JP7360585B2 - 梁補強金具及び梁補強金具積み重ね構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉄骨梁に形成された貫通孔の周囲に固定され、貫通孔を形成したことによって強度が低下した鉄骨梁を補強する梁補強金具及び梁補強金具積み重ね構造に関する。

Ｓ構造，ＳＲＣ構造の構造物においては、鉄骨梁に配管や配線のための貫通孔を形成することがある。このように貫通孔が形成されて強度が低下した鉄骨梁を補強するために、従来、貫通孔の周囲にリング状の鉄骨補強部材を溶接する梁の補強構造が知られていた（特許文献１参照）。
上記特許文献１に記載のような梁の補強構造は、貫通孔に鉄骨補強部材をはめ込み、鉄骨補強部材の一方の面側の周部全周を鉄骨に溶接してあり、他方の面側の周部全周を鉄骨に溶接しないので、施工コストの増加を抑制できる。
しかし、このような梁の補強構造は、鉄骨補強部材を鉄骨の厚み方向に位置決めするのが難しく、あるいは、梁を寝かせた状態で貫通孔に鉄骨補強部材をはめ込み、鉄骨補強部材と梁を仮溶接してから梁を裏返し、その後、鉄骨補強部材の周部全周を梁に溶接しなければならず、作業に多大な労力を要し、コストが増大しかねなかった。

そこで、本出願人は、先に、環状の本体部を備え、本体部の軸線方向の一端面に、鉄骨梁のウェブの側面に接触する接触端面が形成され、接触他端面から軸線方向に突出する突出部が形成され、突出部の外周面の断面形状は鉄骨梁の貫通孔の断面形状と略同一である鉄骨梁補強金具を特許文献２として提案した。
この鉄骨梁補強金具は、鉄骨梁を寝かせた状態で、貫通孔の内部に突出部を挿入し、本体部の接触端面を鉄骨梁のウェブの側面に接触させるだけで、貫通孔に対して径方向および軸線方向に位置決めされるので、仮溶接が不要であり、固定作業中に鉄骨梁を裏返す必要がなく、作業の負担を大きく軽減できる。

特許第４８５９０６９号公報 特願２０１８-１８５６２２号

上記先願に係る鉄骨梁補強金具は、突出部があるので、重ねたときに安定性が悪く、多段に積み重ねた場合には傾いて崩れてしまうので、保管および搬送に不便であった。
本発明が解決しようとする課題は、梁の貫通孔にはめ込むことにより軸線方向及び径方向に位置決めできる突起を有しているにもかかわらず、多段に積み重ねても崩れにくく、保管及び搬送に有利な梁補強金具を提供することにある。

本願請求項１に係る発明は、梁を貫通する貫通孔に固定される梁補強金具であって、外径が前記貫通孔の直径より大きく、内径が前記貫通孔の直径より小さく、前記梁の側面に接触する一端面及び前記一端面の反対側の他端面を有するリング状本体を備え、前記リング状本体は、前記一端面に突設され、前記貫通孔へ挿入可能な突起と、前記他端面に形成された収容部と、を備え、前記収容部は、前記突起と同一形状を有する物の該同一形状の部位を収容可能な形状であることを特徴とする梁補強金具である。

本願請求項２に係る発明は、前記突起及び前記収容部は、前記貫通孔と同心の環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の梁補強金具である。

本願請求項３に係る発明は、前記収容部は、前記他端面を切り欠いた凹部よりなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の梁補強金具である。

本願請求項４に係る発明は、前記リング状本体の前記他端面において、前記一端面の前記突起に対応する位置の外周囲より径方向外側の位置に、複数の突部が周方向に配設されており、前記突部で囲まれた内側に前記収容部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の梁補強金具である。

本願請求項５に係る発明は、梁を貫通する貫通孔に固定される梁補強金具を複数積み重ねた梁補強金具積み重ね構造であって、前記複数積み重ねた梁補強金具のうち一の梁補強金具と他の梁補強金具の各々は、外径が前記貫通孔の直径より大きく、内径が前記貫通孔の直径より小さく、前記梁の側面に接触する一端面及び前記一端面の反対側の他端面を有するリング状本体を備え、前記リング状本体は、前記一端面に突設され、前記貫通孔へ挿入可能な突起と、前記他端面に形成された収容部と、を備え、前記収容部は、前記一又は他の梁補強金具が備える前記突起を収容可能な形状であり、前記一又は他の梁補強金具の前記突起を、前記他又は一の梁補強金具の前記収容部に収容させて積み重ねたことを特徴とする梁補強金具積み重ね構造である。

本願請求項６に係る発明は、前記突起及び前記収容部は、前記貫通孔と同心の環状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の梁補強金具積み重ね構造である。

本願請求項７に係る発明は、前記収容部は、前記他端面を切り欠いた凹部よりなることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の梁補強金具積み重ね構造である。

本願請求項８に係る発明は、前記リング状本体の前記他端面において、前記一端面の前記突起に対応する位置の外周囲より径方向外側の位置に、複数の突部が周方向に配設されており、前記突部で囲まれた内側に前記収容部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の梁補強金具積み重ね構造である。

本発明によれば、突起を貫通孔へ挿入し、リング状本体の一端面を梁の側面に重ねることにより、貫通孔に対して軸線方向および径方向に位置決めされるので、梁を裏返すことなく一面側のみから梁補強金具を梁に溶接して固定することができる。
また、貫通孔を必要以上に大きくしないために、突起の径方向の幅を小さくしても、梁補強金具を重ねたとき、突起は隣り合う他の梁補強金具の収容部に収容されるので、保管や搬送の際に崩れないよう安定して積み重ねることができる。

第１の実施形態における使用状態の梁補強金具を示す図であり、（ア）は断面図、（イ）は正面図である。 第１の実施形態における積み重ねた状態の梁補強金具の断面図である。 第２の実施形態における積み重ねた状態の梁補強金具の断面図である。 第３の実施形態における梁補強金具を示す図であり、（ア）は他端面から見た図、（イ）は側面図である。 第４の実施形態における梁補強金具を示す図であり、（ア）は他端面から見た図、（イ）は側面図である。 第５の実施形態における梁補強金具を示す図であり、（ア）は他端面から見た図、（イ）は側面図である。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。

〔第１の実施形態〕
第１の実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、使用状態の梁補強金具１を示し、図２は、積み重ねた状態の梁補強金具１を示している。

梁補強金具１は、Ｈ型鋼より成る梁２のウェブ２０を厚さ方向に貫通する円形の貫通孔２１に固定され、貫通孔２１を形成したことによって強度が低下した梁２を補強している。
梁補強金具１は、鋼材を鍛造あるいは鋳造して成形され、貫通孔２１と同心の円環状のリング状本体１０を備える。リング状本体１０の外径は貫通孔２１の直径より大きく、リング状本体１０の内径は貫通孔２１の直径よりやや小さい。
また、リング状本体１０の一端面１０ａ及び他端面１０ｂは、互いに平行で、かつ、梁２のウェブ２０の側面と平行であり、一端面１０ａが梁２のウェブ２０の側面に接触するようになっている。他端面１０ｂは、一端面１０ａの反対側の面である。

リング状本体１０の一端面１０ａには、貫通孔２１へ挿入可能で、外周面が貫通孔２１の内周面に当接され、貫通孔２１と同心の円環状の位置決め突起１１が内周縁に沿って突設される。
位置決め突起１１の断面は角形であり、貫通孔２１の直径を配管や配線に必要な寸法より無用に大きくしないために、位置決め突起１１の径方向の幅は４ｍｍ～５ｍｍとしてある。

梁補強金具１を貫通孔２１に固定するには、梁２を倒してウェブ２０の側面を上にした状態で、梁補強金具１の位置決め突起１１を上から貫通孔２１へ挿入し、位置決め突起１１の外周面を貫通孔２１の内周面に当接するとともにリング状本体１０の一端面１０ａを梁２のウェブ２０の側面に接触させ、梁補強金具１を貫通孔２１に対して軸線方向および径方向に位置決めしてから、リング状本体１０の外周面の全周を梁２のウェブ２０の側面に溶接する。

リング状本体１０の他端面１０ｂには、収容部１２が形成される。収容部１２は、図２に示すように、貫通孔２１と同心の円環状に形成され、一の梁補強金具１のリング状本体１０の一端面１０ａと他の梁補強金具１のリング状本体１０の他端面１０ｂとを対向させ中心軸を一致させて複数の梁補強金具１を積み重ねたとき、隣り合う梁補強金具１の位置決め突起１１が収容可能な形状となっている。換言すると、一の梁補強金具１のリング状本体１０の収容部１２は、他の梁補強金具１における当該一の梁補強金具１の位置決め突起１１と同一形状の位置決め突起１１を収容可能な形状となっている。本実施形態の一の梁補強金具１の位置決め突起１１と同一形状の位置決め突起１１を有する他の梁補強金具１は、本発明の突起と同一形状を有する物に相当する。

本実施形態では、収容部１２は、リング状本体１０の他端面１０ｂの内周縁を断面角形の段状に切り欠いて形成された円環状の凹部より成る。収容部１２の断面は位置決め突起１１の断面よりわずかに大きく、梁補強金具１を重ねる際に、位置決め突起１１をスムーズに収容部１２にはめ込むことができる。
この結果、隣り合ったリング状本体１０の位置決め突起１１と収容部１２とが係合するとともに、一端面１０ａと他端面１０ｂとが接触し、多段に積み重なった梁補強金具１が傾かないようになっている。
また、位置決め突起１１が収容部１２に収容されるので、保管や搬送の際に、位置決め突起１１が保護されることになり、損傷や変形による貫通孔２１への挿入に支障が生じることを防止することができる。

〔第２の実施形態〕
図３を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。

第２の実施形態においては、収容部１２が、リング状本体１０の他端面１０ｂの内周縁を、一端面１０ａに近づくに従って径小となるよう斜めに切り欠いて形成された凹部より成る。
収容部１２の寸法は、リング状本体１０の一端面１０ａと他端面１０ｂとを接触させるとともに中心軸を一致させて梁補強金具１を積み重ねたとき、隣り合う梁補強金具１の位置決め突起１１が収容される寸法とする。

〔第３の実施形態〕
図４を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。なお、第１及び第２の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。

第３の実施形態では、リング状本体１０の他端面１０ｂにおいて、一端面１０ａの位置決め突起１１に対応する位置の外周囲より径方向外側に、４個の突部１３が周方向に等間隔で配設され、これら突部１３と内周縁との間、すなわち、突部１３で囲まれた内側に収容部１２が形成されている。
突部１３の内周面は、位置決め突起１１の外径よりわずかに径大の円に沿う円弧面であり、突部１３の軸線方向の高さは位置決め突起１１の高さよりわずかに高い。
したがって、リング状本体１０の一端面１０ａと他端面１０ｂとを接触させるとともに中心軸を一致させて梁補強金具１を積み重ねたとき、梁補強金具１の位置決め突起１１が、隣り合う梁補強金具１の収容部１２に収容される。

〔第４の実施形態〕
図５を参照して、本発明の第４の実施形態を説明する。
第４の実施形態では、２個の突部１３が、リング状本体１０の１本の直径（図５の（ア）における左右方向の直径）の両端に相対向するよう配置されている。
第４の実施形態における突部１３の周長は、第３の実施形態における突部１３の周長よりも長く、突部１３が２個であっても、突部１３で囲まれた収容部１２に収容した位置決め突起１１を安定して保持することができる。
その他の構造および使用方法は第３の実施形態と同様なので、説明を省略する。

〔第５の実施形態〕
図６を参照して、本発明の第５の実施形態を説明する。
第５の実施形態は、突部１３の内周面が直線に沿う平面である点で第３の実施形態と異なっている。相対向する突部１３の内周面間の距離は位置決め突起１１の外径よりもやや大きく、梁補強金具１を重ねたとき、位置決め突起１１を隣り合う梁補強金具１の収容部１２に収容することができる。
その他の構造および使用方法は、第３の実施形態と変わるところはないので、説明を省略する。

〔その他の実施形態〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。

本実施形態においては、梁をＨ型鋼としてあるが、その他の断面形状の梁であってもよい。

本実施形態においては、リング状本体および位置決め突起を円環状としてあるが、貫通孔の形状に応じて角形の環状とすることもできる。

本実施形態では、位置決め突起をリング状本体の内周縁全周に亘って連続した環状に形成してあるが、断続的に形成することも可能である。

リング状本体の他端面に収容部を設けるための突部の数は、その内側に形成される収容部に位置決め突起を安定して収容できれば、第３の実施形態乃至第５の実施形態と異なってもよい。

本実施形態では、複数の梁補強金具を積み重ねたとき、隣り合ったリング状本体１０の位置決め突起１１と収容部１２とが係合するとともに、一端面１０ａと他端面１０ｂとが接触するような構成となっていたが、これに限られない。隣り合ったリング状本体１０の位置決め突起１１と収容部１２とが係合しているものであれば良く、位置決め突起１１の先端部と収容部１２の底部とが接触し、一端面１０ａと他端面１０ｂとが接触しないものであっても良いし、または、位置決め突起１１の先端部と収容部１２の底部とが接触せず、一端面１０ａと他端面１０ｂとが接触するものであっても良い。

本実施形態では、梁補強金具１の収容部１２は、他の梁補強金具１と積み重ねる際に、下段に位置する他の梁補強金具１の位置決め突起１１を収容し係合させるものであったが、収容し係合させるものはこれに限られない。例えば、板状の台を用意してこの台の上に複数の積み重ねられた梁補強金具を載置して、台と共に梱包し保管や搬送をすることがある。この台の載置面に、位置決め突起１１と同一形状の凸部を設けて、最下段の梁補強金具１の収容部１２に収容させるようにしても良い。このようにすることで、保管や搬送をする際に、台に梁補強金具を安定して載置させることができる。この変形例の位置決め突起１１と同一形状の凸部を有する台は、本発明の突起と同一形状を有する物に相当する。

本実施形態では、位置決め突起は、その外周面が梁の貫通孔の内周面に当接する態様のものであったが、これに限られない。当接するものよりは、位置決めの精度は低下するが、外周面が梁の貫通孔の内周面に当接しないようなものでも良い。

いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。

１ 梁補強金具
１０ リング状本体
１１ 位置決め突起
１２ 収容部
１３ 突部
２ 梁
２０ ウェブ
２１ 貫通孔

Claims (8)

1. 梁を貫通する貫通孔に固定される梁補強金具であって、
   外径が前記貫通孔の直径より大きく、内径が前記貫通孔の直径より小さく、前記梁の側面に接触する一端面及び前記一端面の反対側の他端面を有するリング状本体を備え、
   前記リング状本体は、
   前記一端面に突設され、前記貫通孔へ挿入可能な突起と、
   前記他端面に形成された収容部と、を備え、
   前記収容部は、前記突起と同一形状を有する物の該同一形状の部位を収容可能な形状である
   ことを特徴とする梁補強金具。
2. 前記突起及び前記収容部は、前記貫通孔と同心の環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の梁補強金具。
3. 前記収容部は、前記他端面を切り欠いた凹部よりなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の梁補強金具。
4. 前記リング状本体の前記他端面において、前記一端面の前記突起に対応する位置の外周囲より径方向外側の位置に、複数の突部が周方向に配設されており、前記突部で囲まれた内側に前記収容部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の梁補強金具。
5. 梁を貫通する貫通孔に固定される梁補強金具を複数積み重ねた梁補強金具積み重ね構造であって、
   前記複数積み重ねた梁補強金具のうち一の梁補強金具と他の梁補強金具の各々は、外径が前記貫通孔の直径より大きく、内径が前記貫通孔の直径より小さく、前記梁の側面に接触する一端面及び前記一端面の反対側の他端面を有するリング状本体を備え、
   前記リング状本体は、
   前記一端面に突設され、前記貫通孔へ挿入可能な突起と、
   前記他端面に形成された収容部と、を備え、
   前記収容部は、前記一又は他の梁補強金具が備える前記突起を収容可能な形状であり、
   前記一又は他の梁補強金具の前記突起を、前記他又は一の梁補強金具の前記収容部に収容させて積み重ねた
   ことを特徴とする梁補強金具積み重ね構造。
6. 前記突起及び前記収容部は、前記貫通孔と同心の環状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の梁補強金具積み重ね構造。
7. 前記収容部は、前記他端面を切り欠いた凹部よりなることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の梁補強金具積み重ね構造。
8. 前記リング状本体の前記他端面において、前記一端面の前記突起に対応する位置の外周囲より径方向外側の位置に、複数の突部が周方向に配設されており、前記突部で囲まれた内側に前記収容部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の梁補強金具積み重ね構造。

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