JP6638897B2 - 構造物補強用部材及び継手構造 - Google Patents

Description

本発明は、構造物補強用部材及び継手構造に関するものである。

従来より、構造物の補強対策として鋼板巻き立て工法が多用されている。この鋼板巻き立て工法は、建物の柱や梁、橋脚など、構造物の周囲に複数の補強用鋼板（補強板）を配設し、端部同士を溶接して隣り合う補強用鋼板を連結するとともに、補強用鋼板と構造物との間隙にエポキシ樹脂やモルタル等を充填する。これにより、構造物を囲繞するように設置した補強用鋼板が構造物に一体化され、構造物の曲げ耐力、せん断耐力、じん性を大幅に向上させることができる。また、特に圧縮等の負荷によって柱等の構造物の径方向に作用する膨出力に対する耐力を大幅に向上させることができる。

一方、図１０に示すように、補強用鋼板１の端部に継手部材２、３を一体に設け、隣り合う補強用鋼板１の端部の継手部材２、３同士を重ね合わせて係合させるとともに、これら一対の継手部材２、３をボルト止めして連結するように構成したものがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、一対の継手部材２、３はそれぞれ、互いに係合する重ね合わせ面に凹凸部（凹部及び凸部）２ａ、３ａを備えて形成されており、一対の継手部材２、３の凹部と凸部が噛合（係合）することによって隣接する補強用鋼板１の端部同士を強固に連結することができる。

また、継手部材２、３は、凹凸状の加工部を備えた圧延加工用のワークロールに鋼材を送り込んで圧延加工することによって凹部と凸部を形成し、圧延加工後にボルト挿通孔４を穿設して製造される。そして、継手部材２、３を補強用鋼板１の端部に溶接するなどして一体に取り付けることによって構造物補強用部材５、６が製造される。

このように継手部材２、３を備えて構成した構造物補強用部材５、６によれば、溶接作業を不要にし、容易に設置・固定作業を行うことができ、信頼性の高い補強対策を低コスト且つ短時間で構造物に施すことが可能になる。

特許第３１７７７３０号公報 特許第３１７７７３１号公報

ここで、上記従来の構造物補強用部材５、６においては、図１０、図１１に示すように、継手部材２、３が先端から基端側までの各部位で所定の肉厚を確保して形成されるとともに、凹凸部（主噛合部）２ａ、３ａを挟んで先端側、基端側の重ね合わせ面２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃ（先端係合部２ｄ、３ｄと基端係合部２ｅ、３ｅの重ね合わせ面２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃ）が平面状に形成され、これら先端側、基端側の重ね合わせ面２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃが補強用鋼板１の厚さ方向中央を面内に含む基準面Ｐ上に配されるようにして、継手部材２、３が補強用鋼板１の端部に一体に取り付けられている。

そして、この構造物補強用部材５、６においては、地震などによって構造物に外力が作用して、連結した補強用鋼板１同士を離間させる方向の非常に大きな引張力Ｒが一対の継手部材２、３（継手構造）に作用すると、図１２に示すように先端係合部２ｄ、３ｄと基端係合部２ｅ、３ｅが離れるように一対の継手部材２、３に反り変形Ｓが生じる。

このとき、凹凸部２ａ、３ａを挟んで先端側、基端側の重ね合わせ面２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃを補強用鋼板１の厚さ方向中央を面内に含む基準面Ｐ上に配されるように継手部材２、３を構成した上記従来の構造物補強用部材５、６においては、非常に大きな引張力Ｒが作用して継手部材２、３に反り変形Ｓが生じると、凹凸部２ａ、３ａのみで引張力Ｒを受け止めることになり、先端係合部２ｄ、３ｄ、基端係合部２ｅ、３ｅが継手構造の耐力（許容耐力や終局耐力）に寄与しない状態になってしまう。

また、上記従来の構造物補強用部材５、６においては、先端係合部２ｄ、３ｄと基端係合部２ｅ、３ｅの重ね合わせ面２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃを平面状に形成し、これら先端係合部２ｄ、３ｄ、基端係合部２ｅ、３ｅの重ね合わせ面２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃが基準面Ｐ上に配されるように継手部材２、３を形成、配置するため、継手部材２、３の加工精度（寸法精度）、補強用鋼板１への取付精度（設置精度）を高精度で確保することが難しい。

すなわち、継手部材２、３を圧延加工によって製造する際に、先端係合部２ｄ、３ｄと基端係合部２ｅ、３ｅの間の凹凸部２ａ、３ａに大きな圧延応力が作用し、凹凸部２ａ、３ａと先端係合部２ｄ、３ｄ、基端係合部２ｅ、３ｅとの間の圧延応力に大きな差が生じ、先端係合部２ｄ、３ｄや基端係合部２ｅ、３ｅに近い凸部や凹部、特に先端係合部２ｄ、３ｄの側近の凸部や凹部の加工精度を確保することが難しい。

また、先端係合部２ｄ、３ｄと基端係合部２ｅ、３ｅの重ね合わせ面２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃを平面状に形成し、これら重ね合わせ面２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃを基準面Ｐに合わせて継手部材２、３を取り付ける必要が生じることで、その取付精度を確保することが難しい。

本発明は、上記事情に鑑み、従来よりも耐力を高めることを可能にする構造物補強用部材及び継手構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の構造物補強用部材は、構造物の表面に隣接配置されるとともに前記構造物との間に充填材を充填し、前記構造物に一体に設置される構造物補強用部材であって、補強板と、前記補強板の端部に一体に設けられ、隣り合う前記構造物補強用部材の端部同士を連結するための継手部材とを備えて構成され、前記継手部材は、隣り合う前記構造物補強用部材の継手部材同士を重ね合わせた際に互いに噛み合って接合する主噛合部の凹凸部と、前記凹凸部を挟んで先端側、前記補強板側の基端側に設けられ、隣り合う前記構造物補強用部材の継手部材の前記凹凸部同士を係合させた状態で互いの重ね合わせ面同士を面接触させて係合する先端係合部及び基端係合部とを備え、且つ、前記先端係合部の重ね合わせ面を、前記補強板の厚さ方向中央を面内に含む基準面よりも外側に配し、前記基端係合部の重ね合わせ面を前記基準面よりも内側に配して形成されていることを特徴とする。
また、本発明の継手構造は、補強板の端部同士を連結する継手構造であって、一対の継手部材を備えてなり、前記継手部材が、前記継手部材同士を重ね合わせた際に互いに噛み合って接合する主噛合部の凹凸部と、前記凹凸部を挟んで先端側、前記補強板側の基端側に設けられ、前記継手部材の前記凹凸部同士を係合させた状態で互いの重ね合わせ面同士を面接触させて係合する先端係合部及び基端係合部とを備え、且つ、前記先端係合部の重ね合わせ面を、前記補強板の厚さ方向中央を面内に含む基準面よりも外側に配し、前記基端係合部の重ね合わせ面を前記基準面よりも内側に配して形成されていることを特徴とする。

これらの発明においては、継手部材の先端係合部の重ね合わせ面が補強板の厚さ方向中央を面内に含む基準面よりも外側に凸設されている。また、これに応じて基端係合部の重ね合わせ面が基準面よりも内側に凹設されている。これにより、非常に大きな引張力が作用して継手部材に反り変形が生じた場合であっても、一対の継手部材の互いに係合した先端係合部と基端係合部の係合状態を保持することができ、一対の継手部材の互いに噛合した主噛合部の凹凸部だけでなく、先端係合部と基端係合部によっても引張力を受け止めることが可能になる。

よって、先端係合部と基端係合部を継手構造の耐力（許容耐力、終局耐力）に寄与させることが可能になり、従来のように継手部材の先端係合部と基端係合部の重ね合わせ面が基準面上に配された場合と比較し、構造物補強用部材としての耐力を向上させることが可能になる。すなわち、構造物をより好適に補強することが可能になる。

また、本発明の構造物補強用部材において、前記継手部材は、鋼材を圧延加工して製造したものであり、圧延加工用のワークロールに設けられた押え用凸部で前記先端係合部と前記基端係合部の少なくとも一方となる部位を押圧保持しながら圧延加工することにより、前記先端係合部と前記基端係合部の少なくとも一方の重ね合わせ面に前記押え用凸部で押圧保持した形跡があることを特徴とする。
本発明の継手構造において、前記一対の継手部材はそれぞれ、鋼材を圧延加工して製造したものであり、圧延加工用のワークロールに設けられた押え用凸部で前記先端係合部と前記基端係合部の少なくとも一方となる部位を押圧保持しながら圧延加工することにより、前記先端係合部と前記基端係合部の少なくとも一方の重ね合わせ面に前記押え用凸部で押圧保持した形跡があることを特徴とする。

これらの発明においては、継手部材を圧延加工によって製造する際に、圧延加工用のワークロールに押え用凸部を設け、この押え用凸部で押え付け、保持しながら先端係合部及び／又は基端係合部が圧延加工されるため、凹凸部（主噛合部）に大きな圧延応力が作用し、凹凸部と先端係合部、基端係合部との間の圧延応力に大きな差が生じた場合であっても、先端係合部や基端係合部に近い凸部や凹部の加工精度を十分に確保して継手部材を製造することが可能になる。また、このように製造した証拠として、押え用凸部で押圧保持した先端係合部、基端係合部の重ね合わせ面に押え用凸部の形跡が必然的に残ることになる。

そして、先端係合部や基端係合部に近い凸部や凹部の加工精度を十分に確保して継手部材を製造できることによって、従来と比較し、構造物補強用部材としての耐力をさらに向上させることが可能になる。

さらに、本発明の構造物補強用部材において、前記継手部材は、前記凹凸部の凹部及び凸部の接合面のうち、隣り合う前記構造物補強用部材を前記継手部材の基端・先端間方向に引っ張ったときに係合する各係合面と、前記基準面とのなす角度αが９０゜＞α≧４５゜とされ、前記係合面と対向する各係合面と、前記基準面とのなす角度βがα≧βとされ、且つ、基端側から先端に向けてその厚さ寸法が漸次小となるように形成されていることを特徴とする。
本発明の継手構造において、前記一対の継手部材はそれぞれ、前記凹凸部の凹部及び凸部の接合面のうち、前記継手部材の基端・先端間方向に引っ張ったときに係合する各係合面と、前記基準面とのなす角度αが９０゜＞α≧４５゜とされ、前記係合面と対向する各係合面と、前記基準面とのなす角度βがα≧βとされ、且つ、基端側から先端に向けてその厚さ寸法が漸次小となるように形成されていることを特徴とする。

これらの発明においては、隣り合う構造物補強用部材を継手部材の基端・先端間方向に引っ張ったときに係合する各係合面と、基準面とのなす角度αを９０゜＞α≧４５゜とし、かつ、前記係合面と対向する各係合面と、基準面とのなす角度βをα≧βとしたことにより、隣り合う構造物補強用部材の補強板を互いに引き離す方向に引張力が働く際の各継手部材の係合面同士の係合が強固となり、継手部材同士の接合強度が向上する。これにより、構造物をより好適に補強することが可能になる。

また、本発明の構造物補強用部材において、前記継手部材は、前記補強板の端部と対向配置され、前記補強板に溶接して接続する部分に凸形状の鋼板溶接部を設けて形成されていることが望ましい。
本発明の継手構造において、前記継手部材は、前記補強板の端部に溶接して接続する基端側に凸形状の鋼板溶接部を設けて形成されていることが望ましい。

これらの発明においては、補強板の端部に継手部材を突合せ溶接などで溶接する際に、継手部材に凸形状の鋼板溶接部が設けられていることで、この鋼板溶接部が突出している分だけ溶接のど厚を大きく確保することができ、溶接の作業性、溶接の信頼性を高めることが可能になる。

本発明の構造物補強用部材及び継手構造においては、従来と比較し、継手部材ひいては構造物補強用部材の耐力を高めることが可能になる。

本発明の一実施形態に係る構造物の補強構造、構造物補強用部材を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る継手構造（構造物補強用部材の継手部材の接合状態）を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る構造物補強用部材の継手部材を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る継手部材の製造装置を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る構造物の補強構造の施工方法において、取付用治具組立工程の説明に用いた正面図である。 本発明の一実施形態に係る構造物の補強構造の施工方法において、補強板立設工程、補強板連結工程の説明に用いた正面図である。 本発明の一実施形態に係る構造物の補強構造の施工方法において、補強板せり上げ工程の説明に用いた断面図である。 従来の継手構造（継手部材）を示す図である。 本発明の一実施形態に係る構造物の補強構造、構造物補強用部材の変更例を示す図である。 従来の継手構造を示す図である。 従来の継手部材を示す図である。 引張力が作用して従来の継手構造に反り変形が生じる状況を説明するために用いた図である。

以下、図１から図７、図１２を参照し、本発明の一実施形態に係る構造物補強用部材及び継手構造について説明する。

本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２は、図１に示すように、構造物１０の補強対策としての鋼板巻き立て工法に適用される部材である。そして、本実施形態の構造物の補強構造Ｂは、例えば、断面コ字状に形成された一対の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２を建物の柱、橋脚など、断面矩形状の鉄筋コンクリート製の柱などの構造物１０を囲繞するように配置し、これら一対の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２と構造物１０との間隙にエポキシ樹脂やモルタル等の充填剤１１を充填し、一対の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２を構造物１０に一体化して構成されている。

また、本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２は、断面コ字状に形成された補強板１と、補強板１の両端部（両側端部）にそれぞれ溶接などして一体に設けられ、構造物１０を囲繞するように配設されて隣り合う構造物補強用部材Ａ１、Ａ２の端部同士を連結するための２つの継手部材１２、１３（継手構造）とを備えて構成されている。

図１、図２に示すように、継手部材１２、１３は、隣り合う一方の構造物補強用部材Ａ１と他方の構造物補強用部材Ａ２をそれぞれ、柱等の構造物１０を囲繞するように配設した状態で、一方の構造物補強用部材Ａ１の継手部材１２と他方の構造物補強用部材Ａ２の継手部材１３同士が重ね合うように設けられている。

また、図２及び図３に示すように、本実施形態の継手構造を構成する一対の継手部材１２、１３はそれぞれ、継手部材１２、１３同士を重ね合わせた際に互いに噛み合って接合する主噛合部の凹凸部１２ａ、１３ａと、凹凸部１２ａ、１３ａを挟んで先端側と補強板１側の基端側とに設けられ、隣り合う構造物補強用部材Ａ１、Ａ２の継手部材１２、１３の凹凸部１２ａ、１３ａ同士を係合させた状態で互いの重ね合わせ面１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃ同士を面接触させて係合する先端係合部１２ｄ、１３ｄ及び基端係合部１２ｅ、１３ｅとを備えて形成されている。

すなわち、一方の継手部材１２の他方の継手部材１３に係合させる凹凸部（主噛合部）１２ａの重ね合わせ面には、補強板１の隣接する方向への移動を拘束するための複数の凹部と複数の凸部が交互に並んで形成されている。また、他方の継手部材１３の一方の継手部材１２に係合させる凹凸部（主噛合部）１３ａの重ね合わせ面には、補強板１の隣接する方向への移動を拘束するための複数の凸部と複数の凹部が、一方の継手部材１２の凸部に凹部、一方の継手部材１２の凹部に凸部がそれぞれ係合するように交互に並んで形成されている。

そして、各継手部材１２、１３は、これら複数の凸部と複数の凹部からなる凹凸部１２ａ、１３ａを挟んで先端側に先端係合部１２ｄ、１３ｄ、補強板１の端部に接合する基端側に基端係合部１２ｅ、１３ｅをそれぞれ備えて形成されている。また、本実施形態の継手部材１２、１３は、先端から基端側に向けてその厚さ寸法Ｈが漸次大となるように（基端側から先端に向けてその厚さ寸法Ｈが漸次小となるように）形成されている。なお、この厚さ寸法Ｈは継手部材１２、１３の背面１２ｆ、１３ｆと、複数の凸部の先端同士を結ぶ仮想線との間の寸法を意味する。

さらに、各継手部材１２、１３は、凹凸部１２ａ、１３ａの凹部及び凸部の接合面のうち、隣り合う構造物補強用部材Ａ１、Ａ２を略継手部材１２、１３の基端・先端間方向に引っ張ったときに係合する各係合面１４と、補強板１の厚さ方向中央を面内に含む基準面Ｐとのなす角度αが９０゜＞α≧４５゜とされ、且つ、係合面１４と対向する各係合面１５と基準面Ｐとのなす角度βがα≧βとされている。

また、本実施形態においては、各継手部材１２、１３が先端係合部１２ｄ、１３ｄの重ね合わせ面１２ｂ、１３ｂを、補強板１の厚さ方向中央を面内に含む基準面Ｐよりも外側に配し、基端係合部１２ｅ、１３ｅの重ね合わせ面１２ｃ、１３ｃを基準面Ｐよりも内側に配して形成されている。

さらに、各継手部材１２、１３には、先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅにそれぞれ、ボルト挿通孔（不図示）が貫通形成されている。そして、一方の構造物補強用部材Ａ１の継手部材１２と他方の構造物補強用部材Ａ２の継手部材１３同士を重ね合わせた際に、一方の継手部材１２の先端係合部１２ｄのボルト挿通孔と他方の継手部材１３の基端係合部１３ｅのボルト挿通孔とが連通し、一方の継手部材１２の基端係合部１２ｅのボルト挿通孔と他方の継手部材１３の先端係合部１３ｄのボルト挿通孔とが連通する。これとともにボルト挿通孔に内表面側からボルトを挿入し、ボルト挿通孔から外表面側に突出したボルトにワッシャを介してナットを螺着して締結する。

これにより、一対の継手部材１２、１３同士、ひいては一方の構造物補強用部材Ａ１と他方の構造物補強用部材Ａ２の端部同士が強固に連結固定される。

ここで、本実施形態の継手部材１２、１３は、鋼材を圧延加工して製造したものである。

具体的に、この継手部材１２、１３は、例えば図４に示すように、回転軸線Ｏ１、Ｏ２を平行にしつつ所定の間隔をあけて配設した一対の圧延加工用のワークロール１７、１８を備える圧延加工装置１９を使用して製造される。

また、一方のワークロール１７は、その加工部１７ａが回転軸線Ｏ１方向に一定の外径の円柱状に形成されている。

他方のワークロール１８は、その加工部１８ａが回転軸線Ｏ２へ向けて一方の側から他方の側へ漸次縮径する円錐台状に形成されている。また、他方のワークロール１８は、加工部１８ａの表面に、回転軸線Ｏ２と直交して継手部材１２、１３の係合面を形成し、且つ係合面１４、１５を含む凹部及び凸部を形成するための複数の環状突部２１と、複数の環状突部２１を挟んで回転軸線Ｏ１方向の前方側と後方側にそれぞれ設けられ、継手部材１２、１３の先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅをそれぞれ形成するための先端係合部形成部２２、基端係合部形成部２３とを備えて形成されている。

さらに、本実施形態では、他方のワークロール１８の先端係合部形成部２２の表面に、回転軸線Ｏ１と直交して突出し、周方向に延びて繋がる環状の押え用凸部２４が設けられている。この押え用凸部２４は、断面形状を例えば台形状、三角形状などの多角形状、突出方向先端側を凸曲面状にして形成されている。
なお、このような押え用凸部２４は、製造する継手部材１２、１３の形状などに応じて先端係合部形成部２２と基端係合部形成部２３の両方、あるいは基端係合部形成部２３に設けるようにしてもよい。

そして、この圧延加工装置１９では、一対のワークロール１７、１８間に鋼材（被加工物）２０を送り込むと、他方のワークロール１８の加工部１８ａの環状突部２１、先端係合部形成部２２、基端係合部形成部２３が鋼材２０の一方の面に押圧して食い込み、鋼材２０が一対のワークロール１７、１８の間を通って圧延されるとともに、一方の面に凹部及び凸部からなる凹凸部１２ａ、１３ａ、先端係合部１２ｄ、１３ｄ、基端係合部１２ｅ、１３ｅが形成される。

また、本実施形態では、このとき、他方のワークロール１８の先端係合部形成部２２の表面に押え用凸部２４が突設されているため、鋼材２０の先端係合部１２ｄ、１３ｄを形成する部位に押え用凸部２４が押圧して食い込む。これにより、この押え用凸部２４によって鋼材２０の先端係合部１２ｄ、１３ｄを形成する部位を押圧保持した状態で鋼材２０の一方の面に凹凸部１２ａ、１３ａが形成される。

このように、継手部材１２、１３を圧延加工によって製造する際に、他方のワークロール１８に設けた押え用凸部２４で先端係合部１２ｄ、１３ｄを押え付けて保持しながら凹凸部１２ａ、１３ａが圧延加工される。このため、凹凸部１２ａ、１３ａに大きな圧延応力が作用し、凹凸部１２ａ、１３ａと先端係合部１２ｄ、１３ｄとの間の圧延応力に大きな差が生じた場合であっても、先端係合部１２ｄ、１３ｄに近い凸部や凹部が精度よく形成されることになる。

また、図２、図３、図４に示すように、押え用凸部２４で先端係合部１２ｄ、１３ｄを押圧保持しながら凹凸部１２ａ、１３ａを圧延加工することによって、本実施形態の継手部材１２、１３においては、押え用凸部２４で押圧保持した先端係合部１２ｄ、１３ｄの重ね合わせ面１２ｂ、１３ｂに押え用凸部２４が食い込んだ溝状の形跡２５が必然的に形成されて残ることになる。

そして、上記のように圧延加工した鋼材２０にボルト挿通孔を形成し、また、必要に応じて、外表面、内表面に切削加工を施したり、ボルトを点付け溶接などで予め取り付けるなどし、継手部材１２、１３の製造が完了する。

次に、上記構成からなる本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２を備えた構造物の補強構造Ｂを施工する方法の一例について説明する。

はじめに、図５に示すように、例えば基礎部３０上に立設された柱（構造物）１０の根本部分に取付用治具３１を組立固定する。この取付用治具３１は、根本部分に固定される土台３２と、土台３２に基端が回転自在に取り付けられ、柱１０を挟持する方向に回動する２つの梯子状の補強板載置部３３とを備えている（取付用治具組立工程）。

そして、取付用治具３１の補強板載置部３３を回動させて基礎部３０上に倒し、これらの補強板載置部３３上に構造物補強用部材Ａ１、Ａ２をそれぞれ内表面側を上にして載置する。図５、図６に示すように、補強板載置部３３を柱１０を挟持する方向（図中の矢印方向）に向かって回動させ、載置状態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２をそれぞれ立設させる。これにより、一対の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２は互いに向かい合った状態で、且つ柱１０との間に一定の間隙を設けた状態で、柱１０を囲繞するように配設される（補強板立設工程）。

また、このとき、連結された一対の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２の上端部の内表面側に、柱１０との一定の間隙を確保するためのスペーサー、後工程で注入するモルタルなどの充填剤１１の漏出を防止するためのシール用部材などを取り付けておく。

そして、上記のように一対の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２を立設するとともに、一方の構造物補強用部材Ａ１と他方の構造物補強用部材Ａ２の継手部材１２、１３同士を重ね合わせ、互いの継手部材１２、１３の凹凸部１２ａ、１３ａ同士、先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅ同士を係合させる。また、ボルト及びナットで継手部材１２、１３同士を固定連結する（補強板連結工程）。

次に、図７に示すように、組み付けた一対の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２を柱１０に沿って上方へとせり上げ、一対の構造物補強用部材Ａ１の上端を柱１０上の梁３４の下部に当接させる。このとき、仮止め用ボルトを、構造物補強用部材Ａ１、Ａ２の下部に形成された仮止め用貫通孔に貫通させ、この仮止め用貫通孔に対応した位置に柱１０に形成された仮止め用穴に挿入することにより、構造物補強用部材Ａ１、Ａ２がずれ落ちないように仮止めする。さらに、上記の補強板立設工程、補強板連結工程及び補強板せり上げ工程を繰り返し行い、柱１０の周面全体に複数の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２を仮止め状態で取り付ける（補強板せり上げ工程）。

全ての構造物補強用部材Ａ１、Ａ２を仮止めした後、これらの構造物補強用部材Ａ１、Ａ２を本止め固定する。また、これら構造物補強用部材Ａ１、Ａ２の上端部をそれぞれシール用部材を用いてシールする。なお、上下に隣接する構造物補強用部材Ａ１、Ａ２は適宜溶接等して連結固定する（補強板固定工程）。

次に、モルタルなどの充填剤１１を構造物補強用部材Ａ１、Ａ２と柱１０との間隙に注入して充填し、充填剤１１が十分に固化するまで養生する（充填剤注入工程）。
最後に取付用治具３１を解体し、本実施形態の構造物の補強構造Ｂの施工が完了する。

そして、上記のように構成した本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２（構造物の補強構造Ｂ）においては、継手部材１２、１３の先端係合部１２ｄ、１３ｄの重ね合わせ面１２ｂ、１３ｂが補強板１の厚さ方向中央を面内に含む基準面Ｐよりも外側に凸設されている。また、これに応じて基端係合部１２ｅ、１３ｅの重ね合わせ面１２ｃ、１３ｃが基準面Ｐよりも内側に凹設されている。

これにより、地震などによって構造物１０に外力が作用し、連結した構造物補強用部材Ａ１、Ａ２同士を離間させる方向の非常に大きな引張力Ｒが一対の継手部材１２、１３に作用して継手部材１２、１３に反り変形が生じた場合であっても、継手部材１２の先端係合部１２ｄ、１３ｄの重ね合わせ面１２ｂ、１３ｂが基準面Ｐよりも外側に凸設されて継手部材１２、１３の先端係合部１２ｄ、１３ｄ（先端側）の引っかかる部分が大きくなっているため、一対の継手部材１２、１３の互いに係合した先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅの係合状態が保持される。このため、一対の継手部材１２、１３の互いに噛合した凹凸部１２ａ、１３ａだけでなく、先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅによっても引張力Ｒを受け止めることが可能になる。

また、図２に示すように、基端係合部１２ｅ、１３ｅの重ね合わせ面１２ｃ、１３ｃが基準面Ｐよりも内側に凹設されるため、本実施形態の継手部材１２、１３では、先端から基端側に向けてその厚さ寸法Ｈが漸次大となるように形成して、継手部材１２、１３の厚さを確保している。このため、図２、図１２に示すように、継手部材１２、１３の基端側の背面１２ｆ、１３ｆ側が膨らむことになり、本実施形態の継手部材１２、１３においては、従来の継手部材２、３と比較し、基準面Ｐに対する背面１２ｆ、１３ｆの傾斜角度θひいては継手部材１２、１３の中心軸の傾斜角度θが大きくなる（急になる）。そして、厚さＨが同じで、反り変形Ｓの角度が同じであれば、従来の継手部材２、３よりも本実施形態の継手部材１２、１３の方が中心軸の傾斜角度θが大きい分だけ反り量（面外方向の変形量）Ｓが小さくなる。

よって、この点からも一対の継手部材１２、１３の凹凸部１２ａ、１３ａ同士、先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅ同士の係合が外れにくくなり、非常に大きな引張力Ｒが作用した際の継手部材１２、１３の変形抵抗性、ひいては耐力が大きくなる。

すなわち、本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２においては、従来のように継手部材２、３の先端係合部２ｄ、３ｄと基端係合部２ｅ、３ｅの重ね合わせ面２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃが基準面Ｐ上に配された場合と比較し、先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅが継手構造の耐力（許容耐力、終局耐力）に寄与することになり、構造物補強用部材Ａ１、Ａ２としての耐力が向上する。よって、本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２、構造物の補強構造Ｂを設けることで、構造物１０に好適に補強対策が施されることになる。

したがって、本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２及び継手構造においては、継手部材１２、１３の先端係合部１２ｄ、１３ｄの重ね合わせ面１２ｂ、１３ｂが基準面Ｐよりも外側に凸設され、基端係合部１２ｅ、１３ｅの重ね合わせ面１２ｃ、１３ｃが基準面Ｐよりも内側に凹設されていることにより、非常に大きな引張力Ｒが作用して継手部材１２、１３に反り変形Ｓが生じた場合であっても、一対の継手部材１２、１３の互いに係合した先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅの係合状態を保持することができ、一対の継手部材１２、１３の互いに噛合した凹凸部１２ａ、１３ａだけでなく、先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅによっても引張力Ｒを受け止めることが可能になる。

よって、先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅを継手構造の耐力に寄与させることが可能になり、従来と比較し、構造物補強用部材Ａ１、Ａ２としての耐力を向上させることが可能になる。すなわち、構造物１０をより好適に補強することが可能になる。

また、本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２及び継手構造においては、継手部材１２、１３を圧延加工によって製造する際に、圧延加工用のワークロール１８に押え用凸部２４を設け、この押え用凸部２４で押え付け、先端係合部１２ｄ、１３ｄを保持しながら圧延加工する。このため、凹凸部１２ａ、１３ａに大きな圧延応力が作用し、凹凸部１２ａ、１３ａと先端係合部１２ｄ、１３ｄとの間の圧延応力に大きな差が生じた場合であっても、先端係合部１２ｄ、１３ｄに近い凸部や凹部の加工精度を十分に確保して継手部材１２、１３を製造することが可能になる。

そして、先端係合部１２ｄ、１３ｄに近い凸部や凹部の加工精度を十分に確保して継手部材１２、１３を製造できることによって、従来と比較し、構造物補強用部材Ａ１、Ａ２としての耐力をさらに向上させることが可能になる。

なお、継手部材１２、１３が基端側から先端に向かってその厚さ寸法Ｈが漸次小となるように形成されている場合には、先端係合部１２ｄ、１３ｄの側近の凹部や凸部の加工精度を確保しにくくなるため、本実施形態のように先端係合部１２ｄ、１３ｄ（先端係合部１２ｄ、１３ｄが形成される部位）を押圧保持することが好ましい。すなわち、先端係合部１２ｄ、１３ｄを押圧保持することに限定するのではなく、継手部材１２、１３の形状、凹部や凸部の数、長さなどに応じて、選択的に先端係合部１２ｄ、１３ｄと基端係合部１２ｅ、１３ｅのいずれか、もしくは双方を押圧保持し、精度よく凹凸部１２ａ、１３ａを加工できるようにすればよい。

さらに、本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２及び継手構造においては、隣り合う構造物補強用部材Ａ１、Ａ２を継手部材１２、１３の基端・先端間方向に引っ張ったときに係合する各係合面１４と、基準面Ｐとのなす角度αを９０゜＞α≧４５゜とし、かつ、係合面１４と対向する各係合面１５と、基準面Ｐとのなす角度βをα≧βとしたことにより、隣り合う構造物補強用部材Ａ１、Ａ２の補強板１を互いに引き離す方向に引張力Ｒが働く際の各継手部材１２、１３の係合面１４、１５同士の係合が強固となり、継手部材１２、１３同士の接合強度が向上する。これにより、構造物１０をより好適に補強することが可能になる。

よって、本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２及び継手構造によれば、従来と比較し、継手部材１２、１３ひいては構造物補強用部材Ａ１、Ａ２の耐力を高めることが可能になり、また、継手部材１２、１３の加工精度を高めることが可能になるとともに、これに伴いさらなる継手部材１２、１３ひいては構造物補強用部材Ａ１、Ａ２の耐力の向上を図ることが可能になる。

以上、本発明に係る構造物補強用部材及び継手構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施形態では、補強対象の構造物１０が鉄筋コンクリート製の柱であるものとして説明を行ったが、鉄骨柱、鋼管柱、充填コンクリート鋼管柱など、鉄筋コンクリート柱以外の柱部材であってもよく、また、本発明に係る構造物はトラス梁等の水平部材、斜材等の梁部材等、柱部材以外であってもよい。さらに、柱や梁等の構造物は、断面形状を矩形（方形）に限定する必要もない。

また、本実施形態では、本発明に係る構造物補強用部材が鋼板巻き立て工法に適用される部材であるものとし、補強板１が鋼板であるものとして説明を行ったが、本発明に係る補強板は、構造物１０を囲繞するように設置して補強効果を得ることが可能であれば、鋼板以外に、例えばステンレススチール板、ジュラルミン板、アルミニウム板、ガラス繊維等の繊維材を補強材とした繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等、他の素材で構成したものであってもよい。

また、継手部材１２、１３を補強板１に溶接して一体に設けるように説明を行ったが、ボルト接合など、他の接合手段を用いて継手部材１２、１３を補強板１に取り付けても勿論構わない。

ここで、図８に示すように、従来、継手部材２、３を補強板（鋼板）１に溶接によって一体化する場合には、継手部材２、３の内側（凹凸部側、鋸刃面）を突き合せ溶接３５で、外側（背面側）を隅肉溶接３６で一体化している。また、突き合せ溶接３５の補強板１側ののど厚ｔ１は、補強板１の厚さと同等にし、誤差の許容値ｔ２を０〜１ｍｍとしている。一方、継手部材２、３側ののど厚ｔ３は継手部材２、３の形状に応じ、補強板１側ののど厚ｔ１よりも小さくしている。

そして、このように継手部材２、３を補強板１に溶接するにあたり、継手部材２、３側ののど厚ｔ３と、補強板１側ののど厚ｔ１の高さ（厚さ）が違うことにより、溶接寸法精度を確保することが難しくなり、且つ溶接作業に多くの時間を要する等の不都合が生じていた。

これに対し、本実施形態の構造物補強用部材Ａ１、Ａ２においては、図９に示すように、継手部材１２、１３の基端部側で内側の鋼板溶接部３７を従来よりも突出させて（凸形状にして）構成してもよい。また、凸形状の鋼板溶接部３７はその勾配を緩くして形成することが望ましい。

そして、このように凸形状の鋼板溶接部３７を設けたり、鋼板溶接部３７の勾配を緩くして形成すると、この鋼板溶接部３７によって、継手部材２、３側ののど厚ｔ３を確保することができ、また、好適な溶接空間を形成することができ、突き合せ溶接３５で一体化しやすくなる。これにより、容易に溶接寸法の品質を確保することが可能になり、また、溶接作業時間を短縮することが可能になる。
さらに、凸形状の鋼板溶接部３７とかみ合わせる側の継手の先端部の形状を合わせることにより、かみ合わせ時の位置合わせがより容易になるとともに略基準面方向のずれが抑制される。

１ 補強用鋼板（補強板）
２ 従来の継手部材
２ａ 凹凸部
２ｂ 重ね合わせ面
２ｃ 重ね合わせ面
２ｄ 先端係合部
２ｅ 基端係合部
３ 従来の継手部材
３ｂ 重ね合わせ面
３ｃ 重ね合わせ面
３ｄ 先端係合部
３ｅ 基端係合部
４ ボルト挿通孔
５ 従来の構造物補強用部材
６ 従来の構造物補強用部材
１０ 構造物（柱）
１１ 充填剤
１２ 継手部材
１２ａ 凹凸部
１２ｂ 重ね合わせ面
１２ｃ 重ね合わせ面
１２ｄ 先端係合部
１２ｅ 基端係合部
１２ｆ 背面
１３ 継手部材
１３ａ 凹凸部
１３ｂ 重ね合わせ面
１３ｃ 重ね合わせ面
１３ｄ 先端係合部
１３ｅ 基端係合部
１３ｆ 背面
１４ 係合面
１５ 係合面
１７ ワークロール
１７ａ 加工部
１８ ワークロール
１８ａ 加工部
１９ 圧延加工装置
２０ 鋼材
２１ 環状突部
２２ 先端係合部形成部
２３ 基端係合部形成部
２４ 押え用凸部
２５ 形跡
３０ 基礎部
３１ 取付用治具
３２ 土台
３３ 補強板載置部
３５ 突き合せ溶接
３６ 隅肉溶接
３７ 鋼板溶接部
Ａ１ 構造物補強用部材
Ａ２ 構造物補強用部材
Ｂ 構造物の補強構造
Ｈ 厚さ寸法
Ｏ１ 回転軸線
Ｏ２ 回転軸線
Ｐ 基準面
Ｒ 引張力
Ｓ 反り変形（反り変形量）

Claims (8)

1. 構造物の表面に隣接配置されるとともに前記構造物との間に充填材を充填し、前記構造物に一体に設置される構造物補強用部材であって、
   補強板と、前記補強板の端部に一体に設けられ、隣り合う前記構造物補強用部材の端部同士を連結するための継手部材とを備えて構成され、
   前記継手部材は、隣り合う前記構造物補強用部材の継手部材同士を重ね合わせた際に互いに噛み合って接合する主噛合部の凹凸部と、前記凹凸部を挟んで先端側、前記補強板側の基端側に設けられ、隣り合う前記構造物補強用部材の継手部材の前記凹凸部同士を係合させた状態で互いの重ね合わせ面同士を面接触させて係合する先端係合部及び基端係合部とを備え、
   且つ、前記先端係合部の重ね合わせ面を、前記補強板の厚さ方向中央を面内に含む基準面よりも外側に配し、前記基端係合部の重ね合わせ面を前記基準面よりも内側に配して形成されていることを特徴とする構造物補強用部材。
2. 請求項１記載の構造物補強用部材において、
   前記継手部材は、鋼材を圧延加工して製造したものであり、
   圧延加工用のワークロールに設けられた押え用凸部で前記先端係合部と前記基端係合部の少なくとも一方となる部位を押圧保持しながら圧延加工することにより、前記先端係合部と前記基端係合部の少なくとも一方の重ね合わせ面に前記押え用凸部で押圧保持した形跡があることを特徴とする構造物補強用部材。
3. 請求項１または請求項２に記載の構造物補強用部材において、
   前記継手部材は、前記凹凸部の凹部及び凸部の接合面のうち、隣り合う前記構造物補強用部材を前記継手部材の基端・先端間方向に引っ張ったときに係合する各係合面と、前記基準面とのなす角度αが９０°＞α≧４５°とされ、前記係合面と対向する各係合面と、前記基準面とのなす角度βがα≧βとされ、
   且つ、基端側から先端に向けてその厚さ寸法が漸次小となるように形成されていることを特徴とする構造物補強用部材。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の構造物補強用部材において、
   前記継手部材は、前記補強板の端部と対向配置され、前記補強板に溶接して接続する部分に凸形状の鋼板溶接部を設けて形成されていることを特徴とする構造物補強用部材。
5. 補強板の端部同士を連結する継手構造であって、
   一対の継手部材を備えてなり、
   前記継手部材が、前記継手部材同士を重ね合わせた際に互いに噛み合って接合する主噛合部の凹凸部と、前記凹凸部を挟んで先端側、前記補強板側の基端側に設けられ、前記継手部材の前記凹凸部同士を係合させた状態で互いの重ね合わせ面同士を面接触させて係合する先端係合部及び基端係合部とを備え、
   且つ、前記先端係合部の重ね合わせ面を、前記補強板の厚さ方向中央を面内に含む基準面よりも外側に配し、前記基端係合部の重ね合わせ面を前記基準面よりも内側に配して形成されていることを特徴とする継手構造。
6. 請求項５記載の継手構造において、
   前記一対の継手部材はそれぞれ、鋼材を圧延加工して製造したものであり、
   圧延加工用のワークロールに設けられた押え用凸部で前記先端係合部と前記基端係合部の少なくとも一方となる部位を押圧保持しながら圧延加工することにより、前記先端係合部と前記基端係合部の少なくとも一方の重ね合わせ面に前記押え用凸部で押圧保持した形跡があることを特徴とする継手構造。
7. 請求項５または請求項６に記載の継手構造において、
   前記一対の継手部材はそれぞれ、前記凹凸部の凹部及び凸部の接合面のうち、前記継手部材の基端・先端間方向に引っ張ったときに係合する各係合面と、前記基準面とのなす角度αが９０°＞α≧４５°とされ、前記係合面と対向する各係合面と、前記基準面とのなす角度βがα≧βとされ、
   且つ、基端側から先端に向けてその厚さ寸法が漸次小となるように形成されていることを特徴とする継手構造。
8. 請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の継手構造において、
   前記継手部材は、前記補強板の端部に溶接して接続する基端側に凸形状の鋼板溶接部を設けて形成されていることを特徴とする継手構造。

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