JP4684863B2 - 梁貫通孔補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、梁貫通孔補強構造に関するものである。

Ｈ形鋼やＩ形鋼などは、建築構造物の梁として広く用いられているが、このような梁においては、建築構造物内部に設けられた配管を通すための梁貫通孔を形成する場合がある。
その際、梁貫通孔を形成したことによる強度の低下を防ぐために、梁貫通孔に補強用の金具を取り付けることがある。

金具の取り付け方法としては、溶接により金具と梁とを一体化する方法と、ボルト等の締結手段を用い、摩擦接合により金具と梁とを一体化する方法があるが、金具と梁を一体に固定することができることから、溶接が用いられることが多い。

一方、溶接には発生する熱により金具や梁が変形することや、取り付けに技量を要するといった欠点もあるため、ボルト接合を用いる場合もあり、以下のようなものが知られている。（特許文献１）。
特開２００３-２３２０７７号公報

しかしながら従来のボルト接合の場合、摩擦接合では梁と金具を完全に一体化させることが困難で、また梁貫通孔と金具の間、もしくはボルト軸部とボルト挿通孔周面の間に隙間が存在する。
そのため、梁に地震等の荷重による応力が作用した場合、金具と梁の間にすべりが生じ、隙間の分だけ変形するまで金具に応力が伝達できないため、金具の補強効果を発揮することができないという問題がある。
従って、ボルトの本数を増やすなどして摩擦力を大きくしなければならず、コストが増大し、作業効率が悪化していた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的はボルト接合の場合であっても、金具の補強効果を発揮することができる梁貫通孔補強構造を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、梁に設けられた梁貫通孔の周囲に設けられ、前記梁貫通孔を補強する梁貫通孔補強構造であって、前記梁貫通孔を挟み込むように設けられた複数の金具と、複数の前記金具を互いに締結する締結手段と、からなり、前記金具はテーパ部を有し、前記テーパ部が、前記梁貫通孔の縁部の略全周に渡り角度を持って接触していることを特徴とする梁貫通孔補強構造である。
前記締結手段はボルトであり、前記金具は、前記梁貫通孔の内側に前記ボルトを挿通するボルト挿通孔が設けられている。
前記テーパ部の最大外径長さは前記梁貫通孔の径長さよりも大きく、前記テーパ部の最小外径長さは前記梁貫通孔の径長さよりも小さい。
前記テーパ部は、表面に凸部を有してもよい。

本発明によれば、ボルト接合の場合であっても金具の補強効果を発揮することができる梁貫通孔補強構造を提供することができるため、梁貫通孔補強構造のコストと取り付けの際の作業効率が改善される。

以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る梁貫通孔補強構造１に用いられる金具としての梁貫通孔補強金具２を示す断面図であって、図２は図１のＡ方向矢視図、図３は図１のＢ方向矢視図である。

図１、図２および図３に示すように、梁貫通孔補強金具２はリング状の形状をしており、本体３の外周にはテーパ部５が設けられている。
また、梁貫通孔補強金具２の略中心部には貫通孔７が設けられ、貫通孔７とテーパ部５の間には複数のボルト挿通孔９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが設けられている。

次に、梁貫通孔補強金具２を用いた梁貫通孔補強構造１の構造について説明する。図４は梁貫通孔補強構造１が設けられる前の梁１１を示す平面図であって、図５は図４のＣ−Ｃ断面図である。
また、図６は梁貫通孔補強構造１が設けられた梁１１を示す平面図であって、図７は図６のＤ−Ｄ断面図、図８は図６のＥ−Ｅ断面拡大図である。また、図９はテーパ部５の変形例を示す図である。

図４および図５に示すように、梁１１は、ウェブ１３の両端にフランジ１５ａ、１５ｂを有するＨ形鋼であり、ウェブ１３には梁貫通孔１７が設けられている。

図６および図７に示すように、梁貫通孔補強構造１は、梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具２ａが梁貫通孔１７を挟み込む構造を有している。
梁貫通孔補強金具２と金具２ａは、ボルト挿通孔に挿通された高力ボルト１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄによって互いに締結されている。
梁貫通孔補強金具２ａの構造は梁貫通孔補強金具２と同様である。

なお、図７に示すように、ボルト挿通孔１１ｂ、１１ｃは梁貫通孔１７の内部に設けられている。
従って、梁１１にはボルト挿通孔を設ける必要がなく、ボルト挿通孔を設けた場合と比べ、梁１１の強度低下を防ぐことができる。

また、図８に示すように、梁貫通孔補強金具２のテーパ部５と梁貫通孔１７の縁部２１とは、略全周に渡り角度を持って接触している。
同様に、梁貫通孔補強金具２ａのテーパ部５ａと梁貫通孔１７の縁部２１とは略全周に渡り角度を持って接触している。

そして、高力ボルト１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄが梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具２ａを締め付けることによって梁貫通孔補強金具２、２ａと梁１１とを隙間なく密着させることができる。

このようにテーパ部５、５ａと縁部２１とを角度を持って接触させることにより、ボルト接合であっても梁貫通孔補強構造１と梁１１とを隙間なく密着させることができ、梁１１に応力が加わった場合であっても金具の補強効果を発揮することができる。

なお、テーパ部５、５ａと縁部２１とを角度を持って接触させるためには、図７に示すように、テーパ部５の最大外径長さ２０ａは梁貫通孔１７の径長さ２２よりも大きく、テーパ部５の最小外径長さ２０ｂは梁貫通孔１７の径長さ２２よりも小さい必要がある。

また、図８に示すように、梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具２ａの間の隙間２３にはフィラープレート２５ａが設けられている。これは、梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具２ａを所定の間隔に保ち、梁貫通孔１７の縁部２１に梁貫通孔補強金具２、２ａのテーパ部５、５ａが確実に接触して挟み込むためのものである。

なお、テーパ部５の形状は、縁部２１とを角度を持って接触可能な形状であればテーパ形状に限定されるものではなく、例えば、図９に示す梁貫通孔補強金具２ｂのように、Ｒ部５ｂを設けてもよい。

このように、第１の実施の形態によれば、梁貫通孔補強構造１は、梁貫通孔補強金具２、２ａが梁１１を挟み込む構造を有しており、梁貫通孔補強金具２、２ａのテーパ部５、５ａと梁貫通孔１７の縁部２１とが、略全周に渡り角度を持って接触している。

従って、ボルト接合であっても梁貫通孔補強構造１と梁１１とを隙間なく密着させることができ、梁１１に加えられた応力を効率よく梁貫通孔補強構造１に伝達することができる。

次に第２の実施形態について説明する。
図１０は第２の実施形態に係る梁貫通孔補強構造３１を構成する金具としての梁貫通孔補強金具３２を示す平面図であって、図１１は図１０のＦ方向矢視図である。また、図１２は図１０の拡大断面図である。
さらに、図１３は梁１１に梁貫通孔補強構造３１を取り付けた際の状態を示す拡大断面図である。

第２の実施形態における梁貫通孔補強構造３１は、第１の実施形態における梁貫通孔補強金具２のテーパ部に凸部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、３３ｇ、３３ｈ、３３ｉ、３３ｊ、３３ｋを設けたものである。
なお、第１の実施形態に係る梁貫通孔補強構造１と同様の機能を果たす要素には同一の番号を付し、説明を省略する。

図１０および図１１に示すように、梁貫通孔補強金具３２のテーパ部５ｂには凸部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、３３ｇ、３３ｈ、３３ｉ、３３ｊ、３３ｋ、３３ｌが設けられている。

図１２に示すように、梁貫通孔補強構造３１は、梁貫通孔補強金具３２と梁貫通孔補強金具３２ａが梁貫通孔１７を挟み込む構造を有している。梁貫通孔補強金具３２ａの構造は梁貫通孔補強金具３２と同様である。

ここで、図１３に示すように、梁貫通孔補強金具３２の凸部３３ａは縁部２１にくい込んでおり、梁貫通孔補強金具３２ａの凸部３４ａは縁部２１にくい込んでいる。

梁貫通孔補強構造３１は、第１の実施形態同様、梁１１とは直接ボルトで接合されてはいないが、凸部３３ａ、凸部３４ａが縁部２１にくい込む構造とすることにより、梁貫通孔補強構造３１が梁貫通孔１７の円周方向の回転や他の方向へのずれを防ぐことができる。

このように、第２の実施の形態によれば、梁貫通孔補強構造３１は、梁貫通孔補強金具３２、３２ａが梁１１を挟み込む構造を有しており、梁貫通孔補強金具３２、３２ａのテーパ部５ｂ、５ｃと梁貫通孔１７の縁部２１とが、略全周に渡り角度を持って接触している。

従って、ボルト接合であっても梁貫通孔補強構造３１と梁１１とを隙間なく密着させることができ、梁１１に加えられた応力を効率よく梁貫通孔補強構造１ａに伝達することができる。

また、第２の実施形態によれば、梁貫通孔補強金具３２のテーパ部５ｂには凸部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、３３ｇ、３３ｈ、３３ｉ、３３ｊ、３３ｋ、３３ｌが設けられているため、梁貫通孔補強構造３１が梁貫通孔１７の回転や他の方向へのずれを防ぐことができる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、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。

金具２を示す断面図 図１のＡ方向矢視図 図１のＢ方向矢視図 梁１１を示す平面図 図４のＣ−Ｃ断面図 梁貫通孔補強構造１が設けられた梁１１を示す平面図 図６のＤ−Ｄ断面図 図６のＥ−Ｅ断面拡大図 テーパ部５の変形例を示す図 梁貫通孔補強金具２ｂを示す平面図 図１０のＦ方向矢視図 図１０の拡大断面図 梁１１に梁貫通孔補強構造１ａを取り付けた際の状態を示す拡大断面図

符号の説明

１…………梁貫通孔補強構造
２…………梁貫通孔補強金具
３…………本体
５…………テーパ部
７…………貫通孔
９ａ………ボルト挿通孔
１１………梁
１３………ウェブ
１５………フランジ
１７………梁貫通孔
１９ａ……高力ボルト
２１………縁部
２３………隙間
２５ａ……フィラープレート
３１………梁貫通孔補強構造
３２………梁貫通孔補強金具
３３ａ……凸部

Claims (4)

1. 梁に設けられた梁貫通孔の周囲に設けられ、前記梁貫通孔を補強する梁貫通孔補強構造であって、
   前記梁貫通孔を挟み込むように設けられた複数の金具と、
   複数の前記金具を互いに締結する締結手段と、
   からなり、
   前記金具はテーパ部を有し、
   前記テーパ部が、前記梁貫通孔の縁部の略全周に渡り角度を持って接触していることを特徴とする梁貫通孔補強構造。
2. 前記締結手段はボルトであり、
   前記金具は、前記梁貫通孔の内側に前記ボルトを挿通するボルト挿通孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の梁貫通孔補強構造。
3. 前記テーパ部の最大外径長さは前記梁貫通孔の径長さよりも大きく、前記テーパ部の最小外径長さは前記梁貫通孔の径長さよりも小さいことを特徴とする請求項１記載の梁貫通孔補強構造。
4. 前記テーパ部は、表面に凸部を有することを特徴とする請求項１記載の梁貫通孔補強構造。

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