JP2000096834A - コンクリート部材の補強構造 - Google Patents

コンクリート部材の補強構造

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JP2000096834A
JP2000096834A JP10281949A JP28194998A JP2000096834A JP 2000096834 A JP2000096834 A JP 2000096834A JP 10281949 A JP10281949 A JP 10281949A JP 28194998 A JP28194998 A JP 28194998A JP 2000096834 A JP2000096834 A JP 2000096834A
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Takayuki Odagiri
隆幸 小田切
Manabu Fujita
学 藤田
Kunihiro Mukai
邦博 迎
Kenji Umetsu
健司 梅津
Yuji Nakai
裕司 中井
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Sumitomo Constr Co Ltd
住友建設株式会社
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    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/02Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E04G2023/0251Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements by using fiber reinforced plastic elements
    • E04G2023/0262Devices specifically adapted for anchoring the fiber reinforced plastic elements, e.g. to avoid peeling off

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存のコンクリート部材の曲げに対する補強
を、良好な作業性で経済的に行なう。 【解決手段】 補強の対象となる橋脚2の側面に、鉛直
方向に繊維が通った補強用繊維シート24aを貼着す
る。この補強用繊維シートの下端部付近は、鋼ブロック
部材25に巻き付けるように貼着する。この鋼ブロック
部材は、橋脚の周方向に複数の部分に分割されたもので
あり、周方向に巻き回した補強用繊維シート28によっ
て上記橋脚の側面に締め付ける。また、この鋼ブロック
部材は、橋脚2を支持するフーチング1に一端が埋設固
着されたアンカー部材26と連結する。これにより、曲
げによる引張応力が、補強用繊維シート24aから鋼ブ
ロック部材25を介してフーチング1に伝達され、橋脚
2のフーチング1との接合部が曲げに対して補強され
る。上記鋼ブロックを橋脚の周方向に締め付ける補強用
繊維シートに代えて、緊張材を周方向に配置し、引張力
を導入してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、既存のコンクリー
ト構造物の耐力が不足する部材を補強する構造に係り、
特に大きな曲げモーメントが作用するコンクリート部材
の補強構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉄筋コンクリート構造の建築物や橋梁等
コンクリートからなる土木構造物の設計規準は、過去に
おいて何度か見直しが行われ、改訂されている。そし
て、経験した大地震による被害状況等を参考に、より耐
荷力が大きくなるように変更がなされている。したがっ
て新しい規準に基づいて設計された構造物は、地震等の
大きな荷重に対しても充分な耐力を有するものとなって
いるが、既存の構造物の中には、その構築当時の規準に
より設計されたために、現存の技術または規準に基づい
て照査すると充分な耐力を有しないものがある。このよ
うな構造物は、大きな地震が生じたときに重大な損傷を
受けるおそれがあり、補強の必要が生じている。
【0003】このような状況において、耐震性等の耐荷
性能が不足するコンクリート部材の補強工事が行われて
おり、従来から用いられている方法として次のようなも
のがある。 建築物の柱や橋脚等のコンクリート部材の外周面に
沿って鋼板を巻き立てる方法 コンクリート部材の周囲に、高張力繊維をシート状
にした補強材を巻き付けるように貼着する方法 コンクリート部材の周囲に新たにコンクリートを一
体となるように巻き立てる方法
【0004】に記載した鋼板を巻き立てる方法は、コ
ンクリート部材の周りを囲むように連続した鋼板を建て
込み、この鋼板とコンクリート部材との間に樹脂又はモ
ルタル等を注入して一体化するものである。 に記載した高張力繊維からなるシートを貼着する方法
は、炭素繊維またはアラミド繊維等の高張力繊維を合成
樹脂によってシート状に固めた補強用繊維シートを用い
るものであり、柱または橋脚に帯状に巻き付け、接着剤
で貼着するものである。 に記載したコンクリートを巻き立てる方法は、コンク
リート部材、例えばコンクリート柱や橋脚を囲むように
鉄筋コンクリート部材を打ち足し、一体化させて部材断
面を増大するものである。
【0005】に記載の補強方法では、コンクリート
部材の周面が拘束されるので、コンクリートの剥落や鉄
筋の膨らみ出すのを防止することができ、破壊までの変
形量が増大する。これにより地震動による運動エネルギ
ーの吸収量が増大し、構造物の振動が過大となるのを抑
止する効果が期待できる。また、に記載の補強構造で
は、部材断面が増大するのでコンクリートに作用する応
力度が低減される。一方、剪断力に対しては鋼板、補強
用繊維シート又は打ち足したコンクリートが抵抗し、剪
断耐力が向上する。
【0006】しかし、コンクリート柱や橋脚に上記のよ
うな補強を施しても、これらのコンクリート柱又は橋脚
を支持するフーチングとの接合部分においては、曲げに
対する有効な補強とならない。つまり、付加した部材は
フーチングとは連続しておらず、曲げモーメントの作用
によって生じる応力度を軽減するものではない。したが
って、大きな曲げモーメントが作用した時に、過大な曲
げ変形または曲げ破壊を生じることも考えられる。
【0007】このため、橋脚等のコンクリート部材の曲
げに対する補強として、次のような構造が提案されてい
る。この補強構造は図15(a)に示すように、コンク
リート部材102がフーチング101等他の部材と接合
される部分における側面に鋼板105を接着し、繊維が
鉛直方向(コンクリート部材の軸線方向)に配列された
補強用繊維シート104をコンクリート部材102の側
面に接着するとともに、下端部を上記鋼板105の外面
に接着するものである。そして、上記鋼板105にはブ
ラケット107を取り付けておき、一方の端部がフーチ
ング101に固着されたアンカー部材106の他端を上
記ブラケット107に係止し、このブラケット107と
フーチング101とを連結する。
【0008】上記アンカー部材106は、フーチング1
01のコンクリートに削孔を行い、この中に挿入した
後、エポキシ樹脂、セメントミルク、高強度モルタル等
の接着剤を充填することによってフーチング101に固
着したものである。また、上記鋼板105はコンクリー
ト部材102の側面との間にモルタル又は接着剤等を充
填して一体化されたものである。
【0009】このような補強構造では、コンクリート部
材102に生じる曲げ応力度の一部が補強用繊維シート
104によって負担され、この補強用繊維シート104
に作用する引張力は、鋼板105及びアンカー部材10
6を介してフーチング101に伝達される。したがって
コンクリート部材102の下端においても有効な曲げ補
強効果が得られるものである。
【0010】また、図15(b)に示すように、鋼板1
05にはブラケットに代えてスタッドジベル108を取
り付けておき、フーチング101に固定されたアンカー
部材106と上記スタッドジベル108とを根巻きコン
クリート103によって一体化する構造とすることもで
きる。このような構造でも、同様に曲げ補強効果が得ら
れる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記補
強構造には、次のような問題点がある。上記構造では、
補強用繊維シートは接着剤によって鋼板に接着され、引
張力はこの接着力のみによって伝達される。接着剤によ
る接合は、一般に機械的な接合に比べて信頼性に劣り、
安全を期すために充分な接着領域を設ける必要がある。
このため、鋼板の面積が大きくなり、重量も増大して作
業性が悪くなる。
【0012】本願発明は、上記のような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、コンクリート部材の
曲げに対する補強を、良好な作業性で経済的に行うこと
ができるコンクリート部材の補強構造を提供することで
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、請求項1に記載の発明は、 補強の対象
となる第1のコンクリート部材の表面に貼着された補強
用繊維シートと、 この補強用繊維シートの端部が巻き
付けるように接着された角型の断面の鋼管部材と、 前
記第1のコンクリート部材と接合された第2のコンクリ
ート部材に一部が埋め込まれ、前記鋼管部材を該第2の
コンクリート部材と連結するアンカー部材とを有するコ
ンクリート部材の補強構造を提供するものである。
【0014】上記第1のコンクリート部材は、例えばコ
ンクリートの橋脚又はコンクリートの柱である。このと
きには、第2のコンクリート部材は、例えばフーチン
グ、梁等となる。また、第1のコンクリート部材は柱又
は壁体等に支持される両端固定梁又は片持ち梁であって
もよい。この場合には、第2のコンクリート部材は、上
記梁を支持する柱又は壁体等となる。
【0015】このような構造では、補強用繊維シートの
端部は、角型断面の鋼管部材に巻き付けるように接着さ
れているので、鋼管部材の断面寸法が小さくても補強用
繊維シートは広い面積で鋼管部材に接着することができ
る。したがって、補強用繊維シートと鋼管部材との接着
を確実なものとし、信頼性を高めるとともに、鋼管部材
は重量の小さいものを用いることができ、作業性が良好
となる。そして、この鋼管部材はアンカー部材によって
第2のコンクリート部材と連結されるので、第1のコン
クリート部材に作用する曲げモーメントによって補強用
繊維シートに生じた引張力は、鋼管部材およびアンカー
部材を介して第2のコンクリート部材に伝達される。こ
れにより、第1のコンクリート部材の第2のコンクリー
ト部材との接合端部が曲げに対して有効に補強されるこ
とになる。
【0016】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のコンクリート部材の補強構造において、 前記補強の
対象となる第1のコンクリート部材は円形の断面を有す
るものであり、 前記鋼管部材は、前記第1のコンクリ
ート部材の周方向に複数の部分に分割されており、 こ
れらの鋼管部材と前記第1のコンクリート部材との間に
前記補強用繊維シートを挾み込んだ状態で、該鋼管部材
の外側に前記第1のコンクリート部材の周方向に連続す
る張力部材が巻き付けられているものとする。
【0017】このような補強構造では、鋼管部材が周方
向に複数の部分に分割されているので、補強の対象とな
る第1のコンクリート部材の表面が曲面となっていて
も、この鋼管部材を該表面に密接するように配置するこ
とが容易となる。そして、この鋼管部材の外側に張力部
材が周方向に巻き付けられるので、各々の鋼管部材が第
1のコンクリート部材の表面に押し付けられるととも
に、補強用繊維シートとアンカー部材とに作用する引張
力によって偶力が発生しても、鋼管部材が回転するよう
に外側に膨出するのが防止される。
【0018】請求項3に記載の発明は、 補強の対象と
なる第1のコンクリート部材の表面に貼着された補強用
繊維シートと、 この補強用繊維シートの端部が接着さ
れ、前記第1のコンクリート部材との間に該補強用繊維
シートを挟み込むように配置された鋼ブロック部材と、
前記第1のコンクリート部材と接合された第2のコン
クリート部材に一部が埋め込まれ、前記鋼ブロック部材
を該第2のコンクリート部材と連結するアンカー部材と
を有し、 前記鋼ブロック部材は、前記第1のコンクリ
ート部材の周方向に複数の部分に分割されており、 こ
れらの鋼ブロック部材を前記第1のコンクリート部材の
周面に締め付けるように、該鋼ブロック部材の外側に周
方向に連続する張力部材が巻き付けられているコンクリ
ート部材の補強構造を提供するものである。
【0019】上記鋼ブロック部材は、請求項1に記載さ
れているような角型断面の鋼管の他に、様々の形状の鋼
部材を含むものであり、第1のコンクリート部材の表面
に押し付けられる面を有するとともに、アンカー部材を
係止することができる形状であればよい。上記張力部材
は、補強の対象となる第1のコンクリート部材が円形断
面を有するものであれば、鋼ブロック部材の外側面と直
接に接触するように張力部材を周方向に巻き付けること
ができる。また、対象となる第1のコンクリート部材の
断面が矩形、多角形、小判形等の場合には、図13に示
すように鋼ブロック部材111を埋め込んで断面が円形
となるように根巻きコンクリート112を打設し、その
周囲に張力部材113を巻き付けることができる。
【0020】このような補強構造では、請求項2に記載
の補強構造と同様に、鋼ブロック部材に補強用繊維シー
トを接着し、確実に接合することができるとともに、鋼
ブロック部材を第1のコンクリート部材の周面に締め付
けるように張力部材が巻き付けられているので、補強用
繊維シート及びアンカー部材に引張力が作用したときに
もこの鋼ブロック部材が外側へ膨出するのが防止され
る。
【0021】請求項4に記載の発明は、 補強の対象と
なる第1のコンクリート部材の表面に貼着された補強用
繊維シートと、 この補強用繊維シートの端部が接着さ
れ、前記第1のコンクリート部材との間に該補強用繊維
シートを挟み込むように配置された鋼ブロック部材と、
前記第1のコンクリート部材と接合される第2のコン
クリート部材に一部が埋め込まれ、前記鋼ブロック部材
を該第2のコンクリート部材と連結するアンカー部材と
を有し、 前記鋼ブロック部材は、前記第1のコンクリ
ート部材の周方向に複数の部分に分割されており、 前
記鋼ブロック部材を前記第1のコンクリート部材の表面
に押し付けるように線状又は棒状の緊張材が該第1のコ
ンクリート部材の周方向に巻き回され、この緊張材に引
張力が導入されているコンクリート部材の補強構造を提
供する。
【0022】上記緊張材は、補強の対象となる第1のコ
ンクリート部材の断面が円形であれば、鋼ブロック部材
の外側又は鋼ブロック部材を貫通して円形に配置するこ
とができる。このとき緊張材は鋼ブロック部材に直接に
接触するように配置するものでもよいし、鋼ブロック部
材を埋め込む根巻きコンクリート内に配置してもよい。
また、補強の対象となる第1のコンクリート部材の断面
が矩形、多角形、小判形等の場合には、図14に示すよ
うに、鋼ブロック部材121を埋込んで断面が円形とな
るように根巻きコンクリート122を打設し、その内部
に円形に緊張材123を配置することができる。そして
緊張材123は、例えば端部を周面に引き出して引張力
の導入及び定着を行なうことができる。
【0023】このような補強構造では、緊張材によって
鋼ブロック部材が第1のコンクリート部材に締め付けら
れる。このため補強用繊維シートは鋼ブロック部材に貼
着されるとともに鋼ブロック部材と第1のコンクリート
部材との間に強く挟み込まれ、補強用繊維シートは鋼ブ
ロック部材に確実に接合される。したがって、第1のコ
ンクリート部材が第2のコンクリート部材に接合される
端部において、曲げ引張応力度は補強用繊維シート、鋼
ブロック部材、アンカー部材及び第2のコンクリート部
材に伝達され、曲げに対して有効に補強される。
【0024】このように補強用繊維シートと鋼ブロック
部材とは、接着剤の接着力と鋼ブロックからの圧接力作
用下での摩擦力とによって接合されており、高い信頼性
が得られるとともに、接着面積を小さくすることができ
る。つまり、鋼ブロック部材の寸法を小さくすることが
可能となり、作業性が向上する。また、緊張材が鋼ブロ
ック部材を締め付ける力により、補強用繊維シートとア
ンカー部材との引張力が鋼ブロック部材に作用したとき
にも、これら引張力の偶力によって該鋼ブロック部材が
外側へ膨出しようとするのが抑止される。
【0025】請求項5に記載の発明は、 請求項3また
は請求項4に記載のコンクリート部材の補強構造におい
て、 前記鋼ブロック部材は、前記補強用繊維シートを
挾んで前記第1のコンクリート部材と対向するように配
置される当接板と、この当接板の端部にほぼ垂直に接合
された端板とを備え、断面がL字型、又はコ字型に形成
されており、 前記補強用繊維シートの先端部が、前記
鋼ブロック部材の端板に巻き回して接着されているもの
とする。
【0026】このような補強構造では、補強用繊維シー
トは鋼ブロック部材の当接板に接着されるとともに、こ
の当接板の端部に接合された端板に巻き回されて接着さ
れるので、接着面積を大きくすることができ、確実な接
合が可能となる。また、端板はアンカー部材を係止する
ための部材として用いることができるので鋼ブロック部
材の重量を軽減することができ、作業性が良好となる。
【0027】また、請求項6に記載の補強構造のよう
に、鋼ブロック部材の断面がL字型またはコ字型となっ
た部分の内側まで補強用繊維シートを巻き回して接着
し、その内側の凹状となった部分にコンクリートを打設
することにより、接着面積を拡大し、補強用繊維シート
の端部をコンクリートで抑えることになり、より確実な
接合が可能となる。
【0028】なお、補強用繊維シートを巻き回して接着
するときの鋼ブロック部材の隅角部は、補強用繊維シー
トの曲率半径が過小とならないように、なめらかな曲面
に切削加工を施しておくのが望ましい。
【0029】請求項7に記載の発明は、 補強の対象と
なる第1のコンクリート部材の表面に貼着された補強用
繊維シートと、 該第1のコンクリート部材との間に前
記補強用繊維シートを挟んで対向配置された鋼板材と、
該鋼板材と一体となるように形成されたコンクリート
ブロックと、 前記第1のコンクリート部材と接合され
た第2のコンクリート部材に一部が埋込まれ、前記コン
クリートブロックを該第2のコンクリート部材と連結す
るアンカー部材とを有し、 前記補強用繊維シートは、
前記鋼板材の、前記第1のコンクリート部材との対向面
に接着されるとともに、該鋼板材の反対側の面に巻き回
して接着されているコンクリート部材の補強構造を提供
するものである。
【0030】このような補強構造では、鋼板材の、第1
のコンクリート部材と対向面から反対側の面に巻き回し
て補強用繊維シートが接着されるので、この鋼板材と補
強用繊維シートとの接着面積を大きく確保し、確実に接
合するとともに鋼板材の重量を小さく抑えることができ
る。また、この鋼板材をコンクリートブロックを介して
第2のコンクリート部材と連結することにより、作業性
が良好となり、施工費用も軽減される。
【0031】以上に記載したコンクリート部材の補強構
造で用いられる補強用繊維シートは、炭素繊維、ガラス
繊維、アラミド繊維等、高張力を有する細い繊維をほぼ
平行に多数配列し、これらを合成樹脂等の連結剤でシー
ト状に一体化したものを用いることができる。ただし、
補強用繊維シートを鋼管部材、鋼ブロック部材、鋼板材
に巻き回すときには、小さい曲げ半径で巻き回しても引
張強度の低下が少ないものが望ましく、請求項8に記載
したようにアラミド繊維を主材とするものがよい。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本願に係る発明の実施の形
態を図に基づいて説明する。図1は、請求項1又は請求
項2に記載の発明の一実施形態であるコンクリート部材
の補強構造を示す概略斜視図であり、(a)図は補強の
対象となる構造物の補強前の状態、(b)図は補強後の
外観を示すものである。また、図2はこの補強構造の概
略断面図である。この補強構造は、図1(a)に示すよ
うなフーチング1上に立ち上げられた円形断面の橋脚2
を補強するもものであり、図1(b)に示すように、橋
脚の周面に補強用繊維シート4が貼着されるとともに、
橋脚下端部に根巻きコンクリート3が打設される。そし
て、上記根巻きコンクリート3内には、図2に示すよう
に、補強用繊維シート4が巻き付けるように貼着された
角型断面の鋼管部材5と、この鋼管部材5をフーチング
1と連結するアンカー部材6が埋込まれている。
【0033】上記補強用繊維シート4は、多数のアラミ
ド繊維を平行に配列し、合成樹脂によってシート状に形
成したものである。そして、この補強用繊維シートは、
繊維が鉛直方向となった第1層のシート4aが橋脚の周
面に貼着され、さらにその上に、繊維が周方向に連続す
る第2層のシート4bが重ねて貼着されている。ただ
し、橋脚の下端付近では、これらの積層順序が逆とな
り、繊維が周方向となるように貼着されたシート4bの
上に、繊維が鉛直となるシート4aが重ねられている。
上記繊維が鉛直となったシート4aは、図3に示すよう
に、橋脚の周方向(図中に矢印で示す)に間隔をあけて
貼着されており、このシートの下端部が角型断面の鋼管
部材5に巻き付けるように貼着されている。一方、繊維
が水平方向となったシート4bは、橋脚2の下端までこ
の橋脚に巻き回すように貼着されている。
【0034】上記角型断面の鋼管部材5は、帯状となっ
た上記補強用繊維シートの幅よりも少し長い複数の部材
が、周方向に配列されており、橋脚の下端より橋脚径d
の約1/2高い位置に配置され、それぞれに繊維が鉛直
方向となった補強用繊維シート4aが巻き付けるように
貼着されている。そして、図3に示すように、両端部に
アンカー部材6がナット7によって係止され、フーチン
グ1と連結されている。
【0035】上記アンカー部材6は、PC鋼棒又は軟鋼
からなる丸棒等を用いることができ、上端部にはねじ山
が設けられ、ナット7が螺合される。また、下部は、フ
ーチング1に穿設した穴に挿入され、エポキシ樹脂、セ
メントミルク又はモルタル等の充填により固着されてい
る。上記根巻きコンクリート3は、橋脚2の下端部の全
周を囲むとともに、フーチング1とも密接するように打
設され、上記鋼管部材5とアンカー部材6とを埋込ん
で、橋脚2の径dと同程度の高さに形成されたものであ
る。このコンクリートは通常のコンクリート構造物に用
いるものであり、必要に応じて無収縮コンクリートを用
いることもできる。また、根巻きコンクリート3内に
は、適切に鉄筋(図示しない)が配置される。
【0036】上記のような構成のコンクリート部材の補
強構造では橋脚2に大きな曲げモーメントが作用したと
きに、側面に貼着されている補強用繊維シート4aが曲
げ引張応力度の一部を負担することになり、曲げ耐力が
増大する。橋脚下端部においては、上記補強用繊維シー
ト4aで曲げ応力度を負担することはできないが、この
補強用繊維シート4aと接合された鋼管部材5及びアン
カー部材6を介してフーチング1に引張力が伝達され
る。したがって、橋脚下端部に作用する曲げモーメント
に対しても有効な曲げ補強効果が得られる。そして、補
強用繊維シート4aは鋼管部材5に巻き付けるように貼
着されているので、鋼管部材5の断面は小さくても充分
な接着面積を確保することができ、信頼性の高い接合が
可能となる。
【0037】また、橋脚下端部の、繊維が鉛直方向とな
った補強用繊維シート4aが貼着されていない部分で
は、大きな曲げモーメントが生じたときに、分散してひ
びわれが生じ、いわゆる塑性ヒンジが生じた状態で終局
的な破壊までに大きな変形を許容する。これによって、
破壊までに大きなエネルギーが吸収されることになり、
地震時に振動が過大となるのが抑止され安全性が向上す
る。
【0038】上記の補強構造は、図4及び図5に示すよ
うに、鋼管部材5の外側に補強用繊維シート8を橋脚2
の周方向に巻き付けて接着してもよい。このように複数
の鋼管部材5を橋脚2の周面に押し付けるように補強用
繊維シート8を巻き付けることにより、鋼管部材5が外
側に膨み出そうとするのが抑止される。つまり、鉛直方
向に繊維が配された補強用繊維シート4a及びアンカー
部材6に引張力が作用するとこれらの軸線のずれにより
偶力が発生し、鋼管部材5の上部は外側へ膨み出そうと
するのが、上記周方向の補強用繊維シート8によって拘
束されることになる。なお、このコンクリート部材の補
強構造は、請求項2に記載の発明の一実施形態である。
【0039】図6は、請求項3に記載の発明の一実施形
態であるコンクリート部材の補強構造を示す概略断面
図、及びこの補強構造で用いられる鋼ブロック部材の概
略斜視図である。この補強構造は、図1から図3までに
示す補強構造と同様に、円形断面の橋脚2の曲げ補強を
行うものであり、橋脚の周面に鉛直方向に繊維が配され
た補強用繊維シート24aと、周方向に繊維が配された
補強用繊維シート24bとが重ねて貼着されている。そ
して、鉛直方向に繊維が配された補強用繊維シート24
aの下端部が接着される鋼ブロック部材25は、図6
(b)に示すように、コ字状の断面を有する。
【0040】この鋼ブロック部材25は、鉛直方向の補
強用繊維シート24aの幅よりやや大きい長さに形成さ
れており、両端部にはそれぞれ二枚づつ形状保持用の板
材25aが溶接接合されている。この鋼ブロック部材2
5は周方向に複数配列されており、アンカー部材26は
それぞれの鋼ブロック部材25の両端部に係止され、フ
ーチング1と連結されている。
【0041】鉛直方向に繊維が配された補強用繊維シー
ト24aの下端部は上記鋼ブロック部材25の連続する
三つの面に巻き回すように接着され、さらに図6(a)
に示すように側板25bの端部からコ字状の内側に巻き
込むように接着されている。そして、この鋼ブロック部
材25の外側に橋脚の周方向に補強用繊維シート28が
巻き付けられ、鋼ブロック部材25内にコンクリートを
充填するとともに、この鋼ブロック部材25及びアンカ
ー部材26を埋込むように根巻きコンクリート23が打
設されている。
【0042】なお、上記構成において補強用繊維シート
24、アンカー部材25、根巻きコンクリート23等
は、図1から図3に示す実施形態と同じものを用いるこ
とができる。また、上記鋼ブロック部材25の補強用繊
維シート24aが巻き回される隅角部は、図2に示す鋼
管部材5と同様に滑らかな曲面となるように加工がなさ
れている。
【0043】このような構成では、橋脚2に補強用繊維
シート24aが貼着され、この補強用繊維シート24a
が鋼ブロック部材25、アンカー部材26を介してフー
チング1に連結されているので、橋脚の曲げに対して有
効に補強される。また、鋼ブロック部材25と補強用繊
維シート24aとの接合部の信頼性は高いものとなる。
【0044】なお、図6に示す補強構造は、円形断面の
橋脚を補強するものであるが、橋脚断面が矩形である場
合には、図13に示すように、橋脚の側面ごとに鋼ブロ
ック部材を分割し、これら埋め込む根巻きコンクリート
の断面を円形にする。そして鋼ブロック部材の外側に巻
き付ける補強用繊維シート29は、図7に示すように根
巻きコンクリート23の外側に貼着することによって同
様の補強効果を得ることができる。
【0045】図8は、請求項4に記載の発明の一実施形
態であるコンクリート部材の補強構造を示す概略断面図
である。この補強構造も、円形断面の橋脚2に補強用繊
維シート34を貼着して曲げ補強を行うものであり、鋼
ブロック部材35は、橋脚3の側面と対向する鉛直板3
5aとこの鉛直板の下端に接合された水平板35bとを
有し、L字形の断面となっている。
【0046】鉛直方向に繊維が配された補強用繊維シー
ト34aは、上記鉛直板35aに貼着され、この補強用
繊維シート34aを橋脚2との間に挟み込むように接着
されている。また、この鋼ブロック部材35は、図9に
示すように橋脚の周方向に分割され、それぞれの両端部
にアンカー部材36が係止され、このアンカー部材36
によって鋼ブロック部材35がフーチング1と連結され
ている。なお、図7及び図8中に示す符号35cは、ア
ンカー部材36に引張力が作用したときにも上記鉛直板
と水平板との形状を維持するためのリブを示す。
【0047】根巻きコンクリート33は、上記鋼ブロッ
ク部材35及びアンカー部材36を埋め込むように打設
され、鋼ブロック部材35の上部外側の位置に周方向に
ダクト38が設けられている。このダクト38内には緊
張材が挿通され、図9に示すように、外周面に引き出し
て緊張及び定着を行うことができるようになっている。
なお、この補強構造で用いられる補強用繊維シート3
4、アンカー部材36、根巻きコンクリート33は、図
1及び図2に示す実施形態と同様のものを用いることが
できる。
【0048】このような補強構造では、繊維が鉛直方向
となった補強用繊維シート34aが鋼ブロック部材35
に接着されるとともに、この鋼ブロック部材35と橋脚
2との間に挟み込まれ、緊張材に導入される引張力によ
って橋脚2の周面に鋼ブロック部材35が強く押し付け
られる。したがって、鋼ブロック部材35と補強用繊維
シート34aとの間の接着力だけでなく、押圧力作用下
における摩擦力で両者が接合され、信頼性が向上する。
そして、鋼ブロック部材35がアンカー部材36を介し
てフーチング1に連結されていることにより、橋脚下端
部の曲げに対して有効な補強効果が得られる。
【0049】なお、この実施形態では、鉛直方向に繊維
が配された補強用繊維シート34aと鋼ブロック部材3
5との接着は、鉛直板35aのみについて行われている
が、図10(a)に示すように、補強用繊維シート34
aを鉛直板35aの下縁から水平板35bの下面に巻き
回して接着してもよいし、さらに図10(b)に示すよ
うに、水平板35bの上側まで巻き回して接着してもよ
い。このとき、鉛直板35aと水平板35bとの接合部
外側及び水平板35bの先端部は、補強用繊維シート3
4aの引張強度の低下を抑制するために、滑らかな曲面
に加工しておくのが望ましい。このような補強構造は、
それぞれ請求項5、請求項6に記載の発明の一実施形態
である。
【0050】また、上記の実施形態は円形断面の橋脚を
補強するものであるが、断面が矩形、多角形または小判
形である場合には、図14に示すように、鋼ブロック部
材は平坦な側面ごとにに分割されたものとし、根巻きコ
ンクリートの外周形状を円筒形とする。そして、緊張材
を環状に配置し、引張力を導入することによって鋼ブロ
ック部材を橋脚側面に押し付けることができ、同様の効
果が得られる。
【0051】図11は、請求項4または請求項5に記載
の発明の他の実施形態を示す概略断面図である。この補
強構造では、鋼ブロック部材45として、図6で示した
ものと同じものが用いられており、補強用繊維シート4
4aを巻き回すように接着した外側にダクト48が形成
され、この中に緊張材が挿通されている。このような構
造でも補強用繊維シート44aと鋼ブロック部材45と
の確実な接合が可能となるとともに、鋼ブロック部材4
5の外側への膨出を有効に抑止することができる。
【0052】図12は、請求項7に記載の発明の一実施
形態であるコンクリート構造の補強構造を示す概略断面
図である。この補強構造では、鉛直方向に繊維が通った
補強用繊維シート54aが橋脚2の側面に貼着されると
ともに、下端部が鋼板材55の橋脚2との対向面に接着
される。そして、橋脚2との間に挟み込むように接着さ
れるとともに、補強用繊維シート54aは鋼板材55の
下端から反対側面まで折り返すように接着されている。
【0053】また、上記鋼板材55の補強用繊維シート
が貼着された部分の両脇に複数のスタッドジベル55a
が設けられており、これによって鋼板材55は根巻きコ
ンクリート53と一体化される。一方、アンカー部材5
6は下部がフーチング1に固着され、上部は根巻きコン
クリート53内に埋め込まれ、周面の付着力で一体され
ている。このアンカー部材56は、周面の付着力でコン
クリートと一体化されるので、上端部にネジ加工等は必
要ないが、コンクリートとの間に充分な付着力を生じさ
せるために、異形鉄筋、異形鋼棒等を用いるのが望まし
い。
【0054】このような補強構造では、鋼板材55の面
積が小さくても両面において補強用繊維シート54aと
接着され、接着面積を大きく確保することができる。ま
た、この鋼板材55からスタッドジベル55a、根巻き
コンクリート53、アンカー部材56を介してフーチン
グ1に力が伝達され、橋脚下端は曲げに対して有効に補
強される。
【0055】なお、本実施形態の補強構造は、断面が円
形、矩形、多角形または小判形のコンクリート部材につ
いても適用することができる。また、根巻きコンクリー
ト53の周面に補強用繊維シートを横方向に巻き付けて
接着してもよいし、根巻きコンクリート内に緊張材を配
置し、周方向に引張力を導入して、根巻きコンクリート
53及び鋼板材55を橋脚2の側面に強く押し付けるよ
うにしてもよい。
【0056】以上に説明した実施形態は、いずれも橋脚
の下端を補強するものであるが、本願に係る発明は橋脚
の補強に限定されるものではなく、フーチングまたは大
梁(第2のコンクリート)などの上に立設されるコンク
リート柱(第1のコンクリート部材)や柱又は壁体(第
2のコンクリート部材)に支持される梁等(第1のコン
クリート部材)の補強に適用することもできる。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係るコ
ンクリート部材の補強構造では、補強の対象となる第1
のコンクリート部材に補強用繊維シートが貼着され、こ
の補強用繊維シートが鋼管部材、鋼ブロック部材または
鋼板材に確実に接合されるとともに、上記鋼部材がアン
カーによってフーチングに直結される。したがって、こ
れらの部材が第1のコンクリート部材に作用する曲げに
抵抗することになり、該コンクリート部材が補強され
る。また、鋼部材の寸法が小さくても補強用繊維シート
との充分な接着面積が確保され、又は鋼部材と第1のコ
ンクリート部材間に補強用繊維シートが強く挟み込まれ
るので、接合部の高い信頼性が得られる。さらに鋼部材
の寸法を小さくできるので、加工費用が低減されるとと
もに作業性が向上し、経済的にコンクリート部材を補強
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載の発明の一実施形態であるコン
クリート部材の補強構造を示す概略斜視図であり、
(a)図は補強前の状態、(b)図は補強後の外観を示
すものである。
【図2】図1に示すコンクリート部材の補強構造の概略
断面図である。
【図3】図1に示すコンクリート部材の補強構造におけ
る補強用繊維シート、鋼管部材及びアンカー部材の配置
を示す概略図である。
【図4】請求項2に記載の発明の一実施形態であるコン
クリート部材の補強構造を示す概略断面図である。
【図5】図4に示すコンクリート部材の補強構造の平断
面図である。
【図6】請求項3に記載の発明の一実施形態であるコン
クリート部材の補強構造を示す概略断面図、及びこの補
強構造で用いられる鋼ブロック部材の概略斜視図であ
る。
【図7】請求項3に記載の発明の他の実施形態であるコ
ンクリート部材の補強構造を示す概略断面図である。
【図8】請求項4に記載の発明の一実施形態であるコン
クリート部材の補強構造を示す概略断面図である。
【図9】図8に示すコンクリート部材の補強構造の平断
面図である。
【図10】請求項5又は請求項6に記載の発明の一実施
形態であるコンクリート部材の補強構造を示す概略断面
図である。
【図11】請求項4又は請求項5に記載の発明の他の実
施形態であるコンクリート部材の補強構造を示す概略断
面図である。
【図12】請求項7に記載の発明の一実施形態であるコ
ンクリート部材の補強構造を示す概略断面図である。
【図13】断面が矩形のコンクリート部材について本願
発明の補強構造を適用したときの断面構成を示す概略図
である。
【図14】断面が矩形のコンクリート部材について本願
発明の補強構造を適用したときの断面構成を示す概略図
である。
【図15】従来のコンクリート部材の補強構造を示す概
略断面図である。
【符号の説明】
1 フーチング 2 橋脚 3,23,33,43,53 根巻きコンクリート 4,24,34,44,54 補強用繊維シート 5 鋼管部材 6,26,36,46,56 アンカー部材 7 ナット 8,28,29 補強繊維シート 25,35,45 鋼ブロック部材 38,48 ダクト 55 鋼板材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 迎 邦博 栃木県河内郡南河内町仁良川1726 住友建 設株式会社内 (72)発明者 梅津 健司 栃木県河内郡南河内町仁良川1726 住友建 設株式会社内 (72)発明者 中井 裕司 東京都新宿区荒木町13番地の4 住友建設 株式会社内 Fターム(参考) 2D059 AA03 GG01 GG40 2E176 AA04 BB29

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 補強の対象となる第1のコンクリート
    部材の表面に貼着された補強用繊維シートと、 この補強用繊維シートの端部が巻き付けるように接着さ
    れた角型の断面の鋼管部材と、 前記第1のコンクリート部材と接合された第2のコンク
    リート部材に一部が埋め込まれ、前記鋼管部材を該第2
    のコンクリート部材と連結するアンカー部材とを有する
    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】 前記補強の対象となる第1のコンクリ
    ート部材は円形の断面を有するものであり、 前記鋼管部材は、前記第1のコンクリート部材の周方向
    に複数の部分に分割されており、 これらの鋼管部材と前記第1のコンクリート部材との間
    に前記補強用繊維シートを挾み込んだ状態で、該鋼管部
    材の外側に前記第1のコンクリート部材の周方向に連続
    する張力部材が巻き付けられていることを特徴とする請
    求項1に記載のコンクリート部材の補強構造。
  3. 【請求項3】 補強の対象となる第1のコンクリート
    部材の表面に貼着された補強用繊維シートと、 この補強用繊維シートの端部が接着され、前記第1のコ
    ンクリート部材との間に該補強用繊維シートを挟み込む
    ように配置された鋼ブロック部材と、 前記第1のコンクリート部材と接合された第2のコンク
    リート部材に一部が埋め込まれ、前記鋼ブロック部材を
    該第2のコンクリート部材と連結するアンカー部材とを
    有し、 前記鋼ブロック部材は、前記第1のコンクリート部材の
    周方向に複数の部分に分割されており、 これらの鋼ブロック部材を前記第1のコンクリート部材
    の周面に締め付けるように、該鋼ブロック部材の外側に
    周方向に連続する張力部材が巻き付けられていることを
    特徴とするコンクリート部材の補強構造。
  4. 【請求項4】 補強の対象となる第1のコンクリート
    部材の表面に貼着された補強用繊維シートと、 この補強用繊維シートの端部が接着され、前記第1のコ
    ンクリート部材との間に該補強用繊維シートを挟み込む
    ように配置された鋼ブロック部材と、 前記第1のコンクリート部材と接合される第2のコンク
    リート部材に一部が埋め込まれ、前記鋼ブロック部材を
    該第2のコンクリート部材と連結するアンカー部材とを
    有し、 前記鋼ブロック部材は、前記第1のコンクリート部材の
    周方向に複数の部分に分割されており、 前記鋼ブロック部材を前記第1のコンクリート部材の表
    面に押し付けるように線状又は棒状の緊張材が該第1の
    コンクリート部材の周方向に巻き回され、この緊張材に
    引張力が導入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。
  5. 【請求項5】 請求項3または請求項4に記載のコン
    クリート部材の補強構造において、 前記鋼ブロック部材は、前記補強用繊維シートを挾んで
    前記第1のコンクリート部材と対向するように配置され
    る当接板と、この当接板の端部にほぼ垂直に接合された
    端板とを備え、断面がL字型、又はコ字型に形成されて
    おり、 前記補強用繊維シートの先端部が、前記鋼ブロック部材
    の端板に巻き回して接着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。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載のコンクリート部材の
    補強構造において、 前記補強用繊維シートの先端部は、前記断面がL字型又
    はコ字型の鋼ブロック部材の凹状となった内側まで巻き
    回して接着され、この凹状となった部分の内側に前記補
    強用繊維シートの先端を埋め込むようにコンクリートが
    打設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。
  7. 【請求項7】 補強の対象となる第1のコンクリート
    部材の表面に貼着された補強用繊維シートと、 該第1のコンクリート部材との間に前記補強用繊維シー
    トを挟んで対向配置された鋼板材と、 該鋼板材と一体となるように形成されたコンクリートブ
    ロックと、 前記第1のコンクリート部材と接合された第2のコンク
    リート部材に一部が埋込まれ、前記コンクリートブロッ
    クを該第2のコンクリート部材と連結するアンカー部材
    とを有し、 前記補強用繊維シートは、前記鋼板材の、前記第1のコ
    ンクリート部材との対向面に接着されるとともに、該鋼
    板材の反対側の面に巻き回して接着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。
  8. 【請求項8】 請求項1から請求項7までのいずれか
    に記載のコンクリート部材の補強構造において、 前記補強用繊維シートは、多数のアラミド繊維を配列し
    てシート状にした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。
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