JP2001514349A - 支持構造物の補強装置 - Google Patents
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Abstract
Description
記載のビームを補強する方法に関するものである。
しい荷重状態に支持構造物を適合させなければならないという問題がしばしば生
じる。そのような場合に支持構造物を完全に取り替えることなく、そのような現
存する支持構造物を補強する方法および装置がある。そのような支持構造物は、
れんがでできた従来構成の壁、補強されたコンクリート壁、またはビーム(すな
わちたとえば木・プラスチック・鋼でできたビーム)である。
間公知のものとなっている。鋼板すなわちシート状の鋼あるいは鋼パネルのスト
リップは、支持構造物の一側面あるいは両側面、好適には引張力を受ける支持構
造物の側面に接着剤で接合される。この方法の利点は比較的早く実施できるとい
うことにあるが、その反面、厳しい要求が接着剤に課せられる。言いかえれば、
構成部材の下準備および接着工程の作業が所望の効果を得るのに厳密に決められ
た条件下で行われなければならない。この方法を用いた場合、特に腐食領域、言
いかえれば、支持構造物がたとえばブリッジビームのような屋外でこのような方
法を用いて補強されなければならないときに問題が生じる。比較的重い重量であ
りかつそのような鋼パネル製品であるために、使用できる最大長さが制限されて
しまう。同じくスペース的な理由で、堅固な鋼パネルを問題のスペースに移動さ
せることができない場合には、その狭いスペースへの取り付けは非常に難しいも
のとなってしまう。さらに鋼板は、接着剤が“頭上の”適用対象物内で硬化する
まで補強すべき支持構造物に対して圧力をかけつづけなければならず、それはま
たコストが増加することを意味している。
いに接触して結合される箇所は全くなく、支持構造物との結合は引張り手段の二
つの端部固定点でのみなされている。支持構造物を作ろうとするとき、装置を改
良することが実質的に不可能であったり、クランプ手段の代わりに支持構造物に
それと合致する溝が設けられなければならないので、非常に高いコストがかかっ
てしまうため、この種のクランプ手段が一般に使用されている。
久性および支持靭性を増加させて向上されているものがある。有利には、非常に
軽量で鋼板よりも高い強度を有するそのようなパネルの簡単かつ安上がりな適用
が取り付けをより簡単なものにしている。またそのような補強物が屋外にある支
持構造物を補強するのに適用された場合でも、腐食耐久性はより良好なものとな
っている。しかしながら、パネルを固定する端部に特に問題があることが判明し
ている。パネルのはがれる危険性はこの部分で特に高いとともに、パネルの端部
からビームへの力の伝達に問題がある。
その穴あるいは凹所に、CFKパネルの端部を挿入するとともに、おそらくクラン プ;フック;板などによってビームに対して力を加えるものが記載されている。
これにより、パネルのはがれ落ち現象およびビームからパネルへの力の印加が改
善されている。しかしながら、そのようなCFKパネルは予め張力を加えられるこ となく、すなわちビームに対して可撓的なものとされずに接着剤で接着されてい
るものである。しかしながら結果的に、これらパネルの補強のために備えている
潜在能力のほとんどは利用されることはない。というのは、パネルにかかる荷重
が基本荷重を越えた後、すなわちパネル自身の有効荷重からの応力下でのみパネ
ルは支持を開始するからである。
着剤で接着することが考えられた。これについて公知の方法は、短い鋼板を両側
でCFKパネル両端に接着剤で接着して、つぎにこれら鋼板を別々に引っ張ってCFK
パネルに予め張力を加え、この予め張力の加えられた構成を補強すべきビームに
接着剤で接着するものである。接着剤が乾いた後、パネルには板;フックなどに
よってビームに対して両端部で圧力がかけられ、つぎにその両端部が鋼板と一緒
に切り取られる。しかしながらこの方法は非常に費用がかかり、かつすべての適
用対象に使用することができないわけではない。一方、上述したパネル両端を固
定する方法は建築現場で予め張力を加えるような場合には適していない。
ビームから両端部への力の導入が行われるとともに、予め張力を加えるのにも適
したCFK補強パネルを提供することである。
10および12〜14によりなされる。
て、そのような端部部材による簡単な形態で予め張力を加えることもできるCFK パネルの両端に力の良好な印加が生じる。ブロック形態の端部部材はビームに形
成されたくぼみ、すなわち平坦な底面あるいは凹凸のある底面を有する楔形のス
プリットを備えた好ましい実施形態に挿入することができるようにしてもよいし
、またはビームと面一で接着および/またはだぼ接ぎあるいは単にボルト止めと
することができるようにしてもよい。好適にビーム部材を介して直接的に行われ
る予め張力を加えるのに好適に適した実施形態である。たとえばこれは、ビーム
に挿入された取り付け具に張力を与えることによってなすことができる。
せた形態としてもよい。
なものとするとともに予め張力を加える場合あるいは加えない場合のいずれでも
使用できるものとするものである。
の目的のために使用されるCFKパネル2の両端部は、本発明による部材、この場 合アンカーヘッド(端部部材)3,4に挿入されている。アンカーヘッド3,4
は、この図に示すビーム1のフライス削りされた凹所あるいは削られた凹所に挿
入することができる。CFKパネル2は、一部あるいは全面に塗布された接着剤5 の層によってビーム1と結合され、かつアンカーヘッド3,4は、同様にCFKパ ネル2と接合される。さらに、アンカーヘッド3,4は、ここでは簡単に図示す
るCFK2からアンカーヘッド3,4を介してビーム1に伝達される力の方向を改 善することができる横クランプ装置6でビームと結合できる。この横クランプ装
置6は、たとえばビーム1およびアンカーヘッド3,4を貫通して案内されるね
じの切られたロッドあるいはノックピンとすることができる。
ばアンギュラフィッティング7をビームの下面1に取り付けることができる。こ
のフィッティングは、アンカーヘッド4によってその一端が結合されたテンショ
ンロッド8によって把持されている。両方のアンカーヘッド3,4に予め張力を
加えるためのそのようなテンション装置が設けられることは有利なことである。
クランプ装置は、接着剤で接合する前に取り付けられ、かつ接着剤がCFKパネル 2あるいはアンカーヘッド3,4とビーム1との間で硬化した後に再び取り外す
ことができるものである。
るアンカーヘッド3において、好ましくは、三つのガイドあるいは三つの保持ス
ロット9が設けられており、図3に示すような三つのタブ2’に分割されたCFK パネル2の端部を受け入れることができるようになっている。
のである。これらボア10は、CFKパネル2のストリップ2’を保持スロット9 と結合させる接着剤のための付加的固定点である。これにより、ビーム1からア
ンカーヘッド3を介してCFKパネル2に導かれる引っ張り力がさらに改善される 。しかしながら、主な利点は、パネル2の端部を分割してストリップ2’とした
点にある。この分割端部は、好適にはパネルの繊維方向に予め形成されるととも
に、CFKパネル2の強度特性に影響を与えることなく接着剤で結合する面積を有 利に増加させるものである。
、ビームに対してその端部を接着剤で簡単に結合した従来のパネルと比較して六
倍に増加しているとともに、ビームおよび接合ブリッジ内に楔形状の凹所を有す
る従来のものの三倍以上に増加している。
げあるいは破断を防止するために、横補強部材11が有利に設けられている。こ
の横補強部材は図2に概念的にのみ示している。たとえば、この横補強部材11
は、アンカーヘッド3内の整合穴を通して案内されるねじの切られたロッドと、
このロッドを締め付けるナットとによって形成される。これにより、アンカーヘ
ッド3の差込口領域で頂点に達するせん断応力は過剰圧力を受け、かつより高い
せん断応力をこの領域にかけることができるのである。
える装置が図1に概念的に示すようにネジ止めすることができる穴内に設けられ
ている。
’を有するCFKパネル2の一端を示している。CFKパネルは、たとえばかんなやナ
イフといった従来の道具によって、所望の長さ、所望の数で、同じ薄さのストリ
ップ2’で長手方向に分割することができる。分割の品質に対しては比較的低い
要求しか課せられていないという点は有利なことである。重要な特徴は、アンカ
ーヘッド3との結合において結合面積を増加させるのに適切な数のストリップ2
’に分割する点にある。
たものの横断面を示すものである。アンカーヘッド12,13は、CFKパネル2 が実質的に接着剤層5の面でアンカーヘッド12,13から現れるように構成さ
れ、かつそれ故にCFKパネルはビーム1の下側で押し下げられてはならないが、 たとえばビームの下側と面一となるように接着剤で接合されなければならない。
もちろん、図1に示す横テンション装置6はまた、より高い圧力と、さらにアン
カーヘッド12,13およびビームの下側の間の結合のより高い引っ張り強さと
を作り出すために図に示す場所に取り付けることができる。さらに、これらアン
カーヘッド12,13は、すでに上述した実施形態同様に簡単に予め張力を加え
ることができる。
を示している。基本スロット9’は、ビーム1上に載置されるアンカーヘッド1
2の外側壁12’と平行に形成され、かつその他のスロット9は扇状に外側に向
けて鋭角に配置されている。この配置は、CFKパネル2の接着剤で接合する面を 増加させる結果としてすでに上述したような同じ有利な点を提供するとともに、
またビーム1に特別な凹所を設けることなくアンカーヘッド12,13を面一な
ものとして使用できるようにしたものである。これらアンカーヘッド12,13
はさらに、図2に概念的に示す横補強部材11を有している。この横補強部材1
1は、CFKパネル2が外に現れる領域におけるアンカーヘッド12の曲げあるい は破断を避けるためのものである。
、および良好な力印加特性を有する金属が適切であり、特に激しい腐食作用が予
想される場合にはプラスチックが適切である。
て、CFKパネル2の端部は、楔形状をしたアンカーヘッド14の外側に載置され るようになる二つの重ね合わされたストリップ2’に分割されている。その箇所
で、これらストリップは、接着剤による接合によってアンカーヘッド14の表面
に結合される。
のプレート15からなるアンカーヘッドに保持されている。この図において、ね
じ込み式結合手段16がプレート15とそれらの間に挟まれるストリップ2’と
を押しつけるように有利に利用できる。
れている。またこの図において、その分割は、CFKパネル2の繊維方向になされ るのが望ましい。
クリートビーム構造物を修復するのに特に適したものである。しかしながら、こ
れら補強装置はまた、たとえば石造建築および木造建築の支持構造物に適用され
る従来周知のCFKパネルにも使用できるものである。予め張力を加えることが容 易にできるということは、従来の方法のものよりもより広くCFKパネルの強さ特 性を利用できるということである。さらに、予め張力を加えることとは、現存す
る支持部材の引っ張り側で仮圧締(pre-pressing)が起こることであり、このこ
とはたとえばブリッジビームの場合に有利なものとなる。
Claims (14)
- 【請求項1】 CFKパネル(2)を有する支持構造物(1)の補強装置であ って、 CFKパネル(2)の少なくとも一端は、少なくとも二つのストリップ(2’) に分割され、かつ端部部材(3,4;12,13)で終端することを特徴とする
補強装置。 - 【請求項2】 CFKパネル(2)の両端はそれぞれ、端部部材(3,4;1 2,13)で終端することを特徴とする請求項1に記載の補強装置。
- 【請求項3】 前記ストリップ(2’)は、互いについて好適に楔形に配置
された、端部部材(3,4;12,13)の保持スロット(9;9’)に少なく
とも部分的に挿入されることを特徴とする請求項1または2のいずれか一項に記
載の補強装置。 - 【請求項4】 前記パネル端部(2’)は、略等しい厚さの積層ストリップ
に分割されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の補強
装置。 - 【請求項5】 端部部材(3,4;12,13)の保持スロット(9)は凹
凸あるいは波形の表面を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項
に記載の補強装置。 - 【請求項6】 前記パネルの前記表面に対して横向きに配置された穴(10
)が保持スロット(9)の近傍で端部部材(3)内に設けられていることを特徴
とする請求項1から5のいずれか一項に記載の補強装置。 - 【請求項7】 前記端部部材(3,4;12,13)は金属あるいはプラス
チックから形成された平行六面体であることを特徴とする請求項1から6のいず
れか一項に記載の補強装置。 - 【請求項8】 前記CFKパネル(2)の差込口近傍の前記端部部材(3,4 ;12,13)には、差込方向に直交するように配置された好適にはねじの切ら
れたボルトである補強装置(11)が設けられていることを特徴とする請求項1
から7のいずれか一項に記載の補強装置。 - 【請求項9】 前記端部部材(3,4;12,13)の前記CFKパネル差込 口と反対側の面には、力導入点、好適にはねじの切られた穴(12)が設けられ
ていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の補強装置。 - 【請求項10】 前記保持スロット(9)は、前記支持構造物に最も近い保
持スロット(9’)がパネルの差込方向と平行でかつその他の保持スロット(9
)が差込開口部から角度を増してそれぞれ扇状に配置されるような形態で、端部
部材(3,4;12,13)内に楔形に配置されていることを特徴とする請求項
1から9のいずれか一項に記載の補強装置。 - 【請求項11】 請求項1から10のいずれか一項に記載の補強装置を備え
た支持部材(1)を補強する方法であって、 適切な長さに切られた前記CFKパネル(2)を、少なくともその一端が略同じ 厚さあるいは同じ幅の少なくとも二つのストリップ(2’)に分離あるいは分割
し、かつ端部部材(3,4;12,13)との結合に寄与させ、この構成の補強
されるべき前記支持部材(1)の引っ張り側に接着剤を塗布して接合することを
特徴とする方法。 - 【請求項12】 CFKパネル(2)の前記ストリップ(2’)を、互いにつ いて好適に扇状に配置された、端部部材(3,4;12,13)の別個の保持ス
ロット(9,9’)内にそれぞれ挿入することを特徴とする請求項11に記載の
方法。 - 【請求項13】 前記CFKストリップ(2)の両端をそれぞれ三つのストリ ップ(2’)に分離あるいは分割し、支持部材(1)と接着剤で接合する前にそ
の構成をクランプ手段(7,8)によって支持部材に対して予め張力を加えて補
強して、その後予め張力を加えて補強した箇所に接着剤を塗布して支持部材(1
)と接合することを特徴とする請求項11または12のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項14】 前記CFKパネル(2)は繊維方向に分割されることを特徴 とする請求項11から13のいずれか一項に記載の方法。
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