(57)【要約】【課題】簡単な構成で耐震補強スペースを最小限として耐震性能を向上させることが可能なＨ型鋼柱、Ｈ形鋼梁及びその交差部の耐震補強構造を提供することを目的とする。【解決手段】Ｈ型鋼柱とＨ形鋼梁のフランジ間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部を形成し、ウェブに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成し、縦方向、横方向に連設される型枠部材と、型枠部材の外側に積層されウェブに形成したタイロッド挿通孔及び型枠部材に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した補強プレートと、補強プレート、型枠部材、ウェブに形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼柱の交差部の直交する複数のコーナー部に配され連結ボルトを介してＨ形鋼柱とH形鋼梁を連結するＬ字形連結補強部材と、Ｈ型鋼柱、Ｈ形鋼梁と型枠部材に囲まれた空間に充填される固化材と、を備えることを特徴とする。【選択図】図８
2019056205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ型鋼柱とＨ形鋼梁のフランジ間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部を形成し、ウェブに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成し、縦方向、横方向に連設される型枠部材と、
型枠部材の外側に積層されウェブに形成したタイロッド挿通孔及び型枠部材に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した補強プレートと、
補強プレート、型枠部材、ウェブに形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、
Ｈ形鋼柱とＨ形鋼柱の交差部の直交する複数のコーナー部に配され連結ボルトを介してＨ形鋼柱とH形鋼梁を連結するＬ字形連結補強部材と、
Ｈ型鋼柱、Ｈ形鋼梁と型枠部材に囲まれた空間に充填される固化材と、
を備えることを特徴とするＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項２】
平行に対向する一対のＬ字形連結補強部材を連結長ボルトで両者を連結することを特徴とする請求項１に記載のＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項３】
型枠部材の外表面及びＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁のフランジ外表面に配置される連続繊維シートを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載に記載のＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項４】
Ｈ型鋼柱、Ｈ形鋼梁のウェブを挟んだ両側又はウェブの一方の側のみを耐震補強することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項５】
型枠部材とＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁との空間に補強筋を配筋することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項６】
補強プレートの長さを型枠部材の長さより長くし、型枠部材の連設部と補強プレートの連設部が合致しないようにすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項７】
Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のウェブとフランジの交差部に連続繊維シートを挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材を接着剤で配置することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既存のＨ型鋼柱を耐震補強するために、Ｈ型鋼柱の周囲を囲い鋼板で囲み、Ｈ型鋼柱と囲い鋼板間の空間に補強筋を配筋し、Ｈ型鋼柱と囲い鋼板間の空間にグラウト等の固化材を充填して固化させるＨ型鋼柱の耐震補強構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０３１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＨ型鋼柱の耐震補強構造は、Ｈ型鋼柱の全周を囲い鋼板で囲う必要があるため、十分補強スペースが必要である。しかし、既存のＨ型鋼柱の周囲に壁等の構造物が隣接しているか、又は、壁等の構造物が連設されているケースが多く、Ｈ型鋼柱の全周を囲い鋼板で囲うスペースが確保できないという問題と、H形鋼柱とＨ形鋼梁の交差部の補強構造についても検討されていないという問題を有していた。
【０００５】
本発明は、従来技術の持つ課題を解決する簡単な構成で耐震補強スペースを最小限として耐震性能を向上させることが可能なＨ型鋼柱、Ｈ形鋼梁及びその交差部の耐震補強構造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】
【０００６】
本発明のＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、前記課題を解決するために、Ｈ型鋼柱とＨ形鋼梁のフランジ間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部を形成し、ウェブに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成し、縦方向、横方向に連設される型枠部材と、型枠部材の外側に積層されウェブに形成したタイロッド挿通孔及び型枠部材に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した補強プレートと、補強プレート、型枠部材、ウェブに形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼柱の交差部の直交する複数のコーナー部に配され連結ボルトを介してＨ形鋼柱とH形鋼梁を連結するＬ字形連結補強部材と、Ｈ型鋼柱、Ｈ形鋼梁と型枠部材に囲まれた空間に充填される固化材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、平行に対向する一対のＬ字形連結補強部材を連結長ボルトで両者を連結することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、型枠部材の外表面及びフランジの外表面に配置される連続繊維シートを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、Ｈ型鋼柱、Ｈ形鋼梁のウェブを挟んだ両側又はウェブの一方の側のみを耐震補強することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、型枠部材とＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁との空間に補強筋を配筋することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、補強プレートの長さを型枠部材の長さより長くし、型枠部材の連設部と補強プレートの連設部が合致しないようにすることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のウェブとフランジの交差部に連続繊維シートを挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材を接着剤で配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
Ｈ型鋼柱とＨ形鋼梁のフランジ間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部を形成し、ウェブに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成し、縦方向、横方向に連設される型枠部材と、型枠部材の外側に積層されウェブに形成したタイロッド挿通孔及び型枠部材に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した補強プレートと、補強プレート、型枠部材、ウェブに形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼柱の交差部の直交する複数のコーナー部に配され連結ボルトを介してＨ形鋼柱とH形鋼梁を連結するＬ字形連結補強部材と、Ｈ型鋼柱、Ｈ形鋼梁と型枠部材に囲まれた空間に充填される固化材と、を備えることで、耐震補強スペースを最小に抑えることができ、部品点数が少なくＨ型鋼柱及びＨ形鋼梁への補強材の配置作業を容易に素早く実施でき、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁の交差部が強固に耐震補強され極めて耐震性能の大きなＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造を提供することが可能となる。
平行に対向する一対のL字形連結補強部材を連結長ボルトで両者を連結することで、連結作業を容易にすることが可能となり、固化材の固化により連結長ボルトが固化材と一体化して補強効果を発揮することが可能となる。
型枠部材の外表面及びフランジの外表面に配置される連続繊維シートを備えることで、引張強度と地震の減衰性を向上させることが可能となる。
Ｈ型鋼柱、Ｈ形鋼梁のウェブを挟んだ両側又はウェブの一方の側のみを耐震補強することで、障害物の存在で片側だけの耐震補強でも十分な耐震性を得ることが可能となる。
型枠部材とＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁との空間に補強筋を配筋することで、耐震性能を増強することが可能となる。
補強プレートの長さを型枠部材の長さより長くし、型枠部材の連設部と補強プレートの連設部が合致しないようにすることで、地震時の変位に対しての強度を向上させることが可能となる。
Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のウェブとフランジの交差部に連続繊維シートを挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材を接着剤で配置することで、より耐震性能を増強することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の実施形態を示す図である。
【図９】本発明の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態を図により説明する。図１は、Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２からなる構造物を示す斜視図である。
【００１６】
図１に示される実施形態では、H形鋼柱１とＨ形鋼梁２が十字形に交差しているが、Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁が３方向で交差するＴ字形のものでも、２方向で交差する一文字形のものであっても良い。Ｈ形鋼柱１は、上下フランジ１ａ、１ａがウェブ１ｂで連結された形状をしている。Ｈ形鋼梁２は、上下フランジ２ａ、２ａがウェブ２ｂで連結された形状をしている。
【００１７】
図２、図３、図４は、Ｈ形鋼柱１の耐震補強を示す図である。ウェブ１ｂには所定間隔毎にタイロッド挿通孔が形成される。
【００１８】
型枠部材３は、鋼等の金属や、強化樹脂等の樹脂で形成される。型枠部材３は、Ｈ形鋼柱１のフランジ１ａ、１ａ間に嵌入する中央部３ａと中央部３ａの両端にフランジ１ａ、１ａの端面に係合する係合部３ｂを備えている。型枠部材３の中央部３ａには、Ｈ形鋼柱１のウェブ１ｂに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔が形成される。
【００１９】
型枠部材３の表面に連続繊維シート４を接着剤により配置する。連続繊維シート４を上下フランジ１ａ、１ａ表面にも配置する。連続繊維シート４の材料としては、カーボン繊維などの無機系繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアレート繊維などの有機系繊維である。これらの繊維で形成される１方向及び２方向の引張強度は５〜１８０ｔｏｎ／ｍと大きい。連続繊維シート４を備えることで、引張強度と地震の減衰性を向上させることが可能となる。
【００２０】
連続繊維シート４が配置された型枠部材３に補強プレート５が積層配置される。補強プレート５は、鋼等の金属や、強化樹脂等の樹脂で形成される。補強プレート５には、ウェブ１ｂに形成したタイロッド挿入通孔、型枠部材３に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成する。補強プレート５の長さを型枠部材３の長さより長くする。型枠部材３を連設して形成される連設部の位置と、補強プレート５の連設部の位置が合致しないようにし、地震時の変位に対しての強度を向上させる。
【００２１】
図３は、ウェブ１ｂに挟んだ両側を耐震補強する実施形態を示す。ウェブ１ｂに形成したタイロッド挿入通孔、型枠部材３に形成したタイロッド挿通孔、補強プレート５に形成したタイロッド挿通孔に挿入されるタイロッド６の両端雄ネジにるナットを螺着して固定する。
【００２２】
図４は、障害物等の存在によりウェブ１ｂの一方側のみ耐震補強する実施形態を示す図である。片側のみの耐震補強であっても十分な耐震性能を得ることが可能となる。
【００２３】
型枠部材３とＨ形鋼柱１間の空間への固化材充填前に必要に応じて補強筋７を配筋する。
【００２４】
図５、図６、図７は、Ｈ形鋼梁２の耐震補強を示す図である。ウェブ２ｂには、所定間隔毎にタイロッド挿通孔が形成される。
【００２５】
型枠部材３は、鋼等の金属や、強化樹脂等の樹脂で形成される。型枠部材３は、Ｈ形鋼梁２の上下フランジ２ａ、２ａ間に嵌入する中央部３ａと中央部３ａの両端にフランジ２ａ、２ａの端面に係合する係合部３ｂを備えている。型枠部材３の中央部３ａには、Ｈ形鋼梁２のウェブ２ｂに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔が形成される。
【００２６】
型枠部材３の表面に連続繊維シート４を接着剤により配置する。連続繊維シート４を上下フランジ２ａ、２ａ表面にも配置する。連続繊維シート４の材料としては、カーボン繊維などの無機系繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアレート繊維などの有機系繊維である。これらの繊維で形成される１方向及び２方向の引張強度は５〜１８０ｔｏｎ／ｍと大きい。連続繊維シート４を備えることで、引張強度と地震の減衰性を向上させることが可能となる。
【００２７】
連続繊維シート４が配置された型枠部材３に補強プレート５が積層配置される。補強プレート５は、鋼等の金属や、強化樹脂等の樹脂で形成される。補強プレート５には、ウェブ２ｂに形成したタイロッド挿入通孔、型枠部材３に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成する。補強プレート５の長さを型枠部材３の長さより長くする。型枠部材３を連設して形成される連設部の位置と、補強プレート５の連設部の位置が合致しないようにする。型枠部材３の連設部と補強プレート５の連設部の位置が合致しないようにすることで、地震時の変位に対しての強度を向上させることが可能となる。
【００２８】
図６は、ウェブ２ｂに挟んだ両側を耐震補強する実施形態を示す。ウェブ２ｂに形成したタイロッド挿入通孔、型枠部材３に形成したタイロッド挿通孔、補強プレート５に形成したタイロッド挿通孔に挿入されるタイロッド６両端雄ネジにるナットを螺着して固定する。
【００２９】
図７は、障害物等の存在によりウェブ２ｂの一方側のみ耐震補強する実施形態を示す図である。片側のみの耐震補強であっても十分な耐震性能を得ることが可能となる。
【００３０】
型枠部材３とＨ形鋼梁２との空間に固化材を充填する前に必要に応じて補強筋７を配筋する。
【００３１】
図８は、Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２への型枠部材３、補強プレート５の配置後で固化材充填前の段階で実施されるＨ形鋼柱１とＨ形鋼梁２の交差部の耐震補強の実施形態を示す正面図であり、図９は上面図である。
【００３２】
図８、図９に示される実施形態は、Ｈ形鋼柱１にＨ形鋼梁２が十字形に交差するケースを示す。Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２が十字形に交差する場合、直交する交差部は８ヶ所存在する。直交する８ヶ所の交差部にＬ字形の連結補強部材８を配置する。
【００３３】
Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２に型枠部材３、連続繊維シート４、補強プレート５が配置された状態で、Ｌ字形の連結補強部材８は、連続繊維シート４が配置されたＨ形鋼柱１のフランジ１ａと連続繊維シート４が配置されたＨ形鋼梁２のフランジ２ａに接し、平行に対向するケースと、Ｈ形鋼柱１に配置された補強プレート５とＨ形鋼梁２に配置された補強プレート５に接し、平行に対向するケースが存在する。
【００３４】
Ｌ字形の連結補強部材８が、連続繊維シート４が配置されたＨ形鋼柱１のフランジ１ａと連続繊維シート４が配置されたＨ形鋼梁２のフランジ２ａに接し、平行に対向するケースの連結は、フランジ１ａ、１ａ及びフランジ２ａ、２ａに連結長ボルト挿通孔を形成し、対応するＬ字形の連結補強部材８にも連結長ボルト挿通孔を形成し、連結長ボルト９で平行に対向するＬ字形の連結補強部材両者を同時に連結する。
【００３５】
Ｌ字形の連結補強部材８が、Ｈ形鋼柱１に配置された補強プレート５、Ｈ形鋼梁２に配置された補強プレート５に接し、平行に対向するケースの連結は、タイロッド６と同様に、ウェブ１ｂ、２ｂ、型枠部材３、補強プレート５に連結長ボルト挿通孔を形成し、対応するＬ字形の連結補強部材８にも連結長ボルト挿通孔を形成し、連結長ボルト９で平行に対向するＬ字形の連結補強部材両者を同時に連結する。また、Ｌ字形の連結補強部材８にタイロッド挿通孔を形成し、タイロッド６でＬ字形の連結補強プレート９を連結し、連結長ボルト９と兼用する。
【００３６】
Ｌ字形の連結補強部材８を連結長ボルト９で両者を同時に連結することにより連結作業を容易に実施することが可能になる。さらに、連結長ボルト９は固化材が充填固化すると固化材と一体化し補強筋の機能を発揮する。
【００３７】
Ｌ字形の連結補強部材８のＨ形鋼柱１にＨ形鋼梁２の交差部への配置連結が終了すると、Ｈ形鋼柱１と型枠部材３との空間、Ｈ形鋼梁２と型枠部材３の空間に高強度コンクリートモルタル等の固化材を充填し固化させる。Ｈ形鋼柱１、Ｈ形鋼梁２と型枠部材３、補強プレート５が一体化し、Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２が耐震補強される。さらに、Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２の交差部に配置連結されたＬ字形連結補強部材８により、地震時の応力が集中するＨ形鋼柱１とＨ形鋼梁２の交差部が耐震補強され強固なＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造となる。
【００３８】
図１０は、連続繊維を挟みこんだ断面Ｌ字形補強部材１０を形成する基本形状である断面Ｔ字形部材１１を示す図である。断面Ｔ字形部材１１は、一対のＬ型鋼１２の直立部１２a間に連続繊維シート４がサンドイッチ状に接着剤を介して配置される。また、一対のＬ型鋼１２の水平部１２ｂと押えプレート１３間に連続繊維シート４がサンドイッチ状に接着剤を介して配置される。
【００３９】
図１１は、図１０に示される連続繊維シート４を挟み込んだ断面Ｔ字形部材１１から形成される連続繊維シート４を挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材１０を示す図である。一対の断面Ｔ字部材１１の端部を４５度の角度で切除し、一対の断面Ｔ字形部材１の切除部が接するように配置する。一対の断面Ｔ字形部材１１の繊維シート３をサンドイッチ状に配置した水平部１２ｂと押えプレート１３がL字形の外側直角角部に位置する。内側直角コーナー部にＬ字形連結プレート１４を配置し、L字形連結プレート１４と一対の断面Ｔ字形部材１１の繊維シート３をサンドイッチ状に配置した水平部１２ｂと押えプレート１３を連結ボルト１５で連結して連続繊維シート４を挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材を形成する。
【００４０】
このようにして形成される連続繊維シート４を挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材１０は、引張強度と振動エネルギー減衰性を向上させる連続繊維シート４が周囲環境に露出することがなく、紫外線等による劣化が防止され長期間その性能を維持することが可能となり、耐震性、耐久性に優れた補強部材とすることが可能となる。
【００４１】
連続繊維シートを挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材１０をＨ形鋼柱１のウェブ１ｂとフランジ１ａの交差部とＨ形鋼梁２のウェブ２ｂとフランジ２ａの交差部に接着剤を介して配置する。より耐震性能を増強することが可能となる。
【００４２】
以上のように、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造によれば、耐震補強スペースを最小に抑えることができ、部品点数が少なくＨ型鋼柱及びＨ形鋼梁への補強材の配置作業を容易に素早く実施でき、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁の交差部が強固に耐震補強され極めて耐震性能の大きなＨ型鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
１：Ｈ型鋼柱、１ａ：フランジ、２ｂ：ウェブ、２：Ｈ形鋼梁、２ａ：フランジ、２ｂ：ウェブ、３：型枠部材、３ａ：中央部、３ｂ：係合部、４：連続繊維シート、５：補強プレート、６：タイロッド、７：補強筋、８：Ｌ字形の連結補強板、９：連結長ボルト、１０：連続繊維シートを挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材，１１：断面Ｔ字形部材、１２：Ｌ形鋼、１２ａ：直立部、１２ｂ：水平部、１３：押えプレート、１４：Ｌ字形連結プレート、１５：連結ボルト
【図１】
2019056205.tif 000003
【図２】
2019056205.tif 000004
【図３】
2019056205.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019056205.tif 000012
【図１１】
2019056205.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月22日(2017.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のフランジ間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部を形成し、ウェブに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成し、縦方向、横方向に連設される型枠部材と、
型枠部材の外表面及びＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁のフランジ外表面に配置される連続繊維シートと、
連続繊維シートが配置された型枠部材の外側に積層されウェブに形成したタイロッド挿通孔及び型枠部材に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した補強プレートと、
補強プレート、型枠部材、ウェブに形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、
Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のフランジに連続繊維シートが配置され、補強プレートが配置され補強された交差部の直交する複数のコーナー部の連続繊維シート及び補強プレートの上に配され連結ボルトを介してＨ形鋼柱とH形鋼梁に連結されるＬ字形連結補強部材と、
Ｈ形鋼柱、Ｈ形鋼梁と型枠部材に囲まれた空間に充填される固化材と、
を備えることを特徴とするＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項２】
平行に対向する一対のＬ字形連結補強部材を連結長ボルトで両者を連結することを特徴とする請求項１に記載のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項３】
Ｈ形鋼柱、Ｈ形鋼梁のウェブを挟んだ両側又はウェブの一方の側のみを耐震補強することを特徴とする請求項１又は２に記載のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項４】
型枠部材とＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁との空間に補強筋を配筋することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項５】
補強プレートの長さを型枠部材の長さより長くし、型枠部材の連設部と補強プレートの連設部が合致しないようにすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【請求項６】
Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のウェブとフランジの交差部に連続繊維シートを挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材を接着剤で配置することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既存のＨ形鋼柱を耐震補強するために、Ｈ形鋼柱の周囲を囲い鋼板で囲み、Ｈ形鋼柱と囲い鋼板間の空間に補強筋を配筋し、Ｈ形鋼柱と囲い鋼板間の空間にグラウト等の固化材を充填して固化させるＨ形鋼柱の耐震補強構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０３１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＨ形鋼柱の耐震補強構造は、Ｈ形鋼柱の全周を囲い鋼板で囲う必要があるため、十分補強スペースが必要である。しかし、既存のＨ形鋼柱の周囲に壁等の構造物が隣接しているか、又は、壁等の構造物が連設されているケースが多く、Ｈ形鋼柱の全周を囲い鋼板で囲うスペースが確保できないという問題と、H形鋼柱とＨ形鋼梁の交差部の補強構造についても検討されていないという問題を有していた。
【０００５】
本発明は、従来技術の持つ課題を解決する簡単な構成で耐震補強スペースを最小限として耐震性能を向上させることが可能なＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁及びその交差部の耐震補強構造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】
【０００６】
本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、前記課題を解決するために、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のフランジ間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部を形成し、ウェブに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成し、縦方向、横方向に連設される型枠部材と、型枠部材の外表面及びＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁のフランジ外表面に配置される連続繊維シートと、連続繊維シートが配置された型枠部材の外側に積層されウェブに形成したタイロッド挿通孔及び型枠部材に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した補強プレートと、補強プレート、型枠部材、ウェブに形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のフランジに連続繊維シートが配置され、補強プレートが配置され補強された交差部の直交する複数のコーナー部の連続繊維シート及び補強プレートの上に配され連結ボルトを介してＨ形鋼柱とH形鋼梁に連結されるＬ字形連結補強部材と、Ｈ形鋼柱、Ｈ形鋼梁と型枠部材に囲まれた空間に充填される固化材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、平行に対向する一対のＬ字形連結補強部材を連結長ボルトで両者を連結することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、Ｈ形鋼柱、Ｈ形鋼梁のウェブを挟んだ両側又はウェブの一方の側のみを耐震補強することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、型枠部材とＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁との空間に補強筋を配筋することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、補強プレートの長さを型枠部材の長さより長くし、型枠部材の連設部と補強プレートの連設部が合致しないようにすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造は、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のウェブとフランジの交差部に連続繊維シートを挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材を接着剤で配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のフランジ間に嵌入する中央部の両端にフランジ端部と係合する係合部を形成し、ウェブに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成し、縦方向、横方向に連設される型枠部材と、型枠部材の外表面及びＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁のフランジ外表面に配置される連続繊維シートと、連続繊維シートが配置された型枠部材の外側に積層されウェブに形成したタイロッド挿通孔及び型枠部材に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成した補強プレートと、補強プレート、型枠部材、ウェブに形成したタイロッド挿通孔に挿入される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のフランジに連続繊維シートが配置され、補強プレートが配置され補強された交差部の直交する複数のコーナー部の連続繊維シート及び補強プレートの上に配され連結ボルトを介してＨ形鋼柱とH形鋼梁に連結されるＬ字形連結補強部材と、Ｈ形鋼柱、Ｈ形鋼梁と型枠部材に囲まれた空間に充填される固化材と、を備えることで、耐震補強スペースを最小に抑えることができ、部品点数が少なくＨ形鋼柱及びＨ形鋼梁への補強材の配置作業を容易に素早く実施でき、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁の交差部が強固に耐震補強され極めて耐震性能の大きなＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造を提供することが可能となる。
平行に対向する一対のL字形連結補強部材を連結長ボルトで両者を連結することで、連結作業を容易にすることが可能となり、固化材の固化により連結長ボルトが固化材と一体化して補強効果を発揮することが可能となる。
Ｈ形鋼柱、Ｈ形鋼梁のウェブを挟んだ両側又はウェブの一方の側のみを耐震補強することで、障害物の存在で片側だけの耐震補強でも十分な耐震性を得ることが可能となる。
型枠部材とＨ形鋼柱、Ｈ形鋼梁との空間に補強筋を配筋することで、耐震性能を増強することが可能となる。
補強プレートの長さを型枠部材の長さより長くし、型枠部材の連設部と補強プレートの連設部が合致しないようにすることで、地震時の変位に対しての強度を向上させることが可能となる。
Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁のウェブとフランジの交差部に連続繊維シートを挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材を接着剤で配置することで、より耐震性能を増強することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の実施形態を示す図である。
【図９】本発明の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態を図により説明する。図１は、Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２からなる構造物を示す斜視図である。
【００１５】
図１に示される実施形態では、H形鋼柱１とＨ形鋼梁２が十字形に交差しているが、Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁が３方向で交差するＴ字形のものでも、２方向で交差する一文字形のものであっても良い。Ｈ形鋼柱１は、上下フランジ１ａ、１ａがウェブ１ｂで連結された形状をしている。Ｈ形鋼梁２は、上下フランジ２ａ、２ａがウェブ２ｂで連結された形状をしている。
【００１６】
図２、図３、図４は、Ｈ形鋼柱１の耐震補強を示す図である。ウェブ１ｂには所定間隔毎にタイロッド挿通孔が形成される。
【００１７】
型枠部材３は、鋼等の金属や、強化樹脂等の樹脂で形成される。型枠部材３は、Ｈ形鋼柱１のフランジ１ａ、１ａ間に嵌入する中央部３ａと中央部３ａの両端にフランジ１ａ、１ａの端面に係合する係合部３ｂを備えている。型枠部材３の中央部３ａには、Ｈ形鋼柱１のウェブ１ｂに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔が形成される。
【００１８】
型枠部材３の表面に連続繊維シート４を接着剤により配置する。連続繊維シート４を上下フランジ１ａ、１ａ表面にも配置する。連続繊維シート４の材料としては、カーボン繊維などの無機系繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアレート繊維などの有機系繊維である。これらの繊維で形成される１方向及び２方向の引張強度は５〜１８０ｔｏｎ／ｍと大きい。連続繊維シート４を備えることで、引張強度と地震の減衰性を向上させることが可能となる。
【００１９】
連続繊維シート４が配置された型枠部材３に補強プレート５が積層配置される。補強プレート５は、鋼等の金属や、強化樹脂等の樹脂で形成される。補強プレート５には、ウェブ１ｂに形成したタイロッド挿入通孔、型枠部材３に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成する。補強プレート５の長さを型枠部材３の長さより長くする。型枠部材３を連設して形成される連設部の位置と、補強プレート５の連設部の位置が合致しないようにし、地震時の変位に対しての強度を向上させる。
【００２０】
図３は、ウェブ１ｂに挟んだ両側を耐震補強する実施形態を示す。ウェブ１ｂに形成したタイロッド挿入通孔、型枠部材３に形成したタイロッド挿通孔、補強プレート５に形成したタイロッド挿通孔に挿入されるタイロッド６の両端雄ネジにるナットを螺着して固定する。
【００２１】
図４は、障害物等の存在によりウェブ１ｂの一方側のみ耐震補強する実施形態を示す図である。片側のみの耐震補強であっても十分な耐震性能を得ることが可能となる。
【００２２】
型枠部材３とＨ形鋼柱１間の空間への固化材充填前に必要に応じて補強筋７を配筋する。
【００２３】
図５、図６、図７は、Ｈ形鋼梁２の耐震補強を示す図である。ウェブ２ｂには、所定間隔毎にタイロッド挿通孔が形成される。
【００２４】
型枠部材３は、鋼等の金属や、強化樹脂等の樹脂で形成される。型枠部材３は、Ｈ形鋼梁２の上下フランジ２ａ、２ａ間に嵌入する中央部３ａと中央部３ａの両端にフランジ２ａ、２ａの端面に係合する係合部３ｂを備えている。型枠部材３の中央部３ａには、Ｈ形鋼梁２のウェブ２ｂに形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔が形成される。
【００２５】
型枠部材３の表面に連続繊維シート４を接着剤により配置する。連続繊維シート４を上下フランジ２ａ、２ａ表面にも配置する。連続繊維シート４の材料としては、カーボン繊維などの無機系繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアレート繊維などの有機系繊維である。これらの繊維で形成される１方向及び２方向の引張強度は５〜１８０ｔｏｎ／ｍと大きい。連続繊維シート４を備えることで、引張強度と地震の減衰性を向上させることが可能となる。
【００２６】
連続繊維シート４が配置された型枠部材３に補強プレート５が積層配置される。補強プレート５は、鋼等の金属や、強化樹脂等の樹脂で形成される。補強プレート５には、ウェブ２ｂに形成したタイロッド挿入通孔、型枠部材３に形成したタイロッド挿通孔と対応する位置にタイロッド挿通孔を形成する。補強プレート５の長さを型枠部材３の長さより長くする。型枠部材３を連設して形成される連設部の位置と、補強プレート５の連設部の位置が合致しないようにする。型枠部材３の連設部と補強プレート５の連設部の位置が合致しないようにすることで、地震時の変位に対しての強度を向上させることが可能となる。
【００２７】
図６は、ウェブ２ｂに挟んだ両側を耐震補強する実施形態を示す。ウェブ２ｂに形成したタイロッド挿入通孔、型枠部材３に形成したタイロッド挿通孔、補強プレート５に形成したタイロッド挿通孔に挿入されるタイロッド６両端雄ネジにナットを螺着して固定する。
【００２８】
図７は、障害物等の存在によりウェブ２ｂの一方側のみ耐震補強する実施形態を示す図である。片側のみの耐震補強であっても十分な耐震性能を得ることが可能となる。
【００２９】
型枠部材３とＨ形鋼梁２との空間に固化材を充填する前に必要に応じて補強筋７を配筋する。
【００３０】
図８は、Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２への型枠部材３、補強プレート５の配置後で固化材充填前の段階で実施されるＨ形鋼柱１とＨ形鋼梁２の交差部の耐震補強の実施形態を示す正面図であり、図９は上面図である。
【００３１】
図８、図９に示される実施形態は、Ｈ形鋼柱１にＨ形鋼梁２が十字形に交差するケースを示す。Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２が十字形に交差する場合、直交する交差部は８ヶ所存在する。直交する８ヶ所の交差部にＬ字形の連結補強部材８を配置する。
【００３２】
Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２に型枠部材３、連続繊維シート４、補強プレート５が配置された状態で、Ｌ字形の連結補強部材８は、連続繊維シート４が配置されたＨ形鋼柱１のフランジ１ａと連続繊維シート４が配置されたＨ形鋼梁２のフランジ２ａに接し、平行に対向するケースと、Ｈ形鋼柱１に配置された補強プレート５とＨ形鋼梁２に配置された補強プレート５に接し、平行に対向するケースが存在する。
【００３３】
Ｌ字形の連結補強部材８が、連続繊維シート４が配置されたＨ形鋼柱１のフランジ１ａと連続繊維シート４が配置されたＨ形鋼梁２のフランジ２ａに接し、平行に対向するケースの連結は、フランジ１ａ、１ａ及びフランジ２ａ、２ａに連結長ボルト挿通孔を形成し、対応するＬ字形の連結補強部材８にも連結長ボルト挿通孔を形成し、連結長ボルト９で平行に対向するＬ字形の連結補強部材両者を同時に連結する。
【００３４】
Ｌ字形の連結補強部材８が、Ｈ形鋼柱１に配置された補強プレート５、Ｈ形鋼梁２に配置された補強プレート５に接し、平行に対向するケースの連結は、タイロッド６と同様に、ウェブ１ｂ、２ｂ、型枠部材３、補強プレート５に連結長ボルト挿通孔を形成し、対応するＬ字形の連結補強部材８にも連結長ボルト挿通孔を形成し、連結長ボルト９で平行に対向するＬ字形の連結補強部材両者を同時に連結する。また、Ｌ字形の連結補強部材８にタイロッド挿通孔を形成し、タイロッド６でＬ字形の連結補強プレート９を連結し、連結長ボルト９と兼用する。
【００３５】
Ｌ字形の連結補強部材８を連結長ボルト９で両者を同時に連結することにより連結作業を容易に実施することが可能になる。さらに、連結長ボルト９は固化材が充填固化すると固化材と一体化し補強筋の機能を発揮する。
【００３６】
Ｌ字形の連結補強部材８のＨ形鋼柱１にＨ形鋼梁２の交差部への配置連結が終了すると、Ｈ形鋼柱１と型枠部材３との空間、Ｈ形鋼梁２と型枠部材３の空間に高強度コンクリートモルタル等の固化材を充填し固化させる。Ｈ形鋼柱１、Ｈ形鋼梁２と型枠部材３、補強プレート５が一体化し、Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２が耐震補強される。さらに、Ｈ形鋼柱１とＨ形鋼梁２の交差部に配置連結されたＬ字形連結補強部材８により、地震時の応力が集中するＨ形鋼柱１とＨ形鋼梁２の交差部が耐震補強され強固なＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造となる。
【００３７】
図１０は、連続繊維を挟みこんだ断面Ｌ字形補強部材１０を形成する基本形状である断面Ｔ字形部材１１を示す図である。断面Ｔ字形部材１１は、一対のＬ型鋼１２の直立部１２a間に連続繊維シート４がサンドイッチ状に接着剤を介して配置される。また、一対のＬ型鋼１２の水平部１２ｂと押えプレート１３間に連続繊維シート４がサンドイッチ状に接着剤を介して配置される。
【００３８】
図１１は、図１０に示される連続繊維シート４を挟み込んだ断面Ｔ字形部材１１から形成される連続繊維シート４を挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材１０を示す図である。一対の断面Ｔ字部材１１の端部を４５度の角度で切除し、一対の断面Ｔ字形部材１の切除部が接するように配置する。一対の断面Ｔ字形部材１１の繊維シート３をサンドイッチ状に配置した水平部１２ｂと押えプレート１３がL字形の外側直角角部に位置する。内側直角コーナー部にＬ字形連結プレート１４を配置し、L字形連結プレート１４と一対の断面Ｔ字形部材１１の繊維シート３をサンドイッチ状に配置した水平部１２ｂと押えプレート１３を連結ボルト１５で連結して連続繊維シート４を挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材１０を形成する。
【００３９】
このようにして形成される連続繊維シート４を挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材１０は、引張強度と振動エネルギー減衰性を向上させる連続繊維シート４が周囲環境に露出することがなく、紫外線等による劣化が防止され長期間その性能を維持することが可能となり、耐震性、耐久性に優れた補強部材とすることが可能となる。
【００４０】
連続繊維シートを挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材１０をＨ形鋼柱１のウェブ１ｂとフランジ１ａの交差部とＨ形鋼梁２のウェブ２ｂとフランジ２ａの交差部に接着剤を介して配置する。より耐震性能を増強することが可能となる。
【００４１】
以上のように、本発明のＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造によれば、耐震補強スペースを最小に抑えることができ、部品点数が少なくＨ形鋼柱及びＨ形鋼梁への補強材の配置作業を容易に素早く実施でき、Ｈ形鋼柱とＨ形鋼梁の交差部が強固に耐震補強され極めて耐震性能の大きなＨ形鋼柱とＨ形鋼梁からなる構造物の耐震補強構造を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１：Ｈ形鋼柱、１ａ：フランジ、２ｂ：ウェブ、２：Ｈ形鋼梁、２ａ：フランジ、２ｂ：ウェブ、３：型枠部材、３ａ：中央部、３ｂ：係合部、４：連続繊維シート、５：補強プレート、６：タイロッド、７：補強筋、８：Ｌ字形の連結補強部材、９：連結長ボルト、１０：連続繊維シートを挟み込んだ断面Ｌ字形補強部材，１１：断面Ｔ字形部材、１２：Ｌ形鋼、１２ａ：直立部、１２ｂ：水平部、１３：押えプレート、１４：Ｌ字形連結プレート、１５：連結ボルト