JP2022026124A

JP2022026124A - 梁貫通孔補強リング

Info

Publication number: JP2022026124A
Application number: JP2020129442A
Authority: JP
Inventors: 俊之沼田; Toshiyuki Numata; 雅紀高山; Masanori Takayama; 知幸橋田; Tomoyuki Hashida; 浩二山田; Koji Yamada
Original assignee: Fab Tec Japan Corp
Current assignee: Fab Tec Japan Corp
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2022-02-10

Abstract

【課題】最外径を抑えながら今までよりも大きい耐力を得ることができる補強リングを提供する。【解決手段】鋼構造建物の梁１に形成された梁貫通孔４を補強する補強リング５であって、外周面６が４５度の傾斜角度を持つ外観円錐台状の第１リング部７と、第１リング部７の最外径と同じ最外径を有し第１リング部７の大径側の側面から突出する外観円筒状の第２リング部９と、第１リング部７の内側空間及び第２リング部９の内側空間によって形成される円筒状のリング貫通孔１０と、を有して構成する。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄骨梁のウエブに穿設された梁貫通孔部分の補強に使用する補強リングに関する。

Ｈ形鋼やＩ形鋼は、建築構造物の梁として広く用いられているが、このような梁にあっては、建築構造物の内部に設けられる配管や配線を通過させるため、梁のウエブ部に貫通孔を形成することがある。この場合、梁の強度低下を防ぐために、梁貫通孔に補強用の金具を取り付けることがある。

このような補強用金具として、本出願人は、外周面が４０度から５０度の傾斜角度を持つ外観円錐台状の補強リングを鋼板から切断により切出し、補強リングを建築構造物の梁に形成された梁貫通孔に装着し、補強リングの外周面と梁貫通孔の内周面との間に形成される開先部を溶接固定するものを先に提案した（例えば特許文献１参照）。

特許５３４３０２０号公報

従来の補強リングは、外観円錐台状に形成されており、リング厚の全体に渡って４０度から５０度の傾斜角度を持つ外周面が設けられているため、耐力を上げる目的でリング厚を大きくすると、それに伴い最外径も大きくなり、梁フランジや隣接する他の補強リングとの間に必要な距離を確保できなくなるため、補強できる範囲が限定されるという問題があった。

本発明は、このような点に着目し、最外径を抑えながら今までよりも大きい耐力を得ることができる補強リングを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の補強リングは、鋼構造建物の梁に形成された梁貫通孔を補強する補強リングであって、外周面が傾斜角度を持つ外観円錐台状の第１リング部と、前記第１リング部の最外径と同じ最外径を有し前記第１リング部の大径側の側面から突出する外観円筒状の第２リング部と、前記第１リング部の内側空間及び前記第２リング部の内側空間によって形成される円筒状のリング貫通孔と、を有することを特徴としている。

本発明の補強リングにおいては、リング断面形状における径方向の最リング幅よりも軸方向のリング厚が大きくすることが好ましい。

本発明の補強リングでは、外周面が傾斜角度を持つ外観円錐台状の第１リング部と、前記第１リング部の最外径と同じ最外径を有し前記第１リング部の大径側の側面から突出する外観円筒状の第２リング部と、前記第１リング部の内側空間及び前記第２リング部の内側空間によって形成される円筒状のリング貫通孔と、を有するので、第２リング部によって補強リングの最外径を抑えながらリング断面を大きくすることができ、今までよりも大きい耐力を得ることができる。

リング断面形状における径方向の最リング幅より軸方向のリング厚を大きくすることにより、同じ耐力の補強リングを得る場合、リング断面形状における径方向の最リング幅より軸方向のリング厚が小さい補強リングに比べて重量を減らすことができる。

本発明の一実施形態に係る梁貫通孔補強リングを示す使用状態での断面図である。図１の要部拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る梁貫通孔補強リングを示す使用状態での断面図、図２は図１の要部拡大断面図である。

図中１はＨ形鋼やＩ形鋼で形成された鋼構造物の梁（鉄骨梁）であり、ウエブ２と上下フランジ３とを有している。４はウエブ２に穿設された円形の梁貫通孔である。この梁貫通孔４が形成されているウエブ２の強度低下を補うために、この梁貫通孔４の形成部分を梁貫通孔補強リング５で補強する。

この補強リング５は、一般構造用圧延鋼板、溶接構造用圧延鋼板、建築構造用圧延鋼板、国土交通大臣認定ＴＭＣＰ鋼板などの鋼板から切断により切り出して形成してあり、例えば、鋼板から断面形状が矩形の円板を切り抜き、その円板の両側面（断面形状では長辺
）に対して直交する外周面（断面形状では短辺）と一方の側面（断面形状では一方の長辺）とで形成される一方の角部を斜めに切り落とし、その円板からそれより所定寸法小径の同心な小径円板（断面形状が矩形の円板）を切り抜き、円形リング状に形成してある。ここで、補強リング５は、ウエブ２の厚みより厚い鋼板から切り出すようにしてある。角部の切り落としと小径円板の切り抜きはどちらを先に行ってもよい。鋼板からの切り出し切断方式としては、ガス切断、レーザ切断、プラズマ切断などを使用することができる。

そして、補強リング５は、４０度から５０度、好ましくは図示する４５度の傾斜角度を持つ外周面６を設けた外観円錐台状の第１リング部７（図２の二点鎖線より上側の部分）と、傾斜角度を持たない外周面８を設け、第１リング部７の最外径と同じ最外径を有し第１リング部７の大径側の側面から突出する外観円筒状の第２リング部９（図２の二点鎖線より下側の部分）と、第１リング部７の内部空間及び第２リング部９の内部空間によって形成される円筒状のリング貫通孔１０と、を一体的に有して構成されている。

また、補強リング５は、リング断面形状における径方向の最リング幅（第１リング部７及び第２リング部９の最外径－第１リング部７及び第２リング部９の内径）よりも軸方向のリング厚（第１リング部７のリング厚＋第２リング部９のリング厚）を大きくしてあり、図２においては縦長のリング断面形状を有している。

なお、梁貫通孔４の孔径は、補強リング５の孔径（リング貫通孔１０の孔径）より大きく、且つ、第１リング部７及び第２リング部９の最外径、すなわち補強リング５の最外径より小さい。

このような補強リング５は、梁１のウエブ２に穿設された梁貫通孔４に嵌め込み、補強リング５とウエブ２を溶接で接合することで、梁貫通孔４を補強する。具体的には、補強リング５は、梁１のウエブ２に穿設された梁貫通孔４に補強リング５の第１リング部７を挿入し、第１リング部７の４５度の傾斜角度を持つ外周面６を梁貫通孔４における第１リング部７の挿入手前側に位置している周端縁部１１に当接させた状態で、ウエブ２における第１リング部７の挿入手前側に位置している側面と第１リング部７の外周面６との間に形成されるレ形の裏面開先部１２の周方向２～４箇所に組立溶接を行い、その後、ウエブ２の梁貫通孔４の内周面と第１リング部７の外周面６との間に形成されるレ形の表面開先部１２の周方向全周に渡って片面部分溶け込み溶接を行い、補強リング５とウエブ２を溶接固定する。この使用状態において、梁１のウエブ２には補強リング５のリング貫通孔１０が配管や配線を通過させるための梁貫通孔として設けられることになる。

そして、このような補強リング５では、第２リング部９の厚みを薄くしたり厚くすることで、補強リング５の最外径を大きくすることなく、補強リング５のリング断面を小さくしたり大きくすることができ、梁１のフランジ３や隣接する他の補強リングとの間に必要な距離を確保しながら、補強リング５に所望の耐力を付与することができ、補強リング５を補強できる範囲が限定されることがない。

以上から明らかなように本実施形態の補強リング５は、鋼構造建物の梁１に形成された梁貫通孔４を補強する補強リングであって、外周面６が傾斜角度を持つ外観円錐台状の第１リング部７と、第１リング部７の最外径と同じ最外径を有し第１リング部７の大径側の側面から突出する外観円筒状の第２リング部９と、第１リング部７の内側空間及び第２リング部９の内側空間によって形成される円筒状のリング貫通孔１０と、を有するので、第２リング部９によって補強リング５の最外径を抑えながらリング断面を大きくすることができ、今までよりも大きい耐力を得ることができる。

また、リング断面形状における径方向の最リング幅より軸方向のリング厚を大きくするので、同じ耐力の補強リングを得る場合、リング断面形状における径方向の最リング幅より軸方向のリング厚が小さい補強リングに比べて重量を減らすことができ、補強リング５の軽量化を図ることができる。

なお、補強リング５では、第１リング部７の外周面６上にウエブ受け止め突起及び溶接範囲ガイド溝を設けてもよい。このウエブ受け止め突起は、第１リング部７の外周面６から軸方向に突出する周側面と、第１リング部７の外周面６から径方向に突出する円盤状の小径側平面とで段状に形成される。ウエブ受け止め突起の径方向への突出量と軸方向への突出量はそれぞれ４～８ｍｍに設定される。そして、梁１のウエブ２に穿設された梁貫通孔４に補強リング５の第１リング部７を挿入し、ウエブ２における第１リング部７の挿入手前側に位置している側面をウエブ受け止め突起の小径側平面に当接させることで、補強リング５のリング貫通孔１０の軸芯とウエブ２の側面とが直交する状態に、補強リング５がウエブ２の梁貫通孔４に取り付けられることになる。ウエブ受け止め突起は階段状に複数段設けることもできる。また、溶接範囲ガイド溝は、ウエブ受け止め突起の小径側平面よりも小径側に位置する第１リング部７の外周面６上に、ウエブ受け止め突起の小径側平面から設計のど厚寸法に見合う寸法離して第１リング部７の外周面６の周方向全周に渡って刻設される。ウエブ２の梁貫通孔４の内周面と第１リング部７の外周面６との間に形成されるレ形の表面開先部１２の周方向全周に渡って片面部分溶け込み溶接を行う際、溶接範囲ガイド溝が溶接金属で隠れる状態まで片面部分溶け込み溶接を行うと、施工のど厚は設計のど厚を満足することになる。

１・・・鉄骨梁、４・・・梁貫通孔、５・・・補強リング、６・・・外周面、７・・・第１リング部、９・・・第２リング部、１０・・・リング貫通孔。

Claims

鋼構造建物の梁に形成された梁貫通孔を補強する補強リングであって、外周面が傾斜角度を持つ外観円錐台状の第１リング部と、前記第１リング部の最外径と同じ最外径を有し前記第１リング部の大径側の側面から突出する外観円筒状の第２リング部と、前記第１リング部の内側空間及び前記第２リング部の内側空間によって形成される円筒状のリング貫通孔と、を有することを特徴とする梁貫通孔補強リング。
リング断面形状における径方向の最リング幅より軸方向のリング厚を大きくすることを特徴とする梁貫通孔補強リング。