JP2020133745A - 梁補強金具及び梁補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 筒状部材の設置が容易な梁補強金具及び梁の補強方法を提供する。【解決手段】 梁補強金具１は、全体としてリング状の部材であり、配管等が貫通する配管孔を有している。フランジ部５は、本体部３及び凸部７に対して外径が大きい部位である。フランジ部５の一方の側には筒状の本体部３が配置される。本体部３は、フランジ部５の一方の側に突出し、梁の貫通孔１７に挿入される部位である。フランジ部５の他方の側（本体部３とは逆側）には、凸部７が配置される。凸部７は、フランジ部５の他方の側に突出する。凸部７は、梁１１に対して筒状部材２１を設置する際のガイドとして機能させることができる。【選択図】図６

Description

本発明は、建築構造物を構成し、貫通孔を有する梁を補強するための梁補強金具及び梁の梁補強方法に関するものである。

従来、建築構造物の梁には配管や配線を通すために貫通孔が形成されることがある。この場合、貫通孔により、梁の曲げ耐力が低下する。この梁の曲げ耐力低下を防ぐため梁に梁補強金具を接合し、梁の補強を行っている。

このような梁補強金具としては、例えば、リング状の部材であって、梁に形成された貫通孔に接合する梁補強金具がある（例えば特許文献１）。

特開２００９−１６７６１５号公報

梁に梁補強金具を設置した後、梁の周囲には、鉄筋が配置されて、コンクリートが打設される。この際、梁補強金具が取り付けられた貫通部がコンクリートで埋まらないように、筒状部材であるボイド管が取り付けられる。すなわち、ボイド管は、コンクリート打設時の型枠として機能する。

ボイド管を貫通孔に設置する際には、例えば、梁の両側にそれぞれボイド管を設置し、ボイド管を梁補強金具または梁等へ固定する方法が採られる。この際、梁の両側のボイド管の位置や向きがずれてしまうと、その後のコンクリートの打設作業や、配管の設置作業に悪影響が出る恐れがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、筒状部材の設置が容易な梁補強金具及び梁の補強方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、ウェブに貫通孔が形成された梁を補強するための梁補強金具であって、フランジ部と、前記フランジ部の一方の側に突出して前記貫通孔に挿入される筒状の本体部と、を具備し、前記フランジ部に対して、前記本体部の逆側に凸部が形成されることを特徴とする梁補強金具である。

前記凸部は、周方向に連続して形成されることが望ましい。

第１の発明によれば、フランジ部に対して本体部とは逆側に凸部を形成することで、その後の筒状部材の取り付け時に、凸部を筒状部材の位置決めとして利用することができる。

特に、凸部が周方向に連続して形成される筒形状であれば、本体部の筒形状を実質的に長くしたのと同様の効果を得ることができ、筒状部材や配管を通した際に、筒状部材や配管を支持する長さを長くすることができる。

第２の発明は、第１の発明にかかる梁補強金具を用いた梁補強方法であって、前記梁補強金具の前記本体部を、梁のウェブに形成された貫通孔に挿入し、前記梁補強金具を前記梁に溶接し、前記凸部をガイドとして筒状部材を取り付けることを特徴とする梁補強方法である。

第２の発明によれば、梁補強金具を梁へ溶接し、筒状部材を取り付ける際に、凸部をガイドとして利用することができるため、筒状部材の取り付け位置を容易に把握することができる。

本発明によれば、筒状部材の設置が容易な梁補強金具及び梁の補強方法を提供することができる。

梁補強金具１を示す斜視図。 梁補強構造１０を示す斜視図であり、（ａ）は裏面側を示す図、（ｂ）は表面側を示す図。 （ａ）は梁補強構造１０を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 梁補強金具１の他の固定構造を示す図。 梁補強構造１０に筒状部材２１を設置した状態を示す正面図。 梁補強構造１０に筒状部材２１を設置した状態を示す断面図。 梁補強構造１０に筒状部材２１を設置した他の状態を示す断面図。 （ａ）は梁補強構造１０ａを示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 梁補強構造１０ｂを示す正面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施形態にかかる梁補強金具１を示す斜視図である。梁補強金具１は、本体部３、フランジ部５、凸部７等から構成される。梁補強金具１は、ウェブに貫通孔が形成された梁を補強するための部材である。

梁補強金具１は、例えば鋼材やステンレス鋼などの金属製の部材である。梁補強金具１は、全体としてリング状の部材であり、配管等が貫通する配管孔を有している。フランジ部５は、本体部３及び凸部７に対して外径が大きい部位である。フランジ部５の一方の側には筒状の本体部３が配置される。本体部３は、フランジ部５の一方の側に突出し、後述する梁の貫通孔に挿入される部位である。

フランジ部５の他方の側（本体部３とは逆側）には、凸部７が配置される。凸部７は、フランジ部５の他方の側に突出する。なお、凸部７は、周方向に連続して全周に亘って形成される。すなわち、本実施形態では、凸部７は全体として筒状である。

なお、本体部３、フランジ部５及び凸部７の内径は略同一であり、内周面には凹凸は形成されない。また、本体部３と凸部７の外径は、略同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば、凸部７の外径は、本体部３よりも大きくてもよく、または小さくてもよい。

次に、梁補強金具１を用いた梁補強構造１０について説明する。図２（ａ）は、梁補強構造１０の裏面側（本体部３側）から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、梁補強構造１０の表面側（凸部７側）から見た斜視図である。また、図３（ａ）は、梁補強構造１０の正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

梁１１は、ウェブ１５の上下にフランジ１３を有するＨ鋼である。ウェブ１５には、配管等を通すための貫通孔１７が形成される。梁補強金具１は、貫通孔１７に配置される。前述したように、貫通孔１７には、梁補強金具１の本体部３が挿入される。フランジ部５は、貫通孔１７の縁部近傍のウェブ１５に面接触する。

梁補強金具１は、ウェブ１５に対して溶接によって接合される。本実施形態では、フランジ部５の外周部が、ウェブ１５に対して全周にわたって溶接される。すなわち、溶接部１９は、フランジ部５の外周部とウェブ１５の表面との間に形成される。

次に、梁補強金具１を用いた梁補強方法（梁補強構造１０の施工方法）について説明する。まず、梁補強金具１の本体部３を、梁１１の一方の側から挿入する。この際、梁補強金具１のフランジ部５は、梁１１に設けられた貫通孔１７よりも大きな外径を有している。また、本体部３は、梁１１に設けられた貫通孔１７の径よりも小さい外径を有している。このため、本体部３を貫通孔１７に挿入すると、フランジ部５はウェブ１５に接触させることができる。すなわち、フランジ部５は梁補強金具１を貫通孔１７に挿入する際、軸方向の位置決めに使われる。

また、梁補強金具１を貫通孔１７の径方向に対して位置合わせをする際、作業者は、凸部７を使用して、容易に梁補強金具１の位置を合わせることができる。例えば、貫通孔１７は、完全に円形ではなく、縁部にはバリ等があるが、凸部７を工具や作業者の掴み部として利用することができ、フランジ部５がウェブ１５に確実に面接触する位置に梁補強金具１の位置を合わせることができる。

梁補強金具１の位置が決まった後、クランプ等によって梁補強金具１をウェブ１５に仮固定し、この状態で、梁補強金具１を、貫通孔１７の周囲または縁部に溶接する。溶接は例えば被覆アーク溶接で行われる。

なお、フランジ部５側ではなく、本体部３側を溶接してもよい。図４は、本体部３側を溶接した状態を示す図である。この場合には、まず、貫通孔１７に梁補強金具１を挿入し、フランジ部５側より、クランプ等で仮固定した状態で、梁１１を反転させて、本体部３側より、本体部３の全周にわたって溶接部１９によって梁１１と一体化される。なお、梁１１を反転させる前に、必要に応じて、梁補強金具１のフランジ部５側よりフランジ部５の外周部を数点、ウェブ１５に点溶接し、梁補強金具１をウェブ１５に仮止めしてもよい。

なお、この場合には、本体部３の外周面をテーパ形状としてもよい。例えば、本体部３の外周部に、フランジ部５側から先端側に向かって徐々に外径が小さくなるようにテーパ形状を形成することで、溶接の際の開先として使用することができる。この場合、溶接部１９は、本体部３と貫通孔１７の内面との間に形成される。

このように、溶接部１９は、前述したいずれの側に設けてもよく、両方に設けてもよい。いずれにしても、梁補強金具１を梁１１へ設置して仮固定する際に、凸部７によって、その押さえ位置を把握することが可能である。以上により、梁補強構造１０を得ることができる。梁補強金具１によって、梁１１の貫通孔１７の近傍における曲げ耐力を向上させることができる。

次に、梁補強金具１の部位に、筒状部材２１を設置する。図５は、筒状部材２１を設置した状態の正面図であり、図６は断面図である。筒状部材２１は、梁１１の両側にそれぞれ配置される。また、梁１１の周囲には、複数の鉄筋２３が配置される。

鉄筋２３には、支持部材２５が固定される。支持部材２５によって筒状部材２１が支持される。なお、筒状部材２１の材質は、金属製、紙製や樹脂製など材質は特に限定されない。筒状部材２１が金属製の場合には、筒状部材２１は、梁１１または梁補強金具１に対して溶接によって接合される。

ここで、梁１１の凸部７側に筒状部材２１を設置する際、筒状部材２１の端部を梁補強金具１の凸部７に挿入するように配置する。このようにすることで、筒状部材２１の位置決めが容易であるとともに、筒状部材２１のずれを抑制することができる。すなわち、凸部７を、筒状部材２１を設置する際の位置決め及びずれ止めのガイドとして機能させることができる。なお、梁１１の本体部３側に筒状部材２１を設置する際には、筒状部材２１の端部を梁補強金具１の本体部３に挿入するように配置すればよい。

この状態で、必要に応じて筒状部材２１の端部を塞ぎ、コンクリート２７（図７参照）を打設することで、貫通孔１７を塞ぐことなく鉄筋コンクリート製の梁を形成することができる。

なお、図７に示すように、筒状部材２１を梁補強金具１に挿通するように配置してもよい。この場合には、凸部７は、筒状部材２１の設置の際のガイドとして機能しないが、凸部７を形成することにより、筒状部材２１の支持長さを確保することができる。このため、筒状部材２１の傾きなどを抑制することができる。

以上、本実施の形態によれば、貫通孔１７を有する梁１１を、効率よく補強することができる。また、梁補強金具１を固定した後、筒状部材２１を梁１１に設置する際に、凸部７を筒状部材２１の位置決めのガイドとして機能させることができる。このため、筒状部材２１の設置作業が容易となる。

また、凸部７が周方向に連続して形成されるため、筒状部材２１や配管を梁補強金具１に挿入した際に、筒状部材２１等を支持する長さを長くすることができる。

なお、凸部７を形成せずに、本体部３を長くしても、同様に配管の支持長さを確保することができるが、溶接部１９から本体部３の先端までの距離が長くなる。このため、梁補強金具１に挿通された筒状部材２１や配管に対して、筒状部材２１等が傾く方向に力が付与された際に、溶接部１９に付与されるモーメントが大きくなる。

これに対し、フランジ部５の反対側に凸部７を形成して全長を長くすることで、溶接部１９から梁補強金具１の先端部までの長さを抑えることができる。このため、筒状部材２１等に力が付与された際にも、溶接部１９にかかる力を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図８（ａ）は、梁補強金具１ａを用いた梁補強構造１０ａを示す正面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、以下の説明において、梁補強金具１及び梁補強構造１０と同様の機能を奏する構成には、図１〜図７と同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

梁補強金具１ａは、梁補強金具１とほぼ同様の構成であるが、凸部７に代えて、凹部７ａが設けられる点で異なる。凹部７ａは、周方向に連続して形成される。例えば、凹部７ａの外径は、本体部３の外径と略一致する。なお、凹部７ａの外径を、本体部３の外径よりも大きくしてもよく、小さくしてもよい。

この場合には、凹部７ａの内側に筒状部材２１を差し込むようにして配置することができる。このため、凹部７ａを筒状部材２１の位置決めのガイドとして機能させることができる。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。このように、筒状部材２１のガイドは、凸部７であってもよく、凹部７ａであってもよい。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図９は、梁補強構造１０ｂを示す正面図である。梁補強構造１０ｂは、梁補強構造１０とほぼ同様の構成であるが、梁補強金具１ｂが用いられる点で異なる。

梁補強金具１ｂは、凸部７が、周方向に断続的に配置される。このように、押さえ位置を把握可能な凸部７は、全周に亘って形成されていなくてもよい。

第３の実施形態よれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。このように、筒状部材２１のガイドは、周方向に連続して全周に亘って形成されなくてもよい。

なお、第１ないし第３の実施形態においては、いわゆるボイド管である筒状部材２１を使用した例について説明したが、これには限られない。筒状部材２１が用いられない場合でも、梁補強金具１、１ａ、１ｂを単体として使用することで、梁補強効果を得ることができることは言うまでもない。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ、１ｂ………梁補強金具
３………本体部
５………フランジ部
７………凸部
７ａ………凹部
１０、１０ａ、１０ｂ………梁補強構造
１１………梁
１３………フランジ
１５………ウェブ
１７………貫通孔
１９………溶接部
２１………筒状部材
２３………鉄筋
２５………支持部材
２７………コンクリート

Claims (3)

1. ウェブに貫通孔が形成された梁を補強するための梁補強金具であって、
   フランジ部と、
   前記フランジ部の一方の側に突出して前記貫通孔に挿入される筒状の本体部と、
   を具備し、
   前記フランジ部に対して、前記本体部の逆側に凸部が形成されることを特徴とする梁補強金具。
2. 前記凸部は、周方向に連続して形成されることを特徴とする請求項１記載の梁補強金具。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の梁補強金具を用いた梁補強方法であって、
   前記梁補強金具の前記本体部を、梁のウェブに形成された貫通孔に挿入し、前記梁補強金具を前記梁に溶接し、前記凸部をガイドとして筒状部材を取り付けることを特徴とする梁補強方法。

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