JP2011219945A - Reinforcing structure and reinforcing method for bolt joint joining part of h-shaped steel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄骨構造に関するもので、特にはH形鋼のボルト継手接合部の補強構造および補強方法に関するものである。 The present invention relates to a steel structure, and more particularly, to a reinforcing structure and a reinforcing method for a bolt joint joint of an H-shaped steel.
構造物におけるH形鋼の継手接合部を、図4及び図5に正面図を示す。継手部は、H形鋼1,2におけるウェブ21,22及びフランジ23,27端部のボルト孔と、ボルト3と添板4からなり、H形鋼1,2と添板4をボルト3により締め付ける構造となっている。ボルト3が高力ボルトの場合は、ボルト張力により生じるH形鋼1,2と添板4の接触面の摩擦抵抗により、荷重がH形鋼1,2と添板4の間で伝達される。また、ボルト3がリベットボルトの場合は、リベットボルトのせん断抵抗および支圧抵抗によりH形鋼1,2、ボルト3、及び添板4の間で荷重が伝達される。
The front view is shown in FIG.4 and FIG.5 about the joint connection part of the H-section steel in a structure. The joint portion is composed of bolt holes at the ends of the
しかし、部材端部にボルト継手接合部を有する鉄骨造建築物の中には、ボルト継手接合部の補強を必要とするものもある。 However, some steel structures having a bolted joint joint at the end of the member require reinforcement of the bolted joint joint.
例えば、図16に示すように鉛直力14が加わっている構造物において、使用目的の変更に伴い、固定荷重や積載荷重および積雪荷重といった鉛直力14が増加する場合、柱・梁・筋違11などの鉛直力を負担する部材の母材鉄骨およびボルト継手接合部を補強する必要がある。
For example, in a structure to which a
また、図17に示すように地震荷重や風荷重などの水平力15を負担する筋違部材で母材鉄骨の降伏耐力よりボルト継手接合部の耐力の方が小さい場合がある。こういった場合、水平力15が増加した時に筋違母材鉄骨12が本来の荷重伝達性能を発揮する前に、筋違ボルト継手接合部13が弱点となり建築物が脆性的に耐力を失う可能性がある。そこで、筋違ボルト継手接合部13の補強により、水平力に対して筋違母材鉄骨12が本来の性能を発揮し、建築物が粘り強く抵抗できるようにすることが必要となる。
In addition, as shown in FIG. 17, there is a case where the proof strength of the bolted joint portion is smaller than the yield strength of the base steel frame in a straight member bearing a
昭和55年以前の耐震設計法にて設計された建築物では、高さ方向に一様な水平加速度が生じるとした設計用地震力により設計がなされているが、実際の加速度は高さ方向に増えるため、ボルト継手接合部のみならず建築物全体としての耐震強度の補強を必要とする場合がある。
このようなH形鋼のボルト継手接合部の従来の補強方法として、以下の形態のものが知られている。
Buildings designed by the seismic design method before 1980 have been designed with the seismic force for design that the uniform horizontal acceleration occurs in the height direction, but the actual acceleration is in the height direction. In order to increase, not only the bolted joint but also the reinforcement of the seismic strength of the entire building may be required.
The following forms are known as conventional reinforcing methods for such H-shaped steel bolt joint joints.
例えば、溶接によるH形鋼の接合部の補強方法の形態を図18に示す。同図(a)は正面図、(b)は上部から見た図、(c)は断面図である。
この形態では、ボルト3によって接合されるH形鋼1,2に鋼板16を溶接し、H形鋼1,2に加わる荷重の一部を溶接部17を介して鋼板16に伝達することにより、ボルト継手で不足する耐力を鋼板16で補う方法である。
For example, the form of the reinforcement method of the junction part of the H-section steel by welding is shown in FIG. FIG. 4A is a front view, FIG. 5B is a view from above, and FIG.
In this form, the
同様に溶接を用いたH形鋼の接合部の補強方法として、図19に示すように、H形鋼1,2と添板4とを溶接Wし、ボルトを介さずにH形鋼と添板とで荷重伝達を行う方法が知られている(特許文献1参照)。
Similarly, as a method of reinforcing the joint portion of the H-section steel using welding, as shown in FIG. 19, the H-
溶接を用いないH形鋼の接合部の補強方法を図20に示す。同図(a)に示すように、既存ボルト18をガス切断19により撤去し、同図(b)に示す太径や高強度の新設ボルト20に差し替えることで、ボルト継手接合部の耐力を高めるものがある。
FIG. 20 shows a method for reinforcing the joint portion of the H-shaped steel without using welding. As shown in FIG. 6A, the existing
ボルト継手の補強を必要とする建築物の中には、ボルト継手近傍に可燃材料からなる内外装材やガス配管や電気配線などがある場合があり、補強工事に溶接などの火気を用いるには内外装材、ガス配管、電気配線に対して厳重な火気養生が必要となる。その結果、火気養生による工程の長期化やコストの増加さらには安全面での懸念といった問題が生じる。
さらに、火気養生をして溶接を用いた補強工事を行う場合、建築物内部の使用者や操業に使用制限などの影響を与えないためには、夜間や年数回実施される定期整備期間のみで工事を行なう必要があり、そのため作業が数回に分断され、更なる工程の長期化といった問題が生じる。
このような問題を解決するために、火気を用いないボルト継手接合部の補強技術が求められるが、溶接を用いないボルト差し替えの方法でも、既存ボルトを撤去する際にガス切断が必要となり、溶接と同様の問題が発生する。
また、H形鋼のボルト継手接合部の補強構造に流動性のある経時硬化性材料を多量に用いるとなると、高所の梁あるいはブレースの補強施工では、高所における流動性の経時硬化性材料の充填作業が煩雑になるという問題があるため、経時硬化性材料を用いる量が少ないと施工性も向上する。
そこで、本発明は、プレキャストブロックを用いることで、火気を用いないボルト継手の補強ができるようにすることを課題とし、そのような課題を解決したH形鋼のボルト継手接合部の補強構造および補強方法を提供することを目的とするものである。
Some buildings that require reinforcement of bolted joints may have interior and exterior materials made of flammable materials, gas pipes, electrical wiring, etc. near the bolted joints. Strict fire curing is required for interior and exterior materials, gas piping, and electrical wiring. As a result, there are problems such as prolonged process and increased cost due to heat curing, as well as safety concerns.
Furthermore, when performing reinforcement work using welding with heat curing, in order not to affect the use and restrictions on the users and operations inside the building, it is necessary only at the regular maintenance period carried out at night or several times a year. It is necessary to carry out construction work, so that the work is divided into several times, and there is a problem that the process becomes longer.
In order to solve such problems, reinforcement technology for bolt joint joints that does not use fire is required, but even with the bolt replacement method that does not use welding, it is necessary to cut the gas when removing the existing bolts. The same problem occurs.
In addition, when a large amount of fluid curable material is used for the reinforcement structure of the H-shaped steel bolt joint joint, in the reinforcement work of beams or braces at high places, fluid aging materials at high places are used. Therefore, if the amount of the time-curable material is small, the workability is improved.
Then, this invention made it the subject to enable the reinforcement of a bolted joint which does not use a fire by using a precast block, and the reinforcement structure of the bolted joint part of the H-section steel which solved such a problem, and The object is to provide a reinforcing method.
本発明者らは、火気を用いないボルト継手接合部の補強構造および補強方法について種々検討を行い、本発明を完成させるに至った。
本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
第1発明のH形鋼のボルト継手接合部の補強構造では、H形鋼のボルト継手接合部の補強構造において、前記ボルト継手接合部に隣接して各ウェブに貫通孔を設け、前記ボルト継手接合部に隣接して又は前記ボルト接合部を跨ぐようにして、各H形鋼のウェブの両側であると共にH形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロックを配置し、貫通孔を有する鋼板をH形鋼のウェブの両側の前記プレキャストブロックの外側にそれぞれ配置し、端部に雄ねじ部を設けた鋼棒を鋼板とプレキャストブロックとウェブの前記貫通孔に挿通し、前記各鋼棒の端部の雄ねじ部にそれぞれナットをねじ込み締め付けられていることを特徴とする。
第2発明では、第1発明のH形鋼のボルト継手接合部の補強構造において、前記プレキャストブロックがコンクリート製プレキャストブロック、モルタル製プレキャストブロックまたは合成樹脂製プレキャストブロックであることを特徴とする。
第3発明では、第1発明又は第2発明のボルト継手接合部の補強構造において、各プレキャストブロックと鋼板又はH形鋼との間にグラウトが介在されて付着されていることを特徴とする。
第4発明では、第1発明〜第3発明のボルト継手接合部の補強構造において、鋼板は、端部に接合用フランジを有する一対の半分割形鋼板のフランジ相互がボルト接合されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
第5発明では、第1発明〜第3発明のボルト継手接合部の補強構造において、鋼板は、端部に噛み合い継手を有する半分割形鋼板の継手相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
第6発明のH形鋼のボルト継手接合部の補強方法では、H形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、ボルト継手接合部に隣接して各ウェブに貫通孔を設けた後、前記ボルト継手接合部に隣接して又は前記ボルト継手接合部を跨ぐようにして、各H形鋼のウェブの両側であると共にH形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロックをそれぞれ配置し、貫通孔を有する鋼板をH形鋼のウェブの両側の前記各プレキャストブロックの外側にそれぞれ配置し、端部に雄ねじ部を設けた鋼棒を鋼板とプレキャストブロックとウェブの前記貫通孔に挿通し、前記各鋼棒の端部の雄ねじ部にそれぞれナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒に緊張力を与えて、前記H形鋼のウェブの両側のプレキャストブロックを横方向から押圧して、各プレキャストブロックをH形鋼の上下のフランジ間方向に弾性変形させて、各プレキャストブロックの上面が上フランジの下面に向かって、プレキャストブロックの下面が下フランジの上面に向かってそれぞれ押圧することを特徴とする。
第7発明のH形鋼のボルト継手接合部の補強方法では、前記プレキャストブロックがコンクリート製プレキャストブロック、モルタル製プレキャストブロックまたは合成樹脂製プレキャストブロックであることを特徴とする。
第8発明では、第6発明又は第7発明のH形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、各プレキャストブロックとH形鋼との間にグラウトを設けることを特徴とする。
第9発明では、第6発明〜第8発明のいずれかのH形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、鋼板は、端部に接合用フランジを有する一対の半分割形鋼板のフランジ相互がボルト接合されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
第10発明では、第6発明〜第8発明のいずれかのH形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、鋼板は、端部に噛み合い継手を有する半分割形鋼板の継手相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
The inventors of the present invention have made various studies on the reinforcing structure and the reinforcing method of the bolt joint joint without using fire, and have completed the present invention.
The gist of the present invention is as follows.
In the reinforcing structure of the H-shaped steel bolt joint joint of the first invention, in the reinforcing structure of the H-shaped steel bolt joint joint, a through hole is provided in each web adjacent to the bolt joint joint, and the bolt joint A through hole is provided on both sides of each H-section steel web and between the lower surface of the upper flange of the H-section steel and the upper surface of the lower flange so as to be adjacent to the joint portion or straddling the bolt joint portion. Precast blocks are arranged, steel plates with through holes are arranged on the outside of the precast blocks on both sides of the H-shaped steel web, and steel rods with male threaded portions at the ends are inserted through the steel plates, precast blocks and webs. It is characterized by being inserted into the hole and screwed into a male threaded portion at the end of each steel rod.
According to a second aspect of the present invention, in the reinforcing structure for the bolted joint portion of the H-shaped steel of the first aspect, the precast block is a concrete precast block, a mortar precast block or a synthetic resin precast block.
According to a third aspect of the invention, in the reinforcing structure for a bolted joint portion according to the first or second aspect, a grout is interposed between and attached to each precast block and the steel plate or H-shaped steel.
According to a fourth invention, in the reinforcing structure for a bolted joint joint according to the first to third inventions, the steel plate is bolted between the flanges of a pair of half-divided steel plates having a joining flange at the end, and the tensile force And compressive force can be transmitted.
In the fifth invention, in the reinforcing structure of the bolt joint joint portion of the first invention to the third invention, the steel plates are joined by connecting the joints of the half-divided steel plates having the mesh joints at the ends, and the tensile force. And compressive force can be transmitted.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for reinforcing an H-shaped steel bolt joint joint. In the method for reinforcing an H-shaped steel bolt joint joint, each bolt is provided with a through hole adjacent to the bolt joint joint, and then the bolt. A through-hole that is adjacent to the joint joint or straddles the bolt joint joint and is on both sides of each H-section steel web and between the lower surface of the upper flange of the H-section steel and the upper surface of the lower flange. A steel plate having a through hole and a steel rod provided with a male threaded portion at the end of the steel plate and the precast block. The nuts are inserted into the through-holes of the web, the nuts are screwed into the male threads at the ends of the steel rods, and tension is applied to the steel rods. The precast blocks are elastically deformed in the direction between the upper and lower flanges of the H-section steel, and the upper surface of each precast block is directed toward the lower surface of the upper flange, and the lower surface of the precast block is the lower flange. It is characterized by respectively pressing toward the upper surface.
According to a seventh aspect of the present invention, the precast block is a concrete precast block, a mortar precast block, or a synthetic resin precast block.
According to an eighth aspect of the invention, in the method for reinforcing the bolted joint portion of the H-shaped steel of the sixth or seventh aspect, a grout is provided between each precast block and the H-shaped steel.
According to a ninth aspect of the invention, in the method for reinforcing the bolted joint portion of the H-shaped steel according to any of the sixth to eighth aspects, the steel plate has a pair of half-divided steel plate flanges each having a joining flange at the end. It is characterized by being capable of transmitting a tensile force and a compressive force by being bolted.
According to a tenth aspect of the invention, in the method for reinforcing a joint of a H-shaped steel bolt joint according to any one of the sixth to eighth aspects of the invention, the steel plates are meshed with each other with the joints of half-divided steel plates having meshing joints at the ends. Connected to each other to transmit a tensile force and a compressive force.
本発明によると、火気を用いないH形鋼のボルト継手接合部の補強が可能となり、ボルト継手近傍に内外装材やガス配管や電気配線がある場合でも火気養生が不要なため、工程の短縮、コストの削減さらには安全性が大幅に向上する。
また、本発明のボルト継手接合部の補強構造は、火気を用いないH形鋼のボルト継手接合部の補強構造として、プレキャストブロックを直接又はグラウトを介在させて用いことにより、構造が簡単で、確実に強度を向上させて補強することができる効果が得られる。
According to the present invention, it is possible to reinforce the joint of the H-shaped steel bolt joint without using fire, and even if there are inner and outer materials, gas piping, and electrical wiring in the vicinity of the bolt joint, fire curing is not required, thereby shortening the process. Cost reductions and even greater safety.
In addition, the reinforcement structure of the bolt joint joint of the present invention has a simple structure by using a precast block directly or with a grout interposed as a reinforcement structure of an H-shaped steel bolt joint joint without using fire. An effect that the strength can be surely improved and reinforcement can be obtained.
以下、本発明の望ましい第1実施形態について図1〜図3を参照し説明する。 Hereinafter, a first preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の主要な構成を示すものであり、同図(a)は正面図、(b)は断面図で、図4,5に示す従来のH形鋼のボルト継手接合部を補強している形態を示している。図4,5に示す構造における各部と同様な部分については、同様な符号を付している。図4,5に示すH形鋼の継手接合部は、H形鋼1,2におけるウェブ21,22及びフランジ23,27端部に渡って添板4が配置されて、これらに設けられたボルト孔にボルト3が挿通配置されて、H形鋼1,2のウェブ21,22またはフランジ23,27と添板4とをボルト3およびナット7aにより締め付ける構造となっている。
1A and 1B show a main configuration of the present invention. FIG. 1A is a front view, FIG. 1B is a cross-sectional view, and shows a conventional H-shaped steel bolt joint joint shown in FIGS. The form which is reinforced is shown. Parts similar to those in the structure shown in FIGS. 4 and 5 are given the same reference numerals. 4 and 5, the joint portion of the H-shaped steel has bolts provided on the
前記のような状態から、図4,5に2点差線で、図2に実線で示すように、各H形鋼1,2には、ボルト継手接合部から部材長手方向(梁軸方向)に離れた位置のウェブ21,22には、少なくとも一つ貫通孔1a,2aがボルト継ぎ手接合部に隣接するように設けられる。前記の貫通孔1a,2aは、H形鋼の軸方向又は/及びこれに直角な方向(せい方向)に間隔をおいて複数設けてもよい。
次いで、図3に示すように、プレキャストブロック8,9が、各H形鋼1,2におけるウェブ21,2側面に亘って、ウェブ相互のボルト継手接合部を跨ぐように配置されていると共にフランジ相互のボルト継手接合部を跨ぐようにして、下側のフランジ23に載置するように配置される。なお、図15の(a)にプレキャストブロック8,9の平面形態を示した。
前記のように、ウェブ相互のボルト継手接合部とフランジ相互の部分のボルト継手接合部とを跨ぐようにするために、各プレキャストブロック8,9の中央部には、梁せい方向の上下両端部に切り欠き凹部49をそれぞれ備えていると共に、各プレキャストブロック8,9の中央部には、板厚方向の内側に凹部50を備えた中央接続部51を備え、前記中央接続部51を介して梁軸方向両端部の端部ブロック52相互は一体化されている。前記の切り欠き凹部49と凹部50とにより、各プレキャストブロック8,9の中央部は、ウェブ相互のボルト継手接合部とウェブ相互のボルト継手接合部とに干渉しないようにされている。
図示の実施形態では、前記のプレキャストブロック8,9の両端部側の高さ寸法としては、H形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間の高さ寸法よりも僅かに低い高さ寸法とされている。
なお、前記のプレキャストブロック8,9の両端部の高さ寸法としては、H形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間の寸法とほぼ同じか、わずかに小さい寸法にされ、設計により設定される。
From the state as described above, as shown by a two-dotted line in FIGS. 4 and 5 and a solid line in FIG. The
Next, as shown in FIG. 3, the precast blocks 8 and 9 are arranged so as to straddle the web joints between the
As mentioned above, in order to straddle the bolt joint joint part between the webs and the bolt joint joint part between the flanges, the upper and lower end parts in the beam ridge direction are provided at the center part of each
In the illustrated embodiment, the height dimension on both ends of the precast blocks 8 and 9 is slightly lower than the height dimension between the lower surface of the upper flange of the H-shaped steel and the upper surface of the lower flange. It is the size.
The height of both ends of the precast blocks 8 and 9 is approximately the same as or slightly smaller than the dimension between the lower surface of the upper flange of the H-shaped steel and the upper surface of the lower flange. Is set by
前記のプレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52には、ウェブ21,22に設けられた貫通孔1a,2aに合致するように貫通孔8a,9aが少なくとも1つ設けられている。前記のプレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52に設ける貫通孔8a,9aは、前記のH形鋼の貫通孔に合わせて、プレキャストブロック8,9の軸方向又は/及びこれに直角な方向(せい方向)に間隔をおいて複数設けてもよい。
The end blocks 52 at both ends of the precast blocks 8 and 9 are provided with at least one through
前記のプレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52におけるウェブ21,22と対向する上下の内側コーナー部には、H形鋼1,2におけるフランジ23,27とウェブ21,22との内隅部の円弧状隅部のアール部に合致するように断面円弧状の角部が設けられている。
The upper and lower inner corners facing the
前記のプレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52におけるウェブ21,22と対向する上下の内側コーナー部は、前記のH形鋼1,2内隅部の断面形態に合わせた角部とされる。H形鋼1,2のフランジ巾方向に対応する前記のプレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52の巾寸法は、ウェブウェブ21,22から張り出されたフランジ23,27の片側の寸法又はその前後の寸法に設定される。また、H形鋼1,2の軸方向に対応する前記のプレキャストブロック8,9の長さ寸法は、設計により適宜設定される。
The upper and lower inner corners facing the
次いで、図1(a)(b)に示すように、貫通孔5a,6aを有する矩形状等の鋼板5,6を、H形鋼1,2のウェブ21,22の両側の前記各プレキャストブロックの外側に当接するように、それぞれ各H形鋼に配置したプレキャストブロック8,9に渡って配置し、両端部に雄ねじ部25を有する鋼棒7をプレキャストブロック8,9と鋼板5,6およびH形鋼1,2のウェブ21,22に設けた貫通孔8a,9a及び5a,6a並びに1a,2aに挿通する。
Next, as shown in FIGS. 1A and 1B,
次いで、前記鋼棒7の両端部の雄ねじ部25にそれぞれナット7aを装着し、ナット7aにより鋼板5、6に前記鋼棒7を定着すると共に、前記ナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒7に緊張力を与えることで、鋼板5,6を介してプレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52を両側から挟み込む。
かつ、前記ナット7aにより締め付けることにより鋼棒7に緊張力を与えて、前記H形鋼1,2のウェブ21,22の両側のプレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52を横方向から鋼板5,6により押圧することで、各プレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52をH形鋼1,2の上下のフランジ23(27)間方向に伸びるように弾性変形させて、各プレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52の上面を上フランジ23(27)の下面に、プレキャストブロック8,9の下面を下フランジ23(27)の上面にそれぞれ押圧する。
Next, nuts 7a are respectively attached to the male threaded
In addition, tension is applied to the
なお、前記のプレキャストブロック8,9の材質については、安価で、搬送が簡易なコンクリート製プレキャストブロックを使用することが好ましいが、モルタル製プレキャストブロックや合成樹脂製プレキャストブロックを使用することも可能である。モルタル製プレキャストブロックとしては繊維補強モルタル製プレキャストブロック、合成樹脂としてはエポキシ系樹脂製プレキャストブロック、ウレタン樹脂製プレキャストブロックを用いることもできる。コンクリート製プレキャストブロックを使用する場合に、合成樹脂材(合成樹脂製繊維等)を混入させるようにしてもよい。 As for the material of the precast blocks 8 and 9, it is preferable to use a concrete precast block that is inexpensive and easy to convey, but a mortar precast block or a synthetic resin precast block can also be used. is there. A reinforced mortar precast block may be used as the mortar precast block, and an epoxy resin precast block or a urethane resin precast block may be used as the synthetic resin. When a concrete precast block is used, a synthetic resin material (synthetic resin fiber or the like) may be mixed.
さらに、鋼棒7としては、建築用鋼材より高強度なプレストレストコンクリート構造用鋼棒(PC鋼棒)を用いると、より大きな緊張力が導入可能で、プレキャストブロックを強く挟み込みこんでH形鋼1,2のウェブとプレキャストブロック8,9の接触圧を高め、一体化を高められる。
このような形態でH形鋼のボルト継手部を補強することにより、H形鋼のボルト継手接合部を補強する場合に、現場において溶接などの火気を用いることのない施工が可能となる。
Furthermore, if the
By reinforcing the bolt joint portion of the H-section steel in such a form, when reinforcing the bolt joint joint portion of the H-section steel, it is possible to perform construction without using fire such as welding in the field.
次に、前記のように構成された各部の作用について説明する。
部材軸方向荷重は、一方のH形鋼1からプレキャストブロック8,9を介して鋼板5,6に伝達され、鋼板5,6及びプレキャストブロック8,9を介して、他方のH形鋼2へと伝達される。
H形鋼1からプレキャストブロック8,9へは、鋼棒7に導入した緊張力によりプレキャストブロック8,9が両側から挟み込まれることで、H形鋼1の上下のフランジ面とウェブ面との接触圧が高まり、接触圧に応じて発生する界面での摩擦および付着により伝達される。
プレキャストブロック8,9に伝わった荷重は、せん断抵抗によりプレキャストブロックの内部を伝達される。
プレキャストブロック8,9からH形鋼1,2のフランジ及びウェブと鋼板5,6へは、H形鋼1,2又は鋼板5,6とプレキャストブロック8,9の摩擦および付着によって伝達される。
これらの作用により、既存のボルト継手を介さない荷重伝達経路が新たに形成され、補強が可能となる。
Next, the operation of each part configured as described above will be described.
The axial load of the member is transmitted from one H-
Since the precast blocks 8 and 9 are sandwiched from both sides by the tension introduced into the
The load transmitted to the precast blocks 8 and 9 is transmitted through the interior of the precast block by shear resistance.
Transmission from the precast blocks 8 and 9 to the flanges and webs of the H-shaped
By these actions, a load transmission path that does not involve an existing bolt joint is newly formed, and reinforcement is possible.
なお、鋼板5,6の両側に複数の鋼棒7が設けられる場合には、プレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52のH形鋼1,2に対する押圧力が高まり、部材軸方向に直角なせん断荷重は、前記のように、一方のH形鋼1からプレキャストブロック8,9を介して鋼板5,6に伝達され、鋼板5,6及びプレキャストブロック8,9を介して、他方のH形鋼2へと伝達される。
When a plurality of
前記実施形態においては、各H形鋼1,2の片側に亘ってプレキャストブロックを1つ配置する形態を示したが、本発明を実施する場合、後記の実施形態のように、各H形鋼1,2の片側に、それぞれプレキャストブロック8,9を2つ配置するようにしてもよい。この場合には、ウェブ接合部を跨ぐような溝付き連結部を有しないプレキャストブロックを用いるようにすればよい。
In the said embodiment, although the form which arrange | positions one precast block over the one side of each H-
(第2実施形態)
次に本発明の第2実施形態について、図6を参照して説明する。図6(a)は正面図、(b)は、同図(a)のc−c線断面図を示している。
この第2実施形態と前記第1実施形態とは、プレキャストブロックの形態とそのプレキャストブロックと鋼板又はH形鋼のフランジ及びウェブとの押圧力及び付着を高めるために、グラウトを設けるようにした点が相違し、その他の点は前記実施形態と同様であるので、相違する点を主に説明する。なお、図15の(b)にプレキャストブロック8,9の平面形態を示した。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6A is a front view, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line cc of FIG. 6A.
In this second embodiment and the first embodiment, a grout is provided in order to increase the pressing force and adhesion between the precast block and the precast block and the flange and web of the steel plate or H-shaped steel. Since the other points are the same as those of the above-described embodiment, the different points will be mainly described. In addition, the planar form of the precast blocks 8 and 9 is shown in FIG.
この第2実施形態では、前記第1実施形態の各プレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52の板厚より小さく(例えば断面積で半分程度に小さく)したハーフプレキャストブロックらなるプレキャストブロック8,9が用いられている。また、各プレキャストブロック8,9と鋼板5,6又はH形鋼1,2のフランジ23,27及びウェブ21,22との付着を高め押圧力を確実に伝達するために、グラウト32,33を設けた形態である。
この第2実施形態では、各H形鋼のウェブ21,22に貫通孔1a,2aを設けた図2に示す状態の後、各H形鋼1,2の片側に亘って、プレキャストブロック8,9をそれぞれ配置すると共に、その各プレキャストブロック8,9の外側に鋼板5,6を配置して鋼棒7及びナット7aを装着して、各鋼板5,6を所定の位置に配置した後、各H形鋼1,2の軸方向の鋼板5,6の端部側あるいはフランジ巾方向の側面に適宜型枠(図示を省略した)を配置して、プレキャストブロック8,9と鋼板5,6との間及びH形鋼1,2との間の空間を埋め込むように、セメントあるいはモルタルあるいは合成樹脂製等の経時硬化性材料からなるグラウト32,33を充填し、グラウト32,33が硬化した後、ナット7aを締め込んだ形態である。
ナット7aを締め込むことにより、前記実施形態と同様に、鋼棒7に緊張力を与えることで、鋼板5,6を介してプレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52を両側から挟み込み、プレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52を横方向から鋼板5,6により押圧することで、各プレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52をH形鋼1,2の上下のフランジ23(27)間方向に伸びるように僅かに弾性変形させて、各プレキャストブロック8,9の両端部の端部ブロック52の上面をグラウト32,33を介して上フランジ23(27)の下面に向かって、プレキャストブロック8,9の下面を下フランジ23(27)の上面に向かってグラウト32,33を介してそれぞれ押圧する。
この第2実施形態では、グラウト32,33を充填する形態であるので、各H形鋼1,2と各プレキャストブロック8,9と各鋼板5,6とのグラウト32,33を介した付着が確実になり、ナット7aを締め込んだ時の各プレキャストブロック8,9とグラウト32,33を介した押圧力を、H形鋼1,2の上下のフランジ23(27)に伝達することができる。
また、前記第1実施形態のように各鋼板5,6と各プレキャストブロック8,9とが直接接触する場合よりも、グラウト32,33を介在させることで、付着が確実になり、各鋼板5,6とグラウト32,33との一体化、グラウト32,33と各プレキャストブロック8,9との一体化、さらにはグラウト32,33と各H形鋼1,2との一体化を高めることができる。そのため、各鋼板5,6とグラウト32,33と各プレキャストブロック8,9と各H形鋼1,2との一体化を高めることができる。そのため、一方のH形鋼1から、各鋼板5,6とグラウト32,33と各プレキャストブロック8,9を介して、他方のH形鋼2に荷重を伝達することができ、そのため、継手部の負担軽減及び補強を図ることができる等の効果がえられる。
In this second embodiment, a precast block such as a half precast block which is smaller than the plate thickness of the
In this 2nd Embodiment, after the state shown in FIG. 2 which provided the through-
By tightening the
In the second embodiment, the
Further, as compared with the case where the
(第3実施形態)
次に本発明の第3実施形態について、図7を参照して説明する。図7(a)は正面図、(b)は、同図(a)のd−d線断面図を示している。
この第3実施形態と前記第2実施形態とは、プレキャストブロックの形態が相違し、その他の点は前記第2実施形態と同様であるので、相違する点を主に説明する。
この第3実施形態では、各H形鋼1,2のウェブ21,22の片側にそれぞれ独立したプレキャストブロック8,9が配置されている形態とされている。前記第2実施形態では、中央接続部51が設けられて各H形鋼1,2にわたる長尺のプレキャストブロック8,9が用いられているが、この第3実施形態では、中央接続部51を省略して、端部ブロックにみからなるプレキャストブロック8,9が配置されている形態である。
この第3実施形態では、1枚のプレキャストブロック8,9の重量が前記第2実施形態の半分以下の重量ですむので、プレキャストブロック8,9の搬送等の作業性が向上する。施工手順及び作用は、前記第2実施形態の場合と同様である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a front view, and FIG. 7B is a sectional view taken along the line dd in FIG.
The third embodiment is different from the second embodiment in the form of a precast block, and the other points are the same as those in the second embodiment. Therefore, the differences will be mainly described.
In this 3rd Embodiment, it is set as the form by which the
In the third embodiment, since the weight of one
(第4実施形態)
次に本発明の第4実施形態について、図8,9を参照して説明する。図8、9の図(a)は正面図、図(b)は図(a)のe−e又はf−f線断面図を示している。
この第4実施形態では、中央接続部51を備えていない形態のプレキャストブロック8,9を用いている点で、前記第1実施形態と相違している。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8A and 9B are front views, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line ee or ff of FIG.
The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the precast blocks 8 and 9 in a form not provided with the
図2に示すようにウェブ21,22に、少なくとも一つ貫通孔1a,2aを設けた状態から図9に示すように、プレキャストブロック8,9が、各H形鋼1,2におけるウェブ21,2側面に、下側のフランジ23に載置するように配置される。
前記のプレキャストブロック8,9の高さ寸法としては、H形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間の高さ寸法よりも僅かに低い高さ寸法とされている。例えば、前記のプレキャストブロック8,9の高さ寸法としては、前記第1実施形態の端部ブロック52の場合と同様である。
As shown in FIG. 9 from the state where at least one through
The height dimensions of the precast blocks 8 and 9 are slightly lower than the height dimension between the lower surface of the upper flange of the H-shaped steel and the upper surface of the lower flange. For example, the height dimensions of the precast blocks 8 and 9 are the same as those of the
前記のプレキャストブロック8,9には、ウェブ21,22に設けられた貫通孔1a,2aに合致するように貫通孔8a,9aが少なくとも1つ設けられている。前記のプレキャストブロック8,9に設ける貫通孔8a,9aは、前記のH形鋼の貫通孔1a,2aに合わせて、プレキャストブロック8,9の軸方向又は/及びこれに直角な方向(せい方向)に間隔をおいて複数設けてもよい。
The precast blocks 8 and 9 are provided with at least one through
前記のプレキャストブロック8,9におけるウェブ21,22と対向する上下の内側コーナー部には、H形鋼1,2におけるフランジ23,27とウェブ21,22との内隅部の円弧状隅部のアール部に合致するように断面円弧状の角部が設けられている。
The upper and lower inner corners facing the
前記のプレキャストブロック8,9におけるウェブ21,22と対向する上下の内側コーナー部は、前記のH形鋼1,2内隅部の断面形態に合わせた角部とされる。H形鋼1,2のフランジ巾方向に対応する前記のプレキャストブロック8,9の巾寸法は、ウェブウェブ21,22から張り出されたフランジ23,27の片側の寸法又はその前後の寸法に設定される。また、H形鋼1,2の軸方向に対応する前記のプレキャストブロック8,9の長さ寸法は、設計により適宜設定される。
The upper and lower inner corners facing the
次いで、図8(a)(b)に示すように、貫通孔5a,6aを有する矩形状等の鋼板5,6を、H形鋼1,2のウェブ21,22の両側の前記各プレキャストブロックの外側に当接するように、それぞれ各H形鋼に配置したプレキャストブロック8,9に渡って配置し、両端部に雄ねじ部25を有する鋼棒7をプレキャストブロック8,9と鋼板5,6およびH形鋼1,2のウェブ21,22に設けた貫通孔8a,9a及び5a,6a並びに1a,2aに挿通する。
Next, as shown in FIGS. 8A and 8B,
次いで、前記鋼棒7の両端部の雄ねじ部25にそれぞれナット7aを装着し、ナット7aにより鋼板5、6に前記鋼棒7を定着すると共に、前記ナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒7に緊張力を与えることで、鋼板5,6を介してプレキャストブロック8,9を両側から挟み込む。
かつ、前記H形鋼1,2のウェブ21,22の両側のプレキャストブロック8,9を横方向から鋼板5,6により押圧することで、各プレキャストブロック8,9をH形鋼1,2の上下のフランジ23(27)間方向(上下方向)に伸びるように弾性変形させて、各プレキャストブロック8,9の上面を上フランジ23(27)の下面に、プレキャストブロック8,9の下面を下フランジ23(27)の上面に押圧する。
Next, nuts 7a are respectively attached to the male threaded
And by pressing the precast blocks 8 and 9 on both sides of the
この形態では、各H形鋼1,2に亘ってプレキャストブロック8,9又はグラウト3233が連続して配置されていない形態で、鋼板5,6のみを各H形鋼1,2に亘って配置している形態とされている点が、前記各実施形態と相違し、鋼板5,6を介して各H形鋼1,2にせん断力及び軸力を伝達可能にして、H形鋼のボルト継手部を補強している。
In this embodiment, the precast blocks 8 and 9 or the grout 3233 are not continuously arranged across the H-section steels 1 and 2, and only the
次に、第4実施形態のように構成された各部の作用について説明する。
部材軸方向荷重は、一方のH形鋼1からプレキャストブロック8,9を介して鋼板5,6に伝達され、鋼板5,6から再びプレキャストブロック8,9を介して、他方のH形鋼2へと伝達される。
H形鋼1からプレキャストブロック8,9へは、鋼棒7に導入した緊張力によりプレキャストブロック8,9が両側から挟み込まれることで、H形鋼1の上下のフランジ面とウェブ面との接触圧が高まり、接触圧に応じて発生する界面での摩擦および付着により伝達される。
プレキャストブロック8,9に伝わった荷重は、せん断抵抗によりプレキャストブロックの内部を伝達される。
プレキャストブロック8,9からH形鋼1,2のフランジ及びウェブと鋼板5,6へは、H形鋼1,2又は鋼板5,6とプレキャストブロック8,9の摩擦および付着によって伝達される。
これらの作用により、既存のボルト継手を介さない荷重伝達経路が新たに形成され、補強が可能となる。
Next, the operation of each part configured as in the fourth embodiment will be described.
The axial load of the member is transmitted from one H-
Since the precast blocks 8 and 9 are sandwiched from both sides by the tension introduced into the
The load transmitted to the precast blocks 8 and 9 is transmitted through the interior of the precast block by shear resistance.
Transmission from the precast blocks 8 and 9 to the flanges and webs of the H-shaped
By these actions, a load transmission path that does not involve an existing bolt joint is newly formed, and reinforcement is possible.
なお、鋼板5,6における各プレキャストブロック8,9側に対向する両側に複数の鋼棒7が設けられる場合には、部材軸方向に直角なせん断荷重は、一方のH形鋼1からプレキャストブロック8,9を介して鋼板5,6に伝達され、鋼板5,6から再びプレキャストブロック8,9を介して、他方のH形鋼2へと伝達される。
In the case where a plurality of
次に、本発明の第5実施形態について図10及び図11を参照して説明する。
この第5実施形態と前記第4実施形態とは、プレキャストブロックの形態とそのプレキャストブロックと鋼板又はH形鋼のウェブとの付着を高めるために、グラウトを設けるようにした点が相違し、その他の点は前記実施形態と同様であるので、相違する点を主に説明する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The fifth embodiment is different from the fourth embodiment in that a grout is provided in order to enhance adhesion between the precast block and the precast block and the steel plate or H-shaped steel web. Since this point is the same as that of the above-described embodiment, the difference is mainly described.
図10(a)は正面図、(b)は(a)のg−g線断面図、図11は施工手順を示すものであって、各H形鋼のウェブに貫通孔を設けた図2に示す状態の後、前記実施形態の断面積より格段に小さく(例えば断面積で半分程度に小さく)したハーフプレキャストブロックを配置した状態を示すものであって、図11(a)は正面図、(b)は(a)のh−h線断面図である。 10 (a) is a front view, FIG. 10 (b) is a cross-sectional view taken along the line gg of FIG. 10 (a), and FIG. 11 shows a construction procedure. FIG. 11 (a) is a front view showing a state in which a half precast block that is significantly smaller than the cross-sectional area of the embodiment (for example, about half the cross-sectional area) is disposed after the state shown in FIG. (B) is the hh sectional view taken on the line of (a).
この第6実施形態は、プレキャストブロック8,9として断面略I形のハーフプレキャストブロックとし、各H形鋼1,2のウェブ21,22又は鋼板5,6との付着一体化を高めるために、プレキャストブロック8,9の両側面に凹部8b,9bを設け、各凹部8b,9bに、セメントあるいはモルタルあるいは合成樹脂製等の経時硬化性材料からなるグラウト32,33を設けた形態である。
This sixth embodiment is a half precast block having a substantially I-shaped cross section as the precast blocks 8 and 9, and in order to enhance the adhesion and integration of the H-shaped
前記のグラウト32,33を設ける時期は、予めプレキャストブロック8,9の両側面の凹部8b,9bに設けてもよく、プレキャストブロック8,9をH形鋼に配置した後、プレキャストブロック8,9と鋼板5,6及びウェブ21,22との間に充填してもよい。
The
前記のグラウト32,33を設ける場合に、鋼板5,6と鋼棒7及びナット7aをセットし、H形鋼1,2の軸方向のプレキャストブロック8,9の端部に適宜端部型枠(図示を省略した)を設けて、グラウト32,33を充填するようにしてもよい。この場合には、プレキャストブロック8,9と各H形鋼1,2と鋼板5,6との間にグラウト32,33が回り込んでもかまわない。従って、プレキャストブロック8,9とH形鋼1,2のフランジ23,27との間にもグラウト32,33が回り込む場合がある。
また、前記のグラウト32,33の硬化後に、鋼棒7及びナット7aによる鋼板及びプレキャストブロック8,9の締め付けが行われる。
この形態でも、プレキャストブロック8,9は、各H形鋼の片側に亘って1つ配置する形態でもよい。
When the
Further, after the
Also in this form, the form which arrange | positions one
図12は、鋼板5,6として、2枚の半分割形鋼板47,48を直列に連結してもよいことを示すための代表形態としての第6実施形態を示したもので、前記鋼板以外の部分については、前記実施形態と同様であるので、相違する部分を説明する。
FIG. 12 shows a sixth embodiment as a representative form for indicating that two half-divided
H形鋼の継手部を補強するための鋼板5,6としては、1枚の鋼板の重量が重くなるために、半分割形鋼板47,48とし軽量化を図り、取り扱い性を高めた形態で、各半分割形鋼板47,48をボルト接合して鋼板5,6とした形態である。
半分割形鋼板47,48としては、図示の形態では、H形鋼長手方向の一端部であって、半分割形鋼板本体に直角に外側に張り出す接合用フランジ34,35を備え、接合用フランジ34,35には、間隔をおいて複数のボルト挿通孔36,37を備えていると共に、各半分割形鋼板本体には、貫通孔5a,6aが設けられている(図13参照)。
前記の各半分割形鋼板47,48の接合用フランジ34,35を突き合わせるように一対の半分割形鋼板47,48を直列に配置して複数のボルト・ナット46によりボルト接合した形態である。
前記の各半分割形鋼板47,48を地組み時にボルト接合する形態又は吊り上げて、ボルト接合する形態としてもよい。
図13には、一対の半分割形鋼板47,48を接合した鋼板5,6を取り出した図が示されている。
前記のような形態の鋼板5,6としても、矢印で示すように、ボルト・ナットを介して引張力の伝達が可能であると共に、対向する接合用フランジ34,35により圧縮力の伝達が可能にされている。
As the
As the half-divided
The pair of half-divided
Each of the half-divided
FIG. 13 shows a view in which the
As shown by the arrows, the
図14は、半分割形鋼板47,48を組み合わせて鋼板5,6を構成する場合の他の形態を示したもので、この形態では、鋼板は、端部に噛み合い継手38,39を有する半分割形鋼板47,48の継手38,39相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされている形態である。
FIG. 14 shows another embodiment in which the
一方の半分割形鋼板47は、その端部に、高さ方向に連続する係止突起40と係止溝41と前記係止溝41に接続する半分割形鋼板本体の板厚を含む支承壁部42とする噛み合い継手38を備えた半分割形鋼板47とされている(図14の左側の半分割形鋼板47)。
One half-divided
また、他方の半分割形鋼板48は、その端部に、高さ方向に連続する係止突起43とこれに間隔をおいて平行な支承壁部45を設け、前記係止突起43と支承壁部45間を係止溝44として噛み合い継手39を有する半分割形鋼板48とされている(図14の右側の半分割形鋼板48)。
The other half-divided
このような形態の半分割形鋼板47,48を直列に組み合わせても、係止突起40,43と係止溝41,44と支承壁部45との係合により、各半分割形鋼板47,48相互間での、継手部に直角な方向(図13b及び図14bの左右方向)の引張力あるいは圧縮力の伝達が可能にされている(図14に矢印で示した)。
なお、前記各実施形態において、図13あるいは図14に示すような半分割形鋼板を用いるようにしてもよい。
なお、鋼板5,6またはこれを構成する半分割形鋼板47,48の外側面に補剛リブを設けてもよい。鋼板5,6またはこれを構成する半分割形鋼板47,48の板厚は設計により設定される。
Even when the half-divided
In each of the above embodiments, a half-divided steel plate as shown in FIG. 13 or FIG. 14 may be used.
In addition, you may provide a stiffening rib in the outer surface of the
なお、前記実施形態のプレキャストブロックに代えて、H形鋼のウェブと鋼板との間に充填材を充填することも考えられるが、前記実施形態のように、プレキャストブロックを用いる補強構造とする形態のほうが、現場での充填量が全くないか、格段に充填材の充填量を少なくすることができ、施工性が向上する。 Instead of the precast block of the above-described embodiment, it is conceivable to fill a filler between the H-shaped steel web and the steel plate. However, as in the above-described embodiment, the reinforcing structure using the precast block is used. In this case, there is no on-site filling amount, or the filling amount of the filler can be remarkably reduced, and the workability is improved.
前記実施形態の場合には、プレキャストブロックに貫通孔を1つ設ける形態を示したが、各H形鋼のウェブに設ける貫通孔を複数とすると共に、プレキャストブロックに設ける貫通孔を複数とし、複数の鋼棒7を定着するようにした形態では、H形鋼母材鉄骨およびボルトの腐食や減肉などにより接合部としての機能が低下しているボルト継手に代わる、接合部そのものとしても本発明は利用可能である。
In the case of the said embodiment, although the form which provides one through-hole in a precast block was shown, while making a plurality of through-holes provided in each H-section steel web, and making a plurality of through-holes provided in a precast block, a plurality In the form in which the
本発明は鉄骨構造に関するものであり、建築物に限らず、幅広く機械架構、工作物などのH形鋼部材のボルト継手接合部の補強に利用可能である。 The present invention relates to a steel structure, and is not limited to buildings, and can be widely used for reinforcing bolt joint joints of H-shaped steel members such as machine frames and workpieces.
また、H形鋼母材鉄骨およびボルトの腐食や減肉などにより接合部としての機能が低下しているボルト継手に代わる、接合部そのものとしても本発明は利用可能である。
さらに、H形鋼母材鉄骨の断面性能を向上させる補強方法としても本発明は利用可能である。
Further, the present invention can also be used as a joint itself in place of a bolt joint whose function as a joint is deteriorated due to corrosion or thinning of an H-shaped steel base steel frame and bolt.
Furthermore, the present invention can also be used as a reinforcing method for improving the cross-sectional performance of the H-shaped steel base steel frame.
1,2・・・・・・・・H形鋼
1a,2a・・・・・・貫通孔
3・・・・・・・・・・・・ボルト
4・・・・・・・・・・・・添板
5,6・・・・・・・・・鋼板
5a,6a・・・・・・・貫通孔
7・・・・・・・・・鋼棒
7a・・・・・・・・・ナット
8,9・・・・・・・・・プレキャストブロック
8a、9a貫通孔
8b,9b・・・・・・・・凹部
11・・・・・・・・・・・筋違
12・・・・・・・・・・・筋違母材鉄骨
13・・・・・・・・・・・筋違ボルト継手接合部
14・・・・・・・・・・・鉛直力
15・・・・・・・・・・・水平力
16・・・・・・・・・・鋼板(または形鋼)
17・・・・・・・・・・溶接部
18・・・・・・・・・・既存ボルト
19・・・・・・・・・・ガス切断
20・・・・・・・・・・新設ボルト
21,22・・・・ウェブ
23,27・・・・・・・・・・フランジ
25・・・・・・・・・・雄ねじ部
32,33・・・・・・・・・・グラウト
34,35・・・・・・・・・・接合用フランジ
36,37・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
38,39・・・・・・・・・・噛み合い継手
40・・・・・・・・・・係止突起
41・・・・・・・・・・係止溝
42・・・・・・・・・・支承壁部
43・・・・・・・・・・係止突起
44・・・・・・・・・・係止溝
45・・・・・・・・・・支承壁部
46 ボルト・ナット
47 半分割形鋼板
48 半分割形鋼板
49 切り欠き凹部
50 凹部
51 中央接続部
52 端部ブロック
1, 2, ... H-
17 ... welded
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