特開 2024-82395 梁貫通孔補強構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024082395

(43)【公開日】2024-06-20

(54)【発明の名称】梁貫通孔補強構造

(51)【国際特許分類】

   E04C 3/08 20060101AFI20240613BHJP

【ＦＩ】

E04C3/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022196210

(22)【出願日】2022-12-08

(71)【出願人】

【識別番号】504145342

【氏名又は名称】国立大学法人九州大学

(71)【出願人】

【識別番号】000000446

【氏名又は名称】岡部株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】松尾 真太朗

(72)【発明者】

【氏名】平山 貴章

(72)【発明者】

【氏名】横山 眞一

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 亨

【テーマコード（参考）】

2E163

【Ｆターム（参考）】

2E163FB02

2E163FB23

(57)【要約】

【課題】貫通孔の周囲に無補強部を有する梁貫通孔補強構造において、貫通孔の補強をより確実に行い、かつ、施工性を改善する。
【解決手段】ウェブ１１とフランジ１２、１３を有する鉄骨梁１０に設けられた貫通孔１４の補強構造１において、貫通孔１４の周縁の一部に沿った形状の円弧辺２２を有する孔周補強部２１と、ウェブ１１との締結箇所である締結部２３と、を備えた補強材２０ａ、２０ｂと、貫通孔１４の周縁の残部に沿って設けられた無補強部３０と、を設け、無補強部３０とフランジ１２、１３との間には、孔周補強部２１が存在し、締結部２３を孔周補強部２１に複数設けられた第一領域Ｒ₁の各々の領域内に少なくとも一つ設け、かつ、第二領域Ｒ₂の各々の領域内に少なくとも一つ設ける。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェブとフランジを有する鉄骨梁に設けられた貫通孔の補強構造であって、
前記貫通孔の周縁の一部に沿った形状の円弧辺を有する孔周補強部と、前記ウェブとの締結箇所である締結部と、を備えた補強材と、
前記貫通孔の周縁の残部に沿って設けられた無補強部と、を有し、
前記無補強部と前記フランジとの間には、前記孔周補強部が存在し、
前記締結部は、前記孔周補強部に複数設けられた下記の第一領域の各々の領域内に少なくとも一つ設けられ、かつ、下記の第二領域の各々の領域内に少なくとも一つ設けられていることを特徴とする、梁貫通孔補強構造。
・Ｘ軸方向：前記鉄骨梁の長手方向
・Ｙ軸方向：ウェブ面に垂直な方向から見たときの前記Ｘ軸方向に垂直な方向
・α_x線：前記円弧辺の端点を通る前記Ｘ軸方向に延びた直線
・円縁交点：前記α_x線と前記貫通孔との交点
・α_y線：前記円縁交点を通る前記Ｙ軸方向に延びた直線
・α_x´線：前記Ｘ軸方向に延びた前記貫通孔の接線
・α_y´線：前記Ｙ軸方向に延びた前記貫通孔の接線
・第一領域：前記孔周補強部における前記α_x線の外側、かつ、前記α_y線の外側の領域
・第二領域：前記孔周補強部における前記α_x´線の外側、かつ、前記α_y´線の外側の領域と、前記第一領域とが重なる領域

【請求項2】

前記補強材として、前記貫通孔の上部を補強する上部補強材と、前記貫通孔の下部を補強する下部補強材と、が設けられ、
前記上部補強材と前記下部補強材との間に前記無補強部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の梁貫通孔補強構造。

【請求項3】

前記Ｘ軸方向における前記孔周補強部の中央部の板厚が端部の板厚より厚いことを特徴とする、請求項２に記載の梁貫通孔補強構造。

【請求項4】

前記貫通孔の周囲において、前記無補強部が一箇所のみ設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の梁貫通孔補強構造。

【請求項5】

前記貫通孔の中心を通る前記Ｙ軸方向に延びた直線と、前記貫通孔の中心と前記円縁交点とを結ぶ直線とのなす角が略４５°であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の梁貫通孔補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄骨構造物における梁の貫通孔を補強するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鉄骨構造物の梁に形成される貫通孔の補強構造として、貫通孔の周囲に補強材を溶接してなる補強構造が知られている。しかしながら、この補強構造では、溶接による梁の変形や局所的な材質変更が生じるという問題や、施工時における溶接品質の確保または建方時には溶接施工自体が困難な場合があるといった問題が生じ得る。

【0003】

このため、従来は、溶接ではなく高力ボルトによって貫通孔の周囲に補強材を取り付ける補強構造が採用される。そのような補強構造として、例えば特許文献１や特許文献２に記載された補強構造がある。特許文献１には、梁ウェブの両面において、貫通孔の周囲に高力ボルトで開口補強プレートを接合した補強構造が開示されている。特許文献２には、梁ジョイント部の貫通孔をスプライスプレートにより補強する構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平５－０５７１４９号公報

【特許文献2】特開平５－１７９７５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の補強構造では、梁ウェブに開口補強プレートを締結する際に多数のボルトが必要となるため、施工が煩雑となる。一方、特許文献２に記載の補強構造は、貫通孔の上下にスプライスプレートを設ける構成であり、特許文献１に記載の補強構造と比較すると施工が容易になると考えられる。しかしながら、貫通孔の上端と下端以外は補強されていない構成、すなわち貫通孔の周囲に無補強部を有する構成であるため、せん断力に対する貫通孔の補強という観点では改善の余地がある。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、貫通孔の周囲に無補強部を有する梁貫通孔補強構造において、貫通孔の補強をより確実に行い、かつ、施工性を改善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本発明の一態様は、ウェブとフランジを有する鉄骨梁に設けられた貫通孔の補強構造であって、前記貫通孔の周縁の一部に沿った形状の円弧辺を有する孔周補強部と、前記ウェブとの締結箇所である締結部と、を備えた補強材と、前記貫通孔の周縁の残部に沿って設けられた無補強部と、を有し、前記無補強部と前記フランジとの間には、前記孔周補強部が存在し、前記締結部は、前記孔周補強部に複数設けられた下記の第一領域の各々の領域内に少なくとも一つ設けられ、かつ、下記の第二領域の各々の領域内に少なくとも一つ設けられていることを特徴としている。
・Ｘ軸方向：前記鉄骨梁の長手方向
・Ｙ軸方向：ウェブ面に垂直な方向から見たときの前記Ｘ軸方向に垂直な方向
・α_x線：前記円弧辺の端点を通る前記Ｘ軸方向に延びた直線
・円縁交点：前記α_x線と前記貫通孔との交点
・α_y線：前記円縁交点を通る前記Ｙ軸方向に延びた直線
・α_x´線：前記Ｘ軸方向に延びた前記貫通孔の接線
・α_y´線：前記Ｙ軸方向に延びた前記貫通孔の接線
・第一領域：前記孔周補強部における前記α_x線の外側、かつ、前記α_y線の外側の領域
・第二領域：前記孔周補強部における前記α_x´線の外側、かつ、前記α_y´線の外側の領域と、前記第一領域とが重なる領域

【0008】

前記補強材として、前記貫通孔の上部を補強する上部補強材と、前記貫通孔の下部を補強する下部補強材と、が設けられてもよい。

【0009】

前記Ｘ軸方向における前記孔周補強部の中央部の板厚が端部の板厚より厚くてもよい。

【0010】

前記貫通孔の周囲において、前記無補強部が一箇所のみ設けられてもよい。

【0011】

前記貫通孔の中心を通る前記Ｙ軸方向に延びた直線と、前記貫通孔の中心と前記円縁交点とを結ぶ直線とのなす角が略４５°であってもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、貫通孔の周囲に無補強部を有する梁貫通孔補強構造において、貫通孔の補強をより確実に行い、かつ、施工性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第一実施形態に係る梁貫通孔補強構造の概略構成を示す正面図および右側面図である。

【図2】第一実施形態に係る補強材の単品図である。

【図3】第一実施形態に係る鉄骨梁と補強材の締結領域（第二領域）を示す図である。

【図4】締結領域（第二領域）の定義について説明するための図である。

【図5】せん断力が作用した貫通孔の変形状態を示す図である。

【図6】第二実施形態に係る梁貫通孔補強構造の概略構成を示す正面図および右側面図である。

【図7】第二実施形態に係る補強材の単品図（正面図および底面図）である。

【図8】第二実施形態に係る補強材の構成例を示す図である。

【図9】第三実施形態に係る梁貫通孔補強構造の概略構成を示す左側面図、正面図および右側面図である。

【図10】第三実施形態に係る補強材の単品図である。

【図11】第三実施形態に係る鉄骨梁と補強材の締結領域（第二領域）を示す図である。

【図12】第三実施形態に係る締結領域（第二領域）の定義について説明するための図である。

【図13】ウェブの両面に対する補強材の取り付け例を示す図である。

【図14】ウェブの両面に対する補強材の取り付け例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0015】

＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係る梁貫通孔補強構造の概略構成を示す正面図および右側面図である。図２は、第一実施形態に係る補強材の単品図である。

【0016】

図１に示すように、梁貫通孔補強構造１（以下、「補強構造」という）は、鉄骨梁１０と、二つの補強材２０ａ、２０ｂを備えている。

【0017】

鉄骨梁１０は、ウェブ１１と、フランジ１２、１３を有した梁であり、例えばＨ形鋼やＩ形鋼等の鋼材からなる。また、フランジ１２、１３間におけるウェブ１１の中央部には、円形の貫通孔１４が形成されている。

【0018】

二つの補強材２０ａ、２０ｂは、貫通孔１４の周囲を補強する略長方形状の板材であり、貫通孔１４の上部と下部に配置されている。詳述すると、上部補強材２０ａは、貫通孔１４と上部フランジ１２との間に配置され、下部補強材２０ｂは、貫通孔１４と下部フランジ１３との間に配置されている。

【0019】

図２に示すように、下部補強材２０ｂは、貫通孔１４の周囲の補強を行う孔周補強部２１と、孔周補強部２１に形成された円弧辺２２と、鉄骨梁１０との締結箇所である締結部２３を有している。

【0020】

孔周補強部２１は、貫通孔１４の周囲のウェブ面に接触する面を有している。

【0021】

円弧辺２２は、孔周補強部２１の内側に凸となるように湾曲した曲線部であり、孔周補強部２１における二つの長辺のうちの一方の長辺の中央部に形成されている。円弧辺２２の曲率半径は、貫通孔１４の曲率半径と略同一であり、貫通孔１４の周縁（孔周）に沿った形状となっている。円弧辺２２の弧長は、貫通孔１４の円周の１／２の長さよりも短い。

【0022】

締結部２３は、例えばボルトなどの締結具が挿通される挿通口である。下部補強材２０ｂの孔周補強部２１には、その締結部２３が二箇所に設けられている。

【0023】

上部補強材２０ａは、下部補強材２０ｂと同一形状の部品であり、下部補強材２０ｂと同様に、孔周補強部２１に円弧辺２２と締結部２３を有している。

【0024】

なお、各補強材２０ａ、２０ｂは、同一形状でなくもよいが、貫通孔１４の上部と下部において、せん断力に対する変形抵抗力を均一に発生させるためには、同一形状であることが好ましい。同様の理由によって、補強材２０ａ、２０ｂの各々は、それぞれ左右対称形状であることが好ましい。

【0025】

上部補強材２０ａと下部補強材２０ｂは、貫通孔１４の周囲において上下反転するようにして配置されている。詳述すると、貫通孔１４の上部においては、貫通孔１４の周縁の一部と上部補強材２０ａの円弧辺２２の位置が重なるように上部補強材２０ａが配置され、貫通孔１４の下部においては、貫通孔１４の周縁の一部と下部補強材２０ｂの円弧辺２２の位置が重なるように下部補強材２０ｂが配置されている。

【0026】

図１（ｂ）に示すように、上部補強材２０ａと下部補強材２０ｂは、ウェブ１１の両面１１ａ、１１ｂにそれぞれ取り付けられている。詳述すると、一方のウェブ面１１ａに対しては、一対の上部補強材２０ａと下部補強材２０ｂが取り付けられ、他方のウェブ面１１ｂに対しては、他の一対の上部補強材２０ａと下部補強材２０ｂが取り付けられている。

【0027】

上部補強材２０ａと下部補強材２０ｂの各々の円弧辺２２は、前述のように弧長が貫通孔１４の円周の１／２の長さより短いため、各補強材２０ａ、２０ｂがウェブ１１に固定された状態では、各補強材２０ａ、２０ｂの孔周補強部２１の間に、間隙が形成されている。

【0028】

上記の間隙では、貫通孔１４が孔周補強部２１で補強されていないため、この間隙部分が無補強部３０となる。無補強部３０は、貫通孔１４を挟んで貫通孔１４の左右に存在し、無補強部３０とフランジ１２、１３の各々との間には、孔周補強部２１が存在している。

【0029】

すなわち、補強構造１においては、貫通孔１４の周縁の一部が孔周補強部２１によって補強され、貫通孔１４の周縁の残部は、無補強部３０が存在することによって補強されない構造となっている。このような補強構造１において、せん断力に対する変形抵抗力を高めるためには、後述する特定の締結領域を有すること及び、この特定の締結領域内に締結部２３が位置している必要がある。なお、特定の締結領域内に締結部２３が設けられた状態とは、締結部２３としての挿通口の中心が特定の締結領域内に位置している状態（挿通口の中心が領域の境界線上に位置する場合を含む）を意味する。このため、挿通口の中心が特定の締結領域の外側に位置している状態は、たとえ特定の締結領域内に挿通口の一部領域が含まれていたとしても、締結部２３が特定の締結領域内に設けられていない状態である。

【0030】

図３は、鉄骨梁１０と補強材２０ａ、２０ｂの締結領域Ｒ₂を示す図である。本図に示すように、補強構造１では、締結領域Ｒ₂が四箇所設けられており、それらの締結領域Ｒ₂の各々に締結部２３が位置している。

【0031】

以下、図４を参照して締結領域Ｒ₂の定義について説明する。

【0032】

なお、以下の説明で使用される「Ｘ軸方向」は、鉄骨梁１０の長手方向であり、換言すればウェブ面１１ａに垂直な方向から見たときのフランジ１２、１３に平行な方向である。「Ｙ軸方向」は、ウェブ面１１ａに垂直な方向から見たときのＸ軸方向に垂直な方向であり、換言すればフランジ１２、１３に垂直な方向である。また、以下の説明では、貫通孔１４の中心を通るＸ軸方向に延びた直線を中心線Ｃ_xと記載し、貫通孔１４の中心を通るＹ軸方向に延びた直線を中心線Ｃ_yと記載する。

【0033】

まず、図４（ａ）に示すように、円弧辺２２の端点２４（図２にも示す）を通るＸ軸方向に延びた直線を「α_x線」と定義する。本実施形態では、上部補強材２０ａの円弧辺２２の端点２４を通る直線と、下部補強材２０ｂの円弧辺２２の端点２４を通る直線が、α_x線となる。

【0034】

なお、例えば円弧辺２２が左右対称形状でない場合のように、各補強材２０ａ、２０ｂの円弧辺２２の形状によっては、円弧辺２２の端点２４を通る直線が一つの補強材あたりに２本存在し、計４本のα_x線が存在し得る。しかし、そのような場合においては、一つの補強材が有する複数の端点２４のうち、フランジにより近い位置にある端点２４（換言すれば、中心線Ｃ_xからの距離が最も遠い端点）を通るＸ軸方向に延びた直線をα_x線とする。

【0035】

次に、α_x線と貫通孔１４との交点Ｐを「円縁交点」と定義する。本実施形態では、上部補強材２０ａと下部補強材２０ｂの各々が左右対称形状であって、かつ、貫通孔１４の周縁に沿って各補強材２０ａ、２０ｂの円弧辺２２が位置しているため、二つの円弧辺２２の各端点２４の位置がそのまま円縁交点Ｐの位置となる。

【0036】

次に、図４（ｂ）に示すように、円縁交点Ｐを通るＹ軸方向に延びた直線を「α_y線」と定義する。本実施形態では、四つの円縁交点Ｐが上下左右対称の位置に存在しているため、貫通孔１４の中心線Ｃ_yよりも左側で上下に並ぶ円縁交点Ｐを通る直線と、貫通孔１４の中心線Ｃ_yよりも右側で上下に並ぶ円縁交点Ｐを通る直線が、α_y線となる。

【0037】

なお、例えば各補強材２０ａ、２０ｂの円弧辺２２の形状によっては、Ｘ軸方向における各円縁交点Ｐの位置が互いに異なることによって、４本のα_y線が存在し得る。しかし、そのような場合においては、貫通孔１４の中心線Ｃ_yよりも左側に存在する円縁交点Ｐのうち、中心線Ｃ_yからの距離が最も離れた円縁交点Ｐを通るＹ軸方向に延びた直線を１本目のα_y線とする。そして、貫通孔１４の中心線Ｃ_yよりも右側に存在する円縁交点Ｐのうち、中心線Ｃ_yからの距離が最も離れた円縁交点Ｐを通るＹ軸方向に延びた直線を２本目のα_y線とする。

【0038】

次に、孔周補強部２１におけるα_x線の外側（貫通孔１４の中心側とは反対側）、かつ、α_y線の外側（貫通孔１４の中心側とは反対側）の領域Ｒ₁を「第一領域」と定義する。

【0039】

次に、図４（ｃ）に示すように、Ｘ軸方向に延びた貫通孔１４の接線を「α_x´線」と定義し、Ｙ軸方向に延びた貫通孔１４の接線を「α_y´線」と定義する。

【0040】

最後に、孔周補強部２１におけるα_x´線の外側（貫通孔１４の中心側とは反対側）、かつ、α_y´線の外側（貫通孔１４の中心側とは反対側）の領域と、第一領域Ｒ₁とが重なる領域Ｒ₂を「第二領域」と定義する。この第二領域Ｒ₂が、前述した鉄骨梁１０と各補強材２０ａ、２０ｂの締結領域Ｒ₂である。

【0041】

本実施形態では、各補強材２０ａ、２０ｂと一対の無補強部３０とで構成される四角形の四隅の各々には、前述した第一領域Ｒ₁と、その第一領域Ｒ₁内に位置する締結領域Ｒ₂が存在し、各締結領域Ｒ₂内に締結部２３が位置している。そして、上部補強材２０ａと下部補強材２０ｂは、各締結部２３でウェブ面１１ａに対してボルト等で締結されている。

【0042】

以上説明したように、本実施形態に係る補強構造１においては、円弧辺２２を有した孔周補強部２１と、無補強部３０とが設けられ、かつ、それぞれの第一領域Ｒ₁内に設けられた締結領域Ｒ₂（第二領域）の各々に締結部２３が位置している。本願の発明者らが実施した試験によれば、そのような補強構造１において、各締結部２３で鉄骨梁１０と補強材２０ａ、２０ｂとをボルト等で締結することによって、締結領域Ｒ₂の領域外での締結が行われなくても、十分な補強性能を発揮することが確認されている。

【0043】

すなわち、補強構造１は、無補強部３０を有する構造であるにも関わらず、例えば特許文献２のような従前の構造よりも貫通孔の補強性能が向上する。また、補強構造１によれば、従前のような補強プレートの各辺に沿って多数のボルトを等間隔で締結する構造と比較し、締結箇所を減少させることができるため、締結作業の負荷が軽減し、施工性が改善する。加えて、補強構造１によれば、無補強部３０が存在することによる材料使用量の減少や、ボルト本数の削減によって、施工コストの低減や鉄骨構造物の軽量化といった効果も享受できる。

【0044】

なお、本実施形態では、一箇所の締結領域Ｒ₂あたりに一つの締結部２３が設けられているが、補強性能を高める観点では、一箇所の締結領域Ｒ₂あたりに二以上の締結部２３が設けられてもよい。換言すると、締結部２３は、複数の締結領域Ｒ₂（第二領域）の各々に少なくとも一つ設けられていればよい。また、第二領域Ｒ_２に締結部２３が設けられ、その第二領域Ｒ_２の外側かつ第一領域Ｒ_１内に他の締結部（図示せず）が設けられてもよい。すなわち、締結部２３は、第一領域Ｒ_１の各々の領域内に少なくとも一つ、かつ、第二領域Ｒ_２の各々の領域内に少なくとも一つ設けられていればよい。なお、第二領域Ｒ_２は、第一領域Ｒ_１内に存在する領域であるため、例えば第二領域Ｒ_２に締結部２３が一つ設けられている場合、その締結部２３は、第二領域Ｒ_２内に設けられた締結部の一つとしてカウントされるが、第一領域Ｒ_１内に設けられた締結部の一つとしてもカウントされる。すなわち、第二領域Ｒ_２に締結部２３が一つ設けられている場合には、第一領域Ｒ_１内にも締結部２３が一つ設けられているといえる。

【0045】

また、本願の発明者らが実施した試験によれば、貫通孔１４に対し、図５の黒矢印で示すようなせん断力が作用した際に、貫通孔１４が略４５°方向に変形することが確認されている。したがって、貫通孔１４の補強を効果的に行うためには、図３に示した貫通孔１４の中心線Ｃ_yと、貫通孔１４の中心と円縁交点Ｐとを結ぶ直線とのなす角θは、略４５°（４０～５０°）であることが好ましい。

【0046】

＜第二実施形態＞
図６は、第二実施形態に係る梁貫通孔補強構造１の概略構成を示す正面図および右側面図である。図７は、第二実施形態に係る補強材２０ｂの単品図（正面図および底面図）である。

【0047】

第二実施形態においては、孔周補強部２１の形状のみが第一実施形態と相違している。第二実施形態に係る補強構造１は、孔周補強部２１と、鉄骨梁１０のフランジ１２、１３との距離が短い場合に有用である。以下、第二実施形態に係る孔周補強部２１の形状について説明するが、第一実施形態と同様の内容となる説明は省略することがある。

【0048】

図６に示すように、本実施形態においても、上部補強材２０ａと下部補強材２０ｂは、貫通孔１４の上部と下部において上下反転して配置されており、単品の部品形状としては同一形状となっている。

【0049】

図７に示すように、本実施形態に係る孔周補強部２１は、締結部２３の周辺は平板状となっているが、円弧辺２２が形成された範囲の部位においては、Ｘ軸方向における孔周補強部２１の中央部に向かって、孔周補強部２１の板厚が漸増している。換言すると、孔周補強部２１のＹ軸方向に垂直な断面においては、孔周補強部２１の中央部に向かって山形に形成された部分が存在する。

【0050】

本実施形態で例示したように、Ｘ軸方向における孔周補強部２１の中央部の板厚が端部の板厚よりも厚い場合には、孔周補強部２１のせん断力に対する剛性が高まり、補強性能が向上する。このため、例えば図７（ａ）に示す孔周補強部２１のＹ軸方向における幅Ｗを、第一実施形態で例示した平板状の孔周補強部２１よりも短くしても、その平板状の孔周補強部２１と同等の補強性能を得ることも可能である。

【0051】

また、以上の説明では、円弧辺２２が形成された範囲の部位において、Ｘ軸方向における孔周補強部２１の中央部に向かって孔周補強部２１の板厚が漸増する例について記載したが、図８（ａ）～（ｃ）で例示するように、孔周補強部２１に別途板材２５を重ね合わせるように接合してもよい。このような場合であっても、Ｘ軸方向における孔周補強部２１の中央部の板厚が端部の板厚よりも厚いため、上述した補強性能を得ることができる。

【0052】

本実施形態に係る補強構造１によれば、貫通孔１４の補強性能を確保しつつ、補強材２０ａ、２０ｂの小型化を図ることができる。これによって、例えばフランジ１２、１３間の間隔が狭い鉄骨梁１０に対しても補強構造１を適用することができる。

【0053】

＜第三実施形態＞
図９は、第三実施形態に係る梁貫通孔補強構造１の概略構成を示す左側面図、正面図および右側面図である。図１０は、第三実施形態に係る補強材２０の単品図である。

【0054】

第三実施形態においては、上部補強材２０ａと下部補強材２０ｂに代えて一つの補強材２０が使用されている点、および、無補強部３０が一つのみ設けられている点が、第一実施形態と相違している。以下、第三実施形態の説明を行うが、第一実施形態と同様の内容となる説明は省略することがある。

【0055】

図９及び図１０に示すように、本実施形態に係る補強材２０は、外形が四角形の平板であって、四角形の一辺に形成された矩形状の切欠きが、平板中央部に形成された円形の開口に繋がった略Ｕ字状の形状を有している。この補強材２０においては、中央部の円形の開口と矩形状の切欠きを除く部分が孔周補強部２１であり、切欠き部分が無補強部３０である。

【0056】

孔周補強部２１は、貫通孔１４の周縁に沿って形成された円弧辺２２を有しており、図１０に示すように、円弧辺２２には、二つの端点２４が存在する。

【0057】

図１１に示すように、本実施形態においても貫通孔１４の周縁と円弧辺２２の位置が一致するように補強材２０が配置され、締結領域Ｒ₂内に位置した締結部２３において、鉄骨梁１０と補強材２０がボルト等で締結される。

【0058】

図１２は、本実施形態に係る締結領域Ｒ₂（第二領域）の定義について説明するための図であるが、締結領域Ｒ₂の定義方法は、第一実施形態と同様であるため、説明は省略する。

【0059】

ただし、本実施形態では、第一実施形態と異なり、無補強部３０が一つのみであるため、図１２（ａ）に示すように、貫通孔１４の中心線Ｃ_yの左側には、円弧辺２２の端点２４は存在しない。しかし、円弧辺２２の端点２４を通るＸ軸方向に延びた直線（α_x線）と、貫通孔１４の交点が円縁交点Ｐであるため、第一実施形態と同様に四つの円縁交点Ｐが存在する。

【0060】

本実施形態に係る補強構造１は、以上のように構成されている。この補強構造１によれば、第一実施形態に係る補強構造１に対して無補強部３０の数が少ないため、貫通孔１４の補強性能が向上する。このため、要求される補強性能が高い場合には、本実施形態に係る補強構造１が有用である。また、この補強構造１においても、ボルト等の締結箇所が従前構造よりも少なくできるため、施工性の改善効果を得ることは可能である。

【0061】

また、鉄骨梁１０に補強材２０を取り付ける際には、鉄骨梁１０の長手方向に無補強部３０が位置することはもちろん、無補強部３０の位置が、ウェブ面１１ａとウェブ面１１ｂとで一致しないように取り付けることが好ましい。例えば、ウェブ面１１ａに取り付けた補強材２０の無補強部３０が図１２における右側（Ｘ軸方向正側）に位置し、ウェブ面１１ｂに取り付けた補強材２０の無補強部３０が図１２における左側（Ｘ軸方向負側）に位置するように各補強材２０を取り付けることで、鉄骨梁１０全体として見れば、貫通孔１４の全周に亘って無補強部３０がなくなるような状態（すなわち貫通孔１４の周縁が全周に亘って補強されるような状態）となるため、補強性能を向上させることができる。

【0062】

以上で説明した第１～第３実施形態に係る補強構造１においては、ウェブ１１の両面（オモテ面、ウラ面）の各々に本願で開示した補強材２０を取り付けていたが、一方のウェブ面１１ａと、他方のウェブ面１１ｂで異なる形状の補強材２０を取り付けてもよい。

【0063】

例えば図１３に示すように、一方のウェブ面１１ａに第一実施形態で説明した一対の補強材２０ａ、２０ｂを取り付け、他方のウェブ面１１ｂに従前の補強材８０を取り付けてもよい。この場合であっても、一方のウェブ面１１ａ側においては、上記実施形態で説明した作用効果を得ることができる。

【0064】

同様の理由によって、図１４に示すように、一方のウェブ面１１ａに第三実施形態で説明した補強材２０を取り付け、他方のウェブ面１１ｂに従前の補強材８０を取り付けてもよい。

【0065】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。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う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。

【0066】

例えば、上記実施形態の構成要件は任意に組み合わせることができる。当該任意の組み合せからは、組み合わせにかかるそれぞれの構成要件についての作用及び効果が当然に得られるとともに、本明細書の記載から当業者には明らかな他の作用及び他の効果が得られる。

【0067】

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本発明は、鉄骨構造物における梁の貫通孔の補強に適用することができる。

【符号の説明】

【0069】

１ 梁貫通孔補強構造
１０ 鉄骨梁
１１ ウェブ
１１ａ ウェブ面
１１ｂ ウェブ面
１２ 上部フランジ
１３ 下部フランジ
１４ 貫通孔
２０ 補強材
２０ａ 上部補強材
２０ｂ 下部補強材
２１ 孔周補強部
２２ 円弧辺
２３ 締結部
２４ 円弧辺の端点
２５ 板材
３０ 無補強部
Ｐ 円縁交点
Ｒ₁ 第一領域
Ｒ₂ 締結領域（第二領域）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】