JP6589922B2 - 梁の補強構造および梁の補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｈ形鋼からなる梁を補強する、梁の補強構造および梁の補強工法に関する。

鋼構造物におけるＨ形鋼の梁は、通常大地震に対して塑性化することを許容し、地震エネルギーの吸収を期待した設計がなされる。梁端部、すなわち梁の柱との接合部付近においては、せん断力に加えて曲げモーメントが作用し、大きな応力が作用する。一般には、梁を構成するＨ形鋼のフランジおよびウェブそれぞれの幅厚比（フランジ幅／フランジ板厚、ウェブ高さ／ウェブ板厚）が小さくなるよう設計することで、早期に局部座屈およびせん断座屈が発生するのを防止し、地震によって梁端部に生じる繰返し応力に対して十分な塑性変形性能、すなわちエネルギー吸収能力を担保している。

梁に主として要求される構造特性として、上記の塑性変形性能のほかに曲げ剛性が挙げられる。すなわち、地震力に対して過度に骨組が変形しないようにするために、梁には一定の曲げ剛性を確保することが求められる。梁を構成するＨ形鋼のウェブ板厚が曲げ剛性に及ぼす影響は小さい。したがって、曲げ剛性確保の観点では、Ｈ形鋼のウェブの板厚を大きくする、すなわちＨ形鋼のウェブの幅厚比（ウェブ高さ／ウェブ板厚）を小さくすることは、非経済的といえる。

そこで、Ｈ形鋼のウェブの板厚は小さくして鋼材量を抑える一方、Ｈ形鋼のウェブに補強を施して早期の座屈発生を防止して良好な塑性変形性能を確保する方法が、特許文献１〜特許文献４などで提案されている。

特許文献１は、柱外周に突出したダイアフラムを有する柱梁接合部を対象とし、平板による鋼板を梁側面（フランジ端面）に接触させて設置し、鋼板（補剛プレート）と梁のフランジおよびダイアフラムを溶接接合したものである。鋼板とフランジとの溶接について、特許文献１では全周溶接されるか片面のみ溶接されるかなどの詳細が明示されていない。いずれにしても、建設現場で下フランジと鋼板とを溶接することを考えると、下フランジ外面（ウェブがない側の面）と溶接する場合には上向き溶接となり、施工難度の高い溶接姿勢となる。また、下フランジ内面（ウェブがある側の面）と鋼板とを溶接する場合には、ウェブと下フランジと鋼板で囲まれた狭い領域で視野の狭い箇所の溶接作業となることから、施工性に難がある。

特許文献２は、梁のフランジとウェブで囲まれた領域に、プレキャストコンクリート部材を設置し、ウェブとボルトで固定したものである。ボルトで固定するためにあらかじめウェブにはボルト孔を設ける必要があり、施工性に難がある。

特許文献３は、Ｃ字形等のチャンネル材を用いてウェブを補強する工法であり、該チャンネル材とウェブは、チャンネル材が取りつかない側よりウェブを貫通するようにチャンネル材とねじ留め等されており、施工性には難がある。また、この工法は鋼製住宅用建材に適用することを想定したもので、通常の重量鉄骨による鋼構造物には適用が困難である。

特許文献４は、梁のフランジの降伏強度とウェブの降伏強度とが異なる溶接組立Ｈ形鋼に適用される梁のウェブの補強方法であり、寸法の規定された鋼板が梁材軸方向が長手方向となるように梁のウェブと溶接接合されたものである。鋼板を梁ウェブと接合する場合、適切に応力を伝達し座屈を拘束するためには、全周を溶接する必要があると考えられ、溶接施工工数が多くなり、また、上向き溶接も必要になるため、施工性に難がある。

また、梁のウェブには、設備配管を通すために円形の貫通孔が複数設けられることがある。前述のように、梁端付近における梁のウェブはせん断力に加えて曲げモーメントを受けることから、貫通孔部に作用する応力がその耐力を上回る場合も多い。

このような場合には、例えば、円形の孔を設けた鋼板をウェブに溶接して貫通孔部を補強する。また、特許文献５〜特許文献７のようにリング状の鋼製部材を貫通孔部に取り付けて補強することも提案されている。

円形の孔を設けた鋼板によって貫通孔部を補強する場合、貫通孔全周にわたり溶接して梁ウェブと一体化される。そして、該鋼板によって補強する場合、その鋼板に適切にせん断力と曲げモーメントを負担させるためには、さらに鋼板の外周をウェブと溶接接合する必要があり、溶接施工工数が多くなり、また、上向き溶接も必要になるため、施工性に難がある。

また、特許文献５〜特許文献７のリング状の鋼製部材は、貫通孔部への設置方法を工夫して簡略化することで、施工負荷の低減が図られている。しかしながら、そのリング状の鋼製部材の形状は複雑であり、より容易に補強できることが求められている。

特開２００１−２８８８２３号公報 特開平８−４９３４９号公報 特開２０１２−２５５２９８号公報 特開２０１５−１０５５４３号公報 特開２００８−２４８６１７号公報 特開２０１２−１２７９８号公報 特開２０１０−２８５８１９号公報

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、容易に施工することができＨ形鋼からなる梁を補強することができる梁の補強構造および梁の補強工法を提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決するために検討した結果、Ｈ形鋼からなる梁に、補強鋼板を、補強鋼板の表面がＨ形鋼の上フランジの端部に溶接されると共に補強鋼板の端部がＨ形鋼の下フランジの内面に溶接されるようにして接合したものとすることにより、下向き溶接で容易に施工することができＨ形鋼のウェブを補強することができる梁の補強構造となることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は以上のような知見に基づいてなされたものであり、要旨は以下のとおりである。

［１］ Ｈ形鋼からなる梁と、前記Ｈ形鋼に接合された補強鋼板とを有し、
前記補強鋼板は、前記補強鋼板の表面が前記Ｈ形鋼の上フランジの端部に溶接されていると共に、前記補強鋼板の端部が前記Ｈ形鋼の下フランジの内面に溶接されていることを特徴とする梁の補強構造。

［２］ 前記補強鋼板は、互いに平行な平行部と、該平行部の一端部同士を繋ぐ中間部とを有し、
前記補強鋼板は、前記補強鋼板の前記互いに平行な平行部のうち一方の平行部の表面が前記Ｈ形鋼の上フランジの端部に溶接されていると共に、前記補強鋼板の前記互いに平行な平行部のうちもう一方の平行部の端部が前記Ｈ形鋼の下フランジの内面に溶接されていることを特徴とする上記［１］に記載の梁の補強構造。

［３］ 前記補強鋼板は、前記互いに平行な平行部のうち一方の平行部と前記中間部との境界、および、もう一方の前記平行部と前記中間部との境界で、屈曲していることを特徴とする上記［２］に記載の梁の補強構造。

［４］ 前記平行部と前記中間部とのなす角がそれぞれ鈍角であることを特徴とする上記［３］に記載の梁の補強構造。

［５］ 前記補強鋼板は、前記Ｈ形鋼の上フランジの外面よりも外側に突出しているか、または、前記補強鋼板の端部が前記Ｈ形鋼の上フランジの外面と略同一の高さに位置していることを特徴とする上記［１］〜［４］のいずれか一つに記載の梁の補強構造。

［６］ 前記Ｈ形鋼は、ウェブを板厚方向に貫通する貫通孔を有し、
前記補強鋼板は、板厚方向に貫通する貫通孔を有し、
前記補強鋼板は、前記Ｈ形鋼の貫通孔の位置と前記補強鋼板の貫通孔の位置とが重なるように溶接されていることを特徴とする上記［１］〜［５］のいずれか一つに記載の梁の補強構造。

［７］ 前記Ｈ形鋼は、下フランジの幅が上フランジの幅よりも大きいことを特徴とする上記［１］〜［６］のいずれか一つに記載の梁の補強構造。

［８］ 前記補強鋼板と前記Ｈ形鋼の上フランジとのなす角が略直角であり、
前記補強鋼板と前記Ｈ形鋼の下フランジとのなす角が略直角であることを特徴とする上記［１］〜［７］のいずれか一つに記載の梁の補強構造。

［９］ 前記補強鋼板は、前記Ｈ形鋼のウェブに対して斜めに設けられていることを特徴とする上記［１］〜［７］のいずれか一つに記載の梁の補強構造。

［１０］ Ｈ形鋼からなる梁に、補強鋼板を接合する梁の補強工法であって、
前記補強鋼板の表面を前記Ｈ形鋼の上フランジの端部に下向き溶接で接合すると共に、前記補強鋼板の端部を前記Ｈ形鋼の下フランジの内面に下向き溶接で接合することを特徴とする梁の補強工法。

本発明の梁の補強構造は、Ｈ形鋼からなる梁に補強鋼板を設置するに際して、施工難度の高い上向き溶接や横向き溶接が発生せず必要な溶接線はすべて下向き溶接で施工可能であるため、容易に施工することができる。そして、該補強構造は、上下のフランジに補強鋼板が接合されウェブが補強されているため、せん断耐力および曲げ耐力に優れる。また、１枚の補強鋼板を接合するために必要な溶接線も二線のみであり、施工負荷が小さい。さらに、補強鋼板が設置された梁の補強構造は、上フランジと下フランジとウェブで囲まれた空間が閉鎖された断面構造となるため、開断面である補強鋼板を設けないＨ形鋼の断面に比べて、捩り剛性が大きく向上し、構造性能向上に寄与することができる。さらに、２箇所以上で屈曲する構造を有する補強鋼板を用いることで、平板からなる補強鋼板を用いる場合と比べて、せん断断面積を大きく確保することができ、せん断耐力を大きくすることができる。また、貫通孔を有する補強鋼板を用いることで、ウェブに貫通孔を有するＨ形鋼の貫通孔を補強することもできる。

実施形態１の梁の補強構造の概要を説明する図である。 実施形態１の梁の補強構造の概要を示すＨ形鋼の幅方向の側面図である。 実施形態１のＨ形鋼と補強鋼板の概要を説明する図である。 実施形態１の梁の補強構造の概要を示す要部拡大側面図である。 開先を設けた場合の梁の補強構造の概要を示す要部拡大側面図である。 ウェブに貫通孔を設けた場合の梁の補強構造を説明する図である。 実施形態２の梁の補強構造の概要を示すＨ形鋼の幅方向の側面図である。 実施形態３の梁の補強構造の概要を示すＨ形鋼の幅方向の側面図である。

（実施形態１）
本発明の梁の補強構造を、図１〜図５を用いて説明する。図１は本発明の実施形態１の梁の補強構造の概要を説明する図であり、図１（ａ）は補強鋼板を接合する前のＨ形鋼の長さ方向の側面図であり、図１（ｂ）は補強鋼板を接合した後のＨ形鋼の長さ方向の側面図である。図２は、本発明の実施形態１の梁の補強構造の概要を示すＨ形鋼の幅方向の側面図であり、図２（ａ）は補強鋼板が上フランジの外面よりも外側に突出している態様を示す図であり、図２（ｂ）は補強鋼板の端部が上フランジの外面と同一の高さに位置している態様を示す図である。図３は、実施形態１のＨ形鋼と補強鋼板の概要を説明する図である。図４は、本発明の実施形態１の梁の補強構造の概要を示す要部拡大側面図であり、図４（ａ）は図２（ａ）の上フランジ側の溶接部近傍の拡大図であり、図４（ｂ）は図２（ａ）の下フランジ側の溶接部近傍の拡大図である。図５は、開先を設けた場合の梁の補強構造の概要を示す要部拡大側面図であり、図５（ａ）および図５（ｂ）はそれぞれ上フランジ側の溶接部近傍の拡大図であり、図５（ｃ）は下フランジ側の溶接部近傍の拡大図である。

図１に示すように、本発明の梁補強構造は、その一端部が柱１に固定されＨ形鋼２からなる梁を有する。本実施形態では、Ｈ形鋼２の上フランジ３、下フランジ４およびウェブ５が、ウェブ５が鉛直方向になるように接合部材５０および溶接により柱１に接合されている。また、本実施形態では、Ｈ形鋼２の上フランジ３の幅および下フランジ４の幅（いずれも図２におけるＹ方向の長さ）は同じである。

また、本発明の梁の補強構造は、Ｈ形鋼２に接合されＨ形鋼２のウェブ５を補強するための鋼板である補強鋼板１０を有する。そして、本発明においては、補強鋼板１０は、図１および図２に示すように、補強鋼板１０の表面１１がＨ形鋼２の上フランジ３の端部（端面）７に溶接されていると共に、補強鋼板１０の端部（端面）１２がＨ形鋼２の下フランジ４の内面８に溶接されている。なお、本実施形態においては、２枚の補強鋼板１０が、ウェブ５を挟んで左右対称になるように両側に１枚ずつＨ形鋼２に接合されている。

本実施形態においては、補強鋼板１０は、互いに平行な平行部１３、１４と、該平行部１３、１４の一端部同士を繋ぐ中間部１５とを有し、互いに平行な平行部１３、１４のうち一方の平行部１３と中間部１５との境界、および、もう一方の平行部１４と中間部１５との境界で、それぞれ屈曲している構造である。そして、図２および図３に示すように、平行部１３と中間部１５とのなす角θ１、および、平行部１４と中間部１５とのなす角θ２は、それぞれ９０°より大きく１８０°より小さい鈍角である。すなわち、本実施形態の補強鋼板１０は、平板を外側が平行になり形成される屈曲部の角度（平行部１３と中間部１５とのなす角、および、平行部１４と中間部１５とのなす角）θ１およびθ２が鈍角になるように２箇所（平行部１３と中間部１５との境界、および、平行部１４と中間部１５との境界）で折り曲げた構造であり、断面が稲妻状の構造である。図２および図３は、屈曲部の角度θ１およびθ２が同じ角度になるように折り曲げられた構造の例を示している。そして、補強鋼板１０は、補強鋼板１０の互いに平行な平行部１３、１４のうち一方の平行部１３の表面（補強鋼板１０の表面１１）がＨ形鋼２の上フランジ３の端部７に１本の溶接線Ｗ１で溶接されていると共に、補強鋼板１０の互いに平行な平行部のうちもう一方の平行部１４の端部（補強鋼板１０の端部１２）がＨ形鋼２の下フランジ４の内面８に１本の溶接線Ｗ２で溶接されており、これにより補強鋼板１０はＨ形鋼２に固定されている。本実施形態においては、補強鋼板１０は、下フランジ４側の平行部１４が、上フランジ３側の平行部１３よりも、内側（ウェブ５側）になるように配置されている。換言すると、補強鋼板１０の下フランジ４側の端部１２は、上フランジ３側の端部よりも、ウェブ５と近い位置に配置されている。また、本実施形態においては、補強鋼板１０とＨ形鋼２の上フランジ３とのなす角α１が直角であり、補強鋼板１０とＨ形鋼２の下フランジ４とのなす角α２が直角である。

このように補強鋼板１０が少なくとも特定の２箇所でＨ形鋼２に接合されている構造とすることで、建設現場で柱１にＨ形鋼２からなる梁を接合した後に補強鋼板１０をＨ形鋼２に溶接する場合であっても、上フランジ３の上側、および、下フランジ４の内面８の補強鋼板１０の外側（ウェブ５とは反対側）を溶接することで接合できるため、下向き溶接で補強鋼板１０をＨ形鋼２に接合することができる。したがって、補強鋼板１０をＨ形鋼２に接合する際に、上向き溶接や横向き溶接などの難易度の高い施工が不要となり、容易に施工することができる。そして、得られる梁の補強構造は、補強鋼板１０が上フランジ３および下フランジ４に接合されウェブ５が補強されているため、せん断耐力および曲げ耐力に優れる。このような本発明の梁の補強構造は、Ｈ形鋼のウェブの幅厚比（ウェブ高さ／ウェブ板厚）に依らずに効果を発揮することができるため、該ウェブの幅厚比が小さい場合であっても大きい場合であっても、上記効果を奏することができる。例えば、ウェブの幅厚比を小さくすることによりさらにエネルギー吸収能力（塑性変形性能）を大きくすることもでき、また、ウェブの幅厚比は大きくなるがウェブの板厚を小さくすることにより鋼材量を抑えコストを低減することも可能である。また、本発明は、上述したように、補強鋼板１０のＨ形鋼２への接合箇所を満たしていれば効果を発揮できるため、ウェブの板厚やフランジの板厚が大きいものや、フランジの幅やウェブの高さが大きいもの等の重いＨ形鋼による梁（鋼構造物）に適用することもできる。

また、１枚の補強鋼板１０をＨ形鋼２に溶接するために必要な溶接線Ｗ１、Ｗ２は２線のみであり、施工負荷が非常に小さい。

また、補強鋼板１０が設けられた梁の補強構造の断面は、図２等に示すように、上フランジ３と下フランジ４とウェブ５で囲まれた空間が閉鎖された断面構造となるため、開断面である補強鋼板１０を設けないＨ形鋼２の断面に比べて捩り剛性が大きく向上し、構造性能向上に大きく寄与することができる。

そして、本実施形態においては、補強鋼板１０として、互いに平行な平行部１３、１４と該平行部１３、１４の一端部同士を繋ぐ中間部１５とを有し鈍角で屈曲する構造の補強鋼板を用いているため、平板からなる補強鋼板１０を用いた場合と比べて、せん断断面積を大きく確保でき、該せん断耐力（せん断力に対する耐力）を大きくすることができる。なお、該せん断力は、地震等の外力によりフランジの上側からウェブ５に負荷される応力である。

補強鋼板１０の板厚は特に限定されず、適用するＨ形鋼２のウェブ５の板厚、設計で想定する最大応力、梁スパン、溶接による熱変形や、詳しくは後述するがウェブ５に貫通孔を設けた場合は該貫通孔の大きさ等を考慮して決定すればよい。補強鋼板１０の板厚は例えば６ｍｍ以上である。

なお、上記においては、Ｈ形鋼２として、Ｈ形鋼２の上フランジ３と下フランジ４の幅が同じであるものについて記載したが、上フランジ３と下フランジ４の幅は同じでも、異なっていてもよい。

また、上記においては、補強鋼板１０として、平行部１３、１４と中間部１５の境界で屈曲、すなわち２箇所で屈曲するものを示したが、３箇所以上で屈曲するものでもよい。そして、屈曲する角度（平行部１３、１４と中間部１５とのなす角θ１、θ２等）は、上記のように鈍角に限らず、直角や９０°よりも小さい鋭角でもよい。また、屈曲する角度（平行部１３、１４と中間部１５とのなす角θ１、θ２等）の大きさは同じでも異なっていてもよい。さらには、中間部１５は平行部１３、１４との境界で屈曲した構造でなくてもよく、中間部１５が曲面であり平行部１３、１４が曲面で繋がっていてもよい。ただし、上記せん断耐力の観点から、図２および図３のように２箇所以上で屈曲し、その屈曲する角度θ１、θ２がそれぞれ鈍角であることが好ましい。

また、上記においては、補強鋼板１０として、互いに平行な平行部１３、１４と、該平行部１３、１４の一端部同士を繋ぐ中間部１５を有する補強鋼板を用いたが、中間部１５で繋がれる部分が互いに平行でなくてもよい。具体的には、補強鋼板は、互いに異なる２つの平板部と、該２つの平板部を繋ぐ中間部とを有する構造でもよい。この場合の梁の補強構造は、補強鋼板の互いに異なる平板部のうち一方の平板部の表面がＨ形鋼の上フランジの端部に溶接されていると共に、この補強鋼板の互いに異なる平板部のうちもう一方の平板部の端部がＨ形鋼の下フランジの内面に溶接された構造となる。

また、図１および図２においては、中間部１５がウェブ５の高さ方向の中央部付近に位置するようにしたが、中間部１５の位置はウェブ５の高さ方向の中央部付近に限定されず、例えば、中間部１５はウェブ５の高さ方向の下フランジ４側に位置するように設けてもよい。なお、補強鋼板１０のＨ形鋼２の長さ方向（図１におけるＸ方向）の位置は特に限定されないが、地震等により力が加わりやすい柱１とＨ形鋼２との接合部近傍に設けることが好ましい。

また、上記では、補強鋼板１０とＨ形鋼２の上フランジ３とのなす角α１および補強鋼板１０とＨ形鋼２の下フランジ４とのなす角α２が直角であるものを示したが、該なす角α１、α２は厳密に直角でなくてもよく、略直角（９０°±５°）程度でもよく、また、実施形態３に示すように略直角でなくてもよい。

また、上記では補強鋼板１０を、ウェブ５を挟んで両側に１枚ずつ設けるようにしたが、補強鋼板１０は、Ｈ形鋼２に対して少なくとも１枚接合されていればよい。

そして、補強鋼板１０のＨ形鋼２の上フランジ３に対する位置は、図２（ａ）および図４（ａ）に示すように、補強鋼板１０がＨ形鋼２の上フランジ３の外面（ウェブ５がない側の面）よりも外側に突出していてもよく、また、図２（ｂ）に示すように、補強鋼板１０の端部がＨ形鋼２の上フランジ３の外面と略同一の高さに位置していてもよい。

また、Ｈ形鋼２と補強鋼板１０との溶接の形態は、図４に示すように、開先加工を施さない隅肉溶接でも、図５に示すように、上フランジ３、下フランジ４や、補強鋼板１０に開先２０、２１を設けて溶接する部分溶け込み溶接でもよく、また完全溶け込み溶接でもよい。溶接線（溶接金属）Ｗ１、Ｗ２が埋められる角度である溶接角βは、６０°以上９０°以下であることが好ましい。なお、開先を設けずに溶接される場合の溶接角βは、補強鋼板１０と上フランジ３とのなす角α１や、補強鋼板１０と下フランジ４とのなす角α２と等しくなる。ここで、図５において開先を記載したが、この開先は正確には溶接前の開先の位置を示すものであり、溶接することによりＨ形鋼２のフランジ（上フランジ３、下フランジ４）や、補強鋼板１０の一部が溶融する。

また、Ｈ形鋼２を、図６に示すように、ウェブ５を板厚方向に貫通する貫通孔６を有するものとしてもよい。これにより、貫通孔６に気体や液体を搬送するための配管や、強度を補強するための鋼管をその内側に配置することができる。例えば、図６に示すように、Ｈ形鋼を、ウェブ５を板厚方向に貫通する貫通孔６を有するＨ形鋼２Ａとし、補強鋼板をＨ形鋼２Ａの貫通孔６と同形状の貫通孔１８を有する補強鋼板１０Ａとし、補強鋼板１０Ａが、Ｈ形鋼２Ａの貫通孔６の位置と補強鋼板１０Ａの貫通孔１８の位置とが重なるように溶接されている梁の補強構造とすることができる。Ｈ形鋼２Ａの貫通孔６および補強鋼板１０Ａの貫通孔１８は、配管や鋼管等が、貫通孔６および貫通孔１８の内側に配置することができればよく、例えば貫通孔６や貫通孔１８が円形状の場合は、それらの中心軸が重なるように位置するようにする。ウェブ５の貫通孔６および補強鋼板１０Ａの貫通孔１８は同形状であることが好ましいが、配管や鋼管等を貫通孔６および貫通孔１８の内側に配置することができれば、同形状でなくてもよい。補強鋼板１０Ａの貫通孔１８の周囲等をウェブ５に溶接してもよい。

貫通孔６を有するＨ形鋼２を用いる場合は、図６に示すように、貫通孔１８を有する補強鋼板１０Ａと、貫通孔を有さない補強鋼板１０との両者をＨ形鋼２Ａに接合してもよいし、貫通孔１８を有する補強鋼板１０ＡのみをＨ形鋼２Ａに接合しても、貫通孔１８を有さない補強鋼板１０のみをＨ形鋼２Ａに接合してもよい。

このような梁の補強構造は、例えば、Ｈ形鋼２からなる梁に、補強鋼板１０を接合する梁の補強工法であって、補強鋼板１０の表面１１をＨ形鋼２の上フランジ３の端部７に下向き溶接で接合すると共に、補強鋼板１０の端部１２をＨ形鋼２の下フランジ４の内面８に下向き溶接で接合する梁の補強工法によって作製することができる。すなわち、補強鋼板１０を、その表面１１がＨ形鋼２の上フランジ３の端部７に接し且つその端部１２が下フランジ４の内面８に接するように配置し、これら接触させた箇所を下向き溶接すればよい。溶接線（溶接金属）Ｗ１、Ｗ２が埋められる角度である溶接角βは、６０°以上９０°以下であることが好ましい。溶接方法は、開先加工を施さない隅肉溶接でも、上フランジ３、下フランジ４や、補強鋼板１０に開先を設けて溶接する部分溶け込み溶接や完全溶け込み溶接でもよい。

このような補強工法によれば、補強鋼板１０を下向き溶接でＨ形鋼２に固定することができる。したがって、建設現場で柱１にＨ形鋼２からなる梁を接合した後に補強鋼板１０をＨ形鋼２に溶接する場合であっても、上向き溶接や横向き溶接などの難易度の高い施工が不要となり、容易な施工によって梁を補強して優れたせん断耐力および曲げ耐力を有するようにすることができる。

（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２の梁の補強構造の概要を示すＨ形鋼の幅方向の側面図である。図７において、図２と同じ部材には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略してある。図７に示すように、本実施形態の梁の補強構造は、Ｈ形鋼２をフランジ幅が異なるものとし、また、補強鋼板を、折れ曲がりや曲面を有さず平板である補強鋼板１０Ｂとした以外は、実施形態１と同様である。

詳述すると、本実施形態の梁の補強構造は、図７に示すように、Ｈ形鋼は、下フランジ４の幅が上フランジ３の幅よりも大きいＨ形鋼２Ｂである。そして、本実施形態においては、折れ曲がりや曲面を有さず平板である補強鋼板１０Ｂが、補強鋼板１０Ｂの表面がＨ形鋼２Ｂの上フランジ３の端部（端面）７に１本の溶接線Ｗ１で溶接されていると共に、補強鋼板１０Ｂの端部１２がＨ形鋼２Ｂの下フランジ４の内面８に１本の溶接線Ｗ２で溶接されている。また、補強鋼板１０ＢとＨ形鋼２Ｂの上フランジ３とのなす角α１、および、補強鋼板１０ＢとＨ形鋼２Ｂの下フランジ４とのなす角α２が、直角である。

このように、Ｈ形鋼として、下フランジ４の幅が上フランジ３の幅よりも大きいＨ形鋼２Ｂを用いることにより、補強鋼板として平板からなる補強鋼板１０Ｂを用いることもできる。したがって、補強鋼板を下向き溶接で容易に施工できる等の実施形態１の効果に加えて、補強鋼板１０Ｂを容易に得ることができるという効果も奏する。

（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３の梁の補強構造の概要を示すＨ形鋼の幅方向の側面図である。図８において、図２や図７と同じ部材には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略してある。図８に示すように、本実施形態の梁の補強構造は、補強鋼板を、折れ曲がりや曲面を有さず平板である補強鋼板１０Ｂとし、該補強鋼板１０Ｂを、ウェブ５に対して斜めに設けた以外は、実施形態１と同様である。

詳述すると、本実施形態の梁の補強構造は、Ｈ形鋼は、通常のＨ形鋼と同様に、下フランジ４の幅と上フランジ３の幅が同じＨ形鋼２である。そして、本実施形態においては、折れ曲がりや曲面を有さず平板である補強鋼板１０Ｂが、補強鋼板１０Ｂの下フランジ４側の端部１２が上フランジ３側の端部よりもウェブ５と近い位置に配置されるように、Ｈ形鋼２のウェブ５に対して斜めに設けられ、補強鋼板１０Ｂの表面１１がＨ形鋼２の上フランジ３の端部７に１本の溶接線Ｗ１で溶接されていると共に、補強鋼板１０Ｂの端部がＨ形鋼２の下フランジ４の内面８に１本の溶接線Ｗ２で溶接されている。

このように、補強鋼板をＨ形鋼２のウェブ５に対して斜めに設けることにより、補強鋼板として平板からなる補強鋼板１０Ｂを用いることができる。したがって、補強鋼板を下向き溶接で容易に施工できる等の実施形態１の効果に加えて、補強鋼板１０Ｂを容易に得ることができるという効果も奏する。

１ 柱
２、２Ａ、２Ｂ Ｈ形鋼
３ 上フランジ
４ 下フランジ
５ ウェブ
６ 貫通孔
７ 上フランジの端部（端面）
８ 下フランジの内面
１０、１０Ａ、１０Ｂ 補強鋼板
１１ 補強鋼板の表面
１２ 補強鋼板の端部
１３、１４ 平行部
１５ 中間部
１８ 貫通孔
Ｗ１、Ｗ２ 溶接線
θ１ 平行部と中間部とのなす角
θ２ 平行部と中間部とのなす角
α１ 補強鋼板とＨ形鋼の上フランジとのなす角
α２ 補強鋼板とＨ形鋼の下フランジとのなす角
β 溶接角

Claims (10)

1. Ｈ形鋼からなる梁と、前記Ｈ形鋼に接合された補強鋼板とを有し、
   前記補強鋼板は、前記補強鋼板の表面が前記Ｈ形鋼の上フランジの端部に溶接されていると共に、前記補強鋼板の端部が前記Ｈ形鋼の下フランジの内面に溶接されていることを特徴とする梁の補強構造。
2. 前記補強鋼板は、互いに平行な平行部と、該平行部の一端部同士を繋ぐ中間部とを有し、
   前記補強鋼板は、前記補強鋼板の前記互いに平行な平行部のうち一方の平行部の表面が前記Ｈ形鋼の上フランジの端部に溶接されていると共に、前記補強鋼板の前記互いに平行な平行部のうちもう一方の平行部の端部が前記Ｈ形鋼の下フランジの内面に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の梁の補強構造。
3. 前記補強鋼板は、前記互いに平行な平行部のうち一方の平行部と前記中間部との境界、および、もう一方の前記平行部と前記中間部との境界で、屈曲していることを特徴とする請求項２に記載の梁の補強構造。
4. 前記平行部と前記中間部とのなす角がそれぞれ鈍角であることを特徴とする請求項３に記載の梁の補強構造。
5. 前記補強鋼板は、前記Ｈ形鋼の上フランジの外面よりも外側に突出しているか、または、前記補強鋼板の端部が前記Ｈ形鋼の上フランジの外面と略同一の高さに位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の梁の補強構造。
6. 前記Ｈ形鋼は、ウェブを板厚方向に貫通する貫通孔を有し、
   前記補強鋼板は、板厚方向に貫通する貫通孔を有し、
   前記補強鋼板は、前記Ｈ形鋼の貫通孔の位置と前記補強鋼板の貫通孔の位置とが重なるように溶接されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の梁の補強構造。
7. 前記Ｈ形鋼は、下フランジの幅が上フランジの幅よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の梁の補強構造。
8. 前記補強鋼板と前記Ｈ形鋼の上フランジとのなす角が略直角であり、
   前記補強鋼板と前記Ｈ形鋼の下フランジとのなす角が略直角であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の梁の補強構造。
9. 前記補強鋼板は、前記Ｈ形鋼のウェブに対して斜めに設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の梁の補強構造。
10. Ｈ形鋼からなる梁に、補強鋼板を接合する梁の補強工法であって、
    前記補強鋼板の表面を前記Ｈ形鋼の上フランジの端部に下向き溶接で接合すると共に、前記補強鋼板の端部を前記Ｈ形鋼の下フランジの内面に下向き溶接で接合することを特徴とする梁の補強工法。

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