JP2022076425A - Reinforcement structure of existing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既存構造物の内部躯体側の耐震補強を行う補強構造に関する。 The present invention relates to a reinforcing structure for seismic retrofitting on the internal skeleton side of an existing structure.
従来より、既存構造物の耐震補強が行われている(特許文献1~3参照)。
特許文献1には、既設の筒状構造物を補強する構造が示されている。具体的には、この補強構造は、筒状構造物の内壁面に沿って筒軸方向に配置された線状の曲げ補強材であるフラットバーと、フラットバーの上面と筒状構造物の内壁面にわたって設けられた膜状の補強被覆材としてのポリウレア樹脂と、を備えている。
特許文献2には、コンクリート躯体の表面に設けられた繊維強化樹脂膜が示されている。この繊維強化樹脂膜は、炭素繊維シートと、この炭素繊維シートに含侵して硬化した樹脂と、を有している。
特許文献3には、既設の柱を補強筒で包囲し、この補強筒の内側に硬化剤を注入した補強方法が示されている。補強筒は、複数の分割した形状の補強枠を組み合わせて構成され、補強枠は、内側のせん断補強用鉄板と、外側のコンクリート板と、で構成される。
Conventionally, seismic retrofitting of existing structures has been performed (see
Patent Document 2 shows a fiber-reinforced resin film provided on the surface of a concrete skeleton. The fiber-reinforced resin film has a carbon fiber sheet and a resin that has been impregnated and cured by the carbon fiber sheet.
Patent Document 3 discloses a reinforcing method in which an existing column is surrounded by a reinforcing cylinder and a curing agent is injected into the inside of the reinforcing cylinder. The reinforcing cylinder is composed of a combination of a plurality of divided reinforcing frames, and the reinforcing frame is composed of an inner shear reinforcing iron plate and an outer concrete plate.
本発明は、既存構造物の内部躯体側を補強することで、既存構造物の外観を変更することなく既存構造物を補強できる、既存構造物の補強構造を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a reinforcing structure of an existing structure capable of reinforcing the existing structure without changing the appearance of the existing structure by reinforcing the internal skeleton side of the existing structure.
本発明者らは、既存構造物の補強構造として、内部躯体の表面に炭素繊維シートやアラミド繊維シートを貼り付けて繊維層を設けるとともに、この繊維層の上に鋼板を貼り付けて、さらに、この鋼板の上からアンカー部材を貫通させて内部躯体に定着させることで、内部躯体側にコンクリートを増打ちする場合に比べて、既存構造物の外観を変更することなく、内部空間の減少を極力少なくしつつ、せん断耐力を向上させて、既存構造物の耐震性能を向上できる点に着眼して、本発明に至った。
第1の発明の補強構造(例えば、後述の補強構造1、1B)は、既存構造物(例えば、後述の既存建物10)の内部躯体(例えば、後述の壁12)を補強する構造であって、前記内部躯体の表面に設けられた繊維層(例えば、後述の繊維層20)と、前記繊維層の上に接着剤(例えば、後述の接着剤31)で接着された鋼板(例えば、後述の鋼板30)と、前記鋼板を前記内部躯体に固定するアンカー部材(例えば、後述のあと施工アンカー40)と、を備えることを特徴とする。
As a reinforcing structure of an existing structure, the present inventors provide a fiber layer by pasting a carbon fiber sheet or an aramid fiber sheet on the surface of an internal frame, and a steel plate is pasted on the fiber layer, and further. By penetrating the anchor member from above this steel plate and fixing it to the internal skeleton, the internal space can be reduced as much as possible without changing the appearance of the existing structure compared to the case where concrete is added to the inner skeleton side. The present invention was made by focusing on the point that the shear strength can be improved and the seismic performance of the existing structure can be improved while reducing the amount.
The reinforcing structure of the first invention (for example, the
この発明によれば、内部躯体の上に繊維層を設け、この繊維層の上に鋼板を接着剤で接着し、さらにこの鋼板をアンカー部材で内部躯体に固定した。これにより、既存構造物の外観を変更することなく、既存構造物を補強できる。
また、強度に優れた鋼板を採用することで、鋼板を薄くできるため、耐震補強として内部躯体の表面にコンクリート躯体を増設する場合に比べて、内部空間の減少を極力少なくできる。
また、内部躯体と鋼板とで繊維層を挟み込むから、内部躯体表面に繊維層のみを設ける場合に比べて、繊維層の捩れを抑制できる。
According to the present invention, a fiber layer is provided on the inner skeleton, a steel plate is adhered on the fiber layer with an adhesive, and the steel plate is further fixed to the inner skeleton with an anchor member. As a result, the existing structure can be reinforced without changing the appearance of the existing structure.
Further, by adopting a steel plate having excellent strength, the steel plate can be made thinner, so that the reduction of the internal space can be minimized as compared with the case where a concrete skeleton is added to the surface of the internal skeleton as seismic reinforcement.
Further, since the fiber layer is sandwiched between the inner skeleton and the steel plate, twisting of the fiber layer can be suppressed as compared with the case where only the fiber layer is provided on the surface of the inner skeleton.
第2の発明の補強構造は、前記鋼板は、矩形板状であり、水平方向に複数並んで配置されるともに、上下に複数段配置され、各段の前記鋼板同士の間の縦目地(例えば、後述の縦目地32)は、上下段の縦目地とは異なる位置に配置されることを特徴とする。 In the reinforcing structure of the second invention, the steel plates are rectangular plates, and a plurality of the steel plates are arranged side by side in the horizontal direction and a plurality of stages are arranged vertically, and vertical joints (for example) between the steel plates in each stage are arranged. , The vertical joints 32) described later are characterized in that they are arranged at positions different from the vertical joints in the upper and lower stages.
この発明によれば、各段の鋼板同士の縦目地を、上下段の縦目地とは異なる位置とした。つまり、鋼板の縦目地を馬目地とした。縦目地は脆弱部になりやすいが、この縦目地を馬目地としたので、縦目地を上下段の縦目地と同一の位置に設ける芋目地とした場合に比べて、鋼板の補強効果を低下させることなく、せん断耐力を向上できる。 According to the present invention, the vertical joints between the steel plates of each stage are set at different positions from the vertical joints of the upper and lower stages. That is, the vertical joints of the steel plate were used as horse joints. The vertical joints tend to be fragile parts, but since these vertical joints are used as horse joints, the reinforcing effect of the steel plate is reduced compared to the case where the vertical joints are provided at the same positions as the vertical joints in the upper and lower stages. The shear strength can be improved without any problem.
第3の発明の補強構造は、前記内部躯体は、床スラブ(例えば、後述の床スラブ14)の上下に設けられた壁であり、前記繊維層は、前記床スラブを貫通して前記上下の壁に連続して設けられることを特徴とする。
In the reinforcing structure of the third invention, the internal skeleton is a wall provided above and below the floor slab (for example, the
この発明によれば、繊維層を、床スラブを貫通して上下の壁に連続して設けたので、繊維層の定着区間(定着長さ)を長く確保できるため、床スラブを挟んだ上下の壁を一体として耐震補強できる。 According to the present invention, since the fiber layer is continuously provided on the upper and lower walls through the floor slab, a long fixing section (fixing length) of the fiber layer can be secured. Seismic reinforcement can be done by integrating the walls.
第4の発明の補強構造(例えば、後述の補強構造1A)は、既存構造物(例えば、後述の既存建物10)の内部躯体(例えば、後述の壁12)を補強する構造であって、前記内部躯体の表面に接着剤(例えば、後述の接着剤31)で接着された鋼板(例えば、後述の鋼板30)と、前記鋼板を前記内部躯体に固定するアンカー部材(例えば、後述のあと施工アンカー40)と、を備え、前記鋼板は、矩形板状であり、水平方向に複数並んで配置されるともに、上下に複数段配置され、各段の前記鋼板同士の間の縦目地(例えば、後述の縦目地32)は、上下段の縦目地とは異なる位置に配置されることを特徴とする。
The reinforcing structure of the fourth invention (for example, the reinforcing structure 1A described later) is a structure for reinforcing the internal skeleton (for example, the
この発明によれば、内部躯体の上に鋼板を接着剤で接着し、さらにこの鋼板をアンカー部材で内部躯体に固定したので、既存構造物の外観を変更することなく、既存構造物を補強できる。
また、強度に優れた鋼板を採用することで、内部躯体の上に設ける鋼板を薄くできるため、耐震補強として内部躯体の表面にコンクリート躯体を増設する場合に比べて、内部空間の減少を極力少なくできる。
According to the present invention, since the steel plate is adhered on the inner skeleton with an adhesive and the steel plate is fixed to the inner skeleton with an anchor member, the existing structure can be reinforced without changing the appearance of the existing structure. ..
In addition, by adopting a steel plate with excellent strength, the steel plate installed on the internal skeleton can be made thinner, so the reduction in internal space is as small as possible compared to the case where a concrete skeleton is added to the surface of the internal skeleton as seismic reinforcement. can.
本発明によれば、既存構造物の内部躯体側を補強することで、既存構造物の外観を変更することなく既存構造物を補強できる、既存構造物の補強構造を提供できる。 According to the present invention, by reinforcing the internal skeleton side of the existing structure, it is possible to provide a reinforcing structure of the existing structure capable of reinforcing the existing structure without changing the appearance of the existing structure.
本発明は、既存構造物の外観を変更することなく、既存構造物の内部躯体側を補強する補強構造である。具体的には、既存構造物の内部躯体の表面に、接着剤を用いて炭素繊維シートまたはアラミド繊維シートを貼り付けて繊維層を設けた後、その繊維層の表面に鋼板を設けて、さらに、この鋼板の外側からアンカー部材を貫通させて内部躯体に定着させた既存構造物の補強構造である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る補強構造1が適用される既存構造物としての既存建物10の縦断面図である。図2は、既存建物10のコア部11の1階部分の平面図である。
The present invention is a reinforcing structure that reinforces the internal skeleton side of an existing structure without changing the appearance of the existing structure. Specifically, a carbon fiber sheet or an aramid fiber sheet is attached to the surface of the internal frame of an existing structure using an adhesive to provide a fiber layer, and then a steel plate is provided on the surface of the fiber layer. This is a reinforcing structure of an existing structure in which an anchor member is penetrated from the outside of this steel plate and fixed to the internal frame.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the following embodiments, the same components will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a vertical sectional view of an existing
既存建物10は、鉄筋コンクリート造の建物であり、この既存建物10の中央部には、鉛直方向に延びる円柱形状のコア部11が設けられている。
このコア部11は、内部躯体としての円筒形状の鉄筋コンクリート造の壁12と、壁12の内側に設けられたエレベータシャフト13、各階の床スラブ14、および階段15と、を備える。
エレベータシャフト13の内部には、上下に昇降するエレベータ16が収容されており、各階の床スラブ14は、エレベータホールまたは執務空間となっている。
The existing
The
Inside the
本発明の補強構造1は、この既存建物10のコア部11を構成する壁12を耐震補強するものである。
図3は、補強構造1の模式的な平面図である。図4は、図3の補強構造1のA-A矢視図(正面図)である。図5は、図4の補強構造1のB-B断面図である。
補強構造1は、壁12の内壁面に設けられた繊維層20と、繊維層20の上に接着剤31(例えば、エポキシ樹脂系接着剤)で接着された複数の鋼板30と、鋼板30を壁12に固定するアンカー部材としてのあと施工アンカー40と、を備える。
The
FIG. 3 is a schematic plan view of the reinforcing
The
繊維層20は、壁12の内壁面に、鉛直方向に延びる所定幅の炭素繊維シート21を水平方向に複数貼り付けて構成されている。具体的には、エポキシ樹脂系接着剤またはメタクリレート系接着剤を用いて、炭素繊維シート21を壁12の下端部から上端部まで鉛直方向に延ばして貼り付けて、この作業を壁12の内壁面に沿って水平方向に繰り返すことで、壁12の表面に繊維層20を形成する。
また、繊維層20は、既存建物10の地下1階から上階に向かって、壁12に複数階に亘って貼り付けられている。この繊維層20は、壁12の水平方向の荷重負担材として設けられており、主に壁12のせん断耐力の向上を目的として必要量が設けられている。
なお、この繊維層20は、炭素繊維シートに限らず、アラミド繊維シートを用いて形成してもよい。
The
Further, the
The
壁12は、図6に示すように、床スラブ14の上下に配置されており、この床スラブ14には、壁12の内壁面に沿って所定間隔おきに貫通孔17が形成されている。一部の炭素繊維シート21は、束ねられて床スラブ14の貫通孔17に挿通され、炭素繊維シート21の上側は、床スラブ14の上側の壁12に貼り付けられ、炭素繊維シート21の下側は、床スラブ14の下側の壁12に貼り付けられている。これにより、炭素繊維シート21は、床スラブ14の上下の壁12に連続して設けられる。また、炭素繊維シート21の上下両端部では、壁12の表面と炭素繊維シート21との間の接着強度を高めるために、束ねた炭素繊維シート21が扇状に広げられて壁12に貼り付けられている。
As shown in FIG. 6, the
鋼板30は、矩形板状であり、既存建物10の1階部分に設けられている。この鋼板30は、図4に示すように、壁12の内壁面を正面から視て、水平方向に複数並んで配置されるとともに、上下に複数段配置されている。鋼板30としては、壁12の表面に密着可能でありかつ補強工事での作業効率を考慮して、厚さ9mm~16mmの構造用鋼板が好ましい。また、繊維層20、鋼板30、およびあと施工アンカー40の厚さ(つまり壁12の表面からあと施工アンカー40のナット部分までの寸法)は、耐震補強によって既存建物10の内部空間を極力広く確保できるように、50mm程度とした。
また、この鋼板30は、馬目地となっている。すなわち、各段の鋼板30同士の間の縦目地32は、上下段の縦目地32とは異なる位置に配置されている。
The
Further, the
鋼板30は、繊維層20の上に、接着剤31を用いて水平方向に並べて貼り付けられている。この鋼板30は、繊維層20と同様に、壁12の水平方向の荷重負担材として設けられており、主に壁12のせん断耐力の向上を目的として必要量が設けられている。
あと施工アンカー40は、鋼板30および繊維層20を貫通して壁12に打ち込まれたアンカーボルト41と、このアンカーボルト41に螺合されて鋼板30を上から押さえるナット42と、を備える。
The
The
以上の補強構造1の施工手順について、図7のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップS1では、壁12の内壁面に繊維層20を形成する。具体的には、所定幅の炭素繊維シート21を、接着剤で壁12の下端部から上端部まで鉛直方向に貼り付ける。この作業を壁12の内壁面に沿って水平方向に繰り返すことで、所定幅の炭素繊維シート21を水平方向に複数貼り付けて、繊維層20を形成する。
The construction procedure of the above reinforcing
In step S1, the
ステップS2では、繊維層20の上に鋼板30を貼り付ける。具体的には、矩形板状の鋼板30を、接着剤31で水平方向に複数並んで貼り付けるとともに、上下に複数段貼り付ける。
ステップS3では、鋼板30の上からあと施工アンカー40を施工する。具体的には、鋼板30の上からドリル等で鋼板30および繊維層20に貫通孔を形成し、この貫通孔にアンカーボルト41を打ち込んで、アンカーボルト41にナット42を螺合して締め付ける。
In step S2, the
In step S3, the
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)鉄筋コンクリート造の壁12の上に繊維層20を設け、この繊維層20の上に接着剤31で鋼板30を接着し、さらに、この鋼板30をあと施工アンカー40で壁12に固定した。これにより、既存建物10の外観を変更することなく、既存建物10を補強できる。
また、強度に優れた鋼板30を採用することで、鋼板30を薄くできるため、耐震補強として壁の表面にコンクリート躯体を増設する場合に比べて、内部空間の減少を極力少なくして、壁12を補強できる。
また、鋼板30をあと施工アンカー40で壁12に固定することで、壁12に沿って取り付けた鋼板30の面外方向への変形を防止し、鋼板30の形状を保持できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) A
Further, since the
Further, by fixing the
(2)壁12と鋼板30とで繊維層20を挟み込むから、繊維層20および鋼板30が壁12と一体化され、壁12表面に繊維層のみを設ける場合に比べて、繊維層20の捩れを抑制できる。よって、内部躯体である壁12のせん断耐力を補強できる。
また、内部躯体である壁12の表面に繊維層20を設け、この繊維層20の上に鋼板30を貼り付けて、繊維層20および鋼板30をあと施工アンカー40で壁12に固定することで、繊維層20に引張力だけでなく圧縮力が作用する場合であっても、繊維層20の捩れを防止できる。
(2) Since the
Further, a
(3)各段の鋼板30同士の縦目地32を、上下段の縦目地32とは異なる位置とした。つまり、鋼板30の縦目地32を馬目地とした。よって、鋼板の縦目地を芋目地とした場合に比べて、鋼板30の補強効果を低下させることなく、せん断耐力を向上できる。
(4)炭素繊維シート21を水平方向に並べて配置して繊維層20を構成したので、壁12の曲げ耐力を変えることなく、壁12のせん断耐力を向上できる。
(5)繊維層20の炭素繊維シート21を束ねて、床スラブ14の貫通孔17に挿通することで、炭素繊維シート21を上下の壁12に連続して設けたので、繊維層20の定着区間(定着長さ)を長く確保できるため、床スラブ14を挟んだ上下の壁12を一体として耐震補強できる。
(3) The
(4) Since the
(5) By bundling the
〔第2実施形態〕
図8は、本発明の第2実施形態に係る補強構造1Aの縦断面図である。
本実施形態では、繊維層20を設けず、鋼板30を接着剤31で直接壁12に接着する点が、第1実施形態と異なる。
本実施形態によれば、上述の(1)、(3)と同様の効果がある。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a vertical sectional view of the reinforcing structure 1A according to the second embodiment of the present invention.
The present embodiment is different from the first embodiment in that the
According to this embodiment, there is the same effect as the above-mentioned (1) and (3).
〔第3実施形態〕
図9は、本発明の第3実施形態に係る補強構造1Bの正面図である。
本実施形態では、繊維層20は、壁12の内壁面に、水平方向に延びる所定幅の炭素繊維シート21を鉛直方向に複数段貼り付けて構成した点が、第1実施形態と異なる。
本実施形態によれば、上述の(1)~(4)と同様の効果がある。
[Third Embodiment]
FIG. 9 is a front view of the reinforcing
In the present embodiment, the
According to this embodiment, there is the same effect as the above-mentioned (1) to (4).
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の各実施形態では、鋼板30の上からあと施工アンカー40を施工したが、これに限らない。すなわち、壁12の内壁面に繊維層20を貼り付けた後、繊維層20の上から壁12にあと施工アンカー40用に削孔して、あと施工アンカー40を設置する。次に、繊維層20の上にあと施工アンカー40用の貫通孔が形成された鋼板を貼り付けてもよい。
また、上述の各実施形態では、上下段の鋼板30を接するように設けたが、これに限らず、上下段の鋼板同士を所定の間隔を空けて設けてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like to the extent that the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the
Further, in each of the above-described embodiments, the upper and
1、1A、1B…補強構造 10…既存建物(既存構造物) 11…コア部
12…壁(内部躯体) 13…エレベータシャフト
14…床スラブ 15…階段 16…エレベータ 17…貫通孔
20…繊維層 21…炭素繊維シート
30…鋼板 31…接着剤 32…縦目地
40…あと施工アンカー(アンカー部材) 41…アンカーボルト
42…ナット
1, 1A, 1B ... Reinforcing
Claims (3)
前記内部躯体の表面に設けられた繊維層と、
前記繊維層の上に接着剤で接着された鋼板と、
前記鋼板を前記内部躯体に固定するアンカー部材と、を備えることを特徴とする既存構造物の補強構造。 It is a structure that reinforces the internal frame of the existing structure.
The fiber layer provided on the surface of the internal frame and
A steel plate bonded on the fiber layer with an adhesive and
A reinforcing structure of an existing structure, comprising: an anchor member for fixing the steel plate to the internal frame.
各段の前記鋼板同士の間の縦目地は、上下段の縦目地とは異なる位置に配置されることを特徴とする請求項1に記載の既存構造物の補強構造。 The steel plate has a rectangular plate shape, is arranged side by side in the horizontal direction, and is arranged in a plurality of stages vertically.
The reinforcing structure of an existing structure according to claim 1, wherein the vertical joints between the steel plates in each stage are arranged at positions different from the vertical joints in the upper and lower stages.
前記内部躯体の表面に接着剤で接着された鋼板と、
前記鋼板を前記内部躯体に固定するアンカー部材と、を備え、
前記鋼板は、矩形板状であり、水平方向に複数並んで配置されるともに、上下に複数段配置され、
各段の前記鋼板同士の間の縦目地は、上下段の縦目地とは異なる位置に配置されることを特徴とする既存構造物の補強構造。 It is a structure that reinforces the internal frame of the existing structure.
A steel plate bonded to the surface of the internal frame with an adhesive,
An anchor member for fixing the steel plate to the internal frame is provided.
The steel plate has a rectangular plate shape, is arranged side by side in the horizontal direction, and is arranged in a plurality of stages vertically.
A reinforcing structure of an existing structure, wherein the vertical joints between the steel plates in each stage are arranged at positions different from the vertical joints in the upper and lower stages.
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