JP4069064B2 - Steel tube column reinforcing method and reinforcing material placement aid - Google Patents
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Description
本発明は、中空部を有する既設の鋼管柱を補強するための鋼管柱の補強方法および補強材配置用補助具に関する。 The present invention relates to a steel pipe column reinforcing method for reinforcing an existing steel pipe column having a hollow portion, and a reinforcing material arranging auxiliary tool.
表面に亜鉛メッキが施された鋼板から構成される鋼管柱は、その上部に通信用のアンテナ等を設置するためなどに用いられている。この鋼管柱は、軽量で輸送が容易な上、立設も簡単なため、上記以外にもさまざまな用途に利用されている(例えば非特許文献1を参照)。
しかしながら、上述した鋼管柱は、風雨等の気象条件の厳しい立設場所などでは、強度的に十分でない場合もあり、補修等にコストがかかってしまう恐れもあった。 However, the above-described steel pipe columns may not be sufficient in strength in a standing place where weather conditions such as wind and rain are severe, and there is a risk that repair and the like may be costly.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、既設の鋼管柱の強度を容易にかつ経済的に増加させることのできる鋼管柱の補強方法および補強材配置用補助具を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a steel pipe column reinforcing method and a reinforcing material arranging auxiliary capable of easily and economically increasing the strength of an existing steel pipe column. It is in providing tools.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、既設の鋼管柱の側面の少なくとも鉛直方向の位置が異なる二つの領域に第1および第2の開口部を形成する工程と、この工程で形成した二つの開口部のうち鉛直方向下側に位置する第1の開口部から、補強材としての複数の棒状部材の各々について、各棒状部材の上端となる端部を中空部上方へ向けてそれぞれ挿入し、この挿入した端部を鉛直方向上側に位置する前記第2の開口部から外部へ抜き出して前記棒状部材の他端部が中空部に入るまで引き上げ、その後前記第2の開口部から外部に抜き出していた端部を再度中空部内に戻すことにより、前記複数の棒状部材を中空部へ挿入する工程と、この工程で挿入した複数の棒状部材の各々を貫通する複数の貫通部を備えると共に、この貫通部のなす貫通面とは垂直な方向に伸縮自在な複数のロッドが設けられて成る補強材配置用補助具を、前記複数のロッド先端を通過する円の径が最小の状態で前記中空部に挿入し、前記複数の貫通部の各々に前記複数の棒状部材を貫通させる工程と、前記複数の棒状部材の各々の上端に締結されるワイヤをそれぞれ懸吊する複数の懸吊部が等間隔に配置される補強材懸吊用治具を前記第2の開口部に固定し、該補強材懸吊用治具の複数の懸吊部に前記複数のワイヤのそれぞれを貫通させて、当該ワイヤを緊張状態で前記複数の棒状部材を中空部内で均等に懸吊する工程と、前記補強材配置用補助具に設けられる複数のロッドの各先端が鋼管柱内壁面に当接するまで前記複数のロッドを伸長する工程と、固化した後も収縮しない無収縮モルタルを前記第2の開口部から中空部内の当該第2の開口部下端付近に達するまで注入する工程と、前記第1および第2の開口部付近の外周に、略鉛直または略水平方向に所定の耐力を有する複数のアラミド繊維シートを貼付する工程と、この工程で貼付したアラミド繊維シートの外周に鉄板またはフッ素塗料から成る防護部を設ける工程とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 includes a step of forming first and second openings in two regions having different positions in the vertical direction on the side surface of an existing steel pipe column, and this step. From the first opening located on the lower side in the vertical direction among the two openings formed in the above, with respect to each of the plurality of rod-shaped members as the reinforcing material, the end portion serving as the upper end of each rod-shaped member is directed upward of the hollow portion. Are inserted, and the inserted end is pulled out from the second opening located on the upper side in the vertical direction and pulled up until the other end of the rod-shaped member enters the hollow portion, and then the second opening. The step of inserting the plurality of rod-shaped members into the hollow portion by returning the end portion extracted from the outside to the hollow portion again, and the plurality of penetration portions penetrating each of the plurality of rod-shaped members inserted in this step As well as A reinforcing material arranging auxiliary tool comprising a plurality of rods that can be expanded and contracted in a direction perpendicular to the through surface formed by the portion is formed in the hollow portion with a diameter of a circle passing through the tip of the plurality of rods being minimized. Inserting the plurality of bar-like members through each of the plurality of through- holes, and a plurality of suspension parts for respectively suspending wires fastened to the upper ends of the plurality of bar-like members at equal intervals A reinforcing material suspension jig to be disposed is fixed to the second opening, and each of the plurality of wires is passed through a plurality of suspension portions of the reinforcement material suspension jig. The step of suspending the plurality of rod-shaped members uniformly in the hollow portion in a tension state, and the plurality of rods until the tips of the plurality of rods provided on the reinforcing material arranging auxiliary tool abut on the inner wall surface of the steel pipe column Elongation process and non-shrink mortar that does not shrink after solidification The implanting to reach the vicinity of the second opening lower end of the hollow portion from the second opening, the the first and second outer circumference of the vicinity of the opening, a substantially vertical or a predetermined strength in a substantially horizontal direction And a step of providing a protective part made of an iron plate or a fluorine paint on the outer periphery of the aramid fiber sheet attached in this step.
本発明における「鋼管柱」は、通常の鋼管柱に加えて、鋼板組立柱や複合柱も含むものとする。 The “steel pipe column” in the present invention includes a steel plate assembly column and a composite column in addition to a normal steel tube column.
請求項2記載の発明は、既設の鋼管柱の補強を行うに際して、既設の鋼管柱の補強を行うに際して、当該鋼管柱の中空部に挿入される補強材としての複数の棒状部材を中空部内で配置する鋼管柱の補強材配置用補助具であって、円管形状をなすフレーム部と、前記複数の棒状部材の各々を貫通するために前記フレーム部の外周に等間隔に設けられる複数の貫通部と、前記フレーム部の円管形状の断面をなす円の径方向に対して放射状に伸縮自在であり、なおかつ前記円の中心を通り当該円のなす面と垂直な方向を指向する直線を対称軸として回転対称に、かつ前記貫通部と重ならない異なる位置に設けられる複数のロッドとを備え、前記鋼管柱中空部に挿入され、前記対称軸が鉛直方向を指向するように配置された後、前記複数のロッドの先端部が鋼管柱中空部の内壁面に当接するまで伸長されて位置が固定されることを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, when reinforcing an existing steel pipe column, when reinforcing an existing steel pipe column, a plurality of rod-shaped members as reinforcing members inserted into the hollow portion of the steel pipe column are provided in the hollow portion. A steel pipe column reinforcing material arranging auxiliary tool, which is a circular pipe-shaped frame part and a plurality of penetrations provided at equal intervals on the outer periphery of the frame part to penetrate each of the plurality of rod-shaped members And a straight line that is radially expandable and contractable with respect to the radial direction of a circle that forms a circular tube-shaped cross section of the frame portion, and that passes through the center of the circle and that is perpendicular to the surface formed by the circle. A plurality of rods that are rotationally symmetric as axes and are provided at different positions that do not overlap the penetrating part , inserted into the steel pipe column hollow part, and arranged so that the symmetric axis is oriented in the vertical direction; The tip of the plurality of rods Part position is extended until it abuts against the inner wall surface of the steel pipe column hollow portion, characterized in that it is fixed.
本発明によれば、鋼管柱を補強する補強材を、補強材懸吊用治具および補強材配置用補助具を利用して鋼管柱の中空部内に均等に配置することにより、既設の鋼管柱の強度を容易にかつ経済的に増加させることができる。 According to the present invention, the reinforcing material for reinforcing the steel pipe column is arranged evenly in the hollow portion of the steel pipe column by using the reinforcing material suspension jig and the reinforcing material arranging auxiliary tool. Can be easily and economically increased.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以後の説明においては、亜鉛メッキを施した鋼板を材料として台形円筒状に成形される構成部材を繋ぎ合わせて1本の柱をなす鋼板組立柱(パンザーマスト)への適用を主に想定するが、本発明が適用される鋼管柱はそれに限られるわけではなく、亜鉛メッキ鋼板を円筒状に成形した通常の鋼管柱や、コンクリート台上に亜鉛メッキ処理鋼柱または表面耐候性塗装鋼柱を取り付けた構造を有する複合柱などを含むものであることはいうまでもない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, it is assumed that the present invention is mainly applied to a steel plate assembly column (panzer mast) that forms a single column by joining components formed into a trapezoidal cylindrical shape using a galvanized steel plate as a material. However, the steel pipe column to which the present invention is applied is not limited thereto, and a normal steel pipe column formed of a galvanized steel plate in a cylindrical shape, a galvanized steel column or a surface weather-resistant coated steel column on a concrete base. Needless to say, it includes a composite pillar having an attached structure.
図1は、本発明の一実施形態に係る鋼管柱の補強方法の処理の流れを示すフローチャート図である。 FIG. 1 is a flowchart showing a processing flow of a steel pipe column reinforcing method according to an embodiment of the present invention.
まず、電動サンダー等を用いることにより、鋼管柱1側面の少なくとも鉛直方向の位置が異なる二つの領域の各々に開口部を形成する(ステップS1)。 First, by using an electric sander or the like, an opening is formed in each of two regions having different positions in the vertical direction on the side surface of the steel pipe column 1 (step S1).
図2は、本実施形態に係る補強方法が適用される鋼管柱1に対して二つの開口部11および13を設けたときの状態を示す説明図である。同図に示すように、鋼管柱1はテーパ形状をなしており、この鋼管柱1を構成する鋼管の板厚はたかだか3mm程度(より具体的には2.1〜2.8mm程度)である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state when two
二つの開口部11および13は、鋼管柱1の側面で両者が互いに鉛直方向上下に位置するように設けられる。二つの開口部は略長方形または略楕円形をなしており、端部が電動ドリルまたはルータによって滑らか(な曲線)に仕上げられている。このうち下側に位置する開口部11(第1の開口部)は、水平方向の径が4〜5cm程度、鉛直方向の径が50cm程度である。これに対して上側に位置する開口部13(第2の開口部)は、水平方向の径は開口部11とほぼ同じであるが、鉛直方向の径は開口部11よりも若干小さく、40cm程度であれば好ましい。
The two
鋼管柱1の長手方向(立設時の鉛直方向)の全長が22m程度(より具体的には22.36m)の場合、根入れ長が2.5m程度であり、開口部11の下端は地際から2.5m程度上部に位置するように設けられる。また、開口部13の下端は、地際から6.0m程度となるように設けられる。
When the total length of the steel pipe column 1 in the longitudinal direction (vertical direction when standing) is about 22 m (more specifically, 22.36 m), the penetration length is about 2.5 m, and the lower end of the
次に、ステップS1で形成された開口部11および13を用いて鋼管柱1の中空部に補強材を挿入・配置する工程を説明する。
Next, a process of inserting and arranging a reinforcing material in the hollow portion of the steel pipe column 1 using the
まず、補強材としての複数の棒状部材を二つの開口部11および13を用いて中空部へ挿入する(ステップS2)。
First, a plurality of rod-shaped members as reinforcing materials are inserted into the hollow portion using the two
本実施形態において補強材の一部をなす各棒状部材は、その径が15〜17mm程度のアラミドロッド81の下端部に、アラミドロッド81と略同径を有する1または2個の異型鉄筋91を、一端を揃えた上で、各中心軸が短手方向に一直線上に並ぶように配置し、それらをタイラップ等の結束部材を用いてほう縛して構成される。ちなみに、全長22m程度の鋼管柱1に適用する場合、アラミドロッド81の全長は8.0〜9.0m程度、より好ましくは8.5m程度である。また、異型鉄筋の全長は、0.7〜0.8m程度である。他の全長を有する鋼管柱の場合にも、アラミドロッド81の鋼管柱全長に対する比率はほぼ同じである。
In this embodiment, each rod-shaped member forming a part of the reinforcing member has one or two deformed reinforcing
本実施形態においては、中空部挿入時に上端が開口部13付近に達する程度に長いアラミドロッド81を用いるので、まず下側に位置する開口部11からアラミドロッド81の上端となる端部を中空部上方へ向けて挿入し、その端部を開口部13から鋼管柱1の外部へ一旦抜き出し、異型鉄筋91がほう縛されている方の端部(下端)が開口部11を介して中空部内に入るまでさらに上方に引き上げる。下端が中空部に入ったら、開口部13から鋼管柱1外部に出ていた上端を再び中空部内に戻す。このようにして全ての棒状部材を挿入すれば、全長が長いアラミドロッド81から構成される棒状部材であっても、それほど高い位置まで持ち上げる必要がなくなるので、クレーン等の大掛かりな装置を用いなくて済む。
In this embodiment, since the
なお、アラミドロッド81を外部から牽引、操作するために、本実施形態では、異型鉄筋91がほう縛されていない方の端部(上端)にワイヤ5を締結し、このワイヤ5を鋼管柱1外部から牽引する。ワイヤのアラミドロッド81への締結に際しては、アルミ等から成るワイヤ締結部87を装着し、このワイヤ締結部87にワイヤ5を締結するが、ワイヤ締結法は必ずしもこれに限られるわけではない。
In addition, in order to pull and operate the
続いて、各アラミドロッド81に締結されるワイヤ5を貫通部でそれぞれ貫通する補強材配置用補助具70を開口部13から中空部へ挿入し、中空部内を所定の位置まで下降させる(ステップS3)。
Subsequently, the reinforcing material arranging
図3は、補強材配置用補助具60の詳細な構成を示す斜視図である。この補強材配置用補助具60は鉄等から構成され、高さの低い円管形状をなすフレーム部63の外周に、アラミドロッド81を貫通可能なU字形状の貫通部61が、中空部に挿入される棒状部材の本数分具備されている。隣接する貫通部61の先端同士がフレーム部63の円管形状の断面をなす円の中心に対して図3で水平方向になす角度は45度となる。なお、図3に示すのはあくまでも一例であり、他の本数(4本、5本、6本、7本、9本、10本、11本、12本、・・・等)を貫通可能な補強材配置用補助具を同様に構成することも勿論可能である。
FIG. 3 is a perspective view showing a detailed configuration of the reinforcing material arranging
ところで、円形を成すフレーム部63には、補強材配置用補助具60の中空部への挿入および取り出しを行うために、ワイヤ7を用いて懸吊可能な孔部65が設けられている。図3では、この孔部65が3つの場合を示しているが、孔部65の個数に関しても必ずしも3個に限られるわけではなく、治具の重量等に応じて4個や5個にすることもできる。なお、全長22mの鋼管柱の場合には、この補強材配置用補助具60の外径は0.40m程度である。
By the way, the
図4は、このステップS3が終了した時点で中空部内で補強材配置用補助具60の状態を示す斜視図である。同図に示すように、補強材配置用補助具60は、ワイヤ7によって懸吊されており、各貫通部61にアラミドロッド81が貫通されている。
FIG. 4 is a perspective view showing a state of the reinforcing material arranging
次に、補強材配置用補助具70を開口部13から中空部に挿入し、各貫通部にアラミドロッドを貫通し、中空部内の所定の位置まで下降させる(ステップS4)。
Next, the reinforcing material arranging
図5は、このステップで用いる補強材配置用補助具70(ロッドつき補強材配置用補助具)の構成を示す斜視図である。同図に示す補強材配置用補助具70は、上述した補強材配置用補助具60と同一の径および構成を有する補助具部分のフレーム部73に対して、補助具自身の中空部内における位置を固定する位置固定部77が、取付部79を介して取り付けられることによって構成されている。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a reinforcing material arranging auxiliary tool 70 (a reinforcing material arranging auxiliary tool with a rod) used in this step. The reinforcing material arranging
位置固定部77は、正三角柱形状の腕支持部771がフレーム部73の断面をなす円の中心に配置されており、三つの同じ長さの腕部772がフレーム部73のなす円に平行な面に放射状に等方的に広がる三股形状をなしている。ここで等方的に広がるとは、隣接する腕部が120度の角度をなすと共に同じ長さだけ外側に広がっている状態を意味する。換言すれば、フレーム部73のなす円の中心を通過し当該円のなす面と垂直な方向を指向する直線を対称軸として120度回転対称に設けられる。各腕部772にはロッド774が内蔵されており、その先端部付近は蛇腹775による被覆部分を介してフレーム部73の外周方向に突出している。
In the
図5では、ロッド774の先端部に円管が装着されているが、この円管は必ずしも装着する必要はない。このロッド774は、腕部772に設けられる加圧部773を介して外部からコンプレッサー等の加圧手段(図示せず)によって加えられる空気圧により、腕部772内部においてピストンの如く移動自在な構成、すなわちフレーム部73のなす円の径方向に伸縮自在な構成を有している。このため、外部からの加圧によってロッド774が更に突出し、図6に示すような状態に達する。このとき、三つのロッド774はほぼ同じ速さで移動する。
In FIG. 5, a circular tube is attached to the tip of the
なお、このステップS4では、図5に示すように各ロッド774が縮んだ状態(各ロッド774の先端を通過する円の径が最小となる状態)にしておき、配置する。
In step S4, as shown in FIG. 5, the
その後、各アラミドロッド81を補強材懸吊用治具20および30を用いて懸吊する(ステップS5)。より具体的にはアラミドロッド81を補強材懸吊用治具20および30を用いて懸吊する一方で、中空部内の補強材配置用補助具60をワイヤ7を用いて適宜移動させることにより、8個の棒状部材を中空部内で均等に配置する。ここで補強材配置用補助具60の位置は、アラミドロッド81の中間部付近に移動される。
Thereafter, each
図8および図9は、棒状部材を8個挿入したときに、これらの棒状部材を懸吊して中空部内部で位置を固定して配置するために用いられる補強材懸吊用治具20および30の構成をそれぞれ示す斜視図である。
FIG. 8 and FIG. 9 show a reinforcing
図8に示す補強材懸吊用治具20(第1の補強材懸吊用治具)は異型鉄筋製であり、ワイヤ5を支持して補強材の中空部内での位置を固定する円弧型の補強材固定部22と、この補強材固定部22の外周に沿って所定箇所溶接されて成り、中空部内に配置するとき鋼管柱1の内壁面に当接する円弧型の当接部23と、この当接部23に連結され、補強材固定部22および当接部23を支持する支持部21とを備える。
The reinforcing material hanging jig 20 (first reinforcing material hanging jig) shown in FIG. 8 is made of a deformed reinforcing bar, and supports the
補強材固定部22は、アラミドロッド81上端に締結されたワイヤ5を懸吊して支持するための開口面(通し穴)を有し、鋼管柱1外部から加える張力によってワイヤ7が緊張したときに、補強材をなす各棒状部材の中空部内での位置を固定するための複数の懸吊部24が、隣接する懸吊部間の距離が等しくなるように溶接等によって設けられている。図8では懸吊部24を4個設けた場合を示しているが、これは一例に過ぎず、懸吊部24の数は鋼管柱1の直径等の条件によって、例えば5個、6個、7個、・・・とすることもできる。また、図8において、懸吊部24の開口面は円形を成しているが、これもあくまで一例に過ぎず、その他の形状、例えば楕円形あるいは方形等であってもかまわない。さらに、懸吊部24の内側面に超硬合金を焼きバメ等によって被覆することにより、懸吊部24自体の強度を増加させることも可能である。
The reinforcing
当接部23は、肉厚が薄く上下のテーパが比較的急な鋼管柱1内壁面との間にスペースを確保するために設けられたものであり、棒状部材を懸吊したときに、中空部下端部付近で棒状部材を均等に配置することが可能になる。また、補強材固定部22と合わせて二重円弧形状にすることにより、中空部に挿入する部分を構成する鉄筋の径を小さくとることができ、治具自体の軽量化を図ることもできる。
The
支持部21は、懸吊部24から外部へ露出するワイヤ5を通して外部からの張力を加えやすくするための通し穴25、補強材懸吊用治具20を操作自在にして中空部への挿入を容易にする機能を有する治具操作部26、棒状部材を懸吊したときに、後述する補強材懸吊用治具30を上部に載置するための載置部27aおよび27bを備えている。載置部の数は、図8に示したように2個(27a、27b)である必要はなく、その上部に載せて支持する治具の重量や支持部21の長さ等に応じて3個、4個、5個、・・・と複数個設けることも可能である。
The
ここで、支持部21をなす鉄筋の径および通し穴25の厚み(補強材固定部22の円弧が通過する平面と垂直な方向の長さ)は開口部13から挿入できるように設定される。具体的には、開口部13の短手方向の径が4〜5cmの場合、支持部21の鉄筋の径が15〜20mm程度、通し穴25の厚みが20〜24mm程度であれば好ましい。
Here, the diameter of the reinforcing bar constituting the
なお、図8からも明らかなように、支持部21は、当接部23の円弧の中点から若干ずれた位置に接合されている。このように補強材懸吊用治具20が支持部21に対して非対称な形状をなしている理由は、支持部21を境として弧の長さが長い方の円弧部分を先に開口部11から中空部に挿入すれば、残りの円弧部分の弧の長さが短いため全体を挿入しやすくすることができるからである。
As is clear from FIG. 8, the
図9に示す補強材懸吊用治具30(第2の補強材懸吊用治具)も異型鉄筋製であり、補強材懸吊用治具20と同様に、ワイヤ5を支持して補強材である複数の棒状部材を固定する補強材固定部32と、当接部33と、補強材固定部32を支持する支持部31とを備える。
The reinforcing material hanging jig 30 (second reinforcing material hanging jig) shown in FIG. 9 is also made of a different type of reinforcing bar, and supports and reinforces the
円弧型の補強材固定部32に対して、ワイヤ5を通す開口面を有する複数の懸吊部34が設けられている。この懸吊部34の数が必ずしも図9に示した4個である必要がない点、および開口面の形状が円形に限られるものではない点、および懸吊部34の開口部内側面に超硬合金を用いて強度を向上させることができる点は、補強材懸吊用治具20の場合と同様である。
A plurality of
また、図9からも明らかなように、支持部31は、当接部33をなす円弧の中点から若干ずれた位置に接合されているが、これも補強材懸吊用治具20の支持部21で説明したのと同様の理由、すなわち弧の長さが長い方を開口部13から先に中空部に挿入すれば、残りの円弧部分の弧の長さが短いため挿入しやすくなるためである。
As is clear from FIG. 9, the
さらに、通し穴35、治具操作部36、上述した補強材懸吊用治具30での対応部位(下1桁が同じ)とそれぞれ同じ機能を有していることはいうまでもない。なお、支持部31は、中空部内で補強材懸吊用治具20の載置部27a、27bに載置されることになるため、補強材懸吊用治具30自身は載置部を具備していない。
Furthermore, it goes without saying that the corresponding portions (the same as the last one digit) of the through
以上説明した補強材懸吊用治具20および30を用いる場合、棒状部材を合計8個挿入することになるので、懸吊部24および34は、隣接する懸吊部同士が45度の角度をなすように等間隔に補強材固定部22および32に溶接等によりそれぞれ設けられる。通し穴25および35には、それぞれ懸吊部24および34の個数分の穴、すなわちここでは4つずつの通し穴が設けられており、アラミドロッド81の上部に設けられ、アラミドロッド81を含む棒状部材を懸吊するワイヤ5をアラミドロッド81に締結するワイヤ締結部87に締結されたワイヤ5が、各通し穴の異なる開口部をそれぞれ貫通することによって、鋼管柱1の外部に延出するワイヤ5同士が絡み合うのを防止することができる。
When the reinforcing material suspension jigs 20 and 30 described above are used, a total of eight rod-shaped members are inserted, so that the
ちなみに、補強材固定部22および32を構成する鉄筋の径は16mm程度、当接部23および33を構成する鉄筋の径は10mm程度である。また、上述した全長を有する鋼管柱1(全長22m程度)に適用する場合には、当接部23および33の円弧の直径が40cm程度であることが望ましい。
Incidentally, the diameter of the reinforcing bars constituting the reinforcing
ところで、補強材懸吊用治具20および30の支持部21および31の軸心方向の全長は、支持部21および31の長さを適宜調節することによって、上記範囲の中で最適な長さを有する治具を構成することができる。例えば、補強材懸吊用治具20が650〜1020mm、補強材懸吊用治具30が850〜1220mm程度である。
By the way, the total length in the axial direction of the
なお、中空部に挿入される補強材懸吊用治具20および30において、中空部に挿入される部分を支持部21および31からそれぞれ着脱自在な構成にすることも勿論可能である。
In addition, in the reinforcing material suspension jigs 20 and 30 inserted into the hollow part, it is of course possible to make the parts inserted into the hollow part detachable from the
続いて、以上の構成を有する補強材懸吊用治具20および30の開口部11から中空部への具体的な挿入法について説明する。
Next, a specific method for inserting the reinforcing
まず、補強材懸吊用治具20を中空部へ挿入するが、その際には、補強材固定部22および当接部23のなす円弧を含む面(円弧面)を鉛直面に平行になるようにし、当接部23をなす円弧のうち支持部21を境に弧の長さの長い方を下にする。この段階では、支持部21の軸心方向は、水平方向よりも若干傾斜した方向を指向している。その後、下にした方の円弧部分、すなわち支持部21を境にして弧の長さの長い方の円弧部分をまず中空部に挿入した後、支持部21の軸心が水平方向を指向するように回転し、残りの部分(弧の長さの短い円弧部分)を挿入する。通し穴25まで中空部に挿入した後、支持部21の指向方向(水平方向)を固定して当該方向を回転軸として円弧面を90度回転させる(その際には治具操作部26をレバーとして利用)。この結果、円弧面は水平方向と平行になる。この状態で支持部21を鋼管柱1の外部へ引くと、当接部23が鋼管内壁面に当接する。後は、補強材懸吊用治具20をそのまま鉛直下向きに開口部11の下端に当接するまで下降させることによって位置決めを行う。
First, the reinforcing
この後、補強材懸吊用治具30を中空部へ挿入する。この場合にも、補強材固定部32および当接部33のなす円弧を含む平面(円弧面)を鉛直面に平行になるようにし、補強材懸吊用治具20の場合と同様に、まず支持部31を境として弧の長さの長い方の円弧部分を挿入し、支持部31の軸心が水平方向を指向するように回転させつつ残りの円弧部分を中空部に挿入し、通し穴35を中空部に挿入した後、支持部31が指向する方向を回転軸として円弧面を90度回転させる(ここでも治具操作部36を適宜利用)。この状態で支持部31を中空部の内部に押し出すと、補強材固定部32が中空部の開口部11と対向する外周部の内壁面に当接する。そして、補強材固定部32を内壁面に当接させたまま鉛直下向きに下降させていき、補強材懸吊用治具20の載置部27aおよび27bに支持部31を載置する。
Thereafter, the reinforcing
図10は、補強材懸吊用治具20および30を用いてワイヤ5を外側に牽引して緊張させた後、各補強材懸吊用治具を上述したように鋼管柱1に対して固定し、アラミドロッド81を中空部内で懸吊したときの開口部13付近の中空部内の状態を示す斜視図である。同図に示すように、補強材懸吊用治具20の懸吊部24をそれぞれ貫通した4本のワイヤ5は、通し穴25を通過する。そして、支持部21に適宜設けられる突起部等に金具を用いてワイヤ5を固着することにより、ワイヤ5の緊張状態を保つ。補強材懸吊用治具30を介してアラミドロッド81を懸吊するワイヤ5も同様にして通し穴35を通過させ、適宜支持部31に対して固定する。この際、載置部27aおよび27bには、中空部から通し穴25または35を介して外部に延出しているワイヤ5を貫通するための開口部(通し穴25または35と同じく鉛直方向に開口を形成)を設けることによって、ワイヤ5を束ねる機能を加えておく(図8および図9もあわせて参照)。
FIG. 10 shows that the reinforcing member suspension jigs 20 and 30 are used to pull and tension the
なお、補強材懸吊用治具20および30同士についても、両支持部21および31を連結する連結部材を用いて互いに固定しておけばさらに好ましい。
It is more preferable that the reinforcing
以上、詳細に説明したステップS5の後、補強材配置用補助具70の位置固定部77を作動することによって、各ロッド774が中空部の内壁面に当接するまで伸長し、補強材配置用補助具70の位置を中空部内で固定する(ステップS6)。この際には、各棒状部材に締結されるワイヤ5を外部から牽引して棒状部材を若干上昇させて「宙吊り」にしておく。このようにしておくことでロッド774の作動がよりスムーズになる。
As described above, after step S5 described in detail, by operating the
図7は、補強材配置用補助具70を中空部内で所定の高さまで下降させた後、上述したように加圧してロッド774が鋼管柱1の内壁面に当接したときの状況を示す斜視図である。同図においても、加圧手段については省略している。各ロッド774は、腕支持部771に近い方の加圧部773から空気圧が加えられることによってほぼ同じ速さで伸長していくので、そのロッド774の先端が中空部の内壁面に到達して当接したとき、中空部内を開口部13付近から見ると、腕支持部771が中空部水平面をなす円の中心に来るようになる。したがって、貫通部71を貫通するアラミドロッド81は、隣接するアラミドロッド81間の距離(軸心の間隔)が全て等しくなるように配置される、すなわち中空部内において「均等に」配置されることになる。
FIG. 7 is a perspective view showing the situation when the
このステップS6が終了した後、ワイヤ5を用いて各棒状部材を再び中空部最下面に載置する(ステップS7)。図11に、このステップ施工後の鋼管柱1の中空部内の概略構成を示す。 After this step S6 is completed, each rod-like member is again placed on the lowermost surface of the hollow portion using the wire 5 (step S7). In FIG. 11, the schematic structure in the hollow part of the steel pipe pillar 1 after this step construction is shown.
その後、無収縮モルタル100を開口部11の下端付近に達するまで注入し、開口部11を鉄板等を用いて塞ぐ(ステップS8)。このステップでは、補強材配置用補助具60を中空部に残置する場合を想定しているが、無収縮モルタル100を注入しながら補強材配置用補助具60を徐々に上昇させて開口部13から抜き出すことも勿論可能である。
Thereafter, the
無収縮モルタル100がある程度固化した時点で、補強材懸吊用治具20および30を開口部から抜き出す(ステップS9)。この際には、補強材懸吊用治具20および30を挿入してワイヤ5を固定するときの操作と逆の手順の操作をそれぞれ行うことにより、中空部に挿入していた部分を外部へ抜き出す。その後、外部へ露出しているワイヤ5を切断し、余った部分は中空部へ挿入するなどにより残置する。
When the
続いて、補強材配置用補助具70のロッド774に加えていた空気圧を解除してロッド774を中空部挿入時の状態(図5を参照)に戻し、開口部13から抜き出す(ステップS10)。ここでの解除の際には、腕支持部771から遠い方の加圧部773に空気を送り込み、腕支持部771に近い方の加圧部773から空気を抜くようにする方法があるが、必ずしもこれに限られるわけではない。
Subsequently, the air pressure applied to the
ステップS10の後、開口部13から無収縮モルタル100を注入する。このステップでは、開口部13の下端付近に達するまで注入する(ステップS11)。
After step S <b> 10, the
以上のステップS8〜S11において、例えばステップS8で無収縮モルタル100を注入しながらステップS9およびS10の処理を同時並行的に行うことも可能である。特に、フレーム部63の厚みを増して補強材配置用補助具60の重量を重くした場合には、このように施工すれば施工時間の短縮化にもつながり好ましい。
In the above steps S8 to S11, for example, it is possible to perform the processes of steps S9 and S10 in parallel while injecting the
また、上記説明では補強材配置用補助具70を取り出すことを前提としているが、仮に補強材配置用補助具70を中空部に残置する場合には、開口部11を鉄板で塞いだ後、開口部11を鉄板等を用いて塞ぎ、開口部13から固化した後も収縮しない無収縮モルタル100を開口部13の下端付近に達するまで注入する。その後、無収縮モルタル100がある程度固化した時点で、補強材懸吊用治具20および30を鋼管柱1の外部へ抜き出す。なお、無収縮モルタル100がある程度の粘性を有することに鑑みて、無収縮モルタル100を注入した直後に補強材懸吊用治具を20および30を抜き出すことも可能である。
Further, in the above description, it is assumed that the reinforcing material arranging
この後、1日程度経過させ、アラミド繊維シートを開口部11および13を通過する鋼管柱1外周に貼付する(ステップS12)。より具体的には、まず、開口部11および13付近に、幅30cm程度で120tf/m(1176kN/m)の耐力を有するアラミド繊維シートを、その耐力が略鉛直方向の耐力となるように2度にわたって貼付し(2層を形成)、その後、幅10cm程度で90tf/m(882kN/m)の耐力を有するアラミド繊維シートを、その耐力が略水平方向の耐力となるように開口部11および13付近を包帯状に巻回する。この結果、開口部11および13の近傍では、略鉛直および略水平方向に所定の耐力を有する3層から成るアラミド繊維シートを貼付することになる。
Thereafter, after about 1 day, an aramid fiber sheet is stuck on the outer periphery of the steel pipe column 1 passing through the
最後の工程として、アラミド繊維シートを巻回した領域の外周に、亜鉛メッキ鉄板をさらに巻回するか、またはフッ素塗料を塗布する(ステップS13)。図13は、このステップ終了時の鋼管柱1の外観を示す図であり、符号15および17で示す領域が亜鉛メッキ鉄板が巻回されるか、またはフッ素塗料が塗布された領域である。この工程を行うことにより、鋼管柱1の補強部分を防護するとともに、その補強部分の紫外線劣化を防止することができる。すなわち、このステップS13で巻回した鉄板または塗布したフッ素塗料が防護部としての機能を有する。全長22m程度の鋼管柱1の場合、領域15および17は上下に1.10m程度の幅を有する。
As the last step, a galvanized iron plate is further wound or a fluorine paint is applied to the outer periphery of the region where the aramid fiber sheet is wound (step S13). FIG. 13 is a view showing the appearance of the steel pipe column 1 at the end of this step, and regions indicated by
以上説明した本発明の一実施形態によれば、補強材懸吊用治具および補強材配置用補助具を適宜用いて鋼管柱の中空部に補強材を均等に配置することにより、既設の鋼管柱の強度を容易にかつ経済的に増加させることが可能となる。より具体的には、本実施形態に係る鋼管柱の補強方法によれば、補強前の状態に比べて1.5倍程度の強度を得ることができる。 According to one embodiment of the present invention described above, an existing steel pipe is obtained by evenly arranging the reinforcing material in the hollow portion of the steel pipe column using the reinforcing material hanging jig and the reinforcing material arranging auxiliary tool as appropriate. It is possible to increase the strength of the column easily and economically. More specifically, according to the method for reinforcing a steel pipe column according to the present embodiment, it is possible to obtain a strength about 1.5 times that of the state before reinforcement.
なお、以上の説明においては、最初にも述べたように鋼板組立柱を具体例としてあげたが、それ以外にも、亜鉛メッキ鋼板を円筒状に成形した通常の鋼管柱や、コンクリート台上に亜鉛メッキ処理鋼柱または表面耐候性塗装鋼柱を取り付けた構造を有する複合柱などに適用することも勿論可能である。 In the above description, as described above, the steel plate assembly column is given as a specific example, but in addition to that, on a normal steel tube column formed of a galvanized steel plate in a cylindrical shape or on a concrete stand Of course, the present invention can be applied to a galvanized steel column or a composite column having a structure provided with a surface weather-resistant coated steel column.
また、鋼管柱としては、円筒形に限らず、角型の鋼管柱でもよい。 Moreover, as a steel pipe pillar, not only a cylindrical form but a square-shaped steel pipe pillar may be sufficient.
このように、本発明は、特許請求の範囲に記載した発明特定事項を逸脱しない範囲内において、さまざまな実施の形態等を含み得るものである。 As described above, the present invention can include various embodiments and the like without departing from the specific matters described in the claims.
1 鋼管柱
5、7 ワイヤ
11、13 開口部
20、30 補強材懸吊用治具
21、31 支持部
22、32 補強材固定部
23、33 当接部
24、34 懸吊部
25、35 通し穴
26、36 治具操作部
27a、27b、37 載置部
60、70 補強材配置用補助具
61、71 貫通部
63、73 フレーム部
65、75 孔部
77 位置固定部
79 取付部
81 アラミドロッド
91 異型鉄筋
100 無収縮モルタル
771 腕支持部
772 腕部
773 加圧部
774 ロッド
775 蛇腹
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
この工程で形成した二つの開口部のうち鉛直方向下側に位置する第1の開口部から、補強材としての複数の棒状部材の各々について、各棒状部材の上端となる端部を中空部上方へ向けてそれぞれ挿入し、この挿入した端部を鉛直方向上側に位置する前記第2の開口部から外部へ抜き出して前記棒状部材の他端部が中空部に入るまで引き上げ、その後前記第2の開口部から外部に抜き出していた端部を再度中空部内に戻すことにより、前記複数の棒状部材を中空部へ挿入する工程と、
この工程で挿入した複数の棒状部材の各々を貫通する複数の貫通部を備えると共に、この貫通部のなす貫通面とは垂直な方向に伸縮自在な複数のロッドが設けられて成る補強材配置用補助具を、前記複数のロッド先端を通過する円の径が最小の状態で前記中空部に挿入し、前記複数の貫通部の各々に前記複数の棒状部材を貫通させる工程と、
前記複数の棒状部材の各々の上端に締結されるワイヤをそれぞれ懸吊する複数の懸吊部が等間隔に配置される補強材懸吊用治具を前記第2の開口部に固定し、該補強材懸吊用治具の複数の懸吊部に前記複数のワイヤのそれぞれを貫通させて、当該ワイヤを緊張状態で前記複数の棒状部材を中空部内で均等に懸吊する工程と、
前記補強材配置用補助具に設けられる複数のロッドの各先端が鋼管柱内壁面に当接するまで前記複数のロッドを伸長する工程と、
固化した後も収縮しない無収縮モルタルを前記第2の開口部から中空部内の当該第2の開口部下端付近に達するまで注入する工程と、
前記第1および第2の開口部付近の外周に、略鉛直または略水平方向に所定の耐力を有する複数のアラミド繊維シートを貼付する工程と、
この工程で貼付したアラミド繊維シートの外周に鉄板またはフッ素塗料から成る防護部を設ける工程と
を有することを特徴とする鋼管柱の補強方法。 Forming the first and second openings in two regions having different positions in at least the vertical direction of the side surfaces of the existing steel pipe columns;
From each of the plurality of rod-shaped members as the reinforcing material, the end portion serving as the upper end of each rod-shaped member is positioned above the hollow portion from the first opening portion positioned on the lower side in the vertical direction among the two openings formed in this step. The inserted end is pulled out from the second opening located on the upper side in the vertical direction and pulled up until the other end of the rod-shaped member enters the hollow portion, and then the second A step of inserting the plurality of rod-shaped members into the hollow portion by returning the end portion extracted from the opening portion to the inside of the hollow portion again;
Reinforcing material arrangement comprising a plurality of penetrating portions penetrating each of the plurality of rod-shaped members inserted in this step and provided with a plurality of rods that are extendable in a direction perpendicular to the penetrating surface formed by the penetrating portions. Inserting an auxiliary tool into the hollow portion in a state where the diameter of a circle passing through the plurality of rod tips is minimum, and penetrating the plurality of rod-shaped members through each of the plurality of penetration portions;
A reinforcing material suspension jig in which a plurality of suspension portions for respectively suspending wires fastened to upper ends of the plurality of rod-shaped members are arranged at equal intervals is fixed to the second opening, A step of penetrating each of the plurality of wires through a plurality of suspension portions of a reinforcing material suspension jig , and uniformly suspending the plurality of rod-shaped members in a hollow portion in a tension state ;
Extending the plurality of rods until the tips of the plurality of rods provided in the reinforcing material arranging auxiliary tool abut against the inner surface of the steel pipe column; and
Implanting non-shrink mortar does not shrink even after solidification from said second opening to reach the vicinity of the second opening lower end of the hollow portion,
Affixing a plurality of aramid fiber sheets having a predetermined yield strength in a substantially vertical or substantially horizontal direction on the outer periphery in the vicinity of the first and second openings; and
And a step of providing a protective part made of an iron plate or a fluorine paint on the outer periphery of the aramid fiber sheet affixed in this step.
円管形状をなすフレーム部と、
前記複数の棒状部材の各々を貫通するために前記フレーム部の外周に等間隔に設けられる複数の貫通部と、
前記フレーム部の円管形状の断面をなす円の径方向に対して放射状に伸縮自在であり、なおかつ前記円の中心を通り当該円のなす面と垂直な方向を指向する直線を対称軸として回転対称に、かつ前記貫通部と重ならない異なる位置に設けられる複数のロッドと
を備え、
前記鋼管柱中空部に挿入され、前記対称軸が鉛直方向を指向するように配置された後、前記複数のロッドの先端部が鋼管柱中空部の内壁面に当接するまで伸長されて位置が固定されること
を特徴とする補強材配置用補助具。 When reinforcing an existing steel pipe column, a steel pipe column reinforcing material arranging auxiliary tool for arranging a plurality of rod-shaped members as reinforcing materials inserted into the hollow part of the steel pipe column in the hollow part,
A frame portion having a circular tube shape;
A plurality of penetrating portions provided at equal intervals on the outer periphery of the frame portion to penetrate each of the plurality of rod-shaped members;
Rotating about a straight line that is radially expandable and contractable with respect to the radial direction of a circle that forms a circular tube-shaped cross section of the frame portion, and that passes through the center of the circle and is perpendicular to the surface formed by the circle. A plurality of rods provided symmetrically and at different positions that do not overlap the penetrating part ,
After being inserted into the steel pipe column hollow part and arranged so that the axis of symmetry is oriented in the vertical direction, the positions of the plurality of rods are extended until they abut against the inner wall surface of the steel pipe column hollow part and the position is fixed. An auxiliary tool for reinforcing material placement.
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