JPS61250249A - Rib material for adhesive construction method - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は接着工法用肋材に関し、詳しくは、接着工法に
よる構造物の肋材として本質的に適した断面形状を有す
る接着工法用肋材に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to ribs for adhesive construction, and more specifically, ribs for adhesive construction that have a cross-sectional shape essentially suitable as ribs for structures constructed by adhesive construction. It is related to.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、船舶、車両、航空機、建築用等の構造物において
板材と肋材とを結合する代表的工法に鍜接と溶接とがあ
るが、近時接着工法も分野によっては多く行われるよう
になってきている。Conventionally, the typical methods of joining plates and ribs in structures such as ships, vehicles, aircraft, and buildings have been welding and welding, but in recent years adhesive methods have also become popular in some fields. It's coming.

板材と肋材とを鍜接する場合に使われる従来の肋材の断
面形状は、第１４−Ａ図に示す等通出形、第１４−Ｂ図
に示す不等辺山形及び第１４−０図に示す球出形のいづ
れの場合も防振のための強度及び剛性を与えるウェブ１
と鍜接辺となるフランジ２と、球出形の場合は断面効率
を良くするためのバルブ３とを備えている。The cross-sectional shapes of conventional ribs used when joining plates and ribs are the equilateral shape shown in Figure 14-A, the scalene shape shown in Figure 14-B, and the scalene shape shown in Figure 14-0. Web 1 that provides strength and rigidity for vibration isolation in any of the spherical shapes shown.
A flange 2 serving as a flange contact side, and a valve 3 for improving cross-sectional efficiency in the case of a spherical shape.

この場合、ウェブｌ及びフランジ２の厚さは幅方向に沿
って一定であり、ウェブｌ、フランジ２の取合部の内隅
及びウェブ１、フランジ２の辺縁端の見合う側のみ円弧
形状の隅肉および面とりがある。In this case, the thickness of the web 1 and the flange 2 is constant along the width direction, and only the inner corner of the joining part of the web 1 and the flange 2 and the matching side of the edge of the web 1 and the flange 2 have an arc shape. There are fillets and chamfers.

これを板材に鍜接する場合は、上記の等厚のフランジ２
を第１５−Ａ図、第１５−Ｂ図及び第１５−Ｃ図のごと
く板材４に接しさせて鋲１０を据えこみ、かしめており
、辺の厚さが等厚であることを要するのは、鋲１０のか
しめ段階での変形が鋲１０の中心軸のまわりのすべての
周辺関連寸法が軸対称であることを要するからである。When attaching this to a plate material, use the same thickness flange 2 mentioned above.
15-A, 15-B and 15-C, the rivets 10 are placed in contact with the plate material 4 and crimped, and the thickness of the sides must be equal. , since the deformation of the stud 10 during the crimping stage requires that all peripheral related dimensions around the central axis of the stud 10 be axially symmetrical.

次に、溶接の場合は、板材４に接するフランジ２を要し
ないので、第１６−Ａ図及び第１６−Ｂ図のごとく肋材
断面はフランジ２を取除いたウェブ１のみの形状、即ち
第１６−Ａ図の平形や、第１６−Ｂ図の球子形となり、
これらを第１７−Ａ図及び第１７−Ｂ図のごとく板材４
に隅肉溶接で取りつけ、または断面効率を良（するため
に第１７−Ｃ図のごと（山形を逆向きに、所謂逆山形と
して同じく隅肉溶接で取付けている。Next, in the case of welding, since the flange 2 in contact with the plate material 4 is not required, the cross section of the rib has the shape of only the web 1 with the flange 2 removed, as shown in Figures 16-A and 16-B. It becomes a flat shape as shown in Figure 16-A and a spherical shape as shown in Figure 16-B.
As shown in Fig. 17-A and Fig. 17-B, the plate material 4
It is attached by fillet welding, or in order to improve cross-sectional efficiency, it is attached by fillet welding as shown in Figure 17-C (with the chevron facing in the opposite direction, so-called a reverse chevron).

さて、更に接着工法で構造物を形成する際には、その接
着面積をかなり持たせた方が実際的であるので航空機等
のハニカム構造のものを除き、肋材にはフランジ２を持
たせることになり、自動車、航空機、鉄道車両等では薄
肉ハツト形断面、即ちＵ字形の両端にフランジをそれぞ
れ取付けた形状のものが多用されている。Now, when forming a structure using the adhesive method, it is practical to have a considerable adhesive area, so except for honeycomb structures such as aircraft, ribs should have flanges 2. Therefore, in automobiles, aircraft, railway vehicles, etc., a thin-walled hat-shaped cross section, that is, a U-shape with flanges attached to both ends, is often used.

一方、船舶の構造部材に接着工法が採用された例は未だ
紹介されていないが、船舶の場合は、肋材がその端末で
相隣る肋材に肘板等で内方を伝達して肋材のリングを形
成するのが強度上効率が良いのが通常で、従って船舶を
接着工法で作る場合は肘板結合に不便なフランジ付ハツ
ト形でなく、簡単に肘板が付けられるフランジ付形材が
実際的で、例えば第１８図及び第１９図に例示するごと
く、鋲結合のときの断面形状のものを使用することが先
づ考えられ、第１８図は例として球山形を用いた肋材を
板材４に所定間隔にわたって用いたものであり、第１９
図はウェブ１に傾斜してベベルどりしたフランジ２を有
する球山形を用いたものである。On the other hand, although no examples have yet been introduced in which the adhesive method has been adopted for structural members of ships, in the case of ships, ribs are connected inwardly to adjacent ribs at their ends using elbow plates, etc. Forming a ring of wood is usually more efficient in terms of strength, so when building a ship using the adhesive method, instead of using a flanged hat shape that is inconvenient for joining elbow plates, use a flanged type that allows for easy attachment of elbow plates. It is first considered to use materials that are practical and have a cross-sectional shape when joining with rivets, as illustrated in FIGS. 18 and 19, and FIG. The material is used for the plate material 4 over a predetermined interval, and the 19th
The figure uses a ball-mounted web 1 having an inclined and beveled flange 2.

次に、船舶等を、実際にこのような従来断面形状の肋材
を用いて接着工法で建造してみたことはまだ文献で紹介
されていないが、かりにこのような断面を用いた場合、
接着に関する従来の経験及び関連する要素実験から類推
すると、接着層の剥離強度が不充分な時、第１８図中の
矢印５と付番した個所、即ち、ウェブ１、フランジ２取
合部外側コーナー個所で接着が剥離を開始し、一旦剥離
を開始する４応用集中により次第に剥離範囲が広がり、
遂にはフランジ２の全幅におよぶことが考えられる。Next, although no literature has yet reported that ships, etc. have actually been constructed using the gluing method using ribs with such a conventional cross-sectional shape, if such a cross-section is used,
By analogy with conventional experience regarding adhesion and related elemental experiments, when the peel strength of the adhesive layer is insufficient, the area marked with arrow 5 in FIG. The adhesive starts to peel off at certain points, and once it starts peeling, the area of peeling gradually expands due to concentration of 4 applications.
It is conceivable that eventually the entire width of the flange 2 will be covered.

また、第１９図に示すごとく、板材４が船舶の船首尾の
外板などにおいて、防撓材のウェブ１の面と斜交してい
る時は、フランジ２を板材４に沿うようにウェブ１との
角度を予め板材４に沿うまでヘベル取りと称する前加工
を施した上で組立て、板材４との接着を行うことになる
が、この場合も矢印５で付番した個所で剥離が開始され
ると思われる。In addition, as shown in FIG. 19, when the plate 4 is diagonally intersecting the surface of the web 1 of the stiffener in the outer plating of the bow and stern of a ship, the flange 2 is moved along the web 1 so as to run along the plate 4. A pre-processing process called hevel removal is applied to the plate material 4 until the angle is aligned with the plate material 4, and then the plate material 4 is assembled and bonded to the plate material 4. However, in this case as well, peeling will start at the point numbered with arrow 5. It seems to be that.

接着剤の剥離は、接着構造ではその構造材の機能の喪失
を意味する訳で、このようなリスクを予め防止する対策
を講じておかねばならない。Peeling of adhesive means loss of function of the structural material in adhesive structures, so measures must be taken to prevent such risks in advance.

この対策として当然考えられることは、接着層の耐剥離
強度を接着剤の配合及びそれに対応した接着施工法によ
り予め充分高くしておくことである。As a natural countermeasure to this problem, it is natural to make the peel resistance strength of the adhesive layer sufficiently high in advance by adjusting the composition of the adhesive and the corresponding adhesive construction method.

しかし、例えば構造用接着剤の基剤として良く使用され
るエポキシ系樹脂に、可溶性ナイロンを混合し、ジシア
ンジアミドを硬化剤として使用したものは、ナイロン非
配合のものに比し剥離強度は格段に良くなるものの、例
えば２　ｋｇ／ｃ１１の加圧下で１７０℃の加熱を要し
、非配合のものが接触圧程度で中温硬化、所要強度によ
って常温硬化ですむのに対し、設備費、°工費、加熱費
を要し、特に船舶が大型になると、構造物の性格上、こ
れらの加圧、加熱は不可能といってよい程実際的でなく
なる。However, for example, products that mix soluble nylon with epoxy resin, which is often used as a base for structural adhesives, and use dicyandiamide as a hardening agent have much better peel strength than those that do not contain nylon. However, for example, it requires heating to 170℃ under a pressure of 2 kg/c11, and whereas a non-compounded product can be cured at medium temperature under contact pressure and cured at room temperature depending on the required strength, equipment costs, labor costs, and heating are required. Pressurization and heating are expensive and, especially when the ship becomes large, due to the nature of the structure, pressurization and heating become impractical to the point of being impossible.

以上、従来の断面形状の肋材のもつ欠点を包括的に述べ
たが、更に従来の断面形状のものでは、各種外力作用時
に何故剥離に弱いことになるかを以下補足する。力学的
数式による表現は避け、直観的に分りやすいよう誇張し
て表現した変形モードの図を用いて説明する。The drawbacks of ribs with conventional cross-sectional shapes have been comprehensively described above, but the reason why ribs with conventional cross-sectional shapes are susceptible to peeling when various external forces are applied will be supplemented below. Expressions using mechanical formulas will be avoided, and explanations will be given using diagrams of deformation modes that are exaggerated to make it easier to understand intuitively.

まず、第２０図は外板である板材４に船舶のりンク内の
ごとく、内圧のかかる場合の変形モードであり、フラン
ジ２と板材４との間の接着層１１の厚さも極端に誇張し
て示しであるが、図から見て判るごとく、矢印５と付番
した個所の接着層１１の引張り歪、従って引張り応力が
フランジ２の他の場所の接着層１１のそれらより多く、
外力に対応する応力が剥離応力を超えると、この場所よ
り破断する。First, Fig. 20 shows the deformation mode when internal pressure is applied to the plate 4, which is the outer plate, as in the link of a ship, and the thickness of the adhesive layer 11 between the flange 2 and the plate 4 is extremely exaggerated. As can be seen from the figure, the tensile strain, and therefore the tensile stress, of the adhesive layer 11 at the location numbered arrow 5 is greater than that of the adhesive layer 11 at other locations on the flange 2.
When the stress corresponding to the external force exceeds the peeling stress, it breaks from this location.

破断すると、破断した場所と破断していない場所との境
いには応力が集中し、第２１図に示すごとく破断が進行
する。When it breaks, stress concentrates at the boundary between the broken place and the unbroken place, and the break progresses as shown in FIG. 21.

それにつれて、未破断の残部で、破断前の伝達力を持た
ねばならぬので平均応力は加速度的に上昇し、次々破断
して全面１１ｆ１Ｍに至る。As the remaining unbroken portions must have the transmission force before breaking, the average stress increases at an accelerating rate, and they break one after another until reaching the entire surface 11f1M.

このようにウェブ１端より剥離がはじまるのは、面内剛
性の高いウェブ１端に接着層１１の端末があるからであ
る。The reason why the peeling starts from the first end of the web is that the end of the adhesive layer 11 is located at the first end of the web, which has high in-plane rigidity.

第２２図及び第２３図は高速舟艇におけるごとく、外か
らの波浪衝撃圧力の分布が各図の上半に示すように尖鋭
的で、かつ波と船体との出会い周期、船体姿勢の変化に
より、その圧力中心が経時的に位置を変えて行く場合を
示し、矢印５の個所で圧縮、引張りの繰返し応力をうけ
疲労亀裂を起し易いのは、面内剛性の高いウェブ１端に
接着Ｍｌｌの端末があるからであるが、フランジ２端の
矢印６の個所でもフランジ２の剛性がかなりあるため、
フランジ２端の板材４への追随性が悪く、ここでも繰返
し応力がかなり高く、疲労亀裂を起しやすい。Figures 22 and 23 show that, as in a high-speed boat, the distribution of external wave impact pressure is sharp as shown in the upper half of each figure, and due to the period of encounter between waves and the hull and changes in the hull attitude, This shows the case where the center of pressure changes its position over time.The location indicated by arrow 5 is likely to cause fatigue cracks due to repeated compressive and tensile stress. This is because there is a terminal, but the flange 2 also has considerable rigidity at the point indicated by arrow 6 at the end of the flange 2.
The followability of the flange 2 end to the plate material 4 is poor, and the repeated stress here is also quite high, making fatigue cracks likely to occur.

以上に加えて、船舶ならば、その平行部を外れ、船首尾
部でフランジ２にベベルを取る範囲になると、第２４−
Ａ図及び第２４−Ｂ図に示すごとく、フランジ２とウェ
ブ１との交差部の剛性が高いため、プレス加工にしろ、
焼き曲げ加工にしろ、またはアルミ材の場合に考えられ
るクランプレバ−による曲げ加工にしろ、矢印５の位置
及びフランジ２端の矢印６の位置が出張ったフランジ面
になりやすく、また交差部剛性が、高いため、フランジ
２のベベルの角度が板材４の傾斜とよく合うような精度
が出にくい。In addition to the above, in the case of a ship, when the flange 2 is beveled at the bow and stern part of the vessel, the 24th-
As shown in Figure A and Figure 24-B, the intersection between the flange 2 and the web 1 has high rigidity, so even if it is pressed,
Whether it is baked bending or bending using a clamp lever, which can be considered in the case of aluminum materials, the position of arrow 5 and the position of arrow 6 at the 2nd end of the flange tend to be protruding flange surfaces, and the rigidity of the intersection is Because of the height, it is difficult to achieve accuracy such that the angle of the bevel of the flange 2 matches well with the inclination of the plate material 4.

従って、板材４を接着した時、接着層１１の厚さがフラ
ンジ２の幅に沿い均一でなく、板材４に接触している個
所以外では、厚くならざるを得ない。Therefore, when the plate material 4 is bonded, the thickness of the adhesive layer 11 is not uniform along the width of the flange 2, and is inevitably thicker in areas other than the areas where it is in contact with the plate material 4.

この過剰膜厚は一般に接着剤の硬化時に内部残留応力を
発生し、有効強度を極端に下げることになりがちであり
、硬化時に体積収縮が最少になるような接着剤を使用し
ても膜厚が不等であり、かつ厚すぎる影響は残り、前述
の平行部における問題にこのファクタが重積し、信頼の
おける接着ができないことになる。This excessive film thickness generally generates internal residual stress when the adhesive cures, which tends to drastically reduce the effective strength. The effects of unequal and excessive thickness remain, and this factor is compounded on top of the problems with the parallel sections described above, resulting in no reliable adhesion.

以上のごとく、従来の肋材の断面形状においては、接着
層の端末で剥離応力が高くなるような肋材の剛性分布で
あることと、フランジのベベルを取る予備工作過程にお
いて、フランジのベベル面の平面が出しにくく、かつ板
材との平行度も出しにくく、その結果、板材と肋材のフ
ランジとの面一様接触の精度が出せず、所謂、はだ付き
が悪く、隙間が多くて不整な状態のまま、本質的にはだ
付きの良さを要求する接着工法になじまぬような剛性分
布であることの理由から、接着層の端末が剥離しやすく
、従って接着の全システムが実際的でない程の耐剥離強
度向上を目標として接着工法を組立てねばならなかった
。As mentioned above, in the cross-sectional shape of conventional ribs, the stiffness distribution of the ribs is such that the peeling stress is high at the end of the adhesive layer, and in the preliminary machining process to remove the bevel of the flange, the beveled surface of the flange It is difficult to obtain a flat surface, and it is also difficult to obtain parallelism with the plate material.As a result, it is difficult to achieve even surface contact between the plate material and the flange of the rib, resulting in poor soldering and irregularities with many gaps. Due to the stiffness distribution being unsuitable for adhesive methods that inherently require good adhesion, the ends of the adhesive layer tend to peel off, making the entire adhesive system impractical. We had to create an adhesive method with the goal of improving peel resistance to a certain degree.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

そこで本発明は、前記従来の断面形状の欠点を解消する
ためになされたものであり、断面形状を工夫することに
より、接着層に要求される耐剥離強度が少くてすむもの
とし、それにより接着剤の処方の自由度を高めて、構造
物建造の工場の性格、環境との整合をとりやすくし、接
着剤、界面前処理から硬化終了までの設備費、工費、熱
源費を含む全接着費を最少ならしめると共に、接着強度
の信頼性を高めることを目的としたものである。Therefore, the present invention has been made to eliminate the drawbacks of the conventional cross-sectional shape, and by devising the cross-sectional shape, the peel strength required for the adhesive layer can be reduced, thereby making it possible to reduce the peel strength required for the adhesive layer. By increasing the degree of freedom in formulation, it is easier to match the characteristics and environment of the structure construction factory, and the total adhesive cost including equipment costs, labor costs, and heat source costs from adhesive and interface pretreatment to completion of curing can be reduced. The purpose of this is to minimize the amount of bonding and increase the reliability of the bonding strength.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

即ち、本発明の接着工法用肋材は、板材に接着される肋
材の接着用フランジを、その肋材のウェブの両側に設け
ることにより構成され、また、肋材のウェブの両側に設
けられている接着用のフランジのウェブ結合部における
厚さよりもフランジ縁端における厚さが減少して形成さ
れること及び肋材のウェブのフランジ結合端における厚
さがウェブの他の場所の厚さよりも減少して形成される
ことが好ましい構成である。That is, the ribs for the adhesive construction method of the present invention are constructed by providing adhesive flanges of the ribs to be bonded to the board on both sides of the web of the ribs; The adhesive flange is formed with a reduced thickness at the flange edge than at the web joint, and the thickness of the rib web at the flange joint end is less than the thickness elsewhere in the web. It is a preferable configuration to be formed in a decreasing manner.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第１−
Ａ図、第１−Ｂ図、第１−Ｃ図、第１−Ｄ図及び第１−
Ｅ図は本発明の各実施例における接着工法用肋材の断面
図である。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
Figure A, Figure 1-B, Figure 1-C, Figure 1-D, and Figure 1-
Figure E is a cross-sectional view of ribs for adhesive construction in each embodiment of the present invention.

まず、本発明の肋材の断面形状は、接着用のフランジ２
がウェブ１の両側に設けられ、またそのフランジ２の厚
さがウェブ結合部よりもフランジ縁端が減少して形成さ
れており、更に、ウェブ１のフランジ２端における厚さ
がウェブ１の他の場所の厚さより減少して形成される特
徴を併せもつものであり、これらの各実施例で第１−Ａ
図は平形に、第１−Ｂ図は球平形に、第１−Ｃ図はウェ
ブ１の両側にバルブ３をもつ球平形に、第１−Ｄ図と逆
山形に、そして第１−Ｅ図はウェブ１の両側に面材をも
つ逆山形に、上記の特徴をもつ接着用のフランジ２をそ
れぞれ設けたもので第１−Ａ図のものを平Ｔ形と、第１
−Ｂ図、第１−Ｃ図のものを球Ｔ形と、そして第１−Ｄ
図、第１−Ｅ図のものを逆出Ｔ形とそれぞれ仮に名付け
ておくことにする。First, the cross-sectional shape of the ribs of the present invention is based on the adhesive flange 2.
are provided on both sides of the web 1, and the thickness of the flange 2 is formed such that the flange edge is smaller than that of the web joining part, and furthermore, the thickness of the flange 2 of the web 1 is smaller than that of the web 1. In each of these embodiments, the thickness of the first-A
The figure shows a flat shape, FIG. 1-B shows a spherical flat shape, FIG. 1-C shows a spherical flat shape with valves 3 on both sides of the web 1, FIG. 1-D shows an inverted chevron shape, and FIG. 1-E shows a flat shape. is an inverted chevron-shaped web 1 with facing materials on both sides, and is provided with adhesive flanges 2 having the above characteristics, and the one in Fig. 1-A is a flat T-shape, and the one in Fig.
-B and 1-C are spherical T-shaped, and 1-D
The ones in Figures 1-E will be tentatively named inverted T-shape.

これらのうち、球Ｔ形を例にとり、２肋骨スペースにわ
たり平行部の板材４と接着した場合の断面を第２図に、
非平行部の板材４と接着した場合の断面を第３図に示し
ている。Among these, taking the ball T shape as an example, the cross section when it is glued to the parallel plate material 4 over two rib spaces is shown in Figure 2.
FIG. 3 shows a cross section of the non-parallel portion when bonded to the plate material 4.

第４図は船舶のタンク内のごとく内圧のかかった場合の
変形モードを誇張して示しており、フランジ２の板厚が
先に行くにつれ薄くなっているので、先になる程曲げ剛
性が小になり、板材４の変形への追随がよい。Figure 4 exaggerates the deformation mode when internal pressure is applied, such as in a ship's tank, and the thickness of the flange 2 becomes thinner as it goes forward, so the bending rigidity decreases as it goes forward. Therefore, it follows the deformation of the plate material 4 well.

従って、接着層１１の矢印６で示す末端で接着層１１の
剥離方向への歪、応力が前記第２０図の従来の場合の矢
印５で示す個所における歪、応力よりはるかに小さく、
剥離が起らないようになる。Therefore, the strain and stress in the peeling direction of the adhesive layer 11 at the end indicated by the arrow 6 of the adhesive layer 11 are much smaller than the strain and stress at the point indicated by the arrow 5 in the conventional case of FIG.
Peeling will not occur.

第４図における矢印５で示す個所は第２０図の矢印５で
示す個所と異なり、接着層端剥離力は働かず、単純な引
張り歪で、一般に接着層１１の単純引張り耐力は端末剥
離耐力に比し迩かに大きく、破断のおそれはない。The location indicated by arrow 5 in FIG. 4 is different from the location indicated by arrow 5 in FIG. It is relatively large and there is no risk of breakage.

第５図、第６図は前記第２２図、第２３図の従来例に対
応するもので、フランジ２の板材変形モードへの追随性
がよくなっているため、矢印６で示す末端の個所での圧
縮、引張り繰返し歪が極めて少くなることを直観的に示
している。5 and 6 correspond to the conventional examples shown in FIGS. 22 and 23, and since the flange 2 has better ability to follow the plate deformation mode, the end point indicated by the arrow 6 This intuitively shows that the repeated compression and tensile strain of the material is extremely small.

第７−Ａ図、第７−Ｂ図は第２４−Ａ図、第２４−Ｂ図
の従来例に対応するもので、ベベル取り加工を行う時、
塑性変形は所謂塑性ヒンジで集中して起り、そこで変形
が進行しているあいだ他の個所では塑性変形が起らない
ことを巧妙に利用した断面形状であることを示、してい
る。Figures 7-A and 7-B correspond to the conventional examples shown in Figures 24-A and 24-B, and when performing bevel removal processing,
This shows that the cross-sectional shape cleverly takes advantage of the fact that plastic deformation occurs concentratedly at the so-called plastic hinge, and while deformation progresses there, plastic deformation does not occur elsewhere.

即ち、ベベル取りの加工モーメントはウェブｌとフラン
ジ２との交点付近に最大のものが分布するが、たまたま
図中の矢印７で示す場所の厚さが、ウェブ１の他の部分
及びフランジ２の中央部よりも薄いために表面の材料の
降伏が矢印７の場所の表面で先づ起り、次いで降伏は矢
印７の個所の深部に及ぶ。That is, the maximum machining moment for bevel removal is distributed near the intersection of the web 1 and the flange 2, but it just so happens that the thickness at the location indicated by the arrow 7 in the figure is the same as that of the other parts of the web 1 and the flange 2. Since it is thinner than the central part, the surface material yields first at the surface at the arrow 7 location, and then the yielding extends to the depth at the arrow 7 location.

つまり、矢印７の場所に塑性ヒンジが起きる訳で、この
場所でのみ塑性角変形が発生し、他の場所では加力の道
具の構成により変形がなにがしか起きても弾性変形しか
生じない。In other words, a plastic hinge occurs at the location indicated by arrow 7, and plastic angular deformation occurs only at this location, and at other locations, depending on the configuration of the applying tool, only elastic deformation occurs even if some deformation occurs.

ベベル取りの加力を取除くと、弾性変形は原形にもどり
、塑性変形のみが残留変形となる。When the applied force for removing the bevel is removed, the elastic deformation returns to its original shape and only the plastic deformation remains.

即ち、フランジ２の面は平面性を回復し完全な平面にも
どる。That is, the surface of the flange 2 recovers its flatness and returns to a completely flat surface.

また、ベベル角の精度については、矢印７の個所のスプ
リングバックのみ考慮して加力すれば良いので角度精度
も良くでる。Further, regarding the accuracy of the bevel angle, since it is only necessary to apply force while taking into account the springback at the location indicated by the arrow 7, the angular accuracy is also good.

ここで、上記のように先端に行くにつれて薄（なるよう
なフランジ２の形状や、ウェブ１端の薄い個所が、内方
の伝達上差支えないかをチェックして見る。At this point, check to see if the shape of the flange 2, which becomes thinner toward the tip as described above, and the thinner part at the end of the web 1, will cause any problem in internal transmission.

まず、第８図に肋材スペースｌ、板材４の板厚ｔ、球子
形のフランジ２の板厚が、例えば、中央でｔ１縁部で０
．２ｔ、ウェブ１の他の一般の部分の板厚ｔ、ウェブ１
とフランジ２との交点で０゜９５ｔ１フランジ２の全幅
１／１０のものを、図示の都合上肋材のスペースｌのみ
他より縮めて囚にて示している。First, in Fig. 8, the rib space l, the plate thickness t of the plate 4, and the plate thickness of the ball-shaped flange 2 are, for example, 0 at the center and at the edge.
．． 2t, thickness t of other general parts of web 1, web 1
0°95t1 at the intersection with the flange 2 and 1/10 of the full width of the flange 2. For convenience of illustration, only the space 1 of the ribs is shown as being smaller than the others.

そこで、これに典型的外力として■のごとく等分布荷重
をかけると、フランジ２の剛性を無以上は支点間にわた
り梁間性が一様である時の解であり、その支点付近にお
いて、接着層なる弾性結合をへだててフランジ２を持つ
ときの解ではなく、正しくは有限要素法による電算でな
ければ解は求まらないが、一般的傾向を見るよすかには
なり得る。Therefore, if a uniformly distributed load is applied to this as a typical external force as shown in This is not a solution when the elastic coupling is separated and the flange 2 is used, and the solution cannot be found unless calculation is performed using the finite element method, but it can be used to see the general tendency.

一般に防撓材を持つパネルの外板材の板厚は支持端にお
ける曲げモーメントで決ることが多く、剪断力に対して
は極めて余裕のあるのが通常であり、この場合、外板材
板厚ｔ、フランジ付は根端厚ｔのいづれも一方だけ剪断
力を持つとしても、溶接の場合と同様極めて余裕がある
。In general, the thickness of the outer panel of a panel with stiffeners is often determined by the bending moment at the supporting end, and there is usually an extremely large margin for shearing forces.In this case, the outer panel thickness t, With flanging, even if only one end of the root thickness t has a shearing force, there is a great deal of leeway as in the case of welding.

全剪断力が安全側に見てフランジ端よりウェブ付根まで
の間でフランジに伝り、その伝達分布がこの間にて一様
分布であるとすると、第９図に示すごとくフランジ半幅
ｌ／２０の間にわたって、単位幅当り１０ｗの剪断力が
その単位幅において板材４よりフランジ２に伝達されて
いることになる。Assuming that the total shearing force is transmitted to the flange from the flange end to the web root on the safe side, and the transmission distribution is uniform over this period, the flange half width l/20 is as shown in Figure 9. During this period, a shearing force of 10 W per unit width is transmitted from the plate material 4 to the flange 2 in that unit width.

このとき、第１０図にて８と付番した三角形の部分は板
材４の剪断力分布であり、残余の９と付番した三角形の
部分はフランジ２の剪断分布である。At this time, the triangular part numbered 8 in FIG. 10 is the shear force distribution of the plate material 4, and the remaining triangular part numbered 9 is the shear distribution of the flange 2.

剪断耐力は剪断面積、即ち板厚に比例するから、この仮
定の場合、フランジ２はその縁端でゼロになるまで直線
的に薄くしてよいことにな、る。Since the shear strength is proportional to the shear area, that is, the plate thickness, under this assumption, the flange 2 can be linearly thinned until it becomes zero at its edge.

実際は形材ロールまたは押出しの都合により縁端の厚さ
は、例えば第８図の囚に示すごとく０．２を位残すこと
になるので、剪断力伝達が等分布とした仮定が少々狂っ
ていても大丈夫である。In reality, due to the circumstances of rolling or extrusion, the thickness of the edge ends up being around 0.2, as shown in Figure 8, so the assumption that shear force transmission is evenly distributed is a bit incorrect. is also okay.

さて、更に実際の場合に板厚決定が支配されメントに対
抗できるように決められており、この板厚は第８図の断
面を使用する場合、フラン次に゛、板材４よりフランジ
２への伝達を先に述べたごと（仮定すると、フランジ幅
に沿う曲６．７分の１にしかならず、全熱余裕があり、
その分布形状により、フランジ縁端までフランジ全幅に
わたり全て余裕があることになる。Now, furthermore, in the actual case, the plate thickness is determined to be controlled and to be able to counter the ment, and when using the cross section shown in Fig. As mentioned earlier about the transmission (assuming that the curve along the flange width is only 1/6.7, there is a total heat margin,
Due to the distribution shape, there is a margin over the entire width of the flange up to the edge of the flange.

以上より当然考えられることは、本発明の断面形状の肋
材を使用するときは、従来と安全率を同一にする場合に
板材４の板厚ｔをかなり減少しうろことであり、板材４
のフランジ２端位置より肋材のウェブ１位置までの曲げ
モーメントのいくばくかの増加を無視すれば、板材４の
弾性断面係数は単位幅当りｔ２／６であり、また塑性断
面係数は単位幅当りｔ２／４であり、構造の設計が弾性
ベースであれ、または塑性ベースであれ、板厚の２乗を
モーメントの大きさと対応させているので、この場合同
じ安全率なら、板厚を、’ｆｉ　ｔ　−０，８４５ｔに
しても良く、即ち、１５％の重量軽減と材料費節減とな
る。From the above, it can be naturally assumed that when using the ribs having the cross-sectional shape of the present invention, the thickness t of the plate material 4 will be considerably reduced if the safety factor is the same as that of the conventional one.
Neglecting some increase in the bending moment from the flange 2 end position to the web 1 position of the rib, the elastic section modulus of the plate 4 is t2/6 per unit width, and the plastic section modulus is t2/6 per unit width. t2/4, and regardless of whether the structural design is based on elasticity or plasticity, the square of the plate thickness corresponds to the magnitude of the moment, so in this case, if the safety factor is the same, the plate thickness is 'fi'. t -0,845t, which results in a weight reduction of 15% and material cost savings.

なお、接着の場合は鍜接のごとき応力集中がなく、また
、溶接のごとき入熱による材料の焼きなまし強度劣化が
ないことによる所要板厚の軽減が極めて大きい示、この
断面形状の肋材を用いれば、更に１５％軽減ができる。In addition, in the case of gluing, there is no stress concentration such as in welding, and there is no deterioration in strength due to annealing of the material due to heat input as in welding, so the required plate thickness can be significantly reduced. If so, it can be reduced by an additional 15%.

次に、ウェブ端で、一部ウェブ板厚を下げても良いかを
検討すると、ウェブ１の板厚は、（１）ウェブが剪断力
に耐えること、（２）ウェブ１が特に面内剪断力に対し
挫屈しないこと、（３）ロール（鋼材の場合）または押
出しく軽合金の場合）の製造上薄すぎないこと、の諸条
件を満たすかぎり、断面効率上薄ければ薄い程よいとさ
れている。Next, considering whether it is okay to partially reduce the web thickness at the web end, the thickness of web 1 is determined to ensure that (1) the web can withstand shearing force, and (2) that web 1 can withstand especially in-plane shearing force. As long as it satisfies the following conditions: (3) it does not buckle under force, and (3) it is not too thin for manufacturing rolls (in the case of steel materials or extruded light alloys), the thinner it is, the better it is in terms of cross-sectional efficiency. ing.

ウェブ端のみやや薄くすることは上記（２）及び（３）
については特に重要な問題は予想されず、先づ（１）に
ついての考察が所要である。To make the web edge slightly thinner, see (2) and (3) above.
No particularly important problems are expected with respect to this, and consideration of (1) is required first.

そこで、第１２図は平形に面内剪断力が作用するときの
ウェブ１の深さに沿う剪断応力の分布を示し、ｙ１位置
において、 ３Ｆ　　　　３Ｆ ここで、τｒは剪断応力、τｒｍａｘは最大剪断応力、
Ｆは剪断力、２は板厚（ｙ位置における）、Ｚ、は、板
厚（ｙ＋位置における）、■は断面２次モーメント、ｂ
は板厚、ｈは板高さ、ｙ、は着目点の高さく剪断中心よ
り）、ｅ、は板端の高さく剪断中心より）、Ａは断面積
である。Therefore, Fig. 12 shows the distribution of shear stress along the depth of the web 1 when an in-plane shear force is applied to the flat shape, and at the y1 position, 3F 3F where τr is the shear stress and τrmax is the maximum shear stress ,
F is shearing force, 2 is plate thickness (at y position), Z is plate thickness (at y+ position), ■ is second moment of area, b
is the plate thickness, h is the plate height, y is the height of the point of interest (from the shear center), e is the height of the plate edge (from the shear center), and A is the cross-sectional area.

このτｒは第１２図のごとき分布をしており、この場合
、ウェブ端にやや板厚の薄い個所があっても問題ないこ
とは数値的に当って見るまでもなく自明である。This τr has a distribution as shown in FIG. 12, and in this case, it is obvious without looking at the numerical values that there is no problem even if there is a slightly thinner part at the end of the web.

一般的傾向は以上のごとくであるが、肋材はフランジ２
、更にはその板の有効幅を有し、また断面効率を良くす
るために球Ｔ形、逆出Ｔ形等では所謂面材を有している
。The general tendency is as above, but the ribs are flange 2
Furthermore, the spherical T-shape, inverted T-shape, etc. have a so-called face material in order to have an effective width of the plate and improve cross-sectional efficiency.

ｔ これを模式的に第１３図に示しており、−≧ｌ ｙＩ≧−の区間においては、剪断応力はゼロに近く問題
にならない。t This is schematically shown in FIG. 13, and in the section -≧l yI≧-, the shear stress is close to zero and poses no problem.

ｈ。h.

ｈ＋ 着目点は、ｙ　、　ｗ　　−の位置にあり、これをτｒ
つ の式に入れると、 この値は１より小さいが、第１３図の上下の面材断面積
がウェブ１の断面積に比し大きければ大きい程１に近づ
く、即ち、ウェブ１の板厚決定に支配的であったτｒｌ
ａＸに比し、τｒの軽減は少ない。h+ The point of interest is at the position of y, w-, which is τr
This value is smaller than 1, but the larger the cross-sectional area of the upper and lower panels in Fig. 13 is compared to the cross-sectional area of web 1, the closer it approaches to 1. The dominant τrl
Compared to aX, τr is less reduced.

この極端な場合、即ち有効幅付板材＋接着用フランジの
断面積と同じ断面積を面材に持つ極端な場合を考えると
、第８図において板材有効幅１−４０ｔ、板材４を含む
全断面の全深さを１ｓｔ２面材側に板材４側と等しい断
面積の面材がウェブ１の板厚より５％位やや薄くても、
別に剪断応力のより高い個所をつくることにはならない
。Considering this extreme case, that is, the extreme case where the face material has the same cross-sectional area as the cross-sectional area of the plate material with effective width + adhesive flange, the effective width of the plate material is 1-40t, and the entire cross section including the plate material 4 is shown in Fig. 8. Even if the total depth of the 1st 2 side material side is the same cross-sectional area as the plate material 4 side and is slightly thinner by about 5% than the thickness of the web 1,
This does not create areas with higher shear stress.

以上面材のない場合、極めて大きな面材を有する２極端
の場合について示したが、面材大きさの如何にかかわら
ず、ウェブ端での剪断応力はウェブ中央より少く、一方
、僅かでもウェブ端におけるウェブ厚さが通常ウェブよ
り薄ければ、ベベル取り加工時そこに塑性変形が集中し
て起こるので、如何なる断面形状のときも特に通常のウ
ェブ厚さを厚くせず意図することを実施することは可能
である。The two extreme cases of no face material and extremely large face material have been shown above, but regardless of the size of the face material, the shear stress at the web edge is smaller than that at the web center; If the web thickness is thinner than a normal web, plastic deformation will concentrate there during bevel removal processing, so it is important to carry out the intended purpose without making the normal web thickness thicker, regardless of the cross-sectional shape. is possible.

以上、本発明あ接着工法用の肋材の断面形状が従来の肋
材の断面形状に比し、技術的に合理的で、かつ経済的で
あり、付随する技術的不利益も特にないことを示したが
、このように両側にフランジを持つ肋材をロールまたは
押出しにより製造する場合、その断面の包絡円の径は、
片フランジの場合よりも小さいため、ロールまたは押出
しも容易になる。As described above, the cross-sectional shape of the ribs for the gluing method of the present invention is technically more rational and economical than the cross-sectional shape of conventional ribs, and there are no accompanying technical disadvantages. As shown above, when manufacturing ribs with flanges on both sides by rolling or extrusion, the diameter of the enveloping circle of the cross section is:
Since it is smaller than a single flange, it is also easier to roll or extrude.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

従って、本発明を接着工法用の肋材に採用することによ
り、従来の肋材の断面形状の欠点を除去し、剥離につよ
く、従って合理的で、がっ経済的な接着工法を可能なら
しめる肋材を提供することができるという効果がある。Therefore, by applying the present invention to ribs for adhesive construction, the drawbacks of the cross-sectional shape of conventional ribs can be eliminated, and a bonding method that is resistant to peeling and therefore rational and economical can be realized. It has the effect of being able to provide ribs.

また、もともと接着工法を採用することで鍜接のごとき
応力集中がなくなり、かつ溶接のごとき材料の焼きなま
しによる強度劣化がないため板材の重量軽減、材料費節
減という利点があるが、本発明の肋材によれば加えて板
材の肋材取付部における応力を大幅に減少させ、若し、
安全率を同じとするならば板材を更に減らして建造コス
トを下げることができるという効果もある。In addition, by adopting the adhesive method, there is no stress concentration such as in welding, and there is no strength deterioration due to annealing of the material as in welding, which has the advantage of reducing the weight of the plate material and material cost. According to the material, in addition, the stress at the rib attachment part of the board material is significantly reduced, and
Assuming the safety factor remains the same, there is also the effect of further reducing the number of planks and lowering construction costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１−Ａ図、第１−Ｂ図、第１−Ｃ図、第１−Ｄ図及び
第１−Ｅ図は本発明のそれぞれ異なる各実施例における
接着工法用肋材の断面図、第２図及び第３図は本発明の
肋材を板材に接着した場合の断面図、第４図は第２図の
板材に内圧がかかった場合の菱形モードを示す断面図、
第５図及び第６図は第２２図及び第２３図の従来例にそ
れぞれ対応する外から衝撃圧力がかかった場合の変形モ
ードを示す断面図、第７−Ａ図は第２図の要部拡大の断
面図、第７−Ｂ図は第３図の要部拡大の断面図、第８図
は第２図に対する荷重、剪断力、モーメント示す線図、
第９図、第１０図及び第１１図は本発明の詳細な説明す
るための説明図であり、第９図は荷重伝達分布を示し、
第１０図は剪断力分布を示し、第１１図はフランジの曲
げモーメント分布を示し、第１２図及び第１３図は本発
明の肋材のウェブを説明するための剪断応力分布図、第
１４−Ａ図、第１４−Ｂ図、第１４−Ｃ図はそれぞれ異
なる従来の肋材の断面図、第１５−Ａ図、第１５−Ｂ図
、第１５−Ｃ図は上記各従来例の肋材を板材に鍜接した
要部断面図、第１６−Ａ図、第１６−Ｂ図は従来の溶接
用の肋材の断面図、第１７−Ａ図、第１７−Ｂ図及び第
１７−Ｃ図はそれぞれ異なる従来の溶接用の肋材を板材
に接合した要部断面図、第１８図及び第１９図は従来の
接着工法用肋材を板材に接合した状態の断面図、第２０
図は第１８図の板材に内圧のかかる場合の変形モードを
示す断面図、第２１図は第２０図において接着層に破断
が発生した状態を示す断面図、第２２図及び第２３図は
第１８図の板材に外から衝撃圧力がかかった場合の変形
モードを示す断面図、第２４−Ａ図及び第２４−Ｂ図は
第１８図の板材に対する肋材の接着層の面を示す要部断
面図である。 １・・・ウェブ、２・・・フランジ、４・・・板材、１
１・・・接着層。Figure 1-A, Figure 1-B, Figure 1-C, Figure 1-D, and Figure 1-E are sectional views of ribs for adhesive construction in different embodiments of the present invention, 3 and 3 are cross-sectional views when the ribs of the present invention are bonded to plate materials, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing the rhombic mode when internal pressure is applied to the plate material in FIG. 2.
5 and 6 are cross-sectional views showing the deformation mode when impact pressure is applied from the outside, corresponding to the conventional examples shown in FIGS. 22 and 23, respectively, and FIG. 7-A is the main part of FIG. 2. An enlarged sectional view, Figure 7-B is an enlarged sectional view of the main part of Figure 3, Figure 8 is a diagram showing load, shear force, and moment with respect to Figure 2,
FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11 are explanatory diagrams for explaining the present invention in detail, and FIG. 9 shows the load transmission distribution,
FIG. 10 shows the shear force distribution, FIG. 11 shows the bending moment distribution of the flange, FIGS. 12 and 13 are shear stress distribution diagrams for explaining the rib web of the present invention, and FIG. Figure A, Figure 14-B, and Figure 14-C are cross-sectional views of different conventional ribs, and Figures 15-A, 15-B, and 15-C are ribs of each of the above conventional examples. Figures 16-A and 16-B are cross-sectional views of conventional ribs for welding, Figures 17-A, 17-B, and 17-C. The figures are cross-sectional views of main parts of different conventional welding ribs joined to plate materials, Figures 18 and 19 are cross-sectional views of conventional adhesive ribs joined to plate materials, and Figure 20
The figure is a sectional view showing the deformation mode when internal pressure is applied to the plate material in Fig. 18, Fig. 21 is a sectional view showing the state in which the adhesive layer has broken in Fig. 20, and Figs. Figure 18 is a sectional view showing the deformation mode when impact pressure is applied to the plate material from the outside, and Figures 24-A and 24-B are main parts showing the surface of the adhesive layer of the ribs to the plate material in Figure 18. FIG. 1... Web, 2... Flange, 4... Plate material, 1
1... Adhesive layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、板材に接着される肋材の接着用フランジが、該肋材
のウェブの両側に設けられていることを特徴とする接着
工法用肋材。 ２、肋材のウェブの両側に設けられている接着用のフラ
ンジのウェブ結合部における厚さよりもフランジ縁端に
おける厚さが減少して形成されている特許請求の範囲第
１項記載の接着工法用肋材。 ３、肋材のウェブのフランジ結合端における厚さがウェ
ブの他の場所の厚さよりも減少して形成されている特許
請求の範囲第１項または第２項記載の接着工法用肋材。[Scope of Claims] 1. Ribs for adhesive construction, characterized in that adhesive flanges of the ribs to be bonded to plate materials are provided on both sides of the web of the ribs. 2. The adhesive method according to claim 1, wherein the adhesive flanges provided on both sides of the web of the ribs are formed so that the thickness at the flange edge is smaller than the thickness at the web joint part. ribs for use. 3. The rib for adhesive construction according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the web of the rib at the flange joint end is smaller than the thickness elsewhere on the web.