JP4278056B2 - コンクリート構造物の耐震補強構造及びその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、柱、梁等の断面略矩形のコンクリート構造物の耐震補強構造及びその施工方法に関する。

過去の大地震により鉄筋・鉄骨コンクリート構造物が大きな被害を受けた。その被害の原因としてコンクリート構造物の剪断破壊が第一に指摘されている。その剪断破壊を増長する原因は、強震時の多数回交番繰り返し変形であることが究明されている。このような繰り返し力に対して、鉄筋・鉄骨コンクリートの柱や梁等のコンクリート構造物の剪断破壊を防止し、復元力特性の安定と粘りを確保するには、コンクリート構造物を有効に拘束することが最適であることが判明している。このような考えに基づいて、コンクリート構造物の外周に鋼板や繊維補強シートを巻き付けて剪断耐力を高める耐震補強構造が既に実施されている。また、コンクリート構造物の外周を鋼板で巻き、鋼板とコンクリート構造物の間にモルタル等の充填し固化させる耐震補強構造も実施されている。
特開平９−７２１０６号公報 特開平１０−８８８２２号公報

しかしながら、既存のコンクリート構造物の周囲を補強鋼板で囲い一体とする耐震補強構造においては、予め工場で成型した鋼板を現場に搬入して組み立て、その継ぎ手部分を主に溶接などの手段により接合される。溶接作業には、熟練が必要であり、狭い作業空間での溶接作業は施工性が悪く、溶接の不良が発生しやすく、耐震補強構造そのものの質に影響するという問題を有する。また、コンクリー柱状構造物が断面略矩形の場合、剪断破壊に対して耐力が必要なコーナー部分の耐震補強が不十分となるという問題を有する。

本発明は、従来のコンクリート構造物の耐震補強構造およびその施工方法のもつ課題を解決する、耐震性能に優れ、溶接作業がなく現場施工が容易で、施工コストが安価なコンクリート構造物の耐震補強構造およびその施工方法を提供することを目的とする。

本第１発明は、前記課題を解決するために、既存の断面略矩形のコンクリート構造物の各コーナー部にＬ形鋼が配置され、前記Ｌ形鋼を含むコンクリート構造物の外周に固化材を介して周方向補強鋼板が一体に剛接され、前記固化材を各コーナー部のみに配置することを特徴とする。

本第２発明は、本第１発明のコンクリート構造物の耐震補強構造において、前記周方向補強鋼板を両端に噛み合わせ継ぎ手を有する複数の帯状鋼板を接合して構成することを特徴とする。

本第３発明は、本第１または第２発明のコンクリート構造物の耐震補強構造において、前記Ｌ形鋼の両側面にナットが溶着され、前記周方向補強鋼板の前記ナットに対応する部分に周方向補強鋼板取り付け用兼間隔保持用ボルトの挿入孔が形成されることを特徴とする。

本第４発明は、本第１〜第３発明のいずれか１つのコンクリート構造物の耐震補強構造において、前記周方向補強鋼板が前記コンクリート構造物の軸方向に所定間隔をおいて配置されることを特徴とする。

本第５発明は、コンクリート構造物の耐震補強の施工方法において、既存の断面略矩形のコンクリート構造物の各コーナー部にＬ形鋼を接着し、Ｌ形鋼を含むコンクリート柱状部材の外周に周方向に所定間隔をおいて両端に噛み合わせ継ぎ手を有する複数の帯状鋼板を接合して周方向補強鋼板を設置し、コンクリート構造物と周方向補給鋼板との間隙部の底部に型枠用底板を設置し、前記間隙部にモルタル等の固化材を充填し固化させ、コンクリート構造物、Ｌ形鋼及び周方向補強鋼板を一体に剛接することを特徴とする。
以上

本発明の既存の断面略矩形のコンクリート構造物の各コーナー部にＬ形鋼が配置され、前記Ｌ形鋼を含むコンクリート構造物の外周に充填固化材を介して周方向補強鋼板が一体に剛接される構成により、コーナー部の補強部材としてのＬ形鋼と周方向補強鋼板が既存のコンクリート構造物と一体に剛接されるので、従来の鋼板巻きの補強構造に比較し、鋼板の厚さを薄いものとすることができ、耐震性能に優れた補強構造となる。
固化材を各コーナー部のみに配置する構成により、少ない固化材で十分な耐震性能を得ることができる。
周方向補強鋼板を両端に噛み合わせ継ぎ手を有する複数の帯状鋼板を接合して構成により、周方向補強鋼板の既存のコンクリート構造物への取り付けが容易となる。
Ｌ形鋼の両側面に予めナットを溶着し、前記周方向補強鋼板の前記ナットに対応する部分に周方向補強鋼板取り付け用兼間隔保持用のボルト挿入孔を形成する構成により、既存のコンクリート構造物への正確な間隔をおいての周方向補強鋼板の取り付けが可能となる。
周方向補強鋼板を前記コンクリート構造物の軸方向に所定間隔をおいて配置する構成により、少ない周方向補強鋼板で十分な耐震性能を得ることができる。
コンクリート構造物の耐震補強の施工方法において、既存の断面略矩形のコンクリート構造物の各コーナー部にＬ形鋼を接着し、Ｌ形鋼を含むコンクリート柱状部材の外周に周方向に所定間隔をおいて両端に噛み合わせ継ぎ手を有する複数の帯状鋼板を接合した周方向補強鋼板を設置し、コンクリート構造物と周方向補強鋼板との間隙の底部に底板を設置し、前記空隙にモルタル等の固化材を充填し固化させ、コンクリート構造物、Ｌ形鋼及び周方向補強鋼板を一体とする構成により、溶接を必要とせず、現場施工が容易で、短期間施工が可能であり、施工コストが安価で耐震性能に優れた補強構造の施工方法を提供できる。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明のコンクリート構造物の耐震補強構造の一実施形態を示すものである。図１（ａ）は横断面図であり、鉄筋・鉄骨コンクリート構造物の柱、梁や橋脚などの既存の断面略矩形のコンクリート構造物１の各コーナー部にＬ形鋼２をエポキシ系接着剤等により接着する。Ｌ形鋼２は、軸方向に伸びる長い部材であっても、複数の所定長さのものを軸方向に所定間隔をおいて配置してもよい。Ｌ形鋼を含む既存のコンクリート構造物１の外周に周方向に所定間隙をおいて、周方向補強鋼板３を配置し、既存のコンクリート構造物１と周方向補強鋼板３との間隙にモルタル等の固化材４を充填し固化させ、既存の断面略矩形のコンクリート構造物１と、そのコーナー部を補強するＬ形鋼２及び周方向補強鋼板３を一体に剛接する。図１（ｂ）は、コンクリート構造物１のほぼ全長にわたって周方向補強鋼板３を配置した実施形態を示すものであり、図１（ｃ）は、コンクリート構造物１の軸方向に所定間隔をおいて、周方向補強鋼板３を配置した実施形態を示すものである。既存のコンクリート構造物１の補強の程度に応じて何れかの実施形態を選択する。

図２は、本発明の周方向補強鋼板３の一実施形態を示すものである。周方向補強鋼板３は、両端に噛み合わせ継ぎ手６を備えた１対のコ字形の帯状鋼板５を接合して構成される。また、周方向補強鋼板３は、両端に噛み合わせ継ぎ手６を形成した４つのＬ形の帯状鋼板を接合して形成してもよい。周方向補強鋼板３を両端に噛み合わせ継ぎ手６を有する複数の帯状鋼板５で構成することにより、溶接作業を無くし、現場での接合作業を容易にする。

図３は噛み合わせ継ぎ手６の拡大図である。噛み合わせ継ぎ手６は、帯状鋼板５の両端部に予め溶接等で接合されている。一方の帯状鋼板５の外周面側に噛み合わせ面６’を設け、他方の帯状鋼板５の内周面側に噛み合わせ面６’を設け、互いに噛み合わせ可能に形成されている。

図４に示されるように、１対のコ字状の帯状鋼板５を、コーナー部にＬ形鋼２を接着した断面略矩形の既存のコンクリート構造物１の外周に周方向に所定間隔を保持し、両端の噛み合わせ継ぎ手６の噛み合わせ面６’同士を噛み合わせ周方向補強鋼板３を設置する。既存のコンクリート構造物１と周方向補強鋼板３とを周方向に所定間隔をおいて正確に設置固定するために、帯状鋼板５のコーナー部に対応する部分に予めウレタン、ゴム等の弾性材７を接着剤等で接着しておく。１対のコ字状の帯状鋼板５をコンクリート構造物１の外周に配置し、両端の噛み合わせ継ぎ手６をジャッキやトルクレンチ等を用いて帯状鋼板５に緊張力を加えながら近づけて噛み合わせる。その際、ウレタン、ゴム等の弾性材７は、コンクリート構造物１に圧縮して押しつけられ、周方向補強鋼板３をコンクリート構造物１にしっかりと弾性保持する。さらに、弾性材７の厚みを一定にしておくことにより、コンクリート構造物１と周方向補強鋼板３とを周方向に一定間隔を保持する間隔保持材としても機能する。帯状鋼板５の底面にコンクリート構造物１と周方向補強鋼板３と周方向の間隙部に対応する幅の底板（図示せず）を予め取り付けておくと、前記間隙部にモルタル等の固化材４を充填する際の型枠とすることができる。

図５は、コンクリート構造物１と周方向補強鋼板３との間隙部への固化材４の充填をコーナー部のみに限定した実施形態を示すものである。その際、弾性部材７は、側面型枠として機能する。コーナー部のみに固化材４を充填し固化させても、コンクリート構造物１と、そのコーナー部に接着されたＬ形鋼２及び周方向補強鋼板３は一体に剛接され、耐震性能が向上する。

図６（ａ）（ｂ）は、周方向補強鋼板３のコンクリート構造物１への取り付けの他の実施形態を示すものである。この実施形態においては、コンクリート構造物１のコーナー部に接着されるＬ形鋼２の両側面にナット８を予め溶接等の手段により取り付けておく。周方向補強鋼板３の前記ナット８の取り付け位置に対応する部分にボルト挿入孔９を形成しておく。ボルト挿入孔９は、ナット８の取り付け位置とのずれを吸収するために大径とする。周方向補強鋼板３をコンクリート構造物１の外周に配置し、ボルト挿入孔９からボルト１０を挿入し、ナット８に螺着し、周方向補強鋼板３をコンクリート構造物１に取り付ける。ボルト１０は、コンクリート構造物１と周方向補強鋼板３との間隔保持材としても機能する。モルタル等の固化材４を充填する際の漏れを防止するために、ボルト１０にシールを取り付けておく。

次に、本発明のコンクリート構造物１の耐震補強構造の一実施形態の施工方法をその手順を従い説明する。
（１）既存のコンクリート構造物１の各コーナー部にＬ形鋼を接着剤等により接着する。
（２）コーナー部に対応する位置にゴム性の弾性部材７を取り付け、両端に噛み合わせ継ぎ手６を備えた１対のコ字状帯状鋼板５をコンクリート構造物１の外周に配置する。
（３）トルクレンチで帯状鋼板５を緊張させながら両者の噛み合わせ継ぎ手６を噛み合わせ、弾性材７をコンクリート構造物１に圧縮し押しつけ、周方向補強鋼板３をコンクリート構造物１に弾性保持する。
（４）コンクリート構造物１と周方向補強鋼板３との間隙部の底面に型枠を設置し、前記間隙部にモルタルを充填する。
（５）モルタルが固化した後、型枠を撤去する。
（６）コンクリート構造物、コーナー部補強用のＬ形鋼、周方向補強鋼板３が一体に剛接され、耐震性の高い補強構造となる。

（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。

符号の説明

１：コンクリート構造物
２：Ｌ形鋼
３：周方向補強鋼板
４：固化材
５：帯状鋼板
６：噛み合わせ継ぎ手
６’：噛み合わせ面
７：弾性材
８：ナット
９：ボルト挿入孔
１０：ボルト

Claims (5)

1. 既存の断面略矩形のコンクリート構造物の各コーナー部にＬ形鋼が配置され、前記Ｌ形鋼を含むコンクリート構造物の外周に固化材を介して周方向補強鋼板が一体に剛接され、前記固化材を各コーナー部のみに配置することを特徴とするコンクリート構造物の耐震補強構造。
2. 前記周方向補強鋼板を両端に噛み合わせ継ぎ手を有する複数の帯状鋼板を接合して構成することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
3. 前記Ｌ形鋼の両側面にナットが溶着され、前記周方向補強鋼板の前記ナットに対応する部分に周方向補強鋼板取り付け用兼間隔保持用ボルトの挿入孔が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
4. 前記周方向補強鋼板が前記コンクリート構造物の軸方向に所定間隔をおいて配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の耐震補強構造。
5. 既存の断面略矩形のコンクリート構造物の各コーナー部にＬ形鋼を接着し、Ｌ形鋼を含むコンクリート柱状部材の外周に周方向に所定間隔をおいて両端に噛み合わせ継ぎ手を有する複数の帯状鋼板を接合して周方向補強鋼板を設置し、コンクリート構造物と周方向補給鋼板との間隙部の底部に型枠用底板を設置し、前記間隙部にモルタル等の固化材を充填し固化させ、コンクリート構造物、Ｌ形鋼及び周方向補強鋼板を一体に剛接することを特徴とするコンクリート構造物の耐震補強の施工方法。

Images