鉄骨梁に対して上方にかさ上げられた床スラブの拘束効果を考慮した横座屈補剛工法の開発
頭付きスタッドを介してコンクリート床スラブと鉄骨梁が結合された合成梁では，鉄骨梁のねじれを伴う横座屈変形に対してスラブによる拘束効果が期待できる。当社はこの点に着目して，スラブの効果を見込んで従来の横補剛材を省略する合理化工法の開発を進めてきた。本研究では，床スラブが梁フランジ上方にかさ上げられる場合にも本工法を適用するために，梁スパンの一部を取り出した要素実験ならびに大スパン柱梁架構を模した部材実験を実施した。その結果，柱変形角が1/25に至るまで負曲げ側梁端部で純鉄骨の全塑性耐力を保持できる高い変形性能を確認するとともに，かさ上げが部材性能に及ぼす影響を検証した。また，有限要素法を用いて実験結果を精度良く再現可能な解析モデルによる性能評価法を提案した。
キーワード：合成梁，横座屈，スラブかさ上げ，頭付きスタッド，塑性変形性能
＊１ 技術センター 都市基盤技術研究部 構造研究室
＊２ 技術センター 都市基盤技術研究部
＊３ 設計本部 設計企画部
＊４ 設計本部 構造設計第二部
Development of Lateral Bracing Design Method with the Restraining Effect of the Floor Slab Raised over the Steel Girder Taken into Consideration
A composite steel girder consisting of the concrete floor slab connected to the H-shaped steel girder by headed studs is expected to restrain lateral-torsional buckling behavior. With a focus put on this restraint effect, we have been working on developing a rational design method that eliminates conventional lateral bracing members by utilizing the restraining effect of the slab. In this study, since the developed method intends to be applied to cases where the floor slab is raised over the upper beam flanges, elemental tests using stud connections and cyclic loading tests of long-span members were conducted. As a result, the specimens showed a high deformation capacity sufficient to hold their full plastic moment under negative bending until the column rotation angle reaches 1/25. Furthermore, we proposed a performance evaluation method for a wide range of parameters based on an analytical model that can precisely reproduce the experiment results using the finite element method.
Keywords: composite steel girder, lateral buckling, slab raising, headed stud, plastic deformation capacity
*1 Structure Research Section, Urban Engineering Research Department, Taisei Advanced Center of Technology
*2 Urban Engineering Research Department, Taisei Advanced Center of Technology
*3 Operations Planning Department, Design Division
*4 Structural Engineering Department II, Design Division