JP5429812B2 - 軸部材とｒｃ部材との接合構造及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブレースや梁といった軸部材の端部をＲＣ部材に接合する際に適用される軸部材とＲＣ部材との接合構造及び方法に関する。

鉄筋コンクリート（以下、ＲＣ）構造物の耐震補強対策として、ＲＣ柱とＲＣ梁とからなるＲＣラーメン架構の構面内に鋼製ブレースを配置する方法が広く行われている。かかる耐震補強方法によれば、水平地震力の一部を鋼製ブレースに負担させることで構造物全体の強度を高めるとともに、地震応答を低減することができるため、ビルや高架橋など、耐震性向上が望まれるさまざまな種類の構造物に数多く採用されている。

鋼製ブレースは、その端部においてＲＣラーメン架構を構成する柱や梁に接合されるが、地震時においては、かかる接合箇所を介してＲＣ構造物から鋼製ブレースに水平地震力が伝達されることになる。

そのため、接合箇所で十分な強度を確保することが必要不可欠となるが、ブレースの端部がＲＣラーメン架構の隅部ではなく、ＲＣ柱やＲＣ梁の中間部に接合される場合には、該ＲＣ柱やＲＣ梁の材軸に平行な力成分によってブレース端部がずれることがないよう特に留意する必要があり、従来においては、ＲＣ部材にアンカーを打ち込むとともに該アンカーの頭部を溶接やボルト接合によって鋼製ブレースの端部に連結することで接合強度を確保していた。

特許第３５４９１８３号公報 特開平１０−１８４０３１号公報

ここで、既存のＲＣ部材にはせん断補強筋や主筋等の鉄筋が埋設されているため、上述のアンカーは、これらの鉄筋を避けて打ち込まなければならない。

しかしながら、埋設箇所が比較的把握しやすい主筋であればともかく、細かいピッチで配筋されているせん断補強筋との干渉を避けながらアンカーを打ち込みあるいはそのための穿孔を行うことはきわめて効率が悪く、耐震補強工事のコストアップを招くという問題を生じていた。かかる問題は、現場決めされたアンカー位置に合わせてブレース端部にボルト孔を現場加工する場合、さらに深刻となる。

その一方、工場製作されたアンカー位置を優先して強引にアンカーを打ち込みあるいは穿孔を行えば、ＲＣ部材に埋設されたせん断補強筋を傷つけ、ひいてはＲＣ構造物のせん断耐力や靭性を低下させることにもなり、いずれにしろＲＣ構造物の耐震性向上を図ることが困難になるという問題を生じていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、既存のＲＣ部材に埋設されている鉄筋との干渉を懸念することなく鋼製ブレースの端部をＲＣ部材に接合することが可能な軸部材とＲＣ部材との接合構造及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造は請求項１に記載したように、軸部材の端部が接合され該軸部材の接合箇所の背面に鋼板側突起が設けられた鋼板をＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立てるとともに、前記ＲＣ部材の周面のうち、前記鋼板側突起の設置面と対向する側面を設置面としてＲＣ側突起を設け、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填したものである。

また、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造は請求項２に記載したように、軸部材の端部が接合された鋼板をＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立てるとともに、前記鋼板の内周面のうち、前記軸部材の接合箇所の背面とは反対側に位置する内周面を設置面として鋼板側突起を設け、前記ＲＣ部材の周面のうち、前記鋼板側突起の設置面と対向する側面を設置面としてＲＣ側突起を設け、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填したものである。

また、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造は請求項３に記載したように、軸部材の端部が接合された鋼板をＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立てるとともに、前記鋼板の内周面のうち、前記軸部材の接合箇所の背面と直交する内周面を設置面として鋼板側突起を設け、前記ＲＣ部材の周面のうち、前記鋼板側突起の設置面と対向する側面を設置面としてＲＣ側突起を設け、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填したものである。

また、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造は、前記鋼板側突起を、前記ＲＣ部材の材軸に直交する方向に延びるロッド状部材又はリブ状部材で構成したものである。

また、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造は、前記ＲＣ側突起を、前記ＲＣ部材の設置面に設置凹部を形成するとともに該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設して構成したものである。

また、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造は、前記軸部材をブレースとしたものである。

また、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合方法は請求項７に記載したように、ＲＣ部材の周面のうち、軸部材が配置される側の側面を設置面として該設置面に設置凹部を形成し、該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設することでＲＣ側突起を設け、前記軸部材の端部が接合される鋼板をその接合箇所の背面に設けられた鋼板側突起の設置面が前記ＲＣ側突起の設置面と対向するように前記ＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立て、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填するものである。

また、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合方法は請求項８に記載したように、ＲＣ部材の周面のうち、軸部材が配置される側とは反対側に位置する側面を設置面として該設置面に設置凹部を形成し、該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設することでＲＣ側突起を設け、前記軸部材の端部が接合される鋼板をその接合箇所の背面とは反対側に位置する内周面に設けられた鋼板側突起の設置面が前記ＲＣ側突起の設置面と対向するように前記ＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立て、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填するものである。

また、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合方法は請求項９に記載したように、ＲＣ部材の周面のうち、軸部材が配置される側と直交する側に位置する側面を設置面として該設置面に設置凹部を形成し、該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設することでＲＣ側突起を設け、前記軸部材の端部が接合される鋼板をその接合箇所の背面と直交する側の内周面に設けられた鋼板側突起の設置面が前記ＲＣ側突起の設置面と対向するように前記ＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立て、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填するものである。

また、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合方法は、前記軸部材をブレースとしたものである。

ブレース等の軸部材をＲＣ部材を含んだ構造物の構面に配置する場合、地震による繰り返し荷重の下、一般的には軸部材の端部とＲＣ部材との接合箇所に、ＲＣ部材の材軸に直交する力（圧縮引張力）と材軸に平行な力（せん断力）とが相互に伝達される。

そのため、従来においては、軸部材の端部がＲＣ部材から引き抜かれることがないようにかつ軸部材の端部がＲＣ部材の側面に沿ってずれることがないように、いわば引抜きとせん断の両方で強度が確保されるようにアンカーを構成する必要があり、それゆえ、アンカーの長さや径が必然的に大きくなって既存鉄筋との干渉を招く本質的な原因となっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、鋼板側突起とＲＣ側突起との間に形成される硬化グラウト材の圧縮ストラット、すなわち硬化グラウト材を介した鋼板側突起とＲＣ側突起との間の支圧によってせん断力の伝達を確保しつつ、巻立て鋼板による拘束によって上述の圧縮ストラットを維持するという新規な構成をなしたものであり、かかる構成によれば、ＲＣ側突起を設ける際に必要となる設置凹部の深さを大幅に短くすることが可能となり、既存鉄筋との干渉の問題を本質的に改善することができる。

すなわち、第１の発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造及び方法においては、まず、ＲＣ部材の周面のうち、軸部材が配置される側の側面を設置面として該設置面に設置凹部を形成するとともに、該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設することで、ＲＣ側突起を設ける一方、軸部材の端部が接合される鋼板を、その接合箇所の背面に設けられた鋼板側突起の設置面がＲＣ側突起の設置面と対向するようにＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立てる。

また、第２の発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造及び方法においては、まず、ＲＣ部材の周面のうち、軸部材が配置される側とは反対側に位置する側面を設置面として該設置面に設置凹部を形成するとともに、該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設することで、ＲＣ側突起を設ける一方、軸部材の端部が接合される鋼板を、その接合箇所の背面とは反対側に位置する内周面に設けられた鋼板側突起の設置面がＲＣ側突起の設置面と対向するようにＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立てる。

また、第３の発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造及び方法においては、まず、ＲＣ部材の周面のうち、軸部材が配置される側と直交する側の側面を設置面として該設置面に設置凹部を形成するとともに、該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設することで、ＲＣ側突起を設ける一方、軸部材の端部が接合される鋼板を、その接合箇所の背面とは直交する側に位置する内周面に設けられた鋼板側突起の設置面がＲＣ側突起の設置面と対向するようにＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立てる。

上述したように各発明において鋼板をＲＣ部材の周囲に巻き立てたならば、次に、鋼板とＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填する。

このような第１の発明、第２の発明及び第３の発明においては、巻立て鋼板とＲＣ部材との間に該ＲＣ部材の材軸方向に沿った力成分（せん断力）が地震時荷重として作用したとき、そのせん断力は、鋼板側突起とＲＣ側突起との間に形成される硬化グラウト材の圧縮ストラットによって伝達が可能になるとともに、直交方向への硬化グラウト材の膨らみが巻立て鋼板によって拘束される。

そのため、地震時における繰り返し荷重の下であっても、硬化グラウト材の圧縮ストラットは膨らみ変形によって低減することなく維持されることとなり、かくして鋼板側突起及びＲＣ側突起は、硬化グラウト材とともにせん断力を伝達する部材として機能する。

一方、地震時において軸部材の端部から引抜き力が作用したときには、該引抜き力は、ＲＣ部材の周面のうち、軸部材の配置側とは反対側の側面と鋼板との間に拡がる硬化グラウト材で支持される。

すなわち、本願各発明によれば、引抜き力（引張力）とせん断力の両方をアンカーに負担させていた従来の技術とは異なり、鋼板側突起、ＲＣ側突起及び硬化グラウト材でせん断力を支持するとともに、引抜き力については、ＲＣ部材の周面のうち、軸部材の配置側とは反対側の側面と鋼板との間に拡がる硬化グラウト材に負担させるようにしたので、ＲＣ側突起を設ける際に必要な設置凹部の深さが大幅に短くなり、かくして既存鉄筋の損傷を確実に防止することが可能となる。

なお、第１の発明においては、地震時繰り返し荷重の下、軸部材の端部とＲＣ部材との間に圧縮力が作用するとき、その圧縮力は、ある程度、上述した圧縮ストラットの維持に寄与するものと思われるが、該圧縮力の大きさは、軸部材の配置角度等に依存するため、上述した圧縮ストラットの維持に常に寄与するとは限らない。しかし、本願発明によれば、巻立て鋼板による拘束作用によって直交方向への硬化グラウト材の膨らみが制限され、よって圧縮ストラットの確実な維持が実現される。

軸部材とは、材端で圧縮引張力及びせん断力を被接合側に伝達するようになっている部材を指すものとし、具体的には、ラーメン架構を構成するブレースや梁、あるいはトラス架構を構成するトラス材がこれに該当する。なお、軸部材の材質は任意であり、鋼材をはじめ、木質系材料、特に大断面集成材が包摂される。

ＲＣ部材とは、コンクリート内に鉄筋が埋設されてなるコンクリート部材という意味で用いるものとし、狭義の鉄筋コンクリート部材をはじめ、鉄骨鉄筋コンクリート部材（ＳＲＣ部材）やプレストレストコンクリート部材（ＰＣ）が包摂される。

ここで、軸部材をブレース、特に鋼製ブレースとした場合は、ＲＣ部材とブレースとの接合構造において、該ＲＣ部材の中間位置にブレースを接合することが可能となるので、耐震補強の適用範囲が従来よりも格段に拡がる。

鋼板側突起及びＲＣ側突起は、それらの間に拡がる硬化グラウト材に圧縮ストラットが形成され該圧縮ストラットを介してせん断力が伝達される限り、いずれも任意に構成することができる。

ここで、鋼板側突起は、ＲＣ部材の材軸に直交する方向に延びるロッド状部材又はリブ状部材で構成することが可能であり、かかる構成によれば、ＲＣ部材の材軸に沿った力成分（せん断力）を伝達しやすくなる。また、ＲＣ側突起は、ＲＣ部材の設置面に設置凹部を形成するとともに該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設して構成することができる。

鋼板側突起及びＲＣ側突起は、それらの間に圧縮ストラットが形成される必要があるので、各設置面を対向させることが必須となるが、それらの間に圧縮ストラットが適切に形成される限り、それぞれを任意に構成することができるとともに、段違いに配列する、高さを揃えて配列するなど、任意に配置することが可能である。

第１実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造を示した図であり、(a)は水平断面図、(b)はＡ−Ａ線に沿う鉛直断面図。 同じくその一部を示した全体斜視図。 本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造を高架橋に適用した場合を示した図。 本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合方法においてＲＣ側突起８を設ける手順を示した説明図。 本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１の作用を示した説明図。 変形例に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造の作用を示した説明図。 変形例に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造を示した図であり、(a)は水平断面図、(b)はＢ−Ｂ線に沿う鉛直断面図。 変形例に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造を示した水平断面図。 第２実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造を示した図であり、(a)は水平断面図、(b)はＣ−Ｃ線に沿う鉛直断面図。 本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造９１の作用を示した説明図。 変形例に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造を示した水平断面図。 第３実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造を示した図であり、(a)は水平断面図、(b)はＤ−Ｄ線に沿う鉛直断面図。 本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１０１の作用を示した説明図。

以下、本発明に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造及び方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

（第１実施形態）

図１は本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造を示した水平断面図及び鉛直断面図、図２は、その一部を示した全体斜視図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１は、軸部材としての鋼製ブレース２の端部が接合された角筒状の鋼板５をＲＣ部材であるＲＣ柱３の周囲にその周面から離間させた状態で配置し、鋼板５の内周面に鋼板側突起７を設けるとともに、ＲＣ柱３の周面にはＲＣ側突起８を設け、鋼板５とＲＣ柱３の周面との隙間には無収縮モルタルからなるグラウト材９を充填してなる。

鋼板５は、ＲＣ柱３が６００ｍｍ×６００ｍｍの場合、例えば厚さ９ｍｍ程度のものを選択することが考えられる。

鋼板側突起７は、鋼板５の内周面のうち、ブレース２の接合箇所の背面を設置面６とし、該設置面にロッド状部材としての鉄筋をＲＣ柱３の材軸に直交する方向、本実施形態では水平方向に三段に固着してなる。鉄筋は、例えば長さ６００ｍｍ、外径１０ｍｍ程度のものを選択すればよい。

一方、ＲＣ側突起８は、ＲＣ柱３の周面のうち、鋼板側突起７の設置面６と対向する側面を設置面４とし、該設置面に長さ６０ｍｍ、外径１６ｍｍ程度の短鉄筋を、７個を水平に並べて一段とし、これを上下二段に配置して構成してある。

本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１は、例えば図３に示す高架橋４１の下部構造であるＲＣラーメン架構４２の構面にＸ字状のブレース２を配置する場合であって、ＲＣラーメン架構４２を構成するＲＣ柱３の脚部が地盤面から深い位置にあるため、ブレース２の下端をＲＣ柱３の脚部に接合すると経済性に欠ける結果となる場合、ＲＣ柱３の脚部ではなく、中間位置にＸ字状のブレース２の下端を接合する場合に適用可能である。

かかる場合、ブレース２の上端についても、本実施形態の接合構造１を用いてＲＣ柱３の柱頭に接合するのが望ましいが、以下の説明では、ブレース２の下端をＲＣ柱３の中間位置に接合する場合について説明する。

本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１を構築するには、まず図４に示すように、ＲＣ柱３の周面のうち、ブレース２が配置される側の側面を設置面４とし、該設置面に計１４本の短鉄筋３２が立設される設置凹部３１を水平方向に７列、鉛直方向に２段となるよう形成する。

設置凹部３１は、その深さがＲＣ柱３に埋設されている鉄筋３３のかぶり厚さ以下となるように形成する。かかる設置凹部３１は、例えばドリルを使って形成することが考えられる。

次に、形成された設置凹部３１にロッド状部材である短鉄筋３２の基部をそれぞれ嵌め込み、ＲＣ側突起８とする。短鉄筋３２は、接着系アンカー等を用いて設置凹部３１に固定するのがよい。

次に、鋼板側突起７の設置面６がＲＣ側突起８の設置面４と対向するように、鋼板５をＲＣ柱３の周面から離間させた状態で該ＲＣ柱の周囲に巻き立てる。

次に、鋼板５とＲＣ柱３の周面との隙間にグラウト材９を充填する。

本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１においては、地震時繰り返し荷重の下、ＲＣ柱３とその周囲に巻き立てられた鋼板５との間には、ＲＣ柱３の材軸方向に沿った力成分（せん断力）が作用するが、かかるせん断力が図５のようにブレース２から作用したとき、硬化グラウト材９には、鋼板側突起７とＲＣ側突起８との間に圧縮ストラットが形成され、かかる圧縮ストラットによって上述のせん断力がＲＣ柱３に伝達される。

図５(a)は、ブレース２の引張軸力のうち、ＲＣ柱３の材軸方向に沿った鉛直成分が上向きせん断力として鋼板５に作用していることを示した図であり、硬化グラウト材９には、上から二段目の鋼板側突起７と上段のＲＣ側突起８との間、及び最下段の鋼板側突起７と下段のＲＣ側突起８との間で圧縮ストラットがそれぞれ形成される。

また、図５(b)は、ブレース２の圧縮軸力のうち、ＲＣ柱３の材軸方向に沿った鉛直成分が下向きせん断力として鋼板５に作用していることを示した図であり、硬化グラウト材９には、最上段の鋼板側突起７と上段のＲＣ側突起８との間、及び上から二段目の鋼板側突起７と下段のＲＣ側突起８との間で圧縮ストラットがそれぞれ形成される。

ここで、硬化グラウト材９は、圧縮ストラットに直交する方向への膨らみが鋼板５によって拘束されるため、該硬化グラウト材に生じる圧縮ストラットは、膨らみ方向の変形によって低減することなく維持されることとなり、鋼板５とＲＣ柱３との間では、せん断力が確実に伝達される。

一方、地震時においてブレース２の端部から引張力が作用したときには、該引張力は、ＲＣ柱３の周面のうち、ブレース２の配置側とは反対側の側面１０と鋼板５との間に拡がる硬化グラウト材９で支持される（図１）。

以上説明したように、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１及び方法によれば、引張力（引抜き力）とせん断力の両方をアンカーに負担させていた従来の技術とは異なり、鋼板側突起７、ＲＣ側突起８及び硬化グラウト材９にせん断力を負担させる一方、引張力（引抜き力）については、ＲＣ柱３の周面のうち、ブレース２の配置側とは反対側の側面１０と鋼板５との間に充填された硬化グラウト材９に負担させるとともに、巻立て鋼板５による拘束作用によって鋼板側突起７とＲＣ側突起８との間に生じる硬化グラウト材９の圧縮ストラットを確実に維持することができる。

そのため、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８は、硬化グラウト材９とともにせん断力を伝達する部材として機能することとなり、かくしてＲＣ側突起８を設ける際に必要な設置凹部３１の深さが大幅に短くなり、既存鉄筋３３の損傷を未然に防止することが可能となる。

また、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１及び方法によれば、設置凹部３１の深さを、ＲＣ柱３に埋設されている鉄筋３３のかぶり厚さ以下とすることが可能となり、かくして設置凹部３３の穿孔による既存鉄筋３３の損傷を未然に防止することが可能となる。

また、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１及び方法によれば、鋼板５とＲＣ柱３とを係合等の手段で直接連結するのではなく、鋼板５の内周面に設けた鋼板側突起７とＲＣ柱３の周面に設けたＲＣ側突起８とを硬化グラウト材９に埋設し、該硬化グラウト材に生じる圧縮ストラットを介してせん断力を伝達させる機構としたので、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８の設置精度が大幅に緩和されることとなり、耐震補強工事の効率が格段に向上する。

本実施形態では、軸部材としての鋼製ブレース２の端部が接合された角筒状の鋼板５をＲＣ部材であるＲＣ柱３の周囲にその周面から離間させた状態で配置するようにしたが、本発明に係る鋼板は、ＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に配置すれば足りるものであり、角筒状に限定されるものではないし、単一部材に限定されるものでもない。例えば、複数のピース、例えば角筒を半割した形状のものを現地で一体に組み上げ、かかる状態で複数のピース同士を高力ボルト接合や溶接によって相互に接合するようにしてもかまわない。

また、本実施形態では、圧縮ストラットに関する説明の便宜上、鋼板側突起７とＲＣ側突起８とを段違いに配置する構成としたが、本発明に係る鋼板側突起とＲＣ側突起は、それらの間に圧縮ストラットが形成され該圧縮ストラットによってせん断力が伝達可能である限り、任意に配置することが可能である。

例えば図６(a)に示すように、鋼板５の内周面に鉄筋を水平に延設してなる鋼板側突起６１とＲＣ柱３の側面に短鉄筋を水平列状に立設してなるＲＣ側突起６２とを、それらの高さが揃うようにそれぞれ三段配置する構成も考えられる。

かかる変形例においては、ブレース２の引張軸力のうち、ＲＣ柱３の材軸方向に沿った鉛直成分が上向きせん断力として鋼板５に作用する場合（図６(b)）、硬化グラウト材９には、上から二段目の鋼板側突起６１と最上段のＲＣ側突起６２との間、及び最下段の鋼板側突起６１と上から二段目のＲＣ側突起６２との間で圧縮ストラットがそれぞれ形成されるとともに、せん断力の方向が逆の場合（図６(c)）、最上段の鋼板側突起６１と上から二段目のＲＣ側突起６２との間、及び上から二段目の鋼板側突起６１と最下段のＲＣ側突起６２との間で圧縮ストラットがそれぞれ形成される。

そして、硬化グラウト材９は、圧縮ストラットに直交する方向への膨らみが鋼板５によって拘束されるため、該硬化グラウト材に生じる圧縮ストラットは、膨らみ方向の変形によって低減することなく維持されることとなり、鋼板５とＲＣ柱３との間では、上述の実施形態と同様に、せん断力が確実に伝達される。

また、本実施形態では、鋼板側突起及びＲＣ側突起を、ブレース２が配置される側のみ配置する構成としたが、図７に示すように、ブレース２が配置される側とは反対側にも配置する構成が考えられる。

すなわち、変形例に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造７１は、ブレース２の端部が接合された鋼板５をＲＣ柱３の周面から離間させた状態で該ＲＣ柱の周囲に巻き立て、ブレース２が接合された箇所の背面に鋼板側突起７を設けるとともに該鋼板側突起の設置面６と対向するＲＣ柱３の側面４を設置面としてＲＣ側突起８を設ける一方、鋼板５の内周面のうち、設置面６とは反対側に位置する内周面を設置面６ａとして該設置面に鋼板側突起７ａを設けるとともに、設置面６ａと対向するＲＣ柱３の側面４ａを設置面としてＲＣ側突起８ａを設け、鋼板５とＲＣ柱３の周面との隙間にグラウト材９を充填してなる。

鋼板側突起７ａは鋼板側突起７と、ＲＣ側突起８ａはＲＣ側突起８と、それぞれ同様に構成すればよい。

かかる変形例によれば、鋼板側突起７ａ及びＲＣ側突起８ａは、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８と同様、硬化グラウト材９とともにせん断力を伝達する部材として機能するため、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８単独の場合よりもせん断力伝達機能がさらに向上する。

また、図７に係る変形例に加えて、又は図７に係る変形例に代えて、ＲＣ柱３の周面のうち、側面４と直交する側の側面４ｂに鋼板側突起７ｂ及びＲＣ側突起８ｂを設けるようにしてもよい。

図８は、変形例に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造８１を示したものであり、ブレース２の端部が接合された鋼板５をＲＣ柱３の周面から離間させた状態で該ＲＣ柱の周囲に巻き立て、ブレース２が接合された箇所の背面に鋼板側突起７を設けるとともに該鋼板側突起の設置面６と対向するＲＣ柱３の側面４を設置面としてＲＣ側突起８を設ける一方、鋼板５の内周面のうち、設置面６と直交する内周面を設置面６ｂとして該設置面に鋼板側突起７ｂを設けるとともに、設置面６ｂと対向するＲＣ柱３の側面４ｂを設置面としてＲＣ側突起８ｂを設け、鋼板５とＲＣ柱３の周面との隙間にグラウト材９を充填してなる。

かかる変形例によれば、鋼板側突起７ｂ及びＲＣ側突起８ｂは、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８と同様、硬化グラウト材９とともにせん断力を伝達する部材として機能するため、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８単独の場合よりもせん断力伝達機能がさらに向上する。

また、本実施形態では、ロッド状部材である鉄筋を鋼板の内周面に溶接することで鋼板側突起を構成したが、本発明に係る鋼板側突起は、地震時繰り返し荷重の下、ＲＣ側突起との間で圧縮ストラットが形成される限り、任意に構成することが可能であり、例えばリブ状部材を鋼板の内周面に立設することで鋼板側突起を構成してもかまわない。リブ状部材は例えば、アングル材で構成することができるし、縞鋼板を用いることも可能である。

（第２実施形態）

次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の番号を付してその説明を省略する。

図９は本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造を示した水平断面図及び鉛直断面図である。同図でわかるように、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造９１も第１実施形態と同様、鋼製ブレース２の端部が接合された角筒状の鋼板５をＲＣ柱３の周囲にその周面から離間させた状態で配置し、鋼板５の内周面に鋼板側突起７を設けるとともに、ＲＣ柱３の周面にはＲＣ側突起８を設け、鋼板５とＲＣ柱３の周面との隙間には無収縮モルタルからなるグラウト材９を充填してある。

一方、本実施形態では、鋼板側突起７を、鋼板５の内周面のうち、ブレース２の接合箇所の背面とは反対側に位置する内周面を設置面９２とし、該設置面に第１実施形態と同様の鉄筋を水平方向に三段に固着して構成してあるとともに、ＲＣ側突起８を、ＲＣ柱３の周面のうち、鋼板側突起７の設置面９２と対向する側面を設置面９３とし、該設置面に第１実施形態と同様の短鉄筋を７個を水平に並べて一段とし、これを上下二段に配置して構成してある。

本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造９１を構築するには、まず、ＲＣ柱３の周面のうち、ブレース２が配置される側と反対側に位置する側面を設置面９３とし、該設置面に図４で説明した第１実施形態と同様、計１４本の短鉄筋３２が立設される設置凹部３１を水平方向に７列、鉛直方向に２段となるよう形成した後、設置凹部３１に短鉄筋３２の基部をそれぞれ嵌め込み、ＲＣ側突起８とする。

次に、鋼板側突起７の設置面９２がＲＣ側突起８の設置面９３と対向するように、鋼板５をＲＣ柱３の周面から離間させた状態で該ＲＣ柱の周囲に巻き立てる。

次に、鋼板５とＲＣ柱３の周面との隙間にグラウト材９を充填する。

本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造９１においては、地震時繰り返し荷重の下、ＲＣ柱３とその周囲に巻き立てられた鋼板５との間には、ＲＣ柱３の材軸方向に沿った力成分（せん断力）が作用するが、かかるせん断力が図１０のようにブレース２から作用したとき、硬化グラウト材９には、鋼板側突起７とＲＣ側突起８との間に圧縮ストラットが形成され、かかる圧縮ストラットによって上述のせん断力がＲＣ柱３に伝達される。

図１０(a)は、ブレース２の引張軸力のうち、ＲＣ柱３の材軸方向に沿った鉛直成分が上向きせん断力として鋼板５に作用していることを示した図であり、硬化グラウト材９には、上から二段目の鋼板側突起７と上段のＲＣ側突起８との間、及び最下段の鋼板側突起７と下段のＲＣ側突起８との間で圧縮ストラットがそれぞれ形成される。

また、図１０(b)は、ブレース２の圧縮軸力のうち、ＲＣ柱３の材軸方向に沿った鉛直成分が下向きせん断力として鋼板５に作用していることを示した図であり、硬化グラウト材９には、最上段の鋼板側突起７と上段のＲＣ側突起８との間、及び上から二段目の鋼板側突起７と下段のＲＣ側突起８との間で圧縮ストラットがそれぞれ形成される。

ここで、硬化グラウト材９は、圧縮ストラットに直交する方向への膨らみが鋼板５によって拘束されるため、該硬化グラウト材に生じる圧縮ストラットは、膨らみ方向の変形によって低減することなく維持されることとなり、鋼板５とＲＣ柱３との間では、せん断力が確実に伝達される。

一方、地震時においてブレース２の端部から引張力が作用したときには、該引張力は、ＲＣ柱３の周面のうち、ブレース２の配置側とは反対側の側面、すなわちＲＣ側突起８の設置面９３と鋼板５との間に拡がる硬化グラウト材９で支持される（図９）。

以上説明したように、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造９１及び方法によれば、引張力（引抜き力）とせん断力の両方をアンカーに負担させていた従来の技術とは異なり、鋼板側突起７、ＲＣ側突起８及び硬化グラウト材９にせん断力を負担させるとともに、鋼板側突起７とＲＣ側突起８との間に生じる硬化グラウト材９の圧縮ストラットを巻立て鋼板５で拘束する一方、引張力（引抜き力）については、ＲＣ柱３の周面のうち、ブレース２の配置側とは反対側の側面９３と鋼板５との間に充填された硬化グラウト材９に負担させる。

そのため、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８は、硬化グラウト材９とともにせん断力を伝達する部材として機能することとなり、かくしてＲＣ側突起８を設ける際に必要な設置凹部３１の深さが大幅に短くなり、既存鉄筋３３の損傷を未然に防止することが可能となる。

また、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造９１及び方法によれば、設置凹部３１の深さを、ＲＣ柱３に埋設されている鉄筋３３のかぶり厚さ以下とすることが可能となり、かくして設置凹部３３の穿孔による既存鉄筋３３の損傷を未然に防止することが可能となる。

また、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造９１及び方法によれば、鋼板５とＲＣ柱３とを係合等の手段で直接連結するのではなく、鋼板５の内周面に設けた鋼板側突起７とＲＣ柱３の周面に設けたＲＣ側突起８とを硬化グラウト材９に埋設し、該硬化グラウト材に生じる圧縮ストラットを介してせん断力を伝達させる機構としたので、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８の設置精度が大幅に緩和されることとなり、耐震補強工事の効率が格段に向上する。

第１実施形態で述べた変形例については、図７及び図８に係る変形例を除き、本実施形態でも同様に採用することが可能であるが、その詳細な説明については第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。

また、図７に係る第１実施形態の変形例については本実施形態でも採用することが可能であるとともに、図７と同様の変形例に加えて、又は図７と同様の変形例に代えて、ＲＣ柱３の周面のうち、側面９３と直交する側の側面４ｂに鋼板側突起７ｂ及びＲＣ側突起８ｂを設けてもよい。

図１１は、かかる変形例を示したものであり、ブレース２の端部が接合された鋼板５をＲＣ柱３の周面から離間させた状態で該ＲＣ柱の周囲に巻き立て、ブレース２が接合された箇所の背面側とは反対側に位置する内周面に鋼板側突起７を設けるとともに、該鋼板側突起の設置面９２と対向するＲＣ柱３の側面９３を設置面として該設置面にＲＣ側突起８を設ける一方、鋼板５の内周面のうち、設置面９２と直交する内周面を設置面６ｂとして該設置面に鋼板側突起７ｂを設けるとともに、設置面６ｂと対向するＲＣ柱３の側面４ｂを設置面としてＲＣ側突起８ｂを設け、鋼板５とＲＣ柱３の周面との隙間にグラウト材９を充填してなる。

かかる変形例によれば、鋼板側突起７ｂ及びＲＣ側突起８ｂは、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８と同様、硬化グラウト材９とともにせん断力を伝達する部材として機能するため、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８単独の場合よりもせん断力伝達機能がさらに向上する。

（第３実施形態）

次に、第３実施形態について説明する。なお、第１，２実施形態と実質的に同一の部品等については同一の番号を付してその説明を省略する。

図１２は本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造を示した水平断面図及び鉛直断面図である。同図でわかるように、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１０１も第１実施形態と同様、鋼製ブレース２の端部が接合された角筒状の鋼板５をＲＣ柱３の周囲にその周面から離間させた状態で配置し、鋼板５の内周面に鋼板側突起７を設けるとともに、ＲＣ柱３の周面にはＲＣ側突起８を設け、鋼板５とＲＣ柱３の周面との隙間には無収縮モルタルからなるグラウト材９を充填してある。

一方、本実施形態では、鋼板側突起７を、鋼板５の内周面のうち、ブレース２の接合箇所の背面と直交する内周面を設置面１０２とし、該設置面に第１実施形態と同様の鉄筋を水平方向に三段に固着して構成してあるとともに、ＲＣ側突起８を、ＲＣ柱３の周面のうち、鋼板側突起７の設置面１０２と対向する側面を設置面１０３とし、該設置面に第１実施形態と同様の短鉄筋を７個を水平に並べて一段とし、これを上下二段に配置して構成してある。

本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１０１を構築するには、まず、ＲＣ柱３の周面のうち、ブレース２が配置される側と直交する側に位置する側面を設置面１０３とし、該設置面に図４で説明した第１実施形態と同様、計１４本の短鉄筋３２が立設される設置凹部３１を水平方向に７列、鉛直方向に２段となるよう形成した後、設置凹部３１に短鉄筋３２の基部をそれぞれ嵌め込み、ＲＣ側突起８とする。

次に、鋼板側突起７の設置面１０２がＲＣ側突起８の設置面１０３と対向するように、鋼板５をＲＣ柱３の周面から離間させた状態で該ＲＣ柱の周囲に巻き立てる。

次に、鋼板５とＲＣ柱３の周面との隙間にグラウト材９を充填する。

本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１０１においては、地震時繰り返し荷重の下、ＲＣ柱３とその周囲に巻き立てられた鋼板５との間には、ＲＣ柱３の材軸方向に沿った力成分（せん断力）が作用するが、かかるせん断力が図１３のようにブレース２から作用したとき、硬化グラウト材９には、鋼板側突起７とＲＣ側突起８との間に圧縮ストラットが形成され、かかる圧縮ストラットによって上述のせん断力がＲＣ柱３に伝達される。

図１３(a)は、ブレース２の引張軸力のうち、ＲＣ柱３の材軸方向に沿った鉛直成分が上向きせん断力として鋼板５に作用していることを示した図であり、硬化グラウト材９には、上から二段目の鋼板側突起７と上段のＲＣ側突起８との間、及び最下段の鋼板側突起７と下段のＲＣ側突起８との間で圧縮ストラットがそれぞれ形成される。

また、図１３(b)は、ブレース２の圧縮軸力のうち、ＲＣ柱３の材軸方向に沿った鉛直成分が下向きせん断力として鋼板５に作用していることを示した図であり、硬化グラウト材９には、最上段の鋼板側突起７と上段のＲＣ側突起８との間、及び上から二段目の鋼板側突起７と下段のＲＣ側突起８との間で圧縮ストラットがそれぞれ形成される。

ここで、硬化グラウト材９は、圧縮ストラットに直交する方向への膨らみが鋼板５によって拘束されるため、該硬化グラウト材に生じる圧縮ストラットは、膨らみ方向の変形によって低減することなく維持されることとなり、鋼板５とＲＣ柱３との間では、せん断力が確実に伝達される。

一方、地震時においてブレース２の端部から引張力が作用したときには、該引張力は、ＲＣ柱３の周面のうち、ブレース２の配置側とは反対側の側面１０４と鋼板５との間に拡がる硬化グラウト材９で支持される（図１２）。

以上説明したように、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１０１及び方法によれば、引張力（引抜き力）とせん断力の両方をアンカーに負担させていた従来の技術とは異なり、鋼板側突起７、ＲＣ側突起８及び硬化グラウト材９にせん断力を負担させるとともに、鋼板側突起７とＲＣ側突起８との間に生じる硬化グラウト材９の圧縮ストラットを巻立て鋼板５で拘束する一方、引張力（引抜き力）については、ＲＣ柱３の周面のうち、ブレース２の配置側とは反対側の側面１０４と鋼板５との間に充填された硬化グラウト材９に負担させる。

そのため、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８は、硬化グラウト材９とともにせん断力を伝達する部材として機能することとなり、かくしてＲＣ側突起８を設ける際に必要な設置凹部３１の深さが大幅に短くなり、既存鉄筋３３の損傷を未然に防止することが可能となる。

また、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１０１及び方法によれば、設置凹部３１の深さを、ＲＣ柱３に埋設されている鉄筋３３のかぶり厚さ以下とすることが可能となり、かくして設置凹部３３の穿孔による既存鉄筋３３の損傷を未然に防止することが可能となる。

また、本実施形態に係る軸部材とＲＣ部材との接合構造１０１及び方法によれば、鋼板５とＲＣ柱３とを係合等の手段で直接連結するのではなく、鋼板５の内周面に設けた鋼板側突起７とＲＣ柱３の周面に設けたＲＣ側突起８とを硬化グラウト材９に埋設し、該硬化グラウト材に生じる圧縮ストラットを介してせん断力を伝達させる機構としたので、鋼板側突起７及びＲＣ側突起８の設置精度が大幅に緩和されることとなり、耐震補強工事の効率が格段に向上する。

第１実施形態で述べた変形例については、図７に係る変形例を除き、本実施形態でも同様に採用することが可能であるが、その詳細な説明については第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。

１，９１，１０１ 軸部材とＲＣ部材との接合構造
２ ブレース（軸部材）
３ ＲＣ柱（ＲＣ部材）
４，９３，１０３ ＲＣ側突起の設置面
５ 鋼板
６，９２，１０２ 鋼板側突起の設置面
７ 鋼板側突起
８ ＲＣ側突起
９ グラウト材
３１ 設置凹部
３２ 鉄筋（ロッド状部材）

Claims (10)

1. 軸部材の端部が接合され該軸部材の接合箇所の背面に鋼板側突起が設けられた鋼板をＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立てるとともに、前記ＲＣ部材の周面のうち、前記鋼板側突起の設置面と対向する側面を設置面としてＲＣ側突起を設け、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填したことを特徴とする軸部材とＲＣ部材との接合構造。
2. 軸部材の端部が接合された鋼板をＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立てるとともに、前記鋼板の内周面のうち、前記軸部材の接合箇所の背面とは反対側に位置する内周面を設置面として鋼板側突起を設け、前記ＲＣ部材の周面のうち、前記鋼板側突起の設置面と対向する側面を設置面としてＲＣ側突起を設け、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填したことを特徴とする軸部材とＲＣ部材との接合構造。
3. 軸部材の端部が接合された鋼板をＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立てるとともに、前記鋼板の内周面のうち、前記軸部材の接合箇所の背面と直交する内周面を設置面として鋼板側突起を設け、前記ＲＣ部材の周面のうち、前記鋼板側突起の設置面と対向する側面を設置面としてＲＣ側突起を設け、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填したことを特徴とする軸部材とＲＣ部材との接合構造。
4. 前記鋼板側突起を、前記ＲＣ部材の材軸に直交する方向に延びるロッド状部材又はリブ状部材で構成した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の軸部材とＲＣ部材との接合構造。
5. 前記ＲＣ側突起を、前記ＲＣ部材の設置面に設置凹部を形成するとともに該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設して構成した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の軸部材とＲＣ部材との接合構造。
6. 前記軸部材をブレースとした請求項１乃至請求項５のいずれか一記載の軸部材とＲＣ部材との接合構造。
7. ＲＣ部材の周面のうち、軸部材が配置される側の側面を設置面として該設置面に設置凹部を形成し、該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設することでＲＣ側突起を設け、前記軸部材の端部が接合される鋼板をその接合箇所の背面に設けられた鋼板側突起の設置面が前記ＲＣ側突起の設置面と対向するように前記ＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立て、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填することを特徴とする軸部材とＲＣ部材との接合方法。
8. ＲＣ部材の周面のうち、軸部材が配置される側とは反対側に位置する側面を設置面として該設置面に設置凹部を形成し、該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設することでＲＣ側突起を設け、前記軸部材の端部が接合される鋼板をその接合箇所の背面とは反対側に位置する内周面に設けられた鋼板側突起の設置面が前記ＲＣ側突起の設置面と対向するように前記ＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立て、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填することを特徴とする軸部材とＲＣ部材との接合方法。
9. ＲＣ部材の周面のうち、軸部材が配置される側と直交する側に位置する側面を設置面として該設置面に設置凹部を形成し、該設置凹部にロッド状部材の基部を埋設することでＲＣ側突起を設け、前記軸部材の端部が接合される鋼板をその接合箇所の背面と直交する側の内周面に設けられた鋼板側突起の設置面が前記ＲＣ側突起の設置面と対向するように前記ＲＣ部材の周面から離間させた状態で該ＲＣ部材の周囲に巻き立て、前記鋼板と前記ＲＣ部材の周面との隙間にグラウト材を充填することを特徴とする軸部材とＲＣ部材との接合方法。
10. 前記軸部材をブレースとした請求項７乃至請求項９のいずれか一記載の軸部材とＲＣ部材との接合方法。

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