JP4781088B2 - 梁貫通孔補強金具、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、金具と梁を一体化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、第１の発明は、鉄骨梁のウェブに穿設された梁貫通孔を補強する補強金具であって、前記梁を挟み込むように設けた第１の金具と第２の金具よりなり、前記第１の金具は、略中央に貫通孔を有するリング状で、リング本体と、前記リング本体の外周に設けられ、前記リング本体より薄肉なフランジ部と、前記リング本体と前記フランジ部との間に設けられたテーパ部と、前記フランジ部に設けられた、締結手段の挿通する締結手段挿通孔と、を有し、前記第２の金具はリング状で、前記第１の金具の前記テーパ部の内周より大きく外周より小さい貫通孔と、前記内周側に設けられ、前記第１の金具のテーパ部に接触する略台形状の凸部と、前記第１の金具の締結手段挿通孔と相対する締結手段挿通孔と、を有することを特徴とする梁貫通孔補強金具。である。

第２の発明は、鉄骨梁のウェブに穿設さ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、前記梁を挟み込むように設けた第１の金具と第２の金具よりなり、前記第１の金具は、そのリング本体が梁貫通孔に挿通され、前記第２の金具は、その凸部が前記梁貫通孔の縁部と前記第１の金具のテーパ部とに接触するように、前記第１の金具と前記第２の金具と前記梁のウェブとに設けられた互いに相対する締結手段挿通孔を挿通する締結手段により締結したことを特徴とする梁貫通孔補強構造である。

第３の発明は、鉄骨梁のウェブに穿設さ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、リング状の補強金具であって、リング本体と、前記本体の略中央部に設けられた貫通孔と、前記リング本体の外周に設けられ、前記リング本体より薄肉状のフランジ部と、前記リング本体と前記フランジ部の間に設けられたテーパ部と、前記フランジ部に設けられた締結手段の挿通する締結手段挿通孔と、前記フランジ部に設けられた突起と、からなり、前記突起が前記梁のウェブにくい込み、前記テーパ部が前記梁貫通孔の縁部に隙間なく接触可能であることを特徴とする梁貫通孔補強金具である。

第４の発明は、鉄骨梁のウェブに穿設さ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、梁貫通孔補強金具と、前記梁貫通孔補強金具と、前記梁のウェブとに設けられた、互いに相対する締結手段挿通孔を挿通する締結手段と、からなり、前記梁貫通孔補強金具は、リング本体と、前記リング本体の外周に設けられたフランジ部と、前記リング本体と前記フランジ部の間に設けられたテーパ部と、前記フランジ部の前記梁のウェブと相対する面に設けられた突起と、を有し、前記梁貫通孔補強金具は、前記リング本体が前記梁貫通孔に挿通され、前記フランジ部と前記梁のウェブとに設けられた互いに相対する締結手段挿通孔を挿通する締結手段により締結され、前記突起が前記梁のウェブにくい込み、前記テーパ部が前記梁貫通孔の縁部に接触することを特徴とする梁貫通孔補強構造である。

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を構成する第１の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。

さらに、図４は、本実施形態に係る梁貫通孔補強構造１を構成する第２の金具としての梁貫通孔補強金具３１を示す断面図であって、図５は図４のＣ方向矢視図、図６は図４のＤ方向矢視図である。

図１〜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有しており、リング本体３にはテーパ部５が設けられている。
またリング本体３の外周にはフランジ部６が設けられており、フランジ部６にはボルト挿通孔９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが設けられている。

リング本体３およびテーパ部５の略中央には貫通孔７が設けられている。

図４〜図６に示すように、梁貫通孔補強金具３１はリング状の形状を有しており、リング本体３３の外周近傍にはボルト挿通孔３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄが設けられ、リング本体３３の略中央には貫通孔３７が設けられている。

また、貫通孔３７の内周側には凸部が設けられ、凸部には梁補強金具１のテーパ部５と接触する接触部３９と、梁貫通孔１７の縁部２１に接触するテーパ部３５が設けられている。

次に、梁貫通孔補強金具２および梁貫通孔補強金具３１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７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８は図７のＥ−Ｅ断面図である。

また、図９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１０は図９の裏面図である。
さらに、図１１は図９のＦ−Ｆ断面図であって、図１２は図９のＧ−Ｇ拡大断面図である。
また、図１３〜図１５はテーパ部３５および接触部３９の変形例である。

図７および図８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９〜図１１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３１が梁貫通孔１７を挟み込む構造を有しており、梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具３１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。

ここで、図１２に示すように、梁貫通孔補強金具３１の接触部３９は、梁貫通孔補強金具２のテーパ部５と接触している。
また、梁貫通孔補強金具３１のテーパ部３５は、貫通孔１７の縁部２１と接触している。

即ち、接触部３９が、テーパ部５と接触することにより、梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔１７の間に生じる隙間を埋めており、テーパ部３５が梁貫通孔１７の縁部２１と接触することにより、梁貫通孔補強構造１と梁１１は隙間なく密着する。

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とを隙間なく接触させることができ、金具の補強効果を発揮することができる。

なお、テーパ部３５の形状は、縁部２１と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１３に示す梁貫通孔補強金具３１ａのように、Ｒ部３５ｂを代わりに設けてもよい。

また、接触部３９の形状は、テーパ部５と接触する形状であれば何でもよく、例えば図１４に示す接触部３９ａのような矩形形状でもよく、また図１５に示す接触部３９ｂのような、曲面を持った形状であってもよい。

このように、第１の実施形態によれば、梁貫通孔補強構造１が梁貫通孔補強金具２と梁貫通孔補強金具３１を有し、梁貫通孔補強金具３１の接触部３９が、梁貫通孔補強金具２のテーパ部５と接触し、梁貫通孔補強金具３１のテーパ部３５と梁貫通孔１７の縁部２１が接触している。

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１６は第２の実施形態に係る梁貫通孔補強構造４１を形成する金具としての梁貫通孔補強金具４２を示す断面図であって、図１７は図１６のＨ方向矢視図である。また、図１８は図１６のＩ方向矢視図である。
なお第１の実施形態に係る梁貫通孔補強金具２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。

第２の実施形態では、梁貫通孔補強構造４１を形成する金具として、梁貫通孔補強金具２に突起４３が設けられた梁貫通孔補強金具４２のみを用いている。

図１６〜図１８に示すように、梁貫通孔補強金具４２の外周近傍にはフランジ部６が設けられ、フランジ部６には突起４３が設けられている。
図１７に示すように、突起４３の形状は同心円状の刃状突起である。

次に、梁貫通孔補強構造４１の構造について説明する。
図１９は梁貫通孔補強構造４１が設けられた梁１１を示す断面図であって、図２０は高力ボルト１９ｂ付近の拡大断面図である。なお、梁１１の形状は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図１９に示すように、梁貫通孔補強金具４２は高力ボルトによって梁１１に締結され、梁貫通孔補強金具４２と高力ボルトで梁貫通孔補強構造４１を形成している。

ここで、図２０に示すように、梁貫通孔補強金具４２の突起４３がウェブ１３にくい込み、テーパ部５は梁貫通孔１７の縁部２１に接触している。
突起がくい込むことで、テーパ部５に接触する梁貫通孔１７の精度誤差を吸収することができる。また突起がくい込むことで梁貫通孔補強金具４２のずれを防止する効果もある。
このような構造にすることにより、ボルト接合であっても梁貫通孔補強金具４１のテーパ部５と梁貫通孔１７の縁部２１とを隙間なく接触させることができ、金具の補強効果を発揮することができる。

このように、第２の実施形態によれば、梁貫通孔補強構造４１を構成する梁貫通孔補強金具４２がテーパ部５と突起４１を有し、突起４３が梁１１のウェブ１３にくい込み、テーパ部５は貫通孔１７の縁部２１に接触している。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。

また、第２の実施の形態によれば、梁貫通孔補強構造４１を構成する金具が、梁貫通孔補強金具４２の１つのみであるため、コストおよび作業性に、より優れている。

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。

例えば、第１の実施の形態では梁貫通孔補強金具３１は一体に形成されているが、複数に分割されていてもよい。

梁貫通孔補強金具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 貫通孔補強金具３１を示す断面図 図４のＣ方向矢視図 図４のＤ方向矢視図 梁１１を示す平面図 図７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９の裏面図 図９のＦ−Ｆ断面図 図９のＧ−Ｇ拡大断面図 テーパ部３５および接触部３９の変形例 テーパ部３５および接触部３９の変形例 テーパ部３５および接触部３９の変形例 梁貫通孔補強金具４２を示す断面図 図１６のＨ方向矢視図 図１６のＩ方向矢視図 梁貫通孔補強構造４１が設けられた梁１１を示す断面図 高力ボルト１９ｂ付近の拡大断面図

符号の説明

１…………梁貫通孔補強構造
２…………梁貫通孔補強金具
３…………リング本体
５…………テーパ部
７…………貫通孔
９ａ………ボルト挿通孔
１１………梁
１３………ウェブ
１５ａ……フランジ
１７………梁貫通孔
１９ａ……高力ボルト
２１………縁部
３１………梁貫通孔補強金具
３３………リング本体
３５………テーパ部
３５ａ……Ｒ部
３７………貫通孔
３９………接触部
３９ａ……ボルト挿通孔
４０………接触部
４０ｂ……接触部
４１………梁貫通孔補強構造
４２………梁貫通孔補強金具
４３………突起

Claims (4)

1. 鉄骨梁のウェブに穿設された梁貫通孔を補強する補強金具であって、
   前記梁を挟み込むように設けた第１の金具と第２の金具よりなり、
   前記第１の金具は、略中央に貫通孔を有するリング状で、
   リング本体と、
   前記リング本体の外周に設けられ、前記リング本体より薄肉なフランジ部と、
   前記リング本体と前記フランジ部との間に設けられたテーパ部と、
   前記フランジ部に設けられた、締結手段の挿通する締結手段挿通孔と、
   を有し、
   前記第２の金具はリング状で、
   前記第１の金具の前記テーパ部の内周より大きく外周より小さい貫通孔と、
   前記内周側に設けられ、前記第１の金具のテーパ部に接触する略台形状の凸部と、
   前記第１の金具の締結手段挿通孔と相対する締結手段挿通孔と、
   を有することを特徴とする梁貫通孔補強金具。
2. 鉄骨梁のウェブに穿設さ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、
   前記梁を挟み込むように設けた第１の金具と第２の金具よりなり、
   前記第１の金具は、そのリング本体が梁貫通孔に挿通され、
   前記第２の金具は、その凸部が前記梁貫通孔の縁部と前記第１の金具のテーパ部とに接触するように、前記第１の金具と前記第２の金具と前記梁のウェブとに設けられた互いに相対する締結手段挿通孔を挿通する締結手段により締結したことを特徴とする梁貫通孔補強構造。
3. 鉄骨梁のウェブに穿設さ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、リング状の補強金具であって、
   リング本体と、
   前記本体の略中央部に設けられた貫通孔と、
   前記リング本体の外周に設けられ、前記リング本体より薄肉状のフランジ部と、
   前記リング本体と前記フランジ部の間に設けられたテーパ部と、
   前記フランジ部に設けられた締結手段の挿通する締結手段挿通孔と、
   前記フランジ部に設けられた突起と、
   からなり、
   前記突起が前記梁のウェブにくい込み、前記テーパ部が前記梁貫通孔の縁部に隙間なく接触可能であることを特徴とする梁貫通孔補強金具。
4. 鉄骨梁のウェブに穿設さ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、
   梁貫通孔補強金具と、
   前記梁貫通孔補強金具と、前記梁のウェブとに設けられた、互いに相対する締結手段挿通孔を挿通する締結手段と、
   からなり、
   前記梁貫通孔補強金具は、リング本体と、
   前記リング本体の外周に設けられたフランジ部と、
   前記リング本体と前記フランジ部の間に設けられたテーパ部と、
   前記フランジ部の前記梁のウェブと相対する面に設けられた突起と、
   を有し、
   前記梁貫通孔補強金具は、前記リング本体が前記梁貫通孔に挿通され、前記フランジ部と前記梁のウェブとに設けられた互いに相対する締結手段挿通孔を挿通する締結手段により締結され、前記突起が前記梁のウェブにくい込み、前記テーパ部が前記梁貫通孔の縁部に接触することを特徴とする梁貫通孔補強構造。
   

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