(57)【要約】      （修正有）【課題】横座屈しない親桁の形状寸法の、簡単な式又は図表を用いる設計方法を提供する。【解決手段】板厚ｔでせいＨのウエブとフランジ幅Ｂの上下フランジを有する断面コ字形の親桁を左右両側に対向配置し左右親桁間の下フランジ間を子桁で連結したはしご形ケーブルラックの設計方法であり、次の（１）〜（３）の手順で得た式１に基づき、親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂとを選定する。（１）親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂの範囲を所定範囲に定め、子桁のせいｈを一定値に定める。（２）使用鋼材の基準強度に応じて複数の指標横座屈応力度σcrを所定の範囲で定める。（３）親桁のせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔをパラメータとしてＦＥＭにより、横座屈が発生しないせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔとの関係を表す式１を求める。Ｈ≦２．５Ｂ＋（１１／３０）×（２５１．４−σcr）...式１【選択図】図６Ａ
2017134759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルラックの親桁の断面形状が、板厚ｔでせいＨのウエブとフランジ幅Ｂの上下のフランジとを有する断面コ字形であって、前記上フランジが下フランジと同じく形状である場合に、
前記親桁を左右両側に対向配置し、前記親桁の長手方向に間隔をあけた複数個所において左右の親桁間をその下フランジの上面に載せた子桁で連結してなる鋼製はしご形のケーブルラックを設計するケーブルラックの設計方法であって、
次の（１）〜（３）の手順で得た式１に基づいて、式２、式３、式４の範囲内での親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂとを選定することを特徴とするケーブルラックの設計方法。
（１）前記親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂ、及び子桁のせいｈが、式２〜式５を満たすことを前提とする。
（２）使用鋼材の基準強度に応じて、設計指標となり得る複数の横座屈応力度σcrを式６の範囲で定める。
（３）親桁の前記せいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔをパラメータとして、ＦＥＭにより、横座屈が発生しないせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔとの関係を求めて得た式１に基づいて、式２、式３、式４、式５の範囲内で式１を満たすように、親桁のせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔを選定する。
Ｈ≦２．５Ｂ＋（１１／３０）×（２５１．４−σcr）・・・式１
但し、
親桁の板厚ｔ（ｍｍ）：  0．8≦t≦1．6  ・・・式２
親桁のせいＨ（ｍｍ）：    70≦Ｈ≦90  ・・・式３
親桁のフランジ幅Ｂ（ｍｍ）：    10≦Ｂ≦20  ・・・式４
子桁のせいｈ（ｍｍ）    ｈ＝15  ・・・式５
横座屈応力度σcr（Ｎ／ｍｍ２）：１１５Ｎ／ｍｍ２≦σcr  ・・・式６
【請求項２】
ケーブルラックの親桁の断面形状が、板厚ｔでせいＨのウエブとフランジ幅Ｂの上下のフランジとを有する断面コ字形であって、前記上フランジが下フランジと同じく形状である場合に、
前記親桁を左右両側に対向配置し、前記親桁の長手方向に間隔をあけた複数個所において左右の親桁間をその下フランジの上面に載せた子桁で連結してなる鋼製はしご形のケーブルラックを設計するケーブルラックの設計方法であって、
次の（１）〜（３）の手順で得た式７に基づいて、式２、式３、式４の範囲内での親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂとを選定することを特徴とするケーブルラックの設計方法。
（１）前記親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂ、及び子桁のせいｈが、式２〜式５を満たすことを前提とする。
（２）使用鋼材の基準強度に応じて、設計指標となり得る複数の横座屈応力度σcrを式８の範囲で定める。
（３）親桁の前記せいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔをパラメータとして、ＦＥＭにより、横座屈が発生しないせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔとの関係を求めて得た式７に基づいて、式２、式３、式４、式５の範囲内で式７を満たすように、親桁のせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔを選定する。
Ｈ≦２．５Ｂ＋（９／３０）×（３６８．３−σcr）・・・式７
但し、
親桁の板厚ｔ（ｍｍ）：  0．8≦t≦1．6  ・・・式２
親桁のせいＨ（ｍｍ）：    70≦Ｈ≦90  ・・・式３
親桁のフランジ幅Ｂ（ｍｍ）：    10≦Ｂ≦20  ・・・式４
子桁のせいｈ（ｍｍ）    ｈ＝15  ・・・式５
横座屈応力度σcr（Ｎ／ｍｍ２）：１７５Ｎ／ｍｍ２≦σcr  ・・・式８
【請求項３】
ケーブルラックの親桁の断面形状が、板厚ｔでせいＨのウエブとフランジ幅Ｂの上下のフランジとを有する断面コ字形であって、前記上フランジが下フランジと同じく形状である場合に、
前記親桁を左右両側に対向配置し、前記親桁の長手方向に間隔をあけた複数個所において左右の親桁間をその下フランジの上面に載せた子桁で連結してなる鋼製はしご形のケーブルラックを設計するケーブルラックの設計方法であって、
次の（１）〜（３）の手順で得た式９に基づいて、式２、式３、式４の範囲内での親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂとを選定することを特徴とするケーブルラックの設計方法。
（１）前記親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂ、及び子桁のせいｈが、式２〜式５を満たすことを前提とする。
（２）使用鋼材の基準強度に応じて、設計指標となり得る複数の横座屈応力度σcrを式１０の範囲で定める。
（３）親桁の前記せいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔをパラメータとして、ＦＥＭにより、横座屈が発生しないせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔとの関係を求めて得た式９に基づいて、式２、式３、式４、式５の範囲内で式９を満たすように、親桁のせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔを選定する。
Ｈ≦２．５Ｂ＋５６・・・式９
但し、
親桁の板厚ｔ（ｍｍ）：  0．8≦t≦1．6  ・・・式２
親桁のせいＨ（ｍｍ）：    70≦Ｈ≦90  ・・・式３
親桁のフランジ幅Ｂ（ｍｍ）：    10≦Ｂ≦20  ・・・式４
子桁のせいｈ（ｍｍ）    ｈ＝15  ・・・式５
横座屈応力度σcr（Ｎ／ｍｍ２）：２３５Ｎ／ｍｍ２≦σcr  ・・・式１０
【請求項４】
請求項１における式１、又は請求項２における式７、又は請求項３における式９をそれぞれグラフ化したグラフを利用して、横座屈が発生しない親桁のせいＨとフランジ幅Ｂを選定することを特徴とする請求項１、又は２、又は３に記載のケーブルラックの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気設備配線を支持するはしご形ケーブルラックの設計方法に関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気設備配線を支持するケーブルラックには、はしご形、トレー形などの種類があるが、最も一般的なのものは、図１、図２（イ）、（ロ）に示すように、縦のウエブ１と上下のフランジ２、３とを有する断面コ字形の親桁４を左右両側に対向配置し、前記親桁４の長手方向に間隔をあけた複数個所において左右の親桁４間をその下フランジ３の上面に載せた子桁５で連結した構成で、鋼製のケーブルラック６が一般的である。
なお、ケーブルラック６のウェブに溝を有する断面形状のものも多くあるが、本発明では、後述するように溝の有無の影響は少ないので、図示の通りの溝なし（ウエブ１が図示の通りフラット）の断面形状で検討している。
親桁４の標準的なサイズとしては、板厚ｔ＝１．６ｍｍ、せいＨ＝７０ｍｍ、上下のフランジ幅Ｂ＝１５ｍｍである。子桁５は一般にＣ形鋼が用いられ、板厚ｔ'＝１．６ｍｍ、幅ｂ＝４０ｍｍ、高さｈ＝１５ｍｍである。なお、図２中に記載した親桁のせいＨ、フランジ幅Ｂ、板厚ｔの各寸法範囲、および子桁のせいｈの寸法は、後述する実施例で用いる数値である。
【０００３】
特許文献1〜３は、ケーブルラックの設計方法に関するものではないが、従来のケーブルラックの構造の例として記載した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６１−２２１２２
【特許文献２】実開昭６３−１０５４１４
【特許文献３】特開２００４−８０８３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
はしご形ケーブルラック６にケーブル重量等の荷重が加わると、ケーブルラックの子桁５、親桁４を介し、ケーブルラックを支持する支持材に応力が伝達される。
その際、親桁４は支持材間隔を支点間距離とする曲げを受ける。
一方、ケーブルラック６の許容荷重は曲げによるたわみ量と許容たわみ量との大小比較により算定される。桁材（親桁）の曲げ剛性が大きいほどたわみは小さくなり、許容荷重は大きくなる。
【０００６】
ケーブルラックを設計する際の現状は以下の通りである。
（１−１）ケーブルラックの鋼材量低減のため鋼板の板厚を小さくした場合、桁材の断面性能を確保するため、桁材のせいを大きくするという対策があるが、その場合、「せい÷厚さ」が大きくなる。しかしながら、「せい÷板厚」が大きくなると、ケーブルラックが曲げを受けた時に横方向の座屈（横座屈）が発生する恐れが大きくなる。
図５にケーブルラックの横座屈の一例を示す。図５（イ）のケーブルラック両端はケーブルラック支持部（又は横座屈の節）であり、中間部分が外側に膨らみながら傾くように湾曲する。また、波打つような湾曲のパターンとなる横座屈も生じ得る。図５（ロ）はケーブルラック支持部（又は横座屈の節）の位置（垂直の線）、及び中間部（外側に傾いた線）の形状をそれぞれ示す。
（１−２）「せい÷板厚」をある程度の値以下とすることにより横座屈が発生するのを防止することができる。
この条件の範囲で形状設計を行うことが一般的であるが、この設計方針による設計方法では、効率的な形状設計、すなわち使用鋼材量を極力少なくできる断面形状を設計をする最適設計は困難であった。すなわち、この設計方針による設計方法では、考えられる種々の形状寸法、例えばコ字形断面であれば、フランジ幅ＢとせいＨと板厚ｔとの種々の寸法の組み合わせに対して、それぞれ横座屈が発生する荷重を計算する必要があるが、その計算が極めて煩雑であるため、実際上困難であった。
すなわち、横座屈が発生する荷重を計算する場合、Ｈ形鋼など一般的な形状については規準式が存在しそれを用いて計算することができるが、ケーブルラックの親桁のような特別な形状の場合は、ＦＥＭ（有限要素法）などによる極めて煩雑な計算が必要になる。また、子桁の拘束効果を考慮することにより横座屈荷重は大きくなるので、最適設計のためには、子桁の拘束効果を考慮する必要があるが、その場合にはさらに計算が煩雑になり、考えられる種々の形状寸法に対して、それぞれ横座屈が発生する荷重を計算して、使用鋼材量を極力少なくできる形状を得るということが難しいという問題があった。
【０００７】
図３は子桁の拘束が横座屈荷重に与える効果をＦＥＭにより検討した例のグラフである。この場合では図示の通り、ケーブルラック長さ800ｍｍ以上の場合に子桁の効果により横座屈荷重が大きくなっている。
この例は、基準強度（設計基準強度）が235N／mm2の鋼材を用いた場合であり、子桁の効果を考慮しないと、長さ1000mm以上の場合に基準強度に比べ横座屈応力度はかなり小さくなる。このように、子桁の効果を考慮しない設計は、材料の強度を生かしていない設計であると言える。
【０００８】
上述の通り、ケーブルラックの断面性能向上のために親桁の「せい」を大きくすると横座屈しやすくなるので、横座屈防止のために「せい÷厚さ」を一定値以下に抑えるという条件下での形状設計が一般に行われているが、この設計方法では使用鋼材量を極力少なくできる形状寸法を得るという最適設計は困難である。
最適設計の形状寸法を得るためには、ＦＥＭなどによりケーブルラック親桁の種々の形状寸法に対して横座屈荷重を計算する必要があるが、その計算は極めて煩雑であり、特にケーブルラック子桁による拘束効果を考慮する場合にはさらに煩雑になる。
このため、横座屈防止のために「せい÷厚さ」を一定値以下に抑えるとう設計方法では、鋼材の基準強度に比べて横座屈応力度が必要以上に小さい設計となる場合が多く、鋼材の基準強度を生かした形状設計が難しいという問題があった。
【０００９】
本発明は上記背景のもとでなされたもので、設計者が、横座屈の発生しない特に親桁の形状寸法を、ＦＥＭなどの煩雑な計算を行うことなく、簡単な式又は図表を用いて容易に得ることができるケーブルラックの設計方法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】
【００１０】
請求項１の発明のケーブルラックの設計方法は、
ケーブルラックの親桁の断面形状が、板厚ｔでせいＨのウエブとフランジ幅Ｂの上下のフランジとを有する断面コ字形であって、前記上フランジが下フランジと同じく形状である場合に、
前記親桁を左右両側に対向配置し、前記親桁の長手方向に間隔をあけた複数個所において左右の親桁間をその下フランジの上面に載せた子桁で連結してなる鋼製はしご形のケーブルラックを設計するケーブルラックの設計方法であって、
次の（１）〜（３）の手順で得た式１に基づいて、式２、式３、式４の範囲内での親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂとを選定することを特徴とする。
（１）前記親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂ、及び子桁のせいｈが、式２〜式５を満たすことを前提とする。
（２）使用鋼材の基準強度に応じて、設計指標となり得る複数の横座屈応力度σcrを式６の範囲で定める。
（３）親桁の前記せいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔをパラメータとして、ＦＥＭにより、横座屈が発生しないせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔとの関係を求めて得た式１に基づいて、式２、式３、式４、式５の範囲内で式１を満たすように、親桁のせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔを選定する。
Ｈ≦２．５Ｂ＋（１１／３０）×（２５１．４−σcr）・・・式１
但し、
親桁の板厚ｔ（ｍｍ）：  0．8≦t≦1．6  ・・・式２
親桁のせいＨ（ｍｍ）：    70≦Ｈ≦90  ・・・式３
親桁のフランジ幅Ｂ（ｍｍ）：    10≦Ｂ≦20  ・・・式４
子桁のせいｈ（ｍｍ）    ｈ＝15  ・・・式５
横座屈応力度σcr（Ｎ／ｍｍ２）：１１５Ｎ／ｍｍ２≦σcr  ・・・式６
【００１１】
請求項２の発明のケーブルラックの設計方法は、
ケーブルラックの親桁の断面形状が、板厚ｔでせいＨのウエブとフランジ幅Ｂの上下のフランジとを有する断面コ字形であって、前記上フランジが下フランジと同じく形状である場合に、
前記親桁を左右両側に対向配置し、前記親桁の長手方向に間隔をあけた複数個所において左右の親桁間をその下フランジの上面に載せた子桁で連結してなる鋼製はしご形のケーブルラックを設計するケーブルラックの設計方法であって、
次の（１）〜（３）の手順で得た式７に基づいて、式２、式３、式４の範囲内での親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂとを選定することを特徴とする。
（１）前記親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂ、及び子桁のせいｈが、式２〜式５を満たすことを前提とする。
（２）使用鋼材の基準強度に応じて、設計指標となり得る複数の横座屈応力度σcrを式８の範囲で定める。
（３）親桁の前記せいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔをパラメータとして、ＦＥＭにより、横座屈が発生しないせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔとの関係を求めて得た式７に基づいて、式２、式３、式４、式５の範囲内で式７を満たすように、親桁のせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔを選定する。
Ｈ≦２．５Ｂ＋（９／３０）×（３６８．３−σcr）・・・式７
但し、
親桁の板厚ｔ（ｍｍ）：  0．8≦t≦1．6  ・・・式２
親桁のせいＨ（ｍｍ）：    70≦Ｈ≦90  ・・・式３
親桁のフランジ幅Ｂ（ｍｍ）：    10≦Ｂ≦20  ・・・式４
子桁のせいｈ（ｍｍ）    ｈ＝15  ・・・式５
横座屈応力度σcr（Ｎ／ｍｍ２）：１７５Ｎ／ｍｍ２≦σcr  ・・・式８
【００１２】
請求項３の発明のケーブルラックの設計方法は、
ケーブルラックの親桁の断面形状が、板厚ｔでせいＨのウエブとフランジ幅Ｂの上下のフランジとを有する断面コ字形であって、前記上フランジが下フランジと同じく形状である場合に、
前記親桁を左右両側に対向配置し、前記親桁の長手方向に間隔をあけた複数個所において左右の親桁間をその下フランジの上面に載せた子桁で連結してなる鋼製はしご形のケーブルラックを設計するケーブルラックの設計方法であって、
次の（１）〜（３）の手順で得た式９に基づいて、式２、式３、式４の範囲内での親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂとを選定することを特徴とする。
（１）前記親桁の板厚ｔとせいＨとフランジ幅Ｂ、及び子桁のせいｈが、式２〜式５を満たすことを前提とする。
（２）使用鋼材の基準強度に応じて、設計指標となり得る複数の横座屈応力度σcrを式１０の範囲で定める。
（３）親桁の前記せいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔをパラメータとして、ＦＥＭにより、横座屈が発生しないせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔとの関係を求めて得た式９に基づいて、式２、式３、式４、式５の範囲内で式９を満たすように、親桁のせいＨとフランジ幅Ｂと板厚ｔを選定する。
Ｈ≦２．５Ｂ＋５６・・・式９
但し、
親桁の板厚ｔ（ｍｍ）：  0．8≦t≦1．6  ・・・式２
親桁のせいＨ（ｍｍ）：    70≦Ｈ≦90  ・・・式３
親桁のフランジ幅Ｂ（ｍｍ）：    10≦Ｂ≦20  ・・・式４
子桁のせいｈ（ｍｍ）    ｈ＝15  ・・・式５
横座屈応力度σcr（Ｎ／ｍｍ２）：２３５Ｎ／ｍｍ２≦σcr  ・・・式１０
【００１３】
請求項４は、請求項１、又は２、又は３に記載のケーブルラックの設計方法において、請求項１における式１、又は請求項２における式７、又は請求項３における式９をそれぞれグラフ化したグラフを利用して、横座屈が発生しない親桁のせいＨとフランジ幅Ｂを選定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、設計者は鋼材の基準強度を考慮して横座屈応力度を定めると、その横座屈応力度以下では横座屈が発生しないことを確実にできる親桁の形状寸法の範囲を、簡単な式又は図表によって知ることができる。したがって、その範囲内で極力高い断面性能の形状寸法を設計することができ、鋼材の基準強度を効率的に発揮することができるケーブルラックの形状寸法を容易に設計することができる。
設置しようとする具体的なケーブルラックに求められる諸条件を満たすことを前提として考え得る種々の形状寸法の範囲内で、基準強度を効率的に発揮できる形状寸法を、単にＦＥＭ解析によって求めようとすれば、極めて煩雑な作業を必要とするのに対して、本発明によれば極めて簡単に設計することができる。
上記の通り、鋼材の基準強度を効率的に発揮できるケーブルラックの形状寸法の設計が可能となるなので、ケーブルラックに積載可能な積載荷重を増加させることができ、あるいは、長スパンのケーブルラック設計が可能となる。
また、使用鋼材量を極力少なくできるケーブルラックを容易に設計することができるので、ケーブルラックのコストを低減させることができ、同時に、ケーブルラックの軽量化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のケーブルラックの設計方法実施例で想定しているケーブルラックの一例を示す斜視図である。
【図２】（イ）は図１のケーブルラックの拡大した正面図、（ロ）は（イ）における子桁の断面図であり、記載した寸法は本発明で設計対象とするサイズ範囲を示す。
【図３】子桁の拘束が横座屈荷重に与える効果をＦＥＭにより検討した例のグラフである。
【図４】（イ）、（ロ）、（ハ）はそれぞれ、本発明で対象とした親桁の断面形状についての（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の３つのタイプを示す説明付き図である。
【図５】（イ）はケーブルラックの親桁に生じる横座屈の形状の一例を説明するもので、ケーブルラック長手方向の直線で描かれた部分は横座屈をしていない状態、湾曲線で描かれた部分が横座屈した状態の図である（ＦＥＭ解析の中で得られた図）、（ロ）は（イ）の中央部の傾きを説明する線で示した断面図である。
【図６Ａ】図４（Ａ）に示した断面形状Ａの親桁の場合について、ＦＥＭ（有限要素法）を用いて得た、横座屈の生じないせいＨとフランジ幅Ｂとの関係を示す図表であり、（イ）、（ロ）、（ハ）はそれぞれ指標横座屈応力度σcrが１１５Ｎ／ｍｍ２の場合、１４５Ｎ／ｍｍ２の場合、１７５Ｎ／ｍｍ２の場合を示す。（ニ）は凡例を記載したものである。
【図６Ｂ】図６Ａの（イ）、（ロ）、（ハ）の３つの場合の各条件式を、指標横座屈応力度σcrを含む形の一つの式にまとめた条件式を説明する凡例を示す。
【図７Ａ】図４（Ｂ）に示した断面形状Ｂの親桁の場合について、ＦＥＭ（有限要素法）を用いて得た、横座屈の生じないせいＨとフランジ幅Ｂとの関係を示す図表であり、（イ）、（ロ）、（ハ）はそれぞれ指標横座屈応力度σcrが１７５Ｎ／ｍｍ２の場合、２０５Ｎ／ｍｍ２の場合、２３５Ｎ／ｍｍ２の場合を示す。（ニ）は凡例を記載したものである。
【図７Ｂ】図７Ａの（イ）、（ロ）、（ハ）の３つの場合の各条件式を、指標横座屈応力度σcrを含む形で一つの式にまとめた条件式を説明する凡例を示す。
【図８】図４（Ｃ）に示した断面形状Ｃの親桁の場合について、ＦＥＭ（有限要素法）を用いて得た、横座屈の生じないせいＨとフランジ幅Ｂとの関係を示す図表であり、（イ）は指標横座屈応力度σcrが２３５Ｎ／ｍｍ２の場合を示す。（ロ）は凡例を記載したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のケーブルラックの設計方法を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１７】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明で対象とする親桁の断面形状を示す。
親桁の断面形状はいずれも基本的には、板厚ｔでせいＨのウエブとフランジ幅Ｂの上下のフランジとを有する断面コ字形のコ字形である。
（Ａ）の親桁は、上フランジが下フランジと同じ形状（すなわち、折り返し部のない単なる１枚板のフランジ）である通常のコ字形断面である。
（Ｂ）の親桁は、上フランジの形状が、フランジ幅Ｂとしては下フランジと同じであるが、フランジ先端でウエブ側に隙間０ｍｍ（隙間なし）で折り返された折り返し片を有する鋼板隙間０ｍｍ折り返し付きフランジであるコ字形断面である。
（Ｃ）の親桁は、上フランジの形状が、フランジ幅Ｂとしては下フランジと同じであるが、フランジ先端でウエブ側に５ｍｍの隙間をあけて折り返された折り返し片を有する鋼板隙間５ｍｍ折り返し付きフランジであるコ字形断面である。
はしご形ケーブルラックの親桁の下フランジ近傍は子桁により拘束されているのに対して、上フランジは拘束がないことで親桁が横座屈し易い要素となっていることから、横座屈しにくい形状とするために上フランジの形状を折り返し片を持つ形状としたのが上記（Ｂ）、（Ｃ）の親桁である。
なお、前述の通り、事前の解析において、親桁のウエブにおける溝の有無の影響は比較的軽微であったので、図１、図２、図４の通り、溝のない単なる溝形断面として解析した。
【００１８】
子桁は親桁の下フランジの近傍で（下フランジの上面に載せた又は接近させた状態で）親桁の下フランジ又はウェブに溶接又はボルト留めとする。
【００１９】
本発明では、ケーブルラックの親桁の板厚ｔ、せいＨ、フランジ幅Ｂ、および子桁のせいｈの寸法範囲が、下記の式２〜式５の範囲であるとして、横座屈の生じない断面形状を求めている。
親桁の板厚ｔ（ｍｍ）：  0．8≦t≦1．6  ・・・式２
親桁のせいＨ（ｍｍ）：    70≦Ｈ≦90  ・・・式３
親桁のフランジ幅Ｂ（ｍｍ）：    10≦Ｂ≦20  ・・・式４
子桁のせいｈ（ｍｍ）    ｈ＝15  ・・・式５
【００２０】
上記の各範囲について説明すると、親桁の板厚ｔの対象範囲は、現状製品の板厚ｔ＝１．６ｍｍ以下、０．８ｍｍ以上としている。なお、板厚０．８ｍｍ未満の場合も含めて板厚を変化させて解析を行ったが、上記70≦Ｈ≦90、10≦Ｂ≦20の範囲では、板厚０．８ｍｍ以上であれば板厚変化の影響が小さい（横座屈応力度にあまり影響しない）ので、上記の通り下限を０．８ｍｍとした。
親桁のせいＨの対象範囲は、現状製品のせいＨ＝７０ｍｍ以上、施工性を確保可能な９０ｍｍ以下としている。なお、前記施工性を確保とは、せいＨが９０ｍｍ以上になると、取り付け時に横に撓み易くなり取り付けにくくなるので、取り付け時に容易に撓まないだけの剛性を確保することを指す。
親桁のフランジ幅Ｂの対象範囲は、現状製品のフランジ幅Ｂ＝１３〜１５ｍｍに対し、親桁−子桁間の溶接を考慮し１０ｍｍ以上、フランジ局部座屈が発生しない範囲として２０ｍｍ以下としている。
子桁のせいｈは、現状製品の寸法ｈ＝１５ｍｍを採用している。
【００２１】
本発明では、親桁の断面形状が図４（Ａ）の場合（断面形状Ａの場合と呼ぶ）と、図４（Ｂ）の場合（断面形状Ｂの場合と呼ぶ）と、図１（Ｃ）の場合（断面形状Ｃの場合と呼ぶ）との３つの場合のそれぞれについて、鋼材の基準強度（設計基準強度）を考慮して、設計指標となり得る横座屈応力度σcr（すなわち、設計時に下限横座屈応力度として採用する可能性のある横座屈応力度σcr）を定める。この設計指標となり得る横座屈応力度を場合により指標横座屈応力度と呼ぶ。
ケーブルラックの設計に際して、材料（鋼材）の強度を十分生かすことができる形状寸法を得るために、断面性能を確保しつつ横座屈応力度も極力高いことが望ましいが、前述したように断面性能を確保する（「せいＨ／板厚ｔ」を大にする）ことと横座屈を防ぐこととは相反する要素なので、横座屈の生じない形状寸法の範囲を求めることを優先させる。横座屈の生じない形状寸法の範囲が分かれば、その範囲内で極力高い断面性能の形状寸法を設計することは容易である。
したがって、本発明では横座屈の生じない適切な形状寸法範囲を求めるために、使用する鋼材の基準強度以下である複数の指標横座屈応力度を定める。ケーブルラックの材料として、例えばＳＧＣＣ等の溶融亜鉛メッキ鋼板等が採用されているが、その種の鋼材の基準強度に対して設計時に考えられる横座屈応力度の範囲として、１１５Ｎ／ｍｍ２〜２３５Ｎ／ｍｍ２の範囲を想定した。そして、その範囲を３０Ｎ／ｍｍ２刻みに区分して、指標横座屈応力度を１１５Ｎ／ｍｍ２、１４５Ｎ／ｍｍ２、１７５Ｎ／ｍｍ２、２０５Ｎ／ｍｍ２、２３５Ｎ／ｍｍ２の５つに定めた。
【００２２】
子桁のせいｈは１５ｍｍに固定し、前述の各指標横座屈応力度σcrごとに、親桁の板厚ｔ、せいＨ、フランジ幅Ｂをそれぞれ式２、式３、式４の範囲でパラメータとして、横座屈の生じないような寸法（ｔ、Ｈ、Ｂ）の範囲を、実施例ではＦＥＭを用いて解析して求めた。
その場合、せいｈが１５ｍｍである子桁の効果を考慮するに際しては、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各図に記載のように、親桁の下フランジの上面位置と、その位置から上に１５ｍｍ離れた位置との２か所において、拘束力Ｋ（Ｎ／ｍｍ）として作用するバネがあるとモデル化して解析した。
【００２３】
上述のＦＥＭ解析により得られた結果を、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８に示す。
図６Ａは親桁が断面形状Ａの場合である。この場合、解析としては前記１１５、１４５、１７５、２０５、２３５Ｎ／ｍｍ２の５つの指標横座屈応力度について解析したが、せいＨ＝７０〜９０ｍｍ、フランジ幅Ｂ＝１０〜２０ｍｍの範囲の解析結果として、図６（イ）、（ロ）、（ハ）の３つの場合（指標横座屈応力度が１１５Ｎ／ｍｍ２、１４５Ｎ／ｍｍ２、１７５Ｎ／ｍｍ２の３つ場合）でカバーされた。
横座屈の生じない親桁のせいＨとフランジ幅Ｂとの関係は、
[1]指標横座屈応力度σcrが１１５Ｎ／ｍｍ２以上の場合（図６Ａの（イ））、
Ｈ≦２．５Ｂ＋５０  ・・・式１１
[２]指標横座屈応力度σcrが１４５Ｎ／ｍｍ２以上の場合（図６Ａの（ロ））、
Ｈ≦２．５Ｂ＋３９  ・・・式１２
[３]指標横座屈応力度σcrが１７５Ｎ／ｍｍ２以上の場合（図６Ａの（ハ））、
Ｈ≦２．５Ｂ＋２８  ・・・式１３
この３つの式１１、１２、１３は、図６Ｂにも凡例として記載したように、次の１つの式１で表すことができる。
Ｈ≦２．５Ｂ＋（１１／３０）×（２５１．４−σcr）・・・式１
すなわち、この式１にσcr（指標横座屈応力度）として１１５を代入すると式１１となり、１４５を代入すると式１２となり、１７５を代入すると式１３となる。
【００２４】
図７Ａは親桁が断面形状Ｂの場合である。この場合前記同様に、解析としては前記１１５、１４５、１７５、２０５、２３５Ｎ／ｍｍ２の５つの指標横座屈応力度について解析したが、せいＨ＝７０〜９０ｍｍ、フランジ幅Ｂ＝１０〜２０ｍｍの範囲の解析結果として、図７（イ）、（ロ）、（ハ）の３つの場合（指標横座屈応力度が１７５Ｎ／ｍｍ２、２０５Ｎ／ｍｍ２、２３５Ｎ／ｍｍ２の３つ場合）でカバーされた。
横座屈の生じない親桁のせいＨとフランジ幅Ｂとの関係は、
[1]指標横座屈応力度σcrが１７５Ｎ／ｍｍ２以上の場合（図７Ａの（イ））、
Ｈ≦２．５Ｂ＋５８  ・・・式２１
[２]指標横座屈応力度σcrが２０５Ｎ／ｍｍ２以上の場合（図７Ａの（ロ））、
Ｈ≦２．５Ｂ＋４９  ・・・式２２
[３]指標横座屈応力度σcrが２３５Ｎ／ｍｍ２以上の場合（図７Ａの（ハ））、
Ｈ≦２．５Ｂ＋４０  ・・・式２３
という結果が得られた。
この３つの式２１、２２、２３は、図７Ｂにも凡例として記載したように、次の１つの式７で表すことができる。
Ｈ≦２．５Ｂ＋（９／３０）×（３６８．３−σcr）・・・式７
すなわち、式７にσcr（指標横座屈応力度）として１７５を代入すると式２１となり、２０５を代入すると式２２となり、２３５を代入すると式２３となる。
【００２５】
図８は親桁が断面形状Ｃの場合である。この場合、解析としては前記１１５、１４５、１７５、２０５、２３５Ｎ／ｍｍ２の５つの指標横座屈応力度について解析したが、せいＨ＝７０〜９０ｍｍ、フランジ幅Ｂ＝１０〜２０ｍｍの範囲の解析結果として、図８（イ）の１つの場合（指標横座屈応力度が２３５Ｎ／ｍｍ２の場合のみ）でカバーされた。
横座屈の生じない親桁のせいＨとフランジ幅Ｂとの関係は、
[1]指標横座屈応力度σcrが２３５Ｎ／ｍｍ２以上の場合（図８の（イ））のみ。
Ｈ≦２．５Ｂ＋５６...式３１
という結果が得られた。
【００２６】
なお、本願明細書において記載の「横座屈応力度」とは解析から直接得られる値であり、安全率を考慮していない応力度である。例えば雪や風などの荷重などは想定せず、自重と荷重による長期曲げを想定しているので、設計者は必要に応じて適宜の安全率を考慮するとよい。
【００２７】
ケーブルラックを設計しようとする設計者は、鋼材の基準強度を考慮して横座屈応力度を定めると、親桁が例えば断面形状Ａの場合は式１を用いて、又は、図６Ａの（イ）、（ロ）、（ハ）のいずれかのグラフを用いて、その横座屈応力度以下では横座屈が発生しないことを確実にできる親桁の形状寸法の範囲を容易に得ることができる。なお、個別の指標横座屈応力度σcr１１５、１４５、１７５Ｎ／ｍｍ２にそれぞれ対応する式１１、１２、１３を用いてもよい。
このように、式１（あるいは式１１、１２、１３）を用いて、又は、図６Ａの（イ）、（ロ）、（ハ）のいずれかのグラフを用いて、横座屈が発生しない親桁の形状寸法の範囲を容易に得ることができ、その範囲内で極力高い断面性能の形状寸法を設計すればよく、鋼材の基準強度を効率的に発揮することができるケーブルラックの形状寸法を容易に設計することができる。
基準強度を効率的に発揮できる形状寸法を、単にＦＥＭ解析によって求めようとすれば、極めて煩雑な作業を必要とするのに対して、本発明によれば極めて簡単に設計することができる。
上記の通り、鋼材の基準強度を効率的に発揮できるケーブルラックの形状寸法の設計が可能となるなので、ケーブルラックに積載可能な積載荷重を増加させることができ、あるいは、長スパンのケーブルラック設計が可能となる。
また、使用鋼材量を極力少なくできるケーブルラックを容易に設計することができるので、ケーブルラックのコストを低減させることができ、同時に、ケーブルラックの軽量化が図られる。
【００２８】
同様に、親桁が例えば断面形状Ｂの場合は式７（あるいは式２１、２２、２３）を用いて、又は、図７Ａの（イ）、（ロ）、（ハ）のいずれかのグラフを用いて、横座屈が発生しない親桁の形状寸法の範囲を容易に得ることができ、その範囲内で極力高い断面性能の形状寸法を設計すればよく、鋼材の基準強度を効率的に発揮することができるケーブルラックの形状寸法を容易に設計することができる。
また、同様に、親桁が例えば断面形状Ｃの場合は式９を用いて、又は、図８（イ）のグラフを用いて、横座屈が発生しない親桁の形状寸法の範囲を容易に得ることができ、その範囲内で極力高い断面性能の形状寸法を設計すればよく、鋼材の基準強度を効率的に発揮することができるケーブルラックの形状寸法を容易に設計することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  （ケーブルラックの）ウエブ
２  （ケーブルラックの）上フランジ
３  （ケーブルラックの）下フランジ
４  親桁
５  子桁
６  ケーブルラック
ｔ  （親桁の）板厚
Ｈ  （親桁の）せい
Ｂ  （親桁の）フランジ幅
ｔ'（子桁の）板厚
【図１】
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【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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