JP2018059358A - コンクリート構造物の耐震補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】工期を短縮し、補強工事を安全で低コストにすることが可能で耐震性能を向上させることが可能なコンクリート構造物の耐震補強構造を提供することを目的とする。
【解決手段】コンクリート柱、コンクリート梁からなるコンクリート構造物の耐震補強構造において、断面コ字形又は断面Ｌ字形の本体部の上下に水平に伸びる上下水平補強リブを形成し、本体部の端部にコンクリート柱、コンクリート梁、隣接する構造物のいずれかの表面に接する連接リブを形成した補強部材と、補強部材の外周に配置される高強度繊維シートと、コンクリート構造物に設置され前方に伸びる突出部を有するあと施工アンカーと、コンクリート構造物と補強部材との間の空間に充填される固化材と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンクリート柱、コンクリート梁からなるコンクリート構造物の耐震補強構造に関する。

従来、コンクリート柱、コンクリート梁からなるコンクリート構造物の耐震補強構造として、既存コンクリート柱の幅方向に複数の鋼板を組み合わせて構成される枠体を、既存コンクリート柱の補強必要長さにほぼ対応する長さの一対のガイド部材を介して固定し、枠体と既存コンクリート柱の間の空隙にグラウト材を充填して一体化するコンクリート構造物の耐震補強構造が提案されている。

また、コンクリート柱とコンクリート梁の交差部を複数鋼板からなる囲い鋼板で所定間隔をおいて配置し、囲い鋼板の端部をコンクリート梁にアンカーボルトで固定し、コンクリート柱とコンクリート梁の交差部と囲い鋼板の間の空隙にグラウト材を充填して一体化するコンクリート柱とコンクリート梁の交差部の耐震補強構造が提案されている。

特許第５８５０４８０号公報 特開２０１１−２６７８６号公報

しかしながら、従来のコンクリート構造物の耐震補強構造は、補強部材が複数の部材で構成され、補強部材をコンクリート柱やコンクリート梁等の構造物に固定する必要があり補強作業に時間を要するという問題と、固化材を充填してコンクリート構造物と補強部材を一体化する際、補強部材と固化材の一体化が不十分となり耐震性能が向上しないという問題を有していた。

本発明は、従来技術の持つ課題を解決するもので、工期を短縮し、補強工事を安全で低コストにすることが可能で耐震性能を向上させることが可能なコンクリート構造物の耐震補強構造を提供することを目的とする。

本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、前記課題を解決するために、コンクリート柱、コンクリート梁からなるコンクリート構造物の耐震補強構造において、断面コ字形又は断面Ｌ字形の本体部の上下に水平に伸びる上下水平補強リブを形成し、本体部の端部にコンクリート柱、コンクリート梁、隣接する構造物のいずれかの表面に接する連接リブを形成した補強部材と、補強部材の外周に配置される高強度繊維シートと、コンクリート構造物に設置され前方に伸びる突出部を有するあと施工アンカーと、コンクリート構造物と補強部材との間の空間に充填される固化材と、を備えることを特徴とする。

また、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、コンクリート構造物と補強部材との間の空間に配筋される軸方向筋と副筋があと施工アンカーの突出部と接触しない状態で配置されることを特徴とする。

また、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、補強部材の断面形状がコ字形の場合、側壁間に挿通される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、タイロッドの両端雄ネジに螺着されるナットを備えることを特徴とする。

また、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、補強部材の上下水平補強リブに連結ボルト用孔を形成することを特徴とする。

また、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、連接リブ上に積層配置される補強プレートを備えることを特徴とする。

コンクリート柱又はコンクリート梁からなるコンクリート構造物の耐震補強構造において、断面コ字形又は断面Ｌ字形の本体部の上下に水平に伸びる上下水平補強リブを形成し、本体部の端部にコンクリート柱、コンクリート梁、隣接する構造物のいずれかの表面に接する連接リブを形成した補強部材と、補強部材の外周に配置れるさ高強度繊維シートと、コンクリート構造物に設置され前方に伸びる突出部を有するあと施工アンカーと、コンクリート構造物と補強部材との間の空間に充填される固化材と、を備えることで、上下水平補強リブが固化材充填時に作用する側圧に対する強度を向上させ、地震時には隣接した上下水平補強リブ間の摩擦効果が発現し制震効果を得ることができ、連接リブを設けることによりコンクリート構造物への設置を容易にし、高強度線シートが引張強度と地震エネルギー減衰性能を向上させ、あと施工アンカーがコンクリート構造物と固化材との定着性を向上することが可能となり耐震性能に優れたコンクリート構造物の耐震補強構造とすることが可能となる。
コンクリート構造物と補強部材との間の空間に配筋される軸方向筋と副筋があと施工アンカーの突出部と接触しない状態で配置されることで、補強筋とあと施工アンカーの干渉を防止しつつ固化材を介してあと施工アンカーからコンクリート構造物の変位を補強筋に伝達して耐震性能を向上することが可能となる。
補強部材の断面形状がコ字形の場合、側壁間に挿通される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、タイロッドの両端雄ネジに螺着されるナットを備えることで、固化材充填時に補強部材に作用する側圧を低減すると共に、補強部材の外部に設置する支保工を低減することが可能となる。
補強部材の上下水平補強リブに連結ボルト用孔を形成することで、補強部材を縦方向又は横方向に連設する作業を容易にすることが可能となる。
連接リブ上に積層配置される補強プレートを備えることで、地震時に連接リブに作用する大きな応力に耐えることが可能となる。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１、図２は、コンクリート柱１の一面側の耐震補強を示す図である。

耐震補強されるコンクリート柱１には、所定高さ毎にあと施工アンカー２が設置される。あと施工アンカー２の突出部２ａは、コンクリート柱１の補強のため配筋される軸方向筋３、副筋４と直接接触しないように配置する。

コンクリート柱１の耐震補強のための補強部材５は、コンクリート柱１の一面側に固化材充填のための空間を形成する断面コ字形の本体部５ａを有する。断面コ字形の本体部５ａの上下に前方に水平に伸びる上水平補強リブ５ｂと下水平補強リブ５ｃが形成される。上下水平補強リブ５ｂ、５ｃには連結ボルト用孔５ｄが形成される。断面コ字形の本体部５ａの側面にはタイロッド挿通孔を形成する。

また、補強部材５の両端から前方に伸びる連接リブ５ｅが形成される。連接リブ５ｅは、コンクリート構造物の表面に接し、補強部材５の位置決めとして機能する。図１、図２に示される実施形態では、連接リブ５ｅは、コンクリート柱１の側面に接するように前方に伸びているが、隣接するコンクリート構造物の配置状態に応じて本体部５ａの端部から９０度内側又は外側に折り曲げた連接リブ５ｅとしても良い。連接リブ５ｅには、地震時、コンクリート柱１を介して大きな応力が作用するので、連接リブ５ｅ上に補強プレート１２を溶着の手段で積層配置する。

本体部５ａの両端部から前方に伸びる連接リブ５ｅ間の間隔をコンクリート柱１の幅とほぼ同じにし、補強部材５をコンクリート柱１の側面に連接リブ５ｅが接するように配置することで補強部材５を正確に配置することができる。

本体部５ａの外周には、高強度繊維シート６を接着剤を介して配置する。高強度繊維シート６の材料をカーボン繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維及びポリアレート繊維のいずれかとすることで、引張強度の大きな材料で高強度繊維シート６を形成することが可能となる。

コンクリート柱１の側面に連接リブ５ｅが接するように高強度繊維シート６を配置した補強部材５を設置し、補強部材５の断面コ字形の本体部５ａの側面に形成したタイロッド挿通孔にタイロッド７を挿入し、タイロッド７の両端に形成した雄ネジにナット８を螺着する。タイロッド７は、固化材充填時に補強部材５に作用する側圧を低減すると共に、補強部材５の外部に設置する支保工を低減することが可能となる。

コンクリート柱１に補強部材５を縦方向に連設する際、補強部材５の上下水平補強リブ５ｂ、５ｃに形成した連結ボルト用孔に連結ボルト８を挿入してナットを螺着して補強部材５を縦方向に連設する。

補強部材５の配置と補強筋の配筋が終了すると、補強部材５を型枠と支保工で支持し、コンクリート柱１と補強部材５で囲まれた空間にセメントモルタル等の固化材を充填する。固化材を養生して固化させコンクリート柱１と補強部材５を一体化する。

固化材によりコンクリート柱１と一体化された補強部材５は、上下水平補強リブ５ｂ、５ｃが固化材充填時に作用する側圧に対する強度を向上させ、地震時には隣接した上下水平補強リブ５ｂ、５ｃ間の摩擦効果が発現し制震効果を得ることができ、高強度繊維シート６が引張強度と地震エネルギー減衰性能を向上させ、あと施工アンカー２がコンクリート構造物と固化材との定着性を向上することが可能となり、耐震性能に優れたコンクリート構造物の耐震補強構造とすることができる。

図３、図４は、コンクリート梁９の一面側の耐震補強を示す図である。コンクリート梁９への耐震補強は、図１、図２に示されるコンクリート柱１への耐震補強が縦方向に補強部材５を連設するのに対して、横方向に補強部材５を連設するもので、その他の構成は、前述したコンクリート柱の耐震補強と同様であるので説明を省略する。

図５は、床スラブ１０とコンクリート梁９とのコーナー部の耐震補強を示す図である。耐震補強されるコンクリート梁９には、あと施工アンカー２が設置される。あと施工アンカー２の突出部２ａは、コンクリート梁９と床スラブ１０とのコーナー部の補強のため配筋される軸方向筋３、副筋４と直接接触しないように配置する。

床スラブ１０とコンクリート梁９とのコーナー部の耐震補強のための補強部材１１は、床スラブ１０とコンクリート梁９とのコーナー部に固化材充填のための空間を形成する断面Ｌ字形の本体部１１ａを有する。断面Ｌ字形の本体部１１ａの上下に前方に水平に伸びる上水平補強リブ１１ｂと下水平補強リブ１１ｃ（図示せず）が形成される。断面Ｌ字形の本体部１１ａの両端に床スラブ１０と接する連接リブ１１ｄとコンクリート梁９に接する連接リブ１１ｅが形成される。

本体部１１ａの外周には、高強度繊維シート６を接着剤を介して配置する。高強度繊維シート６の材料をカーボン繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維及びポリアレート繊維のいずれかとすることで、引張強度の大きな材料で高強度繊維シート６を形成することが可能となる。

床スラブ１０とコンクリート梁９とのコーナー部の耐震補強のための補強部材１１の連接リブ１１ｄ、１１ｅには地震時にコンクリート梁９が大きな応力を受けるので、連接リブ１１ｄ、１１ｅ上に補強プレート１２を溶着等の手段で積層配置し補強する。

床スラブ１０とコンクリート梁９とのコーナー部への補強部材１１の配置と補強筋の配筋が終了すると、型枠の設置、支保工の組み立てをして、床スラブ１０とコンクリート梁９とのコーナー部と補強部材１１で囲まれた空間にセメントモルタル等の固化材を充填する。固化材を養生して固化させ床スラブ１０とコンクリート梁９とのコーナー部と補強部材１１を一体化する。

固化材により床スラブ１０とコンクリート梁９とのコーナー部と一体化された補強部材１１は、上下水平補強リブ１１ｂ、１１ｃが固化材充填時に作用する側圧に対する強度を向上させ、地震時には隣接した上下水平補強リブ１１ｂ、１１ｃ間の摩擦効果が発現し制震効果を得ることができ、高強度繊維シート６が引張強度と地震エネルギー減衰性能を向上させ、あと施工アンカー２がコンクリート構造物と固化材との定着性を向上することが可能となり、耐震性能に優れたコンクリート構造物の耐震補強構造とすることができる。

図６は、コンクリート柱１とコンクリート梁９の交差部の耐震補強構造を示す図である。この実施形態では、コンクリート柱１の一面側に断面コ字形の本体部５ａを有する補強部材５を配置する。補強部材５の連接リブ５ｅは、内側に９０度折り曲げコンクリート柱１の正面に接するように配置する。コンクリート柱１とコンクリート梁９とのコーナー部には、断面Ｌ字形の本体部１１ａを有する補強部材１１を配置する。その他の構成は、図１、図２、図５に示される実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上のように、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造によれば、工期を短縮し、補強工事を安全で低コストにすることが可能で耐震性能を向上させることが可能で、上下水平補強リブが固化材充填時に作用する側圧に対する強度を向上させ、地震時には隣接した上下水平補強リブ間の摩擦効果が発現し制震効果を得ることができ、連接リブを設けることによりコンクリート構造物への設置を容易にし、高強度線シートが引張強度と地震エネルギー減衰性能を向上させ、あと施工アンカーがコンクリート構造物と固化材との定着性を向上することが可能となり耐震性能に優れたコンクリート構造物の耐震補強構造とすることが可能となる。

１：コンクリート柱、２：あと施工アンカー、２ａ：あと施工アンカーの突出部、３：軸方向筋、４：副筋、５：補強部材、５ａ：本体部、５ｂ：上水平補強リブ、５ｃ：下水平補強リブ、５ｄ：連結ボルト用孔、５ｅ：連接リブ、６：高強度繊維シート、７：タイロッド、８：ナット、９：コンクリート梁、１０：床スラブ、１１：補強部材、１１ａ：本体部、１１ｂ：上水平補強リブ、１１ｃ：下水平補強リブ、１１ｄ：連接リブ、１１ｅ：連接リブ、１２：補強プレート

Claims (5)

1. コンクリート柱、コンクリート梁からなるコンクリート構造物の耐震補強構造において、
   断面コ字形又は断面Ｌ字形の本体部の上下に水平に伸びる上下水平補強リブを形成し、本体部の端部にコンクリート柱、コンクリート梁、隣接する構造物のいずれかの表面に接する連接リブを形成した補強部材と、
   補強部材の外周に配置される高強度繊維シートと、
   コンクリート構造物に設置され前方に伸びる突出部を有するあと施工アンカーと、
   コンクリート構造物と補強部材との間の空間に充填される固化材と、
   を備えることを特徴とするコンクリート構造物の耐震補強構造。
2. コンクリート構造物と補強部材との間の空間に配筋される軸方向筋と副筋があと施工アンカーの突出部と接触しない状態で配置されることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
3. 補強部材の本体部が断面コ字形の場合、側壁間に挿通される両端に雄ネジを形成したタイロッドと、タイロッドの両端雄ネジに螺着されるナットを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
4. 補強部材の上下水平補強リブに連結ボルト用孔を形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
5. 連接リブ上に積層配置される補強プレートを備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。

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