Q&A

【工法概要編】

【設 計 編】

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【施 工 編】

回答

①プレート補強による在来工法と比較して、トータルコストの削減が可能です。
 ・外周のみの隅肉溶接で済むので施工が簡便で、かつ、溶接量が少なくなります。
 ・片面補強の場合は、さらに梁の反転が不要となります。
 →溶接時間減少に伴い、材料費・労務費も下がるため、トータルコストの削減ができます。

②貫通孔部分に作用する応力が耐力を上回らない事を確認する事で、梁端部に貫通孔を設ける事が出来ます。

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回答

弊社構造実験センターにおいて、各種実大実験・部分実験およびFEM分析を行い、OSリングの構造性能(耐力・剛性・変形性能)を確認し、一般財団法人日本建築センターの一般評定(BCJ評定-ST0135-09)を取得しています。

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回答

LタイプはSタイプの3倍程度重く、Sタイプと比較し貫通孔に対する補強効果が大きくなります。通常はSタイプで補強しますが、梁端部等大きな曲げモーメントが発生する箇所やスパンが短く大きなせん断力が発生する箇所等にはLタイプを適用します。ただし、Lタイプは対応貫通孔径が450mmまでとなります。

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SSタイプはSタイプの1/2倍程度軽く、Sタイプと比較し貫通孔に対する補強効果が小さいです。孔径比(孔径/梁せい)が大きくなり、かつ、せん断力が大きくなると、せん断剛性低下が懸念されます。よって、孔径比およびスパンの組み合わせに応じて、適用せん断スパン比を規定しています。ただし、SSタイプは対応貫通孔径が350mmまでとなります。

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回答

下表に示します。OSリングの重量は500S及び300Lが20kg超、600S及び350Lが30kg超、400Lは約50kg、450Lは約60kgと重量物となるため、移動の際はクレーンを用いる等、取扱には十分に注意してください。また、寸法許容差により実際の重量は表の数値と異なる可能性もあります。表の数値は目安としてお使いください。単位質量の基準値は7.85(g/㎤)で算定しています。


単位:kg

品名 100SS 125SS 150SS 175SS 200SS 250SS 300SS 350SS
重量 0.3 0.6 0.8 1.1 1.4 2.5 3.6 5.0
品名 100S 125S 150S 175S 200S 250S 300S 350S 400S 450S 500S 600S
重量 0.6 1.0 1.4 2.0 2.6 4.4 6.3 9.0 13 18 22 33
品名 100L 125L 150L 175L 200L 250L 300L 350L 400L 450L
重量 1.8 3.1 4.6 6.6 8.5 14 23 32 47 61
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回答

Lタイプを2個付ける事でさらなる補強効果が得られます。
例えば、梁せいに対して大きい貫通孔を梁の端部に設けることが可能となりました。両面補強の場合は必ず同じタイプで補強してください。例えば、片面にSタイプ、もう片面にLタイプを取り付けても2個分の補強効果を期待出来ません。

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回答

外周に溝があるものがタイプ1で、溝がないものがタイプ2です。

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回答

各種実験及びFEM解析により、窪み部は応力負担が小さい事が確認できたため、窪みを設け、軽量化を図りました。

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タイプ1はローリング鍛造加工により製造します。建築基準法第37条の国土交通大臣認定を取得(認定番号 MSTL-0475、MSTL-0490)しています。タイプ2は建築構造用炭素鋼管STKN490B(JIS G 3475)または建築構造用圧延鋼材SN490B(JIS G 3136)を切断加工することで製造します。

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回答

ローリング鍛造は、約1,150℃に赤めて鍛造した後、空気中で放冷し「焼きならし(焼準)」を行います。焼きならしをすることで、鋼を標準状態に戻し、加工による内部のひずみを取り除き、組織を微細化・均質化し、伸び・衝撃値などが向上します。また、硬さを下げる「焼きなまし(焼鈍)」、硬さを上げる「焼き入れ」とは異なり、硬さの変動はほとんどなく、降伏点・引張強さもほとんど変わりません。化学成分もSNR490Bと変わらないので溶接性が低下する事もありません。加工後の機械的性質、化学成分、その他品質が加工前と比べて同等以上となる事を確認し、建築基準法第37条第二号に基づく国土交通大臣認定を取得しています。

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隅肉溶接の品質を確保するために、梁フランジ内面からOSリング外縁までのあきの規定が有ります。梁せいが小さい梁に大きな貫通孔径を設ける場合は注意してください。

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可能です。仕様ごとに適用貫通孔径を規定しています。形状寸法表をご確認願います。貫通孔径はφ75〜φ600の範囲であればお客様のご要望に対応できます。

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OSリングは外周の隅肉溶接で梁ウェブとの応力伝達を図ります。大きな曲げモーメントが作用する梁端部においては、確実に溶接が行えるように、また、必要隅肉溶接サイズの確認が行えるように、溶接ゲージで外観検査が行えるあき(70mm以上)を規定しています。

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お問い合わせ願います。岡部株式会社 ベースバック事業部 TEL:03-3624-5336
また、こちらからダウンロードも出来ます。

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【設 計 編】

回答

全強設計ではありません。貫通孔部分の存在応力がOSリングを用いた貫通孔部分の耐力を上回らない事を確認する必要があります。

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OSリングは、梁端部においても無孔梁と同等の構造性能(剛性・耐力・塑性変形能力)を確保する工法です。在来工法(プレート補強)のプレート形状によってはOSリングを上回る耐力を有する場合も有ります。しかし、塑性ヒンジ部での設置を考えた場合、無孔梁の構造性能よりも強くなり過ぎ、梁崩壊を想定して設計していたのにも関わらず、柱崩壊に繋がる事が懸念されます。適切に補強する事が必要と考えます。

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無検討で変更する事は出来ません。貫通孔部分の作用応力(曲げモーメント・せん断力)がOSリングを用いた貫通孔部分の耐力を上回らない事を確認する必要があります。図面等によるご指示を戴くことで、技術スタッフが検討を行う技術サービスを行っています。

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貫通孔部分の作用応力(曲げモーメント・せん断力)がOSリングを用いた貫通孔部分の耐力を上回らない事を確認する必要があります。図面等によるご指示を戴くことで、技術スタッフが検討を行う技術サービスを行っています。

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検討用ツール「OSリング検討システム」を用意しています。「OSリング検討システム」の検討方法は「OSリング検討システム」のマニュアルをご参照願います。また、図面等によるご指示を戴くことで、技術スタッフが検討を行う技術サービスを行っています。

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「OSリング検討システム」はある仮定条件により検討します。必ず、構造設計者様がその仮定条件を確認・了承した上でOSリングのご採用をご決定くださいますようお願い致します。また、「OSリング検討システム」は応力検討結果です。必ず、カタログのP.4等に記載する適用範囲(納まり等)を遵守願います。

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貫通孔位置及び径・梁サイズ・梁鋼種・梁スパン等が分かる構造図【伏図・スリーブ図・柱梁の断面リスト等】が必要です。原則、スリーブ図はCADデータでお願い致します。画像データやFAXの場合は値が読み取れるようにして送付してください。さらに、構造計算書の応力図【鉛直荷重時・地震時・終局時(もしくはメカニズム時)】を戴ければ、詳細な検討を行う事が出来ますが、時間を有する事を予めご了承願います。

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設計者の指示に従います。通常はDs算定時の応力図で行います。

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回答

評定書・標準図・検討書や場合によっては認定報告書が必要になると思われます。
●確認申請時に貫通孔位置が明記できる場合
 「OSリング検討システム」で検討を行い、検討書として添付してください。
●梁貫通孔位置・数が未決定・変更の可能性がある場合
 梁貫通孔の位置変更を見込んで予めの検討を行ってください。「OSリング検討システム」で設置可能範囲を求め、検討書として添付してください。
「OSリング検討システム」の検討方法は「OSリング検討システム」のマニュアルをご参照願います。

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梁の断面算定時に軸力を考慮する場合と考えます。具体的には、ブレースが取り付く梁や鉛直方向に大きな勾配を持つ斜め梁等です。

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カタログのP.2に実験結果を示しています。初期剛性は無孔梁の試験体と比べほぼ同等と考えます。

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回答

規定はありませんが、梁端部などの作用力が大きい箇所に対して大きな貫通孔を3個以上連続して設け、かつ、連続孔の間隔を1.5d(d:大きい方の貫通孔径)とした場合などは剛性低下が懸念されます。

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回答

2015年版建築物の構造関係技術基準解説書などに見られる部材の塑性化が想定される領域(材端からL/10又は2d以上までの部分程度。ここで、L:梁の長さ、d:梁せい)ではなく、長期荷重の影響が大きい場合の梁中間部、ハンチ始端部など梁が全塑性モーメントに至り塑性化する部分と考えます。「OSリング検討システム」では、安全側の検討として貫通孔部分の終局時部材応力が本工法の短期許容耐力に包含される範囲を適用可能範囲としています。

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SN400Aは炭素当量または溶接割れ感受性組成が規定されていません。また、降伏後の変形性能が保証された鋼材ではありません。よって、塑性化しない部分のみと限定しています。 弾性範囲であれば溶接部に作用する応力も小さく使用可能と考えます。

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部材種別がFC及びFDの梁は早期に局部座屈が発生し、急激に耐力が低下するとともに塑性変形能力が乏しい部材です。よって、塑性化しない部分のみと限定しています。

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可能です。ただし、当社での標準的な検討は「標準貫通孔径」で検討しています。
OSリング内径まで拡げると耐力算定及び連続孔間隔と偏心量の検定に影響するため別途、検討が必要となります。ウェブ貫通孔径=OSリング内径でご使用になりたい場合は、お問い合わせください。
岡部株式会社 技術開発部 TEL:03-3624-6201

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SSタイプは貫通孔部分の補強効果が小さいため、孔径比(貫通孔径/梁せい)が大きくなるにつれ、大きな曲げモーメントやせん断力が作用すると剛性・耐力が低下します。よって、SSタイプは大梁には適用できません。

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梁幅が小さく梁せいが大きなH形鋼は捻れやすく、部材種別がFA・FBの場合でも変形性能の低下が懸念されます。そこで、大梁として梁幅/梁せい比が1/4未満となる場合は原則として適用できません。
ただし、横座屈を生じないように横補剛材を設け、かつ、当該梁部材が架構の崩壊メカニズム時に弾性状態に留まることが明らかな場合は、この制限の適用は受けません。部材種別がFC・FDの場合は、Q&A27記載のように塑性化しない部分にしか適用できないので、梁幅/梁せい比の規定はありません。

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構造実験に依る数値です。BH-600×200×6×12(SN400B)、貫通孔φ400、OSリング400Sで実験を行い、構造性能を確認しています。部材種別がFDの場合は、局部座屈の影響を考慮し、幅厚比の規定を超える部分は無効とみなして耐力を算定します。

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SSタイプは貫通孔部分の補強効果が小さいため、スパンが短く、大きなせん断力が作用する梁は剛性が低下します。孔径比(貫通孔径/梁せい)が大きくなるとその傾向は大きくなります。よって、SSタイプは孔径比に応じた適用スパン比を規定しています。

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構造実験で確認していないため、適用できません。

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SRC構構造梁の貫通孔補強工法として別途評定を取得しています。作用応力が耐力に包含されることを確認するなど一定条件を満足すれば、SRC構造梁せいの1/3まで近接することが可能です。詳細は鉄骨鉄筋コンクリート構造梁貫通孔補強工法「OSハリーZ」のウェブサイトをご参照願います。

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各種実験により、OSリングは製品記号毎に必要隅肉溶接サイズ(S)を規定しています。SSタイプの全て、100S〜350S、および、100L〜250Lは上面の刻印に、400S〜600S、および、300L〜450Lは内面のシールに必要隅肉溶接サイズが記載されています。必ず必要隅肉溶接サイズS以上としてください。

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OSリングの上面には刻印及びセンターラインを記載しています。刻印は「製品記号」・「ロット番号」・「必要隅肉溶接サイズ」が記してあります。ローリング鍛造で製造するSSタイプの全て、100S〜350S、および、100L〜250Lは、材料認定に基づき機械試験(引張試験など)を実施しています。試験結果はロット番号で管理されており、ご要望に応じて試験成績書を発行致します。また、センターラインは位置合わせの目安としてご使用ください。

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SSタイプの全て、100S〜350S、および、150L〜250Lは外周に溶接ラインを有します。必要隅肉溶接サイズの目安です。溶接ラインを覆うように溶接してください。なお、100L・125Lは垂直部全域を溶接するため、溶接ラインは有しません。

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OSリングの溶接部がH形鋼のフィレット部やBHの溶接部と重ならないようにしてください。

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どちらの面も溶接可能です。

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OSリングは防錆処理のため、全面に防錆剤【タセトシルバー※1 銀灰色:(株)タセト製】を塗布しています。タセトシルバーは、溶接の際、塗膜除去の必要はありません※2 が、溶接環境(温度等)や溶接条件(電流・電圧等)により溶接欠陥(ピット等)が発生する恐れがあります。溶接欠陥が発生した場合は「日本建築学会:鉄骨工事技術指針・工場製作編」に準じ適切な処置を施してください。

※1 タセトシルバーは(株)神戸製鋼所の登録商標です。
※2 タセトシルバー製品カタログを参照願います。

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回答

前もってOSリングの溶接箇所(側面および下面のメッシュ部)のタセトシルバー(OSリング溶接施工マニュアル図10参照)を除去する場合は、下記の例を参考に除去願います。
●ブラスト処理。
●ガスバーナー(酸素とアセチレン混合)等で塗膜を焼却後、ワイヤブラシ等による除去。
●グラインダー等による塗膜剥離。
●塗料剥がし剤(ペイントリムーバー等)による除去。

また、タセトシルバーは、そのまま一般さび止め塗装などの上塗りが可能ですので、溶接をしない箇所は剥がす必要はありません。

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OSリングの断面欠損が生じないようにはつり取ってください。

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OSリングの外周を全周隅肉溶接するだけなので在来のプレート補強と比べ、溶接量を著しく低減できるため、溶接による熱歪みの影響は小さいと考えますが、熱歪みが発生した場合は必要に応じて適切な矯正を行ってください。特にウェブ片側に連続して溶接する際はご注意ください。

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耐力上は問題ありません。ただし、片側に連続して溶接すると、梁が熱歪みにより変形する事がありますので、適切な処置を施す必要があります。両面に交互に取り付ける事で歪みを小さく抑える事ができます。

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本工法は隅肉溶接の品質が重要です。均一な溶接を行うため、溶接姿勢は水平隅肉溶接とします。必ず鉄骨ウェブ面を上面に向け、溶接条件(溶接姿勢・環境etc)を確保してください。

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OSリングの内径は製品の仕様上、カタログ値等の呼び寸法よりもタイプ1で最大4mm、タイプ2で最大11mm小さくなる事が有ります。構造的には問題ありませんが、ご使用の際には設備配管などの納まりに十分ご注意ください。

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内周溶接分の耐力上昇は見込めません。内周を溶接していないものとして耐力を評価します。

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OSリングを叩く事は厳禁です。梁ウェブの変形が大きく、OSリングとの隙間が2mmを超える場合は、適切な対処により梁ウェブの歪みを取ってください。

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弊社では判断出来ません。一般の貫通孔補強工法と同様に行ってください。

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回答

OSリングに溶融亜鉛メッキをする場合はお問い合わせ願います。
全面に塗布しているタセトシルバーは溶融亜鉛メッキ工程(脱脂処理等)で完全に除去できない可能性があります。残存したままメッキをすると不メッキとなるため、ブラスト処理等により除去する必要があります。メッキ工程中においては、通常の施工方法を行うと溶接をしていないOSリングの内側から酸が侵入し、不メッキや錆の発生原因となります。酸が侵入しないようにOSリングの内側も隅肉溶接をしてください。

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