JP6057490B1 - 既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造 - Google Patents

既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造 Download PDF

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Abstract

【課題】構造が簡単で、製造が容易で耐震補強工事の作業が短時間で済み、引張強度の向上と地震エネルギーの減衰性能を向上させる繊維シートの劣化を防止することが可能な既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造を提供することを目的とする。【解決手段】既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造において、外側鋼板と内側鋼板の間に繊維シートを配置した繊維シートサンドイイチ鋼板からなる補強部材と、既存又は新設の鉄骨構造物と、既存又は新設の鉄骨構造物の表面に配置した繊維シートサンドイイチ鋼板からなる補強部材を固定する固定部材と、を備えることを特徴とする【選択図】 図５

Description

本発明は、既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造に関する。
従来、土木、建築の技術分野で使用される鉄骨構造物の耐震補強構造として、鉄骨柱等の鉄骨構造の外周を補強鋼板で囲み鉄骨構造物と補強鋼板の間に硬化性材料を充填して一体化する鉄骨構造物の耐震補強構造が提案されている。
また、断面Ｈ型の鉄骨構造物の外周にコンクリート系材料を充填固化させ、外周に繊維シートを配置した鉄骨構造物の耐震補強構造が提案されている。
特開２００９−２３５８１７号公報 特開２００８−０６９６０６号公報
しかしながら、従来の鉄骨構造物の耐震補強構造は、硬化性材料の充填が必要であり、耐震補強工事に時間を要するという問題と、補強用の繊維シートが外部に露出して配置されるため外部環境により繊維シートが劣化し耐震補強効果が得られなくなるという問題を有していた。
本発明は、従来技術の持つ課題を解決するもので、構造が簡単で、製造が容易で耐震補強工事の作業が短時間で済み、引張強度の向上と地震エネルギーの減衰性能を向上させる繊維シートの劣化を防止することが可能な既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造を提供することを目的とする。
本発明の既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造は、前記課題を解決するために、既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造において、既存又は新設の鉄骨構造物と、外側鋼板と内側鋼板の間に繊維シートを配置し、外側鋼板に繊維シートをサンドイッチにした内側鋼板表面を抑える折り曲げ部を形成し固定部材挿通孔を複数形成した繊維シートサンドイッチ鋼板からなる補強部材と、既存又は新設の鉄骨構造物の表面に配置した繊維シートサンドイッチ鋼板からなる補強部材を固定する固定部材と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造は、既存又は新設の鉄骨構造物が、Ｈ型鋼、断面矩形鋼管、断面円形鋼管のいずれかで構成されることを特徴とする。
既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造において、既存又は新設の鉄骨構造物と、外側鋼板と内側鋼板の間に繊維シートを配置し、外側鋼板に繊維シートをサンドイッチにした内側鋼板表面を抑える折り曲げ部を形成し固定部材挿通孔を複数形成した繊維シートサンドイッチ鋼板からなる補強部材と、既存又は新設の鉄骨構造物の表面に配置した繊維シートサンドイッチ鋼板からなる補強部材を固定する固定部材と、を備えることで、構造が簡単で工場で容易に形成することが可能な繊維サンドイッチ鋼板からなる補強部材が既存又は新設の鉄骨構造物の耐震性能を向上させ、サンドイッチされた繊維シートが引張強度を向上させると共に、地震エネルギーの減衰性能も向上させる。さらに、繊維シートが外部環境に曝されることがないので繊維シートの劣化が防止され長寿命の補強部材とすることが可能となる。
既存又は新設の鉄骨構造物が、Ｈ型鋼、断面矩形鋼管、断面円形鋼管のいずれかで構成されることで、どのような形状の既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強が可能になる。
本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。
本発明の実施の形態を図により説明する。図１、図２、図３は、本発明の既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造に用いる繊維シートサンドイッチ鋼板からなる補強部材１を構成する外側鋼板２、繊維シート３、内側鋼板４を示す図である。
図１に示すように、外側鋼板２は、矩形の本体の４辺に折り曲げ部２ａが形成される。矩形の本体には固定ボ部材挿通孔２ｂが複数形成される。
図２に示すように、外側鋼板２の内側に配置される繊維シート３は、外側鋼板２の本体部とほぼ同じ大きさ矩形状にする。繊維シート３の材料としては、カーボン繊維などの無機系繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアレート繊維などの有機系繊維である。これらの繊維で形成される１方向及び２方向の繊維シート３の引張強度は５〜１８０ｔｏｎ／ｍと大きい。
図３に示すように、繊維シート３の上に配置される内側鋼板４は、繊維シート３とほぼ同じ大きさにする。内側鋼板４には、繊維シート３を外側鋼板２とでサンドイッチにした状態で、外側鋼板２の本体部に形成した固定部材挿通孔２ｂと合致する位置に固定部材挿通孔４ａが形成される。
図４（ａ）（ｂ）は、外側鋼板２、繊維シート３、内側鋼板３を一体化して繊維シートサンドイッチ鋼板からなる補強部材１を形成した状態を示す裏面図と断面図である。外側鋼板２、繊維シート３、内側鋼板４を配置し、外側鋼板２の折り曲げ部２ａを折り曲げ、折り曲げ部２ａで内側鋼板４の表面をかしめるように押しつけ繊維シートサンドイッチ鋼板からなる補強部材１を形成する。
耐震補強の対象の既存又は新設の鉄骨構造物としては、Ｈ型鋼、断面矩形鋼管、断面円形鋼管で形成される鉄骨柱、鉄骨梁等である。断面円形鋼管からなる鉄骨構造物の耐震補強に用いる補強部材１としては、断面半円形の外側鋼板２と断面半円形の内側鋼板４を用いる。
図５は、Ｈ型鋼５からなる既存又は新設の鉄骨構造の耐震補強構造を示す図である。Ｈ型鋼５の上下フランジ部５ａとウェブ部５ｂに補強部材１を配置し、補強部材１の外側鋼板２の固定部材挿通孔２ｂと内側鋼板４の：固定部材挿通孔４ａを通して固定部材である固定ボルト６を挿入する。固定ボルト６の挿入前に補強部材１の外側鋼板２の固定部材挿通孔２ｂと内側鋼板４の：固定部材挿通孔４ａ間に存在する繊維シート３に孔開け具を用いて孔を開けてくのが望ましい。固定ボルト６を挿入後、固定ボルト６の雄ネジ部にナット７を螺着して補強部材１をＨ型鋼５からなる既存又は新設の鉄骨構造物を耐震補強する。
図６は、断面矩形鋼管８からなる既存又は新設の鉄骨構造の耐震補強構造を示す図である。断面矩形鋼管８の外周に補強部材１を配置し、補強部材１の外側鋼板２の固定部材挿通孔２ｂと内側鋼板４の：固定部材挿通孔４ａを通して固定ボルト６を挿入する。固定ボルト６を挿入後、固定ボルト６の雄ネジ部にナット７を螺着して補強部材１を断面矩形鋼管８からなる既存又は新設の鉄骨構造物を耐震補強する。断面矩形鋼管８のように内側からナット７の螺着が困難な場合、固定部材として楔の打ち込みにより先端拡開部が拡開して固定する固定部材を用いると良い。
図７は、断面円形鋼管９からなる既存又は新設の鉄骨構造の耐震補強構造を示す図である。断面円形鋼管９の外周に断面半円形の補強部材１を向かい合わせて配置し、断面半円形の補強部材１外側鋼板２の固定部材挿通孔２ｂと内側鋼板４の：固定部材挿通孔４ａを通して固定ボルト６を挿入する。固定ボルト６を挿入後、固定ボルト６の雄ネジ部にナット７を螺着して補強部材１を断面円形鋼管９からなる既存又は新設の鉄骨構造物を耐震補強する。断面円形鋼管８のように内側からナット７の螺着が困難な場合、固定部材として楔の打ち込みにより先端拡開部が拡開して固定する固定部材を用いると良い。
以上のように、本発明の既存又は新設の鉄骨構造の耐震補強構造によれば、構造が簡単で工場で容易に形成することが可能な繊維サンドイッチ鋼板からなる補強部材が既存又は新設の鉄骨構造物の耐震性能を向上させ、サンドイッチされた繊維シートが引張強度を向上させると共に、地震エネルギーの減衰性能も向上させる。さらに、繊維シートが外部環境に曝されることがないので繊維シートの劣化が防止され長寿命の補強部材とすることが可能となる。
１：補強部材、２：外側鋼板、２ａ：折り曲げ部、２ｂ：固定部材挿通孔、３：繊維シート、４：内側鋼板、４ａ：固定部材挿通孔、５：Ｈ型鋼、５ａ：フランジ部、５ｂ：ウェブ部、６：固定ボルト、７：ナット、８：断面矩形鋼管、９：断面円形鋼管

Claims (2)

  1. 既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造において、
    既存又は新設の鉄骨構造物と、
    外側鋼板と内側鋼板の間に繊維シートを配置し、外側鋼板に繊維シートをサンドイッチにした内側鋼板表面を抑える折り曲げ部を形成し固定部材挿通孔を複数形成した繊維シートサンドイッチ鋼板からなる補強部材と、
    既存又は新設の鉄骨構造物の表面に配置した繊維シートサンドイッチ鋼板からなる補強部材を固定する固定部材と、
    を備えることを特徴とする既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造。
  2. 既存又は新設の鉄骨構造物が、Ｈ型鋼、断面矩形鋼管、断面円形鋼管のいずれかで構成されることを特徴とする請求項１に記載の既存又は新設の鉄骨構造物の耐震補強構造。
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