JP3040095U - 補強構造及びこれに用いる補強部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存構造物の柱梁フレームの剛性及び強度を
向上することができると共に、フレームの開口を塞ぐ面
積を低減することが可能な補強構造及び補強部材を提供
すること。 【解決手段】 補強構造は、少なくとも外周に付帯壁を
備えない柱３０及び梁３１，３１ａ，３１ｂからなる複
数階層のフレームを備える既存構造物において、外周に
配置された各階層のフレームの上下に隣合う梁３１ａ，
３１ｂの間をコンクリート充填鋼管２０で連結すると共
に、この各階層のコンクリート充填鋼管が梁を介して垂
直方向に連続するように配置した。また補強部材１０
は、上下に離隔する２つの層の梁間に立設される鋼管部
材１２と、鋼管部材の上下端にそれぞれ形成された上端
固定部１１及び下端固定部１３とを備え、上端固定部は
上方の梁の下面及び両側面に当接する鋼板１１ａ，１１
ｂからなり、下端固定部は下方の梁の上面に当接する鋼
板からなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、既存の鉄筋コンクリート構造物又は鉄骨鉄筋コンクリート構造物の 補強構造及びこれに用いる補強部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】

既存の鉄筋コンクリート構造物又は鉄骨鉄筋コンクリート構造物において、付 帯壁を備えない柱及び梁からなるフレームを補強する場合には、従来、既存フレ ームに付帯壁またはブレースを増設してその剛性及び強度を向上させる方法が取 られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、オフィスビル等の構造物の外周に配されたフレームは、ほとん どの場合、窓として用いられているので、ここを付帯壁で塞いでしまうことは機 能上好ましくなく、また縦横方向に延びる柱梁に斜めのブレースを増設するのは 、美観上好ましくないと共に、補強工事が大掛かりになるという問題点がある。

【０００４】 一方、構造物を補強するために、居室空間内のフレームに付帯壁やブレースを 取り付けたり、あるいは居室空間内に柱を増設する場合、上述したような機能上 や美観上の問題が生じないものの、補強工事の際に居室を使用することができな くなるという不都合があった。

【０００５】 本考案は上記問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、既存 の鉄筋コンクリート構造物又は鉄骨鉄筋コンクリート構造物の剛性及び強度を向 上することができると共に、補強工事の際にも居室の使用が可能な補強構造を提 供することにある。

【０００６】 また本考案の別の目的は、構造物の剛性及び強度を向上するために柱梁フレー ムを補強した場合にも、その柱梁フレームの開口を塞ぐ面積を低減することが可 能な補強構造及び補強部材を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために、本考案では、少なくとも外周に、付帯壁を備えな い柱及び梁からなる複数階層のフレームを備える既存の鉄筋コンクリート構造物 又は鉄骨鉄筋コンクリート構造物における補強構造であって、前記外周に配置さ れた各階層のフレームの上下に隣合う梁間をコンクリート充填鋼管で連結すると 共に、この各階層のコンクリート充填鋼管が梁を介して垂直方向に連続するよう に配置したことを特徴とする既存構造物の補強構造を提供する。

【０００８】 本考案の補強構造においては、前記コンクリート充填鋼管が連結された各梁に おいて、少なくとも両側面と下面との全長にわたって鋼板または繊維強化プラス チックシートを固定しても良い。

【０００９】 また本考案では、既存の鉄筋コンクリート構造物又は鉄骨鉄筋コンクリート構 造物において付帯壁を備えない柱及び梁からなるフレームを補強するために用い る補強部材であって、上下に離隔する２つの層の梁間に立設される鋼管部材と、 前記２つの層の梁に固定するため該鋼管部材の上下端にそれぞれ形成された上端 固定部及び下端固定部とを備え、前記上端固定部は上方の梁の下面及び両側面に 固定される鋼板からなり、前記下端固定部は下方の梁の上面に固定される鋼板か らなる補強部材を提供する。

【００１０】

【実施例】

以下に、本考案の一実施例を図を参照して説明する。 図１は本考案の補強部材を示す斜視図であり、図２は本考案の補強構造を示す 正面図であり、図３は本考案の補強構造を適用したラーメン構造の鉄筋コンクリ ート構造物を簡略に示した平面図である。

【００１１】 図１において、本考案の補強部材１０は、鋼管１２の上端に上端固定部１１が 設けられ、その下端に下端プレート１３が設けられている。 ここで、上端固定部１１は、補強対象となる上下に離隔する梁間において、上 方の梁の巾と略同じ長さだけ平行に離隔して配置された側面プレート１１ａ，１ １ａと、この側面プレート１１ａ，１１ａをその下端で連結する下面プレート１ １ｂとを備え、各側面プレート１１ａ，１１ａにはそれぞれ対向配置で複数のボ ルト孔１１ｃが設けられ、さらに下面プレート１１ｂには複数のボルト孔１１ｃ と共に鋼管１２との連結部分にコンクリート注入孔としての貫通孔１１ｄが設け られている。なお、下面プレート１１ｂと鋼管１２とは、下面プレート１１ｂの 平面が鋼管１２の軸方向と直交する角度で連結されている。 また下端プレート１３にはボルト孔１３ａが形成されており、下端プレート１ ３はその平面が鋼管１２の軸方向と直交する角度で鋼管１２に連結されている。 なお、下端プレート１３と鋼管１２との連結部分には、上端固定部１１の下面プ レート１１ｂのように貫通孔を設けず、塞がった状態に形成する。

【００１２】 上述した補強部材１０を用いて柱梁のフレームを補強する場合には、コンクリ ート注入孔１１ｄから鋼管１２の内部に予めコンクリートを注入してコンクリー ト充填鋼管柱２０（以下、ＣＦＴ柱２０という）を形成し、各階層の柱梁フレー ムにおいてＣＦＴ柱２０が梁を介して垂直方向に連続するように配置する。すな わち、予めコンクリートが注入されたＣＦＴ柱２０は、上端固定部１１の側面プ レート１１ａ，１１ａが上方の梁３１ａの両側面を挾むように配置され、下端プ レート１３が下方の梁３１ｂの上面のうえに高さ調整板１５を介して載置される 。なお、この時、下面プレート１１ｂと梁３１ａの下面３１ａ’との間、および 側面プレート１１ａ，１１ａと梁３１ａの両側面との間に、隙間がある場合には 、グラウトが注入されてこの隙間が埋められる。 そして、上端固定部１１の側面プレート１１ａ，１１ａにおける対向配置のボ ルト孔１１ｃ，１１ｃに、それぞれボルト１４を貫通させて、ボルト１４の両端 にナット（図示せず）を螺合する。また下端プレート１３のボルト孔１３ａから 、下層フレームに配置された補強部材１０の上端固定部１１の下面プレート１１ ｂのボルト孔１１ｃまで、ボルト１４を貫通させて、ボルト１４の両端にナット （図示せず）を螺合する。さらに、上端固定部１１の下面プレート１１ｂと、上 層フレームに配置された補強部材１０の下端プレート１３とを、同様にボルトで 連結すれば、柱梁フレームのＣＦＴ柱２０による補強構造が形成できる。

【００１３】 なお、ＣＦＴ柱２０により補強する各柱梁フレームにおいて、上下の梁には、 少なくとも両側面と下面との全長にわたって鋼板又は繊維強化プラスチックシー ト４０を貼着しても良く、かように鋼板又は繊維強化プラスチックシート４０を 設ければ、これらが剪断補強材として作用し、剪断力の増加した梁部材の剪断破 壊を防ぐことができる。

【００１４】 以上のように本考案の補強構造に用いたＣＦＴ柱２０は、高靱性であるので、 地震等によって柱梁フレームが大きく変形して、鉄筋コンクリート構造や鉄骨鉄 筋コンクリート構造の既存柱が耐力低下を生じても、ＣＦＴ柱２０は大変形まで 耐力を保持することができて、構造物全体としての耐震性能を向上させることが できる。またＣＦＴ柱２０は、鉄筋コンクリート構造や鉄骨鉄筋コンクリート構 造の既存柱と比較すると、耐力と靱性がともに高いため、これらの既存柱よりも 小さな直径にすることができて、さらに、ＣＦＴ柱２０には火災時における構造 物の長期荷重支持が期待されていないため、耐火被覆を設ける必要が無く、耐火 被覆によってＣＦＴ柱の外形が太くなるのを防止できる。

【００１５】 また本考案の補強構造では、鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造の ラーメン構造による構造物を補強する場合に、上述したＣＦＴ柱２０を、図３の 簡略平面図に示したように、外周の柱梁フレームの既存柱３０の中間に配置し、 上下の梁３１に固定して補強構造を形成するので、居室外部のみの工事となって 居室内部が使用不可能になることが無いという利点がある。なお、外周の柱梁フ レームの既存柱の間に設けるＣＦＴ柱の本数や配置は、柱間隔、開口率または耐 力・靱性を鑑みて、適宜選択することが可能である。

【００１６】

【考案の効果】

本考案では、構造物外周の柱梁フレームにおける上下の梁間のみを、コンクリ ート充填鋼管からなる柱で連結することによって補強構造を形成し、居室空間内 には補強部材を設けない構成としたため、補強工事中であっても居室を使用する ことが可能となった また本考案の補強構造を形成するコンクリート充填鋼管柱自体が高靱性である ことに併せて、各階層のコンクリート充填鋼管柱が梁を介して垂直方向に連続す るように配置したので、地震等によって柱梁フレームが大きく変形して、鉄筋コ ンクリート構造や鉄骨鉄筋コンクリート構造の既存柱が耐力低下を生じても、コ ンクリート充填鋼管柱は大変形まで耐力を保持することができて、構造物全体と しての耐震性能を向上させることができる。 さらにコンクリート充填鋼管柱は、鉄筋コンクリート構造や鉄骨鉄筋コンクリ ート構造の既存柱と比較すると、靱性が高いため、これらの既存柱よりも小さな 直径にすることができると共に、コンクリート充填鋼管柱には、火災時における 構造物の長期荷重支持が期待されていないため、耐火被覆を設ける必要が無く、 故に、耐火被覆によりコンクリート充填鋼管柱の外形が太くなることが無い。し たがって、コンクリート充填鋼管柱を構造物外周の柱梁フレームの開口、すなわ ち窓に設けても、窓を塞ぐ面積を低減することができる。

【００１７】 また本考案の補強構造では、コンクリート充填鋼管が連結された各梁において 、少なくとも両側面と下面とに鋼板または繊維強化プラスチックシートが固定さ れたので、柱梁のフレームの耐力をより一層向上することができる。

【００１８】 さらに本考案の補強部材は、上下に離隔する２つの層の梁間に立設される鋼管 部材と、この鋼管部材の上下端にそれぞれ形成された上端固定部及び下端固定部 とを備え、上端固定部は上方の梁の下面及び両側面に固定される鋼板からなり、 下端固定部は下方の梁の上面に固定される鋼板からなるため、鋼管内部にコンク リートを充填し、これを補強対象フレームに立設して固定すれば、容易に既存構 造物を補強することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の補強部材を示す斜視図である。

【図２】本考案の補強構造を示す正面図である。

【図３】本考案の補強構造を適用したラーメン構造の鉄
筋コンクリート構造物を簡略に示した平面図である。

【符号の説明】

１０ 補強部材 １１ 上端固定部 １１ａ 側面プレート １１ｂ 下面プレート １２ 鋼管（鋼管部材） １３ 下端固定プレート（下端固定部） ２０ ＣＦＴ補強柱 ３０ 柱 ３１，３１ａ，３１ｂ 梁

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも外周に、付帯壁を備えない柱
   及び梁からなる複数階層のフレームを備える既存の鉄筋
   コンクリート構造物又は鉄骨鉄筋コンクリート構造物に
   おける補強構造であって、 前記外周に配置された各階層のフレームの上下に隣合う
   梁間をコンクリート充填鋼管で連結すると共に、この各
   階層のコンクリート充填鋼管が梁を介して垂直方向に連
   続するように配置したことを特徴とする補強構造。
2. 【請求項２】 前記コンクリート充填鋼管が連結された
   各梁において、少なくとも両側面と下面とに鋼板または
   繊維強化プラスチックシートが固定されたことを特徴と
   する請求項１記載の補強構造。
3. 【請求項３】 既存の鉄筋コンクリート構造物又は鉄骨
   鉄筋コンクリート構造物において付帯壁を備えない柱及
   び梁からなるフレームを補強するために用いる補強部材
   であって、 上下に離隔する２つの層の梁間に立設される鋼管部材
   と、前記２つの層の梁に固定するため該鋼管部材の上下
   端にそれぞれ形成された上端固定部及び下端固定部とを
   備え、前記上端固定部は上方の梁の下面及び両側面に固
   定される鋼板からなり、前記下端固定部は下方の梁の上
   面に固定される鋼板からなる補強部材。