JP2005054500A - コンクリート構造物の耐震補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の高価な継ぎ手部を使用することなく、安価でかつ施工性に優れたコンクリート構造物の補強構造を提供する。
【解決手段】コンクリート構造物１の表面に、凹部３aを有する接合治具３，…が所定間隔で複数設けられており、コンクリート構造物１の表面に対して所定間隔をあけて略平行に薄肉の補強鋼板２，…が複数並べて配設されている。補強鋼板２の端部には、該端部を内側に折り曲げられて形成される折り曲げ部２a、２aが設けられており、互いに隣接する補強鋼板２、２のそれぞれの折り曲げ部２a、２aが接合治具３の凹部３aに係合するとともに凹部３a内に収納されている。そして、折り曲げ部２a、２aの表面に設けられた押さえ治具４、補強鋼板２、２及び接合治具３がボルトＢにより固定されている。さらに、コンクリート構造物１の表面と補強鋼板２，…との間に形成された所定間隔の空間には、無収縮モルタル５が打設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、補強巻き立てによるコンクリート構造物の耐震補強構造に関する。

従来より、鉄筋コンクリート柱などのコンクリート構造物の耐震補強工法としては、例えば、構造物にアラミド繊維や炭素繊維シートを接着剤により巻き立てる繊維シート巻き立て工法や、構造物に鋼板を巻き立てる鋼板巻き立て工法等が採用されている。
しかしながら、繊維シート巻き立て工法は、比較的簡易な工法であるが、非常に高価であり、また、繊維シートを巻き立てる際にシートとシートとの間に空気が混入し易いため、十分な補強効果が得られない可能性があり、さらに、この工法の場合、せん断力が働かないように柱のコーナー部分に曲率を設ける必要があるので、ハツリ工事を伴うと共に、施工に熟練を要するという問題があった。また、接着剤が可燃性であるためその対策が必要であった。
一方、鋼板巻き立て工法は、安価で比較的安定して補強効果を得られる工法であるが、通常、溶接により鋼板の取り付けを行っているので、肉厚４．５ｍｍ以上の鋼板を使用しなければならず、重く、ハンドリングが困難であり、巻き立て時に重機を使用しなければならなかった。また、大きな鋼板を用いるため曲げ加工等の施工性が悪く、さらに、溶接技能やクレーン運転技能等の有資格者を必要としなければならなかった。しかも、鋼板の継ぎ手を現場溶接する溶接工の技量により補強効果にばらつきを生じる可能性があるとともに、溶接用のバーナー等の火気を使用しなければならないという問題もあった。

そこで、鋼板巻き立て工法の場合、溶接によるものの他に機械式継ぎ手として、互いに隣接する鋼板の継ぎ手部に凹凸部が形成され、これら継ぎ手部の凹凸部を互いに係合させ、継ぎ手部に形成されたボルト挿通用の孔（貫通孔）にボルトを貫通させ、ナットに螺着させることによりネジ止め固定する場合が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許３１７７７３０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の機械式継ぎ手による方法は、鋼板の継ぎ手部に複数の凹凸部が形成され複雑な形状であり、専用の継ぎ手部を使用するため高価であり、さらに重量も重かった。しかも、このような継ぎ手部を使用する場合には、継ぎ手部を互いに隣接する鋼板の側部にそれぞれ取り付けなければならず、その作業も非常に煩雑なものであった。また、継ぎ手部に剛性を持たせるため、厚さが必要となるが、継ぎ手部の厚さを厚くした場合、その分、鋼板とコンクリート構造物との間に充填するモルタルの量が多くなるため、この点においてもコストが嵩むという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、専用の高価な継ぎ手部を使用することなく、安価でかつ施工性に優れたコンクリート構造物の補強構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、例えば、図１(a)、(b)に示すように、コンクリート構造物１の表面に、凹部３aを有する接合治具３，…が所定間隔で複数設けられており、コンクリート構造物の表面に対して所定間隔をあけて略平行に薄肉の補強鋼板２，…が複数並べて配設され、
前記補強鋼板の端部には、該端部を内側に折り曲げられて形成される折り曲げ部２a、２aが設けられ、互いに隣接する補強鋼板のそれぞれの折り曲げ部が前記接合治具の凹部に係合するとともに凹部内に収納され、
各折り曲げ部の表面には、該折り曲げ部を前記接合治具とで挟持する押さえ治具４が設けられ、これら押さえ治具、補強鋼板及び接合治具が止着材（例えば、ボルトＢ）により固定されており、
前記コンクリート構造物の表面と前記補強鋼板との間に形成された所定間隔の空間には、充填材（例えば、無収縮モルタル５）が打設されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、コンクリート構造物の表面に、接合治具が所定間隔で複数設けられ、コンクリート構造物の表面に対して所定間隔をあけて略平行に補強鋼板が並べて配設され、互いに隣接する補強鋼板のそれぞれの折り曲げ部が接合治具の凹部内に収納され、各折り曲げ部の表面に設けられた押さえ治具、補強鋼板及び接合治具が止着材により固定されているので、互いに隣接する補強鋼板を強固に接合することができる。
また、本発明では溶接しないため、溶接のために必要な補強鋼板の厚さが不要となり、軽量化が可能となる。よって、ハンドリングが容易で施工性にも優れる。さらに、溶接せずに、機械加工となることから精度も良く、加えて、止着材を使用した機械式継ぎ手となるので、補強鋼板の材質を変えることで簡単に剛性を上げることができる。
また、従来に示した特許文献１のように、複数の凹凸部が形成された複雑な形状をなした専用の継ぎ手部を使用することもなく、本発明では、補強鋼板の端部に、該端部を内側に折り曲げて形成した折り曲げ部が設けられているので、工場や現場で簡単に折り曲げ部を形成することができ、施工性に優れるとともに、コストの低減を図ることができる。
さらに、従来では継ぎ手部に剛性を持たせるために厚さを厚くする必要があったが、本発明では接合治具の厚さは薄くて済むので、充填する充填材の量も少なくて済み、この点においても安価に施工することが可能となる。
しかも、折り曲げ部は補強鋼板の端部を内側に折り曲げて形成しているので、コンクリート構造物の大きさが異なる場合でも、折り曲げ部の折り曲げる長さや折り曲げ回数を適宜変えることによって補強鋼板の長さを変更でき、容易に対応することができる。

前記コンクリート構造物としては、例えば、橋脚を形成するＲＣ柱やＲＣ壁が挙げられる。また、薄肉の補強鋼板とは、例えば、厚さ４ｍｍ以下の鋼板が好ましく、１ｍｍ程度がより好ましい。

請求項２の発明は、例えば、図１(b)に示すように、請求項１に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造において、
互いに隣接する補強鋼板の折り曲げ部間に前記止着材が介在していることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、折り曲げ部が接合治具の凹部に係合するとともに、互いに隣接する折り曲げ部間に止着材が介在しているので、従来例で示した特許文献１のように継ぎ手部にボルト等の止着材を挿通するための挿通用の孔を形成する必要がなく、互いに隣接する折り曲げ部間に止着材を介在させて、接合治具、補強鋼板及び押さえ治具を固定することができることから、施工の簡略化を図れるとともに折り曲げ部における強度を補強鋼板の母材強度とほぼ同等とすることができる。

本発明に係るコンクリート構造物の耐震補強構造によれば、コンクリート構造物の表面に、接合治具が所定間隔で複数設けられ、コンクリート構造物の表面に対して所定間隔をあけて略平行に補強鋼板が並べて配設され、互いに隣接する補強鋼板のそれぞれの端部が接合治具の凹部内に収納され、各折り曲げ部の表面に設けられた押さえ治具、補強鋼板及び接合治具が止着材により固定されているので、互いに隣接する補強鋼板を強固に接合することができる。
また、溶接しないため軽量化が可能となり、ハンドリングが容易で施工性にも優れる。さらに、精度も良く、補強鋼板の材質を変えることで簡単に剛性を上げることができる。
また、従来と異なり、専用の継ぎ手部を使用することなく、補強鋼板の端部に、該端部を内側に折り曲げて形成した折り曲げ部が設けられているので、工場や現場で簡単に折り曲げ部を形成することができ、施工性に優れるとともにコストの低減を図ることができる。
しかも、コンクリート構造物の大きさが異なる場合でも、折り曲げ部の折り曲げる長さや折り曲げ回数を適宜変えることによって容易に対応することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１(a)は、本発明に係るコンクリート構造物の耐震補強構造の概略斜視図、図１(b)は、互いに隣接する補強鋼板の端部における平断面図、図２は、コンクリート構造物の耐震補強構造の分解斜視図である。
本発明に係るコンクリート構造物の耐震補強構造は、例えば、四角柱状の鉄筋コンクリート製の柱に好適に適用することができる。
図１(a)、(b)及び図２に示すように、コンクリート構造物１の表面に、所定間隔に４つ、具体的には、互いに隣接する補強鋼板２、２の端部の接合部２bに位置するように平断面視略Ｕ字型の接合治具３，…が設けられている。

接合治具３は、コンクリート構造物１の長手方向に沿って長尺な圧延鋼材であって、表面に長尺な断面視略矩形状の凹部３aが形成されている。また、接合治具３には、長手方向に沿って所定間隔でボルト挿通用の孔（図示しない）が形成されている。
そして、接合治具３は、コンクリート構造物１に打ち込まれたメカニカルアンカーやホールインアンカーに、ボルト挿通用の孔を介してボルト（図示しない）が挿通されて締結されることによりコンクリート構造物１の表面に取り付けられている。

また、接合治具３が設けられたコンクリート構造物１の表面に対して所定間隔をあけて略平行に、薄肉の平断面視略Ｌ字型の４つの補強鋼板２，…が並べて配設されており、これによってコンクリート構造物１の表面が覆われている。

補強鋼板２は、その厚さが４ｍｍ以下のものが良く、例えば、３．２ｍｍ、２．３ｍｍ、１．６ｍｍの規定のものを使用することが好ましく、特に１ｍｍ程度のものが好ましい。また、材質としては、例えばステンレス等で、表面にヘアライン加工やデザイン付きのものが強度が大きく、厚さを薄くできることから好ましい。
また、補強鋼板２の両端部には、予め工場において、その端部を内側に１回折り曲げられた折り曲げ部２aが形成されている。すなわち、内側に折り返し角度１８０°となるように折り曲げ加工されている。

そして、４つの補強鋼板２，…がコンクリート構造物１の角部にそれぞれ配置され、互いに隣接する補強鋼板２、２のそれぞれの端部、すなわち、折り曲げ部２a、２aが、接合部２bに配置された接合治具３の凹部３aに係合するとともに凹部３a内に収納されている。このとき、折り曲げ部２a、２aの端部間には、後述する押さえ治具４に形成されたボルト挿通用の孔を挿通するボルトＢが介在するように隙間があいている。
さらに、折り曲げ部２a、２aの表面、すなわち接合部２bの表面に矩形板状の押さえ治具４が設けられている。

押さえ治具４は、コンクリート構造物１の長手方向に沿って長尺な圧延鋼材であって、長手方向に沿って所定間隔でボルト挿通用の孔（図示しない）が形成されている。
そして、押さえ治具４のボルト挿通用の孔を介してボルトＢが折り曲げ部２a、２aの端部間に形成された隙間内に配置され、接合治具３の凹部３aで締め付けられることによって接合治具３、補強鋼板２、２及び押さえ治具が固定されている。

また、コンクリート構造物１の表面と補強鋼板２，…の内面との間に形成された所定間隔の空間には、無収縮モルタル５等の充填材が充填されている。

次に、本発明に係るコンクリート構造物の耐震補強構造を施工する耐震補強方法について図１(a)、(b)及び図２を参照して説明する。
まず、予め、コンクリート構造物１の表面の脆弱部分を除去し、掃除機又は塗れウエス等を用いて付着強度を低下させるような物質や汚れを取り除き、下地処理を施しておく。
そして、コンクリート構造物１に対して接合治具３の取付位置を決めるための墨出しを行う。
さらに、コンクリート構造物１に接合治具３を取り付けるためのメカニカルアンカーを墨出しした位置に打ち込む。そして、コンクリート構造物１の表面に所定間隔に４つの接合治具３，…を配置したうえで、接合治具３に形成されたボルト挿通用の孔を介してメカニカルアンカー内にボルトを挿通し締結することにより接合治具３，…を取り付ける。

次いで、コンクリート構造物１の角部に、コンクリート構造物１の表面に対して所定間隔をあけて４つの補強鋼板２，…を配置する。このとき、互いに隣接する補強鋼板２、２の各折り曲げ部２a、２aを接合治具３の凹部３aに係合させるとともに、凹部３a内に収納する。
そして、折り曲げ部２a、２aの表面、すなわち接合部２bの表面に押さえ治具４を配置し、押さえ治具４のボルト挿通用の孔を介して折り曲げ部２a、２aの端部間の隙間内に配置するとともに接合治具３の凹部３aで締め付け固定する。

次いで、補強鋼板２，…の下部に無収縮モルタル５の注入の際に必要となる型枠を取り付け、無収縮モルタル５の付着面、すなわち、コンクリート構造物１の表面及び補強鋼板２，…の内面に硬化不良を防ぐための水湿しを行う。なお、このときの余剰水は型枠の外に排出されるように型枠に排水口をあけておく。
次いで、排水口を塞いで、予め練っておいた高強度の無収縮モルタル５をモルタルポンプを使用してコンクリート構造物１上部の隙間まで注入する。注入の際には、木槌又はプラスチックハンマー等を使用して軽く叩きながら四隅が均等となるように上部まで注入し養生を行う。
さらに、コンクリート構造物１の最表面に耐火被覆が必要な場合には、例えば石膏ボード等、適当な仕様とする。

以上、本発明の実施の形態のコンクリート構造物の耐震補強構造によれば、コンクリート構造物１の表面に、接合治具３，…が所定間隔で複数設けられ、コンクリート構造物１の表面に対して所定間隔をあけて略平行に補強鋼板２，…が並べて配設され、互いに隣接する補強鋼板２、２のそれぞれの折り曲げ部２a、２aが接合治具３の凹部３aに係合するとともに凹部３a内に収納され、各折り曲げ部２a、２aの表面に設けられた押さえ治具４、補強鋼板２、２及び接合治具３がボルトＢにより固定されているので、互いに隣接する補強鋼板２、２を強固に接合することができる。
また、溶接しないことから軽量化が可能となり、ハンドリングが容易で施工性にも優れる。さらに、精度も良く、加えて、補強鋼板２の材質を変えることで簡単に剛性を上げることができる。
また、従来のように専用の継ぎ手部を使用することもなく、補強鋼板２の端部に、該端部を内側に1回折り曲げて形成した折り曲げ部２a、２aが設けられているので、工場や現場で簡単に折り曲げ部２a、２aを形成することができ、施工性に優れるとともに、コストの低減を図ることができる。さらに、接合治具４の厚さは薄くて済むので、充填する無収縮モルタル５の量も少なくて済み、この点においても安価に施工することが可能となる。
しかも、コンクリート構造物１の大きさが異なる場合でも、折り曲げ部２aの折り曲げる長さや折り曲げ回数を適宜変えることによって補強鋼板２の長さを変更でき、容易に対応することができる。

また、折り曲げ部２a、２aが接合治具３の凹部３aに係合するとともに、互いに隣接する折り曲げ部２a、２a間にボルトＢが介在しているので、従来のように継ぎ手部にボルトを挿通するためのボルト挿通用の孔を形成する必要がなく、容易に接合治具３、補強鋼板２、２及び押さえ治具３を固定することができ、施工の簡略化を図れるとともに折り曲げ部２a、２aにおける強度を補強鋼板２の母材強度とほぼ同等とすることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、コンクリート構造物１の表面と補強鋼板２，…の内面との間に充填する充填材として、上記実施の形態では無収縮モルタル５を挙げたが、一般のモルタル、エポキシ樹脂等の樹脂、セメントミルクやセメントペース等を充填材として使用しても良い。
また、補強鋼板２は、コンクリート構造物１に対して４つに分割する必要はなく、さらに多数に分割しても良い。この場合には、各補強鋼板はより軽量化されるのでハンドリングが極めて容易となる。
また、本発明では、上述した四角柱状のコンクリート構造物１以外にも多角柱状や円柱状のコンクリート構造物にも適用することができる。
さらに、コンクリート構造物１の大きさに応じて、補強鋼板２の端部を内側に数回、折り曲げ角度１８０度となるように折り曲げて、補強鋼板２の長さを適宜変更しても構わない。

(a)は、本発明に係るコンクリート構造物の耐震補強構造の概略斜視図、(b)は、互いに隣接する補強鋼板の端部における平断面図である。 コンクリート構造物の耐震補強構造の分解斜視図である。

符号の説明

１ コンクリート構造物
２ 補強鋼板
２a 折り曲げ部
３ 接合治具
３a 凹部
４ 押さえ治具
５ 無収縮モルタル（充填材）
Ｂ ボルト（止着材）

Claims (2)

1. コンクリート構造物の表面に、凹部を有する接合治具が所定間隔で複数設けられており、コンクリート構造物の表面に対して所定間隔をあけて略平行に薄肉の補強鋼板が複数並べて配設され、
   前記補強鋼板の端部には、該端部を内側に折り曲げられて形成される折り曲げ部が設けられ、互いに隣接する補強鋼板のそれぞれの折り曲げ部が前記接合治具の凹部に係合するとともに凹部内に収納され、
   各折り曲げ部の表面には、該折り曲げ部を前記接合治具とで挟持する押さえ治具が設けられ、これら押さえ治具、補強鋼板及び接合治具が止着材により固定されており、
   前記コンクリート構造物の表面と前記補強鋼板との間に形成された所定間隔の空間には、充填材が打設されていることを特徴とするコンクリート構造物の耐震補強構造。
2. 互いに隣接する補強鋼板の折り曲げ部間に前記止着材が介在し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構造物の耐震補強構造。

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