JP2010196285A - Method for reinforcing existing structure - Google Patents
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Description
本発明は、施工が容易で、かつ、既設構造物の補強対象部のせん断強度、剛性、曲げ強度を上げることが可能な既設構造物の補強方法に関する。 The present invention relates to a method for reinforcing an existing structure that is easy to construct and can increase the shear strength, rigidity, and bending strength of a portion to be reinforced of the existing structure.
鋼板のような補強材を既設の鉄筋コンクリート構造物の柱や梁に取付けて柱や梁を補強した既設構造物の耐震補強工法が知られている。 There is known a seismic reinforcement method for an existing structure in which a reinforcing material such as a steel plate is attached to a column or beam of an existing reinforced concrete structure to reinforce the column or beam.
既設構造物の耐震補強の手法として、柱、梁、壁などの厚さを増して構造物全体の強さを増す方法があるが、この場合、増設部分と既設部分との一体化を図らなければならない。また、必要に応じて、増設部分には引張鉄筋やせん断補強筋を配置する必要がある。つまり、増設部分と既設部分との一体化作業や鉄筋配置作業を行わなくてはならない。特許文献1の補強方法では、増設部分と既設部分とを一体化するために、補強材を柱や梁に取付けるためのアンカーボルトの数を多くしなければならず、また、鉄筋配置作業も必要となり、施工が大変であるという問題点があった。
本発明は、増設部分と既設部分との一体化作業を簡単にでき、鉄筋配置作業も不要とできて、施工が容易であるとともに、既設構造物の補強対象部のせん断強度、剛性、曲げ強度を上げることができる既設構造物の補強方法を提供する。
As a method of seismic reinforcement for existing structures, there is a method to increase the strength of the whole structure by increasing the thickness of pillars, beams, walls, etc. In this case, the extension part and the existing part must be integrated. I must. Moreover, it is necessary to arrange | position a tension reinforcement and a shear reinforcement in an expansion part as needed. In other words, it is necessary to perform an integration work of the additional part and the existing part and a reinforcing bar arrangement work. In the reinforcing method of Patent Document 1, in order to integrate the additional part and the existing part, the number of anchor bolts for attaching the reinforcing material to the pillar or beam has to be increased, and the reinforcing bar arrangement work is also required. There was a problem that the construction was difficult.
The present invention simplifies the integration work of the extension part and the existing part, eliminates the need for reinforcing bar arrangement work, is easy to construct, and provides the shear strength, rigidity, bending strength of the reinforcement target part of the existing structure. Provided is a method for reinforcing an existing structure that can increase the
本発明に係る既設構造物の補強方法は、既設構造物の補強対象部と補強板とを一体化させて補強対象部を補強する既設構造物の補強方法において、補強板として、圧縮強度が150N/mm2以上、曲げ強度が20N/mm2以上、引張り強度が8N/mm2以上の繊維コンクリート板を用い、既設構造物の補強対象部と補強板とを一体化させる一体化手段が、繊維コンクリート板を補強対象部に取付けるための機械接合要素と、機械接合要素により補強対象部に取付けられた繊維コンクリート板と補強対象部との間に形成されるグラウト充填空間内に充填されるグラウト材とにより構成され、一体化手段と繊維コンクリート板とにより増設された増設部分を、当該増設部分と隣接する既設構造物の補強対象部以外の既設部位に定着させた。このように、高強度の繊維コンクリート板を用いて、既設構造物の柱、梁、壁、床などの補強対象部の厚さを増やすので、軽量かつ小型の高強度の繊維コンクリート板を用いることができるため、増設部分と既設部分との一体化作業を簡単にでき、鉄筋配置作業も不要とできて、施工が容易となるとともに、既設構造物の補強対象部のせん断強度、剛性を上げることができ、また、増設部分を、当該増設部分と隣接する既設構造物の補強対象部以外の既設部位に定着させたので、補強対象部の曲げ強度を上げることができる。
また、増設部分に形成されたグラウト部分と既設部位の内部とに跨って補強鉄筋を設置することにより、増設部分を既設部位に定着させたり、増設部分の表面と既設部位の表面とに跨って繊維補強シートを貼付けることにより、増設部分を既設部位に定着させたりすることで、補強対象部の曲げ強度を上げることができる。
The reinforcement method for an existing structure according to the present invention is a reinforcement method for an existing structure in which the reinforcement target portion and the reinforcement plate of the existing structure are integrated to reinforce the reinforcement target portion. / mm 2 or more, a bending strength of 20 N / mm 2 or more, tensile strength using 8N / mm 2 or more fiber concrete board, integrated means to integrate the reinforcing target portion of the existing structure and the reinforcing plate, fiber A mechanical joint element for attaching a concrete plate to a reinforcement target portion, and a grout material filled in a grout filling space formed between the fiber concrete plate attached to the reinforcement target portion by the mechanical joint element and the reinforcement target portion The extension part that is constructed by the integration means and the fiber concrete board is fixed to the existing part other than the reinforcement target part of the existing structure adjacent to the extension part. In this way, the thickness of reinforcing parts such as pillars, beams, walls, floors, etc. of existing structures is increased using high-strength fiber concrete boards, so lightweight and compact high-strength fiber concrete boards should be used. Therefore, it is possible to simplify the integration work between the additional part and the existing part, eliminate the need for the reinforcing bar placement work, simplify the construction, and increase the shear strength and rigidity of the reinforcement target part of the existing structure. In addition, since the extension portion is fixed to an existing portion other than the reinforcement target portion of the existing structure adjacent to the extension portion, the bending strength of the reinforcement target portion can be increased.
In addition, by installing reinforcing reinforcing bars across the grout part formed in the extension part and the inside of the existing part, the extension part is fixed to the existing part, or the extension part and the surface of the existing part are straddled. By affixing the fiber reinforcement sheet, the bending strength of the portion to be reinforced can be increased by fixing the additional portion to the existing site.
形態1
図1に示すように、形態1に係る耐震補強された耐震補強構造物1は、鉄筋コンクリート構造物などの既設構造物2と、既設構造物2の柱、壁、梁、床などの補強対象部に取付けられた補強板としての繊維コンクリート板3と、繊維コンクリート板3と補強対象部とを一体化させるための一体化手段4と、一体化手段4と繊維コンクリート板3とにより構成された増設部分5を、当該増設部分5と隣接する補強対象部以外の既設構造物2の既設部位に定着させる定着手段6とを備える。尚、図1では、既設構造物2の補強対象部としての梁10を繊維コンクリート板3で補強した例を示している。
Form 1
As shown in FIG. 1, the seismic reinforcement structure 1 according to the first aspect includes an existing
繊維コンクリート板3は、鋼繊維や有機繊維などの繊維が混合されて形成されたコンクリート板であって、例えば、圧縮強度が150N/mm2〜200N/mm2、曲げ強度が20N/mm2〜50N/mm2、引張り強度が8N/mm2〜12N/mm2の超高強度繊維補強コンクリート薄肉板である。当該繊維コンクリート板3は、工場で製造されるものであり、例えば、長辺長さ1000mm、短辺長さ800mm、厚さ10mmの矩形寸法の大きさのもので重量18kg程度であり、取扱いが容易である。従って、現場において、繊維コンクリート板3を扱う作業が容易となる。
The
繊維コンクリート板3は、繊維コンクリート板3の表面3aと裏面3bとに貫通するボルト通孔9を備える(図2参照)。このボルト通孔9は、例えば500mm間隔毎に設けられている。さらに、繊維コンクリート板3は、繊維コンクリート板3の表面3aと裏面3bとに貫通するグラウト注入用孔11、及び、空気逃がし孔12を備える。
The
一体化手段4は、機械接合要素13とグラウト材16とにより構成される。
機械接合要素13は、繊維コンクリート板3を補強対象部に取付けるためのボルト及びナットである。グラウト材16は、機械接合要素13により補強対象部に取付けられた繊維コンクリート板3と補強対象部との間に形成されたグラウト充填空間15内に充填される。
The integration means 4 is composed of a
The mechanical joining
補強対象部の補強方法を説明する。ここでは、既設構造物2の補強対象部としての梁10を補強する方法を例にして説明する。まず、既設構造物2の梁10の表面10aを目荒らしする。即ち、既設構造物2の梁10の表面10aを凹凸面に形成する。次に、繊維コンクリート板3の裏面3bと梁10の表面10aとが所定の間隔(例えば10mm程度)を隔てて対向するように、繊維コンクリート板3をボルト18及びナット19を用いて梁10に取付けることで、繊維コンクリート板3の裏面3bと梁10の表面10aとの間にグラウト充填空間15を形成する。このグラウト充填空間15内にモルタルやエポキシ系接着剤などのグラウト材16を充填する。よって、グラウト材16による付着力と機械接合要素13とで繊維コンクリート板3と梁10とが一体化される。この繊維コンクリート板3と一体化手段4とにより増加した増設部分5で梁10の梁幅が増すので、梁10のせん断強度、梁10の剛性が大きくなる。また、繊維コンクリート板3が高強度であるから、薄い板による補強で強度や剛性が増す。
さらに、定着手段6を用いて、補強対象部以外の既設部位である柱40と隣接する増設部分5を当該柱40に定着させる。
The reinforcement method of the reinforcement object part is demonstrated. Here, a method of reinforcing the
Further, the fixing means 6 is used to fix the
一体化手段4は、具体的には、図2;図3に示すように、梁10の表面10aからボルト18を螺着可能なように梁10の内部に設けられたナット19と、当該ナット19に螺着されるホールインアンカーのようなボルト18と、繊維コンクリート板3に設けられた上記ボルト通孔9と、繊維コンクリート板3の表面3aに近いボルト通孔9の端部に設けられたボルト頭収納孔20と、上記グラウト充填空間15内に充填されたグラウト材16とにより構成される。従って、ボルト通孔9の位置とナット19の位置とが合うように繊維コンクリート板3の裏面3bと梁10の表面10aとを対向させた状態で、ボルト18をボルト通孔9に通してナット19に締結する。この際、ボルト頭21がボルト頭収納孔20に収納された状態で繊維コンクリート板3の裏面3bと梁10の表面10aとの間にグラウト充填空間15が形成されるように繊維コンクリート板3を取付ける。つまり、図2に示すように、梁10の両方の側面25;25、梁10の底面26を覆うように繊維コンクリート板3が設置される。尚、底面26を覆う繊維コンクリート板3を設ければ、曲げ強度、及び、せん断強度が上がるが、底面26を覆う繊維コンクリート板3を設けなくとも良い。この場合、梁10の側面25;25と繊維コンクリート板3の裏面3bとで形成される空間の下端開口を板などで塞ぐことでグラウト充填空間15を形成すれば良い。
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the integration means 4 includes a
尚、図4に示すように、梁10に複数の繊維コンクリート板3を取付ける場合、互いに隣り合う繊維コンクリート板3の端面同士を突合わせて、この突合わされた各繊維コンクリート板3の端部の表面に接着剤を用いて繊維補強シート30を貼付けることによって、当該繊維補強シート30が互いに隣り合う繊維コンクリート板3同士を連結する。このように、繊維コンクリート板3が梁10の表面10a側に取付けられることで、繊維コンクリート板3の裏面3bと梁10の表面10aとの間にグラウト充填空間15が形成される。そして、梁10の下部側に対応する位置にある繊維コンクリート板3のグラウト注入用孔11からグラウト材16をグラウト充填空間15に充填する。この場合、グラウト注入用孔11からグラウト材16をグラウト充填空間15に充填すると、グラウト注入用孔11よりも上方に位置する空気逃がし孔12から空気が排出されるので、グラウト材16をグラウト充填空間15にスムーズに充填できる。グラウト充填空間15に充填されたグラウト材16が固化することで、複数の繊維コンクリート板3と梁10とが一体化される。この一体化手段4と繊維コンクリート板3とにより構成された増設部分5により、梁10の梁幅が増加するので、梁10のせん断強度、剛性が上がる。また、互いに隣り合う繊維コンクリート板3同士を繊維補強シート30により連結したので、繊維コンクリート板3同士の一体性を確保することができる。従って、複数の繊維コンクリート板3同士を連結するという施工でも、連続した大型板での補強と同等の補強効果が得られる。
In addition, as shown in FIG. 4, when attaching the some fiber
互いに付き合わされる一対の繊維コンクリート板3の端面は、図4に示すように、互いに凹凸係合するような凹凸端面33;33に形成される。これにより、繊維コンクリート板3の端部同士の厚さ方向へのずれを防止できる。
As shown in FIG. 4, the end surfaces of the pair of
繊維コンクリート板3が、ボルト頭21を収納するボルト頭収納孔20を備えたので、図3に示すように、梁10と連結された繊維コンクリート板3の表面3aに接着剤を用いて化粧シート28を貼り付けた場合、化粧シート28の表面がボルト頭21によって突出してしまうことが防止される。
Since the fiber
定着手段6は、例えば、図5に示すように、一端41が柱40の内部に埋め込まれ、他端が増設部分5の一部であるグラウト内に埋め込まれる補強鉄筋42により形成される。この補強鉄筋42は、例えば、あと施工アンカーボルトのような埋め込み部35(ケミカル式又は打ち込み式)の構造を備えたものを用いる。当該埋め込み部35が増設部分5と隣接する柱40の内部に埋め込まれ、柱40より突出した補強鉄筋部分が柱40と隣接する増設部分5のグラウト材16に埋め込まれる。つまり、補強鉄筋42により形成された定着手段6が、一体化手段4と繊維コンクリート板3とにより増設された増設部分5を、当該増設部分5と隣接する既設構造物2の補強対象部以外の既設部位に定着させる。換言すれば、柱40と隣接する増設部分5に形成されたグラウト部分と柱40の内部とに跨って補強鉄筋42を埋設設置することにより、増設部分5を補強対象部である梁10以外の既設部位である柱40に定着させた。尚、柱40と隣接するように取付けられる繊維コンクリート板3は、梁10の側面25;25に平行な柱面46と、既に設置されている最も柱40側に近い繊維コンクリート板3の表面3aとを繋ぐように斜めに設置される。
For example, as shown in FIG. 5, the fixing
形態1によれば、例えば、圧縮強度が150N/mm2〜200N/mm2、曲げ強度が20N/mm2〜50N/mm2、引張り強度が8N/mm2〜12N/mm2という高強度の繊維コンクリート板3を用いて、既設構造物2の梁10の厚さを増やすので、軽量かつ小型の高強度の繊維コンクリート板3を用いることができるため、重機などを使用せずに、増設部分5と梁10との一体化作業を人手により簡単に行え、また、グラウト充填空間15内での鉄筋配置作業も不要とできて、施工が容易となる。そして、外力に対しては、増設部分5の断面積と既設部分である梁10の断面積との合計面積で抵抗するため、既設構造物2の補強対象部である梁10のせん断強度、剛性を上げることができる。
また、梁10の増設部分5に形成されたグラウト部分と当該梁10の増設部分5と隣接する柱40の内部とに跨って定着手段6としての補強鉄筋42を設置することにより、当該梁10の増設部分5を柱40に定着させたので、当該補強鉄筋42が梁10に伝わる引張力を柱40に伝達するので、梁10の曲げ強度を上げることができる。
また、PC(プレキャストコンクリート)板を補強対象部に貼り付ける従来方法と比べて繊維コンクリート板3の強度が高いので、ボルト18の設置間隔を500mm程度とでき、ボルト取り付け箇所を少なくできるので、施工を容易とできる。
また、繊維コンクリート板3そのものが、グラウト充填空間15にグラウト材16を充填する際の型枠として機能するので、専用の型枠が不要となり、コスト低減が図れる。
According to the first, for example, compressive strength 150N / mm 2 ~200N / mm 2 , bending strength 20N / mm 2 ~50N / mm 2 , a tensile strength of high strength of 8N / mm 2 ~12N /
Further, by installing a reinforcing
In addition, since the strength of the fiber
Moreover, since the fiber
形態2
増設部分5の表面と既設部位の表面とに跨って定着手段6としての繊維補強シート30を接着剤で貼付けることにより、増設部分5を既設部位に定着させた。例えば、図6に示すように、柱40と隣接する梁10の増設部分5の表面51と当該柱40の柱面46とに跨って繊維補強シート30を貼付けることにより、増設部分5を柱40に定着させたので、当該繊維補強シート30が梁10に伝わる引張力を柱40に伝達するので、梁10の曲げ強度を上げることができる。
The
一体化手段4のボルトとして、図7に示すように、補強対象部としての梁10を貫通する貫通ボルト45を用いても良い。尚、図5;6では、一体化手段4のボルトとして貫通ボルト45を用いた構成を図示したが、一体化手段4のボルトとして図3に示したボルト18を用いても良いことはもちろんである。
図8に示すように、互いに付き合わされる一対の繊維コンクリート板3の端面を平面とし、平らな端面同士を単に突合わせる形態としても良い。
図9に示すように、梁10の内部に埋め込まれて梁10の表面より突出するあと施工アンカーボルトのようなボルト18aを繊維コンクリート板3の表面3aより突出させ、当該ボルト18aにナット20aを締結するようにしても良い。
繊維補強シート30としては、炭素やアラミドを含有したFRP繊維シート等を用いれば良い。
繊維コンクリート板3は、内部に補強鉄筋42を配置した構成のものを用いても良い。
繊維コンクリート板3は、ボックス型、コ字型、L字型などの形状のものを用いても良い。
尚、繊維コンクリート板3は、圧縮強度が150N/mm2以上、曲げ強度が20N/mm2以上、引張り強度が8N/mm2以上のものを用いれば良い。
As the bolt of the integration means 4, as shown in FIG. 7, a through
As shown in FIG. 8, it is good also as a form which makes the end surface of a pair of fiber
As shown in FIG. 9, a
As the
The fiber
The fiber
The fiber
本発明の補強方法は、補強対象部としての壁や柱や床を補強する場合にも同様に適用可能である。 The reinforcing method of the present invention can be similarly applied to the case of reinforcing a wall, a column, or a floor as a reinforcement target portion.
2 既設構造物、3 繊維コンクリート板、4 一体化手段、5 増設部分、
6 定着手段、13 機械接合要素、15 グラウト充填空間、
16 グラウト材、30 繊維補強シート。
2 Existing structures, 3 fiber concrete boards, 4 integration means, 5 additional parts,
6 fixing means, 13 mechanical joining elements, 15 grout filling space,
16 grout material, 30 fiber reinforced sheet.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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