JP7217454B2

JP7217454B2 - 構造体の補強装置及び構造体の補強方法

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Publication number: JP7217454B2
Application number: JP2018247911A
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Inventors: 克彦今井
Original assignee: Neturen Co Ltd
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Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2023-02-03
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Description

本発明は、構造体の補強装置及び構造体の補強方法に関する。

ビルや住宅等の建築構造体において、地震や風圧による建物の変形を防止するための補強装置がある。
この補強装置には、建築構造物の構面の対角線上に２本のロープ部材の一端部をそれぞれ連結し、これらのロープ部材の端部同士をターンバックルで連結したブレースがある（特許文献１等）。
従来のブレースにおいて、２本のロープ部材の端部は、右ねじと左ねじの逆ねじに形成されており、ターンバックルを回すことで、２本のロープ部材が互いに引っ張る程度に若干の張力が導入される。

特開２００４－２７０２４０号公報

特許文献１で示される従来例のように、構造体に一対のブレースを配置する場合、基本的に引張のみに抵抗する構成である。従来例では、一対のブレースのうち片側のブレースしか有効でないので、構造体全体としての剛性が十分でない。剛性を大きくするには、ブレースを構成するロープ部材の断面を大きくしたり、設置箇所を多くしたりして対処することになる。
しかし、ブレースの断面を大きくすると、窓の視界を大きく遮ったり、建築の収まりが障害になったり、することが多い。
また、断面の大きなブレースは、重量も大きくなるため、施工上の障害ともなる。一方、設置箇所を増やすことが、各種の建築計画的な条件により可能でない場合が多い。

本発明の目的は、棒状補強体の断面を大きくすることなく、構造体全体の剛性を向上させることができる構造体の補強装置及び構造体の補強方法を提供することにある。

一般に、鋼棒、ロープや山形鋼の一対のブレースに十分な張力を導入することは行われていない。張力導入があったとしても、ブレースが弛まない程度に張ることを目的としたごく小さなものであり、引張力がかかる場合のみ有効として設計されるのが一般的である。圧縮力にも抵抗させる場合は、鋼管やＨ形鋼などの座屈し難い大きな断面を用いるのが一般的であるがこれらでは張力導入ができない。

そのため、本発明の構造体の補強装置は、格子状構造体の隅部に一対の棒状補強体を設けて構造体を補強する装置であって、前記棒状補強体は、最大耐力の１０％以上６０％以下の規定の張力を導入して前記格子状構造体に導入される張力と均衡する圧縮応力を発生させるＰＣ鋼棒体を備えたことを特徴とする。

本発明では、一対の棒状補強体を構成するＰＣ鋼棒体に規定の張力、つまり、最大耐力の１０％以上６０％以下を導入することにより、格子状構造体に、これにバランスする圧縮応力を格子状構造体に与える。導入する張力は、設計上必要な大きさを元に決定することになる。
一対のＰＣ鋼棒体と格子状構造体からなる全体構造に地震荷重などを想定した強制的な変形が与えられると、一方のＰＣ鋼棒体の張力は増加し、他方のＰＣ鋼棒体の張力は減少する。張力が減少する側のＰＣ鋼棒体は、導入張力Ｔｏから張力消失までにδｏだけ縮むことになる（図５参照）。この時のＰＣ鋼棒体の軸剛性は、｛－Ｔｏ／(－δｏ)｝＝（Ｔｏ／δｏ）となるが、これは張力が増加する側の軸剛性と同じである。
従って、ＰＣ鋼棒体に張力を導入することにより、張力の減少する側が張力消失までは、減少する側も増加する側と同じ剛性を保持するので、結果として２倍の剛性を有することになる。つまり、格子状構造体に、常に圧縮力が作用することになり、格子状構造体が非常に簡単な構造となるとともに、軽量化が可能となる。そのため、棒状補強体の断面を大きくすることなく、構造体全体の剛性を向上させることができる。

特許文献１の従来例では、２本のロープ部材の端部は、右ねじと左ねじの逆ねじに形成されているので、ターンバックルを１回転させると、ねじ２ピッチ分だけ引っ張られることになり、通常のねじ締めトルクの２倍となる。そのため、張力を導入するにはターンバックルに大きな回転力を付与する必要があるため、張力の管理が容易ではなく、また、補強装置の構造体への取付作業が煩雑となる。
また、ブレースとして用いられるロープ部材は、一般的に、鋼線を撚って形成したワイヤ等が用いられるが、ワイヤで大きな張力を導入するには、ワイヤの径を大きなものにしなければならず、補強装置が大型となる。さらに、ワイヤは、ヤング率が一定しないので、正確な張力管理が容易ではない。

そのため、本発明では、前記ＰＣ鋼棒体は、前記格子状構造体の互いに対向する一対の隅部のうち一方の隅部に一端部側が回転可能かつ軸方向移動不可能に設けられたＰＣ鋼棒製の棒体と、前記一対の隅部のうち他方の隅部に一端部が回転可能に設けられ前記棒体と同じ強度のＰＣ鋼棒製の連結ボルトと、前記棒体の他端部に形成された雄ねじ部と前記連結ボルトの他端部の雄ねじ部とにそれぞれねじ込まれ前記棒体と同じ強度のカプラーと、前記連結ボルトに設けられ、かつ、前記棒体及び前記連結ボルトに前記既定の張力が付与されたときに前記連結ボルトの軸方向の移動を規制するストッパーと、を備えた構成が好ましい。

この構成では、ＰＣ鋼棒体の一端部側を一方の隅部に回動可能かつ軸方向移動不可能に設け、ＰＣ鋼棒体の他端部側にカプラーをねじ込み、さらに、予めストッパーが設けられた連結ボルトの一端部を他方の隅部に回動可能に設ける。そして、カプラーでＰＣ鋼棒と連結ボルトとを連結して初期位置を設定する。ここで、ストッパーの連結ボルトに対する初期位置は、既定の張力が付与された際に連結ボルトの軸方向に移動する寸法をずらした位置である。
そして、ＰＣ鋼棒及びカプラーの双方、又はカプラーのみ、を回転させると、ＰＣ鋼棒、カプラー及び連結ボルトを介して互いに対向する構造体の隅部に張力が導入される。張力の導入に伴ってストッパーにより連結ボルトの軸方向の移動が規制されたら、一対の隅部の間に既定の張力が導入されたことになる。
従って、この構成では、棒体及び連結ボルトはＰＣ鋼棒から構成され、カプラーは、棒体と連結ボルトと同じ強度である。そのため、棒体、連結ボルト及びカプラーは、ワイヤに比べてヤング率が一定となるので、きわめて正確に弾性予測ができるとともに、形状制御も容易となる。
しかも、ＰＣ鋼棒及びカプラーの回転量、又は、カプラーの回転量との関係で、所定値を予め設定し、ストッパーにより連結ボルトの軸方向の移動が規制される。これにより、導入される張力が既定の値を確保されるので、導入する張力の管理が容易となる。また、カプラーでＰＣ鋼棒と連結ボルトとを連結するので、ＰＣ鋼棒体を１本のＰＣ鋼棒から構成する場合に比べて、構造体の補強装置への取付作業が容易となる。

本発明では、前記棒体の雄ねじ部と前記連結ボルトの雄ねじ部とは、ねじの向きが逆であり、かつ、ねじのピッチが同じであり、前記カプラーは、前記棒体のねじ込みを規制する第一規制部を有し、前記連結ボルトは、前記他方の隅部に軸方向移動可能に設けられ、前記ストッパーは、前記既定の張力が付与された際に前記他方の隅部に当接するストッパー用ナットを有する構成としてもよい。
この構成では、ＰＣ鋼棒の一端部側を一方の隅部に回動可能かつ軸方向移動不可能に設け、ＰＣ鋼棒の他端部にカプラーを第一規制部で規制されるまで一方向にねじ込み、さらに、ストッパー用ナットが予めねじ込まれた連結ボルトの一端部を他方の支持部分に設ける。連結ボルトをカプラーに一方向とは逆方向にねじ込んでＰＣ鋼棒、カプラー及び連結ボルトを連結して初期位置を設定する。
そして、ＰＣ鋼棒及びカプラーの双方を前記逆方向に回転させると、ＰＣ鋼棒の他端部、カプラー及び連結ボルトの他端部が相対的な位置が変化しないまま軸方向に沿って移動し、これらの部材に張力が導入される。張力の導入に伴って連結ボルトが所定値だけ伸びたら、ストッパー用ナットが他方の支持部分に当接する。これにより、連結ボルトの軸方向の移動が規制されて一対の隅部の間に既定の張力が導入されたことになる。
従って、ＰＣ鋼棒の雄ねじ部と連結ボルトの雄ねじ部とをピッチが同じの逆ねじに形成しているので、従来の逆ねじのカプラーを用いていることが可能となり、装置の製造コストを低いものにできる。さらに、カプラーは、ＰＣ鋼棒のねじ込みを規制する第一規制部を有するから、ＰＣ鋼棒とカプラーとを一体として回すことが確実に行えることになり、一対の支持部分への張力の導入を正確に行える。また、ストッパーは、ストッパー用ナットを有する構成とすることで、ストッパーの構造を簡易なものにでき、連結ボルトへの装着を容易に行うことができる。

本発明では、前記棒体の雄ねじ部と前記連結ボルトの雄ねじ部とは、ねじの向きが同じであり、かつ、ねじのピッチが異なり、前記カプラーは、カプラー本体と、前記カプラー本体に設けられ前記棒体のねじ込みを規制する第一規制部と、前記カプラー本体に着脱自在に設けられ前記連結ボルトのねじ込み量を規制する第二規制部とを有し、前記連結ボルトは、前記他方の隅部に軸方向移動不可能に設けられ、前記ストッパーは、前記既定の張力が付与された際に前記カプラーに当接するストッパー用ナットを有する構成としてもよい。
この構成では、棒体の一端部側を一方の支持部分に回動可能かつ軸方向移動不可能に設け、棒体の他端部をカプラーに第一規制部で規制されるまで一方向にねじ込み、さらに、ストッパー用ナットが予めねじ込まれた連結ボルトの一端部を他方の隅部に設ける。連結ボルトをカプラーに第二規制部に当接するまでねじ込んで、棒体、カプラー及び連結ボルトを連結して初期位置を設定する。この状態では、棒体の他端部と連結ボルトの他端部との間の寸法は大きなものとなっている。
そして、第二規制部をカプラー本体から取り外し、カプラーのみを回転させる。すると、棒体の他端部と連結ボルトの他端部とが相対的な位置を近接させながら軸方向に沿って移動し、棒体、カプラー及び連結ボルトに張力が導入される。張力の導入に伴って連結ボルトが所定値だけ伸びたら、ストッパー用ナットがカプラーに当接する。これにより、連結ボルトの軸方向の移動が規制されて一対の隅部の間に既定の張力が導入されたことになる。
従って、この構成では、棒体の雄ねじ部と連結ボルトの雄ねじ部とのねじピッチを異なるものにしているので、カプラーの１回転あたりの連結ボルトの移動量が従来例に比べて短い。そのため、カプラーを小さな力で回転させることで、連結ボルトとＰＣ鋼棒とを互いに近接させて互いに対向する支持部分に大きな張力を与えることができるから、張力の導入の管理を容易に行える。

本発明の構造体の補強方法は、格子状構造体の四隅に設けられた一対の棒状補強体に張力を導入して構造体を補強する方法であって、前記棒状補強体はＰＣ鋼棒体を備えて構成し、前記ＰＣ鋼棒体に、最大耐力の１０％以上６０％以下の規定の張力を導入して前記構造体に導入される張力と均衡する圧縮応力を発生させることを特徴とする。
本発明では、前述の構造体の補強装置の発明と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態にかかる補強装置が適用される構造体の斜視図。構造体の要部を示す平面図。第１実施形態の構造体の補強装置の具体的な構成を示す一部を破断した平面図。（Ａ）から（Ｃ）は第１実施形態の構造体の補強方法を説明する図。第１実施形態の構造体の補強装置の効果を説明するグラフ。本発明の第２実施形態の構造体の補強装置の全体構成を示す一部を破断した平面図。（Ａ）から（Ｃ）は第２実施形態の構造体の補強方法を説明する図。

［第１実施形態］
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１から図４には本発明の第１実施形態が示されている。図１には、本実施形態の全体構成が示されている。
（構造体）
図１において、建築物は、体育館や工場等であり、複数本の柱１と、柱１の頂部に取り付けられる格子状構造体２と、格子状構造体２を補強する補強装置としての棒状補強体１０とを備える。
格子状構造体２は、第１実施形態では、天井を構成する骨組みであり、それぞれ水平方向に沿って配置される第一梁３１と、それぞれ屋根の下り傾斜に沿って配置される第二梁３２とを有する。
第一梁３１と第二梁３２とで区画される平面矩形状の面から構造体の構面が構成される。この矩形状の構面の互いに対向する一対の隅部Ｐ１，Ｐ２は、棒状補強体１０で張力を導入する支持部分である。本実施形態では、棒状補強体１０は、１つの矩形状の構面のうち互いに交差する対角線上にそれぞれ配置されている。

図２には格子状構造体２の要部が示されている。
図２において、第一梁３１は、直列に配置され端板部３１２を介して接合される複数本のＨ型鋼３１１と、Ｈ型鋼３１１のうち矩形状の構面の隅部Ｐ１，Ｐ２の位置で接合される受プレート３１３とを有する。受プレート３１３は、互いに反対側に位置する面の一方がＨ型鋼３１１のウェブ３１１Ｗに接合されている。
第二梁３２は、直列に配置される複数本のＨ型鋼３２１と、Ｈ型鋼３２１の両端部に接合された板部３２２と、隣合う板部３２２に両端部が接合されるプレート部３２３とを有する。プレート部３２３の側面は、プレート部３２３の端部に接合されている。
棒状補強体１０は、互いに対向する一対の隅部Ｐ１，Ｐ２に張力を導入して構造体を補強するＰＣ鋼棒体であり、一対が交差して配置されている。

（棒状補強体）
棒状補強体１０の具体的な構成が図３に示されている。
図３において、棒状補強体１０は、一方の隅部Ｐ１に対応する受プレート３１３に設けられた棒体１１と、他方の隅部Ｐ２に対応する受プレート３１３に一端部が回転可能に設けられた連結ボルト１２と、棒体１１の他端部と連結ボルト１２の他端部とを連結するカプラー１３と、連結ボルト１２に設けられ連結ボルト１２が所定値だけ伸びたときに連結ボルト１２の軸方向の移動を規制するストッパー１４と、を備えている。
ここで、棒体１１は連結ボルト１２に対して長く形成されており、そのため、カプラー１３は、隅部Ｐ２に近接して配置されている（図２参照）。

棒体１１は、耐力７８５Ｎ／ｍｍ^２以上、引張強さ１０３０Ｎ／ｍｍ^２以上のＰＣ鋼棒製である。棒体１１の耐力は、普通鋼の耐力より３～４倍程度大きい。
棒体１１の外周には、左ねじからなる雄ねじが軸方向に沿って形成されている。
棒体１１の一端部側は、受プレート３１３に形成された孔部３１３Ａを挿通しており、受プレート３１３を挟んでナットＡとナットＢとが棒体１１にねじ込まれている。
ナットＡは、棒体１１の一端部側の所定位置で固定されている。ナットＢは、ナットＡとともに受プレート３１３を共締めする。これにより、棒体１１の一端部は、受プレート３１３に、回転可能かつ軸方向移動不可能に設けられる。

連結ボルト１２は、棒体１１と同じ強度のＰＣ鋼棒製であり、右ねじが軸方向に沿って外周に形成されている。連結ボルト１２と棒体１１とは逆ねじであり、かつ、ねじのピッチが同じである。
連結ボルト１２は、他方の隅部Ｐ２に対応する受プレート３１３に形成された孔部３１３Ａを挿通しており、受プレート３１３を挟んでストッパー１４としてのストッパー用ナットＣと、ナットＤとが連結ボルト１２にねじ込まれている。
ナットＤは、受プレート３１３に固定されている。これにより、棒体１１及び連結ボルト１２が時計方向に回転することにより、連結ボルト１２が伸びることになる。
ストッパー用ナットＣは、二つのナットが重なって配置されるダブルナットであり、棒体１１及び連結ボルト１２に既定の張力が付与されて所定値δだけ伸びた際に他方の隅部Ｐ２に位置する受プレート３１３に当接する。

カプラー１３は、ナット状のカプラー本体１５と、カプラー本体１５の外周から軸芯に向けてそれぞれ設けられる第一ピン１６１及び第二ピン１６２とを有する。
カプラー本体１５の内周に形成された雌ねじは、その軸方向に沿った長さの中心１５Ｃを境に、棒体１１にねじ込む左ねじと、連結ボルト１２にねじ込む右ねじとから構成される。
カプラー本体１５は、棒体１１及び連結ボルト１２の強度と同じ強度を有する。
第一ピン１６１は、カプラー本体１５の中心１５Ｃに対してナットＡ，Ｂ側に形成された第一孔１７１に差し込み可能に配置されており、第二ピン１６２は、カプラー本体１５の中心１５Ｃに対してナットＤ側に形成された第二孔１７２に差し込み可能に配置されている。
第一ピン１６１は、棒体１１がカプラー本体１５にねじ込まれる際に、そのねじ込みを規制する第一規制部を構成する。

（構造体の補強方法）
次に、構造体の補強方法を図４に基づいて説明する。
予め、柱１の頂部に第一梁３１と第二梁３２とを設置して格子状構造体２を施工しておく。そして、第一梁３１に、受プレート３１３を接合しておく。第一梁３１と第二梁３２とから平面矩形状の構面が構成されることになり、この構面の互いに対向する隅部Ｐ１，Ｐ２の受プレート３１３に棒状補強体１０を取り付ける。
そのため、棒体１１の一端側の所定位置にねじ固定用接着剤が塗布されたナットＡをねじ込んでおき、図４（Ａ）に示される通り、棒体１１の一端側を隅部Ｐ１に対応する受プレート３１３の孔部３１３Ａに差し込み、差し込まれた棒体１１の一端縁からナットＢをねじ込み、ナットＡとナットＢとで受プレート３１３を共締めする。これにより、棒体１１の一端部側が受プレート３１３に回転可能かつ軸方向移動不可能に設けられることになる。
さらに、予め、第一ピン１６１が第一孔１７１に差し込まれ、第二ピン１６２が第二孔１７２に差し込まれたカプラー１３を反時計方向（左方向）に回し、棒体１１の他端が第一ピン１６１に当接する（底当たりする）までねじ込む。

その後、図４（Ｂ）に示される通り、隅部Ｐ２に対応する受プレート３１３の孔部３１３Ａに連結ボルト１２の一端部を挿通する。この際、連結ボルト１２にはストッパー用ナットＣを予めねじ込んでおく。さらに、カプラー１３と連結ボルト１２とが干渉しないようにするために、カプラー１３が端部にねじ込まれた棒体１１を撓ませる（想像線参照）。
そして、連結ボルト１２の一端部が第二ピン１６２に当接する（底当たりする）まで、連結ボルト１２を時計方向（右方向）に回し、カプラー１３に対してねじ込む。
さらに、受プレート３１３の孔部３１３Ａを挿通した連結ボルト１２の一端部にナットＤをかけ、棒体１１、連結ボルト１２及びカプラー１３が張るまで、ねじ込む。
この状態で、カプラー１３の両端部からねじ固定用接着剤を注入する。
そして、ストッパー用ナットＣを時計方向又は反時計方向に回動して、受プレート３１３との寸法が所定値δになる位置まで移動させる。ここで、所定値δは、導入張力に見合う棒体１１及び連結ボルト１２の伸び量である。導入する張力は、棒体１１、連結ボルト１２及びカプラー１３の最大耐力の１０％以上６０％以下である。
ここで、導入する張力が棒体１１、連結ボルト１２及びカプラー１３の最大耐力の１０％以上でないと、張力が減少する側の剛性付与効果が小さい範囲にとどまるため、設計上のメリットがない。例えば、ＪＩＳＧ３１０９で規定するＢ種１号のφ２６を例にとると、最大耐力５７４ｋＮに対して１０％は、５７．４ｋＮであり、実用的な使用の下限である。一方、６０％を越えると、本発明による締め付け方法では、締め付けが困難となることや張力が増加する方の側のＰＣ鋼棒からなる棒体１１等が告示で定められている短期許容耐力を越える可能性が出てくる。

その後、ナットＤを受プレート３１３に接着剤で固定し、さらに、図４（Ｃ）に示される通り、カプラー１３とナットＡとにレンチ等の工具（図示せず）をかけて、時計方向（右方向）に回す。すると、棒体１１の他端部、カプラー１３及び連結ボルト１２の他端部は、これらの間の相対的な位置が変化しないまま軸方向に沿って移動する。ストッパー用ナットＣが受プレート３１３に当たると、連結ボルト１２の移動が規制される。カプラー１３で一体となった棒体１１及び連結ボルト１２は、所定値δだけ伸びたことになる。これにより、第一梁３１と第二梁３２とからなる構面の一対の隅部Ｐ１，Ｐ２に張力が付与されて構造体が補強されることになる。
以上の工程を１つの構面を補強するための一対の棒状補強体１０について実施する。

棒状補強体１０であるＰＣ鋼棒体に、ＰＣ鋼棒の最大耐力１０８０Ｎ／ｍｍ^２の１０％以上６０％以下の規定の張力、例えば、５０％の規定の張力を導入すると、この張力と均衡する圧縮応力がＰＣ鋼棒体に発生し、この力を格子状構造体２に与える。
一対のＰＣ鋼棒体と格子状構造体２からなる建築物に地震荷重などを想定した強制的な変形を与えると、一方のＰＣ鋼棒体の張力は増加し、他方のＰＣ鋼棒体の張力は減少する。例えば、図２に示される通り、格子状構造体２に強制的な変形を与えると、互いに対向する第一梁３１に反対側の力Ｑが働くことになり、一対のＰＣ鋼棒体（棒状補強体１０）のうち一方の張力が増加し、他方の張力が減少する。

ここで、ＰＣ鋼棒体へ導入する張力Ｔｙと、張力Ｔｙが導入された際のＰＣ鋼棒体の縮み量δｘとの関係を図５に基づいて説明する。
図５に示される通り、初期導入張力がＴｏである場合、ＰＣ鋼棒体の縮み量δｘは０である。導入する張力Ｔｙが減少する側の他方のＰＣ鋼棒体は、導入する張力ＴｙがＴｏから張力消失までにδｏだけ縮むことになる。この時のＰＣ鋼棒体の軸剛性は、｛－Ｔｏ／(－δｏ)｝＝（Ｔｏ／δｏ）となるが、これは張力Ｔｙが増加する側の軸剛性と同じである。つまり、軸剛性は、縮み量δｘのプラス（＋）側では、｛（２Ｔｏ－Ｔｏ）／δｏ｝＝（Ｔｏ／δｏ）であり、マイナス（－）側では、－Ｔｏ／（－δｏ）＝（Ｔｏ／δｏ）であり、プラス（＋）側と同じである。圧縮側の張力が消失するまで剛性を保持することになり、圧縮と引張とも有効なので、引張のみ働く従来のブレースに比べて２倍の働きとなる。

（実施形態の効果）
（１）一対の棒状補強体１０を構成するＰＣ鋼棒体に、最大耐力の１０％以上６０％以下の規定の張力を導入することにより、格子状構造体２に、これにバランスする圧縮応力を発生させる。そのため、格子状構造体２に、常に圧縮力が作用することになり、格子状構造体２が非常に簡単な構造となるとともに、軽量化が可能となる。

（２）一方の隅部Ｐ１に一端部側が回転可能かつ軸方向移動不可能に棒体１１を設け、他方の隅部Ｐ２に一端部が回転可能に連結ボルト１２を設け、棒体１１の他端部の雄ねじ部と連結ボルト１２の他端部の雄ねじ部とにそれぞれカプラー１３をねじ込み、棒体１１及び連結ボルト１２に既定の張力が付与されたときに連結ボルト１２の軸方向の移動を規制するストッパー１４を連結ボルト１２に設けた。張力を導入するために、従来の普通鋼より強度の大きな棒体１１を用いているので、棒体１１に大きな張力を導入することにより、これとバランスする大きな圧縮力を格子状構造体２に与えることが可能となり、大きな外力に対しても構造体を確実に補強することができる。棒体１１及び連結ボルト１２は、ワイヤに比べてヤング率が一定となるので、きわめて正確に弾性予測ができるとともに、形状制御も容易となる。しかも、棒体１１及び連結ボルト１２は、普通鋼からなる棒に比べて、断面積が小さいから、装置の小型化を図ることができる。そして、ストッパー１４により連結ボルト１２の軸方向の移動が規制されるから、導入される張力が既定の値を確保されることになり、張力の管理が容易となる。

（３）棒体１１の雄ねじ部を左ねじとし、連結ボルト１２の雄ねじ部を棒体１１の雄ねじ部とは逆の右ねじであり、ピッチが同じ構造のカプラーを用いているので、装置の製造コストを低いものにできる。カプラー１３は、棒体１１のねじ込みを規制する第一ピン１６１を有するから、棒体１１とカプラー１３とを一体に回すことが可能となり、棒体１１及び連結ボルト１２に確実に張力を導入することができる。しかも、ストッパー１４は、ストッパー用ナットＣを有するため、ストッパー１４自体の構成を簡易なものにできる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。
第２実施形態は、第１実施形態とはＰＣ鋼棒及びカプラーの構造が相違するものであり、他の構成並びに設置される構造体は、第１実施形態と同じである。
第２実施形態の説明において、第１実施形態と同一構成は同一符号を付して説明を省略する。
（棒状補強体）
第２実施形態の棒状補強体２０の具体的な構成が図６に示されている。
図６において、棒状補強体２０は、一方の隅部Ｐ１に対応する受プレート３１３に設けられたＰＣ鋼棒製の棒体２１と、他方の隅部Ｐ２に対応する受プレート３１３に一端部が回転可能に設けられた連結ボルト１２と、棒体２１の他端部と連結ボルト１２の他端部とを連結するカプラー２３と、連結ボルト１２に設けられたストッパー２４と、棒体２１に設けられたマーキングテープ２０Ｔとを備えている。

棒体２１は、第１実施形態の棒体１１とは雄ねじ部に形成されたねじの向きとピッチが相違するものであり、他の構成は棒体１１と同じである。
つまり、棒体２１は、ねじの向きが連結ボルト１２と同じ右ねじであるが、ピッチが連結ボルト１２より小さい。例えば、連結ボルト１２のねじのピッチが２．５ｍｍである場合、棒体１１のねじのピッチは２．０ｍｍである。
棒体２１の一端部側には、隅部Ｐ１に対応した受プレート３１３を挟んでナットＡとナットＢとが設けられている。ナットＢは、棒体２１に接着剤で固定されている。

カプラー２３は、ナット状のカプラー本体２５と、カプラー本体２５にそれぞれ着脱自在に設けられた第一ピン１６１及び第二ピン１６２とを有する。
カプラー本体２５の内周に形成された雌ねじは、その軸方向に沿った長さの中心２５Ｃを境に、棒体２１の雄ねじに対応した雌ねじと、連結ボルト１２の雄ねじに対応した雌ねじとから構成されている。カプラー本体２５の雌ねじは、棒体２１に対応する雌ねじ部に対して連結ボルト１２に対応する雌ねじ部のピッチが小さい。そのため、カプラー本体２５を時計方向（右方向）に１回転すると、棒体２１と連結ボルト１２とのねじピッチの差、例えば、連結ボルト１２のねじのピッチが２．５ｍｍであり、棒体２１のねじのピッチが２．０ｍｍである場合、０．５ｍｍだけ棒体２１の他端部に対して連結ボルト１２の他端部が近接することになる。
カプラー本体２５は、棒体２１及び連結ボルト１２の強度と同じ強度を有する。
第一ピン１６１は、棒体２１のカプラー本体２５へのねじ込み量を規制する第一規制部である。同様に、第二ピン１６２は、連結ボルト１２のカプラー本体２５へのねじ込み量を規制する第二規制部である。

ストッパー２４は、既定の張力が導入された際にカプラー２３に当接するストッパー用ナットＣを有する。
マーキングテープ２０Ｔは、棒状補強体２０がセットされた後であって張力が導入される前において、カプラー２３の端部の位置を示すものであり、規定の張力を導入するためにカプラー２３を回した後では、カプラー２３の一端とマーキングテープ２０Ｔとは寸法δ１だけ離れることになる。つまり、寸法δ１だけ、カプラー２３が棒体２１の軸方向に沿って移動する。
棒状補強体２０がセットされた後であって張力が導入される前において、ストッパー用ナットＣとカプラー２３との間の寸法は、所定値δ２である。ここで、所定値δ２は、導入張力に見合うカプラー２３の移動量である。所定値δ２と寸法δ１との比は、連結ボルト１２のねじのピッチと棒体２１のねじのピッチとの比と同じである。

（構造体の補強方法）
次に、構造体の補強方法を図７に基づいて説明する。
第１実施形態と同様に、格子状構造体２を施工しておき、第一梁３１に、受プレート３１３を接合しておく。第一梁３１と第二梁３２とから構成される平面矩形状の構面の互いに対向する隅部Ｐ１，Ｐ２の受プレート３１３に棒状補強体２０を取り付ける。
そのため、棒体２１の一端側の所定位置にねじ固定用接着剤が塗布されたナットＡをねじ込んでおき、図７（Ａ）に示される通り、棒体２１の一端側を隅部Ｐ１に対応する受プレート３１３の孔部３１３Ａに差し込み、差し込まれた棒体１１の一端縁から予めねじ固定用接着剤が塗布されたナットＢをねじ込み、ナットＡとナットＢとで受プレート３１３を共締めする。これにより、棒体２１の一端部側が受プレート３１３に回転可能かつ軸方向移動不可能に設けられることになる。
さらに、予め、第一ピン１６１が第一孔１７１に差し込まれ、第二ピン１６２が第二孔１７２に差し込まれたカプラー２３を、棒体２１の他端が第一ピン１６１に当接する（底当たりする）まで時計方向（右方向）に回してねじ込む。

その後、図７（Ｂ）に示される通り、隅部Ｐ２に対応する受プレート３１３の孔部３１３Ａに連結ボルト１２の一端部を挿通する。この際、連結ボルト１２にはストッパー用ナットＣを予めねじ込んでおく。そして、カプラー２３と連結ボルト１２とが干渉しないようにするために、カプラー２３が端部にねじ込まれた棒体２１を撓ませる（想像線参照）。
さらに、連結ボルト１２の一端部が第二ピン１６２に当接する（底当たりする）まで、カプラー２３を時計方向（右方向）に回してねじ込む。
そして、ストッパー用ナットＣをカプラー２３との間の寸法が所定値δ２になるまで、位置調整する。この際、カプラー２３の一端部に接するように、マーキングテープ２０Ｔを棒体２１の周面に捲いておく。
さらに、受プレート３１３の孔部３１３Ａを挿通した連結ボルト１２に一端部にナットＤをかけ、棒体１１、連結ボルト１２及びカプラー２３が張るまで、ねじ込む。
そして、カプラー本体２５から第二ピン１６２を抜く。

その後、ナットＤを受プレート３１３に接着剤で固定し、さらに、図７（Ｃ）に示される通り、カプラー２３にレンチ等の工具（図示せず）をかけて、時計方向（右方向）に回すと、カプラー２３が隅部Ｐ２に向かって移動するが、この際、カプラー２３にねじ込まれる棒体２１の端面と連結ボルト１２の端面との間の寸法が小さくなる。
カプラー２３がストッパー用ナットＣに当たると、カプラー２３の移動が規制される。この際、カプラー２３とマーキングテープ２０Ｔとの間の寸法がδ１となっていることを確認する。これにより、第一梁３１と第二梁３２とからなる構面の一対の隅部Ｐ１，Ｐ２に張力が付与されて構造体が補強されることになる。
ストッパー用ナットＣを受プレート３１３に移動させて張力導入の作業が終了する。
以上の工程を１つの構面を補強するための一対の棒状補強体１０について実施する。

（実施形態の効果）
第２実施形態では、第１実施形態の（１）（２）の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
（４）棒体２１の雄ねじ部と連結ボルト１２の雄ねじ部とは、ねじの向きが同じであり、かつ、ねじのピッチが異なるので、カプラー２３の１回転あたりの連結ボルト１２の移動量が従来例に比べて短い。そのため、カプラー２３を小さな力で回転させることで、連結ボルト１２と棒体２１とを互いに近接させて互いに対向する隅部Ｐ１，Ｐ２に大きな張力を与えることができるから、張力の導入の管理を容易に行える。

［変形例］
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、格子状構造体２を、天井を構成する第一梁３１及び第二梁３２を備えたものとしたが、本発明の骨組みは、これに限定されるものではなく、例えば、複数の柱と、これらの柱の上下を連結する梁とを備えたものであってもよい。
さらに、第１実施形態において、第二ピン１６２を必ずしも設けることを要しない。

１…柱、２…格子状構造体、１０，２０…棒状補強体（ＰＣ鋼棒体）、１１，２１…棒体、１２…連結ボルト、１３，２３…カプラー、１４，２４…ストッパー、１５，２５…カプラー本体、１６１…第一ピン（第一規制部）、１６２…第二ピン（第二規制部）、２０Ｔ…マーキングテープ、３１…第一梁（構造体）、３２…第二梁（構造体）、Ｐ１，Ｐ２…隅部（支持部分）、δ，δ２…所定値

Claims

格子状構造体の隅部に一対の棒状補強体を設けて構造体を補強する装置であって、
前記棒状補強体は、最大耐力の１０％以上６０％以下の規定の張力を導入して前記格子状構造体に導入される張力と均衡する圧縮応力を前記格子状構造体に発生させるＰＣ鋼棒体を備え、
前記ＰＣ鋼棒体は、
前記格子状構造体の互いに対向する一対の隅部のうち一方の隅部に一端部側が回転可能かつ軸方向移動不可能に設けられたＰＣ鋼棒製の棒体と、
前記一対の隅部のうち他方の隅部に一端部が回転可能に設けられ前記棒体と同じ強度のＰＣ鋼棒製の連結ボルトと、
前記棒体の他端部に形成された雄ねじ部と前記連結ボルトの他端部の雄ねじ部とにそれぞれねじ込まれ前記棒体と同じ強度のカプラーと、
前記連結ボルトに設けられ、かつ、前記棒体及び前記連結ボルトに前記規定の張力が付与されたときに前記連結ボルトの軸方向の移動を規制するストッパーと、を備えた
ことを特徴とする構造体の補強装置。
請求項１に記載された構造体の補強装置において、
前記棒体の雄ねじ部と前記連結ボルトの雄ねじ部とは、ねじの向きが逆であり、かつ、ねじのピッチが同じであり、
前記カプラーは、前記棒体のねじ込みを規制する第一規制部を有し、
前記連結ボルトは、前記他方の隅部に軸方向移動可能に設けられ、
前記ストッパーは、前記規定の張力が付与された際に前記他方の隅部に当接するストッパー用ナットを有する
ことを特徴とする構造体の補強装置。
請求項１に記載された構造体の補強装置において、
前記棒体の雄ねじ部と前記連結ボルトの雄ねじ部とは、ねじの向きが同じであり、かつ、ねじのピッチが異なり、
前記カプラーは、カプラー本体と、前記カプラー本体に設けられ前記棒体のねじ込みを規制する第一規制部と、前記カプラー本体に着脱自在に設けられ前記連結ボルトのねじ込み量を規制する第二規制部とを有し、
前記連結ボルトは、前記他方の隅部に軸方向移動不可能に設けられ、
前記ストッパーは、前記規定の張力が付与された際に前記カプラーに当接するストッパー用ナットを有する
ことを特徴とする構造体の補強装置。
格子状構造体の四隅に設けられた一対の棒状補強体に張力を導入して構造体を補強する方法であって、
前記棒状補強体はＰＣ鋼棒体を備えて構成し、
前記ＰＣ鋼棒体は、
前記格子状構造体の互いに対向する一対の隅部のうち一方の隅部に一端部側が回転可能かつ軸方向移動不可能に設けられたＰＣ鋼棒製の棒体と、
前記一対の隅部のうち他方の隅部に一端部が回転可能に設けられ前記棒体と同じ強度のＰＣ鋼棒製の連結ボルトと、
前記棒体の他端部に形成された雄ねじ部と前記連結ボルトの他端部の雄ねじ部とにそれぞれねじ込まれ前記棒体と同じ強度のカプラーと、
前記連結ボルトに設けられ、かつ、前記棒体及び前記連結ボルトに規定の張力が付与されたときに前記連結ボルトの軸方向の移動を規制するストッパーと、を備え、
前記ＰＣ鋼棒体に、最大耐力の１０％以上６０％以下の規定の張力を導入して前記構造体に導入される張力と均衡する圧縮応力を発生させることを特徴とする構造体の補強方法。