(57)【要約】【課題】曲げ加工鋼板の材料特性を明確にすることにより、鉄骨造の品質、安全性および信頼性をより向上させるとともに、コストを低減させる。【解決手段】素材鋼板の機械的性質（０．２％耐力Ｙｐ−ｐ１、引張強さＴｓ−ｐ１、降伏比ＹＲ−ｐ１）と炭素当量（Ｃｅｑ）、加工度（ｔ／Ｄ＝板厚／曲げ直径）、ＳＲ処理温度（Ｔ℃）を、鋼板の曲げ加工後およびＳＲ処理後の鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）に及ぼす影響因子と位置付けて、重回帰分析を行う行程と、前記重回帰分析の結果から、Ｒ処理後の鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）に関する推定式を構築する行程と、各鋼材メーカー毎の鋼種別の品質特性分布を考慮して、上記推定式を用いて曲げ加工後およびＳＲ処理後の鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）を試算する行程とを備え、前記試算結果が当該建物の設計要求性能値を満たすか否かを判定し、ＳＲ処理の必要性およびＳＲ処理温度を明示する。【選択図】図１
2004077430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材鋼板の機械的性質（０．２％耐力Ｙｐ−ｐ１、引張強さＴｓ−ｐ１、降伏比ＹＲ−ｐ１）と炭素当量（Ｃｅｑ）、加工度（ｔ／Ｄ＝板厚／曲げ直径）、ＳＲ処理温度（Ｔ℃）を、鋼板の曲げ加工後およびＳＲ処理後の鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）に及ぼす影響因子と位置付けて、重回帰分析を行う行程と、
前記重回帰分析の結果から、下式で示されるＳＲ処理後の鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）に関する推定式を構築する行程と、
Ｙｐ−ｓｒ＝ａ・Ｙｐ−ｐ１＋ｂ・Ｃｅｑ＋ｃ・（ｔ／Ｄ）＋ｄ・Ｔ℃＋ｅ
Ｔｓ−ｓｒ＝ａ・Ｔｓ−ｐ１＋ｂ・Ｃｅｑ＋ｃ・（ｔ／Ｄ）＋ｄ・Ｔ℃＋ｅ
ＹＲ−ｓｒ＝ａ・ＹＲ−ｐ１＋ｂ・Ｃｅｑ＋ｃ・（ｔ／Ｄ）＋ｄ・Ｔ℃＋ｅ
各鋼材メーカー毎の鋼種別の品質特性分布を考慮して、上記推定式を用いて曲げ加工後およびＳＲ処理後の鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）を試算する行程とを備え、
前記試算結果が当該建物の設計要求性能値を満たすか否かを判定し、ＳＲ処理の必要性およびＳＲ処理温度を明示することを特徴とする鋼板の曲げ加工における機械的性質に及ぼす加工度と焼き鈍し処理の影響評価法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレスベンド鋼管やハンチ梁等、鋼板の曲げ加工における機械的性質に及ぼす加工度と焼き鈍し処理の影響評価法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築鉄骨造の柱材およびトラス材として、プレスベンド鋼管が使用される機会が増加している。プレスベンド鋼管は、素材鋼板を横長型のプレス機により、常温でＵ字形、Ｏ形の順で丸く成形した後、素材鋼板の端部を溶接接合して製作される。このため、造管直後の鋼管は、加工硬化により素材鋼板の機械的性質
（０．２％耐力Ｙｐ、引張強さＴｓ、降伏比ＹＲ＝Ｙｐ／Ｔｓ）が変化する。これらは素材鋼板の強度が高く、かつ加工度（ｔ／Ｄ＝板厚／直径）が大きい程、大きく変化し、過大に機械的性質が変化したものは規格値を越脱することがあり、この場合には、焼き鈍し処理（ＳＲ処理）され、規格値を満足するように処理されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら一連の工程管理は、これまで鋼板メーカーおよび鋼板加工業者に一任され、ブラックボックス化されている。そのため、建物の重要度に応じて設計要求性能値を決める性能設計法に移行しつつある鉄骨造の品質を十分に確保することが困難であるという問題を有している。
また、ＳＲ処理はコストが高く、そのうえＳＲ処理後の強度試験が必要であるが、従来は規格値を超えたものを全てＳＲ処理しているため、その分だけコストが増大するという問題を有している。
上記の問題は、プレスベンド鋼管のみならず、ハンチ梁等、鋼板の曲げ加工における共通の問題である。
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、曲げ加工鋼板の材料特性を明確にすることにより、鉄骨造の品質、安全性および信頼性をより向上させるとともに、コストを低減させることができる鋼板の曲げ加工における機械的性質に及ぼす加工度と焼き鈍し処理の影響評価法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の鋼板の曲げ加工における機械的性質に及ぼす加工度と焼き鈍し処理の影響評価法は、以下の順序で行う。
▲１▼素材鋼板の機械的性質（０．２％耐力Ｙｐ−ｐ１、引張強さＴｓ−ｐ１、降伏比ＹＲ−ｐ１）と炭素当量（Ｃｅｑ）、加工度（ｔ／Ｄ）、ＳＲ処理温度（Ｔ℃）を、鋼板の曲げ加工後およびＳＲ処理後の鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）に及ぼす影響因子と位置付けて、重回帰分析を行う。
▲２▼重回帰分析の結果から、
下式で示されるＳＲ処理後の鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）に関する推定式を構築する。
Ｙｐ−ｓｒ＝ａ・Ｙｐ−ｐ１＋ｂ・Ｃｅｑ＋ｃ・（ｔ／Ｄ）＋ｄ・Ｔ℃＋ｅ
Ｔｓ−ｓｒ＝ａ・Ｔｓ−ｐ１＋ｂ・Ｃｅｑ＋ｃ・（ｔ／Ｄ）＋ｄ・Ｔ℃＋ｅ
ＹＲ−ｓｒ＝ａ・ＹＲ−ｐ１＋ｂ・Ｃｅｑ＋ｃ・（ｔ／Ｄ）＋ｄ・Ｔ℃＋ｅ
▲３▼各鋼材メーカー毎の鋼種別の品質特性分布を考慮して、上記推定式を用いて曲げ加工後およびＳＲ処理後の鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）を試算する。
▲４▼試算結果が当該建物の設計要求性能値を満たすか否かを判定し、ＳＲ処理の必要性およびＳＲ処理温度を明示する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図６は、本発明をプレスベンド鋼管に適用した実施形態を説明するための図である。
図１は、各種素材鋼板から製造されたプレスベンド鋼管の試験データの一部を示している。素材鋼板の、メーカー名、鋼種、炭素当量（Ｃｅｑ）、機械的性質（０．２％耐力Ｙｐ−ｓｒ、引張強さＴｓ−ｓｒ、降伏比ＹＲ−ｓｒ）が示され、これを用いたプレスベンド鋼管の加工度（ｔ／Ｄ）、ＳＲ処理温度（Ｔ℃）ごとに、プレスベンド加工後およびＳＲ処理後の鋼管の機械的性質（０．２％耐力Ｙｐ−ｓｒ、引張強さＴｓ−ｓｒ、降伏比ＹＲ−ｓｒ）が示されている。
【０００６】
図１の試験データに基づいて、素材鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｐ１、Ｔｓ−ｐ１、Ｒ−ｐ１）と炭素当量（Ｃｅｑ）、加工度（ｔ／Ｄ）、ＳＲ処理温度（Ｔ℃）を、プレスベンド加工後およびＳＲ処理後の鋼管の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）に及ぼす影響因子と位置づけて重回帰分析を行った。
【０００７】
図２は重回帰分析の結果を示す推定式である。プレスベンド加工後およびＳＲ処理後の鋼管の機械的性質（０．２％耐力Ｙｐ−ｓｒ、引張強さＴｓ−ｓｒ、降伏比ＹＲ−ｓｒ）は、素材鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｐ１、Ｔｓ−ｐ１、Ｒ−ｐ１）と炭素当量（Ｃｅｑ）、加工度（ｔ／Ｄ）、ＳＲ処理温度（Ｔ℃）で表すことができ、図２に示す推定式の推定精度は図３に示す通りである。
図２に示す推定式を用いて、プレスベンド加工後およびＳＲ処理後の鋼管の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）は、図４に示すように、試算することができる。
【０００８】
図４の試算結果から、プレスベンド加工後およびＳＲ処理後の鋼管の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）と、ＳＲ処理温度（Ｔ℃）、炭素当量（Ｃｅｑ）および加工度（ｔ／Ｄ）の関係は、それぞれ図５（Ａ）〜図５（Ｃ）で表される。図５において、Ｙｐ＝３２５（Ｎ／ｍｍ２）以上、Ｔｓ＝４９０（Ｎ／ｍｍ２）以上、ＹＲ＝８０（％）以下が設計要求性能値である。
【０００９】
図４の試算結果から、図６に示すように、素材鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｐ１、Ｔｓ−ｐ１、Ｒ−ｐ１）と炭素当量（Ｃｅｑ）および加工度（ｔ／Ｄ）によって、プレスベンド鋼管のＳＲ処理方策をＳＲ処理が不必要なもの（○）と必要なもの（５５０：処理温度）および選択不可（×：ＳＲ処理をしても設計要求性能値が満たされないもの）に判定、評価することができる。
【００１０】
例えば、図４のＸで示した素材鋼板を、加工度５．１％、ＳＲ処理温度２０℃でプレスベンド鋼管を製作した場合に、ＳＲ処理後の鋼管の機械的性質は、Ｙｐ＝４４４、Ｔｓ＝５９７、ＹＲ＝７４となり、上記の設計要求性能値を満たすことになり、ＳＲ処理が不必要なものと判定される。なお、ＳＲ処理温度は、実際には５５０℃程度にしないと機械的性質が変化せず、２０℃はＳＲ処理が不必要なものと判定される。
【００１１】
また、図４のＹで示した素材鋼板を、加工度８．３％、ＳＲ処理温度５００℃でプレスベンド鋼管を製作した場合に、ＳＲ処理後の鋼管の機械的性質は、Ｙｐ＝３９６、Ｔｓ＝４９９、ＹＲ＝７９となり、上記の設計要求性能値を満たすことになり、ＳＲ処理が必要なものと判定される。
また、図４のＺで示した素材鋼板を、加工度９％、ＳＲ処理温度２０℃でプレスベンド鋼管を製作した場合に、ＳＲ処理後の鋼管の機械的性質は、Ｙｐ＝４８１、Ｔｓ＝５６５、ＹＲ＝８５となり、このときＳＲ処理温度をいくら上げても、ＹＲ＝８０（％）以下にはならないので、選択不可（×：ＳＲ処理をしても設計要求性能値が満たされないもの）と判定する。
【００１２】
以上の判定結果に基づいて、建設会社は鋼材メーカーに対して、ＳＲ処理が不必要で且つ設計要求性能値を満たす素材鋼板を選択して発注することができ、その結果、建設コストを低減することができる。
【００１３】
図７は、本発明をハンチ梁に適用した実施形態を説明するための図である。ハンチ梁は、梁の下部鋼板をＰ点で曲げ加工している。従って、素材鋼板の機械的性質（０．２％耐力Ｙｐ−ｐ１、引張強さＴｓ−ｐ１、降伏比ＹＲ−ｐ１）と炭素当量（Ｃｅｑ）、加工度（ｔ／Ｄ）、ＳＲ処理温度（Ｔ℃）を、鋼板の曲げ加工後およびＳＲ処理後の鋼板の機械的性質（Ｙｐ−ｓｒ、Ｔｓ−ｓｒ、ＹＲ−ｓｒ）に及ぼす影響因子と位置付けて、重回帰分析を行い、上記と同様にして評価することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、性能設計法に基づく曲げ加工鋼板に対する設計要求性能値の作り込みが確実かつ定量的に可能となる。また、曲げ加工鋼板の材料特性を明確にすることにより、鉄骨造の品質、安全性および信頼性をより向上させるとともに、コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１〜図６は、本発明をプレスベンド鋼管に適用した実施形態を説明するための図であり、図１は、各種素材鋼板から製造されたプレスベンド鋼管の試験データの一部を示す図である。
【図２】プレスベンド加工後およびＳＲ処理後の鋼管の機械的性質の推定式を示す図である。
【図３】図２の推定式の推定精度を示す図である。
【図４】図２の推定式を用いてプレスベンド加工後およびＳＲ処理後の鋼管の機械的性質の試算結果の一部を示す図である。
【図５】プレスベンド加工後およびＳＲ処理後の鋼管の機械的性質）と、ＳＲ処理温度、炭素当量および加工度の関係を示す図である。
【図６】図４の試算結果に基づいたプレスベンド鋼管の評価結果の一部を示す図である。
【図７】本発明をハンチ梁に適用した実施形態を説明するための図である。
【図１】
2004077430.tif 000003
【図２】
2004077430.tif 000004
【図３】
2004077430.tif 000005
【図４】
2004077430.tif 000006
【図５】
2004077430.tif 000007
【図６】
2004077430.tif 000008
【図７】
2004077430.tif 000009