JP6675641B2 - Reinforcement method of tensile brace joint and reinforcement structure of tensile brace joint - Google Patents

Reinforcement method of tensile brace joint and reinforcement structure of tensile brace joint Download PDF

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Description

本発明は、引張ブレース接合部の補強工法及び引張ブレース接合部の補強構造に関する。   The present invention relates to a method for reinforcing a tensile brace joint and a reinforcing structure for a tensile brace joint.

一般に、鋼構造建物の引張ブレースは、引張ブレースに山形鋼や溝形鋼等を用いて架構に溶接されたガセットプレートの片面のみに高力ボルト接合(所謂、1面せん断接合)されている場合がある。このように接合された引張ブレースの最大耐力は、接合するボルト本数、接合部の応力方向の長さ、接合部の偏心量等に影響を受けることが知られている。例えば、日本建築学会編集の鋼構造接合部設計指針には、最大耐力の評価におけるブレース材の有効断面積の算定方法が記載されており、さらに、ブレース材の突出脚の無効部分の長さについても示されている。   Generally, when a tension brace of a steel structure building is a high-strength bolted joint (so-called one-sided shear joint) only on one side of a gusset plate welded to a frame using angle steel or channel steel as the tensile brace There is. It is known that the maximum strength of the tensile braces thus joined is affected by the number of bolts to be joined, the length of the joint in the stress direction, the amount of eccentricity of the joint, and the like. For example, the design guideline for steel structural joints edited by the Architectural Institute of Japan describes the method of calculating the effective cross-sectional area of the brace material in the evaluation of the maximum strength, and furthermore, regarding the length of the invalid part of the protruding leg of the brace material Are also shown.

ところで、建築年代の古い建物の耐震補強に関する技術として、例えば、非特許文献1には、端部補強された山形鋼ブレース接合部について開示されている。   By the way, as a technique related to seismic reinforcement of a building of an old building age, for example, Non-Patent Document 1 discloses an angle-shaped steel brace joint with a reinforced end.

田川,他(広島大学),端部補強された山形鋼ブレース接合部の引張載荷実験,日本建築学会大会学術講演梗概集,C−1,pp.1109−1110,2015.09Tagawa, et al. (Hiroshima University), Tensile Loading Test of Angle Reinforced Brace Joints with Reinforced Ends, Summary of Academic Lectures, Architectural Institute of Japan, C-1, pp. 1109-1110, 2015.09 田仲,他(神戸大学),引張ブレースの弾塑性挙動へ与えるガセットプレート面外曲げ剛性の影響その5,日本建築学会大会学術講演梗概集,C−1,pp.1067−1068,2015.09Tanaka, et al. (Kobe University), Effect of out-of-plane bending stiffness on gusset plate on elasto-plastic behavior of tensile braces, Part 5, Abstracts of Annual Meeting of Architectural Institute of Japan, C-1, pp. 146-64. 1067-1068, 2015.09

しかしながら、建築年代の古い建物の耐震補強をする場合、上述のような現在の設計指針に基づいて保有耐力接合をしようとすると、引張ブレース接合部のボルト本数が不足する場合がある。その場合において、既存のガセットプレートに追加のボルトを設置するスペースを確保するのが難しいときには、既存のガセットプレートを撤去し、より板面の面積が大きいガセットプレートを新たに設置するという大掛かりな工事が必要であった。また、近年要望の高い火なし工法化(無溶接、溶断・サンダー掛けなし等)は困難であるという問題があった。
また、上述の非特許文献1に記載の補強方法を用いたとしても、引張ブレース材に補強部材を溶接しなければならず、火なし工法化が難しいという問題があった。
However, in the case of seismic reinforcement of a building with an old building age, the number of bolts at the tensile brace joint may be insufficient when carrying out the holding strength joint based on the current design guideline as described above. In that case, if it is difficult to secure the space for installing additional bolts on the existing gusset plate, it is necessary to remove the existing gusset plate and install a new gusset plate with a larger surface area Was needed. In addition, there has been a problem that it is difficult to adopt a fireless construction method (no welding, no fusing, no sanding, etc.) which has been demanded in recent years.
Further, even if the reinforcing method described in Non-Patent Document 1 described above is used, the reinforcing member must be welded to the tensile brace material, and there is a problem that it is difficult to adopt a fire-free construction method.

上述のようにボルト本数が少ない場合、引張ブレース接合部の耐力が低下する原因は、引張ブレースの軸線方向におけるガセットプレートの最も先端側のボルト位置での面外方向への局所的な偏心曲げに伴う歪集中が原因であることが報告されている(例えば、非特許文献2参照)。
本発明者は、引張ブレース接合部のボルト本数が多くなると、引張ブレース接合部として一体的に変形する領域が広がり、接合部の面外剛性が相対的に高くなるため、歪集中が緩和され、引張ブレース接合部の耐力が上昇するという知見を新たに見出し、本発明を完成させるに至った。
As described above, when the number of bolts is small, the strength of the tensile brace joint decreases due to local eccentric bending in the out-of-plane direction at the most distal bolt position of the gusset plate in the axial direction of the tensile brace. It has been reported that the accompanying strain concentration is the cause (for example, see Non-Patent Document 2).
The present inventor has found that, when the number of bolts in the tensile brace joint increases, the region integrally deformed as the tensile brace joint expands, and the out-of-plane rigidity of the joint increases relatively, so that strain concentration is reduced, The present inventors newly found that the yield strength of the tensile brace joint increases, and have completed the present invention.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、引張ブレース接合部を対象として、設計上ではボルト本数が不足しても保有耐力接合をすることができ、且つ火なし工法化が可能な引張ブレース接合部の補強工法及び引張ブレース接合部の補強構造を提供する。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended for a tensile brace joint, and it is possible to carry out holding strength joining even if the number of bolts is insufficient in design, and a fireless construction method is possible. Provided are a reinforcing method for a tensile brace joint and a reinforcing structure for a tensile brace joint.

請求項1記載の引張ブレース接合部の補強工法は、ガセットプレートと、該ガセットプレートの一方の面に第一ボルトによってボルト接合された引張ブレースとの引張ブレース接合部の補強工法であって、前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍に、前記ガセットプレートの一方の面側から第二ボルトを設ける工程と、前記第一ボルトのナットを外す工程と、前記ガセットプレートの他方の面側から前記ガセットプレートと前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍とに跨って裏当てプレートを設ける工程と、前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍に前記ガセットプレートの他方の面側から前記ガセットプレートと同じ厚み寸法を有するフィラー部材を設けると共に、該フィラー部材に前記第二ボルトを貫通させる工程と、前記第一ボルトに前記ナットを嵌めると共に、前記第二ボルトにナットを嵌めて前記ガセットプレートと、前記引張ブレースと、前記フィラー部材と、前記裏当てプレートとをボルト接合する工程と、を有することを特徴とする。   The method of reinforcing a tensile brace joint according to claim 1 is a method of reinforcing a tensile brace joint between a gusset plate and a tensile brace bolted to one surface of the gusset plate by a first bolt. A step of providing a second bolt from one surface side of the gusset plate near the end of the gusset plate side in the tension brace, a step of removing a nut of the first bolt, and a step of removing the nut of the first bolt from the other surface side of the gusset plate A step of providing a backing plate over the gusset plate and the end of the tension brace near the end of the gusset plate, and the other surface of the gusset plate near the end of the tension brace near the gusset plate. A filler member having the same thickness as the gusset plate is provided, and A step of penetrating the second bolt through a member, fitting the nut to the first bolt, and fitting a nut to the second bolt, the gusset plate, the tension brace, the filler member, and the back surface. And bolting the backing plate.

上述の構成によれば、ガセットプレートと引張ブレースにおけるガセットプレート側の端部近傍とに跨ってガセットプレートの他方の面側から裏当てプレートを設けることで、ガセットプレートを引張ブレースの軸線方向に沿って延長してボルト本数を増やした場合と同等の面外剛性が確保されるため、保有耐力接合が可能となる。また、ガセットプレートと、引張ブレースと、フィラープレートと、裏当てプレートとを接合する際には、溶接等を行わずにボルト接合することによって、火なし工法化が実現される。さらに、引張ブレースにおけるガセットプレート側の端部近傍にガセットプレートの他方の面側からフィラープレートを設け、引張ブレースにおけるガセットプレート側の端部近傍と裏当てプレートとの間にフィラープレートを挟持することで、引張ブレース接合部の応力が円滑にガセットプレート、引張ブレース及び裏当てプレートに分散される。   According to the above configuration, by providing the backing plate from the other surface side of the gusset plate over the gusset plate and the vicinity of the end of the tension brace on the gusset plate side, the gusset plate can be moved along the axial direction of the tension brace. Since the same out-of-plane rigidity as when the number of bolts is increased by extending the length is secured, it is possible to carry out the holding strength joining. Further, when joining the gusset plate, the tension brace, the filler plate, and the backing plate, a fireless construction method is realized by bolting without performing welding or the like. Furthermore, a filler plate is provided near the gusset plate side end of the tension brace from the other surface side of the gusset plate, and the filler plate is sandwiched between the vicinity of the gusset plate side end of the tension brace and the backing plate. Thus, the stress at the joint of the tensile brace is smoothly distributed to the gusset plate, the tensile brace and the backing plate.

請求項2記載の引張ブレース接合部の補強構造は、ガセットプレートと、該ガセットプレートの一方の面に第一ボルトによってボルト接合された引張ブレースと、前記ガセットプレートの他方の面側から前記ガセットプレートと前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍とに跨って当接している裏当てプレートと、前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍に設けられ、前記ガセットプレートと同じ厚み寸法を有し、前記引張ブレースと前記裏当てプレートとの間に挟持されているフィラー部材と、を備え、前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍で前記引張ブレースと、前記フィラー部材と、前記裏当てプレートとが第二ボルトによってボルト接合されていることを特徴とする。   The reinforcing structure for a tension brace joint according to claim 2, wherein the gusset plate, a tension brace bolted to one surface of the gusset plate by a first bolt, and the gusset plate from the other surface side of the gusset plate And a backing plate abutting over the vicinity of the end on the gusset plate side of the tension brace, provided near the end of the tension brace on the gusset plate side, and having the same thickness dimension as the gusset plate. A filler member sandwiched between the tension brace and the backing plate, and the tension brace near an end on the gusset plate side of the tension brace, the filler member, and Characterized in that the backing plate and the backing plate are bolted together by a second bolt

上述の構成によれば、上述の請求項1記載の引張ブレース接合部の補強工法を用いた引張ブレース接合部の補強構造が得られ、請求項1記載の引張ブレース接合部の補強工法と同様の作用が得られるため、保有耐力接合を行うことが可能となり、引張ブレースの歪集中が緩和される。また、溶接等を行わずにボルト接合を行うことによって、火なし工法化が実現される。また、引張ブレース接合部の応力が円滑にガセットプレート、引張ブレース及び裏当てプレートに分散される。   According to the above configuration, a reinforcement structure of the tension brace joint using the reinforcement method of the tension brace joint according to the first aspect is obtained. Since the action can be obtained, it is possible to perform the holding strength joining, and the strain concentration of the tensile brace is reduced. Further, by performing bolt joining without performing welding or the like, a fire-free construction method is realized. Further, the stress of the tensile brace joint is smoothly distributed to the gusset plate, the tensile brace and the backing plate.

本発明の引張ブレース接合部の補強工法及び引張ブレース接合部の補強構造によれば、設計上ではボルト本数が不足しても保有耐力接合をすることができ、且つ火なし工法化が可能になる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the reinforcement method of the tension brace joint part and the reinforcement structure of the tension brace joint part of this invention, even if the number of bolts is insufficient in design, it is possible to carry out the holding strength joint, and the fireless construction method becomes possible. .

本発明を適用した一実施形態の引張ブレース接合部の補強構造を示す正面図である。It is a front view showing the reinforcement structure of the tensile brace joint of one embodiment to which the present invention is applied. 本発明を適用した一実施形態の引張ブレース接合部の補強構造を示す図であり、図1に示すA−A’線で矢視した断面図である。It is a figure which shows the reinforcement structure of the tension brace joining part of one Embodiment to which this invention is applied, and is sectional drawing seen from the A-A 'line shown in FIG. 本発明を適用した一実施形態の引張ブレース接合部の補強構造を示す背面図である。It is a rear view showing the reinforcement structure of the tensile brace joint of one embodiment to which the present invention is applied. 本発明を適用した一実施形態の引張ブレース接合部の補強工法を説明するための平面図である。It is a top view for explaining the reinforcement construction method of the tensile brace joint of one embodiment to which the present invention is applied. 実施例に用いた試験体1の構成を示す図であって、(a)は側面図であり、(b)は正面図である。It is a figure which shows the structure of the test body 1 used for the Example, (a) is a side view, (b) is a front view. 実施例に用いた試験体2の構成を示す図であって、(a)は側面図であり、(b)は正面図である。It is a figure which shows the structure of the test body 2 used for the Example, (a) is a side view, (b) is a front view. 実施例に用いた試験体3の構成を示す図であって、(a)は側面図であり、(b)は正面図である。It is a figure which shows the structure of the test body 3 used for the Example, (a) is a side view, (b) is a front view. 実施例に用いた試験体1の荷重変形関係を示すグラフである。4 is a graph showing a load deformation relationship of a test piece 1 used in an example. 実施例に用いた試験体2の荷重変形関係を示すグラフである。4 is a graph showing a load deformation relationship of a test body 2 used in an example. 実施例に用いた試験体3の荷重変形関係を示すグラフである。It is a graph which shows the load deformation relationship of the test body 3 used for the Example.

以下、本発明を適用した引張ブレース接合部の補強工法及び引張ブレース接合部の補強構造の一実施形態(以下、本実施形態の補強工法及び本実施形態の補強構造とすることがある)について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。   Hereinafter, one embodiment of a reinforcement method of a tensile brace joint and a reinforcement structure of a tension brace joint to which the present invention is applied (hereinafter, may be referred to as a reinforcement method of the present embodiment and a reinforcement structure of the present embodiment in some cases) This will be described with reference to the drawings. The drawings used in the following description are schematic, and the lengths, widths, ratios of thicknesses, and the like are not necessarily the same as actual ones, and can be appropriately changed.

始めに、本実施形態の補強構造20について説明する。
図1から図3に示すように、本実施形態の補強構造20は、ガセットプレート3と、引張ブレース5と、フィラープレート(フィラー部材)8と、裏当てプレート9と、第二高力ボルト(第二ボルト)7と、を備えている。
First, the reinforcing structure 20 of the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 to 3, the reinforcing structure 20 of the present embodiment includes a gusset plate 3, a tension brace 5, a filler plate (filler member) 8, a backing plate 9, and a second high-strength bolt ( A second bolt) 7.

図1及び図3に示すように、ガセットプレート3は、柱等の縦材1と、梁等の横材2からなる架構の角部に溶接されている既設の鋼板である。   As shown in FIGS. 1 and 3, the gusset plate 3 is an existing steel plate welded to a corner of a frame including a vertical member 1 such as a pillar and a horizontal member 2 such as a beam.

引張ブレース5は、ガセットプレート3の板面3aに第一高力ボルト(第一ボルト)4によってボルト接合された既設の鋼部材である。引張ブレース5において軸線方向Xに平行する側端縁5eには、略垂直にサイドスチフナ11が立設されている。   The tension brace 5 is an existing steel member bolted to the plate surface 3 a of the gusset plate 3 by a first high-strength bolt (first bolt) 4. A side stiffener 11 stands substantially vertically on a side edge 5 e of the tension brace 5 parallel to the axial direction X.

図2に示すように、フィラープレート8は、引張ブレース5の端部5E近傍と裏当てプレート9とに挟持されている部材である。また、フィラープレート8は、ガセットプレート3と同じ厚み寸法を有する鋼材である。   As shown in FIG. 2, the filler plate 8 is a member held between the vicinity of the end 5 </ b> E of the tension brace 5 and the backing plate 9. The filler plate 8 is a steel material having the same thickness as the gusset plate 3.

図3に示すように、裏当てプレート9は、ガセットプレート3の板面3bに当接し、且つガセットプレート3とフィラープレート8に跨っている鋼材である。   As shown in FIG. 3, the backing plate 9 is a steel material that abuts on the plate surface 3 b of the gusset plate 3 and straddles the gusset plate 3 and the filler plate 8.

ガセットプレート3、引張ブレース5、フィラープレート8及び裏当てプレート9の長さ、幅、厚み等の各寸法や材質は、縦材1及び横材2からなる架構の引張力や圧縮力を考慮して適切に設定されている。   The dimensions and materials such as the length, width, and thickness of the gusset plate 3, the tension brace 5, the filler plate 8, and the backing plate 9 are determined in consideration of the tensile force and the compressive force of the frame composed of the vertical members 1 and the horizontal members 2. Properly set.

図1から図3に示すように、第二高力ボルト7は、引張ブレース5の軸線方向Xに沿って引張ブレース5におけるガセットプレート3側の端部5E近傍で引張ブレース5と、フィラープレート8と、裏当てプレート9とをボルト接合するためのものである。第二高力ボルト7の本数は、第一高力ボルト4の本数を考慮して適宜設定されている。本実施形態では、第一高力ボルト4の本数と第二高力ボルト7の本数との合計が保有耐力接合に必要な本数とされている。   As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the second high-strength bolt 7 is connected to the tension brace 5 and the filler plate 8 near the end 5E of the tension brace 5 on the gusset plate 3 side along the axial direction X of the tension brace 5. And the backing plate 9 with bolts. The number of the second high-strength bolts 7 is appropriately set in consideration of the number of the first high-strength bolts 4. In the present embodiment, the sum of the number of the first high-strength bolts 4 and the number of the second high-strength bolts 7 is the number required for the holding strength joining.

次いで、本実施形態の補強工法について説明する。
本実施形態の補強工法は、図1等に示すガセットプレート3と引張ブレース5との接合部(引張ブレース接合部)6を補強するための工法であって、以下に説明する第1工程から第五工程を有する。なお、第1工程から第五工程の実施順序は適宜変更しても構わない。
Next, the reinforcing method of the present embodiment will be described.
The reinforcing method according to the present embodiment is a method for reinforcing a joint (tensile brace joint) 6 between the gusset plate 3 and the tension brace 5 shown in FIG. 1 and the like, and includes a first step to a first step described below. It has five steps. Note that the order of performing the first to fifth steps may be changed as appropriate.

第一工程は、引張ブレース5の軸線方向Xに沿って引張ブレース5の軸線方向Xにおけるガセットプレート3側の端部5E近傍にガセットプレート3の板面3a側から第二高力ボルト7を設ける工程である。   In the first step, the second high-strength bolt 7 is provided along the axial direction X of the tension brace 5 from the plate surface 3a side of the gusset plate 3 near the end 5E on the gusset plate 3 side in the axial direction X of the tension brace 5. It is a process.

第二工程は、図4に示すように、ガセットプレート3の板面3b側から、引張ブレース5の軸線方向Xに沿って引張ブレース5の端部5E近傍にガセットプレート3と同じ厚み寸法を有するフィラープレート8を設ける工程である。また、第二工程は、フィラープレート8に第二高力ボルト7を貫通させる工程である。
第三工程は、第一高力ボルト4のナット13を外す工程である。
In the second step, as shown in FIG. 4, the gusset plate 3 has the same thickness dimension as the gusset plate 3 near the end 5E of the tension brace 5 along the axial direction X of the tension brace 5 from the plate surface 3b side. This is a step of providing the filler plate 8. The second step is a step of passing the second high-strength bolt 7 through the filler plate 8.
The third step is a step of removing the nut 13 of the first high-strength bolt 4.

第四工程は、ガセットプレート3の板面3b側からフィラープレート8を挟むようにして、また引張ブレース5の軸線方向Xに沿って、ガセットプレート3と引張ブレース5の端部5E近傍とに跨って、裏当てプレート9を設ける工程である。この工程において、裏当てプレート9には、第一高力ボルト4及び第二高力ボルト7を貫通させる。   In the fourth step, the filler plate 8 is sandwiched from the plate surface 3b side of the gusset plate 3, and the gusset plate 3 and the vicinity of the end 5E of the tension brace 5 are straddled along the axial direction X of the tension brace 5. This is a step of providing the backing plate 9. In this step, the first high-strength bolt 4 and the second high-strength bolt 7 pass through the backing plate 9.

第五工程は、第一高力ボルト4にナット13を嵌めると共に、第二高力ボルト7にナット12を嵌めてガセットプレート3と、引張ブレース5と、フィラープレート8と、裏当てプレート9とをボルト接合する工程である。   In the fifth step, the nut 13 is fitted to the first high-strength bolt 4 and the nut 12 is fitted to the second high-strength bolt 7, and the gusset plate 3, the tension brace 5, the filler plate 8, the backing plate 9 Is a step of bolting.

以上の第一工程から第五工程を行うことによって、図1から図3に示す引張ブレース接合部の補強構造20を実現し、接合部6が補強される。   By performing the first to fifth steps described above, the reinforcing structure 20 of the tensile brace joint shown in FIGS. 1 to 3 is realized, and the joint 6 is reinforced.

以上説明したように、本実施形態の補強構造20及び補強工法によれば、ガセットプレート3の板面3b側から、ガセットプレート3と引張ブレース5の端部5E近傍とに跨って裏当てプレート9を第一高力ボルト4及び第二高力ボルト7によってボルト接合することで、ガセットプレート3を引張ブレース5の軸線方向Xに沿って延長してボルト本数を増やした場合と同等の面外剛性が確保される。これにより、保有耐力接合、即ち、ガセットプレート3及び引張ブレース5の耐力が十分に発揮されるように、接合部6の耐力がガセットプレート3及び引張ブレース5の耐力よりも大となるように破断の考慮をした接合を良好に行うことができる。   As described above, according to the reinforcing structure 20 and the reinforcing method of the present embodiment, the backing plate 9 extends from the plate surface 3b side of the gusset plate 3 to the vicinity of the end 5E of the tension brace 5 and the gusset plate 3. Is bolted by the first high-strength bolt 4 and the second high-strength bolt 7 to extend the gusset plate 3 along the axial direction X of the tension brace 5 to increase the out-of-plane stiffness equivalent to the case where the number of bolts is increased. Is secured. Thereby, the proof joint of the gusset plate 3 and the tensile brace 5 are broken so that the proof stress of the joint 6 is larger than the proof stress of the gusset plate 3 and the tensile brace 5 so that the proof stress of the gusset plate 3 and the tensile brace 5 is sufficiently exhibited. Can be favorably performed in consideration of the above.

また、本実施形態の補強構造20及び補強工法によれば、第一高力ボルト4によってガセットプレート3の板面3aに引張ブレース5がボルト接合されると共に、第二高力ボルト7によってガセットプレート3の板面3bに裏当てプレート9がボルト接合されるので、2面せん断接合を実現し、引張ブレース5を介してのみならず裏当てプレート9を介して応力を伝達させ、引張ブレース5の歪集中を緩和させることができる。   Further, according to the reinforcing structure 20 and the reinforcing method of the present embodiment, the tension brace 5 is bolted to the plate surface 3 a of the gusset plate 3 by the first high-strength bolt 4 and the gusset plate is bolted by the second high-strength bolt 7. Since the backing plate 9 is bolted to the plate surface 3 b of the third member 3, two-sided shear bonding is realized, and stress is transmitted not only through the tension brace 5 but also through the backing plate 9, and The strain concentration can be reduced.

また、本実施形態の補強構造20及び補強工法によれば、ガセットプレート3と、引張ブレース5と、フィラープレート8と、裏当てプレート9とを接合する際に、溶接等を行わずにボルト接合することによって、火なし工法化を実現することができる。これにより、火なし工法の実施が求められる改修工事や更新工事においても、接合部6の補強を行うことができる。   Further, according to the reinforcing structure 20 and the reinforcing method of the present embodiment, when joining the gusset plate 3, the tension brace 5, the filler plate 8, and the backing plate 9, the bolting is performed without performing welding or the like. By doing so, it is possible to realize a fire-free construction method. This makes it possible to reinforce the joint 6 even in a repair work or a renewal work that requires the implementation of the fireless method.

さらに、本実施形態の補強構造20及び補強工法によれば、引張ブレース5におけるガセットプレート3側の端部5E近傍にガセットプレート3の他方の面側からフィラープレート8を設け、引張ブレース5の端部5E近傍と裏当てプレート9との間にフィラープレートを挟持させることで、ガセットプレート3とフィラープレート8が接合されていなくても、接合部6の応力を円滑に効率良くガセットプレート3、引張ブレース5及び裏当てプレート9に分散させることができる。これにより、接合部6の耐力をより高めることができる。   Further, according to the reinforcing structure 20 and the reinforcing method of the present embodiment, the filler plate 8 is provided near the end 5E of the tension brace 5 on the gusset plate 3 side from the other surface side of the gusset plate 3, and the end of the tension brace 5 is provided. By sandwiching the filler plate between the vicinity of the portion 5E and the backing plate 9, even if the gusset plate 3 and the filler plate 8 are not joined, the stress of the joint 6 can be smoothly and efficiently applied to the gusset plate 3, It can be dispersed on the brace 5 and the backing plate 9. Thereby, the proof stress of the joint part 6 can be raised more.

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。   As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications may be made within the scope of the present invention described in the appended claims. Changes are possible.

例えば、上述の実施形態では、第一高力ボルト4及び第二高力ボルト7が引張ブレース5の軸線方向Xに沿って一列に配置されている例を説明したが、第一高力ボルト4及び第二高力ボルト7は引張ブレース5の軸線方向Xに沿って複数列に配置されていてもよい。
また、引張ブレース5の軸線方向Xにおける第一高力ボルト4と第二高力ボルト7の各列数は互いに異なっていてもよい。
また、第一高力ボルト4及び第二高力ボルト7はそれぞれ、設計上の必要耐力を確保できれば、中ボルト等であっても構わない。
For example, in the above-described embodiment, an example in which the first high-strength bolt 4 and the second high-strength bolt 7 are arranged in a line along the axial direction X of the tension brace 5 has been described. The second high-strength bolts 7 may be arranged in a plurality of rows along the axial direction X of the tension brace 5.
Further, the number of rows of the first high-strength bolt 4 and the number of rows of the second high-strength bolt 7 in the axial direction X of the tension brace 5 may be different from each other.
The first high-strength bolt 4 and the second high-strength bolt 7 may be medium bolts or the like as long as the required strength in design can be secured.

また、例えば、上述の実施形態では、フィラー部材として一枚の板状部材からなるフィラープレート8を例示したが、フィラー部材はガセットプレート3と同じ厚み寸法を有していれば、ワッシャやワッシャ以外の部材であっても構わない。   Further, for example, in the above-described embodiment, the filler plate 8 made of a single plate-like member is exemplified as the filler member. However, if the filler member has the same thickness dimension as the gusset plate 3, it is not a washer or a washer. May be used.

次いで、上述した本発明を適用した一実施形態の引張ブレース接合部の補強工法及び引張ブレース接合部の補強構造20の効果を裏付けるために行った実施例及び比較例について説明する。なお、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。   Next, an example and a comparative example performed to confirm the effect of the reinforcing method of the tensile brace joint and the reinforcing structure 20 of the tensile brace joint according to one embodiment to which the present invention is applied will be described. Note that the present invention is not limited only to the following examples.

以下に説明する試験体1から3に対して材料試験を行った。   A material test was performed on test specimens 1 to 3 described below.

(試験体1)
ガセットプレート(SS400、厚み寸法t=9mm)と引張ブレース(SS400、L−75×75×6、サイドスチフナ付きの山形鋼)を5本の高力ボルト(F10T,M16))を用いてボルト接合し、裏当てプレートは接合せずに、試験体1とした。従来構造と同様の試験体1では、高力ボルトの本数が5本であるため、保有耐力接合になっている。各部材の詳細な寸法は、図5(a),(b)に示すように設定した。
(Specimen 1)
Gusset plate (SS400, thickness t = 9mm) and tension brace (SS400, L-75x75x6, angle steel with side stiffener) bolted using 5 high-strength bolts (F10T, M16) Then, the backing plate was not joined, and the test piece 1 was used. In the test body 1 similar to the conventional structure, the number of the high-strength bolts is five, so that the holding strength joining is performed. The detailed dimensions of each member were set as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).

(試験体2)
高力ボルトの本数を3本に減らすこと以外は試験体1と同様の構成を採用し、試験体2とした。試験体2では、高力ボルトの本数が3本であるため、保有耐力接合になっていない。各部材の詳細な寸法は、図6(a),(b)に示すように設定した。
(Specimen 2)
Specimen 2 was configured similarly to Specimen 1 except that the number of high-strength bolts was reduced to three. Since the number of the high-strength bolts in the test body 2 is three, it is not a holding strength joint. The detailed dimensions of each member were set as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).

(試験体3)
図1から図3を参照して説明した引張ブレース接合部の補強構造20に相当する試験体として、試験体1のガセットプレートにおいて引張ブレースが接合されている板面とは反対側の板面側から3本の高力ボルトによって裏当てプレートをボルト接合すると共に、さらに2本の高力ボルトによって裏当てプレートを引張ブレースの軸線方向に沿って引張ブレースにおけるガセットプレート側の端部近傍にフィラープレートを介してボルト接合し、試験体3とした。各部材の詳細な寸法は、図7(a),(b)に示すように設定した。
(Specimen 3)
As a specimen corresponding to the reinforcing structure 20 of the tensile brace joint described with reference to FIGS. 1 to 3, a plate surface side of the gusset plate of the specimen 1 opposite to the plate surface to which the tensile brace is joined. The backing plate is bolted with three high-strength bolts and the backing plate is further stretched with two high-strength bolts along the axial direction of the tension brace near the end of the tension brace on the gusset plate side. Specimen 3 was bolted to the test piece 3. The detailed dimensions of each member were set as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b).

(試験体1から3に対する材料試験結果)
試験体1から3までの各試験体の材料試験の結果から得られた鋼材の機械的性質を表1に示す。また、同材料試験の結果をふまえて試設計を行った結果を示す。
(Material test results for specimens 1 to 3)
Table 1 shows the mechanical properties of the steel materials obtained from the results of the material tests of the test specimens 1 to 3. The results of trial design based on the results of the same material test are shown.

Figure 0006675641
Figure 0006675641

Figure 0006675641
Figure 0006675641

なお、表2では、
jNy3 : 引張ブレース(全断面)の降伏耐力
jNu1 : 高力ボルトの最大せん断耐力
jNu2 : 引張ブレース接合部のボルト本数によって決定される引張ブレースの有効断面積の引張耐力
jNu3 : 局部的なちぎれ破断耐力
jNu c : 最大耐力(即ち、jNu c=min(jNu1jNu2jNu3))
である。
また、表2及び後述の表3、図8から図10における「引張ブレースの有効断面部」とは、各高力ボルト群のうち、ガセットプレートから最も離れた高力ボルトの孔部の位置を示す。
In Table 2,
j N y3 : Yield strength of tensile brace (all cross sections)
j N u1: the maximum shear strength of high-strength bolts
j N u2: effective area of the tensile tension brace is determined by the number of bolts brace joint tensile strength
j N u3: local torn breaking strength
j N u c: Maximum Strength (i.e., j N u c = min ( j N u1, j N u2, j N u3))
It is.
In Table 2 and Table 3 described later, and “effective cross section of the tension brace” in FIGS. 8 to 10, the position of the hole of the high-strength bolt farthest from the gusset plate in each high-strength bolt group. Show.

表1及び表2に示す特性をふまえて引張治具を用いて、試験体1から3に対し、引張ブレースの軸線方向に沿って互いに反対の方向に加力し、試験体が破断するまで変形を与えた。試験結果の一覧を表3に示し、試験体1から3の荷重変形関係を図8から図10に示す。なお、図8及び図10において、「引張ブレース中央部」とは、引張ブレースの軸線方向の中央部を示す。   Based on the characteristics shown in Tables 1 and 2, a tensile jig was used to apply a force to the specimens 1 to 3 in the opposite directions along the axial direction of the tensile brace, and deformed until the specimen broke. Gave. Table 3 shows a list of the test results, and FIGS. 8 to 10 show the load deformation relationships of the test pieces 1 to 3. In addition, in FIG.8 and FIG.10, "the center part of a tension brace" shows the center part of the axial direction of a tension brace.

Figure 0006675641
Figure 0006675641

なお、表3では、
jNu c : 最大耐力の計算値(即ち、jNu c=min(jNu1jNu2jNu3))
である。
In Table 3,
j N u c: calculated value of the maximum strength (i.e., j N u c = min ( j N u1, j N u2, j N u3))
It is.

表3及び図6を参照するとわかるように、上述のように引張ブレースの軸線方向に沿って互いに反対の方向に加力した際、試験体1から3に生じる各現象は、試算と概ね同程度の耐力で発生することを確認した。
試験体1は、引張ブレースの軸線方向における中央部も降伏しており、充分に塑性変形した。その後、引張ブレースの基準長さL=3300mmにおける平均ひずみε=2.98%で最大耐力となり、その直後に引張ブレースのボルト孔部で破断した。
また、試験体2では、引張ブレースの基準長さL=3300mmにおける平均ひずみε=1.25%時に最大耐力となり、その後、引張ブレースのボルト孔部で破断した。試験体2の最大耐力は保有耐力以下であり、引張ブレースの軸線方向における中央部は弾性域であった。
そして、本発明を適用した引張ブレース接合部の補強工法及び引張ブレース接合部の補強構造に相当する試験体3では、試験体1と同様に引張ブレースの軸線方向における中央部も降伏しており、充分に塑性変形した。その後、引張ブレースの基準長さL=3300mmにおける平均ひずみεn=3.72%で最大耐力となり、その直後に引張ブレースのボルト孔部で破断した。
As can be seen from Table 3 and FIG. 6, when phenomena are applied in the opposite directions along the axial direction of the tension brace as described above, the phenomena occurring in the test specimens 1 to 3 are substantially the same as the estimated values. It was confirmed that it occurred with the proof stress.
Specimen 1 also yielded at the central part in the axial direction of the tensile brace, and was sufficiently plastically deformed. Thereafter, the maximum strength was achieved at an average strain ε n = 2.98% at the reference length L b = 3300 mm of the tensile brace, and immediately after that, it was broken at the bolt hole of the tensile brace.
Further, in the test piece 2, the maximum yield strength was obtained when the average strain ε n = 1.25% at the reference length L b = 3300 mm of the tensile brace, and thereafter, it was broken at the bolt hole of the tensile brace. The maximum proof stress of the test body 2 was equal to or less than the retained proof strength, and the central part in the axial direction of the tensile brace was an elastic region.
Then, in the specimen 3 corresponding to the reinforcing method of the tensile brace joint and the reinforcing structure of the tensile brace joint, to which the present invention is applied, the central part in the axial direction of the tensile brace also yields, similarly to the specimen 1. It was sufficiently plastically deformed. Thereafter, the maximum strength was achieved at an average strain εn = 3.72% at the reference length L b = 3300 mm of the tensile brace, and immediately after that, it was broken at the bolt hole of the tensile brace.

以上説明した材料試験の結果から、本発明を適用した引張ブレース接合部の補強工法及び引張ブレース接合部の補強構造は十分塑性変形し、且つ保有耐力を満たすことを実証し、これにより提案する引張ブレース接合部の補強工法及び引張ブレース接合部の補強構造の有効性を確認した。   From the results of the material tests described above, it was demonstrated that the method of reinforcing the tensile brace joint and the reinforcing structure of the tensile brace joint to which the present invention was applied sufficiently plastically deformed and satisfied the holding strength. The effectiveness of the brace joint reinforcement method and the tensile brace joint reinforcement structure was confirmed.

3 ガセットプレート
4 第一高力ボルト(第一ボルト)
5 引張ブレース
6 接合部(引張ブレース接合部)
7 第二高力ボルト(第二ボルト)
8 フィラープレート
9 裏当てプレート
20 補強構造(引張ブレース接合部の補強構造)
3 Gusset plate 4 First high-strength bolt (first bolt)
5 Tension brace 6 Joint (Tension brace joint)
7 Second high strength bolt (Second bolt)
8 Filler plate 9 Backing plate 20 Reinforcement structure (Strengthening structure of tensile brace joint)

Claims (2)

ガセットプレートと、該ガセットプレートの一方の面に第一ボルトによってボルト接合された引張ブレースとの引張ブレース接合部の補強工法であって、
前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍に、前記ガセットプレートの一方の面側から第二ボルトを設ける工程と、
前記第一ボルトのナットを外す工程と、
前記ガセットプレートの他方の面側から前記ガセットプレートと前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍とに跨って裏当てプレートを設ける工程と、
前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍に前記ガセットプレートの他方の面側から前記ガセットプレートと同じ厚み寸法を有するフィラー部材を設けると共に、該フィラー部材に前記第二ボルトを貫通させる工程と、
前記第一ボルトに前記ナットを嵌めると共に、前記第二ボルトにナットを嵌めて前記ガセットプレートと、前記引張ブレースと、前記フィラー部材と、前記裏当てプレートとをボルト接合する工程と、
を有することを特徴とする引張ブレース接合部の補強工法。
A gusset plate and a method of reinforcing a tension brace joint between a tension brace bolted to one surface of the gusset plate by a first bolt,
Providing a second bolt from one surface side of the gusset plate near an end of the tension brace on the gusset plate side,
Removing the nut of the first bolt,
A step of providing a backing plate from the other surface side of the gusset plate over the vicinity of the gusset plate side end of the tension brace and the gusset plate,
A step of providing a filler member having the same thickness dimension as the gusset plate from the other surface side of the gusset plate near the end of the gusset plate side in the tension brace, and passing the second bolt through the filler member. ,
Fitting the nut to the first bolt, fitting the nut to the second bolt, and bolting the gusset plate, the tension brace, the filler member, and the backing plate,
A method of reinforcing a tensile brace joint, comprising:
ガセットプレートと、
該ガセットプレートの一方の面に第一ボルトによってボルト接合された引張ブレースと、
前記ガセットプレートの他方の面側から前記ガセットプレートと前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍とに跨って当接している裏当てプレートと、
前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍に設けられ、前記ガセットプレートと同じ厚み寸法を有し、前記引張ブレースと前記裏当てプレートとの間に挟持されているフィラー部材と、
を備え、
前記引張ブレースにおける前記ガセットプレート側の端部近傍で前記引張ブレースと、前記フィラー部材と、前記裏当てプレートとが第二ボルトによってボルト接合されていることを特徴とする引張ブレース接合部の補強構造。
Gusset plate,
A tension brace bolted to one surface of the gusset plate by a first bolt,
A backing plate abutting from the other surface side of the gusset plate across the gusset plate and an end near the gusset plate side of the tension brace,
A filler member provided near the end on the gusset plate side of the tension brace, having the same thickness as the gusset plate, and being sandwiched between the tension brace and the backing plate,
With
The tension brace, the filler member, and the backing plate are bolted by a second bolt near a gusset plate side end of the tension brace. .
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US6516583B1 (en) * 1999-03-26 2003-02-11 David L. Houghton Gusset plate connections for structural braced systems
JP4044483B2 (en) * 2003-04-25 2008-02-06 新日本製鐵株式会社 Bonding structure of structures using gusset plates and buildings
JP6069068B2 (en) * 2013-03-28 2017-01-25 大和ハウス工業株式会社 Brace repair structure

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