JP2015209672A - 鋼材柱の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 柱底部の耐力を上げながら、補強後の柱の強度を向上させることができる鋼材柱の補強構造を提供することである。【解決手段】 鋼材柱１の特定の面又は全周を囲い鋼板で囲い、鋼材柱１の外周と上記囲い鋼板５との間にグラウト材６を充填し、このグラウト材６中に軸方向筋７を配置する鋼材柱１の補強構造を前提とする。そして、上記軸方向筋７の下端を既存の基礎８あるいは新たに形成した補充基礎１６に埋設したことを特徴とする。【選択図】 図１

Description

この発明は、Ｈ型鋼などからなる鋼材柱の補強構造に関する。

従来から、Ｈ型鋼や角型鋼などの鋼材を柱として用いることがあるが、このような鋼材柱は、ベースプレートを備えた柱脚を、コンクリートの基礎にボルトで固定している。
例えば、Ｈ型鋼柱１は、図７に示すように下端に溶接したベースプレート２を備え、このベースプレート２には、アンカーボルト３，３を設けている。このアンカーボルト３，３をコンクリートの基礎に埋め込むとともに、ナット４を締め付けて上記ベースプレート２を基礎に固定するようにしている。

このように、底部を上記アンカーボルト３で固定されたＨ型鋼柱１のうち、従来の基準で設計されたものには、上記ベースプレート２を固定するためのアンカーボルト３の本数が少なく、柱の底部において十分なせん断耐力を発揮できないものが少なくなかった。
さらに、Ｈ型鋼は弱軸方向の曲げには弱いため、現在の基準からみて、柱としての強度が不足しているＨ型鋼柱は多かった。
なお、Ｈ型鋼以外の鋼材柱も、図７に示すＨ型鋼柱１と同様に、ベースプレート２をアンカーボルト３によって基礎に固定するようにしている。そのため、Ｈ型鋼柱１以外の既存の鋼材柱も、底部のせん断耐力が不足したものがあった。

このように、強度不足となるＨ型鋼柱１を事後的に補強することは行なわれていた。例えば、図８に示す従来の補強構造は、Ｈ型鋼柱１の周囲を、間隔を保って囲い鋼板５で囲い、その内側にグラウト材６を充填するとともに、このグラウト材６内に軸方向筋７を埋設したものである。
なお、既存のＨ型鋼柱１は、下端に溶接したベースプレート２を、上記アンカーボルト３とナット４とによって基礎立ち上げ部８ａに固定して設置されている。

上記基礎立ち上げ部８ａは、図８に示す基礎底盤８から上方へ立ち上げた部分であり、この基礎立ち上げ部８ａの周囲には、図９に示すように基礎梁９を格子状に連結していることが多い。
これら基礎立ち上げ部８ａ及び基礎梁９の上にはコンクリートスラブ１０を設けている。
上記Ｈ型鋼柱１のベースプレート２は、コンクリートスラブ１０を介して基礎立ち上げ部８ａにアンカーボルト３で固定されている。
また、上記囲い鋼板５及び軸方向筋７の下端は、上記コンクリートスラブ１０上に設置されている。

特開２００８−０６９６０６号公報

上記Ｈ型鋼柱１の底部は、ベースプレート２をアンカーボルト３で固定することによって基礎立ち上げ部８ａに固定されている。上記したように、このアンカーボルト３による固定力は強固なものではなく、既存のＨ型鋼柱１の底部と基礎立ち上げ部８ａとは所謂ピン接合となって、この接合部分でせん断力を受けることができない。
このようなＨ型鋼柱１を、囲い鋼板５で覆って断面積を大きくしたり、軸方向筋７を埋設したりしても、補強によって新たに追加された補強部は固定されていない。つまり、補強後の柱も底部も、上記アンカーボルト３によるピン接合のままである。

そこで、図８に示す補強構造によってＨ型鋼柱１の部材としての強度を向上させることはできるが、建造物の柱としての端部のせん断耐力は弱いままである。
このように、柱の端部のせん断耐力が弱ければ、曲げ耐力も発揮できず、補強したとしても建造物の柱としての強度を十分に上げることはできなかった。
この発明の目的は、特に柱底部の耐力を上げながら、補強後の柱の強度を向上させることができる鋼材柱の補強構造を提供することである。

この発明は、鋼材柱の特定の面又は全周を囲い鋼板で囲い、鋼材柱の外周と上記囲い鋼板との間にグラウト材を充填し、このグラウト材中に軸方向筋を配置する鋼材柱の補強構造を前提とする。
そして、第１の発明は、上記軸方向筋の下端を既存の基礎あるいは新たに形成した補充基礎に埋設したことを特徴とする。
上記既存の基礎とは、既存の鋼材柱の底部より下方に位置し、当該鋼材柱の下端を固定する部分のことである。

第２の発明は、上記基礎が基礎底盤を備え、この基礎底盤に固定孔を形成し、この固定孔に上記軸方向筋の下端を挿入するとともにグラウト材を充填して上記軸方向筋の下端を上記基礎底盤に埋設したことを特徴とする。

第３の発明は、既存の基礎の周囲に補充基礎を新たに形成し、この補充基礎に上記軸方向筋の下端を埋設したことを特徴とする。

第４の発明は、上記既存の基礎にあと施工アンカーを打ち込み、このあと施工アンカーの突出部を上記軸方向筋の近傍に位置させるとともに、このあと施工アンカーの突出部及び上記軸方向筋の下端を上記補充基礎に埋設したことを特徴とする。

第５の発明は、上記既存の基礎は基礎梁を備え、この基礎梁に固定孔を形成し、この固定孔に上記軸方向筋の下端を挿入するとともにグラウト材を充填して上記軸方向筋の下端を上記基礎梁に埋設したことを特徴とする。

第６の発明は、上記鋼材柱の両脇に梁部材が連結された連結部を梁用の囲い鋼板で覆い、上記連結部と梁用の囲い鋼板との間にグラウト材を充填して、このグラウト材に上記軸方向筋の上端を埋設するとともに、
上記梁部材であって上記軸方向筋と対向する位置には、あと施工アンカーを設け、このあと施工アンカーの突出部を上記軸方向筋の近傍に位置させるとともに、このあと施工アンカーの突出部及び上記軸方向筋の上端を上記グラウト材に埋設したことを特徴とする。

この発明によれば、補強後の柱は、グラウト材に囲まれることによって座屈しにくくなるとともに、柱の断面積を大きくすることができるので、せん断耐力や軸耐力が向上する。また、軸方向筋によって曲げ耐力も向上する。
さらに、上記グラウト材を囲う囲い鋼板が、グラウト材の崩壊を防止して鋼材柱のせん断耐力をさらに向上させることができる。
しかも、既存の鋼材柱に沿った軸方向筋の下端を基礎に埋設して固定し、補強後の柱の底部を固定することができる。特に、補強によって付加された部分で、軸方向筋と基礎とが結合するので、既存のアンカーボルトのみで柱を支える場合と比べて応力集中も発生し難く、柱底部のより強固な固定が期待できる。その結果、補強効果が有効に発揮され、せん断力及び曲げ耐力を向上させ、補強後の鋼材柱の強度を十分に向上させることができる。

第２の発明によれば、軸方向筋の下端を基礎底盤まで到達させて固定することができる。これにより、補強後の柱の底部を固定して、十分な補強効果を得ることができる。
第３の発明によれば、既存の基礎に軸方向筋を埋設することが難しい場合にも、軸方向筋の下端を補充基礎に埋設して固定し、補強後の柱の強度を向上させることができる。

第４の発明によれば、あと施工アンカーによって既存の基礎と補充基礎との一体性を高めるとともに、補充基礎に埋設された軸方向筋と既存の基礎との結合力を強くすることができる。その結果、軸方向筋の下端をより確実に固定し、補強後の柱の強度を十分に向上させることができる。
第５の発明によれば、基礎梁部分に位置する軸方向筋の下端を基礎梁に埋設して固定することができる。

第６の発明によれば、梁に設けたあと施工アンカーによって、軸方向筋の上端をグラウト材内で固定することができる。これにより、軸方向筋の上下端が固定され、下端のみを固定した場合よりも曲げ耐力を向上させ、補強後の柱の強度をさらに向上させることができる。

図１は第１実施形態の囲い鋼板の前面部分を省略した状態の正面図と、基礎の断面図である。 図２は第１実施形態の補強構造の斜視図である。 図３は第２実施形態の基礎周辺の断面図である。 図４は第３実施形態の基礎周辺の断面図である。 図５は第４実施形態の円形鋼管材柱の柱脚部付近の斜視図である。 図６は第４実施形態の基礎周辺の断面図である。 図７は一般的なＨ型鋼柱の斜視図である。 図８は従来のＨ型鋼柱の補強構造の基礎周辺の断面図である。 図９はコンクリート基礎の平面図である。

図１，２に示す第１実施形態は、例えば倉庫や屋内駐車場などに多く用いられているＨ型鋼柱１を補強する補強構造である。
上記Ｈ鋼柱１は、図７に示すように、下端に溶接したベースプレート２を備えたもので、このベースプレート２を貫通するアンカーボルト３とナット４とによって、基礎立ち上げ部８ａに固定されている。
一方、上記Ｈ型鋼柱１の上端付近には、その両脇にＨ型鋼からなる梁１１，１１を連結している。これら梁１１，１１とＨ型鋼柱１との連結は、溶接やボルト止めなどで行なわれるが、上記Ｈ型鋼柱１と梁１１，１１とは直接連結するだけでなく、連結用プレートなどを介在させるようにしてもよい。

以下に、第１実施形態の補強構造を詳細に説明する。
図１に示すように、この第１実施形態では、上記Ｈ型鋼柱１の周囲を、間隔を保って囲い鋼板５で囲むとともに、上記梁１１の部分にも梁１１との間隔を保って梁用の囲い鋼板１２を設けている。そして、これら囲い鋼板５，１２の内部にグラウト材６を充填している。
なお、上記囲い鋼板５は、その下端側において、上記ベースプレート２の外周との間隔が、上記軸方向筋７を配置可能な寸法となるように配置されている。

また、この第１実施形態では、図２に示すように、上記囲い鋼板５の軸方向長さを、この囲い鋼板５で囲われるＨ型鋼柱１の長さよりも短くし、複数の囲い鋼板５を上下方向に積層してＨ型鋼柱１の周囲に配置するようにしている。このように、囲い鋼板５の軸方向長さをＨ型鋼柱１より短くしたのは、搬送性や作業性を考慮したためである。ただし、囲い鋼板５は軸方向に分割しないものでもかまわない。
さらに、上記囲い鋼板５は、断面をＬ字状にした４つの単位鋼板５ａ〜５ｄで構成され、各単位鋼板５ａ〜５ｄの先端同士を重ね合わせてＨ型鋼柱１の全周を矩形に囲うようにしている。ただし、補強鋼板５は４つの部材で構成されるものに限らず、Ｈ型鋼柱１の周囲を囲むことが可能なものであれば、その形状はどのようなものでもかまわない。

また、上記梁用の囲い鋼板１２は、コの字状の囲い部の左右両脇に図示しない止め部を備え、この止め部を梁１１に止めねじなどで固定するものである。
なお、この第１実施形態では上記梁用の囲い鋼板１２の幅を、柱の部分のみを囲む囲い鋼板５の幅より大きくしているが、梁用の囲い鋼板１２の幅は、上記囲い鋼板５と同等にしてもよい。さらに、上記梁用の囲い鋼板１２を、例えば断面がＬ字状の一対の単位鋼板など、複数の単位鋼板で構成してもよいし、梁用の囲い鋼板１２を設けなくてもよい。

さらにまた、上記囲い鋼板５、１２の表面に帯状シートを接着してもよい。この帯状シートを接着することによって、Ｈ型鋼柱１の周方向に分割された単位鋼板５ａ〜５ｄ同士を連結したり、積層された囲い鋼板５を上下方向に一体化したりすることができる。
ただし、周方向や、上下に連続する単位鋼板５ａ〜５ｄ同士は、上記帯状シートではなく、溶接やボルトなどを用いて連結するようにしてもよい。
なお、上記囲い鋼板５，１２の外周に帯状シートを貼り付ければ、帯状シートの引張強度を上記囲い鋼板５，１２の強度に付加することもできる。

上記のように配置した囲い鋼板５，１２の内側には、図１，２に示すように囲い鋼板５の内側四隅に沿って鉄筋などの軸方向筋７を配置している。これら軸方向筋７の上端にはプレートナット１３を取り付け、このプレートナット１３が上記梁用の囲い鋼板１２内のグラウト材６で保持されるようにしている。
また、上記梁１１であって、軸方向筋７，７に対向する部分には、複数のあと施工アンカー１４を打ち込んでその突出部を軸方向筋７，７の近傍に位置させている。このようなあと施工アンカー１４は、梁１１を構成するＨ型鋼のウエブに固定され、軸方向筋７とともに上記グラウト材６に埋設される。これにより、グラウト材６、梁１１及び軸方向筋７が一体化し、軸方向筋７の上端が固定されることになる。
ただし、必要な補強強度によっては、梁１１の部分まで補強せず、上記梁用の囲い鋼板１２を設けなくてもよい。その場合には、軸方向筋７の上端であるプレートナット１３は上記梁１１より下方で、上記囲い鋼板５内に位置するようにする。

一方、軸方向筋７の下端は、基礎底盤８まで達し、基礎底盤８に埋設される。具体的には、基礎底盤８に固定孔１５を形成し、この固定孔１５にスラブ１０を貫通した軸方向筋７の下端側を挿入してグラウト材６で固定する。
また、上記軸方向筋７において上記スラブ１０と基礎底盤８との間に対応し、図１中一点鎖線で囲んだ部分Ａは、格子状に配置された基礎梁９，９間で露出した露出部Ａとなる。そこで、この露出部Ａを、グラウト材やコンクリートで覆って錆などが発生しないようにしている。

このように、囲い鋼板５，１２内に軸方向筋７を配置したら、囲い鋼板５，１２内にグラウト材６を充填し固化させる。グラウト材６が固化すれば、この第１実施形態の補強構造が完成する。
上記グラウト材６は、Ｈ型鋼柱１の一対のフランジ１ａ，１ａとその間のウエブ１ｂとで囲まれる空間内にも充填され、Ｈ型鋼柱１の全表面を覆う。

このように補強した補強後のＨ型鋼柱１は、グラウト材６に囲まれることによって座屈しにくくなるとともに柱の断面積を大きくすることができるので、補強後は、曲げ耐力だけでなく、せん断耐力や軸耐力が向上する。また、上記軸方向筋７によって曲げ耐力も向上する。
さらに、上記グラウト材６を囲う囲い鋼板５が、グラウト材６の崩壊を防止することで内部の座屈を防止し、曲げ耐力、軸耐力及びせん断耐力をさらに向上させることができる。

さらにまた、上記囲い鋼板５の外周に、引張強度が大きな帯状シートを接着した場合には、帯状シートの引張強度が上記囲い鋼板５の強度に付加されて、より一層のせん断耐力の向上が期待できる。
しかも、軸方向筋７の下端は、基礎底盤８に埋設されているので、上記囲い鋼板５で囲まれた補強部分と基礎との結合強度が強くなり、柱の底部のせん断耐力が上がり、基礎からずれたり分離したりしてしまうようなことがない。その結果、囲い鋼板５、軸方向筋７及びグラウト材６による補強効果が有効に機能し、補強後の柱の強度を向上させることができる。
なお、上記軸方向筋７は、上記基礎底盤８に埋設される下端から、プレートナット１３まで連続する１本ものでなくてもよく、複数の軸方向筋を溶接や、継手によって事後的に連結したものでもよい。なお、上記継手には、端部同士を連結する機械的な継手のほか、軸方向に重ねてグラウト材に埋設することによって連結する重ね継手が含まれる。

図３に示す第２実施形態は、第１実施形態と同様のＨ型鋼柱１を補強する補強構造である。
ただし、この第２実施形態では、周囲に基礎梁を設けていない基礎立ち上げ部８ａに、Ｈ型鋼柱１のベースプレート２がアンカーボルト３によって直接固定されている。また、既存の基礎底盤８に固定孔１５を形成するのではなく、新たに補充基礎１６を形成し、この補充基礎１６に軸方向筋７の下端を埋設している点が、上記第１実施形態と異なる。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と同じ構成要素には、図１と同じ符号を用い各構成要素の説明は省略する。

この第２実施形態では、上記基礎立ち上げ部８ａの周囲にコンクリート製の補充基礎１６を形成し、その上に上記囲い鋼板５が配置されるようにしている。
この補強構造の具体的な形成方法は、以下のとおりである。
まず、上記ベースプレート２より下方で、軸方向筋７が配置される位置に対応する基礎立ち上げ部８ａの周囲に、複数のあと施工アンカー１４を打ち込む。このあと施工アンカー１４は、一端側を基礎立ち上げ部８ａから突出させ、その突出部が、補充基礎１６内に埋設する軸方向筋７の近傍に達する長さを備えている。
このようにあと施工アンカー１４を打ちこんだら、軸方向筋７を所定の位置に配置し、図示しない型枠内にコンクリートを充填して、上記あと施工アンカー１４とともに軸方向筋７の下端側を埋設した補充基礎１６を形成する。
その後、上記補充基礎１６上に囲い鋼板５を配置し、その内側にグラウト材６を充填するようにしている。

この第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、補強後の柱の底部と基礎との結合力を強くしながら、補強後の柱の全体の強度を向上させることができる。
さらに、この第２実施形態では、補充基礎１６にあと施工アンカー１４を設けることによって補充基礎１６と軸方向筋７との結合力をより強くしている。
また、この第２実施形態では、補充基礎１６の形成時に上記軸方向筋７の下端を埋設することができるので、第１実施形態のように事後的に固定孔１５（図１参照）を形成しなくてもよい。また、軸方向筋７の露出部Ａ（図１参照）を覆う処理も必要ない。

この第２実施形態の補強構造は、軸方向筋７を埋設するための固定孔１５を基礎底盤８に形成することが困難な場合にも、十分な補強ができるものである。
なお、上記補充基礎１６を形成する際に、基礎立ち上げ部８ａや基礎底盤８の表面に複数の差し筋を設け、これらを利用してかご鉄筋を形成すれば、より強固な補充基礎１６を形成することができるとともに、補充基礎１６と軸方向筋７との結合力をより一層強くできる。

図４は、基礎梁９，９間に補充基礎１７を形成する第３実施形態を示したものである。
この第３実施形態において、上記第１，２実施形態と同様の構成要素には同じ符号を用いる。
第３実施形態の補強構造は、上記補充基礎１７に軸方向筋７の下端を埋設したものである。そして、上記補充基礎１７を形成する際には、交差する方向の一対の基礎梁９，９の側面に複数のあと施工アンカー１４を打ち込んで、このあと施工アンカー１４と軸方向筋7の下端とが補充基礎１７に埋設されるようにしている。上記あと施工アンカー１４は、上記第２実施形態のあと施工アンカー１４と同様に、その突出部が軸方向筋７の近傍に位置するように設けられている。
なお、図４では、あと施工アンカー１４を太線で示しているが、実際には補充基礎１７に埋設されている。

その他の構成は、図１に示す第１実施形態と同じである。すなわち、コンクリートスラブ１０上に囲い鋼板５を設け、内側にグラウト材６を充填している。
したがって、この第３実施形態でも、補強後の柱の底部を固定しながら、補強後の柱の強度を向上させることができる。
また、あと施工アンカー１４によって補充基礎１７と軸方向筋７との結合力をより強くできる点は第２実施形態と同じである。
さらに、この補充基礎１７も、かご鉄筋を埋設するようにすれば、補充基礎１７自体の強度が上がるとともに、軸方向筋７との結合力をより一層強くできる。

なお、上記第２，３実施形態では、補充基礎１６，１７を基礎底盤８の上方に形成しているが、例えば基礎底盤８に上記固定孔１５を形成するために十分な大きさがない場合に、基礎底盤８の外周に新たに補充基礎を形成するようにしてもよい。このように基礎底盤８の周囲に補充基礎を形成する場合にも、上記補充基礎を形成する際に上記軸方向筋７の下端を配置して、基礎の形成と同時に軸方向筋７の下端を埋設するようにしてもよいし、補充基礎を形成してから、固定孔１５を形成するようにしてもよい。
また、上記第２、３実施形態では、補充基礎１６，１７を形成する際にあと施工アンカー１４を設けているが、補充基礎１６，１７内に埋設される軸方向筋７の内設長さを十分に長くして固定力を強くできる場合には、上記あと施工アンカー１４を設けなくてもよい。
さらに、上記のような補充基礎１６，１７を形成しながら、軸方向筋７の下端は基礎底盤８に埋設させるようにしてもよい。その場合には、基礎底盤８と補充基礎との両者によって軸方向筋７の下端側を保持することになるため、基礎底盤８に形成する固定孔１５の軸方向長さが多少短くても、軸方向筋７の下端を確実に固定できることになる。

図５，６に示す第４実施形態は、鋼材柱としての図５に示す円形鋼管柱１８を補強する補強構造である。
上記Ｈ型鋼柱１の代わりに円形鋼管柱１８を用いている点が、上記第１実施形態と異なるが、その他の構成は第１実施形態とほぼ同じである。
そこで、第１実施形態と同じ構成要素には、第１実施形態と同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。
以下に、第４実施形態の補強構造について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

上記円形鋼管柱１８は、その下端が図５に示すようにベースプレート１９上に溶接されたものである。
また、上記ベースプレート１９上には、上記円形鋼管柱１８の下端付近外周と上記ベースプレート１９との間を連結する複数のリブプレート２０を設け、これらリブプレート２０を上記ベースプレート１９及び円形鋼管柱１８に溶接している。このように、上記リブプレート２０を介在させることによってベースプレート１９と円形鋼管柱１８とをより強力に結合している。
そして、上記アンカーボルト３を基礎立ち上げ部８ａに埋設するとともにナット４によってベースプレート１９を固定し、既存の鋼材柱である円形鋼管柱１８を設置している（図６参照）。

この第４実施形態においても、上記円形鋼管柱１８の外周を囲い鋼板５で囲い、その内側に軸方向筋７を配置してグラウト材６を充填する点は、上記第１実施形態と同じである。
この第４実施形態の円形鋼管柱１８は断面が円形であるが、囲い鋼板５はその周囲を図２と同様に矩形に囲み、この囲い鋼板５で囲まれた矩形の内側四隅に沿って上記軸方向筋７を配置している。
そして、この第４実施形態でも、上記軸方向筋７の下端を基礎底盤８内に形成した固定孔１５に挿入してグラウト材６によって固定している。

ただし、上記円形鋼管柱１８の下端側には、複数のリブプレート２０を設けているため、ベースプレート１９の面積は第１実施形態の上記ベースプレート２と比べて大きくなっている。
また、上記ボルト３を固定する基礎立ち上げ部８ａの断面積も、上記ベースプレート１９に対応したものである。
そのため、このベースプレート１９の外周に、上記軸方向筋７を配置するための間隔を保って囲い鋼板５を配置すると、補強後の柱が太くなり過ぎてしまうことがある。

そこで、この第４実施形態では、上記ベースプレート１９の四隅を図５に二点鎖線で示すように切り欠いた切欠き部２１を形成し、この切欠き部２１に対応させて上記軸方向筋７を設けるようにしている。
また、この切欠き部２１に上記軸方向筋７を配置しようとすると、既存の基礎立ち上げ部８ａの外周部分が邪魔になることがある。この外周の一部を撤去し、二点鎖線で示した撤去部Ｂに軸方向筋７を通過させ、軸方向筋７の下端を基礎底盤８の固定孔１５に埋設している。

以上のように、この第４実施形態では、上記切欠き部２１を設けるとともに撤去部Ｂを撤去することによって、上記軸方向筋７をベースプレート１９の外周よりも既存の円形鋼管柱１８に近づけることができる。そのため、囲い鋼板５で囲んだ補強後の柱が太くなりすぎることを防止できる。
なお、上記軸方向筋７は、上記撤去部Ｂにおいて露出部Ａとなるため、この露出部Ａをグラウト材やコンクリートで覆って錆などが発生しないようにする。
この第４実施形態も、上記他の実施形態と同様に、補強後の柱の底部を固定してせん断耐力及び曲げ耐力を向上させ、補強後の柱の強度を向上させることができる。

上記第１〜４実施形態の補強構造は、いずれも、Ｈ型鋼柱１や円形鋼管柱１８にかぎらず、例えば角形鋼材を用いた柱など、どのような鋼材柱にも適用できるものである。
また、上記囲い鋼板５は既存の鋼材柱の全周を囲むものではなく、特定の面のみを囲むようにしてもよい。その場合には、上記軸方向筋は囲い鋼板５で囲まれた内側のみに配置されるが、その軸方向筋の下端を基礎に埋設することで柱底部を固定できる点は、上記実施形態と同様である。
また、上記では、軸方向筋７の下端を基礎底盤８あるいは補充基礎に埋設させる例について説明したが、上記基礎梁９が固定孔１５を形成するのに十分な大きさを備えている場合には、基礎梁９に固定孔を形成して軸方向筋７を埋設させるようにしてもよい。

様々な鋼材柱の補強に有用である。

１ Ｈ型鋼柱
２ ベースプレート
３ アンカーボルト
４ ナット
５ （柱用の）囲い鋼板
５ａ〜５ｄ 単位鋼板
６ グラウト材
７ 軸方向筋
８ 基礎底盤
８ａ 基礎立ち上げ部
９ 基礎梁
１１ 梁
１２ （梁用の）囲い鋼板
１４ あと施工アンカー
１６ 補充基礎
１７ 補充基礎
１８ 円形鋼管柱
１９ ベースプレート

この発明は、鋼材柱の特定の面又は全周を囲い鋼板で囲い、鋼材柱の外周と上記囲い鋼板との間にグラウト材を充填し、このグラウト材中に軸方向筋を配置する鋼材柱の補強構造を前提とする。
そして、第１の発明は、既存の基礎の周囲に補充基礎を新たに形成し、この補充基礎に上記軸方向筋の下端を埋設したことを特徴とする。
上記既存の基礎とは、既存の鋼材柱の底部より下方に位置し、当該鋼材柱の下端を固定する部分のことである。

第２の発明は、上記既存の基礎にあと施工アンカーを打ち込み、このあと施工アンカーの突出部を上記軸方向筋の近傍に位置させるとともに、このあと施工アンカーの突出部及び上記軸方向筋の下端を上記補充基礎に埋設したことを特徴とする。

第３の発明は、上記軸方向筋の下端を既存の基礎あるいは新たに形成した補充基礎に埋設するとともに、上記鋼材柱の両脇に梁部材が連結された連結部を梁用の囲い鋼板で覆い、上記連結部と梁用の囲い鋼板との間にグラウト材を充填して、このグラウト材に上記軸方向筋の上端を埋設し、上記梁部材であって上記軸方向筋と対向する位置にあと施工アンカーを設け、このあと施工アンカーの突出部を上記軸方向筋の近傍に位置させるとともに、このあと施工アンカーの突出部及び上記軸方向筋の上端を上記グラウト材に埋設したことを特徴とする。

特に、補充基礎を形成していため、既存の基礎に軸方向筋を埋設することが難しい場合にも、軸方向筋の下端を補充基礎に埋設して固定し、補強後の柱の強度を向上させることができる。

第２の発明によれば、あと施工アンカーによって既存の基礎と補充基礎との一体性を高めるとともに、補充基礎に埋設された軸方向筋と既存の基礎との結合力を強くすることができる。その結果、軸方向筋の下端をより確実に固定し、補強後の柱の強度を十分に向上させることができる。

第３の発明によれば、梁に設けたあと施工アンカーによって、軸方向筋の上端をグラウト材内で固定することができる。これにより、軸方向筋の上下端が固定され、下端のみを固定した場合よりも曲げ耐力を向上させ、補強後の柱の強度をさらに向上させることができる。

Claims (6)

1. 鋼材柱の特定の面又は全周を囲い鋼板で囲い、鋼材柱の外周と上記囲い鋼板との間にグラウト材を充填し、このグラウト材中に軸方向筋を配置する鋼材柱の補強構造において、上記軸方向筋の下端を既存の基礎あるいは新たに形成した補充基礎に埋設した鋼材柱の補強構造。
2. 上記基礎は基礎底盤を備え、この基礎底盤に固定孔を形成し、この固定孔に上記軸方向筋の下端を挿入するとともにグラウト材を充填して上記軸方向筋の下端を上記基礎底盤に埋設した請求項１に記載の鋼材柱の補強構造。
3. 既存の基礎の周囲に補充基礎を新たに形成し、この補充基礎に上記軸方向筋の下端を埋設した請求項１に記載の鋼材柱の補強構造。
4. 上記既存の基礎にあと施工アンカーを打ち込み、このあと施工アンカーの突出部を上記軸方向筋の近傍に位置させるとともに、このあと施工アンカーの突出部及び上記軸方向筋の下端を上記補充基礎に埋設した請求項３に記載の鋼材柱の補強構造。
5. 上記既存の基礎は基礎梁を備え、この基礎梁に固定孔を形成し、この固定孔に上記軸方向筋の下端を挿入するとともにグラウト材を充填して上記軸方向筋の下端を上記基礎梁に埋設した請求項１の鋼材柱の補強構造。
6. 上記鋼材柱の両脇に梁部材が連結された連結部を梁用の囲い鋼板で覆い、上記連結部と梁用の囲い鋼板との間にグラウト材を充填して、このグラウト材に上記軸方向筋の上端を埋設するとともに、
   上記梁部材であって上記軸方向筋と対向する位置にあと施工アンカーを設け、このあと施工アンカーの突出部を上記軸方向筋の近傍に位置させるとともに、このあと施工アンカーの突出部及び上記軸方向筋の上端を上記グラウト材に埋設した請求項１〜５のいずれか１に記載の鋼材柱の補強構造。

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