JP2000027446A - コンクリート部材の補強構造および補強工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有効な補強効果を得ながらも、十分な耐火性
能を有したコンクリート部材の補強構造および補強工法
を、最小限の手間とコストで提供することを課題とす
る。 【解決手段】 梁１０の周方向に対して補強効果を有す
る補強シートＣ１を、その両端部を梁１０に定着された
定着用アンカーＤ１に接着することによって定着させる
構成とした。そして、定着用アンカーＤ１を梁１０の上
面側に形成された溝１３内に収め、しかも溝１３を硬化
性充填材１４で埋める構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種コンクリート
部材のせん断補強を図るときに用いて好適なコンクリー
ト部材の補強構造および補強工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄
筋コンクリート造等からなる柱、梁、橋脚、煙突等のコ
ンクリート部材のせん断補強を図る方法の一つとして、
炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の強化繊維材料
からなる補強シートを、コンクリート部材の表面に、そ
の周方向に巻き付けて配設するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のコンクリート部材の補強構造および補強
工法には、以下のような問題が存在する。すなわち、柱
や梁が、梁、壁、スラブ等に一体化されている場合に
は、そのままでは補強シートを柱や梁等の全周に巻き付
けることができない。このため、図１０に示すように、
柱（あるいは梁）１に接合されている壁（あるいは梁、
床等）２にスリット３を形成し、このスリット３を通し
て補強シート４を柱１の全周に巻き付けるようにするこ
とが考えられる。あるいは、図１１に示すように、束状
あるいは帯状等とした定着用アンカー５を、壁２に形成
した貫通孔６に通し、この定着用アンカー５を介して、
壁２の一方の側と他方の側の補強シート７Ａ、７Ｂを一
体に接続する構成も考えられる。なお、図１０または図
１１に示したように、スリット３，貫通孔６内には、補
強シート４，定着用アンカー５を通した後に、モルタル
や樹脂８等を充填している。

【０００４】ところが、図１０または図１１に示したよ
うな構成では、可燃物である補強シート４、定着用アン
カー５が、スリット３，貫通孔６にモルタルや樹脂８を
充填しているとはいえ、壁２の両側に貫通している。こ
のため、壁２の少なくとも一面側に露出している補強シ
ート４，定着用アンカー５および補強シート７Ｂを、モ
ルタル等の不燃性材料を塗布することによって形成した
被覆部９で覆うことによって、防火性能を高める必要が
ある。しかし、このようにすると、この被覆部９を形成
するための不燃性材料の塗布に手間とコストがかかるだ
けでなく、被覆部９が突出することになるため、仕上げ
用パネル等の仕上げ材を取り付ける場合にはブラケット
等によるクリアランスの確保が必要となり、仕上げ寸法
が大きくなるという問題が発生する。

【０００５】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、有効な補強効果を得ながらも、十分な防火
性能を有したコンクリート部材の補強構造および補強工
法を、最小限の手間とコストで提供することを課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
コンクリート部材の補強構造であって、炭素繊維，アラ
ミド繊維，ガラス繊維等、複数本の強化繊維をその長さ
方向の一部で一体に束ねてなる定着用アンカーが、少な
くとも前記束ねた部分を前記コンクリート部材または該
コンクリート部材に接合された他のコンクリート部材に
定着させ、かつ束ねていない部分を、前記コンクリート
部材の表面に沿わせた状態で配設され、板状またはシー
ト状の補強材が、前記コンクリート部材に沿わせて配設
されるとともに、少なくともその端部を前記定着用アン
カーの束ねていない部分に重ねて接合することによっ
て、前記定着用アンカーを介して前記コンクリート部材
に定着された構成とされ、前記定着用アンカーは、前記
コンクリート部材の表面に形成された凹部内に配置され
て、該凹部内には硬化性充填材が充填されていることを
特徴としている。

【０００７】このようにして、定着用アンカーをコンク
リート部材の表面に形成した凹部内に配置し、さらに凹
部に硬化性充填材を充填することによって、定着用アン
カーが露出することもなく、またコンクリート部材の表
面に突出することもない。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１記載のコ
ンクリート部材の補強構造であって、前記補強材が、炭
素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の強化繊維からな
るシート状のものであることを特徴としている。

【０００９】請求項３に係る発明は、板状またはシート
状の補強材をコンクリート部材に沿わせて配設し、その
端部を、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等、複数
本の強化繊維からなる定着用アンカーの端部に重ねて接
合することによって定着させる構成とし、前記定着用ア
ンカーを配設するに際しては、前記コンクリート部材の
表面に凹部を形成しておき、該凹部内に前記定着用アン
カーの一部を位置させた後、前記凹部内に硬化性充填材
を充填することによって前記定着用アンカーの一部を前
記凹部内に埋め込むことを特徴としている。

【００１０】請求項４に係る発明は、請求項３記載のコ
ンクリート部材の補強工法であって、前記定着用アンカ
ーとして、複数本の強化繊維を前記凹部内に配し、該凹
部に充填する前記硬化性充填材によって、これら複数本
の強化繊維を束ねて定着させることを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコンクリート
部材の補強構造および補強工法の実施の形態の一例を、
図１ないし図９を参照して説明する。ここでは、本発明
に係るコンクリート部材の補強構造および補強工法を、
例えば床が接合された梁に適用する場合の例を用いて説
明する。

【００１２】図１に示すものは、鉄筋コンクリート造，
鉄骨鉄筋コンクリート造等からなる構造物の一部であ
り、この図において、符号１０は梁（コンクリート部
材）、１１は梁１０の上面側において接合された床（他
のコンクリート部材）、をそれぞれ示している。

【００１３】このような梁１０には、せん断補強を図る
ため、補強シート（補強材）Ｃ１が配設されている。補
強シートＣ１は、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維
等の強化繊維材料からなり、梁１０の周方向に対して補
強効果が得られるよう、その繊維方向（クロス状である
場合にはその織り方向）が設定されている。

【００１４】補強シートＣ１は、梁１０に一体に接合さ
れている床１１の下方において、梁１０の下面および両
側面に沿って巻き付けられるようにして接着されてお
り、その両端部は、梁１０と床１１との接合部近傍にお
いて、定着用アンカーＤ１によって定着されている。

【００１５】図２に示すように、定着用アンカーＤ１
は、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の多数本の
強化繊維ｆを、例えばその中央部の束部１２で接着剤、
樹脂等で一体に束ねたもので、その両端部において強化
繊維ｆは束ねられていない。

【００１６】図１に示したように、定着用アンカーＤ１
は、梁１０の上面側に、その軸線と直交して水平方向に
延在するよう形成された溝（凹部）１３内に、束部１２
とその両側の所定長の部分が位置するよう配設されてい
る。そして、溝１３内には、モルタル等の硬化性充填材
１４が充填され、これによって定着用アンカーＤ１が梁
１０に一体に定着された構成となっている。

【００１７】また、梁１０の両側において床１１を貫通
するよう貫通孔１５が形成されており、定着用アンカー
Ｄ１の両端部の束ねられていない部分は、貫通孔１５を
通して床１１の反対側（すなわち下側）に導かれてい
る。そして、貫通孔１５内には樹脂１６等が注入されて
埋められている。

【００１８】このようにして定着された定着用アンカー
Ｄ１の両端部の強化繊維ｆは、床１１の下方において、
梁１０の表面に貼られた補強シートＣ１に沿わせて広げ
られ、これらは接着剤によって接着されている。

【００１９】このようにして、梁１０の周方向に連続す
る補強シートＣ１は、その両端部が定着用アンカーＤ１
を介して梁１０に定着され、定着用アンカーＤ１と補強
シートＣ１は、梁１０の全周に巻き付けられた形態とな
っている。

【００２０】このような梁１０の補強構造とするには、
まず、梁１０の上面側に溝１３を形成した後、床１１に
貫通孔１５をあける。そして、定着用アンカーＤ１を溝
１３内にセットし、その両端部を貫通孔１５，１５から
床１１の下方に通し、床１１の下面側において梁１０に
貼り付けた補強シートＣ１に接着する。その後、貫通孔
１５内に充填材１６を注入してこれを埋め、さらに溝１
３を硬化性充填材１４で埋めればよい。

【００２１】上述したように、梁１０の補強構造および
補強工法では、梁１０の周方向に対して補強効果を有す
る補強シートＣ１が、その両端部を梁１０に定着された
定着用アンカーＤ１に接着されることによって定着され
た構成となっている。このようにして、補強シートＣ１
を定着用アンカーＤ１を介して定着させることによっ
て、その両端部を確実に定着させることができ、端部の
剥がれ等の発生を防止して、しかもこれら補強シートＣ
１と定着用アンカーＤ１によって梁１０の全周が囲まれ
るため、梁１０のせん断に対する補強効果を確実に発揮
することが可能となる。

【００２２】そして、定着用アンカーＤ１は梁１０の上
面側に形成された溝１３内に収められているため、梁１
０の上面に何ら突起物がなく、その上に仕上げ材等を配
設するにしても、梁１０の仕上げ寸法が大きくなって床
高さが高くなることもなく、またその施工にも何ら余計
な手間が掛かることもない。しかも溝１３は硬化性充填
材１４によって埋められており、可燃物である定着用ア
ンカーＤ１が床１１の両面側に露出することがなく、し
たがって防火性能を高めることができる。

【００２３】また、その施工に際しても、定着用アンカ
ーＤ１を通すための溝１３を形成し、貫通孔１５をあけ
るだけでよく、通常のアンカー等に比較してその径も小
さくてすむので、騒音や振動の発生を最小限に抑えるこ
とができ、既存の建物等への適用も容易に行うことがで
きる。

【００２４】さらに、補強シートＣ１や定着用アンカー
Ｄ１は軽量であることから、施工時の取り扱いも容易で
あり、作業者の負担を軽減するとともに、クレーン等が
不要であることから、既設の建物の内部等においても工
事を円滑に進行させることができる。

【００２５】ところで、上記のようにして定着させた定
着用アンカーＤ１の引き抜き試験を行うには、図３
（ａ）に示すように、定着用アンカーＤ１をコンクリー
トＺに形成した孔Ｈ内に挿入し、ここに定着用アンカー
Ｄ１の定着に用いる樹脂Ｊ等を注入する。そして、図３
（ｂ）に示すように、定着用アンカーＤ１をコンクリー
トＺの表面にセットしたパイプＰ内に通し、パイプＰ内
には膨張性セメント等を注入し、定着用アンカーＤ１と
パイプＰとを一体化する。そして、コンクリートＺに反
力台Ｂをセットし、センターホール型等のジャッキＸを
反力台Ｂに設置する。そして、パイプＰの先端部に形成
されたネジ部にナットＮを螺着させ、この状態でジャッ
キＸを駆動源Ｇで伸ばし、定着用アンカーＤ１の引き抜
き試験を行うようにする。このようにすれば、定着用ア
ンカーＤ１自体に傷を付けることなく引き抜き試験を行
うことが可能である。

【００２６】なお、上記実施の形態において、定着用ア
ンカーＤ１の両端部に補強シートＣ１を定着させる構成
としたが、これに代えて、図４に示すように、梁１０の
上面側にも補強シート（補強材）Ｃ２を配し、これら補
強シートＣ１，Ｃ２を、定着用アンカーＤ２を介して一
体化する構成とすることも可能である。このような場
合、溝１３（図１参照）に代えて、梁１０の軸線方向に
連続する凹部１７を形成し、この凹部１７内に補強シー
トＣ２を配設し、さらに凹部１７を硬化性充填材１４で
埋めるようにする。また、定着用アンカーＤ２は、中央
部の束部１２’を貫通孔１５内に位置させ、両端部の束
ねられていない部分を広げて補強シートＣ１，Ｃ２に接
着して定着させる構成とする。

【００２７】上記図４に示した場合以外にも、溝１３で
はなく凹部１７を形成する構成としても良い。

【００２８】さらに、上記実施の形態では、補強シート
Ｃ１と定着用アンカーＤ１とで梁１０の全周を囲む構成
としたが、例えば図５に示すような定着用アンカーＤ
１’を２本一組で用い、溝１３の両端部に定着用アンカ
ーＤ１’をそれぞれ配し、その束部１２を溝１３（図１
参照）内に定着させ、束ねられていない部分を上記定着
用アンカーＤ１（図１参照）と同様に貫通孔１５から下
方に導く構成とすることも可能である。また、このよう
な場合、定着用アンカーＤ１’を、梁１０の上面側にお
いて、梁１０の両側の床１１上に溝を形成し、この溝に
定着させることも可能である。

【００２９】また、定着用アンカーＤ１の両端部は束ね
られていない状態となっているが、図６に示すように、
施工時に強化繊維ｆが引っかかったり折れたりするのを
防止するため、セロハン２１等を巻き付けるようにして
も良い。

【００３０】定着用アンカーＤ１を、その中央部に束部
１２を設け、多数本の強化繊維ｆを束ねる構成とした
が、その断面形状は、図７に示すように、円形のものの
ほか、矩形、三角形、楕円形、長円形、Ｃ字型、十字
型、あるいは多角形、不整形等、いかなるものであって
も良い。

【００３１】さらに、図８（ａ）〜（ｄ）に示すよう
に、定着用アンカーＤ１の定着をより確実とするため、
束部１２に凸部２２を設けたり、こぶ２３を設けたりし
ても良い。もちろん、この凸部２２やこぶ２３の形状や
位置、数等についても何ら限定するものではない。ま
た、図８（ｅ）に示すように、束部１２の端部の外周面
にネジ部２４を形成し、ここにナット等を螺着させるよ
うにしても良い。

【００３２】これ以外にも、定着用アンカーＤ１につい
ては、束部１２を接着剤や樹脂等で束ねる構成とした
が、これに代えて、図９に示すように、筒状あるいはリ
ング状の留め具２５，２６，２７等を用いても良い。こ
のような留め具２５，２６，２７を用いれば、定着用ア
ンカーＤ１の定着強度を高めることが可能である。しか
も、これら留め具２５，２６，２７はその装着を容易に
行うことができる。もちろん、留め具の形状はこれ以外
のものであっても良い。

【００３３】加えて、補強シートＣ１、定着用アンカー
Ｄ１を定着させるために接着剤等を用いる構成とした
が、その材料については、所要の定着力を発揮できるの
であればいかなるものを用いても良く、有機材料，無機
材料等を何ら問うものではない。また、補強シートＣ１
を定着用アンカーＤ１に定着させるときに、接着ではな
く他の接合方法を採用することも可能である。

【００３４】さらに、補強に用いる補強シートＣ１、定
着用アンカーＤ１についても、前記した炭素繊維，アラ
ミド繊維，ガラス繊維等に限らず、他の材料を採用する
ことも可能であり、補強シートＣ１については、繊維方
向（クロスの場合には織り方向）等も、所要の方向に補
強効果を発揮できるのであれば、縦・横・斜め等を問う
ものではない。加えて、重ねる枚数についても限定する
ものではない。

【００３５】さらに加えて、補強シートＣ１について
は、鋼板やＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等を用いて
も良い。

【００３６】また、これら補強シートＣ１と定着用アン
カーＤ１とを重ねる部分では、その上下関係を限定する
意図はなく、定着用アンカーＤ１の上に補強シートＣ１
を貼り付ける構成としても良い。さらには、これらを重
ねた部分に、さらに補強用のシートあるいは鋼板等を重
ねて配設する構成としても良い。

【００３７】また、複数本の強化繊維ｆを、現場におい
て接着剤や樹脂に含浸する構成も採用することができ
る。さらに、複数本の強化繊維ｆをバラバラのまま貫通
孔１５および溝１３内に配し、貫通孔１５に注入する樹
脂１６および溝１３内に充填する硬化性充填材１４によ
って、これら複数本の強化繊維ｆをその長さ方向の一部
において一体に束ね、梁１０に定着させる構成としても
良い。このようにすれば、複数本の強化繊維ｆを束ねた
定着用アンカーＤ１を予め製作する必要がなくなり、よ
り低コスト化を図ることが可能となるばかりでなく、現
場において適宜強化繊維ｆの本数や長さを変更すること
も容易に行え、施工を一層簡単なものとすることができ
る。

【００３８】さらに加えて、上記実施の形態において
は、梁１０にはその上面に床１２が一体に形成された構
成を例に挙げて用いたが、梁と交差する柱、壁と交差す
る柱等を補強する場合にも、本発明に係る構成を同様に
適用することができる。また、梁１０に接合される床１
２、柱に接合される梁、柱に接合される壁の数について
は、例えば一方のみ、あるいは三方、四方であっても良
いし、また接合位置についても何ら制限は受けない。ま
た、柱、梁、壁、床等において、他の部材と交差しない
部分に適用する場合にも、補強シートＣ１を巻き付け、
さらに表面に溝や凹部を形成し、ここに定着用アンカー
Ｄ１を埋め込むことによって、上記と同様の効果が得ら
れる。

【００３９】それに、補強シートＣ１や定着用アンカー
Ｄ１が接触する梁１０や貫通孔１５等の縁を面取りする
ようにしても良い。

【００４０】また上記実施の形態においては、本発明に
係るコンクリート部材の補強構造を、梁１０のせん断補
強を図る場合を例に挙げて用いたが、もちろんその他、
橋脚、煙突等他のものであっても良いし、またせん断補
強に限らず、曲げ補強を図る場合であっても良い。しか
も、コンクリート部材の新設・既設を問うものではな
い。

【００４１】これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない
範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また
上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものと
しても良いのは言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るコ
ンクリート部材の補強構造によれば、定着用アンカーを
コンクリート部材の表面に形成した凹部内に配置し、さ
らに凹部に硬化性充填材を充填することによって、定着
用アンカーが露出することもなく、またコンクリート部
材の表面に突出することがない。したがって、コンクリ
ート部材の表面に仕上げ材等を配設するにしても、コン
クリート部材の仕上げ寸法が大きくなることもなく、ま
たその施工にも何ら余計な手間が掛かることもない。し
かも溝は硬化性充填材によって埋められており、定着用
アンカーがコンクリート部材の表面に露出することがな
く、したがって定着用アンカーが可燃性材料で形成され
ている場合にも防火性能を高めることができる。

【００４３】請求項２に係るコンクリート部材の補強構
造によれば、補強材が、炭素繊維，アラミド繊維，ガラ
ス繊維等の強化繊維からなるシート状のものである構成
となっている。このような補強材は十分な強度を有して
いながらも、軽量であることから施工時の取り扱いも容
易であり、作業者の負担を軽減するとともに、クレーン
等の揚重機が不要であることから、既設の建物の内部等
においても工事を円滑に進行させることができる。

【００４４】請求項３に係るコンクリート部材の補強工
法によれば、コンクリート部材の表面に凹部を形成して
おき、凹部内に定着用アンカーの一部を位置させた後、
凹部内に硬化性充填材を充填して該凹部を埋め戻す構成
となっている。これにより、請求項１に係るコンクリー
ト部材の補強構造を実現することができ、コンクリート
部材の仕上げ寸法が大きくなることも、その施工にも何
ら余計な手間が掛かることもない。しかも定着用アンカ
ーが可燃性材料で形成されている場合にも防火性能を高
めることができる。

【００４５】請求項４に係るコンクリート部材の補強工
法によれば、定着用アンカーとして、複数本の強化繊維
を凹部内に配し、ここに充填する硬化性充填材によって
これら複数本の強化繊維を束ねて定着させる構成となっ
ている。これにより、複数本の強化繊維を束ねた定着用
アンカーを予め製作する必要がなくなり、より低コスト
化を図ることが可能となるばかりでなく、現場において
適宜強化繊維の本数や長さを変更することも容易に行
え、施工を一層簡単なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るコンクリート部材の補強構造お
よび補強工法の一例を示す立断面図および側断面図であ
る。

【図２】 前記補強構造および補強工法に用いる定着用
アンカーの一例を示す図であって、前記定着用アンカー
の外観図である。

【図３】 前記定着用アンカーの引き抜き試験方法を示
す図である。

【図４】 本発明に係るコンクリート部材の補強構造お
よび補強工法の他の一例を示す立断面図である。

【図５】 前記定着用アンカーの他の一例を示す外観図
である。

【図６】 同定着用アンカーのさらに他の一例を示す外
観図である。

【図７】 同定着用アンカーの束部の他の例を示す外観
図である。

【図８】 同定着用アンカーの束部のさらに他の例を示
す外観図である。

【図９】 同定着用アンカーの束部のさらに他の例を示
す外観図である。

【図１０】 従来のコンクリート部材の補強構造および
補強工法の一例を示す立断面図である。

【図１１】 従来のコンクリート部材の補強構造および
補強工法の他の一例を示す立断面図である。

【符号の説明】

１０ 梁（コンクリート部材） １１ 梁（他のコンクリート部材） １３ 溝（凹部） １４ 硬化性充填材 １５ 貫通孔（孔） Ｃ１，Ｃ２ 補強シート（補強材） Ｄ１，Ｄ１’，Ｄ２ 定着用アンカー ｆ 強化繊維

フロントページの続き (72)発明者 塚越 英夫 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 池谷 純一 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 稲田 泰夫 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2E164 AA05 AA11 EA05 2E176 AA04 BB29

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート部材の補強構造であって、 炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等、複数本の強化
   繊維をその長さ方向の一部で一体に束ねてなる定着用ア
   ンカーが、少なくとも前記束ねた部分を前記コンクリー
   ト部材または該コンクリート部材に接合された他のコン
   クリート部材に定着させ、かつ束ねていない部分を、前
   記コンクリート部材の表面に沿わせた状態で配設され、 板状またはシート状の補強材が、前記コンクリート部材
   に沿わせて配設されるとともに、少なくともその端部を
   前記定着用アンカーの束ねていない部分に重ねて接合す
   ることによって、前記定着用アンカーを介して前記コン
   クリート部材に定着された構成とされ、 前記定着用アンカーは、前記コンクリート部材の表面に
   形成された凹部内に配置されて、該凹部内には硬化性充
   填材が充填されていることを特徴とするコンクリート部
   材の補強構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコンクリート部材の補強
   構造であって、前記補強材が、炭素繊維，アラミド繊
   維，ガラス繊維等の強化繊維からなるシート状のもので
   あることを特徴とするコンクリート部材の補強構造。
3. 【請求項３】 板状またはシート状の補強材をコンクリ
   ート部材に沿わせて配設し、その端部を、炭素繊維，ア
   ラミド繊維，ガラス繊維等、複数本の強化繊維からなる
   定着用アンカーの端部に重ねて接合することによって定
   着させる構成とし、 前記定着用アンカーを配設するに際しては、前記コンク
   リート部材の表面に凹部を形成しておき、該凹部内に前
   記定着用アンカーの一部を位置させた後、前記凹部内に
   硬化性充填材を充填することによって前記定着用アンカ
   ーの一部を前記凹部内に埋め込むことを特徴とするコン
   クリート部材の補強工法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のコンクリート部材の補強
   工法であって、前記定着用アンカーとして、複数本の強
   化繊維を前記凹部内に配し、該凹部に充填する前記硬化
   性充填材によって、これら複数本の強化繊維を束ねて定
   着させることを特徴とするコンクリート部材の補強工
   法。