鉄骨H形鋼はり 貫通孔補強工法 R 2)6 （財）日本建築センター 一般評定 BCJ評定-STO128-02 freedonut.jp フリードーナツとは フリードーナツとは ● フリードーナツは、鉄骨Ｈ形鋼はりのウェブ貫通孔補強工法です。 ● はりウェブ貫通孔におねじ加工したスリーブ管（ＦＤスリーブ）を通し、 ウェブの両側からめねじ加工したドーナツ状の平鋼（ＦＤリング）をネジ 接合した後、ＦＤリングの溶接用孔をプラグ溶接して梁貫通孔を補強 します（420φおよび500φの製品はＦＤリングのみ）。 ● フリードーナツ工法には、貫通孔の径（100φ∼500φ：呼び径）にあ わせて11種類の製品があります。 ＦＤスリーブ ※420φ・500φ用 ＦＤリング ＦＤリング プラグ溶接（4∼12箇所、両面） 免責事項 目 次 4 ■フリードーナツの設計 …………… " ■フリードーナツの施工 …………… % ■フリードーナツとは ……………… 万一、フリードーナツに問題が発生した場合には、下記の免責事項 をふまえた上で対応させていただきます。 1．このカタログおよび関連資料に記載した製品の取扱い・使用方 法等に反した設計・施工による不具合。 2．標準仕様以外に設計者・施工者の使用者が指示した仕様・施工 方法等に起因する不具合。 3．瑕疵（かし）を発見後、すみやかに届けがされなかった場合。 4．不可抗力（天災、地変、地盤変化、火災、爆発、騒乱など）により 発生した不具合。 5．あらかじめ定めた用途・部位以外に使用し、それにより発生し た不具合。 フリードーナツの特長 ●独自の補強工法 ・外周溶接不要。製品孔をプラグ溶接する独自の工法です。 ・溶接量が少ない上、ウェブ両側からの均等な施工なので、 熱の影響（ひずみ・縮み）がほとんど出ません。母材にやさしい補強工法です。 ●はり貫通孔部分の性能が明快です。 ・（財）日本建築センターの一般評定を取得した工法です（BCJ 評定ーST0128ー02）。 ・多くの実大実験、FEM解析に基づいて定められた有孔部耐力による定量的な貫通孔検討が可能です。 実大実験とFEM解析の例 評定書 FD420N・FD500Nの材料認定書 ※ ●塑性化領域への使用等、合理的な設備設計が可能です。 ・はり端部の塑性化領域にも使用が可能です（１ヵ所のみ）。 ・はりせいに対する孔径比は、最大で0.62です。 ・貫通孔どうしの最小間隔（孔芯間）は、2dです（ｄ：呼び 径の平均）。 ・設置高さは、製品がウェブフィレットに干渉しない範囲 で使用可能です。 ※別途耐力検討が必要です（P.4∼P.6参照）。 お客様へのお願い 本カタログは建築設計事務所様、 建築施工会社様、鉄骨製作加工 業者様において、フリードーナツを用いた鉄骨梁の設計・施工及び、 施工の管理の際に完全かつ効果的にご使用頂くためのものです。 1．本工法を用いた鉄骨梁の設計・施工、並びにその管理を行う場 合は本カタログを遵守するとともに、建築基準法や関係法規、 基準仕様書等（JASS6：鉄骨工事、労働安全関係法令…）を 遵守して、正しい設計・施工と維持管理に努めてください。 2．建築設計事務所様は関連資料の「フリードーナツ工法標準図」 を必ず設計図書に添付し、建築施工会社様、鉄骨製作加工業者 様にご指示ください。 このカタログの中で特に注意していただきたい事項 については、以下の警告表示を記載してあります。 ：一般的な注意を喚起する表示 警告：取扱いを誤った場合に、人の生命又は身体 に危険な状態が生じることが想定される場 合の表示 製品仕様・外観は予告無く変更することがあります ので、あらかじめご了承ください。 フリードーナツとは フリードーナツの製品仕様 製品はFDリングとFDスリーブで構成されています（FD420N と FD500N はFDリングのみ）。 FD リング 貫通孔径 （呼び径） 製品記号 100φ 形 状 外径：Dr （mm） 板厚：tr （mm） FD100N A 181 9 125φ FD125N A 207 150φ FD150N A 175φ FD175N 200φ FD スリーブ 溶接用孔 箇所数×孔径：R1(R2) （mm） 内径：Ds （mm） 長さ：Ｌ （mm） 4 × φ20 102 60 9 4 × φ20 127 60 256 9 4 × φ23 151 60 B 300 9 8 × φ23 174 60 FD200N B 346 9 8 × φ23 200 60 250φ FD250N B 397 9 8 × φ23 249 60 300φ FD300N B 470 9 8 × φ23 298 60 340φ FD340N B 500 9 8 × φ23 337 60 390φ FD390N B 570 9 8 × φ23 387 60 420φ FD420N C 600 16 12 × φ31（φ42） − − 500φ FD500N C 700 19 12 × φ37（φ50） − − 【FDリング形状】 材質：FD100N ∼ FD390N：SM490A または同等品 FD420N ・ FD500N：SM-FD490A （国土交通大臣認定 MSTL-0238） Dr R1 R1 R1 R2 tr A 形状 Dr tr Dr C 形状 B 形状 【FDスリーブ形状】 tr 【溶接用孔形状】 材質：STK400 または同等品 L Ds A・B形状 3 Ｃ形状 フリードーナツの設計 フリードーナツのご採用に際しては、必ず適用可否の検討が必要です。検討は、以下のフローに基づきます。 START 貫通孔の必要孔径・孔位置の決定 フリードーナツ工法の検討 ①梁の材質・寸法に関する規定 No Yes No ②取付け位置に関する規定 Yes ③有孔部耐力のチェック 梁の存在応力がM-Q曲線内で あることの確認 1．長期耐力の検討 2．短期耐力の検討 3．全塑性耐力の検討 No Yes END 警告 注1）梁の端部に使用する貫通孔の数は、端部1箇所につき1箇所までとします。 注2）本工法は、横補剛が必要な梁の横補剛を不要とするものではありません。 注3）梁に軸力が作用する場合は使用不可とします。 注4）梁の材軸に対し鉛直方向（せい方向）に複数の貫通孔設置は不可とします。 ① 梁に関する規定は、以下の通りです 構 造・部 位 鉄骨造・はり 断 面 形 状 Ｈ形鋼・組立Ｈ形鋼 材 質 Ｆ値 325N/mm2 以下 せ い 1200mm 以下 ウ ェ ブ 厚 22mm 以下 ウェブ幅厚比 FA ランク、FB ランク 孔 径 比※ 0.62以下 ※はりせいに対する貫通孔径（呼び径）の比 4 ② 取付け位置に関する規定は以下の通りです（図および表参照） L1：梁端から孔中心までの距離 ｄ以上 L2：ウェブスプライスプレート、ガセットプレート端から 孔中心までの距離 ｄ以上 L3：隣り合う貫通孔（呼び径ｄ1、 ｄ2とする）の中心間距離 ｄ1＋ｄ2以上 e1：梁天端から孔中心までの距離 FDリングとＨ形鋼フィレットが干渉しない範囲 ※ d：フリードーナツの呼び径（mm） e1 L2 e1 D L3 L1 梁の端部：Max（2Ｄ、Ｌ/10） ※貫通孔の数は1箇所まで L2 L 図 孔位置に関する規定 表 おもな梁の偏芯可能範囲（e1min−e1max） Ｈ形鋼 細 幅 系 列 中 幅 系 列 広 幅 系 列 フリードーナツ H−250×125×6×9 H−300×150×6.5×9 H−350×175×7×11 H−400×200×8×13 H−450×200×9×14 H−500×200×10×16 H−600×200×11×17 H−244×175×7×11 H−294×200×8×12 H−340×250×9×14 H−390×300×10×16 H−440×300×11×18 H−482×300×11×15 H−488×300×11×18 H−582×300×12×17 H−588×300×12×20 H−700×300×13×24 H−800×300×14×26 H−900×300×16×28 H−250×250×9×14 H−300×300×10×15 H−350×350×12×19 H−400×400×13×21 FD100N FD125N FD150N FD175N FD200N FD250N FD300N FD340N FD390N FD420N FD500N 107-143 112-188 114-236 116-284 117-333 119-381 120-480 114-130 115-179 117-223 119-271 121-319 118-364 121-367 120-462 123-465 132-568 134-666 136-764 117-133 118-182 122-228 133-267 120-130 125-175 127-223 129-271 130-320 132-368 133-467 150-150 152-198 154-246 155-295 157-343 158-442 174-176 176-224 177-273 179-321 180-420 199-201 200-250 202-298 227-273 203-397 228-372 265-335 280-320 128-166 130-210 132-258 134-306 131-351 134-354 133-449 136-452 145-555 147-653 149-751 155-185 157-233 159-281 156-326 159-329 158-424 161-427 170-530 172-628 174-726 179-211 181-259 178-304 181-307 180-402 183-405 192-508 194-606 196-704 204-236 201-281 204-284 203-379 206-382 215-485 217-583 219-681 226-256 229-259 228-354 231-357 240-460 242-558 244-656 131-169 135-215 160-190 146-254 171-229 193-207 ※上記表以外の梁メンバは別冊「フリードーナツ取付け可能位置早見表」をご覧下さい。 5 単位（mm） 265-317 280-302 268-320 283-305 277-423 292-408 327-373 342-358 279-521 294-506 329-471 344-456 281-619 296-604 331-569 346-554 396-504 フリードーナツの設計 ③ 有孔部耐力のチェック（長期・短期・全塑性） 許容応力度設計時 許容応力度設計時に梁有孔部に生ずる曲げモーメント （Ｍ）とせん断力（Ｑ）の関係が、対象となる耐力曲 線図中において、梁有孔部の許容耐力曲線を超えてい ないことを確認してください。。 保有水平耐力時 メカニズム時に梁有孔部に生ずる曲げモーメント（Ｍ） とせん断力（Ｑ）の関係が、対象となる耐力曲線図中 において、梁有孔部の全塑性耐力曲線を超えていない ことを確認してください。 耐力曲線例 フリードーナツ耐力曲線図（有孔部耐力のチェック）は、「フリードーナツ検討システム」 （弊社ホームページ：freedonut.jpよりダウンロード可）をご利用下さい。 サポートツール・サービスのご紹介 別冊「フリードーナツ取付け可能位置早見表」 貫通孔位置の応力状態を仮定し、梁メンバ ごとにフリードーナツ適用可能範囲を図示 した早見表です。 鉄骨H形鋼はり 貫通孔補強工法 （財）日本建築センター 一般評定 BCJ評定-STO128-02 取付け可能位置 早見表 freedonut.jp フリードーナツ適否検討サービス スリーブ図に基き貫通孔位置の応力状態を仮定し、弊社スタッフが適否検討を承ります。 その他、個別の検討もご相談ください。 ①スリーブ図（伏図）および部材リストをCADデータでお預かりします。 ②適用可否を検討し、検討結果を一覧表形式でお返し致します。 サービスの流れ お客様 ①検討依頼 ③検討結果 ②検討 6 フリードーナツの施工 共通事項 事前ご確認事項 □ 入荷したフリードーナツは、曲がりや変形、ねじ部に傷がつかないように平坦な台上に整理整 頓して保管願います。 警告 □ 溶接材料は、FDリングの基準強度（325N/mm2）を満足するものを使用してください。 □ 鉄骨製作管理技術者2級またはWES2級の資格をお持ちの技術者による管理としてください。 □ JIS Z 3841の半自動溶接技術検定試験の下向き溶接の資格をお持ちの技能者による作業とし てください。 □ 溶接は、ガスシールドアーク半自動溶接としてください。 □ 溶接ワイヤは、YGW11あるいはYGW18としてください。 □ 溶接ワイヤの径は、1.2mmあるいは1.4mmとしてください。 □ 気温0℃以下の場合は溶接を行わないでください。ただし、溶接部より100mmの範囲の母材 を50℃以上加熱して溶接する場合はこの限りではありません。 警告 施工時の確認事項 □ 溶接姿勢は、下向き溶接としてください。 □ 溶接部は溶接に先立ち、水分、ごみ、さび、油、塗料などの溶接に支障のあるものを取り除いてく ださい。 □ FDリングと梁ウェブとの隙間（肌すき）は、1mm以下としてください。 □ 溶接の開始位置はとくに定めていませんが、下図のように対角上に行ってください。 & # ! " $ % □ プラグ溶接は、トーチ角度20∼30°に保ちながら、円を描くように進め、十分な溶け込みを 確保してください。（【プラグ溶接のポイント】参照） アークスタート点 □ 余盛高さ（⊿h）は、0mm＜⊿h≦4mmとしてください。 % 余盛高さ （⊿h） 0＜⊿h≦4mm 【プラグ溶接のポイント】 プラグ溶接は、 トーチ角度を20° ∼30° に保ちながら、円を描くようにプラグ孔底部からFDリング厚さ方向に 徐々に進んでいきます。層ごとのポイントは以下の通りです。 20∼30° ① 初 層 FDリング FDリング 初層は、特に注意を 払い、十分な溶け込 みを確保します。 7mm程度 梁ウェブ ② 梁ウェブ FDリング FDリング 初層の溶接から休 止せず、連続して行 います。 2 層 ∼ 梁ウェブ 梁ウェブ ③ 最 終 層 クレーター処理の 要領で適切な余盛 を確保します。 FDリング 孔表面 孔縁周辺部 梁ウェブ A・Bタイプ Cタイプ 仕上がり例（断面マクロ） & 施工手順 実際の施工にあたっては、「フリードーナツ施工要領書」もご活用ください。 FD100N∼FD390N 1 2 梁ウェブの孔あけ フリードーナツの準備 フリードーナツの取り付け位置を確認し、ウェブにケガキ FDスリーブにセットされているFDリングを1枚外し、 し下孔をあける。 もう片方のFDリングの位置を調節する。 ※下孔径は表の寸法とし、寸法許容差は±2mmとする。 警告 ※ 下孔まわりのバリをグラインダー等で取り FDリングの位置は、 ウェブの厚みを考慮しFDスリーブ の両側の出がほぼ均等になるように調節する。 除き、FDリングとの接触面の浮きさび、ペイント等 を除去する。 3 記号 FD100N FD125N FD150N FD175N FD200N FD250N FD300N FD340N FD390N 許容差 117 142 168 193 219 270 321 358 409 ±2mm フリードーナツのセット 用意したフリードーナツをウェブ孔に挿入する。 ※FDリングの溶接用孔をけがき線に合わせる。 4 プラグ溶接 FDリングの溶接用孔（全箇所）をプラグ溶接する。 プラグ溶接はFDリングの表面よりP.7に規定する余盛 りを確保するよう行う。 FD420N・FD500N 1 梁ウェブの孔あけ FD100N∼FD390Nの手 順 z参照。 下孔径は表の寸法とする。 記号 FD420N FD500N 許容差 ' 下孔径(mm) 430 510 ±2mm 2.3 フリードーナツの準備とセット 用意したFDリングをシャコ万等を用いてはりウェブに 密着させる。 ※FDリングの溶接用孔をけがき線に合わせる。 4 プラグ溶接 FDリングの溶接用孔（全箇所） をプラグ溶接する。プラグ溶接 は底目地表面よりP.7に規定す る余盛りを確保するよう行う。 底目地表面 5 6 梁の反転 FDリングのセット 2 で取り外したFDリングをFDスリーブにねじ込み、 梁を反転する。 ウェブと接触するまで締め付ける。溶接用孔を利用し て追い締めする。 7 8 プラグ溶接 FDリングの溶接用孔（全箇所）をプラグ溶接する。プラグ 溶接はFDリングの表面よりP.7に規定する余盛りを確保 するよう行う。 5 梁の反転 梁を反転する。 6 FDリングのセット もう片方のFDリングを シャコ万等を用いてはり ウェブに密着させる。 ※溶接用孔が、梁長さ方向 に直交するようにセット する。 検査・完成 スラグ・スパッタを除去し、清掃する。 溶接部の検査は、 目視による外観検査とする。 7 プラグ溶接 FDリングの溶接用孔（全箇 所）をプラグ溶接する。プラ グ溶 接 は 底 目 地 表 面 より P.7に規定する余盛りを確 保するよう行う。 8 検査・完成 スラグ・スパッタを除去し、 清掃する。溶接部の検査 は、目視による外観検査と する。 URL:http://www.asahikasei-kenzai.com/ 東 京 〒１０１−８１０１ 東京都千代田区神田神保町1ー105〈神保町三井ビル〉 TEL 03（3296）3516 札 幌 〒０６０−０００２ 札幌市中央区北二条西1ー1〈マルイト札幌ビル〉 TEL 011（261）5443 仙 台 〒９８０−０８１１ 仙台市青葉区一番町3ー1ー1〈仙台ファーストタワー〉 TEL 022（223）5155 名古屋 〒４６０−０００３ 名古屋市中区錦2ー2ー13〈名古屋センタービル〉 TEL 052（212）2233 金 沢 〒９２０−０８５２ 金沢市此花町6ー10〈金沢ビル〉 TEL 076（265）4510 大 阪 〒５３０−０００４ 大阪市北区堂島浜1ー2ー6〈新ダイビル〉 TEL 06（6347）3846 四 国 〒７６０−００２３ 高松市寿町1ー2ー5〈パークウエスト高松〉 TEL 087（822）0305 広 島 〒７３０−００１７ 広島市中区鉄砲町7ー18〈東芝フコク生命ビル〉 TEL 082（511）5110 福 岡 〒８１０−００１２ 福岡市中央区白金1ー20ー3〈紙与薬院ビル〉 TEL 092（526）2104 2009 01 5,000
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