JP2007138478A - 梁貫通孔補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルト接合の場合であっても、金具の補強効果を発揮することができる梁貫通孔補強構造を提供する。
【解決手段】梁貫通孔補強構造１は、梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具３１が梁貫通孔１７を挟み込む構造を有しており、ボルト挿通孔に挿通された締結ボルトによって互いに締結されている。
梁貫通孔補強金具２の突出部９は梁貫通孔１７に貫入され、梁貫通孔補強金具３１の貫通孔１７に嵌合されている。
これにより、梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具３１が一体化し、相互の面外変形を拘束する。また、梁１１に応力が加わった場合は梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具３１が一体となって応力を伝達するため、せん断強度が上昇する。
従って、梁１１に加えられた応力を効率よく梁貫通孔補強構造１に伝達することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、梁貫通孔補強構造に関するものである。

Ｈ形鋼やＩ形鋼などは、建築構造物の梁として広く用いられているが、このような梁においては、建築構造物内部に設けられた配管を通すための梁貫通孔を形成する場合がある。
その際、梁貫通孔を形成したことによる強度の低下を防ぐために、梁貫通孔に補強用の金具を取り付けることがある。

金具の取り付け方法としては、溶接により金具と梁とを取り付ける方法と、ボルト等の締結手段を用い、摩擦接合により金具と梁とを取り付ける方法があるが、金具と梁とを一体に固定することができることから、溶接が用いられることが多い。

一方、溶接には発生する熱により金具や梁が変形することや、取り付けに技量を要するといった欠点もあるため、ボルト接合を用いる場合もあり、以下のようなものが知られている（特許文献１）。
特開２００３-２３２０７７号公報

しかしながら従来のボルト接合の場合、摩擦接合では梁と金具を完全に一体化させることが困難で、また梁貫通孔と金具の間およびボルト軸部とボルト挿通孔周面の間に隙間が存在する。
そのため、梁に地震等の荷重による応力が作用した場合、梁貫通孔補強金具と梁の間にすべりが生じ、隙間の分だけ変形するまで金具に応力が伝達できないため、金具の補強効果を発揮することができないという問題がある。
特に、梁が地震等の荷重により塑性化する部分に設けられた梁貫通孔では、梁のウェブが面外に変形するため、梁貫通孔補強金具と梁の間にすべりが生じて変形してしまい、梁が充分なエネルギーを吸収することができないという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的はボルト接合の場合であっても、金具の補強効果を発揮することができる梁貫通孔補強構造を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、梁に設けられた梁貫通孔の周囲に設けられ、前記梁貫通孔を補強する梁貫通孔補強構造であって、前記梁を挟むように設けられた複数の金具と、前記金具と前記梁とを締結する締結手段と、からなり、前記金具のうち、第１の金具は突出部を有し、前記突出部の略中央部に第１の貫通孔を有し、前記金具のうち、第２の金具は第２の貫通孔を有し、前記第１の金具の前記突出部が前記梁貫通孔に貫入され、前記第２の貫通孔に嵌合されていることを特徴とする梁貫通孔補強構造である。
前記突出部の外径は、前記第２の貫通孔の内径と略等しい。
前記第１の金具および前記第２の金具の、それぞれ前記梁のウェブ面と相対する面に、突起を設けてもよい。

本発明によれば、ボルト接合の場合であっても金具の補強効果を発揮することができる梁貫通孔補強構造を提供することができるため、梁貫通孔補強構造のコストと取り付けの際の作業効率が改善される。

以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る梁貫通孔補強構造１を構成する梁貫通孔補強金具２（第１の金具）を示す断面図であって、図２は図１のＡ方向矢視図、図３は図１のＢ方向矢視図である。

さらに、図４は、本実施形態に係る梁貫通孔補強構造１を構成する梁貫通孔補強金具３１（第２の金具）を示す断面図であって、図５は図４のＣ方向矢視図である。

図１、図２および図３に示すように、梁貫通孔補強金具２はリング状の形状を有しており、本体３には突出部９が設けられている。
また本体３の外周にはフランジ部６が設けられており、フランジ部６にはボルト挿通孔９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが設けられている。

本体３および突出部５の略中央部には貫通孔７が設けられている。

図４および図５に示すように、梁貫通孔補強金具３１はリング状の形状を有しており、本体３３の外周近傍にはボルト挿通孔３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄが設けられている。また、本体３３の略中央には貫通孔３７が設けられている。

次に、梁貫通孔補強金具２および梁貫通孔補強金具３１を用いた梁貫通孔補強構造１の構造について説明する。図６は梁貫通孔補強構造１が設けられる前の梁１１を示す平面図であって、図７は図４のＤ−Ｄ断面図である。

また、図８は梁貫通孔補強構造１が設けられた梁１１を示す断面図であって、図９は図８のＥ−Ｅ断面図である。
さらに、図１０はボルト部の拡大断面図である。

図６および図７に示すように、梁１１はウェブ１３の両端にフランジ１５ａ、１５ｂを有するＨ形鋼であり、ウェブ１３には梁貫通孔１７が設けられている。

図８および図９に示すように、梁貫通孔補強構造１は、梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具３１が梁貫通孔１７を挟み込む構造を有しており、梁貫通孔補強金具２、梁貫通孔補強金具３１とウェブ１３はボルト挿通孔に挿通された高力ボルト１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄによって互いに締結されている。

ここで、図９に示すように、梁貫通孔補強金具２の突出部９は梁貫通孔１７に貫入され、梁貫通孔補強金具３１の貫通孔３７に嵌合されている。

即ち、突出部９が貫通孔３７に嵌合されることにより、梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具３１が一体化して、梁１１のウェブ１３の面外変形を拘束する。
そのため、地震等の荷重により梁１１が塑性化した場合でも、梁１１のウェブ１３の面外変形を拘束しているため、すべりが生じることを防止できるので、梁１１が充分なエネルギーを吸収することができる。
従って、梁１１が地震等の荷重を受けて塑性化する箇所に梁貫通孔を設けた場合でも、梁貫通孔補強金具の補強効果を発揮することができる。

また、梁貫通孔補強金具が梁１１のウェブ１３を挟み込むように高力ボルトにより締結されて取り付けられているので、２面せん断となり１面せん断と比べてボルトの本数を減らすことができるため、ボルトの配置が容易となる。

このように、本実施の形態によれば、梁貫通孔補強構造１が梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具３１からなり、梁貫通孔補強金具２の突出部９は梁貫通孔１７に貫入され、梁貫通孔補強金具３１の貫通孔３７に嵌合されている。
従って、梁１１に応力が加わった場合であっても応力を効率よく梁貫通孔補強構造１に伝達することができる。

なお、梁貫通孔補強金具２および梁貫通孔補強金具３１の、それぞれの梁１１のウェブ１３と相対する面に、突起（図示せず）を設けてもよい。
高力ボルトで締結することにより、前記突起を前記ウェブ１３にくい込ませて、前記突起の掘り起こし効果により、見掛けの摩擦係数を増大させることができるため、さらに、梁貫通孔補強金具の補強効果を発揮することができる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

梁貫通孔補強金具２を示す断面図 図１のＡ方向矢視図 図１のＢ方向矢視図 梁貫通孔補強金具３１を示す断面図 図４のＣ方向矢視図 梁貫通孔補強構造１が設けられる前の梁１１を示す平面図 図６のＤ−Ｄ断面図 梁貫通孔補強構造１が設けられた梁１１を示す断面図 図８のＥ−Ｅ断面図 ボルト部の拡大断面図

符号の説明

１…………梁貫通孔補強構造
２…………梁貫通孔補強金具
３…………本体
６…………フランジ部
７…………貫通孔
９…………突出部
９ａ………ボルト挿通孔
１１………梁
１３………ウェブ
１５ａ……フランジ
３１………梁貫通孔補強金具
３３………本体
３７………貫通孔
３９ａ……ボルト挿通孔

Claims (3)

1. 梁に設けられた梁貫通孔の周囲に設けられ、前記梁貫通孔を補強する梁貫通孔補強構造であって、
   前記梁を挟むように設けられた複数の金具と、
   前記金具と前記梁とを締結する締結手段と、
   からなり、
   前記金具のうち、第１の金具は突出部を有し、前記突出部の略中央部に第１の貫通孔を有し、
   前記金具のうち、第２の金具は第２の貫通孔を有し、
   前記第１の金具の前記突出部が前記梁貫通孔に貫入され、前記第２の貫通孔に嵌合されていることを特徴とする梁貫通孔補強構造。
2. 前記突出部の外径は、前記第２の貫通孔の内径と略等しいことを特徴とする請求項１記載の梁貫通孔補強構造。
3. 前記第１の金具および前記第２の金具の、それぞれ前記梁のウェブ面と相対する面に、突起を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の梁貫通孔補強構造。

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