JP3856745B2 - 既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、既存の鉄骨コンクリート造若しくは鉄骨鉄筋コンクリート造の柱梁ラーメン架構若しくはフラットスラブ架構における、柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨コンクリート造若しくは鉄骨鉄筋コンクリート造の柱梁ラーメン架構若しくはフラットスラブ架構において、用途変更等により既存躯体に生じる仕上げ荷重や積載荷重が今まで以上に増加する場合がある。その場合は、柱と梁又はスラブの接合部に作用する曲げモーメント及びせん断力が増加するので、曲げ補強が必要となる。曲げ補強の従来技術としては、
【０００３】
（ｉ）図７、図８に示すように、曲げ補強筋５（一般的には鉄筋）を柱１内に差して定着させるか、或いは柱１へ水平に貫通させ、更に柱１の周辺に前記曲げ補強筋５と一体を成す鉄筋１４を縦横に配筋し、スラブ２（又は梁）の上面と下面に後打ちコンクリート９を打設して、前記曲げ補強筋５及び鉄筋１４を既存躯体であるスラブ２及び柱１と一体化することによって補強する。上記（ｉ）の従来技術は、公然に実施されている。
【０００４】
フラットスラブ架構や柱梁ラーメン架構の施工技術は、例えば以下の技術が公知に属する。
【０００５】
（ii）以下の特許文献１、２によれば、柱の外周に、両側部が傾斜面に形成された複数のスラブ支板を、隣り合う前記スラブ支板の傾斜面を相対峙させて配置する。柱の外側部で対向するスラブ支板と、その間に配置されたスラブ支板とを貫通させたＰＣ鋼棒に緊張力を導入して、各スラブ支板を柱に圧着させ、前記各スラブ支板でスラブを支持してフラットスラブ架構を施工する技術が開示されている。
【０００６】
（iii）以下の特許文献３によれば、柱の梁受用のブラケットに梁の端部を載置し、前記梁と柱頭にＰＣ鋼棒を貫通させると共に、梁の端面と柱頭側面との隙間に目地材を充填し、同目地材が硬化した後に、前記ＰＣ鋼棒に緊張力を導入して、柱頭へ梁を圧着させる。そして、スラブを梁の上面における巾方向に載置し、梁とスラブの上面に後打ちコンクリートを打設して柱梁ラーメン架構を施工する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３０２８９９３号公報
【特許文献２】
特許第３０８６８６６号公報
【特許文献３】
特公平４−１７２６０号公報
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】
上述した（ｉ）の従来技術は、柱１内に曲げ補強筋５を差して定着又は貫通させるために多数の孔を開ける必要があり、作業が煩雑である。また、柱１内に存在する既存の鉄筋等（図示を省略）と干渉して、同鉄筋等を痛めてしまう可能性がある。孔の数が増えれば一層危いことである。
【０００９】
しかも、施工時の騒音に関して周囲への騒音対策の配慮が必要となる。
【００１０】
上述した（ii）及び（iii）の技術は、ＰＣ鋼棒を用いた技術である点で本発明と共通するが、既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強に関する技術ではない。
【００１１】
本発明の目的は、柱に孔を開ける必要がなく、曲げ補強筋を柱へ強固に定着させることができ、施工の容易化と、柱内に存在する既存の鉄筋等の健全性を維持し、しかも騒音対策の配慮が無用である、既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法は、
既存の柱と梁又はスラブの接合部において、
前記柱の外側面に沿って配置したＰＣ鋼棒で連結可能に同柱の一辺より長く構成され、両端部に前記ＰＣ鋼棒を通す通孔を備え、外側面に複数本の曲げ補強筋を備えたＰＣ圧着用鉄骨を、柱の外側面に沿ってその四辺を相互に干渉しない配置で取り囲み、且つ前記曲げ補強筋が水平に延びる配置で用意する工程と、
前記柱を挟んで対向する二辺のＰＣ圧着用鉄骨相互の通孔へアンボンド処理されたＰＣ鋼棒を通して仮止めし、柱の外側面と、前記ＰＣ圧着用鉄骨との間に形成された隙間へ無収縮モルタルを充填し、同無収縮モルタルが硬化した後に、ＰＣ鋼棒に緊張力を導入して、同ＰＣ鋼棒の本締めを行う工程と、
前記ＰＣ圧着用鉄骨の周辺部に前記曲げ補強筋と一体を成す鉄筋を配筋し、後打ちコンクリートを打設して、前記曲げ補強筋及び鉄筋を既存躯体である梁又はスラブと一体化する工程とから成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載した発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法は、
既存の柱と梁又はスラブの接合部において、
前記柱の外側面に沿って配置したＰＣ鋼棒で連結可能に同柱の一辺より長く構成され、両端部に前記ＰＣ鋼棒を通す通孔を備え、外側面に複数本の曲げ補強筋を備えたＰＣ圧着用鉄骨を、柱の外側面に沿ってその四辺を取り囲む枠組形状に、且つ前記曲げ補強筋が水平に延びる配置で用意する工程と、
前記柱を挟んで対向する二辺のＰＣ圧着用鉄骨相互の通孔へアンボンド処理されたＰＣ鋼棒を通して仮止めし、柱の外側面と、前記ＰＣ圧着用鉄骨との間に形成された隙間へ無収縮モルタルを充填し、同無収縮モルタルが硬化した後に、ＰＣ鋼棒に緊張力を導入して、同ＰＣ鋼棒の本締めを行う工程と、
前記ＰＣ圧着用鉄骨の周辺部に前記曲げ補強筋と一体を成す鉄筋を配筋し、後打ちコンクリートを打設して、前記曲げ補強筋及び鉄筋を既存躯体である梁又はスラブと一体化する工程とから成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法において、
ＰＣ鋼棒とＰＣ圧着用鉄骨並びに曲げ補強筋は、梁又はスラブの上面又は下面の少なくとも一方、又は双方に配置し、それぞれに後打ちコンクリートを打設することを特徴とする。
【００１５】
【本発明の実施形態、及び実施例】
以下に、請求項１、３に記載した発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。
【００１６】
この曲げ補強工法は、図１〜図４に示すように、既存の角形断面の柱１とフラットスラブ２との接合部において、柱１の四辺の外側面に沿って配置した真直ぐなＰＣ鋼棒３を連結可能な程度に同柱１の一辺よりも長く構成され、両端部に前記ＰＣ鋼棒３を通す通孔４、４を備え、一方のフランジ８の外側面に複数本の曲げ補強筋５…を予め備えたＰＣ圧着用鉄骨６を、柱１の外側面に沿ってその四辺を取り囲むように、フラットスラブ２の上面及び下面に配置する。但し、フラットスラブ２の上面にのみ、又は下面にのみ配置する場合もある。（請求項３記載の発明）。前記ＰＣ圧着用鉄骨６…の配置は、後でＰＣ鋼棒３に導入される緊張力を確実に柱１に伝えるべく、相互に干渉しない配置とされる。前記曲げ補強筋５による曲げ補強効果の実効をあらしめるためである。
【００１７】
前記ＰＣ圧着用鉄骨６を上記のように配置すると、図３に拡大図を示すように、各ＰＣ圧着用鉄骨６と柱１の外側面との間には必然的に隙間Ｔが形成される。ＰＣ圧着用鉄骨６の曲げ補強筋５はフラットスラブ２の上面及び下面に沿って柱１から水平に配置される。なお、フラットスラブ２の下面にＰＣ圧着用鉄骨６を配置する際には、支保手段（図示は省略）を用いる。
【００１８】
前記ＰＣ圧着用鉄骨６は、図４に示すように、ウエブ７とその上下の端部に水平に設けられたフランジ８、８’とから成るチャンネル鋼材で構成されている。
【００１９】
前記ＰＣ圧着用鉄骨６のウエブ７は、図３に示すように、その両端部にＰＣ鋼棒３を通す通孔４、４が設けられている。そして、柱１の外側面に沿って平行に配置したＰＣ鋼棒３、３の端部を前記通孔４、４へ通すことができる程度に、ＰＣ圧着用鉄骨６のウエブ７は柱１の一辺より長く構成されている。なお、平面視状態を示す図１及び図３において、柱１に対し横方向に配置されたＰＣ鋼棒３と、縦方向に配置されたＰＣ鋼棒３とは、互いに干渉しないように、異なる高さに設けられている（図４を参照）。
【００２０】
前記ＰＣ圧着用鉄骨６の一方のフランジ８の外側面に、複数本の曲げ補強筋５…が水平方向に溶接等の手段で接合されている。よって、他方のフランジ８’をフラットスラブ２の上面又は下面に接するように配置すると、上記曲げ補強筋５は、フラットスラブ２の上面又は下面からは可及的に遠く、高さＨだけ離れて水平に配置されることになり（図４を参照）、大きな曲げ抵抗を発揮する。
【００２１】
柱１を挟んで対向する二辺のＰＣ圧着用鉄骨６、６の通孔４、４へ、グリース等を外周面に付着するなどしてアンボンド処理されたＰＣ鋼棒３を通し、各ＰＣ鋼棒３の両端部をナット１０、１０で仮止めし、４個のＰＣ圧着用鉄骨６…を相互に干渉しない状態（図３を参照）で仮固定する。つまり、各ＰＣ鋼棒３は、柱１の外側面に沿って配置されるのであり、柱１の内部を貫通させる必要がない。よって、ＰＣ鋼棒３を定着させる孔を柱１へ開ける必要がなく、施工の容易化に寄与する。しかも、柱１内に存在する既存の鉄筋等を痛めることもなく、健全な状態を維持した施工ができる。また、騒音対策の配慮も不要である。
【００２２】
上記柱１の外側面と、前記ＰＣ圧着用鉄骨６のウエブ７との間に形成された隙間Ｔへは無収縮モルタル１１を密実に充填する。この無収縮モルタル１１が硬化し強度を発現した後に、曲げ補強筋５が所定の曲げ耐力時に負担する引張力以上の緊張力（プレストレス）をＰＣ鋼棒３へ導入して、ＰＣ鋼棒３のナット１０、１０の本締めを行う。その結果、ＰＣ圧着用鉄骨６は柱１へ強固に圧着され、ひいては曲げ補強筋５が柱１へ強固に定着されたことになる。なお、前記隙間Ｔへ無収縮モルタル１１を充填する際には、予めＰＣ鋼棒３へ通したモルタル充填用型枠１２を端部に配置し、隣接するＰＣ圧着用鉄骨６、６同士の干渉を防止する（図３を参照）。また、フラットスラブ２の下面側の隙間Ｔへ無収縮モルタル１１を充填する際には、モルタル充填用型枠１３を配置し（図４を参照）、前記無収縮モルタル１１が硬化した後に脱型する処理を行う。
【００２３】
その後、ＰＣ圧着用鉄筋６の周辺に前記曲げ補強筋５と一体を成す鉄筋１４を縦横に配筋し、前記曲げ補強筋５及び鉄筋１４の配置を囲むようにコンクリート打設用の周辺型枠１５を配置する（図１及び図２を参照）。更に、フラットスラブ２の下面側には、同下面に打設する後打ちコンクリート９を受け止めるコンクリート打設用型枠１６を支保手段と共に設置する（図２及び図４を参照）。そして、フラットスラブ２の上面及び下面に配置したコンクリート打設用型枠１５（及び１６）の中に後打ちコンクリート９を打設し、この後打ちコンクリート９を養生して強度を発現させ、上記曲げ補強筋５及び鉄筋１４を既存躯体であるフラットスラブ２及び柱１と一体化する。最後に前記の各コンクリート打設用型枠１５、１６を脱型することにより接合部の曲げ補強工事は完了する。
【００２４】
次に、請求項２、３に記載した発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の実施形態を、図５及び図６に基づいて説明する。なお、以下の説明において支保手段及び型枠の配置等は、図１〜図４に示す実施形態と略同様であるので省略する。
【００２５】
上述した図１〜図４の実施形態では、曲げ補強筋５に作用する曲げ引張力を直接柱１へ負担させる目的で、ＰＣ圧着用鉄骨６は相互に干渉しない状態で配置した。それに対し、本実施形態では、次善の策として、図５及び図６に示すように、ＰＣ圧着用鉄骨６を枠組形状に配置する。
【００２６】
具体的には、既存の角形断面の柱１とフラットスラブ２の接合部において、柱１の四辺の外側面に沿って配置した真直ぐなＰＣ鋼棒３を連結可能な程度に同柱１の一辺よりも長く構成され、両端部に前記ＰＣ鋼棒３を通す通孔４、４を備え、外側面に複数本の曲げ補強筋５…を予め備えたＰＣ圧着用鉄骨２０を、柱１の外側面に沿ってその四辺を取り囲む枠組形状に、フラットスラブ２の上面及び下面の双方に配置する（請求項３記載の発明）。
【００２７】
本実施形態の場合も、前記ＰＣ圧着用鉄骨２０を上記のように配置すると、図６に示すように、各ＰＣ圧着用鉄骨２０と柱１の外側面との間に、ＰＣ鋼棒３を柱１の外側面に沿って通すのに十分な大きさの隙間Ｔが形成される。本実施形態では、前記柱１の外側面に沿って形成される隙間Ｔは、枠組形状に配置されたＰＣ圧着用鉄骨２０によりしっかりと密閉される。つまり、図３に示す型枠１２を省略して直接、前記隙間Ｔへ無収縮モルタル１１を密実に充填できる。ＰＣ圧着用鉄骨２０の曲げ補強筋５は、フラットスラブ２の上面及び下面に沿って柱１から水平に配置される。
【００２８】
前記ＰＣ圧着用鉄骨２０は、上記ＰＣ圧着用鉄骨６と略同様の構成とされている。但し、上記の枠組形状を実現するために、ＰＣ圧着用鉄骨２０のフランジ２２、２２’（なお、フランジ２２’は図示を省略）は、両端部を約π／４rad（４５°）の角度に延長した台形状に形成されている。同端部には側面プレート２３が設けられ、隣接するＰＣ圧着用鉄骨２０、２０の隅部同士は前記側面プレート２３によって面接触となり、強固な枠組形状を組み上げることができる構成とされている。したがって、前記ＰＣ圧着用鉄骨２０は無収縮モルタル１１を充填するモルタル充填用の型枠として好適に利用することができ、図３に示す型枠１２を省略することができ、施工の一層の容易化に寄与する。
【００２９】
柱１を挟んで対向する二辺のＰＣ圧着用鉄骨２０、２０の通孔４、４へ、グリース等でアンボンド処理されたＰＣ鋼棒３を通し、各ＰＣ鋼棒３の両端部をナット１０、１０で仮止めし、４個のＰＣ圧着用鉄骨６…の枠組形状を仮固定する。本実施形態でも、各ＰＣ鋼棒３は、柱１の外側面に沿って配置されるので、柱１の内部を貫通させる必要がなく、施工の容易化、及び柱１内に存在する既存の鉄筋等の健全化に寄与し、騒音対策の配慮も不要である。
【００３０】
前記柱１の外側面と、前記ＰＣ圧着用鉄骨２０のウエブ２１との間に形成された隙間Ｔへ無収縮モルタル１１を充填し、同無収縮モルタル１１が硬化し強度を発現した後に、曲げ補強筋５が所定の曲げ耐力時に負担する引張力以上の緊張力（プレストレス）をＰＣ鋼棒３に導入してＰＣ鋼棒３のナット１０、１０の本締めを行う。その結果、ＰＣ圧着用鉄骨２０は柱１へ強固に固定され、ひいては曲げ補強筋５に作用する曲げ引張力は柱１へ負担されることになる。
【００３１】
その後、ＰＣ圧着用鉄骨２０の周辺に前記曲げ補強筋５と一体を成す鉄筋１４を縦横に配筋し、前記曲げ補強筋５及び鉄筋１４の配置を囲むように、フラットスラブ２の上面及び下面に配置したコンクリート打設用型枠１５（及び１６）の中に後打ちコンクリート９を打設する。この後打ちコンクリート９を養生して強度を発現させ、上記曲げ補強筋５及び鉄筋１４を既存躯体であるフラットスラブ２及び柱１と一体化すると接合部の曲げ補強工事は完了する。
【００３２】
なお、上記の実施形態では、後打ちコンクリート９を、曲げ補強筋５及び鉄筋１４を配筋した範囲内、即ちコンクリート打設用型枠１５で囲んだ領域中にのみ限定的に打設したが、この限りではない。コンクリート打設用型枠１５を配置することなく、図２に一点鎖線で示したようにフラットスラブ２の上面及び下面の全面に後打ちコンクリート９を打設しても良い。
【００３３】
上記の実施形態では、ＰＣ鋼棒３の外周面にグリース等を付着してアンボンド処理をしているが、この限りではない。上記隙間Ｔに予めシースを配置しておいて、同シース内にＰＣ鋼棒３を挿入する方法によるアンボンド処理をしても良い。
【００３４】
上記の実施形態では、フラットスラブ２の上面及び下面に曲げ補強を施したが、フラットスラブ２の上面のみに曲げ補強を施す場合、又は下面のみに曲げ補強を施す場合もある（請求項３記載の発明）。
【００３５】
上記の実施形態では、ＰＣ圧着用鉄骨６（２０）は、ウエブ７（２１）と上下のフランジ８、８’（２２、２２’）とで構成されているが、この限りではない。角パイプ型の鉄骨等を用いても同様に実施できる。
【００３６】
【本発明の奏する効果】
請求項１〜３に記載した発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法によれば、柱にＰＣ鋼棒用の孔を開ける必要がなく、曲げ補強筋を柱へ強固に定着することができるので、施工が容易かつ能率的であり、曲げ補強効果も確実に得られる。しかも、柱内に存在する既存の鉄筋等を痛めることがなく、その健全状態を維持することができる。
【００３７】
また、施工時に大きな孔開けなどの騒音が発生することがなく、騒音対策の配慮が無用という効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の実施形態を示した平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１の柱とＰＣ鋼棒並びにＰＣ圧着用鉄骨の関係を拡大して示した平面図である。
【図４】図１の柱とＰＣ鋼棒並びにＰＣ圧着用鉄骨の関係を拡大して示した立面図である。
【図５】本発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の異なる実施形態を示した平面図である。
【図６】図５の柱とＰＣ鋼棒並びにＰＣ圧着用鉄骨の関係を拡大して示した平面図である。
【図７】従来の既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の実施形態を示した平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
１ 柱
２ フラットスラブ
３ ＰＣ鋼棒
４ 通孔
５ 曲げ補強筋
６、２０ ＰＣ圧着用鉄骨
９ 後打ちコンクリート
１１ 無収縮モルタル
１４ 鉄筋
【発明の属する技術分野】
この発明は、既存の鉄骨コンクリート造若しくは鉄骨鉄筋コンクリート造の柱梁ラーメン架構若しくはフラットスラブ架構における、柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨コンクリート造若しくは鉄骨鉄筋コンクリート造の柱梁ラーメン架構若しくはフラットスラブ架構において、用途変更等により既存躯体に生じる仕上げ荷重や積載荷重が今まで以上に増加する場合がある。その場合は、柱と梁又はスラブの接合部に作用する曲げモーメント及びせん断力が増加するので、曲げ補強が必要となる。曲げ補強の従来技術としては、
【０００３】
（ｉ）図７、図８に示すように、曲げ補強筋５（一般的には鉄筋）を柱１内に差して定着させるか、或いは柱１へ水平に貫通させ、更に柱１の周辺に前記曲げ補強筋５と一体を成す鉄筋１４を縦横に配筋し、スラブ２（又は梁）の上面と下面に後打ちコンクリート９を打設して、前記曲げ補強筋５及び鉄筋１４を既存躯体であるスラブ２及び柱１と一体化することによって補強する。上記（ｉ）の従来技術は、公然に実施されている。
【０００４】
フラットスラブ架構や柱梁ラーメン架構の施工技術は、例えば以下の技術が公知に属する。
【０００５】
（ii）以下の特許文献１、２によれば、柱の外周に、両側部が傾斜面に形成された複数のスラブ支板を、隣り合う前記スラブ支板の傾斜面を相対峙させて配置する。柱の外側部で対向するスラブ支板と、その間に配置されたスラブ支板とを貫通させたＰＣ鋼棒に緊張力を導入して、各スラブ支板を柱に圧着させ、前記各スラブ支板でスラブを支持してフラットスラブ架構を施工する技術が開示されている。
【０００６】
（iii）以下の特許文献３によれば、柱の梁受用のブラケットに梁の端部を載置し、前記梁と柱頭にＰＣ鋼棒を貫通させると共に、梁の端面と柱頭側面との隙間に目地材を充填し、同目地材が硬化した後に、前記ＰＣ鋼棒に緊張力を導入して、柱頭へ梁を圧着させる。そして、スラブを梁の上面における巾方向に載置し、梁とスラブの上面に後打ちコンクリートを打設して柱梁ラーメン架構を施工する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３０２８９９３号公報
【特許文献２】
特許第３０８６８６６号公報
【特許文献３】
特公平４−１７２６０号公報
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】
上述した（ｉ）の従来技術は、柱１内に曲げ補強筋５を差して定着又は貫通させるために多数の孔を開ける必要があり、作業が煩雑である。また、柱１内に存在する既存の鉄筋等（図示を省略）と干渉して、同鉄筋等を痛めてしまう可能性がある。孔の数が増えれば一層危いことである。
【０００９】
しかも、施工時の騒音に関して周囲への騒音対策の配慮が必要となる。
【００１０】
上述した（ii）及び（iii）の技術は、ＰＣ鋼棒を用いた技術である点で本発明と共通するが、既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強に関する技術ではない。
【００１１】
本発明の目的は、柱に孔を開ける必要がなく、曲げ補強筋を柱へ強固に定着させることができ、施工の容易化と、柱内に存在する既存の鉄筋等の健全性を維持し、しかも騒音対策の配慮が無用である、既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法は、
既存の柱と梁又はスラブの接合部において、
前記柱の外側面に沿って配置したＰＣ鋼棒で連結可能に同柱の一辺より長く構成され、両端部に前記ＰＣ鋼棒を通す通孔を備え、外側面に複数本の曲げ補強筋を備えたＰＣ圧着用鉄骨を、柱の外側面に沿ってその四辺を相互に干渉しない配置で取り囲み、且つ前記曲げ補強筋が水平に延びる配置で用意する工程と、
前記柱を挟んで対向する二辺のＰＣ圧着用鉄骨相互の通孔へアンボンド処理されたＰＣ鋼棒を通して仮止めし、柱の外側面と、前記ＰＣ圧着用鉄骨との間に形成された隙間へ無収縮モルタルを充填し、同無収縮モルタルが硬化した後に、ＰＣ鋼棒に緊張力を導入して、同ＰＣ鋼棒の本締めを行う工程と、
前記ＰＣ圧着用鉄骨の周辺部に前記曲げ補強筋と一体を成す鉄筋を配筋し、後打ちコンクリートを打設して、前記曲げ補強筋及び鉄筋を既存躯体である梁又はスラブと一体化する工程とから成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載した発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法は、
既存の柱と梁又はスラブの接合部において、
前記柱の外側面に沿って配置したＰＣ鋼棒で連結可能に同柱の一辺より長く構成され、両端部に前記ＰＣ鋼棒を通す通孔を備え、外側面に複数本の曲げ補強筋を備えたＰＣ圧着用鉄骨を、柱の外側面に沿ってその四辺を取り囲む枠組形状に、且つ前記曲げ補強筋が水平に延びる配置で用意する工程と、
前記柱を挟んで対向する二辺のＰＣ圧着用鉄骨相互の通孔へアンボンド処理されたＰＣ鋼棒を通して仮止めし、柱の外側面と、前記ＰＣ圧着用鉄骨との間に形成された隙間へ無収縮モルタルを充填し、同無収縮モルタルが硬化した後に、ＰＣ鋼棒に緊張力を導入して、同ＰＣ鋼棒の本締めを行う工程と、
前記ＰＣ圧着用鉄骨の周辺部に前記曲げ補強筋と一体を成す鉄筋を配筋し、後打ちコンクリートを打設して、前記曲げ補強筋及び鉄筋を既存躯体である梁又はスラブと一体化する工程とから成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法において、
ＰＣ鋼棒とＰＣ圧着用鉄骨並びに曲げ補強筋は、梁又はスラブの上面又は下面の少なくとも一方、又は双方に配置し、それぞれに後打ちコンクリートを打設することを特徴とする。
【００１５】
【本発明の実施形態、及び実施例】
以下に、請求項１、３に記載した発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。
【００１６】
この曲げ補強工法は、図１〜図４に示すように、既存の角形断面の柱１とフラットスラブ２との接合部において、柱１の四辺の外側面に沿って配置した真直ぐなＰＣ鋼棒３を連結可能な程度に同柱１の一辺よりも長く構成され、両端部に前記ＰＣ鋼棒３を通す通孔４、４を備え、一方のフランジ８の外側面に複数本の曲げ補強筋５…を予め備えたＰＣ圧着用鉄骨６を、柱１の外側面に沿ってその四辺を取り囲むように、フラットスラブ２の上面及び下面に配置する。但し、フラットスラブ２の上面にのみ、又は下面にのみ配置する場合もある。（請求項３記載の発明）。前記ＰＣ圧着用鉄骨６…の配置は、後でＰＣ鋼棒３に導入される緊張力を確実に柱１に伝えるべく、相互に干渉しない配置とされる。前記曲げ補強筋５による曲げ補強効果の実効をあらしめるためである。
【００１７】
前記ＰＣ圧着用鉄骨６を上記のように配置すると、図３に拡大図を示すように、各ＰＣ圧着用鉄骨６と柱１の外側面との間には必然的に隙間Ｔが形成される。ＰＣ圧着用鉄骨６の曲げ補強筋５はフラットスラブ２の上面及び下面に沿って柱１から水平に配置される。なお、フラットスラブ２の下面にＰＣ圧着用鉄骨６を配置する際には、支保手段（図示は省略）を用いる。
【００１８】
前記ＰＣ圧着用鉄骨６は、図４に示すように、ウエブ７とその上下の端部に水平に設けられたフランジ８、８’とから成るチャンネル鋼材で構成されている。
【００１９】
前記ＰＣ圧着用鉄骨６のウエブ７は、図３に示すように、その両端部にＰＣ鋼棒３を通す通孔４、４が設けられている。そして、柱１の外側面に沿って平行に配置したＰＣ鋼棒３、３の端部を前記通孔４、４へ通すことができる程度に、ＰＣ圧着用鉄骨６のウエブ７は柱１の一辺より長く構成されている。なお、平面視状態を示す図１及び図３において、柱１に対し横方向に配置されたＰＣ鋼棒３と、縦方向に配置されたＰＣ鋼棒３とは、互いに干渉しないように、異なる高さに設けられている（図４を参照）。
【００２０】
前記ＰＣ圧着用鉄骨６の一方のフランジ８の外側面に、複数本の曲げ補強筋５…が水平方向に溶接等の手段で接合されている。よって、他方のフランジ８’をフラットスラブ２の上面又は下面に接するように配置すると、上記曲げ補強筋５は、フラットスラブ２の上面又は下面からは可及的に遠く、高さＨだけ離れて水平に配置されることになり（図４を参照）、大きな曲げ抵抗を発揮する。
【００２１】
柱１を挟んで対向する二辺のＰＣ圧着用鉄骨６、６の通孔４、４へ、グリース等を外周面に付着するなどしてアンボンド処理されたＰＣ鋼棒３を通し、各ＰＣ鋼棒３の両端部をナット１０、１０で仮止めし、４個のＰＣ圧着用鉄骨６…を相互に干渉しない状態（図３を参照）で仮固定する。つまり、各ＰＣ鋼棒３は、柱１の外側面に沿って配置されるのであり、柱１の内部を貫通させる必要がない。よって、ＰＣ鋼棒３を定着させる孔を柱１へ開ける必要がなく、施工の容易化に寄与する。しかも、柱１内に存在する既存の鉄筋等を痛めることもなく、健全な状態を維持した施工ができる。また、騒音対策の配慮も不要である。
【００２２】
上記柱１の外側面と、前記ＰＣ圧着用鉄骨６のウエブ７との間に形成された隙間Ｔへは無収縮モルタル１１を密実に充填する。この無収縮モルタル１１が硬化し強度を発現した後に、曲げ補強筋５が所定の曲げ耐力時に負担する引張力以上の緊張力（プレストレス）をＰＣ鋼棒３へ導入して、ＰＣ鋼棒３のナット１０、１０の本締めを行う。その結果、ＰＣ圧着用鉄骨６は柱１へ強固に圧着され、ひいては曲げ補強筋５が柱１へ強固に定着されたことになる。なお、前記隙間Ｔへ無収縮モルタル１１を充填する際には、予めＰＣ鋼棒３へ通したモルタル充填用型枠１２を端部に配置し、隣接するＰＣ圧着用鉄骨６、６同士の干渉を防止する（図３を参照）。また、フラットスラブ２の下面側の隙間Ｔへ無収縮モルタル１１を充填する際には、モルタル充填用型枠１３を配置し（図４を参照）、前記無収縮モルタル１１が硬化した後に脱型する処理を行う。
【００２３】
その後、ＰＣ圧着用鉄筋６の周辺に前記曲げ補強筋５と一体を成す鉄筋１４を縦横に配筋し、前記曲げ補強筋５及び鉄筋１４の配置を囲むようにコンクリート打設用の周辺型枠１５を配置する（図１及び図２を参照）。更に、フラットスラブ２の下面側には、同下面に打設する後打ちコンクリート９を受け止めるコンクリート打設用型枠１６を支保手段と共に設置する（図２及び図４を参照）。そして、フラットスラブ２の上面及び下面に配置したコンクリート打設用型枠１５（及び１６）の中に後打ちコンクリート９を打設し、この後打ちコンクリート９を養生して強度を発現させ、上記曲げ補強筋５及び鉄筋１４を既存躯体であるフラットスラブ２及び柱１と一体化する。最後に前記の各コンクリート打設用型枠１５、１６を脱型することにより接合部の曲げ補強工事は完了する。
【００２４】
次に、請求項２、３に記載した発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の実施形態を、図５及び図６に基づいて説明する。なお、以下の説明において支保手段及び型枠の配置等は、図１〜図４に示す実施形態と略同様であるので省略する。
【００２５】
上述した図１〜図４の実施形態では、曲げ補強筋５に作用する曲げ引張力を直接柱１へ負担させる目的で、ＰＣ圧着用鉄骨６は相互に干渉しない状態で配置した。それに対し、本実施形態では、次善の策として、図５及び図６に示すように、ＰＣ圧着用鉄骨６を枠組形状に配置する。
【００２６】
具体的には、既存の角形断面の柱１とフラットスラブ２の接合部において、柱１の四辺の外側面に沿って配置した真直ぐなＰＣ鋼棒３を連結可能な程度に同柱１の一辺よりも長く構成され、両端部に前記ＰＣ鋼棒３を通す通孔４、４を備え、外側面に複数本の曲げ補強筋５…を予め備えたＰＣ圧着用鉄骨２０を、柱１の外側面に沿ってその四辺を取り囲む枠組形状に、フラットスラブ２の上面及び下面の双方に配置する（請求項３記載の発明）。
【００２７】
本実施形態の場合も、前記ＰＣ圧着用鉄骨２０を上記のように配置すると、図６に示すように、各ＰＣ圧着用鉄骨２０と柱１の外側面との間に、ＰＣ鋼棒３を柱１の外側面に沿って通すのに十分な大きさの隙間Ｔが形成される。本実施形態では、前記柱１の外側面に沿って形成される隙間Ｔは、枠組形状に配置されたＰＣ圧着用鉄骨２０によりしっかりと密閉される。つまり、図３に示す型枠１２を省略して直接、前記隙間Ｔへ無収縮モルタル１１を密実に充填できる。ＰＣ圧着用鉄骨２０の曲げ補強筋５は、フラットスラブ２の上面及び下面に沿って柱１から水平に配置される。
【００２８】
前記ＰＣ圧着用鉄骨２０は、上記ＰＣ圧着用鉄骨６と略同様の構成とされている。但し、上記の枠組形状を実現するために、ＰＣ圧着用鉄骨２０のフランジ２２、２２’（なお、フランジ２２’は図示を省略）は、両端部を約π／４rad（４５°）の角度に延長した台形状に形成されている。同端部には側面プレート２３が設けられ、隣接するＰＣ圧着用鉄骨２０、２０の隅部同士は前記側面プレート２３によって面接触となり、強固な枠組形状を組み上げることができる構成とされている。したがって、前記ＰＣ圧着用鉄骨２０は無収縮モルタル１１を充填するモルタル充填用の型枠として好適に利用することができ、図３に示す型枠１２を省略することができ、施工の一層の容易化に寄与する。
【００２９】
柱１を挟んで対向する二辺のＰＣ圧着用鉄骨２０、２０の通孔４、４へ、グリース等でアンボンド処理されたＰＣ鋼棒３を通し、各ＰＣ鋼棒３の両端部をナット１０、１０で仮止めし、４個のＰＣ圧着用鉄骨６…の枠組形状を仮固定する。本実施形態でも、各ＰＣ鋼棒３は、柱１の外側面に沿って配置されるので、柱１の内部を貫通させる必要がなく、施工の容易化、及び柱１内に存在する既存の鉄筋等の健全化に寄与し、騒音対策の配慮も不要である。
【００３０】
前記柱１の外側面と、前記ＰＣ圧着用鉄骨２０のウエブ２１との間に形成された隙間Ｔへ無収縮モルタル１１を充填し、同無収縮モルタル１１が硬化し強度を発現した後に、曲げ補強筋５が所定の曲げ耐力時に負担する引張力以上の緊張力（プレストレス）をＰＣ鋼棒３に導入してＰＣ鋼棒３のナット１０、１０の本締めを行う。その結果、ＰＣ圧着用鉄骨２０は柱１へ強固に固定され、ひいては曲げ補強筋５に作用する曲げ引張力は柱１へ負担されることになる。
【００３１】
その後、ＰＣ圧着用鉄骨２０の周辺に前記曲げ補強筋５と一体を成す鉄筋１４を縦横に配筋し、前記曲げ補強筋５及び鉄筋１４の配置を囲むように、フラットスラブ２の上面及び下面に配置したコンクリート打設用型枠１５（及び１６）の中に後打ちコンクリート９を打設する。この後打ちコンクリート９を養生して強度を発現させ、上記曲げ補強筋５及び鉄筋１４を既存躯体であるフラットスラブ２及び柱１と一体化すると接合部の曲げ補強工事は完了する。
【００３２】
なお、上記の実施形態では、後打ちコンクリート９を、曲げ補強筋５及び鉄筋１４を配筋した範囲内、即ちコンクリート打設用型枠１５で囲んだ領域中にのみ限定的に打設したが、この限りではない。コンクリート打設用型枠１５を配置することなく、図２に一点鎖線で示したようにフラットスラブ２の上面及び下面の全面に後打ちコンクリート９を打設しても良い。
【００３３】
上記の実施形態では、ＰＣ鋼棒３の外周面にグリース等を付着してアンボンド処理をしているが、この限りではない。上記隙間Ｔに予めシースを配置しておいて、同シース内にＰＣ鋼棒３を挿入する方法によるアンボンド処理をしても良い。
【００３４】
上記の実施形態では、フラットスラブ２の上面及び下面に曲げ補強を施したが、フラットスラブ２の上面のみに曲げ補強を施す場合、又は下面のみに曲げ補強を施す場合もある（請求項３記載の発明）。
【００３５】
上記の実施形態では、ＰＣ圧着用鉄骨６（２０）は、ウエブ７（２１）と上下のフランジ８、８’（２２、２２’）とで構成されているが、この限りではない。角パイプ型の鉄骨等を用いても同様に実施できる。
【００３６】
【本発明の奏する効果】
請求項１〜３に記載した発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法によれば、柱にＰＣ鋼棒用の孔を開ける必要がなく、曲げ補強筋を柱へ強固に定着することができるので、施工が容易かつ能率的であり、曲げ補強効果も確実に得られる。しかも、柱内に存在する既存の鉄筋等を痛めることがなく、その健全状態を維持することができる。
【００３７】
また、施工時に大きな孔開けなどの騒音が発生することがなく、騒音対策の配慮が無用という効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の実施形態を示した平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１の柱とＰＣ鋼棒並びにＰＣ圧着用鉄骨の関係を拡大して示した平面図である。
【図４】図１の柱とＰＣ鋼棒並びにＰＣ圧着用鉄骨の関係を拡大して示した立面図である。
【図５】本発明に係る既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の異なる実施形態を示した平面図である。
【図６】図５の柱とＰＣ鋼棒並びにＰＣ圧着用鉄骨の関係を拡大して示した平面図である。
【図７】従来の既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法の実施形態を示した平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
１ 柱
２ フラットスラブ
３ ＰＣ鋼棒
４ 通孔
５ 曲げ補強筋
６、２０ ＰＣ圧着用鉄骨
９ 後打ちコンクリート
１１ 無収縮モルタル
１４ 鉄筋
Claims (3)
- 既存の柱と梁又はスラブの接合部において、
前記柱の外側面に沿って配置したＰＣ鋼棒で連結可能に同柱の一辺より長く構成され、両端部に前記ＰＣ鋼棒を通す通孔を備え、外側面に複数本の曲げ補強筋を備えたＰＣ圧着用鉄骨を、柱の外側面に沿ってその四辺を相互に干渉しない配置で取り囲み、且つ前記曲げ補強筋が水平に延びる配置で用意する工程と、
前記柱を挟んで対向する二辺のＰＣ圧着用鉄骨相互の通孔へアンボンド処理されたＰＣ鋼棒を通して仮止めし、柱の外側面と、前記ＰＣ圧着用鉄骨との間に形成された隙間へ無収縮モルタルを充填し、同無収縮モルタルが硬化した後に、ＰＣ鋼棒に緊張力を導入して、同ＰＣ鋼棒の本締めを行う工程と、
前記ＰＣ圧着用鉄骨の周辺部に前記曲げ補強筋と一体を成す鉄筋を配筋し、後打ちコンクリートを打設して、前記曲げ補強筋及び鉄筋を既存躯体である梁又はスラブと一体化する工程とから成ることを特徴とする、既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法。 - 既存の柱と梁又はスラブの接合部において、
前記柱の外側面に沿って配置したＰＣ鋼棒で連結可能に同柱の一辺より長く構成され、両端部に前記ＰＣ鋼棒を通す通孔を備え、外側面に複数本の曲げ補強筋を備えたＰＣ圧着用鉄骨を、柱の外側面に沿ってその四辺を取り囲む枠組形状に、且つ前記曲げ補強筋が水平に延びる配置で用意する工程と、
前記柱を挟んで対向する二辺のＰＣ圧着用鉄骨相互の通孔へアンボンド処理されたＰＣ鋼棒を通して仮止めし、柱の外側面と、前記ＰＣ圧着用鉄骨との間に形成された隙間へ無収縮モルタルを充填し、同無収縮モルタルが硬化した後に、ＰＣ鋼棒に緊張力を導入して、同ＰＣ鋼棒の本締めを行う工程と、
前記ＰＣ圧着用鉄骨の周辺部に前記曲げ補強筋と一体を成す鉄筋を配筋し、後打ちコンクリートを打設して、前記曲げ補強筋及び鉄筋を既存躯体である梁又はスラブと一体化する工程とから成ることを特徴とする、既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法。 - ＰＣ鋼棒とＰＣ圧着用鉄骨並びに曲げ補強筋は、梁又はスラブの上面又は下面の少なくとも一方、又は双方に配置し、それぞれに後打ちコンクリートを打設することを特徴とする、請求項１又は２に記載した既存の柱と梁又はスラブの接合部の曲げ補強工法。
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