11a, 12a. The amplifying portions 11c and 12c are further increased, and are configured as a so-called dog bone type steel beam 10.
[0016]
That is, the reduced diameter portions 11b and 12b are set to about L = 330 mm near the beam end 10a, for example, when the flange width W of the general portions 11a and 12a is 300 mm, and the reduced diameter amount α = 22. It is about 5 mm. Further, the total width W0 of the amplifying portions 11c and 12c is set to about 528 mm, and the amount of amplification β at this time is equal to (W0−W) / 2 = (528−300) / 2 = 114 mm.
[0017]
Here, in this embodiment, the amplifying portions 11c and 12c are provided with extension plates 16 provided separately from the flanges 11 and 12 on both sides of the flanges 11 and 12 having the same width (W) as the general portions 11a and 12a. It is constructed by welding together. The extension plate 16 is formed with the width of the extension amount β as shown in FIG. 4, one end 16a is cut at a right angle, and the other end 16b is formed as a curved inclined surface as a whole in a substantially trapezoidal shape. . The one end 16a cut at a right angle is aligned with the ends of the flanges 11 and 12 so that one side 16c serving as a lower bottom is welded M1 to the side of the flanges 11 and 12. One end 16a of the extension plate 16 is simultaneously welded M2 to the steel pipe column 14 when the steel beam 10 is welded to the steel pipe column 14.
[0018]
The extension plate 16 has a function of amplifying the flange width of the beam end 10a to a predetermined width, and the length L1 of the extension plate 16 is set to a length for obtaining a required beam end strength. In the embodiment, L is set to about 165 mm.
[0019]
In the steel beam structure of the present embodiment having the above-described configuration, the width of the upper and lower flanges 11 and 12 of the steel beam 10 configured as a dog bone type is increased from the general portions 11a and 12a toward the beam end 10a. Although it is changed into the reduced width portions 11b and 12b and the amplification portions 11c and 12c, the amplification portions 11c and 12c are separately provided on both sides of the flanges 11 and 12 having the same width as the general portions 11a and 12a. Since the extension plate 16 provided on the body is welded, the amplification portions 11c and 12c can be constituted by fixing the extension plate 16 to the flanges 11 and 12 formed to have a constant width W.
[0020]
Therefore, when the steel beam 10 of the dog bone type is formed, even when a commercially available H-shaped steel having flanges 11 and 12 of a fixed width is used, the amplification portions 11c and 12c are formed by welding M1 of the extension plate 16. By cutting the flanges 11 and 12 so as to reduce the diameter to a predetermined width, the reduced width portions 11b and 12b can be formed. As described above, the use of the general shape steel makes it possible to easily and inexpensively manufacture the dog-bone-type steel beam 10, thereby shortening the construction period and reducing the construction cost.
[0021]
Further, yielding can be prioritized at the reduced width portions 11b, 12b approaching the center side from the beam end 10a via the amplification portions 11c, 12c, and the reduced width portions 11b, 12b include the beam including the web strength. The endurance can be determined. That is, in the structural design of the beam, the strength of the web 13 can be evaluated, so that the steel frame amount of the web 13 can be effectively considered in the design, and the required steel frame amount can be reduced. In addition, the beam end proof stress is increased by the amplifying portions 11c and 12c of the flange width of the beam end 10a, so that the reduced width portions 11b and 12b can be reliably yielded in advance, and the energy absorption of the steel beam 10 such as earthquake resistance can be achieved. Performance can be significantly improved.
[0022]
FIG. 5 is a plan view of a main part showing another embodiment. The same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0023]
In this embodiment, the extension plates 16 of the amplification portions 11c and 12c are smoothly connected to the curves of the reduced width portions 11b and 12b. That is, in this embodiment, the length L1 of the extension plate 16 is formed in a strip shape having a length from the beam end 10a to the reduced diameter portions 11b and 12b, and the extension plate 16 having the strip shape is connected to the flanges 11 and 12. After being welded to both sides of the extension plate 16, the narrowed portions 11b and 12b are cut, and at this time, the other end 16b of the extension plate 16 is cut so as to be continuous with the curves of the reduced width portions 11b and 12b. ing.
[0024]
Of course, the amplification plate 16 has its other end 16b cut in advance with a curve that is continuous with the curves of the reduced width portions 11b and 12b, and the flanges 11 and 12 are connected to the reduced width portions 11b and 12b. It can also be welded to both sides later. Therefore, in this embodiment, the extension plate 16 of the amplifying portions 11c and 12c is smoothly connected to the curves of the reduced width portions 11b and 12b, so that the portions from the amplifying portions 11c and 12c to the reduced diameter portions 11b and 12b are formed. Can smoothly change the stress and improve the effect of preventing secondary bending at the time of fatigue and plastic deformation of the beam end 10a.
[0025]
FIG. 6 is a plan view of a main part showing still another embodiment, and the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0026]
In this embodiment, each of the flanges 11 and 12 is formed by processing one strip-shaped steel plate to form amplification portions 11c and 12c, reduced width portions 11b and 12b, and general portions 11a and 12a. The steel beam 10 is manufactured by welding to a separate web 13.
[0027]
This embodiment is inferior in cost and labor because welding of the plate members is necessary in terms of manufacturing. However, similarly to the above-described embodiment, the beam end 10a is shifted to the center side through the amplification portions 11c and 12c. Yield can be prioritized at the reduced width portions 11b and 12b, and the beam end strength including the web strength can be determined at the reduced width portions 11b and 12b, and the required steel frame amount can be reduced. At the same time, the energy absorption capacity such as earthquake resistance can be significantly improved.
[0028]
By the way, in each of the embodiments described above, the case where the steel pipe column 14 is used as the column is disclosed. However, the present invention is not limited to this, and another steel column, for example, an H-shaped steel can be used.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, in the steel beam structure according to the first aspect of the present invention, in the steel beam including the flange and the web, the general portion where the flange width is constant, and a predetermined distance from the beam end to the center side. Provided with a so-called dog bone type steel beam structure having a reduced width portion that smoothly reduces the flange width with a curve at the position, provided with an amplification portion that increases the flange width on the beam end side from the reduced width portion than the general portion, assuming a so-called dog bone type steel beam structure With this configuration, it is possible to precede yielding at a reduced width portion approaching the center side from the beam end via the amplification portion, and to determine the beam end strength including the web strength at this reduced width portion . Therefore , the strength of the web can be evaluated in the structural design of the beam, the steel frame amount of the web can be effectively considered in the design, and the required steel frame amount can be reduced. In addition, the reduced width portion can be reliably yielded earlier by the amplified portion of the flange width at the beam end, and the energy absorption capacity such as earthquake resistance can be significantly improved.
[0030]
In general portions flange width, in the steel beam constituting by changing the reduced width portions and amplification moiety, the amplification part, a flange each side of the general portion and the same width, additional plates the flange and the separate Are integrally fixed, the additional portion can be formed by fixing the additional plate to a flange formed to have a constant width. Therefore, a commercially available roll H having a flange with a constant width can be formed. The use of the shape steel can be used, so that the dog-bone type steel beam can be manufactured easily and inexpensively, so that the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced.
[0031]
Further, in the method of designing a steel beam according to claim 2 , the extension plate of the amplifying portion is smoothly connected to the curve of the reduced width portion, so that the extension plate extends smoothly from the amplifying portion to the reduced diameter portion. The effect of the present invention is that the stress can be changed in a short time, and the effect of preventing secondary bending at the time of fatigue or plastic deformation of the beam end can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a main part of a steel beam showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a main part of a steel beam showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1, showing one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of an extension plate showing one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a main part of a steel beam showing another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a main part plan view of a steel beam showing another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory view showing an example of a conventional steel beam by a main part front view of (a) and a main part plan view of (b).
FIG. 8 is an explanatory view showing another example of a conventional steel beam by a main part front view of (a) and a main part plan view of (b).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Steel beam 10a Beam end 11,12 Flange 11a, 12a General part 11b, 12b Reduced width part 11c, 12c Amplification part 13 Web 14 Steel pipe column 16 Extension plate