JP6994450B2 - 柱梁架構の補強構造 - Google Patents
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Description
本発明は、左柱の上部が、左接合部を介して上部梁に接合され、右柱の上部が、右接合部を介して前記上部梁に接合される柱梁架構において、前記左接合部に接合の第１左ブレースと前記上部梁に接合の第２左ブレースが、互いに端部接合された左端部接合部を有するＶ字状の左ブレース体を構成し、その左端部接合部に接合の左連結ブレースが、前記左柱の下端部に接合されるとともに、前記右接合部に接合の第１右ブレースと前記上部梁に接合の第２右ブレースが、互いに端部接合された右端部接合部を有するＶ字状の右ブレース体を構成し、その右端部接合部に接合の右連結ブレースが、前記右柱の下端部に接合される柱梁架構の補強構造に関する。
このような構成からなる柱梁架構の補強構造は、柱梁架構の中央部に大きなスペースを確保することが可能となる。したがって、例えば、そのスペースを出入口に使用することができ、大きな倉庫などに適用する場合には、大型車両の出入口として使用することも可能であり、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記公報に開示の従来技術では、左連結ブレースと右連結ブレースが、それぞれ左右のブレース体を構成するブレースと同じ材料、具体的には、同じ丸鋼で構成されているので、強度的に問題があり、この点に改良の余地がある。
すなわち、上述した柱梁架構の補強構造では、例えば、地震によって上部梁が左右に揺れると、上部梁の高さが低くなり、左右のブレース体や連結ブレースに大きな圧縮力が作用することになる。その際、左右のブレース体は、上部梁と伴に三角形に構成されるので比較的丈夫であり、その結果、左右の連結ブレースに大きな軸力が集中的に作用して座屈する可能性があり、この点に改良の余地がある。
すなわち、上述した柱梁架構の補強構造では、例えば、地震によって上部梁が左右に揺れると、上部梁の高さが低くなり、左右のブレース体や連結ブレースに大きな圧縮力が作用することになる。その際、左右のブレース体は、上部梁と伴に三角形に構成されるので比較的丈夫であり、その結果、左右の連結ブレースに大きな軸力が集中的に作用して座屈する可能性があり、この点に改良の余地がある。
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、たとえ地震によって左右の連結ブレースに大きな軸力が集中的に作用しても、左右の連結ブレースの座屈を回避することができ、補強構造全体としての強度向上も図り得る柱梁架構の補強構造を提供することにある。
本発明の第１特徴構成は、左柱の上部が、左接合部を介して上部梁に接合され、右柱の上部が、右接合部を介して前記上部梁に接合される柱梁架構において、前記左接合部に接合の第１左ブレースと前記上部梁に接合の第２左ブレースが、互いに端部接合された左端部接合部を有するＶ字状の左ブレース体を構成し、その左端部接合部に接合の左連結ブレースが、前記左柱の下端部に接合されるとともに、前記右接合部に接合の第１右ブレースと前記上部梁に接合の第２右ブレースが、互いに端部接合された右端部接合部を有するＶ字状の右ブレース体を構成し、その右端部接合部に接合の右連結ブレースが、前記右柱の下端部に接合される柱梁架構の補強構造であって、前記左連結ブレースと右連結ブレースが、それぞれ座屈補剛ブレースで構成される点にある。
本構成によれば、従来と同様に、柱梁架構の中央部に大きなスペースを確保することができ、例えば、そのスペースを出入口として有効に使用することが可能となる。
それに加えて、左連結ブレースと右連結ブレースが、それぞれ座屈補剛ブレースで構成されるので、例えば、地震によって上部梁が左右に揺れて左右の連結ブレースに大きな軸力が集中的に作用しても、左右の連結ブレースが座屈することはなく、補強構造全体としての強度も大幅に向上する。
それに加えて、左連結ブレースと右連結ブレースが、それぞれ座屈補剛ブレースで構成されるので、例えば、地震によって上部梁が左右に揺れて左右の連結ブレースに大きな軸力が集中的に作用しても、左右の連結ブレースが座屈することはなく、補強構造全体としての強度も大幅に向上する。
本発明の第２特徴構成は、前記左右の連結ブレースを構成する座屈補剛ブレースが、芯材としてのＨ形鋼とそのＨ形鋼を収納保持する補剛用の鋼管で構成される点にある。
本構成によれば、左右の連結ブレースを構成する座屈補剛ブレースが、Ｈ形鋼と補剛用の鋼管で構成されるので、どちらの材料も比較的入手し易く、かつ、座屈補剛ブレースの作製も比較的容易となる。
本発明の第３特徴構成は、前記左端部接合部と右端部接合部とに亘って、繋ぎ材が接合される点にある。
本構成によれば、繋ぎ材が、左ブレース体の左端部接合部と右ブレース体の右端部接合部とに亘って接合されるので、繋ぎ材によって左端部接合部と右端部接合部が強化され、補強構造の更なる強化が可能となり、更に、その繋ぎ材をシャッターなどの扉を設置する際の下地材として使用することも可能となる。
本発明の第４特徴構成は、前記左端部接合部に接合の左補助ブレースと前記右端部接合部に接合の右補助ブレースが、それぞれ前記柱梁架構の構面外の同じ方向に向けて斜め上方に延出されて建物の躯体に接合される点にある。
本構成によれば、左端部接合部に接合の左補助ブレースと右端部接合部に接合の右補助ブレースが、それぞれ柱梁架構の構面外の同じ方向に向けて斜め上方に延出されて建物の躯体に接合されるので、これら左右の補助ブレースによって左端部接合部と右端部接合部の構面外方向への変形が抑制され、その結果、左端部接合部と右端部接合部の更なる強化が可能となり、補強構造全体が更に一層強化される。
本発明による柱梁架構の補強構造の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の柱梁架構の補強構造は、図１に示すように、正面視において、角形鋼管からなる左柱１と右柱２が、図外の建物の床面ＦＬより下方において支持地盤Ｇに設置支持され、Ｈ形鋼からなる上部梁３により互いに接合されて、これら左右の柱１、２と上部梁３で構成される門型の柱梁架構４を備えている。言い換えると、門型の柱梁架構４は、左柱１の上部が、左接合部５を介して上部梁３に接合され、右柱２の上部が、右接合部６を介して上部梁３に接合されて構成される。
この柱梁架構４において、左接合部５と右接合部６における角形鋼管とＨ形鋼との接合は、従来から知られているように、ダイアフラムを使用した溶接による剛接合で、それによって、ラーメン構造の門型の柱梁架構４が構成される。
本発明の柱梁架構の補強構造は、図１に示すように、正面視において、角形鋼管からなる左柱１と右柱２が、図外の建物の床面ＦＬより下方において支持地盤Ｇに設置支持され、Ｈ形鋼からなる上部梁３により互いに接合されて、これら左右の柱１、２と上部梁３で構成される門型の柱梁架構４を備えている。言い換えると、門型の柱梁架構４は、左柱１の上部が、左接合部５を介して上部梁３に接合され、右柱２の上部が、右接合部６を介して上部梁３に接合されて構成される。
この柱梁架構４において、左接合部５と右接合部６における角形鋼管とＨ形鋼との接合は、従来から知られているように、ダイアフラムを使用した溶接による剛接合で、それによって、ラーメン構造の門型の柱梁架構４が構成される。
柱梁架構４の左接合部５には、複数枚の鋼板で構成される第１左接合部材７を介してＨ形鋼からなる第１左ブレース８が溶接により剛接合され、上部梁３には、同じく第２左接合部材９を介して、例えば、第１左ブレース８のＨ形鋼よりも断面積や断面係数の大きなＨ形鋼からなる第２左ブレース１０が溶接により剛接合される。第１左ブレース８と第２左ブレース１０は、その端部どうしが左端部接合部１１において互いに溶接により剛接合され、その結果、左端部接合部１１を有するＶ字状の左ブレース体１２を構成する。
同様に、柱梁架構４の右接合部６には、第１右接合部材１３を介してＨ形鋼からなる第１右ブレース１４が溶接により剛接合され、上部梁３には、第２左接合部材９に隣接する第２右接合部材１５を介して、第１右ブレース１４のＨ形鋼よりも断面積や断面係数の大きなＨ形鋼からなる第２右ブレース１６が溶接により剛接合され、第１右ブレース１４と第２右ブレース１６の端部が互いに溶接により剛接合されて、右端部接合部１７を有するＶ字状の右ブレース体１８を構成する。
同様に、柱梁架構４の右接合部６には、第１右接合部材１３を介してＨ形鋼からなる第１右ブレース１４が溶接により剛接合され、上部梁３には、第２左接合部材９に隣接する第２右接合部材１５を介して、第１右ブレース１４のＨ形鋼よりも断面積や断面係数の大きなＨ形鋼からなる第２右ブレース１６が溶接により剛接合され、第１右ブレース１４と第２右ブレース１６の端部が互いに溶接により剛接合されて、右端部接合部１７を有するＶ字状の右ブレース体１８を構成する。
左ブレース体１２の左端部接合部１１には、左連結ブレース１９が接合され、その左連結ブレース１９の下端部が、斜め下方に延出されて、左下接合部材２０を介して左柱１の下端部に接合される。同様に、右ブレース体１８の右端部接合部１７には、右連結ブレース２１が接合され、その右連結ブレース２１の下端部が、斜め下方に延出されて、右下接合部材２２を介して右柱２の下端部に接合される。
左連結ブレース１９と右連結ブレース２１は、図３に示すように、それぞれ芯材としてのＨ形鋼２３とそのＨ形鋼２３を収納保持する補剛用の角形の鋼管２４で構成される座屈補剛ブレースにより構成され、Ｈ形鋼２３としては、例えば、第２左ブレース１０や第２右ブレース１６よりも断面積や断面係数の小さなＨ形鋼が使用される。そのＨ形鋼２３と鋼管２４との間には、図示はしないが、鋼管２４内におけるＨ形鋼２３の不要な動きを規制する複数のリブが介在され、各連結ブレースを構成するＨ形鋼２３が、左端部接合部１１、左下接合部材２０、右端部接合部１７、および、右下接合部材２２に対してそれぞれ溶接により剛接合される。
左連結ブレース１９と右連結ブレース２１は、図３に示すように、それぞれ芯材としてのＨ形鋼２３とそのＨ形鋼２３を収納保持する補剛用の角形の鋼管２４で構成される座屈補剛ブレースにより構成され、Ｈ形鋼２３としては、例えば、第２左ブレース１０や第２右ブレース１６よりも断面積や断面係数の小さなＨ形鋼が使用される。そのＨ形鋼２３と鋼管２４との間には、図示はしないが、鋼管２４内におけるＨ形鋼２３の不要な動きを規制する複数のリブが介在され、各連結ブレースを構成するＨ形鋼２３が、左端部接合部１１、左下接合部材２０、右端部接合部１７、および、右下接合部材２２に対してそれぞれ溶接により剛接合される。
左ブレース体１２の左端部接合部１１と右ブレース体１８の右端部接合部１７とに亘っては、図１に示すように、例えば、第１左ブレース８や第１右ブレース１４のＨ形鋼よりも断面積や断面係数の小さなＨ形鋼からなる繋ぎ材２５が溶接により剛接合され、仮想線で示すように、シャッターなどの扉を設置する際には、その繋ぎ材２５が扉の下地材として使用される
更に、左ブレース体１２の左端部接合部１１には、図２に示すように、Ｈ形鋼からなる左補助ブレース２６が溶接により剛接合され、同様に、右ブレース体１８の右端部接合部１７には、Ｈ形鋼からなる右補助ブレース２７が溶接により剛接合される。
これら左右の補助ブレース２６、２７は、それぞれ柱梁架構４の構面外の同じ方向に向けて、かつ、互いに平行に斜め上方に延出されて、それぞれ建物の小梁や大梁などの各種の躯体２８に溶接により剛接合される。
なお、左右の補助ブレース２６、２７は、ブレースの接合に適した躯体２８にそれぞれ別々に剛接合するものであるから、必ずしも互いに平行に配置できるとは限らず、場合によっては、非平行状態に延出して接合することもある。そして、左右の補助ブレース２６、２７を柱梁架構４の構面外の同じ方向に向けて延出した上で、更に別の補助ブレースを構面外の別の方向に向けて延出して接合することも可能である。
更に、左ブレース体１２の左端部接合部１１には、図２に示すように、Ｈ形鋼からなる左補助ブレース２６が溶接により剛接合され、同様に、右ブレース体１８の右端部接合部１７には、Ｈ形鋼からなる右補助ブレース２７が溶接により剛接合される。
これら左右の補助ブレース２６、２７は、それぞれ柱梁架構４の構面外の同じ方向に向けて、かつ、互いに平行に斜め上方に延出されて、それぞれ建物の小梁や大梁などの各種の躯体２８に溶接により剛接合される。
なお、左右の補助ブレース２６、２７は、ブレースの接合に適した躯体２８にそれぞれ別々に剛接合するものであるから、必ずしも互いに平行に配置できるとは限らず、場合によっては、非平行状態に延出して接合することもある。そして、左右の補助ブレース２６、２７を柱梁架構４の構面外の同じ方向に向けて延出した上で、更に別の補助ブレースを構面外の別の方向に向けて延出して接合することも可能である。
〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、左柱１と右柱２が角形鋼管により構成された例を示したが、これら両柱１、２を丸形鋼管や各種形状の形鋼で構成することもできる。
同様に、上部梁３、左ブレース８、１０、右ブレース１４、１６、繋ぎ材２５などがＨ形鋼により構成された例を示したが、これらをＨ形以外の各種形状の形鋼で構成することも、また、各種形状の鋼管で構成することもできる。
（１）先の実施形態では、左柱１と右柱２が角形鋼管により構成された例を示したが、これら両柱１、２を丸形鋼管や各種形状の形鋼で構成することもできる。
同様に、上部梁３、左ブレース８、１０、右ブレース１４、１６、繋ぎ材２５などがＨ形鋼により構成された例を示したが、これらをＨ形以外の各種形状の形鋼で構成することも、また、各種形状の鋼管で構成することもできる。
（２）先の実施形態では、左右の連結ブレース１９、２１がＨ形鋼２３と鋼管２４からなる座屈補剛ブレースで構成された例を示したが、左右の連結ブレース１９、２１を二重鋼管式の座屈補剛ブレースで構成することもできる。
また、繋ぎ材２５や左右の補助ブレース２６、２７は、絶対に必要なものではなく、繋ぎ材２５や左右の補助ブレース２６、２７を省略して実施することも可能である。
また、繋ぎ材２５や左右の補助ブレース２６、２７は、絶対に必要なものではなく、繋ぎ材２５や左右の補助ブレース２６、２７を省略して実施することも可能である。
１ 左柱
２ 右柱
３ 上部梁
４ 柱梁架構
５ 左接合部
６ 右接合部
８ 第１左ブレース
１０ 第２左ブレース
１１ 左端部接合部
１２ 左ブレース体
１４ 第１右ブレース
１６ 第２右ブレース
１７ 右端部接合部
１８ 右ブレース体
１９ 左連結ブレース
２１ 右連結ブレース
２３ Ｈ形鋼
２４ 鋼管
２５ 繋ぎ材
２６ 左補助ブレース
２７ 右補助ブレース
２８ 躯体
２ 右柱
３ 上部梁
４ 柱梁架構
５ 左接合部
６ 右接合部
８ 第１左ブレース
１０ 第２左ブレース
１１ 左端部接合部
１２ 左ブレース体
１４ 第１右ブレース
１６ 第２右ブレース
１７ 右端部接合部
１８ 右ブレース体
１９ 左連結ブレース
２１ 右連結ブレース
２３ Ｈ形鋼
２４ 鋼管
２５ 繋ぎ材
２６ 左補助ブレース
２７ 右補助ブレース
２８ 躯体
Claims (4)
- 左柱の上部が、左接合部を介して上部梁に接合され、右柱の上部が、右接合部を介して前記上部梁に接合される柱梁架構において、前記左接合部に接合の第１左ブレースと前記上部梁に接合の第２左ブレースが、互いに端部接合された左端部接合部を有するＶ字状の左ブレース体を構成し、その左端部接合部に接合の左連結ブレースが、前記左柱の下端部に接合されるとともに、前記右接合部に接合の第１右ブレースと前記上部梁に接合の第２右ブレースが、互いに端部接合された右端部接合部を有するＶ字状の右ブレース体を構成し、その右端部接合部に接合の右連結ブレースが、前記右柱の下端部に接合される柱梁架構の補強構造であって、
前記左連結ブレースと右連結ブレースが、それぞれ座屈補剛ブレースで構成される柱梁架構の補強構造。 - 前記左右の連結ブレースを構成する座屈補剛ブレースが、芯材としてのＨ形鋼とそのＨ形鋼を収納保持する補剛用の鋼管で構成される請求項１に記載の柱梁架構の補強構造。
- 前記左端部接合部と右端部接合部とに亘って、繋ぎ材が接合される請求項１または２に記載の柱梁架構の補強構造。
- 前記左端部接合部に接合の左補助ブレースと前記右端部接合部に接合の右補助ブレースが、それぞれ前記柱梁架構の構面外の同じ方向に向けて斜め上方に延出されて建物の躯体に接合される請求項１～３のいずれか１項に記載の柱梁架構の補強構造。
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