JP6934356B2 - 柱用コンクリート基礎補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、柱用コンクリート基礎補強構造に関する。

鉄筋コンクリート造（以下、「ＲＣ造」という）の既存柱の側面に補強鋼板を巻き付ける既存柱の補強構造が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

また、既存壁から突出するＲＣ造の既存柱の側面に、断面Ｃ字形状の補強鋼板を取り付ける既存柱の補強構造が知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３に開示された補強構造では、既存柱に貫通孔を形成し、当該貫通孔に貫通された通しボルトに補強鋼板が取り付けられている。

特開平９−２５６３２７号公報 特開平１０−３３１４３６号公報 特開平１０−１９６１３２号公報

ところで、既存柱の柱脚部を支持する柱用コンクリート基礎部の補強構造としては、既存柱の柱脚部及び柱用コンクリート基礎部の周囲に、根巻コンクリートを打設する根巻コンクリート補強がある。

しかしながら、根巻コンクリート補強では、根巻コンクリートに補強筋を埋設する必要がある。また、鉄骨柱の柱脚部の周囲に、根巻コンクリート用の型枠を仮設する必要があるため、施工に手間がかかる。

本発明は、上記の事実を考慮し、施工の手間を低減することを目的とする。

第１態様に係る柱用コンクリート基礎補強構造は、柱用コンクリート基礎部と、前記柱用コンクリート基礎部を囲むとともに、該柱用コンクリート基礎部の上方に充填空間を形成する鋼製筒状体と、前記鋼製筒状体及び前記充填空間を横方向に貫通するとともに、前記鋼製筒状体に接合される線状部材と、前記充填空間に充填され、上面に柱が固定される充填コンクリートと、を備える。

第１態様に係る柱用コンクリート基礎補強構造によれば、鋼製筒状体は、柱用コンクリート基礎部を囲むとともに、当該柱用コンクリート基礎部の上方に充填空間を形成する。この鋼製筒状体及び充填空間には、線状部材が横方向に貫通される。この線状部材は、鋼製筒状体に接合される。また、充填空間には、充填コンクリートが充填される。この充填コンクリートの上面に柱が固定される。

ここで、鋼製筒状体は、柱用コンクリート基礎部及び充填コンクリートを囲む。これにより、鋼製筒状体によって、柱用コンクリート基礎部及び充填コンクリートが補強される。

また、鋼製筒状体と充填コンクリートとは、線状部材を介して一体化される。これにより、鋼製筒状体による柱用コンクリート基礎部及び充填コンクリートの補強効果が高められる。

さらに、鋼製筒状体は、柱用コンクリート基礎部の上方に充填空間を形成する。つまり、鋼製筒状体は、充填コンクリートの型枠として機能する。

このように本発明では、鋼製筒状体が、柱用コンクリート基礎部及び充填コンクリートを補強する補強部材として機能するとともに、充填コンクリートの型枠としても機能する。これにより、充填コンクリートに埋設する補強筋等が低減されるとともに、充填コンクリート用の型枠の仮設及び撤去作業が不要になる。したがって、施工の手間が低減される。

第２態様に係る柱用コンクリート基礎補強構造は、第１態様に係る柱用コンクリート基礎補強構造において、前記柱用コンクリート基礎部に設けられ、上端部が前記充填コンクリートの前記上面から突出するアンカー部材を備え、前記柱は、前記アンカー部材に固定される。

第２態様に係る柱用コンクリート基礎補強構造によれば、柱用コンクリート基礎部には、アンカー部材が設けられる。アンカー部材の上端部は、充填コンクリートの上面から突出される。このアンカー部材に柱を固定することにより、充填コンクリートの上面に柱を容易に固定することができる。したがって、施工性がさらに向上する。

第３態様に係る柱用コンクリート基礎補強構造は、第１態様又は第２態様に係る柱用コンクリート基礎補強構造において、前記線状部材は、前記柱に接合される梁の材軸方向に沿って配置される。

第３態様に係る柱用コンクリート基礎補強構造によれば、線状部材は、柱に接合される梁の材軸方向に沿って配置される。これにより、本発明では、線状部材が梁の材軸方向と直交する方向に沿って配置される場合と比較して、地震時における柱及び梁のせん断変形に線状部材が効率的に抵抗する。したがって、柱用コンクリート基礎部の補強効果を高めることができる。

以上説明したように、本発明に係る柱用コンクリート基礎補強構造によれば、施工の手間を低減することができる。

一実施形態に係る柱用コンクリート基礎補強構造が適用される前の既存架構を示す立面図である。 図１に示される基礎部を示す一部拡大立面図である。 一実施形態に係る柱用コンクリート基礎補強構造が適用された基礎部の立上がり部を示す縦断面図である。 図３の４−４線断面図である。 一実施形態に係る柱用コンクリート基礎補強構造の施工過程を示す図３に相当する縦断面図である。 一実施形態に係る柱用コンクリート基礎補強構造の施工過程を示す図３に相当する縦断面図である。

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る柱用コンクリート基礎補強構造について説明する。

（既存架構）
先ず、本実施形態に係る柱用コンクリート基礎補強構造１０が適用される既存架構１２の構成について説明する。

図１には、本実施形態に係る柱用コンクリート基礎補強構造１０（図３参照）が適用される前の既存架構１２が示されている。既存架構１２は、一対の柱１４と、一対の柱１４に架設された梁１６と、ブレース２０とを備えている。

一対の柱（既存柱）１４は、例えば、Ｈ形鋼や鋼管鋼等の鉄骨部材で形成されている。この柱１４の柱梁仕口部１４Ｓには、梁１６の端部が接合されている。梁（既存梁）１６は、Ｈ形鋼等の鉄骨部材で形成されている。この一対の柱１４及び梁１６によって構成された既存架構１２の開口内には、ブレース２０が設けられている。

ブレース２０は、マンサード型ブレースとされている。このブレース２０は、屈曲ブレース材２２と、座屈補剛材２４とを有している。屈曲ブレース材２２は、柱１４の柱脚部と梁１６の中央部とに連結されている。

屈曲ブレース材２２は、柱梁仕口部１４Ｓ側へ向けて凸状に屈曲されている。この屈曲ブレース材２２の屈曲部２２Ｋと柱梁仕口部１４Ｓとは、座屈補剛材２４によって連結されている。これにより、座屈補剛材２４によって、屈曲ブレース材２２の座屈が抑制されている。

ここで、柱１４は、地盤Ｇに設けられた基礎部３０上に立てられている。基礎部３０は、例えば、鉄筋コンクリート造の布基礎とされている。この基礎部３０は、フーチング部３２と、立上がり部３４とを有している。なお、地盤Ｇ上には、スラブ（土間スラブ）１８が敷設されている。

フーチング部３２は、地盤Ｇに埋設されている。立上がり部３４は、フーチング部３２から立ち上げられており、その上部が地盤Ｇから突出されている。この立上がり部３４は、断面矩形の柱状に形成されている。なお、立上がり部３４は、柱用コンクリート基礎部の一例である。

図２に示されるように、立上がり部３４には、複数のアンカー部材３６が埋設されている。アンカー部材（既存アンカー部材）３６は、立上がり部３４の上面から上方へ突出している。これらのアンカー部材３６に、柱１４の柱脚部が固定されている。

具体的には、柱１４の下端部には、ベースプレート１５が設けられている。ベースプレート１５は、例えば、矩形状に形成されている。このベースプレート１５にアンカー部材３６の上端部が、ナット３８をよって固定されている。これにより、柱１４の柱脚部が、基礎部３０の立上がり部３４の上面に固定されている。

（柱用コンクリート基礎補強構造）
次に、柱用コンクリート基礎補強構造１０について説明する。

図２には、地震等によって、立上がり部３４の上部３４Ａに亀裂Ｗ等が入った状態が示されている。このように破損した基礎部３０に、本実施形態に係る柱用コンクリート基礎補強構造１０が適用されている。

図３に示されるように、柱用コンクリート基礎補強構造１０は、立上がり部３４と、鋼製筒状体４０と、複数の通しボルト６０と、充填コンクリート５２とを有している。

前述したように、立上がり部３４の上部３４Ａには、亀裂Ｗ（図２参照）が入っている。そのため、本実施形態では、破損した立上がり部３４の上部が切除（撤去）されている。また、残存した立上がり部３４の残存部３４Ｂの周囲には、鋼製筒状体４０が配置されている。

なお、立上がり部３４の上部３４Ａを切除する際には、アンカー部材３６は切除されず、アンカー部材３６は、立上がり部３４の残存部３４Ｂから上方へ延出された状態とされる。また、立上がり部３４の残存部３４Ｂは、例えば、亀裂等が入っていない健全部とされている。

鋼製筒状体４０は、断面矩形の筒状に形成されている。また、鋼製筒状体４０の高さ（長さ）は、立上がり部３４の残存部３４Ｂよりも高くされている。さらに、鋼製筒状体４０は、立上がり部３４の残存部３４Ｂを囲んでいる。この鋼製筒状体４０によって、立上がり部３４の残存部３４Ｂが補強されている。

鋼製筒状体４０は、複数の補強鋼板４２を有している。各補強鋼板４２は、矩形の板状に形成されており、立上がり部３４の側面３４Ｓに沿って配置されている。また、隣り合う鋼製筒状体４０の端部同士は、立上がり部３４の各角部において突き合わされ、溶接等によって接合されている。これらの補強鋼板４２によって、筒状の鋼製筒状体４０が形成されている。また、各補強鋼板４２は、鋼製筒状体４０の側壁部を形成している。

鋼製筒状体４０の上部は、立上がり部３４の残存部３４Ｂよりも上方へ延出されている。これにより、立上がり部３４の残存部３４Ｂの上方に、充填コンクリート５２が充填される充填空間５０が形成されている。つまり、鋼製筒状体４０の上部は、充填コンクリート５２の型枠としても機能する。また、鋼製筒状体４０の上部は、残存部３４Ｂの上面から上方へ延出するアンカー部材３６を囲んでいる。

図４に示されるように、充填空間５０及び鋼製筒状体４０の上部には、複数の通しボルト６０が横方向に貫通されている。各通しボルト６０は、柱１４に接合された梁１６の材軸方向（矢印Ｘ方向）に沿って配置されている。また、複数の通しボルト６０は、既存架構１２の面外方向（矢印Ｙ方向）に間隔を空けて配置されている。

通しボルト６０の両端部には、ネジ部がそれぞれ設けられている。この通しボルト６０の両端部は、梁１６の材軸方向に互いに対向する一対の補強鋼板（側壁部）４２に貫通されている。なお、一対の鋼製筒状体４０には、通しボルト６０の両端部が貫通される貫通孔４４が形成されている。

また、一対の補強鋼板４２に貫通された通しボルト６０の両端部には、ナット６２がそれぞれ締め込まれている。これにより、通しボルト６０の両端部が、鋼製筒状体４０に接合されている。換言すると、通しボルト６０を介して、一対の補強鋼板４２が連結されている。これにより、立上がり部３４に対する鋼製筒状体４０の補強効果が高められている。

また、充填空間５０には、立上がり部３４の残存部３４Ｂから立ち上げられた複数のアンカー部材３６が配置されている。これらのアンカー部材３６は、鋼製筒状体４０よりも上方へ延出されている。この状態で、充填空間５０に充填コンクリート５２が充填されている。

充填空間５０に充填された充填コンクリート５２は、複数のアンカー部材３６及び複数の通しボルト６０に付着し、これらのアンカー部材３６及び通しボルト６０と一体化されている。なお、充填空間５０には、せん断補強筋等の補強筋を適宜埋設しても良い。

充填コンクリート５２の上面５２Ｕからは、複数のアンカー部材３６が上方へ突出されている。これらのアンカー部材３６の上端部に、柱１４のベースプレート１５がナット３８によって固定されている。これにより、柱１４の柱脚部が、複数のアンカー部材３６を介して充填コンクリート５２の上面５２Ｕに固定されている。

（柱用コンクリート基礎補強構造の施工方法）
次に、本実施形態に係る柱用コンクリート基礎補強構造１０の施工方法について説明する。

先ず、図５に示されるように、亀裂Ｗ（図２参照）等が入った立上がり部３４の上部３４Ａを切除する。この際、アンカー部材３６は、切除せずに、残存する立上がり部３４の残存部３４Ｂから上方へ延出した状態にする。

また、立上がり部３４の残存部３４Ｂの周囲のスラブ１８を斫って溝部１９を形成し、残存部３４Ｂの側面３４Ｓを露出させる。

次に、図６に示されるように、残存部３４Ｂの各側面３４Ｓに沿って補強鋼板４２に配置するとともに、隣り合う補強鋼板４２の端部を溶接等によって接合する。これにより、残存部３４Ｂを囲む筒状の鋼製筒状体４０が形成される。

また、各補強鋼板４２の上部は、残存部３４Ｂよりも上方へ延出させておく。これにより、鋼製筒状体４０の上部によって、残存部３４Ｂの上方に充填空間５０が形成される。また、鋼製筒状体４０の上部によって、残存部３４Ｂの上面から延出する複数のアンカー部材３６が囲まれる。

次に、鋼製筒状体４０の上部及び充填空間５０に、複数の通しボルト６０を梁１６の材軸方向（矢印Ｘ方向）に貫通させる。この状態で、通しボルト６０の両端部にナット６２を締め込む。これにより、通しボルト６０の両端部が、鋼製筒状体４０に接合される。換言すると、通しボルト６０によって、梁１６の材軸方向に互いに対向する一対の補強鋼板４２が連結される。

次に、図３に示されるように、充填空間５０に充填コンクリート５２を打設する。次に、充填コンクリート５２の上面５２Ｕから突出する複数のアンカー部材３６の上端部に、ナット３８をそれぞれ締め込み、柱１４のベースプレート１５を充填コンクリート５２の上面５２Ｕに固定する。これにより、鋼製筒状体４０、複数の通しボルト６０、及び充填コンクリート５２によって、柱１４の基礎部３０が補強される。

なお、ベースプレート１５と充填コンクリート５２の上面５２Ｕとの間には、モルタル、グラウト等の充填材を適宜充填しても良い。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態に係る柱用コンクリート基礎補強構造１０によれば、鋼製筒状体４０は、立上がり部３４の残存部３４Ｂ及び充填コンクリート５２を囲んでいる。これにより、鋼製筒状体４０によって、残存部３４Ｂ及び充填コンクリート５２が補強される。

また、鋼製筒状体４０と充填コンクリート５２とは、複数の通しボルト６０を介して一体化されている。これにより、充填コンクリート５２及び残存部３４Ｂに対する鋼製筒状体４０の補強効果が高められる。

さらに、鋼製筒状体４０は、残存部３４Ｂの上方に充填空間５０を形成する。つまり、鋼製筒状体４０は、充填コンクリート５２の型枠として機能する。

このように本実施形態では、鋼製筒状体４０が、残存部３４Ｂ及び充填コンクリート５２を補強する補強部材として機能するとともに、充填コンクリート５２の型枠としても機能する。これにより、充填コンクリート５２に埋設する補強筋等が低減されるとともに、充填コンクリート５２用の型枠の仮設及び撤去作業が不要になる。したがって、施工の手間が低減される。

また、充填コンクリート５２の上面５２Ｕからは、複数のアンカー部材３６が突出されている。これらのアンカー部材３６の上端部に、柱１４のベースプレート１５を固定することにより、充填コンクリート５２の上面５２Ｕに柱１４の柱脚部を容易に固定することができる。したがって、施工性がさらに向上する。

さらに、通しボルト６０は、梁１６の材軸方向（矢印Ｘ方向）に沿って配置されている。これにより、本実施形態では、通しボルト６０が梁１６の材軸方向と直交する方向（矢印Ｙ方向）に沿って配置される場合と比較し、地震時における既存架構１２のせん断変形に対して通しボルト６０が効率的に抵抗する。したがって、通しボルト６０の補強効果を高めることができる。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、通しボルト６０が梁１６の材軸方向に沿って配置されるが、上記実施形態はこれに限らない。通しボルト６０の配置（向き）は、適宜変更可能であり、例えば、既存架構１２の面外方向（矢印Ｙ方向）に沿って配置されても良い。

また、上記実施形態では、鋼製筒状体４０及び充填空間５０に複数の通しボルト６０が貫通されるが、通しボルト６０の本数は、適宜変更可能である。また、鋼製筒状体４０及び充填空間５０に貫通される線状部材は、通しボルトに限らず、鉄筋やＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線等であっても良い。また、線状部材は、鋼製筒状体４０に溶接等によって接合しても良い。

また、上記実施形態では、鋼製筒状体４０を構成する各補強鋼板４２が、立上がり部３４の残存部３４Ｂの側面３４Ｓに沿って配置されるが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、残存部３４Ｂの側面３４Ｓから離れた位置に補強鋼板４２を配置し、残存部３４Ｂの側面３４Ｓと補強鋼板４２との間に充填コンクリートを充填（打設）しても良い。

また、上記実施形態では、鋼製筒状体４０の断面形状が矩形状とされるが、鋼製筒状体の断面形状は、例えば、円形状等であっても良い。また、鋼製筒状体は、角形鋼管や丸形鋼管によって形成しても良い。

また、上記実施形態では、残存部３４Ｂをそのまま残存させたが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、残存部３４Ｂの外周部を斫り取り（削り取り）、残存部３４Ｂを細くしても良い。

また、上記実施形態では、残存部３４Ｂに残された既存のアンカー部材３６に、柱１４のベースプレート１５を固定したが、上記実施形態はこれに限らない。柱１４の柱脚部は、例えば、充填コンクリート５２に新たに埋設されたアンカー部材や、充填コンクリート５２に設けられた後施工アンカー等に固定しても良い。

また、上記実施形態では、柱用コンクリート基礎部としての立上がり部３４の断面形状が矩形状とされるが、柱用コンクリート基礎部の断面形状は、例えば、円形状等であっても良い。

また、上記実施形態は、柱用コンクリート基礎部としての立上がり部３４に適用されるが、上記実施形態は、柱１４を支持する種々の形状、構造の柱用コンクリート基礎部に適用可能である。

また、上記実施形態は、ブレース２０が設けられていない既存架構の柱の柱用コンクリート基礎部や、梁が接合されない柱の柱用コンクリート基礎部にも適宜適用可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 柱用コンクリート基礎補強構造
１６ 梁
３４ 立上がり部（柱用コンクリート基礎部）
３６ アンカー部材
４０ 鋼製筒状体
５０ 充填空間
５２ 充填コンクリート
５２Ｕ 上面（充填コンクリートの上面）

Claims (3)

1. フーチングから立ち上げられた柱用コンクリート基礎部と、
   前記柱用コンクリート基礎部を囲むとともに、該柱用コンクリート基礎部の上方に充填空間を形成する鋼製筒状体と、
   前記鋼製筒状体及び前記充填空間を横方向に貫通するとともに、前記鋼製筒状体に接合される線状部材と、
   前記充填空間に充填され、上面に柱が固定される充填コンクリートと、
   を備える柱用コンクリート基礎補強構造。
2. 前記柱用コンクリート基礎部に設けられ、上端部が前記充填コンクリートの前記上面から突出するアンカー部材を備え、
   前記柱は、前記アンカー部材に固定される、
   請求項１に記載の柱用コンクリート基礎補強構造。
3. 前記線状部材は、前記柱に接合される梁の材軸方向に沿って配置される、
   請求項１又は請求項２に記載の柱用コンクリート基礎補強構造。

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