(57)【要約】【課題】鉄骨量の増大及び鉄骨梁の加工手間の増大を抑制でき、且つ施工が容易な鉄骨梁の横補剛構造を提供する。【解決手段】横補剛構造は、鉄骨梁３の軸方向の一部に設けられ、スラブ４に固定される第１横補剛部材２０を備える。第１横補剛部材２０は左右の側部補剛部２１、２１を含み、左右の側部補剛部２１、２１は、鉄骨梁３の軸方向及び鉛直方向に互いに平行に延在し、上フランジ１１を左右から挟むと共に下フランジ１２に固定される左右の添板部２２、２２と、鉄骨梁３の軸方向及び水平方向に延在し、左右の添板部２２、２２の上端部から外方へ張り出す左右の外張出板部２３、２３と、外張出板部２３の上面から延出し、スラブ４に固定される固定部材（２５）とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上フランジ、下フランジ、及び前記上フランジと前記下フランジとを連結するウェブを有し、両端が１対の柱に接合された鉄骨梁と、
前記鉄骨梁の上に構築されたスラブと、
前記鉄骨梁の軸方向の一部に設けられ、前記スラブに固定される横補剛部材とを備え、
前記横補剛部材が、前記上フランジ及び前記下フランジのそれぞれの左右の側面に沿って設けられた左右の側部補剛部を含み、
左右の前記側部補剛部が、
前記鉄骨梁の軸方向及び鉛直方向に互いに平行に延在し、前記上フランジを左右から挟むと共に前記下フランジに固定される左右の添板部と、
前記鉄骨梁の軸方向及び水平方向に延在し、左右の前記添板部の上端部から外方へ張り出す左右の外張出板部と、
各外張出板部の上面から延出し、前記スラブに固定される固定部材とを含むことを特徴とする前記鉄骨梁の横補剛構造。
【請求項２】
左右の前記側部補剛部が、前記鉄骨梁の軸線方向に直交して延在し、左右の前記添板部と左右の前記外張出板部との対応するもの同士に溶接された少なくとも１対の左右のスチフナを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の前記鉄骨梁の横補剛構造。
【請求項３】
左右の前記添板部の上端が、前記上フランジの対応する左右の側端に溶接されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の前記鉄骨梁の横補剛構造。
【請求項４】
左右の前記添板部の下端が、前記下フランジの対応する左右の側端に溶接されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の前記鉄骨梁の横補剛構造。
【請求項５】
前記横補剛部材が、左右の前記添板部の下端から内方へ張り出し、ボルト・ナットによって前記下フランジに締結された内張出板部を更に含み、
左右の前記添板部が前記内張出板部を介して前記下フランジに固定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の前記鉄骨梁の横補剛構造。
【請求項６】
前記固定部材が、前記外張出板部の上面に植設され、前記スラブに埋設された頭付きスタッドであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の前記鉄骨梁の横補剛構造。
【請求項７】
前記固定部材が、前記外張出板部を貫通するように設けられ、前記スラブに固定されたアンカーボルトであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の前記鉄骨梁の横補剛構造。
【請求項８】
前記鉄骨梁が、軸方向の両端部に配置される１対の端部鉄骨、軸方向の中間部に配置される中間鉄骨、及び各端部鉄骨と前記中間鉄骨とを連結する複数のスプライスプレートとを有し、
前記横補剛部材が、
複数の前記スプライスプレートのうち、前記上フランジに接合され、前記上フランジよりも左右に延出する延出部を有する第１スプライスプレートと、
前記延出部の上面に植設され、前記スラブに埋設された複数の頭付きスタッドとを更に含むことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の前記鉄骨梁の横補剛構造。
【請求項９】
上フランジ、下フランジ、及び前記上フランジと前記下フランジとを連結するウェブを有し、両端が１対の柱に接合された鉄骨梁と、
前記鉄骨梁の上に構築されたスラブと、
前記鉄骨梁の軸方向の一部に設けられ、前記スラブに固定される横補剛部材とを備え、
前記鉄骨梁が、軸方向の両端部に配置される１対の端部鉄骨、軸方向の中間部に配置される中間鉄骨、及び各端部鉄骨と前記中間鉄骨とを連結する複数のスプライスプレートとを有し、
前記横補剛部材が、
複数の前記スプライスプレートのうち、前記上フランジに接合され、前記上フランジよりも左右に延出する延出部を有する第１スプライスプレートと、
前記延出部の上面に植設され、前記スラブに埋設された複数の頭付きスタッドとを含むことを特徴とする前記鉄骨梁の横補剛構造。
【請求項１０】
上フランジ、下フランジ、及び前記上フランジと前記下フランジとを連結するウェブを有し、両端が１対の柱に接合された鉄骨梁と、前記鉄骨梁の上に構築されたスラブとを有する建物の梁スラブ結合方法であって、
互いに平行に延在する左右の添板部、左右の前記添板部の上端部から外方へ水平に張り出す左右の外張出板部、及び、左右の前記添板部の下端から内方へ張り出す内張出板部を有する横補剛部材を用意するステップと、
前記横補剛部材を前記鉄骨梁に装着し、左右の前記添板部に前記上フランジ及び前記下フランジを左右から挟ませるステップと、
ボルト・ナットによって前記内張出板部を前記下フランジに締結するステップと、
固定部材によって左右の前記外張出板部を前記スラブに固定するステップとを備えることを特徴とする前記建物の梁スラブ結合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、鉄骨梁の横補剛構造、及び建物の鉄骨梁の横剛性を補完するための梁スラブ結合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
国交省監修の「２０１５年度建築物の構造関係技術基準解説書」（以下、技術基準解説書と呼ぶ）では、鉄骨造の大梁に対して保有耐力横補剛の必要性が示されている。保有耐力横補剛とは、梁材の両端が全塑性状態に至った後、十分な回転能力を発揮する材の両端部はもちろん、それ以外の弾塑性領域の部分においても横座屈を生じないような剛性を補完することをいう。
【０００３】
鉄骨梁とその上方の鉄筋コンクリート製のスラブとは、通常、頭付きスタッドにより緊結される。スタッドは鉄骨梁の上フランジの上面に溶接され、スラブから伝わる水平力はスタッドを介して鉄骨梁に伝達される。鉄骨梁が強軸回りに曲げを受け、圧縮側が面外へはらみだす現象が横座屈である。技術基準解説書では、横座屈を抑制する方法として、小梁や方杖による補剛方法が奨励されている。
【０００４】
これを受ける形で様々な発明が提案されている。例えば、特許文献１では、小梁や座屈止め鋼材を設けずに、鉄骨大梁自体にスチフナ（補強プレート）を取り付ける構造が提案されている。特許文献２では、鉄骨梁に所定間隔で取り付ける左右の補強プレートの少なくとも一方を、上フランジを避けて上フランジの上面よりも上方に突出させ、床スラブの補強鉄筋に定着させることで横座屈を防止する構造が提案されている。特許文献３では、鉄骨梁に横座屈を防止する横座屈補剛材を取り付けずに、鉄骨梁に設けられた鉄筋コンクリートスラブが、鉄骨梁の横移動を拘束するのに必要とされる本数以上のスタッドによりフランジと接合され、鉄骨梁の回転変形を拘束する捩り剛性を備える構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２５６４５９号公報
【特許文献２】特開２００４−２１８３２１号公報
【特許文献３】特開２０１２−１２７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構造では、鉄骨大梁がスラブに接合されておらず、スチフナが取り付けられた鉄骨大梁の剛性自体で横座屈を防止しなければならないため、鉄骨大梁の断面寸法が大きくなる。特許文献２の構造では、鉄骨梁が補強プレートによって床スラブに接合され、鉄骨梁の横座屈が床スラブによっても抑制されるが、補強プレートの加工手間や取付手間（床スラブの補強鉄筋の組立手間）が増えるため、コストが増大する。特許文献３の構造では、鉄骨量は増加しないが、スタッドの本数が多くなるため、スタッドが取り付けられた鉄骨梁の加工手間が増える。
【０００７】
また、特許文献１〜３の構造は、建物を新築する際に採用することはできるが、既設建物の鉄骨梁の横剛性を補完する改修工事に採用することは難しい。即ち、特許文献１の構造では、鉄骨大梁の全体を交換する必要が生じる。特許文献２の構造では、下面側から床スラブを斫って、補強プレートを補強鉄筋に定着させる必要がある上、補強プレートを既存の鉄骨梁に接合するための溶接作業が必要になり、防火上好ましくない。特許文献３の構造では、スタッドを設けるために、鉄骨梁の上面の略全面にわたってスラブを撤去して再構築しなければならない。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑み、鉄骨量の増大及び鉄骨梁の加工手間の増大を抑制でき、且つ施工が容易な鉄骨梁の横補剛構造を提供することを第１の課題とする。また、本発明は、既設建物にも適用可能な鉄骨梁の横剛性を補完するための梁スラブ結合方法を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の課題を解決するために、本発明に係る鉄骨梁（３）の横補剛構造のある態様は、上フランジ（１１）、下フランジ（１２）、及び前記上フランジと前記下フランジとを連結するウェブ（１３）を有し、両端が１対の柱（２、２）に接合された鉄骨梁（３）と、前記鉄骨梁の上に構築されたスラブ（４）と、前記鉄骨梁の軸方向の一部に設けられ、前記スラブに固定される横補剛部材（２０、４０、５０、６０）とを備え、前記横補剛部材が、前記上フランジ及び前記下フランジのそれぞれの左右の側面に沿って設けられた左右の側部補剛部（２１・２１）を含み、左右の前記側部補剛部が、前記鉄骨梁の軸方向及び鉛直方向に互いに平行に延在し、前記上フランジを左右から挟むと共に前記下フランジに固定される左右の添板部（２２・２２）と、前記鉄骨梁の軸方向及び水平方向に延在し、左右の前記添板部の上端部から外方へ張り出す左右の外張出板部（２３・２３）と、各外張出板部の上面から延出し、前記スラブに固定される固定部材（２５、５５）とを含むことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、固定部材及び左右の外張出板部を介してスラブに固定された両添板部により、上フランジは左右から挟まれることでスラブに一体化され、下フランジは固定されることでスラブに一体化される。これにより鉄骨梁の横剛性が補完される。また、横補剛部材は鉄骨梁の軸方向の一部だけに設けられるため、鉄骨量の増大が抑制され、鉄骨梁の加工手間の増大も抑制される。また、固定部材をスラブに固定すればよいため、容易な施工も可能である。
【００１１】
また、上記構成において、左右の前記側部補剛部（２１・２１）が、前記鉄骨梁（３）の軸線方向に直交して延在し、左右の前記添板部（２２・２２）と左右の前記外張出板部（２３・２３）との対応するもの同士に溶接された少なくとも１対の左右のスチフナ（２６・２６）を更に含むとよい。
【００１２】
この構成によれば、添板部が補強され、添板部の外張出板部に対する倒れが抑制されるため、下フランジの倒れが効果的に抑制される。
【００１３】
また、上記構成において、左右の前記添板部（２２・２２）の上端が、前記上フランジ（１１）の対応する左右の側端に溶接されているとよい。
【００１４】
この構成によれば、添板部と上フランジとが一体化されることで、鉄骨梁及び左右の添板部が箱形断面形状をなすため、鉄骨梁が効果的に横補剛される。
【００１５】
また、上記構成において、左右の前記添板部（２２・２２）の下端が、前記下フランジ（１２）の対応する左右の側端に溶接されているとよい。
【００１６】
この構成によれば、鉄骨量の増大を抑制しながら添板部を下フランジに固定できる。
【００１７】
また、上記構成において、前記横補剛部材（４０、５０、６０）が、左右の前記添板部（２２・２２）の下端から内方へ張り出し、ボルト・ナット（４２）によって前記下フランジ（１２）に締結された内張出板部（４１、６１）を更に含み、左右の前記添板部が前記内張出板部を介して前記下フランジに固定されているとよい。
【００１８】
この構成によれば、溶接を行うことなく添板部を下フランジに固定できる。そのため、スラブが既に構築された鉄骨梁に対して横補剛部材を固定する際に防火上の問題が生じない。
【００１９】
また、上記構成において、前記固定部材が、前記外張出板部（２３）の上面に植設され、前記スラブに埋設された頭付きスタッド（２５）であるとよい。
【００２０】
この構成によれば、固定部材の外張出板部への固定が容易である。
【００２１】
また、上記構成において、前記固定部材が、前記外張出板部（２３）を貫通するように設けられ、前記スラブ（４）に固定されたアンカーボルト（５５）であるとよい。
【００２２】
この構成によれば、既設のスラブに対し横補剛部材を容易に固定できる。
【００２３】
また、上記構成において、前記鉄骨梁（３）が、軸方向の両端部に配置される１対の端部鉄骨（３Ａ・３Ａ）、軸方向の中間部に配置される中間鉄骨（３Ｂ）、及び各端部鉄骨と前記中間鉄骨とを連結する複数のスプライスプレート（３１）とを有し、前記横補剛部材（３０、７０）が、複数の前記スプライスプレートのうち、前記上フランジ（１１）に接合され、前記上フランジよりも左右に延出する延出部（３４・３４、７４・７４）を有する第１スプライスプレート（３１Ａ、７１Ａ）と、前記延出部の上面に植設され、前記スラブに埋設された複数の頭付きスタッド（３５）とを更に含むとよい。
【００２４】
この構成によれば、第１スプライスプレートが頭付きスタッドによってスラブに固定されることにより、上フランジがスラブに一体化されるため、鉄骨梁の横剛性が一層堅固になる。また、横補剛部材に第１スプライスプレートが利用されることにより、鉄骨量の増大が抑制され、鉄骨梁や第１スプライスプレートの加工手間の増大も抑制される。また、取り付けに別途の作業を要しないため、施工も容易である。
【００２５】
また、上記第１の課題を解決するために、本発明に係る鉄骨梁（３）の横補剛構造の他の態様は、上フランジ（１１）、下フランジ（１２）、及び前記上フランジと前記下フランジとを連結するウェブ（１３）を有し、両端が１対の柱（２、２）に接合された鉄骨梁（３）と、前記鉄骨梁の上に構築されたスラブ（４）と、前記鉄骨梁の軸方向の一部に設けられ、前記スラブに固定される横補剛部材（３０、７０）とを備え、前記鉄骨梁が、軸方向の両端部に配置される１対の端部鉄骨（３Ａ・３Ａ）、軸方向の中間部に配置される中間鉄骨（３Ｂ）、及び各端部鉄骨と前記中間鉄骨とを連結する複数のスプライスプレート（３１、７１）とを有し、前記横補剛部材が、複数の前記スプライスプレートのうち、前記上フランジに接合され、前記上フランジよりも左右に延出する延出部（３４・３４、７４・７４）を有する第１スプライスプレート（３１Ａ、７１Ａ・７１Ａ）と、前記延出部の上面に植設され、前記スラブに埋設された複数の頭付きスタッド（３５）とを含むことを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、第１スプライスプレートが頭付きスタッドによってスラブに固定されることにより、上フランジがスラブに一体化され、これにより鉄骨梁の横剛性が補完される。また、第１スプライスプレートが利用されることにより、鉄骨量の増大が抑制され、鉄骨梁や第１スプライスプレートの加工手間の増大も抑制される。また、施工も容易である。
【００２７】
上記第２の課題を解決するために、本発明に係る梁スラブ結合方法のある態様は、上フランジ（１１）、下フランジ（１２）、及び前記上フランジと前記下フランジとを連結するウェブ（１３）を有し、両端が１対の柱（２、２）に接合された鉄骨梁（３）と、前記鉄骨梁の上に構築されたスラブ（４）とを有する建物（１）の梁スラブ結合方法であって、互いに平行に延在する左右の添板部（２２、２２）、左右の前記添板部の上端部から外方へ水平に張り出す左右の外張出板部（２３、２３）、及び、左右の前記添板部の下端から内方へ張り出す内張出板部（４１、６１）を有する横補剛部材（４０、５０、６０）を用意するステップ（図７（Ｃ）、図９（Ｃ））と、前記横補剛部材を前記鉄骨梁に装着し、左右の前記添板部に前記上フランジ及び前記下フランジを左右から挟ませるステップ（図７（Ｃ）、図９（Ｃ））と、ボルト・ナット（４２）によって前記内張出板部を前記下フランジに締結するステップ（図７（Ｂ）、（Ｃ）、図９（Ｂ）、（Ｃ））と、固定部材（２５、５５）によって左右の前記外張出板部を前記スラブに固定するステップ（図７（Ｂ）、（Ｄ）、図９（Ｂ）、（Ｄ））とを備えることを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、鉄骨梁に下方から装着した横補剛部材を下フランジに固定すると共にスラブに固定することができ、これによりスラブが上に構築された鉄骨梁の横剛性を補完することができる。従って、既設建物にも適用可能である。
【発明の効果】
【００２９】
このように本発明によれば、鉄骨量の増大及び鉄骨梁の加工手間の増大を抑制でき、且つ施工が容易な鉄骨梁の横補剛構造、並びに、建物の鉄骨梁の横剛性を補完するための梁スラブ結合方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態に係る横補剛構造が適用された建物の概略平面図
【図２】図１中のII−II断面図
【図３】図２中のIII−III断面図
【図４】図１中のIV−IV断面図
【図５】図４中のＶ−Ｖ断面図
【図６】第２実施形態に係る横補剛構造の図２に対応する断面図
【図７】第２実施形態に係る横補剛構造を既設の建物に適用する場合の施工手順の説明図
【図８】第３実施形態に係る横補剛構造の図２に対応する断面図
【図９】第３実施形態に係る横補剛構造を既設の建物に適用する場合の施工手順の説明図
【図１０】第４実施形態に係る横補剛構造の図２に対応する断面図
【図１１】第５実施形態に係る横補剛構造の図２に対応する断面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３２】
≪第１実施形態≫
まず、図１〜図５を参照して第１実施形態について説明する。図１は、本発明に係る横補剛構造が適用された建物１の概略平面図である。図１に示されるように、建物１は、平面視で互いに直交するＸ方向及びＹ方向に並べられた複数の柱２を有している。図示例では、建物１は、Ｙ方向に柱２が２列に並べられ、Ｘ方向に柱２が４列以上に並べられた板状建物とされている。柱２は、鉄骨造であってもよく、鉄骨鉄筋コンクリート造であってもよい。Ｘ方向及びＹ方向に互いに隣接する各対の柱２、２間には、両端が１対の柱２、２に接合された鉄骨梁３が階層ごとに架け渡されている。柱２の間隔は、Ｘ方向に比べてＹ方向において長くなっており、Ｙ方向に延在する鉄骨梁３はＸ方向に延在する鉄骨梁３よりも長くなっている。Ｘ軸方向に延在する２本の鉄骨梁３の間には、Ｙ軸方向に延在して両端が１対の鉄骨梁３に接合された鉄骨からなる２本の小梁１０が架け渡されている。
【００３３】
Ｙ方向に延在する鉄骨梁３は、軸方向の両端部に配置される１対の端部鉄骨３Ａ、３Ａと、軸方向の中間部に配置され、両端部鉄骨３Ａ、３Ａの柱２と相反する側の端部に接合された中間鉄骨３Ｂとにより構成されている。両端部鉄骨３Ａ、３Ａは互いに同じ長さとされており、中間鉄骨３Ｂは、端部鉄骨３Ａの８倍〜６倍程度の長さとされている。即ち、鉄骨梁３の両端部から軸方向長さの１／１０〜１／８程度の位置に継手が設けられている。これら継手の位置には、鉄骨梁３の横座屈を防止するための第２横補剛部材３０が設けられている。また、中間鉄骨３Ｂの両端部からその軸方向長さの１／８〜１／６の位置には、鉄骨梁３の横座屈を防止するための第１横補剛部材２０が設けられている。即ち、第１横補剛部材２０は、鉄骨梁３の両端部から軸方向長さの１／５〜１／４程度の位置に設けられている。
【００３４】
なお、第１横補剛部材２０は、２つの第１横補剛部材２０の間にも例えば等間隔に設けられていてもよい。他の実施形態では、第１横補剛部材２０が設けられず、第２横補剛部材３０のみが鉄骨梁３の継手の位置に設けられていてもよい。また、他の実施形態では、鉄骨梁３が継手を有しない１本の鉄骨から構成されていてもよい。この場合には、鉄骨梁３の両端部から軸方向長さの１／１０〜１／８程度の位置にも、第２横補剛部材３０の代わりに第１横補剛部材２０が設けられる。或いは、１対の第１横補剛部材２０のみが鉄骨梁３の両端部から軸方向長さの１／１０〜１／４程度の位置に設けられてもよい。
【００３５】
図２は、図１中のII−II断面図であり、図３は、図２に示される横補剛構造の側面を示す、図２中のIII−III断面図である。図２及び図３に示されるように、各階の鉄骨梁３の上には鉄筋コンクリート製のスラブ４が構築されている。スラブ４は、鉄筋コンクリート製であり、場所打ちのコンクリート５によって形成される。上記のように第１横補剛部材２０のみが設けられる場合は、スラブ４はプレキャストコンクリート製の床版の配置により形成されてもよい。なお、図２では、コンクリート５にハッチングが付されているが、コンクリート５を透視した如く、断面に現れない部材も示されている。
【００３６】
本実施形態のスラブ４は、Ｘ方向に延在する複数の主筋６及びＹ方向に延在する複数の配力筋７からそれぞれなる下端筋８及び上端筋９を備えるダブル配筋とされている。他の実施形態では、スラブ４はシングル配筋とされてもよい。また、図示例のスラブ４は、撤去された図示外の型枠を用いて構築されており、コンクリート５が下面に露出しているが、デッキプレートを用いてコンクリート５を打設し、スラブ４がデッキプレートと一体に構築されてデッキプレートを含んでいてもよい。
【００３７】
鉄骨梁３は、Ｉ形鋼から形成され、上フランジ１１、下フランジ１２、及び上フランジ１１と下フランジ１２とを連結するウェブ１３を有している。鉄骨梁３の軸方向における所定の位置には、上フランジ１１の上面から上方に延出するように植設された複数の頭付きスタッド１５が、本実施形態では２列に設けられ、コンクリート５に埋設されてスラブ４に固定されている。また、鉄骨梁３の軸方向における所定の位置には、ウェブ１３の左右の両側に対に設けられて上フランジ１１と下フランジ１２とウェブ１３とを互いに連結するスチフナ１６が設けられている。
【００３８】
第１横補剛部材２０は、鉄骨梁３の上フランジ１１及び下フランジ１２のそれぞれの左右の側面に沿って設けられた左右の側部補剛部２１、２１によって構成されている。左右の側部補剛部２１、２１は、鋼板を加工して形成されており、鉄骨梁３の軸方向及び鉛直方向に互いに平行に延在し、上フランジ１１及び下フランジ１２のそれぞれの左右の側面に沿って配置された左右の添板部２２、２２を有している。左右の添板部２２、２２は、上フランジ１１及び下フランジ１２を左右から挟むように配置され、溶接により上フランジ１１及び下フランジ１２に固定されている。各添板部２２の上端は上フランジ１１の上面に一致し、下端は下フランジ１２の下面に一致している。これにより、鉄骨梁３は、上フランジ１１、下フランジ１２、及び左右の添板部２２、２２によって箱形断面形状とされている。
【００３９】
各添板部２２の上端部には、鉄骨梁３の軸方向及び水平方向に延在し、添板部２２から外方へ張り出す外張出板部２３が一体に形成されている。外張出板部２３は、上面が上フランジ１１の上面と同じ高さに位置するように配置されている。外張出板部２３は、鉄骨梁３の軸方向において添板部２２と同じ長さに形成されている。
【００４０】
各外張出板部２３の上面には、複数の頭付きスタッド２５が植設されている。本実施形態では、各外張出板部２３の上面に対し、鉄骨梁３の幅方向に２列、長手方向に２列、合計４つの頭付きスタッド２５が上方へ延出するように設けられている。外張出板部２３上にはスラブ４が構築されており、頭付きスタッド２５はコンクリート５に埋設されることによってスラブ４に固定されている。
【００４１】
左右の対応する外張出板部２３及び添板部２２には、鉄骨梁３の横剛性を補完すべく外張出板部２３を補強する左右１対の横補剛スチフナ２６、２６が接合されている。各横補剛スチフナ２６は、図３に示されるように、添板部２２及び外張出板部２３の長さ方向の中間に配置されて鉄骨梁３の軸線に直交して延在している。他の実施形態では、各外張出板部２３について、頭付きスタッド２５に対応する位置や、外張出板部２３の長さ方向の両端部等に２箇所に２対の横補剛スチフナ２６が設けられてもよい。
【００４２】
図４は、図１中のIV−IV断面図であり、図５は、図４に示される横補剛構造の側面を示す、図４中のＶ−Ｖ断面図ある。図４及び図５に示されるように、鉄骨梁３を構成する端部鉄骨３Ａと中間鉄骨３Ｂとは、複数のスプライスプレート３１（３１Ａ〜３１Ｅ）によって互いに接合されている。
【００４３】
具体的には、端部鉄骨３Ａ及び中間鉄骨３Ｂの上フランジ１１は、上フランジ１１上に配置された１枚の第１スプライスプレート３１Ａと、上フランジ１１下のウェブ１３の左右に配置された２枚の第２スプライスプレート３１Ｂとが複数のボルト・ナット３２によって締結されることにより互いに接合されている。端部鉄骨３Ａ及び中間鉄骨３Ｂの下フランジ１２は、下フランジ１２上のウェブ１３の左右に配置された２枚の第３スプライスプレート３１Ｃと、下フランジ１２下に配置された１枚の第４スプライスプレート３１Ｄとが複数のボルト・ナット３２によって締結されることにより互いに接合されている。端部鉄骨３Ａ及び中間鉄骨３Ｂのウェブ１３は、ウェブ１３の左右に配置された２枚の第５スプライスプレート３１Ｅが複数のボルト・ナット３２によって締結されることにより互いに接合されている。
【００４４】
第２スプライスプレート３１Ｂ及び第３スプライスプレート３１Ｃは、上フランジ１１及び下フランジ１２のウェブ１３からの張出し寸法と同程度の幅を有している。第４スプライスプレート３１Ｄは下フランジ１２の幅と同程度の幅を有し、第５スプライスプレート３１Ｅはウェブ１３の高さよりも小さな高さを有している。一方、第１スプライスプレート３１Ａは、上フランジ１１の幅よりも大きな幅を有しており、上フランジ１１から左右に張り出している。言い換えれば、第１スプライスプレート３１Ａは、上フランジ１１の接合に必要な上フランジ１１と同じ幅の接合部３３と、接合部３３の左右の両端から上フランジ１１よりも外方へ延出する左右の延出部３４、３４とを有している。
【００４５】
第１スプライスプレート３１Ａの左右の延出部３４、３４の上面には、複数の頭付きスタッド３５が植設されている。本実施形態では、各延出部３４の上面に対し、鉄骨梁３の幅方向に２列、長手方向に４列、合計８つの頭付きスタッド３５が上方へ延出するように設けられている。第１スプライスプレート３１Ａ上にはスラブ４が構築されており、頭付きスタッド３５はコンクリート５に埋設されることによってスラブ４に固定されている。即ち、鉄骨梁３の部材同士を接合するために上フランジ１１の上面に接合される第１スプライスプレート３１Ａが、鉄骨梁３の横剛性を補完するための第２横補剛部材３０を兼ねている。
【００４６】
このように、図２に示される第１横補剛部材２０及び図４に示される第２横補剛部材３０は、上フランジ１１よりも大きな幅を有し、鉄骨梁３の上面に設けられた頭付きスタッド１５よりも外側に配置された頭付きスタッド２５、３５によってスラブ４に固定されている。これにより、鉄骨梁３とスラブ４との固定度（一体性）が増し、鉄骨梁３の捩り剛性が向上している。
【００４７】
このような建物１を新たに構築する場合、第２横補剛部材３０が溶接された２つの端部鉄骨３Ａ、３Ａを対応する柱２に接合し、中間鉄骨３Ｂを両端部鉄骨３Ａ、３Ａ間に配置してその両端部をそれぞれ第２横補剛部材３０によって両端部鉄骨３Ａ、３Ａに接合することで、鉄骨梁３を２つの柱２、２間に架設する。その後、スラブ４のコンクリート５を打設して全てのスタッドを埋設してスラブ４に固定することで鉄骨梁３をスラブ４に一体化する。
【００４８】
次に、このように構成された鉄骨梁３の横補剛構造の作用効果について説明する。
【００４９】
図１に示されるように、両端が１対の柱２、２に接合され、その上にスラブ４が構築された鉄骨梁３の横補剛構造では、第１横補剛部材２０が鉄骨梁３の軸方向の一部に設けられてスラブ４に固定されている。図２に示されるように、第１横補剛部材２０は、上フランジ１１及び下フランジ１２のそれぞれの左右の側面に沿って設けられた左右の側部補剛部２１、２１を含んでいる。左右の側部補剛部２１、２１は、鉄骨梁３の軸方向及び鉛直方向に互いに平行に延在し、上フランジ１１を左右から挟むと共に下フランジ１２に固定される左右の添板部２２、２２と、鉄骨梁３の軸方向及び水平方向に延在し、左右の添板部２２、２２の上端部から外方へ張り出す左右の外張出板部２３、２３と、各外張出板部２３の上面から延出し、スラブ４に固定される固定部材である頭付きスタッド２５とを含んでいる。
【００５０】
このように、頭付きスタッド２５及び左右の外張出板部２３、２３を介してスラブ４に固定された両添板部２２、２２により、上フランジ１１は左右から挟まれることでスラブ４に一体化され、下フランジ１２は固定されることでスラブ４に一体化される。これにより鉄骨梁３の横剛性が補完される。また、第１横補剛部材２０は鉄骨梁３の軸方向の一部だけに設けられるため、鉄骨量の増大が抑制され、鉄骨梁３の加工手間の増大も抑制される。また、固定部材である頭付きスタッド２５をスラブ４に固定すればよいため、施工も容易である。
【００５１】
本実施形態では、左右の側部補剛部２１、２１は、鉄骨梁３の軸線方向に直交して延在し、左右の添板部２２、２２と左右の外張出板部２３、２３との対応するもの同士に溶接された少なくとも１対の左右の横補剛スチフナ２６、２６を更に含んでいる。これにより、添板部２２が補強され、添板部２２の外張出板部２３に対する倒れが抑制されるため、下フランジ１２の倒れが効果的に抑制される。
【００５２】
本実施形態では、左右の添板部２２、２２の上端が、上フランジ１１の対応する左右の側端に溶接されている。このように添板部２２と上フランジ１１とが一体化されることで、鉄骨梁３及び左右の添板部２２、２２が箱形断面形状をなすため、鉄骨梁３が効果的に横補剛される。
【００５３】
本実施形態では、左右の添板部２２、２２の下端が、下フランジ１２の対応する左右の側端に溶接されている。これにより、鉄骨量の増大を抑制しながら添板部２２が下フランジ１２に固定される。
【００５４】
本実施形態では、外張出板部２３をスラブ４に固定する固定部材が、外張出板部２３、２３の上面に植設され、スラブ４に埋設された頭付きスタッド２５である。そのため、固定部材の外張出板部２３への固定が容易である。
【００５５】
図１に示されるように、本実施形態では、鉄骨梁３が、軸方向の両端部に配置される１対の端部鉄骨３Ａ、３Ａ、軸方向の中間部に配置される中間鉄骨３Ｂ、及び各端部鉄骨３Ａと前記中間鉄骨３Ｂとを連結する複数のスプライスプレート３１（図４）とを有している。図４に示されるように、第２横補剛部材３０は、複数のスプライスプレート３１のうち、上フランジ１１の上面に接合され、上フランジ１１よりも左右に延出する延出部３４、３４を有する第１スプライスプレート３１Ａと、延出部３４、３４の上面に植設され、スラブ４に埋設された複数の頭付きスタッド３５とにより構成されている。このように、第１スプライスプレート３１Ａが頭付きスタッド３５によってスラブ４に固定されることにより、上フランジ１１がスラブ４に一体化されるため、鉄骨梁３の横剛性が一層堅固になる。また、第２横補剛部材３０に第１スプライスプレート３１Ａが利用されることにより、鉄骨量の増大が抑制され、鉄骨梁３や第１スプライスプレート３１Ａの加工手間の増大も抑制される。また、取り付けに別途の作業を要しないため、施工も容易である。
【００５６】
このように本実施形態では、鉄骨梁３の軸方向の一部に設けられ、スラブ４に固定される第２横補剛部材３０が、上フランジ１１よりも左右に延出する延出部３４、３４を有する第１スプライスプレート３１Ａと、延出部３４、３４の上面に植設され、スラブ４に埋設された複数の頭付きスタッド２５とを含んでいる。このように、第１スプライスプレート３１Ａが頭付きスタッド２５によってスラブ４に固定されることにより、上フランジ１１がスラブ４に一体化され、これにより鉄骨梁３の横剛性が補完される。また、第１スプライスプレート３１Ａが利用されることにより、鉄骨量の増大が抑制され、鉄骨梁３や第１スプライスプレート３１Ａの加工手間の増大も抑制される。また、施工も容易である。
【００５７】
≪第２実施形態≫
次に、図６及び図７を参照して第２実施形態に係る横補剛構造について説明する。なお、第１実施形態と形態又は機能が同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。以下に示す第３実施形態においても同様とする。
【００５８】
図６に示されるように、本実施形態の鉄骨梁３の横補剛構造では、第１横補剛部材４０が第１実施形態の第１横補剛部材２０と異なっている。具体的には、第１横補剛部材４０は、左右の側部補剛部２１に加え、左右の添板部２２、２２の下端から内方へ張り出す内張出板部４１を更に有している。内張出板部４１は、左右の添板部２２、２２の下端を連結する１枚の連結板によって構成されている。内張出板部４１の適所には、ボルトを挿通するための貫通孔４１ａが適所に形成されている。鉄骨梁３の下フランジ１２にも、内張出板部４１の貫通孔４１ａに対応する位置に貫通孔１２ａが形成されている。内張出板部４１は、貫通孔４１ａ、１２ａに挿通されたボルト・ナット４２によって下フランジ１２に締結されている。
【００５９】
建物１を新たに構築する場合、工場で鉄骨梁３を加工する際に、第１横補剛部材４０を端部鉄骨３Ａに取り付けておくとよい。この場合、左右の添板部２２、２２の下端は、内張出板部４１を介して下フランジ１２に固定されるため、添板部２２を下フランジ１２に溶接する必要はない。一方、左右の添板部２２、２２の上端は、上フランジ１１に溶接されるとよい。鉄骨梁３を２本の柱２、２間に架け渡した後、コンクリート５を打設して頭付きスタッド２５をスラブ４に固定することで鉄骨梁３をスラブ４に一体化する。
【００６０】
一方、建物１が、鉄骨梁３の上にスラブ４が既に構築された既設建物である場合には、第１横補剛部材４０は、図７に示される手順で鉄骨梁３及びスラブ４に取り付けられる。なお、この場合は第１実施形態で説明した第２横補剛部材３０を設けることはできないため、第１横補剛部材４０のみが設けられる。
【００６１】
図７（Ａ）に示されるように、既設の建物１では、鉄骨梁３の上に既にスラブ４が構築されている。そこで、図７（Ｂ）に示されるように、まずはスラブ４の頭付きスタッド２５を設けるべき位置周辺部のコンクリート５をブレーカーやピック等の工具を用いて上面側から斫る。また、下フランジ１２のボルト・ナット４２を設けるべき位置に貫通孔１２ａを穿設する。なお、コンクリート５の斫り作業及び下フランジ１２の穿孔作業は、どちらが先であってもよい。
【００６２】
その後、図７（Ｃ）に示されるように、第１横補剛部材４０を、鉄骨梁３の軸方向の所定位置において、左右の側部補剛部２１、２１が上フランジ１１及び下フランジ１２のそれぞれの左右の側面に沿う所定の位置に配置し、ボルト・ナット４２を用いて内張出板部４１を下フランジ１２に締結することで第１横補剛部材４０を固定する。最後に、図７（Ｄ）に示されるように、スラブ４の斫られた部分に、頭付きスタッド２５を埋設するようにコンクリート５を打設して頭付きスタッド２５をスラブ４に固定する。これにより、上フランジ１１及び下フランジ１２が頭付きスタッド２５及び左右の側部補剛部２１、２１によってスラブ４に固定され、鉄骨梁３の横剛性が補完される。
【００６３】
このように本実施形態では、第１横補剛部材４０が、左右の添板部２２、２２の下端から内方に張り出して左右の添板部２２、２２の下端を連結し、ボルト・ナット４２によって下フランジ１２に締結された内張出板部４１を更に含み、左右の添板部２２、２２が内張出板部４１を介して下フランジ１２に固定されている。そのため、溶接を行うことなく添板部２２を下フランジ１２に固定することができる。従って、スラブ４が既に構築された鉄骨梁３に対して第１横補剛部材４０を固定する際に、防火上の問題が生じることがない。
【００６４】
また、建物１の鉄骨梁３の横剛性を補完する梁スラブ結合方法は、図７（Ｃ）に示されるように、左右の添板部２２、２２、左右の外張出板部２３、２３及び内張出板部４１を有する第１横補剛部材４０を用意するステップと、第１横補剛部材４０を鉄骨梁３に下方から装着し、左右の添板部２２、２２に上フランジ１１及び下フランジ１２を左右から挟ませるステップと、図７（Ｂ）、（Ｃ）に示されるように、ボルト・ナット４２によって内張出板部４１を下フランジ１２に締結するステップと、図７（Ｂ）、（Ｄ）に示されるように、頭付きスタッド２５によって左右の外張出板部２３、２３をスラブ４に固定するステップとを備える。このように、鉄骨梁３に下方から装着した第１横補剛部材４０を下フランジ１２に固定すると共に頭付きスタッド２５によってスラブ４に固定することにより、スラブ４が上に構築された鉄骨梁３の横剛性を補完することができる。従って、既設建物にも適用可能である。
【００６５】
≪第３実施形態≫
次に、図８及び図９を参照して第３実施形態に係る横補剛構造について説明する。
【００６６】
図８は、第３実施形態に係る横補剛構造の図２に対応する断面図である。図８に示されるように、本実施形態の鉄骨梁３の横補剛構造においても、第１横補剛部材５０が上記実施形態の第１横補剛部材２０、４０と異なっている。具体的には、左右の外張出板部２３、２３には頭付きスタッド２５が設けられておらず、第１横補剛部材５０は、スラブ４に固定されたアンカーボルト５５によって左右の外張出板部２３、２３をスラブ４に締結されることによってスラブ４に固定されている。
【００６７】
本実施形態の横補剛構造においては、建物１が新設される場合であっても、既設である場合であっても、スラブ４が鉄骨梁３の上に構築された状態で第１横補剛部材５０が取り付けられる点で共通している。そのため、いずれの場合であっても、第１横補剛部材５０は、図９に示される手順で鉄骨梁３及びスラブ４に取り付けられる。即ち、図９（Ａ）に示されるように、建物１では、鉄骨梁３の上に既にスラブ４が構築されている。そこで、図９（Ｂ）に示されるように、スラブ４のアンカーボルト５５を配置すべき位置に下面側から孔４ａを穿設する。この孔４ａは通常、有底孔として形成される。これと共に、下フランジ１２に貫通孔１２ａを穿設する。建物１を新設する場合、この貫通孔１２ａは予め工場で穿設しておくとよく、この場合には図９（Ａ）に示される状態で貫通孔１２ａが形成されている。
【００６８】
次に、図９（Ｃ）に示されるように、第１横補剛部材５０を、鉄骨梁３の軸方向の所定位置において、左右の側部補剛部２１、２１が上フランジ１１及び下フランジ１２のそれぞれの左右の側面に沿う所定の位置に配置し、ボルト・ナット４２を用いて下フランジ１２に固定する。なお、外張出板部２３のアンカーボルト５５を配置すべき位置、及び内張出板部４１のボルト・ナット４２を配置すべき位置には、予め貫通孔２３ａ、４１ａを穿設しておく。なお、図９（Ｂ）においてスラブ４に孔４ａを穿設する際には、先に第１横補剛部材５０を所定位置に配置して、外張出板部２３の貫通孔２３ａを利用してスラブ４に孔４ａを穿設してもよい。
【００６９】
最後に、図９（Ｄ）に示されるように、スラブ４の孔４ａにアンカーボルト５５を固定し、アンカーボルト５５によって外張出板部２３をスラブ４に固定する。具体的には、樹脂系の接着剤が封入されたカプセルをスラブ４の孔４ａに挿入し、打撃や回転を加えながらアンカーボルト５５を孔４ａに下方から挿入してカプセルを破壊することで、カプセルから供給される接着剤によってアンカーボルト５５をスラブに固定する。アンカーボルト５５の固定後にナットをアンカーボルト５５に螺合させることで外張出板部２３をスラブ４に締結する。これにより、鉄骨梁３の上フランジ１１及び下フランジ１２がアンカーボルト５５及び左右の側部補剛部２１、２１によってスラブ４に固定され、鉄骨梁３の横剛性が補完される。
【００７０】
他の実施形態では、アンカーボルト５５がスリーブを有し、打ち込みによる楔の効果によってスリーブを拡径させる打ち込み式アンカーボルトであってもよい。
【００７１】
このようにして構築される鉄骨梁３の横補剛構造及び梁スラブ結合方法では、上記実施形態で説明した効果の他、次のような作用効果が得られる。
【００７２】
即ち、本実施形態の横補剛構造では、図８に示されるように、外張出板部２３をスラブ４に固定する固定部材が、外張出板部２３を貫通するように設けられ、スラブ４に固定されたアンカーボルト５５である。そのため、既設のスラブ４に対し第１横補剛部材５０を容易に固定することができる。
【００７３】
また、建物１の鉄骨梁３の横剛性を補完する梁スラブ結合方法は、図９（Ｃ）に示されるように、左右の添板部２２、２２、左右の外張出板部２３、２３及び内張出板部４１を有する第１横補剛部材５０を用意するステップと、第１横補剛部材５０を鉄骨梁３に下方から装着し、左右の添板部２２、２２に上フランジ１１及び下フランジ１２を左右から挟ませるステップと、図９（Ｂ）、（Ｄ）に示されるように、ボルト・ナット４２によって内張出板部４１を下フランジ１２に締結するステップと、図９（Ｂ）、（Ｄ）に示されるように、アンカーボルト５５によって左右の外張出板部２３、２３をスラブ４に固定するステップとを備える。このように、鉄骨梁３に下方から装着した第１横補剛部材５０を下フランジ１２に固定すると共にアンカーボルト５５によってスラブ４に固定することにより、スラブ４が上に構築された鉄骨梁３の横剛性を補完することができる。従って、既設建物にも適用可能である。
【００７４】
≪第４実施形態≫
次に、図１０を参照して第４実施形態に係る横補剛構造について説明する。
【００７５】
図１０は、第４実施形態に係る横補剛構造の図２に対応する断面図である。図１０に示されるように、本実施形態の鉄骨梁３の横補剛構造においても、第１横補剛部材６０が上記実施形態の第１横補剛部材２０、４０、５０と異なっている。具体的には、第１横補剛部材６０は、左右の側部補剛部２１に加え、左右の添板部２２、２２のそれぞれの下部から内方へ張り出し、下フランジ１２に固定される２枚の内張出板部６１を更に有している。各内張出板部６１の適所には、ボルトを挿通するための貫通孔６１ａが適所に形成されている。鉄骨梁３の下フランジ１２にも、内張出板部６１の貫通孔６１ａに対応する位置に貫通孔１２ａが形成されている。内張出板部６１は、貫通孔６１ａ、１２ａに挿通されたボルト・ナット４２によって下フランジ１２の下面に締結されている。他の実施形態では、内張出板部６１が下フランジ１２の上面に締結されてもよい。
【００７６】
本実施形態の第１横補剛部材６０の構築手順は、第２実施形態の第１横補剛部材４０の構築手順と同様である。そのため、ここでは詳細な説明は省略する。本実施形態においても、第２実施形態の第１横補剛部材４０と同様の作用効果が得られる。また、頭付きスタッド２５の代わりにアンカーボルト５５が左右の外張出板部２３、２３が設けられ、第３実施形態と同様の手順で第１横補剛部材６０が構築されてもよい。これにより、第３実施形態の第１横補剛部材５０と同様の作用効果が得られる。
【００７７】
≪第５実施形態≫
最後に、図１１を参照して第５実施形態に係る横補剛構造について説明する。
【００７８】
図１１は、第５実施形態に係る横補剛構造の図４に対応する断面図である。図１１に示されるように、本実施形態の鉄骨梁３の横補剛構造においては、第２横補剛部材７０が上記実施形態の第２横補剛部材３０と異なっている。具体的には、端部鉄骨３Ａ及び中間鉄骨３Ｂの上フランジ１１は、上フランジ１１下のウェブ１３の左右に配置された２枚の第１スプライスプレート７１Ａと、上フランジ１１上に配置された１枚の第２スプライスプレート７１Ｂとが複数のボルト・ナット３２によって締結されることにより互いに接合されており、各第１スプライスプレート７１Ａが、上フランジ１１のウェブ１３からの張出し寸法よりも大きな幅を有し、上フランジ１１から対応する左右の外方に張り出している。言い換えれば、各第１スプライスプレート７１Ａは、上フランジ１１の接合に必要な上フランジ１１のウェブ１３からの張出し寸法と同じ幅の接合部７３と、接合部７３のウェブ１３と相反する側の端部から上フランジ１１よりも外方へ延出する延出部７４とを有している。
【００７９】
各第１スプライスプレート７１Ａの延出部７４の上面には、複数の頭付きスタッド３５が植設されている。第１スプライスプレート７１Ａ上には、各延出部７４の幅と同程度の幅をもって下方へ突出する左右の突出部４ｂが第１スプライスプレート７１Ａに至るようにスラブ４が構築されており、頭付きスタッド３５はコンクリート５に埋設されることによってスラブ４に固定されている。即ち、鉄骨梁３の部材同士を接合するために上フランジ１１の下面に接合される第１スプライスプレート７１Ａが、鉄骨梁３の横剛性を補完するための第２横補剛部材７０を兼ねている。
【００８０】
本実施形態においても、第１実施形態の第２横補剛部材３０と同様の作用効果が得られる。また、第１実施形態に比べ、スラブ４における、第１スプライスプレート７１Ａの拡幅によるコンクリート５の断面欠損が小さくなる。
【００８１】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。また、上記実施形態の構成の一部や施工方法の一部を適宜組み合わせたり、適宜取捨したりしてもよい。更に、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１      建物
２      柱
３      鉄骨梁
３Ａ    端部鉄骨
３Ｂ    中間鉄骨
４      スラブ
１１    上フランジ
１２    下フランジ
１３    ウェブ
２０    第１横補剛部材
２１    側部補剛部
２２    添板部
２３    外張出板部
２５    頭付きスタッド（固定部材）
２６    横補剛スチフナ
３０    第２横補剛部材
３１（３１Ａ〜３１Ｅ）    スプライスプレート
３１Ａ  第１スプライスプレート
３４    延出部
３５    頭付きスタッド
４０    第１横補剛部材
４１    内張出板部
４２    ボルト・ナット
５０    第１横補剛部材
５５    アンカーボルト（固定部材）
６０    第１横補剛部材
６１    内張出板部
７０    第２横補剛部材
７１Ａ  第１スプライスプレート
７４    延出部
【図１】
2018135669.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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