(57)【要約】【課題】  作業性に優れ、効率よく斜材を補強することが可能な斜材の補強構造、斜材の座屈防止部材および斜材の補強方法を提供する。【解決手段】  斜材７の上下には、一対の補強部材１１が配置される。本実施形態では、補強部材１１は、例えばＨ形鋼である。補強部材１１の対向するフランジ部１２の外面には、互いに対称な位置に固定金具１３が接合される。固定金具１３は、補強部材１１を斜材７に固定するための部材である。固定金具１３は、補強部材１１の長手方向に対して、所定の間隔で、例えば溶接で接合される。固定金具１３は、斜材７の両側にそれぞれ配置され、斜材７を挟み込むように連結される。それぞれの補強部材１１に固定された固定金具１３同士が対向して連結することで、補強部材１１が斜材７に固定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱または梁に対して斜めに配置される斜材の補強構造であって、
前記斜材に沿って配置される補強部材と、
前記補強部材を前記斜材に固定する固定金具と、
を具備し、
前記固定金具は、前記斜材の両側にそれぞれ配置され、前記斜材を挟み込むように連結され、前記補強部材が前記斜材に固定されることを特徴とする斜材の補強構造。
【請求項２】
一対の前記補強部材を具備し、
前記固定金具は、それぞれの前記補強部材に固定され、
一対の前記補強部材によって前記斜材が挟み込まれて、それぞれの前記補強部材に固定された前記固定金具同士が対向して連結することで、前記補強部材が前記斜材に固定されることを特徴とする請求項１記載の斜材の補強構造。
【請求項３】
前記補強部材と前記斜材との間に隙間が形成され、
前記補強部材の外周から、前記隙間に拘束部材が貫通し、前記拘束部材の先端で前記斜材の外面を押圧することで、前記斜材から前記補強部材に応力が伝達されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の斜材の補強構造。
【請求項４】
前記拘束部材は、前記斜材の一方の方向に対して配置されるとともに、前記一方の方向と略直交する方向に対して配置され、前記斜材の異なる方向に対して、前記斜材の外面を押圧することを特徴とする請求項３に記載の斜材の補強構造。
【請求項５】
前記拘束部材は、前記斜材の長手方向に所定の間隔で複数個所に配置されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の斜材の補強構造。
【請求項６】
柱または梁に対して斜めに配置される斜材の座屈防止部材であって、
補強部材と、
前記補強部材に所定の間隔で固定される固定金具と、
を具備し、
一対の前記補強部材を対向させた際に、それぞれの前記固定金具を連結可能であることを特徴とする斜材の座屈防止部材。
【請求項７】
前記補強部材を貫通する拘束部材を具備し、
前記拘束部材を前記補強部材に対してねじ込むことが可能であることを特徴とする請求項６に記載の斜材の座屈防止部材。
【請求項８】
柱または梁に対して斜めに配置される既設の斜材の補強方法であって、
前記斜材に沿って、固定金具が固定された一対の補強部材を、前記斜材を挟むように配置し、
対向する前記固定金具同士を連結して、前記補強部材を前記斜材に固定することを特徴とする斜材の補強方法。
【請求項９】
前記補強部材を貫通する拘束部材を具備し、
前記固定金具同士を連結した後、前記拘束部材を前記補強部材に対してねじ込み、前記拘束部材の先端で前記斜材の外面を押圧することを特徴とする請求項８記載の斜材の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱または梁に対して斜めに配置される方杖またはブレースなどの斜材の補強構造、座屈防止部材およびその補強方法等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、柱と梁からなる構造体に対して斜めに、方杖やブレースのような斜材を固定して、構造体を補強する方法がある。このような斜材を配置することで、構造体の剛性を高めることができる。
【０００３】
近年、大きな地震の発生などを考慮した構造体の耐震補強が進められている。この際、従来の斜材は、引張力に対しては十分な強度を発揮するが、所定以上の圧縮力を受けると座屈する恐れがある。したがって、圧縮力に対してもより強い斜材が要求される。しかし、斜材を全て交換するとなると、コストや作業工数を要する。このため、既存の斜材を補強する方法が求められている。
【０００４】
このような斜材の補強としては、ブレースの全周を覆う外側拘束部材をブレースの全長にわたって固定する方法がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−９４１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ブレースの全周を覆う外側拘束部材を用いると、使用する部材が多く、取り付け作業も容易ではない。また、ブレースや外側拘束部材の寸法精度などによって、ブレースと外側拘束部材とを前面にわたって確実に密着させることは困難である。しかし、外側拘束部材とブレースとの間に隙間が生じると、ブレースからの力を外側拘束部材で受けることができないため、補強効果を得ることができない。このため、より簡易な構造で、ブレース等を確実に補強することが可能な構造が要求される。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、作業性に優れ、効率よく斜材を補強することが可能な斜材の補強構造、斜材の座屈防止部材および斜材の補強方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、柱または梁に対して斜めに配置される斜材の補強構造であって、前記斜材に沿って配置される補強部材と、前記補強部材を前記斜材に固定する固定金具と、を具備し、前記固定金具は、前記斜材の両側にそれぞれ配置され、前記斜材を挟み込むように連結され、前記補強部材が前記斜材に固定されることを特徴とする斜材の補強構造である。
【０００９】
一対の前記補強部材を具備し、前記固定金具は、それぞれの前記補強部材に固定され、一対の前記補強部材によって前記斜材が挟み込まれて、それぞれの前記補強部材に固定された前記固定金具同士が対向して連結することで、前記補強部材が前記斜材に固定されてもよい。
【００１０】
前記補強部材と前記斜材との間に隙間が形成され、前記補強部材の外周から、前記隙間に拘束部材が貫通し、前記拘束部材の先端で前記斜材の外面を押圧することで、前記斜材から前記補強部材に応力が伝達されてもよい。
【００１１】
前記拘束部材は、前記斜材の一方の方向に対して配置されるとともに、前記一方の方向と略直交する方向に対して配置され、前記斜材の異なる方向に対して、前記斜材の外面を押圧してもよい。
【００１２】
前記拘束部材は、前記斜材の長手方向に所定の間隔で複数個所に配置されてもよい。
【００１３】
第１の発明によれば、斜材を挟み込むようにして配置した固定金具の連結によって、補強部材が斜材に固定されるため、構造が簡易であり、作業も容易である。
【００１４】
また、一対の補強部材で斜材を挟み込むように配置することで、確実に斜材を補強することができる。
【００１５】
また、補強部材と斜材との間に隙間を形成することで、斜材の寸法誤差や変形などが生じていても、隙間によってこれらを吸収し、確実に補強部材を斜材に取り付けることができる。また、この場合でも、拘束部材によって、斜材から補強部材へ確実に応力が伝達され、補強効果を得ることができる。
【００１６】
また、拘束部材を異なる２方向に配置することで、斜材を２方向から拘束し、斜材からの応力を確実に補強部材に伝達することができる。
【００１７】
また、拘束部材を斜材の長手方向に対して所定の間隔で複数個所に配置することで、斜材の座屈を拘束部材の配置間隔で抑制することができる。
【００１８】
第２の発明は、柱または梁に対して斜めに配置される斜材の座屈防止部材であって、補強部材と、前記補強部材に所定の間隔で固定される固定金具と、を具備し、一対の前記補強部材を対向させた際に、それぞれの前記固定金具を連結可能であることを特徴とする斜材の座屈防止部材である。
【００１９】
前記補強部材を貫通する拘束部材を具備し、前記拘束部材を前記補強部材に対してねじ込むことが可能であることが望ましい。
【００２０】
第２の発明によれば、作業性に優れ、簡易な構造で効率よく既設の斜材を補強することが可能である。
【００２１】
また、拘束部材を設けることで、補強部材を斜材に容易に取り付けることが可能であるとともに、拘束部材によって確実に斜材から補強部材へ応力が伝達され、補強効果を得ることができる。
【００２２】
第３の発明は、柱または梁に対して斜めに配置される既設の斜材の補強方法であって、前記斜材に沿って、固定金具が固定された一対の補強部材を、前記斜材を挟むように配置し、対向する前記固定金具同士を連結して、前記補強部材を前記斜材に固定することを特徴とする斜材の補強方法である。
【００２３】
前記補強部材を貫通する拘束部材を具備し、前記固定金具同士を連結した後、前記拘束部材を前記補強部材に対してねじ込み、前記拘束部材の先端で前記斜材の外面を押圧することが望ましい。
【００２４】
第３の発明によれば、作業性に優れ、効率よく既設の斜材を補強することが可能なである。
【００２５】
また、拘束部材によって斜材を押圧することで、拘束部材によって確実に斜材から補強部材へ応力が伝達され、補強効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、作業性に優れ、効率よく斜材を補強することが可能な斜材の補強構造、斜材の座屈防止部材および斜材の補強方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】斜材の補強構造１を示す図。
【図２】（ａ）は、座屈防止部材１０の取り付け状態を示す正面図、（ｂ）は、他の取り付け状態を示す図。
【図３】座屈防止部材１０の取り付け状態を示す断面図であって、（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】座屈防止部材１０の他の取り付け状態を示す断面図。
【図５】座屈防止部材１０の他の取り付け状態を示す断面図。
【図６】（ａ）は、座屈防止部材１０ａの取り付け状態を示す断面図、（ｂ）は、座屈防止部材１０ｂの取り付け状態を示す断面図。
【図７】座屈防止部材１０ａの取り付け状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態にかかる斜材の補強構造１について説明する。図１は、斜材の補強構造１を示す正面図である。斜材の補強構造１は、柱３と梁５に対して斜めに配置される斜材７の補強構造である。
【００２９】
斜材７は、例えば、既設のブレースや方杖である。斜材７は、柱３と梁５に対して斜めに配置されていれば、その配置は図示した例には限られず、例えば、柱３および梁５で形成される矩形の各角部にのみ配置してもよく、下端を柱３ではなく、床または下方の梁５（図示せず）に接合してもよい。
【００３０】
斜材７の外周部には、座屈防止部材１０が固定される。図２（ａ）は、斜材７に座屈防止部材１０が取り付けられた状態を示す正面図であり、図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。補強部材１１は、斜材７に沿って配置される。すなわち、補強部材１１の軸方向と、斜材７の軸方向とが略一致するように、補強部材１１は、斜材７の外周に配置される。
【００３１】
なお、補強部材１１は、斜材７の長手方向に対して１体であってもよく、分割されていてもよい。例えば、図２（ｂ）に示すように、補強部材１１を長手方向に複数に分割して、補強部材１１同士を連結部材１７によって長手方向に連結してもよい。このようにすることで、例えば、斜材７の長手方向の中間部に他の斜材７ａが接続されるような場合でも、斜材７ａを避けて、補強部材１１を配置することができる。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、斜材７は、略矩形の断面形状を有する。図示した例では、斜材７は、Ｈ形鋼の上下のフランジ部の端部同士を繋ぐように板が接合されて形成される。なお、斜材７の断面形状は、図示した例には限られず、丸鋼管、角鋼管、Ｈ形鋼、コの字またはＬ字のアングルなど、特に限定されない。
【００３３】
斜材７の上下には、一対の補強部材１１が配置される。本実施形態では、補強部材１１は、例えばＨ形鋼である。補強部材１１の対向するフランジ部１２の外面には、互いに対称な位置に固定金具１３が接合される。固定金具１３は、補強部材１１を斜材７に固定するための部材である。なお、固定金具１３は、鋳造、鍛造、溶接組立、削り出し加工などの任意の方法で製造することができる。
【００３４】
固定金具１３は、補強部材１１の長手方向に対して、所定の間隔で、例えば溶接で接合される。固定金具１３は、略Ｌ字形の部材であり、補強部材１１のそれぞれのフランジ部１２に対して互いに逆方向にフランジ状部１４が突出する。固定金具１３のフランジ状部１４には、孔２３が形成される。
【００３５】
補強部材１１のウェブ部８を斜材７の上下面に対向するように配置すると、補強部材１１のそれぞれの固定金具１３が、斜材７の両側に配置される。一対の補強部材１１で斜材７を挟み込むと、それぞれの補強部材１１の固定金具１３のフランジ状部１４同士が対向する。この際、対向するそれぞれの固定金具１３のフランジ状部１４に形成された孔２３が略一直線上に配置される。
【００３６】
孔２３には、ボルト１９が挿通され、対向するフランジ状部１４を貫通してナット２１で固定される。すなわち、固定金具１３は、斜材７の両側にそれぞれ配置され、斜材７を挟み込むように連結される。それぞれの補強部材１１に固定された固定金具１３同士が対向して連結することで、補強部材１１が斜材７に固定される。
【００３７】
なお、対向する固定金具１３のフランジ状部１４同士は、互いに密着しなくてもよい。フランジ状部１４同士に隙間が形成されることで、斜材７の高さばらつきなどの影響を吸収して、補強部材１１を確実に斜材７に対して接触させることができる。したがって、斜材７から補強部材１１へ応力が伝達される。
【００３８】
一方、一対の補強部材１１で斜材７を挟み込んだ際に、補強部材１１の挟み込み方向と直交する方向（図２（ａ）の左右方向）は、補強部材１１のフランジ部１２の内面を斜材７の側面に密着させることは困難である。補強部材１１のフランジ部１２の間隔と、斜材７の幅を完全に一致させることは困難であり、補強部材１１のウェブ部８とフランジ部１２との接合部のフィレット形状などとの干渉があるためである。
【００３９】
このように、フランジ部１２と斜材７との間に隙間が生じる場合には、図３（ｂ）に示すように、フランジ部１２を貫通する雌ねじ部２５に拘束部材１５をねじ込む。拘束部材１５は例えばボルトである。補強部材１１（フランジ部１２）の外周から、フランジ部１２と斜材７との間の隙間に拘束部材１５を貫通させることで、拘束部材１５の先端で斜材７の外側面を押圧することができる。したがって、斜材７から補強部材１１に拘束部材１５を介して応力が伝達される。
【００４０】
なお、拘束部材１５は、斜材７の長手方向に対して、所定の間隔で複数個所に配置される。すなわち、斜材７は、拘束部材１５の押圧方向（図３（ｂ）の左右方向）に対しては、拘束部材１５によって、所定の間隔で拘束されることになる。一般的に、長尺部材は、長さが長くなるほど座屈しやすくなり、長さが短くなれば座屈しにくくなる。所定の間隔で拘束部材１５により斜材７を押圧することで、斜材７は、拘束部材１５での拘束部位間の長さで拘束されることとなる。このため、斜材７を短くしたのと同様の座屈抑制効果を得ることができ、当該方向への斜材７の座屈を抑制することができる。
【００４１】
このような効果を得るためには、拘束部材１５同士の間隔を、斜材７の１／２〜斜材７の幅以下とすることが望ましい。なお、拘束部材１５の拘束方向（図３（ｂ）の左右方向）と直交する方向に対しては、全長にわたって補強部材１１のウェブ部８が斜材７と接触するため、斜材７の当該方向への座屈を抑制することができる。
【００４２】
なお、拘束部材１５による拘束方向を、一方向（例えば図３（ｂ）の左右方向）のみではなく、複数方向としてもよい。例えば、図４に示すように、補強部材１１のウェブ部８とフランジ部１２の両方に雌ねじ部２５を形成し、それぞれの雌ねじ部２５に拘束部材１５をねじ込んでもよい。すなわち、拘束部材１５は、斜材７の一方の方向（例えば図４の左右方向）に対して配置されるとともに、この方向と略直交する方向（図４の上下方向）に対して配置される。このようにすることで、斜材７の異なる方向の外面を押圧して所定間隔で斜材７を拘束することができる。
【００４３】
このように、斜材７の略全周にわたって、補強部材１１との間に隙間を形成することで、補強部材１１や斜材７の変形や寸法誤差などの影響を受けることなく、座屈防止部材１０を斜材７に容易に固定することができる。また、拘束部材１５を複数の方向に所定の間隔で配置することで、いずれの方向に対しても斜材７の座屈を抑制することができる。
【００４４】
次に、既設の斜材７の補強方法について説明する。まず、既設の斜材７に沿って、補強部材１１を配置する。補強部材１１には、あらかじめ固定金具１３が固定される。一対の補強部材１１で斜材７を挟み込み、対向する固定金具１３同士を連結することで、補強部材１１を斜材７に固定することができる。補強部材１１が斜材７と接触していれば、この状態でも斜材７には一定の補強効果を得ることができる。
【００４５】
さらに、固定金具１３同士を全て連結して補強部材１１を斜材７に対して配置した後、拘束部材１５を補強部材１１に対してねじ込み、拘束部材１５の先端で斜材７の外面を押圧することで、補強部材１１と斜材７との間に隙間がある場合でも、確実に斜材７から補強部材１１へ応力を伝達することができる。したがって、既設の斜材７を確実に補強し、座屈を防止することができる。
【００４６】
なお、補強部材１１は、斜材７の上下から挟み込むのではなく、左右から挟み込んでもよい。例えば、図５に示すように、斜材７の左右から補強部材１１のウェブ部８で斜材７を挟み込むように、座屈防止部材１０を配置してもよい。この場合においても、一対の補強部材１１の挟み込み方向と直交する方向は、拘束部材１５によって斜材７を拘束することが望ましい。また、さらに、補強部材１１のウェブ部８を貫通する拘束部材１５を配置して、互いに直交する２方向から、拘束部材１５によって斜材７を拘束してもよい。
【００４７】
ここで、斜材７は、その断面形状に応じて、曲げ剛性の高い方向と曲げ剛性の低い方向とがある場合がある。例えば、斜材７がＨ形鋼であるとすると、フランジ部に平行な方向の曲げ剛性は、フランジ部に直交する方向（ウェブ部に平行な方向）の曲げ剛性よりも低い。図５に示した例では、斜材７は、図中左右方向への曲げ剛性が、図中上下方向の曲げ剛性よりも低い。
【００４８】
一方、補強部材１１も、同様に、曲げ剛性の高い方向と低い方向とがある。例えば、図５に示したように、補強部材１１がＨ形鋼であれば、フランジ部１２に平行な方向（図中左右方向）の曲げ剛性は、フランジ部１２に直交する方向（ウェブ部８に平行な方向であって図中上下方向）の曲げ剛性よりも低い。この場合には、斜材７の曲げ剛性の低い方向と、補強部材１１の曲げ剛性の低い方向とが、異なる方向となることが望ましい。
【００４９】
例えば、図５に示す例では、斜材７と補強部材１１の両者ともに、図中左右方向の曲げ剛性が、これと直交する図中上下方向の曲げ剛性よりも低くなる。これに対し、例えば図３（ａ）に示す例では、斜材７の図中左右方向の曲げ剛性は、図中上下方向の曲げ剛性よりも低く、補強部材１１の図中左右方向の曲げ剛性は、図中上下方向の曲げ剛性よりも強い。すなわち、斜材７の曲げ剛性の弱い方向に対する補強部材１１による補強効果が大きくなる。このため、斜材７の座屈防止効果が大きい。このように、斜材７と補強部材１１は、互いの曲げ剛性の弱い方向同士が同一方向とならず、例えば互いに直交するように配置することが望ましい。なお、曲げ剛性の強弱は、それぞれの曲げ方向に対する断面係数から算出することができる。
【００５０】
また、補強部材１１の断面形状は、Ｈ形鋼である場合には限られない。例えば、図６（ａ）に示すように、コの字型の補強部材１１を用いた座屈防止部材１０ａを用いてもよい。この場合にも、斜材７の断面形状に応じて、補強部材１１の挟み込み方向を決定することが望ましい。この場合には、座屈防止部材１０における補強部材１１のフランジ部１２が斜材７の上下（または左右）に突出しないため、よりコンパクトな斜材補強構造を得ることができる。
【００５１】
また、同様に、図６（ｂ）に示すように、角鋼管の補強部材１１を用いた座屈防止部材１０ｂを用いてもよい。このように、補強部材１１の断面形状は、角鋼管、コの字またはＬ字のアングルなど、特に限定されない。
【００５２】
また、十分は補強効果を得ることができれば、一対の補強部材１１で挟み込むのではなく、補強部材１１を一方の側にのみ配置してもよい。例えば、図７は、斜材７がＬ字アングルである場合の補強構造を示す断面図である。座屈防止部材１０ｃにおいては、斜材７の一方の側に配置される補強部材１１と、一対の固定金具１３ａ、１３ｂからなる。
【００５３】
補強部材１１は、断面が丸鋼管であり、斜材７の長手方向に沿って配置される。固定金具１３ａ、１３は、斜材７の長手方向に対して所定の間隔で配置される。一対の固定金具１３ａ、１３ｂの内、一方の固定金具１３ｂは、補強部材１１の側に配置され、他方の固定金具１３ａは、これと対向するように配置される。すなわち、一対の固定金具１３ａ、１３ｂによって、斜材７が挟み込まれる。
【００５４】
なお、固定金具１３ａは、補強部材１１に接合されていてもよく、接合されずに、斜材７と補強部材１１とを一括して挟み込んでもよい。また、固定金具１３ａと補強部材１１とを接合する場合には、固定金具１３ａは、補強部材１１の外周全体に配置されなくてもよく、補強部材１１の両端部近傍にそれぞれ分割して配置されてもよい。
【００５５】
このように、斜材７に沿って補強部材１１を配置し、補強部材１１を斜材７に対して固定金具１３ａ、１３ｂによって固定することで、斜材７を補強することができる。なお、この場合にも、拘束部材１５を用いて、斜材７と補強部材１１との間に隙間を形成してもよい。
【００５６】
以上、本実施の形態によれば、既設の斜材７を効率よく補強することができる。この際、斜材７を挟み込むようにして固定金具を連結することで、補強部材１１が斜材７に固定されるため、構造が簡易であり、作業も容易である。また、補強部材１１は、斜材７の外周の全周を覆うものではないため、同一形状の補強部材１１を、複数の形態の斜材７に対して適用することもできる。また、一対の補強部材１１で斜材７を挟み込むことで、確実に斜材７を補強することができる。
【００５７】
また、固定金具同士はボルト１９とナット２１で連結されるため、溶接作業が不要である。
【００５８】
また、補強部材１１と斜材７との間に隙間を形成することで、斜材７の寸法誤差や変形などが生じていても、隙間によってこれらを吸収し、容易に補強部材１１を斜材７に取り付けることができる。また、この場合でも、拘束部材１５によって、斜材７から補強部材１１へ確実に応力が伝達され、補強効果を得ることができる。
【００５９】
特に、拘束部材１５を異なる２方向に配置することで、斜材７を２方向から拘束し、斜材７からの応力を確実に補強部材１１に伝達することができる。
【００６０】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６１】
１………斜材の補強構造
３………柱
５………梁
７、７ａ………斜材
８………ウェブ部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ………座屈防止部材
１１………補強部材
１２………フランジ部
１３、１３ａ、１３ｂ………固定金具
１４………フランジ状部
１５………拘束部材
１７………連結部材
１９………ボルト
２１………ナット
２３………孔
２５………雌ねじ部
【図１】
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【図２】
2019070237.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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