JP2007120017A - 鉄骨梁補強金物及びその施工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ボルト接合部分の接合力を強くできると共に、地震等の外力が鉄骨梁に加わった当初から直ちに外力に抵抗する大きな力を発生させることができるような鉄骨梁補強金物及びその施工方法を提供する。
【解決手段】 鉄骨梁２のウェブ２ｂに形成された貫通孔３を補強する鉄骨梁補強金物１１であって、貫通孔の縁部の周囲に、かつ、ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物１１が取り付けられると共に、補強金物に、中心孔１１ａが形成され、ウェブと補強金物とを同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段１５の軸部１５ａが挿通する挿通孔１１ｂが形成され、挿通孔１１ｂ，２ｃの周面と軸部１５ａの周面との間の隙間をほぼ零にした。
【選択図】図１
【解決手段】 鉄骨梁２のウェブ２ｂに形成された貫通孔３を補強する鉄骨梁補強金物１１であって、貫通孔の縁部の周囲に、かつ、ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物１１が取り付けられると共に、補強金物に、中心孔１１ａが形成され、ウェブと補強金物とを同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段１５の軸部１５ａが挿通する挿通孔１１ｂが形成され、挿通孔１１ｂ，２ｃの周面と軸部１５ａの周面との間の隙間をほぼ零にした。
【選択図】図１
Description
本発明は、ウェブに貫通孔が形成された鉄骨梁を補強するために用いられる鉄骨梁補強金物及びその施工方法に関するものである。
従来の鉄骨梁補強金物としては、例えば、図１１に示すようなものがあった（特許文献１参照）。同図において、鉄骨梁２にはそのウェブ２ｂの高さ方向（図中上下方向）中央部に貫通孔３が形成されており、この貫通孔３の周囲の縁部を形成するウェブ２ｂには、中心孔１ａを有する梁補強金具１の周縁部が、ボルト５、ナット７、座金１０を介して取り付けられている。
この従来の梁補強金具１は、その中心孔１ａを通って、建物の空調設備や給排水設備等の配管やダクト（図示せず）等を通すことができるようになっている。そして、鉄骨梁２の貫通孔３が形成されたウェブ２ｂに梁補強金具１が取り付けられていることで、貫通孔３が明けられたことにより低下した鉄骨梁２の強度を補強するようになっている。
特開２００３−２３２０７７号公報
しかしながら、上記従来の鉄骨梁補強金物にあっては、ウェブ２ｂと梁補強金具１が互いに接触する１箇所の接合面（１面）でしか接合されていないため、ボルト接合部分の接合力が弱く、梁補強金具１による抵抗力を鉄骨梁２に効果的に伝達できないので、梁補強金具１により鉄骨梁２を十分補強することができなかった。
また、図１２に示すように、ボルト５の軸部５ａが通る梁補強金具１のボルト挿通孔１ｂの周面、同じくその軸部５ａが通るウェブ２ｂのボルト挿通孔２ｃの周面のそれぞれと、その軸部５ａの周面との間に、通常設定される大き目のクリアランスＧがある。
このため、地震等の荷重による応力が鉄骨梁２に加わったとき、図１３に示すように、ボルト５の軸部５ａの周面が、梁補強金具１及びウェブ２ｂのボルト挿通孔１ｂ，２ｃの互いに対向する周面両方に接触するまでの間、梁補強金具１とウェブ２ｂのそれぞれの接触面間に滑りが生じ、その滑り動作中は滑り摩擦力しか働かないので、上記応力に対する抵抗力がほとんど発揮できなかった。
そして、図１３に示すように、上記互いに対向するボルト挿通孔１ｂ，２ｃの周面が共にボルト５の軸部５ａの周面の互いに反対側に接触して、梁補強金具１とウェブ２ｂのそれぞれの接触面間の滑り動作が終了したときから、梁補強金具１とウェブ２ｂが互に反対方向Ａ，Ｂに向かって、それまでに引き続き相対移動しようとすることにより、ボルト５の軸部５ａに対してその長さ方向と直角方向に働く剪断力Ｆが、地震等の荷重による応力に対する抵抗力となって働くようになる。
このため、上記応力が鉄骨梁２に加わった時点からこの応力に対する抵抗力が発生するまでの間、すなわち梁補強金具１とウェブ２ｂ間の滑り動作が行われている間は、応力に対する抵抗力が微小になるので、応力による鉄骨梁２の変形を防止することができない。このため、上記応力が鉄骨梁２に加わった時点からこの応力に対する抵抗力が発生するまでの間は、鉄骨梁２の変形が進むことにより、鉄骨梁２と柱を組み立てた構造骨組（図示せず）の変形も進み、ひいてはその構造骨組全体の破壊を招くおそれがあるという問題があった。
また、上記従来の鉄骨梁補強金物にあっては、ボルト５が梁補強金具１の円周方向に一列に並んで配置されているだけであるため、鉄骨梁２のウェブ２ｂにボルトの挿通孔が互に近接して多数形成されるとウェブ２ｂの強度が低下するので、梁補強金具１とウェブ２ｂとの間の接触面に複数のボルト５を高い密度で配置することができない。
このため、鉄骨梁２に地震等の荷重による応力が加わってその鉄骨梁２が変形したとき、梁補強金具１とウェブ２ｂの接触面においてボルト接合部から離れた位置にあっては、梁補強金具１とウェブ２ｂが互いに離間してしまうため、前記接触面が全体にわたって均一に一体化するように梁補強金具１とウェブ２ｂを連結することができないので、梁補強金具１による鉄骨梁２の補強効果が十分に得られないという問題があった。
したがって、上記応力が鉄骨梁２に加わったときにこの応力に対する抵抗力を十分に働かせることができないため、その応力により鉄骨梁２の変形が進むのを防止することができないので、鉄骨梁２と柱を組み立てた構造骨組の変形も進み、ひいてはその構造骨組全体の破壊を招くおそれがあるという問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、地震等の荷重による応力が鉄骨梁に加わった当初から直ちに応力に対する抵抗力を発生させることができるような鉄骨梁補強金物及びその施工方法を提供することを課題とするものである。
また本発明は、上記問題点に鑑みて、補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、補強金物とウェブの接触面が全体にわたって均一に一体化するように補強金物とウェブを連結することができる鉄骨梁補強金物及びその施工方法を提供することを課題とするものである。
上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にしたことを特徴とするものである。
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にしたことを特徴とするものである。
また、上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことを特徴とするものである。
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことを特徴とするものである。
また、上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にすると共に、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことを特徴とするものである。
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にすると共に、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことを特徴とするものである。
また本発明の鉄骨梁補強金物は、前記一対の補強金物の少なくとも一方における前記中心孔の近傍に、この中心孔の軸方向一端側又は両端側に突出する突部を設けたことを特徴とするものである。
また上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にしたことを特徴とするものである。
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にしたことを特徴とするものである。
また上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことを特徴とするものである。
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことを特徴とするものである。
本発明の鉄骨梁補強金物によれば、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にしたことにより、
補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、地震等の荷重による応力が鉄骨梁に加わった当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にしたことにより、
補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、地震等の荷重による応力が鉄骨梁に加わった当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
また、本発明の鉄骨梁補強金物によれば、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことにより、
補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、補強金物とウェブの接触面が全体にわたって均一に一体化するように補強金物とウェブを連結することができる。
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことにより、
補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、補強金物とウェブの接触面が全体にわたって均一に一体化するように補強金物とウェブを連結することができる。
また、本発明の鉄骨梁補強金物によれば、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にすると共に、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことにより、
補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、
地震等の荷重による応力が鉄骨梁に加わった当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができ、
且つ補強金物とウェブの接触面が全体にわたって均一に一体化するように補強金物とウェブを連結することができる。
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にすると共に、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことにより、
補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、
地震等の荷重による応力が鉄骨梁に加わった当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができ、
且つ補強金物とウェブの接触面が全体にわたって均一に一体化するように補強金物とウェブを連結することができる。
また、前記一対の補強金物の少なくとも一方における前記中心孔の近傍に、この中心孔の軸方向一端側又は両端側に突出する突部を設けたことにより、鉄骨鉄筋コンクリート構造等、鉄骨梁をコンクリートで包むようなコンクリート構造体の、コンクリート打設時に用いるボール紙等の厚紙等で形成された型枠パイプを、ウェブの面と直交する方向に伸びるように保持することが可能となる。
また、本発明の鉄骨梁補強金物の施工方法によれば、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にしたことにより、
補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、地震等の荷重による応力が鉄骨梁に加わった当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にしたことにより、
補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、地震等の荷重による応力が鉄骨梁に加わった当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
また、本発明の鉄骨梁補強金物の施工方法によれば、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことにより、
補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、補強金物とウェブの接触面が全体にわたって均一に一体化するように補強金物とウェブを連結することができる。
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことにより、
補強金物とウェブ間のボルト接合部分の接合力を強くできると共に、補強金物とウェブの接触面が全体にわたって均一に一体化するように補強金物とウェブを連結することができる。
以下、本発明による鉄骨梁補強金物及びその施工方法を実施するための最良の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１から図３は、本発明の第１の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物及びその施工方法について説明するために参照する図である。従来と同様の部分には同じ符号を用いて説明するものとする。
図１から図３は、本発明の第１の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物及びその施工方法について説明するために参照する図である。従来と同様の部分には同じ符号を用いて説明するものとする。
図１において、鉄骨梁２の図中上下一対のフランジ２ａ間の、ウェブ２ｂの高さ方向中央部には、図２に示すような丸い形状の貫通孔３が形成されている。この貫通孔３の周囲の縁部を形成するウェブ２ｂの表裏両面には、図１に示すように、貫通孔３を形成することにより低下した鉄骨梁２の強度を補強する、一対の板状の補強金物１１が固定されている。一対の補強金物１１は、ネジ締結手段に相当するボルト１５、ナット７、座金１０を介してウェブ２ｂに固定されている。
補強金物１１は、図２に示すように、中心孔１１ａを有する円環状に形成され、図１に示すように、その中心孔１１ａの径をウェブ２ｂの貫通孔３の径と一致させて配置させている。そして、図２に示すような、補強金物１１の円周方向に１列に並ぶ８本の、ボルト１５のネジ部１５ｂ（図３参照）とナット７とをネジ締結することにより、一対の補強金物１１をウェブ２ｂの表裏両面に固定することができる。
補強金物１１の体積は、ウェブ２ｂに形成された貫通孔３の内側かつその肉厚内の空間容量と同じ体積Ｖの、０．５〜２．５倍とすることが好ましい。これは、補強金物１１の体積が上記体積Ｖの０．５倍以下だと、鉄骨梁２を補強するための強度を発揮することが難しくなる反面、その体積Ｖの２．５倍以上だと貫通孔の無い無孔梁よりも強度が大きくなる過剰品質となり、重量も重くなって材料の無駄が生じるからである。
本実施の形態に係るボルト１５には、リーマーボルト（「ＪＩＳハンドブック ねじ」（財団法人 日本規格協会発行）の第４０頁の番号２５１７、及び、「機械工学用語辞典」（理工学社発行）の第５９２頁の上から第４行目ないし第８行目の記載参照）が用いられている。
図３に示すように、ボルト１５の軸部１５ａは、その先端部に形成されたネジ部１５ｂのネジ山の径よりも大きな径を有している。その軸部１５ａは、一対の補強金物１１に明けられたボルト挿通孔１１ｂと、鉄骨梁２のウェブ２ｂに明けられたボルト挿通孔２ｃに挿通されている。
上記ボルト挿通孔１１ｂ，２ｃを、機械工具のリーマーを用いてリーマー仕上加工を行うことにより、ボルト挿通孔１１ｂ，２ｃの周面とボルト１５の軸部１５ａの周面との間はほとんど隙間が無い（隙間がほぼ零の）状態にすることができ、ボルト挿通孔１１ｂ、２ｃへの軸部１５ａの挿通のために必要な最小限の隙間しか存在しない状態となっている。このため、補強金物１１とウェブ２ｂはそれぞれの接触面に沿って互に相対変位することができないようになっている。
このような本発明の第１の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物によれば、ウェブ２ｂの表裏両面に一対の補強金物１１が固定されているため、ウェブ２ｂと補強金物１１が互いに接触する２箇所の接合面（２面）で接合されているので、ボルト接合部分の接合力を強くすることができる。このため、補強金物１１の抵抗力を鉄骨梁２に効果的に伝達することができるので、補強金物１１により鉄骨梁２を十分補強することができる。
また、ウェブ２ｂの表裏両面に補強金物１１との摩擦面が２面あるため、それが１面の場合よりもその摩擦力を２倍にすることができると共に、ボルト１５の軸部１５ａに発生する剪断力をも２倍にすることができるので、地震等の荷重による応力に対する抵抗力も、１面の場合の２倍にすることができる。また、一対の補強金物１１によりウェブ２ｂを表裏両側から挟んで固定するので、上記応力によるウェブ２ｂの変形を抑えることができる。
また、この第１の実施の形態は、ボルト１５にリーマーボルトを用いて、補強金物１１とウェブ２ｂの挿通孔１１ｂ，２ｃの周面と、ボルト１５の軸部１５ａの周面との間の隙間をほぼ零にしたため、ボルト軸部１５ａの回りには、従来の図１２に示したボルト５の軸部５ａの回りに通常設定されるような大き目の隙間Ｇが無いので、上記応力が鉄骨梁２に加わったとき、補強金物１１とウェブ２ｂとの間の接触面に、ボルト軸部１５ａの回りの隙間分だけ滑りが生じるということはない。
したがって、地震等の荷重による応力が鉄骨梁２に加わった当初の段階から直ちに、この応力に対する抵抗力を発生させることができる。すなわち補強金物１１とウェブ２ｂが互いに反対方向に相対移動するような力が働くことによる反力として、ボルト１５の軸部１５ａに対してその長さ方向と直角方向に働く大きな剪断力（図１３の符号Ｆ参照）を発生させることができる。
このため、地震等の荷重による応力が鉄骨梁２に加わった当初の段階から直ちに、この応力に対する抵抗力を発生させることができるため、上記応力により鉄骨梁２が変形するのを防止することができると共に、鉄骨梁２と柱を組み立てた構造骨組全体の変形やその破壊をも防止することができる。
また、このような本発明の第１の実施の形態によれば、補強金物１１はその中心孔１１ａの径を鉄骨梁２の貫通孔３の径と一致させてウェブ２ｂに固定され、貫通孔３の径方向内側には他の構造部材は何も設けられないので、貫通孔３の大きさをできるだけ小さくすることができて、鉄骨梁２の強度の過度の低下を防止することができる。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物について説明するために参照する図である。
前記第１の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物１１においては、図２に示すように、ボルト１５が補強金物１１の円周方向に一列に並んで配置されているだけであったのに対し、この第２の実施の形態においては、ボルト１５は、図４(ｂ)に示すように、補強金物２１の半径方向の寸法内に設定される、補強金物２１と同心円状の２つのピッチ円Ｃ１，Ｃ２上に４つずつ配置されている。すなわち、ボルト１５が半径方向内外の２つの円周方向に２列並んで、それぞれ４本ずつ配置されている。
そして、外側の列（ピッチ円Ｃ１上）に配置された任意の１つのボルト１５は、その列の並ぶ方向（ピッチ円の円周方向）において、内側の列（ピッチ円Ｃ２上）に配置された２つのボルト１５の中間の位置に配置されている。すなわち外側と内側の各列に配置されたボルト１５のそれぞれは、その列の並ぶ方向において、互いの他の列に配置されたボルト１５のそれぞれと互い違いに配置されている点において異なるものである。
このような本発明の第２の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様に、ウェブ２ｂの表裏両面に一対の補強金物２１が固定されて、ウェブ２ｂと補強金物２１が互いに接触する２箇所の接合面で接合されているので、ボルト接合部分の接合力を強くすることができる。このため、補強金物２１の抵抗力を鉄骨梁２に効果的に伝達することができるので、補強金物２１により鉄骨梁２を十分補強することができる。
また、補強金物２１の円周方向に並んで配置された４つのボルト１５の列を同心円状に二列配置すると共に、一つの列を構成する４つのボルト１５のそれぞれが、その列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する４つのボルト１５のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことにより、補強金物２１とウェブ２ｂの接触面が全体にわたって均一に一体化するように、補強金物２１とウェブ２ｂを連結することができる。
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物について説明するために参照する図である。
この第３の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物３１においては、前記第２の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物２１と同様に、ボルト１５が半径方向内外の２つの円周方向に２列並んで、それぞれ４本ずつ円周方向において互い違いに配置されているが、その一対の補強金物３１のうちの一方の（図５（ａ）中右側の）鉄骨梁補強金物３１の半径内方に、中心孔３１ｂの軸方向外側に円筒状に突出する突部３１ｃが形成されている点において、前記第２の実施の形態と異なるものである。
このような本発明の第３の実施の形態によれば、前記第２の実施の形態と同様の効果を有する他に、補強金物３１の半径内側に、中心孔３１ｂの軸方向一端側に円筒状に突出する突部３１ｃを設けたことにより、図６，７に示すような、ＳＲＣ（鉄骨鉄筋コンクリート）構造等、鉄骨梁２をコンクリート７２で包み込むようなコンクリート構造体１００の、コンクリート打設時に用いるボール紙等の厚紙等で形成された型枠パイプ７３を、ウェブ２ｂの面と直交する方向に伸びるように保持することが可能となる。上記図６，７は、鉄骨梁２をコンクリート７２で包み込んだコンクリート構造体１００を示す図である。
このような型枠パイプ７３をコンクリート７２の打設時に用いることにより、コンクリート構造体１００の中に、鉄骨梁２の貫通孔３や、補強金物３１の中心孔３１ｂ等と連通する通路７５を形成して、型枠パイプ７３を除去したときに、建物の空調設備や給排水設備等の配管やダクト等をその通路７５に通すことができる。
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物について説明するために参照する図である。
この第４の実施の形態に係る補強金物４１においては、前記第１の実施の形態に係る補強金物１１と同様に、ウェブ２ｂの表裏両面に一対の補強金物４１が固定されていると共に、ボルト１５が補強金物４１の円周方向に一列に並んで配置されているが、その一対の補強金物４１の両方の半径内側に、中心孔４１ａの軸方向外側に、すなわち貫通孔３の軸方向両端側に円筒状に突出する２つの突部４１ｂが形成されている点において、前記第１の実施の形態に係る補強金物１１と異なるものである。
このような本発明の第４の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の効果を有する他に、前記第３の実施の形態と同様に、図９，１０に示すような、ＳＲＣ構造等、鉄骨梁２をコンクリート７２で包み込むようなコンクリート構造体１０５の、コンクリート打設時に用いる型枠パイプ７３を、ウェブ２ｂの面と直交する方向に伸びるように保持することが可能となる。この第４の実施の形態の場合は、上記コンクリートの型枠パイプ７３が前記第３の実施の形態の場合よりもさらに高い精度で、ウェブ２ｂの面と直交する方向に伸びるように保持することができる。上記図９，１０は、鉄骨梁２をコンクリート７２で包み込んだコンクリート構造体１０５を示す図である。
なお、前記実施の形態においては、金属により形成した補強金物を鉄骨梁２のウェブ２ｂに固定する場合について説明したが、一定以上の強度を有するものであれば、金属の補強金物の代りに、繊維補強プラスチックとか、繊維補強コンクリート等の、他のどのような材質の補強部材を用いてもよい。
また、前記実施の形態においては、貫通孔３や鉄骨梁補強金物１１等を円形状に形成した場合について説明したが、それらは円形状以外の、どのような形状に形成したものであってもよいことはいうまでもない。
また、前記実施の形態においては、ボルト１５としてリーマーボルトを用いたが、ボルト挿通孔１１ｂ，２ｃの周面とボルト軸部１５ａの周面との間の隙間をほぼ零にすることができるものであれば、リーマーボルト以外のどのようなものや方法を用いてもよい。
或は、ボルト挿通孔１１ｂ，２ｃの周面とボルト軸部１５ａの周面との間の隙間が、リーマーボルト以外の通常のボルトのように、通常のクリアランスＧ（図１２，１３参照）を有するような場合にも本発明は適用することができる。
或は、ボルト挿通孔１１ｂ，２ｃの周面とボルト軸部１５ａの周面との間の隙間が、リーマーボルト以外の通常のボルトのように、通常のクリアランスＧ（図１２，１３参照）を有するような場合にも本発明は適用することができる。
また、前記実施の形態においてはボルト１５が２つのピッチ円上に（２列に）並べられた場合について説明したが、ボルト１５が３つ以上のピッチ円上に（３列以上に）並べられた場合にあっても本発明は適用することができる。
１ 梁補強金具
１ｂ ボルト挿通孔
２ 鉄骨梁
２ａ フランジ
２ｂ ウェブ
２ｃ ボルト挿通孔
３ 貫通孔
５ ボルト
７ ナット
１０ 座金
１１ 補強金物
１１ａ 中心孔
１１ｂ ボルト挿通孔
１５ ボルト
１５ａ 軸部
１５ｂ ネジ部
２１ 補強金物
３１ 補強金物
３１ｂ 中心孔
４１ 補強金物
４１ａ 中心孔
４１ｂ 突部
７２ コンクリート
７３ 型枠パイプ
７５ 通路
１００、１０５ コンクリート構造体
１ｂ ボルト挿通孔
２ 鉄骨梁
２ａ フランジ
２ｂ ウェブ
２ｃ ボルト挿通孔
３ 貫通孔
５ ボルト
７ ナット
１０ 座金
１１ 補強金物
１１ａ 中心孔
１１ｂ ボルト挿通孔
１５ ボルト
１５ａ 軸部
１５ｂ ネジ部
２１ 補強金物
３１ 補強金物
３１ｂ 中心孔
４１ 補強金物
４１ａ 中心孔
４１ｂ 突部
７２ コンクリート
７３ 型枠パイプ
７５ 通路
１００、１０５ コンクリート構造体
Claims (6)
- 鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にしたことを特徴とする鉄骨梁補強金物。 - 鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことを特徴とする鉄骨梁補強金物。 - 鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にすると共に、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことを特徴とする鉄骨梁補強金物。 - 前記一対の補強金物の少なくとも一方における前記中心孔の近傍に、この中心孔の軸方向一端側又は両端側に突出する突部を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の鉄骨梁補強金物。
- 鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔の周面と前記軸部の周面との間の隙間をほぼ零にしたことを特徴とする鉄骨梁補強金物の施工方法。 - 鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記貫通孔の縁部の周囲に、かつ、前記ウェブを挟むように表裏両面に一対の補強金物が取り付けられると共に、
前記補強金物に、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物とを同軸上に貫通して前記ウェブと前記補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記補強金物の周方向に並んで配置された複数の前記ネジ締結手段の列を同心状に二列以上配置すると共に、一つの列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれが、前記列の並ぶ方向において、隣り合う他の列を構成する複数のネジ締結手段のそれぞれに対して互い違いに並んで配置されたことを特徴とする鉄骨梁補強金物の施工方法。
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