JP3870364B2

JP3870364B2 - コンクリート部材の補強構造および補強工法

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Publication number: JP3870364B2
Application number: JP19931798A
Authority: JP
Inventors: 靖夫神野; 秀人斉藤; 英夫塚越; 純一池谷; 泰夫稲田
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: JP2000027446A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、梁の上面側に床が一体に接合されているコンクリート部材を対象としてそのせん断補強を図るための補強構造および補強工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等からなる柱、梁、橋脚、煙突等のコンクリート部材のせん断補強を図る方法の一つとして、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の強化繊維材料からなる補強シートを、コンクリート部材の表面に、その周方向に巻き付けて配設するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のコンクリート部材の補強構造および補強工法には、以下のような問題が存在する。
すなわち、柱や梁が、梁、壁、スラブ等に一体化されている場合には、そのままでは補強シートを柱や梁等の全周に巻き付けることができない。このため、図１０に示すように、柱（あるいは梁）１に接合されている壁（あるいは梁、床等）２にスリット３を形成し、このスリット３を通して補強シート４を柱１の全周に巻き付けるようにすることが考えられる。
あるいは、図１１に示すように、束状あるいは帯状等とした定着用アンカー５を、壁２に形成した貫通孔６に通し、この定着用アンカー５を介して、壁２の一方の側と他方の側の補強シート７Ａ、７Ｂを一体に接続する構成も考えられる。なお、図１０または図１１に示したように、スリット３，貫通孔６内には、補強シート４，定着用アンカー５を通した後に、モルタルや樹脂８等を充填している。
【０００４】
ところが、図１０または図１１に示したような構成では、可燃物である補強シート４、定着用アンカー５が、スリット３，貫通孔６にモルタルや樹脂８を充填しているとはいえ、壁２の両側に貫通している。このため、壁２の少なくとも一面側に露出している補強シート４，定着用アンカー５および補強シート７Ｂを、モルタル等の不燃性材料を塗布することによって形成した被覆部９で覆うことによって、防火性能を高める必要がある。
しかし、このようにすると、この被覆部９を形成するための不燃性材料の塗布に手間とコストがかかるだけでなく、被覆部９が突出することになるため、仕上げ用パネル等の仕上げ材を取り付ける場合にはブラケット等によるクリアランスの確保が必要となり、仕上げ寸法が大きくなるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、有効な補強効果を得ながらも、十分な防火性能を有したコンクリート部材の補強構造および補強工法を、最小限の手間とコストで提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、梁の上面側に床が一体に接合されているコンクリート部材に対するせん断補強のための補強構造であって、梁上部の床面に凹部を形成するとともに、該凹部から梁の側面上部に達する貫通孔を形成し、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等、複数本の強化繊維がその長さ方向の一部で一体に束ねられてなる定着用アンカーの少なくとも前記束ねられた部分が前記凹部内または前記貫通孔内に配置され、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の強化繊維からなるシート状の補強材が、梁の両側面および下面に沿わせて配設されて接着されるとともに、少なくともその端部が前記定着用アンカーの束ねられていない部分に重ねて接合されることによって、該補強材が前記定着用アンカーを介して前記梁の周囲に定着された構成とされ、前記定着用アンカーが配置された凹部内および貫通孔内には硬化性充填材が充填されていることを特徴としている。
【０００７】
このようにして、定着用アンカーをコンクリート部材の表面に形成した凹部内および貫通孔内に配置し、さらに凹部および貫通孔内に硬化性充填材を充填することによって、定着用アンカーが露出することもなく、またコンクリート部材の表面に突出することもない。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のコンクリート部材の補強構造であって、前記定着用アンカーの前記束ねた部分には、前記硬化性充填材による前記凹部または貫通孔に対する定着強度を高めるための凸部またはこぶが設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に係る発明は、梁の上面側に床が一体に接合されているコンクリート部材に対するせん断補強のための補強工法であって、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の強化繊維からなるシート状の補強材を梁に沿わせて配設して接着するとともに、その端部を、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等、複数本の強化繊維からなる定着用アンカーの端部に重ねて接合することによって定着させる構成とし、前記定着用アンカーを配設するに際しては、梁上部の床面に凹部を形成するとともに、該凹部から梁の側面上部に達する貫通孔を形成して、それら凹部内および貫通孔内に前記定着用アンカーの一部を位置させた後、前記凹部内および貫通孔内に硬化性充填材を充填することによって前記定着用アンカーの一部を前記凹部内および貫通孔内に埋め込むことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンクリート部材の補強構造および補強工法の実施の形態の一例を、図１ないし図９を参照して説明する。以下の実施の形態は、上部に床が一体に接合された梁を対象として本発明に係るコンクリート部材の補強構造および補強工法を適用したものである。
【００１２】
図１に示すものは、鉄筋コンクリート造，鉄骨鉄筋コンクリート造等からなる構造物の一部であり、この図において、符号１０は梁（コンクリート部材）、１１は梁１０の上面側において接合された床（他のコンクリート部材）、をそれぞれ示している。
【００１３】
このような梁１０には、せん断補強を図るため、補強シート（補強材）Ｃ１が配設されている。補強シートＣ１は、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の強化繊維材料からなり、梁１０の周方向に対して補強効果が得られるよう、その繊維方向（クロス状である場合にはその織り方向）が設定されている。
【００１４】
補強シートＣ１は、梁１０に一体に接合されている床１１の下方において、梁１０の下面および両側面に沿って巻き付けられるようにして接着されており、その両端部は、梁１０と床１１との接合部近傍において、定着用アンカーＤ１によって定着されている。
【００１５】
図２に示すように、定着用アンカーＤ１は、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の多数本の強化繊維ｆを、例えばその中央部の束部１２で接着剤、樹脂等で一体に束ねたもので、その両端部において強化繊維ｆは束ねられていない。
【００１６】
図１に示したように、定着用アンカーＤ１は、梁１０の上面側に、その軸線と直交して水平方向に延在するよう形成された溝（凹部）１３内に、束部１２とその両側の所定長の部分が位置するよう配設されている。そして、溝１３内には、モルタル等の硬化性充填材１４が充填され、これによって定着用アンカーＤ１が梁１０に一体に定着された構成となっている。
【００１７】
また、梁１０の両側において床１１を貫通するよう貫通孔１５が形成されており、定着用アンカーＤ１の両端部の束ねられていない部分は、貫通孔１５を通して床１１の反対側（すなわち下側）に導かれている。そして、貫通孔１５内には樹脂１６等が注入されて埋められている。
【００１８】
このようにして定着された定着用アンカーＤ１の両端部の強化繊維ｆは、床１１の下方において、梁１０の表面に貼られた補強シートＣ１に沿わせて広げられ、これらは接着剤によって接着されている。
【００１９】
このようにして、梁１０の周方向に連続する補強シートＣ１は、その両端部が定着用アンカーＤ１を介して梁１０に定着され、定着用アンカーＤ１と補強シートＣ１は、梁１０の全周に巻き付けられた形態となっている。
【００２０】
このような梁１０の補強構造とするには、まず、梁１０の上面側に溝１３を形成した後、床１１に貫通孔１５をあける。
そして、定着用アンカーＤ１を溝１３内にセットし、その両端部を貫通孔１５，１５から床１１の下方に通し、床１１の下面側において梁１０に貼り付けた補強シートＣ１に接着する。その後、貫通孔１５内に充填材１６を注入してこれを埋め、さらに溝１３を硬化性充填材１４で埋めればよい。
【００２１】
上述したように、梁１０の補強構造および補強工法では、梁１０の周方向に対して補強効果を有する補強シートＣ１が、その両端部を梁１０に定着された定着用アンカーＤ１に接着されることによって定着された構成となっている。このようにして、補強シートＣ１を定着用アンカーＤ１を介して定着させることによって、その両端部を確実に定着させることができ、端部の剥がれ等の発生を防止して、しかもこれら補強シートＣ１と定着用アンカーＤ１によって梁１０の全周が囲まれるため、梁１０のせん断に対する補強効果を確実に発揮することが可能となる。
【００２２】
そして、定着用アンカーＤ１は梁１０の上面側に形成された溝１３内に収められているため、梁１０の上面に何ら突起物がなく、その上に仕上げ材等を配設するにしても、梁１０の仕上げ寸法が大きくなって床高さが高くなることもなく、またその施工にも何ら余計な手間が掛かることもない。しかも溝１３は硬化性充填材１４によって埋められており、可燃物である定着用アンカーＤ１が床１１の両面側に露出することがなく、したがって防火性能を高めることができる。
【００２３】
また、その施工に際しても、定着用アンカーＤ１を通すための溝１３を形成し、貫通孔１５をあけるだけでよく、通常のアンカー等に比較してその径も小さくてすむので、騒音や振動の発生を最小限に抑えることができ、既存の建物等への適用も容易に行うことができる。
【００２４】
さらに、補強シートＣ１や定着用アンカーＤ１は軽量であることから、施工時の取り扱いも容易であり、作業者の負担を軽減するとともに、クレーン等が不要であることから、既設の建物の内部等においても工事を円滑に進行させることができる。
【００２５】
ところで、上記のようにして定着させた定着用アンカーＤ１の引き抜き試験を行うには、図３（ａ）に示すように、定着用アンカーＤ１をコンクリートＺに形成した孔Ｈ内に挿入し、ここに定着用アンカーＤ１の定着に用いる樹脂Ｊ等を注入する。そして、図３（ｂ）に示すように、定着用アンカーＤ１をコンクリートＺの表面にセットしたパイプＰ内に通し、パイプＰ内には膨張性セメント等を注入し、定着用アンカーＤ１とパイプＰとを一体化する。そして、コンクリートＺに反力台Ｂをセットし、センターホール型等のジャッキＸを反力台Ｂに設置する。そして、パイプＰの先端部に形成されたネジ部にナットＮを螺着させ、この状態でジャッキＸを駆動源Ｇで伸ばし、定着用アンカーＤ１の引き抜き試験を行うようにする。
このようにすれば、定着用アンカーＤ１自体に傷を付けることなく引き抜き試験を行うことが可能である。
【００２６】
なお、上記実施の形態において、定着用アンカーＤ１の両端部に補強シートＣ１を定着させる構成としたが、これに代えて、図４に示すように、梁１０の上面側にも補強シート（補強材）Ｃ２を配し、これら補強シートＣ１，Ｃ２を、定着用アンカーＤ２を介して一体化する構成とすることも可能である。このような場合、溝１３（図１参照）に代えて、梁１０の軸線方向に連続する凹部１７を形成し、この凹部１７内に補強シートＣ２を配設し、さらに凹部１７を硬化性充填材１４で埋めるようにする。また、定着用アンカーＤ２は、中央部の束部１２’を貫通孔１５内に位置させ、両端部の束ねられていない部分を広げて補強シートＣ１，Ｃ２に接着して定着させる構成とする。
【００２７】
上記図４に示した場合以外にも、溝１３ではなく凹部１７を形成する構成としても良い。
【００２８】
さらに、上記実施の形態では、補強シートＣ１と定着用アンカーＤ１とで梁１０の全周を囲む構成としたが、例えば図５に示すような定着用アンカーＤ１’を２本一組で用い、溝１３の両端部に定着用アンカーＤ１’をそれぞれ配し、その束部１２を溝１３（図１参照）内に定着させ、束ねられていない部分を上記定着用アンカーＤ１（図１参照）と同様に貫通孔１５から下方に導く構成とすることも可能である。また、このような場合、定着用アンカーＤ１’を、梁１０の上面側において、梁１０の両側の床１１上に溝を形成し、この溝に定着させることも可能である。
【００２９】
また、定着用アンカーＤ１の両端部は束ねられていない状態となっているが、図６に示すように、施工時に強化繊維ｆが引っかかったり折れたりするのを防止するため、セロハン２１等を巻き付けるようにしても良い。
【００３０】
定着用アンカーＤ１を、その中央部に束部１２を設け、多数本の強化繊維ｆを束ねる構成としたが、その断面形状は、図７に示すように、円形のもののほか、矩形、三角形、楕円形、長円形、Ｃ字型、十字型、あるいは多角形、不整形等、いかなるものであっても良い。
【００３１】
さらに、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、定着用アンカーＤ１の定着をより確実とするため、束部１２に凸部２２を設けたり、こぶ２３を設けたりしても良い。もちろん、この凸部２２やこぶ２３の形状や位置、数等についても何ら限定するものではない。また、図８（ｅ）に示すように、束部１２の端部の外周面にネジ部２４を形成し、ここにナット等を螺着させるようにしても良い。
【００３２】
これ以外にも、定着用アンカーＤ１については、束部１２を接着剤や樹脂等で束ねる構成としたが、これに代えて、図９に示すように、筒状あるいはリング状の留め具２５，２６，２７等を用いても良い。このような留め具２５，２６，２７を用いれば、定着用アンカーＤ１の定着強度を高めることが可能である。しかも、これら留め具２５，２６，２７はその装着を容易に行うことができる。もちろん、留め具の形状はこれ以外のものであっても良い。
【００３３】
加えて、補強シートＣ１、定着用アンカーＤ１を定着させるために接着剤等を用いる構成としたが、その材料については、所要の定着力を発揮できるのであればいかなるものを用いても良く、有機材料，無機材料等を何ら問うものではない。また、補強シートＣ１を定着用アンカーＤ１に定着させるときに、接着ではなく他の接合方法を採用することも可能である。
【００３４】
さらに、補強に用いる補強シートＣ１、定着用アンカーＤ１についても、前記した炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等に限らず、他の材料を採用することも可能であり、補強シートＣ１については、繊維方向（クロスの場合には織り方向）等も、所要の方向に補強効果を発揮できるのであれば、縦・横・斜め等を問うものではない。加えて、重ねる枚数についても限定するものではない。
【００３５】
さらに加えて、補強シートＣ１については、予めＦＲＰ（繊維強化プラスチック）として用いても良い。
【００３６】
また、これら補強シートＣ１と定着用アンカーＤ１とを重ねる部分では、その上下関係を限定する意図はなく、定着用アンカーＤ１の上に補強シートＣ１を貼り付ける構成としても良い。さらには、これらを重ねた部分に、さらに補強用のシートあるいは鋼板等を重ねて配設する構成としても良い。
【００３７】
また、複数本の強化繊維ｆを、現場において接着剤や樹脂に含浸する構成も採用することができる。さらに、複数本の強化繊維ｆをバラバラのまま貫通孔１５および溝１３内に配し、貫通孔１５に注入する樹脂１６および溝１３内に充填する硬化性充填材１４によって、これら複数本の強化繊維ｆをその長さ方向の一部において一体に束ね、梁１０に定着させる構成としても良い。このようにすれば、複数本の強化繊維ｆを束ねた定着用アンカーＤ１を予め製作する必要がなくなり、より低コスト化を図ることが可能となるばかりでなく、現場において適宜強化繊維ｆの本数や長さを変更することも容易に行え、施工を一層簡単なものとすることができる。
【００３９】
それに、補強シートＣ１や定着用アンカーＤ１が接触する梁１０や貫通孔１５等の縁を面取りするようにしても良い。
【００４０】
また上記実施の形態においては、本発明に係るコンクリート部材の補強構造を、梁１０のせん断補強を図る場合を例に挙げて用いたが、せん断補強に加えて曲げ補強を図る場合であっても良い。しかも、コンクリート部材の新設・既設を問うものではない。
【００４１】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものとしても良いのは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係るコンクリート部材の補強構造によれば、定着用アンカーを梁上部の床面に形成した凹部内および貫通孔内に配置し、さらに凹部内および貫通孔内に硬化性充填材を充填することによって、定着用アンカーが露出することもなく、またコンクリート部材の表面に突出することがない。したがって、コンクリート部材の表面に仕上げ材等を配設するにしても、コンクリート部材の仕上げ寸法が大きくなることもなく、またその施工にも何ら余計な手間が掛かることもない。しかも凹部や貫通孔は硬化性充填材によって埋められており、定着用アンカーがコンクリート部材の表面に露出することがなく、したがって定着用アンカーが可燃性材料で形成されている場合にも防火性能を高めることができる。
また、補強材が、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の強化繊維からなるシート状のものである構成となっている。このような補強材は十分な強度を有していながらも、軽量であることから施工時の取り扱いも容易であり、作業者の負担を軽減するとともに、クレーン等の揚重機が不要であることから、既設の建物の内部等においても工事を円滑に進行させることができる。
【００４３】
請求項２に係るコンクリート部材の補強構造によれば、定着用アンカーの束ねた部分には、硬化性充填材による凹部または貫通孔に対する定着強度を高めるための凸部またはこぶが設けられた構成となっている。
これにより、定着用アンカーの定着強度が、凸部またはこぶによってより高められる。
【００４４】
請求項３に係るコンクリート部材の補強工法によれば、梁上部の床面に凹部および貫通孔を形成しておき、凹部内および貫通孔内に定着用アンカーの一部を位置させた後、凹部内および貫通孔に硬化性充填材を充填して該凹部および貫通孔を埋め戻す構成となっている。これにより、請求項１に係るコンクリート部材の補強構造を実現することができ、コンクリート部材の仕上げ寸法が大きくなることも、その施工にも何ら余計な手間が掛かることもない。しかも定着用アンカーが可燃性材料で形成されている場合にも防火性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンクリート部材の補強構造および補強工法の一例を示す立断面図および側断面図である。
【図２】前記補強構造および補強工法に用いる定着用アンカーの一例を示す図であって、前記定着用アンカーの外観図である。
【図３】前記定着用アンカーの引き抜き試験方法を示す図である。
【図４】本発明に係るコンクリート部材の補強構造および補強工法の他の一例を示す立断面図である。
【図５】前記定着用アンカーの他の一例を示す外観図である。
【図６】同定着用アンカーのさらに他の一例を示す外観図である。
【図７】同定着用アンカーの束部の他の例を示す外観図である。
【図８】同定着用アンカーの束部のさらに他の例を示す外観図である。
【図９】同定着用アンカーの束部のさらに他の例を示す外観図である。
【図１０】従来のコンクリート部材の補強構造および補強工法の一例を示す立断面図である。
【図１１】従来のコンクリート部材の補強構造および補強工法の他の一例を示す立断面図である。
【符号の説明】
１０梁（コンクリート部材）
１１梁（他のコンクリート部材）
１３溝（凹部）
１４硬化性充填材
１５貫通孔（孔）
Ｃ１，Ｃ２補強シート（補強材）
Ｄ１，Ｄ１’，Ｄ２定着用アンカー
ｆ強化繊維

Claims

梁の上面側に床が一体に接合されているコンクリート部材に対するせん断補強のための補強構造であって、
梁上部の床面に凹部を形成するとともに、該凹部から梁の側面上部に達する貫通孔を形成し、
炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等、複数本の強化繊維がその長さ方向の一部で一体に束ねられてなる定着用アンカーの少なくとも前記束ねられた部分が前記凹部内または前記貫通孔内に配置され、
炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の強化繊維からなるシート状の補強材が、梁の両側面および下面に沿わせて配設されて接着されるとともに、少なくともその端部が前記定着用アンカーの束ねられていない部分に重ねて接合されることによって、該補強材が前記定着用アンカーを介して前記梁の周囲に定着された構成とされ、
前記定着用アンカーが配置された凹部内および貫通孔内には硬化性充填材が充填されていることを特徴とするコンクリート部材の補強構造。
請求項１記載のコンクリート部材の補強構造であって、
前記定着用アンカーの前記束ねた部分には、前記硬化性充填材による前記凹部または貫通孔に対する定着強度を高めるための凸部またはこぶが設けられていることを特徴とするコンクリート部材の補強構造。
梁の上面側に床が一体に接合されているコンクリート部材に対するせん断補強のための補強工法であって、
炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等の強化繊維からなるシート状の補強材を梁に沿わせて配設して接着するとともに、その端部を、炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等、複数本の強化繊維からなる定着用アンカーの端部に重ねて接合することによって定着させる構成とし、
前記定着用アンカーを配設するに際しては、梁上部の床面に凹部を形成するとともに、該凹部から梁の側面上部に達する貫通孔を形成して、それら凹部内および貫通孔内に前記定着用アンカーの一部を位置させた後、前記凹部内および貫通孔内に硬化性充填材を充填することによって前記定着用アンカーの一部を前記凹部内および貫通孔内に埋め込むことを特徴とするコンクリート部材の補強工法。