梁部材の薄肉軽量化を図る断面隅部補強構造

開放特許情報番号
L2014001650
開放特許情報登録日
2014/9/12
最新更新日
2017/9/7

基本情報

出願番号 特願2013-233052
出願日 2013/11/11
出願人 株式会社 構造材料研究会
公開番号 特開2015-094095
公開日 2015/5/18
登録番号 特許第5500472号
特許権者 株式会社 構造材料研究会
発明の名称 断面隅部補強構造部材
技術分野 土木・建築、金属材料、その他
機能 材料・素材の製造、免振・制振、その他
適用製品 主に逆対称曲げモーメントを受けフランジ降伏が先行するH形断面部材について、高い塑性変形能力があり且つ繰返しに伴う履歴ループが安定した梁。更に両端部の塑性化領域で円形環内側に円形孔を設けても安定した履歴ループを保持する。
目的 せん断曲げを受けるH形断面梁は荷重・変形関係には面内せん断を受けるウェブの挙動が直接関与する。まず梁両端部近傍のウェブが降伏せん断荷重確保とそれを上回る耐力上昇を必要とする繰返し載荷にも対応可能とする。そのためせん断を受けるウェブの周辺枠組みとして、まず降伏が先行する上下フランジの強度・剛性を確保する。上記要件を満たすため、ウェブ面表裏で円形環と縦方向スティフナーとを添接してせん断降伏荷重を上回る耐力を確保し、フランジとウェブの交差部に管状体を設け安定した力の釣合を図る。
効果 代表図はせん断を受ける平板の基本となる補強構造であり、円形環と縦方向スティフナーとでせん断変形の進行に伴いX字状の張力場が形成される。左側解析図は補強のない厚板での○印実線は背景にある点線の繰返し挙動と対応して降伏後の耐力上昇を示し、複数の実線で示すよう板厚差に応じ順次低下していく。 補強による右側解析図では降伏後もせん断耐力が上がり、薄板であっても厚板並みの性能が付加されている。環内側に円孔がある下部点線群の結果は、環外側での釣合で孔の無い場合のせん断降伏耐力には届く。
技術概要
概略イメージ1はフランジ降伏型梁の実施例で、全景と一部の詳細を示している。梁両端部近傍の塑性化領域で上下フランジに並行してウェブ面の両側から片側へと管状体を設け、降伏後のフランジの耐力維持とせん断を受けるウェブの枠組みとしての剛性を確保する。更にウェブ面表裏に円形環を添接し環外側のフランジとの間に新たな力を生み、繰返し載荷で必要となる降伏後の耐力上昇を図る。繰返し加力に伴う解析図では、板厚の異なる4ケースの履歴ループを実線で梁成50%の円孔のある*印の2ケースを点線で重ねて示した。
概略イメージ2は補強材の構成を変えた実施例で、梁両端部近傍の塑性化する領域でウェブ面両側から円形環をずらし且つ一部重なるように添接しウェブの補剛確保を優先した。前例同様降伏が先行するフランジの一部にウェブと結ぶ三角形の管状体を設け、円形環の両端に縦スティフナーを配し環外側での変形拘束に伴う耐力上昇の拡大を図る。正負交番繰返し載荷の結果では、履歴ループは板厚の異なる4ケースの実線と円形環内側の全てに梁成35%の円孔のある*印の2ケースの点線で、これらは全て重なる。
イメージ図
実施実績 【試作】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】
実施権条件 本特許と関連する2件の特許はライセンスパッケージ情報に登録しております。特許実施許諾は通常実施権を前提とします。ランニング対価として30万円/年,3件の特許一括で50万円/年とします。

アピール情報

導入メリット 【改善】
改善効果1 曲げ降伏型梁に対するフランジへの管状体補強とせん断を受けるウェブへの円形環補強により、高い塑性変形能力を持つ薄肉・軽量の梁が可能になる。
改善効果2 ウェブ面の円形環とそれを間に縦スティフナーを設け且つ管状体による高い剛性のフランジとで、環外側にできるX型張力場で耐力を上げ繰返し履歴を安定化できる。
改善効果3 円形環内側に円形孔を設けても円形環外側の力の釣合から無開口ウェブのせん断降伏耐力は確保され、孔の有無に関係しない力学的性状になる。

登録者情報

登録者名称 株式会社構造材料研究会

技術供与

掲載された学会誌 【有】
掲載学会誌名1 22471「円形環補強ウェブとするH形断面梁の非線形挙動 1」 石田 薩川 鈴木 日本建築学会九州大会2014年9月
掲載学会誌名2 22495「繰返し荷重を受けるH形断面梁の非線形挙動 1」 薩川 鈴木 日本建築学会中国大会2017年8月
掲載学会誌名3 22496「繰返し荷重を受けるH形断面梁の非線形挙動 2」 鈴木 日本建築学会中国大会2017年8月
技術指導 【可】
期間 契約後1年間
技術指導料 【不要】 
コンサルティング 【可】
期間 契約後1年間
コンサルティング料 【不要】 

その他の情報

その他の提供特許
登録番号1 特許第5510597号
登録番号2 特許第5219179号
関連特許
国内 【有】
国外 【無】   
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