(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁に形成された貫通孔に設けられるリング状の梁補強金具であって、
前記貫通孔より外径が大きいフランジ部と、
前記貫通孔より外径が小さく、前記貫通孔に挿入される挿入部と、
を具備し、
前記挿入部は、前記貫通孔との溶接範囲を示す溶接範囲特定部を有し、
前記溶接範囲特定部は、前記挿入部に設けられた段差であり、前記フランジ部の面から最低限の溶接高さだけ離れた前記挿入部の外周部に設けられることを特徴とする梁補強金具。
【請求項２】
梁に形成された貫通孔に設けられるリング状の梁補強金具であって、
前記貫通孔より外径が大きいフランジ部と、
前記貫通孔より外径が小さく、前記貫通孔に挿入される挿入部と、
を具備し、
前記挿入部は、前記貫通孔との溶接範囲を示す溶接範囲特定部を有し、
前記挿入部は、テーパ形状であり、
前記溶接範囲特定部は、前記挿入部のテーパ角度の変化部であることを特徴とする梁補強金具。
【請求項３】
梁に形成された貫通孔に設けられるリング状の梁補強金具であって、
前記貫通孔より外径が大きいフランジ部と、
前記貫通孔より外径が小さく、前記貫通孔に挿入される挿入部と、
を具備し、
前記挿入部は、前記貫通孔との溶接範囲を示す溶接範囲特定部を有し、
前記溶接範囲特定部は、前記挿入部の表面粗度の変化部であることを特徴とする梁補強金具。
【請求項４】
前記溶接範囲は、
前記梁補強金具と前記梁との溶接強度が、前記梁補強金具の破断強度よりも大きくなるための最低限の溶接高さであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の梁補強金具。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載された梁補強金具と梁との固定方法であって、
前記梁補強金具が、前記梁の孔に、前記フランジ部が前記梁に当接するまで挿入され、前記梁補強金具と前記梁とが、前記溶接範囲特定部が溶接部により前記挿入部の全周に亘り隠れるまで溶接されることを特徴とする梁補強金具と梁との固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造物を構成する梁に形成される貫通孔に溶接され、当該梁を補強する梁補強金具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築構造物の梁には配管や配線を通すために貫通孔が形成されることがある。この場合、貫通孔により梁の強度が低下する。この梁の強度低下を防ぐため貫通孔に梁補強金具を嵌合し、梁補強金具の外周部を梁に溶接し、梁の補強を行っている。
【０００３】
図７は、梁補強金具６０を示す図であり、図８は梁補強金具６０を梁６７へ取り付けた状態を示す図である。梁補強金具６０は内部に配管を通すための配管孔６５を有し、外周にフランジ６１とテーパ状の挿入部６３を有している。図８（ａ）に示すように、梁６７には孔６９が設けられている。図８（ｂ）に示すように、梁補強金具６０が、梁６７に設けられた孔６９にフランジ６１が梁６７に当接するまで挿入される。
【０００４】
図９（ａ）は、梁補強金具６０が梁６７に取り付けられた状態を示す断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ部拡大図である。梁補強金具６０の挿入部６３の外周と梁６７の孔６９の内面とは溶接により固定され、梁６７と梁補強金具６０とが一体化される。この際、溶接部７１の溶接高さは図９（ｂ）に示すように梁６７の厚さと同等以上に取られる。梁補強金具６０と梁６７とが確実に接合されたことを把握するためである。
【０００５】
このような梁と溶接される梁補強金具としては、例えば、梁に設けられた貫通孔の周縁部に一方の面側の全周が溶接された梁の補強構造がある（特許文献１）。また、貫通孔より径の大きなフランジ部を有し、梁に形成された貫通孔の周縁部に外周部が溶接固定される梁補強金具がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００７―９４１９号公報
【特許文献２】特開２００３−２３２１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１あるいは特許文献２記載の発明では梁と梁補強金具との溶接強度が考慮されていないという問題がある。このため、本来必要である梁と梁補強金具との溶接強度以上の溶接が施される場合が多い。すなわち、本来、梁と梁補強金具との溶接強度は、梁補強金具の有する強度を大幅に超える必要はない。溶接部が破損する前に、梁補強金具自体が破損するためである。この場合、梁補強金具と梁との溶接高さは、梁の肉厚よりも十分に低い場合が多い。
【０００７】
しかし、梁と梁補強金具との溶接高さを規定しても、梁補強リングの全周にわたり溶接高さを逐一測定しながら溶接を行う必要があり、作業性が悪くコスト増を招く。更に、梁と梁補強金具の溶接部の溶接範囲に過不足が生じやすく、また溶接強度のばらつきが生じやすいという問題がある。一方、溶接高さを安全を見て高めに溶接すれば、必要以上に広い範囲が溶接され、溶接作業に余分な手間と時間が掛かり、溶接コストが高くなるという問題がある。また、溶接時間が長くなると、梁や梁補強金具が熱変形を起こす恐れがあるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、梁補強金具を梁孔に溶接する際、必要な溶接範囲が簡単にわかる溶接範囲特定部を有し、必要十分な溶接強度が安定して容易に得られる梁補強金具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、梁に形成された貫通孔に設けられるリング状の梁補強金具であって、前記貫通孔より外径が大きいフランジ部と、前記貫通孔より外径が小さく、前記貫通孔に挿入される挿入部と、を具備し、前記挿入部は、前記貫通孔との溶接範囲を示す溶接範囲特定部を有し、前記溶接範囲特定部は、前記挿入部に設けられた段差であり、前記フランジ部の面から最低限の溶接高さだけ離れた前記挿入部の外周部に設けられることを特徴とする梁補強金具である。
【００１０】
第２の発明は、梁に形成された貫通孔に設けられるリング状の梁補強金具であって、前記貫通孔より外径が大きいフランジ部と、前記貫通孔より外径が小さく、前記貫通孔に挿入される挿入部と、を具備し、前記挿入部は、前記貫通孔との溶接範囲を示す溶接範囲特定部を有し、前記挿入部は、テーパ形状であり、前記溶接範囲特定部は、前記挿入部のテーパ角度の変化部であることを特徴とする梁補強金具である。
【００１１】
第３の発明は、梁に形成された貫通孔に設けられるリング状の梁補強金具であって、前記貫通孔より外径が大きいフランジ部と、前記貫通孔より外径が小さく、前記貫通孔に挿入される挿入部と、を具備し、前記挿入部は、前記貫通孔との溶接範囲を示す溶接範囲特定部を有し、前記溶接範囲特定部は、前記挿入部の表面粗度の変化部であることを特徴とする梁補強金具である。
【００１２】
前記溶接範囲は、前記梁補強金具と前記梁との溶接強度が、前記梁補強金具の破断強度よりも大きくなるための最低限の溶接高さであってもよい。
第４の発明は、請求項１から請求項４に記載された梁補強金具と梁との固定方法であって、前記梁補強金具が、前記梁の孔に、前記フランジ部が前記梁に当接するまで挿入され、前記梁補強金具と前記梁とが、前記溶接範囲特定部が溶接部により前記挿入部の全周に亘り隠れるまで溶接されることを特徴とする梁補強金具と梁との固定方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、梁補強金具の挿入部が、溶接範囲が簡単にわかる溶接範囲特定部を有しているので、梁補強金具を梁貫通孔に溶接する際、溶接を過剰に行うことがなく、溶接高さを逐一測定することなく、梁補強金具と梁との溶接強度にばらつきのない梁補強金具を提供することができる。これにより、溶接作業の品質が安定し、溶接作業に余分な手間と時間を掛けることなく、必要十分な梁補強強度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態にかかる梁補強金具を示す図であり、図２は本発明の梁補強金具を梁に使用した状態を示す図である。
【００１５】
梁補強金具１は梁１１に配管を通すために内部を貫通する配管孔７を有している。梁補強金具１の片面にはフランジ３が設けられる。フランジ３は、梁１１に設けられた孔１３よりも大きな外径を有している。フランジ３の他面にはフランジ３より外径の小さな円筒状の挿入部５が設けられる。挿入部５は、梁１１に設けられた孔１３の径よりも小さい外径を有している。フランジ３は梁補強金具１を梁１１の孔１３に挿入する際、軸方向の位置決めに使われる。この挿入部５の外周面には後に説明する溶接範囲特定部としての段部９が設けられている。段部９は、挿入部５の外周全周にわたり設けられる。ここで、段部９とは挿入部５に設けられた挿入部５の径を違えた段差のことである。
【００１６】
なお、梁補強金具１の挿入部５は、フランジ３側から他面に向って径が小さくなるテーパ形状あるが、挿入部５は外径が一定の円筒状であってもよい。また、梁補強金具１の材質は一定以上の強度を有すれば良く、例えば、鋼材、ステンレス鋼などが使用できる。
【００１７】
図２（ａ）は梁補強金具１を梁１１に設置した状態の断面図である。梁補強金具１は梁１１の孔１３にフランジ３が梁１１に当接するまで挿入される。梁補強金具１はフランジ３が梁１１に当接することで、梁補強金具１の梁１１に対する軸方向の位置は正確に決められる。梁補強金具１の位置が決まった後、梁補強金具１のフランジ３側よりフランジ３外周部を数点、梁１１に点溶接し、梁補強金具を梁１１に仮止めする。その後、梁補強金具１と梁１１は、梁補強金具１の挿入部５側より溶接部１５を挿入部５の全周にわたり溶接され、一体化される。溶接は例えば被覆アーク溶接で行われる。
【００１８】
図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ部を拡大した図であり、溶接部１５の断面詳細を示している。ｔは梁補強金具１との関係で得られる最低限の溶接高さを示しており、フランジ３の面からのこの最低限溶接高さｔで示した範囲が溶接範囲である。溶接範囲は梁補強金具１を梁１１と溶接し一体化する際、この範囲を溶接すれば必要十分な溶接強度が得られるという溶接の範囲のことである。挿入部５に設けた段部９はこの溶接範囲を特定する溶接範囲特定部であり、フランジ３の面から最低限の溶接高さｔだけ離れた挿入部５の外周部に設けられる。従って、溶接作業者は溶接作業時、フランジ３の面から、この溶接範囲特定部である段部９が溶接部１５により全周に亘り隠れるまで溶接することで、必要十分な溶接強度が得られる。
【００１９】
最低限の溶接高さｔは、梁補強金具固有の値である。すなわち、溶接高さｔは、梁補強金具１と梁１１との溶接強度が、梁補強金具１の破断強度よりも大きくなるための最低限の溶接高さであり、フランジ３及び挿入部５の断面積和をａ、梁１１の孔１３の直径をｄとすれば、最低限の溶接高さｔは、おおよそ次式で表される。
ｔ＝２ａ／ｄ
【００２０】
すなわち、図２（ａ）の紙面に垂直に梁補強金具１へ引張力を加えた場合に、梁補強金具１が有する断面積（２ａ）よりも、溶接部１５の溶接範囲（孔１３の径に該当する長さｄと溶接高さｔとの積で溶接範囲の断面積とする）が大きければ、溶接部１５で破断せずに、梁補強金具１自体で破断する。従って、梁補強金具１の強度以上の溶接強度を得るための溶接範囲は、無駄であるといえる。なお、実際の溶接高さの算出に当たっては、溶接部の強度と梁補強金具１の強度との違いも考慮することが望ましい。また、実際の段部９の高さｔは、上記式に多少の安全を見て、上記式で求まるｔよりも若干大きめとすることが望ましい。
【００２１】
このように、本実施の形態にかかる梁補強金具１によれば、梁補強金具ごとに必要な溶接強度を考慮して、必要な溶接強度を得るための溶接範囲特定部として段部９を有しているため、必要以上に溶接を行なうことがなく、溶接作業を効率よく行うことができ、このため安価かつ容易に溶接を行うことができる。また、段部９が隠れるまで溶接を行えば良く、必要な溶接範囲を容易に視認することができるため、梁補強金具1の全周に亘り溶接高さを逐一測定する必要がなく、また、溶接ばらつきが生じにくいため安定した溶接品質を得ることができる。
【００２２】
次に、第２の実施の形態にかかる梁補強金具２０について説明する。以下の実施の形態において、図１〜図２に示す梁補強金具１と同一の機能を果たす構成要素には、図１〜図２と同一番号を付し、重複した説明を避ける。図３は、梁補強金具２０の梁１１への取り付け部近傍の拡大断面図を示す。梁補強金具２０は、挿入部５の外周部に、溶接範囲特定部としての角度変化部２１が設けられる。角度変化部２１は、挿入部５のテーパ角度が変化（図中α）している部位である。すなわち、梁補強金具２０は、フランジ３からｔの位置でテーパ角度がα変化している。
【００２３】
第２の実施の形態にかかる梁補強金具２０によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。角度変化部２１が視認できなくなるまで溶接すれば良いため、容易に溶接範囲を特定することができる。
【００２４】
次に、第３の実施の形態にかかる梁補強金具３０について説明する。図４は、梁補強金具３０の側面図を示す。梁補強金具３０は、挿入部５の外周面に溶接範囲特定部として表面粗度変化部３１を有している。すなわち、表面粗度変化部３１は、フランジ３の面からｔの位置に設けられる。表面粗度の違いは、例えば、梁補強金具３０の挿入部５外周面の切削加工時に、加工速度を変化させることで容易に設けることができる。なお、表面粗度は溶接範囲を粗くしても良く、または溶接範囲の表面粗度を小さくすることもできる。
【００２５】
第３の実施の形態にかかる梁補強金具３０によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。表面粗度変化部３１が視認できなくなるまで溶接すれば良いため、容易に溶接範囲を特定することができる。また、加工速度の変化等で容易に表面粗度変化部３１を設けることができる。
【００２６】
次に、第４の実施の形態にかかる梁補強金具４０について説明する。図５は、梁補強金具４０の側面図を示す。梁補強金具４０は、挿入部５に溶接範囲特定部として色分け部４１を有している。すなわち、色分け部４１は、フランジ３の面からｔの位置に設けられる。色分け部４１は、例えば、溶接範囲のみにペンキ等で着色して設けることができる。
【００２７】
第４の実施の形態にかかる梁補強金具４０によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。色分け部４１が視認できなくなるまで溶接すれば良いため、容易に溶接範囲を特定することができる。
【００２８】
次に、第５の実施の形態にかかる梁補強金具５０について説明する。図６は、梁補強金具５０の側面図を示す。梁補強金具５０は、挿入部５に溶接範囲特定部として線５１が設けられる。すなわち、線５１は、フランジ３の面からｔの位置に設けられる。線５１は、例えばけがき線であっても良く、または、ペン等で書かれたものであっても良い。
【００２９】
第５の実施の形態にかかる梁補強金具５０によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。線５１が視認できなくなるまで溶接すれば良いため、容易に溶接範囲を特定することができる。
【００３０】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３１】
例えば、梁補強金具４０の色分け部４１や梁補強金具５０の線５１等はそれぞれ他の実施の形態と組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態である梁補強金具の斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１の実施形態の梁補強金具の使用状態の断面図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＡ部の拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の梁補強金具の使用状態における溶接部詳細断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の梁補強金具の側面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の梁補強金具の側面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の梁補強金具の側面図である。
【図７】従来の技術である梁補強金具の斜視図である。第１の実施形態の梁補強
【図８】（ａ）は梁補強金具が取り付けられる梁の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の梁に図７（ａ）の梁補強金具を取り付けた状態の斜視図である。
【図９】（ａ）は従来の技術である梁補強金具の使用状態の断面図であり、（ｂ）は図９（ａ）のＢ部拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…………梁補強金具
３…………フランジ
５…………挿入部
７…………配管孔
９…………段部
１１………梁
１３………孔
１５………溶接部
２０………梁補強金具
２１………角度変化部
３０………梁補強金具
３１………表面粗度変化部
４０………梁補強金具
４１………色分け部
５０………梁補強金具
５１………線
６０………梁補強金具
６１………フランジ
６３………挿入部
６５………配管孔
６７………梁
６９………孔
７１………溶接部
【図１】
0005133074.tif 000002
【図２】
0005133074.tif 000003
【図３】
0005133074.tif 000004
【図４】
0005133074.tif 000005
【図５】
0005133074.tif 000006
【図６】
0005133074.tif 000007
【図７】
0005133074.tif 000008
【図８】
0005133074.tif 000009
【図９】
0005133074.tif 000010