(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設鉄骨における柱と梁とが固定された部分に設けられた接続部材と、前記接続部材に端部が接続されたブレース材との接続部を補強する既設鉄骨の補強構造であって、
鋼材で形成された第一補強部材と、
前記柱及び前記梁の一方である第一軸状部材と前記第一補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第一接続部と、
前記ブレース材と前記第一補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第二接続部と、
を備え、
前記第一補強部材は、
平板状に形成された補強板本体と、
前記補強板本体の第１端部に設けられた第１端板と、
前記補強板本体の第２端部に設けられた第２端板と、
を備え、
前記第一接続部は、前記第一軸状部材と前記第１端板とを、摩擦接合又は係合接合により接続し、
前記第二接続部は、前記ブレース材と前記第２端板とを、摩擦接合又は係合接合により接続する既設鉄骨の補強構造。
【請求項２】
鋼材で形成され、前記ブレース材に対して前記第一補強部材とは反対側に配置された第二補強部材と、
前記柱及び前記梁の他方である第二軸状部材と前記第二補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第三接続部と、
前記ブレース材と前記第二補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第四接続部と、
を備える請求項１に記載の既設鉄骨の補強構造。
【請求項３】
既設鉄骨における柱と梁とが固定された部分に設けられた接続部材と、前記接続部材に端部が接続されたブレース材との接続部を補強する既設鉄骨の補強構造であって、
鋼材で形成された第一補強部材と、
前記柱及び前記梁の一方である第一軸状部材と前記第一補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第一接続部と、
前記ブレース材と前記第一補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第二接続部と、
鋼材で形成され、前記ブレース材に対して前記第一補強部材とは反対側に配置された第二補強部材と、
前記柱及び前記梁の他方である第二軸状部材と前記第二補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第三接続部と、
前記ブレース材と前記第二補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第四接続部と、
を備え、
前記第四接続部は前記第二接続部と一体に構成されている既設鉄骨の補強構造。
【請求項４】
前記第一軸状部材と前記第一補強部材とは、第一方向に接触し合うように並べて配置され、
前記第一接続部は、前記第一軸状部材及び前記第一補強部材を前記第一方向の外側から押圧していることで、前記第一軸状部材と前記第一補強部材とを、摩擦接合により接続している請求項１から３のいずれか一項に記載の既設鉄骨の補強構造。
【請求項５】
前記ブレース材と前記第一補強部材とは、第二方向に接触し合うように並べて配置され、
前記第二接続部は、前記ブレース材及び前記第一補強部材を前記第二方向の外側から押圧していることで、前記ブレース材と前記第一補強部材とを、摩擦接合により接続している請求項１から４のいずれか一項に記載の既設鉄骨の補強構造。
【請求項６】
前記第一接続部は、
前記第一軸状部材に形成された第一軸状孔部と、
前記第一補強部材に形成された補強主孔部と、
前記第一軸状孔部内に配置されて前記第一軸状部材と係合接合により接続されているとともに、前記補強主孔部内に配置されて前記第一補強部材と係合接合により接続されている第一係合部材と、
を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の既設鉄骨の補強構造。
【請求項７】
前記第二接続部は、
前記ブレース材に形成されたブレース孔部と、
前記第一補強部材に形成された補強副孔部と、
前記ブレース孔部内に配置されて前記ブレース材と係合接合により接続されているとともに、前記補強副孔部内に配置されて前記第一補強部材と係合接合により接続されている第二係合部材と、
を備える請求項１から３、及び６のいずれか一項に記載の既設鉄骨の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設鉄骨の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば製鉄工場の建屋に設けられる鉄骨の補強では、一般的には耐熱性の高い鉄板等の鋼材を、溶接によって補強部位に接合している。
ところが、前述のような製鉄工場の建屋においては、補強対象（既設鉄骨）の周囲にはガス配管や電気配線、あるいは引火物が設けられており、火気養生や安全対策を厳重に行う必要ある等、火気の使用が制限されている。
そのため、溶接を用いない既設鉄骨の補強構造として、例えば特許文献１に示されるように、補強対象の変形発生部のうち引張り力が作用する部位に剛性を有する樹脂製の炭素繊維シートを接着してなる構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−４７４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既設鉄骨は、一般的に柱及び梁を有している。柱と梁とが固定された部分にはガセットプレート（接続部材）が設けられている。ガセットプレートには、ボルトやリベット等の締結部材によりブレースが接続されている。
長期間使用した既設鉄骨は、ガセットプレートとブレースとの接続部（締結部材、及び締結部材の近傍のガセットプレートを含む）の強度が、経年劣化、及び設計基準などの理由により低い。このため、接続部を補強することが検討されている。
【０００５】
しかしながら、従来の既設鉄骨の補強構造では、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１に記載されるように炭素繊維シートを補強材として接続部に接着する方法の場合には、樹脂製の炭素繊維シートが変形性能を有するので、造形性はあるが、耐熱性が低い。高熱に晒される前述した製鉄工場のような使用環境で使用される場合にあっては、特許文献１の補強構造では充分な機能が発揮できないうえ、耐久性も低くなることから、その点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、溶接等の火気を使用することなく、既設鉄骨における接続部材とブレースとの接続部を耐熱性を有した状態で補強する既設鉄骨の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】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の既設鉄骨の補強構造は、既設鉄骨における柱と梁とが固定された部分に設けられた接続部材と、前記接続部材に端部が接続されたブレース材との接続部を補強する既設鉄骨の補強構造であって、鋼材で形成された第一補強部材と、前記柱及び前記梁の一方である第一軸状部材と前記第一補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第一接続部と、前記ブレース材と前記第一補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第二接続部と、を備え、前記第一補強部材は、平板状に形成された補強板本体と、前記補強板本体の第１端部に設けられた第１端板と、前記補強板本体の第２端部に設けられた第２端板と、を備え、前記第一接続部は、前記第一軸状部材と前記第１端板とを、摩擦接合又は係合接合により接続し、前記第二接続部は、前記ブレース材と前記第２端板とを、摩擦接合又は係合接合により接続することを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、接続部を跨ぐように第一補強部材を配置し、第一軸状部材と第一補強部材、及びブレース材と第一補強部材を摩擦接合又は係合接合により接続している。摩擦接合及び係合接合は溶接を使用しない接合である。補強部材は鋼材で形成されているため、耐熱性を有する。第一軸状部材又はブレース材に作用する外力が第一補強部材、第一接続部、及び第二接続部にも伝達され、外力を分散させることができる。そのため、接続部が負担する外力を小さく抑えることができ、接続部を補強することができる。
【０００９】
また、上記の既設鉄骨の補強構造において、鋼材で形成され、前記ブレースに対して前記第一補強部材とは反対側に配置された第二補強部材と、前記柱及び前記梁の他方である第二軸状部材と前記第二補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第三接続部と、前記ブレースと前記第二補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第四接続部と、を備えてもよい。
この発明によれば、第一補強部材と第二補強部材とで接続部を挟むように配置し、第二軸状部材と第二補強部材、及びブレース材と第二補強部材を、摩擦接合又は係合接合により接続している。第一補強部材と第二補強部材とで接続部を両側から補強することで、接続部をより確実に補強することができる。
【００１０】
また、本発明の他の既設鉄骨の補強構造は、既設鉄骨における柱と梁とが固定された部分に設けられた接続部材と、前記接続部材に端部が接続されたブレース材との接続部を補強する既設鉄骨の補強構造であって、鋼材で形成された第一補強部材と、前記柱及び前記梁の一方である第一軸状部材と前記第一補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第一接続部と、前記ブレース材と前記第一補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第二接続部と、鋼材で形成され、前記ブレース材に対して前記第一補強部材とは反対側に配置された第二補強部材と、前記柱及び前記梁の他方である第二軸状部材と前記第二補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第三接続部と、前記ブレース材と前記第二補強部材とを、摩擦接合又は係合接合により接続している第四接続部と、を備え、前記第四接続部は前記第二接続部と一体に構成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、上記の既設鉄骨の補強構造において、前記第一軸状部材と前記第一補強部材とは、第一方向に接触し合うように並べて配置され、前記第一接続部は、前記第一軸状部材及び前記第一補強部材を前記第一方向の外側から押圧していることで、前記第一軸状部材と前記第一補強部材とを、摩擦接合により接続していてもよい。
この発明によれば、第一軸状部材及び第一補強部材を第一接続部により押圧していることで、第一接続部と第一軸状部材との間、第一軸状部材と第一補強部材との間、及び、第一補強部材と第一接続部との間に静止摩擦力が作用している。このため、溶接を使用せずに第一軸状部材と第一補強部材とを接続することができる。
【００１２】
また、上記の既設鉄骨の補強構造において、前記ブレース材と前記第一補強部材とは、第二方向に接触し合うように並べて配置され、前記第二接続部は、前記ブレース材及び前記第一補強部材を前記第二方向の外側から押圧していることで、前記ブレース材と前記第一補強部材とを、摩擦接合により接続していてもよい。
この発明によれば、ブレース材及び第一補強部材を第二接続部により押圧していることで、第二接続部とブレース材との間、ブレース材と第一補強部材との間、及び、第一補強部材と第二接続部との間に静止摩擦力が作用している。このため、溶接を使用せずにブレース材と第一補強部材とを接続することができる。
【００１３】
また、上記の既設鉄骨の補強構造において、前記第一接続部は、前記第一軸状部材に形成された第一軸状孔部と、前記第一補強部材に形成された補強主孔部と、前記第一軸状孔部内に配置されて前記第一軸状部材と係合接合により接続されているとともに、前記補強主孔部内に配置されて前記第一補強部材と係合接合により接続されている第一係合部材と、を備えてもよい。
この発明によれば、第一軸状部材と第一係合部材、第一係合部材と第一補強部材が係合接合する。このため、溶接を使用せずに、第一係合部材を介して第一軸状部材と第一補強部材とを接続することができる。
【００１４】
また、上記の既設鉄骨の補強構造において、前記第二接続部は、前記ブレース材に形成されたブレース孔部と、前記第一補強部材に形成された補強副孔部と、前記ブレース孔部内に配置されて前記ブレース材と係合接合により接続されているとともに、前記補強副孔部内に配置されて前記第一補強部材と係合接合により接続されている第二係合部材と、を備えてもよい。
この発明によれば、ブレース材と第二係合部材、第二係合部材と第一補強部材が係合接合する。このため、溶接を使用せずに、第二係合部材を介してブレース材と第一補強部材とを接続することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の既設鉄骨の補強構造によれば、耐熱性を有するとともに、溶接を使用することなく、既設鉄骨における接続部材とブレース材との接続部を補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の既設鉄骨の補強構造が用いられる建屋の斜視図である。
【図２】同既設鉄骨の補強構造の第一補強部材の斜視図である。
【図３】同既設鉄骨の補強構造の第二補強部材の斜視図である。
【図４】同既設鉄骨の補強構造の第二接続部がブレース材に接続されている状態の側面の断面図である。
【図５】比較例の既設鉄骨のブレース材の側面の断面図である。
【図６】実施例及び比較例の既設鉄骨のブレース材をシミュレーションした結果を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態の既設鉄骨の補強構造が用いられる建屋の斜視図である。
【図８】同既設鉄骨の補強構造の第一接続部の断面図である。
【図９】ウォータージェット装置で柱に第一軸状孔部を形成する例を説明する断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の変形例における既設鉄骨の補強構造の第一接続部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る既設鉄骨の補強構造（以下、補強構造とも略称する）の第１実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
図１に示すように、例えば製鉄工場の建屋５０内には、柱（第一軸状部材）５６、梁（第二軸状部材）５７、及びブレース材５８を有する鉄骨（以下、既設鉄骨５５と称する）が設置されている。既設鉄骨５５における柱５６と梁５７とが固定された部分には、ガセットプレート（接続部材）５９が設けられている。
例えば、柱５６及び梁５７にはＨ形鋼が用いられ、ブレース材５８には山形鋼が用いられている。ガセットプレート５９は、鋼板等で形成されている。
柱５６、梁５７、及びガセットプレート５９は、互いに溶接等により接続されている。ガセットプレート５９とブレース材５８の一方の端部５８ａとは、ボルトやリベット等の締結部材６０により接続されている。より詳しくは、ブレース材５８は、第一板材５８ｂ及び第二板材５８ｃを山形に形成して構成されている。ブレース材５８の第一板材５８ｂが、締結部材６０によりガセットプレート５９に接続されている。
【００１８】
本実施形態の補強構造１は、ガセットプレート５９とブレース材５８との接続部６２を補強する。ここで言う接続部６２とは、締結部材６０、及び、ガセットプレート５９のうち締結部材６０の近傍の部分のことを意味する。
本補強構造１は、第一補強部材５と、ブレース材５８に対して第一補強部材５とは反対側に配置された第二補強部材１０と、柱５６と第一補強部材５とを摩擦接合により接続している第一接続部１５Ａと、ブレース材５８と第一補強部材５及び第二補強部材１０とを摩擦接合により接続している第二接続部１５Ｂと、梁５７と第二補強部材１０とを摩擦接合により接続している第三接続部１５Ｃと、を備えている。
ここで言う摩擦接合とは、複数の部材が静止摩擦力により互いに接合されていることを意味する。
本実施形態では、本発明の第四接続部は、第二接続部１５Ｂと一体に構成されている。
【００１９】
以下では、まず補強部材５、１０の形状の一例について説明する。
図２に示すように、第一補強部材５は、補強板本体６と、補強板本体６の各端部に設けられた端板７、８とを有する。端板７は、柱５６のフランジ５６ａ（図１参照）に接触する形状に形成されている。端板８は、ブレース材５８の第二板材５８ｃに接触する形状に形成されている。第一補強部材５は、板状の鋼材等を折り曲げたり溶接したりすることで形成することができる。
【００２０】
図３に示すように、第二補強部材１０は、補強板本体１１と、補強板本体１１の各端部に設けられた端板１２、１３とを有する。端板１２は、梁５７のフランジ５７ａ（図１参照）に接触する形状に形成されている。端板１３は、ブレース材５８の第二板材５８ｃに接触する形状に形成されている。図４に示すように、端板１３は、ブレース材５８の第二板材５８ｃに対して第一補強部材５の端板８とは反対側に配置されている。すなわち、端板８、第二板材５８ｃ、及び端板１３は、第二板材５８ｃの厚さ方向（第二方向）Ｘに接触し合うように並べて配置されている。ここで言う端板８と第二板材５８ｃとが厚さ方向Ｘに接触し合うとは、端板８における厚さ方向Ｘに直交する外面と、第二板材５８ｃにおける厚さ方向Ｘに直交する外面とが、接触することを意味する。
第二補強部材１０は、第一補強部材５と同様に形成することができる。
図１に示すように、補強部材５、１０は、接続部６２を挟むように配置されている。
【００２１】
本実施形態では、接続部１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの構成は互いに同一である。このため、第二接続部１５Ｂの構成については数字、又は数字及び英小文字に英大文字「Ｂ」を付加し、接続部１５Ａ、１５Ｃのうち第二接続部１５Ｂと対応する構成については第二接続部１５Ｂと同一の数字、又は数字及び英小文字に英大文字「Ａ」、「Ｃ」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。例えば、第二接続部１５Ｂの接続部本体１６Ｂと第一接続部１５Ａの接続部本体１６Ａとは、同一の構成である。
後述する接続部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃについても、同様である。
【００２２】
図４に示すように、第二接続部１５Ｂは、側面視でＣ字形に形成された接続部本体１６Ｂと、接続部本体１６Ｂの雌ネジ部１６ａＢに螺合する雄ネジ部１７Ｂとを有している。接続部本体１６Ｂにおける雄ネジ部１７Ｂの先端に対向する内面１６ｂＢは、平坦である。使用者は、接続部本体１６Ｂに対して雄ネジ部１７Ｂを雄ネジ部１７Ｂの軸線周りに回転させて、雌ネジ部１６ａＢに雄ネジ部１７Ｂが螺合する位置を変える。これにより、接続部本体１６Ｂの内面１６ｂＢと雄ネジ部１７Ｂの先端との距離を調節することができる。雄ネジ部１７Ｂの回転には、ドライバやスパナ等の一般的な工具を用いることができる。
接続部本体１６Ｂ及び雄ネジ部１７Ｂは、鋼材等で形成されていることが好ましい。
【００２３】
接続部本体１６Ｂの内面１６ｂＢと雄ネジ部１７Ｂとの間に、端板８、第二板材５８ｃ、及び端板１３を挟んだ状態にする。雄ネジ部１７Ｂを回転させて端板８、第二板材５８ｃ、及び端板１３を厚さ方向Ｘの外側から内側に向かって押圧していることで、端板８、第二板材５８ｃ、及び端板１３を、摩擦接合により接続している。第二接続部１５Ｂは、３枚の板を挟んでいる（咥え込んでいる）。第二接続部１５Ｂは、鋼材等で形成された摩擦接合金物である。
【００２４】
接続部本体１６Ｂの内面１６ｂＢと端板８との間に静止摩擦力が作用し、接続部本体１６Ｂの内面１６ｂＢと端板８とが接合される。端板８とブレース材５８の第二板材５８ｃとの間、ブレース材５８の第二板材５８ｃと端板１３との間、及び、端板１３と雄ネジ部１７Ｂとの間についても同様である。
【００２５】
第一接続部１５Ａ及び第三接続部１５Ｃは、第二接続部１５Ｂと同様に構成されている。図１に示すように、柱５６のフランジ５６ａと第一補強部材５の端板７とは、フランジ５６ａの厚さ方向（第一方向）に接触し合うように並べて配置される。第一接続部１５Ａは、フランジ５６ａ及び端板７を、フランジ５６ａの厚さ方向の外側から内側に向かって押圧していることで、フランジ５６ａと端板７とを、摩擦接合により接続している。
梁５７のフランジ５７ａと第二補強部材１０の端板１２とは、フランジ５７ａの厚さ方向に接触し合うように並べて配置される。第三接続部１５Ｃは、フランジ５７ａ及び端板１２を、フランジ５７ａの厚さ方向の外側から内側に向かって押圧していることで、フランジ５７ａと端板１２とを、摩擦接合により接続している。
【００２６】
第一接続部１５Ａ及び第三接続部１５Ｃは、２枚の板を挟んでいる。
このように、接続部６２を跨ぐように第一補強部材５を配置し、第一補強部材５の両端部を柱５６及びブレース材５８に接続している。接続部６２を跨ぐように第二補強部材１０を配置し、第二補強部材１０の両端部を梁５７及びブレース材５８に接続している。
なお、図示はしないが、ブレース材５８の他方の端部は、ブレース材５８の一方の端部５８ａと同様に構成されている。ブレース材５８の他方の端部は、柱５６、梁５７、及びガセットプレート５９に補強構造１や締結部材６０により接続されている。
【００２７】
次に、以上のように構成された補強構造１の作用について説明する。
例えば、柱５６及び梁５７が変形してブレース材５８に沿う方向Ｙにおけるガセットプレート５９間の距離が長くなった場合で説明する。このとき、ブレース材５８が方向Ｙの全長にわたり引張られるとともに、柱５６及び梁５７が補強構造１の補強部材５、１０を介してブレース材５８の方向Ｙの中央部を引張る。このため、引張力（外力）の一部がガセットプレート５９とブレース材５８との接続部６２を介さずにブレース材５８に伝達される。したがって、接続部６２に作用する引張力を抑え、接続部６２を補強することができる。
方向Ｙにおけるガセットプレート５９間の距離が短くなり、ブレース材５８が方向Ｙに圧縮される場合についても同様に、補強構造１は接続部６２に作用する圧縮力を抑え、接続部６２を補強することができる。
【００２８】
次に、実施例の補強構造１を有する既設鉄骨５５、及び補強構造１を有さない比較例の既設鉄骨５５に引張荷重を作用させたときのシミュレーション結果について説明する。
図５に示す比較例となる従来の既設鉄骨５５では、補強構造１は用いられていない。ガセットプレート５９にブレース材５８の第一板材５８ｂが締結部材６０により接続され、第二板材５８ｃがガセットプレート５９に接続されていないとする。このとき、ブレース材５８の第二板材５８ｃにおける第一板材５８ｂから離間した部分となる領域Ｒ１には、第一板材５８ｂに比べて、ガセットプレート５９間に作用する引張り力及び圧縮力があまり作用しない。言い換えれば、領域Ｒ１は、ブレース材５８の剛性にあまり寄与しない。
【００２９】
図６に、ＦＥＭ（Finite Element Method）解析により、実施例及び比較例のブレース材５８に引張り荷重を作用させたときのブレース材５８の変位をシミュレーションした結果を示す。図６の横軸はブレース材５８の変位（ｍｍ）を表し、縦軸はブレース材５８に作用させた引張り荷重（ｋＮ（キロニュートン））を表す。
一点鎖線で示した線Ｌ１は、ブレース材５８が形成された材料（母材）の降伏応力（３１６ｋＮ）を示す。実線で示した線Ｌ２は、実施例のブレース材５８の引張り荷重を表し、点線で示した線Ｌ３は、比較例のブレース材５８の引張り荷重を表す。
例えば、実施例及び比較例のブレース材５８の長さは５０００ｍｍとした。
【００３０】
比較例のブレース材５８では、ブレース材５８の変位を増加させ、この変位が７ｍｍ程度になった領域Ｒ２において、接続部６２の締結部材６０が損傷してしまう。このため、領域Ｒ２において、引張り荷重が低下している。
これに対して、実施例のブレース材５８では、接続部６２が補強構造１で補強されていることで接続部６２の損傷が抑えられる。このため、ブレース材５８を８ｍｍ変位させても接続部６２が損傷せず、ブレース材５８が形成された材料の降伏応力程度の引張り荷重に耐えることができる。
実施例のブレース材５８では、図４に示すように第二板材５８ｃの領域Ｒ１を第二接続部１５Ｂで押圧していることで、この領域Ｒ１にも引張り力及び圧縮力が伝達される。したがって、ブレース材５８全体で引張り力及び圧縮力を伝達させることができる。
【００３１】
実施例のブレース材５８では補強構造１が用いられているため、図１に示すようにブレース材５８の座屈長さは、第二接続部１５Ｂ間の長さであるＬ１１となる。一方で、比較例のブレース材５８では補強構造１が用いられていないため、ブレース材５８の座屈長さは、接続部６２間の長さであるＬ１２となる。
実施例のブレース材５８では、比較例のブレース材５８に比べて座屈長さを短くして座屈耐力を向上させることができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の補強構造１によれば、接続部６２を跨ぐように第一補強部材５を配置し、柱５６と第一補強部材５、及びブレース材５８と第一補強部材５を摩擦接合により接続している。摩擦接合は、溶接等の火気を使用しない接合である。第一補強部材５は鋼材で形成されているため、耐熱性を有する。柱５６又はブレース材５８に作用する圧縮力及び引張り力等の外力が第一補強部材５、第一接続部１５Ａ、及び第二接続部１５Ｂにも伝達され、外力を分散させることができる。そのため、接続部６２が負担する外力を小さく抑えることができ、接続部６２を補強することができる。
【００３３】
補強構造１では、無火気で接続部６２を補強することができる。
ブレース材５８の第一板材５８ｂだけでなく第二板材５８ｃの領域Ｒ１でも、外力を伝達することができる。
座屈長さが第二接続部１５Ｂ間の長さであるＬ１１となるため、ブレース材５８の圧縮座屈耐力を向上させることができる。
柱５６、梁５７、及びブレース材５８として、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、山形鋼、及びＴ形鋼等の所望の断面形状の形鋼を用いることができる。
【００３４】
補強構造１は、第二補強部材１０及び第三接続部１５Ｃを備える。第一補強部材５と第二補強部材１０とで接続部６２を挟むように配置し、梁５７と第二補強部材１０、及びブレース材５８と第二補強部材１０とを、摩擦接合により接続している。補強部材５、１０で接続部６２を両側から補強することで、接続部６２をより確実に補強することができる。
第四接続部は第二接続部１５Ｂと一体に構成されているため、補強構造１を簡単に構成することができる。
【００３５】
柱５６と第一補強部材５とは、厚さ方向Ｘに接触し合うように並べて配置され、第一接続部１５Ａは、柱５６及び第一補強部材５を厚さ方向Ｘの外側から押圧している。このため、第一接続部１５Ａと柱５６との間、柱５６と第一補強部材５との間、及び、第一補強部材５と第一接続部１５Ａとの間に静止摩擦力が作用する。したがって、溶接等の火気を使用せずに柱５６と第一補強部材５とを接続することができる。
第二接続部１５Ｂについても、第一接続部１５Ａと同様に、溶接等の火気を使用せずにブレース材５８と第一補強部材５とを接続することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７から図１０を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図７に示すように、本実施形態の補強構造２は、第１実施形態の補強構造１の接続部１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃに代えて、第一接続部２５Ａ、第二接続部２５Ｂ、第三接続部２５Ｃを備えている。
接続部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの構成は似ているため、第一接続部２５Ａを例に取って説明する。
【００３７】
図８に示すように、第一接続部２５Ａは、柱５６のフランジ５６ａに形成された第一軸状孔部２６Ａと、第一補強部材５の端板７に形成された補強主孔部２７Ａと、第一軸状孔部２６Ａ内及び補強主孔部２７Ａ内に配置されたボルト（第一係合部材）２８Ａとを備えている。ボルト２８Ａの雄ネジ部２８ａＡは、第一軸状孔部２６Ａ及び補強主孔部２７Ａ内に挿通されている。雄ネジ部２８ａＡは、第一軸状孔部２６Ａ及び補強主孔部２７Ａに雄ネジ部２８ａＡの径方向に係合している。ボルト２８Ａの頭部２８ｂＡは、端板７に端板７の厚さ方向に係合している。雄ネジ部２８ａＡにはナット２９Ａの雌ネジ部２９ａＡが螺合している。ナット２９Ａは、フランジ５６ａに端板７の厚さ方向に係合している。
このように、第一接続部２５Ａは、柱５６とボルト２８Ａとを係合接合により接続しているとともに、第一補強部材５とボルト２８Ａとを係合接合により接続している。ここで言う係合接合とは、複数の部材が係合することにより互いに接合されていることを意味する。
第一接続部２５Ａは、２枚の板と係合している。
【００３８】
柱５６の第一軸状孔部２６Ａ及び第一補強部材５の補強主孔部２７Ａは、公知のドリル等で形成することができる。ボルト２８Ａとナット２９Ａとの螺合の締め付けには、ドライバやスパナ等の一般的な工具を用いることができる。本実施形態では、柱５６については、下穴である第一軸状孔部２６Ａを形成する工程と、第一軸状孔部２６Ａにボルト２８Ａを挿通する工程の２つの工程が必要である。
なお、図９に示すように、柱５６の第一軸状孔部２６Ａ等は、公知のウォータージェット装置７０から高圧のウォータージェットＷを噴射することで形成してもよい。ウォータージェット装置７０は、製鉄工場の建屋５０内のような火気の使用が制限されている場所においても、安全に用いることができる。
第一軸状孔部２６Ａ等を、インパクトドライバで形成してもよい。
【００３９】
第二接続部２５Ｂは、第一接続部２５Ａとは係合している板の枚数が異なるだけで、第一接続部２５Ａと同様に構成されている。第二接続部２５Ｂは、３枚の板と係合している。第二接続部２５Ｂは、本発明の第四接続部と一体に構成されている。
図示はしないが、第二接続部２５Ｂは、第一補強部材５の端板８に形成された補強副孔部と、ブレース材５８の第二板材５８ｃに形成されたブレース孔部と、第二補強部材１０の端板１３に形成された孔部と、これらの孔部内に配置されて第一補強部材５、ブレース材５８、及び第二補強部材１０と係合接合により接続されるボルト（第二係合部材）とを備えている。
第三接続部２５Ｃは、第一接続部２５Ａと同様に構成されている。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の補強構造２によれば、溶接等の火気を使用することなく、既設鉄骨５５におけるガセットプレート５９とブレース材５８との接続部６２を耐熱性を有した状態で補強することができる。
さらに、第一接続部２５Ａは、柱５６の第一軸状孔部２６Ａと、第一補強部材５の補強主孔部２７Ａと、ボルト２８Ａとを備える。柱５６とボルト２８Ａ、ボルト２８Ａと第一補強部材５が係合接合する。このため、溶接等の火気を使用せずに、ボルト２８Ａを介して柱５６と第一補強部材５とを接続することができる。
第二接続部２５Ｂについても、第一接続部２５Ａと同様に、溶接等の火気を使用せずに、ボルトを介してブレース材５８と第一補強部材５とを接続することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、図１０に示すように第一接続部３５Ａが、前述の柱５６の第一軸状孔部２６Ａと、第一補強部材５の補強主孔部２７Ａと、第一軸状孔部２６Ａ内及び補強主孔部２７Ａ内に配置されたタッピングネジ（第一係合部材）３６Ａとを備えていてもよい。第一軸状孔部２６Ａは、タッピングネジ３６Ａの下穴となる。
この例では、第一補強部材５の補強主孔部２７Ａの内径はタッピングネジ３６Ａの雄ネジ部３６ａＡの外径よりも大きく、補強主孔部２７Ａに雄ネジ部３６ａＡが挿通されている。第一補強部材５にタッピングネジ３６Ａの頭部３６ｂＡが係合している。
柱５６の第一軸状孔部２６Ａが形成された当初の内径は、タッピングネジ３６Ａの雄ネジ部３６ａＡの先端側の外径よりも小さい。第一軸状孔部２６Ａに雄ネジ部３６ａＡがねじ込まれて螺合することにより、柱５６に雄ネジ部３６ａＡが係合している。
第一接続部３５Ａがこのように構成されていても、柱５６と第一補強部材５とを第一接続部３５Ａにより係合接合させることができる。
【００４２】
なお、柱５６の第一軸状孔部２６Ａはフランジ５６ａを貫通していなくてもよいし、フランジ５６ａに第一軸状孔部２６Ａが形成されていなくてもよい。フランジ５６ａの厚さが薄い場合等には、予め下穴が形成されていなくても、タッピングネジ３６Ａを押込みながら回すことでフランジ５６ａにタッピングネジ３６Ａをねじ込むことができるからである。
フランジ５６ａに第一軸状孔部２６Ａが形成されない場合には、柱５６については、フランジ５６ａにタッピングネジ３６Ａをねじ込む工程の１つの工程で済む。
【００４３】
以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、前記第１実施形態及び第２実施形態では、第四接続部は第二接続部と一体に構成されているとしたが、第四接続部は第二接続部とは別体として構成されていてもよい。この場合、第四接続部はブレース材５８と第二補強部材１０とを摩擦接合又は係合接合より接続している。
【００４４】
補強構造１は第二補強部材１０及び第三接続部１５Ｃを備えなくてもよい。第一補強部材５、第一接続部１５Ａ、及び第二接続部１５Ｂだけでも接続部６２を補強することができるからである。
第一軸状部材が柱５６であり、第二軸状部材が梁５７であるとした。しかし、第一軸状部材が梁５７であり、第二軸状部材が柱５６であるとしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１、２  補強構造（既設鉄骨の補強構造）
５    第一補強部材
１０  第二補強部材
１５Ａ、２５Ａ、３５Ａ  第一接続部
１５Ｂ、２５Ｂ  第二接続部
１５Ｃ、２５Ｃ  第三接続部
２６Ａ  第一軸状孔部
２７Ａ  補強主孔部
２８Ａ  ボルト（第一係合部材）
３６Ａ  タッピングネジ（第一係合部材）
５５  既設鉄骨
５６  柱（第一軸状部材）
５７  梁（第二軸状部材）
５８  ブレース材
５８ａ  端部
５９  ガセットプレート（接続部材）
６２  接続部
Ｘ    厚さ方向（第二方向）
【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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