JPH1171857A - 建築構造用部材および建築壁構造 - Google Patents

建築構造用部材および建築壁構造

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JPH1171857A
JPH1171857A JP23504397A JP23504397A JPH1171857A JP H1171857 A JPH1171857 A JP H1171857A JP 23504397 A JP23504397 A JP 23504397A JP 23504397 A JP23504397 A JP 23504397A JP H1171857 A JPH1171857 A JP H1171857A
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JP
Japan
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web
building
reinforcing
flange
steel frame
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JP23504397A
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English (en)
Inventor
Harunobu Hirata
治伸 平田
Yasushi Arikawa
泰史 有川
Kazuya Eguchi
和也 江口
Hiroaki Saito
宏明 斉藤
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複合材の形状寸法が従来品と変わることなく
同一であって施工が容易であり、複合材の機械的強度を
高めることの出来る建築構造用部材および建築壁構造を
提供すること。 【解決手段】 断面H型鉄骨材2のウエブ2a両端に形
成されたフランジ2b、2bの各表面に木質の板材3、
3を設けた建築構造用部材であって、ウエブ2a及びフ
ランジ2b、2bにて形成される断面方形状空間内に、
曲げ強度を補う補強材5を沿設してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築構造用部材お
よび建築壁構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、多くの木質系建築構造物について
は、梁や柱、筋かい等に木質材を用い、これらを軸組し
て組み立てている。また、この従来の木質系建築構造物
の構造面の強度、安定性及び耐久性を大きく左右する建
築構造用部材としての梁材に、図6に示すような、断面
H型の鉄骨材2のウエブ2a両端に形成されたフランジ
2b、2bの各表面に木質の板材3、3を設けて構成し
た複合材1を使用することが提案されている。この複合
材1は、鉄骨梁2のフランジ2a、2aの各表側にボル
ト4にてボルト結合された板材3、3と、柱等の部材と
が緊結して組み合わせられられる。
【0003】一方、住環境の向上を目的とし、近年、都
市部を中心にして3階建て構造の木造住宅が普及しつつ
ある。上記の複合材を使用した3階建て構造の木造住宅
においては、地震などの揺れに対する耐震性向上を図る
ため、大きな荷重が印加される部分のみ、図7(b)に
示すような、より構造面の強度向上を目的とした、図7
(a)に示す標準仕様のものより断面形状の大きいH型
鉄骨材15を複合化した複合材14を梁材に用いて曲げ
等の変形を防いでいた。
【0004】また、上記の3階建て木造住宅以外の2階
建て構造の木造住宅においても、開口の間口の広い部分
の梁材は支持する柱間隔が広くなり、梁材に大きな荷重
が印加される。そのため、大きな荷重が加わる部分には
上記の断面形状の大きいH型鉄骨材15を複合化した複
合材14を梁材に使用していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の複合
材14を使用する場合、他の梁材との形状及び寸法の違
いによって他の部材との構成が複雑になることがあっ
た。したがって、強度計算上、確実に大きな荷重が加わ
る部分のみ断面形状の大きいH型鉄骨材15を複合化し
た複合材14を用い、他の部分には通常の複合材1を使
用することがあった。その結果、例えば建築構造物に大
きな風荷重が加わった場合、図8に示すように、梁材と
して使用されている複合材1の木質の板材3側壁面へ、
例えば外壁材11として無機材料製壁面材を胴縁12を
介して固着してなる木造住宅において、複合材1から外
壁材11に変形荷重が加わって外壁材11に亀裂が生ず
ることがあった。
【0006】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、複合材の形状寸法が従来
品と変わることなく同一であって施工が容易であり、複
合材の機械的強度を高めることの出来る建築構造用部材
および建築壁構造を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の建築構造用部材は、断面H型鉄骨材
のウエブ両端に形成されたフランジの各表面に木質の板
材を設けた建築構造用部材であって、ウエブ及びフラン
ジにて形成される断面方形状空間内に、曲げ強度を補う
補強材を沿設してなる。
【0008】したがって、この場合、ウエブ及びフラン
ジにて形成された断面方形状空間内に沿設された補強材
にて曲げ強度を向上させることができる。
【0009】また、請求項2記載の建築構造用部材は、
請求項1記載の補強材をウエブ両側の断面方形状空間そ
れぞれに配設したことを特徴としている。
【0010】したがって、この場合、ウエブ両側の断面
方形状空間に設けられた補強材にて曲げ強度が向上され
る。
【0011】また、請求項3記載の建築構造用部材は、
請求項2記載の補強材はウエブ表面に当接するウエブ当
接片を有し、該ウエブ当接片表面からウエブを介して両
側の補強材をボルト結合してなることを特徴としてい
る。
【0012】したがって、この場合、ウエブ両側の補強
材が該補強材のウエブ当接片表面からウエブを介してボ
ルト結合される。
【0013】また、請求項4記載の建築構造用部材は、
請求項2記載の補強材は両フランジ裏面に当接するフラ
ンジ当接部を有し、フランジの各表面に配設した木質の
板材を同板材表面からフランジを介して補強材とともに
ボルト結合してなることを特徴としている。
【0014】したがって、この場合、ウエブ両側の補強
材は、フランジ当接部が鉄骨材フランジの各表面に設け
られた木質の板材とともにフランジへボルト結合され固
着される。
【0015】また、請求項5記載の建築構造用部材は、
請求項4記載の補強材のフランジ当接部に雌ねじを設け
て木質の板材をボルト結合したことを特徴としている。
【0016】したがって、この場合、補強材が該補強材
のフランジ当接部に設けられた雌ねじにてボルト結合さ
れる。
【0017】また、請求項6記載の建築構造用部材は、
請求項3乃至5記載の補強材を断面略C字状としたこと
を特徴としている。
【0018】したがって、この場合、補強材が断面略C
字状に形成されたものとなる。
【0019】また、請求項7記載の建築構造用部材は、
請求項4又は5記載補強材を断面略C字状とし、該C字
状の開口側を内方に向けて配設したことを特徴としてい
る。
【0020】したがって、この場合、補強材が、断面略
C字状の連結片が鉄骨材のウエブからそれぞれ離隔され
配設されたものとなる。
【0021】また、請求項8記載の建築壁構造は、請求
項1乃至7のいずれか一つの請求項記載の建築構造用部
材を建築物の横架材として使用し、木質の板材側壁面へ
無機材料製壁面材を固着してなる。
【0022】したがって、この場合、無機材料製壁面材
が、請求項1乃至7のいずれか一つの請求項記載の建築
構造用部材の木質の板材側壁面へ固着されたものとな
る。
【0023】
【発明の実施の形態】図1乃至図3は、本発明の請求項
1乃至3、請求項6、8に対応する第1の実施の形態を
示し、図4は、本発明の請求項1、2及び請求項4、請
求項6に対応する第2の実施の形態を示し、図5は、本
発明の請求項1、2及び請求項4乃至7に対応する第3
の実施の形態を示している。
【0024】[第1の実施の形態]図1は、第1の実施
の形態の建築構造用部材を示す斜視図である。図2は、
同建築構造用部材を示す側面図である。図3は、同建築
構造用部材の別の実施例を示す側面図である。
【0025】この実施の形態の建築構造用部材である複
合材1は、断面H型鉄骨材2のウエブ2a両端に形成さ
れたフランジ2b、2bの各表面に木質の板材3、3を
設けた建築構造用部材であって、ウエブ2a及びフラン
ジ2b、2bにて形成される断面方形状空間内に、曲げ
強度を補う補強材5を沿設してなる。
【0026】又、該実施の形態の建築構造用部材におい
ては、補強材5をウエブ両側の断面方形状空間それぞれ
に配設してもいる。又、該実施の形態の建築構造用部材
においては、補強材5はウエブ2a表面に当接するウエ
ブ当接片5aを有し、該ウエブ当接片5a表面からウエ
ブ2aを介してウエブ両側の補強材5、5をボルト結合
してもいる。又、該実施の形態の建築構造用部材におい
ては、補強材を断面略C字状としてもいる。
【0027】鉄骨材2は、板厚略3mmで大略200m
mの高さを有するウエブ2aと、板厚略5mmで大略1
00mmの幅を有するフランジ2b、2bとを有する断
面H型のH形鋼である。ウエブ2aは、長手方向の両端
及び中間の所定位置に、梁材として使用するときの延長
及び接合のためのボルト挿通用の透孔2cと、後述する
補強材5をボルト結合するボルト6を挿通するための透
孔(図示せず)が所定間隔に設けられている。フランジ
2bは、後述する板材3を所定のボルトにより固定する
ためのボルト挿通用の透孔(図示せず)が設けられてい
る。
【0028】板材3は、木質板で、例えば大略50mm
の厚さで大略100mmの幅を有し、長手方向に所定間
隔で鉄骨材2に固定するためのナットの外形より僅かに
大きい内径とそのナットの厚さと大略同一の深さの段差
を有する所定のボルト貫通用の孔3aを複数有してい
る。この板材3は、上記鉄骨材2に、適宜長さのボルト
が使用されて所定位置においてボルトねじ部4aが突出
するように固定され、建築構造用部材である複合材1を
構成する。
【0029】補強材5は、前記鉄骨材2の曲げ強度を補
うもので、例えば鉄板材料にて、鉄骨材2のウエブ2a
表面に当接するウエブ当接片5aと、このウエブ当接片
5a両端から折曲し対向して立設されている立設片5
b、5bとを有して断面略C字状に形成された長尺材で
ある。この補強材5は、ウエブ当接片5aには、図示し
ていない、補強材5固定用のボルト6を挿通する透孔が
所定間隔に設けられ、鉄骨材2のウエブ2a及びフラン
ジ2b、2bにて形成される断面方形状空間内にウエブ
両側のものが配設され、ウエブ当接片5a表面からウエ
ブ2aを介して鉄骨材2へボルト結合され沿設される。
【0030】上記の複合材1は、図2に示すように、補
強材5、5が複数のボルト6及びナット61にて鉄骨材
2のウエブ2aに固着される。そして、従来の技術で示
した、図8に示すような軸組構法建築物としての木造住
宅の横架材である梁材として使用される。すなわち、こ
の複合材1は、木質の板材3、3側壁面へ、胴縁12を
介して無機材料製壁面材である外壁材11が固着されて
建築壁構造を構成している。
【0031】外壁材11は、例えば、セメント系材料に
よる基材表面にアクリル材料等の樹脂材料を塗布して被
着した後、シリコン系塗料及びガラス質等の無機系塗料
を層状に塗布して形成されたものである。そして、図8
に示すように、胴縁12を介して複合材1の木質の板材
3、3側壁面及び土台13の側壁面へくぎを用いて固着
され、建築壁構造における外装壁面を形成している。
【0032】また、複合材1の曲げ剛性は、材料のヤン
グ率Eと断面形状によって決まる断面2次モーメントI
との積EIによって計算され、このEIの値が大きい程
たわみにくいといえる。また、梁材をして用いた場合
の、風荷重Wを受けたときの中央位置におけるたわみ量
dは以下の式によって計算される。
【数1】 そして、曲げ剛性を比べると、断面2次モーメントI
は、図7(a)に示す従来の技術のものが75cm4 で
あるのに対し、図2に示す断面略C字状に形成されたも
のは205cm4 で大幅に曲げ剛性が向上でき、機械的
強度の高いものとなる。また、全長3000mmの補強
材4を全長3185mmの複合材1へ固着したものへ、
例えば1135kgfの風荷重Wが加わったときのたわ
み量dを比べると、図7(a)に示す従来の技術のもの
が30mm であるのに対し、図2に示すものは11.
1mmと計算される。
【0033】なお、本発明の補強材5は、上記の略C字
状のみに限定するものでなく、例えば、図3に示すよう
に、立設片5b、5bの縁端に垂直方向へ折曲された折
曲片5c、5cを備えたもの等、各種形状のものであっ
ても良い。図3に示すものは、45mmの長さをもった
折曲片5c、5cにより、断面2次モーメントIをより
大きくできて、たわみ量dをより小さいくすることがで
きる。
【0034】以上説明した複合材1によると、ウエブ2
a及びフランジ2b、2bにて形成された断面方形状空
間内に沿設された補強材5にて曲げ強度を向上させるこ
とができるので、形状寸法が従来品と変わることなく同
一であって施工が容易で、機械的強度を高めることが出
来る。また、ウエブ両側の断面方形状空間に設けられた
補強材5、5にて曲げ強度が向上されるので、より機械
的強度の高いものとなる。また、補強材5、5が断面略
C字状に形成されたものとなるので、簡単な形状で機械
的強度をより高くできる。また、ウエブ両側の補強材
5、5が該補強材5、5のウエブ当接片5a、5a表面
からウエブ2aを介してボルト結合されるので、容易に
組み立てができる。
【0035】また、以上説明した複合材1を使用した建
築壁構造は、無機材料製壁面材である外壁材11が木質
の板材3、3側壁面へ固着されたものとなるので、複合
材1の風荷重などのたわみにより外壁材11に加わる変
形荷重が減少し外壁材11の亀裂発生の少ないものとな
る。
【0036】[第2の実施の形態]図4は、第2の実施
の形態の建築構造用部材を示す側面図である。
【0037】この建築構造用部材である複合材7は、補
強材8の構成と配置方法が第1の実施の形態と異なるも
ので、他の構成部材は第1の実施の形態のものと同一で
あり、該実施の形態の複合材7は、補強材8、8は両フ
ランジ2b、2b裏面に当接するフランジ当接部8b、
8bを有し、フランジ2b、2bの各表面に配設した木
質の板材3、3を同板材3、3表面からフランジ2b、
2bを介して補強材8とともにボルト結合してなること
を特徴としている。また、補強材8、8を断面略C字状
としてもいる。
【0038】補強材8は、前記鉄骨材2の曲げ強度を補
うもので、例えば鉄板材料にて、断面略C字状の対向片
である、鉄骨材2のフランジ2b、2b裏面に当接する
フランジ当接部8b、8bと、このフランジ当接部8
b、8bが立設されている連結片8aとを有して形成さ
れた長尺材である。この補強材8は、鉄骨材2のウエブ
2a及びフランジ2b、2bにて形成される断面方形状
空間内に、フランジ2b、2b裏面にフランジ当接部8
b、8bをそれぞれ当接させて載置された後、フランジ
2b、2bの各表面に設けられた板材3、3のボルト貫
通用の孔3aに載置されているナット41へ向けて、ボ
ルト4が、フランジ当接部8b、8b側からフランジ2
b、2bを介して挿通されて螺着され、板材3、3とと
もにボルト結合され沿設されている。
【0039】以上説明した建築構造用部材である複合材
7によると、2つの補強材8、8は、フランジ当接部8
b、8bが鉄骨材2フランジ2b、2bの各表面に設け
られた木質の板材3、3とともにフランジ2b、2bへ
ボルト結合され固着されるので、補強材8、8の固着組
立作業を板材3、3の鉄骨材2への固着とともに行うこ
とができ、以て、容易に組立ができる。
【0040】[第3の実施の形態]図5は、第3の実施
の形態の建築構造用部材を示す側面図である。
【0041】この建築構造用部材である複合材9は、補
強材10の構成と配置方法が第1の実施の形態と異なる
もので、他の構成部材は第1の実施の形態のものと同一
であり、該実施の形態の複合材9は、補強材10、10
は両フランジ2b、2b裏面に当接するフランジ当接部
10b、10bを有し、フランジ2b、2bの各表面に
配設した木質の板材3、3を同板材3、3表面からフラ
ンジ2b、2bを介して補強材10,10とともにボル
ト結合してなることを特徴としている。また、補強材1
0のフランジ当接部10b、10bに雌ねじを設けて木
質の板材3、3をボルト結合してもいる。また、補強材
10を断面略C字状とし、該C字状の開口側を内方に向
けて配設してもいる。
【0042】補強材10は、前記鉄骨材2の曲げ強度を
補うもので、例えば鉄板材料にて、断面略C字状の対向
片である、鉄骨材2のフランジ2b、2b裏面に当接す
るフランジ当接部10b、10bと、このフランジ当接
部10b、10bが立設されている連結片10aとを有
して形成された長尺材である。この補強材10は、フラ
ンジ当接部10b、10bには、板材3、3とともに補
強材10を固定する固定用ボルト4の螺合される雌ねじ
10cが所定間隔に設けられ、鉄骨材2のウエブ2a及
びフランジ2b、2bにて形成される断面方形状空間内
に、連結片10aを鉄骨材2のウエブ2aからそれぞれ
離隔させて載置された後、ボルト4が、フランジ2b、
2bの各表面に設けられた板材3、3のボルト貫通用の
孔3aからフランジ2b、2bを介してフランジ当接部
10a、10aに刻設された雌ねじ10cへ螺着され
て、板材3、3とともにボルト結合され沿設される。な
お、このとき、補強材10に直接雌ねじ10cが設けら
れているので、連結片10aによって隠れた位置におい
ても、ナットを用いる場合に比べて容易にボルト4を螺
着させることができる。
【0043】この補強材10は、ウエブ2a両側に、C
字状の開口側を内方に向けて連結片10aを鉄骨材2の
ウエブ2aからそれぞれ離隔させて配設されることに
て、曲げ剛性である断面2次モーメントIが235cm
4 で、第2の実施の形態のものより更に曲げ剛性が向上
でき、更に機械的強度の高いものとなる。そして、全長
3000mmの補強材4を全長3185mmの複合材1
へ固着したものへ、例えば1135kgfの風荷重Wが
加わったときのたわみ量dは、図5に示すものは9.7
mmと計算されて、風荷重などの影響のたわみのより少
ないものとなる。
【0044】以上説明した建築構造用部材である複合材
7によると、補強材10、10が該補強材10、10の
フランジ当接部10b、10bに設けられた雌ねじ10
cにてボルト結合されるので、ナットを使用することな
く鉄骨材2へ固着でき、以て、より容易に組立ができ
る。また、補強材10、10が、断面略C字状の連結片
10bが鉄骨材2のウエブ2aからそれぞれ離隔され配
設されたものとなるので、更に機械的強度の高いものと
なり、無機材料製壁面材である外壁材11を木質の板材
3、3側壁面へ固着したときに、複合材9の風荷重など
のたわみにより外壁材11に加わる変形荷重が更に減少
し、外壁材11の亀裂発生のより少ないものとすること
ができる。
【0045】なお、以上説明した実施の形態において、
補強材を断面略C字状のもので、また、鉄骨材のウエブ
及びフランジにて形成される断面方形状空間内にそれぞ
れ1つづつ配設したものを例示して説明したが、本発明
はそのもののみに限定するものでなく、例えば補強材を
断面方形状空間内にそれぞれ2つづつ配設したり、ま
た、補強材形状は、例えば断面略ロ字状等、様々な形状
であっても良い。
【0046】
【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項1記載の建
築構造用部材は、ウエブ及びフランジにて形成された断
面方形状空間内に沿設された補強材にて曲げ強度を向上
させることができるので、形状寸法が従来品と変わるこ
となく同一であって施工が容易で、機械的強度を高める
ことが出来る。
【0047】また、請求項2記載の建築構造用部材は、
請求項1記載のものの効果に加え、ウエブ両側の断面方
形状空間に設けられた補強材にて曲げ強度が向上される
ので、より機械的強度の高いものとなる。
【0048】また、請求項3記載の建築構造用部材は、
請求項2記載のものの効果に加え、ウエブ両側の補強材
が該補強材のウエブ当接片表面からウエブを介してボル
ト結合されるので、容易に組み立てができる。
【0049】また、請求項4記載の建築構造用部材は、
請求項2記載のものの効果に加え、ウエブ両側の補強材
は、フランジ当接部が鉄骨材フランジの各表面に設けら
れた木質の板材とともにフランジへボルト結合され固着
されるので、補強材の固着作業を板材の鉄骨材への固着
とともに行うことができ、以て、容易に組立ができる。
【0050】また、請求項5記載の建築構造用部材は、
請求項4記載のものの効果に加え、補強材が該補強材の
フランジ当接部に設けられた雌ねじにてボルト結合され
るので、ナットを使用することなく鉄骨材へ固着でき、
以て、より容易に組立ができる。
【0051】また、請求項6記載の建築構造用部材は、
請求項3乃至5記載のものの効果に加え、補強材が断面
略C字状に形成されたものとなるので、簡単な形状で機
械的強度をより高くできる。
【0052】また、請求項7記載の建築構造用部材は、
請求項4又は5記載のものの効果に加え、補強材が、断
面略C字状の連結片が鉄骨材のウエブからそれぞれ離隔
され配設されたものとなるので、更に機械的強度の高い
ものとなる。
【0053】また、請求項8記載の建築壁構造は、無機
材料製壁面材が、請求項1乃至7のいずれか一つの請求
項記載の建築構造用部材の木質の板材側壁面へ固着され
たものとなるので、複合材の風荷重などのたわみにより
外装材に加わる変形荷重が減少し外装材の亀裂発生の少
ないものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の建築構造用部材を
示す斜視図である。
【図2】同建築構造用部材を示す側面図である。
【図3】同建築構造用部材の別の実施例を示す側面図で
ある。
【図4】第2の実施の形態の建築構造用部材を示す側面
図である。
【図5】第3の実施の形態の建築構造用部材を示す側面
図である。
【図6】従来例の建築構造用部材を示す斜視図である。
【図7】同建築構造用部材を示す側面図である。
【図8】建築構造用部材を使用した建築壁構造を示す説
明図である。
【符号の説明】 1、7、9 複合材(建築構造用部材) 2 鉄骨材 2a ウエブ 2b フランジ 3 板材 5 補強材 5a ウエブ当接片 6 ボルト 8 補強材 8b フランジ当接部 10 補強材 10b フランジ当接部 10c 雌ねじ 11 外壁材(無機材料製壁面材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 宏明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 断面H型鉄骨材のウエブ両端に形成され
    たフランジの各表面に木質の板材を設けた建築構造用部
    材であって、 ウエブ及びフランジにて形成される断面方形状空間内
    に、曲げ強度を補う補強材を沿設してなる建築構造用部
    材。
  2. 【請求項2】 補強材をウエブ両側の断面方形状空間そ
    れぞれに配設したことを特徴とする請求項1記載の建築
    構造用部材。
  3. 【請求項3】 補強材はウエブ表面に当接するウエブ当
    接片を有し、該ウエブ当接片表面からウエブを介して両
    側の補強材をボルト結合してなることを特徴とする請求
    項2記載の建築構造用部材。
  4. 【請求項4】 補強材は両フランジ裏面に当接するフラ
    ンジ当接部を有し、フランジの各表面に配設した木質の
    板材を同板材表面からフランジを介して補強材とともに
    ボルト結合してなることを特徴とする請求項2記載の建
    築構造用部材。
  5. 【請求項5】 補強材のフランジ当接部に雌ねじを設け
    て木質の板材をボルト結合したことを特徴とする請求項
    4記載の建築構造用部材。
  6. 【請求項6】 補強材を断面略C字状としたことを特徴
    とする請求項3乃至5記載の建築構造用部材。
  7. 【請求項7】 補強材を断面略C字状とし、該C字状の
    開口側を内方に向けて配設したことを特徴とする請求項
    4又は5記載の建築構造用部材。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか一つの請求項
    記載の建築構造用部材を建築物の横架材として使用し、
    木質の板材側壁面へ無機材料製壁面材を固着してなる建
    築壁構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8061096B2 (en) 2008-09-26 2011-11-22 Korea Electric Power Corporation Reinforcement device for compression buckling strength and method of fastening the same
CN108824698A (zh) * 2018-07-18 2018-11-16 西南科技大学 一种内置薄壁h型钢木组合梁的制作方法
CN113775113A (zh) * 2021-08-12 2021-12-10 天津大学 一种新型铝-木组合梁及拼装方法

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