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通しダイアフラムの厚みを決定する方法

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ダイアフラムは梁から伝わる応力（具体的にはフランジから伝わる軸方向力）を上下の柱に伝達させる部材です。力が集中する接合部で重要な役割を果たしており、厚みの決定には注意します。

ダイアフラムの種類は下記の３つです。

• 通しダイアフラム
• 内ダイアフラム
• 外ダイアフラム

この３つで最も一般的な方法が通しダイアフラムです。通しダイアフラムの厚みは、慣用的に梁フランジの２サイズアップとしています。しかし、それで本当に良いのでしょうか？ 今回は、通しダイアフラムの厚みを決定する方法を紹介します。

※ダイアフラムの種類に関する詳細な内容は、下記の記事が参考になります。

• ダイアフラムはなぜ必要か？覚えるべきたったの３つの種類と特徴
• ダイアフラムに孔が空くときの検討方法とは？

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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梁フランジの全強度をダイアフラムに伝達できるか？

実は簡単にダイアフラムの厚みは確認できます。梁フランジの全強をダイアフラムに伝達できれば、それ以上の応力は入ってこないからです。梁フランジの全強度は、

ｔｆ×ｂｆ×σｙ

です。ｔｆは梁のフランジ厚、ｂｆはフランジ幅、σｙは梁のＦ値（ＳＮ400の場合235）。

梁フランジから伝わる軸方向力は、ダイアフラムに対しては「せん断力」となるので、ダイアフラムの全強は、

ｄｃ×ｔｄ×τｙ

です。ｄｃはダイアフラムの幅（建築学会接合部指針では、角パイプの板厚芯間距離）、ｔｄはダイアフラム厚、τｙはダイアフラムの降伏せん断強度（Ｆ／1.73）。

両者は等式関係にあるので、ダイアフラムの厚み以外の数値が決まればダイアフラムの厚みを決定することができます。

では実際にダイアフラムの厚みを算定しましょう。

例題　通しダイアフラム厚の決定

Ｈ－600ｘ200ｘ11ｘ17（ＳＮ400）と角型鋼管□―400ｘ400ｘ16に見合うダイアフラムを算定してください。

下式のｔｄを算定すれば良いのです。

ｔｆ×ｂｆ×σｙ＝ｄｃ×ｔｄ×τｙ

ｔｆ＝17、ｂｆ＝200、ＳＮ400材なのでσｙ＝235、ｄｃ＝400－16＝384、τｙ＝325／1.73＝188（ダイアフラムは490鋼を使用します）。

以上を代入すると、

17×200×235＝384×ｔｄ×188

ｔｄ＝11

となりました。梁フランジ厚の17ｍｍより小さいですが、施工性も考慮してやはり２サイズアップの厚みとします。よって、

ｔｄ＝22ｍｍ

例題２　ダイアフラムに孔が開いた場合

ダイアフラムに孔が空いた場合、どう評価すべきでしょうか。要は、ダイアフラム幅ｄｃから孔径を引けば良いのです。孔径＝200の場合ｄｃは、

ｄｃ＝384－200＝184

なので、

17×200×235＝184×ｔｄ×188

ｔｄ＝23となります。23という厚みの鋼板はないので、ｔｄ＝25とすべきでしょう。

まとめ

今回は、ダイアフラムの厚みを決定する方法を説明しました。ダイアフラムは、柱と梁を接合する重要な部材です。見落としの無いように注意しましょう。また、ダイアフラムに関しては、下記の記事が参考になります。

• ダイアフラムはなぜ必要か？覚えるべきたったの３つの種類と特徴
• ダイアフラムに孔が空くときの検討方法とは？

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• 2010年　弊サイトを開設
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• 「わかる構造力学」
• 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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• 10数年以上、建築の学問、研究、構造設計の実務に携わった経験を元に、未経験の方、建築関係の学生、社会人の方に向けて


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