JP2009197576A - コンクリート構造物の耐震補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】施工作業の煩雑さを軽減でき、枠付き鉄骨ブレースの補強効果を損なわずに、優れた補強効果を得ることができるコンクリート構造物の耐震補強構造を提供する。
【解決手段】柱部分３に沿って断面コ字状の補強プレートチャンネル７を配置して、枠付き鉄骨ブレース１１の枠鉄骨１２ａと柱部分３とを、柱部分３のせい方向に突出して対置した補強プレートで挟んで充填した固化材により固定し、上側の枠鉄骨１２ｂと梁部分２とを、対置した補強プレート８で挟んで充填した固化材により固定し、対置した補強プレートおよび枠鉄骨１２ａに貫通するＰＣ鋼棒９、同様に、対置した補強プレート８および上側の枠鉄骨１２ｂに貫通するＰＣ鋼棒９を締め上げて柱部分３、梁部分２を圧縮してプレストレスを付与した状態にし、下側の枠鉄骨１２ｃはアンカー部材１４を介して床部分４に固定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンクリート構造物の耐震補強構造に関し、さらに詳しくは、枠付き鉄骨ブレースを設置して耐震補強するに際し、施工作業の煩雑さを軽減できるとともに、枠付き鉄骨ブレースの補強効果を損なうことなく、優れた補強効果を得ることができるコンクリート構造物の耐震補強構造に関するものである。

コンクリート構造物を耐震補強するに際し、柱部分と梁部分とで囲まれる領域に、枠付き鉄骨ブレースを設置する方法が知られている。一般に、枠付き鉄骨ブレースを設置するには、柱部分や梁部分にアンカー部材を埋設して枠付き鉄骨ブレースを配置し、その外周縁に沿って型枠を設置した後にモルタル等の固化材を打設する。そして、打設したモルタルを養生した後に型枠を取外す。これにより、枠付き鉄骨ブレースの外周縁の枠鉄骨と、柱部分や梁部分とは、アンカー部材を埋設したモルタル等により固定される。このような型枠を用いてモルタル等の固化材を打設する方法は、型枠の着脱やモルタルの養生等に多大な時間を要し、施工作業が煩雑になるという問題があった。

この問題を解決するために、枠付き鉄骨ブレースを所定位置に配置した後に、その外周縁に沿って配置したチューブにモルタルを充填することにより枠付き鉄骨ブレースを固定する方法（特許文献１参照）、枠付き鉄骨ブレースの外周縁の枠鉄骨と、柱部分や梁部分とを、接着剤により固定する方法（特許文献２参照）などが提案されている。

しかしながら、上記の従来技術は、枠付き鉄骨ブレースをコンクリート構造物にどのように固定するかに注力したものであり、枠付き鉄骨ブレースを固定するコンクリート構造物側に対する補強の検討が不十分であった。そのため、枠付き鉄骨ブレースが強固であっても、枠付き鉄骨ブレースを固定しているコンクリート構造物側が地震の際に損傷し難い構造にはなっていないので、枠付き鉄骨ブレースによる補強効果を十分に得ることができないという問題があった。

特開２００２−７０３２９号公報 特開２００４−２１１３１５号公報

本発明の目的は、枠付き鉄骨ブレースを設置して耐震補強するに際し、施工作業の煩雑さを軽減できるとともに、枠付き鉄骨ブレースの補強効果を損なうことなく、優れた補強効果を得ることができるコンクリート構造物の耐震補強構造を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、コンクリート構造物の柱部分、梁部分および床部分に囲まれた開口領域に、枠付き鉄骨ブレースを設置したコンクリート構造物の耐震補強構造において、枠付き鉄骨ブレースを構成する両側のそれぞれの枠鉄骨と前記開口領域の両側のそれぞれの柱部分とを、柱部分の３方面に巻き立てられるとともに、柱部分のせい方向に突出して、柱部分の厚さと略同じ間隔で対置した補強プレートで挟み、この対置した補強プレートの間に充填した固化材により固定するとともに、この固化材、対置した補強プレートおよび両側のそれぞれの枠鉄骨を貫通する緊結部材を締め上げて、この対置した補強プレートにより柱部分および固化材の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与している状態にしたことを特徴とするものである。

また、本発明の別のコンクリート構造物の耐震補強構造は、コンクリート構造物の柱部分、梁部分および床部分に囲まれた開口領域に、枠付き鉄骨ブレースを設置したコンクリート構造物の耐震補強構造において、枠付き鉄骨ブレースを構成する両側のそれぞれの枠鉄骨と前記開口領域の両側のそれぞれの柱部分とを、柱部分のせい方向両側に突出して、柱部分の厚さと略同じ間隔で対置した補強プレートで挟み、この対置した補強プレートの間に充填した固化材により固定するとともに、それぞれの柱部分のせい方向一方側では、この固化材、対置した補強プレートおよび枠鉄骨を貫通する緊結部材を締め上げ、それぞれの柱部分のせい方向他方側では、この固化材および対置した補強プレートを貫通する緊結部材を締め上げて、対置した補強プレートにより柱部分および固化材の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与している状態にしたことを特徴とするものである。

本発明の前者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の柱部分、梁部分および床部分に囲まれた開口領域に設置する枠付き鉄骨ブレースについて、枠付き鉄骨ブレースを構成する両側のそれぞれの枠鉄骨と開口領域の両側のそれぞれの柱部分とを、柱部分の３方面に巻き立てられるとともに、柱部分のせい方向に突出して、柱部分の厚さと略同じ間隔で対置した補強プレートで挟み、対置した補強プレートの間に充填した固化材により強固に一体化して固定する。さらに、緊結部材を、固化材、対置した補強プレートおよび両側のそれぞれの枠鉄骨に貫通させ、緊結部材を締め上げることによって、対置した補強プレートにより、柱部分と固化材の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与した状態にしているので、能動的な横拘束効果が得られ、枠付き鉄骨ブレースとコンクリート構造物との一体性がさらに向上する。

本発明の後者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の柱部分、梁部分および床部分に囲まれた開口領域に設置する枠付き鉄骨ブレースについて、枠付き鉄骨ブレースを構成する両側のそれぞれの枠鉄骨と前記開口領域の両側のそれぞれの柱部分とを、柱部分のせい方向両側に突出して、柱部分の厚さと略同じ間隔で対置した補強プレートで挟み、この対置した補強プレートの間に充填した固化材により強固に一体化して固定する。さらに、それぞれの柱部分のせい方向一方側では、緊結部材を、固化材、対置した補強プレートおよび枠鉄骨に貫通させて締め上げ、それぞれの柱部分のせい方向他方側では、緊結部材を、固化材および対置した補強プレートに貫通させて締め上げることによって、対置した補強プレートにより柱部分および固化材の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与した状態にしているので、能動的な横拘束効果が得られ、前者の耐震補強構造のように、両側の柱部分の３方面に補強プレートを巻き立てることができない場合であっても、枠付き鉄骨ブレースとコンクリート構造物との一体性を向上させることができる。

このように本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造では、コンクリート構造物側の補強を重視していない従来構造に比べ、枠付き鉄骨ブレースを固定しているコンクリート構造物側が十分に補強されているので、枠付き鉄骨ブレースの補強効果を損なうことがないばかりか、相乗的な補強効果を得ることができる優れた補強構造となる。

また、対置した補強プレートは固化材を充填する際の型枠として機能し、充填した固化材が固化した後も除去することなく、そのまま補強部材として機能する。したがって、モルタル等の固化材の充填が必要な構造でありながら、煩雑な脱型工程による施工負担を軽減することができる。

本発明の耐震補強構造を例示する正面図である。 図１のＡ―Ａ断面図である。 図１のＢ―Ｂ断面図である。 耐震補強する前のコンクリート構造物を例示する正面図である。 図１の枠付き鉄骨ブレースの取付け手順を例示する正面図である。 図５の次の手順を例示する正面図である。 枠鉄骨の小口面の変形例を示す図１のＡ−Ａ断面図である。 枠鉄骨の小口面の別の変形例を示す図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の耐震補強構造の別の実施形態を例示する正面図である。 図９のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の耐震補強構造のさらに別の実施形態を例示する正面図である。 複数のスパンに渡って連続して耐震補強する場合の柱部分周辺の構造を例示する図９のＣ−Ｃ断面相当図である。

以下、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図４に例示するように、本発明の耐震補強を施す対象となるコンクリート構造物１は、床部分４に立設された柱部分３と柱部分３との間に梁部分２を架設し、これらで囲まれた領域を開口したフレームを有するコンクリート構造物１である。

本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、図１に例示するように、この柱部分３、梁部分２および床部分４で囲まれた四角形状の開口領域に、両側の枠鉄骨１２ａ、１２ａ、上側の枠鉄骨１２ｂ、下側の枠鉄骨１２ｃを有する四角外形の枠付き鉄骨ブレース１１を設置したものである。

上側の枠鉄骨１２ｂの長手方向中央部の連結部１３ａから、両側の枠鉄骨１２ａ、１２ａと下側の枠鉄骨１２ｃとが交差するそれぞれのコーナー部の連結部１３ｂ、１３ｂに向かって鉄骨ブレース１３、１３が延設された構造になっている。枠鉄骨１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび鉄骨ブレース１３は、実施形態で例示するＨ形鋼材に限定されるものではなく、その他、円形や矩形断面の鋼管材等を用いることもできる。

図２に例示するように、柱部分３は、鉄筋５とコンクリート６とにより形成されている。鉄筋５は上下に直線的に延設された主筋と、複数の主筋を囲むように配置される帯筋とからなる。図３に例示するように、梁部分２も同様に鉄筋コンクリートで形成されている。

柱部分３には、その外周面に沿って厚さ３ｍｍ〜９ｍｍ程度の補強プレートを断面コ字状に形成した補強プレートチャンネル７が配置されている。これにより、補強プレート（補強プレートチャンネル７）が柱部分３の３方面に巻き立てられるとともに、柱部分３のせい方向（図２の左右方向）に突出して、柱部分３の厚さとほぼ同じ間隔で対置した構造になっている。この補強プレートチャンネル７の対置した補強プレートによって、両側のそれぞれの枠鉄骨１２ａとそれぞれの柱部分３とが厚さ方向に挟まれて、対置した補強プレートの間に充填した固化材１５により固定されている。補強プレートチャンネル７は、１枚の補強プレートを曲げ加工して形成することもでき、複数枚の補強プレートを接続して形成することもできる。

柱部分３の３方面の表面と補強プレートとは、約１０ｍｍ程度離れており、このすき間に充填されたグラウト（高強度のペースト材）或いはモルタルにより、柱部分３の３方面の表面と補強プレートとが一体的に固定されている。尚、本発明において、固化材１５とは、コンクリート、モルタルおよびこれらに類するものを意味する。

両側の枠鉄骨１２ａは、対向するフランジをウェブで連結したＨ形鋼材であり、そのウェブが、枠鉄骨１２ａを挟む補強プレートと平行になるように配置されている。そして、固化材１５、対置した補強プレートおよび枠鉄骨１２ａのウェブをＰＣ鋼棒９が貫通し、このＰＣ鋼棒９はその両端に螺合した固定ナット１０によってワッシャを介在させて補強プレートチャンネル７の対置した補強プレートに固定されている。

この固定ナット１０の増し締めによってＰＣ鋼棒９が締め上げられている。この締め上げられたＰＣ鋼棒９によって、柱部分３および固化材１５の厚さ方向両面は、補強プレートチャンネル７の対置した補強プレートを介して圧縮されて、プレストレスが付与された状態になっている。このようにＰＣ鋼棒９は、補強プレートチャンネル７の対置した補強プレート８と、その間にある部材を圧着させる緊結部材として機能している。

図３に例示するように梁部分２には、その厚さ方向両側に、厚さ３ｍｍ〜９ｍｍ程度の補強プレート８が対置している。この対置した補強プレート８で、上側の枠鉄骨１２ｂと梁部分２とが厚さ方向に挟まれて、対置した補強プレート８の間に充填した固化材１５により固定されている。

上側の枠鉄骨１２ｂは、対向するフランジをウェブで連結したＨ形鋼材であり、そのウェブが、枠鉄骨１２ｂを挟む補強プレート８と平行になるように配置されている。そして、固化材１５、対置した補強プレート８および枠鉄骨１２ｂのウェブをＰＣ鋼棒９が貫通し、このＰＣ鋼棒９はその両端に螺合した固定ナット１０によってワッシャを介在させて補強プレート８に固定されている。

この固定ナット１０の増し締めによってＰＣ鋼棒９が締め上げられている。この締め上げられたＰＣ鋼棒９によって、梁部分２および固化材１５の厚さ方向両面は、対置した補強プレート８を介して圧縮されて、プレストレスが付与された状態になっている。

この実施形態では、緊結部材としてＰＣ鋼棒９を用いているので、プレストレスを柱部分３および固化材１５、梁部分２および固化材１５に付与することができる。緊結部材としては、その他の金属棒等を用いることができる。

また、Ｈ形鋼材からなる両側の枠鉄骨１２ａおよび上側の枠鉄骨１２ｂのウェブを、それぞれの枠鉄骨１２ａ、１２ｂを挟む補強プレートと平行になるように配置し、ＰＣ鋼棒９がウェブを貫通するようにしているので、１箇所ごとに１本のＰＣ鋼棒９を貫通させるために枠鉄骨１２ａ、１２ｂに形成する貫通穴は１つで済むことになり、加工工数を最小限にすることができる。もちろん、枠鉄骨１２ａ、１２ｂのフランジが、それぞれの枠鉄骨１２ａ、１２ｂを挟む補強プレート８と平行になるように配置して、ＰＣ鋼棒９をフランジに貫通させることもできる。

図７に例示するように、枠鉄骨１２ａの小口面は、固化材１５が剥離、剥落しないように鋼板等で形成したカバーチャンネル１６で覆って補強した構造にすることもできる。或いは、図８に例示するように、枠鉄骨１２ａの小口面を補強筋１７で覆って補強した構造にすることもできる。このカバーチャンネル１６、補強筋１７で覆って補強した構造は、上側の枠鉄骨１２ｂの小口面に適用することもできる。

床部分４には、アンカー部材１４が中途まで埋設されている。下側の枠鉄骨１２ｃは、対向するフランジをウェブで連結したＨ形鋼材であり、一方のフランジが床部分４に当接するように配置されている。そして、この一方のフランジが、貫通するアンカー部材１４にワッシャを介在させて螺合する固定ナットにより、床部分４に固定されている。

本発明においては、床部分４と下側の枠鉄骨１２ｃとは、このような直接接合による固定だけでなく、他の固定手段、例えば、スタッドジベルを介して、いわゆる間接接合によって固定することもできる。或いは、エポキシ樹脂等の接着剤を介して床部分４と下側の枠鉄骨１２ｃとを接合することもできる。このような接着剤による接合を採用すると、床部分４を傷めることがなく、施工の際の粉塵や騒音の発生を防止することができる。

また、それぞれの枠鉄骨１２ａ、１２ａの下端部にベースプレートを接合しておき、このベースプレートをアンカー部材１４を用いて床部分４に固定することもできる。このようにして両側の枠鉄骨１２ａ、１２ａを床部分４に固定する場合には、下側の枠鉄骨１２ｃを省略することも可能になる。下側の枠鉄骨１２ｃがないと床部分４がフラットの状態となり、通行の障害物がなくなるので、円滑に通行することができる。

この耐震補強構造は、以下の手順により構築する。

まず、図５に例示するように、柱部分３、梁部分２および床部分４に囲まれた開口領域に、枠付き鉄骨ブレース１１を嵌め込むように設置する。ここで、床部分４に中途まで埋設したアンカー部材１４を、下側の枠鉄骨１２ｃの一方のフランジに貫通させ、このアンカー部材１４にワッシャを介在させた状態で固定ナットを螺合させる。このようにして、下側の枠鉄骨１２ｃを床部分４に仮固定する。

次いで、図６に例示するように、開口領域の両側の柱部分３を内包するように補強プレートチャンネル７を外側から柱部分３に沿わせて設置する。図６では、右側の柱部分３に沿って既に補強プレートチャンネル７が設置されており、同様に左側の柱部分３についても補強プレートチャンネル７が設置される。

そして、図２に示す補強プレートチャンネル７の対置した補強プレートの突出側の開口を塞いで、柱部分３の厚さとほぼ同じ間隔で対置した補強プレートの間に枠鉄骨１２ａを閉じ込めるようにして型枠を設置する。また、対置した補強プレートと枠鉄骨１２ａのウェブとにＰＣ鋼棒９を貫通させ、ＰＣ鋼棒９の両端部にワッシャを介在させて固定ナット１０を螺合して、ＰＣ鋼棒９を仮固定しておく。その後、補強プレートチャンネル７の対置した補強プレートの間に固化材１５を充填し、固化材１５が固化するまで養生してから型枠を除去する。

次いで、梁部分２の厚さ方向両側それぞれに、梁部分２とすき間をあけて補強プレート８を対置する。そして、図３に示す対置した補強プレート８の下側の開口を塞いで、対置した補強プレート８の間で枠鉄骨１２ｂを閉じ込めるようにして型枠を設置する。

また、対置した補強プレート８および枠鉄骨１２ａのウェブにＰＣ鋼棒９を貫通させ、ＰＣ鋼棒９の両端部にワッシャを介在させて固定ナット１０を螺合して、ＰＣ鋼棒９を仮固定しておく。さらに、対置した補強プレート８および梁部分２にＰＣ鋼棒９を貫通させ、ＰＣ鋼棒９の両端部にワッシャを介在させて固定ナット１０を螺合して、ＰＣ鋼棒９を仮固定しておく。その後、対置した補強プレート８の間に上方から固化材１５を充填し、固化材１５が固化するまで養生してから型枠を除去する。

このように、補強プレートチャンネル７および補強プレート８が固化材１５を充填する際の型枠として機能するので、固化材１５を充填するために設置する型枠が最小限で済む。また、固化材１５が固化した後は、補強プレートチャンネル７および補強プレート８はそのまま補強部材として機能する。そのため、固化材１５の養生後に除去する型枠も最小限になる。したがって、モルタル等の固化材１５の充填が必要な補強構造でありながら、煩雑な脱型工程による施工負担を軽減することができる。

次いで、柱部分３および梁部分２において、ＰＣ鋼棒９を仮固定している固定ナット１０を増し締めすることによりＰＣ鋼棒９を締め上げる。このＰＣ鋼棒９の締め上げによって、補強プレートチャンネル７の対置した補強プレートを介して、柱部分３および柱部分３の周辺に充填されて固化した固化材１５の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与した状態にする。付与するプレストレスの強さは、固定ナット１０の増し締め具合の強弱の調整により行ない、例えば、約０．１％の緊張ひずみを与えて、対置した補強プレートを、補強プレートの間に挟んだ部材に圧着させて、せん断力を受けた際にずれが生じないようにする。

同様に、固定ナット１０の増し締めによって、上側の枠鉄骨１２ｂを貫通しているＰＣ鋼棒９の締め上げ、梁部分２を貫通しているＰＣ鋼棒９の締め上げを行なって、対置した補強プレート８を介して、梁部分２および梁部分２の周辺に充填されて固化した固化材１５の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与した状態にする。また、下側の枠鉄骨１２ｃもアンカー部材１４に螺合した固定ナットを増し締めして、床部分４に強固に固定する。

本発明では上記のように、柱部分３が、柱部分３の周辺に充填された固化材１５とともに、補強プレートチャンネル７の対置した補強プレートによって圧縮されてプレストレスが付与され、梁部分２が、梁部分２の周辺に充填された固化材１５とともに、対置した補強プレート８によって圧縮されてプレストレスが付与されているので、受動的な横拘束効果（コンクリートが膨張することによって初めて生じる拘束反力）によるコンクリート構造物１の靭性の向上および水平耐力の増大を図ることができるだけではなく、能動的な横拘束効果（コンクリートの膨張とは無関係に当初から付加される拘束力）を得ることもできる。即ち、地震時の柱部分３や梁部分２のコンクリート６のはらみ出しや剥離、剥落を回避しつつ大きな水平せん断力および高い靭性を確保して、補強強度を著しく増大させている。また、柱部分３の３方面が補強プレートチャンネル７（補強プレート）に巻き立てられているので、柱部分３のせん断強度と靭性が向上している。

それ故、枠付き鉄骨ブレース１１を固定しているコンクリート構造物１側が地震の際に損傷し難い構造になっており、枠付き鉄骨ブレース１１とコンクリート構造物１との一体性も向上している。また、下側の枠鉄骨１２ｃと床部分４とをアンカー部材１４により固定しているので、枠付き鉄骨ブレース１１とコンクリート構造物１とは益々強固に一体化した構造になっている。

尚、枠付き鉄骨ブレース１１の両側の枠鉄骨１２ａと柱部分３と固定するだけで、要求を満たす十分な補強効果を得ることができる場合には、上側の枠鉄骨１２ｂと梁部分２との固定、下側の枠鉄骨１２ｃと床部分４との固定のいずれか一方の固定、または、両方の固定を省略することもできる。

このように、コンクリート構造物１側の補強を重視していない従来構造に比べ、枠付き鉄骨ブレース１１を固定しているコンクリート構造物１の柱部分３および梁部分２が十分に補強されているので、枠付き鉄骨ブレース１１の補強効果を損なわずに得ることができ、その上、コンクリート構造物１側の補強により相乗的な補強効果が得られる構造になっている。

また、上記実施形態で例示したように鉄骨ブレース１３を、上側の枠鉄骨１２ｂの長手方向中央部から、両側の枠鉄骨１２ａと下側の枠鉄骨１２ｃとが交差するそれぞれのコーナー部に向かって延設することにより、床部分４に比してより補強されている梁部分２で、２本の鉄骨ブレース１３からの外力を負担することができるので、地震の際の床部分４の浮き上がりを防止するには有利な構造になっている。尚、床部分４が十分な強度を有していれば、鉄骨ブレース１３を、下側の枠鉄骨１２ｃの長手方向中央部から、両側の枠鉄骨１２ａと上側の枠鉄骨１２ｂとが交差するそれぞれのコーナー部に向かって延設するようにしてもよい。

或いは、図１１に例示するように、枠付き鉄骨ブレース１１を構成する鉄骨ブレース１３を、コンクリートを内部に充填した鋼管にするとともに、上側の枠鉄骨１２ｂと一方側の枠鉄骨１２ａとが交差するコーナー部と、下側の枠鉄骨１２ｃと他方側の枠鉄骨１２ａとが交差するコーナー部とを連結するように延設することもできる。鋼管の断面は、円筒状だけでなく、四角筒状などの多角筒状にすることもできる。このように、圧縮および引張りの両方向に高い強度を有するコンクリート充填鋼管を、鉄骨ブレース１３として用いて、四角形の枠付き鉄骨ブレース１１の対角線をなすように設けることよっても補強強度を増大させることができる。

補強対象となるコンクリート構造物１の柱部分３に隣接して袖壁や窓枠が設けられている場合には、上記実施形態のように補強プレート（補強プレートチャンネル７）を柱部分３の３方面に巻き立てることができない。このような場合には、図９、図１０に例示する実施形態のような補強構造にすることができる。

この実施形態では、図１に例示した実施形態の補強プレートチャンネル７に替えて、対置した補強プレート８を設けている。この対置した補強プレート８は厚さ３ｍｍ〜９ｍｍ程度であり、柱部分３のせい方向両側（図１０の左右方向両側）に突出して、柱部分３の厚さと略同じ間隔で配置されている。この対置した補強プレート８によって、両側のそれぞれの枠鉄骨１２ａとそれぞれの柱部分３とが厚さ方向に挟まれて、対置した補強プレート８の間に充填した固化材１５により固定されている。

さらに、それぞれの柱部分３のせい方向一方側（図１０の右側）では、固化材１５、対置した補強プレート８および枠鉄骨１２ａをＰＣ鋼棒９が貫通している。また、それぞれの柱部分３のせい方向他方側（図１０の左側）では、固化材１５および対置した補強プレート８をＰＣ鋼棒９が貫通している。それぞれのＰＣ鋼棒９はその両端に螺合した固定ナット１０によってワッシャを介在させて対置した補強プレート８に固定されている。

この固定ナット１０の増し締めによってＰＣ鋼棒９が締め上げられている。この締め上げられたＰＣ鋼棒９によって、柱部分３および固化材１５の厚さ方向両面は、対置した補強プレートを介して圧縮されて、プレストレスが付与された状態になっている。

その他の構造は、既述した実施形態と同一であり、同様の手順によって構築することができる。尚、この実施形態では、図８に例示したように、枠鉄骨１２ａの小口面を補強筋１７で覆って補強した構造にしているが、図７に例示したように、枠鉄骨１２ａの小口面を、鋼板等で形成したカバーチャンネル１６で覆って補強した構造にすることもできる。或いは、枠鉄骨１２ａの小口面を、補強筋１７やカバーチャンネル１６で覆わずに、図２に例示したように、そのまま開放した構造にすることもできる。

この実施形態の耐震補強構造は、図９に例示するように隣り合う２つの柱部分３の
間の１スパンに施工、設置するだけでなく、複数のスパンに渡って連続して施工、設置することもできる。複数のスパンに渡って耐震補強構造を施工、設置する場合には、柱部分３周辺の横断面は、図１２に例示するような構造になる。

即ち、隣り合う複数の開口領域のそれぞれに枠付き鉄骨ブレース１１を設置して連続補強する際には、開口領域と開口領域との間に位置する柱部材３については、この柱部分３と、この柱部分３の両側の枠鉄骨１２ａ、１２ａとを、この柱部分３のせい方向両側に突出して、柱部分３の厚さと略同じ間隔で対置した補強プレート８で挟み、この対置した補強プレート８の間に充填した固化材１５により固定する。そして、この柱部分３のせい方向両側それぞれで、この固化材１５、対置した補強プレート８および枠鉄骨１２ａを貫通するＰＣ鋼棒９を締め上げて、対置した補強プレート８により、この柱部分３および固化材１５の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与している状態にする。

図１２においても、図７に例示したように、枠鉄骨１２ａの小口面を、鋼板等で形成したカバーチャンネル１６で覆って補強した構造や、枠鉄骨１２ａの小口面を、補強筋１７やカバーチャンネル１６で覆わずに、図２に例示したように、そのまま開放した構造にすることもできる。

この実施形態では、対置した補強プレート８によってプレストレスが付与されているので既述した実施形態と同様に、受動的な横拘束効果によるコンクリート構造物１の靭性の向上および水平耐力の増大を図ることができるだけではなく、能動的な横拘束効果を得ることもできる。そのため、地震時の柱部分３や梁部分２のコンクリート６のはらみ出しや剥離、剥落を回避しつつ大きな水平せん断力および高い靭性を確保して、補強強度を著しく増大させることができる。また、柱部分３の２方面が補強プレート８に挟まれるとともに、柱部分３のせい方向両側の位置で、対置する補強プレート８にはＰＣ鋼棒９が貫通して締め上げられているので、柱部分３のせん断強度と靭性を向上させることができる。

上記したそれぞれの実施形態では、フレームを有するコンクリート構造物１を耐震補強する場合を例示したが、本発明は、ピロティフレームを有するコンクリート構造物やその他種々の構造のコンクリート構造物を耐震補強する場合にも適用することができる。例えば、鉛直方向に水平剛性と強度がアンバランスな構造のコンクリート構造物、或いは、水平耐力が不足しているラーメン（骨組）構造のコンクリート構造物に好適である。

本発明は、既設のコンクリート構造物１に限らず、新たにコンクリート構造物１を建造する際にも適用することができる。

１ コンクリート構造物
２ 梁部分
３ 柱部分
４ 床部分
５ 鉄筋
６ コンクリート
７ 補強プレートチャンネル
８ 補強プレート
９ ＰＣ鋼棒（緊結部材）
１０ 固定ナット
１１ 枠付き鉄骨ブレース
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 枠鉄骨
１３ 鉄骨ブレース
１３ａ、１３ｂ 連結部
１４ アンカー部材
１５ 固化材
１６ カバーチャンネル
１７ 補強筋

Claims (9)

1. コンクリート構造物の柱部分、梁部分および床部分に囲まれた開口領域に、枠付き鉄骨ブレースを設置したコンクリート構造物の耐震補強構造において、枠付き鉄骨ブレースを構成する両側のそれぞれの枠鉄骨と前記開口領域の両側のそれぞれの柱部分とを、柱部分の３方面に巻き立てられるとともに、柱部分のせい方向に突出して、柱部分の厚さと略同じ間隔で対置した補強プレートで挟み、この対置した補強プレートの間に充填した固化材により固定するとともに、この固化材、対置した補強プレートおよび両側のそれぞれの枠鉄骨を貫通する緊結部材を締め上げて、この対置した補強プレートにより柱部分および固化材の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与している状態にしたコンクリート構造物の耐震補強構造。
2. コンクリート構造物の柱部分、梁部分および床部分に囲まれた開口領域に、枠付き鉄骨ブレースを設置したコンクリート構造物の耐震補強構造において、枠付き鉄骨ブレースを構成する両側のそれぞれの枠鉄骨と前記開口領域の両側のそれぞれの柱部分とを、柱部分のせい方向両側に突出して、柱部分の厚さと略同じ間隔で対置した補強プレートで挟み、この対置した補強プレートの間に充填した固化材により固定するとともに、それぞれの柱部分のせい方向一方側では、この固化材、対置した補強プレートおよび枠鉄骨を貫通する緊結部材を締め上げ、それぞれの柱部分のせい方向他方側では、この固化材および対置した補強プレートを貫通する緊結部材を締め上げて、対置した補強プレートにより柱部分および固化材の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与している状態にしたコンクリート構造物の耐震補強構造。
3. 隣り合う複数の前記開口領域のそれぞれに前記枠付き鉄骨ブレースを設置して連続補強する際に、開口領域と開口領域との間に位置する柱部材については、この柱部分と、この柱部分の両側の枠鉄骨とを、この柱部分のせい方向両側に突出して、柱部分の厚さと略同じ間隔で対置した補強プレートで挟み、この対置した補強プレートの間に充填した固化材により固定するとともに、この柱部分のせい方向両側で、この固化材、対置した補強プレートおよび枠鉄骨を貫通する緊結部材を締め上げて、対置した補強プレートによりこの柱部分および固化材の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与している状態にした請求項２に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
4. 前記枠付き鉄骨ブレースを構成する両側の枠鉄骨がＨ形鋼材であり、このＨ形鋼材のウェブが、両側の枠鉄骨を挟むそれぞれの補強プレートと平行になるように配置されて、前記緊結部材がこのウェブを貫通する請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
5. 前記枠付き鉄骨ブレースを構成する上側の枠鉄骨と前記梁部分とを、対置した補強プレートで挟み、この対置した補強プレートの間に充填した固化材により固定するとともに、この固化材、対置した補強プレートおよび上側の枠鉄骨を貫通する緊結部材と、この固化材、対置した補強プレートおよび梁部分を貫通する緊結部材とを締め上げて、この対置した補強プレートにより梁部分および固化材の厚さ方向両面を圧縮してプレストレスを付与している状態にした請求項１〜４のいずれかに記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
6. 前記枠付き鉄骨ブレースを構成する上側の枠鉄骨がＨ形鋼材であり、このＨ形鋼材のウェブが、上側の枠鉄骨を挟むそれぞれの補強プレートと平行になるように配置されて、前記緊結部材がこのウェブを貫通する請求項５に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
7. 前記枠付き鉄骨ブレースを構成する下側の枠鉄骨と前記床部分とをアンカー部材により固定した請求項１〜６のいずれかに記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
8. 前記枠付き鉄骨ブレースを構成する鉄骨ブレースが、上側の枠鉄骨の長手方向中央部から、両側の枠鉄骨と下側の枠鉄骨とが交差するそれぞれのコーナー部に向かって延設されている請求項１〜７のいずれかに記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
9. 前記枠付き鉄骨ブレースを構成する鉄骨ブレースが、コンクリートを内部に充填した鋼管であり、上側の枠鉄骨と両側の枠鉄骨の一方側の枠鉄骨とが交差するコーナー部と、下側の枠鉄骨と両側の枠鉄骨の他方側の枠鉄骨とが交差するコーナー部とを連結するように延設されている請求項１〜７のいずれかに記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。

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