JPH01219229A - 梁の補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建物の大梁や小梁等、構築物の主要構造物で
ある梁の補強構造に関する。

〔従来の技術〕

建物等の構築物に地震等の外力が作用した場合、梁が曲
げを受けて横座屈を生じる虞がある。

従来、そのような横座屈を防止するために、下記のよう
な梁の補強構造が採用されていた（何れも文献を挙げる
ことができない）。

［１］第１１図に示すように、鉄骨製の梁（０２）の適
宜箇所に、その梁（０２）の材軸に直交する姿勢の縦ス
テイフナ（０２ａ）を取り付けたり、或いは、それに加
えて、第１２図に示すように、梁（０２）に直交する姿
勢で、スタッドボルト（０４）を介して鉄筋コンクリー
ト製の床スラブ（０５）に剛に連結された鉄骨材（０６
）を設け、その鉄骨材（０６）と梁（０２）の成方向の
下端側とを、方杖（０３）で連結固定して、外力作用時
に生じる反力を、鉄筋コンクリート製の床スラブ（０５
）の曲げおよび剪断抵抗で負担させるようにしたもの。

［２］第１３図に示すように、隣接する鉄骨製の大梁（
０２）間にわたる鉄骨製の小梁（０２°）を設け、この
小梁（０２’）と大梁（０２）の成方向の下端側とを、
方杖（０３）で連結して、外力作用時に生じる反力を、
鉄骨製の小梁（０２°）の曲げおよび剪断抵抗で負゛担
させるようにしたもの。

［３コ第１４図（イ）　、　（Ｕ）に示すように、互い
に隣り合う鉄骨製の大梁（０２）の成方向の下端側どう
しを、火打材（０３）で連結固定して、外力作用時に生
じる反力を、隣接する大梁（０２）の下フランノの水平
曲げおよび剪断抵抗で負担させるようにしたもの。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した従来の梁の補強構造には、それぞれ、
次のような問題があった。

まず［１］の構造では、外力作用時の反力を床スラブの
曲げと剪断抵抗で負担するため、大きな外力が作用した
ときでも梁が横座屈を起こさないように梁の剛性を充分
に高めるような補強構造にしようとすると、床スラブ内
に多くの補強鉄筋が必要となる。しかも、方杖を設けて
ある補強構造であっても、梁の成が大きくなるに従って
、方杖の姿勢が次第に直立姿勢に近づいてその方杖によ
る水平分力の伝達効率が低下するため、縦ステイフナの
みによる補強構造と同様に梁の成が比較的小さい場合に
しか補強効果が見られないものであった。

次に［２］の構造では、梁の剛性を高めることは可能で
あるものの、補強のためだけに小梁を設けるものである
から、必然的に鉄骨量の増加による鋼材費の高騰を来す
のみならず、構築物重量の増加による他の部分への構造
的な影響の波及で部材断面の増加や補強を必要とするこ
とによって、構築物全体のコストアップを招来するもの
であった。

また［３］の構造では、火打材によって梁の下端側どう
しを連結固定して外力作用時の反力を梁の下フランジの
曲げと剪断抵抗とで負担していたが、その下フランジは
、もともと補強を必要とする部分であって、その水平方
向の剛性がさほど高くないから、たとえ図示のように４
本の梁どうしをすべて連結固定したとしても、それぞれ
の梁の剛性を充分に高めることがむつかしかった。特に
、成の大きい梁どうしの場合には、フランジの幅を小さ
くすると、この構造では補強効果があまり見られず、そ
うかといって、梁の補強のためだけにフランジの幅を大
きくすることは、徒に鉄骨量を増すこととなって好まし
くなかった。

本発明の目的は、上記実情に鑑み、梁の剛性を充分高め
ることが可能な補強構造を、コスト的に有利に提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による梁の補強構造の特徴構成は、同一又はほぼ
同一平面上に位置する２つの梁のうちの一方の梁の成方
向の下端側と、他方の梁の成方向の上端側とを連結する
補強部材を設けたことにある。

〔作　用〕

つまり、一方の梁の成方向の下端側が、補強部材によっ
て他方の梁の成方向の上端側に連結されているから、外
力がその一方の梁に作用した場合、その梁の横座屈を惹
き起こすこととなるその外力は、他方の梁の成方向の上
端側に伝達される。この部分、すなわち梁の成方向の上
端側は、通常スタットボルト等を介して床スラブに連結
されていて水平方向の剛性が高く、−方、梁はそれ自体
が本来的に鉛直方向の剛性が高いから、上述したように
梁の成方向の上端側に伝達された外力に対する反力は、
その水平方向成分については床スラブが専ら負担し、そ
の鉛直方向成分については梁が専ら負担することとなり
、それら床スラブと梁との協働で、外力を強（受は止め
ることができるのである。

〔発明の効果〕

その結果、床スラブの水平方向剛性と梁の鉛直方向剛性
という、それぞれ床スラブおよび梁が本来的に有する高
い剛性をともに有効利用するように組み合わせて外力に
強力に抵抗させることによって、２つの梁を連結する補
強部材を設けるだけで、他に著しい鉄骨量増加を来す小
梁等の特別な部材の必要性少なく、大きな外力が作用し
た場合であっても梁の横座屈を招来する虞の少ない強固
な梁の補強構造を提供できるようになった。

特に、梁の幅が成に比して小さな場合、梁自身に付設し
た縦ステイフナや梁の下端側どうしを連結する火打材に
よって補強する従来構造では充分な効果が得られなかっ
たのに比して、本発明による補強構造では、外力を受は
止める部分が梁の下フランジではなく、しかも、外力を
床スラブと梁とに分担して負担させるものであるから、
梁の成に対する幅の如何に拘らず充分な補強効果を発現
させることができ、大スパン空間を得る場合等に用いら
れる梁成の大なる梁の補強構造として特に有用である。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第１図は、建物における柱（１）と、同一またはほぼ同
一平面内に位置するある階の大梁（２）との接合部分を
示している。柱（１）および大梁（２）は何れも鉄骨製
で、角形鋼管からなる柱（１）の四方の周面に、四本の
Ｈ形鋼からなる大梁（２）それぞれの端面が当接する状
態で溶接されることで、各大梁（２）が柱（１）に連結
固定されている。

そして、各大梁（２）どうしの間に、大梁（２）の剛性
を高めてその大梁（２）を補強するための補強部材（３
）が架設されている。この補強部材（３）はアングル鋼
からなり、第２図にも示すように、その一方の端部が、
ある大梁（２）の成方向の下端側において、その大梁（
２）の上下のフランジ間にわたって溶接固定された縦ス
テイフナ（２ａ）に溶接固定されるとともに、他方の端
部が、その大梁（２）が取り付（柱（１）の周面の隣の
周面に取り付く隣接の大梁（２）の成方向の上端側にお
いて、その大梁（２）の上下のフランジ間にわたって溶
接固定された縦ステイフナ（２ａ）に溶接固定されるこ
とで、斜め姿勢に設けられている。

上述した補強部材（３）は、建物に地震力等の外力が作
用した場合に、大梁（２）の横座屈の発生を防止するた
めのものである。すなわち、ある大梁（２）（以下、第
１の大梁と称する）に外力が作用した場合、第２図に示
すようにその大梁（２）の上フランジ（２Ａ）はスタッ
ドボルト（４）を介して床スラブ（５）に剛に連結され
ているから、横座屈防止のためにその大梁（２）の下フ
ランジ（２Ｂ）に作用する外力を強固に受は止める必要
がある。そこで第１の大梁（２）の下フランジ（２Ｂ）
に近い成方向の下端側を、隣接する大梁（２）（以下、
第２の大梁と称する）の上フランジ（２Ａ）に近い成方
向の上端側に、補強部材（３）で連結することにより、
第１の大梁（２）の下端側に作用する外力は、補強部材
（３）によって第２の大梁（２）の上端側に伝達され、
その部分において、水平分力については第２の大梁（２
）に剛に連結された床スラブ（５）の高い水平方向剛性
によって受は止め、鉛直分力については第２の大梁（２
）自身の高い鉛直方向剛性によって受は止めさせること
ができ、床スラブ（５）および大梁（２）の本来的に有
する剛性を有効利用して外力を強固に受は止めることが
可能になるのである。

そして、この実施例においては、第１図および第３図に
示すように、柱（１）を囲む形に配設された４本の大梁
（２）どうしの間にそれぞれ互いに上述した補強部材（
３）が設けられており、４本の大梁（２）それぞれの剛
性を高めて横座屈の防止が図れるとともに、柱梁接合部
分全体の剛性が高められてより強固な構造となっている
。

また、この実施例では、柱（１）、各大梁（２）の端部
、ならびに、各補強部材（３）は、予め工場において１
つの柱ピースとして製作されている。

現場施工にあたっては、その柱ピースを建て込んだのち
、各大梁（２）の端部どうじの間に、大梁（２）の中間
部をスプライスプレート（６）を介して介装連結するこ
とで大梁（２）が完成する。

〔別実施例〕

次に、本発明の別の実施例を列記する。

く１〉先の実施例では、２つの大梁（２）にわたる補強
部材（３）を１本だけ設けたものを説明したが、それに
替えて、第４図に示すように、２つの大梁（２）にわた
って一対の補強部材（３）を欅掛けとなるように設けて
より補強効果を高めるように構成してもよい。

なお、柱（１）と大梁（２）との平面的な配置関係が、
先の実施例で説明した第３図に示すような場合ではなく
て、建物の外周部分のように第５図（イ）および（Ｅｌ
）に示すような場合には、上述したように、一対の補強
部材（３）を２つの大梁（２）にわたって欅掛けとなる
ように設けることで、各大梁（２）が、自身が補強され
るとともに他の大梁（２）を補強することとなり、構造
的な弱点をなくすことができる。

〈２〉先の実施例、および、上述の第４図に示す構成で
は、補強部材（３）として剛なアングル鋼を用い、その
補強部材（３）に引張力と圧縮力とをともに負担させて
いたが、上述したく１〉の構成のように、隣接する２つ
の大梁（２）の間に一対の補強部材（３）を設ける場合
には、ある大梁（２）に作用する外力をその横断面視に
おいて両側に分担することができるから、第６図に示す
ように、補強部材（３）としてワイヤを用い、その補強
部材（３）に引張力のみを負担させることが可能である
。

く３〉先の実施例では、補強部材（３）を、互いにほぼ
直交する姿勢の大梁（２）どうしの間に設けたものを説
明したが、そのほかに、第７図（イ）および（ａ）に示
すように、互いにほぼ平行な姿勢の大梁（２）どうしの
間に補強部材（３）を設けてもよい。この場合、補強部
材（３）の配設の構成は任意で、例えば図示のように大
梁（２）の横断面視において右上り姿勢の補強部材（３
）と左上り姿勢の補強部材（３）とを、交互に位置する
状態で、第７図（■）に示すように、大梁（２）の長手
方向に沿って適宜間隔毎に複数個づつ設けたり、搾掛け
となるように組み合わせた一対の補強部材（３）を大梁
（２）の長手方向に沿って複数対設けたりしてもよい。

〈４）先の実施例のように、補強部材（３）を互いにほ
ぼ直交する姿勢の大梁（２）どうしの間に設ける場合で
あっても、特に大梁（２）のスパンが大きな場合等は、
補強部材（３）を、大梁（２）の長手方向に位置を異な
らせた複数の箇所に設けてもよい。

〈５〉先の実施例では、柱（１）、大梁（２）の端部、
および、補強部材（３）を予め工場で組み立てて柱ピー
スとした構成を説明したが、それに替えて、工場では柱
（１）に大梁（２）の端部のみを取り付けて柱ピースと
し、施工現場においてその柱ピースの建方後或いは架構
の完成後に補強部材（３）を取り付けるようにしたり、
或いは、工場では柱（１）に大梁取付用のブラケットを
取り付けるだけとし、施工現場において大梁（２）およ
び補強部材（３）を取り付けるようにしてもよい。

く６〉柱（１）に対する大梁（２）の取付け、縦ステイ
フナ（２ａ）への補強部材（３）の取付は等、鉄骨部材
どうしの連結固定は、溶接によるものに替えて、高カボ
ルト或いはリベットによるものであってもよい。

く７〉補強部材（３）は、先の実施例で説明した、柱入
梁接合部における大梁（２）どうしの間のほか、第８図
（イ）および（ｒｌ）に示すように、大梁（２）と小梁
（２゛）との間、或いは、図示はしないが、小梁（２”
）どうしの間に設けることが可能である。また、大梁（
２）どうしの間に補強部材（３）を設ける場合で、建物
形状やスパン等に応じて桁行方向或いは梁間方向の何れ
か一方に沿う大梁（２）のみを補強すればよい場合には
、第９図に示すような構成が可能である。

く８〉補強部材（３）としては、先に説明したアングル
鋼やワイヤのほか、Ｃ形鋼やハツト形鋼等の各種形鋼や
平鋼の使用が可能である。また、第１０図に示すように
、大梁（２）どうしの間に、一方の大梁（２）の成方向
の下端側と他方の大梁（２）の成方向の上端側とにゎた
るリプ（３ａ）を付設した鋼板からなる補強部材（３）
を設けてもよい。なお、この構成においてリブ（３ａ）
を省略してもよい。

〈９〉柱（１）は角形鋼管に替えて丸形鋼管やＨ形鋼等
であってもよく、また、大梁（２）もＨ形鋼に替えて角
形鋼管やＣ形鋼であってもよい。

＜１０〉先の実施例では、本発明を鉄骨構造に適用した
場合を説明したが、本発明は、そのほか、鉄骨鉄筋コン
クリート構造、鉄筋コンクリート構造、さらには、木構
造等にも適用することが可能である。

＜１１＞本発明が適用される梁（２）としては、先の実
施例で説明した建物の大梁（２）や小梁（２゛）のほか
、橋梁や高架道路等の各種の構築物の梁（２）が挙げら
れる。

＜１２〉尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利
にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図
面の構造および方法に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る梁の補強構造の実施
例を示し、第１図は斜視図、第２図は展開図、第３図は
概略平面図である。第４図ないし第１０図はそれぞれ別
の実施例を示し、第４図は斜視図、第５図（（）　、　
（Ｉｌ＋）は概略平面図、第６図は斜視図、第７図（イ
）は断面図、第７図（ＴＪ）は第７図（イ）に示す実施
例の概略平面図、第８図（イ）は斜視図、第８図（ｒり
は第８図（イ）に示す実施例の概略平面図、第９図は展
開図、第１０図は斜視図である。第１１図ないし第１４
図はそれぞれ従来例を示し、第１１図ないし第１３図は
断面図、第１４図（イ）は平面図、第１４図（ＩＩ）は
第１４図（イ）におけるローロ線断面図である。 （２）・・・・・・梁、（３）・・・・・・補強部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一又はほぼ同一平面内に位置する２つの梁（２）のう
   ちの一方の梁の成方向の下端側と、他方の梁の成方向の
   上端側とを連結する補強部材（３）を設けてある梁の補
   強構造。