(57)【要約】【課題】溶接によることなく既設のトラス構造などの鉄骨構造物の補強がなし得る補強方法および補強構造を提供する。【解決手段】補強対象部材の一端部が第１主材に係合されている第１係合部と、補強対象部材の他端部が第２主材に係合されている第２係合部とを有する鉄骨構造物において、一対の補強部材を前記補強対象部材に軸対称に配設し、前記一対の補強部材の一端部により前記第１係合部を挟持させ、かつ、前記一対の補強部材の他端部により前記第２係合部を挟持させるものである。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強対象部材の一端部が第１主材に係合されている第１係合部と、補強対象部材の他端部が第２主材に係合されている第２係合部とを有する鉄骨構造物の補強方法であって、
一対の補強部材を前記補強対象部材に軸対称に配設し、
前記一対の補強部材の一端部により前記第１係合部を挟持させ、かつ、前記一対の補強部材の他端部により前記第２係合部を挟持させ、
それにより、前記補強対象部材に作用する荷重を前記一対の補強部材に分散させて低減する
ことを特徴とする鉄骨構造物の補強方法。
【請求項２】
挟持が、係合部を一対の補強部材の端部により挟み込んだ状態で、その端部をボルト・ナット留めすることによりなされることを特徴とする請求項１記載の鉄骨構造物の補強方法。
【請求項３】
補強対象部材の一端部が第１主材に係合されている第１係合部と、補強対象部材の他端部が第２主材に係合されている第２係合部とを有する鉄骨構造物の補強構造であって、
前記補強対象部材に軸対称に配設された一対の補強部材を備え、
前記一対の補強部材の一端部により前記第１係合部を挟持し、かつ、前記一対の補強部材の他端部により前記第２係合部を挟持し、
それにより、前記補強対象部材に作用する荷重を前記一対の補強部材に分散させて低減してなる
ことを特徴とする鉄骨構造物の補強構造。
【請求項４】
挟持が、係合部を一対の補強部材の端部により挟み込んだ後、その端部をボルト・ナット留めすることによりなされることを特徴とする請求項３記載の鉄骨構造物の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄骨構造物の補強方法および補強構造に関する。さらに詳しくは、溶接によることなく既設の鉄骨構造物を補強する鉄骨構造物の補強方法および補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、大型の建築物においては、重量軽減を図る観点などからトラス構造が用いられている。また、このトラス構造においては、所定の強度を確保しながら重量軽減を図るため、薄肉鋼管が用いられている。
【０００３】
しかるに、地球温暖化の影響などから気象現象に異変が生じている。例えば、台風の巨大化、局地的な豪雪などが生じている。そのため、建築基準法などの改正が行われるとともに、この改正にしたがった補強が既設の建築物になされつつある。
【０００４】
この既設の建築物の補強は、一般的には、強度が不足する箇所に補強部材を溶接取付することによりなされている。
【０００５】
しかしながら、既設のトラス構造において補強部材を溶接取付することについては、以下のような問題がある。
【０００６】
すなわち、１）トラス構造に用いられている部材が前述したように、薄肉鋼管であるため溶接による抜け落ちのおそれがある。このおそれは、既設トラス構造においては、無理な姿勢での溶接を強いられることが多いため助長される。２）無理な姿勢での溶接を強いられるため、溶接品質および補強強度が確保できないおそれがある。３）溶接火花による火災を防止するため、養生が必要となり作業が煩雑となる。４）狭隘な場所で溶接機材などを移動させなければならず作業性が悪い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、溶接によることなく既設のトラス構造などの鉄骨構造物の補強がなし得る補強方法および補強構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の鉄骨構造物の補強方法は、補強対象部材の一端部が第１主材に係合されている第１係合部と、補強対象部材の他端部が第２主材に係合されている第２係合部とを有する鉄骨構造物の補強方法であって、一対の補強部材を前記補強対象部材に軸対称に配設し、  前記一対の補強部材の一端部により前記第１係合部を挟持させ、かつ、前記一対の補強部材の他端部により前記第２係合部を挟持させ、それにより、前記補強対象部材に作用する荷重を前記一対の補強部材に分散させて低減することを特徴とする。
【０００９】
本発明の鉄骨構造物の補強方法においては、挟持が、係合部を一対の補強部材の端部により挟み込んだ状態で、その端部をボルト・ナット留めすることによりなされるのが好ましい。
【００１０】
一方、本発明の鉄骨構造物の補強構造は、補強対象部材の一端部が第１主材に係合されている第１係合部と、補強対象部材の他端部が第２主材に係合されている第２係合部とを有する鉄骨構造物の補強構造であって、前記補強対象部材に軸対称に配設された一対の補強部材を備え、前記一対の補強部材の一端部により前記第１係合部を挟持し、かつ、前記一対の補強部材の他端部により前記第２係合部を挟持し、それにより、前記補強対象部材に作用する荷重を前記一対の補強部材に分散させて低減してなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の鉄骨構造物の補強構造においては、挟持が、係合部を一対の補強部材の端部により挟み込んだ後、その端部をボルト・ナット留めすることによりなされるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、既設のトラス構造などの鉄骨構造物の補強が溶接を用いることなくなし得るという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１４】
実施形態１
本発明の実施形態１に係る鉄骨構造物の補強方法が適用されてなる補強構造を図１および図２に示す。なお、図１においては、図面を簡素化して補強構造の理解を容易とするため、公知構造の鉄骨およびトラス上弦材の図示は省略されている。図中、符号２は図示が省略された鉄骨に設けられているガセットプレートを示す。
【００１５】
この実施形態１は、具体的には、トラス構造のラチス材１と端板１ａおよびプレート１ｂの溶接強度不足、ならびにラチス材１とトラス下弦材４との溶接強度不足を補強してなるものとされる。
【００１６】
以下、補強構造Ｋについて詳述する。
【００１７】
補強構造Ｋは、図１および図２に示すように、軸対称とされた上部補強部材１０，１０と、軸対称とされて上部補強部材１０に接合されるロッド状下部補強部材（以下、単に下部補強部材という）２０，２０と、下部補強部材２０の下部を接合する接合部材３０とを主要構成要素として備え、強度が不足しているラチス材１を補強するものとされる。
【００１８】
本実施形態の補強方法は、より具体的には、強度が不足しているラチス材１に軸対称に補強部材をラチス材１と柱（第１主材）との係合部（第１係合部）およびトラス下弦材（第２主材）との係合部（第２係合部）に係合させて配設し、その補強部材に荷重を分散させてラチス材１にかかる荷重を低減することにより補強をなすものとされる。
【００１９】
以下、図３〜図９も参照しながら、上部補強部材１０、下部補強部材２０および接合部材３０について説明する。
【００２０】
上部補強部材１０は、具体的には、Ｌ字状部材とされる。このＬ字状部材１０は、図３に示すように、水平片１１の強度を確保するための補強リブ１３による補強がなされている。なお、図示例においては、補強リブ１３は中央に一箇所設けられているが、補強リブ１３の数は必要とされる強度に応じて適宜とされる。
【００２１】
Ｌ字状部材１０の垂直片１２の幅は、水平片１１を外方に向けてラチス材１のガセットプレート２とのボルト・ナット締結部（第１係合部）を挟み込んだ状態で、側端部がボルト・ナット留めにて接合されるよう、当該締結部から所定幅で突出させられるとともに、その突出箇所にボルト孔が適宜設けられている。なお、垂直片１２の先端部がトラス上弦材３などと干渉する場合には、干渉を回避するよう適宜切り欠かれるものとされる。
【００２２】
また、垂直片１２の対向面の外周部には、Ｌ字状部材１０をプレート１ｂの方向、つまりラチス材１の軸方向に一致させるためのガイド１４が配設されている。この場合、補強部材１０，２０の方向を精度よくラチス材１の軸方向に一致させるため、上側のガイド１４はプレート１ｂ上端と当接するように配設されるのが好ましい。また、プレート１ｂを上側のガイド１４に当接させることにより、補強部材に分散させた荷重を上側のガイド１４を介してガセットプレート２に伝達することができる。
【００２３】
さらに、垂直片１２には、ラチス材１のガセットプレート２とのボルト・ナット締結部のボルトあるいはナットと干渉を回避して対向面がラチス材１のプレート１ｂと接触可能なよう透孔、つまりボルトやナットの逃げが形成されている。
【００２４】
一方、Ｌ字状部材１０の水平片１１の幅は、ラチス材１のガセットプレート２とのボルト・ナット締結部を挟み込んだ状態で、先端部がラチス材１の端板１ａ外縁より所定距離突出させられるとともに、その突出部にボルト孔が適宜設けられている。
【００２５】
下部補強部材２０は、明瞭には図示はされていないが、上部補強部材１０の水平片１１と接合されるフランジ２１と、ラチス材１のトラス下弦材４との締結部（第２係合部）を補強する補強側板２２と、上端部にフランジ２１と接合される上部接合具２３ａを有する上部ロッド２３と、下端部に補強側板２２と接合される下部接続具２４ａを有する下部ロッド２４と、上部ロッド２３の下端部および下部ロッド２４の上端部に螺着されるターンバックル（図示省略）とを有するものとされる。
【００２６】
フランジ２１は、図示のごとく、ラチス材１と干渉する部分が適宜切り欠かれている。なお、フランジ２１と上部接合具２３ａとの接続は、フランジ２１裏面に垂設された接続片２１ａと上部接合具２３ａとを溶接することによりなされる。
【００２７】
補強側板２２は、図示のごとく、ラチス材１のトラス下弦材４との締結部に対応する箇所が長方形状とされ、補強されるラチス材１に位置する側がラチス材１に沿った傾斜部に形成された変形長方形状板とされる。長方形状とされた箇所の幅（垂直方向の長さ）は、下辺および上辺のそれぞれがトラス下弦材４から所定幅で突出させられるとともに、その突出部にボルト孔が適宜設けられている。なお、補強側板２２と下部接続具２４ａとの接続は、補強側板２２の傾斜部先端に設けられた接続片２２ａに下部接続具２４ａを溶接することによりなされる。
【００２８】
接合部材３０は、束材５を挟んで配設されて下部補強部材２０の下部上側、つまり補強側板２２の上側相互を接合する一対の上側接合部材３１，３２と、トラス下弦材４の裏面に配設されて下部補強部材２０の下部下側、つまり補強側板２２の下側相互を接合する下側接合部材３３とを含むものとされる。上側接合部材３１，３２および下側接合部材３３により補強側板２２，２２がトラス下弦材４を挟み込んだ状態で接合されることにより、下部補強部材２０，２０がトラス下弦材４に係合される。
【００２９】
上側接合部材３１，３２は上向きＵ字状体とされ、その幅は補強側板２２，２２間に嵌め込み可能ように調整されるとともに、補強側板２２の上側の突出部に設けられたボルト孔に対応させてボルト孔が設けられている。また、上側接合部材３１，３２つまりＵ字状体の束材５と干渉する端部は円弧状に切り欠かれる一方、ラチス材１と干渉する端部は楕円弧状に切り欠かれている。
【００３０】
下側接合部材３３は、下向きＵ字状体とされ、その幅は補強側板２２，２２間に嵌め込み可能ように調整されるとともに、補強側板２２の下側の突出部に設けられたボルト孔に対応させてボルト孔が設けられている。また、この下側接合部材３３は、中間部に補強リブ３３ａが設けられている。
【００３１】
次に、かかる構成とされた補強構造Ｋによるラチス材１の補強について説明する。
【００３２】
手順１：軸対称とされた上部補強部材１０，１０によりラチス材１とガセットプレート２との締結部を覆って上部補強部材１０，１０をガセットプレート２に係合させる。つまり、軸対称とされたＬ字状部材１０，１０の垂直片１２，１２により、ラチス材１とガセットプレート２との締結部を挟み込んだ状態で、垂直片１２，１２相互をボルト・ナット留めにて接合してガセットプレート２と係合させる。これにより、上部補強部材１０，１０が、第１係合部と係合させられる。
【００３３】
手順２：軸対称とされた下部補強部材２０，２０によりトラス下弦材４のラチス１との接合部を覆って下部補強部材２０，２０を第２係合部に係合させる。つまり、軸対称とされた補強側板２２，２２相互を上側接合部材３１，３２および下側接合部材３３によりボルト・ナット留めにて接合し、トラス下弦材４のラチス１との接合部を補強側板２２，２２により挟み込んで下部補強部材２０，２０をトラス下弦材４に係合させる。
【００３４】
手順３：各下部補強部材２０，２０のターンバックルを調整して、フランジ２１とＬ字状部材１０の水平片１１とによりラチス材１の端板１ａを挟み込んだ状態で、フランジ２１と水平片１１とボルト・ナット留めにて接合する。
【００３５】
手順４：各下部補強部材２０，２０のターンバックルを締め込んで、所定の張力を上部補強部材１０および下部補強部材２０に与える。これにより、ラチス材１の補強が完了する。
【００３６】
しかして、この実施形態１においては、ラチス材１へ作用する荷重が、ラチス材１に軸対称に配設された補強部材１０，２０に分散されて低減されるので、ラチス材１の強度不足が解消される。つまり、ラチス材１の補強がなされる。
【００３７】
このように、この実施形態１によれば、ボルト・ナット留めにて、つまり溶接によることなくトラス構造における補強がなし得る。
【００３８】
実施形態２
本発明の実施形態２に係る補強構造Ｋ１の要部を図１０〜図１３に示す。この実施形態２は実施形態１を改変してなるものであって、下部補強部材２０Ａにおいて、フランジ２１と上部接続具２３ａとの接続をボルト・ナット留めにてなすようにしてなるものとされる。なお、実施形態２のその余の構成は、実施形態１と同様とされている。
【００３９】
このように、実施形態２によれば、フランジ２１単独でＬ字状部材１０の水平片１１との接合がなし得るので、作業性が向上するという実施形態１では得られない効果も得られる。
【００４０】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、トラス構造の他の部材の補強、例えば束材の補強やブレース材の補強についても適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、溶接による補強が困難な鉄骨構造物の補強に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態１に係る補強構造の上部の分解斜視図である。
【図２】同実施形態の補強構造の下部の一部分解斜視図である。
【図３】同補強構造の上部正面図である。
【図４】図３の矢視Ａ−Ａ図である。
【図５】図３の矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図６】図３の矢視Ｃ−Ｃ図である。
【図７】同補強構造の下部正面図である。
【図８】図７の矢視Ｄ−Ｄ図である。
【図９】図７の矢視Ｅ−Ｅ図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係る補強構造の上部正面図である。
【図１１】図１０の矢視Ｆ−Ｆ図である。
【図１２】図１０の矢視Ｇ−Ｇ図である。
【図１３】図１０の矢視Ｈ−Ｈ図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      ラチス材
１ａ    端板
２      ガセットプレート
３      トラス上弦材
４      トラス下弦材
１０      上部補強部材、Ｌ字状部材
１１      水平片
１２      垂直片
１４      ガイド
２０      ロッド状下部補強部材
２１      フランジ
２２      補強側板
２３      上部ロッド
２４      下部ロッド
３０      接合部材
Ｋ      補強構造
【図１】
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【図２】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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