JP6128574B1

JP6128574B1 - Ｈ型鋼柱の耐震補強構造

Info

Publication number: JP6128574B1
Application number: JP2016229992A
Authority: JP
Inventors: 藤本　隆司; 隆司藤本
Original assignee: 株式会社フジモト
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2036-11-28
Also published as: JP2018087417A

Abstract

【課題】簡単な構成で耐震補強スペースを最小限として耐震性能を向上させることが可能なＨ型鋼柱の耐震補強構造を提供する。【解決手段】ウェブ３に高さ方向に所定間隔でタイロッド挿通孔を形成したＨ型鋼柱と、Ｈ型鋼柱の高さ方向に連設されフランジ２，２間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部７ｂを形成し、ウェブ３のタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した型枠部材７と、型枠部材７の外側に積層されウェブ３及び型枠部材７のタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した補強プレート８と、補強プレート８、型枠部材７、ウェブ３に形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッド９と、タイロッド９の両端雄ネジに螺着されるナット１０と、Ｈ型鋼と型枠部材に囲まれた空間に配筋される補強筋と、Ｈ型鋼と型枠部材７に囲まれた空間に充填される固化材と、からなる。【選択図】図５

Description

本発明は、Ｈ型鋼柱の耐震補強構造に関する。

従来、既存のＨ型鋼柱を耐震補強するために、Ｈ型鋼柱の周囲を囲い鋼板で囲み、Ｈ型鋼柱と囲い鋼板間の空間に補強筋を配筋し、Ｈ型鋼柱と囲い鋼板間の空間にグラウト等の固化材を充填して固化させるＨ型鋼柱の耐震補強構造が提案されている。

特開２０１５−２０３１９９号公報

従来のＨ型鋼柱の耐震補強構造は、Ｈ型鋼柱の全周を囲い鋼板で囲う必要があるため、十分補強スペースが必要である。しかし、既存のＨ型鋼柱の周囲に壁等の構造物が隣接しているか、又は、壁等の構造物が連設されているケースが多く、Ｈ型鋼柱の全周を囲い鋼板で囲うスペースが確保できない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簡単な構成で耐震補強スペースを最小限として耐震性能を向上させることが可能なＨ型鋼柱の耐震補強構造を提供することを目的とする。

本発明のＨ型鋼柱の耐震補強構造は、前記課題を解決するために、対向する一対のフランジと、その対向間隔内に設けたウェブからなり、ウェブに高さ方向に所定間隔でタイロッド挿通孔を形成したＨ型鋼柱と、Ｈ型鋼柱の高さ方向に連設されフランジ間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部を形成し、ウェブに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した型枠部材と、型枠部材の外側に積層されウェブに形成したタイロッド挿通孔及び型枠部材に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成し、高さ方向の長さを型枠部材の高さ方向の長さより長くし連接部の位置が型枠部材の連設部の位置と合致しないように連設される補強プレートと、補強プレート、型枠部材、ウェブに形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、タイロッドの両端雄ネジに螺着されるナットと、Ｈ型鋼と型枠部材に囲まれた空間に充填される固化材と、からなることを特徴とする。

また、本発明のＨ型鋼柱の耐震補強構造は、型枠部材の外表面及び少なくとも一方のフランジの外表面に配置される連続繊維シートを備えることを特徴とする。

また、本発明のＨ型鋼柱の耐震補強構造は、Ｈ型鋼柱のウェブを挟んだ両側を耐震補強することを特徴とする。

また、本発明のＨ型鋼柱の耐震補強構造は、Ｈ型鋼柱のウェブの一方の側のみを耐震補強することを特徴とする。

対向する一対のフランジと、その対向間隔内に設けたウェブからなり、ウェブに高さ方向に所定間隔でタイロッド挿通孔を形成したＨ型鋼柱と、Ｈ型鋼柱の高さ方向に連設されフランジ間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部を形成し、ウェブに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した型枠部材と、型枠部材の外側に積層されウェブに形成したタイロッド挿通孔及び型枠部材に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成し、高さ方向の長さを型枠部材の高さ方向の長さより長くし連接部の位置が型枠部材の連設部の位置と合致しないように連設される補強プレートと、補強プレート、型枠部材、ウェブに形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、タイロッドの両端雄ネジに螺着されるナットと、Ｈ型鋼と型枠部材に囲まれた空間に充填される固化材と、からなることで、耐震補強スペースを最小に抑えることができ、部品点数が少なくＨ型鋼柱への補強材の配置作業を容易に素早く実施でき、耐震性能の大きなＨ型鋼柱の耐震補強構造を提供することが可能となり、補強プレートの高さ方向の長さを型枠部材の高さ方向の長さより長くし、型枠部材の連設部と補強部材の連設部の位置が合致しないようにすることで、地震時の変位に対しての強度を向上させることが可能となる。
型枠部材の外表面及び少なくとも一方のフランジの外表面に配置される連続繊維シートを備えることで、引張強度と地震の減衰性を向上させることが可能となる。
Ｈ型鋼柱のウェブを挟んだ両側を耐震補強することで、強度の大きなＨ型鋼柱の耐震補強構造を提供することが可能となる。
Ｈ型鋼柱のウェブの一方の側のみを耐震補強することで、障害物の存在で片側だけの耐震補強でも十分な耐震性を得ることが可能となる。

（ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。（ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。（ａ）（ｂ）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図により説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、耐震補強の対象の
Ｈ型鋼柱１を示す図である。

耐震補強されるＨ型鋼柱１は、対向する一対のフランジ２、２と、その対向間隔内に設けたウェブ３からなる。Ｈ型鋼柱１の下端は床等の下部構造４に設置した基礎５に連結される。Ｈ型鋼柱１の上端は梁等の上部構造６に連結される。ウェブ３には、高さ方向に所定間隔毎にタイロッド挿通孔３aが形成される。Ｈ型鋼柱１のフランジ２、２の外側間の長さをＬ１、フランジ２、２間の内側間の長さをＬ２、フランジ２、２の厚みをＬ３とする。

図２（ａ）（ｂ）は、Ｈ型鋼柱１の高さ方向に連設される型枠部材７を示す図である。型枠部材７は、鋼等の金属や、強化樹脂等の樹脂で形成される。型枠部材７は、Ｈ型鋼柱１のフランジ２、２間に嵌入する中央部７ａと中央部７ａの両端にフランジ２、２の端面に係合する係合部７ｂからなる。型枠部材７の中央部７ａには、Ｈ型鋼柱１のウェブ３に形成したタイロッド挿通孔３aと対応する位置にタイロッド挿通孔７ｃが形成される。型枠部材７の係合部７ｂ外側間の長さをｌ１、中央部７ａの長さをｌ２、係合部７ｂの長さをｌ３とし、Ｌ１＝ｌ１、Ｌ２＝ｌ２、Ｌ３＝ｌ３とする。型枠部材７の高さ方向の長さをＴ１とする。型枠部材７の中央部７ａがフランジ２、２の間に嵌入に係合部７ｂがフランジ２、２の端面に係合するので設置の際の位置決めが容易に実施することができる。

図３（ａ）（ｂ）は、型枠部材７の外側に積層される補強プレート８を示す図である。補強プレート８は、鋼等の金属や、強化樹脂等の樹脂で形成される。補強プレート８の幅方向の長さは、型枠部材７の係合部７ｂ外側間の長さをｌ１と同じにする。補強プレート８には、ウェブ３に形成したタイロッド挿入通孔３a、型枠部材７の中央部７ａに形成したタイロッド挿通孔７ｃと対応する位置にタイロッド挿通孔８aを形成する。補強プレート８の高さ方向の長さｔ１を型枠部材７の高さ方向の長さＴ１より長くする。型枠部材７を高さ方向に連設して形成される連設部の位置と、型枠部材７の外側に積層されて高さ方向に連設される補強プレート８の連設部の位置が合致しないようにする。型枠部材の連設部と補強部材の連設部の位置が合致しないようにすることで、地震時の変位に対しての強度を向上させることが可能となる。

図４は、ウェブ３に形成したタイロッド挿入通孔３a、型枠部材７の中央部７ａに形成したタイロッド挿通孔７ｃ、補強プレート８に形成したタイロッド挿通孔８aに挿入されるタイロッド９とタイロッド９の両端雄ネジ９aに螺着されるナット１０を示す図である。

図５は、Ｈ型鋼柱１のウェブ３を挟んだ両側を耐震補強する実施形態の水平断面図である。Ｈ型鋼柱１のフランジ２、２に型枠部材７をその中央部７ａをフランジ２．２内に嵌入させ、係合部７ｂをフランジ２、２の端面に係合するように配置する。型枠部材７の外側に連続繊維シート１１を接着剤により配置する。連続繊維シート１１をフランジ表面に配置しても良い。連続繊維シートの材料としては、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。連続繊維シート１１を備えることで、引張強度と地震の減衰性を向上させることが可能となる。

連続繊維シート１１上に補強プレート８を積層する。Ｈ型鋼柱１の耐震補強対象の高さまで型枠部材７、連続繊維シート１１、補強プレート８を連設して配置する。ウェブ３に形成したタイロッド挿入通孔３a、型枠部材７の中央部７ａに形成したタイロッド挿通孔７ｃ、補強プレート８に形成したタイロッド挿通孔８aにタイロッド９を挿入し、タイロッド９の両端雄ネジ９aにナット１０を螺着して締め付け固定する。補強プレート８を配置することで耐震性が向上する。

Ｈ型鋼柱１のウェブ３、フランジ２、２と型枠部材７に囲まれた空間に補強筋１２を配筋する。その後、高強度グラウト等の固化材を充填して固化させて、Ｈ型鋼柱１と型枠部材７、連続繊維シート１１及び補強プレート８を一体化し、最小限の補強スペースで耐震性能の大きなＨ型鋼柱１の耐震補強構造を提供することが可能となる。

図６は、障害物等の存在によりウェブ３の一方側にのみ耐震補強する実施形態を示す図である。片側のみの耐震補強であっても十分な耐震性能を得ることが可能となる。

図７は、下部構造４から上部構造６まで伸びるＨ型鋼柱１の耐震補強構造の縦断面図を示す図である。下部構造４の基礎５から梁等の上部構造６まで伸びるＨ型鋼柱１に外表面に連続繊維シート１１を配置した型枠部材７を上方向に連設する。連続繊維シート１１を配置した型枠部材７の外側に補強プレート８を配置する。補強プレート８の高さ方向の長さを型枠部材７の高さ方向の長さを長くし、型枠部材７の連設部と補強プレート８の連設部の位置が合致しないようにする。型枠部材７の連設部と補強プレート８の連設部の位置が合致していると地震時の変位に対する強度が弱くなるためである。

ウェブ３に形成したタイロッド挿入通孔３a、型枠部材７の中央部７ａに形成したタイロッド挿通孔７ｃ、補強プレート８に形成したタイロッド挿通孔８aにタイロッド９を挿入し、タイロッド９の両端雄ネジ９aにナット１０を螺着して締め付け固定する。Ｈ型鋼柱１のウェブ３、フランジ２、２と型枠部材７に囲まれた空間に補強筋１２を配筋する。

下部構造４と補強プレート８間に下部補強ブレース１３を配置し、上部構造６と補強プレート８間に上部補強ブレース１４を配置する。Ｈ型鋼柱１のウェブ３、フランジ２、２と型枠部材７に囲まれた空間に高強度グラウト等の固化材を充填して固化させて、Ｈ型鋼柱１と型枠部材７、連続繊維シート１１及び補強プレート８を一体化する。下部補強ブレース１３と上部補強ブレース１４は固化材充填の際の圧力に対する補強部材として機能する。固化材の固化後に下部補強ブレース１３と上部補強ブレース１４をそのまま残しても良い。

以上のように、本発明のＨ型鋼柱の耐震補強構造によれば、耐震補強スペースを最小に抑えることができ、部品点数が少なくＨ型鋼柱への補強材の配置作業を容易に素早く実施でき、耐震性能の大きなＨ型鋼柱の耐震補強構造を提供することが可能となる。

１：Ｈ型鋼柱、２：フランジ、３：ウェブ、３ａ：タイロッド挿通孔、４：下部構造、５：基礎、６：上部構造、７：型枠部材、７ａ：中央部、７ｂ：係合部、７ｃ：タイロッド挿通孔、８：補強プレート、８a：タイロッド挿通孔、９：タイロッド、９a：雄ネジ、１０：ナット、１１：連続繊維シート、１２：補強筋、１３：下部補強ブレース、１４：上部補強ブレース

Claims

対向する一対のフランジと、その対向間隔内に設けたウェブからなり、ウェブに高さ方向に所定間隔でタイロッド挿通孔を形成したＨ型鋼柱と、
Ｈ型鋼柱の高さ方向に連設されフランジ間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部を形成し、ウェブに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した型枠部材と、
型枠部材の外側に積層されウェブに形成したタイロッド挿通孔及び型枠部材に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成し、高さ方向の長さを型枠部材の高さ方向の長さより長くし連接部の位置が型枠部材の連設部の位置と合致しないように連設される補強プレートと、
補強プレート、型枠部材、ウェブに形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、
タイロッドの両端雄ネジに螺着されるナットと、
Ｈ型鋼と型枠部材に囲まれた空間に配筋される補強筋と、
Ｈ型鋼と型枠部材に囲まれた空間に充填される固化材と、
からなることを特徴とするＨ型鋼柱の耐震補強構造。
型枠部材の外表面及び少なくとも一方のフランジ外表面に配置される連続繊維シートを備えることを特徴とする請求項１に記載に記載のＨ型鋼柱の耐震補強構造。
Ｈ型鋼柱のウェブを挟んだ両側を耐震補強することを特徴とする請求項１又は２に記載のＨ型鋼柱の耐震補強構造。
Ｈ型鋼柱のウェブの一方の側のみを耐震補強することを特徴とする請求項１又は２に記載のＨ型鋼柱の耐震補強構造。