JP2006241680A - 梁開口部補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】梁の開口部を不必要に大きく形成する必要がなく、溶接作業が簡単容易に行え、生産性を良くして施工費を低く抑えられる梁開口部補強構造を提供する。
【解決手段】梁１のウエブ１ａに設けられた開口部２と同一形状、同一径の内周を有するリング状本体４に貫通溝５が非溝部６を残して周方向に連続的に形成されてなる梁補強リング３を、リング状本体４の内周縁４ａと梁開口部２の内周縁２ａとが合致するようにウエブ１ａの片面又は両面に当接させて、この梁補強リング３を貫通溝５のところからウエブ１ａに溶接して固定した梁開口部補強構造であって、リング状本体４は、その外周部が梁のウエブ１ａとフランジ１ｂとの間のフィレットＦに当たらないように、フィレットＦに隣接する部分のリング幅が他の部分より狭くなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築構造物を構成する梁に形成された開口部を補強する梁開口部補強構造に関するものである。

建築構造物の梁としては、Ｈ形鋼又はＩ形鋼が使用されている。このような建築構造物においては、その内部に設けられている配管や配線を通過させるために、梁のウエブ部に開口部を形成することがある。この場合、開口部による梁の強度低下を防止する目的で、開口部の周辺に補強プレートを取り付けて、その開口部を補強することが行われている。従来の梁開口部補強手段としては、図９の(a) ，(b) に示すように、Ｈ形鋼からなる梁１のウエブ１ａに形成された開口部２に補強用のスリーブ２１を挿入して、ウエブ１ａの両側面とスリーブ２１の外周面とのコーナー部を隅肉溶接して補強する方法、あるいは図１０の(a) ，(b) に示すように、リング状に形成したプレート３１をウエブ１ａの開口部２周辺に当接して、このリング状にプレート３１の内周縁部と外周縁部とを夫々ウエブ１ａに溶接して補強する方法がある。尚、図９の(a) ，(b) 及び図１０(a) ，(b) において、Ｗは溶接部を示す。

図９に示すようにウエブ１ａの開口部２内にスリーブ２１を挿入して補強する場合は、スリーブ２１の内径が配管や配線に必要な開口径となるから、必要な内径を確保するには、ウエブ１ａに形成する開口部２の径を、スリーブ２１を挿入できるように大きくする必要があると共に、内径の大きいスリーブ２１を使用する必要があり、また下水用配管等を通すための開口部２の場合には、水勾配がとれるようにスリーブ２１を開口部２内で傾斜させて取り付けるために、開口部２の径を一層大きくする必要があって、より大きな内径のスリーブ２１が必要となり、しかしてスリーブ２１の長さは図９の(b) から分かるように梁１のフランジ１ｂの幅と殆ど同じ程度と長いから、開口部２の径が大きく、スリーブ２１の径が大きくなれば、スリーブ２１の外周縁部を溶接する時に、スリーブ２１の上下両側部では梁１のフランジ１ｂと干渉して、溶接できないことがある。またスリーブ２１の場合は、必ずウエブ１ａの両面側から溶接する必要があるため、施工費が非常に高くつく。

図１０に示すようにリング状プレート３１をウエブ１ａの開口部周辺に溶接する場合には、リング状プレート３１の内周縁部及び外周縁部を溶接しないと補強効果を充分に発揮する力の伝達ができないため、溶接長が長くなって、溶接作業に手間がかかり、また外周縁部を溶接する時に、スリーブ２１の上下両側部では梁１のフランジ１ｂと干渉し易く、溶接が非常に困難となり、また溶接できないこともある。

本発明は、上記の課題に鑑み、溶接作業が簡単容易に行え、生産性を良くして施工費を低く抑えることができ、特に、ウエブの幅に対し梁開口部の径が可なり大きく従ってフランジと梁開口部との間のウエブ部分の幅が狭い場合に有効な梁開口部補強構造を提供することも目的とする。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、Ｈ形鋼又はＩ形鋼からなる梁１のウエブ１ａに設けられた開口部２と実質的に同一形状、同一径の内周を有するリング状本体４に溶接用の貫通溝５が少なくとも１箇所の非溝部６を残して周方向に連続的に形成されてなる梁補強リング３，２３を、リング状本体４の内周縁４ａと梁開口部２の内周縁２ａとが実質的に合致するようにウエブ１ａの片面又は両面に当接させて、この梁補強リング３，２３を貫通溝５のところからウエブ１ａに溶接して固定してなる梁開口部補強構造であって、梁補強リング３，２３のリング状本体４は、その外周部が梁のウエブ１ａとフランジ１ｂとの間のフィレットＦに当たらないように、フィレットＦに隣接する部分のリング幅を他の部分より狭くしてなることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、Ｈ形鋼又はＩ形鋼からなる梁１のウエブ１ａに設けられた開口部２と実質的に同一形状、同一径の内周を有するリング状本体４に溶接用の貫通溝５が少なくとも１箇所の非溝部６を残して周方向に連続的に形成されてなる梁補強リング１３，３３を、リング状本体４の内周縁４ａと梁開口部２の内周縁２ａとが実質的に合致するようにウエブ１ａの片面又は両面に当接させて、この梁補強リング１３，３３貫通溝５のところからウエブ１ａに溶接して固定してなる梁開口部補強構造であって、梁補強リング１３，３３リング状本体４は、その外周部が梁１のウエブ１ａとフランジ１ｂとの間のフィレットＦに当たらないように、少なくともフィレットＦに対面する外周部の内側面部が斜面状又はアール面状に形成されていることを特徴とする。

尚、請求項１，２において、「リング状本体４の内周が梁１の開口部２と実質的に同一形状、同一径」とは、リング状本体４の内周は、梁開口部２の形状及びその径と夫々完全に同一ではなく、それらと多少異なっていてもよい、と言うことを意味する。また、「リング状本体４の内周縁４ａと開口部２の内周縁２ａとが実質的に合致するように」とは、リング状本体４の内周縁４ａと開口部２の内周縁２ａとが完全に合致しなくても、両者がほぼ一致すればよいことを意味する。但し、リング状本体４の内周縁４ａが開口部２の内周縁２ａから内方へはみ出ないようにする必要がある。また、リング状本体４の外周部が梁のウエブ１ａとフランジ１ｂとの間のフィレットＦに当たらないようにするのは、リング状本体４の外周部がフィレットＦに当接すると、リング状本体４が浮き上がって、ウエブ１ａとの間に隙間が形成され、梁補強リング３，１３，２３，３３を梁１のウエブ１ａに適正に取り付けることができなくなるからである。

請求項３は、請求項１に記載の梁開口部補強構造において、梁補強リング３，２３は、リング本体４のリング幅が狭くなった部位に非溝部６が設けられていることを特徴とする。

請求項４は、請求項２に記載の梁開口部補強構造において、梁補強リング１３，３３は、リング本体４外周部の内側面部が斜面状又はアール面状に形成されている部位に非溝部６が設けられていることを特徴とする。

請求項５は、請求項１〜４の何れかに記載の梁開口部補強構造において、梁補強リング３〜３３は、溶接構造用鋳鋼品からなるか、鋼板で形成されるか、又は鍛造によって形成されることを特徴とする。

請求項６は、請求項１〜５の何れかに記載の梁開口部補強構造において、梁補強リング３〜３３のリング状本体４に形成された貫通溝５は、その内側面部が斜面状又はアール面状に形成されていることを特徴とする。

請求項７は、請求項１〜６の何れかに記載の梁開口部補強構造において、梁補強リング３〜３３のリング状本体４に形成された非溝部６は、ウエブ１ａに当接される側と反対側の面が周方向中間部からその両端にかけて夫々下り傾斜状となるような断面山形に形成されていることを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によれば、梁１の開口部２，１２と実質的に同一形状、同一径の内周を有するリング状本体４に溶接用貫通溝５が非溝部６を残して周方向に連続的に形成されてなる梁補強リング３，２３を、リング状本体４の内周縁４ａと梁開口部２，１２の内周縁２ａとが実質的に合致するようにウエブ１ａの片面側又は両面側に当接させて、梁補強リング３，２３を貫通溝５のところから梁１に溶接してなる構造であって、この梁補強リング３，２３をウエブ１ａに溶接するのに、貫通溝５に沿って溶接を行えばよいから、従来の梁開口部補強構造のように梁１のフランジ１ｂ近辺を溶接する際にフランジ１ｂと干渉するようなことがなく、開口部２の周辺部をほぼ完全に溶接でき、梁補強リング３，２３による十分な補強効果を得ることができ、それによって従来の梁開口部補強構造と同一又はそれ以上の性能を発揮することができながら、溶接作業が容易で、ロボットによる自動溶接の適用も容易となって、溶接作業の能率向上を図ることができる。

またこの発明では、梁補強リング３のリング状本体４は、その外周部が梁のウエブ１ａとフランジ１ｂとの間のフィレットＦに当たらないように、フィレットＦに隣接する部分のリング幅を他の部分より狭くしているから、梁補強リング３，２３の製作にあたって、リング状本体４を全体的に幅広く形成でき、それによりウエブ１ａの幅に対して梁開口部２，１２が可なり大きく形成されている場合でも、ウエブ１ａに対する梁補強リング３の接触面積を広くとることができて補強強度を高めることかできると共に、貫通溝５の幅を十分に広くとることができ、溶接の容易さと溶接部の品質を確保することができる。

因みに、リング状本体４のリング幅が周方向に亘って一様なリング構造であれば、ウエブ１ａの幅に対し梁開口部の径が可なり大きい場合にはフランジ１ｂと梁開口部との間のウエブ部分の幅が狭くなり、しかもリング状本体４の周辺部がフィレットと干渉しないようにする必要があることから、リング状本体４のリング幅の寸法を小さくせざるを得ず、そうなるとウエブ１ａに対する梁補強リング３の接触面積は必然的に狭くなって、貫通溝５の幅も十分にとれなくなり、溶接作業が困難になると共に、十分な補強効果が得られなくなる。

また梁補強リング３，２３は、ウエブ１ａの片面又は両面に取り付けられるが、ウエブ１ａの片面のみに取り付ける場合には、リング状本体４の板厚が厚すぎると、梁１の剪断中心位置がウエブ１ａの片面側（リング取付面側）に偏心するため、梁１への鉛直荷重に対して偶力が生じて好ましくない。従って、梁補強リング３，２３をウエブ１ａの片面のみに取り付ける場合は、リング状本体４の板厚を可能な範囲で薄くする必要がある。この場合、梁補強リング３，２３は、フィレットＦに隣接する部分を除いてリング状本体４を全体的に幅広く形成できることから、リング状本体４の板厚を薄くしても、そのリング幅を広く形成することによって、ウエブ１ａに対する梁補強リング３の接触面積を広くとることができ、補強強度を十分高めることかできる。また、梁補強リング３，２３をウエブ１ａの片面のみに取り付ける場合は、梁１を、ウエブ１ａの当該片面側が上を向くように倒して、下向き溶接を行うようにすれば、溶接作業が容易となり、熟練技術者でなくても、十分良好な溶接が可能になると共に、その梁１を引っ繰り返す必要がないため、作業が簡単容易となる。

請求項２に係る発明によれば、上述した請求項１に係る発明と共通の効果に加え、梁補強リング１３，３３のリング状本体４の外周部が梁１のウエブ１ａとフランジ１ｂとの間のフィレットＦに当たらないように、少なくともフィレットＦに対面する外周部の内側面部を斜面状又はアール面状に形成することによって、リング状本体４のリング幅を全体的に広くとることができ、それにより溶接がし易くなって、溶接部の品質が確保される。また、梁補強リング１３，３３をウエブ１ａの片面のみに取り付ける場合も、リング状本体４の板厚を極力薄くすることができながら、補強強度を十分高めることかできる。

請求項３に係る発明によれば、リング本体４のリング幅が狭くなった部位に非溝部６を設けることによって、リング幅が狭くなったリング部分の強度低下を十分に補うことができる。

請求項４に係る発明によれば、リング本体４外周部の内側面部が斜面状又はアール面状に形成されている部位に非溝部６を設けることによって、内側面部が斜面状又はアール面状に形成されたリング部分の強度低下を十分に補うことができる。

請求項５に係る発明によれば、梁補強リング３〜３３は、溶接構造用鋳鋼品からなるものでもよいし、あるいは鋼板によって形成してもよく、あるいは又鍛造によって形成することもできる。

請求項６に係る発明のように、貫通溝５を、その内側面部をアール状又はテーパ状に形成すれば、貫通溝５の内側面部をアール状又はテーパ状に形成しない場合に比べ、狭い貫通溝５での溶接性の改善が図られ、品質確保に効果を増すことができる。

請求項７に係る発明のように、梁補強リング３の非溝部６を、梁１に当接される側と反対側の面が周方向中間部からその両端にかけて夫々下り傾斜状となる断面山形に形成すれば、梁補強リング３を梁に溶接した後に、防錆処理の電着塗装やドブ漬けメッキをする時に貫通溝５に塗液の湯溜まりの発生を防止することができる。

以下に本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明すると、図１の(a) は本発明に係る梁開口部補強構造を示す正面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図であり、図２の(a) は梁１に形成された開口部を示す正面図、(b) は(a) のＹ−Ｙ線断面図であり、図３の(a) は梁補強リングを示す正面図、(b) は(a) のＶ−Ｖ線断面図、(c) は(a) のＷ−Ｗ線拡大断面図である。これらの図において、１は鉄骨梁としてのＨ形鋼で、ウエブ１ａと上下フランジ１ｂ，１ｂとからなり、そのウエブ１ａには図２の(a) ，(b) に示すように直径Ｄの円形状開口部２が形成され、そしてウエブとフランジとの間にはアール面状のフィレットＦが形成されている。３は梁補強リングである。

梁補強リング３は、梁１のウエブ１ａに形成された円形状開口部２と同じ円形状で且つその開口部２と同じ径の内周を有するリング状本体４からなる溶接構造用鋳鋼品であり、そのリング状本体４には、図３の(a) ，(b) に示すように、溶接用貫通溝５が、直径方向両端部にある２箇所の非溝部６，６を残して周方向に連続的に形成されている。尚、溶接構造用鋳鋼品の種類としては、ＳＣＷ４１０、ＳＣＷ４５０、ＳＣＷ４８０、ＳＣＷ５５０、ＳＣＷ６２０があり、これらのうち例えばＳＣＷ４８０は、Ｃが0.22％以下、Ｓｉが0.60％以下、Ｍｎが1.50％以下、Ｐが0.04％以下、Ｓが0.04％以下、Ｎｉが0.50％以下、Ｃｒ0.50％以下、また炭素当量は0.45％以下となっている。

図１に示すように、この梁補強リング３のリング状本体４は、その外周部が梁１のウエブ１ａとフランジ１ｂとの間のフィレットＦに当たらないようにするために（リング状本体４がフィレットＦに当たると、リング状本体４とウエブ１ａとの間に隙間を形成して、梁補強リング３をウエブ１ａに適正に取り付けることができなくなる）、フィレットＦに隣接する部分４ｏのリング幅が他の部分より狭く形成され、この部分４ｏ以外は一様なリング幅に形成されている。つまり、この場合、リング状本体４は、全周に亘って一様なリング幅に形成されたものから、フィレットＦに隣接する外周部分４ｏがフィレットＦに当たらないように幅狭に切除したような形状としたものである。

この場合、リング幅が狭くなったフィレットＦに隣接する部分４ｏは、図５に示すように、上側フィレットＦの付け根部ｈよりも若干下側に位置するように形成される。尚、図示はしないが、下側のフィレットＦに対しては、その付け根部よりも若干上側に、リング幅が狭くなった部分４ｏが位置するように形成される。

溶接用貫通溝５は、好ましくは図５の(a) に示すように、その内側面部を斜面状に形成するのがよく、その斜面状部を５ｔで示す。このように内側面部を斜面状に形成してもよいし、あるいは図５の(b) に示すように、内側面部の開口端部側をアール状に形成してもよく、そのアール状部を５ｒで示す。このように貫通溝５の内側面部を斜面状又はアール状に形成すれば、斜面状又はアール状に形成しない場合に比べて、貫通溝５における溶接が容易となる。そして、梁補強リング３が溶接構造用鋳鋼品からなる場合は、貫通溝５の内側面部に斜面状部５ｔ又はアール状部５ｒを形成するのがきわめて簡単容易である。

この梁補強リング３のリング状本体４に形成された非溝部６は、図３の(a) 及び(d) から分かるように、梁１のウエブ１ａに当接される側と反対側の面が周方向中間部からその両端にかけて夫々下り傾斜状となるような断面山形（図３の(d) 参照）に形成されている。このように非溝部６を断面山形に形成することによって、梁補強リング３を梁１に溶接した後に、防錆処理の電着塗装やドブ漬けメッキをする時に貫通溝５に塗液の湯溜まりの発生を防止することができる。

また非溝部６は、図３の(a) に実線で図示しているように、リング状本体４のリング幅が狭くなった部分４ｏから周方向に略９０°隔たった位置に形成されているが、好ましくは、この図３の(a) の仮想線図示のように、リング本体４のリング幅が狭くなった部位に非溝部６を設けるのがよく、そうすることによってリング幅が狭くなったリング部分の強度低下を十分に補うことができる。

上記のような梁補強リング３を使用して梁１のウエブ１ａの開口部２を補強するには、図１の(a) 及び(b) に示すように、梁補強リング３を、そのリング状本体４の内周縁４ａとウエブ１ａの開口部２の内周縁２ａとが合致するように、ウエブ１ａの両面側に夫々当接させて、各梁補強リング３を貫通溝５のところからウエブ１ａに溶接することにより、梁補強リング３をウエブ１ａに固定して、図示のような梁開口部補強構造を形成する。

この場合の溶接は、例えば半分自動又は自動溶接により、貫通溝５の一端部から、溝長手方向に対し交差する左右方向に動かし、即ちウィービングしながら、この貫通溝５に沿って他端部まで肉盛溶接し、しかして図１の(b) に示すように貫通溝５が溶接ビードＷｂで埋まるようにする。

このようにリング状本体４の貫通溝５が溶接ビードＷｂで埋まるように、梁補強リング３を梁１のウエブ１ａに溶接することにより、梁補強リング３の貫通溝５が無くなった状態となって、溶接ビードＷｂとリング状本体４とが連続した盛り上がり又はほぼ一様断面となるため、梁開口部２の補強効果が向上することになる。

また、この梁補強リング３の溶接に際しては、梁１であるＨ形鋼を、ウエブ１ａの側面が上下を向くように倒して、ウエブ１ａの片面側ずつ下向き溶接を行うようにすれば、溶接作業が容易となり、熟練技術者でなくても、十分良好な溶接が可能となる。特に、この溶接は、リング状本体４の周方向に連続的に形成した貫通溝５に沿って行えばよいから、Ｈ形鋼やＩ形鋼からなる梁１のフランジ１ｂ近辺を溶接する際にフランジ１ｂに干渉されるようなことがなく、開口部２の周辺部を完全に溶接できて、梁補強リング３による十分な補強効果を得ることができ、それによって図１０に示す従来のリング状プレートによる梁開口部補強構造と同一又はそれ以上の性能を発揮することができながら、溶接作業が非常に容易で、ロボットによる自動溶接の適用も容易に可能となって、梁補強リング３の溶接作業の著しい能率向上を図ることができる。また、梁補強リング３が溶接構造用鋳鋼品である場合は、その製造コストは、鋼板製の梁補強リングに比べると、格段に安くなり、これがために梁開口部補強構造の施工費の大幅な低減化を図ることが可能となる。

また、この梁補強リング３のリング状本体４は、その外周部が梁のウエブ１ａとフランジ１ｂとの間のフィレットＦに当たらないように、フィレットＦに隣接する部分４ｏのリング幅が他の部分より狭くなっているから、梁補強リング３の製作にあたって、リング状本体４を全体的に幅広く形成でき、それによりウエブ１ａの幅に対して梁開口部２が可なり大きく形成されている場合でも、ウエブ１ａに対する梁補強リング３の接触面積を広くとることができて補強強度を高めることかできると共に、貫通溝５の幅を広くとることができて、溶接がし易くなり、溶接部の強度が十分に確保される。

尚、図１に示す実施形態の梁開口部補強構造のように、梁補強リング３を梁１の両面側に夫々当接させて溶接する場合は、梁１の片面側のみに溶接する場合と比べて、梁補強リング３の厚さを薄くすることができ、それにより梁補強リング３と梁１との溶接が少なくて済む上に、両梁補強リング３，３が梁開口部２の両面側でバランスをとるため、梁１の剪断中心位置がずれることがなく、梁１への鉛直荷重に対して偶力を生じることがなく、梁開口部２周辺が歪んだり、変形するような不都合がない。また梁補強リング３を、ウエブ１ａの片面のみに取り付ける場合は、リング状本体４の板厚が厚すぎると、梁１の剪断中心位置がウエブ１ａの片面側（リング取付面側）に偏心するため、梁１への鉛直荷重に対して偶力が生じ、従って梁補強リング３をウエブ１ａの片面のみに取り付ける場合は、リング状本体４の板厚を可能な範囲で薄くする必要がある。この場合、梁補強リング３は、フィレットＦに隣接する部分を除いてリング状本体４を全体的に幅広く形成できることから、リング状本体４の板厚を薄くしても、そのリング幅を広く形成することによって、ウエブ１ａに対する梁補強リング３の接触面積を広くとることができ、補強強度を十分高めることかできる。

また図１に示す実施形態の梁開口部補強構造では、梁１の円形状開口部２を補強する梁補強リング３として、リング状本体４に貫通溝５が直径方向両端部にある２箇所の非溝部６，６を残して周方向に連続的に形成されたものを使用しているが、リング状本体４に貫通溝５が１箇所の非溝部６を残して連続的に形成されたものを使用してもよいし、あるいはリング状本体４に貫通溝５が２箇所以上の非溝部６を残して形成されたものを使用してもよい。

但し、梁補強リング３の精度、品質等の点からは、梁補強リング３の製造時に捩じれ等の変形を生じ難いため、リング状本体４に貫通溝５が少なくとも２箇所の非溝部６を残して形成されるものの方が好ましく、また補強効果、溶接効率、自動化等の点から云えば、溶接部はできるだけ長く、しかも連続する方がよいから、貫通溝５が１箇所もしくは２箇所の非溝部６を残してリング状本体４に周方向に連続的に形成されるのが好ましい。

図４の(a) は本発明に係る他の梁開口部補強構造を示す正面図、(b) は(a) のZ −Ｚ線断面図である。即ち、図１の(a) ，(b) により説明した梁開口部補強構造は、梁補強リング１３のリング状本体４の外周部が梁１のフィレットＦに当たらないように、フィレットＦに隣接する外周部分４ｏを切除して、フィレットＦに隣接する部分のリング幅を他の部分より狭くしたものであるが、この図４の梁開口部補強構造では、リング状本体４の外周部の内側面が梁１のフィレットＦに当たらないように、フィレットＦに対面するリング状本体４外周部の内側面部４ｓを斜面状又はアール状に形成したものである。また非溝部６は、図４の(a) の実線図示のように、リング状本体４外周部の内側面部４ｓが斜面状又はアール状に形成された部分４ｓから周方向に略９０°隔たった位置に形成されているが、好ましくは、この図４の(a) の仮想線図示のように、リング本体４外周部の内側面部が斜面状又はアール面状に形成されている部位に非溝部６を設けるのがよく、そうすることで内側面部が斜面状又はアール面状に形成されたリング部分の強度低下を十分に補うことができる。

図６の(a) は、梁１のフィレットＦに対面するリング状本体４外周部の内側面部を斜面状に形成した（その斜面状部を４ｓで示す）構造部分を拡大したもので、リング状本体４外周部の斜面状部４ｓは、フィレットＦとの間に空隙を有し、この斜面状部４ｓの内端縁は上側のフィレットＦの付け根部ｈよりも若干下側に位置するように形成される。尚、図示はしないが、下側のフィレットＦに対しては、その付け根部よりも若干上側に、斜面状部４ｓの内端縁が位置するように形成される。

図４に示す実施形態においては、フィレットＦに対面するリング状本体４の外周部の内側面部４ｓを斜面状に形成しているが、その内側面部４ｓをアール状に形成してもよい。アール状に形成する場合には、フィレットＦの曲率より小さい曲率のアール状面とする。また、この図４の実施形態では、(a) に示すように、フィレットＦに対面する外周部の内側面部のみを斜面状（又はアール状）に形成しているが、リング状本体４外周部の内側面部をリング状本体４の全周に亘って斜面状（又はアール状）に形成してもよい。

このように、梁補強リング３のリング状本体４の外周部の内側面が梁１のフィレットＦに当たらないように、少なくともフィレットＦに対面するリング状本体４の外周部の内側面部を斜面状又はアール面状に形成することにより、梁補強リング３の製作にあたって、リング状本体４を全周に亘ってに幅広く形成でき、それによりウエブ１ａの幅に対して梁開口部２が可なり大きく形成されている場合でも、ウエブ１ａに対する梁補強リング３の接触面積を極力広くとることができて補強強度を高めることかできると共に、貫通溝５の幅を十分にとることができて、溶接がし易くなり、溶接部の強度が十分に確保される。

尚、図５の(a) に仮想線で示すように、貫通溝５の内側面下部に溶接用の開先Ｋを形成しておくことにより、溶接の溶け込みが大きくなって、溶接強度が一層良好となる。

図５の(b) 及び図６の(b) は更に他の実施形態を示すもので、例えば大型のＨ形鋼からなる梁１の円形状開口部２を補強する梁補強リング３，１３の貫通溝５の溝幅が広く、溝深さが深く形成されているような場合には、図５の(a) や図６の(a) に示すように貫通溝５を溶接ビードＷｂで埋めることなく、図５の(b) や図６の(b) に示すように梁補強リング３，１３の貫通溝５の内周縁に沿って溶接することにより、溶接をより効率良く行うことができながら、補強効果も十分に確保することができる。

図７の(a) は更に他の実施形態による梁開口部補強構造を示し、(a) は正面図、(b) は(a) のＱ−Ｑ線断面図である。この梁開口部補強構造における梁補強リング２３のリング状本体４は、その内周形状が真円形、外周形状が楕円形で、フィレットＦに隣接する部分のリング幅が最も狭くなって、楕円形の短径をなし、しかしてこの短径部から楕円形の長径部へと漸次リング幅が広くなって、その長径部のリング幅が最も広くなるように形成されている。この梁補強リング２３は、溶接構造用鋳鋼による鋳造によって、簡単容易に製造できるものである。

また、この梁補強リング２３のリング状本体４には、図７の(a) から分かるように、非溝部６がフィレットＦに隣接する側に位置するように楕円形の短径部に形成され、そして貫通溝５は楕円形の長径部で最も溝幅が広くなり、その両端部の短径部で最も幅狭とるなように形成されている。この梁補強リング２３の貫通溝５での溶接方法については、図１や図４に示される梁補強リング３，１３の場合と同様である。

このような梁補強リング２３を使用した梁開口部補強構造によれば、図１の梁開口部補強構造と同様に、ウエブ１ａの幅に対して梁開口部２が可なり大きく形成されている場合でも、ウエブ１ａに対する梁補強リング３の接触面積を広くとることができて補強強度を十分に高めることかできると共に、貫通溝５を全体として十分幅広くとることができて、溶接がし易くなり、溶接部の強度を十分に確保することができる。

また、この梁開口部補強構造では、リング状本体４の非溝部６をリング幅が狭くなった部分に設けて、この非溝部６がフィレットＦに隣接する側に位置するように梁補強リング２３をウエブ１ａに溶接して固定してなるもので、幅狭部分には貫通溝５が介在しないから、幅狭部分の強度低下を十分に補うことができる。尚、この梁補強リング２３の貫通溝５も、図５の(a) ，(b) 及び図６の(a) ，(b) に示すように、内側面部を斜面状又はアール面状に形成することが望ましい。

図８は梁１に形成された開口部２が四角形の場合の梁開口部補強構造を示したもので、(a) は正面図、(b) は(a) のＲ−Ｒ線断面図である。この梁開口部補強構造に使用される梁補強リング３３は、Ｈ形鋼からなる梁１のウエブ１ａに形成された四角形状開口部１２と同じ形状で、その四角形開口部１２と同一径の内周を有する鋼板製の四角形リング状本体４からなるもので、この四角形リング状本体４には、(a) に示すように、上下左右の各辺毎に溶接用貫通溝５が直線状に連続して形成されていて、上下横方向の貫通溝５，５と左右縦方向の貫通溝５，５との互いに隣合う端部どうし間に非溝部６が形成され、そしてリング状本体４は、その外周部が梁１のフィレットＦに当たらないように、フィレットＦに対面する外周部の上下辺部の夫々内側面部が斜面状（又はアール面状）に形成されており、その斜面状部を４ｓで示している。この斜面状部を４ｓ（又はアール面状部）は外周部の上下辺部だけでなく、左右辺部にも形成することができる。また、各非溝部６はフィレットＦに隣接する側に位置している。

この梁補強リング３３の貫通溝５も、図５の(a) ，(b) 及び図６の(a) ，(b) に示すように、内側面部を斜面状又はアール面状に形成することが望ましい。

以上説明した実施形態の梁開口部補強構造は、梁１のウエブ１ａに当接させた梁補強リング３，１３，２３，３３を貫通溝５内部のみの溶接によってウエブ１ａに固定しているが、この貫通溝５内部のみの溶接では不足する場合には、貫通溝５内部の溶接と共に、リング状本体４の外周縁沿いに隅肉溶接を行うことができる。このようにリング状本体４の外周縁に沿った溶接を付加することによって、梁補強リング３，１３，２３，３３による梁開口部２の補強効果を高めることができる。

また、以上の実施形態では、梁補強リング３〜３３は、溶接構造用鋳鋼による鋳鋼品からなるものとしたが、このような鋳鋼品に限るものではなく、鋼板によって形成してもよいし、あるいは鍛造によって形成することもできる。但し、溶接構造用鋳鋼による鋳鋼品として製造すれば、材料のロスも少なく、大量生産が可能で、その製造コストを格段に安くできると共に、品質が良好となる。

(a) は本発明に係る梁開口部補強構造を示す正面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図である。 (a) は梁に形成された開口部を示す正面図、(b) は(a) のＹ−Ｙ線断面図である。 (a) は梁補強リングを示す正面図、(b) は(a) のＺ−Ｚ線断面図、また(c)は(a) のＵ−Ｕ線拡大断面図である。 (a) は本発明に係る他の梁開口部補強構造を示す正面図、(b) は(a) のZ −Ｚ線断面図である。 (a) 及び(b) は更に他の梁開口部補強構造を示す拡大断面図である。 (a) 及び(b) は更に他の梁開口部補強構造を示す拡大断面図である。 更に他の実施形態による梁開口部補強構造を示したもので、(a) は正面図、 (b)は(a) のＱ−Ｑ線断面図である。 (a) は梁の開口部が四角形の場合の梁開口部補強構造を示す正面図、(b) は (a)のＲ−Ｒ線断面図である。 (a) は従来の梁開口部補強構造を示す正面図、(b) は(a) のイ−イ線断面図である。 (a) は他の従来の梁開口部補強構造を示す正面図、(b) は(a) のロ−ロ線断面図である。

符号の説明

１ 梁
１ａ 梁のウエブ
１ｂ 梁のフランジ
Ｆ 梁のフィレット
２ 梁の開口部
３ 梁補強リング
４ リング状本体
５ 貫通溝
６ 非溝部
Ｗｂ 溶接ビード
１３ 梁補強リング
２３ 梁補強リング
３３ 梁補強リング

Claims (7)

1. Ｈ形鋼又はＩ形鋼からなる梁のウエブに設けられた開口部と実質的に同一形状、同一径の内周を有するリング状本体に溶接用の貫通溝が少なくとも１箇所の非溝部を残して周方向に連続的に形成されてなる梁補強リングを、リング状本体の内周縁と梁開口部の内周縁とが実質的に合致するようにウエブの片面又は両面に当接させて、この梁補強リングを貫通溝のところからウエブに溶接して固定してなる梁開口部補強構造であって、梁補強リングのリング状本体は、その外周部が梁のウエブとフランジとの間のフィレットに当たらないように、フィレットに隣接する部分のリング幅を他の部分より狭くしてなる梁開口部補強構造。
2. Ｈ形鋼又はＩ形鋼からなる梁のウエブに設けられた開口部と実質的に同一形状、同一径の内周を有するリング状本体に溶接用の貫通溝が少なくとも１箇所の非溝部を残して周方向に連続的に形成されてなる梁補強リングを、リング状本体の内周縁と梁開口部の内周縁とが実質的に合致するようにウエブの片面又は両面に当接させて、この梁補強リングを貫通溝のところからウエブに溶接して固定してなる梁開口部補強構造であって、梁補強リングのリング状本体は、その外周部が梁のウエブとフランジとの間のフィレットに当たらないように、少なくともフィレットに対面する外周部の内側面部が斜面状又はアール面状に形成されてなる梁開口部補強構造。
3. 梁補強リングは、リング本体のリング幅が狭くなった部位に非溝部が設けられている請求項１に記載の梁開口部補強構造。
4. 梁補強リングは、リング本体外周部の内側面部が斜面状又はアール面状に形成されている部位に非溝部が設けられている請求項２に記載の梁開口部補強構造。
5. 梁補強リングは、溶接構造用鋳鋼品からなるか、鋼板で形成されるか、又は鍛造によって形成される請求項１〜４の何れかに記載の梁開口部補強構造。
6. 梁補強リングのリング状本体に形成される貫通溝は、その内側面部が斜面状又はアール面状に形成されている請求項１〜５の何れかに記載の梁開口部補強構造。
7. 梁補強リングのリング状本体に形成される非溝部は、ウエブに当接される側と反対側の面が周方向中間部からその両端にかけて夫々下り傾斜状となるような断面山形に形成されている請求項１〜６の何れかに記載の梁開口部補強構造。
   

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