JP6161228B1

JP6161228B1 - コンクリート構造物の耐震補強構造

Info

Publication number: JP6161228B1
Application number: JP2017024625A
Authority: JP
Inventors: 栄次槇谷
Original assignee: 槇谷榮次; 新日本建設株式会社
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2037-02-14
Also published as: JP2018131758A

Abstract

【課題】構造が簡単で、製造が容易で組み立て作業が短時間ですみ、狭い空間での配筋作業を省略可能で、固化材との一体化に優れ耐震性能を向上することが可能なコンクリート構造物の耐震補強構造を提供することを目的とする。【解決手段】コンクリート構造物と、コンクリート構造物表面に対して所定間隔をおいて配置され上下に水平補強リブを形成した補強部材と、補強部材の上下水平補強リブの前端に予め溶接手段により固定される交点が溶接手段により固定された縦筋と横筋からなる格子状鉄筋と、格子状鉄筋が予め溶接手段により固定された補強部材とコンクリート構造物間の空隙に充填される固化材と、を備えることを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、コンクリート柱、コンクリート梁、コンクリート梁とコンクリート柱の交差部又はコンクリート柱間のコンクリート壁のいずれかのコンクリート構造物の耐震補強構造に関する。

従来、コンクリート柱、コンクリート梁、コンクリート柱とコンクリート梁の交差部又はコンクリート柱間のコンクリート壁のいずれかのコンクリート構造物の耐震補強構造として、コンクリート構造物と所定の間隔を保持して鋼製の永久型枠で囲み、コンクリート構造物と鋼製の永久型枠の空隙に軸方向筋、副筋からなる補強筋を配筋し、コンクリート構造物と鋼製の永久型枠間の空隙に固化材を充填して固化させ、コンクリート構造物と鋼製の永久型枠を一体化するコンクリート構造物の耐震補強構造が提案されている。

特許第５５１７５１６号公報

しかしながら、従来のコンクリート構造物の耐震補強構造は、鋼製の永久型枠に囲まれた空間に打設固化される固化材と鋼製の永久型枠との一体化が不十分であるという問題と、鋼製の永久型枠の地震時の変位に対する耐久性が十分でないという問題、鋼製の永久型枠とコンクリート構造物間の空隙が非常に狭いため曲げ強度の貢献する軸方向筋、せん断強度の貢献する副筋からなる補強筋の配筋作業が困難であるという問題を有していた。

本発明は、従来技術の持つ課題を解決するもので、構造が簡単で、製造が容易で組み立て作業が短時間ですみ、狭い空間での配筋作業を省略可能で、固化材との一体化に優れ耐震性能を向上することが可能なコンクリート構造物の耐震補強構造を提供することを目的とする。

本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、前記課題を解決するために、コンクリート構造物と、コンクリート構造物表面に対して所定間隔をおいて配置され上下に水平補強リブを形成した補強部材と、補強部材の上下水平補強リブの前端に予め溶接手段により固定される交点が溶接手段により固定された縦筋と横筋からなる格子状鉄筋と、格子状鉄筋が予め溶接手段により固定された補強部材とコンクリート構造物間の空隙に充填される固化材と、を備えることを特徴とする。

また、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、上面視の形状が一文字形、Ｌ字形、コ字形の補強部材を用意しそれらを組み合わせて連結して用いることを特徴とする。

また、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、補強部材の外周に高強度繊維シートを配置することを特徴とする。

また、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、コンクリート構造物の表面から突出する複数のあと施工アンカーを配置することを特徴とする。

また、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、溶接手段を電気抵抗溶接とすることを特徴とする。

また、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造は、コンクリート構造物を、コンクリート柱、コンクリート梁、コンクリート柱とコンクリート梁の交差部、コンクリート柱間のコンクリート壁のいずれかとすることを特徴とする。

コンクリート構造物と、コンクリート構造物表面に対して所定間隔をおいて配置され上下に水平補強リブを形成した補強部材と、補強部材の上下水平補強リブの前端に予め溶接手段により固定される交点が溶接手段により固定された縦筋と横筋からなる格子状鉄筋と、格子状鉄筋が予め溶接手段により固定された補強部材とコンクリート構造物間の空隙に充填される固化材と、を備えることで、コンクリート構造物への補強部材の配置、固定作業が容易に実施可能であり、格子状鉄筋が予め補強部材に溶接手段で固定されているため、狭い空間での配筋作業の必要がなく、正確な位置に縦筋、横筋からなる格子状鉄筋を配筋できるので曲げ強度、せん断強度の向上が可能で、固化材の固化によりコンクリート構造物と格子状鉄筋が溶接手段で固定された補強部材が一体化され、補強部材の上下の水平補強リブが補強部の耐震性をより向上させることが可能となる。
上面視の形状が一文字形、Ｌ字形、コ字形の補強部材を用意しそれらを組み合わせて連結して用いることで、コンクリート構造物の寸法や形状の相違に対して対応が可能になる。
補強部材の外周に高強度繊維シートを配置することで、引張強度とエネルギー減衰性を向上することが可能となる。
コンクリート構造物の表面から突出する複数のあと施工アンカーを配置することで、コンクリート構造物と補強部との一体性を向上させることが可能となる。
溶接手段を電気抵抗溶接とすることで、
コンクリート構造物を、コンクリート柱、コンクリート梁、コンクリート柱とコンクリート梁の交差部、コンクリート柱間のコンクリート壁のいずれかとすることで、形状、寸法の相違するコンクリート構造物へ耐震補強が可能となる。

（ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１、図２は、本発明のコンクリート柱、コンクリート梁、コンクリート柱とコンクリート梁の交差部、コンクリート柱間のコンクリート壁のいずれかコンクリート構造物に用いる補強部材の一実施形態を示す上面図と断面図である。

図１，２に示される実施形態の補強部材１は、上面視コ字形の本体部２と、本体部２の上下に水平に内側に伸びる上下水平補強リブ３、４を備えている。補強部材１に予め溶接手段により固定される格子状鉄筋５は、縦筋６と横筋７の交点が溶接手段で固定されている。溶接手段としては電気抵抗溶接が好ましい。電気抵抗溶接は、対象金属に電極をあてて加圧しながら電流を流し金属の抵抗発熱を利用してナゲットを作り溶融接合する。はんだなどの補助材料を使わずクリーンな接合ができる。格子状鉄筋５のコーナー部に対応する横筋７はＲ字状の曲線とする。

交点を溶接手段により連結された格子状鉄筋５は、補強部材１の上下水平補強リブ３，４に電気抵抗溶接で固定する。格子状鉄筋５の補強部材１への電気抵抗溶接による固定は、工場で実施され、格子状鉄筋５が固定された補強部材１を組み立て現場に搬送して、補強対象のコンクリート構造物に設置する。

図２に示される補強部材１は、上面視一文字形の本体部２に上下水平補強リブ３，４を形成したもので、図３に示される補強部材１は、上面視Ｌ字形の本体部２に上下水平補強リブ３，４を形成したものである。格子状鉄筋５を上下水平補強リブ３，４に溶接手段で予め固定することは図１に示される補強部材１と同様である。図１〜３に示される上面視コ字形、一文字形、Ｌ字形の補強部材１を用意し、補強対象のコンクリート構造物の形状、寸法に対応するように組み合わせて使用する。

図４、図５は、コンクリート構造物としてコンクリート柱８の耐震補強構造を示す上面図と断面図である。コンクリート柱８の両面側又は１面側に上面視コ字形の補強部材１を補強対象の高さまで縦方向に連設して配置する。

補強部材１を縦方向に複数連設する場合、縦筋６、横筋７の交点が溶接手段により固定された格子状鉄筋５を予め複数の補強部材１の上下水平補強リブ３，４に溶接手段で固定する。補強部材１を縦方向に連設する場合、縦筋６が軸方向筋になるので縦筋６の長さを連設する補強部材１の高さとほぼ同じになるよう用溶接手段により連結する。溶接手段としては電気抵抗溶接が望ましい。

格子状鉄筋５が予め溶接手段で固定されているので、狭い空間での配筋作業を省略することが可能になる。また、軸方向筋である縦筋６と副筋となる横筋７が正確な位置に配筋されるので曲げ強度、せん断強度が向上する。

コンクリート柱８に所定高さ毎にあと施工アンカー９を設置する。あと施工アンカー９の突出部は補強部材１に予め溶接手段により固定された格子状筋５の近傍まで伸びるように設置する。あと施工アンカー９は、補強部材１とコンクリート柱８との空隙に充填される固化材の固化により補強部とコンクリート柱８との一体化を促進し耐震性を向上させる。

補強部材１の外周には高強度繊維シート１０を配置する。高強度繊維シート１０の材料としては、カーボン繊維などの無機系繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアレート繊維などの有機系繊維である。これらの繊維で形成される１方向及び２方向の繊維シート３の引張強度は５〜１８０ｔｏｎ／ｍと大きい。補強部材１の外周に高強度繊維シート１０を設置することにより、引張強度と地震エネルギーの減衰性能が向上する。

上面視コ字形の補強部材１のコンクリート柱８との接合面近傍にタイロッド１１を設置し補強部材１を補強する。縦方向に複数連設された補強部材１とコンクリート柱１との間の高強度コンクリートモルタル等の固化材を充填し固化させ、連設された予め格子状鉄筋５が固定された補強部材１とコンクリート柱８が一体化し、耐震性能の高いコンクリート構造物の耐震補強構造となる。図４、図５では、コンクリート柱８の両面側を補強する実施形態を示すが、必要に応じてコンクリート柱８の一面側のみを補強する場合にも適用できるのはいうまでもないことである。

図６は、コンクリート構造物としてコンクリート梁１２の耐震補強構造を示す上面図である。コンクリート梁１２の両面側又は１面側に上面視一文字形の補強部材１を複数補強対象に渡って横方向に連設して配置する。

補強部材１を横方向に複数連設する場合、縦筋６、横筋７の交点が溶接手段により固定された格子状鉄筋５を予め複数の補強部材１の上下水平補強リブ３，４に溶接手段で固定する。補強部材１を横方向に連設する場合、横筋７が軸方向筋になるので横筋７の長さを連設する補強部材１の長さとほぼ同じになるよう溶接手段により連結する。溶接手段としては電気抵抗溶接が望ましい。横方向に連設される補強部材１の両端に位置する補強部材１を固定ボルト１３で固定する。

格子状鉄筋５が予め溶接手段で固定されているので、狭い空間での配筋作業を省略することが可能になる。また、軸方向筋である横筋７と副筋となる縦筋６が正確な位置に配筋されるので曲げ強度、せん断強度が向上する。

コンクリート梁１２に所定長さ毎にあと施工アンカー９を設置する。あと施工アンカー９の突出部は補強部材１に予め溶接手段により固定された格子状筋５の近傍まで伸びるように設置する。あと施工アンカー９は、補強部材１とコンクリート梁１２との空隙に充填される固化材の固化により補強部とコンクリート梁１２との一体化を促進し耐震性を向上させる。

横方向に複数連設された補強部材１とコンクリート梁１２との間の高強度コンクリートモルタル等の固化材を充填し固化させ、連設された予め格子状鉄筋５が固定された補強部材１とコンクリート梁１２が一体化し、耐震性能の高いコンクリート構造物の耐震補強構造となる。図６では、コンクリート梁１２の両面側を補強する実施形態を示すが、必要に応じてコンクリート梁１２の一面側のみを補強する場合にも適用できるのはいうまでもないことである。

図７は、コンクリート構造物としてコンクリート柱８、８間のコンクリート壁１４の耐震補強構造を示す上面図である。格子状鉄筋５が予め溶接手段で固定された上面視一文字形の補強部材１を横方向、縦方向に連設して補強対象のコンクリート壁１４の両面側又は一面側に配置する。両端に位置する補強部材１をコンクリート柱８の側面に固定ボルト１３で固定する。他の構成は、コンクリート柱８、コンクリート梁１２の耐震補強と同様であるので説明を省略する。

図８は、コンクリート柱８とコンクリート梁１２の交差部の耐震補強構造を示す上面図である。図８に示す実施形態では、コンクリート柱８の両側に伸びるコンクリート梁１２の交差部の耐震補強構造をしめすが、コンクリート柱８に３方向に伸びるコンクリート梁１２が交差する場合も、コンクリート柱１２に４方向に伸びるコンクリート梁１２の交差部に適用可能であることは言うまでもない。

コンクリート柱８に対応する部分に、格子状鉄筋５が予め溶接手段で固定された上面視コ字形の補強部材１を配置し、上面視コ字形の補強部材１の両端に格子状鉄筋５が予め溶接手段で固定された上面視Ｌ字形の補強部材１を連結し、上面視Ｌ字形の補強部材１の端部を固定ボルト１３でコンクリート梁１２に固定する。他の構成は、コンクリート柱８、コンクリート梁１２、コンクリート壁１４の耐震補強と同様であるので説明を省略する。

以上のように、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造によれば、上下水平補強リブ３，４を形成した補強部材１に、縦筋６と横筋７の交点を溶接手段で固定した格子状鉄筋を、上下水平補強リブに予め溶接手段で固定しておくことにより、狭い空間での配筋作業の必要がなく、正確な位置に縦筋、横筋からなる格子状鉄筋を配筋できるので曲げ強度、せん断強度の向上が可能で、固化材の固化によりコンクリート構造物と格子状鉄筋が溶接手段で固定された補強部材が一体化され、補強部材の上下の水平補強リブが補強部の耐震性をより向上させることが可能となる。

１：補強部材、２：本体部、３：上水平補強リブ、４：下水平補強リブ、５：格子状鉄筋、６：縦筋、７：横筋、８：コンクリート柱、９：あと施工アンカー、１０：高強度繊維シート、１１：タイロッド、１２：コンクリート梁、１３：固定ボルト、１４：コンクリート壁

Claims

コンクリート構造物と、
コンクリート構造物表面に対して所定間隔をおいて配置され上下に水平補強リブを形成た補強部材と、
補強部材の上下水平補強リブの前端に予め溶接手段により固定される交点が溶接手段により固定された縦筋と横筋からなる格子状鉄筋と、
格子状鉄筋が予め溶接手段により固定された補強部材とコンクリート構造物間の空隙に充填される固化材と、
を備えることを特徴とするコンクリート構造物の耐震補強構造。
上面視の形状が一文字形、Ｌ字形、コ字形の補強部材を用意しそれらを組み合わせて連結して用いることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
補強部材の外周に高強度繊維シートを配置することを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
コンクリート構造物の表面から突出する複数のあと施工アンカーを配置することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
溶接手段を電気抵抗溶接とすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
コンクリート構造物を、コンクリート柱、コンクリート梁、コンクリート柱とコンクリート梁の交差部、コンクリート柱間のコンクリート壁のいずれかとすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。