JP2017106281A - 既存柱の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 既存柱の周方向において補強できない側があったとしても、総合的な耐力向上を可能にすることである。
【解決手段】 既存柱１の外周から間隔を保って配置された補強枠体１３内に、充填材７を充填してなる１又は複数の補強部１２を備え、補強部１２には、既存柱１に埋設されている既存の軸方向筋１６からなる、第１の方向ｘの曲げ耐力を発揮する第１の軸方向筋群Ａ，Ｂのそれぞれと協働可能な位置に設けた第１の補強用軸方向筋１４ａ〜１４ｄと、第２の方向ｙの曲げ耐力を発揮する第２の軸方向筋群Ｃ，Ｄのそれぞれと協働可能な位置に設けた第２の補強用軸方向筋１４ａ〜１４ｄとが埋設されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、既存柱を補強する補強構造に関する。

従来から、既存柱を補強する補強構造として、柱の全周を、間隔を保って鋼板などからなる補強枠体で囲い、その内側に充填材を充填した補強部を備えた補強構造が知られている（特許文献1参照）。この補強構造は、既存柱の全周を囲んだ補強部と既存柱とが一体となって、一回り太い柱として耐力を発揮するものである。
しかし、既存の建造物の中には、既存柱の両側に連続する壁などが障害となって既存柱の全周を補強できない場合がある。
このような場合に、図５に示すように、壁２を挟んだ両側にそれぞれ第1，２補強部３，４を別々に設けることが考えられる。このようにすれば、既存柱１の両側に連続した壁２を破損することなく、既存柱１を補強することができる。

上記壁２を挟んで互いに対向する既存柱１の側面のうち一方の面を、断面がコの字状の第１の補強枠体５で囲い、この第１補強枠体５と既存柱１との間に形成される空間に、一対の軸方向筋６ａ，６ｂを配置するとともにグラウト材などの充填材７を充填して上記第１補強部３を構成している。
また、上記一方の面と対向する他方の面を断面がコの字状の第２補強枠体８で囲い、この第２補強枠体８と既存柱１との間に一対の軸方向筋６ｃ，６ｄを配置するとともに充填材７を充填して上記第２補強部４を構成している。

そして、上記第１，２補強枠体の軸方向長さを、上記既存柱１の軸方向に沿った補強対象長さにし、既存柱１の軸方向に沿った第１，２補強部３，４を形成している。
このようにした第１，２補強部３，４に埋設された軸方向筋６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、補強された柱において曲げ耐力を発揮する。
上記第１補強部３に埋設された軸方向筋６ａ，６ｂは、これら両軸の軸線に直交する方向すなわち図示のｘ方向の曲げ力に対して耐力を発揮する。
同様に、第２補強部４に埋設された一対の軸方向筋６ｃ，６ｄも、上記ｘ方向の曲げ耐力を発揮する。

さらに、第１補強部３の軸方向筋６ａと第２補強部４の軸方向筋６ｃ、軸方向筋６ｂと軸方向筋６ｄとはそれぞれｙ方向の曲げ耐力を発揮する。
このように、図５に示す補強構造は、ｘ，ｙ両方向の曲げ耐力を向上させ、既存柱１の全周を補強できなくても、柱の総合耐力を向上させることができる。
なお、図中符号９はタイバーであり、第１，２補強枠体５，８を貫通した突出端にナット１０を締め付けることで、充填材７の圧力で上記第１，２補強枠体５，８の側面部が膨らまないようにしている。
また、符号１１はアンカーボルトで、このアンカーボルト１１に充填材７が付着することによって、既存柱１に対する第１，２補強部３，４の連結力が発揮され、既存柱１と第１，２補強部３，４との一体性を上げている。

特開２００８−２４０３６８号公報

ところが、現実には壁２などを挟んだ両側に、補強部を設けることができない場合がある。
例えば、文化財などの外壁側に補強部を設けて外観を変更することは許されない。このような場合には、室内側のみに補強部を設けなければならない。例えば、図５において第１補強部３のみを設け、第２補強部４を設けないことになる。
このように、既存柱１の一側面のみに第１補強部３を設けた場合には、一対の軸方向筋６ａ，６ｂによってｘ方向の曲げ耐力を向上させることはできるが、ｙ方向の曲げ耐力については十分な補強ができない。結果として、柱の総合的な耐力を十分に向上させられなかった。
この発明の目的は、既存柱の周方向において補強できない側があったとしても、総合的な耐力向上が可能な既存柱の補強構造を提供することである。

第１の発明は、周囲に沿った内側に複数の軸方向筋が埋設された既存柱の補強構造であって、上記既存柱の外周から間隔を保って配置された補強枠体内に、グラウト材などの充填材を充填してなる１又は複数の補強部を上記既存柱に固定している。
そして、上記補強部には、上記既存柱に埋設されている既存の軸方向筋のうち、第１の方向の曲げ耐力を発揮する軸方向筋からなる一対の第１の軸方向筋群のそれぞれと協働可能な位置に設けた第１の補強用軸方向筋と、上記既存の軸方向筋のうち、上記第１の方向と直交する方向である第２の方向の曲げ耐力を発揮する軸方向筋からなる一対の第２の軸方向筋群のそれぞれと協働可能な位置に設けた第２の補強用軸方向筋とが埋設されたことを特徴とする。

協働とは、二つのものが協力して働くことである。したがって、上記既存の軸方向筋と補強用軸方向筋とが協働するとは、既存の軸方向筋と補強用軸方向筋とが、連係し、一体化して耐力を発揮するということである。例えば、補強用軸方向筋のみで耐力を発揮したり、既存の軸方向筋が耐えられなくなってから、補強用軸方向筋が耐力を発揮したりするものは、上記協働には含まれない。

第２の発明は、上記補強部と上記既存柱とを同時に貫通し、その両端を上記補強枠体の外部に突出させた貫通ボルトが、上記既存柱の軸方向に所定の間隔を保って複数設けられていることを特徴とする。

第３の発明は、上記補強枠体が、その縦縁に沿って既存柱側に向かって突出し、上記既存柱に連続する壁や窓枠などの既存構造体と上記補強部とを区画する区画片を備えたことを特徴とする。
第４の発明は、上記区画片の近傍には、上記区画片が突出する方向に沿って上記補強部及び上記補強枠体を貫通し、上記既存柱に固定された固定ボルトが設けられたことを特徴とする。

第５の発明は、上記補強枠体が、既存柱の側面に連続する壁などの既存構造体に対向する縦縁側を挿入部とするとともに、上記既存構造体には、上記挿入部を挿入するための、既存柱の軸方向に連続するスリットを備え、上記スリットに上記補強枠体の挿入部を挿入したことを特徴とする。

第１の発明によれば、補強部に設けた補強用軸方向筋が、既存の軸方向筋と協働して全方向の曲げ耐力を発揮することになる。補強用軸方向筋の設置位置を、既存の軸方向筋と協働して必要な耐力を発揮する位置に設定すれば、既存柱においえて壁などを挟んだ両側や、全周に補強部を設けることができないような場合であっても、柱の総合的な耐力を向上させることができる。

第２の発明によれば、柱を貫通した貫通ボルトによって、補強部と既存柱との一体性が上がり、既存柱と補強部とが一体として耐力を発揮することができる。また、貫通ボルトが既存柱のせん断補強筋として機能する。その結果、柱の総合的な耐力がさらに向上する。

第３の発明によれば、補強枠体に形成された区画片によって、補強部の充填材と既存構造体との接触部分をなくすことができる。既存の壁面や窓枠などが弱く、充填材の圧力を作用させたくない場合に有効である。
特に、上記区画片によって窓枠と充填材との間にすき間を設け、充填材によって窓枠の移動が阻害されないようにすることができる。

第４の発明によれば、上記区画片と固定ボルトとによって充填材に拘束力が作用して、拘束された部分の圧縮耐力が向上する。その結果、柱の総合的な耐力が向上する。

第５の発明によれば、既存構造体のスリットに挿入された挿入部が、補強枠体内に充填した充填材が外部へ漏れ出ることを防止できる。挿入部をスリットへ挿入するだけで、充填材の漏れ防止ができるので、補強枠体と既存構造体とのすき間を閉鎖するための部材や作業を省略できる。

第１実施形態の補強構造の断面図である。 第２実施形態の補強構造の断面図である。 第３実施形態の補強構造の断面図である。 第４実施形態の補強構造の断面図である。 従来の補強構造の断面図である。

図１に示すこの発明の第１実施形態は、両脇に連続する壁２の一方側に突出した既存柱１を補強する補強構造である。
そして、この第１実施形態では、図１において壁２を境にした下側のみに補強部１２を設けている。例えば、図１中において上記壁２の上側が建造物の外側であり、その外観を変更することができない場合などに有用である。
上記補強部１２は、既存柱１の周囲を鋼板などからなる補強枠体１３で間隔を保って囲い、その内側に、補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを配置するとともに充填材７を充填して形成されている。

上記補強枠体１３は、既存柱１の各側面に対向する側面部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを備え、上記対向する側面部１３ａ，１３ｃの縦縁には既存柱１側に突出する区画片１３ｄ，１３ｅを設けている。そして、上記補強枠体１３は、この区画片１３ｄ，１３ｅの先端が既存柱１に接触するように設置される。
また、上記補強枠体１３の軸方向長さは、既存柱１の補強必要長さを分割した長さであり、複数の補強枠体１３を軸方向に積層して既存柱１の補強必要部分を囲んでいる。
ただし、既存柱１を囲む補強枠体１３の軸方向長さを、補強必要長さに対応させて、１つの補強枠体１３で補強必要部分を囲むようにしてもよい。

さらに、既存柱１を貫通する貫通ボルト１５を、上記一対の側面部１３ａ，１３ｃ間にわたし、その突出端にナット１０を締め付けている。この貫通ボルト１５は、既存柱１の軸方向に、所定の間隔を保って複数設けられている。
上記貫通ボルト１５によって既存柱１に固定された補強枠体１３の内側に、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを配置してから充填材７を充填して補強部１２を形成する。
なお、上記貫通ボルト１５は、既存柱１に形成された貫通孔を貫通しているが、この貫通孔と上記貫通ボルト１５との間には上記充填材７が入り込んで貫通ボルト１５と既存柱１とが一体化される。

また、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、既存柱１に埋設されている既存の軸方向筋１６と協働可能な位置に設置されている。
上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの設置位置について、以下に詳しく説明する。
上記既存柱１内には、その周囲に沿って複数の軸方向筋１６が埋設されている。これら既存の軸方向筋１６のうち、矢印ｙに沿った２列の軸方向筋群Ａ，Ｂが、それぞれｘ方向の曲げ耐力を発揮するこの発明の第１の軸方向筋群である。
一方、矢印ｘに沿った２列の軸方向筋群軸方向筋群Ｃ，Ｄが、それぞれ、ｙ方向の曲げ耐力を発揮する第２の軸方向筋群である。つまり、上記ｘ方向が第１の方向であり、ｙ方向が第２の方向である。

そして、上記既存の軸方向筋１６の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと協働可能な位置に、補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが設けられている。
具体的には、既存柱１の左側の補強用軸方向筋１４ａ及び１４ｂは、左側の第１の軸方向筋群Ａと協働可能な位置に設けられ、右側の補強用軸方向筋１４ｄと１４ｃは、右側の第１の軸方向筋群Ｂと協働可能な位置に設けられている。

上記補強用軸方向筋１４ａ及び１４ｂと、補強用軸方向筋１４ｄ及び１４ｃとが、それぞれ第１の軸方向筋群Ａ，Ｂと協働するとは、上記補強用軸方向筋と既存の軸方向筋群とが一体となって機能するということである。
つまり、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと軸方向筋群Ａ，Ｂとが協働可能な位置関係とは、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂが第１の軸方向筋群Ａと同一群と見なせる程度に近い位置であり、上記補強用軸方向筋１４ｃ，１４ｄが上記軸方向筋群Ｂと同一群と見なせる程度に各軸方向筋群Ｂから近い位置である。そして、ｘ方向の曲げ力に対して上記軸方向筋群Ａ，Ｂが耐力を発揮するのとほぼ同時に、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが曲げ耐力を発揮する位置である。

また、ｙ方向の曲げ耐力を発揮する第２の軸方向筋群Ｃ，Ｄに対しても、これらと協働可能な位置に、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配置されている。
そして、上記壁２側の補強用軸方向筋１４ａ及び１４ｄは、壁側２の第２の軸方向筋群Ｃと協働し、壁２から離れた位置の補強用軸方向筋１４ｂ及び１４ｃは、壁２から離れた側の第２の軸方向筋群Ｄと協働する。
なお、上記既存の軸方向筋群と補強用軸方向筋とが協働可能な位置関係は、既存の軸方向筋１６の位置や強度、既存の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとの間の既存のコンクリートや充填材７の強度などによっても変化するものである。

以上のように、この第１実施形態では、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのそれぞれが、第１の方向であるｘ方向の曲げ耐力を発揮する第１の補強用軸方向筋と、第２の方向の曲げ耐力を発揮する第２の補強用軸方向筋とを兼ね、ｘ，ｙ両方向の曲げ耐力を発揮し、総合的な柱の耐力を向上させることができる。つまり、この第１実施形態のように、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの位置を設定すれば、例えば、外観を変更することができないという制約があるような場合でも、柱の総合的な耐力を十分に向上させることができる。
もし、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが、既存の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと協働可能な位置に設置されていない場合には、これら補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、既存の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとは別個に耐力を発揮することになって、十分な補強効果が発揮されないことになる。

また、上記第１，２の補強用軸方向筋として機能する補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの位置や各補強用軸方向筋の強度を調整することで、ｘ方向あるいはｙ方向の曲げ耐力の補強強度のバランスを調整することもできる。例えば、上記補強用軸方向筋１４ｂを補強用軸方向筋１４ａよりも強くし、補強用軸方向筋１４ｃを補強用軸方向筋１４ｄよりも強くすれば、ｙ方向の曲げのうち、補強枠体１３の側面部１３ｂ側から壁２側への曲げに対する耐力を反対方向の曲げ耐力よりも強くできる。

また、壁２側に位置する補強用軸方向筋１４ａ，１４ｄは、ｙ方向において既存の軸方向筋群Ｃ，Ｄの間よりも内側に位置しているため、ｙ方向の耐力を発揮しにくいが、図１に示すように壁２の近くに設けることによって、既存の軸方向筋群Ｃに近づき、この軸方向筋群Ｃと協働して、図の上から下へ向かうｙ方向の曲げ耐力を発揮することができる。
なお、この第１実施形態では、各補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが、ｘ方向の曲げ耐力を発揮する第１の補強用軸方向筋の機能と、ｙ方向の曲げ耐力を発揮する第２の補強用軸方向筋の機能とを兼ね備えているが、各方向の曲げ耐力を発揮する補強用軸方向筋を、別々に設けるようにしてもよい。

一方、既存柱１に対する必要補強強度は、壁２や図示していない梁との位置関係や、建造物全体のバランスなどによって決まるものである。したがって、既存柱１に対する必要補強強度に応じて、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの強度や本数、配置などを設定すればよい。

また、この第１実施形態では、補強枠体１３の区画片１３ｄ，１３ｅを設けて、充填材７と壁２との間を区画している。そのため、充填材７の圧力を壁２に作用させることがなく、壁２の強度が弱い場合にも、壁２に余計な負荷をかけることがない。
さらに、区画片１３ｄ，１３ｅと壁２との間にすき間を設けることができるので、区画片１３ｄ，１３ｅに対向して窓枠が設けられていた場合などにも、その窓枠に充填材７が付着して窓枠のスムーズな移動を阻害するようなことがない。

また、この第１実施形態では、既存柱１及び補強部１２を貫通する貫通ボルト１５を既存柱１の軸方向に複数設けているため、これら貫通ボルト１５が、補強後の柱のせん断補強筋として機能する。
さらに、上記貫通ボルト１５によって補強部１２と既存柱１との一体性も上がる。したがって、柱の総合的な耐力をより強くできる。

また、上記貫通ボルト１５を上記区画片１３ｄ，１３ｅの近傍に設ければ、この貫通ボルト１５がこの発明の固定ボルトとして機能し、貫通ボルト１５と区画片１３ｄ，１３ｅとの間の充填材７に拘束力を作用させて、この拘束部分の圧縮耐力を上げることができる。ただし、上記区画片１３ｄ，１３ｅとで充填材７を拘束する部材としては、既存柱１を貫通する貫通ボルト１５でなくてもよく、一端を補強枠体１３から突出させ、他端を既存柱１内に固定した固定ボルトであってもよい。

図２に示す第２実施形態は、壁２から一方に突出した既存柱１の対向する一対の側面に第１，２の補強部１７，１８を固定し、上記壁２と平行な側面には補強部を設けていない補強構造である。
なお、上記第１実施形態と同様の構成要素には、図１と同じ符号を用いている。

上記第１，２の補強部１７，１８は、それぞれ断面をコの字状にした鋼板などからなる第１，２の補強枠体１９，２０で囲まれた空間内に、補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを配置し、充填材７を充填して構成されている。これら第１，２の補強枠体１９，２０も、軸方向に積層して既存柱１の補強必要部分を覆う長さにしてもよいし、補強必要部分の全長に対応する長さにしてもよい。

そして、既存柱１を挟んで対向する上記第１，２の補強部１７，１８は、これら補強部１７，１８とともに既存柱１を貫通する貫通ボルト１５によって既存柱１に固定されている。
上記貫通ボルト１５は、第１実施形態と同様に既存柱１に形成した貫通孔内で充填材７によって固定され、既存柱１の軸方向に間隔を保って複数設けられている。したがって、上記貫通ボルト１５は、補強部１７，１８を既存柱１に固定する機能とともに、柱のせん断補強筋としても機能する。

この第２実施形態においても、第１，２の補強部１７，１８に埋設された補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、それぞれｘ方向及びｙ方向の曲げ耐力を発揮する既存の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと協働可能な位置に配置されている。そして、既存の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとの協働関係は、上記第１実施形態と同じである。
したがって、この第２実施形態の補強構造も、既存柱１の特定の面のみにしか補強部を設けることができないような制約があったとしても、柱の総合的な耐力を向上させることができる。
また、断面コの字状にした第１，２の補強枠体１９，２０において、壁２と対向する側面部１９ａ，２０ａは、充填材７が壁２や窓枠に付着しないようにする区画片として機能する。

図３に示す第３実施形態は、直交する一対の壁２，２間に位置する既存柱１に対する補強構造であって、壁２の外側を変更することなく補強できるものである。
この第３実施形態では、壁２で囲まれた内側において、既存柱１の２側面を、断面Ｌ字状の補強部２１で囲い、この補強部２１を一対の固定ボルト２３で固定している。この固定ボルト２３は、既存柱１の軸方向に所定の間隔を保って複数設けられている。
上記補強部２１は、断面Ｌ字状にした補強用枠体２２内に補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃを配置してから充填材７を充填して構成されている。

上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、上記補強部２１の角であって、既存の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと協働可能な位置に設けられている。
すなわち、一方の壁２の近くに設けられた補強用軸方向筋１４ａは、既存の軸方向筋群Ａと協働してｘ方向の曲げ耐力を発揮するとともに、軸方向筋群Ｃと協働してｙ方向の曲げ耐力を発揮する。
同様に、もう一方の壁２の近くに設けられた補強用軸方向筋１４ｃは、既存の軸方向筋群Ｂと協働してｘ方向の曲げ耐力を発揮するとともに、軸方向筋群Ｄと協働してｙ方向の曲げ耐力を発揮する。

さらに、補強用軸方向筋１４ｂは、軸方向筋群Ａ，Ｄと協働して、ｘ方向、ｙ方向の曲げ耐力を発揮する。
このように、第３実施形態においても、補強部２１内の補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃがそれぞれ、既存の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと協働して、全体としてｘ方向及びｙ方向の曲げ耐力を向上させる。

なお、この第３実施形態では、上記既存の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、補強部２１側に配置された軸方向筋群Ａ，Ｄには、それぞれ２本の補強用軸方向筋１４ａ及び１４ｂ、１４ｂ及び１４ｃが協働可能であるが、補強部２１から離れた方の軸方向筋群Ｃ，Ｂにはそれぞれ１本の軸方向筋１４ａ，１４ｃのみが協働可能である。

このように、軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによって協働可能な補強用軸方向筋の本数が異なるので、補強強度が全方向において均等にならない場合がある。しかし、上記したように、補強強度は補強用軸方向筋の本数のみで決まるものではなく、補強用軸方向筋の本数のほか、各補強用軸方向筋の強度や、既存の軸方向筋群との位置関係によって調整可能である。
また、必要補強強度も既存の建造物によって異なる。
したがって、この第３実施形態においても、各軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと協働可能な補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃによって、柱の総合的な耐力を向上させ、必要補強強度を実現することができる。

また、この第３実施形態の補強用枠体２２の両端には既存柱１側に向かって折り曲がった区画片２２ａ，２２ｂが形成され、これらの区画片２２ａ，２２ｂによって充填材７と壁２とを区画している。この区画片２２ａ，２２ｂによって充填材７の漏れを防止できるとともに、充填材７の付着によって窓枠のスムーズな移動が阻害されることもない。
さらに、固定ボルト２３と区画片２２ａで囲まれた部分、及び固定ボルト２３と区画片２２ｂとで囲まれた部分では充填材７に拘束力が作用し、この拘束部分の圧縮耐力を向上させている。

図４に示す第４実施形態は、既存柱１に固定される補強部２４を構成する補強枠体２５の端部の形状が、図１に示す第１実施形態の補強枠体１３と異なる補強構造である。
第１実施形態と同じ構成要素には、図１と同じ符号を用いそれぞれについての説明は省略する。以下には、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。
補強枠体２５は鋼板などを断面コの字状にした部材で、対向する側面部の縦縁には、上記他の実施形態のような区画片を設けずに、縦縁側を挿入部２５ａ，２５ｂとしている。

一方、既存柱１の両側に連続する既存構造体である壁２には、既存柱１の軸方向に連続するスリット２ａ，２ｂを形成し、このスリット２ａ，２ｂ内に上記補強枠体２５の挿入部２５ａ，２５ｂを差し込んでいる。
このように、上記スリット２ａ，２ｂに挿入部２５ａ，２５ｂを挿入することによって、充填材７が補強枠体２５の端部から外部へ漏れ出てしまうことを防止している。
なお、上記挿入部２５ａ，２５ｂは、スリット２ａ，２ｂ内に挿入されているだけであるが、この第４実施形態においても、貫通ボルト１５を設けているので、この貫通ボルト１５が補強枠体２５の開きを抑制して、補強部２４と既存柱１との一体化を実現している。

上記貫通ボルト１５を設ければ、補強枠体２５が開く方向の圧力を、壁２に設けたスリット２ａ，２ｂが全面的に受けることがなく、壁２が破損することもない。
上記スリット２ａ，２ｂを設けずに、補強枠体２５の端部を壁２に当接させた場合には、そのすき間から充填材７が漏れ出ないように、なんらかのシール部材を設ける必要があるが、この第４実施形態のように、挿入部２５ａ，２５ｂをスリット２ａ，２ｂに挿入すれば、シール部材やすき間の閉鎖作業を省略できる。
ただし、この第４実施形態の補強構造は、壁２にスリット２ａ，２ｂを形成することが、可能な場合に限られる。スリットの形成によって壁２の強度が著しく下がってしまったり、たとえどんな小さなスリットでも形成してはならない特別な壁だったりした場合には、この構造は適用できない。

この第４実施形態においても、補強部２４内には、第１実施形態と同様に、既存の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと協働可能な位置に補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを配置している。
また、貫通ボルト１５がせん断補強筋として機能する点も第１実施形態同様である。
したがって、この第４実施形態も、壁２の特定の面側を変更できないというような制約があったとしても、柱の総合的な耐力を向上させることができる構造である。

上記第１〜４実施形態では、補強部と既存柱１とを貫通ボルト１５や固定ボルト２３によって固定しているが、その固定方法は上記実施形態に限らない。
例えば、既存柱１を囲う補強枠体の両外側に取付片を設けて、この取付片をボルトなどで壁２に固定するようにしてもよい。また、図２に示す第２実施形態では、第１，２の補強枠体１９，２０において既存柱１の側面に沿った部分を延長して既存柱１の側面に直接固定するようにしてもよい。

さらに、上記では、図示しない梁と既存柱１との交差部の補強構造については省略しているが、交差部の補強構造はどのようなものでも構わない。ただし、図１〜４に示した梁下部分の補強部に埋設した補強用軸方向筋を、交差部においても連続させる必要がある。例えば、図１〜４に示した補強枠体と同幅、あるいはそれ以上の幅を備えた交差部用の補強枠体を積層すれば、補強部及び補強用軸方向筋を上下に連続させることができる。
そして、交差部用の補強枠体の両脇に取付片を設けて、この取付片を梁に固定するようにしてもよい。
また、補強枠体の表面に帯状シートを接着して、積層された補強枠体同士を連結したり、上記補強枠体に引っ張り強度を付加したりすることもできる。

さらに、補強枠体の材質としては、鋼板、繊維強化プラスチック、合板など様々なものが利用できる。
また、補強用枠体は既存柱の周方向に複数に分割された部材を組み合わせて構成することもできる。
なお、上記では、外観の変更が制限されているような建造物への適用例を説明したが、外観の変更ではなく、内壁面の変更が制限されているような場合にも、適用可能である。
また、例えば壁の両側に補強部を設けることが可能な場合であっても、補強部に埋設する補強用軸方向筋の位置を、既存の軸方向筋群と協働可能な位置に設定することは、柱の総合的な補強強度を向上させるために有効である。

外観や、内壁など、特定の面側の変更が制限されているような様々な建造物の補強に最適である。

１ 既存柱
２ 壁
２ａ，２ｂ スリット
７ 充填材
１０ ナット
１２ 補強部
１３ 補強枠体
１３ｄ，１３ｅ 区画片
１４ａ〜１４ｄ 補強用軸方向筋
１５ 貫通ボルト
１６ 既存の軸方向筋
１７，１８ （第１，２の）補強部
１９，２０ 補強枠体
１９ａ，２０ａ 区画片
２１ 補強部
２２ 補強枠体
２２ａ，２２ｂ 区画片
２３ 固定ボルト
２４ 補強部
２５ 補強枠体
２５ａ，２５ｂ 挿入部

第１の発明は、既存柱の２面に壁や窓枠などの既存構造体が隣接して設けられ、この既存構造体の一方の側に既存柱が露出する建造物の補強構造に関する。
このような建造物、例えば文化財などの建造物の場合に、その外観を損なってはならないという制約条件が付けられることがある。この制約条件は、当然のこととして既存柱にも及ぶ。

そこで、上記既存構造体の一方の側に露出する既存柱を補強枠体で囲い、外観に直接影響する他方の側に露出する既存柱はそのままにして、補強枠体で囲わないようにしている。
そして、上記既存柱と補強枠体との間にグラウト材などの充填材が充填される。ただし、この発明では、上記既存構造体に隣接する上記既存柱の少なくとも２面が、区画片を備えた上記補強枠体で囲われる。

そして、上記補強枠体で上記既存柱の少なくとも２面が囲われた状態で、上記補強枠体に一体に設けられた区画片が、上記既存構造体に沿って既存柱の長手方向に連続する。
さらに、第２の発明は、上記区画片と対向する位置に固定ボルトが、上記補強枠体を貫通して、上記既存柱にその長手方向に間隔を保って複数固定される。そして、上記区画片と固定ボルトとの対向間隔に、既存柱の長手方向に連続する補強用軸方向筋が設けられる。

第１の発明によれば、区画片と固定ボルトとで囲われた補強部分に補強用軸方向筋が設けられるので、区画片と固定ボルトとで囲われた補強部分の補強強度が大きくなる。

さらに、補強枠体に形成された区画片によって、充填材と既存構造体との接触部分をなくすことができる。充填材と既存構造体との接触部分がなくなれば、充填材の圧力が既存の壁面や窓枠などに作用することがなくなる。
また、上記区画片によって窓枠と充填材との間にすき間を設ければ、充填材や区画片の圧力作用で窓枠の移動が阻害されたりしない。

第２の発明によれば、柱を貫通した固定ボルトによって、補強部と既存柱との一体性が向上する。また、固定ボルトが既存柱のせん断補強筋として機能するので、柱の総合的な耐力がさらに向上する。

第１実施形態の補強構造の断面図である。 第２実施形態の補強構造の断面図である。 第３実施形態の補強構造の断面図である。 参考例の補強構造の断面図である。 従来の補強構造の断面図である。

さらに、既存柱１を貫通する固定ボルト１５を、上記一対の側面部１３ａ，１３ｃ間に貫通させ、その突出端にナット１０を締め付けている。この固定ボルト１５は、既存柱１の軸方向に、所定の間隔を保って複数設けられている。
上記固定ボルト１５によって既存柱１に固定された補強枠体１３の内側に、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを配置してから充填材７を充填して補強部１２を形成する。
なお、上記固定ボルト１５は、既存柱１に形成された貫通孔を貫通しているが、この貫通孔と上記固定ボルト１５との間には上記充填材７が入り込んで固定ボルト１５と既存柱１とが一体化される。

また、上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、既存柱１に埋設されている既存の軸方向筋１６と協働可能な位置に設置されている。
上記補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの設置位置について、以下に詳しく説明する。
上記既存柱１内には、その周囲に沿って複数の軸方向筋１６が埋設されている。これら既存の軸方向筋１６のうち、矢印ｙに沿った２列の軸方向筋群Ａ，Ｂが、それぞれｘ方向の曲げ耐力を発揮する第１の軸方向筋群である。
一方、矢印ｘに沿った２列の軸方向筋群Ｃ，Ｄが、それぞれ、ｙ方向の曲げ耐力を発揮する第２の軸方向筋群である。つまり、上記ｘ方向が第１の方向であり、ｙ方向が第２の方向である。

そして、上記既存の軸方向筋１６の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと協働可能な位置に、補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが設けられている。
具体的には、既存柱１の左側の補強用軸方向筋１４ａ及び１４ｂは、左側の第１の軸方向筋群Ａと協働可能な位置に設けられ、右側の補強用軸方向筋１４ｄと１４ｃは、右側の第１の軸方向筋群Ｂと協働可能な位置に設けられている。そして、上記区画片１３ｄ側に設けられた第１の補強用軸方向筋１４ａが、上記区画片１３ｄと上記固定ボルト１５との間に埋設されるとともに、上記区画片１３ｅ側に設けられた第２の補強用軸方向筋１４ｄが、上記区画片１３ｅと上記固定ボルト１５との間に埋設されている。

また、この第１実施形態では、既存柱１及び補強部１２を貫通する固定ボルト１５を既存柱１の軸方向に複数設けているため、これら固定ボルト１５が、補強後の柱のせん断補強筋として機能する。
さらに、上記固定ボルト１５によって補強部１２と既存柱１との一体性も上がる。したがって、柱の総合的な耐力をより強くできる。

また、上記固定ボルト１５を上記区画片１３ｄ，１３ｅの近傍に設ければ、固定ボルト１５と区画片１３ｄ，１３ｅとの間の充填材７に拘束力を作用させて、この拘束部分の圧縮耐力を上げることができる。ただし、上記区画片１３ｄ，１３ｅとで充填材７を拘束する部材としては、既存柱１を貫通する固定ボルト１５でなくてもよく、一端を補強枠体１３から突出させ、他端を既存柱１内に固定した固定ボルトであってもよい。

そして、既存柱１を挟んで対向する上記第１，２の補強部１７，１８は、これら補強部１７，１８とともに既存柱１を貫通する固定ボルト１５によって既存柱１に固定されている。
上記固定ボルト１５は、第１実施形態と同様に既存柱１に形成した貫通孔内で充填材７によって固定され、既存柱１の軸方向に間隔を保って複数設けられている。したがって、上記固定ボルト１５は、補強部１７，１８を既存柱１に固定する機能とともに、柱のせん断補強筋としても機能する。

図４に示す参考例は、既存柱１に固定される補強部２４を構成する補強枠体２５の端部の形状が、図１に示す第１実施形態の補強枠体１３と異なる補強構造である。
第１実施形態と同じ構成要素には、図１と同じ符号を用いそれぞれについての説明は省略する。以下には、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。
補強枠体２５は鋼板などを断面コの字状にした部材で、対向する側面部の縦縁には、上記他の実施形態のような区画片を設けずに、縦縁側を挿入部２５ａ，２５ｂとしている。

一方、既存柱１の両側に連続する既存構造体である壁２には、既存柱１の軸方向に連続するスリット２ａ，２ｂを形成し、このスリット２ａ，２ｂ内に上記補強枠体２５の挿入部２５ａ，２５ｂを差し込んでいる。
このように、上記スリット２ａ，２ｂに挿入部２５ａ，２５ｂを挿入することによって、充填材７が補強枠体２５の端部から外部へ漏れ出てしまうことを防止している。
なお、上記挿入部２５ａ，２５ｂは、スリット２ａ，２ｂ内に挿入されているだけであるが、この参考例においても、固定ボルト１５を設けているので、この固定ボルト１５が補強枠体２５の開きを抑制して、補強部２４と既存柱１との一体化を実現している。

上記固定ボルト１５を設ければ、補強枠体２５が開く方向の圧力を、壁２に設けたスリット２ａ，２ｂが全面的に受けることがなく、壁２が破損することもない。
上記スリット２ａ，２ｂを設けずに、補強枠体２５の端部を壁２に当接させた場合には、そのすき間から充填材７が漏れ出ないように、なんらかのシール部材を設ける必要があるが、この第４実施形態のように、挿入部２５ａ，２５ｂをスリット２ａ，２ｂに挿入すれば、シール部材やすき間の閉鎖作業を省略できる。
ただし、この参考例の補強構造は、壁２にスリット２ａ，２ｂを形成することが、可能な場合に限られる。スリットの形成によって壁２の強度が著しく下がってしまったり、たとえどんな小さなスリットでも形成してはならない特別な壁だったりした場合には、この構造は適用できない。

この参考例においても、補強部２４内には、第１実施形態と同様に、既存の軸方向筋群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと協働可能な位置に補強用軸方向筋１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを配置している。
また、固定ボルト１５がせん断補強筋として機能する点も第１実施形態同様である。
したがって、この参考例も、壁２の特定の面側を変更できないというような制約があったとしても、柱の総合的な耐力を向上させることができる構造である。

上記第１〜３実施形態では、補強部と既存柱１とを固定ボルト１５や固定ボルト２３によって固定しているが、その固定方法は上記実施形態に限らない。
例えば、既存柱１を囲う補強枠体の両外側に取付片を設けて、この取付片をボルトなどで壁２に固定するようにしてもよい。また、図２に示す第２実施形態では、第１，２の補強枠体１９，２０において既存柱１の側面に沿った部分を延長して既存柱１の側面に直接固定するようにしてもよい。

１ 既存柱
２ 壁
２ａ，２ｂ スリット
７ 充填材
１０ ナット
１２ 補強部
１３ 補強枠体
１３ｄ，１３ｅ 区画片
１４ａ〜１４ｄ 補強用軸方向筋
１５ 固定ボルト
１６ 既存の軸方向筋
１７，１８ （第１，２の）補強部
１９，２０ 補強枠体
１９ａ，２０ａ 区画片
２１ 補強部
２２ 補強枠体
２２ａ，２２ｂ 区画片
２３ 固定ボルト
２４ 補強部
２５ 補強枠体
２５ａ，２５ｂ 挿入部

Claims (5)

1. 周囲に沿った内側に複数の軸方向筋が埋設された既存柱の補強構造であって、
   上記既存柱の外周から間隔を保って配置された補強枠体内に、グラウト材などの充填材を充填してなる１又は複数の補強部を上記既存柱に固定してなるとともに、
   上記補強部には、
   上記既存柱に埋設されている既存の軸方向筋のうち、第１の方向の曲げ耐力を発揮する軸方向筋からなる一対の第１の軸方向筋群のそれぞれと協働可能な位置に設けた第１の補強用軸方向筋と、
   上記既存の軸方向筋のうち、上記第１の方向と直交する方向である第２の方向の曲げ耐力を発揮する軸方向筋からなる一対の第２の軸方向筋群のそれぞれと協働可能な位置に設けた第２の補強用軸方向筋とが埋設された既存柱の補強構造。
2. 上記補強部と上記既存柱とを同時に貫通し、その両端を上記補強枠体の外部に突出させた貫通ボルトが、上記既存柱の軸方向に所定の間隔を保って複数設けられた請求項１に記載の既存柱の補強構造。
3. 上記補強枠体は、その縦縁に沿って既存柱側に向かって突出し、上記既存柱に連続する壁や窓枠などの既存構造体と上記補強部とを区画する区画片を備えた請求項１又は２に記載の既存柱の補強構造。
4. 上記区画片の近傍には、上記区画片が突出する方向に沿って上記補強部及び上記補強枠体を貫通し、上記既存柱に固定された固定ボルトが設けられた請求項３に記載の既存柱の補強構造。
5. 上記補強枠体は、既存柱の側面に連続する壁などの既存構造体に対向する縦縁側を挿入部とするとともに、
   上記既存構造体には、上記挿入部を挿入するための、既存柱の軸方向に連続するスリットを備え、
   上記スリットに上記補強枠体の挿入部を挿入した請求項１又は２に記載の既存柱の補強構造。

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