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5.2.4 SRC大梁 - 構造設計システムBRAIN

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5.2 大梁の断面設計
5.2.4 SRC 大梁
5.2.4 SRC大梁
INDEX: 曲げモーメントに対する計算・せん断力に対する計算
(1)曲げモーメントに対する計算
梁の許容曲げモーメントは(SRC 規準(2001)16 条)に基づき下式による。
Ma  sM0  rM0
ここで
sM0  sZ  sfb
sM 0
:鉄骨部分の許容曲げモーメント
sZ
:鉄骨の断面係数
sfb
:鉄骨の許容曲げ応力度
rM 0
:鉄筋コンクリート部分の許容曲げモーメント
SRC 造の梁の曲げ設計は、S部分の設計曲げモーメント sMd を、sM0 と存在曲げモーメント Md の小
さいほうに設定し、RC部分の設計用曲げモーメント rMd を
rMd  Md  sMd
として求め、RC 部分に対し必要な鉄筋断面を計算する方法とする。RC 部分の許容曲げモーメントの計
算方法は RC 大梁と同じである。
RC 部分と S 部分のせん断力分担はモーメント分担に比例させるから、せん断検討時に sQd(S部分の
設計せん断力)>sQa(S部分の許容せん断耐力)となる場合がある。その場合は S 部分の設計曲げモー
メントを
 0.99  sQa 
sMd  
  Md
Q


と修正し(減じ)
、前記の式により、RC 部分の設計用曲げモーメントを算定し直す(軸力考慮時は柱
に倣い、短期のみ補正を行う)
。
なお、指定により端部を RC 造または S 造として設計することができる。
S 部分の許容曲げモーメントは指定によりフランジのみ、または全断面の許容曲げモーメントである。
継手位置では継手形式が「HTB」の場合、フランジとウェブの低減係数による有効断面係数から計算す
る。
軸力を考慮する場合は RC 大梁と同様に柱設計と梁設計を行い、必要断面要素(コンクリート、鉄骨、
鉄筋量)の大きい方を採用する。
(2)せん断力に対する計算
梁の許容せん断力は(SRC 規準(2001)18 条)に基づき計算する。
1)S 部分の許容せん断耐力式
S 部分の許容せん断力は下式による。
(SRC 規準(2001)18 条 2 項)
sQa  sA  sfs
ここで
B-5.2.4-1
5.2 大梁の断面設計
5.2.4 SRC 大梁
sA
:鉄骨せん断断面積
sfs
:鉄骨許容せん断応力度
2)RC 部分の許容せん断耐力式
RC 部分の許容せん断力は下式による。
(SRC 規準(2001)18 条 2 項)
rQa  min rQa1、rQa2 
rQa1    fs  0.5 pw  wft b  j
 b'

rQa2   2 fs  pw  wft  b  j
 b

j
7
d
8
d  D  dt
pw 
aw
bx
梁のせん断スパン比 M/Qd による割り増し係数 α は下式による。
α
4
rMd
1
rQd  d
かつ
12
pw の値が 0.6%を超える場合は 0.6%として許容せん断力を計算する。なお、pw の最小値は 0.1%とす
る。
ここで
b
:梁幅、T形梁の場合はウェブ幅(B)
D
:梁成
dt
:引張側の主筋重心位置
pw
:あばら筋比
aw
:1 組のあばら筋断面積
x
:あばら筋間隔
fs:コンクリートの許容せん断応力度
wft
:あばら筋のせん断補強用許容引張応力度
rMd
:設計する梁の RC 部分の分担最大曲げモーメント
rQd
:設計する梁の RC 部分の分担最大せん断力
3)設計用せん断力の算定
設計用せん断力 sQd、rQd は下式による。ここで、Q、M は応力解析により求められた存在せん断力、
曲げモーメントであり、sMd、rMd は設計用曲げモーメントである。
sQd 
sMd
Q
M
rQd 
rMd
Q
M
ただし、短期設計時には、靭性確保のため設計ルートに応じて以下の割増しをする。
a)ルート 1 およびルート 3
B-5.2.4-2
5.2 大梁の断面設計
5.2.4 SRC 大梁
下記 3 式が選択できる
①
Qd  min Qd1, Qd2 
②
Qd1  rQd1  sQd1
③
Qd2  rQd2  sQd2
sQd1 
sMd
Q  n・Qe 
M
sQd2 
sMd L
sM1  sM2
Q 
ML
'
rQd1 
rMd
Q  n  Qe 
M
rQd2 
rMd L
rM1  rM2
Q 
ML
'
b)ルート 2
rQd  min rQd1, rQd2 
n=1.0(固定値)
rM1、rM2 は梁の両端の終局曲げモーメント
(
「構造関係技術基準」付録 1-4.1)
rQd1  2(Q  sQd)
rQd2 
rMd L
rM1  rM2
Q 
ML
'
sQd 
sMd L
sM1  sM2
Q 
ML
'
ここで
Q
: Q  Qe を用いる。
rMd/M
:RC部分のモーメント分担率
sMd/M
:S部分のモーメント分担率
rMd L /M L
:RC部分の長期モーメント分担率
sMd L /M L
:S部分の長期モーメント分担率
rM 1 、rM 2
:左端・右端のRC部分の終局曲げモーメント
sM 1、sM 2
:左端・右端のS部分の短期許容曲げモーメント
なお、梁の RC 部分の終局曲げモーメントは RC 梁の降伏モーメント My とする。S 部分の短期許容曲
げモーメントは下式による。
sMs  Ze  fbs
ここで
Ze
:鉄骨の有効断面係数
fbs
:鋼材の短期曲げ許容応力度
B-5.2.4-3
5.2 大梁の断面設計
5.2.4 SRC 大梁
設計用せん断力の「構造関係技術基準」との比較を次表に示す。
表-5.2.4.1 設計ルートによる設計せん断力の扱い
ルート 1
柱・梁
構造関係技術基準
本システム
Qd=min(Qd1,Qd2)
Qd1=QL+nQE
nは 1.0 以上
Qd2=Q0+αQy
αは 1.0
Qyは両端降伏
柱では、柱頭梁降伏可
Qd=Qd1、Qd2、min(Qd1,Qd2)
から指定(ルート1用、デフォルト min
(Qd1,Qd2)
)
rQd1=rMd/M×(QL+nQE)
sQd1=sMd/M×(QL+nQE)
nは 1.0
rQd2=rMd/M×QL+α(rM1+rM2)/
h'
sQd2=sMd/M×QL+α(sM1+sM2)/
h'
αは 1
M1,M2 は両端の終局 M
柱の RC 部分では上下一方梁の RC 終局
M との小さい方
ルート 2-1・2-2
柱・梁
rQd=min(rQd1,rQd2)
rQd1=2(Q-sQd)
rQd2=rQL+(rM1+rM2)/h'
柱の場合
rM1=min(上側梁 sMa+rMu
-柱頭 sM1,柱頭 rMu)
rM2=柱脚 rMu
梁の場合
rM1,rM2 は両端 RC 終局 M
ルート 3
柱・梁
Qd=min(Qd1,Qd2)
Qd1=QL+nQE
nは 1.0 以上
Qd2=Q0+αQy
αは 1.0
Qy は両端降伏
柱では、柱頭梁降伏可
rQd=rQd1、rQd2、min(rQd1,rQd2)
から指定(ルート 2 用、デフォルト min
(Qd1,Qd2)
)
rQd1=2(Q-sQd)
rQd2=rMd/M×QL+α(rM1+rM2)/
h'
αは 1
柱の場合
rM1=min(上側梁 sMa+rMu
-柱頭 sM1,柱頭 rMu)
rM2=柱脚 rMu
梁の場合
rM1,rM2 は両端 RC 終局 M
Qd=Qd1、Qd2、min(Qd1,Qd2)
から指定(ルート1用、デフォルト min
(Qd1,Qd2)
)
rQd1=rMd/M×(QL+nQE)
sQd1=sMd/M×(QL+nQE)
nは 1.0
rQd2=rMd/M×QL+α(rM1+rM2)/
h'
sQd2=sMd/M×QL+α(sM1+sM2)/
h'
αは 1
M1,M2 は両端の終局 M
柱の RC 部分では上下一方梁の RC 終局
M との小さい方
SRC 造で、Qd2 計算時に取り付き部材がない側は、存在 ME×rMd/M を採用する。
B-5.2.4-4
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