薄肉・軽量化を図る円形環補強梁,連続開口ウェブ梁

開放特許情報番号
L2014001793
開放特許情報登録日
2014/9/25
最新更新日
2017/9/5

基本情報

出願番号 特願2012-250992
出願日 2012/11/15
出願人 株式会社 構造材料研究会
公開番号 特開2014-098281
公開日 2014/5/29
登録番号 特許第5219179号
特許権者 株式会社 構造材料研究会
発明の名称 せん断曲げを受ける構造部材の円形環補強構造
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 H形断面梁部材で、ウェブのせん断降伏が先行し且つ高い塑性変形能力が要求される梁。部材長手方向へ円形環を等間隔に配し円形環内側のウェブに同心円となる任意径の円形孔を設けた連続開口ウェブ型の梁。
目的 面内せん断を受けるウェブがせん断降伏荷重に至り且つその後も耐力維持し、正負交番の繰返し荷重にも安定した履歴を維持できるようにする。円形環内側領域ではせん断応力を構成する圧縮応力成分は90度方向を変え引張応力となり、元々ある引張応力成分と合わせてせん断応力は維持される。円形環を挟み縦方向スティフナーを設けて環外側で拘束力を生み、降伏荷重を上回る耐力上昇を必要とする繰返し載荷にも対応できる。円形環の内側に任意径の円孔を設けても環外側の釣合により梁の性能を維持する。
効果 代表図に示すよう、本補強構造によりウェブの降伏せん断荷重は確保され、せん断変形の進行に伴い新たな引張抵抗力として σ’が発生しX字状の張力場が形成される。左側図の一方向加力では実線群は降伏後もせん断耐力が上がり、○印実線の厚板と同じ力の釣合が保たれる。円形環内側に円孔があっても下部点線群で示すよう、環外側の領域で構成されるX字状張力場で孔の無い場合のせん断降伏耐力には届く。右側解析図では正負交番繰返し載荷での実線群は略同じループとなり、無補強の点線と比べ大きく改善されている。
技術概要
概略イメージ1はせん断降伏型の短い梁の実施例で、ウェブの表裏面交互に円形環と縦スティフナーとを一定区間毎に配した全景と一部の詳細である。梁の全長に亘りウェブのせん断降伏荷重の確保と降伏後の耐力上昇を図る構造である。解析図で示す実線の履歴ループはウェブが先行して降伏する場合で力の釣合は安定している。梁両端部のフランジが先に降伏する場合はその時点の降伏荷重で降伏が始まり、結果は点線の履歴ループとなる。
概略イメージ2は低いせん断耐力でのせん断降伏型梁を意図したもので、円形環の径を大きく且つ環内側に円孔を設けた構造である。円孔によりウェブのせん断耐力の低下は力の釣合から梁成の斜め45度の対角線長さと円孔径が差引かれた長さの比で略降伏が始まり、その後円形環外側のX字状張力場で安定した状態が維持される。解析の結果は円形環内側に径の異なる円孔を設けた場合が実線であるが、ウェブ板厚12mmの点線の履歴ループを基準とすれば、孔径に応じウェブ板厚9mm、6mm相当のウェブのせん断降伏型梁と見なすことができる。
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 【 】
改善効果1 過大なせん断力を受ける梁に対し、ウェブ面の円形環内側で局部変形が進行してもせん断応力を100%維持できて、降伏せん断荷重の確保が容易となる。
改善効果2 円形環を挟み上下フランジ間に縦スティフナーを設けることで環外側にX字状の張力場ができ、ウェブのせん断降伏荷重を大幅に上回る耐力となる。
改善効果3 円形環内側に任意径の円形穴を設けた場合、円形環と縦スティフナーとでできる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 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2 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
掲載学会誌名3 22497「繰返し荷重を受けるH形断面梁の非線形挙動 3」石田 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5500472号
関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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