JP6301212B2

JP6301212B2 - 既設鉄骨構造物の補強装置

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Publication number: JP6301212B2
Application number: JP2014144835A
Authority: JP
Inventors: 博小松; 桂吾石井
Original assignee: ITC Consulting Inc
Current assignee: ITC Consulting Inc
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2034-07-15
Also published as: JP2016020592A

Description

本発明は、工場建屋のノコギリ屋根や鉄塔などを構成する既設鉄骨構造物の補強装置に関し、更に詳しくは、一対の山形鋼材を、その一方の辺同士が互いに近接して平行に配列されるように組合わせてなるパラレル型山形鋼集成体を用いてトラス構造のような鉄骨構造物を構成し、当該鉄骨構造物を構成するパラレル型山形鋼集成体を補強するための補強装置に関する。

送電用鉄塔や通信用鉄塔、建屋などを構成する鉄骨構造体には、山形鋼やその他の形鋼で構成されるトラス構造物が用いられる。かかるトラス構造物を用いた既設の送電用鉄塔や通信用鉄塔、建屋などにおいては、これらの立地箇所に地盤崩壊や変動が生じると、鉄塔や建屋の基礎に変位が生じ、トラス構造物を構成する山形鋼等が変形することがある。また、台風の襲来による強風や異常な着雪現象により設計荷重を上回る外力がトラス構造物を構成する山形鋼等に作用した場合には、これら山形鋼等が変形されたり、座屈されたりすることになる。このため、既設のトラス構造物に対しては、その設計条件の見直しに伴い座屈や変形に対する耐力を増強する必要が生じる。従来、このような既設のトラス構造物（鉄骨構造物）を補強する補強装置として、特許文献１に示すものが知られている。

上記特許文献１に示すトラス構造物の補強装置は、Ｌ形の両辺が等しい等辺山形鋼材からなるアングル主柱材（単材）の長さ方向に延在するＴ型鋼を設け、アングル主柱材の内側折曲部に、Ｔ型鋼を構成する突板部の先端を当接し、さらにＴ型鋼の長さ方向に一定の間隔を離して設けられたステッフナーの先端部をアングル主柱材の内側面に当接するとともに、アングル主柱材とＴ型鋼とを主柱材用当接板とＴ型鋼用当接板を介してボルトナットで緊締することによりアングル主柱材を補強するものである。

しかしながら、上述のような従来の補強装置においては、アングル主柱材の内側折曲げ形状に合わせて加工された基板部及び突板部を有する特別なＴ型鋼材を用意する必要があるとともにアングル主柱材の内側面に当接するステッフナーをＴ型鋼の長さ方向に一定の間隔を離して設けなければならない。そのため、Ｔ型鋼の作成コストが上昇し、かつＴ型鋼自体が重量化するほか、高所など厳しい作業環境下での組付け作業を困難にし、多くの作業時間を要するとともに補強工事のコストが上昇するという問題がある。

また、近年にあっては、地球的規模の気候変動に伴い、従前には見られなかった地域にも大量の雪が積もるようになってきている。その結果、工場の建屋やハウス栽培建屋などにおいて、これらの屋根に設計荷重を上回る量の雪が積もった場合には、これらの屋根を構成するトラス構造体のトラス部材が折れ曲がったり座屈されたりして、屋根そのものが倒壊し、建屋内の各種設備や栽培品に多大な損害を与えることが発生している。

例えば、上述した工場建屋のノコギリ屋根を構成するトラス構造物は、等辺山形鋼からなる水平材と、この水平材に対して所定の角度斜め上方に向け傾斜して対向配置された等辺山形鋼からなる傾斜材と、水平材と傾斜材との間を水平材及び傾斜材の長さ方向に間隔をおいて複数箇所で結合する等辺山形鋼からなる垂直材と、垂直材で区切られた水平材と傾斜材との間に対角線状に配置して両者を結合する等辺山形鋼からなる筋がい材とから構成されている。

ところで、このようなノコギリ屋根を構成するトラス構造物において、これを構成する等辺山形鋼の補強には、例えば、上述した特許文献１に示す補強方式が利用されることが考えられる。しかしながら、水平材、傾斜材、つか材等に等辺山形鋼からなる単材を用いているとは限らず、多くの場合、水平材、傾斜材及びつか材などには、上述したパラレル型山形鋼材が使用されている。したがって、パラレル型山形鋼材からなる水平材、傾斜材及びつか材などの補強には、特許文献１に示す補強方式を利用できないのが現状である。

特開昭５８−０３７２６８号公報

本発明は、上述したような従来の問題を解決するためになされたもので、既存の鉄骨構造物を構成するパラレル型山形鋼集成体に何らの加工を施すことなく、かつ最小限の材料を利用して既存のパラレル型山形鋼集成体を容易かつ確実に補強することができ、併せて、作業時間の短縮及び補強工事の低コスト化を可能にした既設鉄骨構造物の補強装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、第１山形鋼材と第２山形鋼材とを、当該両山形鋼材の一方の辺同士が互いに近接して平行に配列されるように組合わせてなるパラレル型山形鋼集成体を用いて構成される既設鉄骨構造物の補強装置であって、前記第１山形鋼材の両辺の幅より大きい幅を有し、該幅方向の一端縁が前記第１山形鋼材の内側隅部に当接しかつ前記両辺が形成する開口部の角度が二分される中間に位置するようにして前記第１山形鋼材の長さ方向の全長に亘り延在して配置された第１補強板材と、前記第２山形鋼材の両辺の幅より大きい幅を有し、該幅方向の一端縁が前記第２山形鋼材の内側隅部に当接しかつ前記両辺が形成する開口部の角度が二分される中間に位置するようにして前記第２山形鋼材の長さ方向の全長に亘り延在して配置された第２補強板材と、前記第１及び第２山形鋼材の長さ方向の複数箇所で前記第１補強板材を前記第１山形鋼材に一体に固定しかつ前記第２補強板材を前記第２山形鋼材に一体に固定する複数の固定機構とを備え、前記固定機構は、前記第１及び第２山形鋼材の一方の辺同士間に形成された隙間を貫通して前記第１及び第２山形鋼材の長さ方向と直交する方向に延在するように配置された支持板材と、前記第１山形鋼材の外側へ突出する前記第１補強板材の先端部に第１の固定用ボルト・ナットにより一端がそれぞれ固定された第１及び第２の固定金具と、前記第２山形鋼材の外側へ突出する前記第２補強板材の先端部に第２の固定用ボルト・ナットにより一端がそれぞれ固定された第３及び第４の固定金具と、前記第１及び第２山形鋼材の他方の辺同士間に形成された隙間から外側へ突出する前記支持板材の先端部に第３の固定用ボルト・ナットにより一端がそれぞれ固定された第５及び第６の固定金具と、前記第１及び第２山形鋼材の一方の辺同士間に形成された隙間から外側へ突出する前記支持板材の先端部の両面に前記第１の固定金具の他端及び前記第３の固定金具の他端をそれぞれ対向配置するとともに当該両他端が互いに接近する方向に締め付けることで前記第１補強板材を前記第１山形鋼材の内側隅部に圧接させかつ前記第２補強板材を前記第２山形鋼材の内側隅部に圧接させる第１の締め付け用ボルト・ナットと、前記第２の固定金具の他端と前記第５の固定金具の他端をそれぞれ対向配置するとともに当該両他端を互いに接近する方向に締め付けることで前記第１補強板材を前記第１山形鋼材の内側隅部に圧接させる第２の締め付け用ボルト・ナットと、前記第４の固定金具の他端と前記第６の固定金具の他端をそれぞれ対向配置するとともに当該両他端を互いに接近する方向に締め付けることで前記第２補強板材を前記第２山形鋼材の内側隅部に圧接させる第３の締め付け用ボルト・ナットとを有することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の既設鉄骨構造物の補強装置において、前記第１〜第３の固定用ボルト・ナットは、締め付け用のナットのほかに該締め付け用のナットの緩みを防止するロックナットを備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の既設鉄骨構造物の補強装置において、前記第１〜第３の締め付け用ボルト・ナットは、締め付け用のナットのほかに該締め付け用のナットの緩みを防止するロックナットを備えることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の既設鉄骨構造物の補強装置において、前記第１〜第６の固定金具は、これら固定金具の剛性を増大するための補強用リブを有することを特徴とする。

本発明に係る既設鉄骨構造物の補強装置によれば、既存の鉄骨構造物を構成するパラレル型山形鋼集成体に何らの加工を施すことなく、かつ最小限の材料を利用して既存のパラレル型山形鋼集成体を容易かつ確実に補強することができ、併せて、補強に要する作業時間を短縮できるとともに補強工事の低コスト化が可能になる。

本発明に係る補強装置を工場建屋のノコギリ屋根を構成する既設の鉄骨構造物であるトラス構造物に適用した場合の一例を示す一部の概略側面図である。図１のＡ部の拡大平面図である。図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係る補強装置により既存のパラレル型山形鋼集成体を補強した状態を示す要部の拡大斜視図である。

以下、本発明に係る既設鉄骨構造物の補強装置の実施の形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
例えば、工場建屋のノコギリ屋根を構成する鉄骨構造物（トラス構造物）１０は、図１に示すように、水平材１１と、この水平材１１に対して所定の角度斜め上方に向け傾斜して対向配置された傾斜材１２と、水平材１１と傾斜材１２との間を水平材１１及び傾斜材１２の長さ方向に間隔をおいて複数箇所で結合する垂直材１３と、垂直材１３で区切られた水平材１１と傾斜材１２との間に対角線状に配置して両者を結合する筋がい材１４とから構成されている。また、各垂直材１３の両端及び各筋がい材１４の両端は、水平材１１及び傾斜材１２に設けられたガセットプレート１５、１６を介して水平材１１と傾斜材１２に結合されている。

上記ノコギリ屋根用の鉄骨構造物１０のうち、少なくとも水平材１１がパラレル型山形鋼集成体２０から構成されている。かかるパラレル型山形鋼集成体２０からなる水平材１１は、図２〜図４に示すように、長さ方向と直交する横断面形状がＬ字状を呈する等辺山形鋼からなる第１山形鋼材２１と、同様に長さ方向と直交する横断面形状がＬ字状を呈する等辺山形鋼からなる第２山形鋼材２２を、その一方の辺２１ａと２２ａ同士が互いに近接して平行に配列されるように組合わせることで構成される。そして、第１山形鋼材２１と第２山形鋼材２２とは、両者の相対向する一方の辺２１ａと２２ａとの間に形成された隙間に第１山形鋼材２１及び第２山形鋼材２２の長さ方向に沿い一定の間隔で介在された複数の結合部材２３により一体化されている。

なお、本実施の形態では、水平材１１のみがパラレル型山形鋼集成体から構成されている場合について説明したが、これに限らず、傾斜材１２、垂直材１３及び筋がい材１４をパラレル型山形鋼集成体から構成してもよい。また、ノコギリ屋根用の鉄骨構造物を構成する鋼材は、パラレル型山形鋼集成体と平鋼、ＣＴ鋼、チャネル鋼等の型鋼を併用することも可能である。

パラレル型山形鋼集成体２０を補強する補強装置は、図２〜図４に示すように、第１山形鋼材２１に用いられる第１補強板材３１と、第２山形鋼材２２に用いられる第２補強板材３２と、第１乃至第３の締め付け用ボルト・ナット５１〜５３で締め付けることにより第１〜第６の固定金具４２〜４７に対しパラレル型山形鋼集成体２０の軸心に向け移動する締め付け力を作用させて第１補強板材３１と第１山形鋼材２１、及び第２補強板材３２と第２山形鋼材２２とをそれぞれ一体化する複数の固定機構４０を備えて構成される。

第１補強板材３１は、図２〜図４に示すように、第１山形鋼材２１の辺２１ａ及び辺２１ｂの幅より大きい幅で、かつ第１山形鋼材２１と略同一の長さを有する平鋼からなり、この平鋼からなる第１補強板材３１の幅方向の一端縁が第１山形鋼材２１の内側隅部に当接しかつ両方の辺２１ａと辺２１ｂが形成する開口部の角度が二分される中間に位置するようにして第１山形鋼材２１の長さ方向の全長に亘り延在して配置されている。また、第１補強板材３１の幅方向の他端縁寄りには、固定機構４０を装着するためのボルト挿通穴が第１補強板材３１の長さ方向に沿い一定の間隔（例えば５００ｍｍ）で形成されている。

第２補強板材３２は、図２〜図４に示すように、第２山形鋼材２２の辺２２ａ及び辺２２ｂの幅より大きい幅で、かつ第２山形鋼材２２と略同一の長さを有する平鋼からなり、この平鋼からなる第２補強板材３２の幅方向の一端縁が第２山形鋼材２２の内側隅部に当接しかつ両方の辺２２ａと辺２２ｂが形成する開口部の角度が二分される中間に位置するようにして第２山形鋼材２２の長さ方向の全長に亘り延在して配置されている。また、第２補強板材３２の幅方向の他端縁寄りには、固定機構４０を装着するためのボルト挿通穴が第１補強板材３１の長さ方向に沿い一定の間隔（例えば５００ｍｍ）で形成されている。

固定機構４０は、図２〜図４に示すように、第１または第２山形鋼材２１、２２の各辺の幅の略２倍に相当する長さを有する鋼材からなる短冊状の支持板材４１、第１及び第２の固定金具４２、４３、第３及び第４の固定金具４４、４５、第５及び第６の固定金具４６、４７、第１の固定用ボルト・ナット４８、第２の固定用ボルト・ナット４９、第３の固定用ボルト・ナット５０、及び第１の締め付け用ボルト・ナット５１と、第２の締め付け用ボルト・ナット５２、第３の締め付け用ボルト・ナット５３とを備える。
なお、第１の固定金具４２と第３の固定金具４４は同一形状に加工され、第２の固定金具４３と第４の固定金具４５は同一形状に加工され、また、第５の固定金具４６と第６の固定金具４７は同一形状に加工されている。

支持板材４１は、図２〜図４に示すように、第１山形鋼材２１の一方の辺２１ａと第２山形鋼材２２の一方の辺２２ａとの間に形成された隙間を貫通して第１及び第２山形鋼材２１、２２の長さ方向と直交する方向に延在するように配置される。

第１の固定金具４２は、第１山形鋼材２１の一方の辺２１ａと第２山形鋼材２２の一方の辺２２ａ間の隙間から外側へ突出する支持板材４１の先端部と第１山形鋼材２１の開口部の外側へ突出する第１補強板材３１の幅方向の一方の先端部との間に差し渡し状態に配置されるもので、この第１の固定金具４２は、それ自体の剛性を増大するための補強用リブ４２１を有している。また、第２の固定金具４３は、第１山形鋼材２１の開口部から外側へ突出する第１補強板材３１の幅方向の一方の先端部と、後述する第５の固定金具４６の他端部と間に差し渡し状態に配置されるものであり、この第２の固定金具４３は、それ自体の剛性を増大するための補強用リブ４３１を有している。

上述のように配置された第１の固定金具４２の一端と第２の固定金具４３の一端は、それぞれ第１山形鋼材２１から外側へ突出する第１補強板材３１の幅方向の一方の先端部に該先端部を両面から挟持するように対向配置され、そして、これらを貫通する複数の第１の固定用ボルト・ナット４８により第１補強板材３１の先端部に一体に固定されている。また、この第１の固定用ボルト・ナット４８は、締め付け用のナット４８ａのほかに該締め付け用のナットの緩みを防止するロックナット４８ｂを備えている。

第３の固定金具４４は、第１山形鋼材２１の一方の辺２１ａと第２山形鋼材２２の一方の辺２２ａ間の隙間から外方へ突出する支持板材４１の先端部と第２山形鋼材２２の開口部から外側に突出する第２補強板材３２の幅方向の一方の先端部との間に差し渡し状態に配置されるものであり、この第３の固定金具４４は、それ自体の剛性を増大するための補強用リブ４４１を有している。また、第４の固定金具４５は、第２山形鋼材２２の開口部の外側に突出する第２補強板材３２の幅方向の一方の先端部と、後述する第６の固定金具４７の他端部と間に差し渡し状態に配置されるものであり、この第４の固定金具４５は、それ自体の剛性を増大するための補強用リブ４５１を有している。

上述のように配置された第３の固定金具４４の一端と第４の固定金具４５の一端は、それぞれ第２山形鋼材２２から外側へ突出する第２補強板材３２の幅方向の一方の先端部を両面から挟持するように対向配置され、これらを貫通する複数の第２の固定用ボルト・ナット４９により第２補強板材３２の幅方向の一方の先端部に一体に固定されている。また、この第２の固定用ボルト・ナット４９は、締め付け用のナット４９ａのほかに該締め付け用のナットの緩みを防止するロックナット４９ｂを備えている。

第５の固定金具４６は、第１山形鋼材２１の一方の辺２１ａと第２山形鋼材２２の一方の辺２２ａ間の隙間から第１及び第２山形鋼材２１、２２の他方の辺２１ｂ、２２ｂの外側へ突出する支持板材４１の先端部と第２の固定金具４３の他端部との間に差し渡し状態に配置され、かつ、この第５の固定金具４６は第２山形鋼材２２の他方の辺２２ｂの外表面に当接するように構成されている。さらに、第５の固定金具４６は、それ自体の剛性を増大するための補強用リブ４６１を有している。また、第１山形鋼材２１の一方の辺２１ａと第２山形鋼材２２の一方の辺２２ａ間の隙間から第１及び第２山形鋼材２１、２２の他方の辺２１ｂ、２２ｂの外側へ突出する支持板材４１の先端部と第４の固定金具４５の他端部との間に差し渡し状態に配置され、かつ、この第６の固定金具４７は第２山形鋼材２２の他方の辺２２ｂの外表面に当接するように構成されている。さらに、この第６の固定金具４７は、それ自体の剛性を増大するための補強用リブ４７１を有している。

上述のように配置された第５の固定金具４６の一端と第２の固定金具４３の一端は、それぞれ第１山形鋼材２１の一方の辺２１ａと第２山形鋼材２２の一方の辺２２ａ間の隙間から第１及び第２山形鋼材２１、２２の他方の辺２１ｂ、２２ｂの外側へ突出する支持板材４１の先端部に該先端部を両面から挟持するように対向配置され、これらを貫通する複数の第３の固定用ボルト・ナット５０により支持板材４１の先端部に一体に固定されている。また、この第３の固定用ボルト・ナット５０は、締め付け用のナット５０ａのほかに該締め付け用のナットの緩みを防止するロックナット５０ｂを備えている。

第１乃至第３の締め付け用ボルト・ナット５１、５２、５３は、第１乃至第６の固定金具４２〜４７を介して第１補強板材３１に第１山形鋼材２１の内側隅部への押圧力を付与し、かつ第２補強板材３２に第２山形鋼材２２の内側隅部への押圧力を付与して第１補強板材３１と第１山形鋼材２１及び第２補強板材３２と第２山形鋼材２２とを一体化して第１山形鋼材２１と第２山形鋼材２２とを組み合わせてなるパラレル型山形鋼集成体２０を補強し、その曲げ及び座屈強度を高めるためのものである。

これを実現するために本実施の形態においては、図２及び図３に示すように、第１山形鋼材２１の一方の辺２１ａと第２山形鋼材２２の一方の辺２２ａ間の隙間から外側へ突出する支持板材４１の先端部の両面に第１の固定金具４２の他端及び第３の固定金具４４の他端が隙間を介して相対向配置されており、これら相対向する第１の固定金具４２の他端及び第３の固定金具４４の他端と支持板材４１の先端部に軸線を一致して形成された複数のボルト穴に第１の締め付け用ボルト・ナット５１を挿通し、この第１の締め付け用ボルト・ナット５１により、第１及び第３の固定金具４３と４４の両方の他端を互いに接近する方向に締め付けることで、第１補強板材３１の幅方向の一端縁が第１山形鋼材２１の内側隅部に圧接されように、かつ第２補強板材３２の幅方向の一端縁が第２山形鋼材２２の内側隅部に圧接されるように構成されている。
第１の締め付け用ボルト・ナット５１は、締め付け用のナット５１ａのほかに該締め付け用のナットの緩みを防止するロックナット５１ｂを備えている。

また、図３に示すように、第２の固定金具４３の他端と第５の固定金具４６の他端が隙間を介して相対向配置されており、これら相対向する第２の固定金具４３の他端及び第５の固定金具４６の他端に軸線を一致して形成された複数のボルト穴に第２の締め付け用ボルト・ナット５２を挿通し、この第２の締め付け用ボルト・ナット５２により、第２及び第５の固定金具４３と４６の両方の他端を互いに接近する方向に締め付け締め付けることで、第１補強板材３１の幅方向の一端縁が第１山形鋼材２１の内側隅部に圧接されるように構成されている。
第２の締め付け用ボルト・ナット５２は、締め付け用のナット５２ａのほかに該締め付け用のナットの緩みを防止するロックナット５２ｂを備えている。

また、図３に示すように、第４の固定金具４５の他端と第６の固定金具４７の他端は隙間を介して相対向配置されており、これら相対向する第４の固定金具４５の他端と第６の固定金具４７の他端に軸線を一致して形成された複数のボルト穴に第３の締め付け用ボルト・ナット５３を挿通し、この第３の締め付け用ボルト・ナット５３により、第４及び第６の固定金具４５と４７の両方の他端を互いに接近する方向に締め付け締め付けることで、第２補強板材３２の幅方向の一端縁が第２山形鋼材２２の内側隅部に圧接されるように構成されている。
第３の締め付け用ボルト・ナット５３は、締め付け用のナット５３ａのほかに該締め付け用のナットの緩みを防止するロックナット５３ｂを備えている。

次に、上記のように構成された補強装置を用いて、鉄骨構造物（トラス構造物）を構成する既存のパラレル型山形鋼集成体２０を補強する場合の施行手順の一例について説明する。
まず、工場等において、第１補強板材３１の幅方向の一端に、第１補強板材３１の長さ方向に沿い一定の間隔（例えば５００ｍｍ）で形成された各ボルト挿通穴の箇所に、固定機構４０を構成する第１及び第２の固定金具４２、４３の一端を第１の固定用ボルト・ナット４８により、図２及び図４に示すような状態に仮組付けしておく。同様にして、第２補強板材３２の幅方向の一端に、第２補強板材３２の長さ方向に沿いに一定の間隔（例えば５００ｍｍ）で形成された各ボルト挿通穴の箇所に、固定機構４０を構成する第３及び第４の固定金具４４、４５の一端を第２の固定用ボルト・ナット４９により、図２及び図４に示すような状態に仮組付けしておく。さらに、固定機構４０を構成する支持板材４１の一方の端部に、固定機構４０を構成する第５及び第６の固定金具４６、４７の一端を第３の固定用ボルト・ナット５０により、図２及び図４に示すような状態に仮組付けしておく。

次に、上述のように仮組付けされた第１及び第２補強板材３１、３２及び支持板材４１を、補強を要する鉄骨構造物の設置現場に運び込む。次いで、第１補強板材３１の幅方向の一端縁が第１山形鋼材２１の内側隅部に当接されるようにして第１補強板材３１を第１山形鋼材２１に組み込んで、図３に示す状態に仮止めする。さらに、第２補強板材３２の幅方向の一端縁が第２山形鋼材２２の内側隅部に当接されるようにして第２補強板材３２を第２山形鋼材２２に組み込んで、図３に示す状態に仮止めする。また、第５及び第６の固定金具４６、４７が仮組付けされていない支持板材４１の他方の端部を、第１及び第２山形鋼材２１、２２の他方の辺２１ｂ、２２ｂ側から、第５及び第６の固定金具４６、４７が第１及び第２山形鋼材２１、２２の他方の辺２１ｂ、２２ｂに当接されるまで、第１及び第２山形鋼材２１、２２の一方の辺２１ａ、２２ａで形成された隙間に差し込み、その差し込み端部を第１及び第２の固定金具４２、４３の一端間に突出させる。

次に、第１及び第３の固定金具４２、４４の各他端及び支持板材４１の先端部に軸線を一致して形成されたボルト穴に第１の締め付け用ボルト・ナット５１を挿通し、この第１の締め付け用ボルト・ナット５１を締め付け方向に操作して仮止めする。さらに、相対向して配置された第２及び第５の固定金具４３、４６の各他端に軸線を一致して形成されたボルト穴に第２の締め付け用ボルト・ナット５２を挿通し、この第２の締め付け用ボルト・ナット５２を締め付け方向に操作して仮止めする。同様にして、相対向して配置された第４及び第６の固定金具４５、４７の各他端に軸線を一致して形成されたボルト穴に第３の締め付け用ボルト・ナット５３を挿通し、この第３の締め付け用ボルト・ナット５３を締め付け方向に操作して仮止めする。

しかる後、第１山形鋼材２１に対する第１補強板材２１の配置位置及び姿勢が第１山形鋼材３１の開口部の角度を二分する中間位置に保持されているかを確認し、さらに第２山形鋼材２２に対する第２補強板材３２の配置位置及び姿勢が第２山形鋼材２１の開口部の角度を二分する中間位置に保持されているかを確認する。そして確認されたならば、第１乃至第３の締め付け用ボルト・ナット５１〜５３をそれぞれ本締め操作する。かかる状態が確認されたならば、第１〜第３の固定用ボルト・ナット５１〜５３を本締めする。

すなわち、第１の固定用ボルト・ナット５１を本締めすることにより、第１及び第２の固定金具４２と４３の一端を第１補強板材３１の幅方向の一方の先端部に一体に固定する。さらに、第２の固定用ボルト・ナット５２を本締めすることにより、第３及び第４の固定金具４４と４５の一端を第２補強板材３２の幅方向の一方の先端部に一体に固定する。また、第３の固定用ボルト・ナット５３を本締めすることにより、第５及び第６の固定金具４６と４７の一端を支持板材４１一方の先端部に一体に固定する。その後、第１乃至第３の締め付け用ボルト・ナット５１〜５３をそれぞれ本締めする。

第１の締め付け用ボルト・ナット５１の締め付け用ナット５１ａが本締めされることにより、第１及び第３の固定金具４３の両他端が互いに接近する方向に締め付けられるとともに、第２の締め付け用ボルト・ナット５２の締め付け用ナット５２ａが本締めされることにより、第２及び第５の固定金具４６の両他端が互いに接近する方向に締め付けられる。これにより、第１補強板材３１の幅方向の一端縁が第１山形鋼材２１の内側隅部に強力に圧接され、第１補強板材３１と第１山形鋼材２１が一体化されることになる。またさらに、第１の締め付け用ボルト・ナット５１の締め付け用ナット５１ａが本締めされることにより、第１及び第３の固定金具４３の両他端が互いに接近する方向に締め付けられるとともに、第３の締め付け用ボルト・ナット５３の締め付け用ナット５３ａが本締めされることにより、第４の固定金具４５の他端と第６の固定金具４７の他端が互いに接近する方向に締め付けられる。これにより、第２補強板材３２の幅方向の一端縁が第２山形鋼材２２の内側隅部に強力に圧接され、第２補強板材３２と第２山形鋼材２２が一体化されることになる。

そして、第１の締め付け用ボルト・ナット５１が本締めされた後は、ロックナット５１ｂを締め付けて第１の締め付け用ボルト・ナット５１の緩みを防止する。また、第２の締め付け用ボルト・ナット５２が本締めされた後は、ロックナット５２ｂを締め付けて第２の締め付け用ボルト・ナット５２の緩みを防止する。さらに、第３の締め付け用ボルト・ナット５３が本締めされた後は、ロックナット５３ｂを締め付けて第３の締め付け用ボルト・ナット５３の緩みを防止する。

このように構成された本実施の形態に示す既設鉄骨構造物の補強装置によれば、第１及び第２山形鋼材２１、２２を、その一方の辺同士が互いに近接して平行に配列されるように組合わせてなるパラレル型山形鋼集成体２０を用いて鉄骨構造物１０を構成したので、パラレル型山形鋼集成体２０を構成する第１山形鋼材２１の第１補強板材３１及び第２山形鋼材２２の第２補強板材３２に市販の平鋼を使用することができるとともに、パラレル型山形鋼集成体２０の外周囲を取り巻くように互いに連結して配置された第１〜第６の固定金具４２〜４７の周方向の三箇所に設けられた第１乃至第３の締め付け用ボルト・ナット５１〜５３で締め付けることにより、第１乃至第６の固定金具４２〜４７に対しクロス型山形鋼集成体２０の軸心に向け移動する締め付け力を作用させる構成にしたので、第１補強板材３１の幅方向の一端縁を第１山形鋼材２１の内側隅部に強力に圧接させて第１山形鋼材２１と第１補強板材３１を一体化でき、さらに第２補強板材３２の幅方向の一端縁を第２山形鋼材２２の内側隅部に強力に圧接させて第２山形鋼材２２と第２補強板材３２を一体化できる。これに伴い、鉄骨構造物を構成する既存のクロス型山形鋼集成体２０に何らの加工を施すことなく、かつ最小限の材料を利用して既存のクロス型山形鋼集成体を容易かつ確実に補強することができるほか、補強施行時の固定用部品の取り扱いや管理が容易で、かつ簡素化でき、併せて、補強に要する作業時間を短縮できるとともに補強工事の低コスト化が可能になる。
因みに、パラレル型山形鋼集成体２０の曲げ強度及び座屈強度を、従来のパラレル型山形鋼集成体に比較して、１．５倍から２倍程度まで向上することが確認されている。

上記のように構成された本実施の形態に示す既設鉄骨構造物の補強装置によれば、パラレル型山形鋼集成体２０を構成する第１山形鋼材２１の第１補強板材３１及び第２山形鋼材２２の第２補強板材３２に市販の平鋼を使用することができるとともに、互いに連結された第１乃至第６の固定金具４２〜４７を三箇所に設けた第１乃至第３の締め付け用ボルト・ナット５１〜５３で締め付けることにより、第１乃至第６の固定金具４２〜４７を連結してなる輪郭が縮小されるようにすることで、既存の鉄骨構造物を構成するパラレル型山形鋼集成体２０に何らの加工を施すことなく、かつ最小限の材料を利用して既存のパラレル型山形鋼集成体を容易かつ確実に補強することができるほか、補強施行時の固定用部品の取り扱いや管理が容易で、かつ簡素化でき、併せて、補強に要する作業時間を短縮できるとともに補強工事の低コスト化が可能になる。

また、本発明によれば、第１〜第３の固定用ボルト・ナット４８〜５０及び第１〜第３の締め付け用ボルト・ナット５１〜５３は、それぞれロックナットを備えているので、本締めされた第１〜第の固定用ボルト・ナット及び第１〜第の締め付け用ボルト・ナットの緩みを防止でき、既存の山形鋼材の補強状態を安定して維持することができる。

また、本発明によれば、固定機構４０を構成する第１〜第６の固定金具４２〜４７は補強用リブを有しているため、各固定金具の剛性が向上し、固定機構による補強板材と山形鋼材との一体化を、より強固にできる。

なお、本発明に係る鉄骨構造物の補強装置は、上記実施の形態に示す工場建屋のノコギリ屋根を構成するトラス構造物に限らず、プラットトラス、トラス柱、トラス梁などを構成するパラレル型山形鋼集成体にも適用でいることは勿論であり、特許請求の範囲に記載した要件を逸脱しない範囲において種々変更することは勿論である。また、本発明におけるパラレル型山形鋼集成体は、上記実施の形態に示すような等辺山形鋼から構成されたものに限らず、不等辺山形鋼から構成されたものであってもよい。また、パラレル型山形鋼集成体２０を補強する場合の施行手順は、上記実施の形態で述べた方法に限定されず、作業現場の環境及び状況に応じて種々変更される。

１０…鉄骨構造物（トラス構造物）
２０…パラレル型山形鋼集成体
２１…第１山形鋼材
２２…第２山形鋼材
３１…第１補強板材
３２…第２補強板材
４０…固定機構
４１…支持板材
４２…第１の固定金具
４３…第２の固定金具
４４…第３の固定金具
４５…第４の固定金具
４６…第５の固定金具
４７…第６の固定金具
４８…第１の固定用ボルト・ナット
４９…第２の固定用ボルト・ナット
５０…第３の固定用ボルト・ナット
５１…第１の締め付け用ボルト・ナット
５２…第２の締め付け用ボルト・ナット
５３…第３の締め付け用ボルト・ナット

Claims

第１山形鋼材と第２山形鋼材とを、当該両山形鋼材の一方の辺同士が互いに近接して平行に配列されるように組合わせてなるパラレル型山形鋼集成体を用いて構成される既設鉄骨構造物の補強装置であって、
前記第１山形鋼材の両辺の幅より大きい幅を有し、該幅方向の一端縁が前記第１山形鋼材の内側隅部に当接しかつ前記両辺が形成する開口部の角度が二分される中間に位置するようにして前記第１山形鋼材の長さ方向の全長に亘り延在して配置された第１補強板材と、
前記第２山形鋼材の両辺の幅より大きい幅を有し、該幅方向の一端縁が前記第２山形鋼材の内側隅部に当接しかつ前記両辺が形成する開口部の角度が二分される中間に位置するようにして前記第２山形鋼材の長さ方向の全長に亘り延在して配置された第２補強板材と、
前記第１及び第２山形鋼材の長さ方向の複数箇所で前記第１補強板材を前記第１山形鋼材に一体に固定しかつ前記第２補強板材を前記第２山形鋼材に一体に固定する複数の固定機構とを備え、
前記固定機構は、
前記第１及び第２山形鋼材の一方の辺同士間に形成された隙間を貫通して前記第１及び第２山形鋼材の長さ方向と直交する方向に延在するように配置された支持板材と、
前記第１山形鋼材の外側へ突出する前記第１補強板材の先端部に第１の固定用ボルト・ナットにより一端がそれぞれ固定された第１及び第２の固定金具と、
前記第２山形鋼材の外側へ突出する前記第２補強板材の先端部に第２の固定用ボルト・ナットにより一端がそれぞれ固定された第３及び第４の固定金具と、
前記第１及び第２山形鋼材の他方の辺同士間に形成された隙間から外側へ突出する前記支持板材の先端部に第３の固定用ボルト・ナットにより一端がそれぞれ固定された第５及び第６の固定金具と、
前記第１及び第２山形鋼材の一方の辺同士間に形成された隙間から外側へ突出する前記支持板材の先端部の両面に前記第１の固定金具の他端及び前記第３の固定金具の他端をそれぞれ対向配置するとともに当該両他端が互いに接近する方向に締め付けることで前記第１補強板材を前記第１山形鋼材の内側隅部に圧接させかつ前記第２補強板材を前記第２山形鋼材の内側隅部に圧接させる第１の締め付け用ボルト・ナットと、
前記第２の固定金具の他端と前記第５の固定金具の他端をそれぞれ対向配置するとともに当該両他端を互いに接近する方向に締め付けることで前記第１補強板材を前記第１山形鋼材の内側隅部に圧接させる第２の締め付け用ボルト・ナットと、
前記第４の固定金具の他端と前記第６の固定金具の他端をそれぞれ対向配置するとともに当該両他端を互いに接近する方向に締め付けることで前記第２補強板材を前記第２山形鋼材の内側隅部に圧接させる第３の締め付け用ボルト・ナットとを有する、
ことを特徴とする既設鉄骨構造物の補強装置。
前記第１〜第３の固定用ボルト・ナットは、締め付け用のナットのほかに該締め付け用のナットの緩みを防止するロックナットを備えることを特徴とする請求項１記載の既設鉄骨構造物の補強装置。
前記第１〜第３の締め付け用ボルト・ナットは、締め付け用のナットのほかに該締め付け用のナットの緩みを防止するロックナットを備えることを特徴とする請求項１または２記載の既設鉄骨構造物の補強装置。
前記第１〜第６の固定金具は、これら固定金具の剛性を増大するための補強用リブを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の既設鉄骨構造物の補強装置。