JP5274735B1 - Steel frame opening reinforcement structure - Google Patents
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Abstract
鉄骨のウエブの高さを変えることなく設備配管が通る開口を大きくすることを可能にするウエブ開口補強構造を提供する。
複数の鉄骨部2と、隣り合う鉄骨部2、2を連結する連結部4とを備え、水平方向に延びる鉄骨1に形成された設備配管用の中央開口30付近を補強する構造であって、鉄骨部2は鉛直方向に沿って配置されるウエブ10と、ウエブ10の上端部及び下端部に配置され、ウエブ10に連結される一対のフランジ12、14とを有し、連結部4は、角型鋼管20と、角型鋼管20の両端部から隣り合う鉄骨部2の端部を挿入しかつ隣り合うウエブ10間に中央開口30を形成した状態で、一対のフランジ12、14の端部と角型鋼管20とを接合するボルト22とを有し、設備配管100は、側方開口32、中央開口30及び側方開口38を通る。Provided is a web opening reinforcing structure that makes it possible to enlarge an opening through which equipment piping passes without changing the height of the steel web.
A structure comprising a plurality of steel frame parts 2 and a connecting part 4 for connecting adjacent steel frame parts 2 and 2 and reinforcing the vicinity of a central opening 30 for equipment piping formed in a steel frame 1 extending in a horizontal direction, The steel frame portion 2 includes a web 10 arranged along the vertical direction, a pair of flanges 12 and 14 arranged at the upper end portion and the lower end portion of the web 10 and connected to the web 10. The end portions of the pair of flanges 12 and 14 with the square steel pipe 20 and the ends of the adjacent steel frames 2 inserted from both ends of the square steel tube 20 and the central opening 30 formed between the adjacent webs 10 And the pipe 22 that joins the square steel pipe 20, and the facility pipe 100 passes through the side opening 32, the central opening 30, and the side opening 38.
Description
本発明は、I形、H型断面を持つ鉄骨に形成された開口を補強する鉄骨の開口補強構造に関する。 The present invention relates to an opening reinforcing structure for a steel frame that reinforces an opening formed in a steel frame having I-shaped and H-shaped cross sections.
従来より、I形、H型断面を持つ鉄骨による鉄骨造の建築物が多く見られる。ここで、鉄骨は、中央のウエブと、このウエブの両端のフランジとによって断面形状がI型あるいはH型になるように構成されている。ところで、建築物においては空調設備や電気設備用の配管が配設されている。ここで、設備配管を、鉄骨を避けるように配設すると、階上と階下との幅すなわち階高を大きくする必要があり、その分建築コストがかかる。そこで、近年、階高の低減を目的として、ウエブに設備配管の開口を設けることが一般的となっている。 Conventionally, many steel-framed buildings with I-shaped and H-shaped cross-sections have been seen. Here, the steel frame is configured to have an I-type or H-type cross-section by a central web and flanges at both ends of the web. By the way, piping for air-conditioning equipment and electrical equipment is arranged in buildings. Here, if the equipment piping is disposed so as to avoid the steel frame, it is necessary to increase the width between the upper floor and the lower floor, that is, the height of the floor. Therefore, in recent years, it has become common to provide an opening for equipment piping in the web for the purpose of reducing the floor height.
しかし、ウエブに開口を設けることは、開口部分において剪断応力に対する強度が低下する。そこで、従来、開口部分を補強するための技術が提案されている。 However, providing an opening in the web reduces the strength against shear stress at the opening. Therefore, conventionally, a technique for reinforcing the opening has been proposed.
従来、この種の技術としては、特許文献1に記載された技術がある。この特許文献1によれば、梁ジョイント部に設備配管用の貫通孔を開口し、これによる梁性能の低下は、所定厚のフランジスプライスプレート並びに開口を避けて梁ウエブに配されたアングル等のスプライスプレートからなるスプライス材により補強する、という技術が提案されている。
Conventionally, as this type of technology, there is a technology described in
従来のウエブの開口を補強する方法としては、特許文献1に記載されているように、ウエブにおける開口周りに補強部材を接合させることが一般に行われている。しかし、この場合、開口部分における剪断応力に対する強度を確保するため、ウエブにおいて開口からフランジとの間にウエブの一部を残す必要がある。すなわち、ウエブの高さを開口の大きさより大きく設定する必要がある。
As a conventional method for reinforcing the opening of the web, as described in
この場合、ウエブにおける開口からフランジまでの高さ分だけ階高が大きくなる。仮に、ウエブの高さと開口の大きさとを同じすることが可能であれば、階高を低減することが可能である。しかし、従来、開口からフランジまでの間にウエブの一部を残さずに、開口周辺を補強することが困難である。このため、鉄骨のウエブの高さを変えることなく設備配管が通る開口を大きくすることを可能にする鉄骨の開口補強構造の出現が望まれている。 In this case, the floor height increases by the height from the opening to the flange in the web. If the height of the web and the size of the opening can be made the same, the floor height can be reduced. However, conventionally, it is difficult to reinforce the periphery of the opening without leaving a part of the web between the opening and the flange. For this reason, the appearance of an opening reinforcement structure for a steel frame that makes it possible to enlarge an opening through which equipment piping passes without changing the height of the steel frame web is desired.
本発明は、鉄骨のウエブの高さを変えることなく設備配管が通る開口を大きくすることを可能にする鉄骨の開口補強構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a steel frame opening reinforcing structure that makes it possible to enlarge an opening through which equipment piping passes without changing the height of a steel frame web.
本発明は、前記目的を達成するため、次に記載する構成を備えている。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
(1) 複数の鉄骨部と、隣り合う当該鉄骨部を連結する連結部とを備え、水平方向に延びる鉄骨に形成された設備配管用の開口付近を補強する鉄骨の開口補強構造であって、前記鉄骨部は、鉛直方向に沿って配置されるウエブと、当該ウエブの上端部及び下端部に配置され、前記ウエブに連結される一対のフランジとを有し、前記連結部は、両端部が開放された四角筒状の鋼管と、当該鋼管の両端部から前記鉄骨部の端部を挿入しかつ隣り合う前記鉄骨部の端部を所定の距離を離した状態で、前記一対のフランジの端部と前記鋼管とを接合する接合部とを有することを特徴とする鉄骨の開口補強構造。 (1) A steel frame opening reinforcement structure that includes a plurality of steel frame portions and a connecting portion that connects the adjacent steel frame portions, and reinforces the vicinity of an opening for facility piping formed in a steel frame extending in the horizontal direction, The steel frame portion includes a web disposed along a vertical direction, and a pair of flanges disposed at an upper end portion and a lower end portion of the web and coupled to the web. The coupling portion has both end portions. The open ends of the pair of flanges in the state of a square tubular steel pipe and the end of the steel frame inserted from both ends of the steel pipe and the end of the adjacent steel frame separated by a predetermined distance An opening reinforcing structure for a steel frame, comprising: a joining portion that joins the portion and the steel pipe.
(1)によれば、隣り合う2本の鉄骨部を所定の距離だけ離間させた状態で、これら2本の鉄骨部を四角筒状の鋼管に挿入し、鉄骨部と鋼管とを接合することにより、2本の鉄骨部2の間に開口が形成される。この開口を設備配管用の開口として利用することが可能になる。更に、鋼管の側面部がウエブに対して平行に配置される。このため、鋼管の側面部がウエブとして機能するようになり、開口付近の剪断応力に対する強度が向上し、開口付近における剪断応力に対する強度が確保される。また、2本の鉄骨部を離間させて設備配管用の開口を形成するため、従来のように、ウエブの高さ方向に一部を残すことなく全体を設備配管用の開口とすることが可能になる。これにより、設備配管用の開口を形成するためにウエブの高さを高くする必要がなくなり、その分、ウエブの高さを短くすることが可能になる。その結果、建築物の階高を低く抑えることが可能になり、建築コストを低減させることが可能になる。更にまた、設備配管の経路において、一方の鉄骨部におけるウエブと連結部との間に形成された開口から入り、2本の鉄骨部2の間の開口を通って、他方の前記鉄骨部におけるウエブと連結部との間に形成された開口から出されるという設備配管の経路が形成される。このため、鉄骨に設備配管を通すことが容易に可能になる。
According to (1), in a state where two adjacent steel frame parts are separated by a predetermined distance, these two steel frame parts are inserted into a square tubular steel pipe, and the steel frame part and the steel pipe are joined. Thus, an opening is formed between the two
(2) (1)において、前記鋼管に挿入される前記鉄骨部の端部の長さは、前記鉄骨部の鉛直方向の長さ以上であることを特徴とする鉄骨の開口補強構造。 (2) In (1), the length of the end of the steel part inserted into the steel pipe is equal to or greater than the length of the steel part in the vertical direction.
(2)によれば、隣り合う2本の鉄骨部を連結部によって確実に連結することが可能になる。 According to (2), it is possible to reliably connect two adjacent steel frame portions by the connecting portion.
(3) (1)、(2)において、前記一対のフランジと前記連結部との間に介在され、前記鉄骨部から前記連結部に応力を伝達する応力伝達プレートを更に備え、前記応力伝達プレートにおける前記鉄骨部の幅方向に沿った方向の長さは、前記一対のフランジにおける前記鉄骨部の幅方向に沿った方向の長さよりも長いことを特徴とする鉄骨の開口補強構造。 (3) In (1) and (2), the stress transmission plate further includes a stress transmission plate that is interposed between the pair of flanges and the connection portion and transmits stress from the steel frame portion to the connection portion. In the steel frame opening reinforcing structure, the length in the direction along the width direction of the steel frame portion is longer than the length in the direction along the width direction of the steel frame portion in the pair of flanges.
(3)によれば、例えば、一対のフランジと連結部との間に隙間があり、かつフランジの幅が連結部の幅よりも短い場合に、この隙間に応力伝達プレートを介在させることにより、隙間の部分を補強することが可能になる。この際、応力伝達プレートにおける鉄骨部の幅方向に沿った方向の長さは、一対のフランジにおける鉄骨部の幅方向に沿った方向の長さよりも長いために、連結部において鉄骨部からの応力が作用する領域を大きくすることができる。これにより、鉄骨部から応力が連結部の一部に集中することが防止され、鉄骨部の応力によって連結部が変形することを防止することが可能になる。 According to (3), for example, when there is a gap between the pair of flanges and the connecting portion and the width of the flange is shorter than the width of the connecting portion, by interposing a stress transmission plate in the gap, It becomes possible to reinforce the gap portion. At this time, the length in the direction along the width direction of the steel frame portion in the stress transmission plate is longer than the length in the direction along the width direction of the steel frame portion in the pair of flanges. It is possible to enlarge the area where the gallium acts. Thereby, it is possible to prevent stress from being concentrated on a part of the connecting portion from the steel frame portion, and to prevent the connecting portion from being deformed by the stress of the steel frame portion.
本発明によれば、隣り合う2本の鉄骨部を所定の距離だけ離間させた状態で、これら2本の鉄骨部を四角筒状の鋼管に挿入し、鉄骨部と鋼管とを接合することによって2本の鉄骨部2の間に形成された開口を、設備配管用の開口として利用することが可能になる。更に、鋼管の側面部がウエブに対して平行に配置されるため、鋼管の側面部がウエブとして機能する。このため、開口付近の剪断応力に対する強度が向上し、開口付近における剪断応力に対する強度が確保される。これにより、開口を形成するためにウエブの高さを高くする必要がなくなり、ウエブの高さを短くすることが可能になる。その結果、建築物の階高を低く抑えることが可能になり、建築コストを低減させることが可能になる。
According to the present invention, two adjacent steel frames are separated from each other by a predetermined distance, and the two steel frames are inserted into a square tubular steel pipe, and the steel frame and the steel pipe are joined together. The opening formed between the two
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の一実施形態におけるウエブ開口補強構造を備えた鉄骨1の要部を示す斜視図である。図2は、図1のAA断面図である。図3は、図1のBB断面図である。図4は図1のCC断面図である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a
図1に示すように、鉄骨1は、設備配管用の開口を補強する構造を有しており、複数の鉄骨部2と、連結部4とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
鉄骨部2は、鋼鉄製の部材からなり、ウエブ10と、上フランジ12と、下フランジ14とを備えている。ここで、以下の説明の便宜上、図1に示すX方向を長さ方向、Y方向を高さ方向、Z方向を幅方向と称することにする。また、長さ方向、高さ方向及び幅方向は、それぞれ互いに垂直であり、鉄骨1を建築物の梁として用いた場合に高さ方向が鉛直方向となる。
The
ウエブ10、上フランジ12及び下フランジ14は、長手方向に延びる矩形の板状に形成されている。上フランジ12及び下フランジ14は、所定の距離を離して互いに対向配置されている。
The
ウエブ10は、上フランジ12及び下フランジ14の幅方向における中央部を連結するものであり、ウエブ10の上端部に上フランジ12が連結され、ウエブ10の下端部に連結される。このため、上フランジ12及び下フランジ14は水平方向に、ウエブ10は鉛直方向に配置されており、鉄骨1を長手方向に沿って正面視した場合、図2に示すように、ウエブ10、上フランジ12及び下フランジ14によってH型に視認される。また、上フランジ12及び下フランジ14の端部には、ボルト22を通すための孔部が形成されている。
The
連結部4は、四角筒状の角型鋼管20と、接合部に相当するボルト22とを備えている。角型鋼管20は、両端部が開放されており、この両端部の開口は鉄骨部2が挿入可能な大きさに設定されている。ここで、角型鋼管20に鉄骨部2を挿入した際に、上フランジ12が対向する平面部を上面部、下フランジ12が対向する平面部を下面部、ウエブ10が所定の距離をおいて対向する平面部を側面部と称する。
The
本実施形態においては、角型鋼管20の内側における上面部及び下面部の幅方向の長さは、上フランジ12及び下フランジ14の幅方向の長さより若干大きく、角型鋼管20の内側における側面部の高さ方向の長さは、上フランジ12上面から下フランジ14下面までの高さより若干大きくなるように設定されている。このため、鉄骨部2を連結部4に挿入した場合に、図2に示すように、上フランジ12の上面は角型鋼管20の内側における上面部の面に近接する。同様に、下フランジ14の下面は角型鋼管20の内側における下面部の面に近接する。
In the present embodiment, the length in the width direction of the upper surface portion and the lower surface portion inside the
また、角型鋼管20における上面部及び下面部の長手方向の両端部に、ボルト22を通すための孔部が形成されている。そして、2本の鉄骨部2と角型鋼管20とを連結する際には、まず、隣り合う鉄骨部2、2の端部を角型鋼管20の両端部に挿入する。ここで、角型鋼管20に挿入される鉄骨部2の端部の長さは、鉄骨部2の高さ方向の長さに等しいかあるいは若干長く設定されている。
Moreover, the hole part for letting the volt | bolt 22 pass is formed in the both ends of the longitudinal direction of the upper surface part in the
鉄骨部2、2の端部を角型鋼管20の両端部に挿入していくと、図3に示すように、上フランジ12及び下フランジ14の孔部と、角型鋼管20における上面及び下面の孔部とが一致する。この時点で、隣り合う鉄骨部2、2の両端部は長手方向に所定の長さだけ離間した状態となる。そして、上フランジ12及び下フランジ14と角型鋼管20とをボルト22によって接合する。
When the end portions of the steel frames 2 and 2 are inserted into both end portions of the
このように2本の鉄骨部2と角型鋼管20とを連結することにより、隣り合う鉄骨部2、2の間に、設備配管用の開口に相当する中央開口30が形成される。中央開口30の長手方向の長さは、設備配線を通すことが可能な長さに設定されている。また、隣り合う鉄骨部2、2における一方の鉄骨部2のウエブ10と、角型鋼管20の両側面部との間に、側方開口32、34が形成される。同様に、他方の鉄骨部2のウエブ10と、角型鋼管20の両側面部との間に、側方開口36、38が形成される。このとき、図4に示すように、側方開口32と側方開口38とは対角線方向に位置している。同様に、側方開口34と側方開口36とは対角線方向に位置している。
By connecting the two
なお、設備配管とは、空調設備用の配管や、電気設備用の各種のケーブルを通すための配管、更にはケーブル自体等を指す。設備配管100は、一例として、図4に示すように、側方開口32に進入し、中央開口30を通って、側方開口34又は側方開口38から出るという経路で、鉄骨1に通される。
The equipment piping refers to piping for air conditioning equipment, piping for passing various cables for electrical equipment, and the cable itself. As an example, as shown in FIG. 4, the facility piping 100 is passed through the
以上、説明したように構成された本実施形態によれば、2本の鉄骨部2を長手方向に所定の長さ離間させた状態で、これら2本の鉄骨部2を四角筒状の角型鋼管によって接合することにより、2本の鉄骨部2の間に形成された中央開口30を、設備配管用の開口として利用することが可能になる。更に、角型鋼管20の上面部及び下面部がフランジとして機能し、角型鋼管20の側面部がウエブとして機能する。このため、中央開口30付近の剪断応力に対する強度が向上し、2本の鉄骨部2を離間させたとしても剪断応力に対する強度が確保される。
As described above, according to the present embodiment configured as described above, in a state where the two
また、2本の鉄骨部2を離間させて設備配管用の中央開口30を形成するため、従来のように、ウエブの高さ方向に一部を残すことなく全体を開口とすることが可能になる。これにより、開口を形成するためにウエブの高さを高くする必要がなくなり、ウエブの高さを短くすることが可能になる。その結果、建築物の階高を低く抑えることが可能になり、建築コストを低減させることが可能になる。
In addition, since the
また、角型鋼管20に挿入される鉄骨部2の端部の長さは、鉄骨部2の鉛直方向の長さ(高さ方向の長さ)以上であるため、隣り合う2本の鉄骨部2を連結部4によって確実に連結することが可能になる。
Moreover, since the length of the edge part of the
ところで、図1に示す第1実施形態においては、鉄骨部2がH鋼からなり、角型鋼管20の幅方向の長さを、上フランジ12及び下フランジ14の幅方向の長さよりも若干大きい程度に設定している。このため、鉄骨部2からの応力が、上フランジ12及び下フランジ14を介して角型鋼管20に広範囲にかかるようになる。しかし、鉄骨部2がI鋼の場合には、角型鋼管20の幅方向の長さに対し、上フランジ12及び下フランジ14の幅方向の長さが短い。このため、上フランジ12及び下フランジ14と角型鋼管20との接触面積が小さくなり、鉄骨部2からの応力が、角型鋼管20の上面部及び下面部の一部の領域に集中するようになる。そこで、角型鋼管20における鉄骨部2からの応力がかかる領域を広げるように構成したものが、次の第2実施形態である。
By the way, in 1st Embodiment shown in FIG. 1, the
[第2実施形態]
図5は、本発明の第2実施形態における鉄骨1のウエブ開口補強構造の要部を示す平面図、図6は図5のDD断面図である。なお、図5、図6に示す第2実施形態において、図1に示す第1実施形態における部材と同一の部材、又は同一機能の部材については、同一の符号を付して詳細な説明は省略した。[Second Embodiment]
FIG. 5 is a plan view showing the main part of the web opening reinforcing structure of the
第2実施形態における鉄骨1は、第1実施形態における鉄骨1における角型鋼管20の高さを長くして、角型鋼管20と上フランジ12及び角型鋼管20と下フランジ14との間に、図6に示すように隙間50を形成し、この隙間50に、応力伝達プレート40を介在させたものである。
In the
応力伝達プレート40は、図5に示すように、長方形と等脚台形とを組み合わせてなる略ホームベース形状の鋼板部材である。この応力伝達プレート40の等脚台形の部分において、互いに平行な二辺における短辺の長さは、上フランジ12及び下フランジ14の幅方向の長さに等しく、長辺の長さは、角型鋼管20の内側の面の幅方向の長さよりも若干短く設定されている。
As shown in FIG. 5, the
このように構成された応力伝達プレート40は、上フランジ12及び下フランジ14の端部にボルト42、42によって固定される。この時、応力伝達プレート40の長辺が上フランジ12及び下フランジ14の先端に重ねられ、等脚台形側の部分が上フランジ12及び下フランジ14にボルト42、42によって固定される。
The
更に、鉄骨部2の端部が角型鋼管20に挿入され、角型鋼管20、応力伝達プレート40及び上フランジ12が、重なった状態でボルト44、44によって締結される。同様に、角型鋼管20、応力伝達プレート40及び下フランジ14が、重なった状態でボルト44、44によって締結される。
Further, the end portion of the
このように構成された第2実施形態においては、上フランジ12及び下フランジ14と角型鋼管20との間に隙間50があり、かつ上フランジ12及び下フランジ14の幅方向の長さが連結部の幅方向の長さよりも短い場合に、隙間50に応力伝達プレート40を介在させることにより、隙間50の部分を補強することが可能になる。この際、応力伝達プレート40の幅方向の長さが、上フランジ12及び下フランジ14の幅方向の長さよりも長いために、角型鋼管20において鉄骨部2からの応力が作用する領域を大きくすることができる。このため、鉄骨部2から応力が連結部4の一部に集中することが防止され、鉄骨部の応力によって連結部が変形することを防止することが可能になる。
In the second embodiment configured as described above, there is a
なお、上述した第2実施形態においては、応力伝達プレート40と角型鋼管20と上フランジ12又は下フランジ14との固定にボルト42、44を用いているが、それに限るものではない。例えば、応力伝達プレート40と角型鋼管20と上フランジ12又は下フランジ14とを溶接することによって、ボルト42、44が突出する分だけ鉄骨1の高さ方向の長さを低くすることが可能になる。
In addition, in 2nd Embodiment mentioned above, although the
1 鉄骨
2 鉄骨部
4 連結部
10 ウエブ
12 上フランジ
14 下フランジ
20 角型鋼管
22 ボルト
30 中央開口
32 側方開口
34 側方開口
36 側方開口
38 側方開口
40 応力伝達プレート
42 ボルト
44 ボルト
50 隙間
100 設備配管
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記鉄骨部は、
鉛直方向に沿って配置されるウエブと、当該ウエブの上端部及び下端部に配置され、前記ウエブに連結される一対のフランジとを有し、
前記連結部は、両端部が開放された四角筒状の鋼管と、当該鋼管の両端部から前記鉄骨部の端部を挿入しかつ隣り合う前記鉄骨部の端部を所定の距離を離した状態で、前記一対のフランジの端部と前記鋼管とを接合する接合部とを有することを特徴とする鉄骨の開口補強構造。An opening reinforcement structure for a steel frame that includes a plurality of steel frame portions and a connecting portion that connects the adjacent steel frame portions, and reinforces the vicinity of an opening for equipment piping formed in a steel frame extending in the horizontal direction,
The steel part is
A web arranged along the vertical direction, and a pair of flanges arranged at the upper end and lower end of the web and connected to the web;
The connecting part is a state in which both ends of the steel pipe are inserted into a rectangular tubular steel pipe having both ends open, and the end of the steel part is adjacent to a predetermined distance from both ends of the steel pipe. An opening reinforcing structure for a steel frame, comprising: a joining portion for joining the end portions of the pair of flanges and the steel pipe.
前記応力伝達プレートにおける前記鉄骨部の幅方向に沿った方向の長さは、前記一対のフランジにおける前記鉄骨部の幅方向に沿った方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項1又は2記載の鉄骨の開口補強構造。A stress transmission plate that is interposed between the pair of flanges and the connecting portion and transmits stress from the steel frame portion to the connecting portion;
The length of the stress transmission plate in the direction along the width direction of the steel frame portion is longer than the length of the pair of flanges in the direction along the width direction of the steel frame portion. Steel opening reinforcement structure as described.
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