JP2007077643A - 鉄骨建造物の既設鉄骨部材の補強方法及び補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車工場、塗装工場などのように火災の発生しやすい既設の鉄骨建造物における鉄骨部材の補強工事においては、現場溶接によらない補強方法が求められている。
【解決手段】 既設鉄骨部材１の面体（横板１１）の表裏面のうちの一方の面に一方板（下板２０）を設け、面体の両側部の端面にそれぞれ中板２１を設け、面体の両側部側の他方の面にそれぞれ他方板（上板２２）を設け、一方板と中板と他方板とで面体の両側部側における一方の面と端面と他方の面とを覆った状態で一方板と中板と他方板とをボルト２６及びナット２７によって互いに連結することによって、一方板と中板と他方板とを既設鉄骨部材の面体に固定し、さらに、他方板と補強鉄骨部材３とをボルト３７及びナット３８によって互いに連結した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄骨建造物の鉄骨部材の補強を現場において無溶接により可能とする補強方法及び補強構造に関する。

鉄骨建造物における鉄骨部材の補強方法は、鉄骨柱と鉄骨梁との接合部において鉄骨柱と鉄骨梁とを溶接によって互いに接合するとともに補強部材としての補強梁受けピースと鉄骨梁の下フランジとを溶接で接合することによって鉄骨柱と鉄骨梁との接合部の補強を行う。
特開２０００−１９２５４７号公報

しかしながら、自動車工場、塗装工場などのように火災の発生しやすい既設の鉄骨建造物における鉄骨部材の補強工事において、既設の鉄骨部材と補強用の鉄骨部材とを溶接によって接合する方法は、溶接の際に発生する火花が、火災の原因となったり、工場内の製造製品を損傷させる原因となる恐れがあるため、にわかに採用しがたいという欠点があり、現場溶接によらない補強方法が求められている。

本発明による鉄骨建造物の既設鉄骨部材の補強方法は、既設鉄骨部材の面体の表裏面のうちの一方の面に一方板を設け、面体の両側部の端面にそれぞれ中板を設け、面体の両側部側の他方の面にそれぞれ他方板を設け、一方板と中板と他方板とで面体の両側部側における一方の面と端面と他方の面とを覆った状態で一方板と中板と他方板とをボルト及びナットによって互いに連結することによって、一方板と中板と他方板とを既設鉄骨部材の面体に固定し、さらに、他方板と補強鉄骨部材とをボルト及びナットによって互いに連結したことを特徴とする。
本発明による鉄骨建造物の既設鉄骨部材の補強構造は、既設鉄骨部材と、補強鉄骨部材と、既設鉄骨部材と補強鉄骨部材とを連結する連結部とを備え、既設鉄骨部材が表面及び裏面を有した面体を備え、連結部が、面体の表裏面のうちの一方の面に設けられる一方板と、面体の両側部の端面にそれぞれ設けられる中板と、面体の両側部側の他方の面にそれぞれ設けられる他方板とを備え、一方板と中板と他方板とで面体の両側部側における一方の面と端面と他方の面とが覆われた状態で一方板と中板と他方板とがボルト及びナットによって互いに連結されたことによって、一方板と中板と他方板とが既設鉄骨部材の面体に固定され、他方板と補強鉄骨部材とがボルト及びナットによって互いに連結されたことを特徴とする。一方板あるいは他方板が中板を備えた複合板により形成されたことや、既設鉄骨部材の延長方向に沿って複数の連結部が間欠的に設けられ、既設鉄骨部材と補強鉄骨部材とが複数の連結部により互いに連結されことも特徴とする。

本発明による鉄骨建造物の既設鉄骨部材の補強方法によれば、鉄骨建造物の鉄骨部材の補強工事を溶接作業なしのボルト接合により行えるので、補強工事に起因する火災や工場内の製造製品の損傷を少なくできる。また、既設鉄骨部材に対して加工作業を何ら行うことなく補強工事が行える。また、ボルト接合による簡単な作業及び簡単な構造の補強構造が得られる。一方板あるいは他方板が中板を備えた複合板により形成されたものを用いることによって、連結部を構成する板を一方板と他方板との２つの板により構成でき、部品点数を減らせるので、連結作業を容易とできる。既設鉄骨部材の延長方向に沿って複数の連結部が間欠的に設けられ、既設鉄骨部材と補強鉄骨部材とが複数の連結部により互いに連結されたことにより、既設鉄骨部材の圧縮強度（座屈強度）を向上（補強）でき、既設鉄骨部材の早期座屈防止が図れる。

図１乃至図３は最良の形態を示し、図１は鉄骨建造物の補強構造を分解した斜視図、図２は鉄骨建造物の補強構造を分解した断面図、図３は鉄骨建造物の補強構造を示す断面図である。

図１を参照し、鉄骨建造物の補強構造を構成する構成要素を説明する。補強構造は、既設鉄骨部材１、連結部２、補強鉄骨部材３により構成される。既設鉄骨部材１は、屋根トラスの下弦材５、束材６、斜材７、その他図外の上弦材、柱、梁などである。ここでは、既設鉄骨部材１としての下弦材５の補強構造について説明する。下弦材５は、縦板１０と横板１１とを備えた断面Ｌ字形状のＬ形鋼と呼ばれる長尺鋼材１２を２つ用いることによって形成された断面逆Ｔ字形状の長尺な鉄骨部材である。つまり、下弦材５は、２つの長尺鋼材１２；１２の縦板１０；１０が背中合わせにされた状態で２つの長尺鋼材１２；１２が水平方向に配置され、２つの長尺鋼材１２；１２の縦板１０；１０間に接続板１３が介在され、縦板１０と接続板１３と縦板１０とがリベット１４のような連結具で互いに連結されて構成される。接続板１３は、２つの長尺鋼材１２；１２の延長方向に沿って所定の間隔を隔てて配置される。２つの長尺鋼材１２；１２の横板１１；１１の下面１５；１５により下弦材５の下面が形成される。２つの長尺鋼材１２；１２の横板１１；１１の上面１６；１６により下弦材５の上面が形成される。即ち、下弦材５を構する２つの長尺鋼材１２；１２の横板１１；１１により、表面及び裏面を有した面体が形成される。下弦材５の下面を形成する横板１１；１１の下面１５；１５が面体の表裏面のうちの一方の面に相当し、下弦材５の上面を形成する横板１１；１１の上面１６；１６が面体の他方の面に相当する。接続板１３には、束材６と斜材７とがリベット１７により接続される。束材６及び斜材７は、下弦材５と同じ形態である。即ち、縦板と横板とを備えた断面Ｌ字形状に形成されたＬ形鋼と呼ばれる長尺鋼材を２つ用いることによって形成された断面逆Ｔ字形状の長尺な鉄骨部材である。補強鉄骨部材３は、縦板３０と横板３１とを備えた断面Ｌ字形状のＬ形鋼と呼ばれる長尺鋼材により形成される。

連結部２は、一方板としての下板２０、中板２１；２１、他方板としての上板２２；２２、下板２０と中板２１と上板２２とにそれぞれ形成された貫通孔２３；２４；２５を経由するボルト２６、貫通孔２３；２４；２５を経由したボルト２６に締結されて下板２０と中板２１と上板２２とを互いに連結するナット２７、上板２２と補強鉄骨部材３の横板３１とにそれぞれ形成された貫通孔３５；３６（図２参照）を経由するボルト３７、貫通孔３５；３６を経由したボルト３７に締結されて上板２２と補強鉄骨部材３の横板３１とを互いに連結するナット３８（図２参照）を備える。中板２１の板厚は長尺鋼材１２の横板１１の板厚と同じである。下板２０、中板２１、上板２２は、鋼板により形成される。

次に補強方法を説明する。図２に示すように、２つの長尺鋼材１２；１２の横板１１；１１の下面１５；１５により形成される下弦材５の下面と下板２０の上面とを互いに対面させ、下板２０の両側部に形成された貫通孔２３；２３の部分を、下弦材５の下面の両側の端縁５ａ；５ａより外側に張り出すように位置させる。下板２０の両側部の上面にそれぞれ中板２１；２１を配置する。下弦材５を形成する２つの長尺鋼材１２；１２の横板１１；１１の上面１６；１６と中板２１；２１の上面とにそれぞれ上板２２；２２を配置する。中板２１の一端縁２１ａを下弦材５の端面５ａに突き付けて、上板２２の貫通孔２５、中板２１の貫通孔２４、下板２０の貫通孔２３が上下方向に連なるように各貫通孔２５；２４；２３の中心を一致させ、ボルト２６を上方から貫通孔２５；２４；２３に通して、ボルト２６の下端にナット２７を締結する。以上により、図３に示すように、下弦材５の両側部の端面５ａ；５ａ側において、端面５ａ；５ａと中板２１；２１の一端面２１ａ；２１ａとが互いに接触し、端面５ａ；５ａ側の上面と上板２２；２２の下面とが互いに接触し、端面５ａ；５ａ側の下面と下板２０の上面とが互いに接触した状態を維持するように、ボルト２６およびナット２７によって下板２０と中板２１と上板２２と下弦材５とが互いに連結されるので、連結部を形成する下板２０と中板２１；２１と上板２２；２２とが、図３の矢示Ａに示す方向に動かないように、下弦材５を形成する２つの長尺鋼材１２；１２の横板１１；１１（即ち、既設鉄骨部材１としての下弦材５の下部に設けられた面体）に固定された構造となる。そして、上板２２；２２の上面に補強鉄骨部材３；３の横板３１；３１を配置し、横板３１の貫通孔３６と上板２２の貫通孔３５とが上下方向に連なるように各貫通孔３６；３５の中心を一致させ、ボルト３７を上方から貫通孔３６；３５に通して、ボルト３７の下端にナット３８を締結する。以上により、図３に示すように、下弦材５における長尺鋼材１２；１２の横板１１；１１と補強鉄骨部材３；３の横板３１；３１とが連結部２により互いに連結され、下弦材５が補強鉄骨部材３；３によって補強された補強構造が形成される。

連結部２は、下弦材５の延長方向に沿って所定の間隔を隔てて設けられる。例えば、下弦材５の延長方向に沿って６００ｍｍ間隔（ピッチ）で連結部２が複数設けられ、この複数の連結部２；２・・・によって、下弦材５と補強鉄骨部材３；３とが互いに連結された補強構造を形成する。言い換えれば、下弦材５の延長方向に沿って複数の連結部２；２・・・が間欠的に設けられる。

最良の形態によれば、自動車工場、塗装工場などの鉄骨建造物の鉄骨部材の補強工事を現場での溶接作業なしのボルト接合により行えるので、補強工事に起因する火災や工場内の製造製品の損傷を少なくできる。また、既設鉄骨部材である下弦材５に対して孔あけのような加工作業を何ら行うことなく補強構造が得られる。また、ボルト接合による簡単な作業及び簡単な構造の補強構造が得られる。また、下弦材５の延長方向に沿って複数の連結部２；２・・・が間欠的に設けられ、下弦材５と補強鉄骨部材３；３とが複数の連結部２により互いに連結され、下弦材５が補強鉄骨部材３；３によって補強されたので、図３の紙面に直交する方向の力に対する下弦材５の圧縮強度（座屈強度）を向上（補強）でき、下弦材５の早期座屈防止が図れる。

補強鉄骨部材３と上板２２とを現場外で溶接しておいたものを現場に搬入しても良い。下板２０と中板２１とを現場外で溶接しておいたものを現場に搬入しても良い。上板２２と中板２１とを現場外で溶接しておいたものを現場に搬入しても良い。つまり、一方板として下板あるいは他方板としての上板が中板２１を備えた複合板により形成されたものを用いることによって、連結部２を構成する板を一方板と他方板との２つの板により構成でき、部品点数を減らせるので、連結作業が容易となる。図１に示すように、既設接骨部材１としての束材６や斜材７も下弦材５と同様の面体を備えるので、束材６や斜材７に対しても本発明の補強方法を適用でき、既設接骨部材としての束材６や斜材７の補強構造を得ることが可能である。また、例えば、既設鉄骨部材１としての断面Ｈ字形状のＨ形鋼と呼ばれる長尺鋼材により形成された図外の鉄骨柱や鉄骨梁、あるいは上述した束材や斜材や下弦材にも本発明の補強方法を適用でき、本発明の補強構造を得ることができる。理由は、Ｈ形鋼も面体を備えるからである。補強鉄骨部材３としてＬ形鋼を用いたが、Ｈ形鋼やその他の形態の部材を用いてもよい。

鉄骨建造物の補強構造を分解した斜視図（最良の形態）。 鉄骨建造物の補強構造を分解した断面図（最良の形態）。 鉄骨建造物の補強構造を示す断面図（最良の形態）。

符号の説明

１ 既設鉄骨部材、２ 連結部、３ 補強鉄骨部材、
１１；１１ 下弦材を形成する長尺鋼材の横板（面体）、
１５；１５ 横板の下面（一方の面）、１６；１６ 横板の上面（他方の面）、
２０ 下板（一方板）、２１ 中板、２２ 上板（他方板）、
２６；３７ ボルト、２７；３８ ナット。

Claims (4)

1. 鉄骨建造物の既設鉄骨部材の補強方法であって、既設鉄骨部材の面体の表裏面のうちの一方の面に一方板を設け、面体の両側部の端面にそれぞれ中板を設け、面体の両側部側の他方の面にそれぞれ他方板を設け、一方板と中板と他方板とで面体の両側部側における一方の面と端面と他方の面とを覆った状態で一方板と中板と他方板とをボルト及びナットによって互いに連結することによって、一方板と中板と他方板とを既設鉄骨部材の面体に固定し、さらに、他方板と補強鉄骨部材とをボルト及びナットによって互いに連結したことを特徴とする鉄骨建造物の既設鉄骨部材の補強方法。
2. 鉄骨建造物の既設鉄骨部材の補強構造であって、既設鉄骨部材と、補強鉄骨部材と、既設鉄骨部材と補強鉄骨部材とを連結する連結部とを備え、既設鉄骨部材が表面及び裏面を有した面体を備え、連結部が、面体の表裏面のうちの一方の面に設けられる一方板と、面体の両側部の端面にそれぞれ設けられる中板と、面体の両側部側の他方の面にそれぞれ設けられる他方板とを備え、一方板と中板と他方板とで面体の両側部側における一方の面と端面と他方の面とが覆われた状態で一方板と中板と他方板とがボルト及びナットによって互いに連結されたことによって、一方板と中板と他方板とが既設鉄骨部材の面体に固定され、他方板と補強鉄骨部材とがボルト及びナットによって互いに連結されたことを特徴とする鉄骨建造物の既設鉄骨部材の補強構造。
3. 一方板あるいは他方板が中板を備えた複合板により形成されたことを特徴とする請求項２に記載の鉄骨建造物の既設鉄骨部材の補強構造。
4. 既設鉄骨部材の延長方向に沿って複数の連結部が間欠的に設けられ、既設鉄骨部材と補強鉄骨部材とが複数の連結部により互いに連結されたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の鉄骨建造物の既設鉄骨部材の補強構造。

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