JP2010077800A - 圧縮座屈耐力補強機構およびその締結方法 - Google Patents

圧縮座屈耐力補強機構およびその締結方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、鉄骨構造物または送電鉄塔に使用されるアングル型鉄骨部材の圧縮座屈および偶発的な偏心を防止するための、送電線路などの停電措置、部材の解除、および現場準備作業が必要なく、着脱式で圧縮座屈耐力を補強できる圧縮座屈耐力補強機構およびその締結方法を提供する。
【解決手段】本発明の圧縮座屈耐力補強機構は、アングル型鉄骨部材を囲む部材収容部と、前記アングル型鉄骨部材の両末端の各々を固定し、前記部材収容部の両末端の各々を固定すると同時に、アングル型鉄骨部材の規格に合わせて調節できる第1および第2固定金具部と、前記第1および第2固定金具部を互いに連結させる水平締結部と、前記アングル型鉄骨部材が垂直をなす間に位置して支持する支持部、および前記支持部および水平締結部を連結させる補強部材を含むことを特徴とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、鉄骨構造物または送電鉄塔に使用されるアングル型鉄骨部材の圧縮座屈および偶発的な偏心を防止するための、送電線路などの停電措置、部材の解除、および現場準備作業が必要なく、着脱式で圧縮座屈耐力を補強できる圧縮座屈耐力補強機構およびその締結方法に関する。
一般的に送電鉄塔はトラス構造で設置され、トラス構造とは鉄骨部材を三角形に連結して部材の引張、圧縮力によって外力に抵抗するように考案した構造であり、軽量化が可能で、剛性の高い構造物を作ることができるため、地震に効果的な構造であると知られている。このようなトラス構造の送電鉄塔に使用される鉄骨部材としてはアングル型鉄骨部材が利用され、鉄骨構造物においても横力抵抗用ブレースとしてアングル型鉄骨部材が利用されている。
しかし、アングル型鉄骨部材の圧縮座屈および偶発的な偏心に対する脆弱な構造のため、予想することのできない台風や突風などで一つの部材が座屈すれば連続した崩壊につながる短所を有しており、部材の直進性および部分的な歪みなどに対する管理が非常に重要である。
すなわち、図1に示すように、アングル型鉄骨部材(L型鋼主柱材)は、柱長さがその横断面の寸法に比べて大きい時、部材の両端に圧縮荷重が加えられ、荷重がある大きさになると柱が突然曲がる現象として座屈現像が発生する。
このような理由で耐力が足りないアングル型鉄骨部材に対する補強のために、一般的に断面の大きい部材で代替したり、カバープレートのボルト接合工事により耐力を増加させたりする方法を利用しているが、補強のためのこれらの方法は、送電鉄塔の場合、停電措置、解体、および加工のための事前作業などが必要となる問題点がある。また、従来には耐力の足りないアングル型鉄骨部材のための送電線路の迂回措置、施工図面の作成、および作業計画の樹立などによる多くの時間や費用が費やされた。
本発明が達成しようとする技術的課題は、鉄骨構造物または送電鉄塔に使用されるアングル型鉄骨部材の圧縮座屈および偶発的な偏心を防止するための、送電線路などの停電措置、部材の解除、および現場準備作業が必要なく、着脱式で圧縮座屈耐力を補強できる圧縮座屈耐力補強機構およびその締結方法を提供することにある。
前記技術的課題を解決するために、本発明に係る圧縮座屈耐力補強機構は、アングル型鉄骨部材を囲む部材収容部と、前記アングル型鉄骨部材の両末端の各々を固定し、前記部材収容部の両末端の各々を固定すると同時に、アングル型鉄骨部材の規格に合わせて調節できる第1および第2固定金具部と、前記第1および第2固定金具部を互いに連結させる水平締結部と、前記アングル型鉄骨部材が垂直をなす間に位置して支持する支持部、および前記支持部および水平締結部を連結させる補強部材を含むことを特徴とする。
この時、前記部材収容部は前記アングル型鉄骨部材を囲むようにL字形または逆L字形に形成されることを特徴とする。
また、前記第1固定金具部は、前記部材収容部の一側端を挿入できるように形成された第1ホールと、前記水平締結部の一側端を挿入できるように形成された第2ホール、および前記アングル型鉄骨部材の一側端を挿入できるように形成された第1溝を含むことを特徴とする。
また、前記第1固定金具部は、前記第1固定金具部の第1ホールに挿入された前記部材収容部の一側端を固定する第1丸棒締結部と、前記第1固定金具部の第2ホールに挿入された前記水平締結部の一側端を固定する第2丸棒締結部、および前記第1固定金具部の第1溝に挿入された前記アングル型鉄骨部材の一側端を固定する第1固定ボルトをさらに含むことを特徴とする。
一方、前記第1固定金具部は、前記部材収容部の一側端を保持できるように形成された第1保持溝と、前記水平締結部の一側端を保持できるように形成された第2保持溝、および前記アングル型鉄骨部材の一側端を挿入できるように形成された第1溝を含むことを特徴とする。
また、前記第2固定金具部は、前記部材収容部の他側端を挿入できるように形成された第3ホールと、前記水平締結部の他側端を挿入できるように形成された第4ホール、および前記アングル型鉄骨部材の他側端を挿入できるように形成された第2溝を含むことを特徴とする。
また、前記第2固定金具部は、前記第2固定金具部の第3ホールに挿入された前記部材収容部の一側端を固定する第3丸棒締結部と、前記第2固定金具部の第4ホールに挿入された前記水平締結部の一側端を固定する第4丸棒締結部、および前記第2固定金具部の第2溝に挿入された前記アングル型鉄骨部材の一側端を固定する第2固定ボルトをさらに含むことを特徴とする。
また、前記第2固定金具部は、前記部材収容部の他側端を保持できるように形成された第3保持溝と、前記水平締結部の他側端を保持できるように形成された第4保持溝、および前記アングル型鉄骨部材の他側端を挿入できるように形成された第2溝を含むことを特徴とする。
一方、前記補強部材は、支持部および水平締結部が交差して連結されるように、複数の補強ホールを含む四角の枠形状に形成されることを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために、本発明に係る圧縮座屈耐力補強機構の締結方法は、第1および第2固定金具部にアングル型鉄骨部材および部材収容部を固定するステップ、および前記アングル型鉄骨部材の間に補強部材を位置させ、支持部と水平締結部を互いに交差するように固定するステップを含むことを特徴とする。
ここで、前記第1および第2固定金具部にアングル型鉄骨部材および部材収容部を固定するステップは、前記第1固定金具部の第1溝に前記アングル型鉄骨部材の一側端を挿入した後に第1固定ボルトによって固定するステップと、前記第2固定金具部の第2溝に前記アングル型鉄骨部材の他側端を挿入した後に第2固定ボルトによって固定するステップと、前記第1固定金具部の第1ホールに前記部材収容部の一側端を挿入した後に第1丸棒締結部によって固定するステップ、および前記第2固定金具部の第3ホールに前記部材収容部の他側端を挿入した後に第3丸棒締結部によって固定するステップを含むことを特徴とする。
また、前記第1および第2固定金具部にアングル型鉄骨部材および部材収容部を固定するステップは、前記第1丸棒締結部および第3丸棒締結部を介して部材収容部を固定すると同時にアングル型鉄骨部材の規格に合わせて調節することを特徴とする。
本発明に係る圧縮座屈耐力補強機構は、アングル型鉄骨部材に着脱式で設置してアングル型鉄骨部材の圧縮座屈耐力を増加させることができる。このように着脱式で設置することにより、補強作業のための送電線路の停電措置、補強材設置のためのボルト孔の加工、および解体作業が必要ない。
また、本発明に係る圧縮座屈耐力補強機構は、着脱式で設置することにより、短時間内に直ちに補強することができるため、構造物または送電線路の安全運営に効果的である。
従来の送電鉄塔または鉄骨構造物に使用されたアングル型鉄骨部材における座屈現像を示す図である。 本発明の実施形態による圧縮座屈耐力補強機構をアングル型鉄骨部材に設置した斜視図である。 図2に示された圧縮座屈耐力補強機構を詳細に説明するための断面図である。 図3に示された圧縮座屈耐力補強機構をアングル型鉄骨部材に締結する方法を示す断面図である。 図3に示された圧縮座屈耐力補強機構をアングル型鉄骨部材に締結する方法を示す断面図である。 本発明の実施形態による圧縮座屈耐力補強機構を設置することによってアングル型鉄骨部材の耐力が強化されることを示す図である。 本発明の実施形態による第1および第2固定金具部に対する他の実施形態を示す斜視図である。
以下、本発明の好ましい実施形態を図2〜図6を参照してより詳細に説明する。
図2は本発明の実施形態による圧縮座屈耐力補強機構をアングル型鉄骨部材に設置した斜視図であり、図3は図2に示された圧縮座屈耐力補強機構を詳細に説明するための断面図である。
一般的に送電鉄塔はトラス構造で設置され、トラス構造とは鉄骨部材を三角形に連結して部材の引張、圧縮力によって外力に抵抗するように考案した構造であり、軽量化が可能で、剛性の高い構造物を作ることができるため、地震に効果的な構造であると知られている。このようなトラス構造の送電鉄塔に使用される鉄骨部材としてはアングル型鉄骨部材(200)が利用され、鉄骨構造物においても横力抵抗用ブレースとしてアングル型鉄骨部材(200)が利用されている。ここで、アングル型鉄骨部材(200)の圧縮座屈および偶発的な偏心を防止し、着脱可能な圧縮座屈耐力補強機構を含む。このために、圧縮座屈耐力補強機構は、アングル型鉄骨部材(200)を囲む部材収容部(100)と、アングル型鉄骨部材(200)の両末端の各々を固定し、部材収容部(100)の両末端の各々を固定すると同時に、アングル型鉄骨部材(200)の規格に合わせて調節できる第1および第2固定金具部(110、120)と、第1および第2固定金具部(110、120)を互いに連結させる水平締結部(130)と、アングル型鉄骨部材(200)が垂直をなす間に位置して支持する支持部(140)、および支持部(140)および水平締結部(130)を連結させる補強部材(150)を含む。
部材収容部(100)は、図3に示すようにアングル型鉄骨部材(200)を囲むようにL字形または逆L字形に形成される。このような部材収容部(100)としては、例えば、L字形または逆L字形に形成された丸棒を利用することができる。部材収容部(100)の角度はアングル型鉄骨部材(200)の角度に比べて大きい角をなすように形成される。
第1固定金具部(110)は、部材収容部(100)の一側端を挿入固定できるように形成された第1ホール(111)と、アングル型鉄骨部材(200)の一側端を挿入固定できるように形成された第1溝(114)、および水平締結部(130)の一側端を挿入固定できるように形成された第2ホール(118)を含む。この時、部材収容部(100)の一側端を第1固定金具部(110)の第1ホール(111)に挿入して第1丸棒締結部(112)によって固定し、アングル型鉄骨部材(200)の一側端を第1固定金具部(110)の第1溝(114)に挿入して第1固定ボルト(116)によって固定し、水平締結部(130)の一側端を第2ホール(118)に挿入して第2丸棒締結部(132)によって固定する。
この時、第1固定金具部(110)の第1溝(114)は、アングル型鉄骨部材(200)の一側端を挿入できるほどの溝大きさを有するように形成される。
第2固定金具部(120)は、部材収容部(100)の他側端を挿入固定できるように形成された第3ホール(121)と、アングル型鉄骨部材(200)の他側端を挿入固定できるように形成された第2溝(124)、および水平締結部(130)の他側端を挿入固定できるように形成された第4ホール(128)を含む。これにより、部材収容部(100)の他側端を第2固定金具部(120)の第3ホール(121)に挿入して第3丸棒締結部(122)によって固定し、アングル型鉄骨部材(200)の他側端を第2固定金具部(120)の第2溝(124)に挿入して第2固定ボルト(126)によって固定し、水平締結部(130)の他側端を第4ホール(128)に挿入して第4丸棒締結部(134)によって固定する。
この時、第2固定金具部(120)の第2溝(124)は、アングル型鉄骨部材(200)の他側端を挿入できるほどの溝大きさを有するように形成される。
一方、第1固定金具部(110)の第1ホール(111)に部材収容部(100)の一側端を挿入し、第2固定金具部(120)の第3ホール(121)に部材収容部(100)の他側端を挿入した後、各々の第1および第3丸棒締結部(112、122)によって固定しつつ、アングル型鉄骨部材(200)の規格に合わせて調節することができる。
水平締結部(130)は、第1および第2固定金具部(110、120)を互いに連結させるように、例えば、一字形の丸棒に形成することができる。水平締結部(130)は、補強部材(150)の間を貫通して第1および第2固定金具部(110、120)に挿入固定される。
支持部(140)は、アングル型鉄骨部材(200)が垂直をなす間に棒状で位置し、補強部材(150)を貫通する。このような支持部は、長さの長い部材固定ボルトと、長さが第1部材固定ボルトより短い補強部材固定ボルトとからなっている。
補強部材(150)は、支持部(140)および水平締結部(130)が交差して連結されるように、複数の補強ホールを含む四角の枠形状に形成される。
一方、第1および第2固定金具部(110、120)の各々に部材収容部(100)および水平締結部(130)を挿入固定するために、第1〜第4ホール(111、118、121、128)のように第1および第2固定金具部(110、120)にホールを形成して各々を挿入固定することができるが、図6に示すように、第1固定金具部(110)は、部材収容部(100)の一側端を保持できるように形成された第1保持溝(211)、および水平締結部(130)の一側端を保持できるように形成された第2保持溝(218)で形成することができる。
また、第2固定金具部(120)は、部材収容部(100)の他側端を保持できるように形成された第3保持溝(221)、および水平締結部(130)の他側端を保持できるように形成された第4保持溝(228)で形成することができる。
図4aおよび図4bは図3に示された圧縮座屈耐力補強機構をアングル型鉄骨部材に締結する方法を示す断面図である。
本発明の実施形態による圧縮座屈耐力補強機構の締結方法は、第1および第2固定金具部(110、120)にアングル型鉄骨部材(200)および部材収容部(100)を固定するステップ、およびアングル型鉄骨部材(200)の間に補強部材(150)を位置させ、支持部(140)と水平締結部(130)を互いに交差するように固定するステップを含む。図6に示すように第1および第2固定金具部(110、120)に第1〜第4保持溝(211、218、221、228)を有するように形成することができるが、ここでは、本発明の第1および第2固定金具部(110、120)に第1〜第4ホール(111、118、121、128)を有するものを例に挙げて締結方法について説明する。
先ず、図4aに示すように、第1固定金具部(110)の第1溝(114)にアングル型鉄骨部材(200)の一側端を挿入した後に第1固定ボルト(116)によって固定し、第2固定金具部(120)の第2溝(124)にアングル型鉄骨部材(200)の他側端を挿入した後に第2固定ボルト(126)によって固定する。また、第1固定金具部(110)の第1ホール(111)に部材収容部(100)の一側端を挿入した後に第1丸棒締結部(112)によって固定し、第2固定金具部(120)の第3ホール(121)に部材収容部(100)の他側端を挿入した後に第3丸棒締結部(122)によって固定する。この時、第1丸棒締結部(112)および第3丸棒締結部(122)を介して部材収容部(100)を固定すると同時にアングル型鉄骨部材(200)の規格に合わせて調節することができる。
その次、図4bに示すように、アングル型鉄骨部材(200)の間に補強部材(150)を位置させ、水平締結部(130)および支持部(140)が複数の補強ホールを介して補強部材(150)を貫通して互いに交差するように固定する。この時、水平締結部(130)は、水平締結部(130)の一側端が第1固定金具部(110)の第2ホール(118)に挿入された後に第2丸棒締結部(132)によって固定され、水平締結部の他側端が第2固定金具部(120)の第4ホール(128)に挿入された後に第4丸棒締結部(134)によって固定される。
このように本発明の圧縮座屈耐力補強機構を利用してアングル型鉄骨部材を補強することにより、図5に示すように耐力が強化され、座屈現像を防止することができる。また、本発明の圧縮座屈耐力補強機構は、アングル型鉄骨部材の耐力を強化させるための、停電措置、迂回、および解体作業などの準備作業が必要なく、部材の中間に着脱式で簡単に設置して、アングル型鉄骨部材の圧縮座屈耐力を増加させることができる。

Claims (12)

  1. アングル型鉄骨部材を囲む部材収容部と;
    前記アングル型鉄骨部材の両末端の各々を固定し、前記部材収容部の両末端の各々を固定すると同時に、アングル型鉄骨部材の規格に合わせて調節できる第1および第2固定金具部と;
    前記第1および第2固定金具部を互いに連結させる水平締結部と;
    前記アングル型鉄骨部材が垂直をなす間に位置して支持する支持部;および
    前記支持部および水平締結部を連結させる補強部材を含むことを特徴とする圧縮座屈耐力補強機構。
  2. 前記部材収容部は、前記アングル型鉄骨部材を囲むようにL字形または逆L字形に形成されることを特徴とする、請求項1に記載の圧縮座屈耐力補強機構。
  3. 前記第1固定金具部は、前記部材収容部の一側端を挿入できるように形成された第1ホールと;
    前記水平締結部の一側端を挿入できるように形成された第2ホール;および
    前記アングル型鉄骨部材の一側端を挿入できるように形成された第1溝を含むことを特徴とする、請求項1に記載の圧縮座屈耐力補強機構。
  4. 前記第1固定金具部は、前記第1固定金具部の第1ホールに挿入された前記部材収容部の一側端を固定する第1丸棒締結部と;
    前記第1固定金具部の第2ホールに挿入された前記水平締結部の一側端を固定する第2丸棒締結部;および
    前記第1固定金具部の第1溝に挿入された前記アングル型鉄骨部材の一側端を固定する第1固定ボルトをさらに含むことを特徴とする、請求項3に記載の圧縮座屈耐力補強機構。
  5. 前記第1固定金具部は、前記部材収容部の一側端を保持できるように形成された第1保持溝と;
    前記水平締結部の一側端を保持できるように形成された第2保持溝;および
    前記アングル型鉄骨部材の一側端を挿入できるように形成された第1溝を含むことを特徴とする、請求項1に記載の圧縮座屈耐力補強機構。
  6. 前記第2固定金具部は、前記部材収容部の他側端を挿入できるように形成された第3ホールと;
    前記水平締結部の他側端を挿入できるように形成された第4ホール;および
    前記アングル型鉄骨部材の他側端を挿入できるように形成された第2溝を含むことを特徴とする、請求項1に記載の圧縮座屈耐力補強機構。
  7. 前記第2固定金具部は、前記第2固定金具部の第3ホールに挿入された前記部材収容部の一側端を固定する第3丸棒締結部と;
    前記第2固定金具部の第4ホールに挿入された前記水平締結部の一側端を固定する第4丸棒締結部;および
    前記第2固定金具部の第2溝に挿入された前記アングル型鉄骨部材の一側端を固定する第2固定ボルトをさらに含むことを特徴とする、請求項6に記載の圧縮座屈耐力補強機構。
  8. 前記第2固定金具部は、前記部材収容部の他側端を保持できるように形成された第3保持溝と;
    前記水平締結部の他側端を保持できるように形成された第4保持溝;および
    前記アングル型鉄骨部材の他側端を挿入できるように形成された第2溝を含むことを特徴とする、請求項1に記載の圧縮座屈耐力補強機構。
  9. 前記補強部材は、支持部および水平締結部が交差して連結されるように、複数の補強ホールを含む四角の枠形状に形成されることを特徴とする、請求項1に記載の圧縮座屈耐力補強機構。
  10. 第1および第2固定金具部にアングル型鉄骨部材および部材収容部を固定するステップ;および
    前記アングル型鉄骨部材の間に補強部材を位置させ、支持部と水平締結部を互いに交差するように固定するステップを含むことを特徴とする圧縮座屈耐力補強機構の締結方法。
  11. 前記第1および第2固定金具部にアングル型鉄骨部材および部材収容部を固定するステップは、
    前記第1固定金具部の第1溝に前記アングル型鉄骨部材の一側端を挿入した後に第1固定ボルトによって固定するステップと;
    前記第2固定金具部の第2溝に前記アングル型鉄骨部材の他側端を挿入した後に第2固定ボルトによって固定するステップと;
    前記第1固定金具部の第1ホールに前記部材収容部の一側端を挿入した後に第1丸棒締結部によって固定するステップ;および
    前記第2固定金具部の第3ホールに前記部材収容部の他側端を挿入した後に第3丸棒締結部によって固定するステップを含むことを特徴とする、請求項10に記載の圧縮座屈耐力補強機構の締結方法。
  12. 前記第1および第2固定金具部にアングル型鉄骨部材および部材収容部を固定するステップは、前記第1丸棒締結部および第3丸棒締結部を介して部材収容部を固定すると同時にアングル型鉄骨部材の規格に合わせて調節することを特徴とする、請求項11に記載の圧縮座屈耐力補強機構の締結方法。
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