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JP7115324B2 - Steel member reinforcement structure and reinforcement method - Google Patents

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JP7115324B2 JP2019001974A JP2019001974A JP7115324B2 JP 7115324 B2 JP7115324 B2 JP 7115324B2 JP 2019001974 A JP2019001974 A JP 2019001974A JP 2019001974 A JP2019001974 A JP 2019001974A JP 7115324 B2 JP7115324 B2 JP 7115324B2
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Description

本発明は、移動体を支持する鋼部材の補強構造及び補強方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reinforcing structure and reinforcing method for a steel member that supports a moving body.

工場や倉庫などの建屋には、重量物を運搬するための天井クレーンが設置されている。天井クレーンは、クレーンガーダーと呼ばれる鋼製梁(例えばH形鋼)の上面に敷設された軌条上を走行する。クレーンガーダーは、天井クレーンの走行に伴って繰り返し応力を受けるため、長期間の使用により疲労亀裂が生じる場合がある。クレーンガーダーに亀裂が生じると天井クレーンの走行ができなくなり、工場などの操業が中断するため、当該亀裂の発生を抑制する必要がある。 Overhead cranes for transporting heavy objects are installed in buildings such as factories and warehouses. An overhead crane travels on rails laid on the upper surface of a steel beam (for example, H-beam) called a crane girder. Crane girders are subject to repeated stress as overhead cranes travel, and fatigue cracks may occur due to long-term use. If a crack occurs in the crane girder, the overhead crane cannot run, and the operation of the factory or the like is interrupted. Therefore, it is necessary to suppress the occurrence of the crack.

上述のように、クレーンガーダーがH形鋼により構成される場合、前記亀裂は、主として天井クレーンの走行により引張応力を受ける下フランジであって、特にガセットプレートや付属する金物などを溶接した溶接部の近傍において発生する傾向が高い。かかる下フランジへの亀裂の発生を抑制するため、従来、H形鋼の下面に補強部材を設けることにより、H形鋼に発生する応力を低減することが行われている。補強部材としては、例えばH形鋼やCT形鋼を用いることが公知となっている。 As described above, when the crane girder is made of H-beam steel, the cracks are mainly in the lower flange that receives tensile stress due to the running of the overhead crane, especially the welded part where the gusset plate and attached hardware are welded. tend to occur in the vicinity of In order to suppress the occurrence of cracks in the lower flange, conventionally, the stress generated in the H-section steel is reduced by providing a reinforcing member on the lower surface of the H-section steel. As a reinforcing member, it is known to use, for example, H-section steel or CT-section steel.

また、特許文献1には、補強部材としてPCケーブルを用いる構造が開示されている。特許文献1に開示の構造によれば、クレーンガーダーの下面に溶接されたアンカープレートの内部にPC鋼撚線を配設し、当該PC鋼撚線に引張力を与えることによりプレストレスを導入する。 Further, Patent Document 1 discloses a structure using a PC cable as a reinforcing member. According to the structure disclosed in Patent Document 1, a prestress is introduced by arranging a PC steel strand inside an anchor plate welded to the lower surface of a crane girder and applying a tensile force to the PC steel strand. .

また、特許文献2には、補強部材として炭素繊維シートをH形鋼の下面に接着する構成が開示されている。特許文献2に開示の構造によれば、被補強部材の引張力が作用する部分に炭素繊維材を複数層に段差状に重ね合わせて貼付する。 Further, Patent Document 2 discloses a configuration in which a carbon fiber sheet is adhered to the lower surface of the H-section steel as a reinforcing member. According to the structure disclosed in Patent Literature 2, a plurality of layers of carbon fiber material are superimposed in a stepped manner and attached to the portion of the member to be reinforced where the tensile force acts.

特開平1-268946号公報JP-A-1-268946 特開2013-47446号公報JP 2013-47446 A

上述した公知技術や特許文献1、2に開示の技術によれば、H形鋼の下面に補強部材を設けることにより、当該H形鋼の下フランジに引張応力が生じること、すなわちH形鋼に曲げ変形が発生することを抑制し、疲労亀裂の発生を抑制することができる。 According to the above-mentioned known technology and the technology disclosed in Patent Documents 1 and 2, by providing a reinforcing member on the lower surface of the H-section steel, tensile stress is generated in the lower flange of the H-section steel. It is possible to suppress the occurrence of bending deformation and suppress the occurrence of fatigue cracks.

しかしながら、これら従来の補強構造によれば、H形鋼の疲労亀裂の発生を抑制し、耐用年数を長くすることはできるものの、潜在的な疲労亀裂の発生懸念を無くすことはできない。すなわち、H形鋼の補強構造には改善の余地がある。 However, according to these conventional reinforcing structures, although it is possible to suppress the occurrence of fatigue cracks in the H-section steel and extend the service life, it is not possible to eliminate the concern of the potential occurrence of fatigue cracks. That is, there is room for improvement in the reinforcing structure of the H-section steel.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、従来技術に対してクレーンガーダーとしてのH形鋼に発生する応力を更に適切に低減させ、当該H形鋼への疲労亀裂の発生を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and more appropriately reduces the stress generated in the H-section steel as a crane girder compared to the conventional technology, and suppresses the occurrence of fatigue cracks in the H-section steel. intended to

上記課題を解決する本発明は、上面で移動体を支持するH形鋼の補強構造であって、前記H形鋼の下面には補強部材が設けられ、前記H形鋼の下フランジには、当該下フランジの短手方向端部から前記H形鋼のウェブに向けてスリットが形成されていることを特徴としている。 The present invention for solving the above problems is a reinforcing structure for H-section steel that supports a moving body on the upper surface, wherein a reinforcing member is provided on the lower surface of the H-section steel, and the lower flange of the H-section steel includes: A slit is formed from the lateral end of the lower flange toward the web of the H-section steel.

本発明によれば、従来のH形鋼の補強構造、すなわち補強部材の施工に加え、引張応力が発生する下フランジにスリットを形成することにより、発生した引張応力の伝達を抑止することができる。これにより、下フランジに疲労亀裂が発生することを適切に抑制することができる。 According to the present invention, in addition to the conventional H-section steel reinforcement structure, that is, the construction of reinforcing members, by forming slits in the lower flange where tensile stress is generated, transmission of the generated tensile stress can be suppressed. . Thereby, it is possible to appropriately suppress the occurrence of fatigue cracks in the lower flange.

また、本発明によれば下フランジに疲労亀裂が発生する懸念を適切に低減することができるため、クレーンガーダーの点検や補修といった維持管理コストを適切に削減することができる。 In addition, according to the present invention, since it is possible to appropriately reduce the concern that fatigue cracks will occur in the lower flange, it is possible to appropriately reduce maintenance costs such as inspection and repair of the crane girder.

前記スリットは、前記下フランジの長手方向に沿って複数形成されていてもよい。 A plurality of slits may be formed along the longitudinal direction of the lower flange.

前記スリットは、前記ウェブを挟んで前記下フランジの短手方向の両端部あるいは片側端部から形成されていてもよい。 The slits may be formed from both ends or one side end of the lower flange in the lateral direction across the web.

前記補強部材は、H形鋼、CT形鋼、PCケーブル又は炭素繊維シートより選択される少なくともいずれかの部材により構成されていてもよい。 The reinforcing member may be composed of at least one member selected from H-section steel, CT-section steel, PC cables, and carbon fiber sheets.

前記鋼部材がクレーンガーダーであってもよい。 The steel member may be a crane girder.

別な観点による本発明は、移動体を支持するH形鋼の補強方法であって、前記H形鋼の下面に補強部材を設け、前記H形鋼の下フランジに、当該下フランジの短手方向端部から前記H形鋼のウェブに向けてスリットを形成することを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for reinforcing an H-section steel for supporting a moving body, wherein a reinforcing member is provided on the lower surface of the H-section steel, and a lower flange of the H-section steel is provided with a It is characterized by forming a slit toward the web of the H-section steel from the direction end.

前記スリットを、前記下フランジの長手方向に沿って複数形成してもよい。 A plurality of slits may be formed along the longitudinal direction of the lower flange.

前記スリットを、前記ウェブを挟んで前記下フランジの短手方向の両端部から形成してもよい。 The slits may be formed from both lateral ends of the lower flange with the web interposed therebetween.

前記補強部材は、H形鋼、CT形鋼、PCケーブル又は炭素繊維シートより選択される少なくともいずれかの部材により構成してもよい。 The reinforcing member may be composed of at least one member selected from H-section steel, CT-section steel, PC cables, and carbon fiber sheets.

前記鋼部材がクレーンガーダーであってもよい。 The steel member may be a crane girder.

本発明によれば、クレーンガーダーとしてのH形鋼に発生する応力を適切に低減させ、当該H形鋼への疲労亀裂の発生を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stress which generate|occur|produces in H section steel as a crane girder can be reduced appropriately, and generation|occurrence|production of the fatigue crack to the said H section steel can be suppressed.

天井クレーンが走行する一対のクレーンガーダーを備える建屋の構造を模式的に示す平面図である。Fig. 2 is a plan view schematically showing the structure of a building provided with a pair of crane girders on which an overhead crane travels; クレーンガーダーの構造を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a crane girder typically. 下フランジへの亀裂の発生原理を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining the principle of generation of cracks in the lower flange. 下フランジに発生する亀裂を模式的に示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing cracks generated in a lower flange; 従来のクレーンガーダーの補強構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the reinforcement structure of the conventional crane girder. 従来のクレーンガーダーに発生する応力の説明図である。It is explanatory drawing of the stress which generate|occur|produces in the conventional crane girder. 従来のクレーンガーダーの補強構造について説明する疲労設計曲線図である。It is a fatigue design curve diagram explaining the reinforcement structure of the conventional crane girder. 本発明の実施形態にかかるクレーンガーダーの構造を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structure of the crane girder concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかるクレーンガーダーの構造を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the crane girder concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかるクレーンガーダーに発生する応力の説明図である。It is explanatory drawing of the stress which generate|occur|produces in the crane girder concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかるクレーンガーダーの補強構造について説明する疲労設計曲線図である。It is a fatigue design curve diagram explaining the reinforcing structure of the crane girder according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.

(クレーンガーダーの構造)
図1は、天井クレーンが走行する一対のガーダーを内部に備える建屋の構造を模式的に示す平面図である。また、図2はガーダーの構成を模式的に示す斜視図である。
(Structure of Crane Girder)
FIG. 1 is a plan view schematically showing the structure of a building internally provided with a pair of girders on which an overhead crane travels. Moreover, FIG. 2 is a perspective view which shows the structure of a girder typically.

図1に示すように建屋1は、架構面を備えた柱梁架構である、フレーム10が建屋の長手方向に複数並べて配置された構成を有している。またフレーム10は、一対の柱11と梁(図示せず)とを備えたラーメン構造を有している。 As shown in FIG. 1, the building 1 has a structure in which a plurality of frames 10, which are column-beam structures with frame surfaces, are arranged side by side in the longitudinal direction of the building. The frame 10 also has a Rahmen structure comprising a pair of pillars 11 and beams (not shown).

建屋1には、天井クレーン12が走行自在な軌条(図示せず)を上面に備えた、一対のクレーンガーダーとしてのガーダー13が建屋の長手方向に延伸して設けられている。ガーダー13は柱11に設けられている。 The building 1 is provided with a pair of girders 13 extending in the longitudinal direction of the building. A girder 13 is provided on the column 11 .

図2に示すようにガーダー13は、主ガーダーとしてのH形鋼20、下面構30、上面構31及びバックガーダー32を有している。H形鋼20は、下フランジ21、ウェブ22、上フランジ23を有している。また、H形鋼の下フランジ21と下面構30、及びH形鋼の上フランジ23と上面構31は、それぞれガセットプレート24、25を介して溶接して接続されている。 As shown in FIG. 2, the girder 13 has an H-shaped steel 20 as a main girder, a lower surface structure 30, an upper surface structure 31 and a back girder 32. As shown in FIG. The H-section steel 20 has a lower flange 21 , a web 22 and an upper flange 23 . The lower flange 21 and the lower surface structure 30 of the H-section steel, and the upper flange 23 and the upper structure 31 of the H-section steel are connected by welding via gusset plates 24 and 25, respectively.

なおH形鋼20は、例えば平板プレートを溶接によりH形の断面に組んだ鋼材で構成されていてもよい。 The H-shaped steel 20 may be made of a steel material in which a flat plate is assembled into an H-shaped cross section by welding, for example.

(クレーンガーダーに対する亀裂の発生)
以上のように構成されたガーダー13は、図3に示すように天井クレーン12の走行に伴って繰り返し載荷Lを受け、かかる載荷Lを受けた際に下方に凸形状に変形する。かかる変形によりガーダー13を構成するH形鋼20の下フランジ21には引張応力T、上フランジ23には圧縮応力Cが発生する。
(Occurrence of cracks in the crane girder)
As shown in FIG. 3, the girder 13 configured as described above receives a repeated load L as the overhead crane 12 travels, and when receiving the load L, the girder 13 is deformed into a downward convex shape. Due to such deformation, a tensile stress T and a compressive stress C are generated in the lower flange 21 and the upper flange 23 of the H-section steel 20 constituting the girder 13, respectively.

ここで、下フランジ21に繰り返しの引張応力Tが発生すると、長期間の天井クレーン12の使用により疲労亀裂が生じることがある。特に、下フランジ21と下面構30とを接続するガセットプレート24の溶接部は、疲労亀裂の発生しやすい部位である。すなわち、図4に示すように、下フランジ21には、ガセットプレート24との接点26を起点として亀裂Xが生じやすく、下フランジ21の短手方向(幅方向)を横断してウェブ22に向かって亀裂Xが進展していく。 Here, if a repeated tensile stress T is generated in the lower flange 21 , fatigue cracks may occur due to long-term use of the overhead crane 12 . In particular, the welded portion of the gusset plate 24 connecting the lower flange 21 and the lower surface structure 30 is a site where fatigue cracks are likely to occur. That is, as shown in FIG. 4 , cracks X are likely to occur in the lower flange 21 starting from the point of contact 26 with the gusset plate 24 , and extend across the lateral direction (width direction) of the lower flange 21 toward the web 22 . Crack X progresses.

(クレーンガーダーの補強構造)
そこで、このような亀裂Xの発生を抑制するため、従来、図5に示すようにH形鋼20の下面には補強部材40が設けられる。補強部材40としては、例えばH形鋼、CT形鋼、PCケーブル、炭素繊維シート等が用いられ、図5においては一例として補強部材としてCT形鋼を採用した場合を図示している。
(Reinforcing structure of crane girder)
Therefore, in order to suppress the occurrence of such cracks X, a reinforcing member 40 is conventionally provided on the lower surface of the H-section steel 20 as shown in FIG. As the reinforcing member 40, for example, H-shaped steel, CT-shaped steel, PC cable, carbon fiber sheet, or the like is used.

図6は、補強部材40を設ける前後におけるH形鋼20に発生する応力σを示す応力図である。また図7は、H形鋼20に発生する応力範囲・繰り返し数によって定まる疲労設計曲線図である。なお、図7に示す疲労設計曲線図においては、縦軸は応力範囲、横軸は繰り返し数を示している。また、図中の実線は累積疲労損傷度D=1.0となる応力範囲を示しており、繰り返し数が累積疲労損傷度D=1.0に到達するとH形鋼20が疲労限界をむかえ、亀裂が発生する。すなわち、図中の累積疲労損傷度D=1.0より左側(下側)の領域はH形鋼20の耐用領域、右側(上側)の領域はH形鋼20の損傷領域と言うことができる。 FIG. 6 is a stress diagram showing the stress σ generated in the H-shaped steel 20 before and after the reinforcing member 40 is provided. FIG. 7 is a diagram of a fatigue design curve determined by the range of stress generated in the H-section steel 20 and the number of repetitions. In the fatigue design curve diagram shown in FIG. 7, the vertical axis indicates the stress range, and the horizontal axis indicates the number of repetitions. In addition, the solid line in the figure indicates the stress range in which the degree of cumulative fatigue damage D = 1.0. Cracks form. That is, the area on the left side (lower side) of cumulative fatigue damage D = 1.0 in the figure can be said to be the durable area of the H-section steel 20, and the area on the right side (upper side) can be said to be the damage area of the H-section steel 20. .

図6に示すように、H形鋼20に補強部材40を設けない場合、天井クレーン12の走行により下フランジ21には応力σ1が発生する。一方、H形鋼20の下面に補強部材40を設けることにより、ガーダー13の最下面に発生する応力はσ2に低下する。これは、補強部材40が設けられたことにより、主ガーダーの断面積が増加したことに起因する。またこれに加え、応力σ2の発生部位を下方に移動、すなわち発生する応力σ2を補強部材40に負担させることができ、これにより下フランジ21に発生する応力をσ3まで更に低下させることができる。 As shown in FIG. 6 , when the H-shaped steel 20 is not provided with the reinforcing member 40 , stress σ1 is generated in the lower flange 21 due to traveling of the overhead crane 12 . On the other hand, by providing the reinforcing member 40 on the lower surface of the H-section steel 20, the stress generated on the lowermost surface of the girder 13 is reduced to σ2. This is because the cross-sectional area of the main girder is increased by providing the reinforcing member 40 . In addition, the portion where the stress σ2 is generated can be moved downward, that is, the generated stress σ2 can be borne by the reinforcing member 40, thereby further reducing the stress generated in the lower flange 21 to σ3.

このように下フランジ21に発生する応力がσ1からσ3に低下すると、図7に示すように、累積疲労損傷度D=1.0に到達するまでの繰り返し数が増加する。すなわち、主ガーダーとしてのH形鋼20の補強により、ガーダー13の寿命がNr1からNr2まで延命される。 When the stress generated in the lower flange 21 decreases from σ1 to σ3 in this way, the number of repetitions increases until the cumulative fatigue damage degree D=1.0 is reached, as shown in FIG. That is, the life of the girder 13 is extended from Nr1 to Nr2 by reinforcing the H-section steel 20 as the main girder.

しかしながら、図7に示すように、補強部材40を設けることによりガーダー13の寿命は伸ばすことができるものの、天井クレーン12の更なる繰り返し使用により、ガーダー13はいずれ寿命Nr2を迎え、下フランジ21には亀裂Xが発生する。すなわち、ガーダー13における疲労亀裂の発生懸念を無くすことはできない。 However, as shown in FIG. 7, although the service life of the girder 13 can be extended by providing the reinforcing member 40, further repeated use of the overhead crane 12 eventually reaches the service life Nr2 of the girder 13, and the lower flange 21 crack X occurs. That is, the fear of fatigue cracks occurring in the girder 13 cannot be eliminated.

(本発明にかかる実施形態)
そこで本実施形態においては、ガーダー13に発生する応力を更に適切に低減し、疲労亀裂の発生を更に適切に抑制する。望ましくは、下フランジ21と下面構30とを接続するガセットプレート24の溶接部に対して応力を発生させないようにする。
(Embodiment according to the present invention)
Therefore, in this embodiment, the stress generated in the girder 13 is more appropriately reduced, and the occurrence of fatigue cracks is more appropriately suppressed. Desirably, the weld of the gusset plate 24 connecting the lower flange 21 and the lower surface 30 is stress-free.

図8及び図9は、それぞれ本実施形態にかかるH形鋼20の補強構造を模式的に示す斜視図及び平面図である。 8 and 9 are a perspective view and a plan view, respectively, schematically showing the reinforcing structure of the H-section steel 20 according to this embodiment.

図8に示すように、本実施形態にかかるH形鋼20の補強構造は、前記補強部材40に加え、下フランジ21にスリット50が形成されている。スリット50は、下フランジ21の短手方向端部からウェブ22に向けて、すなわち、ガセットプレート24の溶接部と同じ側の端部からウェブ22の延伸方向に直行する方向に向けて、形成されている。 As shown in FIG. 8 , the reinforcing structure for the H-section steel 20 according to this embodiment includes the reinforcing member 40 and slits 50 formed in the lower flange 21 . The slit 50 is formed from the lateral end of the lower flange 21 toward the web 22, that is, from the end of the gusset plate 24 on the same side as the welded portion toward the direction perpendicular to the extending direction of the web 22. ing.

また、スリット50は、例えば亀裂Xの発生が懸念される部位、すなわちガセットプレート24の溶接部近傍に形成される。 Moreover, the slit 50 is formed, for example, in the vicinity of the welded portion of the gusset plate 24 where the crack X is likely to occur.

このように、下フランジ21にスリット50が形成されることにより、下フランジ21に発生した引張応力Tの伝達を抑制することができる。すなわち、従来、天井クレーン12の走行により下フランジ21に発生していた応力は、当該下フランジ21の長手方向に沿って伝達されていた。しかしながら、ここで下フランジ21にスリット50が形成されることにより応力の伝達経路を絶ち、亀裂Xの発生を抑制することができる。 By forming the slits 50 in the lower flange 21 in this manner, transmission of the tensile stress T generated in the lower flange 21 can be suppressed. That is, conventionally, the stress generated in the lower flange 21 due to travel of the overhead crane 12 was transmitted along the longitudinal direction of the lower flange 21 . However, by forming the slits 50 in the lower flange 21 here, the transmission path of the stress is cut off, and the occurrence of the crack X can be suppressed.

図10は、スリット50が形成された断面(図9におけるa-a断面)におけるH形鋼20に発生する応力σを示す応力図である。また図11は、本実施形態にかかるH形鋼20における疲労設計曲線図である。なお、図11に示すσceは打ち切り限界応力を示しており、ガーダー13に作用する応力が打ち切り限界応力σceを下回る場合、ガーダー13が疲労限界に到達することが無い。 FIG. 10 is a stress diagram showing the stress σ generated in the H-shaped steel 20 in the cross section (aa cross section in FIG. 9) where the slits 50 are formed. FIG. 11 is a fatigue design curve diagram of the H-section steel 20 according to this embodiment. In addition, σce shown in FIG. 11 indicates the critical termination stress, and when the stress acting on the girder 13 is lower than the critical termination stress σce, the girder 13 does not reach the fatigue limit.

図10に示すように、a-a断面においては、天井クレーン12の走行によりガーダー13の下面に応力σ2が発生する。一方、H形鋼20の下フランジ21にスリット50を形成することにより、応力の伝達が絶たれ、下フランジ21のスリット50形成部においては応力が発生しない(σ4=0)。または、例えば下フランジ21の短手方向の端部からスリット50を少なくとも一部に形成することにより、発生する応力を低下させることができる(σ4<σ3)。すなわち、従来、応力σ3が発生していた下フランジ21にスリット50が形成されることにより、発生した応力の伝達を少なくとも軽減することができる。このように、発生する応力が低下すると、上述のように累積疲労損傷度D=1.0に到達するまでの繰り返し数が増加し、ガーダー13の寿命が延命される。 As shown in FIG. 10, stress σ2 is generated on the lower surface of the girder 13 as the overhead crane 12 travels on the aa cross section. On the other hand, by forming the slits 50 in the lower flange 21 of the H-section steel 20, the transmission of stress is cut off, and no stress is generated in the slit 50 formation portion of the lower flange 21 (σ4=0). Alternatively, for example, by forming the slit 50 at least partially from the end of the lower flange 21 in the lateral direction, the generated stress can be reduced (σ4<σ3). That is, by forming the slits 50 in the lower flange 21 where the stress σ3 is conventionally generated, it is possible to at least reduce the transmission of the generated stress. When the generated stress is reduced in this way, the number of repetitions until the degree of cumulative fatigue damage D=1.0 is increased as described above, and the life of the girder 13 is extended.

またこの時、上述のように下フランジ21に応力が発生しない(σ4=0)場合や、図11に示すように、発生した応力σ4が打ち切り限界応力σceを下回る場合、上述のようにガーダー13は疲労限界に到達することが無い。すなわち、天井クレーン12の走行を何度繰り返したとしても、下フランジ21に亀裂Xが生じることはない。これは、下フランジ21に発生する応力σ4が、当該ガーダー13の許容耐用力に比べて十分に小さく、当該発生応力σ4を無視できることに起因する。 At this time, when no stress is generated in the lower flange 21 (σ4=0) as described above, or when the generated stress σ4 is less than the discontinuation critical stress σce as shown in FIG. 11, the girder 13 never reaches the fatigue limit. That is, no crack X occurs in the lower flange 21 no matter how many times the overhead crane 12 travels. This is because the stress σ4 generated in the lower flange 21 is sufficiently smaller than the allowable durability of the girder 13, and the generated stress σ4 can be ignored.

以上の実施形態によれば、H形鋼20に補強部材40を設けることに加え、下フランジ21にスリット50を形成することにより、下フランジ21に発生した応力の伝達を抑制し、これにより亀裂Xの発生を抑制することができる。また、スリット50により発生した応力を打ち切り限界応力以下まで低下させた場合、亀裂Xの発生を防止することができる。 According to the above embodiment, in addition to providing the reinforcing member 40 in the H-section steel 20, by forming the slit 50 in the lower flange 21, transmission of stress generated in the lower flange 21 is suppressed, thereby cracking. Generation of X can be suppressed. Moreover, when the stress generated by the slit 50 is reduced to the discontinuation limit stress or less, the crack X can be prevented from occurring.

また更に、このようにH形鋼20への亀裂Xの発生を抑制、防止することにより、ガーダー13の点検や補修といった維持管理にかかるコストを最小化することができる。 Furthermore, by suppressing and preventing the occurrence of cracks X in the H-shaped steel 20 in this way, the cost required for maintenance such as inspection and repair of the girder 13 can be minimized.

なお、以上の実施形態においては、スリット50は亀裂Xの発生が懸念される部位、すなわち下面構30の溶接部近傍に形成されたが、スリット50の形成部位はこれに限られない。スリット50は、少なくとも下フランジ21において、当該下フランジ21の短手方向における端部からウェブ22に向けて形成されていれば、引張応力Tの伝達を阻害する効果を奏することができる。 In the above-described embodiment, the slit 50 is formed near the welded portion of the lower surface structure 30 where the crack X is likely to occur, but the slit 50 is not limited to this. If the slits 50 are formed at least in the lower flange 21 from the ends of the lower flange 21 in the lateral direction toward the web 22, the effect of inhibiting the transmission of the tensile stress T can be exhibited.

また、例えば図9に示すように、下フランジ21の長手方向に沿って更に複数の部位に設けられていてもよいし、ウェブ22を挟んで下フランジ21の短手方向における両側端部あるいは片側端部から形成されるように構成されていてもよい。またこの際、スリット50を下フランジ21の長手方向に、又は、ウェブ22を挟んで、対称に配置することにより、発生する応力に偏りが出ることを抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 9, for example, it may be provided at a plurality of locations along the longitudinal direction of the lower flange 21, or may be provided at both ends or one side in the short direction of the lower flange 21 with the web 22 interposed therebetween. It may be configured to be formed from the ends. Further, at this time, by arranging the slits 50 symmetrically in the longitudinal direction of the lower flange 21 or sandwiching the web 22, it is possible to suppress bias in the generated stress.

なお、以上の説明においては、スリット50は疲労亀裂の発生を抑制する為の補強構造として下フランジ21に形成されたが、例えば疲労亀裂が発生した後に、当該疲労亀裂を取り除くようにして形成することにより、H形鋼20の補修方法としても活用することができる。 In the above description, the slit 50 is formed in the lower flange 21 as a reinforcing structure for suppressing the occurrence of fatigue cracks. As a result, it can also be used as a repair method for the H-section steel 20 .

なお、かかる際、少なくともスリット50を疲労亀裂の発生部位の近傍に形成することにより、応力が伝達することを抑制し、疲労亀裂が進展することを抑制することができる。 In this case, by forming at least the slit 50 in the vicinity of the site where the fatigue crack occurs, it is possible to suppress the transmission of stress and the propagation of the fatigue crack.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person skilled in the art can conceive various modifications or modifications within the scope of the technical idea described in the claims, and these are also within the technical scope of the present invention. be understood to belong to

例えば、以上の実施形態おいては疲労亀裂が生じるH形鋼の例として、クレーン走行を支持するクレーンガーダーについて説明を行ったが、疲労亀裂が生じるH形鋼であれば、使用例はこれに限られない。 For example, in the above embodiments, as an example of H-section steel in which fatigue cracks occur, a crane girder that supports crane travel has been described. Not limited.

本発明は、H形鋼の補強に有用であり、特にクレーンガーダーの補強に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for reinforcing H-beams, and particularly for reinforcing crane girders.

1 建屋
12 天井クレーン
13 ガーダー
20 H形鋼
21 下フランジ
22 ウェブ
23 上フランジ
24 ガセットプレート
40 補強部材
50 スリット
C 圧縮応力
T 引張応力
X 亀裂
σ 応力
1 Building 12 Overhead Crane 13 Girder 20 H-shaped Steel 21 Lower Flange 22 Web 23 Upper Flange 24 Gusset Plate 40 Reinforcing Member 50 Slit C Compressive Stress T Tensile Stress X Crack σ Stress

Claims (10)

上面で移動体を支持するH形鋼の補強構造であって、
前記H形鋼の下面には補強部材が設けられ、
前記H形鋼の下フランジには、当該下フランジの短手方向端部から前記H形鋼のウェブに向けてスリットが形成されていることを特徴とする、H形鋼の補強構造。
A reinforcing structure of H-shaped steel that supports a moving body on the upper surface,
A reinforcing member is provided on the lower surface of the H-shaped steel,
A reinforcing structure for an H-section steel, wherein a slit is formed in a lower flange of the H-section steel from a lateral end of the lower flange toward a web of the H-section steel.
前記スリットは、前記下フランジの長手方向に沿って複数形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のH形鋼の補強構造。 The reinforcing structure for H-section steel according to claim 1, wherein a plurality of said slits are formed along the longitudinal direction of said lower flange. 前記スリットは、前記ウェブを挟んで前記下フランジの短手方向の両端部あるいは片側端部から形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載のH形鋼の補強構造。 3. The reinforcing structure for H-beam steel according to claim 1, wherein said slits are formed from both ends or one side end of said lower flange in the transverse direction across said web. 前記補強部材は、H形鋼、CT形鋼、PCケーブル又は炭素繊維シートより選択される少なくともいずれかの部材により構成されることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載のH形鋼の補強構造。 The reinforcing member according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is composed of at least one member selected from H-section steel, CT-section steel, PC cables, and carbon fiber sheets. H-beam reinforcement structure. 前記H形鋼がクレーンガーダーであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載のH形鋼の補強構造。 The H-section steel reinforcement structure according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the H-section steel is a crane girder. 移動体を支持するH形鋼の補強方法であって、
前記H形鋼の下面に補強部材を設け、
前記H形鋼の下フランジに、当該下フランジの短手方向端部から前記H形鋼のウェブに向けてスリットを形成することを特徴とする、H形鋼の補強方法。
A method for reinforcing an H-section steel that supports a moving body, comprising:
A reinforcing member is provided on the lower surface of the H-shaped steel,
A method for reinforcing an H-section steel, comprising forming a slit in a lower flange of the H-section steel from a lateral end of the lower flange toward a web of the H-section steel.
前記スリットを、前記下フランジの長手方向に沿って複数形成することを特徴とする、請求項6に記載のH形鋼の補強方法。 The method for reinforcing H-section steel according to claim 6, wherein a plurality of said slits are formed along the longitudinal direction of said lower flange. 前記スリットを、前記ウェブを挟んで前記下フランジの短手方向の両端部から形成することを特徴とする、請求項6または7記載のH形鋼の補強方法。 8. The method of reinforcing an H-section steel according to claim 6, wherein the slits are formed from both ends of the lower flange in the lateral direction across the web. 前記補強部材は、H形鋼、CT形鋼、PCケーブル又は炭素繊維シートより選択される少なくともいずれかの部材により構成することを特徴とする、請求項6~8のいずれか一項に記載のH形鋼の補強方法。 The reinforcing member according to any one of claims 6 to 8, characterized in that it is composed of at least one member selected from H-shaped steel, CT-shaped steel, PC cables, and carbon fiber sheets. Reinforcement method of H-shaped steel. 前記H形鋼がクレーンガーダーであることを特徴とする、請求項6~9のいずれか一項に記載のH形鋼の補強方法。 The method for reinforcing H-section steel according to any one of claims 6 to 9, wherein the H-section steel is a crane girder.
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