JP5597897B2 - 建造物の補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、主にビル等のコンクリート建造物を補強する建造物の補強工法に関する。

既設のコンクリート建造物の躯体（柱、梁、床、壁など）は、耐震性の向上等を図るために強度および靱性を向上させる補強が実施される場合がある。従来の補強工法としては、躯体の表面にモルタルを塗布して補強する工法（特許文献１）や、躯体の周囲に配設した鋼板と躯体との間にモルタル等のグラウト材を充填して補強する工法（特許文献２）などが知られている。

特開２０１０−１５９６１１号公報 特開２００６−０６３６０８号公報

上記従来工法では強度および靱性等の向上の増大に限界があり、また、耐震性とともに制震性を備えた補強工法の開発が望まれた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、強度および靱性の向上が図られるとともに、効果的な耐震性および制震性を備えた建造物の補強工法を提供することにある。

本発明の建造物の補強工法は、既設の建造物の表面に対面させた複数の鋼板を、該表面に沿って水平方向に配列して前記表面を覆う鋼板配列工程と、前記建造物の表面と、前記鋼板との間に、グラウト材を充填するグラウト材充填工程とを備え、前記複数の鋼板の水平方向に互いに隣接する側縁に、前記建造物側に突出して略上下方向に延びる縦リブが形成されており、隣接する該縦リブどうしが、非係合状態であって、所定の力による振動を受けた場合に、少なくとも、互いに該縦リブの面方向に沿った水平方向および上下方向、ならびに相手側の該リブから離れる水平方向に相対移動可能に対向した状態とされることを特徴とする。

本発明によれば、建造物の表面にグラウト材を介して鋼板が固着されて一体化されることにより、補強がなされる。鋼板の縦リブがグラウト材中に埋設された状態となることによってグラウト材と鋼板が一体化する結合強度が高くなり、その結果、建造物にかかる引っ張りやせん断等の応力に対する抵抗力が高まる。また、縦リブどうしが対向する状態となっていることによって水平方向への鋼板の動きが拘束され、このため補強後の建造物の水平方向への抵抗力が高まり、その結果、耐震性の向上が図られる。

本発明では、隣接する前記縦リブは、直接重ね合わせて当接させた状態、または離間した状態、または縦リブ間に粘弾性部材を挟んだ状態のいずれかの状態であることを特徴とする。

縦リブどうしが直接重ね合わせて当接された状態では、地震等によって上下方向や水平方向の振動を受けた際に接触面に摩擦が生じる。また、離間している状態では、縦リブ間の隙間にグラウト材が入り込み、縦リブとグラウト材との間に摩擦が生じる。これら摩擦が生じると、摩擦力が振動を抑制するダンパーとなり、制震性が効果的に発揮される。このため、揺れを減衰させて揺れを早く抑えたり、揺れを小さくしたりする効果を得ることができる。

また、縦リブ間に粘弾性部材を挟んだ状態とした場合には、縦リブが粘弾性部材により一体化した状態になる。そして地震等によって上下方向や水平方向の振動を受けた際に、粘弾性部材によって粘弾性ダンパー効果が生じ、制震性が効果的に発揮される。このため、揺れを減衰させて揺れを早く抑えたり、揺れを小さくしたりする効果を得る。

本発明では、前記リブは、前記鋼板の端部を折り曲げ加工して形成されている形態を含む。

また、本発明では、積層された前記鋼板の表面に繊維シートを張って接着する繊維シート接着工程を有する形態を含む。

また、本発明では、前記繊維シート接着工程で鋼板の表面に張られた前記繊維シートの表面に、仕上げ材としてモルタルを塗布するモルタル施工工程を有することを特徴とする。

また、本発明では、前記モルタル施工工程においては、前記繊維シートの表面に、含有セメントが微粒子状である微細モルタルを塗布する一次モルタル施工工程と、この微細モルタルの表面に二次モルタルを塗布する二次モルタル施工工程とを行うことを特徴とする請求項５に記載の建造物の補強工法。

また、本発明では、前記二次モルタルは、ポリマーセメントモルタルまたは繊維含有モルタル、もしくはこれらポリマーセメントモルタルおよび繊維含有モルタルの混合物である形態を含む。

本発明によれば、強度および靱性の向上が図られるとともに、効果的な耐震性および制震性を備えた建造物の補強工法を提供されるといった効果を奏する。

本発明の第１実施形態によって柱を補強した状態を示す斜視図である。 同横断面図である。 変形例の鋼板で柱を補強した状態を示す横断面図である。 隣接する鋼板の各縦リブを示す鋼板の一部縦断面図であって、（ａ）各縦リブを離間させた状態、（ｂ）各縦リブ間に粘弾性部材を挟んだ状態である。 本発明の第２実施形態によって柱を補強した状態を示す縦断面図である。 同横断面図である。 第１実施形態で用いる鋼板および鋼板で構成される鋼板ユニットを示す斜視図である。 同鋼板ユニットの横断面図であって、（ａ）分解した状態、（ｂ）組み立てた状態である。 同鋼板ユニットの側面図である。 鋼板の表面に設けられる繊維シートおよびモルタル層からなる被覆層の基本形態を示す断面図である。 同被覆層のモルタル層の別形態を示す断面図である。 同被覆層のモルタル層のさらに別形態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態を示す横断面図である。 本発明の第４実施形態を示す横断面図である。 本発明の第５実施形態を示す横断面図である。 本発明の第６実施形態を示す横断面図である。 本発明の第７実施形態を示す横断面図である。 本発明の第８実施形態によって柱・梁接合部を補強した状態を示す側面図である。 図１８のＡ−Ａ断面図である。 図１８のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第９実施形態によって柱・梁接合部を補強した状態を示す側面図である。 図２１のＣ−Ｃ断面図である。 図２１のＤ−Ｄ断面図である。 図２１のＥ−Ｅ断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［１］柱の全面補強
［１−１］第１実施形態
図１および図２は、本発明の補強工法によって既設の柱を補強した第１実施形態を示している。これら図において符号１は断面矩形状の鉛直方向に立設されている既設の鉄筋コンクリート製の柱の一部を示している。この実施形態においては、柱１の全周面（４面）が補強対象面である。

柱１の周囲の４つの角部１１に対応する位置には、柱１と所定の間隔を空けて補強用の鉄筋２１が柱１と平行にそれぞれ立てられる。鉄筋２１は、柱１の断面における対角線の延長上に配置され、例えば図示せぬ支保工等で立設状態を保持する。鉄筋２１の配置数および配置位置は任意であり、補強条件等に応じて選択される。

柱１の周囲であって鉄筋２１の外側には、柱１の各面に対し複数の鋼板３１を一定の間隔（かぶり厚さ）を空けて平行に対面させ、柱１を囲むように水平方向に配列している。鋼板３１は、長方形状の素材鋼板の長手方向中間部を直角に折り曲げてＬ字状に形成したもので、４枚１組で柱１の全周を囲う鋼板ユニット３０Ａが構成される。柱１と鋼板３１間は、例えば１２０〜３００ｍｍ程度の間隔とされる。柱１の全長にわたって補強が必要な場合には、鋼板ユニット３０Ａは柱１の全長にわたって下方から積層され、複数段に設けられる。

鋼板３１は、直角の角部３１１の両側に同じ長さの板部３１２を有し、両端の側縁には、内側、すなわち柱１側に突出する一定幅の縦リブ３９１が側縁の全長に形成されている。縦リブ３９１は、鋼板３１の側縁を直角に折り曲げ加工して形成されている。鋼板３１を柱１の周囲に配列する配列工程においては、隣接する鋼板３１の縦リブ３９１どうしを直接重ね合わせて当接させた状態としており、鋼板３１は、厚さ方向（柱１に対する内外方向）には重畳してはいない。隣接する縦リブ３９１は接触状態が保持されればそのままでもよいが、クリップやボルト等で、互いに摺動可能な程度に仮止めされていてもよい。なお、鋼板３１の厚さは、例えば１.６〜３.２ｍｍ程度、高さは例えば３００〜６００ｍｍ程度、縦リブ３９１の幅は例えば２０〜１００ｍｍ程度である。

そして鋼板３１の表面には、繊維シート５１が張られて接着されている。繊維シート５１を接着するには、帯状に加工した連続する繊維シートに接着剤を含浸させたものを鋼板ユニット３０Ａにテンションを付与しながら巻き付ける手法が好適である。このようにすると１枚の長い繊維シート５１により鋼板ユニット３０Ａの表面全面に容易に張ることができ、含浸する接着剤によって巻き付けと同時に鋼板２０の外面に接着させることができる。

繊維シート５１の繊維材料は、例えばポリエチレン、カーボン、ガラス、ビニロン、アラミド等からなるものが挙げられるが、耐アルカリ性に優れたポリエチレンおよびカーボンが好適とされる。

図２に示すように、鋼板ユニット３０Ａの中、すなわち柱１の表面と鋼板３１との間には、グラウト材６１が充填されている。グラウト材６１は、例えば無収縮性のモルタル、セメント、コンクリート等が挙げられ、適宜なものが選択される。なお、図２は、グラウト材６１を充填する前の状態を示している。

以上が第１実施形態による柱１の補強構造であり、この補強構造は、柱１の周囲に鉄筋２１を配筋し、次いで、柱１の周囲に縦リブ３９１を突き合わせながら鋼板３１を配列して柱１を鋼板３１で囲み（鋼板配列工程）、次に鋼板３１の表面に繊維シート５１を張って接着し（繊維シート接着工程）、この後、柱１の表面と鋼板との間にグラウト材６１を充填する（グラウト材充填工程）といった方法で得られる。

以上が第１実施形態の補強工法であり、この実施形態によれば、柱１の表面にグラウト材６１を介して鋼板３１が固着されて一体化されることにより、柱１の補強がなされる。鋼板１には縦リブ３９１が形成され、この縦リブ３９１が２枚重ねられた状態でグラウト材６１中に埋設されるため、リブ効果による鋼板３１自体の強度や、グラウト材６１と鋼板３１が一体化する結合強度が高くなり、その結果、柱１にかかる引っ張りやせん断等の応力に対する抵抗力が高いものとなる。また、縦リブ３９１によって鋼板３１の面外方向の剛性が高まるため、グラウト材６１の充填による内圧に対し抵抗力が高く鋼板３１の変形が抑えられる。その結果、鋼板３１を支保工で支える場合には、その支保工の数の低減が可能となり、施工性の向上が図られる。

また、隣接する鋼板３１の縦リブ３９１どうしが対向しており、この場合直接当接することにより、水平方向への鋼板３１の動きが拘束される。このため補強後の柱１の水平方向への抵抗力が高まり、その結果、耐震性の向上が図られる。一方、地震等によって上下方向や水平方向の振動を受けた際には、当接する縦リブ３９１の接触面が摺動して摩擦が生じ、このときの摩擦力が、振動を抑制するダンパーとなり、制震性が効果的に発揮される。このため、揺れを減衰させて揺れを早く抑えたり、揺れを小さくしたりする効果を得ることができる。

また、引っ張りやせん断等の応力は、グラウト材６１を介して繊維シート５１に伝わる。繊維シート５１はそのような応力に対する抵抗力が高く、鋼板３１に比べて例えば約１０倍以上の引っ張り強度を有する場合がある。このため、柱１は高い強度および靱性をもって補強される。

また、施工するにあたっては、複数（この場合、４枚）の鋼板３１で柱１を囲む１つの鋼板ユニット３０Ａを構成することにより、鋼板１枚当たりの重量が軽減し、したがって鋼板３１を運搬したり施工したりするための負担が軽減して施工性が向上するとともに、鋼板３１の厚さを大きくして剛性をさらに高くすることも可能である。

［１−２］鋼板の変形例
上記鋼板３１はＬ字状に折り曲げられ、両端の側縁に上下方向に延びる縦リブ３９１が形成されたものであるが、本発明の鋼板はこのような形状に限定されず、例えば、図３に示すような鋼板３１も含む。この鋼板３１は、柱１の４面の各面を覆う幅を有する平坦な板部を主体としており、この板部の両端の側縁に、上下方向に延びる縦リブ３９１が、柱１側に突出している。この場合の縦リブ３９１は板部に対して４５°の角度で折り曲げ加工されており、柱１の周囲には、４枚の鋼板３１が縦リブ３９１どうしを当接させて配列され、縦リブ３９１の先端は鉄筋２１に近接した状態とされる。

なお、上記実施形態では、隣接する縦リブ３９１どうしは直接当接させた状態としているが、図４（ａ）に示すように、縦リブ３９１を離間させた状態としてもよい。この場合、グラウト材６１は縦リブ３９１間の隙間にも入り込む。この形態では、縦リブ３９１とグラウト材６１との間に摩擦が生じて振動を抑制するダンパーとなり、制震性が効果的に発揮される。

さらに、図４（ｂ）に示すように、縦リブ３９１間に粘弾性部材９１を挟んだ状態としてもよい。粘弾性部材９１としては、例えば天然ゴム、合成ゴム等のゴムを材料としたものが用いられる。この場合、粘弾性部材９１によって縦リブ３９１どうしが一体化したような状態になる。そして地震等によって振動を受けた際に、粘弾性部材９１によって粘弾性ダンパー効果が生じ、制震性が効果的に発揮される。このため、揺れを減衰させて揺れを早く抑えたり、揺れを小さくしたりする効果を得る。

［１−３］第２実施形態
図５〜図１２は、本発明を既設の柱１の補強に適用した第２実施形態を示している。本実施形態においては柱１の全周面が補強対象面であり、床スラブ２と梁３間の内法高さの全長にわたって補強している。以下、柱１を補強する第２実施形態の補強工法を説明する。

はじめに、図５および図６に示すように、柱１の周囲の４つの角部１１に対応する位置に、上記第１実施形態と同様に補強用の鉄筋２１を柱１と平行に立て、その状態を保持する。

次に、柱１の４面に対し、それら表面に沿って複数の鋼板３１を載置した状態で積層し、これら鋼板３１で柱１の内法高さの全面を囲って覆う（鋼板配列工程）。鋼板３１は、図７〜図９に示すように、上記第１実施形態と同様に両端の側縁に縦リブ３９１が形成されており、さらに、上端および下端に、内側に直角に折り曲げ加工されて水平に突出する横リブ３９がそれぞれ形成されている。横リブ３９は、縦リブ３９１と同じ幅を有している。横リブ３９は、鋼板３１自体をＬ字状に折り曲げ加工する前に形成され、角部３１１で横リブ３９どうしが重畳せず円滑に折り曲げ可能とするために、横リブ３９の角部３１１に対応する箇所には、逃げ用の切欠きが予め形成される。

図５に示すように、柱１の周囲には鋼板ユニット３０Ａを複数段（図示例で４段）積層して柱１の全面を覆う。鋼板ユニット３０Ａの積層は、はじめに床スラブ２に４枚の鋼板３１で１組の鋼板ユニット３０Ａを組んで柱１の下端部を覆い、続いて、組んだ鋼板ユニット３０Ａ上に鋼板３１を積層しながら、２段目、３段目…の鋼板ユニット３０Ａを順に積み上げていく。

鋼板３１の上に鋼板３１を積層する際には、下側の鋼板の横リブ３９に上側の鋼板の横リブ３９を重ね合わせて載置した状態とし、上下の横リブ３９が互いに直接面接触した状態とする。また、横に隣接する鋼板３１の縦リブ３９１どうしを当接する状態とし、必要に応じて上記のように仮止めする。このように下側の鋼板３１の上端の横リブ３９に、上側の鋼板３１の下端の横リブ３９を積層しながら１組の鋼板ユニット３０Ａを組んで積み上げ、次いでその鋼板ユニット３０Ａに４枚の鋼板３１を載置するといった手順を繰り返して、柱１を複数段の鋼板ユニット３０Ａで覆う。先に配筋した鉄筋２１は、図６に示すように、横リブ３９の直角の内隅に配置され、かつ、横リブ３９に当接した状態とされる。

横リブ３９の上に横リブ３９を重ねることにより、横リブ３９を形成していない下側の鋼板の上端縁に上側の鋼板の下端縁を合わせて積層する場合と比べると、鋼板３１の積層状態は安定し、積層状態を保持する必要がある場合には、その手段が簡素なものでよい。

以上のようにして鋼板配列工程を完了したら、次に、図１０に示すように、積層した鋼板３１の表面に繊維シート５１を張って接着する（繊維シート接着工程）。繊維シート接着工程は、下側の鋼板ユニット３０Ａに１つの鋼板ユニット３０Ａを積層するごとに、上下の鋼板ユニット３０Ａの境界に対して繊維シート５１を巻き付けていくといった手法を採ることでも遂行することができる。この手法によれば、積層した鋼板ユニット３０Ａを繊維シート５１で保持しながら、鋼板ユニット３０Ａの積層を進めることができ、鋼板ユニット３０Ａの積層状態を繊維シート５１によって速やかに安定した状態とすることができる。

次に、図６に示すように、積層した鋼板ユニット３０Ａの中、すなわち柱１の表面と積層した鋼板３１との間に、グラウト材６１を充填する（グラウト材充填工程）。グラウト材６１は、上記のように例えば無収縮性のモルタル、セメント、コンクリート等が挙げられる。なお、鋼板ユニット３０Ａは内法高さの全長にわたって積層されるが、床スラブ２に近接する下端部分にグラウト材充填用の孔を形成し、その孔からグラウト材６１を充填していくか、あるいは、梁３に近接する上端部分にグラウト材充填用の孔を形成し、その孔からグラウト材６１を充填する。

次に、図１０に示すように、鋼板ユニット３０Ａの各鋼板３１の表面に巻き付けて接着した繊維シート５１の表面に、仕上げ材としてモルタルを塗布してモルタル層７１を形成する（モルタル施工工程）。モルタル施工工程では、モルタルのみを適宜な厚さに施工してもよいが、図示例のようにモルタル中に格子状のメッシュ繊維シート７２を埋め込んだ状態のモルタル、あるいは有機高分子を混和させたポリマーセメントモルタル、炭素繊維やポリエチレン繊維等の繊維を適宜な長さにカットしたものを分散させた繊維含有モルタル、もしくはこれらポリマーセメントモルタルおよび繊維含有モルタルの混合物のモルタルを用いることにより、モルタル層７１の強度が向上するので好適である。

また、モルタル層７１は、鋼板ユニット３０Ａの各鋼板３１の表面に巻き付けて接着した繊維シート５１の表面に、含有セメントが微粒子状である微細モルタルを塗布する一次モルタル施工工程と、この微細モルタルの表面に二次モルタルを塗布する二次モルタル施工工程の２工程を含む複数工程に分けて形成してもよい。二次モルタルとしては、ポリマーセメントモルタルまたは繊維含有モルタル、もしくはこれらポリマーセメントモルタルおよび繊維含有モルタルの混合物を用いることができる。

図１１はその例であり、繊維シート５１の表面に、微細モルタル７１Ａ、二次モルタル７１Ｂを順に塗布してモルタル層７１を形成している。微細モルタル７１Ａは、含有セメントの平均粒径が通常のものより微細なモルタルであり、含有セメントは、平均粒径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは２〜５μｍのものとされる。この微細モルタル７１Ａ中に有機高分子を混和させたポリマーセメントモルタルを用いてもよい。微細モルタル７１Ａの厚さは、例えば１〜３ｍｍ程度とされ、モルタル層７１全体の厚さは、例えば１０〜３０ｍｍ程度とされる。

また、図１２に示すように、繊維シート５１の表面に微細モルタル７１Ａを塗布し、次いで、下塗りモルタル７１Ｃを塗布した後、この下塗りモルタル７１Ｃの表面に、微細モルタル中に格子状のメッシュ繊維シート７２を埋め込んだ状態のモルタル７１Ｄを施工する。この微細モルタル７１Ｄとして、ポリマーセメントモルタルを用いてもよい。そして最後に上塗りモルタル７１Ｅを施工するといった工程を採ってもよい。

以上が第２実施形態の補強工法であり、この実施形態によれば、柱１の表面にグラウト材６１を介して鋼板３１が固着されて一体化されることにより、柱１の補強がなされる。鋼板１には、両側縁に縦リブ３９１が、また、上下の端縁に横リブ３９がそれぞれ形成され、これら縦リブ３９１および横リブ３９がグラウト材６１中に埋設されるため、リブ効果による鋼板３１自体の強度や、グラウト材６１に対する鋼板３１の結合強度が高くなり、その結果、柱１にかかる引っ張りやせん断等の応力に対する抵抗力が高いものとなる。

また、引っ張りやせん断等の応力は、グラウト材６１を介して繊維シート５１に伝わる。繊維シート５１はそのような応力に対する抵抗力が高く、鋼板３１に比べて例えば約１０倍以上の引っ張り強度を有する場合がある。このため、柱１は高い強度および靱性をもって補強される。さらに繊維シート５１は、外側に塗布されるモルタル層７１により補強されるため、外側から繊維シート５１にかかる応力に対する抵抗力も十分に強いものとなる。

また、図１１または図１２に示したように、繊維シート５１の表面に微細モルタル７１Ａを塗布し、微細モルタル７１Ａの上にモルタルを塗布する多層のモルタル層７１とすることにより、繊維シート５１が微細モルタル７１Ａを介して高い結合力または付着力でモルタルに結合する。このため、柱１にかかる応力は、モルタル層７１にひび割れ等の損傷を生じさせることなく繊維シート５１に伝播しやすい。すなわち、応力の多くを繊維シート５１で受けることになり、これによっても高い補強構造が得られる。

また、地震等によって横方向の振動を受けた場合、鋼板ユニット３０Ａ単位で横方向に相対的に動こうとするが、その際には、重なっている横リブ３９の接触面に摩擦が生じ、この摩擦力が振動を抑制するダンパーとなって制震性が効果的に発揮される。また、鋼板３１の横方向および上下方向の動きは繊維シート５１で拘束されようとする。これらの結果、揺れを減衰させて揺れを早く抑えたり、揺れを小さくしたりする効果を得る。また、横リブ３９を重ねて鋼板３１を載置しながら積層するため、鋼板３１を積層しやすく、また、積層状態が安定し、施工を安全、かつ、速やかに進めることができる。

上記第１実施形態および第２実施形態は、柱１の全面を補強する例であるが、本発明では、柱１の補強が必要な面のみに同じ構造で補強を施すことができる。また、本発明では補強対象の建造物は柱に限定されず、柱以外の、壁、梁、床スラブ等の躯体の補強に適用することができる。以下、その例を示していく。なお、参照図面では上記実施形態、あるいはその実施形態以前の既出の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を簡略化あるいは省略する。

［２］柱の補強の変形例
［２−１］第３実施形態
図１３は、柱１の１面のみが補強対象面であり、その補強対象面１ａを本発明の補強工法で補強した第３実施形態を示している。この場合は、長板部３２２と短板部３２３とを有するＬ字状の鋼板３２が２枚１組で鋼板ユニット３０Ｂを構成する。１組の鋼板ユニット３０Ｂの鋼板３２は、柱１と間隔を空けて、補強対象面１ａに長板部３２２を平行に対面させ、短板部３２３の端部を補強対象面１ａの両側に対応させて配設される。

鋼板３２の互いに突き当てられる側縁には、上下方向に延びる縦リブ３９１が形成されており、縦リブ３９１どうしが重ね合わされて直接当接した状態となっている。また、鋼板３２の上端および下端には、内側に直角に折り曲げ加工することにより横リブ３９がそれぞれ形成されている。そして鋼板ユニット３０Ｂを、横リブ３９を重ねることにより積層して柱１の補強対象面１ａを覆い、鋼板３２の表面への繊維シート５１の接着、鋼板３２と柱１の間の空間へのグラウト材６１の充填、繊維シート５１の表面へのモルタル層７１の形成を、この順で行う。

また、この場合には、柱１の補強対象面１ａに直交させて適宜本数のアンカー８１を挿入し、アンカー８１の頭部をグラウト材６１中に埋め込んでいる。アンカー８１は、柱１に穿孔したアンカー孔に挿入し、接着剤により挿入状態を固定する。柱１へのアンカー８１の固定は、鋼板３２の施工の前に行う。さらに、鋼板ユニット３０Ｂの２枚の鋼板３２の短板部３２３間にわたりタイバー８２を貫通させ、タイバー８２をナット８３で締め込んで緊張状態に締結しており、タイバー８２もグラウト材６１中に埋め込んでいる。アンカー８１により柱１に対するグラウト材６１の結合、および柱１に対する鋼板３２とモルタル層７１の結合が一層強くなり、また、タイバー８２により鋼板３２の水平拘束強度が向上するものとなっている。

［２−２］第４実施形態
図１４は、柱１の隣接する２面が補強対象面１ａであり、それら面に対し本発明の補強工法で補強した第４実施形態を示している。この場合、２つの補強対象面１ａの間の角部１１ａに対応する２枚の板部３３２の長さが同じＬ字状の鋼板３３と、この鋼板３３の両側に配設される長板部３４２と短板部３４３とを有する２枚のＬ字状の鋼板３４との組み合わせで、１段の鋼板ユニット３０Ｃが構成される。鋼板３３，３４の互いに隣接する側縁には、上下方向に延びる縦リブ３９１が形成されており、隣接する縦リブ３９１どうしが重ね合わされて直接当接した状態となっている。また、いずれの鋼板３３，３４にも上下の端部に互いに重なる横リブ３９が形成されており、上下の横リブ３９を重ねて鋼板ユニット３０Ｃが複数段に積層され、柱１の補強対象面１ａを覆って施工される。この場合にも、補強対象面１ａにアンカー８１が挿入、固定され、また、補強対象面１ａに対応してタイバー８２が鋼板３４に貫通されている。

［２−３］第５実施形態
図１５は、補強用の鉄筋２１を四隅に配筋することを省略して、図６で示した例と同様に柱１の全面に鋼板３１、繊維シート５１およびモルタル層７１からなる補強構造を施工した第５実施形態を示している。この場合、鉄筋２１を配筋しない分、鋼板３１は柱１の表面に接近しており、縦リブ３９１および横リブ３９と柱１との間隔も狭い。このため、横リブ３９が仕切りとなって柱１と鋼板３１との間の空間が鋼板ユニット３０Ａごとに隔絶された状態に近くなり、１箇所からグラウト材６１を充填しても、空間全体をグラウト材６１で充満させることができない場合がある。したがってこのような場合には、鋼板ユニット３０Ａごとにグラウト材６１を充填すればよい。

［３］柱と壁を含む補強例
［３−１］第６実施形態
図１６は、柱１の一面の両側に袖壁４が連続して施工された建造物を補強した第６実施形態を示している。この場合には、柱１と両側の袖壁４が平坦に連続する面が補強対象面１４ａであり、左右対称の一対の鋼板３５で鋼板ユニット３０Ｅが構成される。鋼板３５は、柱１から袖壁４にわたって柱１と間隔を空けて平坦に配設される主板部３５１の一端部に、袖壁４に近接するようにクランク状に屈曲部３５２が形成されたもので、屈曲部３５２の端部には、柱１に挿入されるボルト８４が通される。

鋼板３５の互いに隣接する側縁には、上下方向に延びる縦リブ３９１が形成されており、これら縦リブ３９１どうしが重ね合わされて直接当接した状態となっている。鋼板ユニット３０Ｅは、鋼板３５の上下端に形成されている横リブ３９を重ねて複数段に積層され、補強対象面１４ａを覆って施工される。そして、補強対象面１４ａの、左右の鋼板３５の主板部３５１に対応する部分にはアンカー８１が挿入されて固定され、グラウト材６１中にアンカー８１が埋設される。

［３−２］第７実施形態
図１６では、柱１と袖壁４が平坦に連続する面を補強対象面としていたが、図１７は、柱１が突出する側の面を補強対象面１４ｂとする第７実施形態を示している。この場合は、柱１の２つの外隅側の角部１１ｂに対応する２枚のＬ字状の鋼板３６と、柱１と袖壁４とで形成される２つの内隅側の角部１１ｃに対応する２枚のＬ字状の鋼板３７とが左右対称に組まれて、鋼板ユニット３０Ｆが構成される。

この場合も、互いに隣接する鋼板３６，３７の側縁には、上下方向に延びる縦リブ３９１が形成されており、これら縦リブ３９１どうしが重ね合わされて直接当接した状態となっている。鋼板ユニット３０Ｆは、鋼板３６，３７の上下端に形成されている横リブ３９を重ねて複数段に積層され、補強対象面１４ｂを覆って施工される。両側の鋼板３７の端部には、袖壁４に挿入されるボルト８４が通される。図示例では上記のようなグラウト材６１に埋設されるアンカー８１は柱１に挿入されていないが、同様にアンカー８１を設けてもよい。

［４］柱・梁接合部の補強
［４−１］第８実施形態
次に、図１８〜図２０を参照して柱１の４面に梁３が直交して接合された柱・梁接合部を本発明を適用することによって補強した第８実施形態を説明する。この場合、梁３の上面には床スラブ２が施工されている。柱１、梁３および床スラブ２は、いずれも既設の鉄筋コンクリート製の建造物の躯体である。

第８実施形態では、はじめに、柱１の周囲に、角部１１に対応して補強用の鉄筋２１を鉛直方向に立てて保持する。また、特に梁３と重なる部分の鉄筋２１の周囲には、鉄筋２１に通した螺旋フープ筋２２を巻いた状態として保持する。次に、柱１の周囲に、上記第２実施形態と同様に、縦リブ３９１および横リブ３９を有する４枚のＬ字状の鋼板３１を配列して鋼板ユニット３０Ａを組み、梁３の上下の柱１に、鋼板ユニット３０Ａを積層する。

また、図１９に示すように、柱１と、柱１よりも幅が小さい梁３が十字状に交わる接合部の外面を、柱１および梁３との間に一定間隔をおいて配列した側面鋼板３８１で覆う。側面鋼板３８１は、床スラブ２の下面に沿った上端部が、床スラブ２にボルト８４で固定される。側面鋼板３８１の梁３を覆う下端部は梁３の下面に沿って屈曲し、その先端部の間が、内側に配された継手鋼板４１で塞がれる。この継手鋼板４１は、少なくとも一方側の側面鋼板３８１にスポット溶接等の手段で固着される。また、図２０に示すように、側面鋼板３８１の横方向端部は、梁３の側面に近接するようにクランク状に屈曲し、その端部には、梁３に固定されるボルト８４が通される。

この場合の工法手順は、柱１を覆う鋼板ユニット３０Ａと側面鋼板３８１を施工して柱・梁接合部をこれら鋼板で覆った後、鋼板表面に繊維シート５１を接着する。次いで、各鋼板と柱１および梁３との間の空間へのグラウト材６１の充填を行い、最後に、柱１の部分の繊維シート５１の表面にモルタル層７１を形成して完了する。

［４−２］第９実施形態
図２１〜図２４は、柱１の３面に梁３が直交して接合された柱・梁接合部に本発明を適用して補強した第９実施形態を示している。この場合、柱１の両側に延びる梁３は外面（図２４で下側の面）側で面一の状態に施工されており、柱１および柱１から両側の梁３に連なる平坦な外面が補強対象面１３ａとなっている。

第９実施形態では、図２２に示すように、柱１の外面（補強対象面１３ａ）に、図１３で示したものと同様の長板部３２２と短板部３２３とを有するＬ字状の鋼板３２を２枚１組とする鋼板ユニット３０Ｂを配設する。鋼板３２の互いに突き当てられる側縁には、上下方向に延びる縦リブ３９１が形成されており、縦リブ３９１どうしが重ね合わされて直接当接した状態となっている。また、鋼板３２の上端および下端には、内側に直角に折り曲げ加工することにより横リブ３９がそれぞれ形成されている。そして鋼板ユニット３０Ｂを、リブ３９を重ねることにより積層して柱１が覆われ、鋼板３２の表面に繊維シート５１が接着される。２枚の鋼板３２の短板部３２３間にわたりタイバー８２を貫通させており、タイバー８２の両端をナット８３で締め込んで緊張状態に締結し、タイバー８２をグラウト材６１中に埋め込んでいる。

また、図２１および図２３に示すように、柱１と柱１の両側の梁３からなる平坦な外面（補強対象面１３ａ）には左右一対の梁部鋼板３８３が補強対象面１３ａと間隔を空けて配設される。梁部鋼板３８３の互いに隣接する側縁には、上下方向に延びる縦リブ３９１が形成されており、これら縦リブ３９１どうしが重ね合わされて直接当接した状態となっている。また、梁部鋼板３８３の離れた側の端部は梁３の側面に近接するようにクランク状に屈曲し、その端部には、梁３に固定されるボルト８４が通される。梁部鋼板３８３が施工される前に、梁３に複数のアンカー８１を挿入して固定される。図２０に示すように、梁部鋼板３８３の縦断面形状は床スラブ２および梁３の表面に沿って屈曲しており、上端部側はボルト８４で床スラブ２に固定されている。

第９実施形態においては、柱１の外面に対する鋼板ユニット３０Ａと、柱・梁の外面に対する左右２枚の梁部鋼板３８３を施工し、鋼板３１と梁部鋼板３８３の表面に繊維シート５１を接着し、次いで、鋼板３１，３８３と柱１および梁３との間の空間へグラウト材６１の充填を行い、最後に、繊維シート５１の表面にモルタル層７１を形成する。

１…柱
３…梁
３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７…鋼板
３８１…側面鋼板
３８３…梁部鋼板
３９１…縦リブ
５１…繊維シート
６１…グラウト材
７１…モルタル層
７１Ａ…微細モルタル
７１Ｂ…二次モルタル
９１…粘弾性部材

Claims (7)

1. 既設の建造物の表面に対面させた複数の鋼板を、該表面に沿って水平方向に配列して前記表面を覆う鋼板配列工程と、
   前記建造物の表面と、前記鋼板との間に、グラウト材を充填するグラウト材充填工程と、
   を備え、
   前記複数の鋼板の水平方向に互いに隣接する側縁に、前記建造物側に突出して略上下方向に延びる縦リブが形成されており、隣接する該縦リブどうしが、非係合状態であって、所定の力による振動を受けた場合に、少なくとも、互いに該縦リブの面方向に沿った水平方向および上下方向、ならびに相手側の該リブから離れる水平方向に相対移動可能に対向した状態とされること
   を特徴とする建造物の補強工法。
2. 隣接する前記縦リブは、直接重ね合わせて当接させた状態、または離間した状態、または縦リブ間に粘弾性部材を挟んだ状態のいずれかの状態であることを特徴とする請求項１に記載の建造物の補強工法。
3. 前記縦リブは、前記鋼板の側縁を折り曲げ加工して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の建造物の補強工法。
4. 前記鋼板の表面に繊維シートを張って接着する繊維シート接着工程を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の建造物の補強工法。
5. 前記繊維シート接着工程で鋼板の表面に張られた前記繊維シートの表面に、仕上げ材としてモルタルを塗布するモルタル施工工程を有することを特徴とする請求項４に記載の建造物の補強工法。
6. 前記モルタル施工工程においては、前記繊維シートの表面に、含有セメントが微粒子状である微細モルタルを塗布する一次モルタル施工工程と、この微細モルタルの表面に二次モルタルを塗布する二次モルタル施工工程とを行うことを特徴とする請求項５に記載の建造物の補強工法。
7. 前記二次モルタルは、ポリマーセメントモルタルまたは繊維含有モルタル、もしくはこれらポリマーセメントモルタルおよび繊維含有モルタルの混合物であることを特徴とする請求項６に記載の建造物の補強工法。

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