JP2020153081A - 柱の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 既存柱にも適用が可能であり、効率よく柱を補強することが可能な柱の補強構造を提供する。【解決手段】 柱の補強構造１は、柱３と補強横部材１１等から構成される。柱３は、縦材５と、縦材５の間に斜めに配置される斜材７とを有する。柱３は、例えば複数のトラスによって構成される組立柱である。柱３の長手方向に所定の間隔で、柱３の外面には補強横部材１１が配置される。補強横部材１１は、柱の３の全長にわたって略一定の間隔で柱３の幅方向に配置される。補強横部材１１は、一対の縦材５にまたがるように縦材５の間に配置され、補強横部材１１の端部が縦材５に接合される。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば耐震補強のための柱の補強構造に関するものである。

地震による構造体の倒壊等を防ぐため、柱等の構造体に対しては、所定以上の耐震強度が要求されている。しかし、現在の耐震基準となる前に建設された構造体には、現在のような厳しい耐震強度が要求されていなかったため、古い構造体は、現在の耐震基準を満たしていない場合がある。

しかし、柱等の構造体のすべてを新たに再構築するのは時間もコストもかかる。このため、既存の柱を補強する方法がとられる。

このような既存の柱を補強する方法としては、既存柱の柱脚部の周囲にコンクリートを打設して、鉄筋コンクリート根巻き部を構築する方法がある（例えば特許文献１）。

また、鋼材柱の外周を鋼板で覆い、鋼材柱と鋼板との間に鉄筋が配置されてグラウト材が充填された補強構造がある（例えば特許文献２）。

特開平１０−０１８４２４号公報 特許第５７５７５１０号公報

しかし、特許文献１のように、柱脚部の補強を行ったのみでは、柱の座屈を抑制することはできない。例えば、トラス柱やラチス柱などの組立柱では、柱脚部を補強しても、上下方向に強い荷重が付与されると、柱の座屈の恐れがあり、座屈に対しても補強が必要である。

しかし、特許文献２のように、全体を鋼板とグラウト材で覆う方法は、構造が大掛かりとなり、柱が大型化するため、周囲のスペースが狭くなる。また、例えば組立柱のような柱に適用すると、鋼板等によって完全に組立柱が埋設されるため、視界が遮られ、既存柱の向こう側を視認することができなくなる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、既存柱にも適用が可能であり、効率よく柱を補強することが可能な柱の補強構造を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明は、柱の補強構造であって、前記柱は、縦材と、前記縦材同士を連結する斜材とを有する組立柱であり、前記柱の長手方向に所定の間隔で、前記縦材の間に補強横部材が固定されることを特徴とする柱の補強構造である。

前記補強横部材と前記縦材との固定部には、前記補強横部材とは一体又は別体でスペーサが配置され、前記補強横部材と前記柱との間には隙間が形成されることが望ましい。

前記補強横部材は、前記柱の長手方向に対する前記斜材のピッチに対して、略１／２のピッチで配置されることが望ましい。

前記補強横部材が、前記柱の外周面の４面に配置されることが望ましい。

本発明によれば、組立柱を外周側から効率良く補強することができ、柱の外周をコンクリートや鋼板等で覆うことがないため、視界を遮ることもない。

また、スペーサによって、柱と補強横部材との間に隙間が形成されるため、柱の外周部に配管等が設置される場合でも、補強横部材と配管等とが干渉することがない。

また、柱の長手方向に対する斜材のピッチに対して、補強横部材を、略１／２のピッチで配置することで、斜材のみによって支持される縦材の支持ピッチを１／２とすることができる。このため、座屈長さを短くすることができ、座屈の発生を抑制することができる。

また、補強横部材を柱の外周面の４面に配置することで、柱の全ての方向に対する座屈による変形を防止することができる。

本発明によれば、既存柱にも適用が可能であり、効率よく柱を補強することが可能な柱の補強構造を提供することができる。

柱の補強構造１を示す斜視図。 柱の補強構造１を示す正面図。 柱の補強構造１を示す平面図。 柱の補強構造１ａを示す平面図。

以下、本発明の実施の形態にかかる柱の補強構造１について説明する。図１は、柱の補強構造１を示す斜視図であり、図２は、柱の補強構造１の正面図である。なお、図１、図２においては、柱の一面のみを示し、他の面の図示を省略する。

柱の補強構造１は、柱３と補強横部材１１等から構成される。柱３は、縦材５と、縦材５の間に斜めに配置される斜材７とを有する。柱３は、例えば複数のトラスによって構成される組立柱である。すなわち、柱３は、４本の縦材５（図では２本のみ示す）が配置され、それぞれの縦材５の間に、縦材５同士を連結するように複数の斜材７が配置される。

柱３が組立柱であるため、補強横部材１１が取り付けられた柱３の背面側も視認することができる。なお、柱の補強構造１は、既設の柱３に対する補強であってもよく、柱３を新設する際に適用されてもよい。

柱３の長手方向に所定の間隔で、柱３の外面には補強横部材１１が配置される。補強横部材１１は、柱３の幅方向に、柱３の全長にわたって略一定の間隔で配置される。補強横部材１１は、一対の縦材５にまたがるように縦材５の間に配置され、補強横部材１１の端部が縦材５に接合される。

ここで、補強横部材１１と柱３（縦材５）との間には、スペーサ１３が配置される。すなわち、柱３の縦材５と補強横部材１１との固定部にはスペーサ１３が配置され、補強横部材１１は、スペーサ１３を介して縦材５と接合される。なお、スペーサ１３は、補強横部材１１と一体であってもよいし、別体であってもよい。

このように、柱３と補強横部材１１の間にスペーサ１３を配置することで、補強横部材１１と柱３との間に、スペーサ１３の厚みに応じた隙間を形成することができる。柱３と補強横部材１１との間に隙間を形成することで、柱３の外周に配管等を配置する場合でも、配管等と補強横部材１１とが干渉することがない。

ここで、図２に示すように、柱３の長手方向に対する斜材７のピッチをＰ１とし、補強横部材１１のピッチをＰ２とする。なお、斜材７のピッチとは、それぞれの縦材５に対して、斜材７が接合される間隔である。すなわち、図示した例では、おおよそ、２本の斜材７の端部同士の広い方の間隔である。

補強横部材１１は、斜材７と縦材５との接合部以外の部位に接合される。例えば、図示した例では、それぞれの補強横部材１１は、斜材７と縦材５との接合位置から均等な位置に接合される。すなわち、補強横部材１１と斜材７のそれぞれの長手方向の中央部が、補強横部材１１と斜材７との交差部となる。

なお、補強横部材１１と斜材７との交差部において、スペーサ１３を介して補強横部材１１と斜材７とを接合してもよい。

ここで、斜材７は、縦材５を補強し、柱３の座屈を防止するための補強部材として機能する。このため、縦材５は、斜材７の接合間隔で支持される。すなわち、それぞれの縦材５の座屈長さは、斜材７のピッチＰ１に応じて決定される。

これに対し、Ｐ１の１／２のピッチＰ２で補強横部材１１を設置することで、縦材５の座屈長さは、補強横部材１１の接合間隔に応じた長さとなる。このため、補強横部材１１によって、縦材５の座屈長さを、斜材７のみの場合と比較して１／２とすることができる。この際、補強横部材１１を、斜材７と縦材５との接合部から均等にずらすことで、効率よく縦材５を補強することができる。

図３は、柱の補強構造１の平面図である。前述したように、柱３は、略矩形であり、図示した例では、柱３は、略正方形の断面形状である。この場合、補強横部材１１は、柱３の外周面の４面にそれぞれ配置される。また、前述したように、柱３と補強横部材１１との間には、スペーサ１３の厚みに応じた隙間９が形成される。

柱３に圧縮力が付与され、柱３が座屈する際には、柱３は、少なくとも一方の方向に膨らむように変形する。しかし、柱３の外周部には補強横部材１１が配置され、柱３の変形が抑制される。このように、柱３の各方向に補強横部材１１が配置されることで、柱３は、いずれの方向に対しても変形が抑制される。このため、柱３の座屈が抑制される。

なお、柱３の４面の全てに補強横部材１１を配置する例を示したが、本発明はこれには限られない。図４は、柱の補強構造１ａを示す平面図である。柱の補強構造１ａでは、柱３が、略正方形ではなく長方形となる。この場合には、柱３の長辺側の外周部に、補強横部材１１を配置してもよい。すなわち、短辺側の外周部には補強横部材１１を配置せず、長辺側の互いに対向する位置にのみ補強横部材１１を配置してもよい。

柱３が長方形である場合には、柱３の断面係数によって、柱３は長辺の中心を中立軸とした曲がりに対して、短辺の中心を中立軸とした方向へ曲がりやすい。このため、柱３の曲がりやすい方向に対してのみ補強横部材１１を配置することで、効率よく柱３の変形を抑制し、座屈を抑制することができる。

以上、本実施の形態によれば、柱３の外周部に補強横部材１１を配置することで、柱３が圧縮力を受けた際に、柱３が座屈することを効率良く抑制することができる。

また、柱３と補強横部材１１の間にスペーサ１３を配置することで、補強横部材１１と柱３との間に隙間９を形成することができる。このため、柱３の外周に配管等を配置する場合でも、配管等と補強横部材１１とが干渉することがない。

また、補強横部材１１のピッチＰ２を、斜材７のピッチＰ１の１／２とすることで、縦材５の座屈長さを補強前に対して１／２とすることができる。この際、補強横部材１１を、斜材７と縦材５との接合部から均等にずらすことで、効率良く縦材５を補強することができる。

このように、本実施形態の補強横部材１１は、既設の柱３に対しても容易に取り付けることが可能である。また、柱の全体を覆うものと比較して、施工が容易であり、柱３が組立柱の場合には、補強横部材１１を配置しても、ほとんど視界を遮ることがない。

また、個々の補強横部材１１は軽量であるため、取り扱いも容易である。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ………柱の補強構造
３………柱
５………縦材
７………斜材
９………隙間
１１………補強横部材
１３………スペーサ

Claims (4)

1. 柱の補強構造であって、
   前記柱は、縦材と、前記縦材同士を連結する斜材とを有する組立柱であり、
   前記柱の長手方向に所定の間隔で、前記縦材の間に補強横部材が固定されることを特徴とする柱の補強構造。
2. 前記補強横部材と前記縦材との固定部には、前記補強横部材とは一体又は別体でスペーサが配置され、前記補強横部材と前記柱との間には隙間が形成されることを特徴とする請求項１記載の柱の補強構造。
3. 前記補強横部材は、前記柱の長手方向に対する前記斜材のピッチに対して、略１／２のピッチで配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の柱の補強構造。
4. 前記補強横部材が、前記柱の外周面の４面に配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の柱の補強構造。

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