JP6857480B2 - 既設柱の補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、高架橋、橋脚、橋台等の既設柱の補強構造に関する。

従来、高架橋、橋脚、橋台等の既設柱の補強構造であって、既設柱の柱面のうちの一つの面側に機器や店舗部材や壁等の支障物が存在することにより、一つの面側から作業を行うことが困難であって、既設柱の柱面の四面から既設柱を補強する鋼板巻き立て工法の適用が困難である場合の既設柱の補強構造において、既設柱の三面のほぼ全面を覆うように既設柱の延長方向に長い長尺な断面コの字状の鋼板を既設柱に取付けるようにした既設柱の補強構造が知られている（特許文献１参照）。
当該既設柱の補強構造では、鋼板のコの字状の一端部と柱面との間、及び、鋼板のコの字の他端部と柱面との間に、それぞれ、間隔保持部を設け、そして、鋼棒を、鋼板のコの字の一端部と間隔保持部と柱と間隔保持部と鋼板のコの字の他端部とに貫通させて、当該鋼棒の両端部をそれぞれ緊締具で固定することによって、鋼板のコの字の両端部を既設柱に固定し、かつ、鋼板と既設柱の柱面との間にモルタル等の充填材を充填して鋼板と既設柱とを一体化するようにしている。

特開２００８−１９６２８８号公報

しかしながら、上述した従来の既設柱の補強構造は、後述するように、本願発明者の実験結果によって、せん断補強効果は得られるが、変形性能（靱性能）が低いことが判明した。
つまり、従来の既設柱の補強構造では、既設柱の三面のほぼ全面を覆うように既設柱の延長方向に長い長尺な断面コ字状の鋼板を用いているため、鋼板の剛性が大きくなりすぎて、既設柱の曲げ変形に鋼板が追従できずに、鋼板と既設柱とが分離し、既設柱内の主筋で囲まれたコアコンクリートを拘束する効果が小さくなって、既設柱の変形性能が低くなったと考えられる。
本発明は、既設柱の柱面の四面から補強する鋼板巻き立て工法の適用が困難である場合の既設柱の補強構造において、せん断補強効果と同時に変形性能を向上させた既設柱の補強構造を提供するものである。

本発明に係る既設柱の補強構造によれば、断面四角形状の既設柱の外周面のうちの三面に亘って延長して既設柱に取付けられる補強材を、既設柱の延長方向に沿って間隔を隔てて複数設けた既設柱の補強構造であって、既設柱を貫通して両端が既設柱の外周面の互いに対向する面より突出するように設けられた貫通材の両端部側に、既設柱の周方向に延長する補強材の延長方向の両端部側が固定され、かつ、貫通材を既設柱に貫通させるために既設柱に形成された貫通孔の両端開口側において、一部が既設柱内に配筋された帯筋の位置よりも既設柱の中心に近い位置まで埋め込まれて既設柱のコアコンクリートを拘束する補強部材が設けられたので、既設柱に力が加わった場合に、既設柱の曲がりに各補強材が追従しやすくなって、既設柱の変形性能が向上する。即ち、既設柱の柱面の四面から補強する鋼板巻き立て工法の適用が困難である場合において、せん断補強効果と同時に変形性能を向上させた既設柱の補強構造を提供できる。また、既設柱のコアコンクリートを、補強材及び貫通材で囲んで拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、既設柱の変形性能が向上する。また、既設柱のコアコンクリートを、補強部材、補強材、貫通材で囲んで拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、既設柱の水平変位の最大耐力点以降の既設柱の耐力の低下が緩やかになって、既設柱の変形性能がより向上する。
また、補強材は、既設柱の周方向に沿った長さが既設柱の延長方向に沿った長さよりも長い帯状の補強板であるので、既設柱のコアコンクリートを、帯状補強板で拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、既設柱の変形性能が向上する。

既設柱の補強構造を示す斜視図。 補強部を示す分解斜視図。 補強部を示す断面図。 補強部を示す断面図。 実験結果を示すグラフ。 補強部を示す断面図。 補強部を示す断面図。

実施形態１
実施形態１による既設柱の補強構造は、図１に示すように、断面が四角形状（例えば、正方形、長方形、平行四辺形、台形等）の既設柱１の延長方向に沿って間隔を隔てて複数の補強部２を備える。

既設柱１は、例えば、四角柱の外周面を形成する四つの面（柱面）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうちの露出する三面１ａ，１ｂ，１ｃには作業を行うことが可能であるが、一つの面（第１の面）１ｄ側には、機器や店舗部材や壁等の支障物１００が存在することにより、一つの面１ｄ側から作業を行うことが困難な柱である。

各補強部２は、コの字状に形成された補強材としての帯状補強板３と、帯状補強板３のコの字の各端部３１，３１側を既設柱１に固定するための固定手段４と、角部補強手段５とを備える。

帯状補強板３は、既設柱１の外周面のうちの互いに隣り合う三面１ｂ，１ａ，１ｃに亘って対向可能なように、例えば帯状の鋼板をコの字状に形成して構成される。
即ち、帯状補強板３は、既設柱１の外形に対応するように、直線状の帯状の鋼板の延長方向の両端側を折り曲げてコの字状に形成された補強板であり、帯幅方向が既設柱１の延長方向と一致するように配置される。
つまり、帯状補強板３は、既設柱１の周方向に沿った長さが既設柱１の延長方向に沿った長さよりも長い帯状の補強板であって、既設柱１の露出する三面１ａ，１ｂ，１ｃのうちの互いに対向する一対の面１ｂ，１ｃと対向する両方の端部（両端部）３１，３１と、既設柱１の互いに平行に対向する一対の面１ｂ，１ｃと隣り合う面１ａと対向する中央部３２とを備えた構成、即ち、既設柱１の外周面のうちの互いに隣り合う三面１ｂ，１ａ，１ｃと対向する端部３１，３１及び中央部３２を備えるようにコの字状の形成された帯状板である。

帯状補強板３の帯幅Ｈ（既設柱１の延長方向に沿った幅長（図２参照））は、例えば、既設柱１内に配筋された既設柱１の延長方向において互いに隣り合う帯筋１２（図３参照）と帯筋１２との間の間隔よりも短い長さのものを用いる。
また、帯状補強板３，３…の配置間隔Ｗ、即ち、既設柱１の延長方向に沿って配置された延長方向に隣り合う帯状補強板３，３における既設柱１の延長方向に沿った方向の中心位置間の間隔Ｗ（図１参照）は、例えば、帯筋１２の直径よりも大きく、かつ、既設柱１の断面最小径寸法をＤとした場合の１／２Ｄ以下に設定される。
また、帯状補強板３，３…の配置間隔Ｗは、既設柱１内において既設柱１の延長方向に沿って間隔を隔てて配筋された帯筋１２，１２…（図３参照）の配置間隔の整数倍に設定される。
また、帯状補強板３，３…の配置間隔Ｗは、例えば、既設柱１の延長方向の両端部側においては狭く、既設柱１の延長方向の中央部側においては広くなるように設定される（図１参照）。

図２，図３に示すように、固定手段４は、例えば全体がねじ状の節を有するねじ節鉄筋と呼ばれる貫通材としての鉄筋（貫通鉄筋）４１と、既設柱１内に配筋された複数の主筋１１，１１…で囲まれたコアコンクリート（基部コンクリート）を拘束するために一部が既設柱１内に埋め込まれる補強部材４２と、スペーサ４３と、支圧部材４４と、第１ナット４５と、第２ナット４６とを用いて構成される。
補強部材４２は、例えば既設柱１の延長方向に短尺な等辺山形鋼（アングル）により形成される。
スペーサ４３は、補強部材４２として用いる等辺山形鋼の板厚と同じ板厚の例えば鋼板により構成される。
支圧部材４４は、鉄筋４１を貫通させる貫通孔４７を備えるとともに、貫通孔４７の一方の開口側に第１ナット４５を収容するナット収容孔４８を備えた例えば鋼板により構成される。

図２，図３に示すように、角部補強手段５は、帯状補強板３のコの字の角部と当該帯状補強板３のコの字の角部に対向する既設柱１の角部（面１ｂと面１ａとの境界部分、及び、面１ｃと面１ａとの境界部分）との間の充填材充填用間隔を維持するための角部側間隔維持手段５１と、既設柱１の角部において帯状補強板３と既設柱１との間に充填されるモルタル等の充填材５２（図１，図３参照）とを備える。
角部側間隔維持手段５１は、既設柱１の角部を既設柱１の延長方向に沿って覆うことが可能なように既設柱１の延長方向に長い断面Ｌ字状に形成された例えば等辺山形鋼（アングル）等の長尺材５３と、既設柱１の角部を既設柱１の延長方向に沿って覆うように取付けられた長尺材５３の外面より突出するように設けられた間隔形成手段５４とを備えて構成される。
当該間隔形成手段５４は、帯状補強板３の角部の下端面３３が載置される底面及び充填材充填空間の底面を形成する底面形成体５５と、充填材充填空間の左右側の側壁を形成する左右の側壁形成体５６，５６とを備えて構成される。
底面形成体５５は、例えば鋼板により形成され、溶接などの固定手段により長尺材５３の外面に固定されることで、水平な底面を形成するものである。
また、側壁形成体５６は、例えば、スポンジ、発泡スチロール、ゴム等の柔軟部材が長尺材５３の外面に接着剤等で固定されることで、充填材充填空間の側壁を形成するものである。
間隔形成手段５４は、長尺材５３の延長方向に沿って帯状補強板３，３…の配置間隔Ｗに対応した間隔を隔てて長尺材５３の外面に形成される。

固定手段４、及び、角部補強手段５の施工方法について説明する。
帯状補強板３のコの字の両方の端部３１，３１と対応する既設柱１の互いに対向する一方の面１ｂと他方の面１ｃとに貫通するように形成された鉄筋貫通孔１ｈに貫通材としての鉄筋４１を貫通させ、一方の面１ｂよりも外側に突出する鉄筋４１の一端部４１ａの横に当該一端部４１ａを挟むように補強部材４２とスペーサ４３とを既設柱１に取付けるとともに、他方の面１ｃよりも外側に突出する鉄筋４１の他端部４１ｂの横に当該他端部４１ｂを挟むように補強部材４２とスペーサ４３とを既設柱１に取付ける（図３参照）。
尚、まず、既設柱１に鉄筋貫通孔１ｈを形成するとともに、鉄筋貫通孔１ｈの一方の面１ｂに開口する開口部の横に補強部材４２となる等辺山形鋼の互いに直交する板部のうちの一方の板部４２ａ（補強部材４２の一部）を埋め込むために必要な穴（有底穴）１ｊ（図２参照）を形成する。同様に、鉄筋貫通孔１ｈの他方の面１ｃに開口する鉄筋貫通孔１ｈの開口部の横に補強部材４２となる等辺山形鋼の互いに直交する板部のうちの一方の板部４２ａを埋め込むために必要な穴（有底穴）１ｊを形成する。
そして、鉄筋貫通孔１ｈに鉄筋４１を貫通させた状態で、鉄筋貫通孔１ｈの両端開口側及び穴１ｊに充填材５２としてのモルタルを充填し、穴４２ｈに充填されたモルタルが乾燥する前に当該充填されたモルタル部分に等辺山形鋼の一方の板部４２ａを挿入して挿入孔４２ｈ（図２，図３参照）を形成し、モルタルが乾燥する前に等辺山形鋼の一方の板部４２ａをモルタル部分から引き抜いて、挿入孔４２ｈの開口縁側に盛り上がった余分なモルタルを除去した後、等辺山形鋼の一方の板部４２ａを再び当該挿入孔４２ｈに挿入してモルタルの乾燥を待つ。以上により、等辺山形鋼（補強部材４２）の一部としての板部４２ａが既設柱１の内側に埋め込まれる。尚、等辺山形鋼の一部としての板部４２ａは、既設柱１内に配筋された帯筋１２（図３参照）の位置よりも既設柱１の中心に近い位置まで埋め込む。尚、補強部材４２の後述する第２の部分としての板部４２ｂの内面（Ｌ字の内側の面）は、既設柱１の対応する面に例えばエポキシ系の接着剤で接着される。
さらに、各スペーサ４３を既設柱１の対応する面に例えばエポキシ系の接着剤で接着した状態で、等辺山形鋼（補強部材４２）とスペーサ４３との間から突出する鉄筋４１の一端部４１ａ及び他端部４１ｂにそれぞれ支圧部材４４の貫通孔４７及びナット収容孔４８を通した後に、鉄筋４１の一端部４１ａ及び他端部４１ｂにそれぞれ第１ナット４５を螺着して当該第１ナット４５をナット収容孔４８の底に締結することにより、支圧部材４４を既設柱１の面１ｂ及び面１ｃにそれぞれ固定する。このように、支圧部材４４の表面から座繰りされて形成されたナット収容孔４８内で第１ナット４５を締結することにより、支圧部材４４を介してスペーサ４３及び補強部材４２を既設柱１の面１ｂ，１ｃに押し付けているので、スペーサ４３の脱落を防止できて、作業をスムーズに行えるようになる。
尚、支圧部材４４とスペーサ４３とが接する面同士、及び、支圧部材４４と補強部材４２とが接する面同士が、例えばエポキシ系の接着剤で接着される。

また、長尺材５３の延長方向に沿って帯状補強板３，３…の配置間隔Ｗに対応した間隔を隔てて長尺材５３の外面に各間隔形成手段５４，５４…が形成された角部側間隔維持手段５１を予め製作しておき、当該角部側間隔維持手段５１の長尺材５３の内面に接着剤を塗布して、長尺材５３の内面を既設柱１の角部の外面に接着することにより、各角部側間隔維持手段５１，５１を既設柱１の各角部に固定する。

そして、帯状補強板３のコ字の角部の下端面３３を底面形成体５５により形成された底面上に載置させた状態で帯状補強板３のコの字の両方の端部３１，３１に形成された鉄筋貫通孔４９，４９に鉄筋４１の両端部４１ａ，４１ｂを貫通させた後に、鉄筋４１の両端部４１ａ，４１ｂにそれぞれ第２ナット４６，４６を螺着して帯状補強板３の端部３１，３１の外面にそれぞれ第２ナット４６，４６を締結することで、鉄筋４１の両端部４１ａ，４１ｂ側に帯状補強板３のコの字の両端部３１，３１側が固定されて、帯状補強板３が既設柱１に固定された状態となる。尚、帯状補強板３は、両方の端部３１，３１を互いに離れる方向に撓ませた状態で鉄筋貫通孔４９，４９に鉄筋４１の両端部４１ａ，４１ｂを貫通させる。この場合、側壁形成体５６を柔軟部材により形成したことで、帯状補強板３を支障物１００側（既設柱１の面１ｄ側）に押し込み易くなり、鉄筋貫通孔４９，４９に鉄筋４１の両端部４１ａ，４１ｂを貫通させる作業をスムーズに行えるようになる。
また、支圧部材４４と帯状補強板３の端部３１とが接する面同士が、例えばエポキシ系の接着剤で接着される。
そして、複数の帯状補強板３を、既設柱１の延長方向に沿って間隔を隔てて既設柱１に固定する。
以上により、断面四角形状の既設柱１の外周面のうちの三面１ａ，１ｂ，１ｃに亘って延長して既設柱１に取付けられるコの字状の帯状補強板３が、既設柱１の延長方向に沿って間隔を隔てて複数設けられた既設柱１の補強構造となる。
さらに、既設柱１の角部に、帯状補強板３と底面形成体５５と側壁形成体５６，５６とで囲まれた充填材充填空間が形成され、当該充填材充填空間にモルタル等の充填材５２を充填することにより、既設柱１の角部と帯状補強板３の角部とが一体化した状態の既設柱１の補強構造となる。尚、既設柱１の角部と長尺材５３の内面との間に隙間が生じる場合には、当該隙間にもモルタル等の充填材５２を充填する。
また、既設柱１のコアコンクリートが、帯状補強板３、充填材５２、鉄筋４１、一部（板部４２ａ）が既設柱１内に配筋された帯筋１２の位置よりも既設柱１の中心に近い位置まで埋め込まれた補強部材４２を備えた補強部２で囲まれた構成の既設柱１の補強構造となる。

実施形態１による既設柱１の補強構造によれば、既設柱１を貫通して両端部４１ａ，４１ｂが既設柱１の外周面の互いに対向する面１ｂ，１ｃに突出するように設けられた貫通材としての鉄筋４１の両端部４１ａ，４１ｂ側に帯状補強板３のコの字の両端部３１，３１側が固定されることによって、既設柱１の外周面のうちの三面１ａ，１ｂ，１ｃに亘って延長して既設柱１に取付けられたコの字状の帯状補強板３が、既設柱１の延長方向に沿って間隔を隔てて複数設けられたので、既設柱１に力が加わった場合に、既設柱１の曲がりに各帯状補強板３，３…が追従しやすくなって、既設柱１の変形性能（靭性）が向上する。即ち、既設柱の柱面の四面から補強する鋼板巻き立て工法の適用が困難である場合において、せん断補強効果と同時に変形性能を向上させた既設柱１の補強構造を提供できる。

また、既設柱１を貫通して両端が既設柱１の外周面の互いに対向する面より突出するように設けられた貫通材としての鉄筋４１の両端部側に、既設柱１の周方向に延長する帯状補強板３の延長方向の両端部３１，３１側が固定されたので、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３及び鉄筋４１で囲んで拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、既設柱１の変形性能が向上する。
また、鉄筋４１を既設柱１に貫通させるために既設柱１に形成された鉄筋貫通孔１ｈの両端開口側において、補強部材４２の一部である板部４２ａを既設柱１内に配筋された帯筋１２の位置よりも既設柱１の中心に近い位置まで埋め込むことにより、既設柱１のコアコンクリートを、当該補強部材４２，４２、鉄筋４１、充填材５２（角部補強手段５）、帯状補強板３を備えた補強部２で囲んで拘束するようにした。即ち、支障物１００が存在する一つの面１ｄの両側縁である角部１ｆ；１ｆを覆うように当該角部１ｆ；１ｆの外側に帯状補強板３を設けることができない場合であっても、一つの面１ｄの角部１ｆ；１ｆ側において補強部材４２の一部である板部４２ａを既設柱１内に配筋された帯筋１２の位置よりも既設柱１の中心に近い位置まで埋め込むことにより、一つの面１ｄの角部１ｆ；１ｆ側から既設柱１のコアコンクリートを拘束できるようになるため、既設柱１のコアコンクリートを残存させる効果が向上して、既設柱１の水平変位の最大耐力点以降の既設柱１の耐力の低下が緩やかになり、既設柱１の変形性能（靭性）がより向上する。
換言すれば、実施形態１による既設柱１の補強方法は、断面四角形の既設柱１において支障物１００が存在する第１の面１ｄと当該第１の面１ｄと隣り合う第２の面１ｂ，１ｃとの境界部分である角部１ｆ，１ｆ側から当該既設柱１のコアコンクリートを拘束する既設柱１の補強方法であって、角部１ｆ，１ｆ側の第２の面１ｂ，１ｃ側から既設柱１内に配筋された帯筋１２の位置よりも既設柱１の中心に近い位置まで埋め込まれた補強部材４２を、既設柱１のコアコンクリートを既設柱１の角部１ｆ，１ｆ側から拘束する部材として利用した既設柱１の補強方法であり、当該補強方法を採用した既設柱１の補強構造である実施形態１による既設柱１の補強構造では、支障物１００が存在する第１の面１ｄと当該第１の面１ｄと隣り合う第２の面１ｂ，１ｃとの境界部分である角部１ｆ，１ｆを備えた断面四角形の既設柱１において、角部１ｆ，１ｆ側の第２の面１ｂ，１ｃ側から既設柱１内に配筋された帯筋１２の位置よりも既設柱１の中心に近い位置まで一部が埋め込まれて既設柱１のコアコンクリートを既設柱１の角部１ｆ，１ｆ側から拘束する補強部材４２，４２を備えている。
尚、当該補強部材４２は、第２の面１ｂ，１ｃ側から既設柱１内に埋め込まれる第１の部分として板部４２ａと、板部４２ａより延長する第２の部分としての板部４２ｂとを備えた、断面Ｌ字状の等辺山形鋼等により形成される。そして、補強部材４２の一部である第１の部分として板部４２ａが既設柱１内に配筋された帯筋１２の位置よりも既設柱１の中心に近い位置まで埋め込まれて、かつ、補強部材４２の第２の部分としての板部４２ｂが第２の面１ｂ又は第２の面１ｃに接触した状態に維持されるように支持手段によって支持されている。
実施形態１の場合、支持手段は、上述した貫通材としての鉄筋４１と、スペーサ４３と、第１ナット４５により鉄筋４１に固定された支圧部材４４と、角部側間隔維持手段５１と、既設柱１において支障物１００が存在しない面１ａ，１ｂ，１ｃに対向するように設けられて第２ナット４６により当該鉄筋４１に固定された帯状補強板３とにより形成され、補強部材４２の第１の部分としての板部４２ａが、鉄筋４１に沿って鉄筋４１の近傍に埋め込まれた構成となっているため、補強部材４２により、角部１ｆ側から既設柱１のコアコンクリートを拘束できて、既設柱１の変形性能（靭性）がより向上する。
即ち、実施形態１の場合、支持手段は、補強部材４２の板部４２ａ（第１の部分）の延長方向に沿って延長して補強部材４２を支持するように既設柱１に取付けられて両端部４１ａ，４１ｂが既設柱１の第２の面１ｂ，１ｃよりも突出するように設けられた棒材としての鉄筋（貫通鉄筋）４１と、既設柱１の第２の面１ｂ，１ｃよりも突出する鉄筋４１の両端部４１ａ，４１ｂに取付けられて補強部材４２の板部４２ｂ（第２の部分）を既設柱１の第２の面１ｂ，１ｃに押圧する押圧手段とを備え、当該押圧手段が、スペーサ４３と、第１ナット４５により鉄筋４１の端部に固定された支圧部材４４と、第２ナット４６により鉄筋４１の端部に固定された帯状補強板３とで構成される。
また、実施形態１の場合、補強部材４２が支持手段によって強固に支持されるとともに、既設柱１の露出する三面１ａ，１ｂ，１ｃにおける互いに隣り合う面と面との境界である角部が角部側間隔維持手段５１によって強固に支持されるので、既設柱１の４つの角部側から既設柱１のコアコンクリートを拘束できて、既設柱１の変形性能（靭性）がより向上する。

また、補強材として、既設柱１の周方向に沿った長さが既設柱１の延長方向に沿った長さよりも長いコの字状に形成された帯状補強板３を用いるとともに、角部側間隔維持手段５１を用い、既設柱１の角部と帯状補強板３の角部との間にモルタル等の充填材５２を充填したので、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３で拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、せん断補強効果と同時に変形性能を向上させた既設柱１の補強構造となる。

実施形態２
実施形態１では、一部が既設柱１に埋め込まれる補強部材４２を設けるようにしたが、図４に示すように、補強部材４２を設けない構造としてもよい。即ち、貫通材としての鉄筋４１と、鉄筋４１を貫通させる貫通孔４７を備えるとともに貫通孔４７の一方の開口側に第１ナット４５を収容するナット収容孔４８を備えた支圧部材６０と、第１ナット４５と、第２ナット４６とを用いて構成された固定手段４Ａを備えた構成とした。
実施形態２の場合、実施形態１と比べて、コアコンクリートを残存させる効果は劣るが、実施形態１と同様に、既設柱１に力が加わった場合に、既設柱１の曲がりにコの字状の帯状補強板３，３…が追従しやすくなって、既設柱１の変形性能（靭性）が向上するという効果は得られる。
また、実施形態２の場合、補強部材４２を設けないが、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３、充填材５２、鉄筋４１を備えた補強部２で囲んで拘束するようにしているので、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、従来の補強構造と比べてせん断補強効果と同時に変形性能を向上させた既設柱１の補強構造となる。
また、実施形態１と同様に、既設柱１を貫通して両端が既設柱１の外周面の互いに対向する面より突出するように設けられた貫通材としての鉄筋４１の両端部側に、既設柱１の周方向に延長する帯状補強板３の延長方向の両端部３１，３１側が固定されたので、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３及び鉄筋４１で囲んで拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、既設柱１の変形性能が向上する。また、コの字状に形成された帯状補強板３と角部側間隔維持手段５１とを用い、既設柱１の角部と帯状補強板３の角部との間にモルタル等の充填材５２を充填したので、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３で拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、せん断補強効果と同時に変形性能を向上させた既設柱１の補強構造となる。

特許文献１に開示されたような、既設柱１の三面のほぼ全面を覆うように既設柱１の延長方向に長い長尺な断面コ字状の鋼板を用いた従来例による補強構造と、実施形態１による補強構造と、実施形態２による補強構造とを製作し、水平荷重載荷実験を行った結果を、図５に示す。尚、当該水平荷重載荷実験では、補強しない面１ｄが引張側となる方向を正側、補強しない面１ｄが圧縮側となる方向を負側として載荷を行った。

従来例では、図５の矢印Ｂで示されるように、既設柱の耐力の低下が著しく、既設柱の変形性能が低いという結果が得られた。
即ち、従来例では、既設柱の三面のほぼ全面を覆うように既設柱の延長方向に長い長尺な断面コ字状の鋼板を用いているため、上述したように、鋼板の剛性が大きくなりすぎて、既設柱の曲げ変形に鋼板が追従できずに、鋼板と既設柱とが分離するため、既設柱のコアコンクリートを拘束する効果が小さくなり、既設柱の変形性能が低くなったと考えられる。

一方、本発明による実施形態１や実施形態２では、既設柱１の外周面のうちの三面１ａ，１ｂ，１ｃに亘って延長して既設柱１に取付けられたコの字状の帯状補強板３が、既設柱１の延長方向に沿って間隔を隔てて複数設けられた補強構造としたことにより、既設柱１の曲がりに各帯状補強板３，３…が追従しやすいようになり、既設柱１のコアコンクリートを拘束する効果が高くなって、既設柱１の変形性能が向上したと考えられる。

また、実施形態１では、補強部材４２の一部を既設柱１内に配筋された帯筋１２の位置よりも既設柱１の中心に近い位置まで埋め込んで、既設柱１のコアコンクリートを、補強部材４２，４２、帯状補強板３、充填材５２、鉄筋４１を備えた補強部２で囲んで拘束する構成としたので、既設柱１のコアコンクリートを拘束する効果がより高くなってコアコンクリートを残存させる効果が向上し、図５の矢印Ａの○で囲んだ部分に示されるように、補強部材４２を備えない実施形態２と比べて、既設柱１の水平変位の最大耐力点以降の既設柱１の耐力の低下が緩やかになり、既設柱１の変形性能がより向上することがわかった。

実施形態３
図６に示すように、既設柱１の三面１ａ，１ｂ，１ｃとコの字状の帯状補強板３の内面との間に形成された空間全体にモルタル等の充填材５２を充填した構造としてもよい。この場合、鉄筋貫通孔１ｈ及び帯状補強板３のコの字の両方の端部３１，３１に形成された鉄筋貫通孔４９，４９に鉄筋４１の両端部４１ａ，４１ｂを貫通させた後に、鉄筋４１の両端部４１ａ，４１ｂにそれぞれナット６１，６１を螺着して帯状補強板３の端部３１，３１の外面に固定手段としてのナット６１，６１をそれぞれ締結する。
実施形態３においても、既設柱１の外周面のうちの三面１ａ，１ｂ，１ｃに亘って延長して既設柱１に取付けられたコの字状の帯状補強板３が、既設柱１の延長方向に沿って間隔を隔てて複数設けられた補強構造となるので、既設柱１の曲がりに各帯状補強板３，３…が追従しやすいようになって、既設柱１のコアコンクリートを拘束する効果が高くなり、せん断補強効果と同時に変形性能を向上させた既設柱１の補強構造となる。
また、実施形態３においても、既設柱１を貫通して両端が既設柱１の外周面の互いに対向する面より突出するように設けられた貫通材としての鉄筋４１の両端部側に、既設柱１の周方向に延長する帯状補強板３の延長方向の両端部３１，３１側が固定されたので、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３及び鉄筋４１で囲んで拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、既設柱１の変形性能が向上する。また、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３、充填材５２、鉄筋４１を備えた補強部２で囲んで拘束するようにし、かつ、既設柱１と帯状補強板３との間にモルタル等の充填材５２を充填したので、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３で拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、せん断補強効果と同時に変形性能を向上させた既設柱１の補強構造となる。

実施形態４
図７に示すように、既設柱１の三面１ａ，１ｂ，１ｃとコの字状の帯状補強板３の内面とを接着剤６２で固定した構造としてもよい。
この場合、帯状補強板３として鋼板を用いても良いが、鋼板の内面を既設柱１の三面に追従させて密着させることが困難である場合には、帯状補強板３の内面を既設柱１の三面１ａ，１ｂ，１ｃに追従させて密着させ易くするため、帯状補強板３として、柔軟性を有したシート、例えば、炭素繊維シートを用いることが好ましい。また、この場合、帯状補強板３と既設柱１との密着性を向上させるため、既設柱１及び帯状補強板３の両端部３１，３１を貫通させて突出させた鉄筋４１の両端部４１ａ，４１ｂに支圧板６３を介して固定手段としてのナット６１を締結することが好ましい。
実施形態４においても、既設柱１の外周面のうちの三面１ａ，１ｂ，１ｃに亘って延長して既設柱１に取付けられたコの字状の帯状補強板３が、既設柱１の延長方向に沿って間隔を隔てて複数設けられた補強構造となるので、既設柱１の曲がりに各帯状補強板３，３…が追従しやすいようになって、既設柱１のコアコンクリートを拘束する効果が高くなり、従来の補強構造と比べてせん断補強効果と同時に変形性能を向上させた既設柱１の補強構造となる。
また、実施形態４においても、既設柱１を貫通して両端が既設柱１の外周面の互いに対向する面より突出するように設けられた貫通材としての鉄筋４１の両端部側に、既設柱１の周方向に延長する帯状補強板３の延長方向の両端部３１，３１側が固定されたので、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３及び鉄筋４１で囲んで拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、既設柱１の変形性能が向上する。また、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３、鉄筋４１を備えた補強部２で囲んで拘束するようにし、かつ、既設柱１と帯状補強板３とを接着剤６２で接着したので、既設柱１のコアコンクリートを、帯状補強板３で拘束できて、コアコンクリートを残存させる効果が向上し、せん断補強効果と同時に変形性能を向上させた既設柱１の補強構造となる。

尚、実施形態１では、補強部材４２として既設柱１の延長方向に短尺な等辺山形鋼（アングル）を用いた例を示したが、補強部材４２としては、一部を既設柱１内に配筋された帯筋１２の位置よりも既設柱１の中心に近い位置まで埋め込むことができてコアコンクリートを拘束可能な部材であれば、どのような部材を用いても構わない。
また、各実施形態では、貫通材として鉄筋４１を用いた例を示したが、貫通材としては、鉄筋４１以外のもの、例えば、ＰＣ鋼棒等を用いても構わない。
また、各実施形態では、補強材として帯状補強板３を用いた例を示したが、補強材として、例えば、コの字状に形成された棒材を用いても良い。

１ 既設柱、１ａ，１ｂ，１ｃ 既設柱の三面、
１ｂ，１ｃ 既設柱の互いに対向する面、３ 帯状補強板（帯状補強材）、１２ 帯筋、
３１，３１ 帯状補強板の両端部、４１ 鉄筋（貫通材）、４２ 補強部材、
４２ａ 補強部材の一部。

Claims (2)

1. 断面四角形状の既設柱の外周面のうちの三面に亘って延長して既設柱に取付けられる補強材を、既設柱の延長方向に沿って間隔を隔てて複数設けた既設柱の補強構造であって、
   既設柱を貫通して両端が既設柱の外周面の互いに対向する面より突出するように設けられた貫通材の両端部側に、既設柱の周方向に延長する補強材の延長方向の両端部側が固定され、かつ、
   貫通材を既設柱に貫通させるために既設柱に形成された貫通孔の両端開口側において、一部が既設柱内に配筋された帯筋の位置よりも既設柱の中心に近い位置まで埋め込まれて既設柱のコアコンクリートを拘束する補強部材が設けられたことを特徴とする既設柱の補強構造。
2. 補強材は、既設柱の周方向に沿った長さが既設柱の延長方向に沿った長さよりも長い帯状の補強板であることを特徴とする請求項１に記載の既設柱の補強構造。

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