JP5791058B2 - 建造物の補強構造 - Google Patents

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Description

この発明は、主に既設コンクリート建造物の柱や梁などに囲い鋼板を対向させ、それら囲い鋼板と柱や梁との間に形成された間隔にグラウト材を充填する建造物の補強構造に関する。
この種の補強構造として、特許文献1に開示されたものが従来から知られているが、この従来の補強構造を図4に示している。
図4に示した従来の補強構造は、上記柱1を主囲い鋼板aで補強し、柱1と梁2との交差部を上記主囲い鋼板aとは形態を異にした異形囲い鋼板bで補強している。
上記主囲い鋼板aは、直角に曲げた2枚の分割鋼板3,3の一部を重ね合わせて全体を凹字状にしたものを一単位の主囲い鋼板としている。
また、上記異形囲い鋼板bは、直角に曲げた2枚の分割鋼板4,4の一部を重ね合わせて全体を凹字状にしたものを一単位の異形囲い鋼板とするとともに、その幅方向の寸法を上記柱1の前面すなわち梁2と平行な一側面の幅よりも大きくできるようにしている。そして、これら分割鋼板4,4の端部には取付け片5,5を設けている。
上記のようにした主囲い鋼板aは、その幅を、分割鋼板3,3の重ね合わせ量を調節して、上記柱1の前面の幅と同じにして、上記柱1の前面に沿って積層する。そして、これら積層した主囲い鋼板aの周囲には帯状シート6を接着して、分割鋼板3,3同士及び各主囲い鋼板a同士を一体化している。
また、異形囲い鋼板bは、主囲い鋼板aで囲った柱1の前面と、上記梁2との交差部を囲うとともに、上記取付け片5を貫通させたボルト7で、上記交差部に異形囲い鋼板bを固定する。そして、異形囲い鋼板bの周囲にも帯状シート8を接着して、その分割鋼板4,4を一体化している。
このようにして固定された異形囲い鋼板bは、柱1の前面では上記主囲い鋼板aと連続するが、梁2に対向する面では上記主囲い鋼板aとは不連続になる。
特開2013−181332号公報
上記のようにした従来の建造物の補強構造では、主囲い鋼板aと異形囲い鋼板bとの接合部では、両囲い鋼板a,bが形状的に不連続になるので、それら両囲い鋼板
をまたいで帯状シートを巻き付けることができなくなる。そのために、これら両囲い鋼板の接合部では、両囲い鋼板a,bが帯状シートによって一体化できないので、その分、この接合部の強度が多少落ちるという問題があった。
この発明の目的は、主囲い鋼板と異形囲い鋼板との接合部の強度を十分に保つことができる建造物の補強構造を提供することである。
第1の発明は、 梁、腰壁あるいは垂れ壁のいずれかに交わっている柱であって、これら梁、腰壁あるいは垂れ壁とは交差していない柱の表面を囲う主囲い鋼板と、この主囲い鋼板とは形態を異にするとともに、上記梁、腰壁あるいは垂れ壁との交差部を囲う異形囲い鋼板とを備え、これら主囲い鋼板と異形囲い鋼板とを、上記柱の長手方向に連続して積層し、上記柱と、主囲い鋼板及び異形囲い鋼板との間に形成した間隔にグラウト材を充填する建造物の補強構造に関する。そして、上記主囲い鋼板及び異形囲い鋼板には、積層状態で面一、あるいはほぼ面一になる面であって互いに接合する接合部をまたいで上記柱の長手方向に延伸する連結シートを接着した点に特徴を有する。
なお、上記「ほぼ面一」とは、主囲い鋼板と異形囲い鋼板を積層するとき、両鋼板間に意図的に段差を設けたものではない無視できる程度の誤差を指す。
第2の発明は、上記主囲い鋼板及び異形囲い鋼板の周囲でかつ柱の周方向に沿って、上記連結シートに交差させた帯状シートを接着し、この帯状シートで連結シートを覆う構成にした点に特徴を有する。
第3の発明は、上記連結シートと帯状シートとのそれぞれを縦糸及び横糸からなる繊維シートで構成するとともに、上記連結シートはその縦糸方向を上記柱の長手方向に沿わせ、上記帯状シートはその縦糸を上記柱の周方向に沿わせるとともに、それら両シートの縦糸方向を交差させた点に特徴を有する。
第4の発明は、上記柱の長手方向に沿った方向の上記連結シートの長さを、互いに接合する単位主囲い鋼板と異形囲い鋼板の合計長さと等しいかあるいはほぼ等しい長さにした点に特徴を有する。
第5の発明は、上記主囲い鋼板と異形囲い鋼板のいずれか一方に、上記連結シートに対応する位置であって、上記主囲い鋼板と異形囲い鋼板との上記接合部をまたぐ位置に少なくとも1つの添え板を固定するとともに、この添え板は他方の囲い鋼板と接触する関係位置を保つ一方、上記連結シートと上記添え板との間で、上記接合部を挟持する構成にした点に特徴を有する。
第1の発明の建造物の補強構造によれば、上記主囲い鋼板及び異形囲い鋼板には、積層時に互いに接合する接合部をまたいで上記柱の長手方向に延伸する連結シートを接着したので、主囲い鋼板と異形囲い鋼板とが、それらの積層状態で形態的に連続していなくても、それら両囲い鋼板との接合部を連結シートで一体化することができる。したがって、主囲い鋼板と異形囲い鋼板との接合部の強度が弱かった従来の補強構造の弱点を補うことができる。
第2の発明の建造物の補強構造によれば、連結シートをその連結シートと交差する帯状シートで覆ったので、主囲い鋼板と異形囲い鋼板との接合部は、連結シートと帯状シートとで二重に覆われるので、その強度が大きくなり、補強効果が飛躍的に向上する。
第3の発明の建造物の補強構造によれば、連結シートと帯状シートとの両方を繊維シートで構成するとともに、それらの裂けにくい方向を互いに交差させたので、それら繊維の強さをいかんなく発揮させることができる。
第4の発明の建造物の補強構造によれば、連結シートの長さを十分に長くしたので、特に、第3の発明と相まって、上記接合部における強度を十分に大きく保つことができる。
第5の発明の建造物の補強構造によれば、主囲い鋼板と異形囲い鋼板との接合部を、添え板と連結シートとによって接合部における主囲い鋼板と異形囲い鋼板を挟持できるので、それら接合部がずれることはほとんどなく、当該接合部から柱に亀裂が入ったりしない。
図1は第1実施形態の斜視図である。 図2は添え板を設けた部分の拡大断面図である。 図3は第2実施形態の斜視図である。 従来の建造物の補強構造を示す斜視図である。
図1,2に示した第1実施形態は、柱1と梁2とが交差した建造物の補強構造であって、上記柱1の前面すなわち梁2と平行な柱1の一側面、及び柱1と梁2との交差部を、囲い鋼板で補強する構造に関する。
そして、この第1実施形態における主囲い鋼板aと、異形囲い鋼板bとは従来と同じ構成にしている。
すなわち、主囲い鋼板aは、直角に曲げた2枚の分割鋼板3,3の一部を重ね合わせて全体を凹字状にしている。そして、これら分割鋼板3,3の上記重ね合せ量を調整して、上記凹字状にした主囲い鋼板aの幅を、柱1の幅とほぼ同じにしている。このようにした主囲い鋼板aは、柱1の前面長手方向に沿って複数積層するものである。
さらに、上記主囲い鋼板aであって、最上位に位置する分割鋼板3,3の少なくともいずれか一方には、図2に示す添え板9を固定している。この添え板9は、図2からも明らかなように、当該添え板9の上端を、異形囲い鋼板bの積層方向に突出させている。そして、最上位の主囲い鋼板aに異形囲い鋼板bを積層した状態で、この異形囲い鋼板bが上記添え板9にぴったりと接触するようにしている。
上記のように積層された主囲い鋼板aには、繊維シートからなる複数の帯状シート6を上記柱1の周方向である主囲い鋼板aの周方向に接着している。このようにした帯状シート6は、2〜3重にして接着するが、このときに各主囲い鋼板a同士の主鋼板接合部10を上記帯状シート6がまたぐようにしている。
なお、帯状シート6の重ね合わせ枚数は、求める強度に応じて異なることは当然で、場合によっては1枚だけを接着することもありうる。
しかも、上記のように接着された繊維シートからなる帯状シート6は、主囲い鋼板aの周方向を引っ張り力に対する抗力が大きい方向にしている。例えば、当該繊維が縦糸と横糸とからなる場合には、縦糸方向が引っ張り力に対する抗力の大きい方向になる。したがって、帯状シート6が縦糸及び横糸からなるときには、その縦糸方向を主囲い鋼板aの周方向に沿わせることになる。ただし、繊維によっては、縦糸あるいは横糸の区別なく織られているものがあるが、この場合には、いずれの方向にも上記引っ張り力に対して抗力を発揮するので、繊維の方向性はほとんど問題にならない。
いずれにしても、積層した主囲い鋼板aが互いにずれる方向に対して、帯状シート6は強度を発揮することになる。また、両分割鋼板3,3が、柱1の前面を基準にして前後に離れる方向の力に対しても強度を発揮する。
さらに、上記帯状シート6を、各主囲い鋼板aの積層部分である主鋼板接合部10をまたぐようにして2〜3重に接着すれば、これら各主囲い鋼板aとともに分割鋼板3,3のそれぞれが一体化されることになる。
一方、上記異形囲い鋼板bは、直角に曲げた2枚の分割鋼板4,4の一部を重ね合わせて全体を凹字状にしている。そして、この異形囲い鋼板bの前面を、上記主囲い鋼板aの前面と面一もしくはほぼ面一にするとともに、上記分割鋼板4,4の端部に設けた取付け片5,5を梁2にあてがい、その取付け片5,5にボルト7,7を貫通させて、当該異形囲い鋼板bを上記交差部に固定する。
なお、上記ほぼ面一とは、両鋼板a,bを積層するとき、両鋼板a,b間に意図的に段差を設けたものではない無視できる程度の誤差を指す。
このようにした異形囲い鋼板bは、上記交差部において柱1の前面と梁2の一側面とを囲うようにするが、そのために当該異形囲い鋼板bの幅は、柱1の前面の幅に合わせた主囲い鋼板aよりも広くなる。
そして、上記異形囲い鋼板bには、主囲い鋼板aと同様に、繊維シートからなる帯状シート8を接着する。すなわち、上記異形囲い鋼板bには、繊維シートからなる複数の帯状シート8を、柱1の周方向である異形囲い鋼板bの周方向に接着している。このようにした帯状シート8は、2〜3重にして接着するが、その重ね合わせ枚数は、求める強度に応じて異なることは当然で、場合によっては1枚だけを接着することもありうる。
しかも、上記のように接着された帯状シート8は、上記帯状シート6と同様に、その縦糸方向を上記異形囲い鋼板bの周方向に沿わせている。ただし、繊維の方向性が問題にならない場合があることは上記したと同様である。
いずれにしても、帯状シート8を周方向に接着することによって、分割鋼板4,4が、柱1の前面を基準にして前後に離れる方向の力に対して強度を発揮するとともに、分割鋼板4,4のそれぞれを一体化することになる。
ただし、上記異形囲い鋼板bの幅は、上記したように柱1の前面の幅に合わせた主囲い鋼板aの幅よりも広くなるので、主囲い鋼板aと異形囲い鋼板bとは形態的に不連続にならざるをえない。
したがって、帯状シート6,8を、上記主囲い鋼板aと異形囲い鋼板bとの両鋼板接合部11をまたがせて接着することができない。
そこで、図1に示すように、主囲い鋼板aと異形囲い鋼板bとが面一もしくはほぼ面一となる上記両鋼板接合部11の部分には、繊維シートからなる連結シート12を接着している。
上記のように両鋼板接合部11に接着した上記連結シート12は、上記帯状シート6,8を接着する前に、上記両鋼板接合部11をまたいで接着するとともに、それを上記柱1の長手方向に延伸させている。
そして、柱1の長手方向における連結シート12の長さは、図1に示すように、柱1の長手方向における一単位の主囲い鋼板aと異形囲い鋼板bとの合計長さに等しいか、ほぼ等しくなるようにしている。ただし、求める強度に応じて、その長さは自由に決められることは当然である。
なお、連結シート12は、主囲い鋼板aと異形囲い鋼板bとが面一になる面に相当する幅を覆うことを目的にしているので、その面一となる面のすべてを覆う一枚もののシートを用いてもよいし、図1に示すように何枚ものシートを平行に接着するようにしてもよい。
上記のようにした連結シート12は、原則的には、それを何枚も重ね合わせて使用するが、その重ね合わせ枚数は、求める強度に応じて相違することは当然で、場合によっては1枚だけを接着することもありうる。
また、上記連結シート12は、その縦糸方向を上記柱1の長手方向に沿わせ、縦糸を柱1の周方向に沿わせた帯状シート6と、それらの縦糸方向を互いに交差させている。
このように連結シート12と帯状シート6,8との縦糸方向を互いに交差させたので、それら連結シート12と帯状シート6,8とが相乗的に作用して、上記両鋼板接合部11の接合強度がさらに強くなる。
しかも、上記したように両鋼板接合部11に相当する部分すなわち連結シート12と対応する位置には、添え板9を設けているので、上記両鋼板接合部11は、図2に示すように、内側の添え板9と、外側の連結シート12及び帯状シート6,8とに挟まれた状態になる。したがって、主囲い鋼板aと異形囲い鋼板bとが、柱1の前面を基準にした前後の方向に離れることはなくなるとともに、それら両鋼板接合部11のずれによってグラウト材に亀裂が入ったりしない。
なお、上記添え板9は、主囲い鋼板aと異形囲い鋼板bのいずれか一方に固定されていればよく、要するに両鋼板接合部11をまたいで、それら主囲い鋼板aと異形囲い鋼板bの内面にぴったりと接触すればよい。
また、上記異形囲い鋼板bは、上記主囲い鋼板aからはみ出た部分が、主囲い鋼板aと連続性がなくなるので、当該部分には、図示していない底板を設け、充填したグラウト材を保持できるようにしている。
さらに、上記第1実施形態では、添え板9を最上位の主囲い鋼板aのみに設けたが、それを主鋼板接合部10のすべての位置に対応させるようにしてもよい。
また、上記連結シート12も、上記主鋼板接合部10のすべてをまたぐにようにして接着してもよい。この場合に、連結シート12は、柱1の長さに相当する長さのものを用いてもよいし、上記柱1の長手方向における一単位の主囲い鋼板aの長さ分に等しい連結シート12を、柱1の長手方向に何枚か連続させるようにしてもよい。
さらに、上記第1実施形態では、主囲い鋼板a及び異形囲い鋼板bのそれぞれを分割鋼板3,4で構成したが、これら鋼板は、1枚の鋼板を折り曲げて凹字状にしてもよいが、このような場合にも、帯状シート6,8、連結シート12及び添え板9のそれぞれは有効に機能する。
例えば、上記帯状シート6,8は、グラウト材を充填したときに、主囲い鋼板a及び異形囲い鋼板bが、グラウト材の充填圧で変形したりするのを押さえられる。
また、主囲い鋼板aと異形囲い鋼板bとを1枚の鋼板で構成した場合にも、主鋼板接合部10及び両鋼板接合部11のそれぞれの部分には、ずれ防止の補強が必要になる。
図3に示した第2実施形態は、柱1の両側に腰壁13あるいは垂れ壁14等を設けた建造物であって、これら腰壁13と垂れ壁14との間に位置する柱部分の全周及び腰壁13と垂れ壁14の前後に位置する柱部分が露出している建造物を想定している。
先ず、腰壁13に対応する柱部分を補強する第1異形囲い鋼板b1は、少なくとも一対の鋼板15,15を備えるとともに、それら鋼板15,15の両端部分に取付け片16,16を設けている。
そして、上記第1異形囲い鋼板b1の鋼板15,15は、その取付け片16,16を腰壁13にあてがい、その取付け片16,16間を貫通するボルト23で、当該腰壁13に固定する。このようにして固定された第1異形囲い鋼板b1によって、腰壁13の前後において露出している柱部分全周すなわち腰壁13の部分を除いた柱部分を囲えるようにしている。
一方、上記腰壁13と垂れ壁14との間において、全周が露出している柱部分を覆う主囲い鋼板aは、少なくとも前後2つの鋼板17,17に分割され、これら両鋼板17,17を付き合わせることによって上記露出した柱部分の全周を覆うが、このようにした主囲い鋼板aは、上記第1異形囲い鋼板b1に積層される。
そして、この主囲い鋼板aは、上記腰壁13及び垂れ壁14から外れた部分における柱1のすべてを囲うもので、したがって、その外れた部分の長手方向の長さによっては複数の主囲い鋼板aが積層される場合がある。
また、垂れ壁14に対応する柱部分を補強する第2異形囲い鋼板b2は、少なくとも一対の鋼板18,18を備えるとともに、それら鋼板18,18の両端部分に取付け片19,19を設けている。なお、図3では、一方の鋼板のみが現れ、他方の鋼板は垂れ壁14に隠れた状態になっている
そして、上記第2異形囲い鋼板b2の鋼板18,18は、その取付け片19,19を垂れ壁14にあてがい、その取付け片19,19間を貫通するボルト20で、当該垂れ壁14に固定する。このようにして固定された第2異形囲い鋼板b2によって、垂れ壁14の前後において露出している柱部分全周すなわち垂れ壁14の部分を除いた柱部分を囲えるようにしている。
なお、この第2実施形態においても、第1実施形態と同様の添え板を設けているが、この添え板は、主囲い鋼板aに設けてもよいし、第1,2異形囲い鋼板b1,b2に設けてもよい。また、この添え板は、主囲い鋼板a、第1,2異形囲い鋼板b1,b2のすべての接合部に設けてもよい。ただし、この第2実施形態においては、上記添え板は図示していない。
そして、図3に示すように、第1,2異形囲い鋼板b1,b2と主囲い鋼板aとが面一もしくはほぼ面一になる両鋼板接合部21の部分に、繊維シートからなる連結シート22を接着している。ただし、この連結シート22は、柱1の前面及びこの前面から腰壁13にいたる柱1の側面部分までの範囲、すなわち上記面一もしくはほぼ面一になる部分の前面を接着している。また、この腰壁13及び垂れ壁14を挟んで反対側の面における両鋼板接合部21の部分にも、同様にして連結シート22を接着している。
このようにした連結シート22は、図示していない帯状シートを接着する前に接着するとともに、柱1の長手方向における連結シート22の長さを、図3に示すように、柱1の長手方向における一単位の主囲い鋼板aと第1,2異形囲い鋼板b1,b2との合計長さに等しくなるようにしている。
上記のようにした連結シート22を、両鋼板接合部21をまたいで接着したら、第1,2異形囲い鋼板b1,b2と主囲い鋼板aのそれぞれに、第1実施形態と同様の繊維シートからなる帯状シートを接着する。
ただし、主囲い鋼板aは、柱1の全周に相当する範囲に帯状シートを接着し、第1,2異形囲い鋼板b1,b2は、腰壁13及び垂れ壁14に固定した取付け片16,19の範囲に帯状シートを接着する。
なお、上記連結シート22及び帯状シートは、一枚もののシートを用いてもよいし、何枚ものシートを分割して接着するようにしてもよい。
また、連結シート22及び帯状シートは、原則的には、それを何枚も重ね合わせて使用するが、その重ね合わせ枚数は、求める強度に応じて相違することは当然で、場合によっては1枚だけを接着することもありうることは、第1実施形態と同様である。
さらに、上記連結シート22は繊維の縦糸方向を上記柱1の長手方向に沿わせ、上記帯状シートの縦糸方向と互いに交差するようにしている。
このように連結シート22と帯状シートとの繊維の縦糸方向を互いに交差させたので、それら連結シート22と帯状シートとが相乗的に作用して、上記両鋼板接合部21の接合強度がさらに強くなる。ただし、第1実施形態でも説明したように、繊維によっては、縦糸あるいは横糸の区別なく織られているものがあるが、この場合には、いずれの方向にも引っ張り力に対して抗力を発揮するので、繊維の方向性はほとんど問題にならない。
しかも、上記したように両鋼板接合部21に相当する部分すなわち連結シート22と対応する位置には、添え板を設けているので、上記両鋼板接合部21は、第1実施形態と同様に、内側の添え板と、外側の連結シート22及び帯状シートとに挟まれた状態になる。したがって、主囲い鋼板aと第1,2異形囲い鋼板b1,b2とが、ずれたり柱1の面を基準にした前後の方向に離れたりしなくなり、両鋼板接合部21のずれによってグラウト材に亀裂が入ったりしなくなる。
さらに、この第2実施形態においても、上記連結シート22は、上記すべての主鋼板接合部をまたぐにようにして接着してもよい。この場合に、連結シート22は、柱1の長さに相当する長さのものを用いてもよいし、上記した柱1の長手方向における一単位の主囲い鋼板aと第1異形囲い鋼板b1との合計長さに等しい連結シート12を、柱1の長手方向に何枚か連続させるようにしてもよい。
なお、上記第2実施形態は、腰壁13及び垂れ壁14を備えた柱の補強構造を示したが、腰壁13あるいは垂れ壁14のいずれか一方を備えた柱の補強にも適用できるし、第1実施形態のように柱1の一面のみを補強するものにも適用できる。
また、第1実施形態における異形囲い鋼板bは、柱1と梁2との交差部を覆う形態であり、第2実施形態における第1,2異形囲い鋼板b1,b2は、柱1の両側に設けた腰壁13あるいは垂れ壁14に対応する柱1を覆うものであるが、例えば、柱1を中心にして複数の梁2を設けた交差部分を覆う異形囲い鋼板に対して、柱1の周りを囲う主囲い鋼板で囲うものにも、この発明の補強構造を適用できる。
つまり、積層状態における主囲い鋼板と異形囲い鋼板との、少なくとも一つの面がほぼ面一に連続するとともに、全体的な形態が不連続になるものについては、それらの建造物の形態いかんにかかわりなく、すべてこの発明の補強構造が適用できる。
1 柱
2 梁
a 主囲い鋼板
b 異形囲い鋼板
b1,b2 第1,2異形囲い鋼板
6,8 帯状シート
10 主鋼板接合部
11 両鋼板接合部
12,22 連結シート
21 両鋼板接合部

Claims (5)

  1. 梁、腰壁あるいは垂れ壁のいずれかに交わっている柱であって、これら梁、腰壁あるいは垂れ壁とは交差していない柱の表面を囲う主囲い鋼板と、この主囲い鋼板とは形態を異にするとともに、上記梁、腰壁あるいは垂れ壁との交差部を囲う異形囲い鋼板とを備え、これら主囲い鋼板と異形囲い鋼板とを、上記柱の長手方向に連続して積層し、上記柱と、主囲い鋼板及び異形囲い鋼板との間に形成した間隔にグラウト材を充填する建造物の補強構造において、上記主囲い鋼板及び異形囲い鋼板には、積層状態で面一になる面であって互いに接合する接合部をまたいで上記柱の長手方向に延伸する連結シートを接着した建造物の補強構造。
  2. 上記主囲い鋼板及び異形囲い鋼板の周囲でかつ柱の周方向に沿って、上記連結シートに交差させた帯状シートを接着し、この帯状シートで連結シートを覆う構成にした請求項1に記載された建造物の補強構造。
  3. 上記連結シートと帯状シートとのそれぞれを縦糸及び横糸からなる繊維シートで構成するとともに、上記連結シートはその縦糸方向を上記柱の長手方向に沿わせ、上記帯状シートはその縦糸を上記柱の周方向に沿わせるとともに、それら両シートの縦糸方向を交差させた請求項2に記載された建造物の補強構造。
  4. 上記連結シートは、上記柱の長手方向に沿った方向の長さを、互いに接合する単位主囲い鋼板と異形囲い鋼板の合計長さと等しいかあるいはほぼ等しい長さにした請求項1〜3のいずれか1に記載された建造物の補強構造。
  5. 上記主囲い鋼板と異形囲い鋼板のいずれか一方には、上記連結シートに対応する位置であって、上記主囲い鋼板と異形囲い鋼板とを上記接合部をまたぐ位置に少なくとも1つの添え板を固定するとともに、この添え板は他方の囲い鋼板と接触する関係位置を保つ一方、上記連結シートと上記添え板との間で、上記接合部を挟持する構成にした請求項1〜4のいずれか1に記載された建造物の補強構造。
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