JP2002013297A - 耐震補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要なせん断耐力及び曲げ耐力の増強を図る
ことができるとともに、施工性に優れた耐震補強方法を
提供する。 【課題手段】 以下の工程を含むことを特徴とする耐震
補強方法とした。 （１）鉛直部材（柱Ｐ）の表面部から突出する突出部材
（ボルト１１）を設ける突出部材付設工程。 （２）所定寸法に分割されており、格子状の補強部材
（リブ１４）が付設された複数の板状部材（鋼製補強板
１３）を用い、前記鉛直部材と前記水平部材の接合部に
おいて、前記水平部材と前記板状部材の上方端部又は下
方端部との間に間隙部１５を形成した状態で、前記板状
部材を前記突出部材により支持させ、前記各板状部材を
接合することにより前記鉛直部材の周囲に配置する板状
部材設置工程。 （３）前記鉛直部材と前記板状部材の間に充填材を注入
して、前記鉛直部材と前記板状部材を一体化する充填材
注入工程。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既存の鉄筋コンク
リート（以下、「ＲＣ」という）造構造物や、鉄骨鉄筋
コンクリート（以下、「ＳＲＣ」という）造構造物等の
耐震補強方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、構造物には高度の耐震性が要求さ
れるようになってきており、新規の構造物は規定の耐震
性を有することが通常である。しかし、過去に建設され
現在においても使用中の既設構造物は、建設当時におい
て規定の耐震性を有していても、現在の耐震基準を満た
していない場合があり、このような既設構造物には耐震
性を向上させるための補強（以下、「耐震補強」とい
う）が必要であるとされている。従来、ＲＣ造構造物等
の耐震補強を行う代表的な工法としては、鋼板巻き工法
や炭素繊維巻き工法が存在していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鋼板巻き工法は、補強
対象となる鉛直部材の周囲に平鋼板を配置して溶接した
後に、鉛直部材の外側を組止め型枠で固定して、平鋼板
と鉛直部材の隙間にモルタルを充填する工法である。し
かし、橋脚等、大規模構造物かつ、その周囲に曲面を有
している構造物に鋼板巻き工法を適用して所定の耐力の
増強を図るには、一定厚以上の平鋼板を使用しなければ
ならず、また、大型の組止め型枠を使用しなければなら
ないため、施工性の点で問題点を有していた。特に、橋
脚の補強工事等を行う場合には、水上での作業になるた
め、橋脚から吊り下げられた足場上で前記作業を行わな
ければならず、施工が非常に難しかった。

【０００４】また、炭素繊維巻き工法は、炭素繊維のシ
ート又はストランドを樹脂を使用して、鉛直部材の周囲
に貼設する工法である。この炭素繊維巻き工法は、鋼板
巻き工法と比較して施工性は向上しているが、補強をし
た鉛直部材が脆性破壊を起こす場合があり、大地震に対
して危険度が大きいという問題点を有していた。

【０００５】本発明は、前記の各問題点を解決するため
になされたものであり、必要なせん断耐力及び曲げ耐力
の増強を図ることができるとともに、施工性に優れた耐
震補強方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記問題を解決するため
に、請求項１に記載の耐震補強構造は、鉛直部材及び前
記鉛直部材に接合する水平部材を有する既設の鉄筋コン
クリート造構造物又は鉄骨鉄筋コンクリート造構造物に
おいて、前記鉛直部材の鉄筋をはつり出し、前記鉛直部
材の表面部から突出する突出部材を前記鉄筋に接合し、
前記突出部材を前記鉛直部材のコンクリートに定着させ
ることを特徴としている。ここで、鉛直部材とは、ＲＣ
造の柱や橋脚等の鉛直方向に設けられている構造部材を
いい、水平部材とは、梁や橋桁等の水平方向に設けられ
ている構造部材をいう。また、鉛直部材の鉄筋とは、既
設の鉄筋コンクリート造構造物又は鉄骨鉄筋コンクリー
ト造構造物の鉛直部材における主筋又は帯筋等をいう。

【０００７】従って、本発明によれば、鉛直部材の鉄筋
に突出部材を接合し、当該突出部材を鉛直部材の表面部
におけるコンクリートに定着させることにより、せん断
耐力を増強させることができる。

【０００８】また、請求項２に記載の耐震補強方法は、
鉛直部材及び前記鉛直部材に接合する水平部材を有する
既設の鉄筋コンクリート造構造物又は鉄骨鉄筋コンクリ
ート造構造物において、以下の工程を含むことを特徴と
している。 （１）前記鉛直部材の表面部から突出する突出部材を設
ける突出部材付設工程。 （２）所定寸法に分割されており、格子状の補強部材が
付設された複数の板状部材を用い、前記鉛直部材と前記
水平部材の接合部において、前記水平部材と前記板状部
材の上方端部又は下方端部との間に間隙部を形成した状
態で、前記板状部材を前記突出部材により支持させ、前
記各板状部材を接合することにより前記鉛直部材の周囲
に配置する板状部材設置工程。 （３）前記鉛直部材と前記板状部材の間に充填材を注入
して、前記鉛直部材と前記板状部材を一体化する充填材
注入工程。

【０００９】ここで、格子状とは、縦方向及び横方向に
補強部材を有している構造をいい、その高さ、厚み、間
隔等は問わず、必ずしも等間隔でなくてもよい。また、
突出部材は、請求項１に記載されている本発明のよう
に、鉛直部材の鉄筋をはつり出し、鉛直部材の表面部か
ら突出する突出部材を鉄筋に溶接等により接合すること
が施工性からみて最も好適であるが、接着系アンカーを
使用して埋め込まれたスタットボルトや、ホールインア
ンカーを利用することもできる。さらに、板状部材は、
適切な寸法及び形状に形成することができ、また、鉛直
部材の垂直方向に複数段にわたって設けられているもの
であってもよい。

【００１０】従って、本発明によると、格子状の補強部
材を用いることにより、補強部材の厚さを抑え、補強を
行った鉛直部材のせん断耐力及び曲げ耐力を格段に上昇
させ、その靱性を高めることができるため、構造物の全
体の耐力を向上させることができる。また、耐震補強を
行ったことにより、鉛直部材が降伏し難くなることか
ら、水平部材の降伏が容易となる、いわゆる梁降伏型の
破壊を生じさせることができるため、大地震の場合であ
っても、構造物全体の崩壊を防止することができる。さ
らに、突出部材を利用して板状部材を組み止め支持する
ため、板状部材の組み立てが容易であり、従来必要であ
った組み止め形砕が不要となるか、又は、簡易構造の型
枠を使用すれば足りるため、施工性を格段に向上させる
ことができる。

【００１１】また、請求項３に記載の本発明は、請求項
２に記載の耐震補強方法において、前記間隙部に装着、
脱離が自在となるように介挿部材を介設したことを特徴
としている。ここで、介挿部材は、鋼部材、コンクリー
ト部材はもちろん、高減衰ゴムや鉛などのエネルギー吸
収部材を用いることができる。

【００１２】従って、本発明によると、間隙部に介挿部
材を介設したことにより、せん断耐力及び曲げ耐力を上
昇させることができる。また、前記介挿部材は取り外し
可能に形成されているため、必要時にのみ当該介挿部材
を介設することや、その種類を変化させることができる
ため、その大きさを自由に調節することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図面を参照して詳細に説明する。なお、各実施形態の説
明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付
し、重複した説明は省略するものとする。

【００１４】［第１実施形態］図１に示すように、本発
明の第１実施形態の耐震補強方法では、ＲＣ造の柱Ｐ
（鉛直部材）と、その上下に配置されているＲＣ造の梁
Ｂ，Ｂ’（水平部材）を有している既設のＲＣ造構造物
を対象としている。本方法は、柱Ｐの表面部のコンクリ
ートＣを削りとり、内部に配筋されている主鉄筋又は帯
鉄筋（以下、「鉄筋」という、図示せず）をはつり出
す。そして、柱Ｐの表面部のコンクリートＣから突出す
るボルト１１（突出部材）を前記鉄筋に溶接し、当該柱
Ｐの表面部におけるコンクリートＣに定着させる方法で
ある。従って、本方法によれば、柱Ｐの鉄筋にボルト１
１を接合し、当該ボルト１１を柱Ｐの表面部におけるコ
ンクリートＣに定着させることにより、簡易な方法で柱
Ｐのせん断耐力を増強させることができる。

【００１５】［第２実施形態］図２に示すように、本発
明の第２実施形態の耐震補強方法は、第１実施形態の方
法により鉄筋に溶接されたボルト１１（突出部材）を使
用して鋼製補強板１３（板状部材）を支持固定し、柱Ｐ
と鋼製補強板１３の間にモルタル等の充填材（図示せ
ず）を注入して、柱Ｐと鋼製補強板１３を一体化する方
法であり、（１）突出部材付設工程、（２）板状部材設
置工程、（３）充填材注入工程の各工程から構成されて
いる。

【００１６】（１）突出部材付設工程 本工程は、柱Ｐの表面部から突出するボルト１１を設け
る工程であり、第１実施形態で説明した通りである。

【００１７】（２）板状部材設置工程 本工程は、鋼製補強板１３（板状部材）をボルト１１に
より支持させ、当該鋼製補強板１３を柱Ｐの周囲に配置
する工程である。鋼製補強板１３には補強部材であるリ
ブ１４が格子状（以下、「格子状リブ」という）に付設
されている。この鋼製補強板１３は、柱Ｐとの間に充填
材を注入する際の間隔を考慮して、柱Ｐの幅よりやや大
きく形成されているとともに、施工のしやすさを考慮し
て所定の大きさに分割して形成されている。この鋼製補
強板１３は、柱Ｐの外周部の全周にわたり、上下方向に
３枚の鋼製補強板１３が配置されるように設けられてい
る。そして、柱Ｐとの間の間隔を調節しながら、前記ボ
ルト１１とナット１２により固定されており、上下に隣
接する鋼製補強板１３は溶接接合されている。なお、柱
頭部に固設される鋼製補強板１３の上方端部１３ａと上
部梁Ｂ、及び、柱脚部に固設される鋼製補強板１３の下
方端部１３ｂと下部梁Ｂ’の間には、間隙部１５が形成
されるように、鋼製補強板１３が配設されている。

【００１８】（３）充填材注入工程 本工程は、柱Ｐと鋼製補強板１３との間にモルタル（充
填材）を注入して、当該柱Ｐと鋼製補強板１３とを一体
化する工程である。

【００１９】なお、本方法では、鋼製補強板１３を組み
付けるために、鉄筋に溶接されたボルト１１に変えて、
柱ＰのコンクリートＣを削孔して当該孔内に接着剤を充
填して固定された接着系アンカーにおけるスタットボル
トや、ホールインアンカー等を利用することもできる。

【００２０】前記耐震補強方法によれば、柱Ｐと格子状
リブ１４が付設されている鋼製補強板１３とを充填材及
びボルト１１・ナット１２用いて強固に一体化すること
ができるため、柱Ｐのせん断耐力及び曲げ耐力の大幅な
上昇を計り、靱性を高めることができる。また、必要と
なるせん断耐力及び曲げ耐力を確保するために、格子状
リブ１４の高さ、厚み、間隔などを任意に設定すること
により、柱Ｐの耐震設計を自由に行うことができるとと
もに、従来の鋼板巻き工法で必要となっていた、厚い平
鋼板を必要としないため施工性に優れた方法とすること
ができる。

【００２１】また、鋼製補強板１３をハツリ出した鉄筋
に溶接したボルト１１で支持固定するため組み立てが容
易であり、従来必要であった組み止め形砕が不要となる
か、又は、簡易構造の型枠を使用すれば足りるため、施
工性を格段に向上させることができ、加えて、鋼製補強
板１３を分割して形成したので容易に取り扱うことがで
きる。さらに、前記補強された柱Ｐは、柱頭部、柱脚部
に間隙１５が形成されており、鋼製補強板１３と接合さ
れていないため、地震時に水平応力によって大変形して
も面外変形に対する拘束がなく、圧縮座屈を防止でき
る。また、耐震補強を行ったことにより柱Ｐが降伏し難
くなるため、梁Ｂの降伏が容易となる、いわゆる梁降伏
型の破壊を生じさせることができ、大地震の場合であっ
ても構造物全体の崩壊を防止させることができる。

【００２２】［第３実施形態］図３に示すように、本発
明の第３実施形態の耐震補強方法は、第２実施形態の耐
震補強方法において、柱頭部に固設される鋼製補強板１
３の上方端部１３ａと上部梁Ｂ、及び、柱脚部に固設さ
れる鋼製補強板１３の下方端部１３ｂと下部梁Ｂ’の間
に形成される間隙部１５の四方に、鋼部材、コンクリー
ト部材等からなる介挿部材１６を介設する方法である。

【００２３】介挿部材１６は、装着、脱離自在であり、
水平方向の位置を調節することにより所望の位置に挿設
可能となっている。また、介挿部材１６は、通常時に
は、水平方向に移動可能となるように介設する必要があ
るが、地震時に水平力が作用した場合には、当該介挿部
材１６の移動が拘束される構造とする必要がある。

【００２４】前記耐震補強方法により補強された柱Ｐ
は、せん断耐力及び曲げ耐力を上昇させることができる
とともに、柱頭部及び柱脚部で介挿部材１６と付着がな
されていないため、地震時に水平応力によって大変形し
ても面外変形に対する拘束がなく、圧縮座屈を防止でき
る。また、介挿部材１６は必要に応じて取り付け、取り
外しが可能であり、その位置を自由に調節できるため、
介挿部材の有無、介挿部材の位置、又は、その種類等を
変化させることにより、適切にその大きさを調節するこ
とができる。さらに、介挿部材１６は、変形時のエネル
ギー吸収効果を期待して、高減衰ゴムや鉛などのエネル
ギー吸収部材を用いることも可能である。

【００２５】なお、前記実施形態では、柱Ｐと梁Ｂとを
対象としているが、図４に示すように、橋脚Ｈ（鉛直部
材）と橋桁Ｋ（水平部材）に関しても、同様な耐震補強
方法を適用することができる。すなわち、格子状のリブ
１４’を有し、橋脚Ｈの周面形状に嵌合する形状であ
る、複数の分割された鋼製補強板１３’を当該橋脚Ｈの
周囲に設置し、橋脚Ｈの鉄筋に溶接されているボルト１
１’にナット１２’で支持固定するとともに、橋脚Ｈと
鋼製補強板１３’の間にモルタルを注入して、当該柱Ｐ
と鋼製補強板１３’を一体化している。さらに、橋脚Ｈ
の下端部と鋼製補強板１３’との間隙部１５’、及び、
橋脚Ｈの上端部における鋼製補強板１３’と橋桁Ｋとの
間隙部１５’には、介挿部材１６’が介設されている構
造になっている。このように、特に、本発明の耐震補強
方法は、大規模構造物かつ断面形状が略円形状（曲面形
状）である橋脚Ｈに使用すると、施工が容易であるため
非常に好適である。

【００２６】以上、本発明について、好適な実施形態の
一例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限
られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。なお、
前記実施形態では、既存構造物がＲＣ造である場合を説
明したが、ＳＲＣ造構造物についても、同様に適用が可
能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明の耐震補強方法によれば、必要な
せん断耐力及び曲げ耐力の増強を図ることができるとと
もに、施工性に優れた耐震補強方法を提供することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の耐震補強方法の第１実施形態を示す斜
視図である。

【図２】本発明の耐震補強方法の第２実施形態を示す斜
視図である。

【図３】本発明の耐震補強方法の第３実施形態を示す側
断面図であり、鉛直部材が柱の場合である。

【図４】本発明の耐震補強方法の第３実施形態の他の例
を示す斜視図であり、鉛直部材が橋脚の場合である。

【符号の説明】

Ｐ 柱（鉛直部材） Ｈ 橋脚（鉛直部材） Ｂ，Ｂ’ 梁（水平部材） Ｋ 橋桁（水平部材） Ｃ コンクリート １１ ボルト（突出部材） １２ ナット １３ 鋼製補強板（板状部材） １４ リブ（補強部材） １５，１５’ 間隙部 １６，１６’ 介挿部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直部材及び前記鉛直部材に接合する水
   平部材を有する既設の鉄筋コンクリート造構造物又は鉄
   骨鉄筋コンクリート造構造物において、 前記鉛直部材の鉄筋をはつり出し、 前記鉛直部材の表面部から突出する突出部材を前記鉄筋
   に接合し、 前記突出部材を前記鉛直部材のコンクリートに定着させ
   ることを特徴とする耐震補強方法。
2. 【請求項２】 鉛直部材及び前記鉛直部材に接合する水
   平部材を有する既設の鉄筋コンクリート造構造物又は鉄
   骨鉄筋コンクリート造構造物において、以下の工程を含
   むことを特徴とする耐震補強方法。 （１）前記鉛直部材の表面部から突出する突出部材を設
   ける突出部材付設工程。 （２）所定寸法に分割されており、格子状の補強部材が
   付設された複数の板状部材を用い、 前記鉛直部材と前記水平部材の接合部において、前記水
   平部材と前記板状部材の上方端部又は下方端部との間に
   間隙部を形成した状態で、 前記板状部材を前記突出部材により支持させ、前記各板
   状部材を接合することにより前記鉛直部材の周囲に配置
   する板状部材設置工程。 （３）前記鉛直部材と前記板状部材の間に充填材を注入
   して、前記鉛直部材と前記板状部材を一体化する充填材
   注入工程。
3. 【請求項３】 前記間隙部に装着、脱離が自在となるよ
   うに介挿部材を介設したことを特徴とする請求項２に記
   載の耐震補強方法。