JP2021021287A

JP2021021287A - 耐荷材

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Publication number: JP2021021287A
Application number: JP2019139664A
Authority: JP
Inventors: 吉田　博; Hiroshi Yoshida; 博吉田
Original assignee: YOSHIDA KOZO DESIGN KK; Yoshida Kozo Dezain YK
Current assignee: YOSHIDA KOZO DESIGN KK; Yoshida Kozo Dezain YK
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2039-07-30
Also published as: JP6651147B1

Abstract

【課題】安価な補強材を用いて耐荷性能を高めた耐荷材を提供する。【解決手段】耐荷材１０は、中空の管体２０と、管体２０の外方に配設した補強材３０からなり、補強材３０の端部を管体２０の外周面の上下部にそれぞれ端部ブラケット２１で固定し、中間ブラケット２２を介して補強材を管体２０に支持し、補強材３０と管体２０の外周面との間に形成される間隔Ｓを保ったまま、補強材３０を管体２０の曲げ変形に追従可能に構成した。【選択図】図２

Description

本発明は防護柵の支柱、杭構造体又は建築用途の耐震補強材に適用可能な曲げ性能に優れた耐荷材に関する。

荷重により曲げモーメントが生じる耐荷材として、例えば防護柵の支柱が挙げられる。
支柱を支える基礎構造のひとつとしてコンクリート製擁壁が用いられている。
工費を抑える必要から擁壁の天端幅をできるだけ幅狭に形成しているが、支柱の断面寸法より小さくできず、擁壁の天端幅を小さくすることに限界がある。
高耐力の支柱としては、鋼管内にコンクリートを充填した合成構造の充填鋼管や、鋼管内に鉄筋、鋼棒、Ｈ鋼、断面多角形の筒体等の内挿補強材を挿入した内部補強鋼管が知られている（特許文献１〜４）。

特開２００２−２６６３２１号公報特開２００８−１８４８２２号公報特開２００９−２１５７７３号公報特開２０１２−２６２０６号公報

従来の支柱等の耐荷材はつぎの問題点を有している。
＜１＞従来の充填鋼管製又は内部補強鋼管製の支柱は、重量が重たく運搬移動や現場での取扱性が悪く、コストも非常に高くなる。
＜２＞充填鋼管は、支柱が終局状態に至るとコンクリートと鋼管間の付着がなくなるため、鋼管の耐力向上に対してコンクリートの貢献度が極めて低い。
＜３＞内部補強鋼管は、内挿補強材が鋼管に内挿されているだけで、内挿補強材と鋼管とがその全長に亘って一体構造化していない。
そのため、内挿補強材も鋼管の耐力向上に対して貢献度が低い。
＜４＞内挿補強材を鋼管と一体構造化するには、その全長に亘って溶接等で固着しなければならないが、全長に亘って固着するには高度な接合技術が必要であり、さらに固着費用も高くつく。
＜５＞そのため、従来は鋼管と内挿補強材の両端部の一定範囲のみを溶接等で部分的に固着して対処している。
内挿補強材と鋼管の両端付近のみを固着した支柱では、内挿補強材を固着できない部分のせん断力を両端の固着部分のみが負担するので、両端の固着部分に大きいせん断力が発生する。
＜６＞このように鋼管の内部を補強した従来の支柱では、直ひずみの「平面保持の原理(Bernoulli-Euler theory)」が成り立たない。
そのため、支柱の耐力を正確に計算することが難しく、耐力評価に対する信頼性が低い。

本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、安価な補強材を用いて耐荷性能を高めた耐荷材を提供することにある。

本発明は耐荷材であって、管体と、前記管体の外方であって管体の軸線と平行に配設した単数又は複数の補強材とからなり、前記補強材の端部を管体の外周面の上下部にそれぞれブラケットを介して固定し、前記補強材の両端部間を管体に支持し、補強材と管体の外周面との間に形成される間隔を保ったまま、補強材を管体の曲げ変形に追従可能に構成した。
本発明の他の形態において、前記補強材を管体の引張領域又は圧縮領域の何れか一方の領域、又は前記両方の領域に取り付けてある。
本発明の他の形態において、前記補強材を管体の全長に亘って、又は管体の一部に取り付けてある。
本発明の他の形態において、前記管体の外周面に複数のブラケットを突設し、該複数のブラケットを介して補強材を管体の外周面から離隔して支持する。
本発明の他の形態において、前記補強材の両端部間を管体の外周面に突設したブラケットに固定せずに係留して支持してもよいし、前記補強材の両端部間を管体の外周面に突設したブラケットに剛結して支持してもよい。
本発明の他の形態において、管体の引張領域においては管体の外周面に突設したブラケットに補強材を剛結せずに係留して支持し、管体の圧縮領域においては管体の外周面に突設したブラケットに補強材を剛結して支持する。
本発明の他の形態において、前記管体に生じる曲げモーメントに応じて、補強材の両端部間を管体に支持するブラケットの配置間隔を変化させてもよい。
本発明の他の形態において、前記補強材の剛結手段が、ねじ止め手段、楔止め手段、ピン止め手段、溶接手段の何れか一種である。
本発明の他の形態において、前記補強材が棒材、管材、ロープ材、又はベルト材の何れか一種である。
本発明の他の形態において、前記耐荷材は防護柵の支柱、杭構造体又は建築用途の耐震補強材に適用可能である。

本発明は少なくともつぎのひとつの効果を奏する。
＜１＞安価な補強材を管体に追加設置するだけで、耐荷材の耐力を効果的に高めることができる。
＜２＞管体の内部を内挿補強材やコンクリート等で補強した従来の耐荷材では、直ひずみの「平面保持の原理」が成り立たないが、ブラケットを介して補強材を管体に外設した本発明の耐荷材では、直ひずみの「平面保持の原理」が成り立つため、耐荷材の耐力を正確に計算できて、耐荷材に対する耐力評価の信頼性が高くなる。
＜３＞管体に外設した補強材を離隔して管体に支持することで、管体の断面強度(断面二次モーメント)を高められるので、管体を小径化できる。
＜４＞補強材を管体の外方に取り付けるだけであるので、補強材の取付作業が簡単になって、耐荷材を経済的に製作できる。
＜５＞耐荷材は防護柵の支柱の他に杭構造体又は建築用途の耐震補強材にも適用可能であり、汎用性に富む。

実施例１に係る中間部を省略した耐荷材の斜視図一部を破断した耐荷材のモデル図端部ブラケット又は中間ブラケットの位置決め孔の説明図で、（Ａ）は位置決め孔が閉鎖孔である場合の説明図、（Ｂ）は位置決め孔が開放孔である場合の説明図一部を省略した端部ブラケットの補強構造の説明図管体の一部に補強材を取り付けて部分的に補強した耐荷材のモデル図管体の周方向へ向けた補強材の配設位置の説明図片持ち構造で支持した耐荷材の特性の説明図梁構造で支持した耐荷材の特性の説明図中間ブラケットと補強材との貫挿部を剛結した実施例２に係る片持ち構造で支持した耐荷材のモデル図中間ブラケットと補強材との貫挿部を剛結した実施例２に係る梁構造で支持した耐荷材のモデル図中間ブラケットの配置間隔を変えた実施例３に係る耐荷材のモデル図補強材の取付位置を管体の上下部で異なるようにした実施例４に係る耐荷材のモデル図中間ブラケットによる補強材の二つの支持形態を組み合わせた実施例５に係る耐荷材のモデル図

図面を参照しながら本発明について説明する。

［実施例１］
＜１＞耐荷材
耐荷材１０は落石、崩落土砂等の崩落物抑止用の防護柵の支柱(支柱端末、中間支柱)に適用可能であるが、耐荷材１０は支柱以外に杭構造体や建築用途の耐震補強材にも適用可能である。

＜２＞耐荷材の概要
図１，２に例示した耐荷材１０について説明すると、耐荷材１０は耐荷材本体である管体２０と、管体２０の外方であって管体２０の軸線と平行に配設した単数又は複数の補強材３０とを具備する。
本例では、補強材３０の両端部を管体２０の外周面を端部ブラケット２１を用いて固着すると共に、補強材３０の両端部間(中間)を中間ブラケット２２を用いて管体２０の外周面に係留した形態について説明する。

＜３＞管体
管体２０は断面形状が円形、楕円形、多角形等を呈する曲げ剛性の高い中空構造体である。
耐荷材１０を支柱に適用する場合には、管体２０として市販の鋼管が好適である。
管体２０の全長や断面寸法は、耐荷材１０の使途や発生予定の曲げモーメント、作用荷重等を考慮して適宜選択する。

管体２０は中空状態のまま使用してもよいが、従来の充填鋼管のように内部にコンクリート系固結材を充填してもよい。

＜４＞補強材
補強材３０は管体２０の断面強度（断面係数、塑性断面係数又はせん断強度）を高めるための補強部材である。
補強材３０としては引張強度又は圧縮強度の高い棒材、管材、ロープ材、又はベルト材を適用でき、その素材も金属に限定されず、高強度繊維や樹脂等でもよい。
実用的には市販の鉄筋、棒鋼、ＰＣ鋼棒等の鋼材が好適である。

＜５＞補強材の位置決め手段
端部ブラケット２１を介して補強材３０の両端部を管体２０の外周面に固定し、中間ブラケット２２を介して補強材３０の両端部間を管体２０の外周面に係留して支持することで、補強材３０を位置決めする。

＜５．１＞ブラケット
端部ブラケット２１および中間ブラケット２２は、補強材３０を管体２０の軸線と平行に位置決めする位置決め機能と、補強材３０と管体２０との間隔Ｓを一定に保つスペーサ機能を併有する。

図１，２に例示した補強材３０の位置決め手段について説明すると、管体２０はその上下部の外周面に突設した一対の端部ブラケット２１、２１と、管体２０の上下部間の外周面に突設した単数又は複数の中間ブラケット２２とを有する。

これらのブラケット２１,２２は管体２０の軸線方向に沿って所定の間隔を隔てて配設してあり、各ブラケット２１,２２に開設した補強材３０の位置決め孔２１ａ，２２ａが同一線上に並んでいる。
補強材３０は各ブラケット２１,２２の位置決め孔２１ａ，２２ａを通じて管体２０に位置決めが可能である。

位置決め孔２１ａ，２２ａは図３（Ａ）に示す円形等の閉鎖孔でもよいが、図３（Ｂ）に示したような屈曲した切欠状の開放孔でもよい。
位置決め孔２１ａ，２２ａが閉鎖孔である場合は、補強材３０を各ブラケット２１,２２の一方から貫挿して設置し、位置決め孔２１ａ，２２ａが開放孔である場合は、補強材３０を各ブラケット２１,２２の側方から差し込んで設置する。

＜５．２＞補強材の端部の固定
補強材３０の端部は端部ブラケット２１に固定する。
本例では補強材３０の端部の固定手段として、ナット３１を用いたねじ止め手段を適用した形態を示しているが、補強材３０の端部の固定手段はねじ止め手段の他に、楔止め手段、ピン止め手段、溶接手段等の何れか一種を適用できる。
端部ブラケット２１には耐荷材１０の曲げ変形時に大きな外力が加わることから、図４に示すように端部ブラケット２１と管体２０の間に補強リブ２３を設けて補強しておくとよい。

＜５．３＞補強材の両端部間の係留
本例では補強材３０の両端部間を中間ブラケット２２に固定せずに係留した形態について説明する。
「係留」とは管体２０の径方向へ向けた補強材３０の変位のみを規制する状態を指す。

＜５．４＞補強材を管体の外方に配置した理由
補強材３０を管体２０の外方に配設したのは、管体２０の断面強度(断面係数又は塑性断面係数)を高めるためと、補強材３０の取付作業性を改善するためである。
補強材３０が小断面であっても、管体２０の外周面から離隔して補強材３０を取り付けることで、管体２０の断面強度を高めることができる。
管体２０の断面強度を高められることで管体２０の小径化を実現できる。
さらに、補強材３０の取付作業を管体２０の外方で行えるので、補強材３０の取付作業性がきわめてよくなる。

＜５．５＞補強材を中間ブラケットで支持する理由
補強材３０の両端部のみを端部ブラケット２１に固定しただけの構造であると、管体２０の曲げ変形時に補強材３０の追従性が悪くなり、引張側の補強材３０においては管体２０に接触し、圧縮側の補強材３０では座屈が生じる等して補強材３０による補強効果をほとんど期待できない。

そこで、管体２０の曲げ変形に対する補強材３０の追従性をよくするために、補強材３０を中間ブラケット２２で支持するようにした。
補強材３０の両端部間を中間ブラケット２２で支持することで、補強材３０と管体２０との間に形成された間隔Ｓをほぼ一定に保ったまま、補強材３０を管体２０の曲げ変形に追従させることができる。
補強材３０の追従性は中間ブラケット２２の間隔（中間ブラケット２２の設置数）に比例してよくなると共に、圧縮側の補強材３０に対する座屈抑制効果が高くなる。

＜５．６＞補強材による管体の補強範囲
補強材３０による補強範囲は、管体２０の全長に亘って補強してもよいが、外力作用時に大きな曲げモーメントが生じる管体２０の特定区間を部分的に補強してもよい。
図５は管体２０の中央部分に補強材３０を取り付けて部分的に補強した一例を示しているが、部分的な補強範囲は管体２０に発生する曲げモーメントに応じて選択する。

＜５．７＞管体に対する補強材の配設位置
管体２０を平面視したときの補強材３０の配設位置は、管体２０に発生する曲げモーメント等に対抗し得るように、少なくとも管体２０の引張領域（引張側）に補強材３０が配設してあればよい。
管体２０の圧縮領域（圧縮側）に配設した補強材３０は、引張領域と同様に管体２０の曲げ変形抵抗として機能する。

図６に例示した管体２０の周方向に沿った補強材３０の配設位置について説明する。
同図のＸ，Ｙは耐荷材１０に対する曲げモーメントの作用軸を示し、Ｆ_Ｘ、Ｆ_Ｙは引張領域に位置する補強材３０の曲げ抵抗を示している。

図６（Ａ）は管体２０の左方一箇所に補強材３０を配置した形態を示していて、Ｘ軸の正方向へ向けた管体２０の曲げモーメントに対しては引張領域の補強材３０が抵抗する。

図６（Ｂ）は管体２０の左右二箇所に補強材３０を配置した形態を示していて、Ｘ軸の正負方向へ向けた管体２０の曲げモーメントに対しては、それぞれ引張領域に位置させた補強材３０が引張抵抗として機能する。圧縮領域に位置させた補強材３０は圧縮抵抗として機能する。

図６（Ｃ）は管体２０の左右と下方の三箇所に補強材３０を配置した形態を示していて、Ｘ軸の正負方向とＹ軸の正方向の三方向へ向けた管体２０の曲げモーメントに対しては、それぞれ引張領域に位置させた補強材３０が抵抗する。

図６（Ｄ）は管体２０の上下左右にの四箇所に補強材３０を配置した形態を示していて、Ｘ軸の正負方向とＹ軸の正負方向の四方向へ向けた管体２０の曲げモーメントに対しては、それぞれ引張領域に位置する補強材３０が抵抗する。

補強材３０の配設位置は図６に例示した形態に限定されず、曲げモーメント等を考慮して適宜選択が可能である。
管体２０の円周方向に向けて、例えば３０°間隔や４５°間隔等のように、管体２０の円周方向に向けて補強材３０を一定間隔に配置すると、管体２０の強度を大きくすることができる。

［耐荷材の組立て方法］
図１に例示した耐荷材１０の組立て方法について説明する。

＜１＞補強材の挿し込み
同一線上に位置する一方の端部ブラケット２１側から挿し込んだ補強材３０を、中間ブラケット２２を経て他方の端部ブラケット２１に挿し込む。

＜２＞補強材の端部の固定
各端部ブラケット２１から外部へ突出する補強材３０のねじ部にナット３１を締め付け固定することで、耐荷材１０の組立てを完了する。
補強材３０の端部を管体２０に固定する際、補強材３０を緊張せずに固定するが、予め各補強材３０に均等な緊張力を付与して固定してもよい。

＜３＞耐荷材の組立て場所
耐荷材１０は予め工場等で補強材３０を管体２０に取り付けた完成形態で現場へ搬入してもよいが、ブラケット２１,２２のみを取り付けた管体２０と補強材３０とを現場に個別に搬入して、現場で耐荷材１０を組み立ててもよい。
耐荷材１０の構成資材を分解して現場へ搬入する後者の場合には、前者と比べて耐荷材１０の搬入性と現場での取扱性がよくなる。
特に後者の場合は、溶接によらずに補強材３０を管体２０に取付けできるので、山間部等の現場へ溶接設備や電源設備を持ち込む必要がなくなる。

［耐荷材の特性］
図７，８を参照して耐荷材１０の特性について説明する。

１．耐荷材を片持ち構造で支持した場合
＜１＞耐荷材の曲げ耐力
図７は防護柵の支柱のように耐荷材１０の下部を支持構造物４０で支持し、片持ち構造とした支持形態を示している。
耐荷材１０の右方から左方へ向けて荷重が作用することで耐荷材１０に曲げモーメントＭが生じる。この曲げモーメントＭに対して、引張領域の補強材３０ａが管体２０の曲げ抵抗部材として機能するだけでなく、圧縮領域の補強材３０ｂも管体２０の曲げ抵抗部材として機能する。
すなわち、引張領域の補強材３０ａの全長に亘って均等な張力が生じ、補強材３０ａに生じた均等な張力が管体２０の上部と下部にそれぞれ伝えられて、管体２０の補強区間に亘って均等な引張力及び圧縮力が伝達される。
したがって、耐荷材１０の曲げモーメントＭが、管体２０単体の曲げ耐力に達しても耐荷材１０に曲げが生じず、曲げモーメントＭは耐荷材１０を通じて支持構造物４０に支持される。
このように、耐荷材１０は管体２０の周囲に補強材３０ａ，３０ｂを取り付けることで、管体２０の最大曲げ耐力が格段に向上する。

＜２＞変形中における耐荷材の曲げ耐力
曲げモーメントＭが耐荷材１０の曲げ剛性を超えると、管体２０の曲げ変形に追従して引張領域と圧縮領域の補強材３０ａ，３０ｂが変形する。
耐荷材１０の変形中において、中間ブラケット２２のスペーサ機能により、引張領域と圧縮領域の補強材３０ａ，３０ｂと管体２０との間隔Ｓ_１，Ｓ_２がほぼ一定に保たれると共に、管体２０に設けた補強材３０ａ，３０ｂが抵抗部材として機能し続ける。
したがって、管体２０が変形とともに曲げ耐力の限界に達しても耐力の増加が期待できて耐荷材１０の変形中においても良好な曲げ耐力を維持できる。

＜３＞補強材の座屈について
管体２０の引張領域では圧縮力が生じないので、引張領域に設けた補強材３０ｂには座屈が生じない。
補強材３０ａ，３０ｂの断面径に応じて中間ブラケット２２の配置間隔を適正に設定することで、圧縮領域に設けた補強材３０ｂは座屈が生じ難くなる

２．耐荷材を梁構造で支持した場合
＜１＞耐荷材の曲げ耐力
図８は建築用途の耐震補強材のように耐荷材１０の両端を支持した梁構造とした支持形態を示している。
水平においた耐荷材１０の中央に下向きの荷重Ｆが作用した場合も、片持ち構造で支持した形態と同様に、引張領域に設けた補強材３０ａが管体２０の曲げ抵抗部材として機能し、圧縮領域に設けた補強材３０ｂが管体２０の曲げ抵抗部材として機能するため、管体２０の最大曲げ耐力が格段に向上する。

＜２＞変形中における耐荷材の曲げ耐力
管体２０の変形中においても、引張領域と圧縮領域の補強材３０ａ，３０ｂが管体２０との間隔Ｓ_１，Ｓ_２をほぼ一定に保ちながら追従して変形するので、耐荷材１０の変形中においても良好な曲げ耐力を維持できる。

［実施例２］
以降に他の実施例について説明するが、その説明に際し、前記した実施例と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

＜１＞他の耐荷材
図９Ａ，９Ｂを参照して、中間ブラケット２２と補強材３０との貫挿部をナット３１又は溶接等で剛結した他の耐荷材１０について説明する。
図９Ａは耐荷材１０の下部を支持した片持ち構造とした支持形態を示し、図９Ｂは耐荷材１０の両端を支持した梁構造とした支持形態を示している。

本例の耐荷材１０は耐荷材本体である管体２０と、管体２０の外方であって管体２０の軸線と平行に配設した単数又は複数の補強材３０とを具備することは先の実施例１と同様である。
本例では、補強材３０の端部と端部ブラケット２１との貫挿部を剛結するだけでなく、補強材３０の両端部間と中間ブラケット２２との貫挿部を剛結する。

＜２＞本例の耐荷材の作用効果
本例では既述した作用効果に加えて以下の特有の効果を奏する。
本例では補強材３０の端部だけでなく、補強材３０の両端部間を中間ブラケット２２を介して管体２０に剛結したことで、引張領域に位置する補強材３０ａの両端部間においては、中間ブラケット２２のスパン単位で引張抵抗が生じ、圧縮領域に位置する補強材３０ｂの両端部間においては中間ブラケット２２のスパン単位で圧縮抵抗が生じる。
補強材３０ａ，３０ｂが中間ブラケット２２と剛結してあることから、管体２０の圧縮領域に位置する補強材３０ｂは、引張領域に位置する補強材３０ａと同等に機能する。
このように、本例では補強材３０ａ，３０ｂの軸力が全長に亘って平均化されない。

そのため、図９Ａに示すように耐荷材１０を片持ち構造の防護柵の支柱として用いた場合は、管体２０を大径化したり、管厚を厚くしたりせずに、支柱の断面強度(断面係数)を高くすることができる。
特に耐荷材１０を端末支柱に適用すると、控えロープを介して端末支柱を支持していた端末アンカーを省略かることができる。

図９Ｂを参照しながら梁構造の形態で支持した耐荷材１０の作用効果について説明する。
耐荷材１０のスパン中央に荷重Ｆが作用した場合、引張領域に位置する補強材３０ａの両端部間においては、中間ブラケット２２のスパン単位で引張抵抗が生じ、圧縮領域に位置する補強材３０ｂの両端部間においては中間ブラケット２２のスパン単位で圧縮抵抗が生じる。
耐荷材１０を梁構造の形態で用いた場合にも、管体２０の圧縮領域に位置する補強材３０ｂが引張領域に位置する補強材３０ａと同等に補強機能を発揮する。
したがって、本形態においても、引張領域と圧縮領域の補強材３０ａ，３０ｂが管体２０との間隔Ｓ_１，Ｓ_２をほぼ一定に保ちながら追従して変形するので、耐荷材１０の変形中においても良好な曲げ耐力を維持する。

＜３＞直ひずみの「平面保持の原理」
補強材３０と中間ブラケット２２を剛結した本例では、耐荷材１０を片持ち構造で支持した形態で、耐荷材１０の下端部に大きい断面力が発生しても、耐荷材１０の両端部間に位置する補強材３０ａ，３０ｂが互いに断面力を伝達するので、直ひずみの「平面保持の原理」が成立する。
耐荷材１０を梁構造で支持した形態においても、直ひずみの「平面保持の原理」が成立する。
そのため、耐荷材１０の耐力を正確に計算できて、耐荷材１０の耐力評価に対する信頼性が高くなる。
本例では実施例１と比較して耐荷材１０の耐力評価に対する信頼性がより高くなる。

［実施例３］
＜１＞他の耐荷材
図１０を参照して、補強材３０による補強区間において、中間ブラケット２２の配置間隔が異なるように変化させた他の耐荷材１０について説明する。

外力作用時にける耐荷材１０の曲げ応力はその全長に亘って均一ではなく、耐荷材１０の支持形態（片持ち構造又は梁構造）により耐荷材１０の長さ方向に沿って曲げ応力に大小の差が生じる。
そこで、大きな曲げ応力の発生が想定される区間においては、中間ブラケット２２の配置間隔を狭くする。

図１０に例示した耐荷材１０では、管体２０の中央部に大きな曲げ応力が発生することから、管体２０の中央部における中間ブラケット２２の配置間隔Ｐ_３〜Ｐ_５を狭くし、曲げ応力が小さな管体２０の上下部においては中間ブラケット２２の配置間隔Ｐ_１，Ｐ_８を広くしてある。

＜２＞本例の耐荷材の作用効果
本例では既述した作用効果に加え、発生応力の大きさに応じて中間ブラケット２２の配置間隔を変え、管体２０の補強を必要とする区間の中間ブラケット２２と補強材３０を剛結することで、効果的に補強できる。

［実施例４］
＜１＞他の耐荷材
図１１を参照して、管体２０の引張領域が管体２０の長さ方向に沿って異なる場合に、補強材３０の取付位置を管体２０の上下部で異なるようにした他の耐荷材１０について説明する。
本例では、管体２０の上半部と下半部で引張領域が異なるときに、各引張領域に補強材３０を取り付けて個別に補強する。
図１１では、管体２０の右方上半と左方下半に引張領域が生じる場合を例示していて、管体２０の右方上半と左方下半にそれぞれ補強材３０ａ，３０ａを取り付けて個別に補強している。

＜２＞本例の耐荷材の作用効果
本例では管体２０の引張領域が管体２０の長さ方向に沿って異なる場合の補強に好適である。
耐荷材１０を例えば斜面途中の地中に埋め込んだ防護柵の支柱に適用した場合、支柱の地上部では斜面山側に引張領域が発生し、地表からある区間より下方の地中部では谷側に引張領域が発生するので、支柱の最適補強が可能となる。

［実施例５］
＜１＞他の耐荷材
以上の実施例では、中間ブラケット２２による補強材３０の支持形態に関し、剛結せずに係留して支持する形態と、剛結して支持する形態の２つについて説明した。

図１２を参照して、これら二つの支持形態を組み合わせた他の耐荷材１０について説明する。
管体２０の引張領域においては、補強材３０ａを剛結せずに係留する形態で中間ブラケット２２に支持させ、管体２０の圧縮領域においては、補強材３０ｂを剛結する形態で中間ブラケット２２に支持させるようにする。

＜２＞本例の耐荷材の作用効果
本例では既述した作用効果に加え、管体２０の引張領域と圧縮領域に応じて補強材３０ａ，３０ｂの支持形態を使い分けることで、経済的でかつ合理的に管体２０を補強することができる。特に、管体２０の圧縮領域では補強材３０ｂの座屈抑制効果が高くなる。

１０・・・・耐荷材
２０・・・・管体
２１・・・・端部ブラケット
２２・・・・中間ブラケット
３０・・・・補強材
３１・・・・ナット
４０・・・・支持構造物

本発明は外力作用時に曲げモーメントが生じる耐荷材であって、外力作用時に長さ方向に沿って引張応力が生じる引張領域と、外力作用時に長さ方向に沿って圧縮応力が生じる圧縮領域とが形成される管体と、前記管体の外方であって管体の軸線と平行に配設した単数又は複数の補強材とからなり、外力作用時に補強材と管体の外周面との間に形成される間隔を保ったまま、補強材が管体の曲げ変形に追従するように、管体の引張領域又は圧縮領域の何れか一方の領域に配置した前記補強材の端部を管体の外周面にそれぞれ固定した。
本発明の他の形態において、前記補強材を管体の引張領域及び圧縮領域に取り付けてある。
本発明の他の形態において、前記補強材を管体の全長に亘って、又は管体の一部に取り付けてある。
本発明の他の形態において、前記管体の外周面に複数の中間ブラケットを突設し、該複数の中間ブラケットを介して補強材を管体の外周面から離隔して支持する。
本発明の他の形態において、前記補強材の両端部間を管体の外周面に突設した中間ブラケットに固定せずに係留して支持してもよいし、前記補強材の両端部間を管体の外周面に突設した中間ブラケットに剛結して支持してもよい。
本発明の他の形態において、管体の引張領域においては管体の外周面に突設した中間ブラケットに補強材を剛結せずに係留して支持し、管体の圧縮領域においては管体の外周面に突設した中間ブラケットに補強材を剛結して支持する。
本発明の他の形態において、前記管体に生じる曲げモーメントに応じて、補強材の両端部間を管体に支持する中間ブラケットの配置間隔が異なるように構成してもよい。
本発明の他の形態において、前記補強材の剛結手段が、ねじ止め手段、楔止め手段、ピン止め手段、溶接手段の何れか一種である。
本発明の他の形態において、前記補強材が棒材、管材、ロープ材、又はベルト材の何れか一種である。
本発明の他の形態において、前記耐荷材は防護柵の支柱、杭構造体又は建築用途の耐震補強材に適用可能である。

Claims

耐荷材であって、
管体と、
前記管体の外方であって管体の軸線と平行に配設した単数又は複数の補強材とからなり、
前記補強材の端部を管体の外周面の上下部にそれぞれ固定し、
ブラケットを介して前記補強材の両端部間を管体に支持し、
補強材と管体の外周面との間に形成される間隔を保ったまま、補強材を管体の曲げ変形に追従可能に構成したことを特徴とする、
耐荷材。
前記補強材を管体の引張領域又は圧縮領域の何れか一方の領域、又は前記両方の領域に取り付けたことを特徴とする、請求項１に記載の耐荷材。
前記補強材を管体の全長に亘って又は管体の一部に取り付けたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の耐荷材。
前記管体の外周面に複数のブラケットを突設し、該複数のブラケットを介して補強材を管体の外周面から離隔して支持したことを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の耐荷材。
前記補強材の両端部間を管体の外周面に突設したブラケットに固定せずに係留して支持することを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の耐荷材。
前記補強材の両端部間を管体の外周面に突設したブラケットに剛結して支持することを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の耐荷材。
管体の引張領域においては管体の外周面に突設したブラケットに補強材を剛結せずに係留して支持し、管体の圧縮領域においては管体の外周面に突設したブラケットに補強材を剛結して支持することを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の耐荷材。
前記管体に生じる曲げモーメントに応じて、補強材の両端部間を管体に支持するブラケットの配置間隔を変化させたことを特徴とする、請求項５乃至７の何れか一項に記載の耐荷材。
前記補強材の剛結手段が、ねじ止め手段、楔止め手段、ピン止め手段、溶接手段の何れか一種であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の耐荷材。
前記補強材が棒材、管材、ロープ材、又はベルト材の何れか一種であることを特徴とする、請求項１乃至９の何れか一項に記載の耐荷材。
前記耐荷材が防護柵の支柱、杭構造体又は建築用途の耐震補強材であることを特徴とする、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の耐荷材。