JP4804128B2 - 鉄骨梁補強金物及びその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェブに貫通孔が形成された鉄骨梁を補強するために用いられる鉄骨梁補強金物及びその施工方法に関するものである。

従来の鉄骨梁補強金物としては、例えば、図１０から図１２に示すようなものがあった（特許文献１参照）。同図において、鉄骨梁２の図中上下一対のフランジ２ａ間の、ウェブ２ｂには円形状の貫通孔３が形成されており、この貫通孔３の周囲を形成するウェブ２ｂの縁部に鉄骨梁補強金物１が固定されている。

鉄骨梁補強金物１は、中心孔１ａを有して円環状に形成され、その半径内方の厚肉部１ｃの外周部が鉄骨梁２の貫通孔３に嵌合するようにして、８組のネジ締結手段２５のそれぞれの、ボルト１５、ナット７、及び座金１０を介して、鉄骨梁補強金物１の半径外方部が上記ウェブ２ｂに固定されている。

図１２に示すように、ボルト１５の軸部１５ａは、補強金物１に開けられた挿通孔１ｂと、鉄骨梁２のウェブ２ｂに開けられた挿通孔２ｃに挿通されている。このため、挿通孔１ｂと挿通孔２ｃは補強金物１とウェブ２ｂの肉厚を同軸上に貫通して形成されている。

このように、従来の鉄骨梁補強金物１は、ボルト１５やナット７等を用いたネジ締結手段２５によりウェブ２ｂに取り付けられているため、溶接により取り付けられる場合に比べて、熟練技術者を要せず、天候や季節にも影響されず、誰でも容易にウェブ２ｂへの補強金物１の取り付け作業を行うことが可能となっている。

このような従来の鉄骨梁補強金物１は、その中心孔１ａに、建物の空調設備や給排水設備等の配管やダクト（図示せず）等を通すことができるようになっている。そして、貫通孔３が形成された鉄骨梁２のウェブ２ｂに補強金物１が取り付けられることにより、貫通孔３が形成され低下する鉄骨梁２の強度及び剛性を補強するようになっている。
特開２００３−２３２０７７号公報

しかしながら、上記従来の鉄骨梁補強金物１にあっては、鉄骨梁２の両フランジ２ａ，２ａの一方又は両方のそれぞれと貫通孔３との間の距離が所定値より小さい場合とか、ウェブ２ｂの高さに対する貫通孔３の直径の寸法比率が一定以上の場合などにおいては、鉄骨梁のフランジ２ａと補強金物１の外周部が著しく接近したり、甚だしい場合にはそれらが互いに干渉してしまうおそれがある。

このようにフランジ２ａと補強金物１の外周部が著しく接近した場合には、ネジ締結手段２５の締結動作を行う際に手や工具等にフランジ２ａがぶつかって邪魔になるので、その締結動作を円滑に行うことができなくなり、非常に作業性が悪くなる。また、鉄骨梁２のフランジ２ａと補強金物１の外周部が互いに干渉してしまう場合には、補強金物１を鉄骨梁のウェブ２ｂに取り付けることができなくなる。

このようなことから、鉄骨梁のウェブ２ｂへの補強金物１の取り付け作業において、ネジ締結手段２５により取り付け作業を行うことができる場合が限定され、溶接により取り付ける場合に比べてネジ締結手段２５により取り付ける場合の方が優れている利点、すなわち、熟練技術者を要せず、天候や季節にも影響されず、誰でも容易に上記取り付け作業を行うことができる等の利点を、生かすことができる範囲が限定されてしまうという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、鉄骨梁ウェブへの補強金物の取り付け作業において、溶接と比べたネジ締結手段による取り付け作業の利点を生かすことができる範囲を拡げることができる鉄骨梁補強金物及びその施工方法を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁の両フランジ間のウェブに形成された貫通孔の周囲のウェブを補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、略中心に孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記両フランジの一方又は両方のそれぞれと干渉する補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されたことを特徴とするものである。

また本発明は、前記両フランジの一方又は両方のフランジと前記貫通孔との間の距離が所定値より小さい場合に、補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されたことを特徴とするものである。

また本発明は、前記ウェブの高さに対する前記貫通孔の径の比率が一定以上の場合に、補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されたことを特徴とするものである。

また本発明は、前記鉄骨梁補強金物における、半径内方の厚肉部において、外周部に形成された切欠部に対応する部分の肉厚が他の部分の肉厚より大きく形成されたことを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁の両フランジ間のウェブに形成された貫通孔の周囲のウェブを補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記鉄骨梁補強金物は、前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、略中心に孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記両フランジの一方又は両方のそれぞれと干渉する補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されることを特徴とするものである。

このような本発明の鉄骨梁補強金物によれば、
鉄骨梁の両フランジ間のウェブに形成された貫通孔の周囲のウェブを補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、略中心に孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が円周方向に間隔をおいて複数形成され、
前記複数の挿通孔の円周方向の間隔の中間位置よりも挿通孔の位置の方が前記フランジから遠ざかった位置に配置されたことにより、
ネジ締結手段の締結動作を行う際に、鉄骨梁のフランジから遠ざかった位置で締結動作を行うことができるため、その締結動作を円滑に行うことができるので、溶接と比べたネジ締結手段による取り付け作業の利点を生かすことができる範囲を拡げることができる。

また、このような本発明の鉄骨梁補強金物によれば、
鉄骨梁の両フランジ間のウェブに形成された貫通孔の周囲のウェブを補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、略中心に孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記両フランジの一方又は両方のそれぞれと干渉する補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されたことにより、
補強金物の外周部がフランジと干渉する場合でも鉄骨梁ウェブへの補強金物の取り付けを可能にすることができるので、溶接と比べたネジ締結手段による取り付け作業の利点を生かすことができる範囲を拡げることができる。

また、前記両フランジの一方又は両方のフランジと前記貫通孔との間の距離が所定値より小さい場合に、補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されたことにより、補強金物の外周部がフランジと干渉する場合でも鉄骨梁ウェブへの補強金物の取り付けを可能にすることができるので、溶接と比べたネジ締結手段による取り付け作業の利点を生かすことができる範囲を拡げることができる。

また、前記ウェブの高さに対する前記貫通孔の径の比率が一定以上の場合に、補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されたことにより、補強金物の外周部がフランジと干渉する場合でも鉄骨梁ウェブへの補強金物の取り付けを可能にすることができるので、溶接と比べたネジ締結手段による取り付け作業の利点を生かすことができる範囲を拡げることができる。

また、前記鉄骨梁補強金物における、半径内方の厚肉部において、外周部に形成された切欠部に対応する部分の肉厚が他の部分の肉厚より大きく形成されたことにより、外周部に切欠部が形成されて鉄骨梁補強金物の強度及び剛性が低くなることを防止することができるので、溶接と比べたネジ締結手段による取り付け作業の利点を生かすことができる範囲を拡げることができる。

また、このような本発明の鉄骨梁補強金物の施工方法によれば、
鉄骨梁の両フランジ間のウェブに形成された貫通孔の周囲のウェブを補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記鉄骨梁補強金物は、前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、略中心に孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が円周方向に間隔をおいて複数形成され、
前記複数の挿通孔の円周方向の間隔の中間位置よりも挿通孔の位置の方を前記フランジから遠ざかった位置に配置することにより、
ネジ締結手段の締結動作を行う際に、フランジから遠ざかった位置で締結動作を行うことができるため、その締結動作を円滑に行うことができるので、溶接と比べたネジ締結手段による取り付け作業の利点を生かすことができる範囲を拡げることができる。

以下、本発明による鉄骨梁補強金物及びその施工方法を実施するための最良の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１から図４は、本発明の第１の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物及びその施工方法について説明するために参照する図である。従来と同様の部分には同じ符号を用いて説明し、従来と同様の構成についての重複する説明は省略するものとする。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物１１においては、
中心孔１１ａが形成されている点は前記従来の鉄骨梁補強金物１の中心孔１ａと同様であるが、図中上下２箇所に、その円形状の外周部の一部を直線状に切り欠いた切欠部１１ｂが形成されている点において、従来の鉄骨梁補強金物１と著しく異なっている。

鉄骨梁補強金物１１において、もしこのような上下２箇所の切欠部１１ｂが形成されていなかったら、補強金物１１の円形状の外周部の上下２箇所が鉄骨梁２のフランジ２ａに干渉してしまうが、そのような上下２箇所の切欠部１１ｂが形成されていることにより、補強金物１１を鉄骨梁ウェブ２ｂに取り付けることが可能となっている。

上記のように補強金物１１の円形状の外周部が鉄骨梁２のフランジ２ａに干渉する場合としては、鉄骨梁２のフランジ２ａと貫通孔３との間の距離が所定値より小さい場合とか、ウェブ２ｂの高さに対する貫通孔３の直径の寸法比率が一定以上の場合等において起こり得るものである。

また、補強金物１１の外周部の、上下２箇所のように切欠部１１ｂが形成されていない、左右２箇所の部分（補強金物の外周部の切欠部が無い部分）には、図２，４に示すように、補強金物１１と鉄骨梁ウェブ２ｂの肉厚部を同軸状に貫通する挿通孔１１ｃ，２ｃが形成されている。このため、図１に示す６組のネジ締結手段２５のそれぞれの、図２に示すボルト１５、ナット７、及び座金１０を介して、補強金物１１の外周部の切欠部１１ｂが無い部分がウェブ２ｂに固定されている。

このような本発明の、第１の実施の形態によれば、フランジ２ａと干渉する補強金物１１の外周部の一部に切欠部１１ｂを設けると共に、補強金物１１の外周部の切欠部が無い部分に挿通孔１１ｃ，２ｃが形成されたことにより、何もしなければ補強金物１１の外周部がフランジ２ａと干渉する場合であっても、ウェブ２ｂへの補強金物１１の取り付けを可能にすることができる。

このため、補強金物１１が溶接により鉄骨梁のウェブ２ｂに取り付けられる場合に比べて、ネジ締結手段２５により取り付けられる場合の方が優れている利点、すなわち、熟練技術者を要せず、天候や季節にも影響されず、誰でも容易に取り付け作業を行うことができる等の利点を生かすことができるので、溶接と比べたネジ締結手段２５による取り付け作業の利点を生かすことができる範囲を拡げることができる。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物及びその施工方法について説明するために参照する図である。

前記第１の実施の形態においては、鉄骨梁補強金物１１の上下２箇所に切欠部１１ｂが形成されていたのに対して、この第２の実施の形態においては、補強金物１に上下２箇所の切欠部が形成されていないが、複数のボルトの挿通孔、すなわちこの挿通孔に設けられたネジ締結手段２５の円周方向の間隔の中間位置Ｐよりも、ネジ締結手段２５の位置の方がフランジ２ａから遠ざかった位置に配置されている点において特徴を有するものである。

この第２の実施の形態は、図６の鉄骨梁補強金物１におけるネジ締結手段２５の位置との対比において分かりやすく説明することができる。
すなわち、図６の鉄骨梁補強金物１においては、複数のネジ締結手段２５のうちの上下２箇所の位置が、鉄骨梁２の上下２つのフランジ２ａ，２ａのそれぞれに最も近い位置に配置されている。

これに対して、本実施の形態においては、図５に示すように、複数のネジ締結手段２５の円周方向の間隔の中間位置Ｐが上下２つのフランジ２ａ，２ａのそれぞれに最も近い位置に配置され、ネジ締結手段２５の位置は上記中間位置Ｐよりもフランジ２ａから遠ざかった位置に配置されている点において、図６の場合と異なるものである。

他方、本実施の形態における、図５のネジ締結手段２５の各位置は、図６におけるネジ締結手段２５の各位置を、円周方向に角度４５°だけ、ずらした関係にあるものと見ることもできる。

図６における上下２箇所のネジ締結手段２５は、鉄骨梁２のフランジ２ａに最も近い位置にあるので、その締結動作を行うときに手や工具等にフランジ２ａがぶつかって邪魔になるので、その締結動作を円滑に行うことができなくなり、非常に作業性が悪くなっている。

これに対して、本実施の形態においては、図５に示すように、ネジ締結手段２５がその円周方向の間隔の中間位置Ｐよりも、すなわち図６における上下２箇所のネジ締結手段２５の位置よりも、フランジ２ａから遠ざかった位置にあるため、ネジ締結手段２５はフランジ２ａから離れているので、その締結動作を円滑に行うことができ、その作業性が悪くなるのを防止することができる。

このような本発明の第２の実施の形態によれば、ネジ締結手段２５の締結動作を行う際に、フランジ２ａから遠く離れた位置で締結動作を行うことができるため、鉄骨梁２と補強金物１が図６のものと同じ寸法の場合であっても、その締結動作を円滑に行うことができる。

このため、鉄骨梁２のウェブ２ｂへの補強金物１の取り付け作業において、溶接による取り付け作業と比べた、ネジ締結手段２５による取り付け作業の利点を生かすことができる範囲を拡げることができる。

図７〜図９は、本発明の第３の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物を説明するために参照する図である。
前記第１の実施の形態においては、鉄骨梁補強金物１１の半径内方の厚肉部１１ｄが、その円周方向において一定の肉厚を有していたのに対し、この第２の実施の形態においては、鉄骨梁補強金物１１の半径内方の厚肉部１１ｄにおいて、切欠部１１ｂに対応する部分に肉盛部１１ｅを形成し、他の部分には肉盛部１１ｅを形成しないように形成されている点において異なっている。

前記第１の実施の形態において、鉄骨梁補強金物１１の外周部の１部に切欠部１１ｂを形成した部分は、切欠部１１ｂを形成しない部分に比べて強度及び剛性が低下する。また、切欠部１１ｂを形成した部分は鉄骨梁２のウェブ２ｂに設けられた貫通孔３による断面欠損が最も大きい部分である。

これに対しこの第３の実施の形態においては、切欠部１１ｂに対応する部分の半径内方の厚肉部の肉厚を、他の部分の肉厚より大きく形成することにより、鉄骨梁補強金物１１の強度及び剛性が低下することを防止することができる。
また、この第３の実施の形態においては、必要な強度及び剛性に応じて厚肉部の肉厚を変化させることにより鉄骨梁補強金物１１を補強しているため、鉄骨梁補強金物１１を軽量化することができる。

なお、前記第１の実施の形態においては、鉄骨梁補強金物１１の上下２箇所に切欠部１１ｂが形成された場合について説明したが、上下２箇所のいずれか一方のみがフランジ２ａから遠く離れた状態となっている場合は、その他方のみに切欠部１１ｂを形成するようにしてもよい。

また、前記実施の形態においては、貫通孔３が形成された鉄骨梁２のウェブ２ｂを補強する部材として、金属により形成した鉄骨梁補強金物１，１１をウェブ２ｂに固定する場合について説明したが、一定以上の強度を有するものであれば、そのような補強部材としては金属の代りに、繊維補強プラスチックとか、繊維補強コンクリート等の、他のどのような材質を用いてもよい。

また、前記実施の形態においては、貫通孔３を円形状に形成した場合について説明したが、貫通孔３は円形状以外の、どのような形状に形成したものであってもよいことはいうまでもない。

本発明の第１の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物をウェブに固定した状態を示す正面図である。 図１における鉄骨梁補強金物をウェブに固定した状態のＡ−Ａ線断面図である。 図１における鉄骨梁補強金物をウェブに固定した状態のＢ−Ｂ線断面図である。 図２におけるボルト１５周辺の拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物をウェブに固定した状態を示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物におけるネジ締結手段２５の位置と異なる位置にネジ締結手段２５を設けて補強金物をウェブに固定した状態を示す正面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物をウェブに固定した状態を示す正面図である。 図７における鉄骨梁補強金物をウェブに固定した状態のＡ−Ａ線断面図である。 図７における鉄骨梁補強金物をウェブに固定した状態のＢ−Ｂ線断面図である。 従来の鉄骨梁補強金具をウェブに固定した状態を示す断面図である。 図１０における鉄骨梁補強金具及びウェブのＡ−Ａ線矢視図である。 図１０におけるボルト１５周辺の拡大断面図である。

符号の説明

１ 鉄骨梁補強金物
１ａ 中心孔
１ｂ ボルト挿通孔
１ｃ 厚肉部
２ 鉄骨梁
２ａ フランジ
２ｂ ウェブ
２ｃ 挿通孔
３ 貫通孔
７ ナット
１０ 座金
１１ 鉄骨梁補強金物
１１ａ 中心孔
１１ｂ 切欠部
１１ｃ 挿通孔
１１ｄ 厚肉部
１１ｅ 肉盛部
１５ ボルト
１５ａ 軸部
１５ｂ ボルトネジ部
２５ ネジ締結手段
Ｐ 挿通孔（ネジ締結手段）の円周方向の間隔の中間位置

Claims (5)

1. 鉄骨梁の両フランジ間のウェブに形成された貫通孔の周囲のウェブを補強する鉄骨梁補強金物であって、
   前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、略中心に孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
   前記両フランジの一方又は両方のそれぞれと干渉する補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されたことを特徴とする鉄骨梁補強金物。
2. 前記両フランジの一方又は両方のフランジと前記貫通孔との間の距離が所定値より小さい場合に、補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の鉄骨梁補強金物。
3. 前記ウェブの高さに対する前記貫通孔の径の比率が一定以上の場合に、補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の鉄骨梁補強金物。
4. 前記鉄骨梁補強金物における、半径内方の厚肉部において、外周部に形成された切欠部に対応する部分の肉厚が他の部分の肉厚より大きく形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の鉄骨梁補強金物。
5. 鉄骨梁の両フランジ間のウェブに形成された貫通孔の周囲のウェブを補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
   前記鉄骨梁補強金物は、前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、略中心に孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
   前記両フランジの一方又は両方のそれぞれと干渉する補強金物の外周部の一部に切欠部を形成すると共に、補強金物の外周部の前記切欠部が無い部分に前記挿通孔が形成されることを特徴とする鉄骨梁補強金物の施工方法。

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