JP2018135640A - Reinforcing structure of column-beam frame, construction method and construction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、柱梁架構の補強構造、この補強構造を施工するための施工方法および施工装置に関するものである。 The present invention relates to a reinforcing structure for a column beam frame, a construction method and a construction apparatus for constructing the reinforcing structure.
従来、鋼管の内部にコンクリートを充填したＣＦＴ（Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｆｉｌｌｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｔｕｂｅ）柱が知られている。このＣＦＴ柱とＳ（鉄骨）梁（またはＳＣ（鉄骨コンクリート）梁、ＳＲＣ（鉄骨鉄筋コンクリート）梁）による柱梁架構に、鋼製などのブレースを後付けして耐震補強する場合、ブレース端部をＣＦＴ柱に接合するためには、ＣＦＴ柱の鋼管にブラケット部材を溶接する必要があった。特に、ＣＦＴ柱や鋼管柱の場合、取付け部には内ダイヤフラムは存在しておらず、また、後から取付けることもできないため、外ダイヤフラム形式で溶接する必要があった。溶接作業は火災の原因となるおそれがあるため施工時の現場管理にコストがかかり、大きな負担となっていた。また、外ダイヤフラム形式となるため、施工後に突出部ができて建物の使用性を損なうおそれがあった。 Conventionally, a CFT (Concrete Filled Steel Tube) column in which concrete is filled in a steel pipe is known. When retrofitting a brace made of steel or the like to a column beam frame made up of this CFT column and S (steel) beam (or SC (steel concrete) beam, SRC (steel reinforced concrete) beam), the end of the brace is CFT. In order to join the column, it was necessary to weld a bracket member to the steel pipe of the CFT column. In particular, in the case of a CFT column or a steel pipe column, there is no inner diaphragm in the mounting portion, and since it cannot be mounted later, it has been necessary to weld in the form of an outer diaphragm. Since welding work may cause a fire, it was costly to perform on-site management during construction and was a heavy burden. Moreover, since it becomes an outer diaphragm type | mold, there existed a possibility that the protrusion part might be made after construction and may impair the usability of a building.
一方、溶接を行うことなく、既設の柱梁接合部に対してブレース材を取付けることのできる補強構造として、例えば特許文献１に示すような構造が知られている。この構造は、角型鋼管を一対の鋼板で挟み込み、各鋼板に設けたボルト挿通孔にボルトを挿通してボルト先端部にナットをねじ付けることによって鋼板を角型鋼板に固定したものである。この固定用のボルトは角型鋼管の外側、または角型鋼管を貫通して配置される。鋼板にはあらかじめガセットプレートが溶接されており、ブレース材を後付けで取付けられるようになっている。 On the other hand, for example, a structure as shown in Patent Document 1 is known as a reinforcing structure capable of attaching a brace material to an existing column beam joint without welding. In this structure, a square steel pipe is sandwiched between a pair of steel plates, a bolt is inserted into a bolt insertion hole provided in each steel plate, and a nut is screwed onto a bolt front end portion to fix the steel plate to the square steel plate. The fixing bolt is arranged outside the square steel pipe or through the square steel pipe. A gusset plate is welded to the steel plate in advance, and a brace material can be attached later.
しかしながら、上記の従来の特許文献１の補強構造をそのままＣＦＴ柱に適用することは難しい。例えば、ボルトを角型鋼管の外側に配置する場合には、鋼板の縁が構面外に突出するため、建物の使用性を損なうおそれがある。また、角型鋼管にボルトを貫通配置する場合、内部がコンクリートであることからボルト孔用の穿孔作業に多大な手間と時間を要し、施工コストが増大するおそれがある。 However, it is difficult to apply the above-described reinforcing structure of Patent Document 1 to the CFT column as it is. For example, when the bolt is disposed outside the square steel pipe, the edge of the steel plate protrudes outside the construction surface, which may impair the usability of the building. In addition, when bolts are disposed through square steel pipes, since the inside is concrete, a lot of labor and time are required for drilling for bolt holes, which may increase construction costs.
このため、既設のＣＦＴ柱と梁による柱梁架構に、耐震補強用のブレース材を後付け施工する場合において、溶接を用いることなく低コストで施工することのできる技術が求められていた。 For this reason, in the case of retrofitting a brace material for seismic reinforcement to an existing CFT column and beam column structure, a technology that can be constructed at low cost without using welding has been demanded.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、溶接を用いることなく低コストで施工することのできる柱梁架構の補強構造、施工方法および施工装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the reinforcement structure, construction method, and construction apparatus of a column beam frame which can be constructed at low cost without using welding.
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る柱梁架構の補強構造は、コンクリートを内部に充填した鋼管からなるＣＦＴ柱と梁による柱梁架構をブレース材で補強した構造であって、柱梁接合部に設けられ、ブレース材が取付けられるブラケット材と、このブラケット材の一部をなし、または、このブラケット材と接合し、ＣＦＴ柱の梁軸方向の外側面に配置される鋼板と、この鋼板とＣＦＴ柱を柱軸に直角な方向に貫通する貫通孔と、この貫通孔に挿通配置され、ＣＦＴ柱と鋼板を固定する固定部材とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the reinforcing structure of a column beam frame according to the present invention is a structure in which a CFT column made of a steel pipe filled with concrete and a column beam frame made of a beam are reinforced with braces. The bracket material provided at the beam-column joint and to which the brace material is attached, and a part of the bracket material, or the bracket material is joined to the bracket material and arranged on the outer surface in the beam axis direction of the CFT column. And a through hole that penetrates the steel plate and the CFT column in a direction perpendicular to the column axis, and a fixing member that is inserted through the through hole and fixes the CFT column and the steel plate.
また、本発明に係る他の柱梁架構の補強構造は、上述した発明において、固定部材は、導入される緊張力によってＣＦＴ柱と鋼板とを梁軸方向に圧着する緊張材からなることを特徴とする。 In addition, in the above-described invention, the fixing member is made of a tension material that presses the CFT column and the steel plate in the beam axis direction by the introduced tension force. And
また、本発明に係る他の柱梁架構の補強構造は、上述した発明において、梁とブラケット材はボルトで接合されることを特徴とする。 Moreover, the reinforcement structure of the other column beam frame according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the beam and the bracket material are joined by a bolt.
また、本発明に係る柱梁架構の補強構造の施工方法は、上述した柱梁架構の補強構造を施工する方法であって、ＣＦＴ柱に固定部材用の貫通孔を形成する際に、ＣＦＴ柱の一方の外側面をなす鋼板を、ＣＦＴ柱の外側から鋼材用ドリルで穿孔するステップと、その後、穿孔した孔からコンクリート用ドリルで内部のコンクリートを柱軸に直角な方向に削孔するステップと、その後、反対側の外側面をなす鋼板を、削孔した孔またはＣＦＴ柱の外側の少なくとも一方から鋼材用ドリルで穿孔するステップとを備えることを特徴とする。 Further, the method for constructing a reinforcing structure for a column beam frame according to the present invention is a method for constructing the above-mentioned reinforcing structure for a column beam frame, and when forming a through hole for a fixing member in a CFT column, Drilling a steel plate forming one outer surface of the steel plate from the outside of the CFT column with a steel drill, and then drilling the inner concrete from the drilled hole with a concrete drill in a direction perpendicular to the column axis; Then, a step of drilling a steel plate forming the opposite outer surface with a drill for steel from at least one of the outer side of the drilled hole or the CFT pillar is provided.
また、本発明に係る他の柱梁架構の補強構造の施工方法は、上述した発明において、反対側の外側面をなす鋼板を穿孔するステップにおいて、コンクリートに削孔された孔の中心位置を案内するための円筒状の中心ガイドが鋼材用ドリルの基部に同軸に取付けられた中心ガイド付きドリルを、コンクリートに削孔した孔に配置するステップと、その後、この中心ガイド付きドリルで反対側の外側面をなす鋼板における孔の中心に対応する位置に小径の孔を穿孔するステップと、その後、ＣＦＴ柱の外側からこの小径の孔を中心に反対側の外側面をなす鋼板を鋼材用ドリルで穿孔するステップを有することを特徴とする。 Further, according to the method for constructing the reinforcing structure of another column beam structure according to the present invention, in the above-described invention, in the step of drilling the steel plate forming the opposite outer surface, the center position of the hole drilled in the concrete is guided. Placing a center guided drill with a cylindrical center guide coaxially attached to the base of the steel drill in the hole drilled in the concrete, and then with this center guided drill Drilling a small-diameter hole at a position corresponding to the center of the hole in the steel plate forming the side surface, and then drilling a steel plate forming the opposite outer surface around the small-diameter hole from the outside of the CFT column with a steel drill It has the step to perform.
また、本発明に係る柱梁架構の補強構造の施工装置は、上述した柱梁架構の補強構造の施工方法に用いられる施工装置であって、コンクリートに削孔された孔の中心位置を案内するための円筒状の中心ガイドが鋼材用ドリルの基部に同軸に取付けられた中心ガイド付きドリルからなることを特徴とする。 Moreover, the construction apparatus for the reinforcement structure of the column beam frame according to the present invention is a construction apparatus used in the above-described method for constructing the reinforcement structure of the column beam structure, and guides the center position of the hole drilled in the concrete. The cylindrical center guide for this purpose consists of a drill with a center guide that is coaxially attached to the base of the steel drill.
本発明に係る柱梁架構の補強構造によれば、コンクリートを内部に充填した鋼管からなるＣＦＴ柱と梁による柱梁架構をブレース材で補強した構造であって、柱梁接合部に設けられ、ブレース材が取付けられるブラケット材と、このブラケット材の一部をなし、または、このブラケット材と接合し、ＣＦＴ柱の梁軸方向の外側面に配置される鋼板と、この鋼板とＣＦＴ柱を柱軸に直角な方向に貫通する貫通孔と、この貫通孔に挿通配置され、ＣＦＴ柱と鋼板を固定する固定部材とを備えるので、ＣＦＴ柱と梁による柱梁架構をブレース材で補強する場合に、溶接を用いることなく低コストで施工することができるという効果を奏する。 According to the reinforcing structure of a column beam frame according to the present invention, a CFT column made of a steel pipe filled with concrete and a column beam frame made of a beam are reinforced with a brace material, provided at a column beam joint, Bracket material to which the brace material is attached, a part of the bracket material, or a steel plate that is joined to the bracket material and arranged on the outer surface in the beam axis direction of the CFT column, and the steel plate and the CFT column A through-hole penetrating in a direction perpendicular to the axis and a fixing member that is inserted through the through-hole and that fixes the CFT column and the steel plate are provided. There is an effect that construction can be performed at low cost without using welding.
また、本発明に係る他の柱梁架構の補強構造によれば、固定部材は、導入される緊張力によってＣＦＴ柱と鋼板とを梁軸方向に圧着する緊張材からなるので、ＣＦＴ柱と鋼板とを緊張力によって締め付け圧着接合することができるという効果を奏する。 Moreover, according to the reinforcement structure of the other column beam frame according to the present invention, the fixing member is made of a tension material that crimps the CFT column and the steel plate in the beam axis direction by the introduced tensile force. It is possible to tighten and press with a tension force.
また、本発明に係る他の柱梁架構の補強構造によれば、梁とブラケット材はボルトで接合されるので、梁とブラケット材とを溶接を用いることなく接合することができるという効果を奏する。 Moreover, according to the reinforcement structure of the other column beam frame concerning this invention, since a beam and a bracket material are joined with a volt | bolt, there exists an effect that a beam and a bracket material can be joined, without using welding. .
また、本発明に係る柱梁架構の補強構造の施工方法によれば、上述した柱梁架構の補強構造を施工する方法であって、ＣＦＴ柱に固定部材用の貫通孔を形成する際に、ＣＦＴ柱の一方の外側面をなす鋼板を、ＣＦＴ柱の外側から鋼材用ドリルで穿孔するステップと、その後、穿孔した孔からコンクリート用ドリルで内部のコンクリートを柱軸に直角な方向に削孔するステップと、その後、反対側の外側面をなす鋼板を、削孔した孔またはＣＦＴ柱の外側の少なくとも一方から鋼材用ドリルで穿孔するステップとを備えるので、外側面の鋼板に穿孔する孔と内部のコンクリートに形成する孔がずれることなく、短時間でＣＦＴ柱に貫通孔を形成することができるという効果を奏する。 In addition, according to the method for constructing a reinforcing structure for a column beam frame according to the present invention, the method for constructing the above-described reinforcing structure for a column beam frame, when forming a through hole for a fixing member in a CFT column, Drilling a steel sheet forming one outer surface of the CFT column with a steel drill from the outside of the CFT column, and then drilling the inner concrete from the drilled hole with a concrete drill in a direction perpendicular to the column axis. And a step of drilling a steel plate forming the outer surface on the opposite side with a drill for steel from at least one of the outer side of the drilled hole or the CFT pillar. There is an effect that the through holes can be formed in the CFT column in a short time without the holes formed in the concrete being displaced.
また、本発明に係る他の柱梁架構の補強構造の施工方法によれば、反対側の外側面をなす鋼板を穿孔するステップにおいて、コンクリートに削孔された孔の中心位置を案内するための円筒状の中心ガイドが鋼材用ドリルの基部に同軸に取付けられた中心ガイド付きドリルを、コンクリートに削孔した孔に配置するステップと、その後、この中心ガイド付きドリルで反対側の外側面をなす鋼板における孔の中心に対応する位置に小径の孔を穿孔するステップと、その後、ＣＦＴ柱の外側からこの小径の孔を中心に反対側の外側面をなす鋼板を鋼材用ドリルで穿孔するステップを有するので、ＣＦＴ柱に貫通孔を形成する際に、反対側の鋼板に穿孔する孔の軸線方向を、コンクリートに削孔した孔の軸線方向に精度よく合わせることができるという効果を奏する。 Further, according to the method for constructing the reinforcing structure of another column beam structure according to the present invention, in the step of drilling the steel plate forming the outer surface on the opposite side, for guiding the center position of the hole drilled in the concrete Place a center-guided drill with a cylindrical center guide coaxially attached to the base of the steel drill in the hole drilled in the concrete, and then make the opposite outer surface with this center-guided drill Drilling a small-diameter hole at a position corresponding to the center of the hole in the steel plate, and then drilling a steel plate forming the opposite outer surface from the outside of the CFT column with the small-diameter hole as a center by using a steel drill. Therefore, when the through hole is formed in the CFT column, the axial direction of the hole drilled in the opposite steel plate can be accurately aligned with the axial direction of the hole drilled in the concrete. An effect.
また、本発明に係る柱梁架構の補強構造の施工装置によれば、上述した柱梁架構の補強構造の施工方法に用いられる施工装置であって、コンクリートに削孔された孔の中心位置を案内するための円筒状の中心ガイドが鋼材用ドリルの基部に同軸に取付けられた中心ガイド付きドリルからなるので、短時間で貫通孔を精度よく形成することができるという効果を奏する。 Further, according to the construction apparatus for a column beam frame reinforcement structure according to the present invention, the construction apparatus used in the above-described method for constructing a column beam frame reinforcement structure, the center position of the hole drilled in the concrete is determined. Since the cylindrical center guide for guiding is a center guide drill attached coaxially to the base of the steel drill, there is an effect that the through-hole can be accurately formed in a short time.
以下に、本発明に係る柱梁架構の補強構造、施工方法および施工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a reinforcing structure for a column beam frame, a construction method, and a construction apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
（柱梁架構の補強構造）
まず、本発明に係る柱梁架構の補強構造の実施の形態について説明する。
(Reinforcement structure of column beam frame)
First, an embodiment of a reinforcing structure for a column beam frame according to the present invention will be described.
図１に示すように、本発明に係る柱梁架構の補強構造１０は、既設のＣＦＴ柱１２と既設のＨ型鋼梁１４（梁）による柱梁架構を耐震補強用のブレース材１６で補強した構造である。ＣＦＴ柱１２は、内部にコンクリート１８が充填された角型鋼管柱である。なお、コンクリートの代わりにモルタルを充填することもできる。 As shown in FIG. 1, a column beam frame reinforcing structure 10 according to the present invention is a column beam frame made up of an existing CFT column 12 and an existing H-shaped steel beam 14 (beam), which is reinforced with a brace material 16 for seismic reinforcement. It is a structure. The CFT column 12 is a square steel tube column filled with concrete 18 inside. In addition, mortar can be filled instead of concrete.
補強構造１０は、柱梁接合部２０に設けられ、ブレース材１６が取付けられる鋼製のブラケット材２２と、このブラケット材２２の一部をなし、ＣＦＴ柱１２の梁軸方向Ｘの外側面に配置される鋼板２４と、この鋼板２４とＣＦＴ柱１２を柱軸方向Ｙに直角な方向に貫通する貫通孔２６と、この貫通孔２６に挿通配置され、ＣＦＴ柱１２と鋼板２４を固定するＰＣ鋼棒２８（固定部材）とを備える。貫通孔２６は柱軸方向Ｙに間隔をあけて複数設けられており、ＰＣ鋼棒２８は各貫通孔２６に挿通配置されている。 The reinforcing structure 10 is provided at the beam-to-column joint 20 and is formed of a steel bracket material 22 to which the brace material 16 is attached, and a part of the bracket material 22. A steel plate 24 to be arranged, a through hole 26 that penetrates the steel plate 24 and the CFT column 12 in a direction perpendicular to the column axis direction Y, and a PC that is inserted into the through hole 26 and fixes the CFT column 12 and the steel plate 24. Steel rod 28 (fixing member). A plurality of through holes 26 are provided at intervals in the column axis direction Y, and the PC steel rods 28 are inserted into the respective through holes 26.
ブラケット材２２は、補強に際して新規設置される部材である。このブラケット材２２は、四角板状のブラケット本体３０と、上記の鋼板２４と、Ｈ型鋼梁１４の下フランジ３２に当接配置される鋼板３４と、ブレース材１６が接合する鋼板３６と、この鋼板３６とブラケット本体３０とを接合する鋼板３８とを備えている。各鋼板２４、３４、３６、３８はブラケット本体３０にあらかじめ溶接されている。 The bracket material 22 is a member newly installed for reinforcement. The bracket material 22 includes a square plate-shaped bracket body 30, the steel plate 24, a steel plate 34 disposed in contact with the lower flange 32 of the H-shaped steel beam 14, a steel plate 36 to which the brace material 16 is joined, A steel plate 38 that joins the steel plate 36 and the bracket body 30 is provided. Each steel plate 24, 34, 36, 38 is welded to the bracket body 30 in advance.
上記の鋼板２４とＣＦＴ柱１２の外側面をなす鋼板４０との間には、双方間の摩擦力を向上するためのモルタル４２が設けられる。また、Ｈ型鋼梁１４の下フランジ３２と、ブラケット材２２の鋼板３４は複数の高力ボルトまたはボルト４４で接合される。 A mortar 42 is provided between the steel plate 24 and the steel plate 40 forming the outer surface of the CFT pillar 12 for improving the frictional force between the two. Further, the lower flange 32 of the H-shaped steel beam 14 and the steel plate 34 of the bracket material 22 are joined by a plurality of high strength bolts or bolts 44.
ＣＦＴ柱１２と鋼板２４を固定するＰＣ鋼棒２８は、導入される緊張力によってＣＦＴ柱１２と鋼板２４とを梁軸方向Ｘに圧着する緊張材である。ＰＣ鋼棒２８は柱軸方向Ｙに間隔をあけて複数設けられている。ＰＣ鋼棒２８の両端にはねじが切られており、それぞれナット４６が螺合している。これらナット４６を互いに接近する方向に回転して締結することでＰＣ鋼棒２８に緊張力が導入されるとともに、ＣＦＴ柱１２と鋼板２４とを緊張力によって締め付け圧着接合することができる。 The PC steel rod 28 that fixes the CFT column 12 and the steel plate 24 is a tension material that press-bonds the CFT column 12 and the steel plate 24 in the beam axial direction X by the introduced tension force. A plurality of PC steel bars 28 are provided at intervals in the column axis direction Y. Screws are cut at both ends of the PC steel rod 28, and nuts 46 are respectively screwed together. By rotating and fastening these nuts 46 in a direction approaching each other, a tension force is introduced into the PC steel rod 28, and the CFT column 12 and the steel plate 24 can be clamped and bonded by tension.
上記のように構成した補強構造１０によれば、施工に溶接が不要であることから安全性が向上し、施工管理コストの低減を図ることができる。したがって、本実施の形態によれば、ＣＦＴ柱１２とＨ型鋼梁１４による柱梁架構をブレース材１６で耐震補強する場合に、溶接を用いることなく低コストで施工することができる。また、外ダイヤフラムなどの構面外に突出する部材がない補強形式であることから、施工後に建物の使用性を損なうおそれはない。 According to the reinforcing structure 10 configured as described above, since welding is unnecessary for construction, safety can be improved and construction management cost can be reduced. Therefore, according to the present embodiment, when the column beam frame composed of the CFT column 12 and the H-shaped steel beam 14 is seismically reinforced with the brace material 16, it can be constructed at low cost without using welding. Moreover, since it is a reinforcement type without a member protruding outside the construction surface such as an outer diaphragm, there is no possibility of impairing the usability of the building after construction.
（柱梁架構の補強構造の施工方法）
次に、本発明に係る柱梁架構の補強構造の施工方法の実施の形態について説明する。
(Method of constructing the reinforcement structure of the column beam frame)
Next, an embodiment of a method for constructing a reinforcing structure for a column beam frame according to the present invention will be described.
ＣＦＴ柱１２にＰＣ鋼棒２８用の貫通孔２６を形成する際に、コンクリートの削孔技術として知られているダイヤモンドコア抜き技術をそのまま適用すると多大な時間と手間が掛かるおそれがある。特に、手前側の鋼板４０（一方の外側面をなす鋼板）から内部のコンクリート１８まで削孔できても、奥側の鋼板４８（反対側の外側面をなす鋼板）を貫通させるのに多大な時間と手間が掛かるおそれがある。 When the through hole 26 for the PC steel rod 28 is formed in the CFT column 12, if a diamond core removal technique known as a concrete drilling technique is applied as it is, it may take a lot of time and effort. In particular, even if a hole can be drilled from the near side steel plate 40 (the steel plate forming one outer surface) to the inner concrete 18, the inner side steel plate 48 (the steel plate forming the opposite outer surface) is penetrated. It may take time and effort.
そこで、本実施の形態に係る柱梁架構の補強構造の施工方法では、手前側の鋼板４０は鋼材用ドリルで穿孔し、内部のコンクリート１８はコアドリルやハンマードリルなどのコンクリート用ドリルで削孔し、奥側の鋼板４８は再度、鋼材用ドリルで穿孔する。このとき、奥側の鋼板４８を手前側から孔あけ施工するのは遠くて困難であるため、反対側から穿孔することが望ましい。 Therefore, in the method for constructing the reinforcement structure of the column beam frame according to the present embodiment, the steel plate 40 on the front side is drilled with a steel drill, and the internal concrete 18 is drilled with a concrete drill such as a core drill or a hammer drill. The inner steel plate 48 is again drilled with a steel drill. At this time, since it is difficult to drill the rear steel plate 48 from the front side, it is desirable to drill from the opposite side.
しかし、それではコンクリート１８に形成する孔と、奥側の鋼板４８に形成する孔の中心がうまく合わないおそれがあるので、手前側から後述の中心ガイド付きドリルを使い、奥側の鋼板４８に対してコンクリート１８の孔の中心に対応する位置に小径の仮孔をあける。その後、反対側から、小径の仮孔を中心として奥側の鋼板４８に大径の本孔をあける。 However, since there is a possibility that the hole formed in the concrete 18 and the center of the hole formed in the back steel plate 48 do not match well, a drill with a center guide to be described later is used from the front side to the back steel plate 48. Then, a small-diameter temporary hole is made at a position corresponding to the center of the hole in the concrete 18. Thereafter, from the opposite side, a large-diameter main hole is formed in the steel plate 48 on the back side with the small-diameter temporary hole as the center.
より具体的には、図２に示すように、手前側の鋼板４０からコンクリート１８を削孔した後、この孔５０に中心ガイド付きドリル５２を配置する。この中心ガイド付きドリル５２は、コンクリート１８に削孔された孔５０の中心位置を案内するための円筒状の中心ガイド５４が鋼材用ドリル５６の基部に同軸に取付けられたドリルである。中心ガイド５４は、コンクリート１８に削孔された孔５０の径よりも若干小径の円形断面の部材である。 More specifically, as shown in FIG. 2, after drilling the concrete 18 from the steel plate 40 on the near side, a drill 52 with a center guide is disposed in the hole 50. The center guide drill 52 is a drill in which a cylindrical center guide 54 for guiding the center position of the hole 50 drilled in the concrete 18 is coaxially attached to the base of a steel material drill 56. The center guide 54 is a member having a circular cross section that is slightly smaller in diameter than the diameter of the hole 50 drilled in the concrete 18.
続いて、この中心ガイド付きドリル５２で、奥側の鋼板４８における孔の中心に対応する位置に、小径の仮孔５８を穿孔する。 Subsequently, a temporary hole 58 having a small diameter is drilled at a position corresponding to the center of the hole in the steel plate 48 on the back side with the drill 52 with the center guide.
次に、ＣＦＴ柱１２の外側から、この小径の仮孔５８を中心にして、奥側の鋼板４８を鋼材用ドリルで穿孔して、この鋼板４８に大径の本孔６０を貫通形成する。これにより、奥側の鋼板４８に穿孔する孔６０の中心軸線方向Ｃを、コンクリート１８に削孔した孔５０の中心軸線方向Ｃに精度よく合わせることができる。 Next, from the outside of the CFT column 12, the steel plate 48 on the back side is drilled with a steel drill with the small diameter temporary hole 58 as the center, and a large diameter main hole 60 is formed through the steel plate 48. Thereby, the center axis direction C of the hole 60 drilled in the steel plate 48 on the back side can be accurately aligned with the center axis direction C of the hole 50 drilled in the concrete 18.
このように施工することで、奥側の鋼板４８に穿孔する孔６０と内部のコンクリート１８に形成する孔５０がずれることなく、短時間でＣＦＴ柱１２に貫通孔２６を形成することができる。この後、形成した貫通孔２６にＰＣ鋼棒２８を挿通配置するとともに、ブラケット材２２、ブレース材１６、ナット４６等を所定の位置に設置する。こうすることで上記の補強構造１０を比較的短時間に施工することができる。 By constructing in this way, the through hole 26 can be formed in the CFT column 12 in a short time without the hole 60 drilled in the inner steel plate 48 and the hole 50 formed in the internal concrete 18 being displaced. Thereafter, the PC steel rod 28 is inserted and disposed in the formed through hole 26, and the bracket material 22, the brace material 16, the nut 46, and the like are installed at predetermined positions. By carrying out like this, said reinforcement structure 10 can be constructed in a comparatively short time.
（柱梁架構の補強構造の施工装置）
次に、本発明に係る柱梁架構の補強構造の施工装置の実施の形態について説明する。
(Construction equipment for reinforcement structure of column beam frame)
Next, an embodiment of a construction apparatus for reinforcing a column beam frame according to the present invention will be described.
本発明に係る柱梁架構の補強構造の施工装置１００は、上述した柱梁架構の補強構造の施工方法に用いられる施工装置である。この施工装置１００は、図２に示したように、コンクリート１８に削孔された孔５０の中心位置を案内するための円筒状の中心ガイド５４が鋼材用ドリル５６の基部に同軸に取付けられた中心ガイド付きドリル５２からなる。上述したように、この施工装置１００によれば、短時間で貫通孔２６を精度よく形成することができる。 The column beam frame reinforcing structure construction apparatus 100 according to the present invention is a construction apparatus used in the above-described column beam frame reinforcement structure construction method. As shown in FIG. 2, in the construction apparatus 100, a cylindrical center guide 54 for guiding the center position of the hole 50 drilled in the concrete 18 is coaxially attached to the base portion of the steel material drill 56. It consists of a drill 52 with a center guide. As described above, according to the construction apparatus 100, the through hole 26 can be formed with high accuracy in a short time.
（施工試験）
次に、本発明の作用効果を確認するために行った施工試験について説明する。
(Construction test)
Next, a construction test conducted to confirm the effects of the present invention will be described.
図３は、本発明に関する施工試験を示す写真図であり、（１）はコアドリルによるＣＦＴ柱の貫通孔の施工状況、（２）は試験製作した中心ガイド付きドリル、（３）はＣＦＴ柱の内部から小径の孔があけられた鋼板、（４）は反対側の鋼板に対する本孔の施工状況である。 FIG. 3 is a photographic diagram showing a construction test relating to the present invention, where (1) is a construction state of a through hole of a CFT column by a core drill, (2) is a drill with a center guide produced by test, and (3) is a CFT column. A steel plate with a small-diameter hole drilled from the inside, (4) shows the construction status of the main hole for the opposite steel plate.
図３（１）に示すように、コアドリルではＣＦＴ柱の内部から奥側の鋼板まで貫通させることはできなかった。そこで、図３（２）に示すような中心ガイド付きドリル（上記の中心ガイド付きドリル５２に相当）を製作し、これをＣＦＴ柱内部のコンクリートの孔に挿入配置した。そして、この中心ガイド付きドリルでＣＦＴ柱の奥側の鋼板に小径の仮孔をあけた。このようにすることで、図３（３）に示すように、コンクリートの孔の中心に合わせて奥側の鋼板に小径の仮孔があく。次に、この中心ガイド付きドリルを撤去した後、ＣＦＴ柱の外側から鋼材用ドリルの先を鋼板の小径の仮孔に合わせ、図３（４）に示すように、鋼材用ドリルでこの鋼板に大径の本孔をあける。 As shown in FIG. 3 (1), the core drill could not penetrate from the inside of the CFT column to the steel plate on the back side. Therefore, a drill with a center guide (corresponding to the above-mentioned drill 52 with a center guide) as shown in FIG. 3 (2) was manufactured, and this was inserted into a concrete hole inside the CFT column. Then, a small-diameter temporary hole was made in the steel plate on the back side of the CFT column with this center guide drill. By doing in this way, as shown in FIG.3 (3), a small diameter temporary hole is made in the steel plate of a back | inner side according to the center of the hole of concrete. Next, after removing the drill with the center guide, the tip of the steel drill is aligned with the small-diameter temporary hole of the steel plate from the outside of the CFT column, and as shown in FIG. Open a large hole.
このように中心ガイド付きドリルを使用することで、鋼板とコンクリートの孔がずれることなく、短時間でＣＦＴ柱に貫通孔を形成できることを確認できた。 Thus, it was confirmed that by using a drill with a center guide, a through hole can be formed in a CFT column in a short time without deviation between the hole of the steel plate and the concrete.
以上説明したように、本発明に係る柱梁架構の補強構造によれば、コンクリートを内部に充填した鋼管からなるＣＦＴ柱と梁による柱梁架構をブレース材で補強した構造であって、柱梁接合部に設けられ、ブレース材が取付けられるブラケット材と、このブラケット材の一部をなし、または、このブラケット材と接合し、ＣＦＴ柱の梁軸方向の外側面に配置される鋼板と、この鋼板とＣＦＴ柱を柱軸に直角な方向に貫通する貫通孔と、この貫通孔に挿通配置され、ＣＦＴ柱と鋼板を固定する固定部材とを備えるので、ＣＦＴ柱と梁による柱梁架構をブレース材で補強する場合に、溶接を用いることなく低コストで施工することができる。 As described above, according to the reinforcing structure of a column beam frame according to the present invention, a CFT column made of a steel pipe filled with concrete and a column beam frame made of a beam are reinforced with braces. A bracket material provided at the joint portion to which the brace material is attached, a part of the bracket material, or a steel plate joined to the bracket material and disposed on the outer surface in the beam axis direction of the CFT pillar, Bracing the beam structure with a CFT column and a beam because it has a through hole that penetrates the steel plate and the CFT column in a direction perpendicular to the column axis and a fixing member that is inserted through the through hole and fixes the CFT column and the steel plate. When it reinforces with a material, it can construct at low cost, without using welding.
また、本発明に係る他の柱梁架構の補強構造によれば、固定部材は、導入される緊張力によってＣＦＴ柱と鋼板とを梁軸方向に圧着する緊張材からなるので、ＣＦＴ柱と鋼板とを緊張力によって締め付け圧着接合することができる。 Moreover, according to the reinforcement structure of the other column beam frame according to the present invention, the fixing member is made of a tension material that crimps the CFT column and the steel plate in the beam axis direction by the introduced tensile force. Can be clamped and joined by tension.
また、本発明に係る他の柱梁架構の補強構造によれば、梁とブラケット材はボルトで接合されるので、梁とブラケット材とを溶接を用いることなく接合することができる。 Moreover, according to the reinforcement structure of the other column beam frame concerning this invention, since a beam and a bracket material are joined with a volt | bolt, a beam and a bracket material can be joined without using welding.
また、本発明に係る柱梁架構の補強構造の施工方法によれば、上述した柱梁架構の補強構造を施工する方法であって、ＣＦＴ柱に固定部材用の貫通孔を形成する際に、ＣＦＴ柱の一方の外側面をなす鋼板を、ＣＦＴ柱の外側から鋼材用ドリルで穿孔するステップと、その後、穿孔した孔からコンクリート用ドリルで内部のコンクリートを柱軸に直角な方向に削孔するステップと、その後、反対側の外側面をなす鋼板を、削孔した孔またはＣＦＴ柱の外側の少なくとも一方から鋼材用ドリルで穿孔するステップとを備えるので、外側面の鋼板に穿孔する孔と内部のコンクリートに形成する孔がずれることなく、短時間でＣＦＴ柱に貫通孔を形成することができる。 In addition, according to the method for constructing a reinforcing structure for a column beam frame according to the present invention, the method for constructing the above-described reinforcing structure for a column beam frame, when forming a through hole for a fixing member in a CFT column, Drilling a steel sheet forming one outer surface of the CFT column with a steel drill from the outside of the CFT column, and then drilling the inner concrete from the drilled hole with a concrete drill in a direction perpendicular to the column axis. And a step of drilling a steel plate forming the outer surface on the opposite side with a drill for steel from at least one of the outer side of the drilled hole or the CFT pillar. Through-holes can be formed in the CFT column in a short time without shifting holes formed in the concrete.
また、本発明に係る他の柱梁架構の補強構造の施工方法によれば、反対側の外側面をなす鋼板を穿孔するステップにおいて、コンクリートに削孔された孔の中心位置を案内するための円筒状の中心ガイドが鋼材用ドリルの基部に同軸に取付けられた中心ガイド付きドリルを、コンクリートに削孔した孔に配置するステップと、その後、この中心ガイド付きドリルで反対側の外側面をなす鋼板における孔の中心に対応する位置に小径の孔を穿孔するステップと、その後、ＣＦＴ柱の外側からこの小径の孔を中心に反対側の外側面をなす鋼板を鋼材用ドリルで穿孔するステップを有するので、ＣＦＴ柱に貫通孔を形成する際に、反対側の鋼板に穿孔する孔の軸線方向を、コンクリートに削孔した孔の軸線方向に精度よく合わせることができる。 Further, according to the method for constructing the reinforcing structure of another column beam structure according to the present invention, in the step of drilling the steel plate forming the outer surface on the opposite side, for guiding the center position of the hole drilled in the concrete Place a center-guided drill with a cylindrical center guide coaxially attached to the base of the steel drill in the hole drilled in the concrete, and then make the opposite outer surface with this center-guided drill Drilling a small-diameter hole at a position corresponding to the center of the hole in the steel plate, and then drilling a steel plate forming the opposite outer surface from the outside of the CFT column with the small-diameter hole as a center by using a steel drill. Therefore, when the through hole is formed in the CFT column, the axial direction of the hole drilled in the opposite steel plate can be accurately aligned with the axial direction of the hole drilled in the concrete.
また、本発明に係る柱梁架構の補強構造の施工装置によれば、上述した柱梁架構の補強構造の施工方法に用いられる施工装置であって、コンクリートに削孔された孔の中心位置を案内するための円筒状の中心ガイドが鋼材用ドリルの基部に同軸に取付けられた中心ガイド付きドリルからなるので、短時間で貫通孔を精度よく形成することができる。 Further, according to the construction apparatus for a column beam frame reinforcement structure according to the present invention, the construction apparatus used in the above-described method for constructing a column beam frame reinforcement structure, the center position of the hole drilled in the concrete is determined. Since the cylindrical center guide for guiding is a center guide drill attached coaxially to the base of the steel material drill, the through hole can be formed with high accuracy in a short time.
以上のように、本発明に係る柱梁架構の補強構造、施工方法および施工装置は、既設のＣＦＴ柱と梁による柱梁架構をブレース材で補強する場合に有用であり、特に、溶接を用いることなく低コストで施工するのに適している。 As described above, the reinforcement structure, construction method, and construction apparatus for a column beam frame according to the present invention are useful when reinforcing an existing CFT column and beam column beam frame with a brace material, particularly using welding. It is suitable for construction at low cost.
１０ 柱梁架構の補強構造
１２ ＣＦＴ柱
１４ Ｈ型鋼梁（梁）
１６ ブレース材
１８ コンクリート
２０ 柱梁接合部
２２ ブラケット材
２４，３４，３６，３８ 鋼板
２６ 貫通孔
２８ ＰＣ鋼棒（固定部材）
３０ ブラケット本体
３２ 下フランジ
４０ 鋼板（一方の外側面をなす鋼板）
４２ モルタル
４４ 高力ボルトまたはボルト
４６ ナット
４８ 鋼板（反対側の外側面をなす鋼板）
５０，６０ 孔
５２ 中心ガイド付きドリル
５４ 中心ガイド
５６ 鋼材用ドリル
５８ 仮孔
１００ 柱梁架構の補強構造の施工装置
Ｘ 梁軸方向
Ｙ 柱軸方向
10 Reinforcement structure of column beam frame 12 CFT column 14 H-shaped steel beam (beam)
16 Brace material 18 Concrete 20 Beam-column joint 22 Bracket material 24, 34, 36, 38 Steel plate 26 Through hole 28 PC steel rod (fixing member)
30 Bracket body 32 Lower flange 40 Steel plate (steel plate forming one outer surface)
42 Mortar 44 High-strength bolt or bolt 46 Nut 48 Steel plate (steel plate forming the outer surface on the opposite side)
50,60 holes 52 Drills with center guide 54 Center guides 56 Steel drills 58 Temporary holes 100 Beam / beam frame reinforcement construction equipment X Beam axis direction Y Column axis direction
Claims (6)
柱梁接合部に設けられ、ブレース材が取付けられるブラケット材と、このブラケット材の一部をなし、または、このブラケット材と接合し、ＣＦＴ柱の梁軸方向の外側面に配置される鋼板と、この鋼板とＣＦＴ柱を柱軸に直角な方向に貫通する貫通孔と、この貫通孔に挿通配置され、ＣＦＴ柱と鋼板を固定する固定部材とを備えることを特徴とする柱梁架構の補強構造。 It is a structure in which a CFT column made of steel pipe filled with concrete and a column beam frame with beams are reinforced with braces,
A bracket material provided at the beam-to-column joint and to which the brace material is attached; A reinforcement of a column beam frame comprising: a through hole penetrating the steel plate and the CFT column in a direction perpendicular to the column axis; and a fixing member inserted into the through hole and fixing the CFT column and the steel plate. Construction.
ＣＦＴ柱に固定部材用の貫通孔を形成する際に、ＣＦＴ柱の一方の外側面をなす鋼板を、ＣＦＴ柱の外側から鋼材用ドリルで穿孔するステップと、その後、穿孔した孔からコンクリート用ドリルで内部のコンクリートを柱軸に直角な方向に削孔するステップと、その後、反対側の外側面をなす鋼板を、削孔した孔またはＣＦＴ柱の外側の少なくとも一方から鋼材用ドリルで穿孔するステップとを備えることを特徴とする柱梁架構の補強構造の施工方法。 A method for constructing a reinforcing structure for a column beam frame according to any one of claims 1 to 3,
When a through hole for a fixing member is formed in a CFT column, a step of drilling a steel plate forming one outer surface of the CFT column with a steel drill from the outside of the CFT column, and then a concrete drill from the drilled hole Drilling the inner concrete in a direction perpendicular to the column axis, and then drilling the steel plate forming the opposite outer surface with a steel drill from at least one of the drilled hole or the outside of the CFT column. A method for constructing a reinforcing structure for a column beam structure.
コンクリートに削孔された孔の中心位置を案内するための円筒状の中心ガイドが鋼材用ドリルの基部に同軸に取付けられた中心ガイド付きドリルからなることを特徴とする柱梁架構の補強構造の施工装置。 A construction apparatus for use in the method for constructing a reinforcing structure for a column beam frame according to claim 4,
A cylindrical center guide for guiding the center position of a hole drilled in concrete comprises a drill with a center guide coaxially attached to the base of a steel drill. Construction equipment.
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