JP3185640B2 - コンクリート建造物の補強工法 - Google Patents

コンクリート建造物の補強工法

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concrete
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克朗 小畠
英雄 勝俣
裕一 佐藤
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/02Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E04G2023/0251Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements by using fiber reinforced plastic elements
    • E04G2023/0262Devices specifically adapted for anchoring the fiber reinforced plastic elements, e.g. to avoid peeling off

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  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、RC造やSRC
造などの既存のコンクリート建造物を補強して耐震性を
高める補強工法に関し、とくに補強材として高強度繊維
シートを用いる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】既存のコンクリート建造物を炭素繊維シ
ートなどの高強度繊維シートを用いて耐震補強する、つ
ぎのような工法が従来から知られている。コンクリート
躯体の表面にエポキシ樹脂などの接着剤を用いて高強度
繊維シートを貼り付ける。すると、その樹脂が自然に貼
り付けた繊維シートに含浸して硬化する。つまり、繊維
シートを樹脂で固めた繊維強化プラスチック(FRP)
シートがコンクリート躯体に密着してこれを被覆した状
態となる。
【0003】なお言うまでもないが、この補強工法では
繊維で強化したプラスチック成形品(FRP成形品)を
得ることが目的ではなく、コンクリート躯体の表面に高
強度繊維シートを貼り付けてしっかりと接着し、その繊
維シートでコンクリート躯体を補強することが目的であ
る。繊維シートをコンクリート躯体表面に強固に接着し
て一体化する目的でエポキシ樹脂などの接着剤を使用す
るが、そうすると自然に樹脂が繊維シートに含浸して硬
化し、普通のFRPシートとほぼ同様な性状となる。そ
こで、前記の目的でコンクリート躯体表面に高強度繊維
シートを樹脂で貼り付けたものを、以下の説明ではFR
Pシートと称することにする。
【0004】前記の補強工法を独立した柱や梁に適用す
る場合には、前記繊維シートで柱や梁の全周を取り巻く
ように貼り付けることが容易であり、そのように全周を
FRPシートで被覆する完全閉鎖型の補強構造であれ
ば、きわめて大きな補強効果が期待できる。
【0005】ところが柱や梁が独立しておらず、図2に
示すように、壁や床のパネル部分1と柱や梁の太径部分
2とが一体的に構成され、太径部分2の一部がパネル部
分1の表裏両面からそれぞれ出っ張った凸条部2aをな
しているコンクリート建造物の場合は、前記のように柱
や梁の全周を前記FRPシートで完全被覆することはで
きない。そのため従来は、パネル部分1の両側に出っ張
っている凸条部2aのみを前述のFRPシート3で被覆
している。つまり、パネル部分1の両側の凸条部2aの
それぞれについて、その表面に例えばエポキシ樹脂を塗
布し、そこに例えば炭素繊維シートを貼り付けると同時
に、エポキシ樹脂を炭素繊維シートに含浸させてFRP
シート3を貼り付け成形する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】壁と一体化された柱
や、床と一体化された梁について、図2のようにパネル
部分1から出っ張った凸条部2aの表面のみを上述のF
RPシート3で被覆しただけでは、独立した柱や梁の全
周をFRPシートで取り囲む完全閉鎖型の補強構造に比
べ、その補強効果ははなはだしく頼りないものであっ
た。試験によると、図2のような補強構造では、柱や梁
(太径部分2)が大きなせん断力を受けて撓むと、FR
Pシート3が容易に凸条部2aから剥がれてしまう。つ
まりFRPシート3と凸条部2aの構造的一体性がとぼ
しいために、躯体に作用する荷重があまり大きくない段
階でFRPシート3が剥離してしまい、炭素繊維などが
有する大きな強度をコンクリート躯体の補強に有効に活
かすことができなかった。
【0007】この発明は前述した従来の問題点に鑑みさ
なれたもので、その目的は、壁と一体化された柱や、床
と一体化された梁について、高強度繊維シートを用いて
効果的に補強できるようにしたコンクリート建造物の補
強工法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明では、壁や床の
パネル部分と柱や梁の太径部分とが一体的に構成され、
前記太径部分の一部が前記パネル部分の表裏両面からそ
れぞれ出っ張った凸条部をなしているコンクリート建造
物について、以下の要件〜により補強することとし
た。 表裏両側の前記凸条部の表面にそれぞれ高強度繊維シ
ートを接着剤により貼り付けて、そのシートで前記凸条
部の表面をほぼ全面的に被覆する。 前記凸条部と前記パネル部分との境界の入隅部に沿う
ように細長い型鋼を配設し、その型鋼の一面を前記シー
トの側端部分の上にあてがって前記シートに接着し、前
記型鋼の他の一面を前記パネル部分にあてがう。 前記入隅部の近くの前記パネル部分の適宜箇所に固定
用棒材を貫通状態で配設し、その固定用棒材の両端が前
記型鋼の他の一面を貫通する状態とし、前記固定用棒材
により前記パネル部分の表裏両側の前記型鋼を締め付け
固定する。
【0009】この工法において、前記高強度繊維シート
として炭素繊維を一方向に敷きならべて布状にし、あら
かじめ樹脂を含浸させて乾燥させて半硬化させたプリプ
レグを用いれば、現場での施工作業性が向上する。そし
てまた、一方向タイプの複数枚の前記高強度繊維シート
をその繊維方向を交差させるように重ねて接着すること
で、補強効果が向上する。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明の一実施例の概略構成を
図1に示している。このコンクリート建造物は、壁や床
のパネル部分1と柱や梁の太径部分2とが一体的に構成
され、太径部分2の一部がパネル部分1の表裏両面から
それぞれ出っ張った凸条部2aをなしている。そして、
凸条部2aの表面に例えばエポキシ樹脂を塗布し、そこ
に例えば炭素繊維シートを貼り付けると同時に、エポキ
シ樹脂を炭素繊維シートに含浸させてFRPシート3を
貼り付け成形する。このとき、炭素繊維を一方向に敷き
ならべて布状にした一方向タイプの炭素繊維シートを用
い、繊維方向が交差するように複数枚の繊維シートを重
ねて樹脂で固める。なお、繊維シートにあらかじめ樹脂
を含浸させて乾燥させて半硬化させたプリプレグを用い
れば、現場での施工性が向上する。
【0011】ところで作業手順が前後するが、前記のよ
うに繊維シートを樹脂で貼り付ける工程にさきだって、
凸条部2aとFRPシート3とが強固に接着するよう
に、凸条部2aの表面に適当な下地処理を施す。また凸
条部2aの出隅部を面取りし、鋭い角をなくする。その
後プライマ処理を施す。これら下地処理・面取り処理・
プライマ処理などの前処理は、貼付面の状況に応じて適
宜に実施すればよい。
【0012】また、凸条部2aに近接したパネル部分1
にボルト4を通すための穴をあける。穴をあける位置
は、凸条部2aとの境界の入隅部に沿った部分であり、
適宜間隔をおいて多数あける。この穴あけは、FRPシ
ート3の貼り付け成形工程の前でも後でもよい。
【0013】さらにまた、凸条部2aとパネル部分1と
の境界の入隅部に沿うように細長い山型鋼5を配設し、
その山型鋼5の一面をFRPシート3の側端部分の上に
あてがってFRPシート3に対してエポキシ樹脂で接着
し、山型鋼5の他の一面をパネル部分1にあてがう。こ
の山型鋼5の前記他の一面には、前記ボルト4貫通用の
穴と同じピッチで穴をあけておく。そして、パネル部分
1の表裏両側に配設した2つの山型鋼5とパネル部分1
とを貫くようにボルト4を通し、その両端を山型鋼5か
ら突出させ、その突出端にナット6を装着して、パネル
部分1の両側から強固に締め付けて、両山型鋼5を固定
する。
【0014】なお、前述のようにFRPシート3を貼り
付け成形するときに、同時に山型鋼5を前記の位置に配
設し、硬化しつつあるエポキシ樹脂で山型鋼5と炭素繊
維シートと凸条部2aの側面とを一体的に接着する手順
も採れる(FRPシート3の硬化と山型鋼5の接着とを
同時進行させる)。この場合は、凸条部2aとFRPシ
ート3と山型鋼5とが樹脂により良好に一体化される。
コンクリート躯体とFRPシート3と山型鋼5との一体
化をさらに高めるためには、山型鋼5とパネル部分1と
の間にもFRPシート3を挟み込むようにすればよい。
つまり、炭素繊維シートを凸条部2aの側面からパネル
部分1にわたって貼り付け成形し、その上に山型鋼5を
配設する。また、前記の山型鋼5を溝型鋼に変更しても
ほとんど同じ形態でこの発明を実施できる。
【0015】なお以上の実施例では、凸条部2aの表面
に接着性の樹脂により繊維シートを貼り付けると同時
に、その樹脂を繊維シートに含浸させることで、繊維シ
ートを樹脂で固めてFRPシート化しているが、この発
明はこれに限定されず、FRP化をはからずにコンクリ
ート表面に繊維シートを単純に接着するだけでもよい。
【0016】
【発明の効果】この発明では、壁と一体化された柱や、
床と一体化された梁について、パネル部分の表裏両面に
出っ張っている2つの凸条部のほぼ全面を被覆するよう
に高強度繊維シートを接着するだけでなく、そのシート
の側端部分を細長い鋼材で押え付けて固定用棒材により
コンクリート躯体に強固に固定するので、補強用の高強
度繊維シートとコンクリート躯体との構造的一体性が向
上し、前述の完全閉鎖型に近づき、繊維シートがコンク
リート表面から剥離しにくくなり、繊維シートの強度を
有効に活用してコンクリート建造物を効果的に補強でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の概略図である。
【図2】従来の補強構造の概略図である。
【符号の説明】
1 壁や床のパネル部分 2 柱や梁の太径部分 2a 凸条部 3 FRPシート 4 ボルト 5 山型鋼 6 ナット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04G 23/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 壁や床のパネル部分と柱や梁の太径部分
    とが一体的に構成され、前記太径部分の一部が前記パネ
    ル部分の表裏両面からそれぞれ出っ張った凸条部をなし
    ているコンクリート建造物について、以下の要件〜
    により補強することを特徴とする補強工法。 表裏両側の前記凸条部の表面にそれぞれ高強度繊維シ
    ートを接着剤により貼り付けて、そのシートで前記凸条
    部の表面をほぼ全面的に被覆する。 前記凸条部と前記パネル部分との境界の入隅部に沿う
    ように細長い型鋼を配設し、その型鋼の一面を前記シー
    トの側端部分の上にあてがって前記シートに接着し、前
    記型鋼の他の一面を前記パネル部分にあてがう。 前記入隅部の近くの前記パネル部分の適宜箇所に固定
    用棒材を貫通状態で配設し、その固定用棒材の両端が前
    記型鋼の他の一面を貫通する状態とし、前記固定用棒材
    により前記パネル部分の表裏両側の前記型鋼を締め付け
    固定する。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記高強度繊維シー
    トとして炭素繊維を一方向に敷きならべて布状にし、あ
    らかじめ樹脂を含浸させて乾燥させて半硬化させたプリ
    プレグを用いることを特徴とするコンクリート建造物の
    補強工法。
  3. 【請求項3】 請求項1において、一方向タイプの複数
    枚の前記高強度繊維シートをその繊維方向を交差させる
    ように重ねて接着することを特徴とするコンクリート建
    造物の補強工法。
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