JP2007132011A - Reinforcing method for existing steel structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既存鋼製構造物の補強方法に関し、より詳しくは、既存鋼製構造物を構成している既存鋼材に補強鋼材を取付けて当該既存鋼製構造物を補強する方法に関する。 The present invention relates to a method for reinforcing an existing steel structure, and more particularly, to a method for reinforcing a conventional steel structure by attaching a reinforcing steel material to an existing steel material constituting the existing steel structure.
既存鋼製構造物に補強を施すことを要する場合としては、例えば、経年変化により強度が低下した既存鋼製構造物に補強を施す場合、それに、耐震性能が不十分な既存鋼製構造物に耐震補強を施す場合などがある。また、ここでいう鋼製構造物とは、例えば、鉄骨造建物の骨組や、鉄塔、鉄柱、それに様々な構造物を支持するための鋼製支持構造体などをはじめとする、鋼材を用いて構成された様々な構造物である。既存鋼製構造物を構成している既存鋼材に補強鋼材を取付けてその既存鋼製構造物を補強する補強方法は、一般的に広く採用されており、既存鋼材に補強鋼材を取付ける手段としては、溶接、ボルト及びナットによる締結、それに鋲による固定などの様々な手段が用いられている。 When it is necessary to reinforce an existing steel structure, for example, when reinforcing an existing steel structure whose strength has decreased due to secular change, an existing steel structure with insufficient seismic performance There are cases where seismic reinforcement is applied. In addition, the steel structure referred to here is a steel structure including, for example, a framework of a steel structure building, a steel tower, a steel pillar, and a steel support structure for supporting various structures. There are various structures constructed. Reinforcement methods to reinforce existing steel structures by attaching reinforcing steel materials to existing steel structures that make up existing steel structures are generally widely adopted, and as a means to attach reinforcing steel materials to existing steel materials Various means such as welding, fastening with bolts and nuts, and fixing with scissors are used.
それら取付手段のうち、溶接法は広く用いられている手段であるが、溶接作業は火気を伴うため、溶接養生が必要とされ、また特に、補強を施そうとする既存鋼製構造物が、火気を嫌う内装材を用いて内装が施された鉄骨造建物の骨組である場合などには、火気の使用に大きな制約が課される。加えて、大重量の溶接機を現場に搬出入する面倒もあり、また何よりも、溶接後の残留応力が問題となることが多々ある。溶接法によって既存鋼製構造物の既存鋼材に補強鋼材を取付けると、熱膨張及び冷却の過程で、既存鋼材と補強鋼材との双方に残留応力が発生し、この残留応力は多くの場合、既存鋼製構造物全体の耐震性を下げる方向に作用する。しかも、溶接後に残留応力が発生しないようにすることは、通常、極めて困難である。 Among these attachment means, the welding method is a widely used means, but since the welding work involves fire, welding curing is required, and in particular, existing steel structures to be reinforced are In the case of a framework of a steel building that is decorated with interior materials that dislike fire, there are significant restrictions on the use of fire. In addition, there is also the trouble of carrying in and out of heavy welding machines, and above all, residual stress after welding is often a problem. When a reinforcing steel is attached to an existing steel structure of an existing steel structure by the welding method, residual stress is generated in both the existing steel and the reinforcing steel during the process of thermal expansion and cooling. Acts in the direction of lowering the earthquake resistance of the entire steel structure. Moreover, it is usually very difficult to prevent residual stress from being generated after welding.
ボルト及びナットにより締結する方法を用いる場合には、既存鋼材と補強鋼材との双方に、予めボルト穴を形成しておく必要がある。そして、既存鋼材側のボルト穴間のピッチとそれに対応した補強鋼材側のボルト穴間のピッチとが一致していなければならないが、それらが一致するように、十分に高い位置精度でボルト穴を形成するには、それなりの手間及びコストを要し、特に、既存鋼材と補強鋼材とを互いに固定する箇所が多数に及ぶ場合などには、作業速度及び施工コストの点で大きな不利を生じる。 When using the method of fastening with bolts and nuts, it is necessary to form bolt holes in advance in both the existing steel material and the reinforcing steel material. The pitch between the bolt holes on the existing steel material side and the corresponding pitch between the bolt holes on the reinforced steel side must match, but the bolt holes should be positioned with sufficiently high positional accuracy so that they match. Forming requires considerable labor and cost. In particular, when there are many places where the existing steel material and the reinforcing steel material are fixed to each other, there is a great disadvantage in terms of working speed and construction cost.
既存鋼材と補強鋼材との双方に鋲穴（リベット穴）を形成し、そこに挿通した鋲（リベット）の先端をかしめて固定する方法では、ボルト及びナットにより締結する方法と同様の不利を生じることになる。ただし、鋲によって固定するにしても、これとは別の方法があり、それは、あたかも木材に釘を打込むときのように、鋲穴を形成していない鋼材に、先端が鋭く尖った打込み鋲を鋲打機を用いて直接打込む打鋲法である。この打鋲法を施工するための鋲打機として、簡便に使用することのできる、手持式の鋲打機が市販されており、その種の鋲打機は例えば特開平１１−２４５１７６号公報などにも記載されている。また、特開２００５−１６２４３号公報には、その種の打込み鋲を用いて、厚さが１．６ｍｍを超えるＡＬＣパネル取付用下地鋼材を鉄骨躯体の柱または梁に固定する取付構造が記載されている。同公報のＡＬＣパネル取付用下地鋼材の取付構造は、ＡＬＣパネル取付用下地鋼材と、鉄骨躯体の柱または梁とのいずれにも、下穴を形成するなどの加工を一切施すことなく、軸部に金属製や硬質の樹脂製の円盤状ストッパー部材を有する発射打込み鋲により、ＡＬＣパネル取付用下地鋼材を隙間なく固定するようにしたものである。 The method of forming a rivet hole (rivet hole) in both the existing steel material and the reinforcing steel material and caulking and fixing the tip of the rivet (rivet) inserted therethrough has the same disadvantage as the method of fastening with bolts and nuts. It will be. However, there is another method for fixing with a scissors, such as a hammer that has a sharp point on a steel material that does not have a spear hole as if a nail is driven into the wood. Is a direct driving method using a hammer. As a nailing machine for constructing this nailing method, a hand-held nailing machine that can be used easily is commercially available, and such a nailing machine is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-245176. It is also described in. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-16243 describes a mounting structure for fixing an ALC panel mounting base steel material having a thickness exceeding 1.6 mm to a column or beam of a steel frame using such a driving rod. ing. The mounting structure of the ALC panel mounting base steel material of the same publication is the shaft part without any processing such as forming a pilot hole in either the ALC panel mounting base steel material and the column or beam of the steel frame. The base steel material for mounting the ALC panel is fixed without a gap by a launching rod having a disk-like stopper member made of metal or hard resin.
特開２００５−１６２４３号公報に記載されている取付構造は、ＡＬＣパネル取付用下地鋼材を取付けるための構造であるため、ＡＬＣパネル取付用下地鋼材のように、板厚が比較的小さく、加わる荷重もさほど大きくない板状の鋼材を取付けるには十分であるが、例えば建物の耐震補強のための補強鋼材などのように、ＡＬＣパネル取付用下地鋼材と比べて板厚が大きく、加わる荷重も大きな鋼材を取付けるのには不適当である。従って本発明の目的は、板厚が大きく、加わる荷重も大きな補強鋼材を用いる場合にも好適に対応することができ、且つ、上述した従来の補強方法に付随する問題を克服した、既存鋼製構造物を構成している既存鋼材に補強鋼材を取付けて当該既存鋼製構造物を補強する方法を提供することにある。 Since the mounting structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-16243 is a structure for mounting the ALC panel mounting base steel, the plate thickness is relatively small and the applied load is similar to the ALC panel mounting base steel. Although it is enough to attach a plate-shaped steel material that is not so large, the plate thickness is larger than the base steel material for ALC panel mounting, such as a reinforcing steel material for seismic reinforcement of buildings, and the applied load is also large It is not suitable for mounting steel materials. Therefore, the object of the present invention is to make it possible to suitably cope with the case of using a reinforcing steel material having a large plate thickness and a large applied load, and overcoming the problems associated with the above-described conventional reinforcing method. An object of the present invention is to provide a method for reinforcing an existing steel structure by attaching a reinforcing steel material to an existing steel material constituting the structure.
かかる目的を達成するため、本発明に係る既存鋼製構造物の補強方法は、既存鋼製構造物を構成している既存鋼材に補強鋼材を取付けて当該既存鋼製構造物を補強する方法において、打込み鋲の軸部の長さより小さい板厚を有する帯鋼または形鋼から成り、既存鋼材の表面に当接させる当接面を有し、打込み鋲の軸部を挿通するための貫通穴である下穴が前記当接面に開口しており、前記下穴の前記当接面側の開口部に座繰り部が形成されている補強鋼材を製作するステップと、前記補強鋼材の前記当接面を前記既存鋼材の表面に当接させて、前記補強鋼材を前記既存鋼材に仮止めするステップと、前記下穴を通して前記既存鋼材に打込み鋲を打込むことにより前記補強鋼材を前記既存鋼材に固定するステップとを含み、前記既存鋼材の前記打込み鋲が打込まれた箇所に形成される前記既存鋼材の表面膨出部が前記補強鋼材の前記座繰り部に収まるようにしたことを特徴とする。 In order to achieve such an object, a method for reinforcing an existing steel structure according to the present invention is a method of reinforcing a steel structure by attaching a reinforcing steel material to an existing steel material constituting the existing steel structure. A through hole for inserting the shaft portion of the driving rod, which is made of a steel strip or a shape steel having a plate thickness smaller than the length of the shaft portion of the driving rod, has an abutting surface to be brought into contact with the surface of the existing steel material A step of producing a reinforcing steel material in which a prepared hole is opened in the contact surface, and a countersink portion is formed in an opening portion of the prepared hole on the contact surface side; and the contact of the reinforcing steel material A step of bringing a surface into contact with the surface of the existing steel material, temporarily fixing the reinforcing steel material to the existing steel material, and driving the reinforcing steel material into the existing steel material by driving a hammer into the existing steel material through the pilot hole Fixing the existing steel material Wherein the surface bulging portion of the existing steel write studs are formed on the implanted portion is fit on the spot facing portion of the reinforcing steel.
本発明に係る既存鋼製構造物の補強方法によれば、補強鋼材の下穴を通して既存鋼材に打込む打込み鋲によって、補強鋼材を既存鋼材にしっかりと密接させて固定することができる。また、溶接法、ボルト及びナットによる締結法、それに、鋲孔に挿通した鋲の先端をかしめる方法などに付随する上述した不都合がなく、しかも、板厚が大きく、加わる荷重も大きな補強鋼材を用いる場合にも好適に対応することができる。 According to the method for reinforcing an existing steel structure according to the present invention, the reinforcing steel material can be fixed in close contact with the existing steel material by a driving rod that is driven into the existing steel material through the prepared hole of the reinforcing steel material. Further, there is no above-mentioned inconvenience associated with the welding method, the fastening method with bolts and nuts, and the method of caulking the tip of the rod inserted into the hole, and a reinforcing steel material having a large plate thickness and a large load is used. It can respond suitably also when using.
以下に添付図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施の形態について詳細に説明して行く。図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明に係る既存鋼製構造物の補強方法を用いて補強を施した鋼製構造物の具体例を示した図であり、夫々、鋼材を組合せて構成した鉄柱の側面図及び断面平面図である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. (A) and (B) of Drawing 1 are figures showing the example of the steel structure reinforced using the reinforcement method of the existing steel structure concerning the present invention, respectively, combining steel materials, respectively It is the side view and cross-sectional top view of the iron pillar comprised.
図１に示した鉄柱１０は、鉄骨造建物の柱であり、鋼材を組合せて構成されている。鉄柱１０の下端には鋼板製のベースプレート１２が溶接されており、鉄柱１０の上端には柱梁接合部１６を介して、同様に鋼材を組合せて構成された大梁１５が連結されている。鉄柱１０は、等辺山形鋼から成る４本の主鋼材１８を並列にして鉛直に延在させ、帯鋼から成る連結斜材１７を介してそれら主鋼材１８を相互に連結することで、全体としてトラス構造となるように構成したものである。図１（Ｂ）から明らかなように、それら４本の主鋼材１８は２本ずつが対とされており、各対の主鋼材１８に対して、１本ずつの、帯鋼から成る補強鋼材２０が取付けられている。従って、鉄柱１０は、合計２本の補強鋼材２０を取付けることで補強がなされている。それら補強鋼材２０は、鉄柱１０を備えた鉄骨造建物が竣工した時点では主鋼材１８に取付けられておらず、築後時間を経て既存鉄骨構造物となったその鉄骨造建物を補強するために、本発明の補強方法に従って、既存鋼材である主鋼材１８に取付けられたものである。
The
図１（Ａ）からも明らかなように、主鋼材１８は長尺鋼材であり、一方、補強鋼材２０は、この主鋼材１８の長手方向に沿わせてこの主鋼材１８に取付けるようにした長尺鋼材である。このように、長尺の既存鋼材に長尺の補強鋼材を取付ける場合には、先に述べた従来の方法を用いると、特に問題が生じやすいのであるが、本発明の方法を用いることによって、非常に好適な結果が得られる。
As is clear from FIG. 1A, the
長尺鋼材である補強鋼材２０には、その長手方向に複数の下穴２２（図２参照）が列設されている。そして、それら下穴２２を通して主鋼材１８に打込み鋲２４を打込むことによって、補強鋼材２０を主鋼材１８に固定するようにしており、それについて以下に説明する。
A plurality of pilot holes 22 (see FIG. 2) are arranged in the longitudinal direction of the reinforcing
図２に示したように、打込み鋲２４は、軸部２４ａと頭部２４ｂとを有し、先端が鋭く尖った鋲であり、エア式打鋲機、ガス式打鋲機、或いは火薬式打鋲機などを用いて打込むことによって、下穴を空けていない鋼材にも、あたかも木材に釘を打込むように打込むことができる鋲である。本発明においては、下穴２２は補強鋼材２０にのみ形成しておき、既存鋼材である主鋼材１８には下穴を形成せず、適当な打鋲機を用いて打込み鋲２４を主鋼材１８に打込むようにしている。
As shown in FIG. 2, the
より詳しくは、補強鋼材２０は、打込み鋲２４の軸部の長さより小さい板厚ｔを有する帯鋼または形鋼から成り、主鋼材１８の表面１８ａに当接させる当接面２０ａを有する。打込み鋲２４の軸部２４ａを挿通するための貫通穴である下穴２２は、この当接面２０ａに開口しており、この下穴２２の当接面２０ａ側の開口部に、座繰り部２８が形成されている。
More specifically, the reinforcing
主鋼材１８へ打込まれる打込み鋲２４は、主鋼材１８の母材を押し除けて主鋼材１８へ貫入する。そのため、主鋼材１８の打込み鋲２４が打込まれた箇所には、打込み鋲２４の先端が貫入して行く側と突き抜けて出る側との両方に、表面膨出部１８ｂが形成される。もし仮に、補強鋼材２０の下穴２２に座繰り部２８が形成されていなかったならば、打込み鋲２４が貫入して行く側に形成される表面膨出部１４ｂのために、補強鋼材２０の当接面２０ａが主鋼材１８の表面１８ａから浮き上がってしまい、その結果、補強鋼材２０と主鋼材１８とが密接しないことによって、補強効果が損なわれることになる。本発明において、補強鋼材２０の下穴２２に形成した座繰り部２８は、主鋼材１８の打込み鋲２４が打込まれた箇所に形成される主鋼材１８の表面膨出部１８ｂがこの座繰り部２８に収まるようにすることで、補強鋼材２０と主鋼材１８とを確実に密接させるためのものである。これによって、意図した補強効果を確実に実現することができる。
The
鉄柱１０の主鋼材１８に取付けられた補強鋼材２０は、図１（Ａ）に示したように、ベースプレート１２から柱梁接合部１６の下端までに亘って延在している。柱梁接合部１６の内部には、別の補強鋼材２０’が取付けられている。従って、鉄柱１０の主鋼材１８に取付けられた補強鋼材２０は、ベースプレート１２から柱梁接合部１６までの長さを有するものである。ただし、補強鋼材２０は、工場においてこの長さの１本ものの部材として製作するのではなく、製作及び運搬に適した適当な長さの補強鋼材セグメントを工場で大量生産し、現場において複数の補強鋼材セグメントを接合して補強鋼材２０を構成することにより、全体としての施工コストを低減することができる。そのため図示した実施の形態では、現場において端部どうしを互いに突き合わせて接合することにより補強鋼材２０を構成するための適当な長さの複数の補強鋼材セグメント３２を、工場で製作するようにしている。また、ここでいう適当な長さとは、補強鋼材セグメント３２の製作及び運搬に適した長さであり、例えば、５０ｃｍ、１ｍ、或いは２ｍなどの長さである。
The reinforcing
工場において補強鋼材セグメント３２を製作するには、補強鋼材２０の材料として使用する帯鋼または形鋼を適当な長さに切断したブランクに、複数の下穴２２を長手方向に列設して形成し、更に、それら下穴２２の各々に、図２に示したような座繰り部２８を形成する。また更に、もし現場において補強鋼材セグメント３２の突き合わせた端部どうしを接合する方法として溶接法を用いるのであれば、そのブランクの両端に突き合わせ溶接のための開先を形成することで、補強鋼材セグメント３２が完成する。一方、突き合わせた端部どうしを接合する方法として、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に平面図及び側面図で示したように、当て金を３４を使用してボルト３６により接合するのであれば、そのブランクの両端にネジ穴３８を形成することで、補強鋼材セグメント３２が完成する。
In order to manufacture the reinforcing
補強鋼材セグメント３２を現場へ搬入したならば、複数の補強鋼材セグメント３２を、それらの端部どうしを突き合わせた状態で主鋼材１８に仮止めし、この仮止めは例えばクランプなどを用いて行えばよい。そして、仮止めされた複数の補強鋼材セグメント３２の端部どうしを接合することにより、補強鋼材２０を構成する。その際の手順は、以下に説明する具体例のように、主鋼材１８上において、複数の補強鋼材セグメント３２を、それらの端部どうしを突き合わせて接合して順次継ぎ足すことにより、補強鋼材２０を構成する手順とすることが特に好ましい。また、こうして構成された補強鋼材２０は、その一部を主鋼材１８に溶接して固定するようにし、通常は一端または両端のみを溶接により主鋼材１８に固定するが、必要に応じて更に中間部分も主鋼材１８に固定することもある。
If the reinforcing
かかる手順の具体例について説明すると、先ず、最初の補強鋼材セグメント３２を、その上端が柱梁接合部の下端に当接するようにして主鋼材１８にクランプで仮止めし、その上端を柱梁接合部の下端に溶接する。その溶接箇所を図１（Ａ）にＷ１で示した。次に、２番目の補強鋼材接面と３２を、その上端と、最初の補強鋼材セグメント３２の下端とを突き合わせるようにして、主鋼材１８に仮止めし、突き合わせた端部どうしを溶接ないしボルト接合により接合する。図１（Ａ）に示した具体例では、溶接により接合しており、その溶接箇所をＷ２で示した。以下、同様にして順次下方へ補強鋼材セグメント３２を接合して行くことで、補強鋼材２０を構成し、補強鋼材２０の下端に位置することになる最後の補強鋼材セグメント３２は、その寸法を現物合わせするために現場で切断した上で接合し、その最後の補強鋼材セグメント３２の下端をベースプレート１２に溶接する。その溶接箇所を図１（Ａ）にＷ３で示した。以上の手順を採用することによって、主鋼材１８と補強鋼材２０との両方に殆ど残留応力を残すことなく、補強鋼材２０の上端及び下端を主鋼材１８に溶接して固定することができ、更に、主鋼材１８と補強鋼材２０とが寸法誤差のために密接不良を生じるという事態も完璧に回避することができる。
A specific example of such a procedure will be described. First, the first reinforcing
いうまでもないことであるが、図示例の補強方法は、図１の鉄柱１０と同様に鋼材を組合せて構成した梁に対しても適用可能であり、そうした場合、その梁の下側に取付ける補強鋼材は、両端を梁の主鋼材に溶接するだけでなく、中間部分の所々でも主鋼材に溶接することが必要になることがあり得る。ただしその場合でも、中間部分での溶接箇所は必要最小限にとどめることが、残留応力の悪影響を回避する上で好ましい。
Needless to say, the reinforcing method of the illustrated example can also be applied to a beam configured by combining steel materials in the same manner as the
以上のようにして、その一部を（上に説明した具体例では、その上端及び下端のみを）溶接により主鋼材１８に固定した補強鋼材２０が完成したならば、続いて、その補強鋼材２０に列設されている複数の下穴２２を通して、既存鋼材である主鋼材１８に複数の打込み鋲２４を打込むことにより、補強鋼材２０を主鋼材１８に固定する。そして、既述の如く、その際に、主鋼材１８の打込み鋲２４が打込まれた箇所に形成される主鋼材１８の表面膨出部１８ｂ（図２参照）が、補強鋼材２０の下穴２２の座繰り部２８に収まることにより、補強鋼材２０が主鋼材１８に密接した状態で固定される。また、別具体例として、溶接により補強鋼材セグメント３２を１本継ぎ足すごとに、その継ぎ足した補強鋼材セグメント３２を、打込み鋲２４で主鋼材１８に固定するようにしてもよい。この場合は、最初に補強鋼材２０の一方の端部を構成する補強鋼材セグメント３２の一端を溶接したならば打込み鋲２４の打ち込みを行い、その後、補強鋼材セグメント３２を継ぎ足すごとに打込み鋲２４の打ち込みを行い、そして最終的に、補強鋼材２０の他端を溶接するという手順になる。また、当然のことながら、複数本の補強鋼材セグメント３２を主鋼材１８に取付けて行く際には、最初に一番下の補強鋼材セグメント３２の下端をベースプレート１２に溶接し、鉄柱１０の下端側から上方へ向かって順次、補強鋼材セグメント３２を継ぎ足して行くようにしてもよい。いずれの手順を採用するにしても、本発明によれば、補強鋼材２０及び打込み鋲２４に残留応力が入ることを好適に回避することが可能である。
As described above, when the reinforcing
次に、図４〜図１３を参照して、以上に説明した本発明の実施の形態の幾つかの変形例について説明する。尚、それら変形例を説明するに際して、以上に説明した実施の形態と同一の部分については説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。また、それら変形例はいずれも、図１に示した具体例の鉄柱１０に補強を施す場合のものであり、従って、図４〜図７、図８（Ｂ）、及び図９〜図１３は、図１（Ｂ）と同様の鉄柱１０の断面平面図であり、図８（Ａ）は、図１（Ａ）と同様の鉄柱１０の側面図である。
Next, some modified examples of the embodiment of the present invention described above will be described with reference to FIGS. In describing these modified examples, description of the same parts as those of the above-described embodiment will be omitted, and only different parts will be described. In addition, all of these modifications are cases in which the
図４に示した第１の変形例は、図１の具体例で使用している帯鋼から成る補強鋼材２０に替えて、溝形鋼から成る補強鋼材４０を使用するようにしたものである。その溝形鋼としては、市販の形鋼を使用してもよく、鋼板を溶接して組立てたものを使用してもよい。
The first modification shown in FIG. 4 uses a reinforcing
図５に示した第２の変形例は、図４に示した変形例に更なる変更を加えて、鉄柱１０を補強している溝形鋼から成る２本の補強鋼材４０を連結鋼材４２を介して相互に連結し、それら２本の補強鋼材４０と連結鋼材４２とで、鉄柱１０の周囲を囲繞したものである。連結鋼材４２は、それ自体が鉄柱１０のウェブ補強材として機能する。また、連結鋼材４２は打込み鋲４４によって補強鋼材４０に固定されており、そのため補強鋼材４０には、図２に示した打込み鋲２４のための下穴２２及び座繰り部２８と同様の下穴及び座繰り部を形成してある。
The second modification shown in FIG. 5 is obtained by adding two modifications to the modification shown in FIG. 4 and connecting two reinforcing
図６に示した第３の変形例は、図５の変形例と同様のものであるが、連結鋼材４２を補強鋼材４０に固定するのに、打込み鋲４４とボルト４６とを併用している点が異なる。連結鋼材４２の内側に手を入れにくい場合には、ボルト４６として、外側から施工可能なワンサイドボルトを使用するとよい。
The third modified example shown in FIG. 6 is the same as the modified example of FIG. 5, but the driving
図７に示した第４の変形例は、図１の具体例で使用している帯鋼から成る補強鋼材２０に替えて、断面Ｌ字形の形鋼から成る補強鋼材５０を使用するようにしたものである。鉄柱１０に取付けられる２本の補強鋼材５０には、相互に重ね合わせるための重ね代が設けられており、この重ね代において、それら２本の補強鋼材５０を打込み鋲５２によって相互に連結することで、それら２本の補強鋼材５０で鉄柱１０の周囲を囲繞している。打込み鋲５２によって固定するために、内外に重ね合わされた重ね代のうち、外側に位置する重ね代には、図２に示した打込み鋲２４のための下穴２２及び座繰り部２８と同様の下穴及び座繰り部を形成してある。尚、打込み鋲５２に替えて、補強鋼材５０どうしをボルトで連結するようにしてもよい。また、図７に示した変形例では更に、ウェブ補強材５４が同じく打込み鋲５２によって取付けられており、このウェブ補強材５４にも下穴及び座繰り部を形成してある。
The fourth modification shown in FIG. 7 uses a reinforcing
図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示したのは第５の変形例であり、この変形例が図１の具体例と異なる点は、打込み鋲２４を打込むことで主鋼材１８に固定された補強鋼材２０を、拘束手段を用いて固定位置に拘束し、それによって、補強鋼材２０を固定している打込み鋲２４の緩みを防止するようにしたことにある。鉄柱１０を備えた構成構造物が、地震や強風による大荷重を長年に亘って反復して受けていると、補強鋼材２０を固定している打込み鋲２４が次第に抜け出して、補強の効果がなくなる恐れがある。そのため図８の変形例では、拘束手段によって補強鋼材２０を固定位置に拘束することで、打込み鋲２４の緩みを防止するようにしたものである。この図８の変形例において、拘束手段は、複数の鋼板製の外れ留め板６０と、それら外れ留め板６０を固定するためのボルト６２及びナット６４とを含むものである。
FIGS. 8A and 8B show a fifth modified example, and this modified example is different from the specific example of FIG. 1 in that it is fixed to the
図９に示した第６の変形例は、図４に示した変形例に更に、図８の変形例の拘束手段と同様の機能を有する拘束手段を付加したものである。図９の変形例の拘束手段は、補強鋼材４０に形成したボルト穴に挿通したボルト６６と、ボルト６６に螺合するナット６８とを含むものである。
The sixth modification shown in FIG. 9 is obtained by adding a restraining means having the same function as the restraining means of the modification shown in FIG. 8 to the modification shown in FIG. 9 includes a
図１０に示した第７の変形例は、図１に示した変形例に、図８及び図９の夫々の変形例の拘束手段と同様の機能を有する拘束手段を付加したものである。ただし、この図１０の変形例の拘束手段は、その構成が、図８や図９の変形例の拘束手段の構成とは大きく異なっており、鋼製のベルト７０と、ベルト７０を結束するためのベルト留め金具７２とを含むものである。
The seventh modification shown in FIG. 10 is obtained by adding a restraining means having the same function as the restraining means of the modifications shown in FIGS. 8 and 9 to the modification shown in FIG. However, the constraining means of the modified example of FIG. 10 is greatly different from the constraining means of the modified examples of FIG. 8 and FIG. 9 in order to bind the
図１１、図１２、及び図１３に示した第８〜第１０の変形例は、いずれも、図１０の変形例の拘束手段と同じく、鋼製のベルト７０とベルト留め具７２とを含む拘束手段を備えたものである。図１１の変形例は、図１の具体例に、かかる拘束手段を付加したものであり、また、図１２及び図１３の変形例は、夫々、図５及び図７の変形例に、かかる拘束手段を付加したものである。
Each of the eighth to tenth modification examples shown in FIGS. 11, 12, and 13 includes a
本発明に係る補強方法を適用可能な鋼製構造物は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示したものに限られず、その他の様々な鋼製構造物に対しても、本発明に係る補強方法を好適に適用することができる。図１４〜図１８は、図１〜図１３に示した鉄柱１０とは構造の異なる鉄柱１０’に、本発明に係る既存鋼製構造物の補強方法を用いて様々に補強を施した場合を示したものである。鉄柱１０’は、いわゆるボックス柱であって、等辺山形鋼から成る４本の主鋼材１８を並列にして鉛直に延在させ、図１の具体例のものと同様の帯鋼から成る連結斜材１７を介してそれら主鋼材１８を相互に連結することで、全体としてトラス構造となるように構成したものであり、それら４本の主鋼材１８は、その各々が、断面矩形の鉄柱１０’の四隅に位置している。
The steel structure to which the reinforcing method according to the present invention can be applied is not limited to that shown in FIGS. 1 (A) and (B), and the present invention also applies to various other steel structures. The reinforcing method can be suitably applied. FIGS. 14 to 18 show the case where various reinforcements are applied to the
図１４に示した具体例では、断面矩形の鉄柱１０’の四辺に各々、帯鋼から成る補強鋼材２０’が取付けられている。従って、鉄柱１０’は、合計４本の補強鋼材２０’を取付けることで補強がなされている。それら補強鋼材２０’は、鉄柱１０’を備えた鉄骨造建物が竣工した時点では主鋼材１８に取付けられておらず、築後時間を経て既存鉄骨構造物となったその鉄骨造建物を補強するために、本発明の補強方法に従って、既存鋼材である主鋼材１８に取付けられたものである。また、主鋼材１８は長尺鋼材であり、一方、補強鋼材２０は、この主鋼材１８の長手方向に沿わせてこの主鋼材１８に取付けるようにした長尺鋼材である。長尺鋼材である補強鋼材２０には、その長手方向に複数の下穴が列設されており、それら下穴は図２に示した下穴２２と同じものである。そして、それら下穴を通して主鋼材１８に打込み鋲２４’を打込むことによって、補強鋼材２０’を主鋼材１８に固定するようにしている。補強鋼材２０’を主鋼材１８に固定する際の作業手順は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示した具体例に関連して説明した手順と同様とすることができる。
In the specific example shown in FIG. 14, reinforcing
図１５〜図１８に示した具体例は、図１４に示した具体例の変形例に相当するものである。それゆえ、以下にそれらについて説明する上では、図１４に示した具体例と同一の部分については説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。 The specific examples shown in FIGS. 15 to 18 correspond to modifications of the specific example shown in FIG. Therefore, in describing them below, description of the same parts as the specific example shown in FIG. 14 will be omitted, and only different parts will be described.
図１５に示した変形例では、図１４の具体例で使用している帯鋼から成る４本の補強鋼材２０’に替えて、溝形鋼から成る２本の補強鋼材４０’を使用するようにしたものである。それら２本の補強鋼材４０’を、鉄柱１０’の互いに対向する位置に取付けて、それら補強鋼材４０’を、連結鋼材４２’を介して相互に連結し、それによって、それら２本の補強鋼材４０’と連結鋼材４２’とで、鉄柱１０’の周囲を囲繞したものである。連結鋼材４２’は、打込み鋲４４’によって補強鋼材４０’に固定されている。ただし、打込み鋲４４’の替わりに、或いは、打込み鋲４４’と併用して、ボルトを使用するようにしてもよい。
In the modification shown in FIG. 15, two reinforcing
図１６に示した変形例は、図１４の具体例で使用している帯鋼から成る４本の補強鋼材２０’に替えて、コ字形とＬ字形との中間的な断面形状を有する形鋼から成る２本の補強鋼材５０’を使用するようにしたものである。鉄柱１０’に取付けられる２本の補強鋼材５０’には、相互に重ね合わせるための重ね代が設けられており、この重ね代において、それら２本の補強鋼材５０’を打込み鋲５２’によって相互に連結することで、それら２本の補強鋼材５０’で鉄柱１０’の周囲を囲繞している。打込み鋲５２’によって固定するために、内外に重ね合わされた重ね代のうち、外側に位置する重ね代には、図２に示した打込み鋲２４のための下穴２２及び座繰り部２８と同様の下穴及び座繰り部を形成してある。尚、打込み鋲５２’に替えて、補強鋼材５０’どうしをボルトで連結するようにしてもよい。
The modified example shown in FIG. 16 is a shaped steel having an intermediate cross-sectional shape between a U-shape and an L-shape instead of the four reinforcing
図１７に示した変形例は、図１４の具体例で使用している帯鋼から成る４本の補強鋼材２０’に替えて、断面Ｌ字形の形鋼から成る４本の補強鋼材５０”を使用するようにしたものである。鉄柱１０’に取付けられる４本の補強鋼材５０”には、相互に重ね合わせるための重ね代が設けられており、この重ね代において、それら４本の補強鋼材５０”を打込み鋲５２’によって相互に連結することで、それら４本の補強鋼材５０”で鉄柱１０’の周囲を囲繞している。打込み鋲５２’によって固定するために、内外に重ね合わされた重ね代のうち、外側に位置する重ね代には、図２に示した打込み鋲２４のための下穴２２及び座繰り部２８と同様の下穴及び座繰り部を形成してある。尚、打込み鋲５２’に替えて、補強鋼材５０”どうしをボルトで連結するようにしてもよい。
In the modified example shown in FIG. 17, instead of the four reinforcing
図１８に示した変形例は、図１４の具体例で使用している帯鋼から成る４本の補強鋼材２０’に替えて、山形鋼から成る４本の補強鋼材５１を使用するようにしたものである。それら４本の補強鋼材５１を、鉄柱１０’の４本の主鋼材１８の各々に重ねるようにして取付け、それら補強鋼材５１を、連結鋼材４２’を介して相互に連結し、それによって、それら２本の補強鋼材５１と連結鋼材４２’とで、鉄柱１０’の周囲を囲繞したものである。連結鋼材４２’は、打込み鋲４４’によって補強鋼材５１に固定されているが、打込み鋲４４’の替わりに、或いは、打込み鋲４４’と併用して、ボルトを使用するようにしてもよい。
The modification shown in FIG. 18 uses four reinforcing
１０……鉄柱、１０’……鉄柱、１８……鉄柱の主鋼材（既存鋼材）、１８ｂ……主鋼材の表面膨出部、２０……補強鋼材、２２……下穴、２４……打込み鋲、２８……座繰り部、３２……補強鋼材セグメント。
10 …… Iron column, 10 ′ …… Iron column, 18 …… Main steel material (existing steel material) of the iron column, 18b …… Surface bulging part of the main steel material, 20 …… Reinforced steel material, 22 …… Prepared hole, 24 …… Driving鋲, 28 ... Counter-sink, 32 ... Reinforced steel segment.
Claims (11)
打込み鋲の軸部の長さより小さい板厚を有する帯鋼または形鋼から成り、既存鋼材の表面に当接させる当接面を有し、打込み鋲の軸部を挿通するための貫通穴である下穴が前記当接面に開口しており、前記下穴の前記当接面側の開口部に座繰り部が形成されている補強鋼材を製作するステップと、
前記補強鋼材の前記当接面を前記既存鋼材の表面に当接させて、前記補強鋼材を前記既存鋼材に仮止めするステップと、
前記下穴を通して前記既存鋼材に打込み鋲を打込むことにより前記補強鋼材を前記既存鋼材に固定するステップとを含み、
前記既存鋼材の前記打込み鋲が打込まれた箇所に形成される前記既存鋼材の表面膨出部が前記補強鋼材の前記座繰り部に収まるようにした、
ことを特徴とする既存鋼製構造物の補強方法。 In a method for reinforcing a steel structure by attaching a reinforcing steel material to an existing steel material constituting the existing steel structure,
It is a through-hole for inserting the shaft portion of the driving rod, which is made of a steel strip or a shape steel having a smaller thickness than the shaft portion of the driving rod, has a contact surface that makes contact with the surface of the existing steel material Producing a reinforcing steel material in which a pilot hole is opened in the contact surface, and a countersunk portion is formed in an opening of the pilot hole on the contact surface side;
Abutting the abutment surface of the reinforcing steel material against the surface of the existing steel material, and temporarily fixing the reinforcing steel material to the existing steel material;
Fixing the reinforcing steel material to the existing steel material by driving a hammer into the existing steel material through the pilot hole,
The surface bulge portion of the existing steel material formed at a location where the driving rod of the existing steel material is driven is accommodated in the countersink portion of the reinforcing steel material.
A method of reinforcing an existing steel structure characterized by the above.
前記補強鋼材は前記既存鋼材の長手方向に沿わせて前記既存鋼材に取付けるようにした長尺鋼材であり、
前記補強鋼材はその長手方向に複数の前記下穴が列設されており、
前記補強鋼材の一部を前記既存鋼材に溶接して固定し複数の前記下穴を通して前記既存鋼材に複数の打込み鋲を打込むことにより前記補強鋼材を前記既存鋼材に固定するようにした、
ことを特徴とする請求項１記載の既存鋼製構造物の補強方法。 The existing steel material is a long steel material,
The reinforcing steel material is a long steel material that is attached to the existing steel material along the longitudinal direction of the existing steel material,
The reinforcing steel material has a plurality of pilot holes arranged in a longitudinal direction thereof,
A part of the reinforcing steel material is welded and fixed to the existing steel material, and the reinforcing steel material is fixed to the existing steel material by driving a plurality of driving rods into the existing steel material through the plurality of pilot holes.
The method for reinforcing an existing steel structure according to claim 1.
前記既存鋼材上において、複数の前記補強鋼材セグメントを、それらの端部どうしを突き合わせて接合して順次継ぎ足すことにより、前記補強鋼材を構成する、
ことを特徴とする請求項２又は３記載の既存鋼製構造物の補強方法。 Producing a plurality of reinforcing steel material segments constituting the reinforcing steel material by joining the end portions to each other,
On the existing steel material, a plurality of the reinforcing steel material segments are joined to each other by abutting their end portions, and the reinforcing steel material is configured by sequentially adding, to constitute the reinforcing steel material.
The method for reinforcing an existing steel structure according to claim 2 or 3, characterized by the above.
ことを特徴とする請求項４記載の既存鋼製構造物の補強方法。 After the reinforcing steel material is configured on the existing steel material, the reinforcing steel material is fixed to the existing steel material by driving a hammer into the existing steel material through the pilot hole of the reinforcing steel material.
The method for reinforcing an existing steel structure according to claim 4.
ことを特徴とする請求項４記載の既存鋼製構造物の補強方法。 Each time one reinforcing steel segment is added on the existing steel material, a hammer is driven into the existing steel material through the pilot hole of the added reinforcing steel segment, so that the added reinforcing steel segment is connected to the existing steel material. So that the reinforcing steel material fixed to the existing steel material is configured,
The method for reinforcing an existing steel structure according to claim 4.
前記既存鋼製構造物の１本の柱または梁に複数本の前記補強鋼材を取付け、それら複数本の前記補強鋼材を相互に連結して、それら複数本の前記補強鋼材で当該柱または梁の周囲を囲繞し、
相互に連結する複数本の前記補強鋼材には、相互に重ね合わせるための重ね代を設けておき、当該重ね代において、それら複数本の前記補強鋼材を打込み鋲またはボルトにより相互に連結する、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の既存鋼製構造物の補強方法。 The existing steel material is a steel material extending in the longitudinal direction of the pillar or beam constituting the pillar or beam of the existing structural structure,
A plurality of the reinforcing steel members are attached to one column or beam of the existing steel structure, the plurality of reinforcing steel members are connected to each other, and the plurality of the reinforcing steel members are used to connect the columns or beams. Surrounding the surroundings,
A plurality of the reinforcing steel materials to be connected to each other are provided with a stacking allowance for overlapping each other, and in the stacking allowance, the plurality of reinforcing steel materials are connected to each other by a driving rod or a bolt,
The method for reinforcing an existing steel structure according to any one of claims 1 to 6.
前記既存鋼製構造物の１本の柱または梁に複数本の前記補強鋼材を取付け、それら複数本の前記補強鋼材を連結鋼材を介して相互に連結して、それら複数本前記補強鋼材と前記連結鋼材とで当該柱または梁の周囲を囲繞し、
前記連結鋼材と、前記連結鋼材を介して相互に連結する複数本の前記補強鋼材とを、打込み鋲またはボルトにより相互に連結する、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の既存鋼製構造物の補強方法。 The existing steel material is a steel material extending in the longitudinal direction of the pillar or beam constituting the pillar or beam of the existing structural structure,
A plurality of the reinforcing steel members are attached to one column or beam of the existing steel structure, the plurality of reinforcing steel members are connected to each other via a connecting steel member, and the plurality of the reinforcing steel members and the Surround the pillar or beam with connecting steel,
The connecting steel material and a plurality of the reinforcing steel materials connected to each other via the connecting steel material are connected to each other by a driving rod or a bolt,
The method for reinforcing an existing steel structure according to any one of claims 1 to 6.
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の既存鋼製構造物の補強方法。 The reinforcing steel material fixed to the existing steel material by driving the driving rod is constrained to a fixed position by using a restraining means, thereby preventing loosening of the driving rod fixing the reinforcing steel material. did,
The method for reinforcing an existing steel structure according to any one of claims 1 to 6.
The method for reinforcing an existing steel structure according to claim 9, wherein the restraining means includes a steel belt.
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