(57)【要約】【課題】梁の撓みの発生を効果的に抑制ないしは阻止することができ、しかも、それを、低コストで、簡素な構造により、施工容易に実現することができる、鉄骨梁の剛性アップ構造等を提供する。【解決手段】上下のフランジ２，３とこれらフランジをつなぐウェブ４とを備えた鉄骨梁１がその両端を支持されて備えられると共に、該鉄骨梁１の上下のフランジ２，３間に、上に凸のアーチ形の剛性アップ材５が設置されている。該アーチ形剛性アップ材５は、その両端が、鉄骨梁１の両端部ないしはその近傍位置において下フランジ３に連結されると共に、中央部が、鉄骨梁１の中央部ないしはその近傍位置において上フランジ２に当接するよう備えられて、鉄骨梁１の下方への撓みを抑制ないしは阻止するようになされている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下のフランジとこれらフランジをつなぐウェブとを備えた鉄骨梁がその両端を支持されて備えられると共に、該鉄骨梁の上下のフランジ間に、上に凸のアーチ形の剛性アップ材が設置され、
該アーチ形剛性アップ材は、その両端が、鉄骨梁の両端部ないしはその近傍位置において下フランジに連結されると共に、中央部が、鉄骨梁の中央部ないしはその近傍位置において上フランジに当接するよう備えられて、鉄骨梁の下方への撓みを抑制ないしは阻止するようになされていることを特徴とする鉄骨梁の剛性アップ構造。
【請求項２】
前記アーチ形剛性アップ材が、帯状プレートをその厚さ方向にアーチ状に曲げたものからなっている請求項１に記載の鉄骨梁の剛性アップ構造。
【請求項３】
前記アーチ形剛性アップ材を、その端部と中央部との間の中間位置において、鉄骨梁の上フランジ及び／又は下フランジと連結する連結材が備えられ、該連結材により、アーチ形剛性アップ材の変形が抑制ないしは阻止されるようになされている請求項２に記載の鉄骨梁の剛性アップ構造。
【請求項４】
前記梁の振動による該梁とアーチ形剛性アップ材との相対変位を利用して振動エネルギーの吸収を行うエネルギー吸収手段が備えられている請求項１乃至３のいずれか一に記載の鉄骨梁の剛性アップ構造。
【請求項５】
前記鉄骨梁がＨ形の梁からなり、上下のフランジ間であってウェブを挟む両側の空間部内のそれぞれに、前記アーチ形剛性アップ材が設置されている請求項１乃至４のいずれか一に記載の鉄骨梁の剛性アップ構造。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一に記載の鉄骨梁の剛性アップ構造の形成方法であって、前記アーチ形剛性アップ材及びその関連部材を、既設の鉄骨梁に取り付けることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨梁の剛性アップ構造及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、住宅等の鉄骨造建物に用いられる鉄骨梁１、例えばＨ形鋼からなる床梁は、構造計算上の梁断面積を満たしていても、支持部６，６間のスパンが大きくなると、図４（イ）に示すような上部荷重によって撓みを生じやすくなるし、図４（ハ）に示すように振動しやすくなる。そのため、梁の剛性をアップして撓みを抑制ないしは阻止するための手段や、振動を減衰する手段として、従来より種々の技術が提案されているが、コストが高くついたり、構造が複雑化したり、施工が厄介であるなどの問題があった。
【特許文献１】特許第３４８１１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、梁の撓みの発生を効果的に抑制ないしは阻止することができ、しかも、それを、低コストで、簡素な構造により、施工容易に実現することができる、鉄骨梁の剛性アップ構造及びその形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題は、上下のフランジとこれらフランジをつなぐウェブとを備えた鉄骨梁がその両端を支持されて備えられると共に、該鉄骨梁の上下のフランジ間に、上に凸のアーチ形の剛性アップ材が設置され、
該アーチ形剛性アップ材は、その両端が、鉄骨梁の両端部ないしはその近傍位置において下フランジに連結されると共に、中央部が、鉄骨梁の中央部ないしはその近傍位置において上フランジに当接するよう備えられて、鉄骨梁の下方への撓みを抑制ないしは阻止するようになされていることを特徴とする鉄骨梁の剛性アップ構造によって解決される（第１発明）。
【０００５】
この構造では、アーチ形剛性アップ材の両端が、鉄骨梁の両端部ないしはその近傍位置において下フランジに連結されると共に、中央部が、鉄骨梁の中央部ないしはその近傍位置において上フランジに当接するよう備えられているので、上部荷重等により梁が下に凸に撓もうとすると、アーチ形剛性アップ材がそれを抑制ないしは阻止するよう働き、梁の撓みの発生を効果的に抑制ないしは阻止することができる。
【０００６】
しかも、アーチ形の剛性アップ材の両端を、鉄骨梁の両端部ないしはその近傍位置において下フランジに連結すると共に、中央部を、鉄骨梁の中央部ないしはその近傍位置において上フランジに当接するよう設置しただけの構造であるので、梁の撓みの抑制ないしは阻止を、低コストで、簡素な構造により、施工容易に実現することができる。
【０００７】
第１発明において、前記アーチ形剛性アップ材が、帯状プレートをその厚さ方向にアーチ状に曲げたものからなっているとよい（第２発明）。この場合は、アーチ形剛性アップ材を、コスト的に有利に、しかも、容易に製作することができ、それでいて、アーチ形状によって、梁の撓みを効果的に抑制ないしは阻止することができる。
【０００８】
第１，２発明において、前記アーチ形剛性アップ材を、その端部と中央部との間の中間位置において、鉄骨梁の上フランジ及び／又は下フランジと連結する連結材が備えられ、該連結材により、アーチ形剛性アップ材の変形が抑制ないしは阻止されるようになされているとよい（第３発明）。
【０００９】
この場合は、連結材によるアーチ形剛性アップ材の変形の抑制ないしは阻止作用によって、梁の撓みの発生をより一層効果的に抑制ないしは阻止することができる。特に、第３発明において、アーチ形剛性アップ材が、帯状プレートをその厚さ方向にアーチ状に曲げたものからなっている場合は、そのような帯状プレートによる構造でありながら、連結材の作用によって、アーチ形剛性アップ材の変形を効果的に抑制ないしは阻止することが可能になり、梁の撓みの発生を効果的に抑制ないしは阻止することができる。
【００１０】
第１〜第３発明において、前記梁の振動による該梁とアーチ形剛性アップ材との相対変位を利用して振動エネルギーの吸収を行うエネルギー吸収手段が備えられているのもよい（第４発明）。この場合は、アーチ形剛性アップ材によって梁の撓みの発生を効果的に抑制ないしは阻止することができながら、梁に振動を生じた場合でも、その振動エネルギーをエネルギー吸収手段に吸収させて、梁の振動を効果的に減衰することができる。
【００１１】
第１〜第４発明において、前記鉄骨梁がＨ形の梁からなり、上下のフランジ間であってウェブを挟む両側の空間部内のそれぞれに、前記アーチ形剛性アップ材が設置されている場合（第５発明）は、両アーチ形剛性アップ材で梁の撓みをしっかりと抑制ないしは阻止することができると共に、ウェブを挟む対のアーチ形剛性アップ材の対称性により、梁の撓みを安定性良く抑制ないしは阻止することができ、また、梁の側方へのアーチ形剛性アップ材の突出がなく、スッキリとした納まりにすることができる。
【００１２】
また、第１〜５発明の鉄骨梁の剛性アップ構造の形成方法としては、前記アーチ形剛性アップ材及びその関連部材を、既設の鉄骨梁に取り付けるようにするとよい（第６発明）。この場合は、既設の鉄骨梁に上部荷重等によって撓みを生じているような場合の修復を、低コストで、施工容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、以上のとおりのものであるから、梁の撓みの発生を効果的に抑制ないしは阻止することができ、しかも、それを、低コストで、簡素な構造により、施工容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１に示す第１実施形態の鉄骨梁の剛性アップ構造は、図１（イ）（ロ）に示すように、両端を支持６，６された床梁１に適用した場合のもので、床梁１は、上下のフランジ２，３とこれらフランジをつなぐウェブ４とを備えたＨ形鋼からなる鉄骨梁で構成されており、上下のフランジ２，３間であってウェブ４を挟む両側の空間部内のそれぞれに、ウェブに凸のアーチ形の剛性アップ材５，５が設置されている。
【００１６】
該アーチ形剛性アップ材５は、帯状プレートをその厚さ方向にアーチ状に曲げたものからなっており、その両端に取付けプレート部５ａ，５ａが備えられ、同アーチ形剛性アップ材５の長手方向の中央部を鉄骨梁１の中央部において上フランジ２の下面部に直接に当接させるようにして、各取付けプレート部５ａ，５ａが鉄骨梁１の両端部において下フランジ３の上面部にボルト等により固着状態に連結されている。
【００１７】
なお、アーチ形剛性アップ材５の長手方向の中央部と、鉄骨梁１の上フランジとは、接合されずに当接している構造にされていてもよいし、当接すると共に接合もされている構造にされていてもよい。
【００１８】
また、アーチ形剛性アップ材５は、帯状プレートをその厚さ方向にアーチ状に曲げ加工したものであってもよいし、梁１に組み込む際に湾曲させてアーチ状にしたものであってもよい。
【００１９】
上記の構造では、アーチ形剛性アップ材５の両端が、鉄骨梁１の両端部において下フランジ３に固着状態に取り付けられていると共に、中央部が、鉄骨梁１の中央部において上フランジ２の下面部に当接するよう備えられているので、図１（ハ）に示すように、上部荷重等により梁１が下に凸に撓もうとすると、アーチ形剛性アップ材５がそれを抑制ないしは阻止するよう働き、それによって、梁１の撓みの発生が効果的に抑制ないしは阻止される。
【００２０】
しかも、アーチ形剛性アップ材５の中央部を鉄骨梁１の中央部において上フランジ２の下面部に当接させるようにして、その両端を、鉄骨梁１の両端部において下フランジ３に固着状態に取り付けるだけで梁１に組み込んで設置することができるので、梁１の撓みの抑制ないしは阻止を、低コストで、簡素な構造により、施工容易に実現することができる。
【００２１】
また、アーチ形剛性アップ材５の設置のための取付けは、梁１を支持する柱などの他の構造部分に依存することなく、梁１のみに依存して行う構造となっているから、柱などの他との取り合い関係を考慮する必要がなく、アーチ形剛性アップ材５の設計や梁１への組込みの施工を容易にすることができる。
【００２２】
また、本実施形態では、アーチ形剛性アップ材５として、帯状プレートをその厚さ方向にアーチ状に曲げた簡素な構造のものからなっており、帯状プレートを用いたものでありながらアーチ形状の採用によって、梁の撓み発生を効果的に抑制ないしは阻止することができ、しかも、アーチ形剛性アップ材５を、コスト的に有利に、そして、容易に製作することができる。
【００２３】
更に、本実施形態では、アーチ形剛性アップ材５として帯状プレートからなるものを用いていることにより、その弾力性を利用して、寸法誤差を吸収させ、アーチ形剛性アップ材５を、その長手方向中央部を梁１の上フランジ２の下面部に当接させ、その両端部を梁の下フランジに連結した構造にうまい具合に設置することができるようになされている。
【００２４】
また、本実施形態では、Ｈ形鋼梁１の上下のフランジ間であってウェブ４を挟む両側の空間部内のそれぞれに、前記アーチ形剛性アップ材５，５が設置されているので、両アーチ形剛性アップ材５，５で梁１の撓みをしっかりと抑制ないしは阻止することができると共に、ウェブ４を挟む対のアーチ形剛性アップ材の対称性により、梁の撓みを安定性良く抑制ないしは阻止することができ、また、梁１の側方へのアーチ形剛性アップ材５，５の突出がなく、スッキリとした納まりにすることができる。
【００２５】
梁１へのアーチ形剛性アップ材５の組込みは、工場などにおいて予め行ってもよいし、建物等の構造物における既設の梁に対して行ってもよい。後者の場合は、既設の鉄骨梁に上部荷重等によって撓みを生じているような場合の修復を、低コストで、施工容易に行うことができる。
【００２６】
図２に示す第２実施形態の構造は、第１実施形態の構造において、図２（イ）に示すように、アーチ形剛性アップ材５と、鉄骨梁１の上フランジ２とが、アーチ形剛性アップ材５の端部と中央部との間の両中間位置において、連結材７…によって連結されたものである。
【００２７】
具体的には、連結材７は、例えば、鉄板などからなり、その上端部が鉄骨梁１の上フランジ２の下面部に溶接などによって接合されると共に、下端部が、図２（ロ）に示すように、アーチ形剛性アップ材５の上面側に上方に突出するように設けられた対の突起８，８間に位置決め状態に嵌め込まれた構造になっている。
【００２８】
そして、図２（ハ）に示すように、上部荷重等により梁１が下に凸に撓もうとし、アーチ形剛性アップ材５がそれを抑制ないしは阻止するよう働き、それによって、アーチ形剛性アップ材５の端部と長手方向の中央部との間の両中間部が上方に変位しようとすると、その変位を、各連結材７…がアーチ形剛性アップ材５と鉄骨梁１の上フランジ２との間で突っ張ることによって抑制ないしは阻止し、それによって、アーチ形剛性アップ材５の変形が抑制ないしは阻止されるようになされている。このような構造により、アーチ形剛性アップ材５が簡素な構造の帯状のプレートからなるものでありながら、梁１の撓みの発生を効果的に抑制ないしは阻止することができる。
【００２９】
なお、アーチ形剛性アップ材５と、鉄骨梁１の下フランジ３とを、アーチ形剛性アップ材５の端部と中央部との間の中間位置において、連結材によって連結し、梁１が下に凸に撓もうとすると、該連結材がアーチ形剛性アップ材５と鉄骨梁１の下フランジ３との間で引っ張りに耐えて、アーチ形剛性アップ材５の変形が抑制ないしは阻止されるようになされていてもよいし、それら両方の構造が採用されていてもよい。
【００３０】
図３（イ）に示す第３実施形態の構造は、アーチ形剛性アップ材５の中央部が、エネルギー吸収手段としての粘弾性ゴム９を介して、鉄骨梁１の上フランジ２の下面部に間接的に当接した構造となっていて、上下方向の振動を該粘弾性ゴム９が上下方向に伸縮することで減衰するようになされている。
【００３１】
また、図３（ロ）に示すように、連結材７と対の突起８，８の一方との間、及び、連結材７と対の突起８，８のもう一方との間のそれぞれに、エネルギー吸収手段としての粘弾性体１０，１０が介設され、上下方向の振動を該粘弾性体１０がせん断変形をすることにより減衰するようになされている。
【００３２】
この構造では、上部荷重等に対しては、梁１が下に凸に撓もうとすると、アーチ形剛性アップ材５が粘弾性ゴム９を介してそれを抑制ないしは阻止するよう働き、アーチ形剛性アップ材５の端部と長手方向の中央部との間の両中間部が上方に変位しようとすると、その変位を、図３（ハ）に示すように、各連結材７…がアーチ形剛性アップ材５と鉄骨梁１の上フランジ２との間で突っ張ることによって抑制ないしは阻止し、それによって、アーチ形剛性アップ材５の変形が抑制ないしは阻止され、梁１の撓みの発生が効果的に抑制ないしは阻止される。
【００３３】
そして、上下方向の梁１の振動に対しては、梁１の上フランジとアーチ形剛性アップ材５との間の粘弾性ゴム９が上下方向に伸縮変形をして振動エネルギーを吸収し、また、図３（ニ）に示すように、各連結材７とアーチ形剛性アップ材５との連結部における粘弾性体１０…がせん断変形をして振動エネルギーを吸収し、これらの振動エネルギーの吸収により、上下方向の梁１の振動が減衰される。
【００３４】
なお、連結材がアーチ形剛性アップ材５に溶接などにより取り付けられ、該連結材７と梁１の上フランジ２とが上下方向に相対変位可能に連結された構造を採用するときは、該連結部にエネルギー吸収手段としての粘弾性体を備えさせるようにするとよい。
【００３５】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、梁がＨ形鋼からなる場合を示したが、Ｈ形をした各種の組立梁からなっていてもよく、また、Ｈ形に限らず、要は上下のフランジとこれらフランジをつなぐウェブとを備えた鉄骨梁からなっていればよい。
【００３６】
また、上記の実施形態では、梁の振動を減衰させるエネルギー吸収手段の組込み態様として、特定構造のものを採用した場合を示したが、梁の振動による、該梁とアーチ形剛性アップ材との相対変位を利用して振動エネルギーの吸収を行うエネルギー吸収手段が備えられていればよく、具体的構造に制限はない。例えば、梁のフランジとアーチ形剛性アップ材とを粘弾性体からなる連結材で連結し、該連結材の伸縮により、梁の振動エネルギーを吸収する構造になっていてもよく、その場合は、アーチ形剛性アップ材の変形抑制ないしは阻止用の連結材は省略されてもよいし、併用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態の鉄骨梁の剛性アップ構造を示すもので、図（イ）は正面図、図（ロ）は端面図、図（ハ）は作動状態を示す正面図である。
【図２】第２実施形態の鉄骨梁の剛性アップ構造を示すもので、図（イ）は正面図、図（ロ）は図（イ）のＡ部拡大図、図（ハ）は作動状態を示す正面図である。
【図３】第３実施形態の鉄骨梁の剛性アップ構造を示すもので、図（イ）は正面図、図（ロ）は図（イ）のＢ部拡大図、図（ハ）及び図（ニ）は作動状態を示す同拡大図である。
【図４】両端支持状態の鉄骨梁を示すもので、図（イ）は撓みの原因となる上部荷重を受ける梁の正面図、図（ロ）は端面図、図（ハ）は振動する梁の正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…床梁（鉄骨梁）
２…上フランジ
３…下フランジ
４…ウェブ
５…アーチ形剛性アップ材
６…支持部
７…連結材
９…粘弾性ゴム（エネルギー吸収手段）
１０…粘弾性体（エネルギー吸収手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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