JP6340181B2 - Reinforcing structure for steel perforated members - Google Patents
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本発明は、鉄骨有孔部材の補強構造に関する。 The present invention relates to a reinforcing structure for a steel perforated member.
ウェブ部に貫通孔が形成された鉄骨有孔梁の補強構造としては、貫通孔の上下に補強プレートをそれぞれ配置し、各補強プレートの上下の端部をウェブ部に接合したものが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 As a reinforcement structure of a steel perforated beam with a through hole formed in the web part, a structure in which reinforcing plates are respectively arranged above and below the through hole and the upper and lower ends of each reinforcing plate are joined to the web part is known. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
ところで、例えば、鉄骨部材のウェブ部に形成される貫通孔が大きくなると、貫通孔とフランジ部との間の補強プレートの設置スペースが狭くなり、補強プレートの端部がフランジ部に近接する。この場合、フランジ部が障害となって補強プレートの端部をウェブ部に接合し難くなる可能性がある。 By the way, for example, when the through hole formed in the web portion of the steel member becomes large, the installation space for the reinforcing plate between the through hole and the flange portion becomes narrow, and the end portion of the reinforcing plate comes close to the flange portion. In this case, there is a possibility that the flange portion becomes an obstacle and it becomes difficult to join the end portion of the reinforcing plate to the web portion.
本発明は、上記の事実を考慮し、鉄骨部材に対する補強プレートの接合作業の作業性を向上することを目的とする。 In consideration of the above-described facts, an object of the present invention is to improve the workability of joining a reinforcing plate to a steel member.
第1態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造は、貫通孔が形成されたウェブ部と、前記ウェブ部の端部に設けられたフランジ部と、を有する鉄骨部材と、前記貫通孔よりも前記フランジ部側で前記ウェブ部と前記フランジ部とに亘って配置され、前記ウェブ部及び前記フランジ部にそれぞれ接合された補強プレートと、を備えている。 The reinforcing structure of the steel perforated member according to the first aspect includes a steel member having a web portion in which a through hole is formed, and a flange portion provided at an end portion of the web portion, and more than the through hole. A reinforcing plate disposed on the flange portion side across the web portion and the flange portion and joined to the web portion and the flange portion, respectively.
第1態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造によれば、補強プレートは、貫通孔よりもフランジ部側でウェブ部とフランジ部とに亘って配置され、ウェブ部及びフランジ部にそれぞれ接合される。したがって、補強プレートの上下の端部をウェブ部に接合する従来技術(例えば、特許文献1,2参照)のように、フランジ部が障害とならないため、補強プレートを鉄骨部材に容易に接合することができる。 According to the reinforcing structure for a steel perforated member according to the first aspect , the reinforcing plate is disposed across the web portion and the flange portion on the flange portion side of the through hole, and is joined to the web portion and the flange portion, respectively. . Therefore, unlike the prior art for joining the upper and lower end portions of the reinforcing plate to the web portion (for example, see Patent Documents 1 and 2), the flange portion does not become an obstacle, so the reinforcing plate can be easily joined to the steel member. Can do.
第2態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造は、第1態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造において、前記補強プレートが、長手方向を前記鉄骨部材の材軸方向として配置されると共に、長手方向に沿った両端部が前記ウェブ部及び前記フランジ部にそれぞれ溶接されている。 A reinforcing structure for a steel perforated member according to a second aspect is the reinforcing structure for a steel perforated member according to the first aspect , wherein the reinforcing plate is disposed with the longitudinal direction as the material axis direction of the steel member, and Both end portions along the direction are welded to the web portion and the flange portion, respectively.
第2態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造によれば、補強プレートの長手方向に沿った両端部をウェブ部及びフランジ部にそれぞれ溶接することにより、ウェブ部に作用するせん断力に対して補強プレートが全断面で抵抗可能になる。したがって、ウェブ部に対するせん断補強効果が向上する。 According to the reinforcing structure of the steel perforated member according to the second aspect , both ends along the longitudinal direction of the reinforcing plate are welded to the web portion and the flange portion, respectively, thereby reinforcing the shear force acting on the web portion. The plate can be resisted in all sections. Therefore, the shear reinforcement effect with respect to a web part improves.
第3態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造は、第2態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造において、前記補強プレートは、前記ウェブ部に対して傾斜し、前記両端部と前記ウェブ部及び前記フランジ部の少なくとも一方との間に溶接用の開先を形成する傾斜プレートである。 A reinforcing structure for a steel perforated member according to a third aspect is the reinforcing structure for a steel perforated member according to the second aspect , wherein the reinforcing plate is inclined with respect to the web portion, the both end portions, the web portion, It is an inclined plate which forms the groove for welding between at least one of the said flange parts.
第3態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造によれば、ウェブ部に対して傾斜プレートを傾斜させることにより、傾斜プレートの端部を加工せずに、当該端部とウェブ部またはフランジ部との間に溶接用の開先を形成することができる。したがって、傾斜プレートの加工コストを削減しつつ、溶接強度を高めることができる。 According to the reinforcing structure of the steel perforated member according to the third aspect , by tilting the inclined plate with respect to the web portion, the end portion and the web portion or the flange portion are processed without processing the end portion of the inclined plate. A welding groove can be formed between the two. Therefore, the welding strength can be increased while reducing the processing cost of the inclined plate.
また、ウェブ部、フランジ部、及び傾斜プレートによって閉断面が形成される。したがって、傾斜プレートによる補強部近傍のフランジ部の曲げ耐力が向上する。 Further, a closed section is formed by the web portion, the flange portion, and the inclined plate. Therefore, the bending strength of the flange part near the reinforcement part by the inclined plate is improved.
第4態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造は、第2態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造において、前記補強プレートは、前記両端部の端面が前記ウェブ部及び前記フランジ部にそれぞれ突き当てられたL型プレートである。 The reinforcing structure for a steel perforated member according to a fourth aspect is the reinforcing structure for a steel perforated member according to the second aspect, in which the end surface of the both end portions abuts against the web portion and the flange portion, respectively. L-shaped plate.
第4態様に係る鉄骨有孔部材の補強構造によれば、L型プレートは、その両端部の端面がウェブ部及びフランジ部にそれぞれ突き当てられた状態で配置される。これにより、例えば、L型プレートの両端部をウェブ部及びフランジ部に隅肉溶接等により容易に接合することができる。 According to the reinforcing structure for a steel perforated member according to the fourth aspect , the L-shaped plate is arranged in a state in which the end surfaces of both end portions thereof are abutted against the web portion and the flange portion, respectively. Thereby, for example, both end portions of the L-shaped plate can be easily joined to the web portion and the flange portion by fillet welding or the like.
また、ウェブ部、フランジ部、及びL型プレートによって閉断面が形成される。したがって、L型プレートによる補強部近傍のフランジ部の曲げ耐力が向上する。 Further, a closed section is formed by the web portion, the flange portion, and the L-shaped plate. Therefore, the bending strength of the flange part near the reinforcement part by the L-shaped plate is improved.
以上説明したように、本発明に係る鉄骨有孔部材の補強構造によれば、鉄骨部材に対する補強プレートの接合作業の作業性を向上することができる。 As described above, according to the reinforcing structure for a steel perforated member according to the present invention, it is possible to improve the workability of joining the reinforcing plate to the steel member.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る鉄骨有孔部材の補強構造について説明する。 Hereinafter, a reinforcing structure for a steel perforated member according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本実施形態に係る鉄骨有孔部材の補強構造10が適用された鉄骨梁12が示されている。鉄骨梁12は、柱14と図示しない他の柱との間に架設されている。なお、柱14は、角形鋼管、円形鋼管、H形鋼等の鉄骨部材で形成されているが、RCやCFT等で形成しても良い。
FIG. 1 shows a
鉄骨梁12はH形鋼で形成されており、ウェブ部12Aと、ウェブ部12Aの上下の端部に設けられた一対のフランジ部12B,12Cとを有している。一対のフランジ部12B,12Cは、上下方向に対向すると共にウェブ部12Aを介して互いに接続されている。なお、ウェブ部12Aとフランジ部12B,12Cとは、互いに略直交している。
The
ウェブ部12Aには、円形状の貫通孔16が形成されている。この貫通孔16は、例えば、設備配管や設備配線が敷設される設備用の孔とされており、鉄骨梁12の材軸方向(矢印X方向)の端部に形成されている。なお、貫通孔16は、円形状に限らず、楕円形状や多角形状でも良い。また、貫通孔16は、鉄骨梁12の材軸方向の中間部等に形成しても良い。さらに、貫通孔16は、上下に偏心していても良い。
A circular through
貫通孔16の上下には、一対の傾斜プレート20が配置されている。なお、一対の傾斜プレート20は同じ構成であるため、以下、貫通孔16の下側に配置された傾斜プレート20について説明する。
A pair of
補強プレートの一例としての傾斜プレート20は、断面積が全長に亘って略一定とされたフラットバー(平鋼板)で形成されており、長手方向を鉄骨梁12の材軸方向(以下、「梁材軸方向」ともいう)として配置されている。また、傾斜プレート20の長手方向の両端部20Aは、貫通孔16よりも梁材軸方向の両側へそれぞれ延出している。
The
図2に示されるように、傾斜プレート20は、ウェブ部12Aの厚さ方向の両側に設けられている。下側の傾斜プレート20は、貫通孔16よりもフランジ部12C側で、ウェブ部12Aとフランジ部12Cとに亘って配置されている。換言すると、図3に示されるように、傾斜プレート20は、ウェブ部12Aとフランジ部12Cとの隅部18を跨ぎ、ウェブ部12Aとフランジ部12Cとに架け渡されている。
As shown in FIG. 2, the
傾斜プレート20は、ウェブ部12Aに対して傾斜した状態で配置されており、傾斜プレート20の長手方向に沿った上下の端部20U,20Lがウェブ部12A及びフランジ部12Cにそれぞれ溶接されている。
The
より具体的には、傾斜プレート20の長手方向に沿った上端部(一端部)20Uの端面とウェブ部12Aとの間には、溶接用の開先22が形成されている。これと同様に、傾斜プレート20の長手方向に沿った下端部(他端部)20Lの端面とフランジ部12Cとの間には、溶接用の開先24が形成されている。これらの開先22,24を用いて、傾斜プレート20の上端部20U及び下端部20Lがウェブ部12A及びフランジ部12Cに連続または断続溶接されている。
More specifically, a
なお、ウェブ部12Aに対する傾斜プレート20の傾斜角度θは、開先22,24を形成する観点からは45度付近が望ましい。一方、ウェブ部12Aを補強する観点からは、傾斜角度θは45度以下が望ましい。
The inclination angle θ of the
次に、本実施形態に係る鉄骨有孔部材の補強構造の作用について説明する。 Next, the effect | action of the reinforcement structure of the steel perforated member which concerns on this embodiment is demonstrated.
先ず、本実施形態に作用をより明確にするために、比較例に係る補強プレート100について説明する。図4に示されるように、比較例に係る補強プレート100は、ウェブ部12Aに重ね合わされた状態でその上端部100U及び下端部100Lがウェブ部12Aに溶接される。
First, in order to clarify the operation of the present embodiment, the reinforcing
ここで、ウェブ部12Aに形成される貫通孔16が大きくなると、貫通孔16とフランジ部12Cとの間の補強プレート100の設置スペースが狭くなり、補強プレート100の下端部100Lがフランジ部12Cに近接する。この場合、例えば、溶接トーチ(溶接ガン)102によって補強プレート100の下端部100Lをウェブ部12Aに溶接する際に、フランジ部12Cが障害となって溶接トーチ102を補強プレート100の下端部100Lに突き当てることが難しく、溶接作業に手間がかかる。
Here, when the
これに対して本実施形態では、図3に示されるように、傾斜プレート20は、貫通孔16よりもフランジ部12C側でウェブ部12Aとフランジ部12Cとに亘って配置されており、その上端部20Uがウェブ部12Aに溶接される一方で、その下端部20Lがフランジ部12Cに溶接される。そのため、前述した比較例に係る補強プレート100のように、フランジ部12Cが溶接トーチ102(図4参照)の障害となることがない。したがって、傾斜プレート20を鉄骨梁12に容易に接合することができる。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
また、傾斜プレート20をウェブ部12A及びフランジ部12Cにそれぞれ接合することにより、地震時にウェブ部12Aに作用するせん断力に対して傾斜プレート20が抵抗可能なる。したがって、比較例に係る補強プレート100と同様の補強効果を得ることができる。
Further, by joining the
このように本実施形態に係る鉄骨有孔部材の補強構造10によれば、貫通孔16によって断面欠損されたウェブ部12Aを補強しつつ、鉄骨梁12に対する傾斜プレート20の接合作業の作業性を向上することができる。なお、説明を省略するが、貫通孔16の上側に配置された傾斜プレート20についても同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the steel perforated
また、傾斜プレート20をその上端部20U及び下端部20Lに沿ってウェブ部12A及びフランジ部12Cにそれぞれ溶接することにより、ウェブ部12Aに作用するせん断力に対して傾斜プレート20が全断面で抵抗可能になる。したがって、ウェブ部12Aに対するせん断補強効果が向上する。
In addition, by welding the
さらに、ウェブ部12Aに対して傾斜プレート20を傾斜させることにより、傾斜プレートの上端部20U及び下端部20Lを加工せずに、上端部20Uとウェブ部12Aとの間、及び下端部20Lとフランジ部12Cとの間に溶接用の開先22,24をそれぞれ形成することができる。したがって、傾斜プレート20の加工コストを削減しつつ、溶接強度を高めることができる。
Furthermore, by inclining the
しかも、本実施形態では、ウェブ部12A、フランジ部12C、及び傾斜プレート20によって閉断面が形成される。したがって、傾斜プレート20による補強部近傍のフランジ部12C(または梁断面全体)の曲げ耐力が向上する。
Moreover, in the present embodiment, a closed section is formed by the
なお、本実施形態では、傾斜プレート20の上端部20U及び下端部20Lとウェブ部12A及びフランジ部12Cとの間に溶接用の開先22,24をそれぞれ形成した例を示したが、これに限らない。例えば、傾斜プレート20の上端部20U及び下端部20Lの少なくとも一方を斜めに切り取り、その端面をウェブ部12Aまたはフランジ部12Cに突き当てて隅肉溶接等により接合しても良い。
In addition, in this embodiment, although the groove |
次に、上記実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of the above embodiment will be described.
上記実施形態では、傾斜プレート20によって鉄骨梁12を補強した例を示したが、これに限らない。補強プレートとしては、例えば、図5に示されるように、L型プレート30を用いても良い。具体的には、L型プレート30は、断面L字状の鋼板で形成されており、ウェブ部12Aとフランジ部12Cとに亘るように配置されている。このL型プレート30の長手方向に沿った両端部30U,30Lの端面は、ウェブ部12A及びフランジ部12Cにそれぞれ突き当てられており、隅肉溶接等によってウェブ部12A及びフランジ部12Cにそれぞれ溶接されている。
In the said embodiment, although the example which reinforced the
このようにL型プレート30をウェブ部12A及びフランジ部12Cにそれぞれ接合することにより、上記実施形態と比較して、ウェブ部12Aとフランジ部12Cとがより一体化されるため、L型プレート30による補強部近傍のフランジ部12C(または梁断面全体)の曲げ耐力が向上する。
したがって、L型プレート30の設置数等を減らすことができる。
By joining the L-shaped
Therefore, the number of L-shaped
また、図6に示されるように、補強プレートとしては、湾曲プレート40を用いても良い。湾曲プレート40は、例えば、円筒管(丸形鋼管)を4つに分割したものであり、断面円弧状に形成されている。この湾曲プレート40の長手方向に沿った両端部40U,40Lの端面は、ウェブ部12A及びフランジ部12Cにそれぞれ突き当てられており、隅肉溶接等によってウェブ部12A及びフランジ部12Cにそれぞれ溶接されている。このような湾曲プレート40によっても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 6, a
また、上記実施形態では、傾斜プレート20をウェブ部12A及びフランジ部12Cにそれぞれ溶接した例を示したが、これに限らない。傾斜プレート20は、例えば、エポキシ樹脂系の接着剤等でウェブ部12A及びフランジ部12Cにそれぞれ接着しても良い。
Moreover, although the example which welded the
また、上記実施形態では、貫通孔16の上下方向の両側に傾斜プレート20を設けた例を示したが、これに限らない。傾斜プレート20は、貫通孔16の上下方向の少なくとも一方側に設けることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the example which provided the
また、上記実施形態では、ウェブ部12Aの厚さ方向の両側に傾斜プレート20を設けた例を示したが、これに限らない。傾斜プレート20は、ウェブ部12Aの厚さ方向の少なくとも一方側に設けることができる。
Moreover, although the example which provided the
また、上記実施形態では、鉄骨梁12の端部に形成された貫通孔16を傾斜プレート20で補強した例を示したが、これに限らない。例えば、鉄骨梁12の材軸方向の中間部に形成された貫通孔を傾斜プレート20等で補強しても良い。また、ブラケット工法におけるブラケットのウェブ部に形成された貫通孔を傾斜プレート20等で補強しても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the example which reinforced the through-
さらに、上記実施形態では、鉄骨梁12をH形鋼で形成した例を示したが、これに限らない。鉄骨梁は、ウェブ部と、ウェブ部の端部に設けられた少なくとも一つのフランジ部とを有していれば良く、例えば、I形鋼やC形鋼、T形鋼、L形鋼等で形成しても良い。また、鉄骨梁は、上下のフランジ部を互いに対向する2枚のウェブ部で接続したダブルウェブ型の形鋼や、断面箱状のボックス形鋼等で形成しても良い。
Furthermore, in the said embodiment, although the example which formed the
さらにまた、上記実施形態に係る鉄骨有孔部材の補強構造10は、鉄骨梁12に限らず、鉄骨部材としての鉄骨柱にも適用可能である。この場合、例えば、図2を鉄骨柱の断面と捉えれば良い。なお、鉄骨柱では、材軸方向が上下方向となる。
Furthermore, the steel perforated
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention was described, the present invention is not limited to such an embodiment, and one embodiment and various modifications may be used in combination as appropriate, and the gist of the present invention will be described. Of course, various embodiments can be implemented without departing from the scope.
10 鉄骨有孔部材の補強構造
12 鉄骨梁
12A ウェブ部
12B フランジ部
12C フランジ部
16 貫通孔
20 傾斜プレート(補強プレート)
20U 上端部(長手方向に沿った端部)
20L 下端部(長手方向に沿った端部)
22 開先
24 開先
30 L型プレート(補強プレート)
30U 端部(長手方向に沿った端部)
30L 端部(長手方向に沿った端部)
40 湾曲プレート(補強プレート)
40U 端部(長手方向に沿った端部)
40L 端部(長手方向に沿った端部)
DESCRIPTION OF
20U upper end (end along the longitudinal direction)
20L lower end (end along the longitudinal direction)
22
30U end (end along the longitudinal direction)
30L end (end along the longitudinal direction)
40 Curved plate (reinforcement plate)
40U end (end along the longitudinal direction)
40L end (end along the longitudinal direction)
Claims (4)
前記貫通孔よりも前記フランジ部側で前記ウェブ部と前記フランジ部とに亘って配置され、前記ウェブ部及び前記フランジ部に溶接又は接着剤でそれぞれ接合された補強プレートと、
を備えた鉄骨有孔部材の補強構造。 A steel member having a web part in which a through hole is formed avoiding the joint part, and a flange part provided at an end of the web part,
A reinforcing plate that is disposed across the web portion and the flange portion on the flange portion side of the through-hole, and is joined to the web portion and the flange portion by welding or an adhesive, respectively;
A steel perforated member reinforcement structure comprising:
請求項1に記載の鉄骨有孔部材の補強構造。 The reinforcing plate is disposed with the longitudinal direction as the material axis direction of the steel member, and both end portions along the longitudinal direction are welded to the web portion and the flange portion, respectively.
The reinforcing structure for a steel perforated member according to claim 1.
請求項2に記載の鉄骨有孔部材の補強構造。 The reinforcing plate is an inclined plate that is inclined with respect to the web portion and forms a welding groove between the both end portions and at least one of the web portion and the flange portion.
The reinforcing structure for a steel perforated member according to claim 2.
請求項2に記載の鉄骨有孔部材の補強構造。 The reinforcing plate is an L-shaped plate in which end surfaces of the both ends are abutted against the web portion and the flange portion, respectively.
The reinforcing structure for a steel perforated member according to claim 2.
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