JP6023052B2 - 梁 - Google Patents

Description

本発明は、梁と、その梁に連結された構成要素を具備する連結部と、その梁を具備する航空機と、に関する。

図１は、航空機の機体の公知の床梁１を示す。梁１は、上部フランジ及び下部フランジ４、６間で延在する補強されたせん断ウェブ２を備えるＩ形の断面を有する。せん断ウェブ２は、規則的に離間された連続する同等の楕円の、軽量化のためのシステム切欠部８を有する。多くの補強材９は、梁１によって支持され得る荷重量を増すために切欠部間のウェブの長さに沿って設けられている。

図２（Michael C. Y. Niu著「Airframe Structural Design」第２版Hong Kong Conmilit Press Ltd.発行）でかなり明確に示されたように、多くのこれらの床梁１は、機体の床を支持するため、機体の幅を概して横断し延在する。それぞれの梁１の端部７は、それぞれの機体のフレーム１０にボルト連結されている。更にそれぞれの梁１は、対応する対のクレビス継手１２に連結され、下部フランジ６から下方に延在した対の床梁支持支柱１１によって鉛直に支持されている。加えて、機体の長手方向軸線に対して平行に延在した多くのシートレール１３は、床梁１の上部フランジ４に取付けられている。

シートレールは、機体の床によって支えられる旅客、構造物（monuments）、パーティション等といった客室の物（者）と共に、床梁１の上部フランジ４に（上方、下方、長手方向及び横方向の）荷重を負荷する。床梁支持支柱１１は、クレビス継手１２を介して下部フランジ６に、比較的集中した鉛直方向上方の反作用荷重を負荷する。クレビス継手１２近傍のせん断ウェブ２の領域は、床梁支持支柱１１によって負荷される集中せん断荷重を支持する必要があるため、梁１の特に重要な領域である。

下部フランジ６の極度の局所曲げを避けるため、せん断ウェブ２は、付加的な補強材でクレビス継手１２の周りを局所的に補強される（又は別の手段として、局所的にせん断ウェブ２を厚肉化することによる）。更にこの局所的補強は、梁への集中した鉛直荷重の漸次的せん断を確実とする。

しかしながら、付加的な補強は、かなりの重量を設計に付加してしまう。

航空機の機体は６０以上のこれらの床梁を有し得るため、個々の梁１のいかなる軽量化も全体の顕著な軽量化へとつながる。

概して公知の床梁設計の最適化は、上部フランジ／下部フランジの幅／厚さの変更によって、鉛直な補強材の幅／厚さの変更によって、且つ、せん断ウェブの厚さの変更によって実現される。鉛直な補強材の数量及びその鉛直な補強材間の距離は、切欠部８の寸法及び形状と同様に、変更され得る。

本発明に係る第１の態様は、第１のフランジ及び第２のフランジを具備する梁を提供し、その梁は、第１のフランジ及び第２のフランジ間で延在する第１の領域と、第１のフランジ及び第２のフランジ間で延在する第２の領域と、を有し、第１の領域は、負荷される集中せん断荷重を支持するように設計されると共に、第２の領域は、主に曲げ荷重を支持するように設計されており、第１の領域は、第１のフランジ近傍の中心部（hub）と、中心部から略径方向に延在した複数の支柱を有する扇形トラスを具備し、且つ、第２の領域は、梁の長手方向に略規則的なトラス構造又はせん断ウェブを具備する。

好適には、扇形トラスは、全体として略半円の配列を形成する複数の切欠部を更に具備する。第１の領域の扇形トラスは、比較的集中した荷重を支持するために重量が最適化された構造である。従って、比較的集中した荷重を負荷される最適化の劣った構造的構成の代わりに扇形トラスを採用することによって、顕著な軽量化が実現され得る。

第２の領域がせん断ウェブである場合、せん断ウェブには切欠部がなくてもよい。更に好適には、せん断ウェブは、１の、又は、より好適には、複数の切欠部を具備する。せん断ウェブが複数の切欠部を具備するとき、補強材は、好適には切欠部間に配置される。

補強材が切欠部間に配置されるとき、隣接した補強材間の距離は一定であってもよいが、更に好適には、隣接した補強材間の距離は、梁の長手方向において変化する。この場合において、より梁の強度が要求される箇所においては、補強材間の距離はより短く、より小さな強度が要求される箇所においては、補強材間の距離はより長い。それに加えて又はそれとは別に、高さ（例えばウェブの平面の外方へ延在する寸法）、幅（例えば横方向寸法）及び／又は補強材の厚さは、要求される梁の更なる強度を増すため大きくされてもよい。

必要に応じ、せん断ウェブの厚さ（例えばウェブの平面に対して垂直な寸法）も、支持できる荷重の量を増すため好適には梁の長手方向において変化する。

せん断ウェブは、（切欠部があってもなくても）トラス構造よりも概して製造が容易である。例えば、限定するものではないが、せん断ウェブは、異形押出で形成されることができ、切欠部はレーザーカッターを用いて機械加工され又は形成され得る。

第２の領域が梁の長手方向において略規則的なトラス構造を具備する場合、トラス構造が第１のフランジ及び第２のフランジ間において略三角配列で延在する一連のトラスの支柱を具備すると好適である。

好適には、１又は複数のトラスの支柱は、Ｔ字型断面を形成するためその長さに沿って延在すると共に支柱の前方（又は後方）から外方に突出する中央スパインを有する。なお、中央スパインは、十字型断面を形成するため、支柱の前方及び後方の両方から外方に突出してもよい。これは、面内曲げ及び／又は面外曲げに対してトラスの支柱を補強する役割を果たす。

場合によっては、トラス構造はせん断ウェブよりも重くなり得る。しかしながら、この場合において、梁は、第２の領域がトラス構造のとき、第２の領域がせん断ウェブを具備するときよりも全体として重量が軽くなり得る。これは、トラス構造を第１の領域と連結するのに、せん断ウェブを第１の領域と連結するよりも少ない材料が必要とされるためである。

他の場合において、トラス構造はせん断ウェブよりも軽くなり得る。この場合、より軽量な連結部及びより軽量な第２の領域の両方の利便性が実現され得る。

不可欠ではないが、好適には、少なくとも扇形トラスの支柱の１つは、面内曲げ及び／又は面外曲げに対して補強されている。更に好適には、扇形トラスの全ての支柱は、面内曲げ及び／又は面外曲げに対して補強されている。例えば、それぞれの支柱が、Ｔ字型断面を形成するため、その長さに沿って延在すると共に支柱の前方（又は後方）から外方に突出する中央スパインを有してもよい。なお、中央スパインは、十字型断面を形成するため、支柱の前方及び後方の両方から外方に突出してもよい。

好適には、第１のフランジ及び／又は第２のフランジは、梁の長手方向に沿って変化する幅（例えばウェブ／トラス構造の平面に垂直な寸法）及び／又は厚さ（例えば第１のフランジ及び第２のフランジ間で延在する最短直線に対して平行な寸法）を有してもよい。例えば、一方又は双方のフランジは、荷重が負荷される箇所において局所的に厚肉化されてもよく、且つ／又は、フランジに別の構成要素を固定する必要のある箇所で幅広くされてもよい。

それに加えて又はそれとは別に、一方又は双方のフランジは、その長さに沿った特定の箇所において曲げ剛性を増すために厚肉化され且つ／又は幅広くされてもよい。

それに加えて又はそれとは別に、一方又は双方のフランジは、可変な曲げモーメントのバランスを取るため梁全体の曲げ剛性を増すように厚肉化され且つ／又は幅広くされてもよい。これは厚肉化され且つ／又は領域を幅広くされた梁の応力を低減し、強度を増す。

それに加えて又はそれとは別に、全体の高さ（例えば２つのフランジの外部表面間の距離）及び／又は梁の深さ（例えば梁の前部及び後部間の距離）は、曲げ剛性を制御するために適合されてもよい。

好適な実施形態において、第２の領域は、梁のそれぞれの端部に配置された２つの第１の領域間に配置されている。

別の好適な実施形態において、第２の領域は、梁の端部に配置された２つの第１の領域間に配置され、第２の領域は（切欠部を有する又は有さない）せん断ウェブを具備する。この場合において、２つの第１の領域の扇形トラスは、図１に示されたような設計の従来の梁以上の顕著な軽量化を提供する一方で、せん断ウェブは、比較的製造容易な梁中間区分を提供する。

梁は更に集中せん断荷重を梁の第１の領域へ負荷するように構成された支持支柱との結合のための継手を具備してもよい。

第１の領域及び／又は第２の領域、及び／又は、一方又は双方のフランジは、アルミ又はチタンのような金属から（完全に又は部分的に）形成されてもよい。それに加えて又はそれとは別に、第１の領域及び／又は第２の領域及び／又は一方又は双方のフランジは、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）又はガラス繊維強化プラスチック（ＧＲＰ）のような複合材料から（完全に又は部分的に）形成されてもよい。ＣＦＲＰ及びＧＲＰは比較的軽量な材料であるため、更なる軽量化を実現する。

梁は、一体の部分として、あるいは、２又はそれ以上の構成要素として形成されてもよい。

梁が一体の部分として形成される場合、材料のブロックから形成されてもよいが、更に好適には、梁は異形押出で形成される。

梁が一体の部分として形成される場合、梁は、製造時に機械加工されてもよい。

梁が２又はそれ以上の構成要素から形成される場合、１又は複数の構成要素は材料のブロックから形成されてもよく、又は、更に好適には、異形押出で形成されてもよい。

梁が２又はそれ以上の構成要素で形成される場合、梁の１又は複数の構成要素は、製造時に機械加工されてもよい。

梁が補強材を具備する場合、補強されたせん断ウェブの強度を最大化するため且つ高さ（例えばウェブの平面に垂直な寸法）を最小化するために補強材が異形押出で形成されると特に好適である。それに加えて又はそれとは別に、（例えば第１の領域の扇形トラスの支柱において及び／又は第２の領域がトラス構造を具備する場合は第２の領域のトラスの支柱において）Ｔ字型断面又は十字型断面を有する任意のトラスの支柱は、同様な理由のため好適には、異形押出で形成される。

梁の製造工程が異形押出物の機械加工を含む場合、押し出されたネット形状が梁の最終区分に近いため、機械加工のコストが低減される。

本発明に係る第１の態様によれば、梁は、好適には長さ及び高さを有し、高さに対する長さのアスペクト比は、好適には少なくとも５であり、更に好適には、アスペクト比は少なくとも１０である。

好適には、第１のフランジ及び第２のフランジ間の最短距離は、第１の領域において、第２の領域における最短距離よりも長い。これは、システムラインの束が、梁の第２の領域の下側にコンパクトに取付けられることを可能とする。

梁は、例えば航空機の機体の床梁であってもよい。

梁は、この場合においてフランジがウェブ／トラス構造をその前方へと且つその後方へと突出させるＩ形梁であってもよい。なお、梁は、フランジがウェブ／トラス構造をその前方へと又はその後方へと突出させるが両方へは突出させないＣ形梁であってもよい。

本発明に係る第２の態様は、本発明に係る第１の態様による梁に連結された構成要素を具備する連結部を提供する。例えば連結部は、限定するものではないが、第１の領域近傍の梁のフランジの一方に連結された支持支柱を具備してもよい。

本発明に係る第３の態様は、本発明に係る第１の態様による梁を具備した航空機又は本発明に係る第２の態様による連結部を提供する。

ここで本発明に係る実施形態は、添付した図面を参照しつつ説明される。

公知の機体の床梁設計の概略図である。 図１の床梁の機体への設置を示す機体の断面の概略的斜視図である。 ２つの扇形トラス間で規則的なトラス構造を有する機体の床梁設計の概略図であり、規則的なトラス構造は、システムラインがコンパクトに取付けられることを可能とするようにその下部で高さを縮小されている。 図３の床梁の機体への設置を示す機体の断面の概略的斜視図である。 その長さに沿って変化する幅を備えた上部フランジを有する図３の１つの扇形トラスの拡大図である。 規則的に離間された連続する切欠部を備える別の中間区分を有した図３の床梁を示す。 中間区分の高さが端部領域の高さと略同等である図６の床梁を示す。

図３は、航空機の機体の床のためのＩ形梁２０の概略図であり、Ｉ形梁２０は上部フランジ及び下部フランジ２３、２４を具備する。Ｉ形梁２０は、２つの端部領域２８、３０間で縦に延在する中間区分２６を有する。中間区分２６は、上部フランジ及び下部フランジ２３、２４間で、梁の長手方向において略規則的な三角配列で延在する多くのトラスの支柱２７を具備した略規則的なトラス構造を有する。端部領域は、略半円の中心部３６であって下部フランジ２４の内側面と一体で形成された中心部３６と、その中心部３６から略径方向に延在した６つの扇形トラスの支柱３７と、を有する扇形トラスをそれぞれ具備する。図５に示されたように、それぞれの扇形トラスの支柱３７は、Ｔ字型断面を形成するためにその長さに沿って延在すると共に支柱の前方（又は後方）から外方に突出する中央スパイン３７ａを有してもよい。なお、中央スパインは、十字型断面を形成するように支柱の前方及び後方の両方から外方に突出してもよい。両方の場合において、中央スパインは、面内曲げ及び面外曲げに対して扇形トラスの支柱３７を補強する。同様に、トラスの支柱２７は、Ｔ字型断面又は十字型断面を形成するようにその長さに沿って延在すると共にその前方及び／又は後方から突出する中央スパイン（図示せず）を有してもよい。繰り返すが、中央スパインは、トラスの支柱２７を面内曲げ及び面外曲げに対して補強する。

それぞれの扇形トラスは、中心部３６周りで略半円の配列を全体として形成するように扇形トラスの支柱３７間に配置された５つの切欠部３８を更に具備する。扇形トラスの支柱３７は、上部フランジ及び下部フランジ２３、２４間で延在する隣接する支柱３９と一体で形成されている。

図４（Michael C. Y. Niu著「Airframe Structural Design」第２版Hong Kong Conmilit Press Ltd.発行）で概略的に示されたように、これら多くの床梁２０は、機体の床を支持するように航空機の機体の幅に沿って延在する。それぞれの梁２０の端面３１は、それぞれの機体のフレーム３２の内面に取付けられる。更に梁２０は、それぞれの端部領域２８、３０において下部フランジ２４から下方に延在する対応する対のクレビス継手３４を介して梁２０に連結された対の床梁支持支柱３３によってそれぞれ支持されている。機体の長手方向軸線に対して平行に延在した多くのシートレール３５は、床梁２０の上部フランジ２３に取付けられる。

下方鉛直荷重は、シートレール３５によって且つ機体の床によって支えられる例えば旅客、客室乗務員（図示せず）、といった任意の客室の物（者）によって床梁２０の上部フランジ２３に負荷される。床梁支持支柱３３は、比較的集中した鉛直方向上方の反作用荷重を下部フランジ２４に負荷する。梁２０は細長（例えば梁の高さに対する梁の長さのアスペクト比は少なくとも５であり、梁の高さは上部フランジ及び下部フランジ２３、２４の外部表面間の最短距離として定義されている）であると共にＩ形梁２０の端部領域２８、３０において比較的集中した荷重が負荷されるため、中間区分２６は、主に面内曲げ荷重を支持する。しかしながら、床梁支持支柱３３によって端部領域２８、３０に負荷される反作用荷重のため、端部領域２８、３０は、主に負荷された集中せん断荷重を支持する。

中間区分２６は、この形式の荷重を支持するように特に設計されている。特に、略規則的な中間区分２６のトラス構造は、その長さに沿ったそれぞれの箇所において略一定の荷重を支持することができる。しかしながら、トラス構造は完全に規則的ではないことに留意されたい。梁が端部領域２８、３０において床梁支持支柱３３によって支えられているため、中間区分２６によって支持されたせん断荷重は、端部領域２８、３０へ向かって、中間区分２６の中央に向かうよりも大きくなる。従って、梁は、端部領域２８、３０に向かって、より強くなるように設計されている。これは、梁のこれらの部分における上部フランジ及び下部フランジ２３、２４に対するトラスの支柱２７のピッチを増すことによって実現される。上部フランジ及び下部フランジ２３、２４に対するトラスの支柱２７のピッチを増すことは、単位長さあたりのトラスの支柱２７の数の増加につながり、従って、局所的にＩ形梁２０の強度を増す。

端部領域２８、３０の扇形トラスは、クレビス継手３４に取り付けられた床梁支持支柱によって負荷される集中せん断荷重を支持するように特に設計されている。床梁支持支柱によって負荷された荷重は、クレビス継手３４から、そのクレビス継手３４近傍の局所的補強を提供する中心部３６へと向かっている。次いで荷重は、中心部３６から径方向支柱３７を通って中間区分２６、上部フランジ２３及び（端面３１を介して）機体のフレーム３２へと分散される。梁の長さに沿った集中荷重の分散により、梁のより幅広い領域が荷重を支持するために使用される。（隣接する中間区分２６に対する）扇形トラスの不規則な配列は、扇形トラスの支柱３７が集中荷重付与箇所としての役割を果たす中心部３６に連結される必要によるものであり、且つ、扇形トラスの支柱３７がＩ形梁２０の幅広い領域に亘る集中荷重を分散する必要によるものである。

図５において最も詳細に示されたように、上部フランジ及び下部フランジ２３、２４は、前方及び後方の両方へと扇形トラス２８を突出する。更に、上部フランジ２３は、梁の長手方向で変化する幅ｗ及び厚さｔを有する。より詳細には、上部フランジ２３は、シートレール３５が上部フランジ２３に固定されたシートレール取付部４０において、厚肉化されると共に幅広くされている。シートレール３５によって上部フランジ２３へと荷重が付与されるため、これらの箇所において上部フランジ２３を厚くする（且つそれによって強くする）ことも必要である。上部フランジ２３の幅を広くすることは、その突出部を広くし、締結部を扇形トラスに通過させることなく、シートレール３５が上部フランジ２３に固定されることを可能とする。

下部フランジ２４の幅及び厚さがその長さに沿って選択的に変化されてもよい。例えば、下部フランジ２４は、両端においてより狭く且つより薄くてもよく、曲げ剛性を増すためにＩ形梁２０の中央において最大幅及び最大厚さへと向かう勾配であってもよい。これらのパラメータを変えることは、梁の重量を最適化する役割を果たす。

Ｉ形梁２０の高さ（例えば上部フランジ及び下部フランジ２３、２４間の最短距離）は、端部領域２８、３０において、中間区分２６における高さよりも高い。これは、（図３において概略的に示された）システムライン４１の束が、中間区分２６の下側に（例えばケーブルタイによって）コンパクトに取付けられることを可能とする。同様にこれは、航空機の組立て時及び修理時により複雑であり時間を浪費する、システムラインを中間区分２６のトラス構造に通す必要を回避する。

図５において、それぞれの扇形トラスが６つの扇形トラスの支柱３７を有するように示されたが、より多い又はより少ない数の支柱が採用されてもよいことに留意されたい。図５に示された扇形トラスの支柱３７は隣接する支柱３９に連結されているが、それとは異なり、扇形トラスの支柱３７が直接上部フランジ２３に連結されてもよいことも更に留意されたい。更に、中間区分２６における梁の高さを、逆に端部領域２８、３０における梁の高さと等しくてもよい。しかしながらこの場合において、システムラインは、中間区分２６のトラスの支柱２７間の孔を通されてもよい。

この新しい設計のモデリングは、端部領域２８、３０において局所的に補強されたせん断ウェブを採用する従来の梁の設計よりも約５％から１０％の軽量化が実現可能であることが示された。更に、軽量化の大部分が、これらの補強された端部領域を上述された扇形トラスに置き換えることにより実現されることがわかった。より詳細には、扇形トラスは、約１５％から２０％の軽量化が端部領域において実現されることを可能とする。航空機の機体は、６０以上のこれらの床梁を有し得るため、この新しい梁の設計は、６０ｋｇから８０ｋｇ以上の軽量化を実現し得る。これは、特に燃料節約（ひいては軽量化）が、最近航空機の設計において一番の関心事であるため、大きな利点となる。

図６は、図３に示された梁といくつかの共通の特徴を有する別の梁５０を示す。同等な特徴には、同等な参照符号が付されている。梁５０は、上部フランジ及び下部フランジ２３、２４間で延在するせん断ウェブ５２を具備する。中間区分５４を具備するウェブ５２は、２つの端部領域２８、３０間で縦に延在している。端部領域２８、３０は、図５を参照にしつつ上述された端部領域と同等である。同様に、上部フランジ及び下部フランジ２３、２４間の最短距離は、端部領域２８、３０において、中間区分７４における最短距離よりも長い。しかし当然のことながら、これは不可欠なケースではない（以下参照）。

中間区分５４は、規則的に離間された連続する同等の楕円の軽量化のための切欠部５６を備えるせん断ウェブを具備する。多くの補強材５８が、切欠部５６間に提供される。補強材５８は、上部フランジ及び下部フランジ２３、２４間で延在する長さと、補強材の横断方向における幅と、ウェブ５２の平面に垂直な寸法における高さと、を有する。

上述したように、中間区分５４は、使用時に中間区分に負荷される、主に曲げ荷重を支持することを可能とするように設計されている。しかしながら、中間区分の構造が、完全に規則的ではないことに留意されたい。上に示されたように、他より強くする必要のある中間区分５４の領域がある。特に、中間区分５４は、梁の中央と比較し、端部領域２８、３０に向けて強くされる必要がある。更に、中間区分は、上部フランジ２３のシートレール取付部４０近傍で強くされてもよい。この付加的な強度を提供するため、（例えばウェブの平面に垂直な寸法における）せん断ウェブ７２の厚さが局所的に増加され得ることと、補強材７８の厚さ、高さ及び／又は幅が、増加され得ることと、隣接した補強材７８間の距離が短くされ得ることと、が必要となる。

従来通り、端部領域２８、３０は、床梁支持支柱によって負荷された比較的集中したせん断荷重を支持するように設計されている。

上述したせん断ウェブ中間区分５４及びトラス中間区分２６は、概して類似した重量（例えば＋／−１％）であるが、これは梁の特定の形状及び荷重要求による。ここで考慮する（図３及び図６で示された）特定の荷重及び梁の形状のため、せん断ウェブ中間区分５４は、トラス中間区分２６より約１％軽い重量で示されている。

全体としての梁の重量を測定するため、中間区分と端部領域２８、３０の扇形トラスとの間の連結部も考慮されなければならない。特に、中間区分５４と端部領域２８、３０における扇形トラスとの間の連結部において、端部領域と図３で示されたトラス中間区分２６との間の連結部と比較し、より多くの材料が必要となる。ここで考慮する特定の梁の形状のため、梁５０は、せん断ウェブ中間区分５４の重量がトラス中間区分２６より軽いにもかかわらず、全体として図３に示されたＩ形梁２０よりも（約１％以上）わずかに重くなる。しかしながら、せん断ウェブ中間区分５４が、実際には梁５０をより魅力的な設計にすることができるＩ形梁２０のトラス中間区分２６より製造し易いことに留意されたい。

当然のことながら、中間区分５４のせん断ウェブは、任意の数の切欠部５６を具備してもよく、又は、逆にいかなる切欠部５６も具備しなくてもよい。

図７は、上述された梁５０と共通の特徴を有する別の代替的梁７０を示す。同等の参照番号は、同等の特徴部のために使用される。この場合において、梁７０の中間区分７４は、端部領域２８、３０の高さと略同等の高さを有する。梁５０と比較した梁７０の不利な点は、この実施形態において、システムケーブルは、中間区分７４の切欠部７６を通す必要があるという点である。これは航空機の製造時において、上述されたように中間区分５４の下側にケーブルを取り付けるよりも複雑であると共に時間を浪費する。更に、梁７０が、切欠部７６を有することを必要とする。

上述された梁２０、５０、７０は、概してアルミのような（例えばアルミ異形押出から機械加工された）金属で形成される。しかしながら、梁２０、５０、７０は、それとは別に、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）のような複合材料からできていてもよい。

上述されたような実施形態において、クレビス継手３４によって床梁支持支柱が梁に取付けられたが、当然のことながら、直接下部フランジ２４に取付けられてもよく、直接扇形トラスの中心部３６に取付けられてもよい。

当然のことながら、梁２０、５０、７０は、全てＩ形の断面を有するものとして記述されてきたが、それとは別にＣ形断面のような他の断面を有し得る。

当然のことながら、梁２０、５０、７０は２つの鉛直な支柱によって支持されるように説明されてきたが、１つの鉛直な支持支柱のみが採用されてもよい。例えば、１つの支持支柱のみが、２つの支柱のためには不十分な空間しかない航空機のカーゴドア（図示せず）近傍の梁において採用され得る。この場合において、１つの扇形トラスのみが必要となり、梁は対称ではない。

梁２０、５０、７０におけるシートレールの配列は非対称であってもよいことにも留意されたい。梁２０に中間区分２６のトラスの支柱２７のピッチにおける非対称な変形例を導入してもよい。梁５０、７０に、それぞれの中間区分５４、７４における切欠部間の寸法／距離の非対称な変形例（又は実際に補強材の高さ／厚さ／幅において又はせん断ウェブの厚さにおいて非対称な変形例）を導入してもよい。しかしながら、両方の場合において、中間区分の構造は、梁の長手方向に略規則的に保たれている。

航空機の梁のために有用であると共に、上述した梁と類似した設計は、（クレーン及び橋のような）他の構造において使用され得る。

本発明は１又は複数の好適な実施形態を参照にしつつ上述されてきたが、当然のことながら、添付の特許請求の範囲に定義された本発明に係る範囲から逸脱することなく様々な変形又は変更がなされてもよい。

Claims (15)

1. 第１のフランジ及び第２のフランジを具備する梁であって、
   前記第１のフランジ及び第２のフランジ間で延在する第１の領域と、前記第１のフランジ及び第２のフランジ間で延在する第２の領域と、を有し、
   前記第１の領域が、負荷された集中せん断荷重を支持するように構成されると共に、 前記第２の領域が、主に曲げ荷重を支持するように構成され、
   前記第１の領域が、前記第１のフランジ近傍の中心部と該中心部から略径方向に延在した複数の支柱とを有する扇形トラスを具備すると共に、前記第２の領域が、当該梁の長手方向に略規則的なトラス構造又はせん断ウェブを具備し,
   前記集中せん断荷重を当該梁の前記第１の領域へと負荷するように構成された支持支柱との結合のための継手を更に具備する、
   ことを特徴とする梁。
2. 前記扇形トラスが、全体として略半円の配列を形成する複数の切欠部を更に具備する請求項１に記載の梁。
3. 前記第２の領域が、複数の切欠部を有したせん断ウェブを具備する請求項１又は請求項２のいずれか１つに記載の梁。
4. 前記切欠部間に配置された補強材を更に具備する請求項３に記載の梁。
5. 前記第２の領域が、当該梁の前記長手方向に変化する厚さを有したせん断ウェブを具備する請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の梁。
6. 前記第２の領域が、前記第１のフランジ及び第２のフランジ間において略三角配列で延在する一連のトラスの支柱を有したトラス構造を具備する請求項１又は請求項２のいずれか１つに記載の梁。
7. 前記第１のフランジ及び／又は第２のフランジが、当該梁の前記長手方向に変化する幅を有する請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の梁。
8. 前記第２の領域が、当該梁のそれぞれの端部に配置される２つの第１の領域間に配置された請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の梁。
9. 前記第１の領域及び／又は前記第２の領域、及び／又は、一方又は双方のフランジが、複合材料で形成された請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の梁。
10. 長さ及び高さを有すると共に、該高さに対する前記長さのアスペクト比が少なくとも５である請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の梁。
11. 前記第１のフランジ及び第２のフランジ間の最短距離が、前記第１の領域において、前記第２の領域における前記最短距離よりも長い請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の梁。
12. 当該梁が床梁であり、航空機の機体の床梁である請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載の梁。
13. 当該梁がＩ形梁である請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載の梁。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか１つに記載の梁に連結された構成要素を具備する連結部。
15. 請求項１から請求項１３のいずれか１つに記載の梁又は請求項１４に記載の連結部を具備する航空機。

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