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

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。