JP5166800B2

JP5166800B2 - 柱梁架構の補強構造

Info

Publication number: JP5166800B2
Application number: JP2007233613A
Authority: JP
Inventors: 克則大西
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2027-09-10
Also published as: JP2009062788A

Description

本発明は、建物の柱梁架構を補強する柱梁架構の補強構造に関するものである。

従来、建物又は建物ユニットの柱梁架構を補強する場合、例えば、特許文献１などに開示されたように、柱梁架構内に補強柱を設置することが公知である。
特開２０００−１７０２６１号公報

上記した従来の補強柱を用いた柱梁架構の補強構造では、補強柱の上下端部を上下の梁に剛接合し、この補強柱の曲げモーメントを梁に効率的に伝達させることにより、水平力が働いた際に、梁との剛接合部において、補強柱の水平方向の反力が抵抗するようにして、柱梁架構全体の剛性を高めている。

一方で、本出願人は、水平力が働いた際における柱梁架構のＳ字変形には、梁の中央部から左右対称に変形幅が大きくなる部分があり、この部分に、効率的に反力を与える手段を講ずれば、柱梁架構が極力Ｓ字変形しないようにして、柱梁架構全体の剛性を十分に高めることができ、従来技術とは異なる思想で、新たな発明となり得ることに着目した。

そこで、本発明は、水平力が働いた際の柱梁架構における梁のＳ字変形が大きくなる部分に反力が働く構成とし、柱梁架構が極力Ｓ字変形しないようにして、柱梁架構全体の剛性を十分に高めることができる柱梁架構の補強構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の柱梁架構の補強構造は、建物の柱梁架構を補強する柱梁架構の補強構造であって、前記柱梁架構の対向する梁・梁間において、２本の斜材の一端が連結されたＶ字型又は逆Ｖ字型の補強部材が、前記２本の斜材の連結端部を一方の梁にピン接合するとともに、前記２本の斜材の２つの独立端部も他方の梁にピン接合して設置されていることを特徴とする。

ここで、前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材は、前記柱梁架構の梁の略中央部に設置されているとよい。

また、前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材は、前記２本の斜材の連結端部を前記一方の梁の略中央にピン接合した際に、前記柱梁架構に水平力が働いたときの前記他方の梁の想定される最大Ｓ字変形曲線の中央部の接線と直角に交わる角度で前記２本の斜材が連結され、前記２つの独立端部が前記他方の梁にピン接合されているとよい。

さらに、前記柱梁架構を構成する前記梁は、溝形鋼又はリップ付き溝形鋼であり、前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材を構成する前記２本の斜材の前記連結端部及び前記２つの独立端部の側面から鉛直方向に突出した接合プレートがそれぞれ設けられており、前記連結端部の接合プレートが前記一方の梁のウェブ部へピン接合されるとともに、前記２つの独立端部の接合プレートが前記他方の梁のウェブ部へピン接合されて、前記柱梁架構内に前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材が設置されていてもよい。

ここで、前記接合プレートには、折り曲げ部が形成されており、前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材を構成する前記２本の斜材の前記連結端部及び前記２つの独立端部に前記接合プレートの前記折り曲げ部がそれぞれ接合されて、前記接合プレートは、前記２本の斜材の前記連結端部及び前記２つの独立端部の側面から鉛直方向に突出されていてもよい。

また、前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材の前記接合プレートは、前記梁の前記ウェブ部へボルトとナットでピン接合されていてもよい。

具体的には、前記接合プレートには、その接合面側へ突出するようにボルトが一体に設けられ、前記梁の前記ウェブ部にはボルト孔が設けられ、前記ボルト孔へ前記ボルトが通され、当該ボルトにナットが螺着されて、前記接合プレートが前記梁の前記ウェブ部へピン接合されていてもよい。

このように構成された本発明の柱梁架構の補強構造は、Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材が、柱梁架構の対向する梁・梁間にピン接合により設置された構成なので、水平力が働いた際の柱梁架構における梁のＳ字変形が大きくなる部分にＶ字型又は逆Ｖ字型の補強部材により反力が働き、柱梁架構が極力Ｓ字変形しないようにして、柱梁架構全体の剛性を高めることができる。

ここで、Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材を柱梁架構の梁の略中央部に設置する場合は、左右対称に、水平力が働いた際の柱梁架構における梁のＳ字変形が大きくなる部分にＶ字型又は逆Ｖ字型の補強部材により反力が働き、柱梁架構が極力Ｓ字変形しないようにして、効率的に柱梁架構全体の剛性を高めることができる。

また、Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材を、柱梁架構に水平力が働いたときの梁の想定される最大Ｓ字変形曲線の中央部の接線と直角に交わる角度で２本の斜材を連結する場合は、左右対称に且つ機能的に、水平力が働いた際の柱梁架構における梁のＳ字変形が最も大きくなる部分にＶ字型又は逆Ｖ字型の補強部材により反力が働き、柱梁架構が極力Ｓ字変形しないようにして、より効率的に柱梁架構全体の剛性を高めることができる。

さらに、柱梁架構を構成する梁を溝形鋼又はリップ付き溝形鋼とし、Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材の連結端部及び２つの独立端部の側面から突出した接合プレートを設け、連結端部の接合プレートを一方の梁のウェブ部へピン接合させるとともに、２つの独立端部の接合プレートを他方の梁のウェブ部へピン接合させて柱梁架構内にＶ字型又は逆Ｖ字型の補強部材を設置する場合は、製造が容易なので、経済性にも優れた態様で、本発明を具体的に実現することができる。

ここで、接合プレートに折り曲げ部が形成され、Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材を構成する２本の斜材の連結端部及び２つの独立端部に接合プレートの折り曲げ部がそれぞれ接合されて、接合プレートが２本の斜材の連結端部及び２つの独立端部の側面から鉛直方向に突出されている場合は、簡単に接合プレートを設けることができ、より製造が簡易である。

また、Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材の接合プレートを、梁のウェブ部へボルトとナットでピン接合する場合は、溶接を多用しないこととなるので、施工性にも優れる。

また、接合プレートの接合面側にボルトを一体に設け、梁のウェブ部にボルト孔を設け、ナットで接合プレートを梁の前記ウェブ部へピン接合する場合は、施工が簡易に行える。さらに、建物ユニットの柱梁架構においては、隣り合う建物ユニットの梁・梁間の納まりがよくなる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。

本実施の形態の柱梁架構の補強構造は、図１に示したように、建物としての建物ユニット１の柱梁架構２を補強する構造である。柱梁架構２の梁としての床梁４と天井梁５との間において、２本の斜材３ａ，３ａの下端が連結されたＶ字型の補強部材３が、２本の斜材３ａ，３ａの連結端部を床梁４にピン接合するとともに、２本の斜材の２つの独立端部も天井梁５にピン接合して設置された構成とされている。

ここで、このＶ字型の補強部材３は、柱梁架構２の中央部に設置されている。

また、このＶ字型の補強部材３は、図２に示したように、２本の斜材３ａ，３ａの連結端部を床梁４の中央にピン接合した際に、柱梁架構２に水平力Ｐが働いたときの天井梁５の想定される点線及び一点鎖線で表した最大Ｓ字変形曲線の中央部の接線と直角に交わる角度で２本の斜材３ａ，３ａが連結され、２つの独立端部が天井梁５にピン接合されている。

このように構成された本発明の柱梁架構の補強構造は、Ｖ字型の補強部材３が、柱梁架構２の床梁４と天井梁５との間にピン接合により設置された構成なので、水平力Ｐが働いた際の柱梁架構２における天井梁５のＳ字変形が大きくなる部分にＶ字型の補強部材３により反力が働き、柱梁架構２が極力Ｓ字変形しないようにして、柱梁架構２全体の剛性を高めることができる。

ここで、Ｖ字型の補強部材３は、柱梁架構２の中央部に設置しているので、左右対称に、水平力Ｐが働いた際の柱梁架構２における天井梁５のＳ字変形が大きくなる部分にＶ字型の補強部材３により反力が働き、柱梁架構２が極力Ｓ字変形しないようにして、効率的に柱梁架構２全体の剛性を高めることができる。

また、Ｖ字型の補強部材３を、柱梁架構２に水平力Ｐが働いたときの天井梁５の想定される最大Ｓ字変形曲線の中央部の接線と直角に交わる角度で２本の斜材３ａ，３ａを連結して構成しているので、左右対称に且つ機能的に、水平力Ｐが働いた際の柱梁架構２における天井梁５のＳ字変形が最も大きくなる部分にＶ字型の補強部材３により反力が働き、柱梁架構が極力Ｓ字変形しないようにして、より効率的に柱梁架構２全体の剛性を高めることができる。

次に、実施例の柱梁架構の補強構造について説明する。

本実施例の柱梁架構の補強構造も、図１に示したように、建物としての建物ユニット１の柱梁架構２を補強する構造である。図３と図４に示したように、柱梁架構２を構成する梁としての床梁４及び天井梁５は溝形鋼である。

そして、図５と図６に示したように、Ｖ字型の補強部材３を構成する２本の角型鋼管の斜材３ａ，３ａの連結端部及び２つの独立端部の側面から鉛直方向に突出した接合プレート７がそれぞれ設けられている。

この連結端部の接合プレート７が床梁４中央のウェブ部４ｂへボルト８，・・・とナット９，・・・とでピン接合される。

そのうえ、この２つの独立端部の接合プレート７が天井梁５のウェブ部５ｂへボルト８，・・・とナット９，・・・とでピン接合される（図４を参照）。

こうして、柱梁架構２の床梁４と天井梁５との間には、Ｖ字型の補強部材３が設置された構成となる（図３を参照）。

すなわち、この実施例は、前記実施の形態を更に具体化した構成である。なお、他の構成は、前記実施の形態と略同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

ここで、矩形状の接合プレート７には、矩形状の折り曲げ部７ａが形成されており、２本の角型鋼管の斜材３ａ，３ａの連結端部（下端部）に、接合プレート７の折り曲げ部７ａを前記実施の形態と同じ角度で溶接接合により接合するとともに、２つの独立端部（上端部）にも接合プレート７の折り曲げ部７ａをそれぞれ接合して、接合プレート７は、２本の斜材３ａ，３ａの連結端部及び２つの独立端部の側面から鉛直方向に突出されて、Ｖ字型の補強部材３を構成している（図４〜図６を参照）。

なお、矩形の接合プレート７の折り曲げ部７ａは、側面視で、４５度の角度に折り曲げて形成し、２本の角型鋼管の斜材３ａ，３ａの連結端部及び２つの独立端部もこれにあわせて４５度の角度に加工して、これらを溶接接合で接合しているが、加工の容易性を考慮すればよいだけのことなので、この４５度の角度に限定されない。

また、連結端部側の矩形状の接合プレート７の四隅には、その接合面側へ突出するように合計４本の頭無しのボルト８，・・・がスタッド溶接又はプラグ溶接により一体に設けられ、床梁４のウェブ部４ｂの対応する接合位置に設けられた４つのボルト孔（図示せず）へボルト８，・・・が通される。そして、これらのボルト８，・・・にナット９，・・・が螺着されて、連結端部側の接合プレート７が床梁４のウェブ部４ｂへピン接合されている（図４と図５を参照）。

また、独立端部側の矩形状の接合プレート７の四隅にも、その接合面側へ突出するように合計４本の頭無しのボルト８，・・・がスタッド溶接又はプラグ溶接により一体に設けられ、天井梁５のウェブ部５ｂの対応する接合位置に設けられた４つのボルト孔（図示せず）へボルト８，・・・が通される。そして、これらのボルト８，・・・にナット９，・・・が螺着されて、独立端部側の接合プレート７が天井梁５のウェブ部５ｂへピン接合されている（図４と図５を参照）。

このように構成された本実施例の柱梁架構の補強構造は、前記実施の形態の効果に加え、柱梁架構２を構成する床梁４及び天井梁５を溝形鋼（又はリップ付き溝形鋼）とし、Ｖ字型の補強部材３の連結端部及び２つの独立端部の側面から突出した接合プレート７を設けている。そして、連結端部の接合プレート７を床梁４のウェブ部４ｂへピン接合させている。そのうえ、２つの独立端部の接合プレート７を天井梁５のウェブ部５ｂへピン接合させている。そして、柱梁架構２の床梁４と天井梁５との間にＶ字型の補強部材３を設置している。よって、製造が容易なので、経済性にも優れた態様で、本発明を具体的に実現することができる。

ここで、接合プレート７に折り曲げ部７ａが形成され、Ｖ字型の補強部材３を構成する２本の斜材３ａ，３ａの連結端部及び２つの独立端部に接合プレート７の折り曲げ部７ａがそれぞれ接合されて、接合プレート７が２本の斜材３ａ，３ａの連結端部及び２つの独立端部の側面から鉛直方向に突出されているので、簡単に接合プレート７を設けることができ、より製造が簡易である。

また、連結端部側の接合プレート７を、床梁４のウェブ部４ｂへボルト８，・・・とナット９，・・・でピン接合するとともに、２つの独立端部側の接合プレート７を、天井梁５のウェブ部５ｂへボルト８，・・・とナット９，・・・でピン接合しているので、溶接を多用しないこととなり、施工性にも優れる。

さらに、連結端部側の接合プレート７の接合面側に頭無しのボルト８，・・・を一体に設け、床梁４のウェブ部４ｂにボルト孔を設け、ナット９，・・・で連結端部側の接合プレート７を床梁４のウェブ部４ｂへピン接合するとともに、２つの独立端部側の接合プレート７の接合面側に頭無しのボルト８，・・・を一体に設け、天井梁５のウェブ部５ｂにボルト孔を設け、ナット９，・・・で２つの独立端部側の接合プレート７を天井梁５のウェブ部５ｂへピン接合するので、施工が簡易に行える。さらに、突出するボルト頭が無いので、隣り合う建物ユニット１，１の梁・梁間の納まりがよくなる。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態及び実施例では、柱梁架構２の中央部にＶ字型の補強部材３を設置して実施したが、これに限らない。すなわち、図７に示したように、逆Ｖ字型の補強部材３０を柱梁架構２の床梁４と天井梁５との間に設置してもよい。

また、図８に示したように、Ｖ字型の補強部材３を中央部から離れた位置に設置してもよい。この場合、Ｖ字型の補強部材３は、柱梁架構２の左側にだけ設置しているので、水平力Ｐが働いた際の柱梁架構２における天井梁５のＳ字変形が大きくなる左側部分だけにＶ字型の補強部材３により反力が働き、柱梁架構２が極力Ｓ字変形しないようにして、柱梁架構２全体の剛性を高めることができる。

さらに、前記実施の形態及び実施例では、建物として建物ユニット１において実施したが、通常の建物でも同様に実施できる。

また、前記実施の形態及び実施例では、Ｖ字型の補強部材３は、柱梁架構２に水平力Ｐが働いたときの天井梁５の想定される最大Ｓ字変形曲線の中央部の接線と直角に交わる角度で２本の斜材３ａ，３ａを連結して構成したが、斜材３ａ，３ａの連結角度は、水平力Ｐが働いた際の柱梁架構２における天井梁５のＳ字変形が大きくなる部分にＶ字型の補強部材３により反力が働き、柱梁架構が極力Ｓ字変形しないようにして、柱梁架構２全体の剛性を高めることができる連結角度であればよいので、これに限定されない。

さらに、前記実施例において、連結端部側及び２つの独立端部側の接合プレート７と床梁４のウェブ部４ｂ及び天井梁５のウェブ部５ｂとの接合は、ピン接合であればよいので、溶接接合などで実施してもよい。

本発明の最良の実施の形態の柱梁架構の補強構造を適用した建物ユニットの概略構成を示す斜視図である。本発明の最良の実施の形態の柱梁架構の補強構造の概略構成を示す模式図である。実施例の柱梁架構の補強構造の概略構成を示す正面図である。図３におけるＡ―Ａ線矢視断面図である。実施例のＶ字型の補強部材の概略構成を示す背面図である。実施例のＶ字型の補強部材の概略構成を示す側面図である。本発明の他の実施例の柱梁架構の補強構造を示す模式図である。本発明の他の実施例の柱梁架構の補強構造を示す模式図である。

符号の説明

１建物ユニット（建物）
２柱梁架構
３Ｖ字型の補強部材
３０逆Ｖ字型の補強部材
４床梁（梁）
５天井梁（梁）
７接合プレート
７ａ折り曲げ部
４ａフランジ部
５ａフランジ部
４ｂウェブ部
５ｂウェブ部
８ボルト
９ナット

Claims

建物の柱梁架構を補強する柱梁架構の補強構造であって、
前記柱梁架構の対向する梁・梁間において、２本の斜材の一端が連結されたＶ字型又は逆Ｖ字型の補強部材が、前記２本の斜材の連結端部を一方の梁にピン接合するとともに、前記２本の斜材の２つの独立端部も他方の梁にピン接合して設置され、
前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材は、前記柱梁架構の梁の略中央部に設置されており、
前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材は、前記２本の斜材の連結端部を前記一方の梁の略中央にピン接合した際に、前記柱梁架構に水平力が働いたときの前記他方の梁の想定される最大Ｓ字変形曲線の中央部の接線と直角に交わる角度で前記２本の斜材が連結され、前記２つの独立端部が前記他方の梁にピン接合されることを特徴とする柱梁架構の補強構造。
前記柱梁架構を構成する前記梁は、溝形鋼又はリップ付き溝形鋼であり、
前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材を構成する前記２本の斜材の前記連結端部及び前記２つの独立端部の側面から鉛直方向に突出した接合プレートがそれぞれ設けられており、前記連結端部の接合プレートが前記一方の梁のウェブ部へピン接合されるとともに、前記２つの独立端部の接合プレートが前記他方の梁のウェブ部へピン接合されて、前記柱梁架構内に前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の柱梁架構の補強構造。
前記接合プレートには、折り曲げ部が形成されており、前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材を構成する前記２本の斜材の前記連結端部及び前記２つの独立端部に前記接合プレートの前記折り曲げ部がそれぞれ接合されて、前記接合プレートは、前記２本の斜材の前記連結端部及び前記２つの独立端部の側面から鉛直方向に突出されていることを特徴とする請求項２に記載の柱梁架構の補強構造。
前記Ｖ字型又は逆Ｖ字型の補強部材の前記接合プレートは、前記梁の前記ウェブ部へボルトとナットでピン接合されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の柱梁架構の補強構造。
前記接合プレートには、その接合面側へ突出するようにボルトが一体に設けられ、前記梁の前記ウェブ部にはボルト孔が設けられ、前記ボルト孔へ前記ボルトが通され、当該ボルトにナットが螺着されて、前記接合プレートが前記梁の前記ウェブ部へピン接合されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の柱梁架構の補強構造。