JP2010261239A - 柱梁接合部の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄筋コンクリート造のラーメン構造の構造物における柱梁接合部における割裂破壊を防止する。
【解決手段】外周柱１とその３方向に接合される２本の縦梁２と１本の横梁３とによる柱梁接合部を対象としてそこでの割裂破壊を防止するべく、横梁３の接合面に対向する外周柱の外周面に補強板４を装着してその両側縁部を各縦梁２の端部にそれぞれアンカー７により定着することにより補強板４を外周柱１の外周面に一体化する。
【選択図】図１

Description

本発明は鉄筋コンクリート造のラーメン構造の構造物を対象として柱梁接合部の割裂破壊を防止するための補強構造に関する。

周知のように、この種の構造物の耐震性を向上させる目的で柱梁接合部を補強する場合、従来一般には柱梁接合部にコンクリートの増し打ちを行うことが最も一般的である。

また、特許文献１〜２に示されるように、柱梁接合部の上下に帯状の補強鋼板や、炭素、アラミド、ガラス繊維等による補強シートを巻装することで柱梁接合部を補強する構造も提案されている。

特開平９−２７３３１８号公報 特開平１０−２３８１３８号公報

しかし、柱梁接合部に対して単にコンクリートを増し打ちしたり、特許文献１〜２に示されるように柱梁接合部の上下に単に帯状の補強板を巻装するようなことでは、必ずしも充分な補強効果が得られない場合がある。

特に、図６（ａ）に示すように外周柱１に対して３方向の梁すなわち２本の縦梁２と１本の横梁３が接合されている柱梁接合部においては、（ｂ）に示すように多数の鉄筋が錯綜状態で密に配筋されて鉄筋間に充分なあき寸法が確保できない場合もあり、その場合にはコンクリートに対する鉄筋の付着力が充分に確保できずに割裂破壊が生じることも想定されるが、このような柱梁接合部の割裂破壊を防止し得る有効適切な補強構造は確立されていない。

上記事情に鑑み、本発明は鉄筋コンクリート造のラーメン構造の構造物における外周柱と該外周柱の３方向に接合される２本の縦梁と１本の横梁とによる柱梁接合部を対象として、該柱梁接合部における割裂破壊を防止するための補強構造であって、前記横梁の接合面に対向する前記外周柱の外周面に補強板を装着して該補強板の両側縁部を前記各縦梁の端部にそれぞれアンカーにより定着することにより、該補強板を前記外周柱の外周面に一体化してなることを特徴とする。

本発明においては、補強板を外周柱の外周面に対して密着させた状態で装着するか、あるいは補強板を外周柱の外周面との間に隙間を設けた状態で装着してその隙間にグラウト材や無収縮モルタル等の充填材を充填し硬化させれば良い。
また、補強板の外側にも充填材を充填してその充填材中に補強板を埋設しても良い。

補強板としては単なる平板状のものでも良いし、多数の小孔を形成した孔明き板としたり、補強板の内面に多数の水平リブを設けることも考えられる。
また、補強板の素材としては、鋼板の他、炭素繊維やアラミド繊維、ガラス繊維等の高強度補強繊維をエポキシ樹脂等の硬化性樹脂により硬化させた成形板も好適に採用可能である。

本発明の補強構造は、補強板を外周柱の外周面に装着して構造的に一体化させることにより、柱梁接合部におけるコンクリートを補強板によって外側から拘束してその変形を防止し、以て割裂破壊が生じることを有効に防止することができる。
また、柱梁接合部に対する補強板の装着と一体化はアンカーにより確実かつ容易に行うことができるし、必要に応じてそれらの間に充填材を充填したり、補強板全体を充填材中に埋設することによって、より確実に補強効果が得られる。

本発明の一実施形態を示す図であって、補強板とその装着状態を示す図である。 同、断面図および平面図である。 同、変形例を示す平面図である。 本発明の他の実施形態を示す図であって、補強板とその装着状態を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す図であって、補強板とその装着状態を示す図である。 同、補強対象の柱梁接合部を示す図である。

本発明の一実施形態を図１〜図３に示す。これは図６に示した柱梁接合部、すなわち外周柱１に対して２方向の縦梁２と１方向の横梁３とを接合した柱梁接合部を対象とするもので、図１（ａ）に示す形態の補強板４を同図（ｂ）に示すように柱梁接合部の外周面（横梁３の接合面に対向している外周柱１の外周面）に装着して一体化することにより、その柱梁接合部を補強して割裂破壊が生じることを防止するようにしたものである。

本実施形態における補強板４は鋼板からなるもので、柱梁接合部における外周柱１の外周面全体を覆い得る大きさとされ、両側縁部には柱梁接合部の断面形状に対応する段部５と、縦梁２の側面に密着するフランジ部６が形成され、各フランジ部６の背面側には多数（図示例では各５本）のアンカー７が取り付けられているものである。

本実施形態の補強構造では、その補強板４を図２（ａ）、（ｂ）に示すように外周柱１の外周面に密着する状態で装着し、両側のアンカー７を各縦梁２の側部に対して定着することによって補強板４を柱梁接合部に対して構造的に一体化せしめており、それにより柱梁接合部におけるコンクリートを補強板４によって外側から拘束してその変形を防止し、以て割裂破壊が生じることを有効に防止し得るものである。

なお、上記のように補強板４を柱梁接合部に直接的に密着させたうえで、たとえばエポキシ樹脂等の接着剤により接着すればより確実に一体化させることができる。
あるいは、補強板４を柱梁接合部に密着させることなく、図３（ａ）に示すようにそれらの間に若干の隙間を確保した状態で装着し、その隙間に各種のグラウト材や無収縮モルタル等の充填材８を充填し硬化させることによって、補強板４を充填材８を介して柱梁接合部に一体化させることでも良い。
さらに、図３（ｂ）に示すように、充填材８を補強板４の外側まで充填して補強板４の全体をその充填材８中に埋設するようにしても良く、その場合には補強板４の外側の充填材８が保護層として機能して補強板４の腐食を防止できるし、補強板４が充填材８により隠蔽されるので意匠的にも好ましいものとなる。
いずれにしても、柱梁接合部に対する補強板４の装着は基本的にはアンカー７による縦梁２に対する定着によって確実かつ容易に行い得るものであり、それにより充分な補強効果が得られる。

図４は本発明の他の実施形態を示すものである。これは（ａ）に示すように鋼板に多数の小孔９を形成した孔明き板を補強板４としたもので、それを（ｂ）に示すように充填材８中に埋設するようにしたものである。
本実施形態においても補強板４がアンカー７および充填材８により柱梁接合部に構造的に一体化して優れた補強効果が得られることはもとより、充填材８が小孔９内に入りこむことで補強板４と充填材８とが確実に一体化し、それらの協働作用により優れた補強効果が得られる。

図５は本発明のさらに他の実施形態を示すものである。これは（ａ）に示すように補強板４の内面側に水平リブ１０を多段（図示例では１０段）に設けたもので、それを（ｂ）に示すように柱梁接合部に対して若干の隙間を確保して装着し、それらの間に充填材８を充填したものである。
本実施形態においては水平リブ１０により補強板４全体の剛性が充分に高められ、しかも（ｂ）に矢印で示すように鉄筋からコンクリートに作用する圧縮力が水平リブ１０を介して補強板４に確実に伝達されることから、補強板４が圧縮力に対して充分に抵抗することによる補強効果も期待できる。

以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、たとえば以下に列挙するような様々な応用や変形が可能である。

補強板４としては鋼板を用いることが現実的であるが、あるいは炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等の高強度補強繊維をエポキシ樹脂等の硬化性樹脂により硬化させた高強度の成形板も補強板として好適に採用可能である。いずれにしても、補強板４の強度や剛性は所望の補強効果が得られるように設定する必要があることは当然であるから、それに応じて補強板の４の素材や板厚，形態を適宜設定すれば良い。

上記各実施形態では柱梁接合部の水平断面形状に対応させて補強板４の両側縁部に段部５を形成したが、必ずしもそうすることはなく、補強対象の柱梁接合部の外周面全体を覆う状態でそこに装着し得るように補強板４の形状や寸法、装着位置を設定すれば良い。
たとえば、外周柱１とその両側に接合される縦梁２の表面がフラットに連続している（面一となっている）ような場合には補強板４を単なる平板状としておけば良いし、縦梁２にハンチ部がある場合にはそれに対応させて補強板４の形状や大きさを設定すれば良い。

本発明は鉄筋コンクリート造のラーメン構造の構造物であれば建築物に限らず各種の構造物に適用可能であり、特に道路橋や鉄道橋等の高架橋における橋脚（上記実施形態における外周柱１に相当）と桁（同、縦梁２や横梁３に相当）との接合部における補強構造として適用することも好適である。

本発明は特許文献１、２に示される補強構造のように既存の構造物に対する補強手法として適用するのみならず、構造物を新築する場合にも適用できるものであり、その場合には、補強板４に予めアンカー７を一体に取り付けておいてその補強板４を柱梁接合部の施工に際して一体に打ち込んでしまえば良い。
勿論、既存の構造物に対する補強のために補強板４を後付けする場合には、ケミカルアンカー等の後打ちアンカーを用いて補強板４を柱梁接合部に後付けすれば良い。

１ 外周柱
２ 縦梁
３ 横梁
４ 補強板
５ 段部
６ フランジ部
７ アンカー
８ 充填材
９ 小孔
１０ 水平リブ

Claims (8)

1. 鉄筋コンクリート造のラーメン構造の構造物における外周柱と該外周柱の３方向に接合される２本の縦梁と１本の横梁とによる柱梁接合部を対象として、該柱梁接合部における割裂破壊を防止するための補強構造であって、
   前記横梁の接合面に対向する前記外周柱の外周面に補強板を装着して該補強板の両側縁部を前記各縦梁の端部にそれぞれアンカーにより定着することにより、該補強板を前記外周柱の外周面に一体化してなることを特徴とする柱梁接合部の補強構造。
2. 請求項１記載の柱梁接合部の補強構造であって、
   前記補強板を前記外周柱の外周面に対して密着させた状態で装着してなることを特徴とする柱梁接合部の補強構造。
3. 請求項１記載の柱梁接合部の補強構造であって、
   前記補強板を前記外周柱の外周面との間に隙間を設けた状態で装着して該隙間にグラウト材や無収縮モルタル等の充填材を充填し硬化せしめてなることを特徴とする柱梁接合部の補強構造。
4. 請求項２または３記載の柱梁接合部の補強構造であって、
   前記補強板の外側に充填材を充填して該充填材中に補強板を埋設してなることを特徴とする柱梁接合部の補強構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の柱梁接合部の補強構造であって、
   前記補強板は多数の小孔を形成した孔明き板からなることを特徴とする柱梁接合部の補強構造。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の柱梁接合部の補強構造であって、
   前記補強板の内面に多数の水平リブを設けてなることを特徴とする柱梁接合部の補強構造。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の柱梁接合部の補強構造であって、
   前記補強板は鋼板からなることを特徴とする柱梁接合部の補強構造。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の柱梁接合部の補強構造であって、
   前記補強板は、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等の高強度補強繊維をエポキシ樹脂等の硬化性樹脂により硬化させた成形板からなることを特徴とする柱梁接合部の補強構造。

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