JP7162649B2 - Seismic reinforcement method for steel structures - Google Patents

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本発明は、鉄骨構造物の耐震補強工法に関する。 The present invention relates to a seismic reinforcement construction method for steel structures.

例えば火力発電プラントに設置されるボイラー鉄骨(鉄骨構造物)は、複数の柱と、複数の梁と、これら柱と梁との間に斜めに配置される複数のブレースとを備えて構成される。ブレースには、鉛直ブレースと水平ブレースがある。鉛直ブレースとは、鉛直面内に設置されたブレース、水平ブレースとは、水平面内に設置されたブレースをそれぞれ示す。以降、本明細書において「ブレース」とは、鉛直ブレースを示すことにする。ボイラー本体はボイラー鉄骨の天井梁に吊り下げられるため、ブレースには、ボイラー本体の重量が圧縮荷重として作用する。既設のボイラー鉄骨では、例えばH形鋼から成るブレースが取り付けられているが、近年、耐震補強工事の一環として、このブレースを新たなダンパ構造体(特許文献1参照)に交換する工事が行われている。ブレースは柱または梁にガセットプレートを介して複数のボルトで固定されているため、従来の耐震補強工事では、複数のボルトを外してブレースを取り除いた後に、新たなダンパ構造体を取り付けるという工法が用いられていた。 For example, a boiler steel frame (steel frame structure) installed in a thermal power plant comprises a plurality of columns, a plurality of beams, and a plurality of braces arranged obliquely between the columns and beams. . Braces include vertical braces and horizontal braces. A vertical brace indicates a brace installed in a vertical plane, and a horizontal brace indicates a brace installed in a horizontal plane. Henceforth, the term "brace" in this specification indicates a vertical brace. Since the boiler body is suspended from the ceiling beam of the boiler steel frame, the weight of the boiler body acts on the brace as a compressive load. In existing boiler steel frames, for example, braces made of H-shaped steel are attached, but in recent years, as part of seismic reinforcement work, work has been carried out to replace these braces with new damper structures (see Patent Document 1). ing. Because braces are fixed to columns or beams with multiple bolts via gusset plates, conventional seismic reinforcement work involves removing multiple bolts, removing the braces, and then installing a new damper structure. was used.

特許第5216050号公報Japanese Patent No. 5216050

しかしながら、既設のボイラー鉄骨はボイラー本体が吊り下げられており、ブレースに大きな圧縮荷重が掛かっているため、ブレースを固定している複数のボルトを外すのが困難な場合が多い。また、一部のボルトが外されると、残りのボルトに大きな剪断力が掛かるため、ブレースの交換作業中に残りのボルトのうちの一部が破断する可能性も考えられる。そのため、従来の耐震補強工事では、作業の安全性を確保するための段取りが大掛かりとなり、作業効率が低下するといった課題がある。 However, in existing boiler steel frames, the boiler body is suspended, and a large compressive load is applied to the braces, so it is often difficult to remove the multiple bolts that secure the braces. Moreover, when some bolts are removed, the remaining bolts are subjected to a large shearing force, so there is a possibility that some of the remaining bolts may break during the brace replacement work. Therefore, in the conventional seismic reinforcement work, the setup for ensuring the safety of the work becomes large-scale, and there is a problem that the work efficiency decreases.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、既設の鉄骨構造物の耐震補強工事を安全で効率良く行うことができる工法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to provide a construction method capable of safely and efficiently performing seismic reinforcement work for existing steel structures.

上記目的を達成するために、代表的な本発明は、鉛直方向に延びる複数の柱と、前記複数の柱の間に亘って水平方向に延びる複数の梁と、前記複数の柱と前記複数の梁との間で斜めに配置される複数のブレースと、を備えた鉄骨構造物の耐震補強工法であって、前記ブレースを吊り部材で吊り上げる第1工程と、前記第1工程にて吊り上げられた前記ブレースの長手方向における中央部を溶断する第2工程と、前記第2工程にて溶断された前記ブレースを取り外し、新たなダンパ構造体を取り付ける第3工程と、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a representative aspect of the present invention includes a plurality of columns extending in a vertical direction, a plurality of beams extending horizontally between the plurality of columns, and the plurality of columns and the plurality of columns. A seismic reinforcement construction method for a steel frame structure comprising a plurality of braces arranged obliquely between beams, and a first step of lifting the braces with a lifting member; and a third step of removing the brace melted in the second step and attaching a new damper structure.

本発明によれば、既設の鉄骨構造物の耐震補強工事を安全で効率良く行うことができる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the seismic reinforcement work of the existing steel-frame structure can be performed safely and efficiently. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

ボイラー鉄骨の概略構成を示す斜視図。The perspective view which shows schematic structure of a boiler steel frame. 図1のA部の詳細を示す図。The figure which shows the detail of the A section of FIG. ブレースの溶断に伴う軸力の作用点の変化とブレースの変形量の推移を示すモデル図。FIG. 2 is a model diagram showing changes in the point of application of axial force and changes in the amount of deformation of the brace due to fusing of the brace. ブレースの詳細構造を示す斜視図。The perspective view which shows the detailed structure of a brace. 図4のV-V断面図。VV sectional view of FIG. ボイラー鉄骨の耐震補強工事の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of seismic reinforcement work of a boiler steel frame. ブレースの溶断準備段階を示す図。The figure which shows the fusion|melting preparation stage of a brace. ブレース(フランジ)の溶断手順を示す図。The figure which shows the fusion cutting procedure of a brace (flange). ブレース(フランジ)の上半分を溶断した状態を示す図。The figure which shows the state which melted the upper half of a brace (flange). ブレース(フランジ)の切り口を溶断により開口する手順を示す図(ケース1)。The figure which shows the procedure which opens the cut end of a brace (flange) by fusion cutting (Case 1). ブレース(フランジ)の切り口を溶断により開口する手順を示す図(ケース2)。The figure which shows the procedure which opens the cut end of a brace (flange) by fusion cutting (case 2). ブレース(ウェブ)の溶断手順を示す図(圧縮荷重が小さい場合)。The figure which shows the fusion cutting procedure of a brace (web) (when a compressive load is small). ブレース(ウェブ)の溶断手順を示す図(圧縮荷重が大きい場合)。The figure which shows the fusion cutting procedure of a brace (web) (when a compressive load is large). 溶断機を2台用いてブレース(フランジ)を溶断する手順を示す図。The figure which shows the procedure which melt-cuts a brace (flange) using two melters.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1はボイラー鉄骨1の概略構成を示す斜視図である。図1に示すように、ボイラー鉄骨(鉄骨構造物)1は、鉛直方向に延びる複数の柱2と、複数の柱2の間に亘って水平方向に延びる複数の梁3と、複数の柱2と複数の梁3との間に斜めに配置される複数のブレース4と、を備えた構造物である。ボイラー鉄骨1は、例えば火力発電プラントに設置されている。ボイラー鉄骨1には、図示しないボイラー本体が吊り下げられており、ボイラー本体の重量をボイラー鉄骨1の柱2、梁3、およびブレース4で支持している(図2参照)。 FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a boiler steel frame 1. FIG. As shown in FIG. 1, a boiler steel frame (steel structure) 1 includes a plurality of columns 2 extending in the vertical direction, a plurality of beams 3 extending horizontally between the columns 2, and a plurality of columns 2 and a plurality of braces 4 obliquely arranged between the plurality of beams 3. A boiler steel frame 1 is installed, for example, in a thermal power plant. A boiler body (not shown) is suspended from the boiler steel frame 1, and the weight of the boiler body is supported by the columns 2, beams 3, and braces 4 of the boiler steel frame 1 (see FIG. 2).

既設のボイラー鉄骨1では、H形鋼から成るブレース4が用いられており、ボイラー鉄骨1の耐震補強のため、このブレース4をダンパ構造体に交換する工事が行われる。この耐震補強工事において、本発明に係る耐震補強工法が用いられることとなる。なお、ダンパ構造体として、例えば特許文献1に記載の履歴型ダンパ構造体を用いることができる。 Brace 4 made of H-shaped steel is used in the existing boiler steel frame 1, and construction is being carried out to replace the brace 4 with a damper structure in order to reinforce the boiler steel frame 1 against earthquakes. In this seismic reinforcement work, the seismic reinforcement construction method according to the present invention will be used. As the damper structure, for example, a hysteretic damper structure described in Patent Document 1 can be used.

図2は図1のA部の詳細を示す図である。図2において、白抜き矢印は荷重の向きを示している。上記したように既設のボイラー鉄骨1にはボイラー本体が吊り下げられていることから、柱2やブレース4は白抜き矢印の向きに圧縮荷重を受ける。本実施形態では、ブレース4をダンパ構造体に交換する際に、ブレース4を溶断する工法が用いられる。なお、「溶断」とは、金属を加熱して切り離す切断技術のことであり、本実施形態では、ガス切断、アーク切断、ガソリン切断等を適用できる。 FIG. 2 is a diagram showing details of part A in FIG. In FIG. 2, the white arrow indicates the direction of the load. As described above, since the boiler body is suspended from the existing boiler steel frame 1, the column 2 and the brace 4 receive a compressive load in the direction of the white arrow. In the present embodiment, a method of fusing the brace 4 is used when replacing the brace 4 with a damper structure. Note that "fusion cutting" is a cutting technique for heating and cutting metal, and in this embodiment, gas cutting, arc cutting, gasoline cutting, etc. can be applied.

ブレース4を溶断すると、溶断に伴ってブレース4が曲げ変形する。これについて、図3を用いて詳細に説明する。図3は図2に示すブレース4aの溶断に伴う軸力の作用点の変化とブレース4aの変形量の推移を示すモデル図である。図3(a)は溶断前のブレース4aを示している。図3(a)に示すように、ブレース4aの長手方向における中央部(溶断位置B)には、白抜き矢印の向きに圧縮荷重が作用している。図3(b)は、図3(a)に示すブレース4aの左半分を取り出して拡大した図である。図3(b)に示すように、ブレース4aを溶断する前の状態では、圧縮荷重の作用点Pは、ブレース4aの中心線CL上に位置している。 When the brace 4 is fused, the brace 4 bends and deforms as a result of the fuse. This will be explained in detail using FIG. FIG. 3 is a model diagram showing changes in the point of application of the axial force and changes in the amount of deformation of the brace 4a due to fusing of the brace 4a shown in FIG. FIG. 3(a) shows the brace 4a before fusing. As shown in FIG. 3(a), a compressive load is applied in the direction of the white arrow to the central portion (fusing position B) of the brace 4a in the longitudinal direction. FIG. 3(b) is an enlarged view of the left half of the brace 4a shown in FIG. 3(a). As shown in FIG. 3(b), before the brace 4a is fused, the point P of application of the compressive load is located on the center line CL of the brace 4a.

圧縮荷重はブレース4aの断面中心に作用するため、図3(c)に示すようにブレース4aの溶断位置Bを上側から少し溶断すると、圧縮荷重の作用点Pはブレース4aの中心線CLから少し下側に移動する。その結果、ブレース4aは下向きに曲げられて変形し、ブレース4aの中心線は中心線CLから中心線CL1に変形する。変形前の中心線CLと変形後の中心線CL1との差がブレース4aの変形量である。 Since the compressive load acts on the cross-sectional center of the brace 4a, if the fused position B of the brace 4a is slightly fused from above as shown in FIG. Move down. As a result, the brace 4a is bent downward and deformed, and the center line of the brace 4a is deformed from the center line CL to the center line CL1. The difference between the center line CL before deformation and the center line CL1 after deformation is the amount of deformation of the brace 4a.

さらにブレース4aを溶断すると、図3(d)に示すように、圧縮荷重の作用点Pがさらに下方に移動し、ブレース4aの曲げ変形が大きくなる。仮に図3(e)に示すように、ブレース4aを上側からのみ溶断した場合には、圧縮荷重の作用点Pがブレース4aの高さ方向の下端部まで移動するため、ブレース4aの曲げ変形がさらに大きくなることが分かる。これに対して、図3(f)に示すように、ブレース4aを上側から高さ方向の半分まで溶断した後、下側から残り半分を溶断した場合には、圧縮荷重の作用点Pが最終的にブレース4aの中心線CLに戻るため、ブレース4aの曲げ変形は図3(e)に比べて小さくなる。 When the brace 4a is fused further, as shown in FIG. 3(d), the point P of application of the compressive load moves further downward, and the bending deformation of the brace 4a increases. If, as shown in FIG. 3(e), the brace 4a is fused only from the upper side, the point P of application of the compressive load moves to the lower end in the height direction of the brace 4a. It turns out to be even bigger. On the other hand, as shown in FIG. 3(e), the bending deformation of the brace 4a is smaller than that in FIG. 3(e).

このように、ブレース4aを溶断位置Bで溶断する場合、ブレース4aの高さ方向の一方(上側)から半分まで溶断した後、他方(下側)から残り半分を溶断すると、ブレース4aの溶断時における曲げ変形を抑えることができる。 In this way, when the brace 4a is fused at the fusing position B, if one half of the brace 4a in the height direction (upper side) is fused and then the remaining half is fused from the other side (lower side), the brace 4a is fused. Bending deformation in can be suppressed.

次に、既設のボイラー鉄骨1に取り付けられたブレース4の構造について説明する。図4はブレースの詳細構造を示す斜視図、図5は図4のV-V断面図である。図4に示すように、ブレース4は、柱2と梁3との間に、ガセットプレート5を介して斜めに取り付けられている。また、図5に示すように、ブレース4は、一対のフランジ(第1フランジ11、第2フランジ12)と、一対のフランジ11,12を接続するウェブ13と、を有するH形鋼から成る。ブレース4は、一対のフランジ11,12が柱2と梁3とによって形成される平面に対して平行になるように配置される。即ち、一対のフランジ11,12が起立した状態で取り付けられる。そして、ブレース4とガセットプレート5とは複数のボルト8によって固定されている。 Next, the structure of the brace 4 attached to the existing boiler steel frame 1 will be described. 4 is a perspective view showing the detailed structure of the brace, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. As shown in FIG. 4, the brace 4 is obliquely attached between the column 2 and the beam 3 via the gusset plate 5. As shown in FIG. 5, the brace 4 is made of H-section steel having a pair of flanges (a first flange 11 and a second flange 12) and a web 13 connecting the pair of flanges 11 and 12. As shown in FIG. The brace 4 is arranged so that the pair of flanges 11 , 12 are parallel to the plane formed by the column 2 and the beam 3 . That is, the pair of flanges 11 and 12 are attached in an upright state. The brace 4 and the gusset plate 5 are fixed with a plurality of bolts 8 .

ブレース4をガセットプレート5から取り外すためには、複数のボルト8を全て外す必要がある。しかし、上記したようにブレース4には大きな圧縮荷重が掛かっているため、ボルト8を外すのは容易ではない。そのため、本実施形態では、ブレース4を溶断した後に、ボルト8を外してブレース4を取り外す工法を採用している。 In order to remove the brace 4 from the gusset plate 5, all of the multiple bolts 8 must be removed. However, since a large compressive load is applied to the brace 4 as described above, it is not easy to remove the bolt 8 . Therefore, in this embodiment, a method of removing the brace 4 by removing the bolt 8 after the brace 4 is fused is adopted.

次に、本発明の実施形態に係る鉄骨構造物の耐震補強工法について説明する。図6はボイラー鉄骨1の耐震補強工事の手順を示すフローチャートである。 Next, a seismic reinforcement construction method for a steel frame structure according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a flow chart showing the seismic reinforcement work procedure for the boiler steel frame 1 .

ボイラー鉄骨1の耐震補強工事を行うにあたって、まず、作業者は、ブレース4のウェブ13にラグ7を溶接により取り付け、ブレース4の上方に位置する梁3にラグ6を溶接により取り付ける(作業1)。そして、作業者は、ラグ6,7を用いてチェーンブロック(吊り部材)20を取り付け、ブレース4を吊り上げる(作業2/第1の工程)。図7は、これら作業1,2を行った状態を示している。即ち、図7はブレース4の溶断準備段階を示す図である。なお、ブレース4を吊り上げる部材(装置)は、チェーンブロック20に限定されず、あらゆる吊り手段を用いて良い。 In performing the seismic reinforcement work of the boiler steel frame 1, first, the worker attaches the lug 7 to the web 13 of the brace 4 by welding, and attaches the lug 6 to the beam 3 located above the brace 4 by welding (Work 1). . Then, the worker attaches the chain block (suspension member) 20 using the lugs 6 and 7 and lifts the brace 4 (operation 2/first step). FIG. 7 shows the state after these works 1 and 2 have been performed. That is, FIG. 7 is a diagram showing the preparation stage for fusing the brace 4. As shown in FIG. The member (device) for lifting the brace 4 is not limited to the chain block 20, and any lifting means may be used.

次に、作業者は、ブレース4を吊り上げた状態でブレース4の溶断位置Bを溶断する(作業3/第2の工程)。ブレース4の溶断手順について、図8~図13を用いて詳しく説明する。まず、作業者は、ブレース4の第1フランジ11の上半分11aを溶断する(図8(a))。 Next, the worker fuses the fused position B of the brace 4 while lifting the brace 4 (operation 3/second step). A procedure for fusing the brace 4 will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 13. FIG. First, the operator fuses the upper half 11a of the first flange 11 of the brace 4 (FIG. 8(a)).

第1フランジ11の上半分11aを下半分11bより先に溶断するのは、次に述べる理由による。即ち、ブレース4を上側から溶断すると、図3(c),(d)に示すように、ブレース4は下方向に曲げ変形しようとする。しかし、図7に示すように、ブレース4はチェーンブロック20で吊り上げられているため、ブレース4の下方向の曲げ変形が拘束される。そのため、ブレース4を上側から溶断すると、ブレース4の下方向の曲げ変形を抑えつつ、安全かつ効率良くブレース4の溶断を行うことができる。これが、第1フランジ11の上半分11aを下半分11bより先に溶断した方が好ましい理由である。 The reason why the upper half 11a of the first flange 11 is fused earlier than the lower half 11b is as follows. That is, when the brace 4 is fused from above, the brace 4 tends to bend downward as shown in FIGS. 3(c) and 3(d). However, as shown in FIG. 7, since the brace 4 is lifted by the chain block 20, the downward bending deformation of the brace 4 is restrained. Therefore, when the brace 4 is fused from above, the brace 4 can be fused safely and efficiently while suppressing downward bending deformation of the brace 4 . This is the reason why it is preferable to fuse the upper half 11a of the first flange 11 before the lower half 11b.

次いで、作業者は、第2フランジ12の上半分12aを溶断する(図8(b))。なお、図9は第1フランジ11の上半分11aと第2フランジ12の上半分12aを溶断した状態を示している。 Next, the worker fuses the upper half 12a of the second flange 12 (FIG. 8(b)). 9 shows a state in which the upper half 11a of the first flange 11 and the upper half 12a of the second flange 12 are fused.

ここで、火力発電プラントに設置されるボイラー鉄骨1は非常に大型であり、例えばブレース4の長さが10m程度以上である。そのため、図9に示すように溶断位置Bでフランジ11(上半分11a)、あるいは、フランジ12(上半分12a)を溶断すると、ブレース4に作用しているブレース軸方向の圧縮荷重により、切り口15が閉じる場合があり得る。そこで、本実施形態では、フランジ11,12を溶断する際に、切り口15が閉じないような溶断開口手法が用いられている。以下、フランジ11,12の切り口15の溶断開口手法について、図10および図11を用いて、2つのケースを詳しく説明する。なお、図11は図10と別な手順を示す図である。 Here, the boiler steel frame 1 installed in the thermal power plant is very large, and for example, the length of the braces 4 is about 10 m or longer. Therefore, when the flange 11 (upper half 11a) or the flange 12 (upper half 12a) is fused at the fused position B as shown in FIG. may close. Therefore, in this embodiment, when the flanges 11 and 12 are fused, a fused opening method is used so that the cut ends 15 are not closed. In the following, two cases will be described in detail with reference to FIG. 10 and FIG. Note that FIG. 11 is a diagram showing a procedure different from that of FIG.

(ケース1)
図10はブレース4(フランジ11,12)の切り口15を溶断により開口する手順を示す図である。図10(a)に示すように、まず、作業者はフランジ11,12に切り口15aを溶断にて形成する。次いで、図10(b)に示すように、作業者は切り口15aをブレース4の長手方向(図10の左右方向)に必要な最大幅量拡大するように溶断し、切り口15bを形成する。次いで、図10(c)に示すように、作業者は、切り口15aと同様に切り口15cを溶断にて形成する。次いで、図10(d)に示すように、作業者は、切り口15cをブレースの長手方向に拡大するように溶断し、切り口15dを形成する。
(Case 1)
10A and 10B are diagrams showing a procedure for opening the cut end 15 of the brace 4 (flanges 11 and 12) by fusing. As shown in FIG. 10(a), first, the operator forms cuts 15a in the flanges 11 and 12 by fusion cutting. Next, as shown in FIG. 10(b), the operator fuses and cuts the cut 15a so as to expand the required maximum width in the longitudinal direction of the brace 4 (horizontal direction in FIG. 10) to form a cut 15b. Next, as shown in FIG. 10(c), the operator forms a cut 15c by fusion cutting in the same manner as the cut 15a. Next, as shown in FIG. 10(d), the operator fuses the cut 15c so as to expand it in the longitudinal direction of the brace to form a cut 15d.

この手順を繰り返して行うことで、図10(e)に示すような切り口15eが形成される。なお、図10は切り口の形状が逆三角形(▽)の形状であるが、逆台形の形状であっても良い。これにより、ブレース4に作用しているブレース軸方向の圧縮荷重により、切り口15が閉じることが防止され、ブレース4の溶断作業を効率良く行うことができる。 By repeating this procedure, a cut edge 15e as shown in FIG. 10(e) is formed. In addition, although the shape of the cut end in FIG. 10 is an inverted triangle (▽) shape, it may be an inverted trapezoid shape. As a result, the incision 15 is prevented from closing due to the compressive load acting on the brace 4 in the axial direction, and the fusing operation of the brace 4 can be performed efficiently.

(ケース2)
図11はブレース4(フランジ11,12)の切り口15を溶断により開口する手順を示す図である。図11(a)に示すように、まず、作業者はフランジ11,12に逆台形形状の切り口15kを溶断にて形成する。次いで、図11(b)に示すように、作業者は切り口15kをブレース4の長手方向(図11の左右方向)に拡大するように溶断し、切り口15lを形成する。次いで、図11(c)に示すように、作業者は、さらに切り口15lをブレース4の長手方向に拡大するように溶断し、切り口15mを形成する。この手順を繰り返して行うことで、図11(d)に示すように大きな切り口15nが形成される。これにより、ブレース4に作用しているブレース軸方向の圧縮荷重により、切り口15が閉じることが防止され、ブレース4の溶断作業を効率良く行うことができる。
(Case 2)
11A and 11B are diagrams showing a procedure for opening the cut end 15 of the brace 4 (flanges 11 and 12) by fusing. As shown in FIG. 11(a), first, the operator forms an inverted trapezoidal cut 15k in the flanges 11 and 12 by fusion cutting. Next, as shown in FIG. 11(b), the operator fuses the cut 15k so as to expand it in the longitudinal direction of the brace 4 (horizontal direction in FIG. 11) to form a cut 15l. Next, as shown in FIG. 11(c), the operator fuses the cut 15l so as to expand it in the longitudinal direction of the brace 4 to form a cut 15m. By repeating this procedure, a large incision 15n is formed as shown in FIG. 11(d). As a result, the incision 15 is prevented from closing due to the compressive load acting on the brace 4 in the axial direction, and the fusing operation of the brace 4 can be performed efficiently.

図8に戻って、作業者は、第1フランジ11の下半分11bを溶断し(図8(c))、第2フランジ12の下半分12bを溶断する(図8(d))。図8(a)~(d)の作業により、フランジ11,12の溶断が完了する。なお、図8では第1フランジ11の下半分11bを溶断した後に、第2フランジ12の下半分12bを溶断したが、この順序は逆でも良い。即ち、フランジ11,12の上半分11a,12aを先に溶断した後にフランジ11,12の下半分11b,12bを溶断すれば、下半分11bと下半分12bとの溶断順序は問わない。 Returning to FIG. 8, the operator fuses the lower half 11b of the first flange 11 (FIG. 8(c)) and fuses the lower half 12b of the second flange 12 (FIG. 8(d)). Fusing of the flanges 11 and 12 is completed by the work shown in FIGS. 8(a) to (d). In FIG. 8, after the lower half 11b of the first flange 11 is fused, the lower half 12b of the second flange 12 is fused, but this order may be reversed. That is, if the upper halves 11a and 12a of the flanges 11 and 12 are fused first and then the lower halves 11b and 12b of the flanges 11 and 12 are fused, the lower halves 11b and 12b can be fused in any order.

次に、ブレース4のウェブ13を溶断する手順について説明する。図12はウェブ13の溶断手順を示す図である。ブレース4に作用する圧縮荷重がそれほど大きくない場合には、ウェブ13の溶断に伴う変形が小さいため、図12に示すように、ウェブ13を幅方向における一方向のみから溶断することができる。即ち、図12(a)~(e)に示すように、ウェブ13aからウェブ13dの順に、一方向(図12における右側)から溶断していくと、最終的にウェブ13を溶断することができる。 Next, a procedure for fusing the web 13 of the brace 4 will be described. 12A and 12B are diagrams showing the procedure for fusing the web 13. FIG. When the compressive load acting on the braces 4 is not so large, the web 13 is fused only in one direction, as shown in FIG. That is, as shown in FIGS. 12(a) to 12(e), the web 13 can be finally melted by cutting the web 13a to the web 13d in order from one direction (the right side in FIG. 12). .

また、ブレース4に作用する圧縮荷重が大きい場合、ウェブ13の溶断に伴う変形が大きくなる。そこで、図13に示すような溶断手順でウェブ13を溶断すれば良い。即ち、図13(a)~(e)に示すように、ウェブ13を幅方向における一方向(図13における右側)から半分(13a,13b)ほど溶断し、次いで、ウェブ13を他方向(図13における左側)から残り半分(13c,13d)を溶断する。このように、ウェブ13を幅方向において左右交互に溶断することで、ウェブ13の変形を最小限に抑えることができるため、溶断作業を安全かつ効率良く行うことができる。 Further, when the compressive load acting on the brace 4 is large, the web 13 is greatly deformed due to fusing. Therefore, the web 13 may be fused according to the fuse-cutting procedure as shown in FIG. That is, as shown in FIGS. 13A to 13E, the web 13 is fused in half (13a, 13b) from one direction (the right side in FIG. 13) in the width direction, and then the web 13 is cut in the other direction (the right side in FIG. The remaining half (13c, 13d) is fused from the left side of 13). In this way, by alternately cutting the web 13 in the width direction, the deformation of the web 13 can be minimized, so that the cutting work can be performed safely and efficiently.

こうしてブレース4の溶断作業が完了すると、図6に示すように、作業者はガセットプレート5に固定されているボルト8を外して、略半分に分離されたブレース4を取り外す。そして、新たに用意したダンパ構造体をブレース4の代わりに取り付ければ、ボイラー鉄骨1の耐震補強工事が完了する(作業4/第3の工程)。ここで、ブレース4は溶断されており、ブレース4に作用する圧縮荷重は解放されているため、ボルト8を安全かつ容易に外すことができる。 When the bracing work for the brace 4 is completed in this way, as shown in FIG. 6, the worker removes the bolts 8 fixed to the gusset plate 5 and removes the brace 4 which has been separated in half. Then, if a newly prepared damper structure is installed in place of the brace 4, the seismic reinforcement work for the boiler steel frame 1 is completed (operation 4/third step). Here, the brace 4 is fused and the compressive load acting on the brace 4 is released, so the bolt 8 can be removed safely and easily.

以上説明したように、本実施形態に係る耐震補強工法によれば、ブレース4の長手方向の中央部(溶断位置B)を溶断するため、溶断作業を安全かつ効率良く行うことができる。仮に、ブレース4の長手方向の中央部以外を溶断すると、溶断に伴うブレース4の曲げ変形が大きくなって、溶断作業の作業性と安全性が損なわれるため、好ましくない。 As described above, according to the seismic reinforcement construction method according to the present embodiment, the central portion (fusion cutting position B) of the brace 4 in the longitudinal direction is fused, so that the fused work can be performed safely and efficiently. If the brace 4 is fused except for the central portion in the longitudinal direction, the bending deformation of the brace 4 due to fuse-cutting increases, impairing the workability and safety of the fuse-cutting work, which is not preferable.

また、本実施形態では、ブレース4をチェーンブロック20で吊り上げた後、ブレース4のフランジ11,12の上半分11a,12aを先に溶断する手順としているため、ブレース4の溶断に伴う曲げ変形が抑制される。その結果、溶断作業をより安全かつ効率良く行うことができる。 In addition, in this embodiment, after the brace 4 is lifted by the chain block 20, the upper halves 11a and 12a of the flanges 11 and 12 of the brace 4 are melted first, so bending deformation accompanying the melt-cutting of the brace 4 does not occur. Suppressed. As a result, the fusing work can be performed more safely and efficiently.

また、ブレース4の切り口15が拡大するように溶断することで、ブレース4に作用しているブレース軸方向の圧縮荷重による、切り口15が閉じるのを防止できる。これにより、溶断作業をより一層効率良く行える。 Further, by fusing the brace 4 so as to expand the cut 15, it is possible to prevent the cut 15 from closing due to the compressive load acting on the brace 4 in the brace axial direction. As a result, the fusing work can be performed more efficiently.

また、ブレース4に作用する圧縮荷重の大きさに応じて、ウェブ13を一方向のみから溶断する場合と一方向と他方向とから交互に溶断する場合とを適宜使い分けることで、溶断作業をより一層効率良く行うことができる。 In addition, depending on the magnitude of the compressive load acting on the brace 4, the web 13 can be fused only in one direction or fused alternately in one direction and the other direction. It can be done more efficiently.

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. Subject to invention. Although the above embodiments show preferred examples, those skilled in the art can realize various alternatives, modifications, variations or improvements from the contents disclosed in this specification, These are included in the technical scope described in the appended claims.

例えば、溶断機を2台用意することができれば、溶断作業をより効率良く行うことができる。図8で言えば、第1フランジ11の上半分11aと第2フランジ12の上半分12aを同時に溶断し、続いて下半分11b、下半分12bを同時に溶断し、続いて図13のようにウェブ13を両側から溶断する方法である(1例目)。また、図14は、2例目を示す溶断機を2台用いてフランジ11,12を溶断する手順を示したものである。図14に示すように、2つの溶断機により、第1フランジ11の上半分11aと下半分11bを同時に溶断する(図14(a))。第1フランジ11を溶断した後、第2フランジ12の上半分12aと下半分12bとを同時に溶断する(図14(b))。そして、残されたウェブ13を上記の方法で溶断する。この工法によっても、ブレース4の曲げ変形を抑えて安全かつ効率良く、ブレース4を溶断できる。しかも、この工法によれば、溶断機1台での作業に比べて作業工程が半分になるため、耐震補強工事の工期を短縮できる利点もある。 For example, if two fusing machines can be prepared, the fusing work can be performed more efficiently. In FIG. 8, the upper half 11a of the first flange 11 and the upper half 12a of the second flange 12 are fused simultaneously, followed by the lower halves 11b and 12b. 13 is fused from both sides (first example). Moreover, FIG. 14 shows the procedure for fusing the flanges 11 and 12 using two fusing machines showing the second example. As shown in FIG. 14, the upper half 11a and the lower half 11b of the first flange 11 are simultaneously fused by two fusers (FIG. 14(a)). After the first flange 11 is fused, the upper half 12a and the lower half 12b of the second flange 12 are simultaneously fused (Fig. 14(b)). Then, the remaining web 13 is fused by the above method. Also by this construction method, bending deformation of the brace 4 can be suppressed, and the brace 4 can be fused and cut safely and efficiently. Moreover, according to this construction method, the work process is halved compared to work using a single cutting machine, so there is an advantage that the construction period for seismic reinforcement work can be shortened.

1 ボイラー鉄骨(鉄骨構造物)
2 柱
3 梁
4 ブレース
5 ガセットプレート
6,7 ラグ
8 ボルト
11 第1フランジ
11a 第1フランジの上半分
11b 第1フランジの下半分
12 第2フランジ
12a 第2フランジの上半分
12b 第2フランジの下半分
13 ウェブ
15 切り口
20 チェーンブロック(吊り部材)
1 Boiler steel frame (steel structure)
2 Column 3 Beam 4 Brace 5 Gusset Plate 6,7 Lug 8 Bolt 11 First Flange 11a Top Half of First Flange 11b Bottom Half of First Flange 12 Second Flange 12a Top Half of Second Flange 12b Bottom of Second Flange Half 13 Web 15 Cut 20 Chain block (hanging member)

Claims (8)

鉛直方向に延びる複数の柱と、前記複数の柱の間に亘って水平方向に延びる複数の梁と、前記複数の柱と前記複数の梁との間で斜めに配置される複数のブレースと、を備えた鉄骨構造物の耐震補強工法であって、
前記ブレースを吊り部材で吊り上げる第1工程と、
前記第1工程にて吊り上げられた前記ブレースの長手方向における中央部を溶断する第2工程と、
前記第2工程にて溶断された前記ブレースを取り外し、新たなダンパ構造体を取り付ける第3工程と、を含むことを特徴とする鉄骨構造物の耐震補強工法。
a plurality of columns extending in a vertical direction, a plurality of beams extending horizontally between the plurality of columns, and a plurality of braces arranged obliquely between the plurality of columns and the plurality of beams; A seismic reinforcement method for a steel structure comprising
a first step of lifting the brace with a lifting member;
a second step of fusing the central portion in the longitudinal direction of the brace lifted in the first step;
and a third step of removing the brace fused in the second step and attaching a new damper structure.
請求項1に記載の鉄骨構造物の耐震補強工法において、
前記ブレースは、第1フランジと第2フランジをウェブで接続したH形鋼から成り、前記柱と前記梁とによって形成される平面に対して前記第1フランジと前記第2フランジとが平行になるように配置されており、
前記第2工程では、
まず、前記第1フランジの前記ウェブより上半分を溶断し、
次いで、前記第2フランジの前記ウェブより上半分を溶断し、
次いで、前記第1フランジおよび前記第2フランジのうち一方の前記ウェブより下半分を溶断し、
次いで、前記第1フランジおよび前記第2フランジのうち他方の前記ウェブより下半分を溶断することを特徴とする鉄骨構造物の耐震補強工法。
In the seismic reinforcement construction method for the steel structure according to claim 1,
The brace consists of an H-section steel with a web connecting a first flange and a second flange, the first flange and the second flange being parallel to the plane formed by the column and the beam. are arranged as
In the second step,
First, the half above the web of the first flange is fused,
Then, the half of the second flange above the web is fused;
Then, the lower half of the web of one of the first flange and the second flange is fused,
A seismic reinforcement construction method for a steel frame structure, wherein the lower half of the web of the other of the first flange and the second flange is then fused.
請求項1に記載の鉄骨構造物の耐震補強工法において、
前記ブレースは、第1フランジと第2フランジをウェブで接続したH形鋼から成り、前記柱と前記梁とによって形成される平面に対して前記第1フランジと前記第2フランジとが平行になるように配置されており、
前記第2工程では、
まず、前記第1および第2フランジの前記ウェブを挟んだ第1および第2フランジ上側を同時に溶断し、
次いで前記第1および第2フランジの前記ウェブを挟んだ第1および第2フランジ下側を同時に溶断することを特徴とする鉄骨構造物の耐震補強工法。
In the seismic reinforcement construction method for the steel structure according to claim 1,
The brace consists of an H-section steel with a web connecting a first flange and a second flange, the first flange and the second flange being parallel to the plane formed by the column and the beam. are arranged as
In the second step,
First, the upper sides of the first and second flanges sandwiching the web of the first and second flanges are fused simultaneously,
A seismic reinforcement construction method for a steel frame structure characterized by simultaneously fusing the lower sides of the first and second flanges sandwiching the web of the first and second flanges.
請求項1に記載の鉄骨構造物の耐震補強工法において、
前記ブレースは、第1フランジと第2フランジをウェブで接続したH形鋼から成り、前記柱と前記梁とによって形成される平面に対して前記第1フランジと前記第2フランジとが平行になるように配置されており、
前記第2工程では、
まず、前記第1フランジの前記ウェブを挟んで上半分と下半分を同時に溶断し、
次いで、前記第2フランジの前記ウェブを挟んで上半分と下半分を同時に溶断することを特徴とする鉄骨構造物の耐震補強工法。
In the seismic reinforcement construction method for the steel structure according to claim 1,
The brace consists of an H-section steel with a web connecting a first flange and a second flange, the first flange and the second flange being parallel to the plane formed by the column and the beam. are arranged as
In the second step,
First, the upper and lower halves of the first flange are simultaneously fused across the web,
Next, a seismic reinforcement construction method for a steel frame structure, wherein the upper half and the lower half of the second flange are fused at the same time with the web interposed therebetween.
請求項2~4の何れか1項に記載の鉄骨構造物の耐震補強工法において、
前記第2工程では、前記第1フランジおよび前記第2フランジの切り口が前記ブレースの長手方向に拡大するように前記第1フランジおよび前記第2フランジを溶断することを特徴とする鉄骨構造物の耐震補強工法。
In the steel structure seismic reinforcement method according to any one of claims 2 to 4,
In the second step, the first flange and the second flange are fused so that the cut ends of the first flange and the second flange expand in the longitudinal direction of the brace. reinforcement method.
請求項2~5の何れか1項に記載の鉄骨構造物の耐震補強工法において、
前記第2工程では、前記第1フランジおよび前記第2フランジを溶断した後に、前記ウェブを幅方向において一方向から溶断することを特徴とする鉄骨構造物の耐震補強工法。
In the steel structure seismic reinforcement method according to any one of claims 2 to 5,
In the second step, after the first flange and the second flange are fused, the web is fused from one direction in the width direction.
請求項2~5の何れか1項に記載の鉄骨構造物の耐震補強工法において、
前記第2工程では、前記第1フランジおよび前記第2フランジを溶断した後に、前記ウェブを幅方向において一方向と他方向とから交互に溶断することを特徴とする鉄骨構造物の耐震補強工法。
In the steel structure seismic reinforcement method according to any one of claims 2 to 5,
In the second step, after the first flange and the second flange are fused, the web is alternately fused in one direction and the other in the width direction.
請求項1~7の何れか1項に記載の鉄骨構造物の耐震補強工法において、
前記鉄骨構造物は、ボイラー本体を支持するためのボイラー鉄骨であり、
前記第1工程、前記第2工程、および前記第3工程は、前記ボイラー本体が前記ボイラー鉄骨に吊り下げられた状態で行われることを特徴とする鉄骨構造物の耐震補強工法。
In the steel structure seismic reinforcement method according to any one of claims 1 to 7,
The steel structure is a boiler steel frame for supporting the boiler body,
A seismic reinforcement construction method for a steel frame structure, wherein the first step, the second step, and the third step are performed in a state in which the boiler body is suspended from the boiler steel frame.
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