JP6284561B2 - Suspension bolt reinforcement and suspension bolt reinforcement method - Google Patents
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Description
本発明は、複数の吊り具によって機器類等の物品が天井から吊り下げられる天吊りの補強に関するものであり、より具体的には、天吊りに用いられる吊り用の全ねじ(吊りボルト)を補強する補強具及び補強方法に関するものである。 The present invention relates to a ceiling suspension reinforcement in which articles such as equipment are suspended from a ceiling by a plurality of suspension tools. More specifically, the present invention relates to all the suspension screws (suspending bolts) used for ceiling suspension. The present invention relates to a reinforcing tool and a reinforcing method.
吊りボルトを用いた天吊りは、例えば固定部である天井スラブに埋め込まれたアンカー及びインサートの雌ねじに、雄ねじである吊り用の吊りボルトが4本取り付けられ、各吊りボルトのもう一方の端部に機器類等の物品(以下「吊り物」という。)が接続されることで、該物品が空中に設置されるというものである。 In the ceiling suspension using suspension bolts, for example, four suspension suspension bolts, which are male threads, are attached to the anchor and the female thread of the insert that are embedded in the ceiling slab, which is a fixed portion, and the other end of each suspension bolt When an article such as equipment (hereinafter referred to as “hanging object”) is connected to the apparatus, the article is installed in the air.
天井設置機器等に関し、建築設備耐震設計・施工指針2015年版(非特許文献1)においては、天井スラブに直接支持するか、鋼製吊架台を用いる方法が示されており、吊りボルトを用いた支持方法は推奨されていない。しかし、実際にはかかる支持方法が用いられる場合も多く、非特許文献1においても、吊りボルトを用いた重量1kN以下の軽量な機器の耐震支持については、軽量であることを考慮し、「設備機器の製造者の指定する方法で確実に行えばよいものとする。」とされている。
With regard to ceiling installation equipment, etc., the building equipment seismic design and construction guidelines 2015 edition (Non-patent Document 1) shows a method of directly supporting the ceiling slab or using a steel suspension stand, and using suspension bolts. Support methods are not recommended. However, in practice, such a support method is often used, and even in Non-Patent
しかしながら、多くの設備機器の製造者は、軽量な機器の耐震支持方法を示していないことが多く、吊りボルトを用いる場合の適切な耐震支持方法が明確にされていないのが現状である。 However, many manufacturers of equipment do not show a seismic support method for lightweight equipment, and the current situation is that an appropriate seismic support method for using suspension bolts has not been clarified.
吊りボルトを用いる場合の補強手段として、吊りボルトを鋼管などの部材で被覆して剛性を増加させるものが提案されている(特許文献1)。特許文献1は、圧縮力抵抗体を使用して吊りボルトの座屈を防止するものであるが、地震が発生し、吊り物(吊り支持機器)の揺れが発生した際に圧縮抵抗体がスライドし、吊りボルトと圧縮抵抗体の隙間が無くなり接触すると、吊り支持機器の揺れによる変位と加振力により、吊りボルトの天井スラブ面と圧縮抵抗体の接触部に大きなせん断力が発生し、吊りボルトのせん断破壊が生じやすくなる。
As a reinforcing means in the case of using a suspension bolt, one that increases the rigidity by covering the suspension bolt with a member such as a steel pipe has been proposed (Patent Document 1).
また、鋼材を組み合わせることで剛性を増加させ、吊りボルトの座屈を防止する方法として、例えば特許文献2の発明が提案されている。しかし、これによると、吊り支持機器が変位した場合に吊りボルトの天井スラブ面と鋼材の接触部に大きなせん断力が発生し、吊りボルトのせん断破壊が生じやすいものとなる。
Further, as a method for increasing rigidity by combining steel materials and preventing buckling of suspension bolts, for example, the invention of
吊りボルトを鋼材で被覆し剛性を増加させ、且つ吊りボルトへせん断力および曲げモーメントがかからないように吊り支持機器の変位を防止するための斜材を設けるものも提案されている(特許文献3)。しかし、地震時の加振力を吊り物が変位しないように斜材で耐えると、天井スラブ面の斜材接続部と吊りボルトの接触部でせん断力が発生し、吊りボルトがせん断破壊されてしまう。 There has also been proposed a method in which a suspension bolt is covered with a steel material to increase rigidity, and an oblique member is provided to prevent displacement of the suspension support device so that shear force and bending moment are not applied to the suspension bolt (Patent Document 3). . However, if the slanting material withstands the excitation force during an earthquake so that the suspended object does not displace, shearing force is generated at the contact part of the slanting material on the ceiling slab surface and the hanger bolt, and the hanger bolt is sheared and destroyed. End up.
このように、吊りボルトの補強として、剛性を増加させるため吊りボルトよりも剛性の高い部材を吊りボルトに被覆することが考えられるが、例えば円筒形の管(丸パイプ)を被覆する場合、丸パイプのパイプ径を大きくすると、丸パイプの断面2次モーメントが大きくなるため、丸パイプの曲げモーメントに対する曲げ剛性は増加する反面、地震における吊り支持機器への加振により変位が生じた場合、変位が小さくても吊りボルトの天井スラブ面と丸パイプとの接触部で大きなせん断力が発生するため、吊りボルトがせん断破壊される。 Thus, as a reinforcement of the suspension bolt, in order to increase the rigidity, it is conceivable to cover the suspension bolt with a member having higher rigidity than the suspension bolt. For example, when covering a cylindrical tube (round pipe), When the pipe diameter is increased, the secondary moment of the round pipe is increased, so the bending stiffness against the bending moment of the round pipe increases. Even if is small, since a large shearing force is generated at the contact portion between the ceiling slab surface of the suspension bolt and the round pipe, the suspension bolt is shear broken.
一方、丸パイプのパイプ径を小さくすると、丸パイプの断面2次モーメントが小さくなり、丸パイプの曲げモーメントに対する曲げ剛性は低下する。地震により吊り機器が加振されると小さな加振力でも大きな変位が生じ、変位が大きくなると、吊りボルトの天井スラブ面と丸パイプの接触部で、吊りボルトが曲げモーメントにより塑性変形し、曲げ破壊される。 On the other hand, when the pipe diameter of the round pipe is reduced, the cross-sectional secondary moment of the round pipe is reduced, and the bending rigidity with respect to the bending moment of the round pipe is reduced. When a suspension device is vibrated by an earthquake, a large displacement occurs even with a small excitation force. When the displacement becomes large, the suspension bolt is plastically deformed by the bending moment at the contact point between the ceiling slab surface of the suspension bolt and the round pipe. Destroyed.
すなわち、地震で吊り物(機器等)に大きな加振力が加わった場合、被覆する部材の径(丸パイプのパイプ径)が大きいと吊りボルトはせん断破壊されてしまい、この径が小さいと、曲げモーメントによる塑性変形により、吊りボルトは曲げ破壊されてしまう。 That is, when a large excitation force is applied to a suspended object (equipment, etc.) due to an earthquake, if the diameter of the member to be covered (the pipe diameter of the round pipe) is large, the suspension bolt is sheared and destroyed, and if this diameter is small, The suspension bolt is bent and broken by plastic deformation due to the bending moment.
更に、2012年に改訂された新版建築設備の耐震設計施工法(非特許文献2)においては、地震後の設備機能確保を目指した実務的耐震対策として、1kN以下の吊り支持機器の落下や傾き防止の方法は、吊長さ25cm以下の場合9φ(インチねじの場合W3/8)の吊りボルト、吊長さ25〜30cmは12φ(W1/2)の吊りボルトを使用して斜材(補強するための斜材)なしで機器を吊支持可能とされている(なお、吊長さ30cm以上の場合は、吊りボルトのみ(斜材なし)で機器を吊り下げることはできない)。
Furthermore, in the earthquake-resistant design and construction method for
すなわち、吊長さが25cm以下および25cm〜30cmとなる吊り支持機器が混在してある場合、吊りボルトは9φ(W3/8)および12φ(W1/2)の両方が必要となり、且つ、9φ(W3/8)および12φ(W1/2)の吊りボルトに適用する天井アンカー等の金具をそれぞれ使用しなければならないこととなる。そうすると、径の異なる2種類のボルトが存在することとなるため、作業に際しその区別を行わなければならず、作業効率が低下するおそれがあり、施工間違いが生じやすくなっていた。 That is, if there are suspension support devices with a suspension length of 25 cm or less and 25 cm to 30 cm, the suspension bolts need both 9φ (W3 / 8) and 12φ (W1 / 2), and 9φ ( Metal fittings such as ceiling anchors applied to suspension bolts of W3 / 8) and 12φ (W1 / 2) must be used. Then, since there are two types of bolts having different diameters, the work must be distinguished from each other, the work efficiency may be reduced, and a construction error is likely to occur.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、曲げ破壊とせん断破壊の両方に対応できる天吊り用の吊りボルト補強具及び吊りボルト補強方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, and makes it a subject to provide the suspension bolt reinforcement tool and suspension bolt reinforcement method for ceiling suspension which can respond to both a bending failure and a shear failure.
また、吊りボルトの吊長さが30cm以下の場合において、径の同じ吊りボルトを用いることができるようにする、吊りボルト補強具及び吊りボルト補強方法を提供することを課題とする。 It is another object of the present invention to provide a suspension bolt reinforcement tool and a suspension bolt reinforcement method that allow suspension bolts having the same diameter to be used when the suspension bolt has a suspension length of 30 cm or less.
上記課題を解決するため、本発明は、吊りボルトへの曲げモーメントに対する曲げ応力を増加させながら、吊りボルトへのせん断力に対するせん断応力を増加させるため、せん断力が集中する箇所の強度を高めるとともに、摩擦力を利用するとの技術思想に基づくものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention increases the strength of the portion where the shearing force is concentrated in order to increase the shearing stress against the shearing force on the suspension bolt while increasing the bending stress against the bending moment on the suspension bolt. This is based on the technical idea of utilizing frictional force.
すなわち、本発明は、第1の側面として天吊り用の吊りボルトを補強する吊りボルト補強具であって、前記吊りボルトを被覆する管状部材と、前記管状部材の一端に取り付けられる第一端部取付け部材であって、吊りボルトが挿入される吊りボルト挿入部と、前記管状部材の内側に挿入される管状部材挿入部と、天井スラブ面に当接する天井当接面と、前記管状部材の一端に当接する鍔状面と、を有する第一端部取付け部材と、前記管状部材の他端に取り付けられる第二端部取付け部材であって、吊りボルトが挿入される吊りボルト挿入部と、前記管状部材の内側に挿入される管状部材挿入部と、前記管状部材の他端に当接する鍔状面と、を有する第二端部取付け部材と、を備えることを特徴とする吊りボルト補強具を提供する。
第2の側面として、本発明は、前記管状部材がSUS製である上記の吊りボルト補強具を提供する。
第3の側面として、本発明は、前記吊りボルトが9φ(W3/8)である上記の吊りボルト補強具を提供する。
第4の側面として、本発明は、前記吊りボルトの吊長さが30cm以下である上記の吊りボルト補強具を提供する。
第5の側面として、本発明は、天吊り用の吊ボルトを補強する吊りボルト補強方法であって、前記吊りボルトを管状部材で被覆し、前記管状部材と天井スラブ面との間に、第一端部取付け部材をその上端面が天井スラブ面に当接するとともに、前記管状部材が前記第一端部取付け部材に設けられた鍔状面に当接するように配し、前記吊りボルトに前記管状部材が支持されるように前記管状部材の下端に第二端部取付け部材を取り付けることを特徴とする吊りボルト補強方法を提供する。
That is, the present invention is a suspension bolt reinforcing tool that reinforces a suspension bolt as a first side surface, a tubular member that covers the suspension bolt, and a first end portion that is attached to one end of the tubular member. A mounting member, a suspension bolt insertion portion into which a suspension bolt is inserted, a tubular member insertion portion to be inserted inside the tubular member, a ceiling contact surface that contacts the ceiling slab surface, and one end of the tubular member A first end attachment member having a hook-shaped surface that contacts the second end attachment member attached to the other end of the tubular member, the suspension bolt insertion portion into which the suspension bolt is inserted, A suspension bolt reinforcing tool comprising: a tubular member insertion portion that is inserted inside the tubular member; and a second end mounting member that has a hook-shaped surface that contacts the other end of the tubular member. provide.
As a second aspect, the present invention provides the above-described suspension bolt reinforcing tool in which the tubular member is made of SUS.
As a third aspect, the present invention provides the above-described suspension bolt reinforcing tool, wherein the suspension bolt is 9φ (W3 / 8).
As a fourth aspect, the present invention provides the above-described suspension bolt reinforcing tool, wherein the suspension bolt has a suspension length of 30 cm or less.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a suspension bolt reinforcing method for reinforcing a suspension bolt for ceiling suspension, wherein the suspension bolt is covered with a tubular member, and between the tubular member and the ceiling slab surface, The one end mounting member is arranged so that the upper end surface thereof is in contact with the ceiling slab surface, and the tubular member is in contact with a bowl-shaped surface provided on the first end mounting member, and the tubular member is attached to the suspension bolt. A suspension bolt reinforcing method is provided, wherein a second end attaching member is attached to a lower end of the tubular member so that the member is supported.
本発明によれば、吊りボルトへの曲げモーメントに対する曲げ応力が増加されるとともに、吊りボルトへのせん断力に対するせん断応力が増加される。 According to the present invention, the bending stress with respect to the bending moment applied to the suspension bolt is increased, and the shear stress with respect to the shearing force applied to the suspension bolt is increased.
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
一般的に行われる4本の吊りボルト(吊り具)6を用いて物品(吊り物)4を天井スラブ5から吊り下げる天吊りの一例を、図14に示す。各吊りボルト6の上端は天井スラブに挿入・固定され、吊り機器等の物品4が吊り金具18を介して各吊りボルト6の下端に固定、固着される。
FIG. 14 shows an example of a ceiling suspension in which the article (suspended object) 4 is suspended from the
図14の天吊りを本発明に係る吊りボルト補強具(1,2,3)で補強した例を図1に示す。本発明に係る吊りボルト補強具は、管状部材1、第一端部取付け部材2及び第二端部取付け部材3から構成される。吊りボルト6を管状部材1で被覆し、この管状部材1の一端と他端に、それぞれ第一端部取付け部材2と第二端部取付け部材3が取り付けられるものとなる。図1では天吊りの状態が正面から示されているため、吊りボルトが補強された状態のものが2本のみ図示されている。
FIG. 1 shows an example in which the ceiling suspension of FIG. 14 is reinforced with the suspension bolt reinforcement (1, 2, 3) according to the present invention. The suspension bolt reinforcing tool according to the present invention includes a
管状部材1は吊りボルトを被覆して加振時の吊りボルトへの曲げモーメントに対する曲げ応力を増加させるための部材であり、剛性の高いものから構成される。また、管状、すなわち円筒形状の管とし、吊りボルトを挿入するだけで取り付けられるものとする。管状部材の一例を図2(A)に、これを吊りボルト6に取り付けた状態の断面図を図2(B)に示す。
The
管状部材は例えばSUS製の丸パイプとすれば、剛性が得られるとともに軽量化が図れ、しかもコストも低く抑えることが可能となるため好適である。市販の丸パイプを用いることもできる。なお、管状部材の管内(内側側面)は特に加工しなくてもよい。 If the tubular member is, for example, a round pipe made of SUS, it is preferable because rigidity can be obtained and the weight can be reduced and the cost can be kept low. A commercially available round pipe can also be used. Note that the inside (inner side surface) of the tubular member need not be particularly processed.
吊りボルトに管状部材を取り付けると吊りボルトの剛性、曲げ応力が高められるが、その状態で吊り物が地震等により加振され変位すると、管状部材の上端(天井スラブ側)にせん断力及び曲げモーメントが集中するため、吊りボルトがせん断破壊又は曲げ破壊され易くなる。そこで、これらせん断力及び曲げモーメントが集中する箇所を第一端部取付け部材により補強する。 When a tubular member is attached to the suspension bolt, the rigidity and bending stress of the suspension bolt are increased. However, if the suspended object is vibrated and displaced by an earthquake or the like in that state, the shearing force and bending moment are applied to the upper end (ceiling slab side) of the tubular member. Therefore, the suspension bolt is easily sheared or bent. Therefore, the portion where the shearing force and the bending moment are concentrated is reinforced by the first end mounting member.
吊りボルトに管状部材1を取り付ける前に、管状部材の一端、すなわち天井スラブ側に位置する端に、第一端部取付け部材2を取り付ける。第一端部取付け部材の一例を図3(A)に示す。第一端部取付け部材は吊りボルト挿入部7を有し、ここに吊りボルトが挿入される。雄ねじである吊りボルトに留めやすくするため、吊りボルト挿入部7の内側を雌ねじで形成するのが好適である。
Before attaching the
第一端部取付け部材の上部(取り付け時に天井スラブ側に位置する側)に鍔状部8を設ける。この鍔状部の上端面9が天井スラブ5に当接する面(以下「天井当接面」という。)となる。
A hook-shaped
第一端部取付け部材2は、鍔状部8の下方に、管状部材の内側に挿入される管状部材挿入部10を有する。管状部材挿入部の外径は、管状部材の内径とほぼ同じとする。
The first
第一端部取付け部材を吊りボルトにねじ込んで鍔状部8の上端面9が天井スラブに当接するようにして取り付ける。後述のとおり、第一端部取付け部材2のこの上端面9と天井スラブとの接触面に生じる摩擦力も補強に用いられる。
The first end attachment member is screwed into the suspension bolt and attached so that the upper end surface 9 of the bowl-shaped
第一端部取付け部材2を取り付けた後、吊りボルト6を管状部材1に挿入し、第一端部取付け部材の管状部材挿入部10を管状部材1の内側(貫通している)に挿入させ、管状部材の上端11(天井スラブ側)を、鍔状部の下側(上端面9とは反対側)に位置する面12(以下「鍔状面」という。)に当接させる。
After attaching the first
吊りボルト6に管状部材1を取り付けた後、管状部材の下端13(天井スラブと反対側=地面側)に第二端部取付け部材3を取り付ける。第二端部取付け部材は第一端部取付け部材と同じ形状とすることができ、少なくとも、吊りボルトが挿入される吊りボルト挿入部14と、管状部材の内側に挿入される管状部材挿入部15と、管状部材の他端(吊りボルトに取り付けたときに下端となり、天井スラブと反対の地面側)に当接する鍔状面16を有する。第二端部取付け部材の一例(第一端部取付け部材と同じ形状のもの)を図3(B)に示す。この例では、第二端部取付け部材と第一端部取付け部材は同じ形状であるので、鍔状面16が鍔状面12に対応する。
After the
第一端部取付け部材及び第二端部取付け部材は、剛性を有するものとし、金具とすることができる。 The first end mounting member and the second end mounting member have rigidity and can be metal fittings.
第一端部取付け部材、管状部材及び第二端部取付け部材は、各吊りボルトに取り付ける。これらはねじ込むか単に挿入するだけで取り付けることができるため、新規の設備としてだけでなく、既存の天吊りの吊りボルトへの取付けも容易である。 The first end attachment member, the tubular member, and the second end attachment member are attached to each suspension bolt. Since these can be installed by screwing or simply inserting, they can be easily installed not only as new equipment but also on existing ceiling suspension bolts.
各第二端部取付け部材の下端(吊りボルトに取り付けたときに下端となり、天井スラブと反対の地面側)に吊り金具18を取り付け、これらに吊り物4を固定させる。
A hanging metal fitting 18 is attached to the lower end of each second end attachment member (the lower end when it is attached to a suspension bolt and on the ground side opposite to the ceiling slab), and the suspended
本発明に係る吊りボルト補強具を吊りボルトに取り付けた際の作用は以下のとおりである。 The operation when the suspension bolt reinforcing tool according to the present invention is attached to the suspension bolt is as follows.
地震等により吊り物(吊り支持機器)へ加振力が生じ(図4、図5)、吊りボルト下端へ加力Wが加わった場合、吊りボルト下端はδの変位が生じる。この時、吊りボルトには加力W1、管状部材には加力W2が加わる。WとW1、W2の関係は、下記1)式となる。 When an exciting force is generated on a suspended object (suspending support device) due to an earthquake or the like (FIGS. 4 and 5), and a force W is applied to the lower end of the suspension bolt, a displacement of δ occurs at the lower end of the suspension bolt. At this time, a force W1 is applied to the suspension bolt, and a force W2 is applied to the tubular member. The relationship between W and W1, W2 is expressed by the following formula 1).
W=W1+W2 1)式 W = W1 + W2 1) Formula
吊りボルトはインサート17および上部の第一端部取付け部材で固定されているため、上部の第一端部取付け部材の下端で曲げモーメントMが生じる。曲げモーメントMは、下記2)式となる。
Since the suspension bolt is fixed by the
M=W1×L2 2)式 M = W1 × L2 2) Formula
管状部材は上部の第一端部取付け部材に挿入されて固定されているため、管状部材の下端に加力W2が加わると、管状部材の上端でせん断力Fが加わる。せん断力Fは、下記3)式となる。 Since the tubular member is inserted into and fixed to the upper first end attachment member, when a force W2 is applied to the lower end of the tubular member, a shearing force F is applied to the upper end of the tubular member. The shearing force F is expressed by the following 3) equation.
F=W2×L3 3)式 F = W2 x L3 3) Formula
この時、上部の第一端部取付け部材は天井スラブ面と接触しているため、摩擦力F’が生じる。摩擦力F’は、下記4)式となる。 At this time, since the upper first end mounting member is in contact with the ceiling slab surface, a frictional force F 'is generated. The frictional force F ′ is expressed by the following equation 4).
F'=μ×P 4)式
μ: 第一端部取付け部材と天井スラブ面との摩擦係数
P: 第一端部取付け部材が天井スラブ面へ接する圧力
F ′ = μ × P 4) Formula μ: Friction coefficient between first end attachment member and ceiling slab surface P: Pressure at which first end attachment member contacts ceiling slab surface
地震等により吊り支持機器へ加振力が加わることで生じる吊りボルトへの管状部材のせん断力Fに対し、第一端部取付け部材と天井スラブとの接触面で生じる摩擦力F'により補強を行う。 The shear force F of the tubular member to the suspension bolt, which is generated when an excitation force is applied to the suspension support device due to an earthquake or the like, is reinforced by the friction force F ′ generated at the contact surface between the first end mounting member and the ceiling slab. Do.
せん断力Fに対し摩擦力F’が小さく、且つせん断力Fに対し吊りボルトのせん断応力τ(図7)が小さい場合、第一端部取付け部材と天井スラブとの接触面で第一端部取付け部材の横滑りが発生し、吊りボルトのせん断破壊が生じる。 When the frictional force F ′ is small with respect to the shearing force F and the shearing stress τ (FIG. 7) of the suspension bolt is small with respect to the shearing force F, the first end portion at the contact surface between the first end mounting member and the ceiling slab A side slip of the mounting member occurs, and a shear failure of the suspension bolt occurs.
せん断力Fに対し摩擦力F’が小さく、且つせん断力Fに対し吊りボルトのせん断応力τ(図7)が大きい場合、吊りボルトでせん断破壊は生じないが、上部の第一端部取付け部材の下端で生じる曲げモーメントMが吊りボルトの曲げ応力σより大きい場合、吊りボルトは塑性変形し曲げ破壊が生じる。 When the frictional force F ′ is small with respect to the shearing force F and the shearing stress τ (FIG. 7) of the suspension bolt is large with respect to the shearing force F, the suspension bolt does not cause shear failure, but the upper first end mounting member When the bending moment M generated at the lower end of the bolt is greater than the bending stress σ of the suspension bolt, the suspension bolt is plastically deformed and bending fracture occurs.
せん断力Fに対し摩擦力F'が大きい場合、吊り支持機器への加振力が大きく、吊りボルトの変位δにより吊りボルトに生じる曲げモーメントMが曲げ応力σ(図8)より大きくなると、吊りボルトで塑性変形が生じ曲げ破壊が生じる。 When the frictional force F ′ is larger than the shearing force F, the excitation force to the suspension support device is large, and when the bending moment M generated in the suspension bolt due to the displacement δ of the suspension bolt becomes larger than the bending stress σ (FIG. 8), The bolt undergoes plastic deformation and bending failure occurs.
第一端部取付け部材がない場合(図6)、吊り支持機器へ加振力が発生すると、天井面と吊りボルトの接点で吊りボルトの変位δにより曲げモーメントMが生じ、さらに管状部材が加振によりスライドし吊りボルトへ接触すると吊りボルトへせん断力Fが生じてしまい、曲げモーメントMが曲げ応力σより大きくなると塑性変形による曲げ破壊が生じ、せん断力Fが吊りボルトのせん断応力F'より大きくなるとせん断破壊が生じる。 When there is no first end attachment member (FIG. 6), when an excitation force is generated on the suspension support device, a bending moment M is generated by the displacement δ of the suspension bolt at the contact point between the ceiling surface and the suspension bolt, and the tubular member is further applied. When sliding by vibration and coming into contact with the suspension bolt, shear force F is generated on the suspension bolt. When the bending moment M exceeds the bending stress σ, bending failure occurs due to plastic deformation, and the shear force F is determined by the shear stress F 'of the suspension bolt. When it becomes larger, shear fracture occurs.
そこで、管状部材及び第一端部取付け部材を用いて吊りボルトを補強する。なお、第一端部取付け部材と天井スラブ面との摩擦力がF'であり、地震等による吊り支持機器が加振し、加力Wにより吊りボルトにせん断力Fが生じた場合、変位δ、曲げモーメントMをどこまで許容するかによって、補強を行うパイプ径が異なり得る。すなわち、最適なパイプ径が存在する。 Therefore, the suspension bolt is reinforced using the tubular member and the first end mounting member. When the frictional force between the first end mounting member and the ceiling slab surface is F ′, the suspension support device due to an earthquake or the like vibrates, and the shear force F is generated on the suspension bolt by the applied force W, the displacement δ Depending on how far the bending moment M is allowed, the diameter of the pipe to be reinforced can be different. That is, there is an optimal pipe diameter.
例えば、加力Wにより吊りボルトにせん断力Fが生じ吊り支持機器の変位をδ中まで許容する場合(図9)、大中小のパイプ径の管状部材を用意し、パイプ径の小のものを用いて補強すると、δ大まで変位してしまう。そのため、変位をδ中まで許容する場合は、パイプ径は中以上のものを用いなければならない。しかし、実際の施工を考慮すれば、ある程度の吊り支持機器の取り付け位置を微調整する必要があるため、微調整用の変位をδ小とすると、選定するパイプ径は中から大の間のものを用いなければならない。 For example, when shear force F is generated in the suspension bolt by the applied force W and the displacement of the suspension support device is allowed up to δ (FIG. 9), a tubular member having a large, medium and small pipe diameter is prepared. If it is used and reinforced, it will be displaced up to δ. Therefore, when the displacement is allowed up to δ, the pipe diameter must be medium or larger. However, considering the actual construction, it is necessary to finely adjust the mounting position of the suspension support device to some extent, so if the displacement for fine adjustment is δ small, the pipe diameter to be selected is between medium and large Must be used.
例えば、W3/8の吊りボルトを補強し、W1/2の吊りボルトと同等以上の強度を得ようとした場合、W1/2の吊りボルトのせん断応力はτ1/2であるため、第一端部取付け部材と天井スラブとの接触面での摩擦力F'をせん断応力τ1/2に対するせん断力Fより大きくし、且つ許容する吊り支持機器の変位δを例えばδ中とするとパイプ径を中以上の丸パイプを用いることで補強が可能である(図10)。この時、せん断応力τとせん断力Fの関係は、下記5)式で示される。 For example, if a W3 / 8 suspension bolt is reinforced to obtain a strength equal to or greater than that of a W1 / 2 suspension bolt, the shear stress of the W1 / 2 suspension bolt is τ1 / 2. If the frictional force F ′ at the contact surface between the mounting member and the ceiling slab is larger than the shearing force F against the shearing stress τ1 / 2, and the allowable displacement δ of the suspension support device is, for example, δ, the pipe diameter is medium or larger Reinforcement is possible by using a round pipe (Fig. 10). At this time, the relationship between the shear stress τ and the shear force F is expressed by the following equation 5).
τ=F/A 5)式
A: 吊りボルト有効断面積
τ = F / A 5) Formula A: Effective sectional area of suspension bolt
(実験)
本発明に関し静的加力試験を実施した。この試験においては、同一の吊り支持機器を下記の条件の吊ボルト4本で支持し(条件(1)(2)は図14参照、条件(3)は図1参照)、アクチュエータを用いて水平方向に繰返し強制変位させ、変位とアクチュエータに加わる荷重を計測した。変位量は±25〜±125mmとした。
(Experiment)
A static force test was performed on the present invention. In this test, the same suspension support device is supported by four suspension bolts under the following conditions (refer to FIG. 14 for the conditions (1) and (2), and refer to FIG. 1 for the condition (3)) and horizontally using the actuator. The displacement was repeatedly forced in the direction and the displacement and the load applied to the actuator were measured. The amount of displacement was ± 25 to ± 125 mm.
試験条件は以下のとおりである。
条件(1) 吊りボルト300mm、 W3/8。補強無し。
条件(2) 吊りボルト300mm、 W1/2。補強無し。
条件(3) 吊りボルト300mm、 W3/8。本発明により補強。
条件(3)の本発明による補強においては、管状部材として市販のSUS製丸パイプ、内径16φを使用した。また、第一端部取付け部材及び第二端部取付け部材として両者が同一形状(図3に示す形状)の金具を使用した。
The test conditions are as follows.
Condition (1) Hanging bolt 300mm, W3 / 8. No reinforcement.
Condition (2) Hanging bolt 300mm, W1 / 2. No reinforcement.
Condition (3) Hanging bolt 300mm, W3 / 8. Reinforced according to the present invention.
In the reinforcement according to the present invention under the condition (3), a commercially available SUS round pipe having an inner diameter of 16φ was used as the tubular member. Moreover, both used the metal fitting of the same shape (shape shown in FIG. 3) as a 1st end part attachment member and a 2nd end part attachment member.
試験の結果を図11〜図13に示す。図11〜図13において、x軸は吊り機器の変位(mm)を示し、y軸は吊り機器を変位させたときに生じた荷重(kgf)を示す。 The results of the test are shown in FIGS. 11 to 13, the x-axis indicates the displacement (mm) of the suspension device, and the y-axis indicates the load (kgf) generated when the suspension device is displaced.
条件(1)(吊りボルトW3/8、補強無し)の場合、変位±100mmで強度のピークを持ち、さらに変位が大きくなると、吊りボルトで塑性変形が進行して強度が低下し、変位±125mmで破断が生じた。
条件(2)(吊りボルトW1/2、補強無し)の場合、変位±75mmで強度のピークを持ち、さらに変位が大きくなると、吊りボルトで塑性変形が進行して強度が低下し、変位±125mmで破断が生じた。
条件(3)(吊りボルトW3/8、本発明により補強)の場合、変位±100mmで強度のピークを持つが、変位±125mmでも吊りボルトの破断は生じなかった。
Condition (1) (suspending bolt W3 / 8, no reinforcement) has a peak of strength at a displacement of ± 100mm, and when the displacement becomes larger, plastic deformation proceeds with the suspension bolt and the strength decreases, and the displacement of ± 125mm The fracture occurred.
Condition (2) (suspended bolt W1 / 2, no reinforcement) has a peak of strength at a displacement of ± 75mm, and when the displacement becomes larger, plastic deformation proceeds with the suspension bolt and the strength decreases, and the displacement of ± 125mm The fracture occurred.
In the condition (3) (suspending bolt W3 / 8, reinforced according to the present invention), there was a peak of strength at a displacement of ± 100 mm, but the suspension bolt did not break even at a displacement of ± 125 mm.
以上の試験結果から、本発明の補強を行った場合に、加振に対する強度が増加したことが確認された。 From the above test results, it was confirmed that the strength against vibration increased when the reinforcement of the present invention was performed.
本発明によれば、吊りボルトへの曲げモーメントに対する曲げ応力を増加させながら、吊りボルトへのせん断力に対するせん断応力を増加させることができるため、曲げ破壊とせん断破壊の両方に対応できるものとなる。 According to the present invention, since it is possible to increase the shear stress with respect to the shearing force to the suspension bolt while increasing the bending stress with respect to the bending moment to the suspension bolt, it is possible to cope with both bending failure and shear failure. .
また、本発明によれば、吊りボルトの吊長さが30cm以下の場合において、吊りボルトを9φ(W3/8)とし、これに本発明の吊りボルト補強具を取り付けるものとすれば、径の同じ吊りボルトを用いること(すなわち使用する吊りボルトの規格を統一すること)ができるため、作業効率が高められるとともに、その強度を向上させることが可能となる。 Further, according to the present invention, when the suspension bolt has a suspension length of 30 cm or less, the suspension bolt is 9φ (W3 / 8), and the suspension bolt reinforcement of the present invention is attached to the suspension bolt. Since the same suspension bolt can be used (that is, the standard of the suspension bolt to be used can be unified), work efficiency can be improved and the strength can be improved.
更に、本発明は新規設備のみならず既存設備への取り付けも容易であり、十分な耐震補強を安価かつ容易に行うことができるものであり、その産業上の利用可能性は極めて大きい。 Furthermore, the present invention can be easily installed not only on new equipment but also on existing equipment, and can provide sufficient seismic reinforcement at a low cost and with great industrial applicability.
1 管状部材
2 第一端部取付け部材
3 第二端部取付け部材
4 吊り物
5 天井スラブ
6 吊りボルト
7 吊りボルト挿入部
8 鍔状部
9 上端面
10 管状部材挿入部
11 管状部材の上端
12 鍔状面(鍔状部において上端面と反対側に位置する面、第一端部取付け部材を吊りボルトに取り付けた時に鍔状部の地面側に位置する面)
13 管状部材の下端
14 吊りボルト挿入部
15 管状部材挿入部
16 鍔状面(第二端部取付け部材を吊りボルトに取り付けた時に鍔状部の天井側に位置する面)
17 インサート
18 吊り金具
DESCRIPTION OF
13 Tubular member
17
Claims (4)
前記吊りボルトを被覆する管状部材と、
前記管状部材の一端に取り付けられる第一端部取付け部材であって、
雄ねじである吊りボルトに対応する雌ねじにより内側が形成され、吊りボルトが挿入されこれを該第一端部取付け部材にねじ込んで固定する吊りボルト挿入部と、
前記管状部材の内側に挿入され該管状部材を前記第一端部取付け部材に挿入して固定する管状部材挿入部と、
天井スラブ面に当接する天井当接面と、
前記管状部材の一端に当接する鍔状面と、を有する第一端部取付け部材と、
前記管状部材の他端に取り付けられる第二端部取付け部材であって、
吊りボルトが挿入される吊りボルト挿入部と、
前記管状部材の内側に挿入される管状部材挿入部と、
前記管状部材の他端に当接する鍔状面と、を有する第二端部取付け部材と、
を備えることを特徴とする吊りボルト補強具。
A suspension bolt reinforcement that reinforces stress against shaking of a suspension bolt that is inserted and fixed into a ceiling slab,
A tubular member covering the suspension bolt;
A first end attachment member attached to one end of the tubular member,
An inner side is formed by a female screw corresponding to a suspension bolt that is a male screw, a suspension bolt is inserted, and a suspension bolt insertion portion that is screwed and fixed to the first end mounting member;
A tubular member insertion portion that is inserted into the tubular member and is fixed by inserting the tubular member into the first end mounting member;
A ceiling contact surface that contacts the ceiling slab surface;
A first end mounting member having a hook-shaped surface that contacts one end of the tubular member;
A second end attachment member attached to the other end of the tubular member,
A suspension bolt insertion portion into which the suspension bolt is inserted, and
A tubular member insertion portion to be inserted inside the tubular member;
A second end mounting member having a hook-shaped surface that contacts the other end of the tubular member;
Hanger bolt brace, characterized in that Ru comprising a.
The suspension bolt reinforcing tool according to claim 1, wherein the tubular member is made of SUS.
The suspension bolt reinforcing tool according to claim 1 or 2, wherein the suspension bolt is 9φ (W3 / 8) and the suspension length is 30 cm or less.
前記吊りボルトを管状部材で被覆し、
前記管状部材と天井スラブ面との間に、第一端部取付け部材をその上端面が天井スラブ面に当接するとともに、前記管状部材が前記第一端部取付け部材に設けられた鍔状面に当接するように配し、雄ねじである吊りボルトに対応する雌ねじにより内側が形成された前記第一端部取付け部材を前記吊りボルトにねじ込んで固定し、且つ前記管状部材を該第一端部取付け部材に挿入して固定し、
前記吊りボルトに前記管状部材が支持されるように前記管状部材の下端に第二端部取付け部材を取り付けることを特徴とする吊りボルト補強方法。 A suspension bolt reinforcement method for reinforcing stress against shaking of a suspension bolt for ceiling suspension, the upper end of which is inserted into a ceiling slab and fixed.
Covering the suspension bolt with a tubular member;
Between the tubular member and the ceiling slab surface, the upper end surface of the first end mounting member abuts against the ceiling slab surface, and the tubular member is formed on the bowl-shaped surface provided on the first end mounting member. The first end mounting member, which is arranged so as to be in contact with each other and formed on the inner side by a female screw corresponding to a suspension bolt that is a male screw, is screwed into the suspension bolt and fixed, and the tubular member is attached to the first end portion. Insert it into the member and fix it,
Hanger rod reinforcing method wherein the Ru attaching a second end fitting on the lower end of the tubular member as the tubular member is supported on the hanger rod.
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