JP2008208644A - 既存柱の補強構造、既存柱の補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存柱を囲繞するように複数の鋼板を取付けることにより既存柱を補強する際に、溶接することなく、かつ、手間がかからずに複数の鋼板同士を接続できる補強構造を提供する。
【解決手段】補強構造１０は、既存柱１の高さ方向少なくとも一部を囲繞するように鋼板１２を取付けることにより既存柱１を補強する補強構造１０であって、鋼板１２は、外周面に沿って水平方向に並ぶように複数に分割されており、分割された水平方向に隣接する鋼板１２の端部を跨ぐようにあて板１１を接着剤で貼付することにより分割された鋼板１２が連結されて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、既存柱の補強構造及び補強方法に関し、特に、既存柱を取り囲むように鋼板を取付けることより既存柱を補強する補強構造及び補強方法に関する。

従来より、既存柱の外周に鋼板を囲繞するように取付け、この鋼板により既存柱を拘束することにより既存柱を補強する方法が用いられている。このような補強方法では、予め、既存柱の形状に合わせて架構された複数の鋼板を現場において既存柱の外周に設置し、鋼板同士の接合部を溶接接続することにより、鋼板により既存柱を拘束している。しかしながら、この方法では、鋼板同士を溶接接続する際に、溶接作業により火気が発生するため、店舗など建物を使用しながら既存柱を補強する場合には適さない。また、溶接部の品質確保のため、鋼板を９ｍｍ程度の厚さとしなければならず、構造上必要な厚さに比べて非常に厚くなるため、不経済である。

そこで、例えば、特許文献１には、端部に内側に折り曲げられることにより形成された折り曲げ部を備えた複数の鋼板を、折り曲げ部同士が隣接するように既存柱の外周に設置し、凹部を備えた接合冶具を、隣接する鋼板の折り曲げ部がその凹部に収納されるように取付け、接合冶具の反対側に設けた押え冶具と、接合冶具とにより鋼板を挟みつけることにより鋼板を連結し、既存柱を補強する方法が記載されている。
特開２００５―５４５００号公報

しかしながら、上記の方法では、鋼板同士の接続部の構成が複雑であり、鋼板同士を接続するのに手間がかかる。
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、既存柱を囲繞するように複数の鋼板を取付けることにより既存柱を補強する際に、溶接することなく、かつ、手間がかからずに複数の鋼板同士を接続できる補強構造を提供することである。

本発明の既存柱の補強構造は、鉄骨コンクリート、鉄筋コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートからなる既存柱の高さ方向の少なくとも一部を囲繞するように鋼板を取付けることにより前記既存柱を補強する補強構造であって、前記鋼板は、外周面に沿って水平方向に並ぶように複数に分割されており、水平方向に隣接する前記分割された鋼板同士は直接的又は間接的に接着剤により接着することにより連結されていることを特徴とする。

上記の既存柱の補強構造において、平方向に隣接する前記分割された鋼板同士は、それらを跨ぐように板状又はシート状の接続部材を接着剤で接着することにより連結されていてもよい。
また、前記接合部材は、鋼製又は繊維補強樹脂製の板材からなるものであってもよく、また、炭素繊維シート又はアラミド繊維シートであってもよい。

また、上記の既存柱の補強構造において、水平方向に隣接する前記分割された鋼板の端部は互いに重なり合っており、この重なり合った部分を接着剤で接着することにより前記分割された鋼板が連結されていてもよい。
また、上記の既存柱の補強構造において、前記分割された鋼板は、断面がコの字型の鋼板を含んでいてもよく、断面がＬ字型の鋼板を含んでいてもよい。また、高さ方向に並ぶように複数に分割されていてもよい。

本発明の既存柱の補強方法は、鉄骨コンクリート、鉄筋コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートからなる既存柱の高さ方向の少なくとも一部を囲繞するように水平方向に分割された鋼板を取付けることにより前記既存柱を補強する方法であって、前記複数に分割された鋼板を外周面に沿って水平方向に並ぶように取付け、水平方向に隣接する前記分割された鋼板同士を直接的又は間接的に接着剤により接着することにより連結することを特徴とする。

本発明によれば、単に接合部材を鋼板の接合部を跨ぐように接着剤で貼付することにより鋼板を接合しているため、溶接作業を必要とせず、容易に施工を行うことができる。

以下、本発明の既存柱の補強構造の一実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では断面四角形の鉄筋コンクリート造の既存柱を補強する場合について説明する。
図１は、本実施形態の既存柱１の補強構造１０を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は水平断面図、（Ｃ）は正面図である。同図に示すように、本実施形態の既存柱１の補強構造１０は、既存柱１の外周面に高さ方向に複数に分割され、既存柱１を囲繞するように取付けられた複数の対となる鋼板１２と、水平方向に隣接する鋼板１２の接合部を跨ぐように接着剤により貼付されたあて板１１（本発明の接続部材に相当）とを備える。同図に示すように、鋼板１２は既存柱１の寸法に合わせて断面コの字型に形成されており、対となる鋼板１２の端部同士が対向するように配置されている。また、既存柱１の外周面と鋼板１２との間の隙間には、グラウト材１３が充填されている。
なお、本実施形態では、グラウト材１３に鉄筋が埋設されていない構成を説明するが、グラウト材１３に鉄筋を埋設してもよい。また、鋼板１２を既存柱１に密着させることが可能な場合には、グラウト材１３は不要である。

鋼板１２は、構造上必要となる３〜４ｍｍ程度の厚さの圧延鋼板からなり、プレス加工などによりコの字型に形成されている。上下に並んだ鋼板１２は隙間なく配置されている。鋼板１２は、既存柱１を拘束することができればよいので、上下に並んだ鋼板１２同士を溶接接続する必要はない。なお、グラウト１３を充填しない場合には、上下の鋼板１２の間に隙間があってもよい。
あて板１１は、板状の鋼材からなり、鋼板１２同士の接合部を跨ぐように接着剤により貼付されている。あて板１１を接着するために用いられる接着剤としては、エポキシ樹脂などを用いることができる。

かかる構成により、あて板１１により既存柱１の外周面に沿って水平方向に並んだ鋼板１２が連結され、既存柱１を拘束するため、既存柱１を耐震補強することができる。

以下、本発明の既存柱１の外周に補強構造１０を構築する方法を説明する。
図２は、既存柱１の補強構造１０を構築する工程を示す図である。
まず、既存柱１の外周面に脆弱部などがある場合には、脆弱部を取り除き、グラウト材１３の付着が良好になるように下地処理を施す。
次に、図２（Ａ）に示すように、床から天井に到達するまで、既存柱１に対向するように対となる鋼板１２を嵌合させていく。この際、対となる鋼板１２の接合位置が略一直線に並ぶようにするとともに、上下の鋼板１２の間に隙間が生じないように鋼板１２を配置する。

次に、図２（Ｂ）に示すように、あて板１１の一面にエポキシ樹脂などからなる接着剤を塗布しておき、鋼板１２の接合部に跨るようにあて板１１を貼付する。
次に、接着剤が硬化した後、鋼板１２と既存柱１の表面との間にグラウト材１３を充填する。充填したグラウト材１３が硬化することで、図２（Ｃ）に示すように、既存柱１の補強構造１０が完成する。

本実施形態の補強構造１０によれば、単にあて板１１を鋼板１２の接合部を跨ぐように接着剤により貼付することで鋼板１２を接合しているため、施工の手間を削減することができる。また、溶接が不要であるため、施工中に火気が発生せず、使用中の建物などでも施工を行うことができる。

また、溶接が不要であるため、鋼板１２を構造上、必要最低限の厚さとすることができ、さらに、高さ方向に複数に分割する構成としたため、部材の軽量化が可能となり、施工性が向上する。

なお、本実施形態では、既存柱１の床から天井まで一様な厚さの鋼板１２を用いる構成としたが、これに限らず、柱頭や柱脚など構造耐力が必要となる部分の鋼板１２に厚めの鋼板を用いるなど、位置によって必要な補強強度が変わる場合に、位置に応じて鋼板１２の厚さを変える構成としてもよい。
また、本実施形態では、上下に並ぶ鋼板１２同士は接合していないが、これに限らず、溶接接続する構成としてもよい。

また、本実施形態では、既存柱１の床から天井まで鋼板１２により取り囲む構成としたが、これに限らず、構造上耐力の必要とされる柱頭や、柱脚や、既存柱１の破損が特に進行している部分のみを取り囲む構成としてもよい。

また、本実施形態では、高さ方向に分割された複数の対となる鋼板１２を用いることにより既存柱１を床から天井まで取り囲む構成としているが、これに限らず、床から天井まで一体に形成された鋼板により既存柱１の外周を取り囲む構成としてもよい。

また、本実施形態では、断面がコの字型に形成された対となる鋼板１２を互いに対向するように設置することにより既存柱１の外周を取り囲む構成としたが、これに限らず、例えば、図３に示すように、断面がＬ字型に形成された４つの鋼板２２を組み合わせ、あて板２１によりこれらの鋼板１２を接続する構成としてもよく、これらＬ字型に形成された鋼板及びコの字型に形成された鋼板を組み合わせてもよい。要するに、既存柱１を取り囲むことができれば、適宜な位置で適宜な個数に分割することができる。

なお、本実施形態では、鋼板１２を接合する部材として、板状の鋼材からなるあて板１１を用いているが、これに限らず、例えば、繊維補強樹脂（ＦＲＰ）製の板材を用いてもよい。さらに、炭素繊維シートやアラミド繊維シートなどのシート状の部材を鋼板１２の接合部を跨ぐように貼付することにより鋼板１２を接合する構成とすることも可能である。

また、本実施形態では、あて板１１を鋼板１２の接合部に外側より貼付する構成としたが、これに限らず、図４に示すように、あて板３１を内側より鋼板１２の接合部に貼付する構成としてもよい。
また、本実施形態では、鉄筋コンクリート造の既存柱１を補強する場合について説明したが、これに限らず、鉄骨コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱を補強する場合にも用いることができる。

また、本実施形態では、四角柱の既存柱１を補強する場合について説明したが、これに限らず、円柱などの既存柱も同様に補強することができる。
また、本実施形態では、鋼板１２の接合部にあて板１１を接着剤により貼付することにより、鋼板１２同士を接続する（つまり、間接的に接続する）構成としたが、これに限らず、図５に示すように、鋼板３２の端部同士が重なり合うように配置し、この重なり合った部分を接着剤により接着することにより接続する（つまり、直接的に接続する）構成としてもよく、直接的に接続する場合と、間接的に接続する場合とが混在する構成としてもよい。
また、図６に示すように、鋼板４２を平板状として、既存柱の各面に当接するように配置し、角部において、Ｌ字型断面のあて板４２を接着剤により接着する構成とすることもできる。

本実施形態の既存柱の補強構造を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は水平断面図、（Ｃ）は正面図である。 本実施形態の補強構造を構築する工程を示す図である。 断面がＬ字型に形成された４つの鋼板を組み合わせて構築した補強構造を示す図である。 あて板を内側より鋼板の接合部に取り付けた補強構造を示す図である。 鋼板の端部同士が重なり合うように配置し、この重なり合った部分を接着剤により接着することにより構築した補強構造を示す図である。 鋼板を平板状とし、角部においてＬ字型断面のあて板を接着剤により接着する構成とした補強構造を示す図である。

符号の説明

１ 既存柱
１０ 補強構造
１１、２１、３１、４１ あて板
１２、２２、３２、４２ 鋼板
１３ グラウト材

Claims (9)

1. 鉄骨コンクリート、鉄筋コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートからなる既存柱の高さ方向の少なくとも一部を囲繞するように鋼板を取付けることにより前記既存柱を補強する補強構造であって、
   前記鋼板は、外周面に沿って水平方向に並ぶように複数に分割されており、
   水平方向に隣接する前記分割された鋼板同士は直接的又は間接的に接着剤により接着することにより連結されていることを特徴とする既存柱の補強構造。
2. 請求項１記載の既存柱の補強構造であって、
   水平方向に隣接する前記分割された鋼板同士は、それらを跨ぐように板状又はシート状の接続部材を接着剤で接着することにより連結されていることを特徴とする既存柱の補強構造。
3. 前記接続部材は、鋼製又は繊維補強樹脂製の板材からなることを特徴とする請求項２記載の既存柱の補強構造。
4. 前記接続部材は、炭素繊維シート又はアラミド繊維シートであることを特徴とする請求項２記載の既存柱の補強構造。
5. 請求項１記載の既存柱の補強構造であって、
   水平方向に隣接する前記分割された鋼板の端部は互いに重なり合っており、
   この重なり合った部分を接着剤で接着することにより前記分割された鋼板が連結されていることを特徴とする既存柱の補強構造。
6. 前記分割された鋼板は、断面がコの字型の鋼板を含むことを特徴とする請求項１から５何れかに記載の既存柱の補強構造。
7. 前記分割された鋼板は、断面がＬ字型の鋼板を含むことを特徴とする請求項１から６何れかに記載の既存柱の補強構造。
8. 前記鋼板は、高さ方向に並ぶように複数に分割されていることを特徴とする請求項１から７何れかに記載の既存柱の補強構造。
9. 鉄骨コンクリート、鉄筋コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートからなる既存柱の高さ方向の少なくとも一部を囲繞するように水平方向に分割された鋼板を取付けることにより前記既存柱を補強する方法であって、
   前記複数に分割された鋼板を外周面に沿って水平方向に並ぶように取付け、
   水平方向に隣接する前記分割された鋼板同士を直接的又は間接的に接着剤により接着することにより連結することを特徴とする既存柱の補強方法。

Images