JP2000120023A - 鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現場作業の省力化を図ることにより、高架下
利用箇所等の施工困難な場所でも比較的容易に耐震補強
を施工できるようにする。 【解決手段】 補強すべき対象の鉄筋コンクリート柱１
の四隅に支持材１０を設置するとともに、四隅の支持材
１０を取り囲むように各支持材間に連結材１１を設置
し、四隅の支持材またはこの部分に設けた定着体１２で
連結材１１を締め付けることで固定し、柱隅角部で鉄筋
コンクリート柱を拘束するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は既設高架橋柱・橋脚
・橋台・建築の柱等の鉄筋コンクリート柱に対する耐震
補強方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】既設の高架橋柱・橋脚・橋台・建築の鉄
筋コンクリート柱に対する耐震補強方法として、鋼板巻
き補強、ＲＣ巻き補強等の方法が利用されている。鋼板
巻き補強の方法は、鋼板を既設高架柱の周囲に設置し、
継ぎ手部分を溶接、ボルト、機械式等により連結して巻
き付け、鋼板と柱の間に間詰めモルタル等を充填する方
法である。巻き付ける鋼板は柱高さのものを２枚用意
し、小型クレーン等で柱を挟みこむように設置する。施
工機械を利用することにより、工期が短くて施工費が安
く、部材の変形性能を確実に確保できるという特徴があ
る。ＲＣ（鉄筋コンクリート）巻き補強の方法は、既存
の鉄筋コンクリート柱の周りに柱軸方向鉄筋および帯鉄
筋を配置し、コンクリートを打設して一体化させること
により補強する方法である。帯鉄筋は柱の四隅に配置し
た柱軸方向鉄筋を囲むように設置し、帯鉄筋の端部をフ
ック状に加工するか、もしくは溶接・機械式継ぎ手等に
て連結することにより定着させる。この補強方法は狭隘
で施工現場において、鋼板等の資材搬入が困難なＲＣ柱
の補強方法として利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法で、既設の
高架柱や橋台等の鉄筋コンクリート柱の耐震補強を行う
場合、以下のような問題がある。例えば、図１０（ａ）
に示すように、鉄筋コンクリート柱１が施工された既設
高架橋２の下には、店舗、事務所等３、壁４、あるいは
屋根・天井５等が存在している場合が多々ある。また、
図１０（ｂ）に示すように、高架橋の既設鉄筋コンクリ
ート柱１の周りに壁４、天井５、床６が存在する場合等
がある。このような構造上耐震壁として扱えない簡易な
壁等が柱間に設置されている場合、この部分を一部撤去
して補強工事を行い、その後復旧工事を行う必要があ
り、そのため、工事期間が長くなり、工事費が高くなっ
てしまう。また、狭隘な施工空間で鋼板巻き補強方法を
実施すると、鋼板部材の重量が大きいため機械施工が必
要となり、高架下利用箇所では施工不能となる。また、
ＲＣ巻き補強では型枠が必要となるため、施工スペース
がない場合施工不能である。また、高架下に建物等を建
てて利用している箇所では、床及び天井の撤去が必要と
なるため、既存工法では撤去範囲が大きく、工事費が高
くなる。また、鋼板巻き、ＲＣ巻き工法では、柱断面が
大きくなると共に、補強重量が大きくなるため、下部工
の負担が大きくなることがある。また、型枠等の工事が
大がかりとなり、工事期間が長くなるという問題があ
る。

【０００４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、使用材料の小型化を図ることにより、高架下
利用箇所等の施工困難な場所でも比較的容易に施工でき
る耐震補強方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、補強
すべき対象の鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置
するとともに、四隅の支持材を取り囲むように各支持材
間に連結材を設置し、四隅の支持材またはこの部分に設
けた定着体で連結材を締め付けることで固定し、柱隅角
部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする。
請求項２の発明は、前記支持材の剛性を大きくし、連結
材の鋼材量を少なくしたことを特徴とする。請求項３の
発明は、前記連結材を高強度鋼材（ＰＣ鋼材等）に必要
なプレストレスを与えることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、前記支持材を鉄筋コンクリート柱の
所定高さ範囲にのみ設置し、若しくは中間部も一部支持
材を設けないことを特徴とする。請求項５の発明は、前
記支持材を柱の高さ範囲にわたって設置し、連結材を所
定高さ範囲にのみ設置したことを特徴とする。請求項６
の発明は、柱上・下端又は中間部の一部を無補強とし、
その上下の連結材の鋼材量を他の連結材より多くするこ
とを特徴とする。請求項７の発明は、鉄筋コンクリート
柱の四隅に支持材を設置し、該支持材にコーナー材をあ
てがってその上から連結材を設置し、連結具で連結材を
締めつけることで固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート
柱を拘束することを特徴とするものである。請求項８の
発明は、鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置し、
該支持材に連結材を溶接して支持材間を締めつけること
で固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束するこ
とを特徴とする。請求項９の発明は、鉄筋コンクリート
柱の四隅に支持材を設置し、該支持材にコーナー材をあ
てがい、コーナー材の上から１本の連結材を渦巻状に巻
き付けて固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束
することを特徴とする。請求項１０の発明は、鉄筋コン
クリート柱の四隅に支持材を設置し、柱の各側面ごとに
左右の支持材で互いに千鳥状になるようにコーナー材を
取り付け、１本の連結材で各コーナー材を縫って固定
し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特
徴とする。請求項１１の発明は、鉄筋コンクリート柱の
四隅にコーナー材を設置し、該コーナー材の上から連結
材を設置し、連結具で連結材を締めつけることで固定
し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特
徴とする。請求項１２の発明は、鉄筋コンクリート柱の
四隅に定着体と一体化した支持材を設置し、定着体と一
体化した四隅の支持材で連結材を締め付けることで固定
し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特
徴とする。請求項１３の発明は、前記定着体と一体化し
た支持材を柱高さ方向に分割し、分割区間ごとに連結材
を設置して定着体と一体化した支持材で締めつけること
で固定することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は柱隅角部のみ拘束する補強工法の概
念図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図であ
る。既設の鉄筋コンクリート１の周囲には、図示は省略
するが壁等が設置されている。この柱の四隅に断面Ｌ字
型の山形鋼等の支持材１０を柱の高さに渡って設置す
る。支持材はコンクリート柱の隅角部に作用して柱を補
強する部材である。次いで、四隅の支持材間を鋼棒等の
連結材（または閉合材）１１で連結して各支持材を取り
囲み、支持材１０にあてがった定着体１２で連結材１１
を締めつけて支持材を固定し、隅角部のみで鉄筋コンク
リート柱１を拘束する。定着体１２の代わりに、直接支
持材１０で連結材１１を固定するようにしてもよい。各
鋼材は必要な場合、防錆処理することにより、腐食しな
いようにする。また、補強後、必要な場合は補強部を保
護するために簡易な外壁材を設置してもよい。この工法
では、コンクリート柱の四隅が露出している場合は、連
結材１１を通す孔を壁等に開けるだけで済むため、撤去
工事、復旧工事等が軽減できる。

【０００７】図２は本発明の他の例の補強工法の概念図
で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。
この例は、支持材１０の剛性を大きくし、連結材の鋼材
量を少なくする工法である。図１の例に比して、支持材
１０の剛性が大きいため、この例では連結材の設置間隔
を倍にし、鋼材量を１／２としている。設置方法は図１
の場合と同じである。（また、定着体１２の代わりに、
直接支持材１０で連結材１１を固定するようにしてもよ
く、各鋼材は必要な場合、防錆処理することにより、腐
食しないようにする。また、補強後、必要な場合は補強
部を保護するために簡易な外壁材を設置してもよい。）
図３は本発明の他の例の補強工法の概念図で、図３
（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図である。この例は
図２の場合と同様支持材１０の剛性を大きくし、さらに
連結材１１として普通鋼材、ＰＣ鋼材、ＰＣ鋼線等の緊
張材を用いて行うようにしたもので、各四隅の間を緊張
材２に緊張力を与えて固定している点が異なっている。
この例では連結材にプレストレスを導入することによ
り，連結材の鋼材料をより少なくすることができる。
（設置方法は、図２の場合と同様であり、定着体１２の
代わりに、直接支持材１０で連結材１１を固定するよう
にしてもよい。また、各鋼材は必要な場合、防錆処理す
ることにより、腐食しないようにし、補強後、必要な場
合は補強部を保護するために簡易な外壁材を設置しても
よい。）図４は本発明の他の例を示す補強工法の概念図
で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）、図４（ｃ）はそ
れぞれ正面図である。この例は、鉄筋コンクリート柱の
高さ方向一部について補強する方法であり、図４（ｂ）
では、補強する部分の高さだけ支持材１０を設置し、こ
の部分に連結材１１を設置し、締めつけるものである。
また、図４（ｃ）では、支持材１０は鉄筋コンクリート
柱の高さにわたって設置し、そのうちの所定の高さ区間
にのみ連結材１１を設置して締めつけるものである。図
４（ｂ）、図４（ｃ）のいずれの場合も、最下端の連結
材は、他の連結材に比して、鋼材量の多い、太い鋼棒等
を使用することが望ましい。（この例においても、定着
体１２の代わりに、直接支持材１０で連結材１１を固定
するようにしてもよい。また、各鋼材は必要な場合、防
錆処理することにより、腐食しないようにし、補強後、
必要な場合は補強部を保護するために簡易な外壁材を設
置してもよい。）次に、支持材と定着材を用いた補強工
法の他の例について説明する。図５（Ａ）はコーナー材
で拘束する場合の例を示す図で、同図（ａ）は平面図、
同図（ｂ）は正面図である。コーナー材は連結材を受け
る座の役割をする部材である。山形鋼等からなる支持材
１０を柱の四隅にその高さに渡って設置し、支持材１０
の上にコーナー材１３をあてがい、その上から連結材１
１を設置して柱側部において、連結具１４により連結材
（閉合材）を連結し、柱の四隅を拘束する。

【０００８】図５（Ｂ）は支持材に添接部を接合する例
を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図
である。柱の四隅に山形鋼等からなる支持材１０を柱の
高さに渡って設置し、連結材１１をこの支持材に直接溶
接等により固定して締めつけ、柱の四隅を拘束する。

【０００９】図５（Ｃ）は連結材（閉合材）を巻き付け
て拘束する例を示しており、同図（ａ）は平面図、同図
（ｂ）は正面図である。柱の四隅に山形鋼等からなる支
持材１０を柱の高さに渡って設置し、柱を囲むように鋼
線繊維等からなる連結材１１を渦巻き状に巻きつけたと
きの柱四隅の支持材の位置にコーナー材１３をそれぞれ
設置し、連結材１１でコーナー材１３を締め付けて柱の
四隅を拘束する。

【００１０】図５（Ｄ）はコーナー材を連結材（閉合
材）で縫って拘束する例を示す図で、同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ）は正面図である。柱の四隅に山形鋼等か
らなる支持材１０を柱の高さに渡って設置し、柱の各側
面ごとに両側の支持材に互いに千鳥状になるようにコー
ナー材を所定間隔で設置し、あたかも靴紐を締める如
く、１本の連結材でコーナー材間を連結材で縫って拘束
する。したがって、各側面ごとに１本の連結材、合計４
本の連結材で柱を拘束する。

【００１１】図６は定着体のみにより補強する工法の例
を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図
である。この例では支持材を用いず、所定間隔でコーナ
ー材１３を柱の四隅にあてがい、その周りから連結材
（閉合材）１１を設置して締めつけ、柱側部で連結具１
４によって連結材を連結して拘束する。

【００１２】図７は支持材と定着体を一体化した補強工
法を説明する図である。図７（Ａ）は支持材を定着体と
して利用する場合を示す図で、同図（ａ）は平面図、同
図（ｂ）は正面図である。図示するように、柱の高さに
渡って四隅にあてがわれる支持材には定着体が一体に形
成されており（詳細は後述する）、これにより連結材１
１を締めつけて固定し、柱の四隅を拘束する。図７
（Ｂ）は支持材を柱の長さ方向に分割した例を示す図
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
柱の高さに渡って四隅にあてがわれる支持材には定着体
が一体に形成され、この支持材を高さ方向に分割してい
る。分割した各支持材の定着体間に連結材を渡して締め
つけることにより固定し、柱の四隅を拘束する。

【００１３】次に、上記各例で使用する定着体の例につ
いて説明する。図８（Ａ）定着体の１例を示す概念図
で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は側面図であ
る。柱の四隅には断面Ｌ字型の支持材１０が設置され、
その外周に支持材の外面形状にならって内面が密着する
ような断面Ｌ字型の定着体１２を設置する。柱の隣り合
う２つの側面から延びる連結材１１の端部にはネジ部が
形成されており、定着体１２を貫通してボルト・ナット
の形式で固定具１２ａ，１２ｂで各側面の連結材を締め
付け、柱の四隅を拘束する。ボルト・ナットに代えてボ
タンヘッドで固定してもよい。

【００１４】図８（Ｂ）は支持材と定着体を一体化した
例を示す概念図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）
は側面図である。断面Ｌ字形の山形鋼等からなる支持材
１０は、高さ方向に所定幅（例えば、１０ｃｍ）を有し
ていて、端部にネジ部を形成した連結材１１の端部が貫
通する管材１５が取り付けられ、貫通孔が形成されて定
着体を形成している。これをモルタル等の充填材１６で
柱の四隅の所定箇所に個別に接着し、柱の隣り合う側面
から延びる連結材１１の端部を管材１５、支持材１０の
貫通孔を通して貫通させ、ボルト・ナット形式で固定具
１２ａ，１２ｂによりネジ固定し、柱の四隅を拘束す
る。ボルト・ナットに代えてボタンヘッドで固定しても
よい。

【００１５】図８（Ｃ）は支持材と定着体を一体化した
他の例を示す概念図で、同図（ａ）は平断面図、同図
（ｂ）は側面図である。断面Ｌ字形の山形鋼等からなる
支持材１０は、柱の高さに渡る長さを有していて、端部
にネジ部を形成した連結材１１の端部が貫通する管材１
５が取り付けられ、貫通孔が形成されて定着体を形成し
ている。これを柱の四隅に設置し、支持材の端部と柱側
面とを塞ぐように型枠材１７を設置する。型枠材１７に
は連結材を貫通させるための孔が形成され、管材１５の
端部がこの孔に嵌合する。支持材１０、形枠材１７、柱
１の間にモルタル等の充填材１１を現場で充填する。連
結材１１の端部を型枠１７、管材１５、支持材１０を貫
通させ、ボルト・ナット形式で固定具１２ａ，１２ｂに
よりネジ固定し、柱の四隅を拘束する。ボルト・ナット
に代えてボタンヘッドで固定してもよい。

【００１６】次に、図９によりコーナー材の例について
説明する。図９（Ａ）はコーナー材の例を説明する概念
図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は側面図であ
る。断面Ｌ字形の山形鋼等からなる支持材１０は、柱の
高さに渡る長さを有していて、この上に内面が支持材１
０の外面形状にならい、外面の角部が曲率をもつような
柱高さ方向に所定幅のコーナー材１３を設け、その上か
ら連結材１１を設置して固定し、コーナー材を通して支
持材を介して柱の四隅を拘束する。

【００１７】図９（Ｂ）はコーナー材の他の例を説明す
る概念図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は側面
図である。断面Ｌ字形の山形鋼等からなる支持材１０
は、柱の高さに渡る長さを有していて、支持材１０の側
面にそれぞれ板状のコーナー材１３を設置し、この上か
ら連結材１１を設置してコーナー材を通して支持材１０
を介して柱の四隅を拘束する。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果を達
成することができる。 高架橋の柱に駅等が設置されている場合に、この撤去
範囲を極力抑えることにより、施工費を縮減すると共
に、帯鉄筋として機能する連結材を柱の４隅から拘束す
ることで、剪断補強効果を最大限に引き出すことがで
き、大きな変形性能を確保できる。また、鋼材は事前に
工場で加工できるので、工期の短縮と経済性の向上を図
ることが可能である。 柱の隅に剛性の高い支持材を使用した場合、連結材が
減ることで狭隘な作業現場において、撤去、復旧工事の
一部を省略でき、狭隘な施工環境に対応できるので、経
済性の向上や工期短縮が可能となる。 連結材を緊張材とし、プレストレスを導入することに
より、鋼材の有効力を最大限引き出すことができるの
で、鋼材量を少なくして、材料費を少なくすることがで
き、経済性の向上や工期短縮を図ることが可能となる。 柱の一部のみ、本発明の補強工法を施工することによ
り、柱上端の天井部や柱下端の床部の施工が困難な場
合、この部分の撤去を不要にするか、もしくは支持材の
み延ばすことにより、補強することができ、狭隘な作業
現場において、支障箇所の撤去、復旧工事の一部を省略
でき、狭隘な施工環境に対応でき、経済性の向上や工期
短縮を図ることが可能となる。 支持材、定着体、連結材、コーナー材の色々な組み合
わせにより、現場の状況に応じて適宜選択し、狭隘な施
工環境に対応することができ、経済性の向上を図ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 柱隅角部のみ拘束する補強工法の概念図であ
る。

【図２】 本発明の他の例の補強工法の概念図である。

【図３】 本発明の他の例の補強工法の概念図である。

【図４】 本発明の他の例の補強工法の概念図である。

【図５】 支持材と定着材を用いた補強工法について説
明する図である。

【図６】 定着体のみにより補強する工法の例を示す図
である。

【図７】 支持材と定着体一体化の補強工法を説明する
図である。

【図８】 定着体の例を示す概念図である。

【図９】 コーナー材の例を示す概念図である。

【図１０】 補強対象の鉄筋コンクリート柱の設置環境
を説明する図である。

【符号の説明】

１…鉄筋コンクリート、１０…支持材、１１…連結材、
１２…定着体、１３…コーナー材、１４…連結具、１５
…管材、１６…充填材、１７…型枠材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田芳範 東京都渋谷区代々木二丁目二番二号 東日 本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 小林 薫 東京都渋谷区代々木二丁目二番二号 東日 本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 小林将志 東京都渋谷区代々木二丁目二番二号 東日 本旅客鉄道株式会社内 Ｆターム(参考） 2D059 AA01 AA03 GG05 GG40 2E176 AA04 BB29

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補強すべき対象の鉄筋コンクリート柱の
   四隅に支持材を設置するとともに、四隅の支持材を取り
   囲むように各支持材間に連結材を設置し、四隅の支持材
   またはこの部分に設けた定着体で連結材を締め付けるこ
   とで固定し、柱隅角部のみで鉄筋コンクリート柱を拘束
   することを特徴とする鉄筋コンクリート柱の耐震補強方
   法。
2. 【請求項２】 前記支持材の剛性を大きくし、連結材の
   鋼材量を少なくしたことを特徴とする請求項１記載の鉄
   筋コンクリート柱の耐震補強方法。
3. 【請求項３】 前記連結材にプレストレスを与えること
   を特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート柱の耐震
   補強方法。
4. 【請求項４】 前記支持材を鉄筋コンクリート柱の所定
   高さ範囲にのみ設置し、若しくは中間部も一部支持材を
   設けないことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリ
   ート柱の耐震補強方法。
5. 【請求項５】 前記支持材を柱の高さ範囲にわたって設
   置し、連結材を所定高さ範囲にのみ設置したことを特徴
   とする請求項１記載の鉄筋コンクリート柱の耐震補強方
   法。
6. 【請求項６】 柱上・下端又は中間部の一部を無補強と
   し、その上下の連結材の鋼材量を他の連結材より多くす
   ることを特徴とする請求項４または５記載の鉄筋コンク
   リート柱の耐震補強方法。
7. 【請求項７】 鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設
   置し、該支持材にコーナー材をあてがってその上から連
   結材を設置し、連結具で連結材を締めつけることで固定
   し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特
   徴とする鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
8. 【請求項８】 鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設
   置し、該支持材に連結材を溶接して支持材間を締めつけ
   ることで固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束
   することを特徴とする鉄筋コンクリート柱の耐震補強方
   法。
9. 【請求項９】 鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設
   置し、該支持材にコーナー材をあてがい、コーナー材の
   上から１本の連結材を渦巻状に巻き付けて固定し、柱隅
   角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする
   鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
10. 【請求項１０】 鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を
    設置し、柱の各側面ごとに左右の支持材で互いに千鳥状
    になるようにコーナー材を取り付け、１本の連結材で各
    コーナー材を縫って固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリー
    ト柱を拘束することを特徴とする鉄筋コンクリート柱の
    耐震補強方法。
11. 【請求項１１】 鉄筋コンクリート柱の四隅にコーナー
    材を設置し、該コーナー材の上から連結材を設置し、連
    結具で連結材を締めつけることで固定し、柱隅角部で鉄
    筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする鉄筋コン
    クリート柱の耐震補強方法。
12. 【請求項１２】 鉄筋コンクリート柱の四隅に定着体と
    一体化した支持材を設置し、定着体と一体化した四隅の
    支持材で連結材を締め付けることで固定し、柱隅角部で
    鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする鉄筋コ
    ンクリート柱の耐震補強方法。
13. 【請求項１３】 前記定着体と一体化した支持材を柱高
    さ方向に分割し、分割区間ごとに連結材を設置して定着
    体と一体化した支持材で締めつけることで固定すること
    を特徴とする請求項１２記載の鉄筋コンクリート柱の耐
    震補強方法。