JPH09228660A

JPH09228660A - 既設柱構造物補強工用の型枠装置

Info

Publication number: JPH09228660A
Application number: JP8065491A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Matsugashita; 信之松ケ下
Original assignee: OKABE TECHNO SYST KK; Okabe Co Ltd
Current assignee: OKABE TECHNO SYST KK; Okabe Co Ltd
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】既設柱構造物の鋼板被覆補強を強固にかつ経
済的に簡易に行えるようにする。【解決手段】既設柱Ｂの周囲に被覆、配置された鋼板製
補強枠Ｄの各面板d₁〜d₄に対応して形成された面型枠A₁
〜A₄を、それらの横バタ材１，１の端部で一連に結合す
る。そして、それら面型枠A₁〜A₄を各面板d₁〜d₄を配置
し、外端に位置する面型枠A₂，A₃の外端部どうしを締付
ボルト７を用いて分離可能に結合する。その際、横バタ
材１，１の結合点が、補強枠Ｄの面板d₁〜d₄の端より相
当距離Ｌだけ内方寄りの位置となるように設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、既設の柱状構造物を、
鋼板の被覆により補強する工法において用いる型枠装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地震等の対策として、老朽化した柱構造
物や増強を要する柱構造物への補強が行われるようにな
ってきた。この補強工としては、既設柱構造物の周囲に
所要厚さのコンクリートを打設、被覆する方法と、既設
柱構造物の周囲に補強用の鋼板を被覆する方法とがあ
る。前者のコンクリート被覆によるものは、補強後の柱
構造物が以前のものより相当太くなることから、施工上
の制限や外観を問題とされる場所での施工では鋼板被覆
による補強工が採られている。

【０００３】鋼板被覆による補強工は、一般に、図９に
示すように、平断面四角形の既設柱構造物（以下既設柱
という）Ｂの周囲に、既設柱Ｂと例えば３〜５cm程度の
間隙を存して、鋼板による補強枠Ｄを配置し、上記の間
隙にモルタル類Ｃを打設して、既設柱Ｂと鋼板補強枠Ｄ
とを一体的に結合させるものである。

【０００４】この場合、モルタル類Ｃの打設圧によっ
て、補強枠Ｄは、その各面板d₁〜d₄には、外方に膨らむ
変形（正撓み）が生ずるので、これを極力防止するた
め、補強枠Ｄの外側に、各面板d₁〜d₄に対応する面型枠
A₁〜A₄を結合した型枠装置を設置して、補強枠Ｄの撓み
の抑制を行うようにしている。

【０００５】上記の型枠は、通常、上下に間隔をおいて
配列した横バタ材１，１の内側（補強枠Ｄ側）に、横方
向に間隔をおいて多数の縦バタ材２，２を配置、結合し
て形成した面型枠A₁〜A₄を、互いにそれらの横バタ材
１，１の端部において、図示のようにタイボルト（締付
ボルト）９，９を用いて結合し、或はピン等により結合
して形成している。

【０００６】上記補強工においては、既設柱Ｂと補強枠
Ｄとの間にモルタル類Ｃを打設した際の側圧（打設圧）
は、補強枠Ｄの各面板d₁〜d₄を介して、型枠装置の各面
型枠A₁〜A₄にも作用する。面型枠A₁〜A₄はその作用する
側圧に抗して撓みを抑える働きをする。

【０００７】こうして構成された補強枠Ｄと型枠装置は
共働してモルタル類Ｃの側圧に抵抗するから、許容の撓
みにおさめることができるのは無論であるが、モルタル
類Ｃの硬化後型枠装置を補強枠Ｄから撤去すると、補強
枠Ｄの一部分が硬化したモルタル類Ｃから外方に離れ、
そこに空隙が生じ、既設柱Ｂと補強枠Ｄの一体性が損な
われ、したがって補強柱としての所要の強度が得られな
いことが実施工の結果判明した。

【０００８】この補強枠Ｄの離れによる空隙を全くなく
すことは不可能にしても、最小のものにしようと型枠装
置を強大なものに替えたりしてみたが、結果は失敗に終
っている。補強枠Ｄの挙動は大へん複雑で、この正確な
解明は未だなされていないのが現状である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記の側
圧という等分布荷重を受ける補強枠Ｄと型枠装置の合成
構造体の構造力学的解析の専用計算システムを新たに作
成し研究した結果、この問題の解明に成功し、補強枠の
挙動を次の通り説明できるようになった。

【００１０】まず、型枠装置のない、すなわち、補強枠
Ｄ単独の形でモルタル類を打設したと仮定し、小さな側
圧をかけたとすると、補強枠Ｄには小さい撓み変形がみ
られる。次にもう少し大きい側圧をかけると撓み変形量
は大きくなる。両者を比較すると、前者の撓み量と後者
の撓み量は側圧という等分布荷重の大きさに比例し、両
者の撓み曲線は相似形である。したがって、ある特定の
補強枠については一つの決った基本形とも言うべき形状
の撓み曲線が存在し、側圧の大きさにより撓みの大きさ
は異なるけれど、それらの曲線形状を基本形と比較すれ
ばすべて相似の関係が成立すると考えるわけである。こ
の基本形と言うべき形状と相似のものをすべて、その補
強枠Ｄの「固有の撓み曲線」と呼ぶことにする。

【００１１】ところで、この型枠装置の助けを借りない
補強枠単独構造の場合、側圧を受けて変形し、モルタル
類が硬化したあとにモルタル類と補強枠の間に空隙が発
生するような補強枠の挙動は絶対にない。したがって、
型枠装置を設定した場合であっても、側圧を受けたとき
の撓み曲線がその補強枠の「固有の撓み曲線」と一致し
ていれば、型枠装置を撤去したあとに硬化したモルタル
類から補強枠が離れるような挙動はおこらないわけであ
る。

【００１２】しかしながら、補強枠を補強する目的に従
来の型枠装置を用いたのでは、側圧を受けたあとの撓み
形状はその補強枠の持つ「固有の撓み曲線」からかけ離
れたものになってしまう。「固有の撓み曲線」でない形
状の曲線に形成された補強枠の内部応力には「固有の撓
み曲線」になろうとする応力を包含しているわけで、モ
ルタル類が硬化したあと型枠装置を撤去すると、拘束を
解かれた自由面、すなわち外方に膨出する部分が現れ、
そこに空隙ができるのである。図を用いて具体的に以下
説明する。

【００１３】すなわち、図10に示すように、補強枠Ｄの
場合、モルタル類の打設による側圧（実線矢印で示す）
は各面板d₁〜d₄（以下ｄとする）の全面にかかる。各面
板ｄは互いに端部を他の接続した面板に拘束された両端
固定梁の性格を有するため、その固有の撓み曲線は同図
の鎖線で示すような中高のものとなる。これに対し、型
枠装置Ｄにおいては、各面型枠A₁〜A₄の横バタ材１，１
と他の面型枠A₁〜A₄の横バタ材１，１とがほぼヒンジ結
合しているため単純梁の性格を有するとともに、各面板
ｄの撓みによる側圧は実線矢印で示すように、ほぼ中央
部に作用するので、それによる撓み曲線は点線１で示す
ような円弧状のものとなる。

【００１４】そこで、実際にモルタル類を打設した場
合、図11に示すように、面板ｄは、図10鎖線で示すよう
に撓もうとするが、その中央部付近は横バタ材１よりの
反力イによって押えられるため、面板ｄはその「固有の
撓み曲線」からかなり異なった形状の撓み曲線となり、
そして、両端と中央部との中間個所ロ，ロ付近には面板
ｄの中央部（ロとロの間）が外方に向って膨出しようと
する余分な応力（膨出応力）が面板ｄ内部に発生し、そ
の膨出応力を内包した状態でモルタル類Ｃは硬化する。

【００１５】モルタル類Ｃの硬化後は、型枠装置を撤去
する。それによって、横バタ材１による面板ｄへの押え
が解かれることになるが、そうした場合、図12に示すよ
うに、面板ｄは「固有の撓み曲線」に戻ろうとして挙動
する。すなわち、中間個所ロ，ロ付近に内包されていた
膨出応力の働きで挙動する。そのため、中間個所（ロと
ロの間）付近は硬化したモルタル類Ｃより離れて、両者
間に分離された空隙部ハ，ハが形成されることになり、
既設柱Ｂと補強枠Ｄとの一体性が損われることになる。

【００１６】また、従来の型枠装置は、各面型枠を現場
で互いに結合してセットする構造であるため、型枠組み
付け及び撤去作業が面倒で熟練を要し、施工能率の悪い
ものであった。

【００１７】本発明は、上記従来のような、既設柱補強
工における問題を解決するためになされたもので、補強
枠の撓みを抑制する面型枠の横バタ材の側圧による撓み
形状が、補強枠の面板単独の側圧による固有の撓み曲線
とほぼ相似形をなすような構造にして、補強枠とモルタ
ル類と既設柱との結合が強固にでき、しかも、通常の仮
設材を用いて形成できるとともに、熟練を要さず取扱い
が容易にでき、経済性及び施工性の優れた、既設柱構造
物の補強工に使用する型枠装置を提供しようとするもの
である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成について、実施例に対応する図面を参
照して説明すると、請求項１の型枠装置は、既設の柱構
造物Ｂの周囲に被覆、配置された補強枠Ｄの各面板d₁〜
d₄に対応して形成された面型枠A₁〜A₄を、互いにそれら
の横バタ材１，１の端部において一連に結合３，３する
とともに、それらの両端に位置する面型枠A₂，A₃の横バ
タ材１，１の外端部どうしを分離可能に結合し、かつ、
上記各横バタ材１，１の結合点３，３を、それぞれ、そ
の面型枠A₁〜A₄と対応する面板d₁〜d₄の両端付近より内
方位置に設定したことを特徴とするものである。

【００１９】また、請求項２の装置は、請求項１の型枠
装置において、横バタ材１，１相互の結合位置３，３
が、横バタ材１，１の長さ方向に調節自在にされている
ことを特徴とするものである。

【００２０】また、請求項３の型枠装置は、既設の柱構
造物Ｂの周囲に被覆、配置された補強枠Ｄの各面板d₁〜
d₄に対応して形成された面型枠A₁〜A₄のうちの２個づつ
を、互いにそれらの横バタ材１，１の端において結合
３，３して、組型枠［Ａ］の複数を形成し、各組型枠
［Ａ］，［Ａ］どうしを、それらの横バタ材１，１の外
端部において分離可能に結合したことを特徴とするもの
である。

【００２１】また、請求項４の型枠装置は、請求項３の
型枠装置において、各組型枠［Ａ］，［Ａ］における横
バタ材１，１どうしの結合位置３，３及び各組型枠
［Ａ］，［Ａ］相互における横バタ材１，１どうしの結
合位置３，３が、横バタ材１，１の長さ方向に調節自在
にされていることを特徴とするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】まず、本発明の基本的な実施の形
態について図１、図２を参照して説明する。本発明の型
枠装置における考え方の基本は、側圧による面型枠A₁〜
A₄の横バタ材１，１の撓み形状が、補強枠Ｄの面板d₁〜
d₄の撓み形状と相似形をなすような構造とすることにあ
る。

【００２３】図１、図２は、その考え方による基本的な
一実施例を示したもので、平断面四角形の既設柱Ｂを対
象としており、既設柱Ｂの外周には、これと所要の間隙
を存して４個の鋼製面板d₁〜d₄の結合よりなる補強枠Ｄ
が配設される。そして、補強枠Ｄの外周には、４個の面
型枠A₁〜A₄を枠状に結合した本発明型枠装置が設置され
る。

【００２４】面型枠A₁〜A₄は、上下に所要の間隔をおい
て配列した複数の横バタ材１，１と、その内側（補強枠
Ｄ側）に横方向に所要の間隔をおいて配列した縦バタ材
２，２を互いに結合して形成されている。そして、４個
の面型枠A₁〜A₄のうちの２個の面型枠A₁，A₄では、その
横バタ材１，１は両側部に結合のための係合孔３，３が
軸線Ｏ上に設けられ、また、他の面型枠A₂，A₃の横バタ
材１，１には、一端部に上記同様の係合孔３が設けら
れ、他端部（外端部）に後述する締付ボルト７を挿通す
る山形のブラケット６が設けられている。

【００２５】上記面型枠A₁〜A₄は、互いに横バタ材１，
１の係合孔３，３を結合点として、それらの間に、連結
杆４，４を渡し架けて、連結杆４，４の孔５，５と係合
孔３，３に連結ピン（図示を略す）等を用いて一連に結
合されている。そして、それらの面型枠A₁〜A₄は、それ
ぞれ対応する補強枠Ｄの各面板d₁〜d₄に添接され、外側
に位置する面型枠A₁〜A₄の横バタ材１，１の外端部を近
接させ、それらのブラケット６，６に締付ボルト７を挿
通してナットを螺合して分離可能に結合するのである。
この締付ボルト７による横バタ材１，１の結合点３，３
は、横バタ材１の軸線Ｏと締付ボルト７との交点とな
る。この場合の各結合点３，３の位置は、面板d₁〜d₄の
各端より相当距離Ｌだけ内方に寄った位置となるように
設定される。この支点３，３が側圧を受けた際の横バタ
材１，１の梁としての端部支持点となる。

【００２６】本発明においては、上記のように、横バタ
材１，１の支持点となる結合点３，３が、面板ｄの両端
よりも内側に位置させることが重要である。それによっ
て、図３に示すように、側圧を受けた面板ｄの固有の撓
みの曲線（鎖線で示す）に対し、横バタ材１の固有の撓
みの曲線（点線で示す）がほぼ相似するようになる。結
合点３，３は、そのようなほぼ相似の形状となる位置に
設定するのである。

【００２７】そうすることにより、図４に示すように、
モルタル類Ｃの側圧により撓もうとする面板ｄに対し、
その撓みを抑制しようとする横バタ材１が、面板ｄの撓
み形状に沿うようにして面板ｄの撓みを抑制することに
なる。したがって、従来の図11に示すような、面板ｄの
中間個所ロ，ロに余分な応力（膨出応力）を生じさせる
ことがなくなり、面型枠A₁〜A₄を撤去した際に生ずる面
板Ｄの撓みの戻りによるモルタル類Ｃと面板ｄの剥離間
隙ハが発生しなくなる。

【００２８】図５は、本発明の基本的な実施形態の他の
実施例を示したものである。この実施例では、各面型枠
A₁，A₂，A₄の横バタ材１の各一端側には、複数の係合孔
３，３が間隔をおいて設けられているとともに、面型枠
Ａ₃ の横バタ材１には、その外端部に複数のブラケット
６，６が、上記係合孔３，３と同間隔で連設されてい
る。したがって、面型枠A₁〜A₄どうしを係合孔３，３の
いずれかに選択して結合するとともに、締付ボルト７の
一側を連設されたブラケット６，６のいずれかに選択、
挿通して締着することにより、各面型枠A₁〜A₄の横巾が
調節でき、補強枠Ｄの寸法の異なるものに対しても適用
できることになる。

【００２９】図６、〜図８は、本発明の他の実施形態の
一例を示したものである。この実施例では、４個の面型
枠A₁〜A₄を２個づつ結合して一対の組型枠［Ａ］，
［Ａ］を形成し、それらを現場で結合して型枠セットが
できるようにしている。この場合は、隣り合う２個の面
型枠A₁，A₂及びA₃，A₄の横バタ材１，１には、その一端
部に係合孔３が設けられ、外端部にはブラケット６が設
けられる。そして、面型枠A₁，A₂及びA₃，A₄どうしは、
さきの実施例と同様に、横バタ材１，１の係合孔３，３
と連結杆４を介して結合され、一対の組型枠［Ａ］，
［Ａ］となる。

【００３０】上記一対の組型枠［Ａ］，［Ａ］は、それ
ぞれ補強枠Ｄの外側に接合され、互いに、それらの横バ
タ材１，１のブラケット６，６に締付ボルト７，７を挿
通して、ナット８，８を締め付けて分離可能に結合され
る。この実施例の場合は、さきの実施例のものに比べ
て、運搬や設置、撤去等の作業性がより良好となる。

【００３１】図９は、本発明の他の実施形態における他
の実施例を示したもので、各組型枠［Ａ］，［Ａ］を構
成する面型枠A₁，A₂及びA₃，A₄の一方の横バタ材１に
は、複数の係合孔３，３が設けられ、他方の横バタ材１
には複数のブラケット６，６が連設されている。この場
合も、面型枠A₁，A₂及びA₃，A₄相互の結合を隔設された
係合孔３，３のいずれかを選択して行うとともに、両組
型枠［Ａ］，［Ａ］どうしの結合を、連設されたブラケ
ット６，６のいずれかを選択して締付ボルト７，７を挿
通、締着して行うことにより、各面型枠A₁，〜A₄の横巾
が調節でき、補強枠Ｄの寸法の異なるものに対して適応
することができる。

【００３２】なお、本発明では、上記各実施例のよう
な、平断面が四角形の既設柱構造物の補強工に限定され
るものではなく、平断面が各種多角形状のものに対して
も広く適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
補強枠の外面に接合、配置される各面型枠を、互いに横
バタ材の端部において結合するにあたり、各横バタ材の
結合個所を、補強枠の面板の両端よりそれぞれ内方寄り
のところに設定したので、その結合個所が、側圧に対抗
する横バタ材の支点となって、横バタ材の側圧による撓
み形状が、側圧を受けて膨出、変形する面板の固有の撓
み曲線にほぼ相似のものとすることができる。

【００３４】その結果、モルタル類の打設による面板の
撓みを、面板に特別な膨出応力を生じさせることなく抑
制することができ、したがって、型枠装置撤去によって
おこる補強枠と打設したモルタル類との剥離が殆どな
く、一体性の高い結合ができ、補強工の強度保証が得ら
れる。

【００３５】また、型枠装置は、その面型枠の撓みを許
容して補強枠の面板の撓みを抑制するものであるから、
従来の型枠におけるように、安価な仮設用部材を用いて
構成することができ、したがって、型枠経費が低額です
む。さらに、型枠装置は、各面型枠を一連に結合してそ
の外端部を分離可能に結合するようにし、或は、２個の
面型枠を結合した組型枠の複数を分離可能に、結合する
ようにしたので、型枠装置の運搬や取扱いが容易である
とともに、型枠のセット、リセットが簡易、迅速にで
き、労力の軽減と施工の能率化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な一実施例を示す平面図であ
る。

【図２】同要部を示す側面図である。

【図３】面板と横バタ材の撓みを示す説明図である。

【図４】モルタル類打設時の面板と横バタ材の撓み形状
を示す説明図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図６】同さらに他の実施例を示す平面図である。

【図７】同要部を示す側面図である。

【図８】同一対の組型枠を分離して示した平面図であ
る。

【図９】同さらに他の実施例を示す平面図である。

【図10】従来型枠装置の一例を示す平面図である。

【図11】従来型枠装置の横バタ材と面板の撓み状態の比
較図である。

【図12】同モルタル類打設時の撓みの抑制状態を示す説
明図である。

【図13】従来の型枠装置撤去後の面板と打設したモルタ
ル類との状態を示す説明図である。

【符号の説明】

A₁，A₂，A₃，A₄ 面型枠［Ａ］組型枠Ｂ既設柱構造物Ｃモルタル類Ｄ補強枠 d₁，d₂，d₃，d₄ 面板１横バタ材２縦バタ材３係合孔（結合点、支持点）４連結杆５孔６ブラケット７締付ボルト８ナット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既設の柱構造物の周囲に被覆、配置され
た補強枠の各面板に対応して形成された面型枠を、互い
にそれらの横バタ材の端部において一連に結合するとと
もに、それらの両端に位置する面型枠の横バタ材の外端
部どうしを分離可能に結合し、かつ、上記各横バタ材の
結合点を、それぞれ、その面型枠と対応する面板の両端
付近より内方位置に設定したことを特徴とする、既設柱
構造物補強工用の型枠装置。
【請求項２】横バタ材相互の結合位置が、横バタ材の
長さ方向に調節自在にされていることを特徴とする、請
求項１記載の既設柱構造物補強工用の型枠装置。
【請求項３】既設柱構造物の周囲に被覆、配置された
補強枠の各面板に対応して形成された面型枠のうちの２
個づつを、互いにそれらの横バタ材の端において結合し
て、組型枠の複数を形成し、各組型枠どうしを、それら
の横バタ材の外端部において分離可能に結合したことを
特徴とする、既設柱構造物補強工用の型枠装置。
【請求項４】各組型枠における横バタ材どうしの結合
位置及び各組型枠相互における横バタ材どうしの結合位
置が、横バタ材の長さ方向に調節自在にされていること
を特徴とする、請求項３記載の既設柱構造物補強工用の
型枠装置。