JP2013133637A - 建造物の補強工法 - Google Patents

Abstract

【課題】強度の向上が図られるとともに、効果的な制震性を備えさせる建造物の補強工法を提供する。
【解決手段】既設の柱（建造物）の表面に対し、この表面に沿って複数の鋼板３１を載置した状態で積層し、積層した鋼板３１により柱１の表面を覆う鋼板積層工程と、柱１の表面と、積層した鋼板３１との間に、グラウト材６１を充填するグラウト材充填工程とを備え、積層された上下の鋼板３１のそれぞれの下端および上端に、柱１の方向に突出し、積層状態で互いに接触するリブ３９がそれぞれ形成されている。積層するリブ３９の摩擦で横方向の振動のダンパー効果を得て制震を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は、主にビル等のコンクリート建造物を補強する建造物の補強工法に関する。

既設のコンクリート建造物の躯体（柱、梁、床、壁など）は、耐震性の向上等を図るために強度および靭性等の強度を向上させる補強が実施される場合がある。従来の補強工法としては、躯体の表面にモルタルを塗布して補強する工法（特許文献１）や、躯体の周囲に配設した鋼板と躯体との間の空隙にモルタル等のグラウト材を充填して補強する工法（特許文献２）などが知られている。

特開２０１０−１５９６１１号公報 特開２００６−０６３６０８号公報

上記従来工法では強度向上の増大に限界があり、また、耐震性とともに制震性を備えた補強工法の開発が望まれた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、強度の向上が図られるとともに、効果的な制震性を備えた建造物の補強工法を提供することにある。

本発明の建造物の補強工法は、既設の建造物の表面に対し、この表面に沿って複数の鋼板を載置した状態で積層し、積層した該鋼板により建造物の前記表面を覆う鋼板積層工程と、前記建造物の表面と、積層した前記鋼板との間に、グラウト材を充填するグラウト材充填工程とを備え、積層された上下の前記鋼板のそれぞれの下端および上端に、建造物の前記表面の方向に突出し、積層状態で互いに接触可能なリブがそれぞれ形成されており、これらリブを直接接触させた状態、またはこれらリブの間に粘弾性部材を挟んだ状態とすることを特徴とする。

本発明によれば、建造物の表面にグラウト材を介して鋼板が固着されて一体化されることにより、補強がなされる。鋼板のリブがグラウト材中に埋設された状態となることによりグラウト材への鋼板の結合強度が高くなり、その結果、建造物にかかる引っ張りやせん断等の応力に対する抵抗力が向上する。

また、積層された上側の鋼板の下端のリブと下側の鋼板の上端のリブとが互いに接触した状態では、地震等によって横方向の振動を受けた際に、上下のリブの接触面に摩擦が生じ、このときの摩擦力が、振動を抑制するダンパーとなり、制震性が効果的に発揮される。このため、揺れを減衰させて揺れを早く抑えたり、揺れを小さくしたりする効果を得る。

また、積層された上側の鋼板の下端のリブと下側の鋼板の上端のリブとの間に粘弾性部材を挟んだ状態とした場合には、上下のリブが粘弾性部材により一体化した状態になる。そして地震等によって横方向の振動を受けた際に、粘弾性部材によって粘弾性ダンパー効果が生じ、制震性が効果的に発揮される。このため、揺れを減衰させて揺れを早く抑えたり、揺れを小さくしたりする効果を得る。

本発明では、前記リブは、前記鋼板の端部を折り曲げ加工して形成されている形態を含む。

また、本発明では、積層された前記鋼板の表面に繊維シートを張って接着する繊維シート接着工程を有する形態を含む。

また、本発明では、前記鋼板積層工程において、複数の前記鋼板を横方向に配列するとともに、横方向に隣接する鋼板の間に空隙を設ける形態を含む。

また、本発明では、前記繊維シート接着工程で鋼板の表面に張られた前記繊維シートの表面に、仕上げ材としてモルタルを塗布するモルタル施工工程を有することを特徴とする。

また、本発明では、前記モルタル施工工程においては、前記繊維シートの表面に、含有セメントが微粒子状である微細モルタルを塗布する一次モルタル施工工程と、この微細モルタルの表面に二次モルタルを塗布する二次モルタル施工工程とを行うことを特徴とする請求項５に記載の建造物の補強工法。

また、本発明では、前記二次モルタルは、ポリマーセメントモルタルまたは繊維含有モルタル、もしくはこれらポリマーセメントモルタルおよび繊維含有モルタルの混合物である形態を含む。

本発明によれば、強度の向上が図られるとともに、効果的な制震性を備えさせることができる建造物の補強工法が提供されるといった効果を奏する。

本発明の第１実施形態によって柱を補強した状態を示す縦断面図である。 同横断面図である。 第１実施形態で用いる鋼板および鋼板で構成される鋼板ユニットを示す平面図である。 同鋼板ユニットの側面図である。 同鋼板ユニットの斜視図である。 鋼板のリブを示す鋼板の一部縦断面図であって、（ａ）上下のリブを直接接触させた状態、（ｂ）上下のリブの間に粘弾性部材を挟んだ状態である。 鋼板の表面に設けられる繊維シートおよびモルタル層からなる被覆層の基本形態を示す断面図である。 同被覆層のモルタル層の別形態を示す断面図である。 同被覆層のモルタル層のさらに別形態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態を示す横断面図である。 本発明の第３実施形態を示す横断面図である。 本発明の第４実施形態を示す横断面図である。 本発明の第５実施形態を示す横断面図である。 本発明の第６実施形態を示す横断面図である。 本発明の第７実施形態によって柱・梁接合部を補強した状態を示す側面図である。 図１５のＡ−Ａ断面図である。 図１５のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第８実施形態によって柱・梁接合部を補強した状態を示す側面図である。 図１８のＣ−Ｃ断面図である。 図１８のＤ−Ｄ断面図である。 図１８のＥ−Ｅ断面図である。 別形態の継手鋼板を用いた柱用の鋼板ユニットを示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。 さらに別形態の継手鋼板を用いた柱用の鋼板ユニットを示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［１］柱の全面補強
図１〜図９は、本発明を既設の柱の補強に適用した第１実施形態を示している。これら図で符号１は断面矩形状の鉛直方向に立設されている既設の鉄筋コンクリート製の柱である。本実施形態においては柱１の全周面（４面）が補強対象面であり、床スラブ２と梁３間の内法高さの全長にわたって補強している。以下、柱１を補強する第１実施形態の補強工法を説明する。

はじめに、図１および図２に示すように、柱１の周囲の４つの角部１１に対応する位置に、柱１と所定の間隔を空けて４本の補強用の鉄筋２１を柱１と平行に立て、その状態を保持する。鉄筋２１は、柱１の断面における対角線の延長上に配置され、例えば床スラブ２および梁３に設けられる所定の支保工で立設状態を保持する。鉄筋２１の配置数および配置位置は任意であり、補強条件等に応じて選択される。

次に、柱１の４面に対し、それら表面に沿って複数の鋼板３１を載置した状態で積層し、これら鋼板３１で柱１の内法高さの全面を囲って覆う（鋼板積層工程）。この場合の鋼板３１は、図３〜図５に示すように、長方形状の素材鋼板の長手方向中間部を直角に折り曲げてＬ字状に形成したもので、４枚１組で柱１の全周を囲う鋼板ユニット３０Ａが構成される。鋼板３１は、直角の角部３１１の両側に平坦な板部３１２を有する構成であり、板部３１２の横方向の長さは等しいものである。

図２に示すように、鋼板３１は、角部３１１を柱１の角部１１に対応させ、かつ、柱１の表面との間に一定の間隔（かぶり厚さ）を空けて柱１の周囲に４枚が配列され、これにより１つの鋼板ユニット３０Ａが構成される。柱１と鋼板３１間は、例えば１２０〜３００ｍｍ程度の間隔とされる。横方向に隣接する鋼板３１の間には空隙４５が空けられる。また、空隙４５の両側の鋼板３１のうち、一方側の鋼板３１の空隙４５に臨む端部の内面には、空隙４５を塞ぐ平板状の継手鋼板４１がスポット溶接等の手段で固着されている。柱１の表面と鋼板３１との間隔は、スペーサ等を介在させるなどの手段により、その間隔を保持する。

図５および図６（ａ）に示すように、鋼板３１の上端および下端は、内側すなわち柱１の表面の方向に直角に折り曲げ加工されており、これにより内側に水平に突出する一定幅のリブ３９が、上下の端部の全長にわたってそれぞれ形成されている。リブ３９は、鋼板３１自体をＬ字状に折り曲げ加工する前に形成され、角部３１１でリブ３９どうしが重畳せず円滑に折り曲げ可能とするために、リブ３９の角部３１１に対応する箇所には、逃げ用の切欠きが予め形成される。

図１に示すように、柱１の周囲には鋼板ユニット３０Ａを複数段（図示例で４段）積層して柱１の全面を覆う。鋼板ユニット３０Ａの積層は、はじめに床スラブ２に４枚の鋼板３１で１組の鋼板ユニット３０Ａを組んで柱１の下端部を覆い、続いて、組んだ鋼板ユニット３０Ａ上に鋼板３１を積層しながら、２段目、３段目…の鋼板ユニット３０Ａを順に積み上げていく。

鋼板３１の上に鋼板３１を積層する際には、図６（ａ）に示すように、下側の鋼板のリブ３９に上側の鋼板のリブ３９を重ね合わせて載置した状態とし、上下のリブ３９が互いに直接面接触した状態とする。このように下側の鋼板３１の上端のリブ３９に、上側の鋼板３１の下端のリブ３９を積層しながら１組の鋼板ユニット３０Ａを組んで積み上げ、次いでその鋼板ユニット３０Ａに４枚の鋼板３１を載置するといった手順を繰り返して、柱１を複数段の鋼板ユニット３０Ａで覆う。先に配筋した鉄筋２１は、図２に示すように、リブ３９の直角の内隅に配置され、かつ、リブ３９に接触した状態とされる。

リブ３９の上にリブ３９を重ねることにより、リブ３９を形成していない鋼板の端縁どうしを合わせて積層する場合と比べると、鋼板３１の積層状態は安定し、積層状態を保持する必要がある場合には、その手段が簡素なものでよい。なお、鋼板３１の厚さは、例えば１.６〜３.２ｍｍ程度、高さは例えば３００〜６００ｍｍ程度、リブ３９の幅は例えば３０〜６０ｍｍ程度である。

以上のようにして鋼板積層工程を完了したら、次に、図７に示すように、積層した鋼板３１の表面に繊維シート５１を張って接着する（繊維シート接着工程）。繊維シート５１を接着するには、帯状に加工した連続する繊維シートに接着剤を含浸させたものを鋼板ユニット３０Ａにテンションを付与しながら巻き付ける手法が好適である。このようにすると繊維シート５１を上方あるいは下方に巻き付けながら、１枚の長い繊維シート５１を複数段の鋼板ユニット３０Ａにわたって連続的に張ることができ、含浸する接着剤によって巻き付けと同時に鋼板２０の外面に接着させることができる。

繊維シート接着工程は、下側の鋼板ユニット３０Ａに１つの鋼板ユニット３０Ａを積層するごとに、上下の鋼板ユニット３０Ａの境界に対して繊維シート５１を巻き付けていくといった手法を採ることでも遂行することができる。この手法によれば、積層した鋼板ユニット３０Ａを繊維シート５１で保持しながら、鋼板ユニット３０Ａの積層を進めることができ、鋼板ユニット３０Ａの積層状態を繊維シート５１によって速やかに安定した状態とすることができる。

繊維シート５１の繊維材料は、例えばポリエチレン、カーボン、ガラス、ビニロン、アラミド等からなるものが挙げられるが、耐アルカリ性に優れたポリエチレンおよびカーボンが好適とされる。

次に、図２に示すように、積層した鋼板ユニット３０Ａの中、すなわち柱１の表面と積層した鋼板３１との間に、グラウト材６１を充填する（グラウト材充填工程）。グラウト材６１は、例えばモルタル、セメント、コンクリート等が挙げられ、適宜なものが選択される。なお、鋼板ユニット３０Ａは内法高さの全長にわたって積層されるが、梁３に近接する上端部分にグラウト材充填用の孔を形成し、その孔からグラウト材６１を充填する。

次に、図７に示すように、鋼板ユニット３０Ａの各鋼板３１の表面に巻き付けて接着した繊維シート５１の表面に、仕上げ材としてモルタルを塗布してモルタル層７１を形成する（モルタル施工工程）。モルタル施工工程では、モルタルのみを適宜な厚さに施工してもよいが、図示例のようにモルタル中に格子状のメッシュ繊維シート７２を埋め込んだ状態のモルタル、あるいは有機高分子を混和させたポリマーセメントモルタル、炭素繊維やポリエチレン繊維等の繊維を適宜な長さにカットしたものを分散させた繊維含有モルタル、もしくはこれらポリマーセメントモルタルおよび繊維含有モルタルの混合物のモルタルを用いることにより、モルタル層７２の強度が向上するので好適である。

また、モルタル層７１は、鋼板ユニット３０Ａの各鋼板３１の表面に巻き付けて接着した繊維シート５１の表面に、含有セメントが微粒子状である微細モルタルを塗布する一次モルタル施工工程と、この微細モルタルの表面に二次モルタルを塗布する二次モルタル施工工程の２工程を含む複数工程に分けて形成してもよい。二次モルタルとしては、ポリマーセメントモルタルまたは繊維含有モルタル、もしくはこれらポリマーセメントモルタルおよび繊維含有モルタルの混合物を用いることができる。

図８はその例であり、繊維シート５１の表面に、微細モルタル７１Ａ、二次モルタル７１Ｂを順に塗布してモルタル層７１を形成している。微細モルタル７１Ａは、含有セメントの平均粒径が通常のものより微細なモルタルであり、含有セメントは、平均粒径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは２〜５μｍのものとされる。この微細モルタル７１Ａ中に有機高分子を混和させたポリマーセメントモルタルを用いてもよい。微細モルタル７１Ａの厚さは、例えば１〜３ｍｍ程度とされ、モルタル層７１全体の厚さは、例えば１０〜３０ｍｍ程度とされる。

また、図９に示すように、繊維シート５１の表面に微細モルタル７１Ａを塗布し、次いで、下塗りモルタル７１Ｃを塗布した後、この下塗りモルタル７１Ｃの表面に、微細モルタル中に格子状のメッシュ繊維シート７２を埋め込んだ状態のモルタル７１Ｄを施工する。この微細モルタル７１Ｄとして、ポリマーセメントモルタルを用いてもよい。そして最後に上塗りモルタル７１Ｅを施工するといった工程を採ってもよい。

以上が第１実施形態の補強工法であり、この実施形態によれば、柱１の表面にグラウト材６１を介して鋼板３１が固着されて一体化されることにより、柱１の補強がなされる。鋼板１にはリブ３９が形成され、このリブ３９がグラウト材６１中に埋設されるため、リブ効果による鋼板３１自体の強度や、グラウト材６１に対する鋼板３１の結合強度が高くなり、その結果、柱１にかかる引っ張りやせん断等の応力に対する抵抗力が高いものとなる。

また、引っ張りやせん断等の応力は、グラウト材６１を介して繊維シート５１に伝わる。繊維シート５１はそのような応力に対する抵抗力が高く、鋼板３１に比べて例えば約１０倍以上の引っ張り強度を有する場合がある。このため、柱１は高い強度で補強される。さらに繊維シート５１は、外側に塗布されるモルタル層７１により補強されるため、外側から繊維シート５１にかかる応力に対する抵抗力も十分に強いものとなる。

また、図８または図９に示したように、繊維シート５１の表面に微細モルタル７１Ａを塗布し、微細モルタル７１Ａの上にモルタルを塗布する多層のモルタル層７１とすることにより、繊維シート５１が微細モルタル７１Ａを介して高い結合力または付着力でモルタルに結合する。このため、柱１にかかる応力は、モルタル層７１にひび割れ等の損傷を生じさせることなく繊維シート５１に伝播しやすい。すなわち、応力の多くを繊維シート５１で受けることになり、これによっても高い補強構造が得られる。

また、地震等によって横方向の振動を受けた場合には、鋼板ユニット３０Ａの４枚の鋼板３１は、それぞれ独自に動こうとする。これは、鋼板３１の間に空隙４５が空いているので、横方向の動きが鋼板３１ごとに独自に可能となっているからである。上下の鋼板３１が横方向に相対的に動いたとき、上下のリブ３９の接触面に摩擦が生じる。このときの摩擦力が振動を抑制するダンパーとなり、制震性が効果的に発揮される。また、鋼板３１の横方向および上下方向の動きは繊維シート５１で拘束されようとする。これらの結果、揺れを減衰させて揺れを早く抑えたり、揺れを小さくしたりする効果を得る。また、リブ３９を重ねて鋼板３１を載置しながら積層するため、鋼板積層工程においては鋼板３１の積層状態が安定し、施工を安全、かつ、速やかに進めることができる。

なお、上記実施形態では、積層する上下の鋼板３１のリブ３９を直接接触させた状態としているが、図６（ｂ）に示すように、上下のリブ３９の間に粘弾性部材９１を挟んだ状態としてもよい。粘弾性部材９１としては、例えば天然ゴム、合成ゴム等のゴムを材料としたものが用いられる。この場合、粘弾性部材９１によって上下のリブ３９が一体化したような状態になる。そして地震等によって横方向の振動を受けた際に、粘弾性部材９１によって粘弾性ダンパー効果が生じ、制震性が効果的に発揮される。このため、揺れを減衰させて揺れを早く抑えたり、揺れを小さくしたりする効果を得る。

上記第１実施形態は柱１の全面を補強する例であって、本発明の基本的な補強構造を示している。柱１の場合には、補強が必要な面のみに同じ構造で補強を施すことができる。また、本発明では補強対象の建造物は柱に限定されず、柱以外の、壁、梁、床スラブ等の躯体の補強に適用することができる。以下、その例を示していく。なお、参照図面では上記実施形態、あるいはその実施形態以前の既出の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を簡略化あるいは省略する。

［２］柱の補強の変形例
図１０は、柱１の１面のみが補強対象面であり、その補強対象面１ａを本発明の補強工法で補強した第２実施形態を示している。この場合は、長板部３２２と短板部３２３とを有するＬ字状の鋼板３２が２枚１組で鋼板ユニット３０Ｂを構成する。１組の鋼板ユニット３０Ｂの鋼板３２は、柱１と間隔を空けて、補強対象面１ａに長板部３２２を平行に対面させ、短板部３２３の端部を補強対象面１ａの両側に対応させて配設される。鋼板３２の間には空隙４５が空けられ、一方の鋼板３２の内面に、空隙４５を塞ぐ継手鋼板４１がスポット溶接される。

鋼板３２の上端および下端には、内側に直角に折り曲げ加工することによりリブ３９がそれぞれ形成されている。そして鋼板ユニット３０Ｂを、リブ３９を重ねることにより積層して柱１の補強対象面１ａを覆い、鋼板３２の表面への繊維シート５１の接着、鋼板３２と柱１の間の空間へのグラウト材６１の充填、繊維シート５１の表面へのモルタル層７１の形成を、この順で行う。

また、この場合には、柱１の補強対象面１ａに直交させて適宜本数のアンカー８１を挿入し、アンカー８１の頭部をグラウト材６１中に埋め込んでいる。アンカー８１は、柱１に穿孔したアンカー孔に挿入し、接着剤により挿入状態を固定する。柱１へのアンカー８１の固定は、鋼板３２の施工の前に行う。さらに、鋼板ユニット３０Ｂの２枚の鋼板３２の短板部３２３間にわたりタイバー８２を貫通させ、タイバー８２をナット８３で締め込んで緊張状態に締結しており、タイバー８２もグラウト材６１中に埋め込んでいる。アンカー８１により柱１に対するグラウト材６１の結合、および柱１に対する鋼板３２とモルタル層７１の結合が一層強くなり、また、タイバー８２により鋼板３２の水平拘束強度が向上するものとなっている。

図１１は、柱１の隣接する２面が補強対象面１ａであり、それら面に対し本発明の補強工法で補強した第３実施形態を示している。この場合、２つの補強対象面１ａの間の角部１１ａに対応する２枚の板部３３２の長さが同じＬ字状の鋼板３３と、この鋼板３３の両側に空隙４５を空けて配設される長板部３４２と短板部３４３とを有する２枚のＬ字状の鋼板３４との組み合わせで、１段の鋼板ユニット３０Ｃが構成される。いずれの鋼板３３，３４にも上下の端部に互いに重なるリブ３９が形成されており、上下のリブ３９を重ねて鋼板ユニット３０Ｃが複数段に積層され、柱１の補強対象面１ａを覆って施工される。また、この場合にも、補強対象面１ａにアンカー８１が挿入、固定され、また、補強対象面１ａに対応してタイバー８２が鋼板３４に貫通されている。

図１２は、補強用の鉄筋２１を四隅に配筋することを省略して、図２で示した例と同様に柱１の全面に鋼板３１および継手鋼板４１、繊維シート５１およびモルタル層７１からなる補強構造を施工した第４実施形態を示している。この場合、鉄筋２１を配筋しない分、鋼板３１は柱１の表面に接近しており、リブ３９と柱１との間隔も狭い。このため、リブ３９が仕切りとなって柱１と鋼板３１との間の空間が鋼板ユニット３０Ａごとに隔絶された状態に近くなり、１箇所からグラウト材６１を充填しても、空間全体をグラウト材６１で充満させることができない場合がある。したがってこのような場合には、鋼板ユニット３０Ａごとにグラウト材６１を充填すればよい。

［３］柱と壁を含む補強例
図１３は、柱１の一面の両側に袖壁４が連続して施工された建造物を補強した第５実施形態を示している。この場合には、柱１と両側の袖壁４が平坦に連続する面が補強対象面１４ａであり、左右対称の一対の鋼板３５で鋼板ユニット３０Ｅが構成される。鋼板３５は、柱１から袖壁４にわたって柱１と間隔を空けて平坦に配設される主板部３５１の一端部に、袖壁４に近接するようにクランク状に屈曲部３５２が形成されたもので、屈曲部３５２の端部には、柱１に挿入されるボルト８４が通される。鋼板３５の間には空隙４５が空けられ、一方の鋼板３５の端部内面に、空隙４５を塞ぐ継手鋼板４１がスポット溶接される。鋼板ユニット３０Ｅは、鋼板３５の上下端に形成されているリブ３９を重ねて複数段に積層され、補強対象面１４ａを覆って施工される。そして、補強対象面１４ａの、左右の鋼板３５の主板部３５１に対応する部分にはアンカー８１が挿入されて固定され、グラウト材６１中にアンカー８１が埋設される。

図１３では、柱１と袖壁４が平坦に連続する面を補強対象面としていたが、図１４は、柱１が突出する側の面を補強対象面１４ｂとする第６実施形態を示している。この場合は、柱１の２つの外隅側の角部１１ｂに対応する２枚のＬ字状の鋼板３６と、柱１と袖壁４とで形成される２つの内隅側の角部１１ｃに対応する２枚のＬ字状の鋼板３７とが左右対称に組まれて、鋼板ユニット３０Ｆが構成される。

中央側の２枚の鋼板３６間、およびこれら鋼板３６と両側の鋼板３７との間には空隙４５が空けられ、隣接する鋼板のうちの一方の鋼板３６（もしくは鋼板３７）の内面に、空隙４５を塞ぐ継手鋼板４１がスポット溶接される。鋼板ユニット３０Ｆは、鋼板３６，３７の上下端に形成されているリブ３９を重ねて複数段に積層され、補強対象面１４ｂを覆って施工される。両側の鋼板３７の端部には、袖壁４に挿入されるボルト８４が通される。図示例では上記のようなグラウト材６１に埋設されるアンカー８１は柱１に挿入されていないが、同様にアンカー８１を設けてもよい。

［４］柱・梁接合部の補強
次に、図１５〜図１７を参照して柱１の４面に梁３が直交して接合された柱・梁接合部を本発明を適用することによって補強した第７実施形態を説明する。この場合、梁３の上面には床スラブ２が施工されている。柱１、梁３および床スラブ２は、いずれも既設の鉄筋コンクリート製の建造物の躯体である。

第７実施形態では、はじめに、柱１の周囲に、角部１１に対応して補強用の鉄筋２１を鉛直方向に立てて保持する。また、特に梁３と重なる部分の鉄筋２１の周囲には、鉄筋２１に通した螺旋フープ筋２２を巻いた状態として保持する。次に、柱１の周囲に、上記第１実施形態と同様に４枚のＬ字状の鋼板３１を配列して鋼板ユニット３０Ａを組み、梁３の上下の柱１に、鋼板ユニット３０Ａを積層する。

また、図１６に示すように、梁３の両側面と梁３の下面を、間隔を空けて側面鋼板３８１および下面鋼板３８２で覆う。図１７に示すように、梁３の幅は柱１の幅よりも小さく、柱１の４つの角部１１が露出した状態となっている。側面鋼板３８１は、柱１の角部１１の両側の面のうちの一方側の面と梁３の側面に対面して配設し、柱１の角部１１に対応する鋼板３８１，３８２の継ぎ目を、断面略Ｍ字状に折り曲げ加工された継手鋼板４２で互いに接合した状態とする。そして、梁３の下面を下面鋼板３８２で覆う。

側面鋼板３８１の下端部であって下側の柱１を覆う鋼板ユニット３０Ａが被る部分には、柱１の鋼板ユニット３０Ａの各鋼板３１のリブ３９に積層するリブ３９が形成されている。リブ３９は、側面鋼板３８１の下端を内側に折り曲げ加工して形成されている。下側の柱１を覆う鋼板３１のリブ３９には、側面鋼板３８１の下側のリブ３９が重ねて積層される。また、側面鋼板３８１の端部は、梁３の側面に近接するようにクランク状に屈曲し、その端部には、梁３に挿入されるボルト８４が通される。なお、側面鋼板３８１が施工される前に、梁３に複数のアンカー８１を挿入して固定する。

柱１を覆う鋼板ユニット３０Ａと、側面鋼板３８１および下面鋼板３８２を施工して柱・梁接合部をこれら鋼板で覆った後、鋼板表面に繊維シート５１を接着し、次いで各鋼板と柱１および梁３との間の空間へのグラウト材６１の充填を行い、最後に、繊維シート５１の表面にモルタル層７１を形成する。

図１８〜図２１は、柱１の３面に梁３が直交して接合された柱・梁接合部に本発明を適用して補強した第８実施形態を示している。この場合、柱１の両側に延びる梁３は外面（図２１で下側の面）側で面一の状態に施工されており、柱１および柱１から両側の梁３に連なる平坦な外面が補強対象面１３ａとなっている。

第８実施形態では、図１９に示すように、柱１の外面（補強対象面１３ａ）に、図１０で示したものと同様の長板部３２２と短板部３２３とを有するＬ字状の鋼板３２を２枚１組とする鋼板ユニット３０Ｂを配設する。鋼板３２の間には空隙４５が空けられ、一方の鋼板３２の内面に、空隙４５を塞ぐ継手鋼板４１がスポット溶接される。鋼板３２の上端および下端には、内側に直角に折り曲げ加工することによりリブ３９がそれぞれ形成されている。そして鋼板ユニット３０Ｂを、リブ３９を重ねることにより積層して柱１が覆われ、鋼板３２の表面に繊維シート５１が接着される。２枚の鋼板３２の短板部３２３間にわたりタイバー８２を貫通させており、タイバー８２の両端をナット８３で締め込んで緊張状態に締結し、タイバー８２をグラウト材６１中に埋め込んでいる。

また、図１８および図２０に示すように、柱１と柱１の両側の梁３からなる平坦な外面（補強対象面１３ａ）には、上下２枚の梁部鋼板３８３，３８４が補強対象面１３ａと間隔を空けて配設される。上下２枚の梁部鋼板３８３，３８４の両端部は梁３の側面に近接するようにクランク状に屈曲し、その端部には、梁３に挿入されるボルト８４が通される。梁部鋼板３８３，３８４が施工される前に、梁３に複数のアンカー８１を挿入して固定される。

図２０に示すように、上側の梁部鋼板３８３の上端には内側に折り曲げ加工してリブ３９２が形成されており、このリブ３９２は床スラブ２の下面に接触した状態とされる。また、下側の梁部鋼板３８４の下端は内側にある程度の奥行きで折り曲げられて下板部３９４が形成され、下板部３９４の内側の先端には、上側に折り曲げられてリブ３９３が形成されており、このリブ３９３が、梁３の側面の下端部に接触する状態となっている。そして、上下の梁部鋼板３８３，３８４のそれぞれ下端および上端にはリブ３９が形成されており、これらリブ３９が重ねて積層される。また、下側の梁部鋼板３８４の下板部３９４は、梁３の下側の柱１を覆う鋼板３１の上端のリブ３９に重ねて積層される。

第８実施形態においては、柱１の外面に対する鋼板ユニット３０Ａと、柱・梁の外面に対する上下２枚の梁部鋼板３８３，３８４を施工し、鋼板３１，３８３，３８４の表面に繊維シート５１を接着し、次いで、鋼板３１，３８３，３８４と柱１および梁３との間の空間へのグラウト材６１の充填を行い、最後に、繊維シート５１の表面にモルタル層７１を形成する。

第８実施形態では、柱・梁接合部の外面の上下２枚の梁部鋼板３８３，３８４のリブ３９が重ねて積層され、また、下側の梁部鋼板の下板部３９４が鋼板３１の上端のリブ３９に重ねて積層された状態となる。このようにリブ３９どうしおよびリブ３９と下板部３９４が重ねて積層されることにより、この柱・梁接合部においては、横方向の振動を受けた場合、重なっているリブ３９どうしおよびリブ３９と下板部３９４の接触面に摩擦が生じ、このときの摩擦力が振動を抑制するダンパーとなって制震性が効果的に発揮される。

［５］継手鋼板の別形態
上記実施形態で鋼板間の空隙４５を塞ぐ継手鋼板４１は、単なる平板状のものであったが、図２２に示すように、柱の４面を４枚の鋼板３１で覆う鋼板ユニット３０Ａにおいて、上下の端部に、鋼板３１のリブ３９の内面に重なるリブ４１９を有するものであってもよい。この場合には、鋼板３１のリブ３９間の空隙４５がリブ４１９に塞がれ、継手鋼板４１のリブ４１９によって強度が向上するといった利点がある。また、鋼板３１のリブ３９に作用する応力が継手鋼板４１のリブ４１９を介して隣接する鋼板３１のリブ３９に伝わり、これによって応力伝達が鋼板３１間で連続しやすくなり、応力への抵抗性が向上する。

また、図２３に示すように、柱の４面を、各面に対応するサイズの平板状の鋼板３１５を柱の各面に対面させ、これら鋼板３１５で形成される内側の角部の内面に、断面Ｌ字状の角継手鋼板４３を重ね合わせ、各鋼板３１５の横移動が可能なように、角継手鋼板４３の一方側の横方向端部を、対面する鋼板３１５の内面にスポット溶接する形態としてもよい。この場合、４枚の鋼板３１５および角継手鋼板４３の上下の端部にはリブ３１９，４３９がそれぞれ形成され、角継手鋼板４３のリブ４３９が鋼板３１５のリブ３１９の内面側に重ね合わされる。

１…柱
３…梁
３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７…鋼板
３８１…側面鋼板
３８２…下面鋼板
３８３…梁部鋼板
３８４…梁部鋼板
３９…リブ
４５…空隙
５１…繊維シート
６１…グラウト材
７１…モルタル層
７１Ａ…微細モルタル
７１Ｂ…二次モルタル
９１…粘弾性部材

Claims (7)

1. 既設の建造物の表面に対し、この表面に沿って複数の鋼板を載置した状態で積層し、積層した該鋼板により建造物の前記表面を覆う鋼板積層工程と、
   前記建造物の表面と、積層した前記鋼板との間に、グラウト材を充填するグラウト材充填工程と、
   を備え、
   積層された上下の前記鋼板のそれぞれの下端および上端に、建造物の前記表面の方向に突出し、積層状態で互いに接触可能なリブがそれぞれ形成されており、これらリブを直接接触させた状態、またはこれらリブの間に粘弾性部材を挟んだ状態とすることを特徴とする建造物の補強工法。
2. 前記リブは、前記鋼板の端部を折り曲げ加工して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の建造物の補強工法。
3. 積層された前記鋼板の表面に繊維シートを張って接着する繊維シート接着工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載の建造物の補強工法。
4. 前記鋼板積層工程において、複数の前記鋼板を横方向に配列するとともに、横方向に隣接する鋼板の間に空隙を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の建造物の補強工法。
5. 前記繊維シート接着工程で鋼板の表面に張られた前記繊維シートの表面に、仕上げ材としてモルタルを塗布するモルタル施工工程を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の建造物の補強工法。
6. 前記モルタル施工工程においては、前記繊維シートの表面に、含有セメントが微粒子状である微細モルタルを塗布する一次モルタル施工工程と、この微細モルタルの表面に二次モルタルを塗布する二次モルタル施工工程とを行うことを特徴とする請求項５に記載の建造物の補強工法。
7. 前記二次モルタルは、ポリマーセメントモルタルまたは繊維含有モルタル、もしくはこれらポリマーセメントモルタルおよび繊維含有モルタルの混合物であることを特徴とする請求項６に記載の建造物の補強工法。

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