JP4215659B2 - 鉄筋コンクリート部材の補強方法 - Google Patents

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本発明は高架橋柱・橋脚・橋台・建築の柱、梁等の鉄筋コンクリート部材の補強方法に関するものである。
鉄筋コンクリート部材に対する耐震補強方法として、鋼板巻き補強が一般的である。
鋼板巻き補強の方法は、鋼板を鉄筋コンクリート部材の周囲に設置し、継ぎ手部分を溶接、ボルト、機械式等により連結して巻き付け、鋼板と鉄筋コンクリート部材の間に間詰めモルタル等を充填する方法である。巻き付ける鋼板は鉄筋コンクリート部材の高さのものを2枚用意し、小型クレーン等で鉄筋コンクリート部材を挟みこむように設置する。施工機械を利用することにより、工期が短くて施工費が安く、部材の変形性能を確実に確保できるという特徴がある。
ところで、鋼板巻き補強の場合、施工に重機を使用する必要があり、簡易で効果的な補強方法が求められていた。これに対して本出願人は、使用材料の小型化を図ることにより、高架下利用箇所等の施工困難な場所でも比較的容易に施工できる耐震補強方法について提案している(特許文献1)。
この提案は、鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置するとともに、四隅の支持材を取り囲むように各支持材間に連結材を設置し、四隅の支持材またはこの部分に設けた定着体で連結材を締め付けることで固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束するというものである。
しかし、従来の耐震補強方法、上記提案の耐震補強方法は、基本的に鉄筋コンクリート柱の全区間に渡って補強材を配置する方法であるため、例えば、地下部分を有する鉄筋コンクリート柱の場合、掘削、補強材の施工、埋戻しという作業が必要となる。なお、鉄筋コンクリート柱の一部に補強材を配置しない場合も提案しているが、その場合には、補強材を配置しない部分の鉄筋の強度を上げる、コンクリートにプレストレスを付与する、或いは端部補強材の強度を上げるなどの特別の方策をとっている。
特開2000−120023号公報
本発明は上記課題を解決しようとするもので、柱部材下端部などの場合の掘削・埋戻し作業を不要にし、特別の方策をとらず、簡易で効果的に鉄筋コンクリート部材の補強を行えるようにすることを目的とする。
本発明は、鉄筋コンクリート部材を横補強材により補強する方法において、鉄筋コンクリート部材の支点部と載荷点間に複数の横補強材を配置して支点部と載荷点間に発生するせん断ひび割れが各横補強材設置箇所を超えて進展するのを抑制し、前記支点部側に横補強材を配置しない無補強区間を設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記支点部が鉄筋コンクリート部材の上部の梁部分であり、前記無補強区間が上端側の横補強部材と梁との間の部分であることを特徴とする。
本発明は、せん断スパンを短くすることにより、鉄筋コンクリート部材の持つせん断耐力を向上させて鉄筋コンクリート部材の他部材との接合部側に横補強材を配置しない無補強区間を設け、例えば、この無補強区間を地下部分とすることにより掘削・埋戻し作業が不要となる。また、鉄筋コンクリート部材の持つせん断耐力を向上させているため、鉄筋の強度を上げたり、コンクリートにプレストレスを付与したり、或いは端部補強材の強度を上げるなどの特別の方策をとらず、簡易で効果的に鉄筋コンクリート部材の補強を行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は本実施形態の鉄筋コンクリート部材(RC部材)の補強方法の原理説明図であり、図1(a)はせん断スパンが長い場合、図1(b)はせん断スパンが短い場合を示している。
図1(a)において、RC部材1は、例えば既設の橋脚・橋台・建築の柱、梁等であり、支点2、裁荷点3は、例えば杭基礎や梁との接合部である。いま、支点2に対して裁荷点3に荷重が加えられた場合を考えると、RC部材1に発生するせん断ひび割れは図示するように、支点部から裁荷点部を結ぶように発生し、せん断スパンが長いためせん断耐力は小さい。
これに対して、図1(b)に示すように、支点と裁荷点の間に横補強材4、5を配置することで、せん断ひび割れは支点1と横補強材4 、横補強材4と5、横補強材5と裁荷点3を結ぶように発生し、せん断ひび割れは横補強材を超えない。つまり、せん断スパンが短くなるためRC部材のせん断耐力を向上させることができる。このようにせん断スパンを短くすることによりせん断耐力が向上した区間は、横補強材を配置しなくても一定の耐震強度を得ることができる。そこで、支点、裁荷点となる他部材との接合部と横補強材との間でせん断耐力を向上させた区間は、横補強材を配置しない無補強区間とすることが可能であり、例えば、この無補強区間を地下部分とすることにより掘削・埋戻し作業が不要となる。また、RC部材や補強材に特別の方策を施す必要がない。また、本実施形態においては、横補強材の配置によりひび割れの進展を制御し、無補強区間を含めて耐震性を向上させることができる。なお、上記では横補強材としてRC部材の外側に剪断補強材を配置する例について説明したが、横補強材として部材内部に剪断補強材を配置しても同様な効果が得られる。
図2は鉄筋補強の例を示す図であり、図2(a)は正面縦断面図、図2(b)は横断面図である。
この例ではRC部材1は基礎6上に施工された柱であり、地上部分には所定ピッチで補強材が配置されている。横補強材としては、柱の四隅に設置した山形鋼等からなる支持材10を、これらの間に渡した鉄筋11で締めつけて固定し、RC部材1を拘束する。RC部材1の地下部分7(破線部分)は、基礎6と最下端の横補強材との間隔が所定の強度が得られるせん断スパンより短いため無補強区間としている。このように地下部分を無補強区間とできるので横補強材を配置する必要がなく掘削・埋戻し作業が不要となる。
図3は鋼板巻き補強の例を示す図であり、図3(a)は正面縦断面図、図3(b)は横断面図である。
この例もRC部材1は基礎6上に施工された柱であり、地上部分は全面に鋼板20を施工してRC部材1との間にモルタル21や膨張コンクリート等を施工してRC部材1を拘束する。この場合もRC部材1の地下部分7(破線部分)は、基礎6と鋼板最下端との間隔が所定の強度が得られるせん断スパンより短いため無補強区間としている。このように地下部分を無補強区間とできるので横補強材を配置する必要がなく掘削・埋戻し作業が不要となる。
図4は鋼板分割補強の例を示す図である。
この例もRC部材1は基礎6上に施工された柱であり、地上部分は分割した鋼板30を所定ピッチで施工してRC部材1との間にモルタルや膨張コンクリート等を施工してRC部材1を拘束する。この場合もRC部材1の地下部分7(破線部分)は、基礎6と最下端の鋼板との間隔が所定の強度が得られるせん断スパンより短いため無補強区間としている。このように地下部分を無補強区間とできるので横補強材を配置する必要がなく掘削・埋戻し作業が不要となる。
なお、上記の例では地下部分を無補強区間とする例について説明したが、例えば、柱上部に施工される梁から所定間隔を無補強区間とするなどしてもよく、要はRC部材の他部材との接合部で、他部材から動きが規制される、或いは他部材から荷重を受ける箇所から、所定の強度が得られるせん断スパンより短い間隔を無補強区間とすればよい。
本発明によれば、無補強区間を地下部分とすることにより掘削・埋戻し作業が不要となり、特別の方策をとらず、簡易で効果的に鉄筋コンクリート部材の補強を行うことができるので産業上の利用価値は大きい。
本実施形態のRC部材の補強方法の原理説明図である。 鉄筋補強の例を示す図である。 鋼板巻き補強の例を示す図である。 鋼板分割補強の例を示す図である。
符号の説明
1…RC部材、2…支点、3…裁荷点、4,5…横補強材、6…基礎、7…無補強区間、10…支持材、11…鉄筋、20…鋼板、21…モルタル、30…鋼板。

Claims (2)

  1. 鉄筋コンクリート部材を横補強材により補強する方法において、鉄筋コンクリート部材の支点部と載荷点間に複数の横補強材を配置して支点部と載荷点間に発生するせん断ひび割れが各横補強材設置箇所を超えて進展するのを抑制し、前記支点部側に横補強材を配置しない無補強区間を設けたことを特徴とする鉄筋コンクリート部材の補強方法。
  2. 前記支点部が鉄筋コンクリート部材の上部の梁部分であり、前記無補強区間が上端側の横補強部材と梁との間の部分であることを特徴とする請求項1記載の補強方法。
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