JP6087077B2 - Reinforced structure of concrete members - Google Patents

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Description

本発明は、後施工により貫通孔が形成されたコンクリート部材の補強構造に関する。   The present invention relates to a reinforcing structure for a concrete member in which a through hole is formed by post-construction.

既存構造物の改修工事等において、コンクリート梁等に設備配管用の貫通孔を形成する場合がある。
梁等の構造体に貫通孔を形成すると、構造体の強度が低下してしまうため、貫通孔が形成された部分において、何らかの補強を行う必要がある。 In renovation work of existing structures, through holes for equipment piping may be formed in concrete beams.
If a through-hole is formed in a structure such as a beam, the strength of the structure is reduced. Therefore, it is necessary to perform some reinforcement in the portion where the through-hole is formed.

このようなコンクリート部材の補強方法として、例えば特許文献１では、コンクリート部材の表面から隙間をあけて鋼板を取り付け、この隙間に無収縮モルタルを充填する補強方法が開示されている。   As a method for reinforcing such a concrete member, for example, Patent Document 1 discloses a reinforcing method in which a steel plate is attached with a gap from the surface of the concrete member, and a non-shrink mortar is filled in the gap.

また、特許文献２には、コンクリート部材の表面を部分的に除去し、その除去部分に後施工アンカーを介して鋼板を固定した後、この鋼板を覆うようにグラウトを塗着する補強方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a reinforcing method in which the surface of a concrete member is partially removed, a steel plate is fixed to the removed portion via a post-construction anchor, and then grout is applied so as to cover the steel plate. Has been.

特開２００８−３１８２１号公報JP 2008-31821 A 特開２０１１−２１３７９号公報JP 2011-21379 A

特許文献１または特許文献２の補強方法により構成された補強構造では、地震時等においてコンクリート部材から鋼板へせん断力を伝達する必要がある。せん断力の伝達機構には、接着力や摩擦力のように異なる材料間の界面で直接的に作用するものと、界面と交差するように配設された鋼材等のダボ作用のような間接的なものがある。   In the reinforcing structure configured by the reinforcing method of Patent Document 1 or Patent Document 2, it is necessary to transmit a shearing force from the concrete member to the steel plate during an earthquake or the like. There are two types of shear force transmission mechanisms: one that acts directly at the interface between different materials, such as adhesive force and friction force, and the other, such as the dowel action of steel that is arranged to intersect the interface. There is something.

前記従来の補強方法では、無収縮モルタルを介してコンクリート部材と鋼板との一体化を図っているものの、無収縮モルタルではせん断力を伝達するための接着力が不十分であった。一方、後施工アンカーによるせん断力の伝達を期待する場合には、後施工アンカーを多数設置する必要があり、作業に手間が掛かるとともに、施工費が嵩む。また、供用中の既存建物への採用には、騒音や振動による悪影響も懸念される。   In the conventional reinforcing method, although the concrete member and the steel plate are integrated via the non-shrink mortar, the non-shrink mortar has insufficient adhesive force for transmitting the shearing force. On the other hand, in the case of expecting transmission of shearing force by the post-construction anchor, it is necessary to install a large number of post-construction anchors, which takes time and labor and increases construction costs. In addition, there are concerns about the adverse effects of noise and vibration when used in existing buildings in service.

本発明は、前記の問題点を解決するものであり、簡易かつ安価に構成することが可能で、かつ、貫通孔が形成されたコンクリート部材に対して、コンクリート部材と鋼板との間でのせん断力の伝達能力に優れた補強構造を提案することを課題とする。   The present invention solves the above-described problems, can be configured simply and inexpensively, and shears between a concrete member and a steel plate with respect to a concrete member in which a through hole is formed. The problem is to propose a reinforcing structure with excellent power transmission capability.

前記課題を解決するために、本発明のコンクリート部材の補強構造は、貫通孔が形成されたコンクリート部材の表面に配設された鋼板と、前記コンクリート部材と前記鋼板との間に充填された充填材とを有するものであって、前記鋼板は縞鋼板であり、前記鋼板が配置される前記コンクリート部材の表面には、目荒らし処理で凹凸が形成されているとともに、前記鋼板には、前記貫通孔と同等の形状の開口が形成されているとともに、前記コンクリート部材側の表面に高さの差が１ｍｍ以上の凹凸加工が施されていて、前記開口を前記貫通孔に重ねた状態で前記鋼板が配設されていて、前記鋼板は、面外方向へ座屈しないように、式１を満足する間隔により前記コンクリート部材を貫通して配設された貫通ボルトに螺着されたナット又は式１を満足する間隔により前記コンクリート部材に設置された後施工アンカーの頭部に螺着されたナットを介して導入力が管理された圧縮力で締め付けられていることで前記コンクリート部材に圧着されていることを特徴としている。
Ｂ／ｔ≦６００／Ｆ ０．５ ・・・式１
ここで、Ｂ：貫通ボルト又は後施工アンカーの間隔（ｍｍ）
ｔ：鋼板の厚さ（ｍｍ）
Ｆ：鋼板の許容応力度を決定する場合の基準値（Ｎ／ｍｍ ２ ） In order to solve the above problems, the reinforcing structure for a concrete member according to the present invention includes a steel plate disposed on the surface of the concrete member in which a through hole is formed, and a filling filled between the concrete member and the steel plate. be one having a wood, the steel sheet is diamond plate, the surface of the concrete member in which the steel sheet is disposed, together with the concave convex is formed by roughening treatment, the steel sheet, said An opening having the same shape as the through hole is formed, and the surface on the concrete member side is subjected to uneven processing with a height difference of 1 mm or more, and the opening is overlaid on the through hole. A steel plate is provided, and the steel plate is a nut or formula screwed to a through bolt arranged through the concrete member at an interval satisfying formula 1 so that the steel plate does not buckle in an out-of-plane direction. 1 Rukoto is crimped to said concrete member by introducing force through a nut which is screwed to the head of the installed anchor after being installed in said concrete member is clamped by the compression force which is managed by satisfying spacing It is characterized by.
B / t ≦ 600 / F 0.5 ... Equation 1
Here, B: interval between through bolts or post-installed anchors (mm)
t: Steel sheet thickness (mm)
F: Reference value (N / mm 2 ) for determining the allowable stress level of the steel sheet

かかる補強構造によれば、鋼板の表面に凹凸加工が施されているため、この凹凸により充填材と鋼板との界面における直接的なせん断力の伝達が可能となる。そのため、後施工アンカー等の固定部材の数量を削減することが可能となり、簡易かつ安価にせん断力の伝達能力に優れた補強構造を構成することができる。
なお、凹凸の高さの差は１ｍｍ以上が望ましい。 According to such a reinforcing structure, since the surface of the steel plate is processed with unevenness, the unevenness enables direct shearing force transmission at the interface between the filler and the steel plate. Therefore, the number of fixing members such as post-construction anchors can be reduced, and a reinforcing structure excellent in shear force transmission capability can be configured easily and inexpensively.
In addition, the difference in height of the unevenness is desirably 1 mm or more.

前記鋼板が配置される範囲において、前記コンクリート部材の表面が目荒らしされているため、脆弱部の除去と粗面の形成が可能となる。こうすることで、コンクリート部材と充填材の間のせん断伝達能力が向上するため、より補強効果の高い補強構造を提供することができる。 To the extent that the steel sheet is placed, because been roughened surface eyes of the concrete element, it is possible to form a removal and the rough surface of the fragile portion. By carrying out like this, since the shear transmission capability between a concrete member and a filler improves, the reinforcement structure with a higher reinforcement effect can be provided.

本発明の補強構造によれば、貫通孔が形成されたコンクリート部材に対して、コンクリート部材と鋼板間でのせん断力の伝達能力に優れた補強構造を簡易かつ安価に構成することが可能となる。   According to the reinforcing structure of the present invention, it is possible to easily and inexpensively configure a reinforcing structure excellent in shearing force transmission capability between a concrete member and a steel plate with respect to a concrete member in which a through hole is formed. .

本発明の実施形態に係る補強構造の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline | summary of the reinforcement structure which concerns on embodiment of this invention. 第一の実施形態に係る補強構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the reinforcement structure which concerns on 1st embodiment. 鋼板を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。It is a figure which shows a steel plate, Comprising: (a) is a top view, (b) is an AA arrow line view of (a). ナット締め付けによる圧着力の説明図である。It is explanatory drawing of the crimping | compression-bonding force by nut fastening. 第二の実施形態に係る補強構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the reinforcement structure which concerns on 2nd embodiment. その他の形態に係る補強構造のナットの締め付けによる圧着力の説明図である。It is explanatory drawing of the crimping | compression-bonding force by clamp | tightening the nut of the reinforcement structure which concerns on another form. 解析モデルを示す概略図である。It is the schematic which shows an analysis model. 試験体の目荒らし状況を示す図である。It is a figure which shows the roughening condition of a test body.

以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の補強構造は、図１に示すように、後施工により設備配管用の貫通孔２０が形成されたコンクリート部材（梁２１、壁２２、床スラブ２３等）を補強するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the reinforcing structure of this embodiment reinforces a concrete member (beam 21, wall 22, floor slab 23, etc.) in which a through hole 20 for equipment piping is formed by post-construction.

第一の実施形態の補強構造１は、図２に示すように、貫通孔２０が形成された梁（コンクリート部材）２１の表面に配設された鋼板１１と、梁２１と鋼板１１との間に充填された充填材１２と、鋼板１１を配置するため、あるいはさらに圧着力を付与するための後施工アンカー１３，１３，…とを有している。   As shown in FIG. 2, the reinforcing structure 1 of the first embodiment includes a steel plate 11 disposed on the surface of a beam (concrete member) 21 in which a through hole 20 is formed, and a space between the beam 21 and the steel plate 11. , And post-installed anchors 13, 13,... For arranging the steel plate 11 or for further applying a crimping force.

本実施形態の鋼板１１は、矩形状を呈している。鋼板１１の中央には、梁２１に形成された貫通孔２０の断面形状と同等の形状を有する開口１０が形成されていて、この開口１０の周囲には、後施工アンカー１３，１３，…を挿通するためのボルト孔（図示せず）が形成されている。   The steel plate 11 of the present embodiment has a rectangular shape. In the center of the steel plate 11, an opening 10 having a shape equivalent to the cross-sectional shape of the through hole 20 formed in the beam 21 is formed, and post-construction anchors 13, 13,. Bolt holes (not shown) for insertion are formed.

また、鋼板１１の梁２１側の表面には、凹凸加工が施されている。この凹凸加工の高さの差は１ｍｍ以上となっており、本実施形態では、鋼板１１として、図３に示す縞鋼板を使用している。鋼板１１としては、この縞鋼板のほか、通常の鋼板表面にショットブラスト処理したものや蟻足加工したものを用いることが望ましいが、形状や材料などはこれらに限定されるものではない。   Further, the surface of the steel plate 11 on the beam 21 side is subjected to uneven processing. The difference in height of the unevenness processing is 1 mm or more. In this embodiment, a striped steel plate shown in FIG. As the steel plate 11, in addition to the striped steel plate, it is desirable to use a normal steel plate surface shot-blasted or dovetail-processed, but the shape and material are not limited thereto.

本実施形態では、２枚の鋼板１１，１１により梁２１を挟んでいる。
鋼板１１は、梁２１と鋼板１１との間に充填された充填材１２と、梁２１に植設された後施工アンカー１３，１３，…により梁２１に固定されている。鋼板１１の厚さや大きさは、例えば貫通孔を設けた際に切断された鉄筋と同等以上の断面を有するように決定される。 In this embodiment, the beam 21 is sandwiched between the two steel plates 11 and 11.
The steel plate 11 is fixed to the beam 21 by a filler 12 filled between the beam 21 and the steel plate 11 and post-installed anchors 13, 13,. The thickness and size of the steel plate 11 are determined, for example, so as to have a cross section equal to or greater than the reinforcing bar cut when the through hole is provided.

充填材１２の材質は限定されるものではないが、本実施形態では無収縮モルタルを採用する。   The material of the filler 12 is not limited, but non-shrink mortar is adopted in this embodiment.

後施工アンカー１３は、梁２１に植設されており、後施工アンカー１３の頭部（露出部分）には、ナット１４が螺着されている。
本実施形態では、図１に示すように、１枚の鋼板１１に対して、４本の後施工アンカー１３が配設されている。 The post-construction anchor 13 is implanted in the beam 21, and a nut 14 is screwed to the head (exposed portion) of the post-construction anchor 13.
In this embodiment, as shown in FIG. 1, four post-installed anchors 13 are provided for one steel plate 11.

後施工アンカー１３，１３，…は、貫通孔２０の周囲を囲うように配設されている。
なお、後施工アンカー１３の本数や配置は、鋼板１１が面外方向に座屈しないように以下の式（１）によって決定することができる。 The post-installed anchors 13, 13,... Are disposed so as to surround the through hole 20.
In addition, the number and arrangement | positioning of the post-construction anchor 13 can be determined by the following formula | equation (1) so that the steel plate 11 may not buckle in an out-of-plane direction.

Ｂ１／ｔ≦６００／Ｆ０．５ ・・・（１）
ここで、Ｂ１：後施工アンカーの間隔（ｍｍ）
ｔ ：鋼板の厚さ（ｍｍ）
Ｆ ：鋼板の許容応力度を決定する場合の基準値（Ｎ／ｍｍ２） B 1 / t ≦ 600 / F 0.5 (1)
Where B 1 : Post-installed anchor spacing (mm)
t : Steel sheet thickness (mm)
F : Reference value (N / mm 2 ) when determining the allowable stress level of the steel sheet

次に、第一の実施形態の補強方法について説明する。
補強方法は、鋼板設置工程と、充填工程と、圧着工程とを備えている。 Next, the reinforcing method of the first embodiment will be described.
The reinforcing method includes a steel plate installation process, a filling process, and a crimping process.

鋼板設置工程は、鋼板１１を配置する工程である。
まず、貫通孔２０の周囲に、後施工アンカー１３，１３，…を設置する。 The steel plate installation step is a step of arranging the steel plate 11.
First, post-construction anchors 13, 13,... Are installed around the through-hole 20.

このとき、梁２１の表面に対して、ビシャンハンマーなどによる打撃や高圧水による洗浄によって脆弱部を除去（目荒らし２４）することで、予め梁２１の表面に凹凸を形成しておく。目荒らし処理で形成される凹凸（目荒らし２４）の高さの差は２ｍｍ程度で、鋼板１１が配置される範囲がもれなく全体的に処理されていることが望ましい（図８参照）。なお、梁２１の表面の凹凸は、必要に応じて形成すればよく、必ずしも形成しておく必要はない。また、梁２１の表面の凹凸の形成方法は特に限定されない。   At this time, the surface of the beam 21 is preliminarily formed on the surface of the beam 21 by removing the fragile portion (roughening 24) by striking with the Visham hammer or washing with high pressure water. The difference in height of the unevenness (the roughening 24) formed by the roughening treatment is about 2 mm, and it is desirable that the entire range in which the steel plate 11 is disposed is processed (see FIG. 8). In addition, the unevenness | corrugation of the surface of the beam 21 should just be formed as needed, and does not necessarily need to form. Moreover, the formation method of the unevenness | corrugation of the surface of the beam 21 is not specifically limited.

次に、後施工アンカー１３，１３，…を利用して、鋼板１１を、梁２１の表面から隙間をあけて配置する。
このとき鋼板１１は、鋼板１１の開口１０が、梁２１の貫通孔２０と重なるように配置する。 Next, the steel plate 11 is disposed with a gap from the surface of the beam 21 using the post-construction anchors 13, 13,.
At this time, the steel plate 11 is arranged so that the opening 10 of the steel plate 11 overlaps the through hole 20 of the beam 21.

充填工程は、鋼板１１と梁２１の表面との間に充填材１２を充填する工程である。
充填材１２の充填は、梁２１と鋼板１１との隙間の下縁、側縁および貫通孔２０（開口１０）の縁部をシールした状態で行う。充填材１２の充填時には、鋼板１１をハンマー等で叩くなどして、充填性の確認を行う。 The filling process is a process of filling the filler 12 between the steel plate 11 and the surface of the beam 21.
Filling with the filler 12 is performed in a state where the lower edge, the side edge and the edge of the through hole 20 (opening 10) between the beam 21 and the steel plate 11 are sealed. When the filler 12 is filled, the fillability is confirmed by hitting the steel plate 11 with a hammer or the like.

圧着工程は、充填材１２の硬化後、後施工アンカー１３の頭部に螺着されたナット１４により、鋼板１１を締め付ける工程である。圧着工程は充填材が十分に強度発現した段階で行うことが望ましいが、目標強度の半分程度の段階で行っても効果を期待できる。
ナット１４により締め付けることで、図４に示すように、鋼板１１と充填材１２との界面に圧着力Ｐが作用する。圧着力Ｐの導入管理は、たとえばトルク管理法などで行う。 The crimping process is a process of tightening the steel plate 11 with the nut 14 screwed to the head of the post-construction anchor 13 after the filler 12 is cured. The crimping process is desirably performed at a stage where the filler has sufficiently developed strength, but an effect can be expected even when it is performed at a stage about half the target strength.
By tightening with the nut 14, as shown in FIG. 4, the crimping force P acts on the interface between the steel plate 11 and the filler 12. The introduction management of the crimping force P is performed by, for example, a torque management method.

次に、第二の実施形態の補強構造２について説明する。
第二の実施形態の補強構造２は、図５に示すように、貫通孔２０が形成された壁（コンクリート部材）２２の表面に配設された鋼板１１と、壁２２と鋼板１１との間に充填された充填材１２と、鋼板１１に対して圧着力を付与する貫通ボルト１５，１５，…とを有している。 Next, the reinforcement structure 2 of 2nd embodiment is demonstrated.
As shown in FIG. 5, the reinforcing structure 2 of the second embodiment includes a steel plate 11 disposed on the surface of a wall (concrete member) 22 in which a through hole 20 is formed, and a space between the wall 22 and the steel plate 11. , And through bolts 15, 15,... For applying a crimping force to the steel plate 11.

本実施形態では、２枚の鋼板１１，１１により壁２２を挟んでいる。鋼板１１は、壁２２と鋼板１１との間に充填された充填材１２と、壁２２を貫通した貫通ボルト１５，１５，…により壁２２に固定されている。   In the present embodiment, the wall 22 is sandwiched between the two steel plates 11 and 11. The steel plate 11 is fixed to the wall 22 by a filler 12 filled between the wall 22 and the steel plate 11 and through bolts 15, 15,.

この他の鋼板１１の構成は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。また、充填材１２の構成も、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。   Since the structure of this other steel plate 11 is the same as the content shown in 1st embodiment, detailed description is abbreviate | omitted. Moreover, since the structure of the filler 12 is also the same as that shown in the first embodiment, a detailed description is omitted.

貫通ボルト１５は、両端部が壁２２から突出した状態で壁２２を貫通している。貫通ボルト１５の端部（壁２２からの突出部分）には、ナット１４が螺着されている。
本実施形態では、図１に示すように、１枚の鋼板１１に対して、４本の貫通ボルト１５，１５，…が配設されている。 The through bolt 15 penetrates the wall 22 with both end portions protruding from the wall 22. A nut 14 is screwed to an end portion (a protruding portion from the wall 22) of the through bolt 15.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, four through bolts 15, 15,.

貫通ボルト１５，１５，…は、貫通孔２０の周囲を囲うように配設されている。
なお、貫通ボルト１５の本数や配置は、鋼板１１が面外方向に座屈しないように以下の式（２）によって決定することができる。 The through bolts 15, 15,... Are arranged so as to surround the through hole 20.
In addition, the number and arrangement | positioning of the penetration bolt 15 can be determined by the following formula | equation (2) so that the steel plate 11 may not buckle in an out-of-plane direction.

Ｂ２／ｔ≦６００／Ｆ０．５ ・・・（２）
ここで、Ｂ２：貫通ボルトの間隔（ｍｍ）
ｔ ：鋼板の厚さ（ｍｍ）
Ｆ ：鋼板の許容応力度を決定する場合の基準値（Ｎ／ｍｍ２） B 2 / t ≦ 600 / F 0.5 (2)
Here, B 2 : spacing between through bolts (mm)
t : Steel sheet thickness (mm)
F : Reference value (N / mm 2 ) when determining the allowable stress level of the steel sheet

次に、第二の実施形態の補強方法について説明する。
補強方法は、鋼板設置工程と、充填工程と、圧着工程とを備えている。 Next, the reinforcing method of the second embodiment will be described.
The reinforcing method includes a steel plate installation process, a filling process, and a crimping process.

鋼板設置工程は、鋼板１１を配置する工程である。
まず、壁２２の貫通孔２０の周囲に、壁２２を貫通するボルト孔を形成し、このボルト孔に貫通ボルト１５，１５，…を挿通する。ボルト孔は小径のコア抜きやドリルによって形成することができるが、形成方法は特に限定されない。 The steel plate installation step is a step of arranging the steel plate 11.
First, a bolt hole penetrating the wall 22 is formed around the through hole 20 of the wall 22, and the through bolts 15, 15,... Are inserted into the bolt hole. The bolt hole can be formed by small-diameter core drilling or drilling, but the forming method is not particularly limited.

このとき、壁２２の表面に対して、ビシャンハンマーなどによる打撃や高圧水による洗浄によって脆弱部を除去（目荒らし２４）することで、予め壁２２の表面に凹凸を形成しておく。目荒らし処理で形成される凹凸（目荒らし２４）の高さの差は２ｍｍ程度で、鋼板１１が配置される範囲がもれなく全体的に処理されていることが望ましい。なお、壁２２の表面の凹凸は、必要に応じて形成すればよく、必ずしも形成しておく必要はない。また、壁２２の表面の凹凸の形成方法は特に限定されない。   At this time, unevenness is previously formed on the surface of the wall 22 by removing the weakened portion (roughening 24) by hitting the surface of the wall 22 with a Visham hammer or washing with high-pressure water. The difference in height of the unevenness (the roughening 24) formed by the roughening treatment is about 2 mm, and it is desirable that the entire area where the steel plate 11 is disposed is processed completely. In addition, the unevenness | corrugation of the surface of the wall 22 should just be formed as needed, and does not necessarily need to form. Moreover, the formation method of the unevenness | corrugation of the surface of the wall 22 is not specifically limited.

次に、貫通ボルト１５，１５，…を利用して、鋼板１１を、壁２２の表面から隙間をあけて配置する。
このとき鋼板１１は、鋼板１１の開口１０が、壁２２の貫通孔２０と重なるように配置する。 Next, the steel plate 11 is disposed with a gap from the surface of the wall 22 using the through bolts 15, 15,.
At this time, the steel plate 11 is arranged so that the opening 10 of the steel plate 11 overlaps the through hole 20 of the wall 22.

充填工程は、鋼板１１と壁２２の表面との間に充填材１２を充填する工程である。
充填材１２の充填は、壁２２と鋼板１１との隙間の下縁、側縁および貫通孔２０（開口１０）の縁部をシールした状態で行う。充填材１２の充填時には、鋼板１１をハンマー等で叩くなどして、充填性の確認を行う。 The filling step is a step of filling the filler 12 between the steel plate 11 and the surface of the wall 22.
Filling with the filler 12 is performed in a state where the lower edge, the side edge, and the edge of the through hole 20 (opening 10) between the wall 22 and the steel plate 11 are sealed. When the filler 12 is filled, the fillability is confirmed by hitting the steel plate 11 with a hammer or the like.

圧着工程は、充填材１２の硬化後、貫通ボルト１５の頭部に螺着されたナット１４により、鋼板１１を締め付ける工程である。圧着工程は充填材が十分に強度発現した段階で行うことが望ましいが、目標強度の半分程度の段階で行っても効果を期待できる。
ナット１４により締め付けることで、図４に示すように、鋼板１１と充填材１２との界面に圧着力Ｐが作用する。圧着力Ｐの導入管理は、たとえばトルク管理法などで行う。 The crimping process is a process of tightening the steel plate 11 with the nut 14 screwed to the head of the through bolt 15 after the filler 12 is cured. The crimping process is desirably performed at a stage where the filler has sufficiently developed strength, but an effect can be expected even when it is performed at a stage about half the target strength.
By tightening with the nut 14, as shown in FIG. 4, the crimping force P acts on the interface between the steel plate 11 and the filler 12. The introduction management of the crimping force P is performed by, for example, a torque management method.

以上のように構成された補強構造１，２によれば、鋼板１１の表面に凹凸が形成されているため、鋼板１１と充填材１２との界面で直接的なせん断伝達が可能となる。
そのため、鋼板１１と充填材１２との間で十分なせん断伝達能力を確保することができ、後施工アンカー１３や貫通ボルト１５の本数を少なくすることができる。 According to the reinforcing structures 1 and 2 configured as described above, since unevenness is formed on the surface of the steel plate 11, direct shear transmission is possible at the interface between the steel plate 11 and the filler 12.
Therefore, sufficient shear transmission capability can be ensured between the steel plate 11 and the filler 12, and the number of post-installed anchors 13 and through bolts 15 can be reduced.

後施工アンカー１３または貫通ボルト１５の本数を削減することで、施工時の手間や材料費を削減することが可能であるとともに、施工時の騒音や振動を削減することができる。
また、後施工アンカー１３または貫通ボルト１５の本数が少なくて済むため、後施工アンカー１３または貫通ボルト１５の設置の自由度が増す。つまり、後施工アンカー１３または貫通ボルト１５の本数が多い場合は、既設の鉄筋の配置や、後施工アンカー１３同士または貫通ボルト１５同士の間隔により配置が制限され、鋼板１１が大きくなる場合がある。一方、本実施形態の補強構造１によれば、鋼板１１の面積を最小限に抑えることが可能である。 By reducing the number of post-construction anchors 13 or through bolts 15, it is possible to reduce labor and material costs during construction, and it is possible to reduce noise and vibration during construction.
Moreover, since the number of post-construction anchors 13 or through-bolts 15 can be small, the degree of freedom of installation of the post-construction anchors 13 or through-bolts 15 increases. That is, when the number of post-construction anchors 13 or through bolts 15 is large, the arrangement of the steel bars 11 may be increased due to the arrangement of existing reinforcing bars and the spacing between the post-construction anchors 13 or the through bolts 15. . On the other hand, according to the reinforcing structure 1 of the present embodiment, the area of the steel plate 11 can be minimized.

また、後施工アンカー１３または貫通ボルト１５を介して鋼板１１に圧着力Ｐを付与するため、より優れたせん断伝達能力を発現する。そのため、補強効果が高い。
後施工アンカー１３または貫通ボルト１５は、鋼板設置工程における鋼板１１の位置決めのための部材と、鋼板１１に対して圧着力Ｐを作用させるための部材とを兼用しているため、合理的な補強構造である。 Moreover, since the crimping | compression-bonding force P is provided to the steel plate 11 via the post-construction anchor 13 or the penetration bolt 15, the outstanding shear transmission capability is expressed. Therefore, the reinforcing effect is high.
Since the post-installed anchor 13 or the through bolt 15 serves as both a member for positioning the steel plate 11 in the steel plate installation step and a member for applying the crimping force P to the steel plate 11, rational reinforcement Structure.

また、鋼板１１が配置される範囲において、コンクリート部材（梁２１や壁２２等）の表面を目荒らしすることで、脆弱部の除去と粗面の形成を行っているため、コンクリート部材と充填材１２との界面におけるせん断伝達性に優れている。また、後施工アンカー１３または貫通ボルト１５を介して圧着力Ｐが付与されているため、コンクリート部材と充填材１２との界面における摩擦抵抗によるせん断伝達性能も向上し、より優れた補強効果を得ることができる。   Moreover, in the range where the steel plate 11 is arrange | positioned, since the surface of a concrete member (the beam 21, the wall 22, etc.) is roughened, since a weak part is removed and a rough surface is formed, a concrete member and a filler 12 is excellent in shear transferability at the interface. In addition, since the crimping force P is applied through the post-construction anchor 13 or the through-bolt 15, the shear transmission performance due to the frictional resistance at the interface between the concrete member and the filler 12 is improved, and a more excellent reinforcing effect is obtained. be able to.

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

例えば、前記実施形態では、コンクリート部材（梁や壁）の両側から補強を行う場合について説明したが、片側のみから補強を行う場合に本発明の補強方法を適用してもよい（図１の補強構造３参照）。特に、補強対象が床スラブの場合における下側からの補強や、補強対象が外壁の場合における外側からの補強等のように、施工が困難な場合に片側からの補強を実施すればよい。   For example, in the above-described embodiment, the case where the reinforcement is performed from both sides of the concrete member (beam or wall) has been described. However, the reinforcement method of the present invention may be applied when the reinforcement is performed from only one side (the reinforcement in FIG. 1). (See Structure 3). In particular, reinforcement from one side may be performed when construction is difficult, such as reinforcement from below when the object to be reinforced is a floor slab or reinforcement from outside when the object to be reinforced is an outer wall.

また、図６に示すように、鋼板１１とナット１４との間に、ナット１４より大きな面積を有した支圧板１６を配置して締め付けてもよい。こうすると、鋼板１１と充填材１２との界面に作用する圧着力Ｐがさらに大きく、かつ、広範囲に作用するため、せん断力の伝達性能がさらに高まる。   Further, as shown in FIG. 6, a bearing plate 16 having an area larger than that of the nut 14 may be arranged between the steel plate 11 and the nut 14 and tightened. By doing so, the pressure P acting on the interface between the steel plate 11 and the filler 12 is further increased and acts over a wide range, so that the shear force transmission performance is further enhanced.

次に、本発明による補強効果を確認するためにＦＥＭ解析と実験による検討を行った結果を示す。
検討対象は図７に示す要素試験体であり、梁や壁に地震力が作用した場合の貫通孔周辺の応力状態をモデル化したものである。 Next, in order to confirm the reinforcement effect by this invention, the result of having examined by FEM analysis and experiment is shown.
The examination object is the element test body shown in FIG. 7, which models the stress state around the through-hole when the seismic force acts on the beam or wall.

試験体２５は、８００×８００×４００ｍｍのコンクリート部材であって、図７に示すように、試験体２５の上下隅角部は加力のために、２００ｍｍの部分を面取りしてある。貫通孔の大きさは２０８ｍｍ、コンクリート圧縮強度は３０Ｎ/ｍｍ２である。 The test body 25 is a 800 × 800 × 400 mm concrete member. As shown in FIG. 7, the upper and lower corners of the test body 25 are chamfered at 200 mm for applying force. The size of the through hole is 208 mm, and the concrete compressive strength is 30 N / mm 2 .

鋼板１１には、厚さが６ｍｍの縞鋼板（図３参照）を用いており、大きさは５５０ｍｍ×５５０ｍｍ、降伏点は２４５Ｎ/ｍｍ２（ＳＳ４００）、貫通孔の大きさは２２０ｍｍである。 The steel plate 11 is a striped steel plate (see FIG. 3) having a thickness of 6 mm, the size is 550 mm × 550 mm, the yield point is 245 N / mm 2 (SS400), and the size of the through hole is 220 mm.

後施工アンカー１３には回転・打撃式の接着系アンカーを用い、埋め込み長さは軸径の７倍とした。後施工アンカー１３と貫通ボルトの軸径はＭ１６とし、図７に示す位置に１２本配置した。支圧板を配置したケースでは、大きさが８０ｍｍ×８０ｍｍ、厚さが１２ｍｍ、降伏点が２４５Ｎ/ｍｍ２（ＳＳ４００）の支圧板をすべての後施工アンカー１３の位置に均等に配した。 The post-installed anchor 13 was a rotary / striking adhesive anchor, and the embedding length was 7 times the shaft diameter. The shaft diameter of the post-construction anchor 13 and the through bolt was M16, and 12 were arranged at the positions shown in FIG. In the case where the bearing plates were arranged, the bearing plates having a size of 80 mm × 80 mm, a thickness of 12 mm, and a yield point of 245 N / mm 2 (SS400) were evenly arranged at the positions of all the post-installed anchors 13.

解析では、コンクリートを平面応力要素で、鉄筋を等価な厚さの薄い板状の要素でモデル化し、コンクリートの非線形性は、圧縮領域ではＣＥＢ−ＦＩＰモデルを、引張領域では出雲モデルで係数Ｃ＝０．８としテンションスティフニングを考慮した。   In the analysis, concrete is modeled by plane stress elements and rebars are modeled by thin plate-like elements of equivalent thickness. The nonlinearity of concrete is expressed by the CEB-FIP model in the compression region and the coefficient C = Tension stiffening was taken into account at 0.8.

なお、「目荒らし有」の試験体２５には、鋼板１１が配置される範囲に対し、ビシャンハンマーによりコンクリートの表面に凹凸の高さの差が２ｍｍ程度で目荒らしを行った。目荒らしは、鋼板１１の設置範囲が洩れなく全体的に処理されるように行った。図８は、ビシャンハンマーによるコンクリート表面の目荒らしの状況をレーザー変位計によって測定した結果である。   In addition, the test piece 25 having the “roughening” was roughened by a Visham hammer with a difference in height of the unevenness of about 2 mm on the surface of the concrete with respect to the range in which the steel plate 11 was arranged. The roughening was performed so that the installation range of the steel plate 11 was processed as a whole without omission. FIG. 8 shows the result of measuring the condition of roughening of the concrete surface by the Visham hammer using a laser displacement meter.

解析及び実験による検討の結果をまとめたものを表１に示す。   Table 1 shows a summary of the results of analysis and experiments.

Figure 0006087077
Figure 0006087077

表１に示す通り、開口あり補強なし（開口＋無補強）の最大耐力は無開口に対して０．５２倍まで低下し、従来技術による補強方法（開口＋通常鋼板＋目荒らし無）では最大耐力は０．７４倍までしか回復しないことが分かる。   As shown in Table 1, the maximum yield strength without reinforcement with openings (openings + no reinforcement) drops to 0.52 times that with no openings, and the maximum with the conventional reinforcement method (openings + normal steel plate + no roughening) It can be seen that the yield strength is recovered only up to 0.74 times.

これに対して本発明を適用した「開口＋凹凸鋼板＋後施工アンカー＋目荒らし有」の場合は０．９１倍、後施工アンカーを貫通ボルトに変更した場合は０．９９倍、さらに支圧板を用いた場合は１．１５倍まで最大耐力が上昇しており、本発明の効果が確認できた。   On the other hand, in the case of “opening + concave steel plate + post-installed anchor + with roughening” to which the present invention is applied, it is 0.91 times when the post-installed anchor is changed to a through bolt, and the bearing plate The maximum proof stress was increased up to 1.15 times, and the effect of the present invention could be confirmed.

１，２ 補強構造
１０ 開口
１１ 鋼板
１２ 充填材
１３ 後施工アンカー
１４ ナット
１５ 貫通ボルト
１６ 支圧板
２０ 貫通孔
２１ 梁（コンクリート部材）
２２ 壁（コンクリート部材）
２３ 床スラブ（コンクリート部材）
２４ 目荒らし DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Reinforcement structure 10 Opening 11 Steel plate 12 Filler 13 Post-construction anchor 14 Nut 15 Through bolt 16 Bearing plate 20 Through hole 21 Beam (concrete member)
22 Wall (concrete member)
23 Floor slab (concrete member)
24.

Claims (1)

貫通孔が形成されたコンクリート部材の表面に配設された鋼板と、
前記コンクリート部材と前記鋼板との間に充填された充填材と、を有するコンクリート部材の補強構造であって、
前記鋼板は縞鋼板であり、
前記鋼板が配置される前記コンクリート部材の表面には、目荒らし処理で凹凸が形成されているとともに、
前記鋼板には、前記貫通孔と同等の形状の開口が形成されているとともに、前記コンクリート部材側の表面に高さの差が１ｍｍ以上の凹凸加工が施されていて、
前記開口を前記貫通孔に重ねた状態で前記鋼板が配設されていて、
前記鋼板は、面外方向へ座屈しないように、式１を満足する間隔により前記コンクリート部材を貫通して配設された貫通ボルトに螺着されたナット又は式１を満足する間隔により前記コンクリート部材に設置された後施工アンカーの頭部に螺着されたナットを介して導入力が管理された圧縮力で締め付けられていることで前記コンクリート部材に圧着されていることを特徴とする、コンクリート部材の補強構造。
Ｂ／ｔ≦６００／Ｆ ０．５ ・・・式１
ここで、Ｂ：貫通ボルト又は後施工アンカーの間隔（ｍｍ）
ｔ：鋼板の厚さ（ｍｍ）
Ｆ：鋼板の許容応力度を決定する場合の基準値（Ｎ／ｍｍ ２ ） A steel plate disposed on the surface of the concrete member in which the through hole is formed;
A reinforcing structure for a concrete member having a filler filled between the concrete member and the steel plate,
The steel plate is a striped steel plate,
On the surface of the concrete member in which the steel sheet is disposed, together with the concave convex is formed by roughening treatment,
In the steel sheet, an opening having the same shape as the through hole is formed, and the surface on the concrete member side is subjected to uneven processing with a height difference of 1 mm or more,
The steel plate is disposed in a state where the opening is overlapped with the through hole ,
The steel plate may be a nut screwed to a through bolt disposed through the concrete member at an interval satisfying Equation 1 or an interval satisfying Equation 1 so as not to buckle in an out-of-plane direction. It characterized that you have been crimped to the concrete member by introducing force through a nut which is screwed to the head of the installed anchor after it is installed in the member is clamped by the compression force which is managed, concrete Reinforcement structure for members .
B / t ≦ 600 / F 0.5 ... Equation 1
Here, B: interval between through bolts or post-installed anchors (mm)
t: Steel sheet thickness (mm)
F: Reference value (N / mm 2 ) for determining the allowable stress level of the steel sheet
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