特許 6460622 鉄骨パイプ構造の耐震補強構造とその耐震補強工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6460622

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】鉄骨パイプ構造の耐震補強構造とその耐震補強工法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20190121BHJP

【ＦＩ】

   E04G23/02 F

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-167542(P2013-167542)

(22)【出願日】2013年8月12日

(65)【公開番号】特開2015-36478(P2015-36478A)

(43)【公開日】2015年2月23日

【審査請求日】2016年7月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000241474

【氏名又は名称】トヨタＴ＆Ｓ建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101535

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 好道

(74)【代理人】

【識別番号】100161104

【弁理士】

【氏名又は名称】杉山 浩康

(72)【発明者】

【氏名】高瀬 一雄

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 崇晃

(72)【発明者】

【氏名】米谷 栄順

【審査官】 前田 敏行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１０２８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４２６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００２２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２０７５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４９２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０３０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０２０８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４３１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１９６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３５８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１３４１５５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｅ０４Ｂ １／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

既存の鉄骨パイプ部材に耐震補強部材を連結する構造であって、
前記鉄骨パイプ部材の外周にガセットを、周方向において複数個に分割して配置し、
分割された分割ガセットは、前記鉄骨パイプ部材の外面に沿って嵌合する内面を有する挟着部と、該挟着部の周方向の両端に固着されて鉄骨パイプ部材の径方向の外側へ突出する平板状の取付部とを有し、
前記隣接する両取付部相互を、高力ボルトとナットの締め付けにより摩擦接合させて、前記各挟着部の内面を前記鉄骨パイプ部材の外面に圧着させ、
前記複数に分割された分割ガセットのうち所望の分割ガセットに前記耐震補強部材を固着したことを特徴とする鉄骨パイプ構造の耐震補強構造。

【請求項2】

前記取付部に、前記耐震補強部材を固着したことを特徴とする請求項１記載の鉄骨パイプ構造の耐震補強構造。

【請求項3】

既存の鉄骨パイプ部材に耐震補強部材を連結する耐震補強工法であって、
前記鉄骨パイプ部材の外周にガセットを、周方向において複数個に分割して配置し、
分割された分割ガセットは、前記鉄骨パイプ部材の外面に沿って嵌合する内面を有する挟着部と、該挟着部の周方向の両端に固着されて鉄骨パイプ部材の径方向の外側へ突出する平板状の取付部とを有し、
前記挟着部を前記鉄骨パイプ部材の外面に無圧接で嵌合した状態では、隣接する分割ガセットの取付部の相互間に所定の隙間が生じるように前記分割されたガセットを形成し、
前記隣接する両取付部相互を、高力ボルトとナットの締め付けにより摩擦接合させて、前記各挟着部の内面を前記鉄骨パイプ部材の外面に圧着させ、
前記複数に分割された分割ガセットのうち所望の分割ガセットに前記耐震補強部材を固着したことを特徴とする鉄骨パイプ構造の耐震補強工法。

【請求項4】

前記取付部に、前記耐震補強部材を固着したことを特徴とする請求項３記載の鉄骨パイプ構造の耐震補強工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄骨パイプ構造の耐震補強構造とその耐震補強工法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属パイプで建物の骨組を構築する鉄骨パイプ構造において、既存の鉄骨パイプ部材の中間に補強部材を連結して耐震補強をしたいとの要望がある。

【0003】

しかし、鉄骨パイプ部材の外周面にガセットプレートを直接溶接し、該ガセットプレートに補強部材を固着する工法を採用すると、ガセットプレートの溶接時の熱により鉄骨パイプ部材が損傷したり、強度が低下する問題があり、無溶接工法で十分な剛性と耐力を有する耐震補強が要望されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこで、本発明は、溶接工法を採用することなく、鉄骨パイプ部材に耐震補強部材を連結でき、かつ、その連結部での剛性、耐力を十分確保できる鉄骨パイプ構造の耐震補強構造とその補強工法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、既存の鉄骨パイプ部材に耐震補強部材を連結する構造であって、
前記鉄骨パイプ部材の外周にガセットを、周方向において複数個に分割して配置し、
分割された分割ガセットは、前記鉄骨パイプ部材の外面に沿って嵌合する内面を有する挟着部と、該挟着部の周方向の両端に固着されて鉄骨パイプ部材の径方向の外側へ突出する平板状の取付部とを有し、
前記隣接する両取付部相互を、高力ボルトとナットの締め付けにより摩擦接合させて、前記各挟着部の内面を前記鉄骨パイプ部材の外面に圧着させ、
前記複数に分割された分割ガセットのうち所望の分割ガセットに前記耐震補強部材を固着したことを特徴とする鉄骨パイプ構造の耐震補強構造である。

【0006】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の鉄骨パイプ構造の耐震補強構造において、前記取付部に、前記耐震補強部材を固着したことを特徴とするものである。

【0008】

請求項３記載の発明は、既存の鉄骨パイプ部材に耐震補強部材を連結する耐震補強工法であって、
前記鉄骨パイプ部材の外周にガセットを、周方向において複数個に分割して配置し、
分割された分割ガセットは、前記鉄骨パイプ部材の外面に沿って嵌合する内面を有する挟着部と、該挟着部の周方向の両端に固着されて鉄骨パイプ部材の径方向の外側へ突出する平板状の取付部とを有し、
前記挟着部を前記鉄骨パイプ部材の外面に無圧接で嵌合した状態では、隣接する分割ガセットの取付部の相互間に所定の隙間が生じるように前記分割されたガセットを形成し、
前記隣接する両取付部相互を、高力ボルトとナットの締め付けにより摩擦接合させて、前記各挟着部の内面を前記鉄骨パイプ部材の外面に圧着させ、
前記複数に分割された分割ガセットのうち所望の分割ガセットに前記耐震補強部材を固着したことを特徴とする鉄骨パイプ構造の耐震補強工法である。

【0009】

請求項４記載の発明は、請求項３記載の鉄骨パイプ構造の耐震補強工法において、前記
取付部に、前記耐震補強部材を固着したことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、隣接する両取付部相互をボルト及びナットで締め付けて接合することにより、各分割ガセットの挟着部を鉄骨パイプ部材の外面に圧着接合できるので、溶接工法が採用できない鉄骨パイプ部材に耐震補強部材を、十分な剛性と耐力で接合ですることができ、かつ、既存の鉄骨パイプ部材において、耐震補強部材の接合が容易にできるとともに、その接合部の剛性と耐力も高めることができる。

【0012】

また、高力ボルト摩擦接合により、更に一層、前記剛性と耐力を高めることができる。

【0014】

請求項４乃至６記載の発明よれば、前記請求項１乃至３記載の発明の効果を発揮する耐震補強工法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例１を示す連結部の斜視図。

【図2】図１におけるＡ−Ａ線断面図。

【図3】本発明の実施例１における鉄骨パイプ部材とガセットの接合前の状態を示す断面図。

【図4】図３の状態からガセットの挟着部を鉄骨パイプ部材に接合した図。

【図5】本発明の実施例２を示す要部断面図。

【図6】図５の実施例２における説明断面図。

【図7】本発明の実施例３を示す断面図。

【図8】本発明の実施例４を示す正面図。

【図9】本発明の実施例５を示すもので、鉄骨パイプ部材とガセットを分離した断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明を実施するための形態を、図１乃至図９に示す実施例に基づいて説明する。
［実施例１］

【0017】

図１乃至図４は、本発明の実施例１を示すもので、既存の鉄骨パイプ構造における鉄骨パイプ部材１の軸方向中間部に耐震補強部材、例えば、引張力に対抗する補強部材２を接合する場合の実施例である。

【0018】

本実施例における鉄骨パイプ部材１は、建物の骨組を構築する部材で、外周面が所望の直径の真円で形成された金属製の中空管である。

【0019】

前記鉄骨パイプ部材１における前記耐震補強部材２が取り付けられる部位には、ガセット３が取り付けられる。該ガセット３は、本実施例１では、鉄骨パイプ部材１の周方向において２分割して成る第１の分割ガセット３Ａと第２の分割ガセット３Ｂで構成されている。

【0020】

前記第１の分割ガセット３Ａは、前記鉄骨パイプ部材１の周方向の外面１ａに沿った円弧状の内面３ａを有する半円状の挟着部３ｂと、該挟着部３ｂの周方向の両端部に固設されて鉄骨パイプ部材１の径方向の外側へ突出する平板状の取付部３ｃ，３ｄとから成る。前記挟着部３ｂの内部には、前記鉄骨パイプ部材１の略半周部分を嵌合できる嵌合空間３ｅが形成されている。

【0021】

また、前記挟着部３ｂ及び前記取付部３ｃ，３ｄにおける軸方向Ｘ−Ｘ、すなわち、鉄骨パイプ部材１の軸方向Ｘ−Ｘでの長さは、夫々所望の長さに設定されている。

【0022】

更に、前記挟着部３ｂと取付部３ｃ，３ｄは溶接３ｆにより固着され、前記両取付部３ｃ，３ｄにはボルト挿通穴３ｇが、鉄骨パイプ部材１の軸方向Ｘ−Ｘに沿って所定数形成されている。図の実施例では、各取付部３ｃ，３ｄに４個等間隔で形成した。

【0023】

前記第２の分割ガセット３Ｂは、前記第１の分割ガセット３Ａと同一構造で形成されている。そのため、該第２の分割ガセット３Ｂについては、前記第１の分割ガセット３Ａと同一部材、同一部分に前記と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0024】

なお、前記第２の分割ガセット３Ｂにおける取付部３ｄは、前記第１の分割ガセット３Ａの取付部３ｄよりも外方へ長く形成され、前記耐震補強部材２の取付部材となっている。

【0025】

また、前記第１の分割ガセット３Ａの挟着部３ｂと第２の分割ガセット３Ｂの挟着部３ｂの夫々の周方向の長さは、これら挟着部３ｂ，３ｂを、図４に示すように、前記鉄骨パイプ部材１の外面に対して、双方から圧接することなく嵌合接触させた状態（無圧接状態）においては、第１の分割ガセット３Ａの挟着部３ｂの両端面と、第２の分割ガセット３Ｂの挟着部３ｂの両端面との間に所定の隙間Ｄが生じる長さに設定されている。

【0026】

更に、取付部３ｃ，３ｄは、前記の無圧接状態においては、第１の分割ガセット３Ａの取付部３ｃ，３ｄと第２の分割ガセット３Ｂの取付部３ｃ，３ｄとの間に前記の隙間Ｄと同様の所定の隙間Ｄが生じるように設けられている。

【0027】

前記の隙間Ｄは、所定に設定するが、本実施例として約２ｍｍに設定した。
また、前記両分割ガセット３Ａ，３Ｂに形成した挿通穴３g，３ｇは、両分割ガセット３Ａ，３Ｂを前記のように、鉄骨パイプ部材１に嵌合した場合、相互に合致する位置に形成されている。

【0028】

図４に示すように、前記鉄骨パイプ部材１に嵌合した両ガセット３Ａ，３Ｂは、図２に示すように、高力ボルト５により所定量締め付けて摩擦接合される。

【0029】

該高力ボルト５は、ボルト５ａとナット５ｂとからなり、該ボルト５ａを両分割ガセット３Ａ，３Ｂのボルト挿通穴３ｇ，３ｇに挿通し、該ボルト５にナット５ｂを締め付け機器により所定量締め付け、第１の分割ガセット３Ａの取付部３ｃ（３ｄ）と、第２の分割ガセット３Ｂの取付部３ｃ（３ｄ）を高力摩擦接合する。

【0030】

前記のように、両分割ガセット３Ａ，３Ｂにおける取付部３ｃ，３ｃ（３ｄ，３ｄ）が隙間Ｄ分離間した状態から隙間Ｄ分移動して相互に圧接すると、両分割ガセット３Ａ，３Ｂの挟着部３ｂ，３ｂの内面３ａ，３ａが鉄骨パイプ部材１の外面１ａに圧着され、両分割ガセット３Ａ，３Ｂは、鉄骨パイプ部材１に高力摩擦接合によって強固に固着される。

【0031】

前記耐震補強部材２は、引張力に対抗する鋼棒等からなり、その一端にプレート６が溶接で固設され、該プレート６が前記第２の分割ガセット３Ｂの取付部３ｄに、ボルト或いはピン等の適宜連結手段７で連結されている。なお、該プレート６も耐震補強部材２の一部として以下説明する。

【0032】

前記耐震補強部材２の他端は、図示しない既存の構造材等に連結されている。
したがって、前記のように、鉄骨パイプ部材１とガセット３が連結されることにより耐震補強部材２が鉄骨パイプ部材１に連結される。

【0033】

次に、前記実施例１の構造において、既存の鉄骨パイプ部材１に耐震補強部材２を取付ける工法について説明する。

【0034】

先ず、第２の分割ガセット３Ｂの取付部３ｄに、プレート６を介して耐震補強部材２を固設する。

【0035】

次いで、第１の分割ガセット３Ａと、第２の分割ガセット３Ｂを、図３に示すように、既存の鉄骨パイプ部材１を挟んで対向させた状態から、図４に示すように、夫々の挟着部３ｂ，３ｂを鉄骨パイプ部材１の外面１ａに嵌合して対向配置する。このとき、両挟着部３ｂ，３ｂの内面３ａと鉄骨パイプ部材１の外面１ａとの無圧接での接触状態においては、対向する取付部３ｃ，３ｃ（３ｄ，３ｄ）間に隙間Ｄが生じる。

【0036】

次いで、図２に示すように、第１の分割ガセット３Ａのボルト挿通穴３ｇと第２の分割ガセット３Ｂのボルト挿通穴３ｇに高力ボルト５のボルト５ａを挿通し、ナット５ｂを周知の締め付け機器により、両取付部３ｃ，３ｃ（３ｄ，３ｄ）相互が所定の高圧で密着するように締め付ける。これにより、両取付部３ｃ，３ｃ（３ｄ，３ｄ）相互が高力摩擦接合され、かつ、両ガセット３Ａ，３Ｂにおける取付部３ｃ，３ｃ（３ｄ，３ｄ）が隙間Ｄ分、近接方向に移動することにより、両挟着部３ｂ，３ｂの内面３ａが鉄骨パイプ部材１の外面１ａに圧着され、両分割ガセット３Ａ，３Ｂは鉄骨パイプ部材１に高力摩擦接合により強固に固着される。

【0037】

以上のようであるから、本実施例１においては、溶接工法が採用できない鉄骨パイプ部材１と耐震補強部材２とを強固に接合することが出来る。しかも、鉄骨パイプ部材１と耐震補強部材２との接合部に両分割ガセット３Ａ，３Ｂが高力ボルト摩擦接合により配置されることにより、その接合部の十分な剛性と耐力を確保できる。

【0038】

［実施例２］
図５及び図６は本発明の実施例２を示す。

【0039】

前記実施例１における鉄骨パイプ部材１において、前記耐震補強部材２との接合位置の外面１ａに、図６に示すようにキズによる凹面１０や、その他の凸面があると、前記ガセット３の挟着部３ｂと鉄骨パイプ部材１との密着度が低下する恐れがある。

【0040】

そこで、本実施例２においては、接合工程の前工程として、前記鉄骨パイプ部材１の外面１ａと前記ガセット３の挟着部３ｂの内面３ａの何れか一方或いは双方に、図５に示すように、樹脂、例えば、エポキシ樹脂１１を塗布して介在させたものである。

【0041】

その他の構造及び工法は、前記実施例１と同様であるため、その構造及び説明を省略する。
そして、本実施例２において、流動性の樹脂を塗布した後、前記実施例１と同様に、第１、第２の分割ガセット３Ａ，３Ｂをボルト締めして挟着部３ｂを鉄骨パイプ部材１へ圧着することにより、前記樹脂１１が前記凹面１０の隙間に充填され、その樹脂の硬化により、ガセット３と鉄骨パイプ部材１の外面１ａとの密着度が向上し、接合部の十分な剛性と耐力を確保でき、前記実施例１と同様の効果を発揮できる。

【0042】

［実施例３］
図７は、本発明の実施例３の一例を示す。

【0043】

前記実施例１においては、ガセット３を周方向に２分割した２個の分割ガセット３Ａ，３Ｂで構成したが、２個に限るものではなく、２個以上の複数に分割された分割ガセットを用いて構成しても良い。例えば、図７に示すように、ガセット３を周方向に４分割した第３の分割ガセット３Ｃ〜第６の分割ガセット３Ｆで構成しても良い。

【0044】

前記各分割ガセット３Ｃ〜３Ｆは、周方向に４分割された形状以外の構造は、前記実施例１と同様であるため、前記と同一部材には前記と同一符号を付してその説明を省略する。また、本実施例の工法も前記実施例１と同様である。

【0045】

本実施例３によれば、前記耐震補強部材２を、４方向において、所望の数と方向に連結できる。更に、前記実施例１と同様の効果を発揮できる。

【0046】

［実施例４］
前記実施例１〜３は、耐震補強部材２として鋼棒を用いた例であるが、その他、耐震補強部材として、図８に示すような耐震補強用の構造材、例えば、アングル材１３を用い、これを前記第２の分割ガセット３Ｂの取付部３ｄに連結するようにしても良い。

【0047】

その他の構造は、前記実施例１と同様であるため、前記と同一部材には前記と同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施例４についても、前記実施例１と同様の効果を発揮できる。

【0048】

［実施例５］
前記実施例１〜４は、鉄骨パイプ部材１が中空円管のものに、本発明を適用した例であるが、鉄骨パイプ部材として横断面が多角形の中空管のものに本発明を適用しても良い。

【0049】

図９は、横断面が四角形の鉄骨パイプ部材１Ａに本発明を適用した実施例５を示す。
図９に示す実施例は、鉄骨パイプ部材１Ａの横断面における中心を通る線Ｙ−Ｙで２分割された一方の側のコ字状外面１ａに沿った内面３ａを有する一方の分割ガセット３Ｇと、他方の側のコ字状外面１ａに沿った内面３ａを有する他方の分割ガセット３Ｈを用いている。

【0050】

すなわち、分割ガセット３Ｇ，３Ｈは、断面コ字状の挟着部３ｂと、該挟着部３ｂの両端に前記実施例と同様の取付部３ｃ，３ｄを固設して形成されている。

【0051】

その他の構造及び工法は、前記実施例１と同様であるため、前記と同一部材には前記と同一符号を付して、その説明を省略する。

【0052】

本実施例５において、前記と同様に、両分割ガセット３Ｇ，３Ｈを鉄骨パイプ部材１Ａに嵌合して、両取付部３ｃ，３ｃ（３ｄ，３ｄ）を高力ボルト等の摩擦接合することにより、前記と同様の作用、効果を発揮できる。

【0053】

［実施例６］
前記実施例３〜５において、前記実施例２のように、樹脂１１を接合前に塗布しても良い。

【0054】

更に、前記実施例１，３〜６において、鉄骨パイプ部材１の接合部の外面をブラスト処理しても良い。該ブラスト処理により、鉄骨パイプ部材１とガセット３との接合部の摩擦抵抗を高め、その剛性と耐力を高めることができる。

【0055】

［その他の実施例］
前記実施例は、各分割ガセットの取付部相互の接合を高力ボルトによる高力摩擦接合としたが、この取付部相互を、高力ボルトを使用することなく、通常のボルト及びナットを用いて接合しても良い。

【0056】

この通常のボルト接合であっても、その締め付けにより、各分割ガセットの挟着部が鉄骨パイプ部材の外面に圧着して前記と同様の作用、効果を発揮できる。

【符号の説明】

【0057】

１ 鉄骨パイプ部材
１ａ 外面
２ 耐震補強部材
３ ガセット
３Ａ〜３Ｈ 分割ガセット
３ａ 内面
３ｂ 挟着部
３ｃ，３ｄ 取付部
５ 高力ボルト
５ａ ボルト
５ｂ ナット
１１ 樹脂
Ｄ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】