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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023055384
(43)【公開日】2023-04-18
(54)【発明の名称】Ｈ形断面部材及び支持構造
(51)【国際特許分類】
E04C 3/06 20060101AFI20230411BHJP
E04B 7/04 20060101ALI20230411BHJP
【ＦＩ】
E04C3/06
E04B7/04 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021164721
(22)【出願日】2021-10-06
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】廣嶋 哲
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 圭一
(72)【発明者】
【氏名】宍戸 唯一
【テーマコード（参考）】
2E163
【Ｆターム（参考）】
2E163FA12
2E163FB02
(57)【要約】
【課題】断面形状を合理的に構成したＨ形断面部材を提供する。
【解決手段】第１フランジ２６と、第２フランジ２７と、第１フランジ及び第２フランジを互いに接合するウェブ２８と、を備える鋼製のＨ形断面部材２５であって、第１フランジを間に挟んでウェブの反対側に配置されるとともにＨ形断面部材の材軸方向に並べられた複数の板状部材が、直接又は仕口部材を介して第１フランジにそれぞれ取り付けられ、第２フランジの幅は、第１フランジの幅よりも広い。
【選択図】図３
【解決手段】第１フランジ２６と、第２フランジ２７と、第１フランジ及び第２フランジを互いに接合するウェブ２８と、を備える鋼製のＨ形断面部材２５であって、第１フランジを間に挟んでウェブの反対側に配置されるとともにＨ形断面部材の材軸方向に並べられた複数の板状部材が、直接又は仕口部材を介して第１フランジにそれぞれ取り付けられ、第２フランジの幅は、第１フランジの幅よりも広い。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１フランジと、
第２フランジと、
前記第１フランジ及び前記第２フランジを互いに接合するウェブと、を備える鋼製のＨ形断面部材であって、
前記第１フランジを間に挟んで前記ウェブの反対側に配置されるとともに前記Ｈ形断面部材の材軸方向に並べられた複数の板状部材が、直接又は仕口部材を介して前記第１フランジにそれぞれ取り付けられ、
前記第２フランジの幅は、前記第１フランジの幅よりも広い、Ｈ形断面部材。
第２フランジと、
前記第１フランジ及び前記第２フランジを互いに接合するウェブと、を備える鋼製のＨ形断面部材であって、
前記第１フランジを間に挟んで前記ウェブの反対側に配置されるとともに前記Ｈ形断面部材の材軸方向に並べられた複数の板状部材が、直接又は仕口部材を介して前記第１フランジにそれぞれ取り付けられ、
前記第２フランジの幅は、前記第１フランジの幅よりも広い、Ｈ形断面部材。
【請求項2】
第１フランジと、
第２フランジと、
前記第１フランジ及び前記第２フランジを互いに接合するウェブと、を備える鋼製のＨ形断面部材であって、
前記第１フランジを間に挟んで前記ウェブの反対側に配置されるとともに前記Ｈ形断面部材の材軸方向に並べられた複数の板状部材が、直接又は仕口部材を介して前記第１フランジにそれぞれ取り付けられ、
前記第２フランジの厚さは、前記第１フランジの厚さよりも厚い、Ｈ形断面部材。
第２フランジと、
前記第１フランジ及び前記第２フランジを互いに接合するウェブと、を備える鋼製のＨ形断面部材であって、
前記第１フランジを間に挟んで前記ウェブの反対側に配置されるとともに前記Ｈ形断面部材の材軸方向に並べられた複数の板状部材が、直接又は仕口部材を介して前記第１フランジにそれぞれ取り付けられ、
前記第２フランジの厚さは、前記第１フランジの厚さよりも厚い、Ｈ形断面部材。
【請求項3】
前記複数の板状部材は屋根葺材を構成する、請求項１又は２に記載のＨ形断面部材。
【請求項4】
前記複数の板状部材は外壁材を構成する、請求項１又は２に記載のＨ形断面部材。
【請求項5】
溶接軽量Ｈ形鋼である、請求項１から４のいずれか一項に記載のＨ形断面部材。
【請求項6】
請求項１から５のいずれか一項に記載のＨ形断面部材と、
前記複数の板状部材と、
を備える、支持構造。
前記複数の板状部材と、
を備える、支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ｈ形断面部材及び支持構造に関する。
【背景技術】
【0002】
床スラブや屋根を支持する梁、屋根を支持する母屋、壁材を支持する胴縁等、建築物の多くの部材で、Ｈ形断面の鋼材（部材）が用いられている（例えば、特許文献１から３参照）。支持される部材の質量や外力によって支持する部材に曲げモーメントが生じる場合、鋼材重量に対する強軸回りの曲げ性能が高く断面効率が良いＨ形断面部材を、支持する部材として用いるのが合理的である。このため、支持する部材として、Ｈ形断面部材が一般的に用いられている。
Ｈ形断面部材は、２枚のフランジと、それらを繋ぐウェブと、で構成されている。曲げを受けるＨ形断面部材では、一方のフランジが圧縮力を負担し、もう一方のフランジが引張力を負担する。通常、それらの圧縮力の大きさと引張力の大きさとは互いに等しいため、２枚のフランジは、幅が互いに等しく、厚さが互いに等しい断面形状とするのが一般的である。このため、一般的なＨ形断面部材は、Ｈ形断面部材の材軸方向に見たときに、ウェブに直交する軸に対して対称の断面となる。さらに、２枚のフランジの幅の中央にウェブがそれぞれ接合している場合は、Ｈ形断面部材の前記断面は、２軸対称の形状となる。
Ｈ形断面部材は、２枚のフランジと、それらを繋ぐウェブと、で構成されている。曲げを受けるＨ形断面部材では、一方のフランジが圧縮力を負担し、もう一方のフランジが引張力を負担する。通常、それらの圧縮力の大きさと引張力の大きさとは互いに等しいため、２枚のフランジは、幅が互いに等しく、厚さが互いに等しい断面形状とするのが一般的である。このため、一般的なＨ形断面部材は、Ｈ形断面部材の材軸方向に見たときに、ウェブに直交する軸に対して対称の断面となる。さらに、２枚のフランジの幅の中央にウェブがそれぞれ接合している場合は、Ｈ形断面部材の前記断面は、２軸対称の形状となる。
【0003】
なお、建築物の床を支持する小梁に用いられるＨ形断面部材では、Ｈ形断面部材の圧縮側に、圧縮耐力を負担することが可能なコンクリートを用いた床スラブが取り付けられる。このとき、Ｈ形断面部材の２枚のフランジの断面寸法が、互いに異なる場合がある。この場合、Ｈ形断面部材の圧縮側フランジが負担する圧縮力をコンクリートが負担するため、圧縮側フランジの断面寸法を小さくすることが可能である。
しかし、このようにＨ形断面部材に作用する応力の一部を板状部材（面材）に負担させようとした場合、耐力負担が可能な１枚の板状部材が、Ｈ形断面部材の材軸方向に切れ目なく設置されている必要がある。しかし、薄鋼板による折板屋根等（複数の板状部材）では、耐力負担が期待できない。
しかし、このようにＨ形断面部材に作用する応力の一部を板状部材（面材）に負担させようとした場合、耐力負担が可能な１枚の板状部材が、Ｈ形断面部材の材軸方向に切れ目なく設置されている必要がある。しかし、薄鋼板による折板屋根等（複数の板状部材）では、耐力負担が期待できない。
【0004】
また、折板屋根や外壁材等の複数の板状部材では、施工性や輸送性の観点から規格寸法が定まっている。Ｈ形断面部材に複数の板状部材が取り付けられる場合には、複数の板状部材が、材軸方向に連続的に並べて施工されている。そのため材軸方向に隣り合う板状部材間には微小な空隙がある場合もあり、板状部材の材軸方向の耐力負担は期待できない。そのため、２枚のフランジの断面寸法が異なるＨ形断面部材の使用は、コンクリートを用いた床スラブが取り付けられる場合に実質的に限られている。
【0005】
以上の事項が、現状の設計において２軸対称の形状を有するＨ形断面部材が一般的に使用されている理由である。
Ｈ形断面部材では、強軸まわりの断面性能に優れるものの、弱軸まわりの断面性能は低い。このため、Ｈ形断面部材の横座屈（Ｈ形断面部材が捩れながら、面外方向へ移動する変形を生じつつ座屈すること）が問題となる。横座屈が生じると、急激な耐力劣化が生じ、Ｈ形断面部材の挙動が不安定になる。従って、横座屈が生じないように、Ｈ形断面部材を設計する必要がある。
具体的には、「平成１３年国土交通省告示第１０２４号 特殊な許容応力度及び特殊な材料強度を定める件」において、曲げ材の座屈の許容応力度が規定されている。この告示では、横座屈が生じ得る部材長さが長い場合等には、許容応力度を低減することとしている。
Ｈ形断面部材では、強軸まわりの断面性能に優れるものの、弱軸まわりの断面性能は低い。このため、Ｈ形断面部材の横座屈（Ｈ形断面部材が捩れながら、面外方向へ移動する変形を生じつつ座屈すること）が問題となる。横座屈が生じると、急激な耐力劣化が生じ、Ｈ形断面部材の挙動が不安定になる。従って、横座屈が生じないように、Ｈ形断面部材を設計する必要がある。
具体的には、「平成１３年国土交通省告示第１０２４号 特殊な許容応力度及び特殊な材料強度を定める件」において、曲げ材の座屈の許容応力度が規定されている。この告示では、横座屈が生じ得る部材長さが長い場合等には、許容応力度を低減することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第４８２６８０７号公報
【特許文献2】特開２０２０－１５３１２５号公報
【特許文献3】特許第６８９２０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、Ｈ形断面部材の長さが長い場合やＨ形断面部材の幅が狭い場合等の横座屈が生じやすい条件においては、許容応力度が低下し、Ｈ形断面部材が本来有している断面性能を発揮しない。従って、Ｈ形断面部材の断面を大きくする必要が生じて、Ｈ形断面部材を構成するための鋼材量が増えてしまい、非経済的な設計となる。
また、横座屈による許容応力度の低下を防ぐ方法として、Ｈ形断面部材に横座屈防止用の補剛材を設置する場合もある。この場合、十分な数の補剛材が設けられていれば許容応力度の低下は生じないが、補剛材の加工や施工による手間やコストが生じてしまい、非経済的である。
また、横座屈による許容応力度の低下を防ぐ方法として、Ｈ形断面部材に横座屈防止用の補剛材を設置する場合もある。この場合、十分な数の補剛材が設けられていれば許容応力度の低下は生じないが、補剛材の加工や施工による手間やコストが生じてしまい、非経済的である。
【0008】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、断面形状を合理的に構成したＨ形断面部材、及びこのＨ形断面部材を備える支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のＨ形断面部材は、第１フランジと、第２フランジと、前記第１フランジ及び前記第２フランジを互いに接合するウェブと、を備える鋼製のＨ形断面部材であって、前記第１フランジを間に挟んで前記ウェブの反対側に配置されるとともに前記Ｈ形断面部材の材軸方向に並べられた複数の板状部材が、直接又は仕口部材を介して前記第１フランジにそれぞれ取り付けられ、前記第２フランジの幅は、前記第１フランジの幅よりも広いことを特徴としている。
本発明のＨ形断面部材は、第１フランジと、第２フランジと、前記第１フランジ及び前記第２フランジを互いに接合するウェブと、を備える鋼製のＨ形断面部材であって、前記第１フランジを間に挟んで前記ウェブの反対側に配置されるとともに前記Ｈ形断面部材の材軸方向に並べられた複数の板状部材が、直接又は仕口部材を介して前記第１フランジにそれぞれ取り付けられ、前記第２フランジの幅は、前記第１フランジの幅よりも広いことを特徴としている。
【0010】
一般的に、鋼製のＨ形断面部材の第１フランジに、第１フランジを間に挟んでウェブの反対側に配置されるとともに材軸方向に並べられた複数の板状部材が直接又は仕口部材を介して取り付けられていても、これら複数の板状部材では、Ｈ形断面部材に要求される程度の面内の曲げ耐力の負担が期待できないと考えられる。
この発明では、発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない複数の板状部材に第１フランジが取り付けられている場合でも、例えば両フランジの材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジの幅が互いに等しい場合に比べて、第２フランジの幅が第１フランジの幅よりも広い、本発明のＨ形断面部材の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジの幅が第１フランジの幅よりも広くてＨ形断面部材の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材の断面形状を合理的に構成することができる。
この発明では、発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない複数の板状部材に第１フランジが取り付けられている場合でも、例えば両フランジの材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジの幅が互いに等しい場合に比べて、第２フランジの幅が第１フランジの幅よりも広い、本発明のＨ形断面部材の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジの幅が第１フランジの幅よりも広くてＨ形断面部材の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材の断面形状を合理的に構成することができる。
【0011】
また、本発明の他のＨ形断面部材は、第１フランジと、第２フランジと、前記第１フランジ及び前記第２フランジを互いに接合するウェブと、を備える鋼製のＨ形断面部材であって、前記第１フランジを間に挟んで前記ウェブの反対側に配置されるとともに前記Ｈ形断面部材の材軸方向に並べられた複数の板状部材が、直接又は仕口部材を介して前記第１フランジにそれぞれ取り付けられ、前記第２フランジの厚さは、前記第１フランジの厚さよりも厚いことを特徴としている。
この発明では、発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない複数の板状部材に第１フランジが取り付けられている場合でも、例えば両フランジの材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジの厚さが互いに等しい場合に比べて、第２フランジの厚さが第１フランジの厚さよりも厚い、本発明のＨ形断面部材の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジの厚さが第１フランジの厚さよりも厚くてＨ形断面部材の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材の断面形状を合理的に構成することができる。
この発明では、発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない複数の板状部材に第１フランジが取り付けられている場合でも、例えば両フランジの材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジの厚さが互いに等しい場合に比べて、第２フランジの厚さが第１フランジの厚さよりも厚い、本発明のＨ形断面部材の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジの厚さが第１フランジの厚さよりも厚くてＨ形断面部材の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材の断面形状を合理的に構成することができる。
【0012】
また、前記Ｈ形断面部材において、前記複数の板状部材は屋根葺材を構成してもよい。
この発明では、屋根葺材に直接又は仕口部材を介して第１フランジが取り付けられることにより、Ｈ形断面部材で屋根葺材を支持することができる。
この発明では、屋根葺材に直接又は仕口部材を介して第１フランジが取り付けられることにより、Ｈ形断面部材で屋根葺材を支持することができる。
【0013】
また、前記Ｈ形断面部材において、前記複数の板状部材は外壁材を構成してもよい。
この発明では、外壁材に直接又は仕口部材を介して第１フランジが取り付けられることにより、Ｈ形断面部材で外壁材を支持することができる。
この発明では、外壁材に直接又は仕口部材を介して第１フランジが取り付けられることにより、Ｈ形断面部材で外壁材を支持することができる。
【0014】
また、前記Ｈ形断面部材において、鋼帯から連続した高周波抵抗溶接、又はこれと高周波誘導溶接との併用によって製造された溶接軽量Ｈ形鋼であってもよい。
この発明では、溶接軽量Ｈ形鋼によりＨ形断面部材を比較的軽く構成することができる。
この発明では、溶接軽量Ｈ形鋼によりＨ形断面部材を比較的軽く構成することができる。
【0015】
また、本発明の支持構造は、前記に記載のＨ形断面部材と、前記複数の板状部材と、を備えることを特徴としている。
この発明では、断面形状を合理的に構成したＨ形断面部材を用いて支持構造を構成することができる。
この発明では、断面形状を合理的に構成したＨ形断面部材を用いて支持構造を構成することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明のＨ形断面部材及び支持構造では、断面形状を合理的に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態のＨ形断面部材及び支持構造が用いられた建築物の一部を破断した斜視図である。
【図2】第２Ｈ形断面部材の斜視図である。
【図3】同第２Ｈ形断面部材の断面図である。
【図4】地震時を想定した逆対称の曲げモーメントの一例を示す図である。
【図5】常用時を想定した積載荷重による曲げモーメントの一例を示す図である。
【図6】H-400で地震時に第１フランジの拘束をしない場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図7】H-900で地震時に第１フランジの拘束をしない場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図8】H-400で地震時に第１フランジの横移動が拘束されている場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図9】H-900で地震時に第１フランジの横移動が拘束されている場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図10】H-400で常用時に第１フランジの拘束をしない場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図11】H-900で常用時に第１フランジの拘束をしない場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図12】H-400で常用時に第１フランジの横移動が拘束されている場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図13】H-900で常用時に第１フランジの横移動が拘束されている場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図14】地震時に第１フランジの拘束をしない場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図15】地震時に第１フランジの横移動が拘束されている場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図16】常用時に第１フランジの拘束をしない場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図17】常用時に第１フランジの横移動が拘束されている場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図18】地震時に第１フランジの横移動が拘束され第１，２フランジの反りが拘束されている場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図19】風荷重負圧時に第１フランジの横移動が拘束され材軸方向の両端がピン接合されている場合の、（Ｌ／Ｈ）の値に対する弾性座屈耐力の変化を表す図である。
【図20】風荷重による負圧を想定した曲げモーメントの一例を示す図である。
【図21】地震時に第１フランジの横移動が拘束される場合の、第２フランジの幅に対する断面効率の変化を表す図である。
【図22】常用時に第１フランジの横移動が拘束される場合の、第２フランジの幅に対する断面効率の変化を表す図である。
【図23】Ｈ形断面部材に対する、板状部材による補剛効果を説明するための模式図である。
【図24】地震時に第１フランジの横移動がバネ拘束されている場合の、第２フランジの幅に対する断面効率の変化の一例を表す図である。
【図25】地震時に第１フランジの横移動がバネ拘束されている場合の、第２フランジの幅に対する断面効率の変化の他の例を表す図である。
【図26】常用時に第１フランジの横移動がバネ拘束されている場合の、第２フランジの幅に対する断面効率の変化の一例を表す図である。
【図27】常用時に第１フランジの横移動がバネ拘束されている場合の、第２フランジの幅に対する断面効率の変化の他の例を表す図である。
【図28】本発明の一実施形態の第１変形例の支持構造が用いられた建築物の一部を破断した斜視図である。
【図29】本発明の一実施形態の第２変形例の支持構造が用いられた建築物の一部を破断した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
【0019】
〔１．Ｈ形断面部材及び支持構造が用いられた建築物の構成〕
本実施形態の後述するＨ形断面部材１５，２５及び支持構造４６，４７は、図１に示す建築物１に用いられている。建築物１は、複数の柱１０と、複数の大梁である第１Ｈ形断面部材（Ｈ形断面部材）１５と、複数の小梁である第２Ｈ形断面部材（Ｈ形断面部材）２５と、折板屋根３５と、を備えている。
柱１０は、上下方向に沿って延びている。複数の柱１０は、互いに間隔を開けて配置されている。柱１０は、鋼製、ＲＣ（Reinforced Concrete）製、ＳＲＣ（Steel Reinforced Concrete）製等である。
本実施形態の後述するＨ形断面部材１５，２５及び支持構造４６，４７は、図１に示す建築物１に用いられている。建築物１は、複数の柱１０と、複数の大梁である第１Ｈ形断面部材（Ｈ形断面部材）１５と、複数の小梁である第２Ｈ形断面部材（Ｈ形断面部材）２５と、折板屋根３５と、を備えている。
柱１０は、上下方向に沿って延びている。複数の柱１０は、互いに間隔を開けて配置されている。柱１０は、鋼製、ＲＣ（Reinforced Concrete）製、ＳＲＣ（Steel Reinforced Concrete）製等である。
【0020】
第１Ｈ形断面部材１５及び第２Ｈ形断面部材２５は、それぞれ鋼製である。
第１Ｈ形断面部材１５は、第１フランジ１６と、第２フランジ１７と、ウェブ１８と、を備えている。第１フランジ１６、第２フランジ１７、及びウェブ１８は、それぞれ鋼板により形成されている。第１フランジ１６及び第２フランジ１７は、それぞれ水平面に沿うように配置され、互いに上下方向に対向している。第１フランジ１６は、第２フランジ１７よりも上方に配置されている。
ウェブ１８は、第１フランジ１６と第２フランジ１７との間に配置されている。ウェブ１８は、第１フランジ１６の幅方向の中心及び第２フランジ１７の幅方向の中心を互いに接合している。
第１Ｈ形断面部材１５は、第１フランジ１６と、第２フランジ１７と、ウェブ１８と、を備えている。第１フランジ１６、第２フランジ１７、及びウェブ１８は、それぞれ鋼板により形成されている。第１フランジ１６及び第２フランジ１７は、それぞれ水平面に沿うように配置され、互いに上下方向に対向している。第１フランジ１６は、第２フランジ１７よりも上方に配置されている。
ウェブ１８は、第１フランジ１６と第２フランジ１７との間に配置されている。ウェブ１８は、第１フランジ１６の幅方向の中心及び第２フランジ１７の幅方向の中心を互いに接合している。
【0021】
大梁である第１Ｈ形断面部材１５のウェブ１８等には、図示しないガセットプレートが溶接等により接合されている。
第１Ｈ形断面部材１５は、隣り合う柱１０の間にかけ渡され、水平面に沿う方向に延びている。第１Ｈ形断面部材１５の両端部は、柱１０に溶接等でそれぞれ接合されている。
第１Ｈ形断面部材１５は、隣り合う柱１０の間にかけ渡され、水平面に沿う方向に延びている。第１Ｈ形断面部材１５の両端部は、柱１０に溶接等でそれぞれ接合されている。
【0022】
図１から図３に示すように、第２Ｈ形断面部材２５は、第１フランジ２６と、第２フランジ２７と、ウェブ２８と、を備えている。第１フランジ２６、第２フランジ２７、及びウェブ２８は、それぞれ鋼板により形成されている。第１フランジ２６及び第２フランジ２７は、それぞれ水平面に沿うように配置され、互いに上下方向に対向している。第１フランジ２６は、第２フランジ２７よりも上方に配置されている。
ウェブ２８は、第１フランジ２６と第２フランジ２７との間に配置されている。ウェブ２８は、第１フランジ２６の幅方向の中心及び第２フランジ２７の幅方向の中心を互いに接合している。
Ｈ形断面部材１５，２５の材軸方向に直交する断面形状は、それぞれＨ形状である。
なお、Ｈ形断面部材１５，２５が配置される向きは、これに限定されない。第２Ｈ形断面部材２５及び第１Ｈ形断面部材１５は、圧延Ｈ形鋼であってもよいし、溶接組立Ｈ形鋼であってもよい。
ウェブ２８は、第１フランジ２６と第２フランジ２７との間に配置されている。ウェブ２８は、第１フランジ２６の幅方向の中心及び第２フランジ２７の幅方向の中心を互いに接合している。
Ｈ形断面部材１５，２５の材軸方向に直交する断面形状は、それぞれＨ形状である。
なお、Ｈ形断面部材１５，２５が配置される向きは、これに限定されない。第２Ｈ形断面部材２５及び第１Ｈ形断面部材１５は、圧延Ｈ形鋼であってもよいし、溶接組立Ｈ形鋼であってもよい。
【0023】
ここで、図３に示すように、第２Ｈ形断面部材２５の寸法を規定する。
第１フランジ２６の幅を、Ｂ１（ｍｍ）とする。第１フランジ２６の厚さを、ｔｆ１（ｍｍ）とする。第２フランジ２７の幅を、Ｂ２（ｍｍ）とする。第２フランジ２７の厚さを、ｔｆ２（ｍｍ）とする。ウェブ２８の厚さを、ｔｗ（ｍｍ）とする。第２Ｈ形断面部材２５の高さ（せい）を、Ｈ（ｍｍ）とする。
第２Ｈ形断面部材２５における、第２Ｈ形断面部材２５の材軸方向に直交する断面積を、Ａ（ｍｍ２）とする。
図２に示すように、第２Ｈ形断面部材２５の長さを、Ｌ（ｍｍ）とする。
第１フランジ２６の幅を、Ｂ１（ｍｍ）とする。第１フランジ２６の厚さを、ｔｆ１（ｍｍ）とする。第２フランジ２７の幅を、Ｂ２（ｍｍ）とする。第２フランジ２７の厚さを、ｔｆ２（ｍｍ）とする。ウェブ２８の厚さを、ｔｗ（ｍｍ）とする。第２Ｈ形断面部材２５の高さ（せい）を、Ｈ（ｍｍ）とする。
第２Ｈ形断面部材２５における、第２Ｈ形断面部材２５の材軸方向に直交する断面積を、Ａ（ｍｍ２）とする。
図２に示すように、第２Ｈ形断面部材２５の長さを、Ｌ（ｍｍ）とする。
【0024】
図１に示すように、第２Ｈ形断面部材２５は、対向する第１Ｈ形断面部材１５の間にかけ渡され、水平面に沿う方向に延びている。第２Ｈ形断面部材２５における材軸方向の両端部は、第１Ｈ形断面部材１５のガセットプレートに、図示しない高力ボルト等により接続されている。
【0025】
折板屋根３５は、屋根葺材である。例えば、折板屋根３５は、金属板を折り曲げて構成されている。折板屋根３５は、水平面に沿う第１水平方向Ｕに延びる波形部材３６が、水平面に沿うとともに第１水平方向Ｕに直交する第２水平方向Ｖに複数並べられて構成されている。
波形部材３６は、底板３７と、第１傾斜板３８と、天板３９と、第２傾斜板４０と、を有している。底板３７、第１傾斜板３８、天板３９、及び第２傾斜板４０は、それぞれ板状部材（面材）である。
波形部材３６は、底板３７と、第１傾斜板３８と、天板３９と、第２傾斜板４０と、を有している。底板３７、第１傾斜板３８、天板３９、及び第２傾斜板４０は、それぞれ板状部材（面材）である。
【0026】
底板３７及び天板３９は、水平面に沿うように配置されている。天板３９は、底板３７よりも上方に配置されている。
第１傾斜板３８は、底板３７における第２水平方向Ｖの第１側Ｖ１の端部から、第１側Ｖ１に向かうに従い漸次、上方に向かうように傾斜している。
天板３９は、第１傾斜板３８における第１側Ｖ１の端部から、第１側Ｖ１に向かって延びている。第２傾斜板４０は、天板３９の第１側Ｖ１の端部から、第１側Ｖ１に向かうに従い漸次、下方に向かうように傾斜している。第２傾斜板４０は、第１側Ｖ１に隣り合う波形部材３６の底板３７における、第２水平方向Ｖのうち第１側Ｖ１とは反対側の第２側Ｖ２の端部に連なっている。
第１傾斜板３８は、底板３７における第２水平方向Ｖの第１側Ｖ１の端部から、第１側Ｖ１に向かうに従い漸次、上方に向かうように傾斜している。
天板３９は、第１傾斜板３８における第１側Ｖ１の端部から、第１側Ｖ１に向かって延びている。第２傾斜板４０は、天板３９の第１側Ｖ１の端部から、第１側Ｖ１に向かうに従い漸次、下方に向かうように傾斜している。第２傾斜板４０は、第１側Ｖ１に隣り合う波形部材３６の底板３７における、第２水平方向Ｖのうち第１側Ｖ１とは反対側の第２側Ｖ２の端部に連なっている。
【0027】
折板屋根３５は、第１Ｈ形断面部材１５において、第１フランジ１６を間に挟んでウェブ１８の反対側（上方）に配置されている。
折板屋根３５の底板３７、第１傾斜板３８、天板３９、及び第２傾斜板４０は、第２Ｈ形断面部材２５において、第１フランジ２６を間に挟んでウェブ２８の反対側（上方）に配置されるとともに、第２Ｈ形断面部材２５の材軸方向である第２水平方向Ｖに並べられている。
折板屋根３５の底板３７は、第１Ｈ形断面部材１５の第１フランジ１６及び第２Ｈ形断面部材２５の第１フランジ１６に、底板３７の下方から支持されている。この例では、折板屋根３５の底板３７、第１傾斜板３８、天板３９、及び第２傾斜板４０は、公知の金具及び締結部材等の仕口部材（不図示）を介して、Ｈ形断面部材１５，２５の第１フランジ１６，２６にそれぞれ取り付けられている。
折板屋根３５の底板３７、第１傾斜板３８、天板３９、及び第２傾斜板４０は、第２Ｈ形断面部材２５において、第１フランジ２６を間に挟んでウェブ２８の反対側（上方）に配置されるとともに、第２Ｈ形断面部材２５の材軸方向である第２水平方向Ｖに並べられている。
折板屋根３５の底板３７は、第１Ｈ形断面部材１５の第１フランジ１６及び第２Ｈ形断面部材２５の第１フランジ１６に、底板３７の下方から支持されている。この例では、折板屋根３５の底板３７、第１傾斜板３８、天板３９、及び第２傾斜板４０は、公知の金具及び締結部材等の仕口部材（不図示）を介して、Ｈ形断面部材１５，２５の第１フランジ１６，２６にそれぞれ取り付けられている。
【0028】
なお、第１Ｈ形断面部材１５及び折板屋根３５で、支持構造４６が構成される。第２Ｈ形断面部材２５及び折板屋根３５で、支持構造４７が構成される。
折板屋根３５の底板３７、第１傾斜板３８、天板３９、及び第２傾斜板４０は、Ｈ形断面部材１５，２５の第１フランジ１６，２６にそれぞれ直接取り付けられていてもよい。
折板屋根３５の底板３７、第１傾斜板３８、天板３９、及び第２傾斜板４０は、Ｈ形断面部材１５，２５の第１フランジ１６，２６にそれぞれ直接取り付けられていてもよい。
【0029】
以下では、Ｈ形断面部材１５，２５のうち第２Ｈ形断面部材２５を例にとって、フランジ２６，２７の幅及び厚さの影響を検討した結果について説明する。
【0030】
〔２．支持構造におけるフランジの幅の影響の検討〕
フランジ２６，２７の幅が互いに等しい第２Ｈ形断面部材２５（以下、単にＨ形断面部材２５とも言う）の横座屈性状、及びフランジ２６，２７の幅が互いに異なるＨ形断面部材２５の横座屈性状について、ＦＥＭ（Finite Element Method。有限要素法）を用いて検討を行った。
図２に、Ｈ形断面部材２５の解析モデルを示す。解析モデルでは、Ｈ形断面部材２５を４節点シェル要素によって構成している。Ｈ形断面部材２５の材軸方向に、ｘ軸を規定した。フランジ２６，２７が対向する方向にｙ軸を規定し、ウェブ２８の厚さ方向に、ｚ軸を規定した。
フランジ２６，２７の幅が互いに等しい第２Ｈ形断面部材２５（以下、単にＨ形断面部材２５とも言う）の横座屈性状、及びフランジ２６，２７の幅が互いに異なるＨ形断面部材２５の横座屈性状について、ＦＥＭ（Finite Element Method。有限要素法）を用いて検討を行った。
図２に、Ｈ形断面部材２５の解析モデルを示す。解析モデルでは、Ｈ形断面部材２５を４節点シェル要素によって構成している。Ｈ形断面部材２５の材軸方向に、ｘ軸を規定した。フランジ２６，２７が対向する方向にｙ軸を規定し、ウェブ２８の厚さ方向に、ｚ軸を規定した。
【0031】
第１フランジ２６に板状部材が取り付けられる場合には、図２における上側の第１フランジ２６の断面中心である位置２６ａにおける節点のｚ軸方向の移動（横移動）を拘束する（ｄｚ（ｕｚ。ｚ軸方向の移動による変位）＝０）とした。第１フランジ２６に板状部材が取り付けられない場合には、第１フランジ２６の位置２６ａにおける節点のｚ軸方向の移動を拘束しないとした。
また、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の両端は、Ｈ形断面部材２５のねじれに対して固定端、フランジ２６，２７の反りに関しては自由端とした。すなわち、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の第１端２５ａにおいて、ｄｘ＝０，ｄｙ＝０，ｄｚ＝０，ｒｏｔｘ（ｘ軸回りの回転）＝０とした。Ｈ形断面部材２５の材軸方向における第１端２５ａとは反対の第２端２５ｂにおいて、ｄｙ＝０，ｄｚ＝０，ｒｏｔｘ＝０とした。
また、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の両端は、Ｈ形断面部材２５のねじれに対して固定端、フランジ２６，２７の反りに関しては自由端とした。すなわち、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の第１端２５ａにおいて、ｄｘ＝０，ｄｙ＝０，ｄｚ＝０，ｒｏｔｘ（ｘ軸回りの回転）＝０とした。Ｈ形断面部材２５の材軸方向における第１端２５ａとは反対の第２端２５ｂにおいて、ｄｙ＝０，ｄｚ＝０，ｒｏｔｘ＝０とした。
【0032】
この解析モデルに対して、材軸方向の端におけるｚ軸回りの曲げモーメントや、第１フランジ２６におけるｙ軸方向の分布荷重により、Ｈ形断面部材２５に曲げモーメントが作用する場合について、弾性座屈解析（固有値解析）を行った。
なお、第１フランジ２６は第２フランジ２７の下方に配置されてもよいし、フランジ２６，２７が水平面に沿って並べて配置されてもよい。すなわち、Ｈ形断面部材２５が配置される向きは、これに限定されない。
なお、第１フランジ２６は第２フランジ２７の下方に配置されてもよいし、フランジ２６，２７が水平面に沿って並べて配置されてもよい。すなわち、Ｈ形断面部材２５が配置される向きは、これに限定されない。
【0033】
次に、解析モデルにおける各ケースについて説明する。
ここでは、ＪＩＳ規格で定められたＨ形鋼である、断面寸法がH-400x200x8x13であるＨ形鋼（以下、H-400と言う）と、断面寸法H-900x300x16x28（以下、H-900と言う）を基準に、フランジ２６，２７の幅を変更させる形でパラメータを振っている。表１に解析対象のケースの一覧を示す。なお、フランジ２６，２７の厚さは、互いに等しい。
ここでは、ＪＩＳ規格で定められたＨ形鋼である、断面寸法がH-400x200x8x13であるＨ形鋼（以下、H-400と言う）と、断面寸法H-900x300x16x28（以下、H-900と言う）を基準に、フランジ２６，２７の幅を変更させる形でパラメータを振っている。表１に解析対象のケースの一覧を示す。なお、フランジ２６，２７の厚さは、互いに等しい。
【0034】
【表1】
【0035】
H-400であるケースａ１００～ａ３００については、フランジ２６，２７の幅を５０ｍｍ刻みで変更しており、H-900であるケースｂ１００～ｂ５００については、フランジ２６，２７の幅を１００ｍｍ刻みで変更している。H-400及びH-900について、その他の断面寸法は変更していない。
なお、第２フランジ２７の幅を広げた場合は、第２フランジ２７の拡幅分だけ第１フランジ２６の幅を狭めている。第２フランジ２７の幅を狭めた場合は、その分だけ第１フランジ２６の幅を広げている。すなわち、フランジ２６，２７の幅を変更した場合についても、Ｈ形断面部材２５の断面積Ａは、基準とするフランジ２６，２７の幅が互いに等しいケースａ２００，ｂ３００の断面積Ａと同等である。Ｈ形断面部材２５の単位長さ当たりの質量も、ケース２００ａ，ｂ３００の単位長さ当たりの質量と同等となる。
各ケースについて、地震時を想定した逆対称の曲げモーメント、常用時を想定した積載荷重による曲げモーメント、の２種類の曲げモーメントが作用する場合について、Ｈ形断面部材２５の高さＨに対する長さＬの比（Ｌ／Ｈ）が６～５０の範囲で、長さＬを変更して解析を行った。
なお、第２フランジ２７の幅を広げた場合は、第２フランジ２７の拡幅分だけ第１フランジ２６の幅を狭めている。第２フランジ２７の幅を狭めた場合は、その分だけ第１フランジ２６の幅を広げている。すなわち、フランジ２６，２７の幅を変更した場合についても、Ｈ形断面部材２５の断面積Ａは、基準とするフランジ２６，２７の幅が互いに等しいケースａ２００，ｂ３００の断面積Ａと同等である。Ｈ形断面部材２５の単位長さ当たりの質量も、ケース２００ａ，ｂ３００の単位長さ当たりの質量と同等となる。
各ケースについて、地震時を想定した逆対称の曲げモーメント、常用時を想定した積載荷重による曲げモーメント、の２種類の曲げモーメントが作用する場合について、Ｈ形断面部材２５の高さＨに対する長さＬの比（Ｌ／Ｈ）が６～５０の範囲で、長さＬを変更して解析を行った。
【0036】
なお、地震時を想定した逆対称の曲げモーメントの一例を、図４に示し、常用時を想定した積載荷重による曲げモーメントの一例を、図５に示す。
図４及び図５において、横軸は、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の無次元化座標を表し、縦軸は、Ｈ形断面部材２５に作用する無次元化曲げモーメントを表す。無次元化座標は、長さＬに対する、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の座標（ｘ座標）の比である。無次元化曲げモーメントは、Ｈ形断面部材２５に作用する曲げモーメントの絶対値の最大値に対する、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の各位置に作用する曲げモーメントの比である。
図４及び図５において、横軸は、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の無次元化座標を表し、縦軸は、Ｈ形断面部材２５に作用する無次元化曲げモーメントを表す。無次元化座標は、長さＬに対する、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の座標（ｘ座標）の比である。無次元化曲げモーメントは、Ｈ形断面部材２５に作用する曲げモーメントの絶対値の最大値に対する、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の各位置に作用する曲げモーメントの比である。
【0037】
図６から図９に、地震時を想定した逆対称の曲げモーメントが作用する場合の固有値解析結果を示す。図６及び図７は、第１フランジ２６が拘束されていない場合であり、図８及び図９は、第１フランジ２６の横移動（ｚ軸方向の移動）が拘束されている場合である。
以降に示す図においては、縦軸は、固有値解析による弾性座屈耐力を表し、横軸は、Ｈ形断面部材２５の高さＨに対するＨ形断面部材２５の長さＬの比（Ｌ／Ｈ）を表す。
以降に示す図においては、縦軸は、固有値解析による弾性座屈耐力を表し、横軸は、Ｈ形断面部材２５の高さＨに対するＨ形断面部材２５の長さＬの比（Ｌ／Ｈ）を表す。
【0038】
図１０から図１３に、常用時を想定した積載荷重による曲げモーメントが作用する場合の固有値解析結果を示す。図１０及び図１１は、第１フランジ２６が拘束されていない場合であり、図１２及び図１３は、第１フランジ２６の横移動が拘束されている場合である。
【0039】
図６及び図７より、地震時に第１フランジ２６が拘束されていない場合は、フランジ２６，２７の幅が互いに等しい状態から、フランジ２６，２７の幅が互いに異なるように変更することにより、弾性座屈耐力が低下している。また、図１０及び図１１の常用時についても、フランジ２６，２７の幅が互いに等しい状態から、フランジ２６，２７の幅が互いに異なるように変更することにより、弾性座屈耐力が低下している。つまり、地震時及び常用時の荷重条件に係わらず、第１フランジ２６が拘束されていない場合は、フランジ２６，２７の幅が互い異なる断面を用いると、弾性座屈耐力の低下を招き、非効率な設計となる。
一方で、図８、図９、図１２、及び図１３に示す第１フランジ２６の横移動が拘束されている場合においては、地震時及び常用時の荷重条件に係わらず、第２フランジ２７の幅を広げて第１フランジ２６の幅を狭めた場合は、フランジ２６，２７の幅が互いに等しい場合よりも弾性座屈耐力が大きくなる。第２フランジ２７の幅を狭めて第１フランジ２６の幅を広げた場合は、フランジ２６，２７の幅が互いに等しい場合よりも弾性座屈耐力が小さくなる。
一方で、図８、図９、図１２、及び図１３に示す第１フランジ２６の横移動が拘束されている場合においては、地震時及び常用時の荷重条件に係わらず、第２フランジ２７の幅を広げて第１フランジ２６の幅を狭めた場合は、フランジ２６，２７の幅が互いに等しい場合よりも弾性座屈耐力が大きくなる。第２フランジ２７の幅を狭めて第１フランジ２６の幅を広げた場合は、フランジ２６，２７の幅が互いに等しい場合よりも弾性座屈耐力が小さくなる。
【0040】
つまり、第１フランジ２６の横移動が拘束される条件下においては、第２フランジ２７の幅が広く第１フランジ２６の幅の狭いフランジ２６，２７の幅が互いに異なる断面を用いることで、フランジ２６，２７の幅が互いに等しい断面と同じ鋼材量でより高い横座屈耐力（弾性座屈耐力）を発揮することができる。
この傾向はH-400とH-900でＨ形断面部材２５の断面寸法が変わっても同様の傾向を示しており、あらゆるＨ形断面部材２５について同様の傾向を示すと考えられる。
すなわち、第１フランジ２６の横移動が拘束される条件下においては、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広い非対称のＨ形断面部材２５を用いる方が、フランジ２６，２７の幅が互いに等しい場合に比べてある横座屈耐力を発揮する上で必要な鋼材量を少なくすることができ、効率的な設計が可能となる。
この傾向はH-400とH-900でＨ形断面部材２５の断面寸法が変わっても同様の傾向を示しており、あらゆるＨ形断面部材２５について同様の傾向を示すと考えられる。
すなわち、第１フランジ２６の横移動が拘束される条件下においては、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広い非対称のＨ形断面部材２５を用いる方が、フランジ２６，２７の幅が互いに等しい場合に比べてある横座屈耐力を発揮する上で必要な鋼材量を少なくすることができ、効率的な設計が可能となる。
【0041】
なお、図８及び図９において、（Ｌ／Ｈ）の値が小さい範囲で、第２フランジ２７の幅が広いケースの弾性座屈耐力が頭打ちしているのは、Ｈ形断面部材２５が局部座屈するためである。本発明が対象とする横座屈とは異なる座屈現象によるためである。局部座屈が発生しているのは横座屈耐力が十分に大きい場合であり、この局部座屈による耐力も、Ｈ形断面部材２５の降伏耐力に比べて十分に大きい領域で生じており、問題とはならない。
一方で、フランジ２６，２７が極端に薄い場合には、局部座屈が問題になる可能性が想定される。このため、フランジ２６，２７の幅厚比は、告示昭５５建告第１７９２号第３による梁部材の種別ＦＣの規定値である、15.5√(235/Ｆ)以下とするのが好ましい。ただし、Ｆは、Ｈ形断面部材２５の基準強度である。
一方で、フランジ２６，２７が極端に薄い場合には、局部座屈が問題になる可能性が想定される。このため、フランジ２６，２７の幅厚比は、告示昭５５建告第１７９２号第３による梁部材の種別ＦＣの規定値である、15.5√(235/Ｆ)以下とするのが好ましい。ただし、Ｆは、Ｈ形断面部材２５の基準強度である。
【0042】
〔３．支持構造におけるフランジの厚さの影響の検討〕
次に、フランジ２６，２７の厚さを変数とした弾性座屈解析の解析ケースについて述べる。ここでは、H-400x200x8x13の断面寸法を基準にフランジ２６，２７の厚さを変更する形でパラメータを振っている。表２に解析対象のケースの一覧を示す。なお、フランジ２６，２７の幅は、互いに等しい。
次に、フランジ２６，２７の厚さを変数とした弾性座屈解析の解析ケースについて述べる。ここでは、H-400x200x8x13の断面寸法を基準にフランジ２６，２７の厚さを変更する形でパラメータを振っている。表２に解析対象のケースの一覧を示す。なお、フランジ２６，２７の幅は、互いに等しい。
【0043】
【表2】
【0044】
ここでは、フランジ２６，２７の厚さを３ｍｍ刻みで変更しており、その他の断面寸法は変更していない。なお、第２フランジ２７の厚さを増やした場合はその増厚分だけ第１フランジ２６の厚さを減らしており、第２フランジ２７の厚さを減らした場合はその減厚分だけ第１フランジ２６の厚さを増やしている。
すなわち、フランジ２６，２７の厚さを変更した場合についても、Ｈ形断面部材２５の断面積Ａは、基準とするフランジ２６，２７の厚さが互いに等しいケースｃ１３の断面積Ａと同等である。Ｈ形断面部材２５の単位長さ当たりの質量も、ケースｃ１３の単位長さ当たりの質量と同等となる。
各ケースについて、地震時を想定した逆対称の曲げモーメント、常用時を想定した積載荷重による曲げモーメント、の２種類の曲げモーメントが作用する場合について、（Ｌ／Ｈ）の値が６～５０の範囲で、長さＬを変更して解析を行った。
すなわち、フランジ２６，２７の厚さを変更した場合についても、Ｈ形断面部材２５の断面積Ａは、基準とするフランジ２６，２７の厚さが互いに等しいケースｃ１３の断面積Ａと同等である。Ｈ形断面部材２５の単位長さ当たりの質量も、ケースｃ１３の単位長さ当たりの質量と同等となる。
各ケースについて、地震時を想定した逆対称の曲げモーメント、常用時を想定した積載荷重による曲げモーメント、の２種類の曲げモーメントが作用する場合について、（Ｌ／Ｈ）の値が６～５０の範囲で、長さＬを変更して解析を行った。
【0045】
図１４及び図１５に、地震時を想定した逆対称の曲げモーメントが作用する場合の固有値解析結果を示す。図１４は、第１フランジ２６が拘束されていない場合であり、図１５は、第１フランジ２６の横移動が拘束されている場合である。
図１６及び図１７に、常用時を想定した積載荷重による曲げモーメントが作用する場合の固有値解析結果を示す。図１６は、第１フランジ２６が拘束されていない場合であり、図１７は、第１フランジ２６の横移動が拘束されている場合である。
図１６及び図１７に、常用時を想定した積載荷重による曲げモーメントが作用する場合の固有値解析結果を示す。図１６は、第１フランジ２６が拘束されていない場合であり、図１７は、第１フランジ２６の横移動が拘束されている場合である。
【0046】
図１４より、地震時において第１フランジ２６が拘束されていない場合は、フランジ２６，２７の厚さを変更しても弾性座屈耐力はほとんど変わらないことがわかる。図１６では、常用時においては第２フランジ２７の厚さを厚くした場合の方が弾性座屈耐力が小さくなり、第２フランジ２７の厚さを薄くしたほうが弾性座屈耐力が大きくなる結果となっている。つまり、第１フランジ２６が拘束されていない場合は、第２フランジ２７の厚さを厚くして第１フランジ２６の厚さを薄くすると、フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい場合に比べて、弾性座屈耐力が同等あるいは低下する傾向にあり、非効率な設計となる。
一方で図１５及び図１７に示す地震時及び常用時において第１フランジ２６の横移動が拘束されている場合においては、第２フランジ２７の厚さを厚くして第１フランジ２６の厚さを薄くした場合は、フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい場合よりも弾性座屈耐力が大きくなる。第２フランジ２７の厚さを薄くして第１フランジ２６の厚さを厚くした場合は、フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい場合よりも弾性座屈耐力が小さくなる。
一方で図１５及び図１７に示す地震時及び常用時において第１フランジ２６の横移動が拘束されている場合においては、第２フランジ２７の厚さを厚くして第１フランジ２６の厚さを薄くした場合は、フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい場合よりも弾性座屈耐力が大きくなる。第２フランジ２７の厚さを薄くして第１フランジ２６の厚さを厚くした場合は、フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい場合よりも弾性座屈耐力が小さくなる。
【0047】
つまり、地震時及び常用時の荷重条件に係わらず、第１フランジ２６の横移動が拘束される条件下においては、第２フランジ２７の厚さが厚く第１フランジ２６の厚さが薄い、フランジ２６，２７の厚さが互いに異なる断面を用いることで、フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい断面と同じ鋼材量でより高い弾性座屈耐力を発揮することが出来る。すなわち、第１フランジ２６の横移動が拘束される条件下においては、第２フランジ２７の厚さが第１フランジ２６の厚さよりも厚い非対称のＨ形断面部材２５を用いる方が、フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい場合に比べて、ある弾性座屈耐力を発揮する上で必要な鋼材量を少なくすることができ、効率的な設計が可能となる。
【0048】
なお、図１４及び図１５において、（Ｌ／Ｈ）の値が小さい範囲で、一部の解析ケースの弾性座屈耐力が頭打ちしているのは、厚さの薄いフランジの局部座屈によるためである。本発明が対象とする横座屈とは異なる、座屈現象によるためである。図８及び図９の場合と同様に、局部座屈が発生しているのは横座屈耐力が十分に大きい場合である。この局部座屈による耐力も、Ｈ形断面部材２５の降伏耐力に比べて十分に大きい領域で生じており、問題とはならない。
一方で、フランジ２６，２７が極端に薄い場合には、局部座屈が問題になる可能性が想定される。このため、フランジ２６，２７の幅厚比は、告示昭５５建告第１７９２号第３による梁部材の種別ＦＣの規定値である15.5√(235/Ｆ)以下とするのが好ましい。
一方で、フランジ２６，２７が極端に薄い場合には、局部座屈が問題になる可能性が想定される。このため、フランジ２６，２７の幅厚比は、告示昭５５建告第１７９２号第３による梁部材の種別ＦＣの規定値である15.5√(235/Ｆ)以下とするのが好ましい。
【0049】
〔４．Ｈ形断面部材の端の固定度や曲げモーメント分布の影響についての検討〕
これまでの検討は、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の端のフランジ２６，２７の反りに関して自由端とし、これら材軸方向の端にはｚ軸回りの曲げモーメントを作用させたモデルについての検討であった。以下では、表１のH-400についての５ケースを対象に、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の端の固定度や曲げモーメント分布が異なる条件についても検討する。
図１８に、材軸方向の端におけるフランジ２６，２７の反りが固定された場合に、地震時を想定した逆対称の曲げモーメントが作用した場合の解析結果を示す。図１９に、材軸方向の端がそれぞれピン接合されたとして、材軸方向の端におけるｚ軸回りの曲げモーメントが作用せずに第１フランジ２６に風荷重による負圧を想定したｙ軸方向の分布荷重のみが作用する場合の解析結果を示す。図１８及び図１９のいずれにおいても、第１フランジ２６の横移動が拘束されているとした。
なお、風荷重による負圧を想定した曲げモーメントの一例を、図２０に示す。
これまでの検討は、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の端のフランジ２６，２７の反りに関して自由端とし、これら材軸方向の端にはｚ軸回りの曲げモーメントを作用させたモデルについての検討であった。以下では、表１のH-400についての５ケースを対象に、Ｈ形断面部材２５の材軸方向の端の固定度や曲げモーメント分布が異なる条件についても検討する。
図１８に、材軸方向の端におけるフランジ２６，２７の反りが固定された場合に、地震時を想定した逆対称の曲げモーメントが作用した場合の解析結果を示す。図１９に、材軸方向の端がそれぞれピン接合されたとして、材軸方向の端におけるｚ軸回りの曲げモーメントが作用せずに第１フランジ２６に風荷重による負圧を想定したｙ軸方向の分布荷重のみが作用する場合の解析結果を示す。図１８及び図１９のいずれにおいても、第１フランジ２６の横移動が拘束されているとした。
なお、風荷重による負圧を想定した曲げモーメントの一例を、図２０に示す。
【0050】
図１８及び図１９のどちらの条件も前述の解析結果と同様に、第１フランジ２６の横移動が拘束される条件下においては、第２フランジ２７の幅が広く第１フランジ２６の幅が狭いフランジ２６，２７の幅が互いに異なる断面を用いることで、フランジ２６，２７の幅が互いに等しい断面と同じ鋼材量で、より高い弾性座屈耐力を発揮することが出来ている。
よって、本発明では、材軸方向の端の固定度や曲げモーメント分布が異なる条件においても、同様の効果が期待できる。
よって、本発明では、材軸方向の端の固定度や曲げモーメント分布が異なる条件においても、同様の効果が期待できる。
【0051】
〔５．第２フランジの幅と断面効率の関係についての検討〕
図２１及び図２２に、図８、図９、図１２、及び図１３に示した第１フランジ２６の横移動拘束された場合の弾性座屈解析結果のうち、（Ｌ／Ｈ）の値が２０の場合を対象に第２フランジ２７の幅と断面効率の関係を示す。図２１及び図２２において、縦軸は、断面効率（弾性座屈耐力をＨ形断面部材２５の単位長さ当たりの質量で除した値）を表し、横軸は、第２フランジ２７の幅を表す。
図２１及び図２２より、第２フランジ２７の幅が広がるほど縦軸の値が大きくなり、鋼材質量に対する弾性座屈耐力が大きくなることが分かった。よって、弾性座屈耐力の観点からは、第１フランジ２６の横移動拘束された場合については、第１フランジ２６の幅を極力減らし第２フランジ２７の幅を極力広げたほうが断面効率の大幅な向上が期待できる。
図２１及び図２２に、図８、図９、図１２、及び図１３に示した第１フランジ２６の横移動拘束された場合の弾性座屈解析結果のうち、（Ｌ／Ｈ）の値が２０の場合を対象に第２フランジ２７の幅と断面効率の関係を示す。図２１及び図２２において、縦軸は、断面効率（弾性座屈耐力をＨ形断面部材２５の単位長さ当たりの質量で除した値）を表し、横軸は、第２フランジ２７の幅を表す。
図２１及び図２２より、第２フランジ２７の幅が広がるほど縦軸の値が大きくなり、鋼材質量に対する弾性座屈耐力が大きくなることが分かった。よって、弾性座屈耐力の観点からは、第１フランジ２６の横移動拘束された場合については、第１フランジ２６の幅を極力減らし第２フランジ２７の幅を極力広げたほうが断面効率の大幅な向上が期待できる。
【0052】
一方で、第１フランジ２６の幅は、折板屋根３５及び床等の複数の板状部材を取り付ける際の施工性の観点から最低４０ｍｍ程度は必要であり、Ｈ形断面部材２５の設置位置によっては建方の際の安全確保から最低１００ｍｍ程度は必要である。
また、Ｈ形断面部材２５では、強軸回りの断面効率の観点から、フランジ２６，２７の幅はＨ形断面部材２５の高さＨと同等以下とするのが一般的である。フランジ２６，２７の幅が互いに異なる場合においても、第２フランジ２７の幅は、高さＨ以下であることが好ましい。
また、Ｈ形断面部材２５では、強軸回りの断面効率の観点から、フランジ２６，２７の幅はＨ形断面部材２５の高さＨと同等以下とするのが一般的である。フランジ２６，２７の幅が互いに異なる場合においても、第２フランジ２７の幅は、高さＨ以下であることが好ましい。
【0053】
〔６．第１フランジの横移動を弾性バネ拘束した場合についての検討〕
次に、第１フランジ２６の横移動を弾性バネ拘束した場合の弾性座屈解析を行う。
これまでの解析結果では、第１フランジ２６の横移動を完全に拘束していた。しかし、実際には、第１フランジ２６に取り付けられる板状部材の剛性に応じた弾性バネ拘束となる。
図２３に、横座屈が生じるＨ形断面部材２５に対する、板状部材５０による補剛効果の模式図を示す。なお、図２３では、板状部材５０を二点鎖線で示している。以下では、横座屈が生じる対象とするＨ形断面部材２５を、Ｈ形断面部材２５Ａとも言う。図２３中に、Ｈ形断面部材２５Ａが横座屈変形した形状を、二点鎖線Ｌ１で示す。
Ｈ形断面部材２５は、母屋にも相当する。
次に、第１フランジ２６の横移動を弾性バネ拘束した場合の弾性座屈解析を行う。
これまでの解析結果では、第１フランジ２６の横移動を完全に拘束していた。しかし、実際には、第１フランジ２６に取り付けられる板状部材の剛性に応じた弾性バネ拘束となる。
図２３に、横座屈が生じるＨ形断面部材２５に対する、板状部材５０による補剛効果の模式図を示す。なお、図２３では、板状部材５０を二点鎖線で示している。以下では、横座屈が生じる対象とするＨ形断面部材２５を、Ｈ形断面部材２５Ａとも言う。図２３中に、Ｈ形断面部材２５Ａが横座屈変形した形状を、二点鎖線Ｌ１で示す。
Ｈ形断面部材２５は、母屋にも相当する。
【0054】
横座屈が生じ得るＨ形断面部材２５Ａに板状部材５０が取り付けられる場合、板状部材５０の軸剛性、せん断剛性、ずれ剛性による抵抗機構として周囲の部材に荷重が伝達される。しかし、ここでは簡単のため、板状部材５０の軸剛性のみを考慮した安全側の検討とすることとする。板状部材５０を介して対象とするＨ形断面部材２５Ａに隣接する部材（例えば、Ｈ形断面部材２５Ａに隣り合うＨ形断面部材２５（以下、Ｈ形断面部材２５Ｂとも言う））に荷重が伝達されるものとした、軸剛性を用いる。板状部材５０による補剛剛性を、バネ５１として概念的に示している。バネ５１は、Ｈ形断面部材２５ＡとＨ形断面部材２５Ｂとを接続している。
ここでは、板状部材５０の一例として折板屋根を想定してバネ剛性を略算し、解析条件に設定する。折板屋根には様々なタイプがあるが、ここでは折板屋根としては、比較的薄い０．６ｍｍの鋼板１枚で構成された簡易なものを想定する。折板屋根の山谷形状を無視して、折板屋根を平鋼板として考える。そして、折板屋根による補剛剛性Ｋを、（１）式にて略算的に評価する。
ここでは、板状部材５０の一例として折板屋根を想定してバネ剛性を略算し、解析条件に設定する。折板屋根には様々なタイプがあるが、ここでは折板屋根としては、比較的薄い０．６ｍｍの鋼板１枚で構成された簡易なものを想定する。折板屋根の山谷形状を無視して、折板屋根を平鋼板として考える。そして、折板屋根による補剛剛性Ｋを、（１）式にて略算的に評価する。
【0055】
【数1】
【0056】
ただし、Ｅは板状部材５０のヤング係数（Ｎ／ｍｍ２）であり、ｔｐは板状部材５０の厚さ（ｍｍ）であり、ｌｐは剛性に寄与する板状部材５０の長さ（ｍｍ）である。
例えば、長さｌｐは、隣接する部材までの距離、すなわちＨ形断面部材２５Ａ，２５Ｂ間の距離である。
長さｌｐを２．５ｍと仮定すると、厚さｔｐが０．６ｍｍであることから、（１）式により、折板屋根のＨ形断面部材２５に対して直交方向の変形に対する補剛剛性Ｋは、９８．４Ｎ／ｍｍ２となる。以下では、この補剛剛性Ｋを１００Ｎ／ｍｍ２と近似して扱う。
例えば、長さｌｐは、隣接する部材までの距離、すなわちＨ形断面部材２５Ａ，２５Ｂ間の距離である。
長さｌｐを２．５ｍと仮定すると、厚さｔｐが０．６ｍｍであることから、（１）式により、折板屋根のＨ形断面部材２５に対して直交方向の変形に対する補剛剛性Ｋは、９８．４Ｎ／ｍｍ２となる。以下では、この補剛剛性Ｋを１００Ｎ／ｍｍ２と近似して扱う。
【0057】
解析は、表１に示す１０ケースのＨ形断面部材２５を対象とした。バネ剛性を、５種類に変化させた。５種類のうちの３種類は、バネ剛性を前述の１００Ｎ／ｍｍ２としたものと、その１／１０、１／１００である１０Ｎ／ｍｍ２、１Ｎ／ｍｍ２としたものである。５種類のうちの残りの２種類は、第１フランジ２６の横移動を完全に拘束した、バネ剛性が無限大のものと、第１フランジ２６の横移動を拘束しない、バネ剛性が０のものである。
以上の５種類のバネ剛性による第１フランジ２６の拘束条件に対して、検討を行った。
以上の５種類のバネ剛性による第１フランジ２６の拘束条件に対して、検討を行った。
【0058】
図２４から図２７に、（Ｌ／Ｈ）の値が２０の場合を対象に、第２フランジ２７の幅と断面効率の関係を示す。図２４から図２７では、縦軸は、断面効率を表し、横軸は、第２フランジ２７の幅を表す。
図２４から図２７より、バネ剛性を１００Ｎ／ｍｍ２とした結果は、第１フランジ２６の横移動を完全に拘束した結果とほぼ同等の断面効率となっている。このため、板状部材５０による拘束は、横移動拘束と見なすことができる。
また、バネ剛性を１／１０である１０Ｎ／ｍｍ２とした場合についても、横移動を完全に拘束した場合に比べて断面効率の低下は限定的である。取り付けられる板状部材の剛性が多少低い場合にも変わらずに、第２フランジ２７の幅を広げることによって横座屈に対して断面効率の良いＨ形断面部材２５とすることができる。
図２４から図２７より、バネ剛性を１００Ｎ／ｍｍ２とした結果は、第１フランジ２６の横移動を完全に拘束した結果とほぼ同等の断面効率となっている。このため、板状部材５０による拘束は、横移動拘束と見なすことができる。
また、バネ剛性を１／１０である１０Ｎ／ｍｍ２とした場合についても、横移動を完全に拘束した場合に比べて断面効率の低下は限定的である。取り付けられる板状部材の剛性が多少低い場合にも変わらずに、第２フランジ２７の幅を広げることによって横座屈に対して断面効率の良いＨ形断面部材２５とすることができる。
【0059】
また、バネ剛性を１／１００である１Ｎ／ｍｍ２とした場合については、横移動を完全に拘束した場合に比べて断面効率は低下する。しかしフランジ２６，２７の幅が互いに等しい断面から、第２フランジ２７の幅を広げた場合に、断面効率が向上している。つまり、極端に剛性の低い板状部材が取り付けられたとしても、第２フランジ２７の幅を広げることによって、横座屈に対して断面効率の良いＨ形断面部材２５とする効果が期待できる。
【0060】
〔７．本実施形態の効果〕
以上説明したように、本実施形態のＨ形断面部材２５では、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広い場合がある。
一般的に、鋼製のＨ形断面部材の第１フランジに、第１フランジを間に挟んでウェブの反対側に配置されるとともに材軸方向に並べられた複数の板状部材が直接又は仕口部材を介して取り付けられていても、これら複数の板状部材では、Ｈ形断面部材に要求される程度の面内の曲げ耐力の負担が期待できないと考えられる。
発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない折板屋根３５に第１フランジ２６が取り付けられている場合でも、例えば両フランジ２６，２７の材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジ２６，２７の幅が互いに等しい場合に比べて、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広い、本実施形態のＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広くてＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材２５の断面形状を合理的に構成することができる。
以上説明したように、本実施形態のＨ形断面部材２５では、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広い場合がある。
一般的に、鋼製のＨ形断面部材の第１フランジに、第１フランジを間に挟んでウェブの反対側に配置されるとともに材軸方向に並べられた複数の板状部材が直接又は仕口部材を介して取り付けられていても、これら複数の板状部材では、Ｈ形断面部材に要求される程度の面内の曲げ耐力の負担が期待できないと考えられる。
発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない折板屋根３５に第１フランジ２６が取り付けられている場合でも、例えば両フランジ２６，２７の材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジ２６，２７の幅が互いに等しい場合に比べて、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広い、本実施形態のＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広くてＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材２５の断面形状を合理的に構成することができる。
【0061】
また、本実施形態のＨ形断面部材２５では、第２フランジ２７の厚さが第１フランジ２６の厚さよりも厚い場合がある。
発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない折板屋根３５に第１フランジ２６が取り付けられている場合でも、例えば両フランジ２６，２７の材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい場合に比べて、第２フランジ２７の厚さが第１フランジ２６の厚さよりも厚い、本実施形態のＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジ２７の厚さが第１フランジ２６の厚さよりも厚くてＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材２５の断面形状を合理的に構成することができる。
発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない折板屋根３５に第１フランジ２６が取り付けられている場合でも、例えば両フランジ２６，２７の材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい場合に比べて、第２フランジ２７の厚さが第１フランジ２６の厚さよりも厚い、本実施形態のＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジ２７の厚さが第１フランジ２６の厚さよりも厚くてＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材２５の断面形状を合理的に構成することができる。
【0062】
底板３７、第１傾斜板３８、天板３９、及び第２傾斜板４０である複数の板状部材は、屋根葺材を構成する。従って、屋根葺材に仕口部材を介して第１フランジ２６が取り付けられることにより、Ｈ形断面部材２５で屋根葺材を支持することができる。
また、本実施形態の支持構造４６，４７では、断面形状を合理的に構成したＨ形断面部材１５，２５を用いて支持構造４６，４７を構成することができる。
前記Ｈ形断面部材２５の効果は、第１Ｈ形断面部材１５についても当てはまる。
また、本実施形態の支持構造４６，４７では、断面形状を合理的に構成したＨ形断面部材１５，２５を用いて支持構造４６，４７を構成することができる。
前記Ｈ形断面部材２５の効果は、第１Ｈ形断面部材１５についても当てはまる。
【0063】
〔８．その他の検討〕
本実施形態のＨ形断面部材２５及び支持構造４６，４７は、以下に説明するようにその構成を様々に変形させることができる。
板状部材は、床スラブを除く部材であれば、特に限定されない。一般的に、床スラブであれば、建設現場でコンクリートを打設してＨ形断面部材の全長にわたって一枚の面材を構築するので、Ｈ形断面部材に要求される程度の面内の曲げ耐力の負担が期待できる。一方で、床スラブを除く部材では、一般的に工場で製作された規格寸法の板状部材を建設現場でＨ形断面部材の材軸方向に複数並べて面を構築する。このため、鋼製のＨ形断面部材の第１フランジに、床スラブを除く板状部材であって、第１フランジを間に挟んでウェブの反対側に配置された板状部材が直接又は仕口部材を介して取り付けられていても、この板状部材では、Ｈ形断面部材に要求される程度の耐力負担が期待できないと考えられる。この場合、板状部材は、第１フランジ２６を間に挟んでウェブ２８の反対側に配置される。
例えば、第２フランジ２７の幅は第１フランジ２６の幅よりも広い。
発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない板状部材に第１フランジ２６が取り付けられている場合でも、例えば両フランジ２６，２７の材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジ２６，２７の幅が互いに等しい場合に比べて、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広いＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広くてＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材２５の断面形状を合理的に構成することができる。
本実施形態のＨ形断面部材２５及び支持構造４６，４７は、以下に説明するようにその構成を様々に変形させることができる。
板状部材は、床スラブを除く部材であれば、特に限定されない。一般的に、床スラブであれば、建設現場でコンクリートを打設してＨ形断面部材の全長にわたって一枚の面材を構築するので、Ｈ形断面部材に要求される程度の面内の曲げ耐力の負担が期待できる。一方で、床スラブを除く部材では、一般的に工場で製作された規格寸法の板状部材を建設現場でＨ形断面部材の材軸方向に複数並べて面を構築する。このため、鋼製のＨ形断面部材の第１フランジに、床スラブを除く板状部材であって、第１フランジを間に挟んでウェブの反対側に配置された板状部材が直接又は仕口部材を介して取り付けられていても、この板状部材では、Ｈ形断面部材に要求される程度の耐力負担が期待できないと考えられる。この場合、板状部材は、第１フランジ２６を間に挟んでウェブ２８の反対側に配置される。
例えば、第２フランジ２７の幅は第１フランジ２６の幅よりも広い。
発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない板状部材に第１フランジ２６が取り付けられている場合でも、例えば両フランジ２６，２７の材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジ２６，２７の幅が互いに等しい場合に比べて、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広いＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジ２７の幅が第１フランジ２６の幅よりも広くてＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材２５の断面形状を合理的に構成することができる。
【0064】
また、前記変形例において、第２フランジ２７の厚さは第１フランジ２６の厚さよりも厚くてもよい。
発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない板状部材に第１フランジ２６が取り付けられている場合でも、例えば両フランジ２６，２７の材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい場合に比べて、第２フランジ２７の厚さが第１フランジ２６の厚さよりも厚いＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジ２７の厚さが第１フランジ２６の厚さよりも厚くてＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材２５の断面形状を合理的に構成することができる。
発明者等は鋭意検討の結果、耐力負担が期待できない板状部材に第１フランジ２６が取り付けられている場合でも、例えば両フランジ２６，２７の材軸方向に直交する断面積の合計が一定の時に、両フランジ２６，２７の厚さが互いに等しい場合に比べて、第２フランジ２７の厚さが第１フランジ２６の厚さよりも厚いＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることを見出した。
従って、第２フランジ２７の厚さが第１フランジ２６の厚さよりも厚くてＨ形断面部材２５の弾性座屈耐力が大きくなることにより、Ｈ形断面部材２５の断面形状を合理的に構成することができる。
【0065】
図２８に示すように、建築物１Ａでは、大梁である第１Ｈ形断面部材１５に、母屋である第２Ｈ形断面部材２５を介して、折板屋根３５が取り付けられている。
さらに、柱１０に、胴縁である第２Ｈ形断面部材２５が固定され、この第２Ｈ形断面部材２５に、外壁材５５が仕口部材（不図示）を介して取り付けられている。なお、第２Ｈ形断面部材２５及び外壁材５５で、支持構造５７が構成される。
例えば、外壁材５５は、複数のサイディングボード（板状部材）５６を有している。各サイディングボード５６は、セメント製であり、上下方向に沿って延びている。複数のサイディングボード５６は、第２Ｈ形断面部材２５の材軸方向に並べられている。複数のサイディングボード５６は、第１フランジ２６を間に挟んでウェブ２８の反対側に配置されるとともに、仕口部材（不図示）を介して第１フランジ２６にそれぞれ取り付けられている。
さらに、柱１０に、胴縁である第２Ｈ形断面部材２５が固定され、この第２Ｈ形断面部材２５に、外壁材５５が仕口部材（不図示）を介して取り付けられている。なお、第２Ｈ形断面部材２５及び外壁材５５で、支持構造５７が構成される。
例えば、外壁材５５は、複数のサイディングボード（板状部材）５６を有している。各サイディングボード５６は、セメント製であり、上下方向に沿って延びている。複数のサイディングボード５６は、第２Ｈ形断面部材２５の材軸方向に並べられている。複数のサイディングボード５６は、第１フランジ２６を間に挟んでウェブ２８の反対側に配置されるとともに、仕口部材（不図示）を介して第１フランジ２６にそれぞれ取り付けられている。
【0066】
図２９に示すように、建築物１Ｂでは、胴縁である第２Ｈ形断面部材２５が上下方向に沿って延び、この第２Ｈ形断面部材２５に、外壁材６０が図示しない仕口部材を介して取り付けられている。なお、第２Ｈ形断面部材２５及び外壁材６０で、支持構造６２が構成される。
例えば、外壁材６０は、複数のサイディングボード６１を有している。各サイディングボード６１は、水平面に沿って延びている。複数のサイディングボード６１は、第２Ｈ形断面部材２５の材軸方向に並べられている。複数のサイディングボード６１は、第１フランジ２６を間に挟んでウェブ２８の反対側に配置されるとともに、仕口部材を介して第１フランジ２６にそれぞれ取り付けられている。
例えば、外壁材６０は、複数のサイディングボード６１を有している。各サイディングボード６１は、水平面に沿って延びている。複数のサイディングボード６１は、第２Ｈ形断面部材２５の材軸方向に並べられている。複数のサイディングボード６１は、第１フランジ２６を間に挟んでウェブ２８の反対側に配置されるとともに、仕口部材を介して第１フランジ２６にそれぞれ取り付けられている。
【0067】
板状部材の素材として想定される木材やＡＬＣ（Autoclaved Lightweight aerated Concrete）等は、鋼板に比べてヤング係数が低い。しかし、その代わりとして、木材やＡＬＣ等の厚さは、鋼板の厚さに比べて厚くなる。例えば、木材では、ヤング係数が鋼材の約１／２０だが、構造用合板は１２ｍｍ以上の厚さの物が一般的である。この場合は、前述の折板屋根と同程度の剛性が期待できる。つまり、素材が変わることにより極端に上フランジ拘束部の剛性が低下する可能性は低く、上記の解析結果を踏まえると様々な面材について、第１フランジ２６に対する十分な拘束効果が期待できる。このため、板状部材には金属材料に限らず、木質系や窯業系、樹脂系等の素材を使用することができる。
【0068】
なお、これまでの検討では、ウェブ２８がフランジ２６，２７の幅方向の中心に取り付けられるＨ形断面部材２５を対象に検討を行っている。しかし、ウェブ２８がフランジ２６，２７の幅方向の中心に取り付けられないＨ形断面部材２５に対しても、同様の効果を期待できる。
また、第１フランジ２６又は第２フランジ２７が、材軸方向に直交する断面内で折れ曲がっている場合についても、同様の効果は期待できる。しかし、製造面や施工面を考えると、フランジ２６，２７はそれぞれ平板状であるのが好ましい。
また、第１フランジ２６又は第２フランジ２７が、材軸方向に直交する断面内で折れ曲がっている場合についても、同様の効果は期待できる。しかし、製造面や施工面を考えると、フランジ２６，２７はそれぞれ平板状であるのが好ましい。
【0069】
Ｈ形断面部材２５は、圧延Ｈ形鋼に限らず、溶接組立Ｈ形鋼であっても構わない。また、溶接軽量Ｈ形鋼（軽量Ｈ形鋼）は、熱間圧延鋼帯、冷間圧延鋼帯、又はめっき鋼帯から、連続した高周波抵抗溶接、又はこれと高周波誘導溶接との併用によって製造される。この溶接軽量Ｈ形鋼は、１枚の鋼帯をスリッターで分断して２枚のフランジとするため、分断する際に等分せずに２枚のフランジの幅に差をつけることが出来、上下フランジの幅が異なるＨ形断面を容易に製造することができることから、Ｈ形断面部材２５は、溶接軽量Ｈ形鋼であることが好ましい。ここで言う溶接軽量Ｈ形鋼とは、ＪＩＳ Ｇ ３３５３：２０１１で規定されるものや、建築基準法に基づく指定建築材料に関する大臣認定を受けたものが含まれる。
この場合、溶接軽量Ｈ形鋼によりＨ形断面部材２５を比較的軽く構成することができる。
Ｈ形断面部材２５は、一般的なＨ形鋼であってもよい。
この場合、溶接軽量Ｈ形鋼によりＨ形断面部材２５を比較的軽く構成することができる。
Ｈ形断面部材２５は、一般的なＨ形鋼であってもよい。
【0070】
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
【符号の説明】
【0071】
１０ 柱
１５ 第１Ｈ形断面部材（Ｈ形断面部材）
１６，２６ 第１フランジ
１７，２７ 第２フランジ
１８，２８ ウェブ
２５ 第２Ｈ形断面部材（Ｈ形断面部材）
３５ 折板屋根
３６ 波形部材
３７ 底板（板状部材）
３８ 第１傾斜板（板状部材）
３９ 天板（板状部材）
４０ 第２傾斜板（板状部材）
４６，４７，５７，６２ 支持構造
５０ 板状部材
５５，６０ 外壁材
５６，６１ サイディングボード（板状部材）
１５ 第１Ｈ形断面部材（Ｈ形断面部材）
１６，２６ 第１フランジ
１７，２７ 第２フランジ
１８，２８ ウェブ
２５ 第２Ｈ形断面部材（Ｈ形断面部材）
３５ 折板屋根
３６ 波形部材
３７ 底板（板状部材）
３８ 第１傾斜板（板状部材）
３９ 天板（板状部材）
４０ 第２傾斜板（板状部材）
４６，４７，５７，６２ 支持構造
５０ 板状部材
５５，６０ 外壁材
５６，６１ サイディングボード（板状部材）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】