JP3246341B2 - 既存構造体の補強方法 - Google Patents

既存構造体の補強方法

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JP3246341B2 JP19782496A JP19782496A JP3246341B2 JP 3246341 B2 JP3246341 B2 JP 3246341B2 JP 19782496 A JP19782496 A JP 19782496A JP 19782496 A JP19782496 A JP 19782496A JP 3246341 B2 JP3246341 B2 JP 3246341B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、既存の柱や梁等の
構造体を補強する方法であって、とりわけ、この構造体
の表面に埋め込まれているコンセント等の露出させるべ
き表出箇所周りを強化繊維で補強するための既存構造体
の補強方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の既存構造体の補強方法では従
来、例えば特公平5−5019号公報(Int.Cl.E04G 23
/02 )に開示されたものが知られている。これは炭素繊
維ストランドを構造体としての柱部材の中間部分で粗
に、かつ両端部で密にスパイラル状に巻回した後、この
炭素繊維ストランドを埋め込むようにして仕上げ材を施
工するようになっている。また、前記炭素繊維ストラン
ドを巻回するには、特公平5−12506号公報(Int.
Cl.E04G 23/02 )に開示された装置などが用いられる。
【0003】ところで、近年では前記炭素繊維ストラン
ドに代えて、帯状等の炭素繊維シートを用いて柱部材の
表面を被覆して補強するようにした既存構造体の補強方
法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の既存構造体の補強方法にあっては、炭素繊維スト
ランドまたは炭素繊維シートを柱部材などの表面に単に
巻き付けるものであるため、柱部材にコンセント等の露
出させる必要のある表出箇所がある場合には、この表出
部分が覆われてしまうことを避けるために、当該表出箇
所およびその周りに対しては炭素繊維ストランドまたは
前記炭素繊維シートを巻き付けることができず、延いて
はその部分の補強ができなくなってしまう。
【0005】また、前記表出箇所を前記炭素繊維ストラ
ンドまたは前記炭素繊維シートで覆ってしまい、その後
表出箇所の周りに沿ってストランド等を切除することも
考えられるが、この場合は炭素繊維ストランドまたは炭
素繊維シートが表出箇所で分断されてしまうため、柱部
材に作用する剪断力などに十分に抵抗させることができ
ず、補強強度が大幅に低下してしまうという課題があっ
た。
【0006】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て、補強しようとする構造体に露出させるべき表出箇所
が設けられている場合にも、この表出箇所周りを十分な
強度で補強することができる既存構造体の補強方法を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の既存構造体の補強方法にあっては、既存構
造体の表面を強化繊維で覆って補強する補強方法におい
て、上記既存構造体表面に備えられている露出させるべ
表出箇所に対応する部分に予め切り込みが形成され
た、もしくは当該表出箇所に対応する部分が後から切除
される強化繊維を一方向に沿って配設して該既存構造体
表面を被覆する第1補強工程と、上記表出箇所の周りを
囲って、上記第1補強工程で配設した強化繊維上に重ね
合わせて他の強化繊維を配設する第2補強工程とを備え
る。
【0008】また、前記第1補強工程および第2補強工
程で重ね合わせた強化繊維の上にさらに重ね合わせて、
前記表出箇所を避けて強化繊維を配設する第3補強工程
を含むことが好ましい。
【0009】更に、前記第1,第2に示す既存構造体の
補強方法において、前記第2補強工程では、前記表出箇
所の周りに強化繊維を井桁状に配設して該表出箇所を囲
むことが望ましい。
【0010】以上述べた本発明の既存構造体の補強方法
にあっては、第2補強工程で表出箇所の周りを囲って、
第1補強工程で配設した強化繊維上に重ね合わせて配設
した他の強化繊維により、第1補強工程で既存構造体表
面を被覆しつつ一方向に沿って配設され、表出箇所に対
応する部分には予め切り込みが形成された、もしくは当
該表出箇所に対応する部分が後から切除される強化繊維
が当該表出箇所で分断されても、第2補強工程で強化繊
維同士を表出箇所の周りで相互に連続させることができ
る。従って、表出箇所周りに伝達される応力を、当該表
出箇所を迂回させて強化繊維相互間に連続的に伝達させ
ることができるため、表出箇所を有する既存構造体全体
を十分な強度で補強することができる。
【0011】また、前記第1補強工程および第2補強工
程で配設したそれぞれの強化繊維の上にさらに重ね合わ
せて、前記表出箇所を避けて強化繊維を配設する第3補
強工程を備えたので、この第3補強工程で配設した強化
繊維で第1,第2補強工程で配設した強化繊維同士の結
合をさらに強化して応力伝達機能を確実化させることが
できるため、既存構造体の補強強度を更に増大させるこ
とができる。
【0012】更に、前記第2補強工程で表出箇所の周り
を取り囲んで配設する強化繊維を、縦横方向および/ま
たは斜め方向の井桁状に配置すると、表出箇所の周りで
分断される第1補強工程で配設した強化繊維との間で効
率良く応力を伝達することができ、より大きな補強強度
を確保することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。図1から図5は本発明の
既存構造体の補強方法の第1実施形態を示し、図1は露
出させるべき表出箇所の周縁部を強化繊維である炭素繊
維シートで囲った状態を示す正面図、図2は本発明の方
法で補強された柱の正面図、図3から図5は補強工程を
順を追って示す説明図である。
【0014】本実施形態は基本的には、既存構造体とし
て例えば柱10の表面を強化繊維としての炭素繊維シー
トで覆って補強するに際して、柱10の表面に備えられ
ている露出させるべき表出箇所、例えばコンセント12
に対応する部分に予め切り込みが形成された、もしくは
当該コンセント12に対応する部分が後から切除される
第1炭素繊維シート18aを横向きに配設して柱10の
表面を被覆する第1補強工程と、コンセント12の周り
を囲って、第1補強工程で配設した第1炭素繊維シート
18a上に重ね合わせて第2,3,4炭素繊維シート1
8b〜dを配設する第2補強工程とからなる。そして第
2補強工程では、コンセント12の周りに第2,3,4
炭素繊維シート18b〜dを井桁状に配設してコンセン
ト12を囲むようにしている。
【0015】即ち、本実施形態の既存構造体の補強方法
は図2に示すように既存の構造部材として柱10に適用
する場合を例にとって示し、この柱10には同図に示す
ように下端部分にコンセント12,12が水平方向に2
箇所設けられている。前記柱10ではその中間部分外周
に炭素繊維ストランド14が図外の巻回装置によってス
パイラル状に巻回されるようになっており、かつ、前記
コンセント12,12が設けられる下端部外周および梁
16が接続される上端部外周は、炭素繊維シート18の
手巻き部分となっている。
【0016】炭素繊維シート18は、炭素繊維を一方向
に敷き並べて布状にしたもので、炭素繊維の持つ高い引
張り強度,軽さおよび耐久性(防錆性)等の特徴を最大
限に生かした素材で、施工性にも優れている。一方、炭
素繊維ストランド14は炭素繊維を糸状に形成したもの
で、同様の機能を備えている。使用可能な強化繊維とし
ては、この他アラミド繊維やガラス繊維など当該炭素繊
維と同様な使用法に適した繊維を用いることができる。
【0017】ところで、前記炭素繊維シート18の手巻
き部分である前記コンセント12,12が設けられた柱
10の下端部が本発明の補強方法を用いた部分で、以下
この補強部分を詳細に説明する。即ち、前記柱10の下
端部分には、まず前記コンセント12,12部分を除い
て第1炭素繊維シート18aを柱10の外周に水平方向
に手巻きにより巻き付けて貼付ける(第1補強工程)。
前記第1炭素繊維シート18aを巻き付ける際、この炭
素繊維シート18aには予め前記コンセント12,12
に対応する部分にそれぞれ切り込みを形成しておき、こ
れら切り込みをそれぞれのコンセント12,12に位置
させて巻き付けてもよく、また、前記コンセント12,
12の上側を覆って第1炭素繊維シート18aを巻き付
けた後、これらコンセント12,12に対応する部分を
後から切除してもよい。
【0018】前記第1炭素繊維シート18aを柱10に
巻き付ける際、この第1炭素繊維シート18aには予め
樹脂を塗布または含浸、若しくは巻き付けた後に樹脂を
塗布するようになっており、この樹脂により柱10と第
1炭素繊維シート18aとの一体化が図られる。後述す
る各炭素繊維シート18b,18c,18dにあって
も、同様に樹脂が塗布または含浸される。
【0019】次に、前記第1補強工程により水平方向に
第1炭素繊維シート18aを巻回した後、図3に示すよ
うにこの第1炭素繊維シート18aの上から前記コンセ
ント12,12の両側に位置させて縦向きに第2炭素繊
維シート18bを貼付ける。そして、図4に示すように
前記第2炭素繊維シート18bの上から前記コンセント
12,12の上下両側に位置させて横向きに第3炭素繊
維シート18cを貼付ける。この状態でコンセント1
2,12の周縁部が、前記第2,第3炭素繊維シート1
8b,18cによって囲われることになる。
【0020】更に、図5に示すように前記第2,第3炭
素繊維シート18b,18cの上からコンセント12,
12を囲むように斜めに配置した第4炭素繊維シート1
8d,18d…を井桁状に貼付ける。従って、本実施形
態では図1に示すように1つのコンセント12に対し
て、このコンセント12の周縁部が前記第2,第3,第
4炭素繊維シート18b,18c,18dによって囲ま
れることになり、これら第2,第3,第4炭素繊維シー
ト18b,18c,18dによって囲う工程が第2補強
工程である。
【0021】そして、前記第1,第2補強工程によって
柱10に第1,第2,第3,第4炭素繊維シート18
a,18b,18c,18dを貼付けた後、これら第
1,第2,第3,第4炭素繊維シート18a,18b,
18c,18dの上からモルタル等の仕上げ材で表面処
理を施す。
【0022】従って、以上述べた本実施形態の既存構造
体の補強方法にあっては、第1,第2,第3,第4炭素
繊維シート18a,18b,18c,18dによって既
存の柱10の表面を被覆することにより、炭素繊維の特
徴を生かしてこの柱10の強度および靭性を著しく向上
させ、延いては建物の耐震性能,強度および耐久性の向
上を図ることができる。また、前記炭素繊維シート18
で被覆することにより塩害対策に効果的となり、かつ重
量の増加や形状の変化がほとんどないので、基礎への影
響が小さく外観が損なわれるのを防止することができ
る。
【0023】ところで、地震や強風などによる外力が建
物に入力された場合、この外力の一部は前記柱10に入
力されて、柱10には剪断応力などの応力が発生する。
この応力は柱10の表面に貼り付けた第1炭素繊維シー
ト18aに作用し、第1炭素繊維シート18aの繊維を
介してその周りへと伝達されていく。このとき、前記第
1炭素繊維シート18aはコンセント12,12の部分
で分断されていて、従ってこの第1炭素繊維シート18
a自身では、応力を柱10の他の部分へ連続して伝達す
ることができないが、本実施形態では第1炭素繊維シー
ト18aが分断される部分を、コンセント12,12の
周縁部を囲繞する第2,第3,第4炭素繊維シート18
b,18c,18dによって相互に連続させることがで
きる。従って、前記第1補強工程で貼付けた水平方向の
第1炭素繊維シート18aに伝達される応力を、コンセ
ント12,12を迂回させて炭素繊維シート18a,1
8b,18c,18d相互間に連続的に伝達させること
ができるため、柱10の一般部分と同様な補強効果を得
ることができて、露出させる必要のあるコンセント12
などを有する柱10全体を十分な強度で補強することが
できる。
【0024】ところで、前記実施形態では第2補強工程
でコンセント12の周縁部に第2,第3,第4炭素繊維
シート18b,18c,18dを貼り付けた場合を開示
したが、図6に示すようにコンセント12の左右両側お
よび上下両側に第2,第3炭素繊維シート18b,18
cのみを井桁状に貼付けたものを第2補強工程の施工内
容としてもよく、また、図示省略したが斜めに井桁状と
なる第4炭素繊維シート18cのみを貼付けたものを第
2補強工程の施工内容としても良い。
【0025】更に、前記実施形態に示したように複数の
コンセント12,12が併設されている場合には、図7
に示すようにこれら併設されたコンセント12,12全
体を1つの表出箇所として、これらコンセント12,1
2全体の周りを囲って前記第2,第3,第4炭素繊維シ
ート18b,18c,18dを貼付けても良い。
【0026】前記各実施形態にあっては表出箇所として
コンセント12を例示したが、これに限ることなく、開
口部や突出部分にあっても同様の補強方法を適用するこ
とができる。
【0027】ところで、前記各実施形態では第1補強工
程と第2補強工程とにより柱10のコンセント12の周
囲を炭素繊維シートで取り囲む施工例を開示したが、第
1補強工程および第2補強工程で重ね合わせた炭素繊維
シート18a,18b,18c,18dの上にさらに重
ね合わせて、コンセント12を避けて炭素繊維シートを
配設する第3補強工程を施工することもできる。このよ
うに第3補強工程を施工することにより、この第3補強
工程で貼付けた炭素繊維シートによって、第1,第2補
強工程で配設した炭素繊維シート同士の結合をさらに強
化して応力伝達機能を確実化させることができるため、
柱10の補強強度を更に増大させることができる。
【0028】前記実施形態では既存の構造部材として柱
10に本発明を適用した場合を開示したが、これに限る
ことなく他の構造部材に対しても本発明の補強方法を適
用することができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように請求項1に示す本発
明の既存構造体の補強方法にあっては、第2補強工程で
表出箇所の周りを囲って、第1補強工程で配設した強化
繊維上に重ね合わせて配設した他の強化繊維により、第
1補強工程で既存構造体表面を被覆しつつ一方向に沿っ
て配設され、表出箇所に対応する部分には予め切り込み
が形成された、もしくは当該表出箇所に対応する部分が
後から切除される強化繊維が当該表出箇所で分断されて
も、第2補強工程で強化繊維同士を表出箇所の周りで相
互に連続させることができる。従って、表出箇所周りに
伝達される応力を、当該表出箇所を迂回させて強化繊維
相互間に連続的に伝達させることができるため、表出箇
所を有する既存構造体全体を十分な強度で補強すること
ができる。
【0030】また、請求項2に示す本発明の既存構造体
の補強方法にあっては、前記第1補強工程および第2補
強工程で配設したそれぞれの強化繊維の上にさらに重ね
合わせて、前記表出箇所を避けて強化繊維を配設する第
3補強工程を備えたので、この第3補強工程で配設した
強化繊維で第1,第2補強工程で配設した強化繊維同士
の結合をさらに強化して応力伝達機能を確実化させるこ
とができ、既存構造体の補強強度を更に増大させること
ができる。
【0031】更に、請求項3に示す本発明の既存構造体
の補強方法にあっては、前記第2補強工程で表出箇所の
周りを取り囲んで配設する強化繊維を、縦横方向および
/または斜め方向の井桁状に配置するようにしたので、
表出箇所の周りで分断される第1補強工程で配設した強
化繊維との間で効率良く応力を伝達することができ、よ
り大きな補強強度を確保することができるという各種優
れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す第2補強工程によっ
てコンセントの周縁部を炭素繊維シートで囲った状態の
正面図である。
【図2】本発明の一実施形態を示す柱の正面図である。
【図3】本発明の一実施形態を示す第2補強工程で炭素
繊維シートを縦向きに貼付けた状態の正面図である。
【図4】本発明の一実施形態を示す第2補強工程で炭素
繊維シートを横向きに貼付けた状態の正面図である。
【図5】本発明の一実施形態を示す第2補強工程で炭素
繊維シートを斜め向きに井桁状に貼付けた状態の正面図
である。
【図6】本発明の他の実施形態を示す第2補強工程でコ
ンセントの周縁部を炭素繊維シートで囲った状態の正面
図である。
【図7】本発明の他の実施形態を示す第2補強工程でコ
ンセントの周縁部を炭素繊維シートで囲った状態の正面
図である。
【符号の説明】
10 柱 12 コンセント 18 炭素繊維シート 18a 第1炭素繊維シート 18b 第2炭素繊維シート 18c 第3炭素繊維シート 18d 第4炭素繊維シート
───────────────────────────────────────────────────── 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】 既存構造体の表面を強化繊維で覆って補
    強する補強方法において、 上記既存構造体表面に備えられている露出させるべき
    出箇所に対応する部分に予め切り込みが形成された、も
    しくは当該表出箇所に対応する部分が後から切除される
    強化繊維を一方向に沿って配設して該既存構造体表面を
    被覆する第1補強工程と、 上記表出箇所の周りを囲って、上記第1補強工程で配設
    した強化繊維上に重ね合わせて他の強化繊維を配設する
    第2補強工程とからなることを特徴とする既存構造体の
    補強方法。
  2. 【請求項2】 前記第1補強工程および第2補強工程で
    重ね合わせた強化繊維の上にさらに重ね合わせて、前記
    表出箇所を避けて強化繊維を配設する第3補強工程を備
    えたことを特徴とする請求項1に記載の既存構造体の補
    強方法。
  3. 【請求項3】 前記第2補強工程では、前記表出箇所の
    周りに強化繊維を井桁状に配設して該表出箇所を囲むこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の既存構造体の
    補強方法。
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