JP6529068B2

JP6529068B2 - 建造物における無溶接補強構造

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Publication number: JP6529068B2
Application number: JP2015032362A
Authority: JP
Inventors: 順一茂木
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 2015-02-21
Filing date: 2015-02-21
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-02-21
Also published as: JP2016153582A

Description

本発明は、建造物における無溶接補強構造に関するものであり、詳しくは、鉄骨造建物等において溶接を行うことなく、既設の柱梁接合部に対してブレース材を取り付けることが可能な補強構造に関するものである。

建造物（例えば、鉄骨建造物）における耐震補強工法として、鉄骨ブレース工法が一般的である。鉄骨ブレース工法では、通常の場合、既存の柱梁接合部に対して現場溶接でガセットプレートを取り付け、このガセットプレートにブレース材をボルト接合することにより、地震時に発生する水平力に抵抗することができる。

ところで、建造物に対して耐震補強工事を行うには、鉄骨等にガセットプレートを取り付けるため、現場溶接作業を行う必要がある。このような現場溶接作業では火花が飛び散って火災が発生する危険性があり、十分な注意と対策を施した上で作業を行っていた。しかし、既設の鉄骨建造物（例えば、工場）は、耐震補強工事を行う際にも稼働中であることが多い。また、可燃性物質を扱っている工場では、火気取扱注意または火気厳禁の措置が採られているため、現場における溶接作業を実施できない場合もある。さらに、現場における溶接作業は、作業環境によっては施工精度に与える影響が大きい。

このため、現場溶接作業を必要としないで耐震補強構造を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術は、柱材と梁材と補強材を有する骨組構造において、補強材の一端又は両端を、柱材又は梁材に設けられた接合部に取り付ける。そして、接合部は、補強材を連結するガセットプレートと、剥離防止手段とを備えている。ガセットプレートは、その一部が柱材又は梁材に接着されている。また、剥離防止手段は、ガセットプレートと対向プレートによって柱材又は梁材を挟持するとともに、ガセットプレートと対向プレートをボルト連結することで、ガセットプレートの剥離を防止し得るとしている。

特開２０１３−１７７７９７号公報

しかし、特許文献１に記載された技術は、柱材や梁材を一対の鋼板で挟み込んでボルト止めするとともに、少なくとも一方の鋼板に対して、予めガセットプレートを溶接した構造となっている。このため、ボルトに取り付けるナットを締め付けすぎた場合、鋼板の剛性が低いと鋼板が撓み、鋼板と柱材や梁材との間に隙間が生じるおそれがある。鋼板と柱材や梁材との間に隙間が生じると、両者の接着面積が狭くなり、設計通りの接着強度を保てないおそれがある。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、現場における溶接作業を必要とせず、簡易でありながら施工精度が高い建造物における無溶接補強構造を提供することを目的とする。

本発明の建造物における無溶接補強構造は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の建造物における無溶接補強構造は、柱材または梁材にブレース材を取り付けて耐震補強を行うための構造であって、柱材または梁材の対向する外側面にそれぞれ当接するとともに、当該柱材または梁材を挟み込む一対の鋼板と、一対の鋼板を柱材または梁材に固定する複数の固定部材と、鋼板の少なくとも一方に予め溶接されたガセットプレートと、ガセットプレートに取り付けるブレース材とを備えている。

鋼板の一側に、柱材または梁材よりも外側へ延長した接合部を設ける。そして、柱材または梁材の外部に接合部を存在させるスペースを確保できない箇所がある場合に、柱材または梁材の外部に接合部を存在させるスペースを確保できない箇所では、鋼板の接合部を設けていない側を当該柱材または梁材の外部に位置させて、当該柱材または梁材を貫通するように固定部材を掛け渡す。一方、柱材または梁材の外部に接合部を存在させるスペースを確保できる箇所では、当該柱材または梁材の外部に一対の鋼板の接合部を設けた側を位置させて、一対の鋼板の接合部の間であって、当該柱材または梁材の外部に位置するように固定部材を掛け渡す。

また、鋼板に加わる引張力及び圧縮力に抵抗する補剛プレートを備えた構成とすることが可能である。

本発明の建造物における無溶接補強構造によれば、一対の鋼板により柱材または梁材を挟み込み、一対の鋼板の間に固定部材を掛け渡して一対の鋼板を柱材または梁材に固定する構造とし、予め鋼板にガセットプレートを溶接しておくことにより、現場における溶接作業を行う必要がなくなる。このため、現に稼働中の工場等や、火気取扱注意または火気厳禁の工場等の建造物であっても、安全に作業を行うことができる。

また、一対の鋼板を固定部材で柱材または梁材に固定するという簡単な作業で耐震補強を行うことができるので、作業効率が向上し、工期の短縮及び工費の削減を図ることができる。

また、柱材または梁材よりも外側へ延長して設けた接合部を有する鋼板を用いて、固定部材を一対の鋼板の接合部の間に掛け渡すことにより、一対の鋼板を柱材または梁材に固定する構造の場合には、鋼板に加わる引張力及び圧縮力に抵抗する補剛プレートを備えているため鋼板の剛性が高まり、鋼板と柱材や梁材との間に隙間が生じることがない。

また、柱材または梁材を貫通する位置に固定部材を掛け渡す構造とした場合には、鋼板の面積を小さくすることができるため、ブレース材や固定部材を取り付けるスペースに制約がある場合であっても、補強構造を構築することができる。

本発明の実施形態に係る建造物における無溶接補強構造（角型鋼管タイプ／実施例１）を示す斜視図。本発明の実施形態に係る建造物における無溶接補強構造（Ｈ形鋼タイプ／実施例１）を示す斜視図。本発明の実施形態に係る建造物における無溶接補強構造（ラチス材タイプ／実施例１）を示す斜視図。本発明の実施形態に係る建造物における無溶接補強構造（角型鋼管タイプ／実施例２）を示す斜視図。本発明の実施形態に係る建造物における無溶接補強構造（Ｈ形鋼タイプ／実施例２）を示す斜視図。本発明の実施形態に係る建造物における無溶接補強構造（ラチス材タイプ／実施例２）を示す斜視図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１〜図６は本発明の実施形態に係る建造物における無溶接補強構造を説明するもので、図１〜図３は実施例１に係る無溶接補強構造であり、図４〜図６は実施例２に係る無溶接補強構造である。

＜基本構成＞
本発明の実施形態に係る建造物における無溶接補強構造は、図１〜図６に示すように、柱材または梁材（以下、取付対象部材６０という）にブレース材４０を取り付けて耐震補強を行うための構造であって、取付対象部材６０の対向する外側面にそれぞれ当接するとともに、当該取付対象部材６０を挟み込む一対の鋼板１０と、当該一対の鋼板１０の間に掛け渡して、取付対象部材６０に固定する固定部材２０と、鋼板１０の少なくとも一方に予め溶接されたガセットプレート３０と、ガセットプレート３０に取り付けるブレース材４０とを備えている。

図１〜図３に示す実施例１では、取付対象部材６０よりも外側へ延長して設けた接合部１１を有する鋼板１０を使用し、固定部材２０を一対の鋼板１０の接合部１１の間に掛け渡すことにより、一対の鋼板１０を取付対象部材６０に固定する。また、図４〜図６に示す実施例２では、取付対象部材６０を貫通する位置に固定部材２０を掛け渡して、一対の鋼板１０を取付対象部材６０に固定する。このため、実施例２の取付対象部材６０には、取付ボルト３１を貫通するための開口（図示せず）を設けてある。なお、図６に示すラチス材タイプの場合には、ラチス材を避けて取付ボルト３１を貫通することができれば、開口を設ける必要はない。

＜鋼板＞
鋼板１０は２枚一組となっており、図１〜図６に示すように、取付対象部材６０の対向する外側面にそれぞれ当接して、当該取付対象部材６０を挟み込むための部材である。鋼板１０には、固定部材２０を構成するボルト２１を挿通するためのボルト挿通孔１２を複数箇所に設けてある。このボルト挿通孔１２は、一対の鋼板１０を取付対象部材６０に固定する際に、ボルト２１を一連に挿通可能な位置に設けられている。また、実施例１の鋼板１０は、図１〜図３に示すように、取付対象部材６０よりも外側へ向かって接合部１１を延長して設けてある。実施例１の場合には、この接合部１１にボルト挿通孔１２を設けて固定部材２０を取り付ける。

＜固定部材＞
固定部材２０は、鋼板１０を取付対象部材６０に固定するための部材であり、図１〜６に示すように、ボルト２１及びナット２２からなる。なお、ボルト２１及びナット２２を用いるのではなく、ネジ棒の両端部にナット２２をネジ着けるようにしてもよい。

鋼板１０を取付対象部材６０に固定するには、一対の鋼板１０で取付対象部材６０を挟み込み、対向するボルト挿通孔１２の位置を一連に合わせるとともに、対向するボルト挿通孔１２にボルト２１を一連に挿通し、ボルト２１の先端部にナット２２をネジ着ける。この際、ナット２２と取付対象部材６０との間にワッシャや同等の機能を有する部材（図示せず）を介在させてもよい。なお、実施例２では、対向するボルト挿通孔１２の位置と、取付対象部材６０に設けた開口（図示せず）の位置とを一連に合わせて、ボルト２１を挿通する。

＜固定部材の取付位置＞
固定部材２０の取付位置は、実施例１と実施例２とで異なっている。すなわち、実施例１は、図１〜図３に示すように、鋼板１０に接合部１１を設けてあり、固定部材２０を一対の鋼板１０の接合部１１の間に掛け渡すことにより、固定部材２０が取付対象部材６０の外側に位置するようになっている。一方、実施例２は、図４〜図６に示すように、固定部材２０を取付対象部材６０を貫通する位置に掛け渡すことにより、固定部材２０が取付対象部材６０の内側に位置するようになっている。

＜ガセットプレート＞
ガセットプレート３０は、図１〜図６に示すように、ブレース材４０を取り付けるための部材で、鋼板１０の少なくとも一方に、予め溶接されている。ブレース材４０を溶接する位置は、鋼板１０の外側面である。ガセットプレート３０には、ブレース材４０を固定するための複数の取付ボルト挿通孔（図示せず）を設けてある。

＜補剛プレート＞
補剛プレート５０は、鋼板１０に加わる引張力及び圧縮力に抵抗するための部材であり、固定部材２０が取付対象部材６０の外側に位置する実施例１において、補剛プレート５０を設けている。この補剛プレート５０は、鋼板１０の固定態様に応じて設けられる部材であり、例えば、鋼板１０の外側面から突出して設けてもよいし、鋼板１０の内側面から突出して設けてもよいし、これら双方に設けてもよい。

また、図示しないが、鋼板１０とガセットプレート３０との間に、補剛プレート５０を掛け渡して設けてもよい。なお、補剛プレート５０は、鋼板１０に溶接することにより鋼板１０と一体に形成してもよいし、板状の鋼板１０の両側部を折り曲げることにより、鋼板１０と一体に形成してもよい。また、補剛プレート５０の形状、大きさ、厚さ、数、取付位置等は限定されず、鋼板１０の剛性を高めることができるように設ければよい。

＜ブレース材＞
ブレース材４０は、柱材と梁材との間に掛け渡す斜材であり、材質、太さ、形状等は、施工対象条件に合わせて適宜設定することができる。ブレース材４０の端部には、ガセットプレート３０に設けた取付ボルト挿通孔（図示せず）に対向する位置に開口（図示せず）を設けてある。そして、ガセットプレート３０に設けた取付ボルト挿通孔（図示せず）とブレース材４０に設けた開口（図示せず）とに一連に取付ボルト３１を挿通し、取付ボルト３１の先端部にナット（図示せず）をネジ着けることにより、ブレース材４０をガセットプレート３０に取り付けることができる。

＜角型鋼管タイプ＞
図１及び図４を参照して、本発明の無溶接補強構造を角型鋼管タイプからなる取付対象部材６０に適用した例を説明する。角型鋼管タイプは、図１及び図４に示すように、角型鋼管からなる取付対象部材６０を一対の鋼板１０で挟み込むとともに、固定部材２０を用いて取付対象部材６０に鋼板１０を固定する。そして、予めガセットプレート３０を溶接した鋼板１０にブレース材４０を取り付けるようになっている。

図１に示す実施例１では、取付対象部材６０の外側に固定部材２０を位置させ、図４に示す実施例２では、取付対象部材６０を貫通するように固定部材２０を位置させる。また、実施例１では、鋼板１０の剛性を確保するために、補剛プレート５０を鋼板１０の外側面から突出して設けてある。なお、鋼板１０の取り付け位置において、取付対象部材６０の外側面をショットブラスト等により目粗しておくことが好ましい。これにより、鋼板１０と取付対象部材６０の外周面との間における摩擦力を増加させて、取付対象部材６０に対して鋼板１０を強固に固定することができる。

＜Ｈ形鋼タイプ＞
図２及び図５を参照して、本発明の無溶接補強構造をＨ形鋼からなる取付対象部材６０に適用した例を説明する。Ｈ形鋼タイプは、図２及び図５に示すように、Ｈ形鋼からなる取付対象部材６０を一対の鋼板１０で挟み込むとともに、固定部材２０を用いて取付対象部材６０に鋼板１０を固定する。そして、予めガセットプレート３０を溶接した鋼板１０にブレース材４０を取り付けるようになっている。

図２に示す実施例１では、取付対象部材６０の外側に固定部材２０を位置させ、図５に示す実施例２では、取付対象部材６０を貫通するように固定部材２０を位置させる。また、実施例１では、鋼板１０の剛性を確保するために、補剛プレート５０を鋼板１０の内側面から突出して設けてある。すなわち、図２に示すように、補剛プレート５０は、Ｈ形鋼のフランジ及びウェブにより形成される凹部内に突出して設けてある。このように、Ｈ形鋼タイプでは、補剛プレート５０を取付対象部材６０（Ｈ形鋼）の内側へ位置させることにより、取付対象部材６０（Ｈ形鋼）の周囲に余分な突出物がなくなる。

＜ラチス材タイプ＞
図３及び図６を参照して、本発明の無溶接補強構造をラチス材タイプからなる取付対象部材６０に適用した例を説明する。ラチス材タイプは、図３及び図６に示すように、ラチス材からなる取付対象部材６０を一対の鋼板１０で挟み込むとともに、固定部材２０を用いて取付対象部材６０に鋼板１０を固定する。そして、予めガセットプレート３０を溶接した鋼板１０にブレース材４０を取り付けるようになっている。

図３に示す実施例１では、取付対象部材６０の外側に固定部材２０を位置させ、図６に示す実施例２では、取付対象部材６０を貫通するように固定部材２０を位置させる。また、実施例１では、鋼板１０の剛性を確保するために、補剛プレート５０を鋼板１０の外側面から突出して設けてある。

＜固定部材の取付位置＞
上述したように、実施例１では固定部材２０が取付対象部材６０の外側に位置し、実施例２では、固定部材２０が取付対象部材６０を貫通しているが、これらの構造を組み合わせることもできる。例えば、取付対象部材６０が壁際に寄っており、取付対象部材６０の一側（壁側）には十分なスペースがないが、他側には十分なスペースがある場合には、実施例１における固定部材２０の取付位置と、実施例２における固定部材２０の取付位置の双方を併用することが可能である。

すなわち、取付対象部材６０の周囲に十分なスペースがない箇所が存在する場合に、スペースを確保できない側（例えば、壁側）では、取付対象部材６０を貫通するように固定部材２０を位置させ、スペースを確保できる側では取付対象部材６０の外側に固定部材２０を位置させる。なお、このような構造の場合、鋼板１０の剛性を十分に確保することができれば、補剛プレート５０を必要としない。

＜施工手順＞
本発明の無溶接補強構造では、予め、鋼板１０にガセットプレート３０を溶接しておくとともに、ガセットプレート３０に取付ボルト挿通孔（図示せず）を設けておく。さらに、鋼板１０の剛性を確保する必要がある場合、例えば、固定部材２０を取付対象部材６０の外側に位置させて取り付ける場合には、鋼板１０に補剛プレート５０を設けておく。上述したように、補剛プレート５０を設ける位置は、取付対象部材６０の構造に応じて適宜設定する。

そして、一対の鋼板１０を取付対象部材６０の外側面にそれぞれ当接させて、取付対象部材６０を挟み込み、一連となったボルト挿通孔１２にボルト２１を挿通し、ボルト２１の先端部にワッシャや同等の機能を有する部材（図示せず）を介してナット２２をネジ着けることにより、取付対象部材６０に鋼板１０を固定する。さらに、ガセットプレート３０にブレース材４０を取り付けることにより無溶接補強構造を構築する。

１０鋼板
１１接合部
１２ボルト挿通孔
２０固定部材
２１ボルト
２２ナット
３０ガセットプレート
３１取付ボルト
４０ブレース材
５０補剛プレート
６０取付対象部材

Claims

柱材または梁材にブレース材を取り付けて耐震補強を行うための構造であって、
前記柱材または梁材の対向する外側面にそれぞれ当接するとともに、当該柱材または梁材を挟み込む一対の鋼板と、
前記一対の鋼板を前記柱材または梁材に固定する複数の固定部材と、
前記鋼板の少なくとも一方に予め溶接されたガセットプレートと、
前記ガセットプレートに取り付けるブレース材と、
を備え、
前記鋼板の一側に、前記柱材または梁材よりも外側へ延長した接合部を設け、
前記柱材または梁材の外部に前記接合部を存在させるスペースを確保できない箇所がある場合に、前記柱材または梁材の外部に前記接合部を存在させるスペースを確保できない箇所では、前記鋼板の接合部を設けていない側を当該柱材または梁材の外部に位置させて、当該柱材または梁材を貫通するように固定部材を掛け渡し、前記柱材または梁材の外部に前記接合部を存在させるスペースを確保できる箇所では、当該柱材または梁材の外部に前記一対の鋼板の接合部を設けた側を位置させて、前記一対の鋼板の接合部の間であって、当該柱材または梁材の外部に位置するように固定部材を掛け渡す、
ことを特徴とする建造物における無溶接補強構造。
前記鋼板に加わる引張力及び圧縮力に抵抗する補剛プレートを備えたことを特徴とする請求項１に記載の建造物における無溶接補強構造。