JP2011063931A - 鋼梁貫通孔の開口補強工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼構造建築物の鋼梁に設けられる貫通孔の開口補強工法において、従来の方法では廃棄されるのみで活用されなかった貫通孔を切り抜いた時にできる除去鋼板を活用して、鋼梁の貫通孔の開口補強をする。
【解決手段】 鋼梁１に設けられた貫通孔２の周囲に断面欠損を補うための補強鋼板として、貫通孔を切り抜いてできた除去鋼板３を用いて、貫通孔２の開口周囲に取付けて補強をすることにより、別の鋼板から補強鋼板を作製するために必要とする材料や、それに伴う作業およびコストを削ることができる。また、通常では廃棄されていた除去鋼板３を使用することにより、廃棄物が削減され、環境に与える影響も大きい。除去鋼板３は、複数に分割して貫通孔２周囲の上下左右等に取り付けることにより、断面欠損を補うことで鋼梁１の耐力低下を防止することができ、余分な材料や費用がかからず、鋼梁１に必要な耐力を維持することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建築・土木分野の鋼構造物の骨組もしくは鋼梁材に設ける配管等に利用するための貫通孔の開口補強部材として、貫通孔作成時に切り抜かれた除去鋼板を活用し、断面欠損による耐力を補い、コストダウンを図るものである。

鋼構造建築物において、鋼梁材は種々な設備配管のために、大半の場合ウェブに貫通孔が設けられる。この貫通孔により、梁ウェブは大きな断面欠損を生じるが、元の断面性能を確保するために、何らかの補強が必要となってくる。補強は、通常は断面欠損分を補う形で行われ、別の鋼板から切り出して製作した補強部材を用いて行われる。例えば図４で示した鋼円板補強法、鋼矩形板補強法、鋼円管補強法などである。

また、前述のような鋼梁材の貫通孔周囲に設けられる補強方法に関する先行技術文献として、例えば特許文献１〜３記載の発明がある。

特許文献１では、鉄骨梁のウェブに開けられたスリーブ孔を挟む上下両側のウェブ面に取り付けられる補強プレートで、スリーブ孔を挟む上下両サイドにおいて互いに分割されていることを特徴としている。スリーブ孔の上下に取り付けられた補強プレートとスリーブ孔との間隔寸法が、スリーブ孔の上下の頂部から、スリーブ孔のサイドに向かうに連れて大きくなっている。

特許文献２では、上下にフランジを有したウェブに開口部を設けた鋼梁の開口部補強構造において、Ｌ字型鋼板一対を組み合わせて略正方形枠の補強金具を、その四辺が鋼梁の材軸と略４５度に斜交するように開口部を囲んでウェブに取付けている。

特許文献３では、リング状補強プレートの中心穴部に、突設したオネジ付き筒部を鉄骨梁のウエブ開口部に嵌挿して、他のリング状の補強プレートの中心穴部に突設したメネジ付き筒部をウエブ開口に他側から嵌挿してオネジ付き筒部に螺合する。オネジ付きとメネジ付きの両補強プレートを鉄骨梁のウエブ開口部の両面に締め付けて挟着し、補強を行っている。

特開２００３−１９３６１９号公報 特開２００３−１４７９０１号公報 特開平０７−２３８６３５号公報

図４（ａ）の鋼円板補強法は、丸いパネル状の鋼板を別の鋼板から作成し、鋼梁の貫通孔の周囲に取り付けて補強をしている。同様に、図４（ｂ）の鋼矩形板補強法は貫通孔と同じ大きさの開口部がある矩形鋼板を、図４（ｃ）の鋼円管補強法は円管を、それぞれ別の鋼板から作成し、貫通孔周囲に取り付けて、貫通孔の断面欠損による耐力低下を補う補強を施している。しかしながら、別の鋼板から切り出して製作するには、コストも手間もかかり、廃棄する鋼板も増えてしまう。

本発明は、従来技術における上述のような課題の解決を図ったものであり、従来の方法では廃棄されるのみで活用されなかった貫通孔を切り抜いた時にできる除去鋼板を活用して、鋼梁の貫通孔の開口補強をすることを目的としている。

請求項１に係る発明は、鋼梁に設けられた貫通孔の周囲に断面欠損を補うための補強鋼板を取り付ける開口補強工法において、前記補強鋼板として、切り抜かれた除去鋼板を用いて、貫通孔周囲に取付けて補強することを特徴としている。

鋼梁から切り抜かれた除去鋼板を用いて、貫通孔周囲の開口補強をすることにより、別の鋼板から補強鋼板を作製するための材料、それに伴う作業およびコストを削ることができる。鋼梁から切り抜かれた除去鋼板は材質が同じであるため、設計も容易である。また、通常では廃棄されていた除去鋼板を使用することにより、廃棄物が削減され、環境面に与える影響も大きいと考えられる。

鋼梁から切り抜かれた除去鋼板を複数に分割して、貫通孔周囲の上下左右等に取り付けることにより、断面欠損を補うことで鋼梁の耐力低下を防止することができる。このことにより、余分な材料や費用がかからず、耐力を維持することができるということになる。

請求項２に係る請求項１記載の鋼梁貫通孔の開口補強工法において、前記補強鋼板が、前記貫通孔を開けたことにより切り抜かれた除去鋼板であることを特徴としている。

貫通孔を開けるために切り抜いて発生した除去鋼板を、その貫通孔自体の補強鋼板として使用すると、廃棄物の量を大幅に減少させることができ、また省資源にも繋がる。この場合も請求項１と同様に、貫通孔を開けるために切り抜いた除去鋼板を複数に分割して、貫通孔周囲を取り囲む形になるように取付け、断面補強を施す。

請求項３に係る請求項１記載の鋼梁貫通孔の開口補強工法において、前記補強鋼板が、補強個所以外の貫通孔を開けたことにより切り抜かれた除去鋼板であることを特徴としている。

色々な箇所から切り抜かれた除去鋼板であるため、サイズも形も様々になることが予想され、補強方法が広範囲に広がり、貫通孔周囲に取り付ける際にバランスよく取り付ける必要がある。

しかし、補強を施す貫通孔ではない部分から切り抜かれた除去鋼板を補強鋼板として使用することによって、更なるコストダウンを実現させることができる。

さらにこの方法であれば、既存工事でファブリケーター（鉄骨加工業者）が除去鋼板を保管しておき、別工事で開口補強材料として使用することができる。

貫通孔は通常円形が多いため、除去鋼板も必然的に円形が多くなるが、もし矩形であった場合は複数に分割しやすく補強鋼板としての形も作成しやすいので、円形の除去鋼板より更に扱いやすい。

本発明は以上のような構成からなり、貫通孔を設けるために切り抜かれた除去鋼板を補強鋼板として使用するため、廃棄物の量が削減されるとともに、余分な材料の必要がなくなり、資源の削減が大幅に低減される。

本発明が日常化することで、貫通孔作成後の除去鋼板がいかなるサイズであっても、ファブリケーターが別の工事用に確保して保存するため、廃棄することはなくなる。また、貫通孔開口補強をする設計者は、ファブリケーターの在庫を考慮し種々な補強パターンで設計できる。

本発明に係る鋼梁貫通孔の開口補強工法において、貫通孔自体から切り抜いた除去鋼板を使用する例であり、（ａ）は貫通孔自体、（ｂ）は除去鋼板を４分割して使用した四周補強、（ｃ）は除去鋼板を２分割して使用した上下補強である。 本発明に係る鋼梁貫通孔の開口補強工法において、補強個所以外の貫通孔を切り抜いた除去鋼板を使用する例であり、（ａ）は１枚の除去鋼板を４分割して使用した四周補強、（ｂ）は１枚の除去鋼板を２分割したものを３組使用した周補強、（ｃ）は小さい除去鋼板を６枚使用した上下補強である。 本発明に係る鋼梁貫通孔の開口補強工法において、ファブリケーターが保管しておいた除去鋼板を使用する例であり、（ａ）は２種類のサイズの除去鋼板を使用した補強、（ｂ）は１種類のサイズの除去鋼板を使用した上下補強、（ｃ）は１種類のサイズの除去鋼板を使用した四周補強である。 開口補強工法の従来例であり、（ａ）は鋼円板補強法、（ｂ）は鋼矩形板補強法、（ｃ）は鋼円管補強法である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は、鋼梁１の貫通孔２自体から切り抜いた除去鋼板３を使用する例である。図１（ａ）に示した円形の貫通孔２を切り抜いて除去鋼板３を作成し、２分割して半割鋼板として（３ｃ）、貫通孔２の上下に取り付けた補強工法が図１（ｃ）である。図１（ｂ）は、貫通孔２から切り抜いて作成した除去鋼板３を２分割にして、更に分割したラインを円弧カットし、計４枚の補強鋼板を作成して（３ａ、３ｂ）、貫通孔２周囲に取り付けて補強を行なっている。

貫通孔自体から切り抜いたことによって生じた除去鋼板を使用する場合は、切削のための切り白が必要となるので、片面補強だけでは欠損断面を１００％補強することはできない。この場合、例として図２に挙げた補強個所以外の貫通孔を切り抜いた除去鋼板を使用して、裏面補強をすることで１００％補強することができる。ただし、１００％に満たなくとも、実験などでその効果が貫通孔を作成しなかった場合と同等の耐力であることが確認できればこの限りではない。

図２は、除去鋼板が貫通孔自体ではなく、補強個所以外の貫通孔を開けたときに切り抜いたことにより作成される除去鋼板（以下、図１に示した除去鋼板と区別するために近隣除去鋼板と言う）を使用して開口補強を施す例である。

図２（ａ）のように近隣除去鋼板の径が大きい場合（大で表記、４ａ）は上下方向に４分割にして、円弧カットした鋼板（４ｂ）２枚と細長い鋼板（４ｃ）２枚の２種類を作成し、貫通孔に対して四周を四角く取り囲む形に取付け、開口補強を施している。

図２（ｂ）の近隣除去鋼板が少し小さい場合（中で表記、４ｄ）は、２分割して半月状にした近隣除去鋼板（４ｅ）を６枚使用して貫通孔周囲を取り囲んでおり、図２（ｃ）に示したように近隣除去鋼板が小さい場合（小で表記、４ｆ）は、貫通孔２の上下に３枚ずつ並べて開口補強している。

また、既存工事でファブリケーターが除去鋼板を保存しておく場合は、図１、図２の限りではなく、図３に示す例も含めて補強工法が広範囲に広がる。

図３（ａ）のように円形鋼板（４ｇ）と半円鋼板（４ｈ）の大小２つの異なる種類の除去鋼板を使用する場合、図３（ｂ）のように半円から円弧が切れているような形の除去鋼板（４ｉ）を２枚使用する場合、図３（ｃ）のように円弧だけの除去鋼板（４ｊ）を４枚使用する場合など貫通孔に対する開口補強のパターンが広がる。

ファブリケーターが保存しておいた除去鋼板を使用する場合、除去鋼板の在庫を考慮しながら設計をしなければならないが、除去鋼板を余らせたり廃棄したりすることがなく、多種多様なパターンの開口補強を設計することができる。

以上に除去鋼板を用いた開口補強工法の例を示したが、鋼梁に設けられる貫通孔は円形が多いため、貫通孔が円形である場合の例を示した。しかし、貫通孔の形状を問わないことは言うまでもなく、除去鋼板の取付け方法は溶接その他、特に限定されない。

また貫通孔の形状が矩形である場合は、除去鋼板が矩形のため複数に分割しやすく補強鋼板としての形状も作成しやすいので、円形の除去鋼板より更に扱いやすいと考えられるので、円形の除去鋼板の場合よりも補強仕様が無限に広がる可能性がある。

本発明は、鋼梁に貫通孔を開けたときの切り抜かれた除去鋼板を活用するものであり、貫通孔の開口補強に使用することにより、廃棄物の削減やコストダウンに対する効果を図ることができる。

１…鋼梁、１ａ…ウェブ、１ｂ…フランジ、
２…貫通孔、
３、３ａ、３ｂ、３ｃ…除去鋼板、
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉ、４ｊ…近隣除去鋼板、
５ａ、５ｂ、５ｃ…補強鋼板

Claims (3)

1. 鋼梁に設けられた貫通孔の周囲に断面欠損を補うための補強鋼板を取り付ける開口補強工法において、前記補強鋼板として切り抜かれた除去鋼板を用いて、貫通孔周囲に取付けて補強することを特徴とする鋼梁貫通孔の開口補強工法。
2. 前記補強鋼板が、前記貫通孔を開けたことにより切り抜かれた除去鋼板であることを特徴とする請求項１記載の鋼梁貫通孔の開口補強工法。
3. 前記補強鋼板が、補強個所以外の貫通孔を開けたことにより切り抜かれた除去鋼板であることを特徴とする請求項１記載の鋼梁貫通孔の開口補強工法。
   

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