JP2671694B2 - Composite beam - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、大スパンを渡す部位に
使用される、建築物の床や屋根、土木構造物の床等を支
える、合成梁に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite beam which is used in a portion where a large span is passed and which supports floors and roofs of buildings, floors of civil engineering structures and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の合成梁は、図８に示すように、Ｈ
形断面の鉄骨梁９の上フランジ４の上にスタッド６を打
ち、コンクリートスラブ５と一体化させたものである。
そして、自重や外力（積載荷重）によって生じる曲げモ
ーメントには、図９に示すごとく、下フランジ１が引張
応力を負担し、またコンクリートスラブ５が圧縮応力を
負担することで、圧縮応力によって生じる座屈に弱い鉄
骨の弱点をカバーし、且つ鋼材が節約できる構造とされ
ている。また、鉄骨の上フランジは余り役に立っていな
いので、主に下フランジに断面を増した、図１０に示す
ような、断面が用いられることがある。2. Description of the Related Art As shown in FIG.
A stud 6 is struck on the upper flange 4 of the steel beam 9 having a shaped cross section to be integrated with the concrete slab 5.
As shown in FIG. 9, the lower flange 1 bears a tensile stress and the concrete slab 5 bears a compressive stress to a bending moment generated by its own weight or an external force (loading load). It has a structure that covers the weak points of the weak steel frame and saves steel material. Further, since the upper flange of the steel frame is not very useful, the cross section as shown in FIG. 10, in which the cross section is mainly added to the lower flange, may be used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】図８や図１０に示す、
従来方式による合成梁では、図１１に示すような施工の
段階のそれぞれの時点で荷重を受けるが、コンクリート
スラブを施工する（ｂ）の時点では、スラブの荷重を鉄
骨だけで支えることになる。スラブの重量は、一般的に
外力（積載荷重）より大きいため、この時に生じる応力
やたわみが大きく、合成梁としてのメリットが余り発揮
できない。Problems to be Solved by the Invention As shown in FIG. 8 and FIG.
The composite beam according to the conventional method receives a load at each stage of the construction as shown in FIG. 11, but at the time of (b) when the concrete slab is constructed, the load of the slab is supported only by the steel frame. Since the weight of the slab is generally larger than the external force (loading load), the stress and deflection generated at this time are large, and the merit as a composite beam cannot be fully exerted.
【０００４】このため、応力やたわみを押さえる目的
で、（１）部材断面を大きくする、（２）スラブを施工
するときに、外部より鉄骨梁を支える、（３）プレスト
レスを導入する、ことなどが考えられる。Therefore, in order to suppress stress and deflection, (1) increase the cross section of the member, (2) support the steel beam from the outside when constructing the slab, and (3) introduce prestress. And so on.
【０００５】しかし、（１）では、コスト面に加え、図
１２（たわみを３cmに押えた場合）示すように、梁せい
が大きくなり過ぎるという問題が生じる。また、（２）
では、鉄筋コンクリート構造のように、支保工を多く用
いることになり、作業性、コストがかかり過ぎる。な
お、（３）の方式は、従来、合成梁構造としては用いら
れたことが無い。他の構造に適用された例として、図１
３に示すようなものがある。However, in (1), in addition to cost, as shown in FIG. 12 (when the deflection is held down to 3 cm), there is a problem that the beam width becomes too large. Also, (2)
Then, as in the case of a reinforced concrete structure, many supporting works are used, so that workability and cost are too high. The method (3) has never been used as a composite beam structure in the past. As an example applied to another structure, FIG.
There is one as shown in 3.
【０００６】合成梁としてプレストレス方式が用い難い
のは、（ａ）ＰＣ鋼材が鋼材に囲まれていないため、力
が均等にかからず、締付け作業も行い難い、（ｂ）プレ
ストレスを導入しても、フランジが局部座屈しやすい、
梁がプレストレスによって横座屈しやすいなどの（図１
４）理由があるためと考えられる。本発明は上記のよう
な問題点を解消できるようにした合成梁を提供すること
を課題とするものである。It is difficult to use the prestressing method as a synthetic beam. (A) Since the PC steel material is not surrounded by the steel material, the force is not evenly applied and it is difficult to perform the tightening work. (B) The prestressing is introduced. Even so, the flange easily buckles locally,
Beams tend to buckle laterally due to prestress (Fig. 1
4) It is considered that there is a reason. It is an object of the present invention to provide a composite beam that can solve the above problems.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の合成梁は、コン
クリートスラブと鉄骨梁とを一体とした合成梁におい
て、上記鉄骨梁の下フランジを、上記コンクリートスラ
ブに接する上フランジより大きくした上下非対称の断面
形状にすると共に、上記下フランジを上方に向き開口す
るコ字状断面の形材とし、且つ上記鉄骨梁のウエブと上
記コ字状断面の下フランジとの間に形成される領域にＰ
Ｃ鋼材を張設したことを特徴とするものである。The composite beam of the present invention is a composite beam in which a concrete slab and a steel frame beam are integrated, and the lower flange of the steel beam is made larger than the upper flange in contact with the concrete slab. And the lower flange has a U-shaped cross section with an upward opening, and P is formed in a region formed between the web of the steel beam and the lower flange of the U-shaped cross section.
It is characterized in that C steel material is stretched.
【０００８】[0008]
【作用】合成梁の鉄骨部分において、下フランジを上フ
ランジより大きくした上下非対称の断面形状にすると共
に、下フランジを座屈し難いコ字状断面の形材とするこ
とにより、板厚を薄くでき、鋼材重量を少なくすること
ができる。[Function] In the steel frame part of the composite beam, the lower flange is made larger than the upper flange in a vertically asymmetrical cross-sectional shape, and the lower flange is formed into a U-shaped cross-section that is difficult to buckle, so that the plate thickness can be reduced. The steel material weight can be reduced.
【０００９】そして、ＰＣ鋼材を、上記鉄骨梁のウエブ
と上記コ字状断面の下フランジとの間に形成される領域
に張設することにより、梁部分の局部座屈や横座屈を防
止して、プレストレスを導入することができる。このプ
レストレスの導入により、応力とたわみを小さくするこ
とができる。こうして、大きなスパンに渡せることので
きる、安価で性能の良い合成梁を得ることができる。Then, the PC steel material is stretched in a region formed between the web of the steel beam and the lower flange of the U-shaped cross section to prevent local buckling and lateral buckling of the beam portion. Therefore, prestress can be introduced. By introducing this pre-stress, stress and deflection can be reduced. In this way, an inexpensive and high-performance composite beam that can be passed over a large span can be obtained.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００１１】鉄骨梁１９は、ウェブ３の上端に上フラン
ジ４を溶接し、ウェブ３の下端に、上記上フランジ４よ
り大きい下フランジ１０を溶接して構成されている。こ
うして、鉄骨梁１９の断面形状は上下非対称になってい
る。そして、上フランジ４に、コンクリートスラブ５を
一体化するための、複数のスタッドジベル６が溶接され
ている。The steel beam 19 is constructed by welding the upper flange 4 to the upper end of the web 3 and the lower flange 10 larger than the upper flange 4 to the lower end of the web 3. In this way, the cross-sectional shape of the steel beam 19 is vertically asymmetric. Then, a plurality of stud dowels 6 for integrating the concrete slab 5 are welded to the upper flange 4.
【００１２】下フランジ１０は、本体部１０ａの両端に
リップ部１０ｂを有して、コ字状断面になっている。そ
して、本体部１０ａの長手方向端部に、ＰＣ鋼棒２を張
設するための部材７が溶接され、ＰＣ鋼棒２は定着用ナ
ット８を介して所定の張力で張設されている。こうし
て、ＰＣ鋼棒２は、鉄骨梁１９のウェブ３と、下フラン
ジ１０のリップ部１０ｂとにより囲まれた領域に張設さ
れるようになっている。こうして、プレストレスを導入
すると、The lower flange 10 has lip portions 10b at both ends of the main body portion 10a and has a U-shaped cross section. Then, a member 7 for tensioning the PC steel rod 2 is welded to an end portion of the main body portion 10a in the longitudinal direction, and the PC steel rod 2 is tensioned via a fixing nut 8 with a predetermined tension. In this way, the PC steel rod 2 is stretched in a region surrounded by the web 3 of the steel beam 19 and the lip portion 10b of the lower flange 10. In this way, when introducing prestress,
【００１３】（１）図２及び図３の例に示すように、プ
レストレス導入の大きさ（下フランジ部の降伏応力に対
する導入力の大きさを％で表示）に応じて、応力及びた
わみ共に小さくできる。(1) As shown in the examples of FIGS. 2 and 3, both the stress and the flexure depend on the magnitude of the prestress introduction (the magnitude of the introduction force with respect to the yield stress of the lower flange portion is expressed in%). Can be made smaller.
【００１４】（２）応力やたわみが大きい場合、通常の
構造で下フランジの板厚を上げても、応力はかえって上
昇し、たわみもわずかしか小さくならないが、本発明の
ように下フランジをコ字状断面として、上下非対称の梁
とし、プレストレスを導入することにより、応力、たわ
み共に激減させることができる（図４、５）。(2) When the stress and deflection are large, even if the plate thickness of the lower flange is increased in the usual structure, the stress is rather increased and the deflection is only slightly reduced. Both the stress and the flexure can be drastically reduced by introducing a prestress into the beam having a vertical cross section and having a vertically asymmetric shape (FIGS. 4 and 5).
【００１５】（３）下フランジ部に導入するプレストレ
ス位置と、プレストレスが導入される範囲の重心位置と
の距離ｅが、本発明の場合には小さく、又リップ部の長
さｄを調節すれば、ｅ＝０とすることもでき、均等に応
力を導入することができる（図６）。(3) In the case of the present invention, the distance e between the prestress position introduced into the lower flange portion and the center of gravity position in the range where the prestress is introduced is small, and the length d of the lip portion is adjusted. Then, e = 0 can be set, and the stress can be uniformly introduced (FIG. 6).
【００１６】（４）大きなプレストレスを導入する場合
に危惧される局部座屈については、図７（ａ）に示す場
合に比較して、（ｂ）ではｂ／ｔの値にして、約３倍
（設計基準による）をとることができ、従って、同じ幅
ｂであれば、板厚が１／３でも同じ座屈抵抗があるもの
とみなされ、鋼材を薄くすることができる。(4) Regarding local buckling, which is feared when a large prestress is introduced, it is about 3 times as large as the value of b / t in (b) as compared with the case shown in FIG. 7 (a). (According to the design standard), and therefore, if the width b is the same, it is considered that the buckling resistance is the same even if the plate thickness is ⅓, and the steel material can be thinned.
【００１７】（５）同じく、大きなプレストレスを導入
する場合に危惧される梁全体の横座屈は、下フランジ部
のウェブ軸まわりの断面２次モーメントに依存し、図７
（ａ）に対して（ｂ）の場合には、同じ鋼材重量として
約２倍の断面２次モーメントを有するから（リップの高
さｄが、フランジ幅の１／３あるとした）、座屈荷重と
して２倍、同じ導入軸力なら２1/2 倍のスパンの梁が構
成できる。(5) Similarly, the lateral buckling of the entire beam, which is feared when a large prestress is introduced, depends on the second moment of area about the web axis of the lower flange portion.
In the case of (b) with respect to (a), since the same steel material has about twice the moment of inertia of area (assuming that the lip height d is 1/3 of the flange width), buckling Double the load, 2 1/2 if the same introduced axial force Double span beams can be constructed.
【００１８】（６）従来の構造では、たわみによって断
面が決まることが多く、又従来構造のままプレストレス
を導入しようとしても、座屈が問題になるため、高強度
の鋼材を使用し難かったが、プレストレスでたわみを押
え、座屈が生じ難い形状を用いたため、高強度鋼を使用
して重量を減らすことが可能となる。(6) In the conventional structure, the cross section is often determined by the flexure, and buckling becomes a problem even if the prestress is introduced into the conventional structure, so that it is difficult to use a high strength steel material. However, since the prestress is used to prevent the buckling and buckling, it is possible to reduce the weight by using high strength steel.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明の合成梁は上記のようなもので、
合成梁の鉄骨部分において、下フランジを上フランジよ
り大きくした上下非対称の断面形状にすると共に、下フ
ランジを座屈し難いコ字状断面の形材とすることによ
り、板厚を薄くでき、鋼材重量を少なくすることができ
る。The composite beam of the present invention is as described above.
In the steel part of the composite beam, the lower flange has a larger vertical asymmetrical cross-sectional shape than the upper flange, and the lower flange has a U-shaped cross-section that makes it difficult to buckle. Can be reduced.
【００２０】そして、ＰＣ鋼材を、上記鉄骨梁のウエブ
と上記コ字状断面の下フランジとの間に形成される領域
に張設することにより、梁部分の局部座屈や横座屈を防
止して、プレストレスを導入することができる。このプ
レストレスの導入により、応力とたわみを小さくするこ
とができる。こうして、大きなスパンに渡せることので
きる、安価で性能の良い合成梁を得ることができる。Then, the PC steel material is stretched in a region formed between the web of the steel beam and the lower flange of the U-shaped cross section to prevent local buckling and lateral buckling of the beam portion. Therefore, prestress can be introduced. By introducing this pre-stress, stress and deflection can be reduced. In this way, an inexpensive and high-performance composite beam that can be passed over a large span can be obtained.
【図１】本発明の一実施例を示す断面図と側面図。FIG. 1 is a sectional view and a side view showing an embodiment of the present invention.
【図２】プレストレスを導入した場合の、施工段階での
応力を、プレストレスを導入しなかった場合と対比して
示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view showing the stress at the construction stage when prestress is introduced, as compared with the case where prestress is not introduced.
【図３】プレストレスを導入した場合の、施工段階での
たわみを、プレストレスを導入しなかった場合と対比し
て示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing the deflection at the construction stage when prestress is introduced, in comparison with the case where prestress is not introduced.
【図４】プレストレスを導入した場合の、下フランジの
板厚と応力との関係を、プレストレスを導入しなかった
場合と対比して示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the plate thickness of the lower flange and stress when introducing prestress, in comparison with the case where no prestress is introduced.
【図５】プレストレスを導入した場合の、下フランジの
板厚とたわみとの関係を、プレストレスを導入しなかっ
た場合と対比して示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the plate thickness of the lower flange and the deflection when prestress is introduced, in comparison with the case where no prestress is introduced.
【図６】下フランジ部に導入するプレストレス位置と、
プレストレスが導入される範囲の重心位置との距離ｅ
を、従来の場合と対比して示す説明図。FIG. 6 shows a prestress position to be introduced into the lower flange portion,
Distance from the center of gravity in the range where prestress is introduced e
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the above in comparison with a conventional case.
【図７】下フランジの断面形状をコ字状にすることによ
る、座屈抵抗作用の説明図。FIG. 7 is an explanatory view of the buckling resistance action by making the cross-sectional shape of the lower flange U-shaped.
【図８】従来の標準的な合成梁の断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional standard composite beam.
【図９】合成梁に作用する力、応力の説明図。FIG. 9 is an explanatory view of forces and stresses acting on the composite beam.
【図１０】従来の上下のフランジが非対称になっている
合成梁の断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional composite beam in which upper and lower flanges are asymmetric.
【図１１】従来の合成梁の施工順序と、各段階での力の
かかり方及び抵抗する部分を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a construction order of a conventional composite beam, a method of applying a force at each stage, and a resistance portion.
【図１２】従来の合成梁での、梁スパン長さによる、鉄
骨梁せいの試算例の説明図。FIG. 12 is an explanatory view of an example of trial calculation of steel frame beams based on beam span lengths in a conventional composite beam.
【図１３】従来の合成梁以外の構造に、プレストレスを
導入した例の説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of an example in which prestress is introduced into a structure other than the conventional composite beam.
【図１４】従来の合成梁の鉄骨梁に、プレストレスを導
入しようとする場合の問題点の説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of a problem when trying to introduce prestress into a steel beam of a conventional composite beam.
２…ＰＣ鋼材、３…ウェブ、４…上フランジ，５…コン
クリートスラブ、１０…下フランジ、１０ａ…下フラン
ジ本体、１０ｂ…リップ部、１９…鉄骨梁。2 ... PC steel, 3 ... Web, 4 ... Upper flange, 5 ... Concrete slab, 10 ... Lower flange, 10a ... Lower flange body, 10b ... Lip part, 19 ... Steel beam.
Claims (1)
した合成梁において、上記鉄骨梁の下フランジを、上記
コンクリートスラブに接する上フランジより大きくした
上下非対称の断面形状にすると共に、上記下フランジを
上方に向き開口するコ字状断面の形材とし、且つ上記鉄
骨梁のウエブと上記コ字状断面の下フランジとの間に形
成される領域にＰＣ鋼材を張設したことを特徴とする合
成梁。1. In a composite beam in which a concrete slab and a steel beam are integrated, a lower flange of the steel beam has a vertically asymmetrical cross-sectional shape larger than an upper flange in contact with the concrete slab, and the lower flange is A composite material having a U-shaped cross-section that opens upward and a PC steel material is stretched in a region formed between the web of the steel beam and the lower flange of the U-shaped cross-section. Beams.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP721392A JP2671694B2 (en) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | Composite beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP721392A JP2671694B2 (en) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | Composite beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05195600A JPH05195600A (en) | 1993-08-03 |
| JP2671694B2 true JP2671694B2 (en) | 1997-10-29 |
Family
ID=11659724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP721392A Expired - Lifetime JP2671694B2 (en) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | Composite beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671694B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012012788A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Takenaka Komuten Co Ltd | Steel beam with slab |
Families Citing this family (3)
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| KR100561195B1 (en) * | 2005-11-04 | 2006-03-15 | 정상욱 | Girder adhered reinforce rib in web and it's construction method |
| JP4826807B2 (en) * | 2007-05-08 | 2011-11-30 | 住友金属工業株式会社 | Composite beam |
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-
1992
- 1992-01-20 JP JP721392A patent/JP2671694B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012012788A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Takenaka Komuten Co Ltd | Steel beam with slab |
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| JPH05195600A (en) | 1993-08-03 |
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