(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔を形成する周面と前記軸部の周面との間の隙間内に、前記鉄骨梁に応力が作用したときでも前記隙間の拡縮や偏りを制限することができる隙間変化制限部材を設け、 前記隙間変化制限部材として、前記ネジ締結手段の締結動作により前記隙間内で変形するような円筒部材を用いたことを特徴とする鉄骨梁補強金物。
【請求項２】
前記円筒部材は、この長さ方向の略中央部を半径方向外側に膨出させるように変形させることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨梁補強金物。
【請求項３】
前記円筒部材は、この長さ方向の略中央部をあらかじめ半径方向外側に膨出して形成されたことを特徴とする請求項２に記載の鉄骨梁補強金物。
【請求項４】
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔を形成する周面と前記軸部の周面との間の隙間内に、前記鉄骨梁に応力が作用したときでも前記隙間の拡縮や偏りを制限することができる隙間変化制限部材を設け、
前記隙間変化制限部材として、前記ネジ締結手段の締結動作により前記隙間内にほぼ隙間無く嵌合するような円筒部材を用いたことを特徴とする鉄骨梁補強金物。
【請求項５】
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記鉄骨梁補強金物は、前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔を形成する周面と前記軸部の周面との間の隙間内に、前記鉄骨梁に応力が作用したときでも前記隙間の拡縮や偏りを制限することができる隙間変化制限部材を設け、 前記隙間変化制限部材として、前記ネジ締結手段の締結動作により前記隙間内で変形するような円筒部材を用いることを特徴とする鉄骨梁補強金物の施工方法。
【請求項６】
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記鉄骨梁補強金物は、前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔を形成する周面と前記軸部の周面との間の隙間内に、前記鉄骨梁に応力が作用したときでも前記隙間の拡縮や偏りを制限することができる隙間変化制限部材を設け、 前記隙間変化制限部材として、前記ネジ締結手段の締結動作により前記隙間内にほぼ隙間無く嵌合するような円筒部材を用いることを特徴とする鉄骨梁補強金物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブに貫通孔が形成された鉄骨梁を補強するために用いられる鉄骨梁補強金物及びその施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄骨梁補強金物としては、例えば、図４および図５に示すようなものがあった（特許文献１参照）。同図において、鉄骨梁２の図中上下一対のフランジ２ａ間の、ウェブ２ｂには円形状の貫通孔３が形成され、この貫通孔３の周囲を形成するウェブ２ｂの縁部に鉄骨梁補強金物１が固定されている。
【０００３】
鉄骨梁補強金物１は、中心孔１ａを有して円環状に形成され、その半径内方の厚肉部の外周部が鉄骨梁２の貫通孔３に嵌合するようにして、複数組のネジ締結手段２５のそれぞれの、ボルト１５、ナット７、及び座金１０を介して、鉄骨梁補強金物１の半径外側部が上記ウェブ２ｂに固定されている。
【０００４】
図６に示すように、ボルト１５の軸部１５ａは、補強金物１に明けられたボルト挿通孔１ｂと、鉄骨梁２のウェブ２ｂに明けられたボルト挿通孔２ｃに挿通されている。このため、挿通孔１ｂと挿通孔２ｃは補強金物１とウェブ２ｂの肉厚を同軸上に貫通して形成されている。
【０００５】
このように、従来の鉄骨梁補強金物１は、ボルト１５やナット７等を用いたネジ締結手段２５によりウェブ２ｂに取り付けられているため、溶接により取り付けられる場合に比べて、熟練を要せず、天候や季節にも左右されず、誰でも容易にウェブ２ｂへの補強金物１の取り付け作業を行うことが可能となっている。
【０００６】
このような従来の鉄骨梁補強金物１は、その中心孔１ａに、建物の空調設備や給排水設備等の配管やダクト（図示せず）等を通すことができるようになっている。そして、貫通孔３が形成された鉄骨梁２のウェブ２ｂに補強金物１が取り付けられることにより、貫通孔３が形成されて低下した鉄骨梁２の強度を補強するようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２３２０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の鉄骨梁補強金物１にあっては、図６に示すように、ボルト１５の軸部１５ａが通るボルト挿通孔１ｂを形成する周面、同じくボルト１５の軸部１５ａが通るウェブ２ｂのボルト挿通孔２ｃを形成する周面のそれぞれと、ボルト１５の軸部１５ａの周面との間に、通常設定されるクリアランスＧがある。
【０００８】
このため、地震等の荷重による応力が鉄骨梁２に作用したときは、図７に示すように、ボルト１５の軸部１５ａの周面が、鉄骨梁補強金物１及びウェブ２ｂのボルト挿通孔１ｂ，２ｃの互いに対向する周面両方に接触するまでの間、鉄骨梁補強金物１とウェブ２ｂのそれぞれの接触面間に滑りが生じ、その滑り動作中は滑り摩擦力しか働かないので、上記応力に対する抵抗力がほとんど発揮できなかった。
【０００９】
そして、図７に示すように、上記互いに対向するボルト挿通孔１ｂ，２ｃの周面が共にボルト１５の軸部１５ａの周面の互いに反対側に接触して、鉄骨梁補強金物１とウェブ２ｂのそれぞれの接触面間の滑り動作が終了したときから、鉄骨梁補強金物１とウェブ２ｂが互に反対方向Ａ，Ｂに向かって、それまでに引き続き相対移動しようとすることにより、ボルト１５の軸部１５ａに対してその長さ方向と直角方向に働く剪断力Ｆが、地震等の荷重による応力に対する抵抗力となって働くようになる。
【００１０】
このため、上記応力が鉄骨梁２に作用した時点からこの応力に対する抵抗力が発生するまでの間、すなわち鉄骨梁補強金物１とウェブ２ｂ間の滑り動作が行われている間は、上記応力に対する抵抗力が働かないので、応力による鉄骨梁２の変形を防止することができない。このため、上記応力が鉄骨梁２に作用した時点からこの応力に対する抵抗力が発生するまでの間は、鉄骨梁２の変形が進むことにより、鉄骨梁２と柱を組み立てた構造骨組（図示せず）の変形も進み、ひいてはその構造骨組全体の破壊を招くおそれがあるという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、地震等の荷重による応力が鉄骨梁に作用した当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができるような鉄骨梁補強金物及びその施工方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔を形成する周面と前記軸部の周面との間の隙間内に、前記鉄骨梁に応力が作用したときでも前記隙間の拡縮や偏りを制限することができる隙間変化制限部材を設け、 前記隙間変化制限部材として、前記ネジ締結手段の締結動作により前記隙間内で変形するような円筒部材を用いたことを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明における前記円筒部材は、この長さ方向の略中央部を半径方向外側に膨出さ
せるように変形させることを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明における前記円筒部材は、この長さ方向の略中央部をあらかじめ半径方向外
側に膨出して形成されたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔を形成する周面と前記軸部の周面との間の隙間内に、前記鉄骨梁に応力が作用したときでも前記隙間の拡縮や偏りを制限することができる隙間変化制限部材を設け、
前記隙間変化制限部材として、前記ネジ締結手段の締結動作により前記隙間内にほぼ隙間無く嵌合するような円筒部材を用いたことを特徴とするものである。
【００１６】
また上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記鉄骨梁補強金物は、前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔を形成する周面と前記軸部の周面との間の隙間内に、前記鉄骨梁に応力が作用したときでも前記隙間の拡縮や偏りを制限することができる隙間変化制限部材を設け、
前記隙間変化制限部材として、前記ネジ締結手段の締結動作により前記隙間内で変形するような円筒部材を用いることを特徴とするものである。
【００１７】
また上記課題を解決するために本発明は、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記鉄骨梁補強金物は、前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、中心孔が
形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締
結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔を形成する周面と前記軸部の周面との間の隙間内に、前記鉄骨梁に応力が作
用したときでも前記隙間の拡縮や偏りを制限することができる隙間変化制限部材を設け、
前記隙間変化制限部材として、前記ネジ締結手段の締結動作により前記隙間内にほぼ隙間無く嵌合するような円筒部材を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
このような本発明の鉄骨梁補強金物によれば、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物であって、
前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔を形成する周面と前記軸部の周面との間の隙間内に、前記鉄骨梁に応力が作用したときでも前記隙間の拡縮や偏りを制限することができる隙間変化制限部材を設けたことにより、
地震等の荷重による応力が鉄骨梁に作用した当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
【００１９】
また、前記隙間変化制限部材として、前記ネジ締結手段の締結動作により前記隙間内で変形するような円筒部材を用いたことにより、前記隙間内で変形した円筒部材が前記隙間の拡縮や偏りを制限することができるので、地震等の荷重による応力が鉄骨梁に作用した当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
【００２０】
また前記円筒部材は、この長さ方向の略中央部を半径方向外側に膨出させるように前記隙間内で変形させることにより、その変形した円筒部材が前記隙間の拡縮や偏りを制限することができるので、地震等の荷重による応力が鉄骨梁に作用した当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
【００２１】
また前記円筒部材は、この長さ方向の略中央部をあらかじめ半径方向外側に膨出して形成されたことにより、確実にその長さ中央部を半径方向外側に膨出させるように変形させることができるため、このように変形した円筒部材が前記隙間の拡縮や偏りを制限することができるので、地震等の荷重による応力が鉄骨梁に作用した当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
【００２２】
また、前記隙間変化制限部材として、前記ネジ締結手段の締結動作により前記隙間内にほぼ隙間無く嵌合するような円筒部材を用いたことにより、前記隙間内にほぼ隙間無く充填された円筒部材が前記隙間の拡縮や偏りを制限することができるので、地震等の荷重による応力が鉄骨梁に作用した当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
【００２３】
また、本発明の鉄骨梁補強金物の施工方法によれば、
鉄骨梁のウェブに形成された貫通孔を補強する鉄骨梁補強金物の施工方法であって、
前記鉄骨梁補強金物は、前記貫通孔周囲の前記ウェブの縁部に取り付けられ、中心孔が形成され、前記ウェブと前記補強金物の肉厚を同軸上に貫通してウェブと補強金物とを締結するネジ締結手段の軸部が挿通する挿通孔が形成され、
前記挿通孔を形成する周面と前記軸部の周面との間の隙間内に、前記鉄骨梁に応力が作用したときでも前記隙間の拡縮や偏りを制限することができる隙間変化制限部材を設けることにより、
地震等の荷重による応力が鉄骨梁に作用した当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明による鉄骨梁補強金物及びその施工方法を実施するための最良の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１，図２は、本発明の第１の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物及びその施工方法について説明するために参照する図である。従来と同様の部分には同じ符号を用いて説明し、従来と同様の構成についての重複する説明は省略するものとする。
【００２５】
この本発明の第１の実施の形態においては、図１に示すように、ボルト１５の軸部１５ａが通る、鉄骨梁補強金物１とウェブ２ｂの各肉厚に明けられた挿通孔１ｂ，２ｃ（図６参照）を形成する周面と、軸部１５ａの周面との間の隙間に、円筒部材１６（隙間変化制限部材）が設けられている。
【００２６】
この円筒部材１６は、後述する、本発明が意図する機能を発揮するために必要な強度と弾性を有している。この円筒部材１６の材質としては、例えば、鋼材、アルミニウム等の金属を用いることができるが、上記機能を発揮できるものであれば金属に限定する必要はなく、他の材質を用いてもよい。
【００２７】
この円筒部材１６は、ボルト１５とナット７が鉄骨梁補強金物１とウェブ２ｂを挟んで締め付ける前は、図２に示すように、その長さが補強金物１とウェブ２ｂの厚さを足した値よりも長くなっている。このため、ナット７をボルト１５のネジ部１５ｂに軽くネジ結合させただけの場合には、図２に示すように、円筒部材１６の端部１６ａは上記隙間の軸方向外側に少し露出している状態となる。
【００２８】
その状態から、ナット７をボルト１５のネジ部１５ｂに強く締め付けた場合は、図１に示すように、上記円筒部材１６の端部１６ａは上記隙間内に押し込まれると共に、円筒部材１６の長さ中央部１６ｂが半径方向の外側に膨らんで外径が大きくなるよう変形するようになっている。
【００２９】
このように円筒部材１６が変形すると、その中央部１６ｂの外周面が挿通孔１ｂ，２ｃの周面に強く押圧されると共に、その反作用として、円筒部材１６の両端部の内周面が軸部１５ａの周面に強く押圧された状態となるので、円筒部材１６は上記隙間の拡縮や偏りを制限するように機能する。
【００３０】
すなわち、このように機能する円筒部材１６が上記隙間内にあることによって、その隙間を拡げたり縮めたりすることが困難になると共に、その結果軸部１５ａの軸周りにおける各位置によって隙間の寸法が変化するような、偏りが生じることを防止することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態における円筒部材１６は、これをその長さ方向に圧縮する力が加えられなくとも、それ以前からその長さ方向中央部がわずかに膨出気味の状態に形成されている。
【００３２】
このような本発明の第１の実施の形態によれば、この鉄骨梁補強金物１とウェブ２ｂの各肉厚に明けられた挿通孔１ｂ，２ｃの周面と、軸部１５ａ周面との間の隙間に、上記のような形状と機能を有する円筒部材１６を設けたことにより、挿通孔１ｂ，２ｃの周面と軸部１５ａの周面との間に隙間が無いと同じ状態にすることができるため、上記隙間の拡縮や偏りを制限することができる。
【００３３】
このため、地震等の荷重による応力が鉄骨梁２に作用したとき、補強金物１と鉄骨梁２のウェブ２ｂとの間の接触面に、ボルト軸部１５ａの回りの隙間分だけ滑りが生じるというようなことは起こらない。
【００３４】
したがって、地震等の荷重による応力が鉄骨梁２に作用した当初の段階から直ちに、この応力に対する抵抗力を発生させることができる。すなわち補強金物１とウェブ２ｂが互いに反対方向に相対移動しようとする力が働くことによる反力として、ボルト１５の軸部１５ａに対してその長さ方向と直角方向に働く大きな剪断力（図６の符号Ｆ参照）を発生させることができる。
【００３５】
このように、地震等の荷重による応力が鉄骨梁２に作用した当初の段階から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができるため、地震等の荷重により生じた応力による鉄骨梁２の変形を防止することができ、さらに、鉄骨梁２と柱を組み立てた構造骨組全体の変形やその破壊を防止することができる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、円筒部材１６を変形させる前からこの円筒部材１６の長さ中央部を、半径方向の外側に膨出気味に形成しておくことにより、円筒部材１６を変形させるときに確実にその長さ中央部を外側に膨出させるように変形させることを可能かつ容易にすることができる。
【００３７】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る鉄骨梁補強金物及びその施工方法について説明するために参照する図である。
【００３８】
前記第１の実施の形態においては、鉄骨梁補強金物１とウェブ２ｂの各肉厚に明けられた挿通孔１ｂ，２ｃ（図６参照）の周面と、軸部１５ａの周面との間の隙間に、ネジ締結手段２５の締結動作時に前記隙間内で変形するような円筒部材１６を設けていたのに対して、この第２の実施の形態においては、ネジ締結手段２５の締結動作により前記隙間内にほぼ隙間無く嵌合するような円筒部材１８（隙間変化制限部材）を設けている点において異なるものである。
【００３９】
すなわち、この第２の実施の形態においては、挿通孔１ｂ，２ｃの周面と軸部１５ａの周面との間の隙間に、円筒部材１８が隙間無く設けられ、この円筒部材１８は、前記第１の実施の形態の円筒部材１６のように変形はしないが、前記ネジ締結手段２５の締結動作後に鉄骨梁２に地震等の荷重による応力が作用したときに、上記隙間の拡縮や偏りを制限するよう機能するようになっている。
【００４０】
すなわち、このような円筒部材１８が挿通孔１ｂ，２ｃの周面と軸部１５ａの周面との間の隙間内にあることによって、その隙間を拡げたり縮めたりすることが困難になると共に、その結果軸部１５ａの軸周りにおける各位置によって隙間の寸法が変化するような偏りが生じることを防止することができる。
【００４１】
このような本発明の第２の実施の形態によれば、挿通孔１ｂ，２ｃの周面と軸部１５ａの周面との間の隙間に、円筒部材１８が隙間無く設けられているため、その隙間の拡縮や偏りを制限することができるので、地震等の荷重による応力が鉄骨梁２に作用した当初から直ちにこの応力に対する抵抗力を発生させることができる。
【００４２】
このため、地震等の荷重により生じた応力による鉄骨梁２の変形を防止することができ、さらに、鉄骨梁２と柱を組み立てた構造骨組の変形やその構造骨組全体の破壊を防止することができる。
【００４３】
なお、前記実施の形態においては、貫通孔３が形成された鉄骨梁２のウェブ２ｂを補強する部材として、金属により形成した鉄骨梁補強金物１をウェブ２ｂに固定する場合について説明したが、一定以上の強度を有するものであれば、そのような補強部材としては金属の代りに、繊維補強プラスチックとか、繊維補強コンクリート等の、他のどのような材質を用いてもよい。
【００４４】
また、前記実施の形態においては、貫通孔３や鉄骨梁補強金物１等を円形状に形成した場合について説明したが、それらは円形状以外の、どのような形状に形成したものであってもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る円筒部材１６を設けて鉄骨梁補強金物をウェブに固定した状態を示す断面図である。
【図２】図１における状態となる前の、すなわちネジ締結手段２５の締結動作が完了する前の状態における円筒部材１６を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る円筒部材１８を設けて鉄骨梁補強金物をウェブに固定した状態を示す断面図である。
【図４】従来の鉄骨梁補強金具をウェブに固定した状態を示す断面図である。
【図５】図４における鉄骨梁補強金具及びウェブのＡ−Ａ線矢視図である。
【図６】図４におけるボルト１５周辺の拡大断面図である。
【図７】図４におけるボルト１５周辺の変化した状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      鉄骨梁補強金物
１ａ    中心孔
１ｂ    ボルト挿通孔
２      鉄骨梁
２ａ    フランジ
２ｂ    ウェブ
２ｃ    ボルト挿通孔
３      貫通孔
７      ナット
１０    座金
１５    ボルト
１５ａ  軸部
１５ｂ  ボルトネジ部
１６    円筒部材
１８    円筒部材
２５    ネジ締結手段
【図１】
0004804117.tif 000002
【図２】
0004804117.tif 000003
【図３】
0004804117.tif 000004
【図４】
0004804117.tif 000005
【図５】
0004804117.tif 000006
【図６】
0004804117.tif 000007
【図７】
0004804117.tif 000008