柱に STKR 材を用いた既存鋼構造骨組のの実状と既往の補強方法に関する調査 鋼構造論文集第 9 巻第 76 号 ( 年 月 ) Investigation on column overdesign factor of existing steel buildings using STKR columns and references of reinforcement method * ** *** **** Takashi HASEGAWA * Masao SONODA ** Tatsuya NAKANO *** Yuji KOETAKA **** ABSTRACT In 7, the building standard law of Jaan was revised and a secification of column overdesign factor (COF) was added in case of square tube columns. This research deals with existing non-conformed steel buildings using STKR columns according to being not satisfied with the secification of COF. In this aer, firstly, a ractical investigation of existing steel buildings is conducted to the conformance to the secifications of current allowable stress design. As a result, it is clarified that a lot of buildings are not satisfied with the secification of COF. Next, revious researches of reinforcements to increase column overdesign factor are reviewed, and finally, some kinds of reinforcements for column are roosed based on the ractical investigation. Keywords : STKR steel building, cold forming square tube, STKR, column overdesign factor, reinforcement, ractical investigation. 序. 7 年の建築基準法令の改正 7 BCP BCR STKR [] a) 柱に作用する応力の割増 - - - 7. * -8 ** - -7- *** -88 7-- **** 6-8 b) 幅厚比の制限 - FA c) 柱脚に作用する応力の割増 - STKR -. d) および柱パネル耐力比の下限値 BCP BCR.. STKR / 7
Steel Construction Engineering Vol.9 No.76 (December ) 7 BCP BCR STKR - a)...... - a)...... b) FA c).. b) FA c).. d). c).. d).. d).. a) c) d) [] [] a) c) d) b) 98 FB 7 FA b). 既存不適格の対処方法 a) d) / a) d) a) b) a) d) b) c) d) c) STKR [] [7] d) BCR BCP.7. STKR. STKR / 7
鋼構造論文集第 9 巻第 76 号 ( 年 月 ) c) d) [8] [] [] [] []. 本研究の目的 7 STKR 99 BCR9 STKR [] [] mm STKR BCR STKR 生産量 ( 万トン ) 8 6 STKR mm 6 8 9 6 9 977 979 98 989 99 STKR シェア STKR 生産実績 BCR 生産実績 98 98 99 99 8 6 STKR のシェア (%). 既存鋼構造骨組の実状調査 STKR 7. 冷間成形角形鋼管の生産実績 977 JIS G 66 mm STKR 98 生産量 ( 万トン ) STKR BCR STKC シェア STKC 生産実績 BCP 生産実績 98 98 99 99 STKC BCP 8 6 STKC のシェア (%) / 7
Steel Construction Engineering Vol.9 No.76 (December ) 99 989 mm 99 mm STKR 99 BCR 996 [] BCR STKR STKR BCR. 7 % STKR STKC BCP STKC STKC SS SM STKC 989 STKR STKC SM STKC STKC mm mm STKC []. 設計資料に基づく鋼構造骨組の実状調査.. 調査対象 [] 9 STKR 8 99 999 STKR 99 [] 998 [] 999 [].. Σc M Rcb = Σ M () b c M r b M N/mm. x y..... 78% % 8% 7% 7% 9% % 8 7 87% / 7
鋼構造論文集第 9 巻第 76 号 ( 年 月 ) 7 規定値 十字形 7 規定値 ト字形 6 平均値 :. 標準偏差 :.7 6 平均値 :. 標準偏差 :.8.............. (a) 7 規定値 中柱 7 規定値 隅柱 6 平均値 :. 標準偏差 :.8 6 平均値 :.6 標準偏差 :.89.............. 7 規定値 側柱 ( 十 ) 7 規定値 側柱 ( ト ) 6 平均値 :.9 標準偏差 :.9 6 平均値 :.8 標準偏差 :.6.............. (b) %.. 7....6 (.) (8.) (6.6) (77.). 7. 7.9 9.8 9.. (8.7) (7.8) (9.) (.) 8.6.9.9.6 立面形状 平面形状 十字形 ト字形 中柱側柱 ( 十 ) 側柱 ( ト ) 隅柱 / 7
Steel Construction Engineering Vol.9 No.76 (December ).. 柱パネル耐力比 R c R c M Σ c M Rc = M () F M = db dc t () d b d c D c -t D c [6] t t () F N/mm R c R c.. STKR. % d b /d c d b /d c.. 6 R c d b /d c d b /d c.7 R c. 7% % STKR STKR BCR BCP 柱パネル耐力比 R c...... パネルアスペクト比 d b / d c R c =. 規定値平均値 :.7 標準偏差 :....... 柱パネル耐力比 R c 平均値 :.7 標準偏差 :.8 一般形式テーパー管形式梁段違い形式...... パネルアスペクト比 d b / d c 6.. 最初に塑性化する部材の判定 6 / 76
鋼構造論文集第 9 巻第 76 号 ( 年 月 ) M * [7] db c M = + c M H (.a) dc b M = + b M L (.b) dc db M = + + M L H (.c) db c M = + c M H (.a) b + b M X b M Y M = (.b) ( ) ( ) d c rm M = M + M d X Y c (.c) c M * b M * M * c M * bm * M * c M bm M cm (.a) c M [8] (.c) [6] 9%.8 [6] H L r m r-t / r t X Y X Y 7...... (a) (b) 8 R * c R * c R * c R * c () Σc M Rc = min M, Σ M (6.a) Rc = min ( b ) Σ c M ( M, Σ b M ) (6.b) 柱梁パネル..... M * / M 7 % (a)..6 7.9.7 8. 7.. 7. 6.9.6 8.6.9.9.6 (b).8 6..7 9.6..6.9.8 6.. 7..6 8.6 9.8.6 7 / 77
Steel Construction Engineering Vol.9 No.76 (December ) 柱ヒンジパネルヒンジ梁ヒンジ 中柱 側柱 ( 十字 ) 側柱 ( ト字 ) 隅柱 柱耐力比 R c * (a) 中柱 側柱 ( 十字 ) 側柱 ( ト字 ) 隅柱 柱耐力比 R c * (b) 8 8. % [9] /. %.7%.8%.% []. 増大のための補強方法. 既往の補強方法 8 / 78
i) [] ii) [] [] iii) [] [] [8].. 柱の曲げ耐力を増大させる方法 i) [] 9 9 (a) 9 (b) 9 (c) H CT 9 (a) (b) CT.. 梁の曲げ耐力を低減させる方法 ii) RBS [] (a) (b) b M RBS RBS c + rw / bm = bm (7.a) + rw / RBS ( - c) / + ( -c) / ( rw) bm = > - H bm 鋼構造論文集第 9 巻第 76 号 ( 年 月 ) + rw / (7.b) c r w b M c RBS bm / bm r w (a) (b) (c) CT 9 [] (a) [] [] (b) [] 9 / 79
Steel Construction Engineering Vol.9 No.76 (December ) A f c A f v y r w A f v y c A f v y (-c) A f v y r w -+c A f v y r w d f A w d f d f / d f A f (a) r w -+c d f r w (b) r w -+c d f r w bm RBS / b M..8.6... r w r w r w =. =. =..6.7.8.9. (a) c bm RBS / b M..8.6... r w r w r w =. =. =. c.6.7.8.9. (b) M b RBS / b M RBS b M 6 / M b RBS b M 7 RBS.8. STKR.. 鉛直ハンチや方杖を設置する方法 iii) (a) (b) (a) CT [] H (b) [] (a) [] [6] (b) [8] / 8
鋼構造論文集第 9 巻第 76 号 ( 年 月 ) (b) h r H l r L (a) / bm / c M (c) 6 h r /l r l r /L =. l r /L =. l r /L =. L=H c... 6 / / b c M M / bm = - lr / L / cm = - h / H r (8.a) (8.b) / c M - lr / L = = (9) / M h / H b - r l r h r 6. h r l r L/ H= 6 9 (c) 6 h r (9). 本研究で推奨する補強方法の提案. ii) iii) 7 (a) (d) 7 (a) 7 (b) [] 7 (c) PC 7 (d) 7 (c) PC 7 (a) PC / 8
Steel Construction Engineering Vol.9 No.76 (December ) (a) (b) PC (c) PC 7 (d) PC L PC PC PC PC 7 (d) 7 (a) (c) PC (d). 結論 STKR 7 ) 冷間成形角形鋼管の生産実績に関する統計資料 STKR BCR STKR STKR BCR. / 8
鋼構造論文集第 9 巻第 76 号 ( 年 月 ) 7 STKR ) 既存中低層鋼構造骨組の設計資料 STKR. 9 %.7 BCR BCP % ) 改善法に関する既往の研究資料 7 謝辞 参考文献 [] 7 7.8 [] 8 8. [] 7. [] C- III.8-8 997.9 [] C- III.7-998.9 [6] C- III.669-67 999.9 [7].-8. [8] B- II.69-7 99.8 [9] B- II.8-8 996.9 [].-.6 [] C- III.8-8 [] SRC C- III.799-8 997.9 / 8
Steel Construction Engineering Vol.9 No.76 (December ) [] B- II.9-98 998.9 [] 6 B- II.9-9 999.9 [] 7 8 C- III.97-976.9 [6].9-6 6. [7] C- III.68-686 6.9 [8] C- III.9-98 7.8 [9] C- III.99-6 7.8 [] C- III.689-69 8.9 [] SCSS 988. [] STKC 6. [] 7.7-78 9. [] 8.6-7 998.9 [] C- III.97-98 999.9 [6].6-6. [7] 6.7-6 998. [8]. [9] 8 69.7-. [] STKR Vol.8B.-. [] C- III.78-78.9 [] RBS C- III.699-7.8 [] 8.-6. [] RBS H 9 6.7-. [] 9.8-88. [6].-. [7] H.-. [8].- 7. 注 部材鋼種の推定 [] % N STKR STKC / 8
鋼構造論文集第 9 巻第 76 号 ( 年 月 ) 996 998 % STKR STKR STKR 8 7 SS SS SS STKR SS F SS STKR STKR 79% SS 78% ( 年 6 月 7 日原稿受理 ) / 8