JP2012007426A

JP2012007426A - 既存ｒｃ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法および既存ｒｃ柱の耐震補強構造

Info

Publication number: JP2012007426A
Application number: JP2010145802A
Authority: JP
Inventors: Akio Furuhashi; 昭男古橋; Motoaki Kono; 元昭向野
Original assignee: PARTNERS IN SUSTAINING ARCHITECTURAL TECHNOLOGY AND SKILLS
Current assignee: PARTNERS IN SUSTAINING ARCHITECTURAL TECHNOLOGY AND SKILLS
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2012-01-12

Abstract

【課題】既存ＲＣ柱の耐震補強を容易にかつ効率的に行えるようにした既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法および既存ＲＣ柱の耐震補強構造を提供する。
【解決手段】各階床スラブ４の既存ＲＣ柱１と近接する位置に複数の貫通孔５を開ける。各階の既存ＲＣ柱１と近接する位置に各階の主筋２を各階の貫通孔５に貫通させて複数配筋する。上下階の主筋２どうしを接合して一本に連続する複数の柱主筋２Ａを形成する。上下階の主筋２どうしは継手金具６を介し、同一軸線上で接合する。複数の柱主筋２Ａをそれぞれほぼ弓なり状に変形させて各階床スラブ４の予め墨出しした位置に固定する。柱主筋２Ａは各階の床スラブ４に複数の位置決め金具７によって固定する。複数の柱主筋２Ａの周囲に高強度コンクリートまたは高強度無収縮グラウトモルタル１１を打設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、既存の鉄筋コンクリート(以下「ＲＣ」)柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法および既存ＲＣ柱の耐震補強構造に関し、主とて中低層の学校やマンション等のＲＣ建物の耐震補強に適用される。

大地震時における中低層のＲＣ建物の倒壊被害は、主として柱の降伏による破壊が原因とされている。したがって、この種の建物の耐震補強は、既存の柱にせん断補強と曲げ補強を行ってやればよい。

これまで、学校やマンション等の既存のＲＣ建物の耐震補強工法としては、例えば図７(ａ)，(ｂ)に図示するように、廊下またはテラス側、あるいは屋外側から柱の径を太く増し打ちして、柱の耐力、剛性およびねばりを向上させることによって、教室や居室内を煩わせることなく建物全体の耐震性能を向上させる方法が知られている。

施工に際しては、図８(ａ)，(ｂ)に図示するように、各階に既存の柱２０に沿って主筋２１を新たに配筋し、その周囲に型枠(図省略)を組み立て、その内側にコンクリートまたはグラウトモルタル２２を新たに打設することにより既存の柱２０と一体の補強柱２３を新たに構築する。

その際、各階の主筋２１は各階の廊下やテラス等の床スラブ２４に予め設けた貫通孔(図省略)に貫通させて配筋し、また各階の主筋２１どうしは重ね継ぎによって接合し、予め墨出しした位置に固定する。

さらに、通常、ＲＣ柱は上階になるほど径が徐々に小さくなることから、柱の径に合せて主筋２１は内側に継いで主筋間隔を徐々に狭めながら配筋する(図８(ｂ)参照)。

特開２００２−１２１９０３号公報特開２００８−０６３８１６号公報特開２００５−２２０６９９号公報

しかし、主筋２１には、一般にＤ31〜Ｄ41といった径の太い異形鉄筋が用いられ、鉄筋重量が相当重いため、また主筋２１の継手長さは鉄筋径の40倍程で約1.5ｍにもなり、しかも柱径の変化に合せて上階になるほど主筋の間隔を狭めながら配筋する必要があるため、主筋２１どうしを従来の重ね継ぎによって鉛直方向に接合する作業は、作業員に大変な重労働を強いるものであった。

また、主筋２１の継手長さが1.5ｍにも及ぶため、鉄筋量が嵩んで不経済な施工を強いられるだけでなく、コンクリートやグラウトモルタルの注入に際して継手部に空気溜りが生じやすく、主筋２１に対するコンクリートやグラウトモルタルの付着が不充分なものとなるおそれもあり、構造上の欠陥に陥りやすい等の課題があった。

本発明は、以上の課題を解決すべくなされたもので、既存のＲＣ柱の耐震補強を容易にかつ効率的に行えるようにした既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法および既存ＲＣ柱の耐震補強構造を提供することを目的とする。

請求項１記載の既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法は、各階床スラブの既存ＲＣ柱と近接する位置に複数の貫通孔を開ける工程と、各階の既存ＲＣ柱と近接する位置に複数の主筋を前記貫通孔に貫通させて配筋する工程と、前記複数の主筋を墨出しした位置に固定する工程と、前記複数の主筋の周囲にコンクリートまたはグラウトモルタルを充填する工程とからなる既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法において、上下階の主筋どうしを接合して一本に連続する複数の柱主筋を形成し、当該複数の柱主筋をそれぞれほぼ弓なり状に変形させて墨出しした位置に固定することを特徴とするのである。

本発明は、既存のＲＣ柱を太く増し打ちすることにより、既存ＲＣ柱の耐力、剛性およびねばりを向上させて建物全体の耐震性能を高める既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法であり、特に各階に配筋された主筋どうしを接合して連続する一本の柱主筋とすることでほぼ弓なり状に変形させることが容易になり、これにより径の太い鉄筋もほぼ弓なり状に変形させやすく、予め墨出しした位置に配筋することが容易となり、既存ＲＣ柱の耐震補強をきわめて容易にかつ効率的に行うことができる。

なお、柱主筋は、下階ほど径が徐々に太くなるＲＣ柱の径に合せて、最上階から最下階方向に徐々に末広がりとなるようなほぼ弓なり状に配筋すればよく、またコンクリートには高強度コンクリートを、グラウトモルタルには高強度無収縮グラウトモルタルを用いるのがよい。

請求項２記載の既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法は、請求項１記載の既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法において、各階に主筋を配筋する工程と上下階の主筋どうしを接合して連続する一本の柱主筋を形成する工程は、各階ごと上階方向に順に行い、柱主筋をほぼ弓なり状に変形させて墨出しした位置に固定する工程は、各階ごと下階方向に順に行い、かつ前記柱主筋の周囲にコンクリートまたはグラウトモルタルを打設する工程は、各階ごと上階方向に順に行うことを特徴とするものである。

本発明は、これらの工程を各階ごと上階方向または下階方向に順に行うことにより耐震補強を確実にかつ効率的に行うことができる。特に、連続する一本の柱主筋は、各階ごと下階方向に順に行うことにより、ほぼ弓なり状に容易に変形させることが可能なため、径の太い柱主筋もほぼ弓なり状に変形させることが容易となり、予め墨出しした位置に容易に配筋することができる。なお、ほぼ弓なり状に変形させた柱主筋は、例えば図３〜図６に図示するような位置決め金具によって各階床スラブの上に容易に固定することができる。

請求項３記載の既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法は、請求項１または２記載の既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法において、上下階の主筋どうしは継手金具を介し、同一軸線で接合することを特徴とするものである。

上下階の主筋どうしを同一軸線上で接合することにより、複数の主筋は連続する一本の柱主筋となるため、コンクリートまたはグラウトモルタルの注入に際して、従来のように鉄筋の継手部分に空気溜り等が発生することはないので、充填不良による強度不足を起すおそれはない。また、鉄筋の継手長さが不要なため鉄筋量が減り、相当なコストダウンを図ることができる。

さらに、先に配筋された下階の主筋の上端部に上階の主筋の下端部を載せて配筋することが可能なため、太径で重い鉄筋もきわめて容易に配筋することができ、労力の低減が図れる。

なお、主筋どうしの継手には、例えば、鉄筋端部を鋼製スリーブに挿入し、そのスリーブを絞め鉄筋のリブ間に食い込ませて鉄筋を接合するスリーブ継手、内周に凹凸のあるスリーブに鉄筋の端部を挿入し、スリーブと鉄筋間をセメント、モルタルあるいは樹脂モルタルで固めて接合するスリーブ継手、さらには長ナットによって接合するねじ継手などを利用することができる。

請求項４記載の既存ＲＣ柱の耐震補強構造は、既存ＲＣ柱と当該既存ＲＣ柱と一体に構築された補強ＲＣ柱とからなり、前記補強ＲＣ柱は、各階の既存ＲＣ柱と近接する位置に各階の床スラブに設けられた貫通孔を貫通し、前記既存ＲＣ柱の軸方向にほぼ弓なり状に変形し、かつ上下階間に連続して配筋された複数の柱主筋と、当該柱主筋を各階の床スラブに固定する位置決め金具と、前記柱主筋の周囲に打設されたコンクリートまたはグラウトモルタルとから構成されてなることを特徴とするものである。

本発明は、特に各階に配筋された主筋を、継手金具により互いに接合して連続する一本の長い柱主筋とすることにより、径の太い鉄筋もほぼ弓なり状に容易に変形させることが可能なため、予め墨出しした位置に容易に配筋することができ、既存ＲＣ柱の耐震補強をきわめて効率的に行うことができる等の効果を有する。

耐震補強された既存ＲＣ建物の柱を示し、（a）は既存ＲＣ建物の梁間方向の縦断面図、(b)は桁行方向の縦断面図である。耐震補強された既存ＲＣ柱を示し、(a)は柱の形状と柱主筋の配筋状態を示す縦断面図、(b),（c）は、それぞれ図１(b)におけるイ−イ線、ロ−ロ線断面図である。各階床スラブの柱主筋の配筋位置を示し、（a）は縦断面図、(b)は柱主筋を固定する前の状態を示す平面図、(c)は柱主筋を固定した後の状態を示す平面図である。各階床スラブの柱主筋の配筋位置を示し、（a）は縦断面図、(b)は柱主筋を固定する前の状態を示す平面図、(c)は柱主筋を固定した後の状態を示す平面図である。各階床スラブの柱主筋の配筋位置を示し、（a）は縦断面図、(b)は柱主筋を固定する前の状態を示す平面図、(c)は柱主筋を固定した後の状態を示す平面図である。各階床スラブの柱主筋の配筋位置を示し、（a）は縦断面図、(b)は柱主筋を固定した後の状態を示す平面図である。 (a),(b)は、柱が耐震補強された従来の既存ＲＣ建物を示す一部平面図である。従来工法によって耐震補強された既存ＲＣ柱を示し、（a）は平面図、(b)は縦断面図である。

図１〜図６は、耐震補強された既存ＲＣ柱を示し、図において、各階の廊下またはベランダと接する柱１の室外側に複数の主筋２が新たに配筋されている。また、各階柱１の室外側面には複数のスタッド３が柱１の全体に一定間隔おきに突設されている。

主筋２は、各階の廊下またはベランダ(以下「床スラブ４」)の柱１と近接する位置に予め形成された貫通孔５を貫通し、各階の柱１に沿って柱１の上下方向に配筋されている。

また、主筋２は各階の床スラブ４の上側において継手金具６を介し、同一軸線上で接合されていることで、最下階から最上階まで連続する一本の柱主筋２Ａが形成され、柱主筋２Ａは最下階から最上階まで連続して複数配筋されている。

さらに、既存のＲＣ柱１は上階になるほど径が徐々に細く構築されていることから、複数の柱主筋２Ａは柱１の径に合せて最下階と最上階の上下両端部を支点に最上階から最下階方向に徐々に末広がりとなるようなほぼ弓なり状に変形させることにより、各階床スラブ４の予め位置決め（墨出し）された位置に配筋されている。

そして、各階の床スラブ４の上において、貫通孔５の周縁部に図３〜図６にそれぞれ図示するような位置決め金具７，８，９,１０によって固定され、またその周囲に高強度コンクリートまたは高強度無収縮グラウトモルタル１１が打設されている。

以上の構成により、既存ＲＣ柱１の室外側にＲＣ柱１と同一幅のＲＣ補強柱１２が構築され、かつＲＣ柱１と補強柱１２は複数のスタッド３を介して一体化されており、これにより既存ＲＣ柱１が耐震補強されている。

なお、柱主筋２Ａの主筋２には、主としてＤ３１〜Ｄ４１の異形鉄筋が用いられ、継手金具６にはカプラー、スリーブあるいは長ナット等が用いられ、さらに柱主筋２Ａの位置決め金具には、例えば図３〜６にそれぞれ図示するような金具７，８，９,１０が用いられている。

各位置決め金具について詳述説明すると、図３に図示する位置決め金具７は、鋼板などからＬ字状に形成されたアンカー片７ａと、鉄筋などからなる複数の棒状片７ｂとから構成されている。

アンカー片７ａは貫通孔５の周縁部に貫通孔５の円周方向に所定間隔おきに配置され、貫通孔５の周縁部にエポキシ樹脂などの接着剤またはビス等によって固着されている。また、棒状片７ｂは二個のアンカー片７ａ，７ａ間に跨って平面に見て、柱主筋２Ａを挟み込むようにほぼＶ字状に配置され、かつ各アンカー片７ａと柱主筋２Ａに溶接されている。そして、柱主筋２Ａは二本の棒状片７ｂ，７ｂによって予め芯出しされた位置に強く押し付けられることで保持されている。

図４に図示する位置決め金具８は、貫通孔５に内接する鋼管スリーブ８ａと鋼管スリーブ８ａの周縁部に水平に突設された複数の鍔プレート８ｂとからなる鍔付き鋼管スリーブと、鉄筋などから形成された複数の棒状片８ｃとから構成されている。

鋼管スリーブ８ａは貫通孔５に挿入され、鍔プレート８ｂは貫通孔５の周縁部にエポキシ樹脂などの接着剤またはビス等によって固着されている。

また、棒状片８ｃは二個の鍔プレート８ｂ，８ｂ間に跨って平面に見て、柱主筋２Ａを挟み込むようにほぼＶ字状に配置され、かつ二個の鍔プレート８ｂ，８ｂと柱主筋２Ａに溶接することにより固着されている。

そして、貫通孔５を貫通した柱主筋２Ａは、貫通孔５の上側において二本の棒状片８ｃ，８ｃによって予め芯出しされた位置に強く押し付けられることにより保持されている。

図５に図示する位置決め金具９は、貫通孔５に内接する半円形鋼管スリーブ９ａと半円形鋼管スリーブ９ａの周縁部に垂直に突設された複数のリブプレート９ｂとから構成されている。

半円形鋼管スリーブ９ａは貫通孔５に挿入され、リブプレート９ｂは柱主筋２Ａに対してほぼ垂直に設置されている。そして、貫通孔５を貫通した柱主筋２Ａは、貫通孔５の上側において複数のリブプレート９ｂによって四方から予め芯出しされた位置に強く押し付けられて保持されている。

そして、図６に図示する位置決め金具１０は、複数の鍔付き鋼管スリーブ１０ａと鉄筋などからなる複数の棒状材１０ｂとから構成されている。

鍔付き鋼管スリーブ１０ａの鋼管スリーブは、各貫通孔５に挿入され、鍔プレートは貫通孔５の周縁部にエポキシ樹脂などの接着剤またはビス等によって固着されている。

また、複数の棒状材１０ｂは、各貫通孔５を貫通する柱主筋２Ａ，２Ａ間に平面に見てほぼ井桁状に配置され、かつ各柱主筋２Ａに結束線などによって強固に固定されている。

そして、各貫通孔５を貫通した柱主筋２Ａは、貫通孔５の上側において複数の棒状材１０ｂによって予め芯出しされた位置に強く押し付けられて保持されている。

なお、いずれの位置決め金具が使用される場合においても、貫通孔５内には高強度コンクリートまたは高強度無収縮グラウトモルタルが充填され、位置決め金具はこれらの中に完全に埋設されている。

次に、本発明の既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法の施工手順を説明する。

(1) 最初に、各階の床スラブ４の既存ＲＣ柱１と近接する位置に複数の貫通孔５を開ける。また、柱１の側面に複数のスタッド３を柱１の全体に一定間隔おきに突設する。

貫通孔５は、新たに配筋する柱主筋２Ａの本数分を開け、通常４個開ける。また、貫通孔５は主筋２の外径より大きめ(主筋２の外径のおよそ２倍から３倍強)に形成する。さらに、柱１の外径は上階になるにつれて徐々に小径になることから、これに合わせて貫通孔５の間隔も上階になるにつれて徐々に小さくする。

(2) 次に、最下階から上階方向に順に各階の主筋２を配筋し、同時に最下階から上階方向に順に上下階の主筋２どうしを継手金具６によって接合することにより、最下階から最上階まで連続する一本の柱主筋２Ａを形成する。この場合、柱主筋２Ａは４本形成する。

(3) 次に、各階床スラブ４の予め墨出しした位置に、柱主筋２Ａを図３〜図６に図示する位置決め金具を用いて固定する。その際、最上階から下階方向に順に、各階の床スラブ４の予め墨出しした位置に柱主筋２Ａを固定することにより、柱主筋２Ａは最下階と最上階の上下両端部を支点に下階方向に徐々に末広がりとなるようなほぼ弓なり状に変形させて、予め墨出しした位置に容易に配筋することができる。

また、位置決め金具として例えば、図３に図示する位置決め金具７を使用する場合は、最初に貫通孔５の周縁部に複数のアンカー片７ａを貫通孔５の円周方向に一定間隔おきに取り付ける。

そして、貫通孔５を貫通する柱主筋２Ａを予め芯出しした位置に寄せ付け、その状態を保持するように二個のアンカー片７ａ，７ａ間に柱主筋２Ａを挟み込むように棒状片７ｂ，７ｂをほぼＶ字状に取り付ける。

(4) 次に、最下階から上階方向に順に柱主筋２Ａの周囲に柱型枠(図省略)を組み立て、かつ最下階から上階方向に順に柱型枠内に高強度コンクリートまたは高強度無収縮グラウトモルタル１１を打設してＲＣ構造の補強柱１２をＲＣ柱１と一体に構築する。

なお、各階の柱主筋２Ａの周囲に充填される高強度コンクリートまたは高強度無収縮グラウトモルタル１１は、直上階の床スラブ４に設けられた貫通孔５から充填し、貫通孔５から溢れるまで充填する。また、柱型枠は上階に転用する。

本発明は、既存のＲＣ柱の耐震補強をきわめて効率的にかつ容易に行なうことができる。

１既存ＲＣ柱
２各階の主筋
２Ａ連続する一本の柱主筋
３スタッド
４各階の廊下またはベランダ(各階の床スラブ)
５貫通孔
６継手金具
７位置決め金具
８位置決め金具
９位置決め金具
１０位置決め金具
１１高強度コンクリートまたは高強度無収縮グラウトモルタル
１２補強ＲＣ柱

Claims

各階床スラブの既存ＲＣ柱と近接する位置に複数の貫通孔を開ける工程と、各階の既存ＲＣ柱と近接する位置に複数の主筋を前記貫通孔に貫通させて配筋する工程と、前記複数の主筋を墨出しした位置に固定する工程と、前記複数の主筋の周囲にコンクリートまたはグラウトモルタルを充填する工程とからなる既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法において、上下階の主筋どうしを接合して一本に連続する複数の柱主筋を形成し、当該複数の柱主筋をそれぞれほぼ弓なり状に変形させて墨出しした位置に固定することを特徴とする既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法。
請求項１記載の既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法において、各階に主筋を配筋する工程と上下階の主筋どうしを接合して連続する一本の柱主筋を形成する工程は、各階ごと上階方向に順に行い、前記柱主筋をほぼ弓なり状に変形させて墨出しした位置に固定する工程は、各階ごと下階方向に順に行い、かつ前記柱主筋の周囲にコンクリートまたはグラウトモルタルを打設する工程は、各階ごと上階方向に順に行うことを特徴とする既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法。
請求項１または２記載の既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法において、上下階の主筋どうしは継手金具を介し、同一軸線上で接合することを特徴とする既存ＲＣ柱の耐震補強工法における柱主筋の配筋方法。
既存ＲＣ柱と当該既存ＲＣ柱と一体に構築された補強ＲＣ柱とからなり、前記補強ＲＣ柱は、各階の既存ＲＣ柱と近接する位置に各階の床スラブに設けられた貫通孔を貫通し、前記既存ＲＣ柱の軸方向にほぼ弓なり状に変形し、かつ上下階間に連続して配筋された複数の柱主筋と、当該柱主筋を各階の床スラブに固定する位置決め金具と、前記柱主筋の周囲に打設されたコンクリートまたはグラウトモルタルとから構成されてなることを特徴とする既存ＲＣ柱の耐震補強構造。