JP5361102B1 - 梁の補強構造に用いる支持構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】型枠を支持するための支柱を必要とせず、支柱の運搬や保管スペースを必要とすることなく梁を支持できる梁の補強構造に用いる支持構造体を提供すること。
【解決手段】床スラブ３７の下面に設けられた梁３０の周囲に、囲い鋼板３２が該梁３０を囲むように配設され、梁３０と該囲い鋼板３２との間に形成された空間部３３内に充填材が注入される梁３０の補強構造に用いる支持構造体である。支持構造体が、梁３０の底面側において囲い鋼板３２の底面側に配設される内端太３６、この内端太３６の底面側に配設される外端太３８、および床スラブ３７の下面に固定されて外端太３８を吊り下げて支持する吊下げ部材４０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、床スラブの下面に設けられた鉄筋コンクリート梁などの梁の補強構造に用いる支持構造体に関する。

建造物の耐震性を向上させるため、鉄筋コンクリート梁を補強する構造として、図４に示すように、鉄筋コンクリート梁３０の両側面および底面に複数枚の囲い鋼板３２を配置し、かつ隣接する囲い鋼板３２の端部を相互に重ね合わせたうえで、囲い鋼板３２の外周に帯状の補強シート５を巻きつけることによって囲い鋼板３２を保持し、その囲い鋼板３２と鉄筋コンクリート梁３０の外面との間に形成される空間部３３内にグラウト材を注入して固化させ、鉄筋コンクリート梁３０と囲い鋼板３２とをグラウト材を介して一体化する鉄筋コンクリート梁の補強構造が知られている。

この補強構造によれば、鉄筋コンクリート梁３０にせん断力が作用した場合には、囲い鋼板３２が相互にスライドすることで帯状の補強シート５に力が伝達する。そのため、鉄筋コンクリート梁３０の靭性が大きくなり、鉄筋コンクリート梁３０の耐震性が向上する。

しかし、このような補強構造を施工する際に、鉄筋コンクリート梁３０と囲い鋼板３２との間に形成された空間部３３内にグラウト材を注入すると、グラウト材の圧力が囲い鋼板３２に作用するため、囲い鋼板３２が外側へ膨らむ（変形する）。特に、鉄筋コンクリート梁３０の底面側に配置される囲い鋼板３２は、グラウト材の重みのために下方に膨らむ。

囲い鋼板３２が下方に膨らむと、囲い鋼板３２と鉄筋コンクリート梁３０との間の空間部３３の容積が大きくなって、グラウト材がいきわたらない部分が生じ、鉄筋コンクリート梁３０の表面や囲い鋼板３２にグラウト材が密着しない箇所ができることがあり、その結果十分な補強強度が得られない。また、囲い鋼板３２が膨らんだ状態で、空間部３３内にグラウト材を完全に注入した場合には、設計量よりも多量のグラウト材を必要とし、材料コストが高くなる。

さらに、空間部３３内に注入したグラウト材７の圧力によって囲い鋼板３２の重ね合わせ部が開き、その開いた箇所からグラウト材７が外部へ漏れるおそれがある。

囲い鋼板３２の外周に巻きつけた繊維シート５では、囲い鋼板３２の膨らみおよび重ね合わせ部の開きを防止するには不十分である。

そのため、グラウト材の注入時に、囲い鋼板３２が外側へ膨らんだり、重ね合わせ部が開くことを防止するため、図４および図５に示すように、鉄筋コンクリート梁３０の底面に内端太３６を介して型枠５１を配設し、その型枠５１を鋼管製の支柱５２で支持し、鉄筋コンクリート梁３０の両側面に横材３４および縦材３５を配設し、その後に、該空間部３３内にグラウト材を注入するようにしている。

しかし、この支柱５２は重量物であるので、支柱５２の運搬に手間がかかり、また支柱５２の保管に広いスペースを必要とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、充填材の注入によって囲い鋼板の底面側が膨らむことのない鉄筋コンクリート梁の補強構造に用いる支持構造体を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、従来のような鉄筋コンクリート梁の底面に配置された型枠を支持するための支柱を必要としない鉄筋コンクリート梁の補強構造に用いる支持構造体を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は以下を特徴とする。
（項目１）
床スラブの下面に設けられた梁の周囲に、囲い鋼板が該梁を囲むように配設され、
該梁と該囲い鋼板との間に形成された空間部内に充填材が注入される梁の補強構造に用いる支持構造体であって、
該支持構造体が、該梁の底面側において該囲い鋼板の底面側に配設される内端太と、この内端太の底面側に配設される外端太と、そして該床スラブの下面に固定されて該外端太を吊り下げる吊下げ部材とを有する、支持構造体。
（項目２）
前記吊下げ部材がボルトを有し、前記外端太に形成した孔に該ボルトの下端部が通され、該ボルトの下端部に形成したネジ部にナットを螺合することにより、該外端太が該ボルトに固定されている項目１に記載の支持構造体。
（項目３）
前記内端太が木材からなる角材である項目１または２に記載の支持構造体。
（項目４）
前記外端太が、断面Ｌ字形に形成されたアングルであり、該アングルの平面部が前記内端太の底面を支持する、項目１〜３のいずれかに記載の支持構造体。

本発明によれば、床スラブの下面に固定された吊下げ部材によって外端太が吊り下げられ、鉄筋コンクリート梁を囲む囲い鋼板の底面が内端太を介して外端太によって支持されるので、従来のように、囲い鋼板の底面を支持するための支柱が不要である。そのため重量物である支柱の運搬や保管スペースを必要とすることがなく施工性に優れている。

特に、外端太としてアングルを使用し、内端太として木材からなる角材を使用し、吊下げ部材としてボルトを使用するときは、これら汎用の部材を使用できるため、材料コストを低減できる。さらに、内端太として木材の角材を使用する場合は、施工現場で鉄筋コンクリート梁のサイズ等に合わせ切断して使用することができる。そのため、長さの異なる複数の内端太を予め作製しておく必要がなく、施工性に優れている。

本発明の一実施例の鉄筋コンクリート梁の補強構造の支持構造体の断面図である。 図１に示す鉄筋コンクリート梁の補強構造の支持構造体の正面図である。 鉄筋コンクリート梁の補強構造の支持構造体を示す正面図である。 従来の鉄筋コンクリート梁の補強構造の支持構造体の断面図である。 図４に示す鉄筋コンクリート梁の補強構造の支持構造体の正面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の支持構造体は、床スラブの下面に設けられる梁の補強構造を施工する際に用いられる。その梁は鉄筋コンクリート梁などを含む。

以下の実施例では梁として鉄筋コンクリート梁について説明するが、本発明は鉄筋コンクリート梁に限らず、他のコンクリート梁などにも同様に適用することができる。

鉄筋コンクリート梁３０を補強する構造は、次のとおりである。

図１および図２に示すように、鉄筋コンクリート梁３０の両側面および底面に、複数枚の囲い鋼板３２が該鉄筋コンクリート梁３０を囲むように配設されている。

図１では、鉄筋コンクリート梁３０の両側面に板状の囲い鋼板３２をそれぞれ配置し、底面に断面コ字形の囲い鋼板３２を配置したが、断面Ｌ字形の囲い鋼板３２を該梁３０の角部を囲うように２枚配置してもよい。なお、図中、１は鉄筋コンクリート柱、３７は床スラブである。
（囲い鋼板）
囲い鋼板３２は、例えば、厚み1.6〜3.2ｍｍ程度の鋼板を横断面Ｌ字形に折り曲げて形成されたもの、平板状のものを使用することができる。一方の囲い鋼板３２の端部に、隣接する他方の囲い鋼板３２の端部が重ね合わせられている。囲い鋼板３２の端部を、隣接する囲い鋼板３２の端部にスライド可能に接合することによって、囲い鋼板３２と鉄筋コンクリート梁３０との間にほぼ一定の間隔を形成することができる。
（補強シート）
補強シート５は、囲い鋼板３２の外面に接着剤により張り付けられて囲い鋼板３２を保持している。補強シート５を囲い鋼板３２の外面に接着剤により張り付けるには、次のように行うことができる。

囲い鋼板３２の外面に接着剤を塗布し、補強シート５を囲い鋼板３２の外側に張り付ける。補強シート５は所定幅を有し、かつ水平方向に長い所定長さのシートを複数枚使用し、囲い鋼板３２の外面に複数段に張り付けてもよい。補強シートの端部は鋼板３２を越えて囲い鋼板が配設されていない箇所の鉄筋コンクリート梁の表面、柱または床スラブの表面に貼着してもよい。このようにして、補強シート５によって囲い鋼板３２の外面を覆う面状のシートが形成される。

補強シート５としては、一方向に長い多数の繊維からなる帯状の繊維シートを使用することができる。繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維などを使用することができる。

接着剤は、エポキシ系接着剤、メタクリル系接着剤、アクリル系接着剤など公知の接着剤を使用することができる。

上記繊維シートに弾性および強度に優れた合成樹脂を含浸させたもので補強シート５を構成してもよい。合成樹脂を刷毛、ロール、スプレーなどによって補強シート５および/または囲い鋼板３２の外面に塗布、吹き付けしてもよい。補強シート５の張り付け後、合成樹脂は硬化する。

合成樹脂としては、ポリウレア、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリエステルなどを使用することができる。靭性に優れている点でポリウレアが好ましい。廃棄可能な樹脂を使用するという点では、例えば、ポリエステルが好ましい。

鉄筋コンクリート梁３０の外面と該囲い鋼板３２との間に空間部３３が形成され、この空間部３３内にグラウト材などの充填材が注入、固化されて鉄筋コンクリート梁３０の補強構造が構築される。この空間部３３内に注入された充填材によって囲い鋼板３２は鉄筋コンクリート梁３０と一体化する。
（支持構造体）
鉄筋コンクリート梁３０の補強構造に用いる本発明の支持構造体は、鉄筋コンクリート梁３０の外面と囲い鋼板３２との間に形成された空間部３３内に充填材を注入する工程の前に設置される。該支持構造体は、充填材の注入によって囲い鋼板３２が下方へ膨らむ（変形する）および/または囲い鋼板３２の重ね合わせ部が開くことを防止するものである。

図１〜図３に示すように、支持構造体は、鉄筋コンクリート梁３０の底面側において補強シート５の底面側に配設される内端太３６と、この内端太３６の底面側に配設される外端太３８とを有する。

この内端太３６が鉄筋コンクリート梁３０の底面側において、囲い鋼板３２の底面側に貼着された補強シート５に接触し、外端太３８が内端太３６を底面側から支持して囲い鋼板３２の変形等を防止する。

その内端太３６の剛性は、外端太３８の剛性に比べて小さいのが好ましい。言い換えると、内端太３６は、該内端太３６が補強シート５の表面側に加圧された際に、該補強シート５の表面の凹凸に応じて変形し得る部材からなるのが好ましい。内端太３６の材質および形状は限定されない。内端太３６としては、角材、単管パイプなどを使用することができるが、桟材とも呼ばれる長尺な木材からなる角材が好ましく使用される。

この内端太３６が、図１に示すように、囲い鋼板３２の底面側に、鉄筋コンクリート梁３０の幅方向に所定の間隔をおいて複数本配設される。内端太３６は、鋼線、接着剤などを用いて補強シート５の下面に仮固定することができる。

そして、内端太３６の底面側に外端太３８が配設される。この外端太３８は該内端太３６を押圧する平面部を有することが好ましい。外端太３８の材質および形状は限定されない。この外端太３８は、断面Ｌ字形に形成された複数のアングルであるのが好ましい。アングルは山形鋼とも称されているものである。アングルの両端部には、ボルトを通すための孔が形成されている。外端太３８としては、アングル以外に、溝形鋼なども使用することができる。

支持構造体は、さらに外端太３８を床スラブ３７から吊り下げ支持するための吊下げ部材４０を有する。該吊下げ部材４０は、下端部にネジ部を有するボルトからなるのが好ましい。

複数の外端太３８が鉄筋コンクリート梁３０の下面に間隔をおいて配設され、該外端太３８が床スラブ３７から吊り下げ支持された複数の吊下げ部材４０によってそれぞれ吊り下げ支持される。

つまり、床スラブ３７の下面に固定した吊下げ部材４０の下端部が、鉄筋コンクリート梁３０の底面側に配設された複数の外端太３８の両端部に形成された孔に通され、該孔を通過した吊下げ部材４０の下端部のネジ部にナット４１を螺合することにより、該外端太３８が該内端太３６を介して囲い鋼板３２の底面を支持している。

外端太３８を吊下げ部材４０で吊り下げ支持することによって囲い鋼板３２を支持した後、囲い鋼板３２と既存鉄筋コンクリート梁３０との間に形成された空間部３３内に充填材が注入される。充填材により囲い鋼板３２は内圧を受け、そのため外側に変形しようとするが、内端太３６および外端太３８によって囲い鋼板３２は下面側から支持されているため、囲い鋼板３２の下方への変形は防止される。

内端太３６として、比較的剛性の低い木材の角材を使用した場合でも、その内端太３６が平面部を有するアングルなどの外端太３８によって支持されると、内端太３６が凹んで外端太３８側へ移動するようなこともない。そのため、囲い鋼板３２を内端太３６を介して外端太３８で確実に支持でき、囲い鋼板３２が下方へ膨らむことがない。

また、ナット４１を螺合して該外端太３８で該内端太３６を囲い鋼板３２側へ押圧すると、内端太３６が補強シート５の底面を押圧する。ここで、内端太３６として木材の角材を使用することにより、該角材の押圧面が補強シート５の表面に形成される凹凸に沿って変形するために、内端太３６の全面で囲い鋼板３２を支持することができる。すなわち、囲い鋼板３２の外面に貼着した繊維シート５の外面は一様ではなく、繊維シート５の巻きつけの際の段差、囲い鋼板３２の重なり部などに起因する凹凸が存在する場合があるが、そのような補強シート５の表面の凹凸を角材が変形することで囲い鋼板３２を隙間なく支持することができる。そのため、囲い鋼板３２が下方側へ変形することがない。

充填材が固化した後、吊下げ部材４０および外端太３８は取り外される。

なお、鉄筋コンクリート梁３０の下面および側面に配設される内端太３６の本数は何ら限定されない。該内端太３６の外側から該内端太３６を支持するために配設される外端太３８の本数および吊下げ部材の本数も限定されない。

本発明によれば、鉄筋コンクリート梁３０の底に配置した囲い鋼板３２を支持するために、外端太３８とそれを吊り下げ支持する吊下げ部材４０を使用するので、従来のように鉄筋コンクリート梁３０の底面を支持するための支柱を必要としない。

また、内端太として、木材の角材３６を使用することによって、施工現場の鉄筋コンクリート梁３０の寸法に合わせて、その角材３６を切断して使用できるので、複数の寸法の異なる内端太を予め作製する必要がない。
（鉄筋コンクリート梁の補強方法）
次に、本発明の鉄筋コンクリート梁の補強方法を説明する。

鉄筋コンクリート梁３０の両側面および底面を囲むように、鉄筋コンクリート梁３０の周囲に複数枚の囲い鋼板３２を配設する。囲い鋼板３２としては、上記したＬ字形に形成された鋼板、平板状の鋼板などを使用することができる。この囲い鋼板３２の周囲に補強シート５を接着剤にて貼りつける。

次に、この補強シート５の周囲に支持構造体を配置する。

つまり、鉄筋コンクリート梁３０の底面における補強シート５の下面に内端太３６を配設する。この内端太３６の底面側に外端太３８を配設し、この外端太３８を床スラブ下面に固定した吊下げ部材４０によって吊り下げ支持する。つまり、吊下げ部材４０の下端部を外端太３８に形成した孔に通して、該孔を通過した吊下げ部材４０の下端部のネジ部にナット４１を螺合する。これにより、外端太３８は鉄筋コンクリート梁３０の底面側にある内端太３６の底面を上方に向けて支持する。

また、外端太３８の上面に固定したＬ形ブラケットなどで形成される第１の固定部材４４と、スラブ３７の下面に固定したＬ形ブラケットなどで形成される第２の固定部材４５によって、鉄筋コンクリート梁３０の側面に配置した縦材３５の上下端部を固定する。この縦材３５が鉄筋コンクリート梁３０の両側面に配設した横材３４を介して、鉄筋コンクリート梁３０の両側面に配設された囲い鋼板３２を梁の両側面側から支持する。

この鉄筋コンクリート梁３０の補強構造の支持構造体においても、内端太３６を使用することにより、補強シート５に対するなじみが良く（繊維シート５の表面の凹凸に沿って変形することができ）、囲い鋼板３２と内端太３６との間に隙間が生じることを防止し、グラウト注入時に、囲い鋼板３２が膨らむことを防止することができる。

次に、空間部３３内に充填材を注入して固化させ、鉄筋コンクリート梁３０に囲い鋼板３２を固着させる。

充填材を空間部３３内に注入するには、囲い鋼板３２および補強シート５の一部に注入口を設けて、その注入口からホースなどによって充填材を空間部３３内へ注入すればよい。

充填材が固化した後、外端太３８や内端太３６、吊下げ部材４０などを梁の支持構造体から取り外す。

このような鉄筋コンクリート梁３０の補強方法では、従来の囲い鋼板の底面を支持するための支柱が不要となるので、重量物である支柱の運搬や保管スペースを必要とすることがなく施工性に優れている。
（他の実施形態）
上記実施形態では、内端太として木材の角材を使用したが、さらに柔軟性が要求される場合は、その木材の表面に樹脂などからなる柔軟性層を被覆してもよい。さらに、内端太として、木材以外に樹脂材、樹脂と繊維との複合材、樹脂と無機材料との複合材、金属材などを使用してもよい。内端太の剛性は囲い鋼板の剛性と同じであっても、大きくても小さくてもよい。

囲い鋼板の数は３枚に限らず、２枚、あるいは４枚以上の囲い鋼板を使用してもよい。

本発明は、鉄筋コンクリート梁を、囲い鋼板、補強シートおよび充填材を用いて補強するときに、囲い鋼板が膨らむことがなく、確実に鉄筋コンクリート梁を補強することができる。

１ 鉄筋コンクリート柱
５ 補強シート
３０ 鉄筋コンクリート梁
３２ 囲い鋼板
３３ 空間部
３６ 内端太
３８ 外端太

Claims (4)

1. 床スラブの下面に設けられた梁の周囲に、囲い鋼板が該梁を囲むように配設され、
   該梁と該囲い鋼板との間に形成された空間部内に充填材が注入される梁の補強構造に用いる支持構造体であって、
   該支持構造体が、該梁の底面側において該囲い鋼板の底面側に配設される内端太と、この内端太の底面側に配設される外端太と、そして該床スラブの下面に固定されて該外端太を吊り下げる吊下げ部材とを有する、支持構造体。
2. 前記吊下げ部材がボルトを有し、前記外端太に形成した孔に該ボルトの下端部が通され、該ボルトの下端部に形成したネジ部にナットを螺合することにより、該外端太が該ボルトに固定されている請求項１に記載の支持構造体。
3. 前記内端太が木材からなる角材である請求項１または２に記載の支持構造体。
4. 前記外端太が、断面Ｌ字形に形成されたアングルであり、該アングルの平面部が前記内端太の底面を支持する、請求項１〜３のいずれかに記載の支持構造体。

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