(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第1部材は前記通し梁であり、前記第2部材は前記柱であり、前記通し梁のフランジの外面に前記板状部材の長手方向端部、及び前記添え部材の長手方向端部が完全溶け込み溶接されている請求項1に記載の柱梁架構の耐震改修構造。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、鋼管柱に鉄骨梁を溶接することによって構成された柱梁接合構造が開示されている。
【0003】
このような、鋼製柱と鋼製梁を溶接することによって構成された柱梁架構を有する建物においては、必要とされる耐震性が得られるだけの変形性能を柱梁架構が発揮できるように、鋼製柱と鋼製梁が接合されていなければならない。
【0004】
よって、このような変形性能を柱梁架構が発揮できる強度で、鋼製柱と鋼製梁が接合されていない場合には、耐震改修によって、柱梁架構の変形性能を向上させる対策を施さなければならない。
【0005】
ここで、H形鋼からなる通し梁のフランジの外面にH形鋼からなる柱の長手方向端部を溶接して柱梁架構が構成されている建物に、柱梁架構の変形性能を向上させる為の耐震改修を行う場合、例えば、通し梁のフランジの外面に柱の長手方向端部を溶接し直す方法は、既存の溶接材を取り除いたり、柱の長手方向端部に開先加工を施し直したりする必要があるので、実質的に難しい。
【0006】
また、例えば、既設の柱と同じ断面寸法のH形鋼からなる新しい柱を既設の柱の隣りに設けて既設の通し梁と接合し、この新しい柱と既設の通し梁とによって既設の柱梁架構よりも変形性能の高い柱梁架構を構築する方法は、新たに設けた柱によって建物の室内スペースが狭くなってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は係る事実を考慮し、建物の室内スペースを大きく狭めることなく、既設の柱梁架構よりも変形性能の高い柱梁架構を構築することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
第1態様の発明は、H形鋼からなり通し梁又は通し柱とされた既設の第1部材と、H形鋼からなり前記第1部材のフランジの外面に長手方向端部が溶接され、柱又は梁とされた既設の第2部材と、前記第2部材のウェブの両面に立設されて前記第2部材の長手方向へ配置され、長手方向端部が前記第1部材のフランジの外面に溶接された鋼製の板状部材と、前記第2部材のフランジの外面に沿って配置されるとともに前記第2部材のフランジの外面に接合され、長手方向端部が前記第1部材のフランジの外面に溶接された鋼製の添え部材と、を有する柱梁架構の耐震改修構造である。
【0010】
第1態様の発明では、H形鋼からなり通し梁又は通し柱とされた既設の第1部材と、H形鋼からなり柱又は梁とされた既設の第2部材とによって構成された既設の柱梁架構に対して、第2部材に板状部材と添え部材を設け、板状部材の長手方向端部と添え部材の長手方向端部を第1部材のフランジの外面にそれぞれ溶接し、添え部材と板状部材を有する1つの構造断面の鋼製の柱部材又は梁部材を構成することにより、建物の室内スペースを大きく狭めることなく、既設の柱梁架構よりも変形性能の高い柱梁架構を構築することができ、建物の耐震性を高めることができる。
【0011】
第2態様の発明は、第1態様の柱梁架構の耐震改修構造において、前記第1部材は前記通し梁であり、前記第2部材は前記柱であり、前記通し梁のフランジの外面に前記板状部材の長手方向端部、及び前記添え部材の長手方向端部が完全溶け込み溶接接合されている。
【0012】
第2態様の発明では、通し梁のフランジの外面に、板状部材の長手方向端部、及び添え部材の長手方向端部が完全溶け込み溶接により確実に溶接された柱梁架構を構築することができる。
【0013】
第3態様の発明は、第1又は第2態様の柱梁架構の耐震改修構造において、前記板状部材は、前記第2部材のウェブの両面にボルト接合されている。
【0014】
第3態様の発明では、第2部材のウェブ両面に板状部材をボルト接合することにより、現場での溶接を行わずに、既設の第2部材のウェブ両面に板状部材を効率よく取り付けることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明は上記構成としたので、建物の室内スペースを大きく狭めることなく、既設の柱梁架構よりも変形性能の高い柱梁架構を構築することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る柱梁架構の耐震改修構造について説明する。
【0018】
図1の正面図には、
図2の正面図に示す既設の柱梁架構10を改修して構築された柱梁架構の耐震改修構造12が示されている。
【0019】
図2に示すように、建物92の有する既設の柱梁架構10は、H形鋼からなる第1部材としての既設の通し梁14と、H形鋼からなる第2部材としての既設の柱16、18とを有している。柱16、18は、建物92の外周柱を構成している。
【0020】
また、既設の柱梁架構10は、通し梁14の上フランジ20の外面(上面)22に、柱16の長手方向端部(柱16のフランジ24、26の長手方向端部24A、26A、及び柱16のウェブ28の長手方向端部28A)を溶接により接合し、通し梁14の下フランジ30の外面(下面)32に、柱18の長手方向端部(柱18のフランジ34、36の長手方向端部34A、36A、及び柱18のウェブ38の長手方向端部38A)を溶接により接合することによって構成されている。
【0021】
通し梁14の上フランジ20と下フランジ30の間には、縦リブ80、82が設けられている。縦リブ80は、柱16のフランジ24、及び柱18のフランジ34の延長線上に配置され、縦リブ82は、柱16のフランジ26、及び柱18のフランジ36の延長線上に配置されている。
【0022】
図1に示すように、柱梁架構の耐震改修構造12は、通し梁14と、柱16、18と、板状部材40、42と、添え部材44、46とを有して構成されている。
【0023】
図1、及び
図1のA−A断面図である
図3に示すように、板状部材40は、鋼製のプレートからなり、柱16のウェブ28の両面に立設されて、柱16の長手方向48へ配置されている。
【0024】
板状部材40は、L形鋼50を介して、柱16のウェブ28の両面に取り付けられている。L形鋼50は、直交する一方の板部50Aが板状部材40に溶接等により接合され、直交する他方の板部50Bが柱16のウェブ28にボルト52及びナット54によって固定されている。すなわち、板状部材40は、柱16のウェブ28の両面にボルト接合(ボルト接合部により柱16のウェブ28と接合)されて取り付けられている。また、板状部材40の長手方向端部40Aは、通し梁14の上フランジ20の外面(上面)22に完全溶け込み溶接によって接合(完全溶け込み溶接部により通し梁14の上フランジ20の外面(上面)22と接合)されている。
【0025】
板状部材42は、L形鋼50を介して、柱18のウェブ38の両面に取り付けられている。L形鋼50は、直交する一方の板部50Aが板状部材42に溶接等により接合され、直交する他方の板部50Bが柱18のウェブ38にボルト52及びナット54によって固定されている。すなわち、板状部材42は、柱18のウェブ38の両面にボルト接合(ボルト接合部により柱18のウェブ38と接合)されて取り付けられている。また、板状部材42の長手方向端部42Aは、通し梁14の下フランジ30の外面(下面)32に完全溶け込み溶接によって接合(完全溶け込み溶接部により通し梁14の下フランジ30の外面(下面)32と接合)されている。
【0026】
添え部材44は、H形鋼からなり、柱16のフランジ24の外面60に沿って配置されるとともに、このフランジ24の外面60にフランジ68をボルト62及びナット64によりボルト接合(ボルト接合部によりフランジ24の外面60と接合)することによって、柱16に接合されている。また、添え部材44の長手方向端部(添え部材44のフランジ66の長手方向端部66A、及び添え部材44のウェブ70の長手方向端部70A)は、通し梁14の上フランジ20の外面(上面)22に完全溶け込み溶接によって接合(完全溶け込み溶接部により通し梁14の上フランジ20の外面(上面)22と接合)されている。添え部材44は、柱16の内側(建物92の屋内側)に配置されている。
【0027】
添え部材46は、H形鋼からなり、柱18のフランジ34の外面72に沿って配置されるとともに、このフランジ34の外面72にフランジ76をボルト62及びナット64によりボルト接合(ボルト接合部によりフランジ34の外面72と接合)することによって、柱18に接合されている。また、添え部材46の長手方向端部(添え部材46のフランジ74の長手方向端部74A、及び添え部材46のウェブ78の長手方向端部78A)は、通し梁14の下フランジ30の外面(下面)32に完全溶け込み溶接によって接合(完全溶け込み溶接部により通し梁14の下フランジ30の外面(下面)32と接合)されている。添え部材46は、柱18の内側(建物92の屋内側)に配置されている。
【0028】
通し梁14の上フランジ20と下フランジ30の間には、縦リブ84、86が設けられている。縦リブ84は、添え部材44のフランジ66、及び添え部材46のフランジ74の延長線上に配置され、縦リブ86は、板状部材40及び板状部材42の延長線上に配置されている。
【0029】
このようにして、柱16のウェブ28に板状部材40を取り付け、柱16のフランジ24に添え部材44を接合することにより、添え部材44のフランジ66、添え部材44のウェブ70、既設の柱16のウェブ28の一部、及び2つの板状部材40の断面を有するH形断面を構造断面とする鋼製の柱部材88が構成されている。また、柱18のウェブ38に板状部材42を取り付け、柱18のフランジ34に添え部材46を接合することにより、添え部材46のフランジ74、添え部材46のウェブ78、既設の柱18のウェブ38の一部、及び2つの板状部材42の断面を有するH形断面を構造断面とする鋼製の柱部材90が構成されている。そして、これにより、通し梁14と、柱部材88、90とを有する柱梁架構58が構築されている。
【0030】
柱梁架構の耐震改修構造12を構築する柱梁架構の耐震改修方法は、板状部材40の設置工程、板状部材42の設置工程、添え部材44の設置工程、添え部材46の設置工程、及び縦リブ84、86の設置工程を有して構成されている。
【0031】
板状部材40の設置工程は、板状部材40を、L形鋼50を介して柱16のウェブ28の両面に取り付ける工程と、板状部材40の長手方向端部40Aを、通し梁14の上フランジ20の外面(上面)22に完全溶け込み溶接によって接合する工程とを有して構成されている。
【0032】
板状部材42の設置工程は、板状部材42を、L形鋼50を介して柱18のウェブ38の両面に取り付ける工程と、板状部材42の長手方向端部42Aを、通し梁14の下フランジ30の外面(下面)32に完全溶け込み溶接によって接合する工程とを有して構成されている。
【0033】
添え部材44の設置工程は、添え部材44を柱16のフランジ24の外面60に沿って配置し、このフランジ24の外面60に添え部材44のフランジ68をボルト接合することによって、添え部材44を柱16に接合する工程と、添え部材44の長手方向端部(添え部材44のフランジ66の長手方向端部66A、及び添え部材44のウェブ70の長手方向端部70A)を、通し梁14の上フランジ20の外面(上面)22に完全溶け込み溶接によって接合する工程とを有して構成されている。
【0034】
添え部材46の設置工程は、添え部材46を柱18のフランジ34の外面72に沿って配置し、このフランジ34の外面72に添え部材46のフランジ76をボルト接合することによって、添え部材46を柱18に接合する工程と、添え部材46の長手方向端部(添え部材46のフランジ74の長手方向端部74A、及び添え部材46のウェブ78の長手方向端部78A)を、通し梁14の下フランジ30の外面(下面)32に完全溶け込み溶接によって接合する工程とを有して構成されている。
【0035】
縦リブ84、86の設置工程は、通し梁14の上フランジ20と下フランジ30の間に、縦リブ84、86を設ける工程を有して構成されている。
【0036】
次に、本発明の実施形態に係る柱梁架構の耐震改修構造の作用と効果について説明する。
【0037】
本実施形態の柱梁架構の耐震改修構造12では、
図1及び
図3に示すように、通し梁14と柱16、18とによって構成された既設の柱梁架構10に対して、柱16、18に板状部材40、42と添え部材44、46を設け、板状部材40の長手方向端部40Aと、添え部材44の長手方向端部(添え部材44のフランジ66の長手方向端部66A、及び添え部材44のウェブ70の長手方向端部70A)とを通し梁14の上フランジ20の外面(上面)22にそれぞれ溶接することにより、添え部材44のフランジ66、添え部材44のウェブ70、既設の柱16のウェブ28の一部、及び2つの板状部材40の断面を有する1つのH形断面を構造断面とする鋼製の柱部材88を構成することができ、板状部材42の長手方向端部42Aと、添え部材46の長手方向端部(添え部材46のフランジ74の長手方向端部74A、及び添え部材46のウェブ78の長手方向端部78A)とを通し梁14の下フランジ30の外面(下面)32にそれぞれ溶接することにより、添え部材46のフランジ74、添え部材46のウェブ78、既設の柱18のウェブ38の一部、及び2つの板状部材42の断面を有する1つのH形断面を構造断面とする鋼製の柱部材90を構成することができる。
【0038】
また、既設の柱16、18のウェブ28、38の一部を柱部材88、90のウェブの一部とすることにより、既設の柱16、18に設ける添え部材44、46の柱せいを小さくすることができる。すなわち、添え部材44、46を柱16、18に設けることにより狭められる柱16、18の内側のスペースを小さくすることができる。
【0039】
よって、建物92の室内スペースを大きく狭めることなく、既設の柱梁架構10よりも変形性能の高い柱梁架構58を構築することができ、建物92の耐震性を高めることができる。
【0040】
また、本実施形態の柱梁架構の耐震改修構造12では、
図1及び
図3に示すように、既設の柱16、18を利用してH形断面を構造断面とする柱部材88、90を効率的に構成することができ、柱梁架構58を構築する施工手間を低減することができる。
【0041】
さらに、本実施形態の柱梁架構の耐震改修構造12では、
図1に示すように、通し梁14の上フランジ20の外面(上面)22に、柱部材88の長手方向端部(板状部材40の長手方向端部40A、添え部材44のフランジ66の長手方向端部66A、及び添え部材44のウェブ70の長手方向端部70A)が完全溶け込み溶接により確実に溶接され、通し梁14の下フランジ30の外面(下面)32に、柱部材90の長手方向端部(板状部材42の長手方向端部42A、添え部材46のフランジ74の長手方向端部74A、及び添え部材46のウェブ78の長手方向端部78A)が完全溶け込み溶接により確実に溶接された柱梁架構58を構築することができる。
【0042】
また、本実施形態の柱梁架構の耐震改修構造12では、
図1及び
図3に示すように、柱16、18のウェブ28、38の両面に板状部材40、42をボルト接合することにより、現場での溶接を行わずに、既設の柱16、18のウェブ28、38の両面に板状部材40、42を効率よく取り付けることができる。さらに、柱16、18のフランジ24、34の外面60、72に添え部材44、46をボルト接合することにより、現場での溶接を行わずに、柱16、18のフランジ24、34の外面60、72に添え部材44、46を効率よく取り付けることができる。
【0043】
さらに、本実施形態の柱梁架構の耐震改修構造12では、
図1に示すように、柱16、18が建物92の外周柱の場合、通し梁14に板状部材40、42や添え部材44、46の長手方向端部を溶接する溶接箇所や、柱16、18に添え部材44、46を接合する接合箇所が、建物92の内側になるので、これらの作業を建物92の外壁パネル(不図示)を取り外さずに行うことができる。
【0044】
また、既設の柱16、18に添え柱を一体に設けて柱16、18を補強する従来の補強方法は、柱16、18の強度アップにはなるが、柱16、18が通し梁14にしっかり接合されていないと、柱梁架構10の変形性能を向上させることはできない。これに対して、本実施形態の柱梁架構の耐震改修構造12では、通し梁14の上フランジ20の外面(上面)22に、H形断面を構造断面として新しく構成される柱部材88の長手方向端部(板状部材40の長手方向端部40A、フランジ66の長手方向端部66A、及びウェブ70の長手方向端部70A)が完全溶け込み溶接により確実に溶接され、通し梁14の下フランジ30の外面(下面)32に、H形断面を構造断面として新しく構成される柱部材90の長手方向端部(板状部材42の長手方向端部42A、フランジ74の長手方向端部74A、及びウェブ78の長手方向端部78A)が完全溶け込み溶接により確実に溶接されるので、既設の柱梁架構10よりも高い変形性能を発揮する柱梁架構58を構築することができる。
【0045】
以上、本発明の実施形態について説明した。
【0046】
なお、本実施形態では、板状部材40、42をボルト接合によって柱16、18のウェブ28、38の両面に取り付けた例を示したが、柱部材88、90の構造断面を形成できれば、板状部材40、42は、どのようにして柱16、18のウェブ28、38の両面に取り付けてもよい。例えば、
図4の平面断面図に示すように、板状部材40、42を、柱16、18のウェブ28、38の両面にボルト接合によって取り付けてもよい。
図4では、板状部材40、42が略直交するようにして一体に設けられているベースプレート94を、柱16、18のウェブ28、38の両面にボルト52及びナット54によりボルト接合することによって、板状部材40、42が柱16、18のウェブ28、38の両面に取り付けられている例が示されている。また、例えば、
図5の平面断面図に示すように、板状部材40、42を、柱16、18のウェブ28、38の両面に溶接接合によって取り付けてもよい。
図5では、板状部材40、42の端部に開先加工が施されており、板状部材40、42の端部を柱16、18のウェブ28、38の両面に完全溶け込み溶接により接合することによって、板状部材40、42が柱16、18のウェブ28、38の両面に取り付けられている例が示されている。
【0047】
また、本実施形態では、添え部材44、46をH形鋼とした例を示したが、添え部材44、46は、他の構造断面形状のものであってもよい。例えば、
図6の正面断面図に示すように、T形鋼からなる添え部材96、98としてもよい。
図6では、添え部材96、98のウェブ100、102の端部に開先加工が施されており、ウェブ100、102の端部を柱16、18のフランジ24、34の外面60、72に完全溶け込み溶接により接合することによって、添え部材96、98が柱16、18に取り付けられている例が示されている。
【0048】
さらに、本実施形態では、添え部材44、46のフランジ68、76を、柱16、18のフランジ24、34にボルト接合することにより、添え部材44、46を柱16、18に接合した例を示したが、柱部材88、90の構造断面を形成できれば、添え部材44、46は、溶接等の他の方法で柱16、18に接合してもよい。
【0049】
また、本実施形態では、第1部材を通し梁14とし、第2部材を柱16、18とした例を示したが、
図7の正面図に示す柱梁架構の耐震改修構造104のように、第1部材を通し柱106とし、第2部材を梁108としたものであってもよい。
【0050】
図7の柱梁架構の耐震改修構造104は、既設の通し柱106と既設の梁108とを有して構成された既設の柱梁架構110を改修して、柱梁架構112を構築したものである。
【0051】
柱梁架構の耐震改修構造104は、H形鋼からなる第1部材としての既設の通し柱106と、H形鋼からなり通し柱106のフランジ114の外面に長手方向端部が溶接された第2部材としての既設の梁108と、梁108のウェブ116の両面に立設されて梁108の長手方向118へ配置され、長手方向端部が通し柱106のフランジ114の外面に完全溶け込み溶接(完全溶け込み溶接部により接合)された鋼製の板状部材120と、梁108のフランジ122の外面に沿って配置されるとともに梁108のフランジ122の外面にボルト接合(ボルト接合部により接合)され、長手方向端部が通し柱106のフランジ114の外面に完全溶け込み溶接(完全溶け込み溶接部により接合)されたH形鋼からなる鋼製の添え部材124と、を有して構成されている。
【0052】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。