JP4067682B2 - 構造物の補強構造およびその補強工法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は壁体を突設した柱やスラブ付き梁等の支持部材に高強度繊維シートを広域かつ強固に被覆し、前記繊維シ−トが大地震時に固定具から剥離し抜け出す事態を阻止して、支持部材の剪断破壊を防止し、構造物の耐震性を増強する一方、前記固定具の取り付けの体裁と安全性を向上するとともに、固定具の小形軽量化と構成の簡潔化を図り、この種補強作業の合理化と作業性の向上を図れるようにした構造物の補強構造およびその補強工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既設の柱やスラブ付き梁等の支持部材の耐震性を向上する手段として、それらの表面にエポキシ樹脂等の接着剤を用いて、炭素繊維シート等の高強度繊維シートを被覆する補強工法が知られている。
【０００３】
この従来の補強工法は、独立した柱や梁に高強度繊維シートを被覆する場合、前記繊維シートを容易に被覆できて作業性も良く、またその全周を被覆できることで充分な補強効果が得られる。
しかし、張出壁を突設した柱やスラブ付き梁に高強度繊維シートを被覆する場合、張出壁の両側で前記シートを個々に被覆する面倒があって作業性が悪く、しかも張出壁部分で高強度繊維シートの被覆が寸断される結果、その分補強効果が低下するという問題があった。
【０００４】
このため、例えば特開平９−１４４３３９号公報では、張出壁を突設した柱の表面に、接着剤を介して高強度繊維シートを別々に接着し、該シートの端部に山形鋼の一片を当てがい、前記張出壁の基部にボルト孔を貫通形成し、該ボルト孔にボルトを挿入し、これを山形鋼の他側片に差し込んでナットをねじ込み、該ナットを緊締して高強度繊維シートを固定するようにしている。
【０００５】
しかし、この従来の補強工法は、高強度繊維シートの端部に山形鋼の一片を当てがって固定しているため、山形鋼の支圧力には限界があり、大地震時には前記繊維シートが山形鋼から剥離したり抜け易いため、柱や梁等が剪断破壊を起こして補強効果の信頼性が低く、耐震性能に不安があるという問題がある。
特に、柱の表面に複数枚の高強度繊維シートを積層して被覆し、構造物の耐震性を増強する場合は、各繊維シートに対する支圧力が相対的に低下して、補強効果が一層低下し、前記不安が増大する懸念がある。
【０００６】
この場合、前記問題の解決手段として、前記山形鋼と前記繊維シートとの接触面積を増加する方法が考えられるが、山形鋼が大形重量化して作業性が低下し、また材料費が上昇する等の問題を招いて採用できない。
しかも、前記従来の補強工法は、高強度繊維シートの取り付け後、山形鋼の表面にナットやボルトが露出して体裁が悪いばかりか、怪我の原因になる等の問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、壁体を突設した柱やスラブ付き梁等の支持部材に高強度繊維シートを広域かつ強固に被覆し、前記繊維シ−トが大地震時に固定具から剥離し抜け出す事態を阻止して、支持部材の剪断破壊を防止し、構造物の耐震性を増強する一方、前記固定具の取り付けの体裁と安全性を向上するとともに、固定具の小形軽量化と構成の簡潔化を図り、この種補強作業の合理化と作業性の向上を図れるようにした構造物の補強構造およびその補強工法を提供することを目的とする。
【０００８】
このため、請求項１の発明は、支持部材の周面に突設した壁体の基部両側にボルトを介して固定具を連結し、該固定具を支持部材の周面に被覆した高強度繊維シ−トに係合可能に配置し、前記高強度繊維シ−トを支持部材の周面と壁体の基部周面に亘って被覆し、該壁体基部周面上の高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体とで挟圧保持した構造物の補強構造において、前記高強度繊維シ−トの端部を前記固定具から離間して配置し、該高強度繊維シ−トの端部に第２高強度繊維シ−トの一端部を接続し、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、これら固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持し、前記接続部と固定具との擦過を回避し、該接続部の損傷や強度低下を防止するとともに、高強度繊維シ−トと第２高強度繊維シ−トとの接続作業の向上を図る一方、高強度繊維シ−トを二種類に分け、これらを重ね継手して被覆することで、該被覆作業を二様に分け、該作業の作業性を向上するとともに、これを能率良く行なうようにしている。
【０００９】
請求項２の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記壁体周面に接着し、前記繊維シ−トの他端部を固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力、および壁体に対する接着力とで強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トが固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、支持部材の剪断破壊を防止し、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
請求項３の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に接着し、その広い接着ないし接触面積を確保して、接着力の強化と固定具の小形軽量化を図るとともに、前記シ−トを固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力と、壁体と固定具に対する接着力とで更に強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
【００１０】
請求項４の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に巻き付けて接着し、前記シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高強度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
請求項５の発明は、前記支持部材の周面に複数の高強度繊維シ−トを層状に被覆し、これら高強度繊維シ−トの端部に複数の第２高強度繊維シ−トの一端部を交互に層状に接続するとともに、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、前記固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持し、前記複数の繊維シ−トを固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力とによって強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、支持部材の剪断破壊を強力に防止して、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
【００１１】
請求項６の発明は、前記複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に層状に巻き付けて接着し、前記複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
請求項７の発明は、前記支持部材の周面を軸方向に複数に区画し、該区画毎に前記高強度繊維シ−トまたは該高強度繊維シ−トおよび第２高強度繊維シ−トを被覆し、この被覆作業を合理的かつ能率良く行なえるようにしている。
請求項８の発明は、前記固定具を前記区画毎に少なくとも１以上配置し、固定具の小形軽量化を図り、高強度繊維シ−トの被覆作業の作業性を向上するようにしている。
【００１２】
請求項９の発明は、支持部材の周面に突設した壁体の基部両側にボルトを介して固定具を連結し、該固定具を支持部材の周面に配置した高強度繊維シ−トに係合し、該高強度繊維シ−トを支持部材の周面と壁体の基部周面に亘って被覆し、該壁体基部周面上の高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体とで挟圧保持する構造物の補強工法において、前記高強度繊維シ−トの端部を前記固定具から離間して配置し、該高強度繊維シ−トの端部に第２高強度繊維シ−トの一端部を接続し、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、これら固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持し、前記接続部と固定具との擦過を回避し、該接続作業の作業性の向上と接続部の損傷を未然に防止するとともに、強度繊維シ−トを二種類に分け、これらを重ね継手して被覆することで、該被覆作業を二様に分け、該作業の作業性を向上し、これを能率良く行なうようにしている。
【００１３】
請求項１０の発明は、周面に第２高強度繊維シ−トの他端部を巻き付けて接着し、かつ前記周面から前記繊維シ−トを突出した固定具を設け、該第２高強度繊維シ−トの突出部を支持部材の周面に被覆した高強度繊維シ−トの端部と対向配置し、かつこれらを重合して接着し、前記シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トが固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
請求項１１の発明は、周面に複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を巻き付けて接着し、かつ前記周面から各繊維シ−トを互いに分離して突出した固定具を設け、該固定具を前記壁体の基部両側に固定し、前記複数の第２高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体との間に挟圧保持し、前記第２高強度繊維シ−トの各突出部を支持部材周面に接着した高強度繊維シ−トの端部に順次重合して交互に層状に接着し、前記複数の繊維シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トが固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をコンクリート構造物に適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図８において１は鉄筋コンクリート製の矩形断面の柱またはスラブ付き梁等の支持部材で、この実施形態の場合は柱に適用しており、該支持部材１の両側にそれよりも薄厚の鉄筋コンクリート製または鉄鋼製の壁体２，２を突設し、該壁体２，２を介して建築スペースを内外若しくは左右に仕切形成している。
【００２０】
前記支持部材１の周面と壁体２，２の基部周面に、上下複数段に亘って実質的に同一な炭素繊維シートからなる高強度繊維シート３ａ〜３ｃと、第２高強度繊繊維シート４ａ〜４ｃとが、エポキシ樹脂等の接着剤を介して積層状態で被覆され、それらで一体的な繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を形成している。
【００２１】
このうち、高強度繊維シート３ａ〜３ｃは、その繊維シート素材を所定長さに裁断して形成され、これを支持部材１の略半部周面に亘って略Ｕ字形状に貼付け、その両端部を壁体２，２の基部から離間して配置し、該両端部に第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの一端部を交互に重合して接着している。
【００２２】
前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃは、前記高強度繊維シート３ａ〜３ｃ素材よりも小幅の繊維シート素材を所定長さ、実施形態では前記繊維シート３ａ〜３ｃよりも短小に裁断して形成され、その一端部を施工前に固定具５に巻き付けて固定し、他端部を固定具５から比較的長尺に突出し、この突出部を前記高強度繊維シート３ａ〜３ｃの端部に重ね継手している。
【００２３】
この場合、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを固定具５に接着固定する際、接着剤が前記突出部に染み出さないように適宜措置し、前記突出部の各独立状態を維持して置く。
【００２４】
また、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを巻き付けた固定具５に後述のボルトおよびナットを取り付ける場合は、前記繊維シート４ａ〜４ｃの所定位置を切出し等で開口し、取り付け後は前記開口部およびこれに連通する後述の凹孔に例えばパテを塗り込み、当該部を閉塞する。
図中、６は高強度繊維シート３ａ〜３ｃおよび第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの端部を重合して連結する継手部である。
【００２５】
前記固定具５は堅牢な鋳鉄で略蒲鉾形に成形され、その隅角部は所謂アール状に形成され、その外端面の中央に凹孔７が設けられ、該孔７の底部に通孔８が形成されている。
この場合、固定具５は鋳鉄の他に、亜鉛合金等のダイカスト成形若しくは堅牢な合成樹脂成形であっても良い。
【００２６】
図中、９は壁体２の基部に設けた貫通孔で、前記通孔８と略同径に形成され、該通孔８および貫通孔９にボルト１０が挿入され、その螺軸１０ａの端部にナット１１がねじ込まれている。
１０ｂは前記ボルト１０の頭部に形成した六角孔等の係合孔で、六角レンチ等の工具と係合可能にされている。
【００２７】
前記固定具５の長さは、前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃと同幅に形成され、これらを支持部材１と壁体２の隅角部に沿って上下方向に配置している。
【００２８】
この他、図中１２，１３はコンクリート構造物の各階の上下を区画する床部と天井部、１４は支持部材１および壁体２の表面に施工した仕上材で、モルタル、ボード若しくはクロス等で構成されている。
【００２９】
１５，１６は固定具５に巻き付けた第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを切り出しで開口形成した開口穴と透孔で、これらは凹孔７または通孔８に臨ませて開口され、これらにボルト１０およびナット１１取り付け後、パテ等の填充材１７を塗り込み、当該部を閉塞している。
【００３０】
このように構成した本発明においては、現場での施工前に固定具５の製作と、該固定具５に対する第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの巻き付け固定と、支持部材１に被覆する高強度繊維シート３ａ〜３ｃの作製を要する。
先ず、固定具５の製作に際しては、実施形態では鋳造成形によっているが、小形で構成が簡単であるから容易かつ安価に製作でき、従来の長尺な山形鋼に比べて小形軽量で取り扱い易く、後述のように作業性が良い。
【００３１】
次に、上記製作した固定具５に第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを巻き付けて固定する場合は、コイル状に捲回された炭素繊維シート資材を所定寸法に裁断し、同形の第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを作製する。
【００３２】
この場合、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを、当該シート資材と同幅で、かつ固定具５の長さと同一に構成すれば、前記シート資材を単に所定長さに裁断するだけで良く、前記繊維シート４ａ〜４ｃを容易に作製できる。
更に、固定具５の長さを伸長し、該固定具５に固定する第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの幅を、高強度繊維シート３ａ〜３ｃと同幅に形成すれば、それらのシート資材の共用化を図れ、合理的な製作が可能になる。
【００３３】
この後、固定具５の凹孔７と通孔８を含む横長方向の周面にエポキシ樹脂等の接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ａの一端部を巻き付けて貼付ける。
次に前記繊維シート４ａ上に前記接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ｂの一端部を巻き付けて貼付ける。
更に、前記繊維シート４ｂ上に接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ｃの一端部を巻き付けて貼付ける。
【００３４】
この場合、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの過半部を固定具５の周面から突出させ、該突出部に前記接着剤が染み出ないように適宜措置し、該突出部の分離独立状態を維持する。この状況は図３のようである。
こうして、前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃに接着剤が含浸し、かつこれが硬化して、固定具５の周面にＦＲＰ層が形成される。
【００３５】
次に、高強度繊維シート３ａ〜３ｃを裁断する場合は、コイル状に捲回された炭素繊維シート資材、実施形態では前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃ用よりも幅広のシート資材を使用し、これを所定寸法、実施形態では支持部材１の全周面長さの１／２から壁体２の厚さ分を控除した長さに裁断して、同形の高強度繊維シート３ａ〜３ｃを作製する。
【００３６】
この場合、高強度繊維シート３ａ〜３ｃの幅を、当該シート資材と同幅に構成しているから、前記シート資材を単に所定長さに裁断するだけで良く、前記繊維シート３ａ〜３ｃを容易に作製できる。
【００３７】
こうして、作製した高強度繊維シート３ａ〜３ｃと、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを巻き付けて固定した固定具５とを所要量、施工現場へ搬入する。
【００３８】
次に、前記搬入資材を用いて実際に補強作業を行なう場合は、施工対象の支持部材１周辺の仕上材１４を引き剥がし、支持部材１と該部材１側の壁体２の基部表面を露出させる。
この後、支持部材１の四隅の角部と、支持部材１と壁体２との交差部である隅角部とを、モルタル等を用いてアール状に成形する下地処理を行なう。
【００３９】
そして、前記モルタルの乾燥固化後にハンマドリル等を用いて、壁体２，２の基部に通孔８と同数の貫通孔９を厚さ方向に明ける。
また、上記作業と前後して、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを巻き付けて固定した固定具５を使用分用意し、その繊維シート４ａ〜４ｃの所定位置を切出等で孔明けし、凹孔７に連通する開口穴１５と、通孔８に連通する透孔１６を形成する。
【００４０】
この後、支持部材１と壁体２との隅角部に、エポキシ樹脂等の接着剤を略固定具５の長さ分塗布する。
そして、二人の作業者が前記固定具５を壁体２の内外で保持し、これを壁体２の両側から凹孔７を外向きにして、前記接着剤を塗布した隅角部に当てがう。
そして、固定具５と一体の第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの一部を壁体２の基部に当てがい、かつその巻き出し端部を支持部材１の周面に沿わせる。
【００４１】
次に、一方の固定具５から開口穴１５を介して、ボルト１０を通孔８と透孔１６に差し込み、これを貫通孔９を経て他方の固定具５の通孔８に挿入し、凹孔７に突出した螺軸端部にナット１１をねじ込み、これを緊締する。
【００４２】
このようにすると、前記隅角部に相対する第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの一部、つまり固定具５に固定した部分が、前記接着剤を介して隅角部周辺に貼り付けられ、更に固定具５と壁体２、および支持部材１と固定具５との間の二面に挟持されて、強固かつ確実に固定される。
【００４３】
したがって、固定具５は前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃに対し、充分広い接触面積を得られるから、従来のように固定具５を大形化して接触面積を確保する必要がなく、その分固定具５の小形軽量化を図れ、その取り扱いと作業性が向上する。
しかも、前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの一部は、固定具５の周面に固定されているから、前記固定強度が一層増強される。
【００４４】
また、ボルト１０の頭部とナット１１が各固定具５，５の凹孔７の底部に係合し、ボルト１０の頭部と螺軸１０ａ端部、およびナット１１等が凹孔７内に収容されて外部から隠蔽されるから、固定具５周辺の体裁が良く、しかもこれらとの接触を回避し得るから、以後の作業における怪我を未然に防止し得る。
【００４５】
このような状況の下で前記隅角部を除く支持部材１の周面に、エポキシ樹脂等の接着剤を塗布し、該接着剤上に高強度繊維シート３ａを平面略Ｕ字形に貼り付け、かつ該繊維シート３ａの両端部を、前記第２高強度繊維シート４ａの突出部の内側に相対して配置する。
この後、前記高強度繊維シート３ａの両端部表面に接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ａの突出部を貼り付ける。
【００４６】
この状況は図６のようで、高強度繊維シート３ａの両端部に、前記第２高強度繊維シート４ａの突出部が重合して貼り付けられ、該重合部を介して両繊維シート３ａ，４ａが一体的に連結される。
【００４７】
この後、前記高強度繊維シート３ａと、前記重合部の第２高強度繊維シート４ａ上に接着剤を塗布し、該接着剤上に高強度繊維シート３ｂを平面略Ｕ字形に貼り付け、かつ該繊維シート３ｂの両端部を、前記第２高強度繊維シート４ｂの突出部の内側に相対して配置する。
そして、高強度繊維シート３ｂの両端部表面、つまり重合部表面に接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ｂの突出部を貼り付ける。
【００４８】
この状況は図７のようで、高強度繊維シート３ｂの両端部に前記第２高強度繊維シート４ｂの突出部が重合して貼り付けられ、該重合部を介して両繊維シート３ｂ，４ｂが一体的に連結される。
【００４９】
この後、前記高強度繊維シート３ｂと、前記重合部の第２高強度繊維シート４ｂ上に前記接着剤を塗布し、該接着剤上に高強度繊維シート３ｃを平面略Ｕ字形に貼り付け、かつ前記繊維シート３ｃの両端部を、前記第２高強度繊維シート４ｃの突出部の内側に相対して配置する。この状況は図８のようである。
そして、前記高強度繊維シート３ｃの両端部表面、つまり重合部表面に接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ｃの突出部を貼り付ける。
【００５０】
こうして高強度繊維シート３ｃの両端部に、前記第２高強度繊維シート４ｃの突出部が重合して貼り付けられ、該重合部を介して両繊維シート３ｃ，４ｃが一体的に連結される。
【００５１】
このようにして、高強度繊維シート３ａ〜３ｃと、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃとが積層状態で支持部材１の周面に被覆され、かつそれらの端部が連結部６で一体に連結される。
しかも、各繊維シート３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃに接着剤が含浸され、かつこれが硬化して一体のＦＲＰ層を形成する。
【００５２】
こうして、支持部材１の周面に一段分、つまり高強度繊維シート３ａ〜３ｃを一幅分被覆し、また固定具５の長さ分、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを被覆したところで、その上方または下方の支持部材１の周面に施工位置を移動し、当該位置の支持部材１の周面に前述と同じ要領で高強度繊維シート３ａ〜３ｃを接着し、第２高強度シート４ａ〜４ｃを重ねて被覆する。
【００５３】
以下、これらの作業を繰り返し、支持部材１周面の略全域に亘って、高強度繊維シート３ａ〜３ｃを接着し、更に第２高強度シート４ａ〜４ｃを上下方向に被覆する。この状況は図２のようである。
【００５４】
このようにして支持部材１の略全周面と壁体２の基部周面を、高強度繊維シート３ａ〜３ｃと第２高強度シート４ａ〜４ｃで被覆し、各固定具５の開口穴１５と凹孔７にパテ１７を填充して閉塞し、支持部材１と壁体２の基部周面にボード若しくはクロス等の仕上材１４を施工すれば、一連の補強作業が終了する。この状況は図１のようである。
【００５５】
この場合、固定具５の内部にボルト１０の頭部や螺軸１１ａ、ナット１１が隠蔽され、また凹孔７にパテ１７が填充されて、支持部材１と壁体２の隅角部周面の凹凸を極力無くしているから、前記仕上材１４を容易かつ確実に施工できる。
【００５６】
このように補強した支持部材１は、その略全面をＦＲＰ層を形成する一体的な高強度繊維シート３ａ〜３ｃと、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃとで被覆し、その両端部の第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを固定具５に巻き付けて固定している。
そして、上記一対の固定具５をボルト１０およびナット１１を介して連結するとともに、前記巻き付けた第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの直交する二面を、支持部材１と壁体２とに押圧かつ接着して固定している。
【００５７】
したがって、支持部材１の略全面が前記ＦＲＰ層によって補強され、大地震時における支持部材１の剪断破壊を防止するとともに、前記ＦＲＰ層の固定具５からの剥離ないし抜け出しを強力に阻止して、耐震性能を大幅に向上できる。
しかも、従来のこの種補強法に比べて、前記ＦＲＰ層を支持部材１と壁体２，２周面に亘って広域に被覆しているから、前述したＦＲＰ層の保持力増強と相俟って、耐震性能を大幅に向上できる。
【００５９】
図９は本発明の他の実施形態を示し、前述の実施形態と対応する構成部分に同一の符号を用いている。
この実施形態は、壁体２を挟んで配置する一対の固定具５のうち、一方の固定具５にボルト１０の螺軸１０ａをねじ込み可能なネジ孔１８を設けてナット１１を省略し、部品点数の低減と固定具５の構成の簡潔化、並びにその製作の容易化を図るようにしている。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、高強度繊維シ−トの端部を前記固定具から離間して配置し、該高強度繊維シ−トの端部に第２高強度繊維シ−トの一端部を接続し、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、これら固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持したから、前記接続部と固定具との擦過を回避し、該接続部の損傷や強度低下を防止できるとともに、高強度繊維シ−トと第２高強度繊維シ−トの一端部との接続作業の向上を図れ、しかも高強度繊維シ−トを二種類に分け、これらを重ね継手して被覆することで、該被覆作業を二様に分け、該作業の作業性を向上できるとともに、これを能率良く行なうことができる。
【００６１】
請求項２の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記壁体周面に接着し、前記繊維シ−トを固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力、および壁体に対する接着力とで強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、支持部材の剪断破壊を防止し、耐震性能を大幅に向上することができる。
請求項３の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に接着したから、その広い接着ないし接触面積を確保して、接着力の強化と固定具の小形軽量化を図れるとともに、前記シ−トを固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力と、壁体と固定具に対する接着力とで更に強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、耐震性能を大幅に向上することができる。
【００６２】
請求項４の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に巻き付けて接着したから、前記シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高強度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、耐震性能を大幅に向上することができる。
請求項５の発明は、前記支持部材の周面に複数の高強度繊維シ−トを層状に被覆し、これら高強度繊維シ−トの端部に複数の第２高強度繊維シ−トの一端部を交互に層状に接続するとともに、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、前記固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持したから、前記複数の繊維シ−トを固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力とによって強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、支持部材の剪断破壊を強力に防止して、耐震性能を大幅に向上することができる。
【００６３】
請求項６の発明は、前記複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に層状に巻き付けて接着したから、前記複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上することができる。
請求項７の発明は、前記支持部材の周面を軸方向に複数に区画し、該区画毎に前記高強度繊維シ−トまたは該高強度繊維シ−トおよび第２高強度繊維シ−トを被覆したから、この被覆作業を合理的かつ能率良く行なうことができる。
請求項８の発明は、前記固定具を前記区画毎に少なくとも１以上配置したから、固定具の小形軽量化を図れ、高強度繊維シ−トの被覆作業の作業性を向上することができる。
【００６４】
請求項９の発明は、前記高強度繊維シ−トの端部を前記固定具から離間して配置し、該高強度繊維シ−トの端部に第２高強度繊維シ−トの一端部を接続し、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、これら固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持するから、前記接続部と固定具との擦過を回避し、該接続作業の作業性の向上と接続部の損傷を未然に防止できるとともに、強度繊維シ−トを二種類に分け、これらを重ね継手して被覆することで、該被覆作業を二様に分け、該作業の作業性を向上し、これを能率良く行なうことができる。
【００６５】
請求項１０の発明は、周面に第２高強度繊維シ−トの他端部を巻き付けて接着し、かつ前記周面から前記繊維シ−トを突出した固定具を設け、該第２高強度繊維シ−トの突出部を支持部材の周面に被覆した高強度繊維シ−トの端部と対向配置し、かつこれらを重合して接着するから、前記シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トが固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上することができる。
請求項１１の発明は、周面に複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を巻き付けて接着し、かつ前記周面から各繊維シ−トを互いに分離して突出した固定具を設け、該固定具を前記壁体の基部両側に固定し、前記複数の第２高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体との間に挟圧保持し、前記第２高強度繊維シ−トの各突出部を支持部材周面に接着した高強度繊維シ−トの端部に順次重合して交互に層状に接着するから、前記複数の繊維シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トが固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による支持部材と壁体の補強状況を示す断面図である。
【図２】本発明による支持部材と壁体の補強状況を示す正面図である。
【図３】本発明に適用した固定具と、その周面に巻き付けた第２高強度繊維シートの状況を示す断面図である。
【図４】本発明に適用した固定具を用いて第２高強度繊維シートを被覆する状況を示す斜視図である。
【図５】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明による高強度繊維シートの被覆状況を示す断面図で、支持部材に被覆した１枚目の高強度繊維シートの端部に、１枚目の第２高強度繊維シートを重合して接着した状況を示している。
【図７】本発明による高強度繊維シートの被覆状況を示す断面図で、支持部材に被覆した２枚目の高強度繊維シートの端部に、２枚目の第２高強度繊維シートを重合して接着した状況を示している。
【図８】本発明による高強度繊維シートの被覆状況を示す断面図で、支持部材に被覆した３枚目の高強度繊維シートの端部に、３枚目の第２高強度繊維シートを重合して接着した状況を示している。
【図９】本発明の他の実施形態の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 支持部材（柱，梁）
２ 壁体
３ａ〜３ｃ 高強度繊維シート（炭素繊維シート）
４ａ〜４ｃ 第２高強度繊維シート（炭素繊維シート）
５ 固定具
７ 凹孔
１０ ボルト
１１ ナット
１８ ネジ孔
【発明の属する技術分野】
本発明は壁体を突設した柱やスラブ付き梁等の支持部材に高強度繊維シートを広域かつ強固に被覆し、前記繊維シ−トが大地震時に固定具から剥離し抜け出す事態を阻止して、支持部材の剪断破壊を防止し、構造物の耐震性を増強する一方、前記固定具の取り付けの体裁と安全性を向上するとともに、固定具の小形軽量化と構成の簡潔化を図り、この種補強作業の合理化と作業性の向上を図れるようにした構造物の補強構造およびその補強工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既設の柱やスラブ付き梁等の支持部材の耐震性を向上する手段として、それらの表面にエポキシ樹脂等の接着剤を用いて、炭素繊維シート等の高強度繊維シートを被覆する補強工法が知られている。
【０００３】
この従来の補強工法は、独立した柱や梁に高強度繊維シートを被覆する場合、前記繊維シートを容易に被覆できて作業性も良く、またその全周を被覆できることで充分な補強効果が得られる。
しかし、張出壁を突設した柱やスラブ付き梁に高強度繊維シートを被覆する場合、張出壁の両側で前記シートを個々に被覆する面倒があって作業性が悪く、しかも張出壁部分で高強度繊維シートの被覆が寸断される結果、その分補強効果が低下するという問題があった。
【０００４】
このため、例えば特開平９−１４４３３９号公報では、張出壁を突設した柱の表面に、接着剤を介して高強度繊維シートを別々に接着し、該シートの端部に山形鋼の一片を当てがい、前記張出壁の基部にボルト孔を貫通形成し、該ボルト孔にボルトを挿入し、これを山形鋼の他側片に差し込んでナットをねじ込み、該ナットを緊締して高強度繊維シートを固定するようにしている。
【０００５】
しかし、この従来の補強工法は、高強度繊維シートの端部に山形鋼の一片を当てがって固定しているため、山形鋼の支圧力には限界があり、大地震時には前記繊維シートが山形鋼から剥離したり抜け易いため、柱や梁等が剪断破壊を起こして補強効果の信頼性が低く、耐震性能に不安があるという問題がある。
特に、柱の表面に複数枚の高強度繊維シートを積層して被覆し、構造物の耐震性を増強する場合は、各繊維シートに対する支圧力が相対的に低下して、補強効果が一層低下し、前記不安が増大する懸念がある。
【０００６】
この場合、前記問題の解決手段として、前記山形鋼と前記繊維シートとの接触面積を増加する方法が考えられるが、山形鋼が大形重量化して作業性が低下し、また材料費が上昇する等の問題を招いて採用できない。
しかも、前記従来の補強工法は、高強度繊維シートの取り付け後、山形鋼の表面にナットやボルトが露出して体裁が悪いばかりか、怪我の原因になる等の問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、壁体を突設した柱やスラブ付き梁等の支持部材に高強度繊維シートを広域かつ強固に被覆し、前記繊維シ−トが大地震時に固定具から剥離し抜け出す事態を阻止して、支持部材の剪断破壊を防止し、構造物の耐震性を増強する一方、前記固定具の取り付けの体裁と安全性を向上するとともに、固定具の小形軽量化と構成の簡潔化を図り、この種補強作業の合理化と作業性の向上を図れるようにした構造物の補強構造およびその補強工法を提供することを目的とする。
【０００８】
このため、請求項１の発明は、支持部材の周面に突設した壁体の基部両側にボルトを介して固定具を連結し、該固定具を支持部材の周面に被覆した高強度繊維シ−トに係合可能に配置し、前記高強度繊維シ−トを支持部材の周面と壁体の基部周面に亘って被覆し、該壁体基部周面上の高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体とで挟圧保持した構造物の補強構造において、前記高強度繊維シ−トの端部を前記固定具から離間して配置し、該高強度繊維シ−トの端部に第２高強度繊維シ−トの一端部を接続し、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、これら固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持し、前記接続部と固定具との擦過を回避し、該接続部の損傷や強度低下を防止するとともに、高強度繊維シ−トと第２高強度繊維シ−トとの接続作業の向上を図る一方、高強度繊維シ−トを二種類に分け、これらを重ね継手して被覆することで、該被覆作業を二様に分け、該作業の作業性を向上するとともに、これを能率良く行なうようにしている。
【０００９】
請求項２の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記壁体周面に接着し、前記繊維シ−トの他端部を固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力、および壁体に対する接着力とで強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トが固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、支持部材の剪断破壊を防止し、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
請求項３の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に接着し、その広い接着ないし接触面積を確保して、接着力の強化と固定具の小形軽量化を図るとともに、前記シ−トを固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力と、壁体と固定具に対する接着力とで更に強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
【００１０】
請求項４の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に巻き付けて接着し、前記シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高強度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
請求項５の発明は、前記支持部材の周面に複数の高強度繊維シ−トを層状に被覆し、これら高強度繊維シ−トの端部に複数の第２高強度繊維シ−トの一端部を交互に層状に接続するとともに、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、前記固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持し、前記複数の繊維シ−トを固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力とによって強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、支持部材の剪断破壊を強力に防止して、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
【００１１】
請求項６の発明は、前記複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に層状に巻き付けて接着し、前記複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
請求項７の発明は、前記支持部材の周面を軸方向に複数に区画し、該区画毎に前記高強度繊維シ−トまたは該高強度繊維シ−トおよび第２高強度繊維シ−トを被覆し、この被覆作業を合理的かつ能率良く行なえるようにしている。
請求項８の発明は、前記固定具を前記区画毎に少なくとも１以上配置し、固定具の小形軽量化を図り、高強度繊維シ−トの被覆作業の作業性を向上するようにしている。
【００１２】
請求項９の発明は、支持部材の周面に突設した壁体の基部両側にボルトを介して固定具を連結し、該固定具を支持部材の周面に配置した高強度繊維シ−トに係合し、該高強度繊維シ−トを支持部材の周面と壁体の基部周面に亘って被覆し、該壁体基部周面上の高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体とで挟圧保持する構造物の補強工法において、前記高強度繊維シ−トの端部を前記固定具から離間して配置し、該高強度繊維シ−トの端部に第２高強度繊維シ−トの一端部を接続し、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、これら固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持し、前記接続部と固定具との擦過を回避し、該接続作業の作業性の向上と接続部の損傷を未然に防止するとともに、強度繊維シ−トを二種類に分け、これらを重ね継手して被覆することで、該被覆作業を二様に分け、該作業の作業性を向上し、これを能率良く行なうようにしている。
【００１３】
請求項１０の発明は、周面に第２高強度繊維シ−トの他端部を巻き付けて接着し、かつ前記周面から前記繊維シ−トを突出した固定具を設け、該第２高強度繊維シ−トの突出部を支持部材の周面に被覆した高強度繊維シ−トの端部と対向配置し、かつこれらを重合して接着し、前記シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トが固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
請求項１１の発明は、周面に複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を巻き付けて接着し、かつ前記周面から各繊維シ−トを互いに分離して突出した固定具を設け、該固定具を前記壁体の基部両側に固定し、前記複数の第２高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体との間に挟圧保持し、前記第２高強度繊維シ−トの各突出部を支持部材周面に接着した高強度繊維シ−トの端部に順次重合して交互に層状に接着し、前記複数の繊維シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トが固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上するようにしている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をコンクリート構造物に適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図８において１は鉄筋コンクリート製の矩形断面の柱またはスラブ付き梁等の支持部材で、この実施形態の場合は柱に適用しており、該支持部材１の両側にそれよりも薄厚の鉄筋コンクリート製または鉄鋼製の壁体２，２を突設し、該壁体２，２を介して建築スペースを内外若しくは左右に仕切形成している。
【００２０】
前記支持部材１の周面と壁体２，２の基部周面に、上下複数段に亘って実質的に同一な炭素繊維シートからなる高強度繊維シート３ａ〜３ｃと、第２高強度繊繊維シート４ａ〜４ｃとが、エポキシ樹脂等の接着剤を介して積層状態で被覆され、それらで一体的な繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を形成している。
【００２１】
このうち、高強度繊維シート３ａ〜３ｃは、その繊維シート素材を所定長さに裁断して形成され、これを支持部材１の略半部周面に亘って略Ｕ字形状に貼付け、その両端部を壁体２，２の基部から離間して配置し、該両端部に第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの一端部を交互に重合して接着している。
【００２２】
前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃは、前記高強度繊維シート３ａ〜３ｃ素材よりも小幅の繊維シート素材を所定長さ、実施形態では前記繊維シート３ａ〜３ｃよりも短小に裁断して形成され、その一端部を施工前に固定具５に巻き付けて固定し、他端部を固定具５から比較的長尺に突出し、この突出部を前記高強度繊維シート３ａ〜３ｃの端部に重ね継手している。
【００２３】
この場合、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを固定具５に接着固定する際、接着剤が前記突出部に染み出さないように適宜措置し、前記突出部の各独立状態を維持して置く。
【００２４】
また、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを巻き付けた固定具５に後述のボルトおよびナットを取り付ける場合は、前記繊維シート４ａ〜４ｃの所定位置を切出し等で開口し、取り付け後は前記開口部およびこれに連通する後述の凹孔に例えばパテを塗り込み、当該部を閉塞する。
図中、６は高強度繊維シート３ａ〜３ｃおよび第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの端部を重合して連結する継手部である。
【００２５】
前記固定具５は堅牢な鋳鉄で略蒲鉾形に成形され、その隅角部は所謂アール状に形成され、その外端面の中央に凹孔７が設けられ、該孔７の底部に通孔８が形成されている。
この場合、固定具５は鋳鉄の他に、亜鉛合金等のダイカスト成形若しくは堅牢な合成樹脂成形であっても良い。
【００２６】
図中、９は壁体２の基部に設けた貫通孔で、前記通孔８と略同径に形成され、該通孔８および貫通孔９にボルト１０が挿入され、その螺軸１０ａの端部にナット１１がねじ込まれている。
１０ｂは前記ボルト１０の頭部に形成した六角孔等の係合孔で、六角レンチ等の工具と係合可能にされている。
【００２７】
前記固定具５の長さは、前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃと同幅に形成され、これらを支持部材１と壁体２の隅角部に沿って上下方向に配置している。
【００２８】
この他、図中１２，１３はコンクリート構造物の各階の上下を区画する床部と天井部、１４は支持部材１および壁体２の表面に施工した仕上材で、モルタル、ボード若しくはクロス等で構成されている。
【００２９】
１５，１６は固定具５に巻き付けた第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを切り出しで開口形成した開口穴と透孔で、これらは凹孔７または通孔８に臨ませて開口され、これらにボルト１０およびナット１１取り付け後、パテ等の填充材１７を塗り込み、当該部を閉塞している。
【００３０】
このように構成した本発明においては、現場での施工前に固定具５の製作と、該固定具５に対する第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの巻き付け固定と、支持部材１に被覆する高強度繊維シート３ａ〜３ｃの作製を要する。
先ず、固定具５の製作に際しては、実施形態では鋳造成形によっているが、小形で構成が簡単であるから容易かつ安価に製作でき、従来の長尺な山形鋼に比べて小形軽量で取り扱い易く、後述のように作業性が良い。
【００３１】
次に、上記製作した固定具５に第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを巻き付けて固定する場合は、コイル状に捲回された炭素繊維シート資材を所定寸法に裁断し、同形の第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを作製する。
【００３２】
この場合、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを、当該シート資材と同幅で、かつ固定具５の長さと同一に構成すれば、前記シート資材を単に所定長さに裁断するだけで良く、前記繊維シート４ａ〜４ｃを容易に作製できる。
更に、固定具５の長さを伸長し、該固定具５に固定する第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの幅を、高強度繊維シート３ａ〜３ｃと同幅に形成すれば、それらのシート資材の共用化を図れ、合理的な製作が可能になる。
【００３３】
この後、固定具５の凹孔７と通孔８を含む横長方向の周面にエポキシ樹脂等の接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ａの一端部を巻き付けて貼付ける。
次に前記繊維シート４ａ上に前記接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ｂの一端部を巻き付けて貼付ける。
更に、前記繊維シート４ｂ上に接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ｃの一端部を巻き付けて貼付ける。
【００３４】
この場合、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの過半部を固定具５の周面から突出させ、該突出部に前記接着剤が染み出ないように適宜措置し、該突出部の分離独立状態を維持する。この状況は図３のようである。
こうして、前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃに接着剤が含浸し、かつこれが硬化して、固定具５の周面にＦＲＰ層が形成される。
【００３５】
次に、高強度繊維シート３ａ〜３ｃを裁断する場合は、コイル状に捲回された炭素繊維シート資材、実施形態では前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃ用よりも幅広のシート資材を使用し、これを所定寸法、実施形態では支持部材１の全周面長さの１／２から壁体２の厚さ分を控除した長さに裁断して、同形の高強度繊維シート３ａ〜３ｃを作製する。
【００３６】
この場合、高強度繊維シート３ａ〜３ｃの幅を、当該シート資材と同幅に構成しているから、前記シート資材を単に所定長さに裁断するだけで良く、前記繊維シート３ａ〜３ｃを容易に作製できる。
【００３７】
こうして、作製した高強度繊維シート３ａ〜３ｃと、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを巻き付けて固定した固定具５とを所要量、施工現場へ搬入する。
【００３８】
次に、前記搬入資材を用いて実際に補強作業を行なう場合は、施工対象の支持部材１周辺の仕上材１４を引き剥がし、支持部材１と該部材１側の壁体２の基部表面を露出させる。
この後、支持部材１の四隅の角部と、支持部材１と壁体２との交差部である隅角部とを、モルタル等を用いてアール状に成形する下地処理を行なう。
【００３９】
そして、前記モルタルの乾燥固化後にハンマドリル等を用いて、壁体２，２の基部に通孔８と同数の貫通孔９を厚さ方向に明ける。
また、上記作業と前後して、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを巻き付けて固定した固定具５を使用分用意し、その繊維シート４ａ〜４ｃの所定位置を切出等で孔明けし、凹孔７に連通する開口穴１５と、通孔８に連通する透孔１６を形成する。
【００４０】
この後、支持部材１と壁体２との隅角部に、エポキシ樹脂等の接着剤を略固定具５の長さ分塗布する。
そして、二人の作業者が前記固定具５を壁体２の内外で保持し、これを壁体２の両側から凹孔７を外向きにして、前記接着剤を塗布した隅角部に当てがう。
そして、固定具５と一体の第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの一部を壁体２の基部に当てがい、かつその巻き出し端部を支持部材１の周面に沿わせる。
【００４１】
次に、一方の固定具５から開口穴１５を介して、ボルト１０を通孔８と透孔１６に差し込み、これを貫通孔９を経て他方の固定具５の通孔８に挿入し、凹孔７に突出した螺軸端部にナット１１をねじ込み、これを緊締する。
【００４２】
このようにすると、前記隅角部に相対する第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの一部、つまり固定具５に固定した部分が、前記接着剤を介して隅角部周辺に貼り付けられ、更に固定具５と壁体２、および支持部材１と固定具５との間の二面に挟持されて、強固かつ確実に固定される。
【００４３】
したがって、固定具５は前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃに対し、充分広い接触面積を得られるから、従来のように固定具５を大形化して接触面積を確保する必要がなく、その分固定具５の小形軽量化を図れ、その取り扱いと作業性が向上する。
しかも、前記第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの一部は、固定具５の周面に固定されているから、前記固定強度が一層増強される。
【００４４】
また、ボルト１０の頭部とナット１１が各固定具５，５の凹孔７の底部に係合し、ボルト１０の頭部と螺軸１０ａ端部、およびナット１１等が凹孔７内に収容されて外部から隠蔽されるから、固定具５周辺の体裁が良く、しかもこれらとの接触を回避し得るから、以後の作業における怪我を未然に防止し得る。
【００４５】
このような状況の下で前記隅角部を除く支持部材１の周面に、エポキシ樹脂等の接着剤を塗布し、該接着剤上に高強度繊維シート３ａを平面略Ｕ字形に貼り付け、かつ該繊維シート３ａの両端部を、前記第２高強度繊維シート４ａの突出部の内側に相対して配置する。
この後、前記高強度繊維シート３ａの両端部表面に接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ａの突出部を貼り付ける。
【００４６】
この状況は図６のようで、高強度繊維シート３ａの両端部に、前記第２高強度繊維シート４ａの突出部が重合して貼り付けられ、該重合部を介して両繊維シート３ａ，４ａが一体的に連結される。
【００４７】
この後、前記高強度繊維シート３ａと、前記重合部の第２高強度繊維シート４ａ上に接着剤を塗布し、該接着剤上に高強度繊維シート３ｂを平面略Ｕ字形に貼り付け、かつ該繊維シート３ｂの両端部を、前記第２高強度繊維シート４ｂの突出部の内側に相対して配置する。
そして、高強度繊維シート３ｂの両端部表面、つまり重合部表面に接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ｂの突出部を貼り付ける。
【００４８】
この状況は図７のようで、高強度繊維シート３ｂの両端部に前記第２高強度繊維シート４ｂの突出部が重合して貼り付けられ、該重合部を介して両繊維シート３ｂ，４ｂが一体的に連結される。
【００４９】
この後、前記高強度繊維シート３ｂと、前記重合部の第２高強度繊維シート４ｂ上に前記接着剤を塗布し、該接着剤上に高強度繊維シート３ｃを平面略Ｕ字形に貼り付け、かつ前記繊維シート３ｃの両端部を、前記第２高強度繊維シート４ｃの突出部の内側に相対して配置する。この状況は図８のようである。
そして、前記高強度繊維シート３ｃの両端部表面、つまり重合部表面に接着剤を塗布し、該接着剤上に第２高強度繊維シート４ｃの突出部を貼り付ける。
【００５０】
こうして高強度繊維シート３ｃの両端部に、前記第２高強度繊維シート４ｃの突出部が重合して貼り付けられ、該重合部を介して両繊維シート３ｃ，４ｃが一体的に連結される。
【００５１】
このようにして、高強度繊維シート３ａ〜３ｃと、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃとが積層状態で支持部材１の周面に被覆され、かつそれらの端部が連結部６で一体に連結される。
しかも、各繊維シート３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃに接着剤が含浸され、かつこれが硬化して一体のＦＲＰ層を形成する。
【００５２】
こうして、支持部材１の周面に一段分、つまり高強度繊維シート３ａ〜３ｃを一幅分被覆し、また固定具５の長さ分、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを被覆したところで、その上方または下方の支持部材１の周面に施工位置を移動し、当該位置の支持部材１の周面に前述と同じ要領で高強度繊維シート３ａ〜３ｃを接着し、第２高強度シート４ａ〜４ｃを重ねて被覆する。
【００５３】
以下、これらの作業を繰り返し、支持部材１周面の略全域に亘って、高強度繊維シート３ａ〜３ｃを接着し、更に第２高強度シート４ａ〜４ｃを上下方向に被覆する。この状況は図２のようである。
【００５４】
このようにして支持部材１の略全周面と壁体２の基部周面を、高強度繊維シート３ａ〜３ｃと第２高強度シート４ａ〜４ｃで被覆し、各固定具５の開口穴１５と凹孔７にパテ１７を填充して閉塞し、支持部材１と壁体２の基部周面にボード若しくはクロス等の仕上材１４を施工すれば、一連の補強作業が終了する。この状況は図１のようである。
【００５５】
この場合、固定具５の内部にボルト１０の頭部や螺軸１１ａ、ナット１１が隠蔽され、また凹孔７にパテ１７が填充されて、支持部材１と壁体２の隅角部周面の凹凸を極力無くしているから、前記仕上材１４を容易かつ確実に施工できる。
【００５６】
このように補強した支持部材１は、その略全面をＦＲＰ層を形成する一体的な高強度繊維シート３ａ〜３ｃと、第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃとで被覆し、その両端部の第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃを固定具５に巻き付けて固定している。
そして、上記一対の固定具５をボルト１０およびナット１１を介して連結するとともに、前記巻き付けた第２高強度繊維シート４ａ〜４ｃの直交する二面を、支持部材１と壁体２とに押圧かつ接着して固定している。
【００５７】
したがって、支持部材１の略全面が前記ＦＲＰ層によって補強され、大地震時における支持部材１の剪断破壊を防止するとともに、前記ＦＲＰ層の固定具５からの剥離ないし抜け出しを強力に阻止して、耐震性能を大幅に向上できる。
しかも、従来のこの種補強法に比べて、前記ＦＲＰ層を支持部材１と壁体２，２周面に亘って広域に被覆しているから、前述したＦＲＰ層の保持力増強と相俟って、耐震性能を大幅に向上できる。
【００５９】
図９は本発明の他の実施形態を示し、前述の実施形態と対応する構成部分に同一の符号を用いている。
この実施形態は、壁体２を挟んで配置する一対の固定具５のうち、一方の固定具５にボルト１０の螺軸１０ａをねじ込み可能なネジ孔１８を設けてナット１１を省略し、部品点数の低減と固定具５の構成の簡潔化、並びにその製作の容易化を図るようにしている。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、高強度繊維シ−トの端部を前記固定具から離間して配置し、該高強度繊維シ−トの端部に第２高強度繊維シ−トの一端部を接続し、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、これら固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持したから、前記接続部と固定具との擦過を回避し、該接続部の損傷や強度低下を防止できるとともに、高強度繊維シ−トと第２高強度繊維シ−トの一端部との接続作業の向上を図れ、しかも高強度繊維シ−トを二種類に分け、これらを重ね継手して被覆することで、該被覆作業を二様に分け、該作業の作業性を向上できるとともに、これを能率良く行なうことができる。
【００６１】
請求項２の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記壁体周面に接着し、前記繊維シ−トを固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力、および壁体に対する接着力とで強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、支持部材の剪断破壊を防止し、耐震性能を大幅に向上することができる。
請求項３の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に接着したから、その広い接着ないし接触面積を確保して、接着力の強化と固定具の小形軽量化を図れるとともに、前記シ−トを固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力と、壁体と固定具に対する接着力とで更に強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、耐震性能を大幅に向上することができる。
【００６２】
請求項４の発明は、前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に巻き付けて接着したから、前記シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高強度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止して、耐震性能を大幅に向上することができる。
請求項５の発明は、前記支持部材の周面に複数の高強度繊維シ−トを層状に被覆し、これら高強度繊維シ−トの端部に複数の第２高強度繊維シ−トの一端部を交互に層状に接続するとともに、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、前記固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持したから、前記複数の繊維シ−トを固定具による係合力と、固定具と壁体との挟圧保持力とによって強固に保持し、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、支持部材の剪断破壊を強力に防止して、耐震性能を大幅に向上することができる。
【００６３】
請求項６の発明は、前記複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に層状に巻き付けて接着したから、前記複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トの他端部が固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上することができる。
請求項７の発明は、前記支持部材の周面を軸方向に複数に区画し、該区画毎に前記高強度繊維シ−トまたは該高強度繊維シ−トおよび第２高強度繊維シ−トを被覆したから、この被覆作業を合理的かつ能率良く行なうことができる。
請求項８の発明は、前記固定具を前記区画毎に少なくとも１以上配置したから、固定具の小形軽量化を図れ、高強度繊維シ−トの被覆作業の作業性を向上することができる。
【００６４】
請求項９の発明は、前記高強度繊維シ−トの端部を前記固定具から離間して配置し、該高強度繊維シ−トの端部に第２高強度繊維シ−トの一端部を接続し、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、これら固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持するから、前記接続部と固定具との擦過を回避し、該接続作業の作業性の向上と接続部の損傷を未然に防止できるとともに、強度繊維シ−トを二種類に分け、これらを重ね継手して被覆することで、該被覆作業を二様に分け、該作業の作業性を向上し、これを能率良く行なうことができる。
【００６５】
請求項１０の発明は、周面に第２高強度繊維シ−トの他端部を巻き付けて接着し、かつ前記周面から前記繊維シ−トを突出した固定具を設け、該第２高強度繊維シ−トの突出部を支持部材の周面に被覆した高強度繊維シ−トの端部と対向配置し、かつこれらを重合して接着するから、前記シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トが固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上することができる。
請求項１１の発明は、周面に複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を巻き付けて接着し、かつ前記周面から各繊維シ−トを互いに分離して突出した固定具を設け、該固定具を前記壁体の基部両側に固定し、前記複数の第２高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体との間に挟圧保持し、前記第２高強度繊維シ−トの各突出部を支持部材周面に接着した高強度繊維シ−トの端部に順次重合して交互に層状に接着するから、前記複数の繊維シ−トを固定具に広域かつ強固に保持させ、大地震時に第２高度繊維シ−トが固定具から剥離したり抜け出す事態を阻止し、耐震性能を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による支持部材と壁体の補強状況を示す断面図である。
【図２】本発明による支持部材と壁体の補強状況を示す正面図である。
【図３】本発明に適用した固定具と、その周面に巻き付けた第２高強度繊維シートの状況を示す断面図である。
【図４】本発明に適用した固定具を用いて第２高強度繊維シートを被覆する状況を示す斜視図である。
【図５】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明による高強度繊維シートの被覆状況を示す断面図で、支持部材に被覆した１枚目の高強度繊維シートの端部に、１枚目の第２高強度繊維シートを重合して接着した状況を示している。
【図７】本発明による高強度繊維シートの被覆状況を示す断面図で、支持部材に被覆した２枚目の高強度繊維シートの端部に、２枚目の第２高強度繊維シートを重合して接着した状況を示している。
【図８】本発明による高強度繊維シートの被覆状況を示す断面図で、支持部材に被覆した３枚目の高強度繊維シートの端部に、３枚目の第２高強度繊維シートを重合して接着した状況を示している。
【図９】本発明の他の実施形態の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 支持部材（柱，梁）
２ 壁体
３ａ〜３ｃ 高強度繊維シート（炭素繊維シート）
４ａ〜４ｃ 第２高強度繊維シート（炭素繊維シート）
５ 固定具
７ 凹孔
１０ ボルト
１１ ナット
１８ ネジ孔
Claims (11)
- 支持部材の周面に突設した壁体の基部両側にボルトを介して固定具を連結し、該固定具を支持部材の周面に被覆した高強度繊維シ−トに係合可能に配置し、前記高強度繊維シ−トを支持部材の周面と壁体の基部周面に亘って被覆し、該壁体基部周面上の高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体とで挟圧保持した構造物の補強構造において、前記高強度繊維シ−トの端部を前記固定具から離間して配置し、該高強度繊維シ−トの端部に第２高強度繊維シ−トの一端部を接続し、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、これら固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持したことを特徴とする構造物の補強構造。
- 前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記壁体周面に接着した請求項１記載の構造物の補強構造。
- 前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に接着した請求項１記載の構造物の補強構造。
- 前記第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に巻き付けて接着した請求項１記載の構造物の補強構造。
- 前記支持部材の周面に複数の高強度繊維シ−トを層状に被覆し、これら高強度繊維シ−トの端部に複数の第２高強度繊維シ−トの一端部を交互に層状に接続するとともに、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、前記固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持した請求項１記載の構造物の補強構造。
- 前記複数の第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具周面に層状に巻き付けて接着した請求項５記載の構造物の補強構造。
- 前記支持部材の周面を軸方向に複数に区画し、該区画毎に前記高強度繊維シ−トまたは該高強度繊維シ−トおよび第２高強度繊維シ−トを被覆した請求項１記載の構造物の補強構造。
- 前記固定具を前記区画毎に少なくとも１以上配置した請求項７記載の構造物の補強構造。
- 支持部材の周面に突設した壁体の基部両側にボルトを介して固定具を連結し、該固定具を支持部材の周面に配置した高強度繊維シ−トに係合し、該高強度繊維シ−トを支持部材の周面と壁体の基部周面に亘って被覆し、該壁体基部周面上の高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体とで挟圧保持する構造物の補強工法において、前記高強度繊維シ−トの端部を前記固定具から離間して配置し、該高強度繊維シ−トの端部に第２高強度繊維シ−トの一端部を接続し、該第２高強度繊維シ−トの他端部を前記固定具と壁体との間に配置し、これら固定具と壁体とで前記第２高強度繊維シ−トの他端部を挟圧保持することを特徴とする構造物の補強工法。
- 周面に第２高強度繊維シ−トを巻き付けて接着し、かつ前記周面から前記繊維シ−トを突出した固定具を設け、該第２高強度繊維シ−トの突出部を支持部材の周面に被覆した高強度繊維シ−トの端部と対向配置し、かつこれらを重合して接着する請求項９記載の構造物の補強工法。
- 周面に複数の第２高強度繊維シ−トを巻き付けて接着し、かつ前記周面から各繊維シ−トを互いに分離して突出した固定具を設け、該固定具を前記壁体の基部両側に固定し、前記複数の第２高強度繊維シ−トを前記固定具と壁体との間に挟圧保持し、前記第２高強度繊維シ−トの各突出部を支持部材周面に接着した高強度繊維シ−トの端部に順次重合して交互に層状に接着する請求項１０記載の構造物の補強工法。
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