Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強構造および補強方法
【課題】Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強において、火気を用いない補強構造および補強方法を提供する。
【解決手段】Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強構造において、前記ボルト継手接合部に隣接して各ウェブ２１，２２に貫通孔を設け、前記ボルト継手接合部に隣接して又は跨ぐようにして、各Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の両側であると共に、それぞれ上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロック８，９を配置し、鋼板５，６をプレキャストブロックの外側に、プレキャストブロックに渡って配置し、鋼棒７を鋼板とプレキャストブロックとウェブの貫通孔に挿通し、鋼棒７にそれぞれナットをねじ込み鋼棒に緊張力を与えることで、各プレキャストブロックの上面が上フランジの下面に向かって、プレキャストブロックの下面が下フランジの上面に向かって押圧している。
【解決手段】Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強構造において、前記ボルト継手接合部に隣接して各ウェブ２１，２２に貫通孔を設け、前記ボルト継手接合部に隣接して又は跨ぐようにして、各Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の両側であると共に、それぞれ上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロック８，９を配置し、鋼板５，６をプレキャストブロックの外側に、プレキャストブロックに渡って配置し、鋼棒７を鋼板とプレキャストブロックとウェブの貫通孔に挿通し、鋼棒７にそれぞれナットをねじ込み鋼棒に緊張力を与えることで、各プレキャストブロックの上面が上フランジの下面に向かって、プレキャストブロックの下面が下フランジの上面に向かって押圧している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨構造に関するもので、特にはＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造および補強方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
構造物におけるＨ形鋼の継手接合部を、図４及び図５に正面図を示す。継手部は、Ｈ形鋼１，２におけるウェブ２１，２２及びフランジ２３，２７端部のボルト孔と、ボルト３と添板４からなり、Ｈ形鋼１，２と添板４をボルト３により締め付ける構造となっている。ボルト３が高力ボルトの場合は、ボルト張力により生じるＨ形鋼１，２と添板４の接触面の摩擦抵抗により、荷重がＨ形鋼１，２と添板４の間で伝達される。また、ボルト３がリベットボルトの場合は、リベットボルトのせん断抵抗および支圧抵抗によりＨ形鋼１，２、ボルト３、及び添板４の間で荷重が伝達される。
【０００３】
しかし、部材端部にボルト継手接合部を有する鉄骨造建築物の中には、ボルト継手接合部の補強を必要とするものもある。
【０００４】
例えば、図１６に示すように鉛直力１４が加わっている構造物において、使用目的の変更に伴い、固定荷重や積載荷重および積雪荷重といった鉛直力１４が増加する場合、柱・梁・筋違１１などの鉛直力を負担する部材の母材鉄骨およびボルト継手接合部を補強する必要がある。
【０００５】
また、図１７に示すように地震荷重や風荷重などの水平力１５を負担する筋違部材で母材鉄骨の降伏耐力よりボルト継手接合部の耐力の方が小さい場合がある。こういった場合、水平力１５が増加した時に筋違母材鉄骨１２が本来の荷重伝達性能を発揮する前に、筋違ボルト継手接合部１３が弱点となり建築物が脆性的に耐力を失う可能性がある。そこで、筋違ボルト継手接合部１３の補強により、水平力に対して筋違母材鉄骨１２が本来の性能を発揮し、建築物が粘り強く抵抗できるようにすることが必要となる。
【０００６】
昭和５５年以前の耐震設計法にて設計された建築物では、高さ方向に一様な水平加速度が生じるとした設計用地震力により設計がなされているが、実際の加速度は高さ方向に増えるため、ボルト継手接合部のみならず建築物全体としての耐震強度の補強を必要とする場合がある。
このようなＨ形鋼のボルト継手接合部の従来の補強方法として、以下の形態のものが知られている。
【０００７】
例えば、溶接によるＨ形鋼の接合部の補強方法の形態を図１８に示す。同図（ａ）は正面図、（ｂ）は上部から見た図、（ｃ）は断面図である。
この形態では、ボルト３によって接合されるＨ形鋼１，２に鋼板１６を溶接し、Ｈ形鋼１，２に加わる荷重の一部を溶接部１７を介して鋼板１６に伝達することにより、ボルト継手で不足する耐力を鋼板１６で補う方法である。
【０００８】
同様に溶接を用いたＨ形鋼の接合部の補強方法として、図１９に示すように、Ｈ形鋼１，２と添板４とを溶接Ｗし、ボルトを介さずにＨ形鋼と添板とで荷重伝達を行う方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００９】
溶接を用いないＨ形鋼の接合部の補強方法を図２０に示す。同図（ａ）に示すように、既存ボルト１８をガス切断１９により撤去し、同図（ｂ）に示す太径や高強度の新設ボルト２０に差し替えることで、ボルト継手接合部の耐力を高めるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２３１３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ボルト継手の補強を必要とする建築物の中には、ボルト継手近傍に可燃材料からなる内外装材やガス配管や電気配線などがある場合があり、補強工事に溶接などの火気を用いるには内外装材、ガス配管、電気配線に対して厳重な火気養生が必要となる。その結果、火気養生による工程の長期化やコストの増加さらには安全面での懸念といった問題が生じる。
さらに、火気養生をして溶接を用いた補強工事を行う場合、建築物内部の使用者や操業に使用制限などの影響を与えないためには、夜間や年数回実施される定期整備期間のみで工事を行なう必要があり、そのため作業が数回に分断され、更なる工程の長期化といった問題が生じる。
このような問題を解決するために、火気を用いないボルト継手接合部の補強技術が求められるが、溶接を用いないボルト差し替えの方法でも、既存ボルトを撤去する際にガス切断が必要となり、溶接と同様の問題が発生する。
また、Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強構造に流動性のある経時硬化性材料を多量に用いるとなると、高所の梁あるいはブレースの補強施工では、高所における流動性の経時硬化性材料の充填作業が煩雑になるという問題があるため、経時硬化性材料を用いる量が少ないと施工性も向上する。
そこで、本発明は、プレキャストブロックを用いることで、火気を用いないボルト継手の補強ができるようにすることを課題とし、そのような課題を解決したＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造および補強方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、火気を用いないボルト継手接合部の補強構造および補強方法について種々検討を行い、本発明を完成させるに至った。
本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
第１発明のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造では、Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強構造において、前記ボルト継手接合部に隣接して各ウェブに貫通孔を設け、前記ボルト継手接合部に隣接して又は前記ボルト接合部を跨ぐようにして、各Ｈ形鋼のウェブの両側であると共にＨ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロックを配置し、貫通孔を有する鋼板をＨ形鋼のウェブの両側の前記プレキャストブロックの外側にそれぞれ配置し、端部に雄ねじ部を設けた鋼棒を鋼板とプレキャストブロックとウェブの前記貫通孔に挿通し、前記各鋼棒の端部の雄ねじ部にそれぞれナットをねじ込み締め付けられていることを特徴とする。
第２発明では、第１発明のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造において、前記プレキャストブロックがコンクリート製プレキャストブロック、モルタル製プレキャストブロックまたは合成樹脂製プレキャストブロックであることを特徴とする。
第３発明では、第１発明又は第２発明のボルト継手接合部の補強構造において、各プレキャストブロックと鋼板又はＨ形鋼との間にグラウトが介在されて付着されていることを特徴とする。
第４発明では、第１発明〜第３発明のボルト継手接合部の補強構造において、鋼板は、端部に接合用フランジを有する一対の半分割形鋼板のフランジ相互がボルト接合されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
第５発明では、第１発明〜第３発明のボルト継手接合部の補強構造において、鋼板は、端部に噛み合い継手を有する半分割形鋼板の継手相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
第６発明のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法では、Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、ボルト継手接合部に隣接して各ウェブに貫通孔を設けた後、前記ボルト継手接合部に隣接して又は前記ボルト継手接合部を跨ぐようにして、各Ｈ形鋼のウェブの両側であると共にＨ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロックをそれぞれ配置し、貫通孔を有する鋼板をＨ形鋼のウェブの両側の前記各プレキャストブロックの外側にそれぞれ配置し、端部に雄ねじ部を設けた鋼棒を鋼板とプレキャストブロックとウェブの前記貫通孔に挿通し、前記各鋼棒の端部の雄ねじ部にそれぞれナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒に緊張力を与えて、前記Ｈ形鋼のウェブの両側のプレキャストブロックを横方向から押圧して、各プレキャストブロックをＨ形鋼の上下のフランジ間方向に弾性変形させて、各プレキャストブロックの上面が上フランジの下面に向かって、プレキャストブロックの下面が下フランジの上面に向かってそれぞれ押圧することを特徴とする。
第７発明のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法では、前記プレキャストブロックがコンクリート製プレキャストブロック、モルタル製プレキャストブロックまたは合成樹脂製プレキャストブロックであることを特徴とする。
第８発明では、第６発明又は第７発明のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、各プレキャストブロックとＨ形鋼との間にグラウトを設けることを特徴とする。
第９発明では、第６発明〜第８発明のいずれかのＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、鋼板は、端部に接合用フランジを有する一対の半分割形鋼板のフランジ相互がボルト接合されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
第１０発明では、第６発明〜第８発明のいずれかのＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、鋼板は、端部に噛み合い継手を有する半分割形鋼板の継手相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、火気を用いないＨ形鋼のボルト継手接合部の補強が可能となり、ボルト継手近傍に内外装材やガス配管や電気配線がある場合でも火気養生が不要なため、工程の短縮、コストの削減さらには安全性が大幅に向上する。
また、本発明のボルト継手接合部の補強構造は、火気を用いないＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造として、プレキャストブロックを直接又はグラウトを介在させて用いことにより、構造が簡単で、確実に強度を向上させて補強することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第１実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のａ−ａ線断面図である。
【図２】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第１実施形態の施工手順を示すものであって、各Ｈ形鋼のウェブに貫通孔を設けた状態を示す側面図である。
【図３】図２に示す状態から、各Ｈ形鋼のウェブの側面に亘って、貫通孔を有するプレキャストブロックを、ウェブの貫通孔と貫通孔同士が合致するように、プレキャストブロックを配置した状態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図４】Ｈ形鋼のボルト継手接合部の一例を示した正面図である。
【図５】Ｈ形鋼のボルト継手接合部の他の例を示した正面図である。
【図６】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第２実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面図である。
【図７】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第３実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｄ−ｄ線断面図である。
【図８】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第４実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｅ−ｅ線断面図である。
【図９】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第４実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｆ−ｆ線断面図である。
【図１０】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第５実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｇ−ｇ線断面図である。
【図１１】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第５実施形態の施工手順を示すものであって、各Ｈ形鋼のウェブに貫通孔を設けた図２に示す状態の後、ハーフプレキャストブロックを配置した状態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｈ−ｈ線断面図である。
【図１２】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第６実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｉ−ｉ線断面図である。
【図１３】図１２に用いられている鋼板を取り出して示したもので、鋼板を端部に噛み合い継手を有する一対の分割形鋼板とする形態を示すものであて、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図１４】鋼板を端部に噛み合い継手を有する一対の分割形鋼板とする場合の他の形態を示すものであて、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図１５】（ａ）は本発明の第１実施形態のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造に用いられるプレキャストブロックを示す平面図、（ｂ）は本発明の第２実施形態のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造に用いられるプレキャストブロックを示す平面図である。
【図１６】鉛直力の加わった構造物を示す図である。
【図１７】水平力の加わった構造物を示す図である。
【図１８】鋼板溶接によるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の実施形態の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図と、（ｃ）は断面図である。
【図１９】ボルトを介さずにＨ形鋼と添板とで荷重伝達を行う従来技術を示す図である。
【図２０】ボルト差し替えによるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の従来技術を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の望ましい第１実施形態について図１〜図３を参照し説明する。
【００１６】
図１は、本発明の主要な構成を示すものであり、同図（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図で、図４，５に示す従来のＨ形鋼のボルト継手接合部を補強している形態を示している。図４，５に示す構造における各部と同様な部分については、同様な符号を付している。図４，５に示すＨ形鋼の継手接合部は、Ｈ形鋼１，２におけるウェブ２１，２２及びフランジ２３，２７端部に渡って添板４が配置されて、これらに設けられたボルト孔にボルト３が挿通配置されて、Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２またはフランジ２３，２７と添板４とをボルト３およびナット７ａにより締め付ける構造となっている。
【００１７】
前記のような状態から、図４，５に２点差線で、図２に実線で示すように、各Ｈ形鋼１，２には、ボルト継手接合部から部材長手方向（梁軸方向）に離れた位置のウェブ２１，２２には、少なくとも一つ貫通孔１ａ，２ａがボルト継ぎ手接合部に隣接するように設けられる。前記の貫通孔１ａ，２ａは、Ｈ形鋼の軸方向又は／及びこれに直角な方向（せい方向）に間隔をおいて複数設けてもよい。
次いで、図３に示すように、プレキャストブロック８，９が、各Ｈ形鋼１，２におけるウェブ２１，２側面に亘って、ウェブ相互のボルト継手接合部を跨ぐように配置されていると共にフランジ相互のボルト継手接合部を跨ぐようにして、下側のフランジ２３に載置するように配置される。なお、図１５の（ａ）にプレキャストブロック８，９の平面形態を示した。
前記のように、ウェブ相互のボルト継手接合部とフランジ相互の部分のボルト継手接合部とを跨ぐようにするために、各プレキャストブロック８，９の中央部には、梁せい方向の上下両端部に切り欠き凹部４９をそれぞれ備えていると共に、各プレキャストブロック８，９の中央部には、板厚方向の内側に凹部５０を備えた中央接続部５１を備え、前記中央接続部５１を介して梁軸方向両端部の端部ブロック５２相互は一体化されている。前記の切り欠き凹部４９と凹部５０とにより、各プレキャストブロック８，９の中央部は、ウェブ相互のボルト継手接合部とウェブ相互のボルト継手接合部とに干渉しないようにされている。
図示の実施形態では、前記のプレキャストブロック８，９の両端部側の高さ寸法としては、Ｈ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間の高さ寸法よりも僅かに低い高さ寸法とされている。
なお、前記のプレキャストブロック８，９の両端部の高さ寸法としては、Ｈ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間の寸法とほぼ同じか、わずかに小さい寸法にされ、設計により設定される。
【００１８】
前記のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２には、ウェブ２１，２２に設けられた貫通孔１ａ，２ａに合致するように貫通孔８ａ，９ａが少なくとも１つ設けられている。前記のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２に設ける貫通孔８ａ，９ａは、前記のＨ形鋼の貫通孔に合わせて、プレキャストブロック８，９の軸方向又は／及びこれに直角な方向（せい方向）に間隔をおいて複数設けてもよい。
【００１９】
前記のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２におけるウェブ２１，２２と対向する上下の内側コーナー部には、Ｈ形鋼１，２におけるフランジ２３，２７とウェブ２１，２２との内隅部の円弧状隅部のアール部に合致するように断面円弧状の角部が設けられている。
【００２０】
前記のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２におけるウェブ２１，２２と対向する上下の内側コーナー部は、前記のＨ形鋼１，２内隅部の断面形態に合わせた角部とされる。Ｈ形鋼１，２のフランジ巾方向に対応する前記のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２の巾寸法は、ウェブウェブ２１，２２から張り出されたフランジ２３，２７の片側の寸法又はその前後の寸法に設定される。また、Ｈ形鋼１，２の軸方向に対応する前記のプレキャストブロック８，９の長さ寸法は、設計により適宜設定される。
【００２１】
次いで、図１（ａ）（ｂ）に示すように、貫通孔５ａ，６ａを有する矩形状等の鋼板５，６を、Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の両側の前記各プレキャストブロックの外側に当接するように、それぞれ各Ｈ形鋼に配置したプレキャストブロック８，９に渡って配置し、両端部に雄ねじ部２５を有する鋼棒７をプレキャストブロック８，９と鋼板５，６およびＨ形鋼１，２のウェブ２１，２２に設けた貫通孔８ａ，９ａ及び５ａ，６ａ並びに１ａ，２ａに挿通する。
【００２２】
次いで、前記鋼棒７の両端部の雄ねじ部２５にそれぞれナット７ａを装着し、ナット７ａにより鋼板５、６に前記鋼棒７を定着すると共に、前記ナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒７に緊張力を与えることで、鋼板５，６を介してプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２を両側から挟み込む。
かつ、前記ナット７ａにより締め付けることにより鋼棒７に緊張力を与えて、前記Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の両側のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２を横方向から鋼板５，６により押圧することで、各プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２をＨ形鋼１，２の上下のフランジ２３（２７）間方向に伸びるように弾性変形させて、各プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２の上面を上フランジ２３（２７）の下面に、プレキャストブロック８，９の下面を下フランジ２３（２７）の上面にそれぞれ押圧する。
【００２３】
なお、前記のプレキャストブロック８，９の材質については、安価で、搬送が簡易なコンクリート製プレキャストブロックを使用することが好ましいが、モルタル製プレキャストブロックや合成樹脂製プレキャストブロックを使用することも可能である。モルタル製プレキャストブロックとしては繊維補強モルタル製プレキャストブロック、合成樹脂としてはエポキシ系樹脂製プレキャストブロック、ウレタン樹脂製プレキャストブロックを用いることもできる。コンクリート製プレキャストブロックを使用する場合に、合成樹脂材（合成樹脂製繊維等）を混入させるようにしてもよい。
【００２４】
さらに、鋼棒７としては、建築用鋼材より高強度なプレストレストコンクリート構造用鋼棒（ＰＣ鋼棒）を用いると、より大きな緊張力が導入可能で、プレキャストブロックを強く挟み込みこんでＨ形鋼１，２のウェブとプレキャストブロック８，９の接触圧を高め、一体化を高められる。
このような形態でＨ形鋼のボルト継手部を補強することにより、Ｈ形鋼のボルト継手接合部を補強する場合に、現場において溶接などの火気を用いることのない施工が可能となる。
【００２５】
次に、前記のように構成された各部の作用について説明する。
部材軸方向荷重は、一方のＨ形鋼１からプレキャストブロック８，９を介して鋼板５，６に伝達され、鋼板５，６及びプレキャストブロック８，９を介して、他方のＨ形鋼２へと伝達される。
Ｈ形鋼１からプレキャストブロック８，９へは、鋼棒７に導入した緊張力によりプレキャストブロック８，９が両側から挟み込まれることで、Ｈ形鋼１の上下のフランジ面とウェブ面との接触圧が高まり、接触圧に応じて発生する界面での摩擦および付着により伝達される。
プレキャストブロック８，９に伝わった荷重は、せん断抵抗によりプレキャストブロックの内部を伝達される。
プレキャストブロック８，９からＨ形鋼１，２のフランジ及びウェブと鋼板５，６へは、Ｈ形鋼１，２又は鋼板５，６とプレキャストブロック８，９の摩擦および付着によって伝達される。
これらの作用により、既存のボルト継手を介さない荷重伝達経路が新たに形成され、補強が可能となる。
【００２６】
なお、鋼板５，６の両側に複数の鋼棒７が設けられる場合には、プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２のＨ形鋼１，２に対する押圧力が高まり、部材軸方向に直角なせん断荷重は、前記のように、一方のＨ形鋼１からプレキャストブロック８，９を介して鋼板５，６に伝達され、鋼板５，６及びプレキャストブロック８，９を介して、他方のＨ形鋼２へと伝達される。
【００２７】
前記実施形態においては、各Ｈ形鋼１，２の片側に亘ってプレキャストブロックを１つ配置する形態を示したが、本発明を実施する場合、後記の実施形態のように、各Ｈ形鋼１，２の片側に、それぞれプレキャストブロック８，９を２つ配置するようにしてもよい。この場合には、ウェブ接合部を跨ぐような溝付き連結部を有しないプレキャストブロックを用いるようにすればよい。
【００２８】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について、図６を参照して説明する。図６（ａ）は正面図、（ｂ）は、同図（ａ）のｃ−ｃ線断面図を示している。
この第２実施形態と前記第１実施形態とは、プレキャストブロックの形態とそのプレキャストブロックと鋼板又はＨ形鋼のフランジ及びウェブとの押圧力及び付着を高めるために、グラウトを設けるようにした点が相違し、その他の点は前記実施形態と同様であるので、相違する点を主に説明する。なお、図１５の（ｂ）にプレキャストブロック８，９の平面形態を示した。
【００２９】
この第２実施形態では、前記第１実施形態の各プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２の板厚より小さく（例えば断面積で半分程度に小さく）したハーフプレキャストブロックらなるプレキャストブロック８，９が用いられている。また、各プレキャストブロック８，９と鋼板５，６又はＨ形鋼１，２のフランジ２３，２７及びウェブ２１，２２との付着を高め押圧力を確実に伝達するために、グラウト３２，３３を設けた形態である。
この第２実施形態では、各Ｈ形鋼のウェブ２１，２２に貫通孔１ａ，２ａを設けた図２に示す状態の後、各Ｈ形鋼１，２の片側に亘って、プレキャストブロック８，９をそれぞれ配置すると共に、その各プレキャストブロック８，９の外側に鋼板５，６を配置して鋼棒７及びナット７ａを装着して、各鋼板５，６を所定の位置に配置した後、各Ｈ形鋼１，２の軸方向の鋼板５，６の端部側あるいはフランジ巾方向の側面に適宜型枠（図示を省略した）を配置して、プレキャストブロック８，９と鋼板５，６との間及びＨ形鋼１，２との間の空間を埋め込むように、セメントあるいはモルタルあるいは合成樹脂製等の経時硬化性材料からなるグラウト３２，３３を充填し、グラウト３２，３３が硬化した後、ナット７ａを締め込んだ形態である。
ナット７ａを締め込むことにより、前記実施形態と同様に、鋼棒７に緊張力を与えることで、鋼板５，６を介してプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２を両側から挟み込み、プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２を横方向から鋼板５，６により押圧することで、各プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２をＨ形鋼１，２の上下のフランジ２３（２７）間方向に伸びるように僅かに弾性変形させて、各プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２の上面をグラウト３２，３３を介して上フランジ２３（２７）の下面に向かって、プレキャストブロック８，９の下面を下フランジ２３（２７）の上面に向かってグラウト３２，３３を介してそれぞれ押圧する。
この第２実施形態では、グラウト３２，３３を充填する形態であるので、各Ｈ形鋼１，２と各プレキャストブロック８，９と各鋼板５，６とのグラウト３２，３３を介した付着が確実になり、ナット７ａを締め込んだ時の各プレキャストブロック８，９とグラウト３２，３３を介した押圧力を、Ｈ形鋼１，２の上下のフランジ２３（２７）に伝達することができる。
また、前記第１実施形態のように各鋼板５，６と各プレキャストブロック８，９とが直接接触する場合よりも、グラウト３２，３３を介在させることで、付着が確実になり、各鋼板５，６とグラウト３２，３３との一体化、グラウト３２，３３と各プレキャストブロック８，９との一体化、さらにはグラウト３２，３３と各Ｈ形鋼１，２との一体化を高めることができる。そのため、各鋼板５，６とグラウト３２，３３と各プレキャストブロック８，９と各Ｈ形鋼１，２との一体化を高めることができる。そのため、一方のＨ形鋼１から、各鋼板５，６とグラウト３２，３３と各プレキャストブロック８，９を介して、他方のＨ形鋼２に荷重を伝達することができ、そのため、継手部の負担軽減及び補強を図ることができる等の効果がえられる。
【００３０】
（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について、図７を参照して説明する。図７（ａ）は正面図、（ｂ）は、同図（ａ）のｄ−ｄ線断面図を示している。
この第３実施形態と前記第２実施形態とは、プレキャストブロックの形態が相違し、その他の点は前記第２実施形態と同様であるので、相違する点を主に説明する。
この第３実施形態では、各Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の片側にそれぞれ独立したプレキャストブロック８，９が配置されている形態とされている。前記第２実施形態では、中央接続部５１が設けられて各Ｈ形鋼１，２にわたる長尺のプレキャストブロック８，９が用いられているが、この第３実施形態では、中央接続部５１を省略して、端部ブロックにみからなるプレキャストブロック８，９が配置されている形態である。
この第３実施形態では、１枚のプレキャストブロック８，９の重量が前記第２実施形態の半分以下の重量ですむので、プレキャストブロック８，９の搬送等の作業性が向上する。施工手順及び作用は、前記第２実施形態の場合と同様である。
【００３１】
（第４実施形態）
次に本発明の第４実施形態について、図８，９を参照して説明する。図８、９の図（ａ）は正面図、図（ｂ）は図（ａ）のｅ−ｅ又はｆ−ｆ線断面図を示している。
この第４実施形態では、中央接続部５１を備えていない形態のプレキャストブロック８，９を用いている点で、前記第１実施形態と相違している。
【００３２】
図２に示すようにウェブ２１，２２に、少なくとも一つ貫通孔１ａ，２ａを設けた状態から図９に示すように、プレキャストブロック８，９が、各Ｈ形鋼１，２におけるウェブ２１，２側面に、下側のフランジ２３に載置するように配置される。
前記のプレキャストブロック８，９の高さ寸法としては、Ｈ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間の高さ寸法よりも僅かに低い高さ寸法とされている。例えば、前記のプレキャストブロック８，９の高さ寸法としては、前記第１実施形態の端部ブロック５２の場合と同様である。
【００３３】
前記のプレキャストブロック８，９には、ウェブ２１，２２に設けられた貫通孔１ａ，２ａに合致するように貫通孔８ａ，９ａが少なくとも１つ設けられている。前記のプレキャストブロック８，９に設ける貫通孔８ａ，９ａは、前記のＨ形鋼の貫通孔１ａ，２ａに合わせて、プレキャストブロック８，９の軸方向又は／及びこれに直角な方向（せい方向）に間隔をおいて複数設けてもよい。
【００３４】
前記のプレキャストブロック８，９におけるウェブ２１，２２と対向する上下の内側コーナー部には、Ｈ形鋼１，２におけるフランジ２３，２７とウェブ２１，２２との内隅部の円弧状隅部のアール部に合致するように断面円弧状の角部が設けられている。
【００３５】
前記のプレキャストブロック８，９におけるウェブ２１，２２と対向する上下の内側コーナー部は、前記のＨ形鋼１，２内隅部の断面形態に合わせた角部とされる。Ｈ形鋼１，２のフランジ巾方向に対応する前記のプレキャストブロック８，９の巾寸法は、ウェブウェブ２１，２２から張り出されたフランジ２３，２７の片側の寸法又はその前後の寸法に設定される。また、Ｈ形鋼１，２の軸方向に対応する前記のプレキャストブロック８，９の長さ寸法は、設計により適宜設定される。
【００３６】
次いで、図８（ａ）（ｂ）に示すように、貫通孔５ａ，６ａを有する矩形状等の鋼板５，６を、Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の両側の前記各プレキャストブロックの外側に当接するように、それぞれ各Ｈ形鋼に配置したプレキャストブロック８，９に渡って配置し、両端部に雄ねじ部２５を有する鋼棒７をプレキャストブロック８，９と鋼板５，６およびＨ形鋼１，２のウェブ２１，２２に設けた貫通孔８ａ，９ａ及び５ａ，６ａ並びに１ａ，２ａに挿通する。
【００３７】
次いで、前記鋼棒７の両端部の雄ねじ部２５にそれぞれナット７ａを装着し、ナット７ａにより鋼板５、６に前記鋼棒７を定着すると共に、前記ナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒７に緊張力を与えることで、鋼板５，６を介してプレキャストブロック８，９を両側から挟み込む。
かつ、前記Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の両側のプレキャストブロック８，９を横方向から鋼板５，６により押圧することで、各プレキャストブロック８，９をＨ形鋼１，２の上下のフランジ２３（２７）間方向（上下方向）に伸びるように弾性変形させて、各プレキャストブロック８，９の上面を上フランジ２３（２７）の下面に、プレキャストブロック８，９の下面を下フランジ２３（２７）の上面に押圧する。
【００３８】
この形態では、各Ｈ形鋼１，２に亘ってプレキャストブロック８，９又はグラウト３２３３が連続して配置されていない形態で、鋼板５，６のみを各Ｈ形鋼１，２に亘って配置している形態とされている点が、前記各実施形態と相違し、鋼板５，６を介して各Ｈ形鋼１，２にせん断力及び軸力を伝達可能にして、Ｈ形鋼のボルト継手部を補強している。
【００３９】
次に、第４実施形態のように構成された各部の作用について説明する。
部材軸方向荷重は、一方のＨ形鋼１からプレキャストブロック８，９を介して鋼板５，６に伝達され、鋼板５，６から再びプレキャストブロック８，９を介して、他方のＨ形鋼２へと伝達される。
Ｈ形鋼１からプレキャストブロック８，９へは、鋼棒７に導入した緊張力によりプレキャストブロック８，９が両側から挟み込まれることで、Ｈ形鋼１の上下のフランジ面とウェブ面との接触圧が高まり、接触圧に応じて発生する界面での摩擦および付着により伝達される。
プレキャストブロック８，９に伝わった荷重は、せん断抵抗によりプレキャストブロックの内部を伝達される。
プレキャストブロック８，９からＨ形鋼１，２のフランジ及びウェブと鋼板５，６へは、Ｈ形鋼１，２又は鋼板５，６とプレキャストブロック８，９の摩擦および付着によって伝達される。
これらの作用により、既存のボルト継手を介さない荷重伝達経路が新たに形成され、補強が可能となる。
【００４０】
なお、鋼板５，６における各プレキャストブロック８，９側に対向する両側に複数の鋼棒７が設けられる場合には、部材軸方向に直角なせん断荷重は、一方のＨ形鋼１からプレキャストブロック８，９を介して鋼板５，６に伝達され、鋼板５，６から再びプレキャストブロック８，９を介して、他方のＨ形鋼２へと伝達される。
【００４１】
次に、本発明の第５実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。
この第5実施形態と前記第４実施形態とは、プレキャストブロックの形態とそのプレキャストブロックと鋼板又はＨ形鋼のウェブとの付着を高めるために、グラウトを設けるようにした点が相違し、その他の点は前記実施形態と同様であるので、相違する点を主に説明する。
【００４２】
図１０（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｇ−ｇ線断面図、図１１は施工手順を示すものであって、各Ｈ形鋼のウェブに貫通孔を設けた図２に示す状態の後、前記実施形態の断面積より格段に小さく（例えば断面積で半分程度に小さく）したハーフプレキャストブロックを配置した状態を示すものであって、図１１（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｈ−ｈ線断面図である。
【００４３】
この第６実施形態は、プレキャストブロック８，９として断面略Ｉ形のハーフプレキャストブロックとし、各Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２又は鋼板５，６との付着一体化を高めるために、プレキャストブロック８，９の両側面に凹部８ｂ，９ｂを設け、各凹部８ｂ，９ｂに、セメントあるいはモルタルあるいは合成樹脂製等の経時硬化性材料からなるグラウト３２，３３を設けた形態である。
【００４４】
前記のグラウト３２，３３を設ける時期は、予めプレキャストブロック８，９の両側面の凹部８ｂ，９ｂに設けてもよく、プレキャストブロック８，９をＨ形鋼に配置した後、プレキャストブロック８，９と鋼板５，６及びウェブ２１，２２との間に充填してもよい。
【００４５】
前記のグラウト３２，３３を設ける場合に、鋼板５，６と鋼棒７及びナット７ａをセットし、Ｈ形鋼１，２の軸方向のプレキャストブロック８，９の端部に適宜端部型枠（図示を省略した）を設けて、グラウト３２，３３を充填するようにしてもよい。この場合には、プレキャストブロック８，９と各Ｈ形鋼１，２と鋼板５，６との間にグラウト３２，３３が回り込んでもかまわない。従って、プレキャストブロック８，９とＨ形鋼１，２のフランジ２３，２７との間にもグラウト３２，３３が回り込む場合がある。
また、前記のグラウト３２，３３の硬化後に、鋼棒７及びナット７ａによる鋼板及びプレキャストブロック８，９の締め付けが行われる。
この形態でも、プレキャストブロック８，９は、各Ｈ形鋼の片側に亘って１つ配置する形態でもよい。
【００４６】
図１２は、鋼板５，６として、２枚の半分割形鋼板４７，４８を直列に連結してもよいことを示すための代表形態としての第６実施形態を示したもので、前記鋼板以外の部分については、前記実施形態と同様であるので、相違する部分を説明する。
【００４７】
Ｈ形鋼の継手部を補強するための鋼板５，６としては、１枚の鋼板の重量が重くなるために、半分割形鋼板４７，４８とし軽量化を図り、取り扱い性を高めた形態で、各半分割形鋼板４７，４８をボルト接合して鋼板５，６とした形態である。
半分割形鋼板４７，４８としては、図示の形態では、Ｈ形鋼長手方向の一端部であって、半分割形鋼板本体に直角に外側に張り出す接合用フランジ３４，３５を備え、接合用フランジ３４，３５には、間隔をおいて複数のボルト挿通孔３６，３７を備えていると共に、各半分割形鋼板本体には、貫通孔５ａ，６ａが設けられている（図１３参照）。
前記の各半分割形鋼板４７，４８の接合用フランジ３４，３５を突き合わせるように一対の半分割形鋼板４７，４８を直列に配置して複数のボルト・ナット４６によりボルト接合した形態である。
前記の各半分割形鋼板４７，４８を地組み時にボルト接合する形態又は吊り上げて、ボルト接合する形態としてもよい。
図１３には、一対の半分割形鋼板４７，４８を接合した鋼板５，６を取り出した図が示されている。
前記のような形態の鋼板５，６としても、矢印で示すように、ボルト・ナットを介して引張力の伝達が可能であると共に、対向する接合用フランジ３４，３５により圧縮力の伝達が可能にされている。
【００４８】
図１４は、半分割形鋼板４７，４８を組み合わせて鋼板５，６を構成する場合の他の形態を示したもので、この形態では、鋼板は、端部に噛み合い継手３８，３９を有する半分割形鋼板４７，４８の継手３８，３９相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされている形態である。
【００４９】
一方の半分割形鋼板４７は、その端部に、高さ方向に連続する係止突起４０と係止溝４１と前記係止溝４１に接続する半分割形鋼板本体の板厚を含む支承壁部４２とする噛み合い継手３８を備えた半分割形鋼板４７とされている（図１４の左側の半分割形鋼板４７）。
【００５０】
また、他方の半分割形鋼板４８は、その端部に、高さ方向に連続する係止突起４３とこれに間隔をおいて平行な支承壁部４５を設け、前記係止突起４３と支承壁部４５間を係止溝４４として噛み合い継手３９を有する半分割形鋼板４８とされている（図１４の右側の半分割形鋼板４８）。
【００５１】
このような形態の半分割形鋼板４７，４８を直列に組み合わせても、係止突起４０，４３と係止溝４１，４４と支承壁部４５との係合により、各半分割形鋼板４７，４８相互間での、継手部に直角な方向（図１３ｂ及び図１４ｂの左右方向）の引張力あるいは圧縮力の伝達が可能にされている（図１４に矢印で示した）。
なお、前記各実施形態において、図１３あるいは図１４に示すような半分割形鋼板を用いるようにしてもよい。
なお、鋼板５，６またはこれを構成する半分割形鋼板４７，４８の外側面に補剛リブを設けてもよい。鋼板５，６またはこれを構成する半分割形鋼板４７，４８の板厚は設計により設定される。
【００５２】
なお、前記実施形態のプレキャストブロックに代えて、Ｈ形鋼のウェブと鋼板との間に充填材を充填することも考えられるが、前記実施形態のように、プレキャストブロックを用いる補強構造とする形態のほうが、現場での充填量が全くないか、格段に充填材の充填量を少なくすることができ、施工性が向上する。
【００５３】
前記実施形態の場合には、プレキャストブロックに貫通孔を１つ設ける形態を示したが、各Ｈ形鋼のウェブに設ける貫通孔を複数とすると共に、プレキャストブロックに設ける貫通孔を複数とし、複数の鋼棒７を定着するようにした形態では、Ｈ形鋼母材鉄骨およびボルトの腐食や減肉などにより接合部としての機能が低下しているボルト継手に代わる、接合部そのものとしても本発明は利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は鉄骨構造に関するものであり、建築物に限らず、幅広く機械架構、工作物などのＨ形鋼部材のボルト継手接合部の補強に利用可能である。
【００５５】
また、Ｈ形鋼母材鉄骨およびボルトの腐食や減肉などにより接合部としての機能が低下しているボルト継手に代わる、接合部そのものとしても本発明は利用可能である。
さらに、Ｈ形鋼母材鉄骨の断面性能を向上させる補強方法としても本発明は利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１，２・・・・・・・・Ｈ形鋼
１ａ，２ａ・・・・・・貫通孔
３・・・・・・・・・・・・ボルト
４・・・・・・・・・・・・添板
５，６・・・・・・・・・鋼板
５ａ，６ａ・・・・・・・貫通孔
７・・・・・・・・・鋼棒
７ａ・・・・・・・・・ナット
８，９・・・・・・・・・プレキャストブロック
８ａ、９ａ貫通孔
８ｂ，９ｂ・・・・・・・・凹部
１１・・・・・・・・・・・筋違
１２・・・・・・・・・・・筋違母材鉄骨
１３・・・・・・・・・・・筋違ボルト継手接合部
１４・・・・・・・・・・・鉛直力
１５・・・・・・・・・・・水平力
１６・・・・・・・・・・鋼板(または形鋼)
１７・・・・・・・・・・溶接部
１８・・・・・・・・・・既存ボルト
１９・・・・・・・・・・ガス切断
２０・・・・・・・・・・新設ボルト
２１，２２・・・・ウェブ
２３，２７・・・・・・・・・・フランジ
２５・・・・・・・・・・雄ねじ部
３２，３３・・・・・・・・・・グラウト
３４，３５・・・・・・・・・・接合用フランジ
３６，３７・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
３８，３９・・・・・・・・・・噛み合い継手
４０・・・・・・・・・・係止突起
４１・・・・・・・・・・係止溝
４２・・・・・・・・・・支承壁部
４３・・・・・・・・・・係止突起
４４・・・・・・・・・・係止溝
４５・・・・・・・・・・支承壁部
４６ ボルト・ナット
４７ 半分割形鋼板
４８ 半分割形鋼板
４９ 切り欠き凹部
５０ 凹部
５１ 中央接続部
５２ 端部ブロック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨構造に関するもので、特にはＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造および補強方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
構造物におけるＨ形鋼の継手接合部を、図４及び図５に正面図を示す。継手部は、Ｈ形鋼１，２におけるウェブ２１，２２及びフランジ２３，２７端部のボルト孔と、ボルト３と添板４からなり、Ｈ形鋼１，２と添板４をボルト３により締め付ける構造となっている。ボルト３が高力ボルトの場合は、ボルト張力により生じるＨ形鋼１，２と添板４の接触面の摩擦抵抗により、荷重がＨ形鋼１，２と添板４の間で伝達される。また、ボルト３がリベットボルトの場合は、リベットボルトのせん断抵抗および支圧抵抗によりＨ形鋼１，２、ボルト３、及び添板４の間で荷重が伝達される。
【０００３】
しかし、部材端部にボルト継手接合部を有する鉄骨造建築物の中には、ボルト継手接合部の補強を必要とするものもある。
【０００４】
例えば、図１６に示すように鉛直力１４が加わっている構造物において、使用目的の変更に伴い、固定荷重や積載荷重および積雪荷重といった鉛直力１４が増加する場合、柱・梁・筋違１１などの鉛直力を負担する部材の母材鉄骨およびボルト継手接合部を補強する必要がある。
【０００５】
また、図１７に示すように地震荷重や風荷重などの水平力１５を負担する筋違部材で母材鉄骨の降伏耐力よりボルト継手接合部の耐力の方が小さい場合がある。こういった場合、水平力１５が増加した時に筋違母材鉄骨１２が本来の荷重伝達性能を発揮する前に、筋違ボルト継手接合部１３が弱点となり建築物が脆性的に耐力を失う可能性がある。そこで、筋違ボルト継手接合部１３の補強により、水平力に対して筋違母材鉄骨１２が本来の性能を発揮し、建築物が粘り強く抵抗できるようにすることが必要となる。
【０００６】
昭和５５年以前の耐震設計法にて設計された建築物では、高さ方向に一様な水平加速度が生じるとした設計用地震力により設計がなされているが、実際の加速度は高さ方向に増えるため、ボルト継手接合部のみならず建築物全体としての耐震強度の補強を必要とする場合がある。
このようなＨ形鋼のボルト継手接合部の従来の補強方法として、以下の形態のものが知られている。
【０００７】
例えば、溶接によるＨ形鋼の接合部の補強方法の形態を図１８に示す。同図（ａ）は正面図、（ｂ）は上部から見た図、（ｃ）は断面図である。
この形態では、ボルト３によって接合されるＨ形鋼１，２に鋼板１６を溶接し、Ｈ形鋼１，２に加わる荷重の一部を溶接部１７を介して鋼板１６に伝達することにより、ボルト継手で不足する耐力を鋼板１６で補う方法である。
【０００８】
同様に溶接を用いたＨ形鋼の接合部の補強方法として、図１９に示すように、Ｈ形鋼１，２と添板４とを溶接Ｗし、ボルトを介さずにＨ形鋼と添板とで荷重伝達を行う方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００９】
溶接を用いないＨ形鋼の接合部の補強方法を図２０に示す。同図（ａ）に示すように、既存ボルト１８をガス切断１９により撤去し、同図（ｂ）に示す太径や高強度の新設ボルト２０に差し替えることで、ボルト継手接合部の耐力を高めるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２３１３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ボルト継手の補強を必要とする建築物の中には、ボルト継手近傍に可燃材料からなる内外装材やガス配管や電気配線などがある場合があり、補強工事に溶接などの火気を用いるには内外装材、ガス配管、電気配線に対して厳重な火気養生が必要となる。その結果、火気養生による工程の長期化やコストの増加さらには安全面での懸念といった問題が生じる。
さらに、火気養生をして溶接を用いた補強工事を行う場合、建築物内部の使用者や操業に使用制限などの影響を与えないためには、夜間や年数回実施される定期整備期間のみで工事を行なう必要があり、そのため作業が数回に分断され、更なる工程の長期化といった問題が生じる。
このような問題を解決するために、火気を用いないボルト継手接合部の補強技術が求められるが、溶接を用いないボルト差し替えの方法でも、既存ボルトを撤去する際にガス切断が必要となり、溶接と同様の問題が発生する。
また、Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強構造に流動性のある経時硬化性材料を多量に用いるとなると、高所の梁あるいはブレースの補強施工では、高所における流動性の経時硬化性材料の充填作業が煩雑になるという問題があるため、経時硬化性材料を用いる量が少ないと施工性も向上する。
そこで、本発明は、プレキャストブロックを用いることで、火気を用いないボルト継手の補強ができるようにすることを課題とし、そのような課題を解決したＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造および補強方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、火気を用いないボルト継手接合部の補強構造および補強方法について種々検討を行い、本発明を完成させるに至った。
本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
第１発明のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造では、Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強構造において、前記ボルト継手接合部に隣接して各ウェブに貫通孔を設け、前記ボルト継手接合部に隣接して又は前記ボルト接合部を跨ぐようにして、各Ｈ形鋼のウェブの両側であると共にＨ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロックを配置し、貫通孔を有する鋼板をＨ形鋼のウェブの両側の前記プレキャストブロックの外側にそれぞれ配置し、端部に雄ねじ部を設けた鋼棒を鋼板とプレキャストブロックとウェブの前記貫通孔に挿通し、前記各鋼棒の端部の雄ねじ部にそれぞれナットをねじ込み締め付けられていることを特徴とする。
第２発明では、第１発明のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造において、前記プレキャストブロックがコンクリート製プレキャストブロック、モルタル製プレキャストブロックまたは合成樹脂製プレキャストブロックであることを特徴とする。
第３発明では、第１発明又は第２発明のボルト継手接合部の補強構造において、各プレキャストブロックと鋼板又はＨ形鋼との間にグラウトが介在されて付着されていることを特徴とする。
第４発明では、第１発明〜第３発明のボルト継手接合部の補強構造において、鋼板は、端部に接合用フランジを有する一対の半分割形鋼板のフランジ相互がボルト接合されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
第５発明では、第１発明〜第３発明のボルト継手接合部の補強構造において、鋼板は、端部に噛み合い継手を有する半分割形鋼板の継手相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
第６発明のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法では、Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、ボルト継手接合部に隣接して各ウェブに貫通孔を設けた後、前記ボルト継手接合部に隣接して又は前記ボルト継手接合部を跨ぐようにして、各Ｈ形鋼のウェブの両側であると共にＨ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロックをそれぞれ配置し、貫通孔を有する鋼板をＨ形鋼のウェブの両側の前記各プレキャストブロックの外側にそれぞれ配置し、端部に雄ねじ部を設けた鋼棒を鋼板とプレキャストブロックとウェブの前記貫通孔に挿通し、前記各鋼棒の端部の雄ねじ部にそれぞれナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒に緊張力を与えて、前記Ｈ形鋼のウェブの両側のプレキャストブロックを横方向から押圧して、各プレキャストブロックをＨ形鋼の上下のフランジ間方向に弾性変形させて、各プレキャストブロックの上面が上フランジの下面に向かって、プレキャストブロックの下面が下フランジの上面に向かってそれぞれ押圧することを特徴とする。
第７発明のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法では、前記プレキャストブロックがコンクリート製プレキャストブロック、モルタル製プレキャストブロックまたは合成樹脂製プレキャストブロックであることを特徴とする。
第８発明では、第６発明又は第７発明のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、各プレキャストブロックとＨ形鋼との間にグラウトを設けることを特徴とする。
第９発明では、第６発明〜第８発明のいずれかのＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、鋼板は、端部に接合用フランジを有する一対の半分割形鋼板のフランジ相互がボルト接合されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
第１０発明では、第６発明〜第８発明のいずれかのＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、鋼板は、端部に噛み合い継手を有する半分割形鋼板の継手相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、火気を用いないＨ形鋼のボルト継手接合部の補強が可能となり、ボルト継手近傍に内外装材やガス配管や電気配線がある場合でも火気養生が不要なため、工程の短縮、コストの削減さらには安全性が大幅に向上する。
また、本発明のボルト継手接合部の補強構造は、火気を用いないＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造として、プレキャストブロックを直接又はグラウトを介在させて用いことにより、構造が簡単で、確実に強度を向上させて補強することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第１実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のａ−ａ線断面図である。
【図２】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第１実施形態の施工手順を示すものであって、各Ｈ形鋼のウェブに貫通孔を設けた状態を示す側面図である。
【図３】図２に示す状態から、各Ｈ形鋼のウェブの側面に亘って、貫通孔を有するプレキャストブロックを、ウェブの貫通孔と貫通孔同士が合致するように、プレキャストブロックを配置した状態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図４】Ｈ形鋼のボルト継手接合部の一例を示した正面図である。
【図５】Ｈ形鋼のボルト継手接合部の他の例を示した正面図である。
【図６】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第２実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面図である。
【図７】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第３実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｄ−ｄ線断面図である。
【図８】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第４実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｅ−ｅ線断面図である。
【図９】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第４実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｆ−ｆ線断面図である。
【図１０】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第５実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｇ−ｇ線断面図である。
【図１１】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第５実施形態の施工手順を示すものであって、各Ｈ形鋼のウェブに貫通孔を設けた図２に示す状態の後、ハーフプレキャストブロックを配置した状態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｈ−ｈ線断面図である。
【図１２】本発明に係わるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の第６実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｉ−ｉ線断面図である。
【図１３】図１２に用いられている鋼板を取り出して示したもので、鋼板を端部に噛み合い継手を有する一対の分割形鋼板とする形態を示すものであて、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図１４】鋼板を端部に噛み合い継手を有する一対の分割形鋼板とする場合の他の形態を示すものであて、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図１５】（ａ）は本発明の第１実施形態のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造に用いられるプレキャストブロックを示す平面図、（ｂ）は本発明の第２実施形態のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造に用いられるプレキャストブロックを示す平面図である。
【図１６】鉛直力の加わった構造物を示す図である。
【図１７】水平力の加わった構造物を示す図である。
【図１８】鋼板溶接によるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の実施形態の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図と、（ｃ）は断面図である。
【図１９】ボルトを介さずにＨ形鋼と添板とで荷重伝達を行う従来技術を示す図である。
【図２０】ボルト差し替えによるＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造の従来技術を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の望ましい第１実施形態について図１〜図３を参照し説明する。
【００１６】
図１は、本発明の主要な構成を示すものであり、同図（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図で、図４，５に示す従来のＨ形鋼のボルト継手接合部を補強している形態を示している。図４，５に示す構造における各部と同様な部分については、同様な符号を付している。図４，５に示すＨ形鋼の継手接合部は、Ｈ形鋼１，２におけるウェブ２１，２２及びフランジ２３，２７端部に渡って添板４が配置されて、これらに設けられたボルト孔にボルト３が挿通配置されて、Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２またはフランジ２３，２７と添板４とをボルト３およびナット７ａにより締め付ける構造となっている。
【００１７】
前記のような状態から、図４，５に２点差線で、図２に実線で示すように、各Ｈ形鋼１，２には、ボルト継手接合部から部材長手方向（梁軸方向）に離れた位置のウェブ２１，２２には、少なくとも一つ貫通孔１ａ，２ａがボルト継ぎ手接合部に隣接するように設けられる。前記の貫通孔１ａ，２ａは、Ｈ形鋼の軸方向又は／及びこれに直角な方向（せい方向）に間隔をおいて複数設けてもよい。
次いで、図３に示すように、プレキャストブロック８，９が、各Ｈ形鋼１，２におけるウェブ２１，２側面に亘って、ウェブ相互のボルト継手接合部を跨ぐように配置されていると共にフランジ相互のボルト継手接合部を跨ぐようにして、下側のフランジ２３に載置するように配置される。なお、図１５の（ａ）にプレキャストブロック８，９の平面形態を示した。
前記のように、ウェブ相互のボルト継手接合部とフランジ相互の部分のボルト継手接合部とを跨ぐようにするために、各プレキャストブロック８，９の中央部には、梁せい方向の上下両端部に切り欠き凹部４９をそれぞれ備えていると共に、各プレキャストブロック８，９の中央部には、板厚方向の内側に凹部５０を備えた中央接続部５１を備え、前記中央接続部５１を介して梁軸方向両端部の端部ブロック５２相互は一体化されている。前記の切り欠き凹部４９と凹部５０とにより、各プレキャストブロック８，９の中央部は、ウェブ相互のボルト継手接合部とウェブ相互のボルト継手接合部とに干渉しないようにされている。
図示の実施形態では、前記のプレキャストブロック８，９の両端部側の高さ寸法としては、Ｈ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間の高さ寸法よりも僅かに低い高さ寸法とされている。
なお、前記のプレキャストブロック８，９の両端部の高さ寸法としては、Ｈ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間の寸法とほぼ同じか、わずかに小さい寸法にされ、設計により設定される。
【００１８】
前記のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２には、ウェブ２１，２２に設けられた貫通孔１ａ，２ａに合致するように貫通孔８ａ，９ａが少なくとも１つ設けられている。前記のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２に設ける貫通孔８ａ，９ａは、前記のＨ形鋼の貫通孔に合わせて、プレキャストブロック８，９の軸方向又は／及びこれに直角な方向（せい方向）に間隔をおいて複数設けてもよい。
【００１９】
前記のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２におけるウェブ２１，２２と対向する上下の内側コーナー部には、Ｈ形鋼１，２におけるフランジ２３，２７とウェブ２１，２２との内隅部の円弧状隅部のアール部に合致するように断面円弧状の角部が設けられている。
【００２０】
前記のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２におけるウェブ２１，２２と対向する上下の内側コーナー部は、前記のＨ形鋼１，２内隅部の断面形態に合わせた角部とされる。Ｈ形鋼１，２のフランジ巾方向に対応する前記のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２の巾寸法は、ウェブウェブ２１，２２から張り出されたフランジ２３，２７の片側の寸法又はその前後の寸法に設定される。また、Ｈ形鋼１，２の軸方向に対応する前記のプレキャストブロック８，９の長さ寸法は、設計により適宜設定される。
【００２１】
次いで、図１（ａ）（ｂ）に示すように、貫通孔５ａ，６ａを有する矩形状等の鋼板５，６を、Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の両側の前記各プレキャストブロックの外側に当接するように、それぞれ各Ｈ形鋼に配置したプレキャストブロック８，９に渡って配置し、両端部に雄ねじ部２５を有する鋼棒７をプレキャストブロック８，９と鋼板５，６およびＨ形鋼１，２のウェブ２１，２２に設けた貫通孔８ａ，９ａ及び５ａ，６ａ並びに１ａ，２ａに挿通する。
【００２２】
次いで、前記鋼棒７の両端部の雄ねじ部２５にそれぞれナット７ａを装着し、ナット７ａにより鋼板５、６に前記鋼棒７を定着すると共に、前記ナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒７に緊張力を与えることで、鋼板５，６を介してプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２を両側から挟み込む。
かつ、前記ナット７ａにより締め付けることにより鋼棒７に緊張力を与えて、前記Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の両側のプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２を横方向から鋼板５，６により押圧することで、各プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２をＨ形鋼１，２の上下のフランジ２３（２７）間方向に伸びるように弾性変形させて、各プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２の上面を上フランジ２３（２７）の下面に、プレキャストブロック８，９の下面を下フランジ２３（２７）の上面にそれぞれ押圧する。
【００２３】
なお、前記のプレキャストブロック８，９の材質については、安価で、搬送が簡易なコンクリート製プレキャストブロックを使用することが好ましいが、モルタル製プレキャストブロックや合成樹脂製プレキャストブロックを使用することも可能である。モルタル製プレキャストブロックとしては繊維補強モルタル製プレキャストブロック、合成樹脂としてはエポキシ系樹脂製プレキャストブロック、ウレタン樹脂製プレキャストブロックを用いることもできる。コンクリート製プレキャストブロックを使用する場合に、合成樹脂材（合成樹脂製繊維等）を混入させるようにしてもよい。
【００２４】
さらに、鋼棒７としては、建築用鋼材より高強度なプレストレストコンクリート構造用鋼棒（ＰＣ鋼棒）を用いると、より大きな緊張力が導入可能で、プレキャストブロックを強く挟み込みこんでＨ形鋼１，２のウェブとプレキャストブロック８，９の接触圧を高め、一体化を高められる。
このような形態でＨ形鋼のボルト継手部を補強することにより、Ｈ形鋼のボルト継手接合部を補強する場合に、現場において溶接などの火気を用いることのない施工が可能となる。
【００２５】
次に、前記のように構成された各部の作用について説明する。
部材軸方向荷重は、一方のＨ形鋼１からプレキャストブロック８，９を介して鋼板５，６に伝達され、鋼板５，６及びプレキャストブロック８，９を介して、他方のＨ形鋼２へと伝達される。
Ｈ形鋼１からプレキャストブロック８，９へは、鋼棒７に導入した緊張力によりプレキャストブロック８，９が両側から挟み込まれることで、Ｈ形鋼１の上下のフランジ面とウェブ面との接触圧が高まり、接触圧に応じて発生する界面での摩擦および付着により伝達される。
プレキャストブロック８，９に伝わった荷重は、せん断抵抗によりプレキャストブロックの内部を伝達される。
プレキャストブロック８，９からＨ形鋼１，２のフランジ及びウェブと鋼板５，６へは、Ｈ形鋼１，２又は鋼板５，６とプレキャストブロック８，９の摩擦および付着によって伝達される。
これらの作用により、既存のボルト継手を介さない荷重伝達経路が新たに形成され、補強が可能となる。
【００２６】
なお、鋼板５，６の両側に複数の鋼棒７が設けられる場合には、プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２のＨ形鋼１，２に対する押圧力が高まり、部材軸方向に直角なせん断荷重は、前記のように、一方のＨ形鋼１からプレキャストブロック８，９を介して鋼板５，６に伝達され、鋼板５，６及びプレキャストブロック８，９を介して、他方のＨ形鋼２へと伝達される。
【００２７】
前記実施形態においては、各Ｈ形鋼１，２の片側に亘ってプレキャストブロックを１つ配置する形態を示したが、本発明を実施する場合、後記の実施形態のように、各Ｈ形鋼１，２の片側に、それぞれプレキャストブロック８，９を２つ配置するようにしてもよい。この場合には、ウェブ接合部を跨ぐような溝付き連結部を有しないプレキャストブロックを用いるようにすればよい。
【００２８】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について、図６を参照して説明する。図６（ａ）は正面図、（ｂ）は、同図（ａ）のｃ−ｃ線断面図を示している。
この第２実施形態と前記第１実施形態とは、プレキャストブロックの形態とそのプレキャストブロックと鋼板又はＨ形鋼のフランジ及びウェブとの押圧力及び付着を高めるために、グラウトを設けるようにした点が相違し、その他の点は前記実施形態と同様であるので、相違する点を主に説明する。なお、図１５の（ｂ）にプレキャストブロック８，９の平面形態を示した。
【００２９】
この第２実施形態では、前記第１実施形態の各プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２の板厚より小さく（例えば断面積で半分程度に小さく）したハーフプレキャストブロックらなるプレキャストブロック８，９が用いられている。また、各プレキャストブロック８，９と鋼板５，６又はＨ形鋼１，２のフランジ２３，２７及びウェブ２１，２２との付着を高め押圧力を確実に伝達するために、グラウト３２，３３を設けた形態である。
この第２実施形態では、各Ｈ形鋼のウェブ２１，２２に貫通孔１ａ，２ａを設けた図２に示す状態の後、各Ｈ形鋼１，２の片側に亘って、プレキャストブロック８，９をそれぞれ配置すると共に、その各プレキャストブロック８，９の外側に鋼板５，６を配置して鋼棒７及びナット７ａを装着して、各鋼板５，６を所定の位置に配置した後、各Ｈ形鋼１，２の軸方向の鋼板５，６の端部側あるいはフランジ巾方向の側面に適宜型枠（図示を省略した）を配置して、プレキャストブロック８，９と鋼板５，６との間及びＨ形鋼１，２との間の空間を埋め込むように、セメントあるいはモルタルあるいは合成樹脂製等の経時硬化性材料からなるグラウト３２，３３を充填し、グラウト３２，３３が硬化した後、ナット７ａを締め込んだ形態である。
ナット７ａを締め込むことにより、前記実施形態と同様に、鋼棒７に緊張力を与えることで、鋼板５，６を介してプレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２を両側から挟み込み、プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２を横方向から鋼板５，６により押圧することで、各プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２をＨ形鋼１，２の上下のフランジ２３（２７）間方向に伸びるように僅かに弾性変形させて、各プレキャストブロック８，９の両端部の端部ブロック５２の上面をグラウト３２，３３を介して上フランジ２３（２７）の下面に向かって、プレキャストブロック８，９の下面を下フランジ２３（２７）の上面に向かってグラウト３２，３３を介してそれぞれ押圧する。
この第２実施形態では、グラウト３２，３３を充填する形態であるので、各Ｈ形鋼１，２と各プレキャストブロック８，９と各鋼板５，６とのグラウト３２，３３を介した付着が確実になり、ナット７ａを締め込んだ時の各プレキャストブロック８，９とグラウト３２，３３を介した押圧力を、Ｈ形鋼１，２の上下のフランジ２３（２７）に伝達することができる。
また、前記第１実施形態のように各鋼板５，６と各プレキャストブロック８，９とが直接接触する場合よりも、グラウト３２，３３を介在させることで、付着が確実になり、各鋼板５，６とグラウト３２，３３との一体化、グラウト３２，３３と各プレキャストブロック８，９との一体化、さらにはグラウト３２，３３と各Ｈ形鋼１，２との一体化を高めることができる。そのため、各鋼板５，６とグラウト３２，３３と各プレキャストブロック８，９と各Ｈ形鋼１，２との一体化を高めることができる。そのため、一方のＨ形鋼１から、各鋼板５，６とグラウト３２，３３と各プレキャストブロック８，９を介して、他方のＨ形鋼２に荷重を伝達することができ、そのため、継手部の負担軽減及び補強を図ることができる等の効果がえられる。
【００３０】
（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について、図７を参照して説明する。図７（ａ）は正面図、（ｂ）は、同図（ａ）のｄ−ｄ線断面図を示している。
この第３実施形態と前記第２実施形態とは、プレキャストブロックの形態が相違し、その他の点は前記第２実施形態と同様であるので、相違する点を主に説明する。
この第３実施形態では、各Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の片側にそれぞれ独立したプレキャストブロック８，９が配置されている形態とされている。前記第２実施形態では、中央接続部５１が設けられて各Ｈ形鋼１，２にわたる長尺のプレキャストブロック８，９が用いられているが、この第３実施形態では、中央接続部５１を省略して、端部ブロックにみからなるプレキャストブロック８，９が配置されている形態である。
この第３実施形態では、１枚のプレキャストブロック８，９の重量が前記第２実施形態の半分以下の重量ですむので、プレキャストブロック８，９の搬送等の作業性が向上する。施工手順及び作用は、前記第２実施形態の場合と同様である。
【００３１】
（第４実施形態）
次に本発明の第４実施形態について、図８，９を参照して説明する。図８、９の図（ａ）は正面図、図（ｂ）は図（ａ）のｅ−ｅ又はｆ−ｆ線断面図を示している。
この第４実施形態では、中央接続部５１を備えていない形態のプレキャストブロック８，９を用いている点で、前記第１実施形態と相違している。
【００３２】
図２に示すようにウェブ２１，２２に、少なくとも一つ貫通孔１ａ，２ａを設けた状態から図９に示すように、プレキャストブロック８，９が、各Ｈ形鋼１，２におけるウェブ２１，２側面に、下側のフランジ２３に載置するように配置される。
前記のプレキャストブロック８，９の高さ寸法としては、Ｈ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間の高さ寸法よりも僅かに低い高さ寸法とされている。例えば、前記のプレキャストブロック８，９の高さ寸法としては、前記第１実施形態の端部ブロック５２の場合と同様である。
【００３３】
前記のプレキャストブロック８，９には、ウェブ２１，２２に設けられた貫通孔１ａ，２ａに合致するように貫通孔８ａ，９ａが少なくとも１つ設けられている。前記のプレキャストブロック８，９に設ける貫通孔８ａ，９ａは、前記のＨ形鋼の貫通孔１ａ，２ａに合わせて、プレキャストブロック８，９の軸方向又は／及びこれに直角な方向（せい方向）に間隔をおいて複数設けてもよい。
【００３４】
前記のプレキャストブロック８，９におけるウェブ２１，２２と対向する上下の内側コーナー部には、Ｈ形鋼１，２におけるフランジ２３，２７とウェブ２１，２２との内隅部の円弧状隅部のアール部に合致するように断面円弧状の角部が設けられている。
【００３５】
前記のプレキャストブロック８，９におけるウェブ２１，２２と対向する上下の内側コーナー部は、前記のＨ形鋼１，２内隅部の断面形態に合わせた角部とされる。Ｈ形鋼１，２のフランジ巾方向に対応する前記のプレキャストブロック８，９の巾寸法は、ウェブウェブ２１，２２から張り出されたフランジ２３，２７の片側の寸法又はその前後の寸法に設定される。また、Ｈ形鋼１，２の軸方向に対応する前記のプレキャストブロック８，９の長さ寸法は、設計により適宜設定される。
【００３６】
次いで、図８（ａ）（ｂ）に示すように、貫通孔５ａ，６ａを有する矩形状等の鋼板５，６を、Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の両側の前記各プレキャストブロックの外側に当接するように、それぞれ各Ｈ形鋼に配置したプレキャストブロック８，９に渡って配置し、両端部に雄ねじ部２５を有する鋼棒７をプレキャストブロック８，９と鋼板５，６およびＨ形鋼１，２のウェブ２１，２２に設けた貫通孔８ａ，９ａ及び５ａ，６ａ並びに１ａ，２ａに挿通する。
【００３７】
次いで、前記鋼棒７の両端部の雄ねじ部２５にそれぞれナット７ａを装着し、ナット７ａにより鋼板５、６に前記鋼棒７を定着すると共に、前記ナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒７に緊張力を与えることで、鋼板５，６を介してプレキャストブロック８，９を両側から挟み込む。
かつ、前記Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２の両側のプレキャストブロック８，９を横方向から鋼板５，６により押圧することで、各プレキャストブロック８，９をＨ形鋼１，２の上下のフランジ２３（２７）間方向（上下方向）に伸びるように弾性変形させて、各プレキャストブロック８，９の上面を上フランジ２３（２７）の下面に、プレキャストブロック８，９の下面を下フランジ２３（２７）の上面に押圧する。
【００３８】
この形態では、各Ｈ形鋼１，２に亘ってプレキャストブロック８，９又はグラウト３２３３が連続して配置されていない形態で、鋼板５，６のみを各Ｈ形鋼１，２に亘って配置している形態とされている点が、前記各実施形態と相違し、鋼板５，６を介して各Ｈ形鋼１，２にせん断力及び軸力を伝達可能にして、Ｈ形鋼のボルト継手部を補強している。
【００３９】
次に、第４実施形態のように構成された各部の作用について説明する。
部材軸方向荷重は、一方のＨ形鋼１からプレキャストブロック８，９を介して鋼板５，６に伝達され、鋼板５，６から再びプレキャストブロック８，９を介して、他方のＨ形鋼２へと伝達される。
Ｈ形鋼１からプレキャストブロック８，９へは、鋼棒７に導入した緊張力によりプレキャストブロック８，９が両側から挟み込まれることで、Ｈ形鋼１の上下のフランジ面とウェブ面との接触圧が高まり、接触圧に応じて発生する界面での摩擦および付着により伝達される。
プレキャストブロック８，９に伝わった荷重は、せん断抵抗によりプレキャストブロックの内部を伝達される。
プレキャストブロック８，９からＨ形鋼１，２のフランジ及びウェブと鋼板５，６へは、Ｈ形鋼１，２又は鋼板５，６とプレキャストブロック８，９の摩擦および付着によって伝達される。
これらの作用により、既存のボルト継手を介さない荷重伝達経路が新たに形成され、補強が可能となる。
【００４０】
なお、鋼板５，６における各プレキャストブロック８，９側に対向する両側に複数の鋼棒７が設けられる場合には、部材軸方向に直角なせん断荷重は、一方のＨ形鋼１からプレキャストブロック８，９を介して鋼板５，６に伝達され、鋼板５，６から再びプレキャストブロック８，９を介して、他方のＨ形鋼２へと伝達される。
【００４１】
次に、本発明の第５実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。
この第5実施形態と前記第４実施形態とは、プレキャストブロックの形態とそのプレキャストブロックと鋼板又はＨ形鋼のウェブとの付着を高めるために、グラウトを設けるようにした点が相違し、その他の点は前記実施形態と同様であるので、相違する点を主に説明する。
【００４２】
図１０（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｇ−ｇ線断面図、図１１は施工手順を示すものであって、各Ｈ形鋼のウェブに貫通孔を設けた図２に示す状態の後、前記実施形態の断面積より格段に小さく（例えば断面積で半分程度に小さく）したハーフプレキャストブロックを配置した状態を示すものであって、図１１（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｈ−ｈ線断面図である。
【００４３】
この第６実施形態は、プレキャストブロック８，９として断面略Ｉ形のハーフプレキャストブロックとし、各Ｈ形鋼１，２のウェブ２１，２２又は鋼板５，６との付着一体化を高めるために、プレキャストブロック８，９の両側面に凹部８ｂ，９ｂを設け、各凹部８ｂ，９ｂに、セメントあるいはモルタルあるいは合成樹脂製等の経時硬化性材料からなるグラウト３２，３３を設けた形態である。
【００４４】
前記のグラウト３２，３３を設ける時期は、予めプレキャストブロック８，９の両側面の凹部８ｂ，９ｂに設けてもよく、プレキャストブロック８，９をＨ形鋼に配置した後、プレキャストブロック８，９と鋼板５，６及びウェブ２１，２２との間に充填してもよい。
【００４５】
前記のグラウト３２，３３を設ける場合に、鋼板５，６と鋼棒７及びナット７ａをセットし、Ｈ形鋼１，２の軸方向のプレキャストブロック８，９の端部に適宜端部型枠（図示を省略した）を設けて、グラウト３２，３３を充填するようにしてもよい。この場合には、プレキャストブロック８，９と各Ｈ形鋼１，２と鋼板５，６との間にグラウト３２，３３が回り込んでもかまわない。従って、プレキャストブロック８，９とＨ形鋼１，２のフランジ２３，２７との間にもグラウト３２，３３が回り込む場合がある。
また、前記のグラウト３２，３３の硬化後に、鋼棒７及びナット７ａによる鋼板及びプレキャストブロック８，９の締め付けが行われる。
この形態でも、プレキャストブロック８，９は、各Ｈ形鋼の片側に亘って１つ配置する形態でもよい。
【００４６】
図１２は、鋼板５，６として、２枚の半分割形鋼板４７，４８を直列に連結してもよいことを示すための代表形態としての第６実施形態を示したもので、前記鋼板以外の部分については、前記実施形態と同様であるので、相違する部分を説明する。
【００４７】
Ｈ形鋼の継手部を補強するための鋼板５，６としては、１枚の鋼板の重量が重くなるために、半分割形鋼板４７，４８とし軽量化を図り、取り扱い性を高めた形態で、各半分割形鋼板４７，４８をボルト接合して鋼板５，６とした形態である。
半分割形鋼板４７，４８としては、図示の形態では、Ｈ形鋼長手方向の一端部であって、半分割形鋼板本体に直角に外側に張り出す接合用フランジ３４，３５を備え、接合用フランジ３４，３５には、間隔をおいて複数のボルト挿通孔３６，３７を備えていると共に、各半分割形鋼板本体には、貫通孔５ａ，６ａが設けられている（図１３参照）。
前記の各半分割形鋼板４７，４８の接合用フランジ３４，３５を突き合わせるように一対の半分割形鋼板４７，４８を直列に配置して複数のボルト・ナット４６によりボルト接合した形態である。
前記の各半分割形鋼板４７，４８を地組み時にボルト接合する形態又は吊り上げて、ボルト接合する形態としてもよい。
図１３には、一対の半分割形鋼板４７，４８を接合した鋼板５，６を取り出した図が示されている。
前記のような形態の鋼板５，６としても、矢印で示すように、ボルト・ナットを介して引張力の伝達が可能であると共に、対向する接合用フランジ３４，３５により圧縮力の伝達が可能にされている。
【００４８】
図１４は、半分割形鋼板４７，４８を組み合わせて鋼板５，６を構成する場合の他の形態を示したもので、この形態では、鋼板は、端部に噛み合い継手３８，３９を有する半分割形鋼板４７，４８の継手３８，３９相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされている形態である。
【００４９】
一方の半分割形鋼板４７は、その端部に、高さ方向に連続する係止突起４０と係止溝４１と前記係止溝４１に接続する半分割形鋼板本体の板厚を含む支承壁部４２とする噛み合い継手３８を備えた半分割形鋼板４７とされている（図１４の左側の半分割形鋼板４７）。
【００５０】
また、他方の半分割形鋼板４８は、その端部に、高さ方向に連続する係止突起４３とこれに間隔をおいて平行な支承壁部４５を設け、前記係止突起４３と支承壁部４５間を係止溝４４として噛み合い継手３９を有する半分割形鋼板４８とされている（図１４の右側の半分割形鋼板４８）。
【００５１】
このような形態の半分割形鋼板４７，４８を直列に組み合わせても、係止突起４０，４３と係止溝４１，４４と支承壁部４５との係合により、各半分割形鋼板４７，４８相互間での、継手部に直角な方向（図１３ｂ及び図１４ｂの左右方向）の引張力あるいは圧縮力の伝達が可能にされている（図１４に矢印で示した）。
なお、前記各実施形態において、図１３あるいは図１４に示すような半分割形鋼板を用いるようにしてもよい。
なお、鋼板５，６またはこれを構成する半分割形鋼板４７，４８の外側面に補剛リブを設けてもよい。鋼板５，６またはこれを構成する半分割形鋼板４７，４８の板厚は設計により設定される。
【００５２】
なお、前記実施形態のプレキャストブロックに代えて、Ｈ形鋼のウェブと鋼板との間に充填材を充填することも考えられるが、前記実施形態のように、プレキャストブロックを用いる補強構造とする形態のほうが、現場での充填量が全くないか、格段に充填材の充填量を少なくすることができ、施工性が向上する。
【００５３】
前記実施形態の場合には、プレキャストブロックに貫通孔を１つ設ける形態を示したが、各Ｈ形鋼のウェブに設ける貫通孔を複数とすると共に、プレキャストブロックに設ける貫通孔を複数とし、複数の鋼棒７を定着するようにした形態では、Ｈ形鋼母材鉄骨およびボルトの腐食や減肉などにより接合部としての機能が低下しているボルト継手に代わる、接合部そのものとしても本発明は利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は鉄骨構造に関するものであり、建築物に限らず、幅広く機械架構、工作物などのＨ形鋼部材のボルト継手接合部の補強に利用可能である。
【００５５】
また、Ｈ形鋼母材鉄骨およびボルトの腐食や減肉などにより接合部としての機能が低下しているボルト継手に代わる、接合部そのものとしても本発明は利用可能である。
さらに、Ｈ形鋼母材鉄骨の断面性能を向上させる補強方法としても本発明は利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１，２・・・・・・・・Ｈ形鋼
１ａ，２ａ・・・・・・貫通孔
３・・・・・・・・・・・・ボルト
４・・・・・・・・・・・・添板
５，６・・・・・・・・・鋼板
５ａ，６ａ・・・・・・・貫通孔
７・・・・・・・・・鋼棒
７ａ・・・・・・・・・ナット
８，９・・・・・・・・・プレキャストブロック
８ａ、９ａ貫通孔
８ｂ，９ｂ・・・・・・・・凹部
１１・・・・・・・・・・・筋違
１２・・・・・・・・・・・筋違母材鉄骨
１３・・・・・・・・・・・筋違ボルト継手接合部
１４・・・・・・・・・・・鉛直力
１５・・・・・・・・・・・水平力
１６・・・・・・・・・・鋼板(または形鋼)
１７・・・・・・・・・・溶接部
１８・・・・・・・・・・既存ボルト
１９・・・・・・・・・・ガス切断
２０・・・・・・・・・・新設ボルト
２１，２２・・・・ウェブ
２３，２７・・・・・・・・・・フランジ
２５・・・・・・・・・・雄ねじ部
３２，３３・・・・・・・・・・グラウト
３４，３５・・・・・・・・・・接合用フランジ
３６，３７・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
３８，３９・・・・・・・・・・噛み合い継手
４０・・・・・・・・・・係止突起
４１・・・・・・・・・・係止溝
４２・・・・・・・・・・支承壁部
４３・・・・・・・・・・係止突起
４４・・・・・・・・・・係止溝
４５・・・・・・・・・・支承壁部
４６ ボルト・ナット
４７ 半分割形鋼板
４８ 半分割形鋼板
４９ 切り欠き凹部
５０ 凹部
５１ 中央接続部
５２ 端部ブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強構造において、前記ボルト継手接合部に隣接して各ウェブに貫通孔を設け、前記ボルト継手接合部に隣接して又は前記ボルト接合部を跨ぐようにして、各Ｈ形鋼のウェブの両側であると共にそれぞれＨ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロックを配置し、貫通孔を有する鋼板をＨ形鋼のウェブの両側の前記プレキャストブロックの外側にそれぞれ配置し、端部に雄ねじ部を設けた鋼棒を鋼板とプレキャストブロックとウェブの前記貫通孔に挿通し、前記各鋼棒の端部の雄ねじ部にそれぞれナットをねじ込み締め付けられていることを特徴とするＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造。
【請求項２】
前記プレキャストブロックがコンクリート製プレキャストブロック、モルタル製プレキャストブロックまたは合成樹脂製プレキャストブロックであることを特徴とする請求項１記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造。
【請求項３】
各プレキャストブロックと鋼板又はＨ形鋼との間にグラウトが介在されて付着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造。
【請求項４】
鋼板は、端部に接合用フランジを有する一対の半分割形鋼板のフランジ相互がボルト接合されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造。
【請求項５】
鋼板は、端部に噛み合い継手を有する半分割形鋼板の継手相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造。
【請求項６】
Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、ボルト継手接合部に隣接して各ウェブに貫通孔を設けた後、前記ボルト継手接合部に隣接して又は前記ボルト継手接合部を跨ぐようにして、各Ｈ形鋼のウェブの両側であると共にそれぞれＨ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロックをそれぞれ配置し、貫通孔を有する鋼板をＨ形鋼のウェブの両側の前記各プレキャストブロックの外側にそれぞれ配置し、端部に雄ねじ部を設けた鋼棒を鋼板とプレキャストブロックとウェブの前記貫通孔に挿通し、前記各鋼棒の端部の雄ねじ部にそれぞれナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒に緊張力を与えて、前記Ｈ形鋼のウェブの両側のプレキャストブロックを横方向から押圧して、各プレキャストブロックをＨ形鋼の上下のフランジ間方向に弾性変形させて、各プレキャストブロックの上面が上フランジの下面に向かって、プレキャストブロックの下面が下フランジの上面に向かってそれぞれ押圧することを特徴とするＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法。
【請求項７】
前記プレキャストブロックがコンクリート製プレキャストブロック、モルタル製プレキャストブロックまたは合成樹脂製プレキャストブロックであることを特徴とする請求項６記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法。
【請求項８】
各プレキャストブロックとＨ形鋼との間にグラウトを設けることを特徴とする請求項６又は７に記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法。
【請求項９】
鋼板は、端部に接合用フランジを有する一対の半分割形鋼板のフランジ相互がボルト接合されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法。
【請求項１０】
鋼板は、端部に噛み合い継手を有する半分割形鋼板の継手相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法。
【請求項１】
Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強構造において、前記ボルト継手接合部に隣接して各ウェブに貫通孔を設け、前記ボルト継手接合部に隣接して又は前記ボルト接合部を跨ぐようにして、各Ｈ形鋼のウェブの両側であると共にそれぞれＨ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロックを配置し、貫通孔を有する鋼板をＨ形鋼のウェブの両側の前記プレキャストブロックの外側にそれぞれ配置し、端部に雄ねじ部を設けた鋼棒を鋼板とプレキャストブロックとウェブの前記貫通孔に挿通し、前記各鋼棒の端部の雄ねじ部にそれぞれナットをねじ込み締め付けられていることを特徴とするＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造。
【請求項２】
前記プレキャストブロックがコンクリート製プレキャストブロック、モルタル製プレキャストブロックまたは合成樹脂製プレキャストブロックであることを特徴とする請求項１記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造。
【請求項３】
各プレキャストブロックと鋼板又はＨ形鋼との間にグラウトが介在されて付着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造。
【請求項４】
鋼板は、端部に接合用フランジを有する一対の半分割形鋼板のフランジ相互がボルト接合されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造。
【請求項５】
鋼板は、端部に噛み合い継手を有する半分割形鋼板の継手相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強構造。
【請求項６】
Ｈ形鋼のボルト継手接合部の補強方法において、ボルト継手接合部に隣接して各ウェブに貫通孔を設けた後、前記ボルト継手接合部に隣接して又は前記ボルト継手接合部を跨ぐようにして、各Ｈ形鋼のウェブの両側であると共にそれぞれＨ形鋼の上フランジの下面と下フランジの上面との間に、貫通孔を有するプレキャストブロックをそれぞれ配置し、貫通孔を有する鋼板をＨ形鋼のウェブの両側の前記各プレキャストブロックの外側にそれぞれ配置し、端部に雄ねじ部を設けた鋼棒を鋼板とプレキャストブロックとウェブの前記貫通孔に挿通し、前記各鋼棒の端部の雄ねじ部にそれぞれナットをねじ込み締め付けると共に鋼棒に緊張力を与えて、前記Ｈ形鋼のウェブの両側のプレキャストブロックを横方向から押圧して、各プレキャストブロックをＨ形鋼の上下のフランジ間方向に弾性変形させて、各プレキャストブロックの上面が上フランジの下面に向かって、プレキャストブロックの下面が下フランジの上面に向かってそれぞれ押圧することを特徴とするＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法。
【請求項７】
前記プレキャストブロックがコンクリート製プレキャストブロック、モルタル製プレキャストブロックまたは合成樹脂製プレキャストブロックであることを特徴とする請求項６記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法。
【請求項８】
各プレキャストブロックとＨ形鋼との間にグラウトを設けることを特徴とする請求項６又は７に記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法。
【請求項９】
鋼板は、端部に接合用フランジを有する一対の半分割形鋼板のフランジ相互がボルト接合されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法。
【請求項１０】
鋼板は、端部に噛み合い継手を有する半分割形鋼板の継手相互が、噛み合わされて連結されて、引張力及び圧縮力を伝達可能にされていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のＨ形鋼のボルト継手接合部の補強方法。
【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】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−２１９９４５（Ｐ２０１１−２１９９４５Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８８１８５（Ｐ２０１０−８８１８５）
【出願日】平成２２年４月６日（２０１０．４．６）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月６日（２０１０．４．６）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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