JP2008019662A

JP2008019662A - 建物の梁又は柱と補強部材とを繋ぐ継手

Info

Publication number: JP2008019662A
Application number: JP2006193724A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Ishibashi; 久義石橋
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-01-31

Abstract

【課題】建物の梁又は柱の全体又は一部をなす鋼管と前記梁又は柱を補強するための金属製の補強部材とを繋ぐ継手であって、前記建物内で溶接を行うことなく、また前記建物の重量の増大を招くことなく、より効率的に前記梁又は柱を補強することができる継手を提供すること。
【解決手段】建物の梁又は柱の全体又は一部をなす鋼管と前記梁又は柱を補強するための金属製の補強部材とを繋ぐ継手は、前記鋼管の周面の一部を覆う、前記鋼管に接着された板部材と、該板部材にその中央部で固定されたガセットプレートであって前記補強部材が接続されるガセットプレートと、前記板部材の各端部で前記鋼管に巻き付けられた繊維シートとを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、建物の梁（桁を含む。）又は柱の全体又は一部をなす鋼管と前記梁又は柱を補強するための金属製の補強部材とを繋ぐ継手に関する。

建物の梁又は柱には、前記建物の耐震性を向上させるために、前記梁又は柱を補強するための補強部材が接合される。前記補強部材には、前記建物の梁を前記建物の基礎上に支持する支柱、前記建物の梁及び柱を補強する斜材等がある。前記補強部材は溶接により前記梁又は前記柱に接合されることが多い。

しかし、紙のような燃えやすいものが保管されている倉庫、ガソリンスタンド、薬品工場等で溶接を行うことは、溶接時に発生する火花が火災の原因となるため、好ましくない。また、精密機器を使用する建物で溶接を行うことは、溶接時に発生する電気的なノイズが精密機器の誤動作の原因となるため、好ましくない。

前記建物内で溶接を行うことなく前記建物の柱を補強する従来の方法は、まず、半円形の横断面形状を有する板部材であって前記補強部材が予め接合された板部材を用意し、該板部材と前記柱の周面との間に空間が形成されるように前記板部材をその各側部で前記柱の周面に接触させる。その後、前記板部材の一部を覆うように繊維シートを前記柱に巻き付け、前記板部材と前記柱の周面との間の空間にコンクリートを打設する（特許文献１参照）。前記補強部材から受ける引張力は前記繊維シートにより前記柱に伝達され、前記補強部材から受ける圧縮力は前記コンクリートにより前記柱に伝達される。また、前記補強部材から受けるせん断力すなわち前記柱の軸線方向に作用する力は、前記コンクリートと前記柱の周面との摩擦により前記柱に伝達される。
特開平１０−１８４０３１号公報

前記した従来の柱の補強方法は、前記コンクリートの打設に多大の時間と労力とを要するため、効率的ではない。また、打設されたコンクリートは前記建物の重量の増大を招き、その結果、前記建物に作用する荷重が増大するという問題が生じる。

本発明の目的は、建物の梁又は柱の全体又は一部をなす鋼管と前記梁又は柱を補強するための金属製の補強部材とを繋ぐ継手であって、前記建物内で溶接を行うことなく、また前記建物の重量の増大を招くことなく、より効率的に前記梁又は柱を補強することができる継手を提供することである。

本発明は、ガセットプレートが固定された板部材を前記鋼管に接着し、前記板部材の各端部で前記鋼管に繊維シートを巻き付け、前記ガセットプレートに前記補強部材を接続することにより、前記建物内での溶接及びコンクリートの打設を行うことなく前記梁又は柱を補強できるようにする。

本発明に係る継手は、建物の梁又は柱の全体又は一部をなす鋼管と前記梁又は柱を補強するための金属製の補強部材とを繋ぐ継手であって、前記鋼管の周面の一部を覆う、前記鋼管に接着された板部材と、該板部材にその中央部で固定されたガセットプレートであって前記補強部材が接続されるガセットプレートと、前記板部材の各端部で前記鋼管に巻き付けられた繊維シートとを含む。

前記梁又は柱を補強するとき、前記ガセットプレートが固定された前記板部材を前記鋼管に接着し、前記板部材の各端部で前記鋼管に前記繊維シートを巻き付け、前記ガセットプレートに前記補強部材を接続する。このため、前記建物内で溶接を行うことなく前記梁又は柱を補強することができる。また、コンクリートの打設を伴わないため、より効率的に前記梁又は柱を補強することができ、前記建物の重量の増大を招くことはない。

また、前記板部材が前記鋼管の周面の一部を覆うことにより、前記鋼管を補強することができ、前記補強部材から受ける圧縮力及び曲げモーメントに対する前記鋼管の強度を増大させることができる。前記補強部材から受ける引張力は前記繊維シートにより前記鋼管に伝達することができる。前記補強部材から受けるせん断力すなわち前記鋼管の軸線方向に作用する力は、前記板部材と前記鋼管との間の接着により前記鋼管に伝達することができる。

前記鋼管の周方向における前記板部材の長さは前記鋼管の周長の１／２以下とすることができる。これにより、前記鋼管が既存のものであっても該鋼管に前記板部材を容易に配置することができる。

前記継手は、前記板部材の端縁部に対して前記鋼管の周方向に近接して前記鋼管の周面に配置された段差解消材を備える。前記段差解消材の厚さは、前記板部材の前記端縁部において前記板部材の厚さとほぼ等しく、前記板部材から前記周方向へ離れるに従って漸減する。前記板部材の前記端縁部に角があると、その角に前記繊維シートが接触するため、前記繊維シートは破断しやすい。前記継手が前記段差解消材を備えることにより、前記端縁部の前記角に前記繊維シートが接触するのを防ぐことができるため、前記繊維シートの破断を防止することができる。

前記繊維シートは、炭素繊維製シート又はアラミド繊維製シートからなるものとすることができる。

本発明に係る他の継手は、建物の梁又は柱の全体又は一部をなす鋼管と前記梁又は柱を補強するための金属製の補強部材とを繋ぐ継手であって、前記鋼管の周面の一部を覆う、前記鋼管に接着された第１板部材と、該第１板部材に対して前記鋼管の周方向に間隔を置いて配置され、前記鋼管の周面の他の一部を覆う、前記鋼管に接着された第２板部材と、前記第１板部材にその中央部で固定されたガセットプレートであって前記補強部材が接続されるガセットプレートと、前記第１板部材の各端部で前記鋼管に巻き付けられた繊維シートとを含む。

前記第１板部材が前記鋼管の周面の一部を覆うことに加え、前記第２板部材が前記鋼管の周面の他の一部を覆うことにより、前記鋼管の補強範囲を拡大することができ、前記補強部材から受ける曲げモーメントに対する前記鋼管の強度をより一層増大させることができる。

前記他の継手は、前記第１板部材の端縁部と前記第２板部材の端縁部との間にあって前記鋼管の周面に配置された段差解消材を備える。前記段差解消材の厚さは、ほぼ一定で、前記第１板部材及び前記第２板部材の厚さとほぼ等しい。このため、前記端縁部の角に前記繊維シートが接触するのを防ぐことができ、前記繊維シートの破断を防止することができる。

本発明によれば、前記建物内で溶接を行うことなく、また前記建物の重量の増大を招くことなく、より効率的に前記梁又は柱を補強することができる。

図１に示すように、建物１０の梁１２の一部をなす鋼管１４と、梁１２を補強するための金属製の補強部材１６とが継手１８により繋がれている。梁１２はトラス構造であり、鋼管１４は前記トラス構造の下弦材である。鋼管１４は、梁１２の一部をなす図示の例に代え、梁１２の全体をなすものでもよい。補強部材１６は、梁１２を建物１０の基礎２０上に支持する支柱であり、その上端部で継手１８に結合され、その下端部で建物１０の基礎２０に固定されている。

補強部材１６は、梁１２を基礎２０上に支持する支柱である図１に示した例にに代え、図２に示すように、梁１２及び柱２２を補強する斜材とすることもできる。柱２２は鋼管からなる。補強部材１６は、その一端部で継手１８により梁１２の一部をなす鋼管１４に繋がれており、その他端部で継手１８により柱２２に繋がれている。

図３、４に示すように、継手１８は、鋼管１４の周面２４の一部を覆う、鋼管１４に接着された板部材２６と、板部材２６にその中央部２８で固定されたガセットプレート３０と、板部材２６の各端部３２で鋼管１４に巻き付けられた繊維シート３４とを含む。補強部材１６はガセットプレート３０に接続されている。

鋼管１４は円形の断面形状を有する。板部材２６は金属製である。板部材２６は鋼管１４の下半部に配置され、鋼管１４の周方向における板部材２６の長さは鋼管１４の周長の１／２である。板部材２６の鋼管１４への接着には、例えば、エポキシ樹脂系接着剤を用いることができる。板部材２６が鋼管１４の周面２４の一部を覆うことにより、鋼管１４を補強することができる。図示のように鋼管１４の周方向における板部材２６の長さを比較的長くすることにより、鋼管１４の補強範囲をより広くすることができる。

鋼管１４の周方向における板部材２６の長さは、鋼管１４の周長の１／２である図示の例に代え、鋼管１４の周長の１／２未満とすることもできる。鋼管１４の周方向における板部材２６の長さを鋼管１４の周長の１／２以下とすることにより、鋼管１４が既存のものであっても鋼管１４に板部材２６を容易に配置することができる。なお、鋼管１４は、円形の断面形状を有する図示の例に代え、矩形の断面形状を有するものであってもよい。

板部材２６は、金属製である上記の例に代え、比較的高強度のプラスチック材料からなるものとすることができる。この場合、板部材２６とガセットプレート３０とは一体で成型される。

継手１８は、板部材２６の端縁部３６に対して鋼管１４の周方向に近接して鋼管１４の周面２４に配置された段差解消材３８を備える。段差解消材３８は、鋼管１４の周面２４に塗り付けられたパテからなり、ほぼ三角形の断面形状を有する。段差解消材３８の厚さは、板部材２６の端縁部３６において板部材２６の厚さとほぼ等しく、板部材２６から鋼管１４の周方向へ離れるに従って漸減する。これにより、板部材２６の端縁部３６の角４０に繊維シート３４が接触するのを防ぐことができるため、繊維シート３４の破断を防止することができる。段差解消材３８は、パテからなる図示の例に代え、予め所望の形状に成型され、板部材２６の端縁部３６と鋼管１４の周面２４とに接着された成型部材とすることもできる。前記成型部材は、例えば、ゴム製とすることができる。

なお、繊維シート３４が板部材２６の端縁部３６の角４０に接触するのを防ぐために板部材２６の端縁部３６の角４０を削り取ってもよい。この場合、継手１８は段差解消材３８を備えなくてもよい。

繊維シート３４は、炭素繊維製シート又はアラミド繊維製シートのような比較的高強度の繊維シートからなるのが好ましい。繊維シート３４は、補強部材１６から受ける力に応じて１重、２重、３重又はそれ以上に重ねて鋼管１４に巻き付けることができる。繊維シート３４は、板部材２６と鋼管１４の周面２４とに接着されている。

ガセットプレート３０は、金属製であり、板部材２６に予め溶接されている。補強部材１６は２つのボルト穴（図示せず）を有し、ガセットプレート３０は補強部材１６の前記ボルト穴と整合可能な２つのボルト穴（図示せず）を有する。補強部材１６とガセットプレート３０とは、補強部材１６の前記ボルト穴とガセットプレート３０の前記ボルト穴とを貫通するボルト４２と、該ボルトに螺合されたナット４４とにより固定されている。

梁１２を補強するとき、まず、ガセットプレート３０が固定された板部材２６を鋼管１４に接着し、次に、板部材２６の各端部３２で鋼管１４に繊維シート３４を巻き付け、その後、ガセットプレート３０に補強部材１６を接続する。これにより、建物１０内で溶接を行うことなく梁１２を補強することができる。コンクリートの打設を伴わないため、より効率的に梁１２を補強することができ、また建物１０の重量の増大を招くことはない。

また、鋼管１４が板部材２６により補強されているため、鋼管１４は、補強部材１６から受ける圧縮力及び曲げモーメントに対して十分な強度を備えることができる。補強部材１６から受ける引張力は繊維シート３４により鋼管１４に伝達することができる。補強部材１６から受けるせん断力は板部材２６と鋼管１４との間の接着により鋼管１４に伝達することができる。

図５、６に示す例では、継手４６は、鋼管１４の周面２４の一部を覆う第１板部材４８と、該第１板部材に対して鋼管１４の周方向に間隔を置いて配置され、鋼管１４の周面２４の他の一部を覆う第２板部材５０と、第１板部材４８にその中央部５２で固定されたガセットプレート５４と、第１板部材４８の各端部５６で鋼管１４に巻き付けられた繊維シート５８とを含む。補強部材１６はガセットプレート５４に接続されている。

第１板部材４８は鋼管１４の下半部に配置されており、第２板部材５０は鋼管１４の上半部に配置されている。第１板部材４８及び第２板部材５０はいずれも鋼管１４に接着されている。第１板部材４８が鋼管１４の周面２４の一部を覆うことに加え、第２板部材５０が鋼管１４の周面２４の他の一部を覆うことにより、鋼管１４の補強範囲を拡大することができる。第１板部材４８及び第２板部材５０は、金属製でもよいし、比較的高強度のプラスチック材料からなるものでもよい。

継手４６は、第１板部材４８の端縁部６０と第２板部材５０の端縁部６２との間にあって鋼管１４の周面２４に配置された段差解消材６４を備える。段差解消材６４の厚さは、ほぼ一定で、第１板部材４８及び第２板部材５０の厚さとほぼ等しい。これにより、第１板部材４８及び第２板部材５０の各端縁部６０、６２の角６６、６８に繊維シート５８が接触するのを防ぐことができ、繊維シート５８の破断を防止することができる。なお、第１板部材４８の端縁部６０と第２板部材５０の端縁部６２との間隔が比較的狭い場合、繊維シート５８が第１板部材４８及び第２板部材５０の各端縁部６０、６２の角６６、６８に接触することがないため、継手１８は段差解消材６４を備えなくてもよい。

梁１２を補強するとき、まず、第１板部材４８と第２板部材５０とを鋼管１４に接着し、次に、第１板部材４８の各端部５６で鋼管１４に繊維シート５８を巻き付け、その後、ガセットプレート５４に補強部材１６を接続することができる。これにより、建物１０内で溶接を行うことなく梁１２を補強することができる。また、コンクリートの打設を伴わないため、建物１０の重量の増大を招くことなく、より効率的に梁１２を補強することができる。

また、鋼管１４が第１板部材４８及び第２板部材５０により補強されているため、鋼管１４は、補強部材１６から受ける圧縮力及び曲げモーメントに対して十分な強度を備えることができる。補強部材１６から受ける引張力は繊維シート５８により鋼管１４に伝達することができる。補強部材１６から受けるせん断力は第１板部材４８と鋼管１４との間の接着により鋼管１４に伝達することができる。

本発明に係る継手により梁に補強部材が繋がれた建物の正面図。本発明に係る継手により梁と柱とに補強部材が繋がれた建物の正面図。本発明の第１実施例に係る継手の側面図。図３の線４における断面図。本発明の第２実施例に係る継手の側面図。図５の線６における断面図。

符号の説明

１０建物
１２梁
１４鋼管
１６補強部材
１８、４６継手
２２柱
２４周面
２６板部材
２８板部材の中央部
３０、５４ガセットプレート
３２板部材の端部
３４、５８繊維シート
３６板部材の端縁部
３８、６４段差解消材
４８第１板部材
５０第２板部材
５２第１板部材の中央部
５６第１板部材の端部
６０第１板部材の端縁部
６２第２板部材の端縁部

Claims

建物の梁又は柱の全体又は一部をなす鋼管と前記梁又は柱を補強するための金属製の補強部材とを繋ぐ継手であって、前記鋼管の周面の一部を覆う、前記鋼管に接着された板部材と、該板部材にその中央部で固定されたガセットプレートであって前記補強部材が接続されるガセットプレートと、前記板部材の各端部で前記鋼管に巻き付けられた繊維シートとを含む、継手。
前記鋼管の周方向における前記板部材の長さは前記鋼管の周長の１／２以下である、請求項１に記載の継手。
前記板部材の端縁部に対して前記鋼管の周方向に近接して前記鋼管の周面に配置された段差解消材を含み、該段差解消材の厚さは、前記板部材の前記端縁部において前記板部材の厚さとほぼ等しく、前記板部材から前記周方向へ離れるに従って漸減する、請求項１に記載の継手。
建物の梁又は柱の全体又は一部をなす鋼管と前記梁又は柱を補強するための金属製の補強部材とを繋ぐ継手であって、前記鋼管の周面の一部を覆う、前記鋼管に接着された第１板部材と、該第１板部材に対して前記鋼管の周方向に間隔を置いて配置され、前記鋼管の周面の他の一部を覆う、前記鋼管に接着された第２板部材と、前記第１板部材にその中央部で固定されたガセットプレートであって前記補強部材が接続されるガセットプレートと、前記第１板部材の各端部で前記鋼管に巻き付けられた繊維シートとを含む、継手。
前記第１板部材の端縁部と前記第２板部材の端縁部との間にあって前記鋼管の周面に配置された段差解消材を含み、該段差解消材の厚さは、ほぼ一定で、前記第１板部材及び前記第２板部材の厚さとほぼ等しい、請求項４に記載の継手。
前記繊維シートは、炭素繊維製シート又はアラミド繊維製シートからなる、請求項１又は４に記載の継手。