JP4325316B2 - Reinforcing structure and reinforcing method for concrete member - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート部材の補強構造及び補強方法に係り、特に、繊維強化樹脂によってコンクリート部材を補強する補強構造及び補強方法に関する。 The present invention relates to a reinforcing structure and a reinforcing method for a concrete member, and more particularly to a reinforcing structure and a reinforcing method for reinforcing a concrete member with fiber reinforced resin.
従来より、特許文献１に開示されるように、コンクリート梁等の開口部を有するコンクリート構造物の補強構造が知られている。この補強構造では、コンクリート構造物の開口部の周辺に、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）シートをその強化繊維の向きが互いに直交するように２方向に貼り付けることにより、開口部の周辺を補強して、ひび割れを生じにくくさせる。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, a reinforcing structure for a concrete structure having an opening such as a concrete beam is known. In this reinforcing structure, the periphery of the opening is reinforced by attaching a carbon fiber reinforced resin (CFRP) sheet in two directions around the opening of the concrete structure so that the directions of the reinforcing fibers are orthogonal to each other. To prevent cracking.
また、非特許文献１には、Ｌ型断面のＣＦＲＰ板を用いたコンクリート梁の補強構造が開示されている。この補強構造では、図６に示すように、断面形状がＬ型のＣＦＲＰ板５０がＵ型に組み合わされてコンクリート梁５２に貼り付けられる。スラブ５４の、コンクリート梁５２の両脇の部分には、切り込み５６が設けられており、ＣＦＲＰ板５０の上端部がこの切り込み５６へ差し込まれて接着剤で固定される。
上記特許文献１に開示された補強構造では、ＣＦＲＰシートをコンクリート構造物に接着するため、コンクリート表面の下地処理、プライマー塗布、含浸用樹脂の塗布、炭素繊維の巻き付け、樹脂の上塗り等の工程が必要となって、時間と手間がかかってしまううえ、ＣＦＲＰシートにしわや気泡が入らないように施工に熟練が要求される。また、コンクリート梁を補強する場合のように施工場所が上方にあると、塗布した樹脂が垂れ落ちて作業員にかかったり、床を汚したりしてしまうという問題もある。 In the reinforcing structure disclosed in Patent Document 1, the CFRP sheet is bonded to the concrete structure, and therefore, the surface treatment of the concrete surface, primer application, resin application for impregnation, carbon fiber winding, resin top coating, and the like are performed. This requires time and labor, and skill is required for construction so that wrinkles and bubbles do not enter the CFRP sheet. In addition, when the construction site is at the upper position as in the case of reinforcing a concrete beam, there is a problem that the applied resin drips down and falls on an operator or soils the floor.
また、上記非特許文献１に開示された補強構造は、Ｌ型のＣＦＲＰ板の端部をスラブに設けた切り込み５６に差し込んで接着剤で固めて定着させる構成であるため、梁の両側にスラブが設けられている場合にしか適用することができない。また、スラブへの切り込みは例えばダイヤモンド製の刃を備えたチェーンソーで行う必要があるため、施工時に大きな騒音や振動が発生し、建物を使用しながらの改修には適用し難い。さらに、スラブが薄い場合にはＣＦＲＰ板端部の定着長さを十分に確保できないという問題もある。また、梁の両側にスラブがある場合しか適用できないという問題もある。
Further, the reinforcing structure disclosed in Non-Patent Document 1 has a configuration in which an end portion of an L-shaped CFRP plate is inserted into a
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、繊維補強樹脂を用いて優れた施工性でコンクリート部材を補強することが可能なコンクリート部材の補強構造及び方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of said point, and it aims at providing the reinforcement structure and method of a concrete member which can reinforce a concrete member with the workability which was excellent using fiber reinforced resin. .
上記の目的を達成するため、本発明は、断面形状が略Ｌ型の繊維強化樹脂製板からなる補強部材の対をＵ型に組み合わせて、補強対象であるコンクリート部材の３面に跨るように貼り付け、当該Ｕ型に組み合わせた補強部材の端部の表面に定着部材を設け、前記コンクリート部材及び前記定着部材を貫通するように設けた貫通ボルトの、前記定着部材からの突出部分に取り付けたナットで前記定着部材を締め付けることにより、前記補強部材の端部を前記コンクリート部材の表面に定着したことを特徴とする部材の端部を定着部材によって前記コンクリート部材の表面に定着したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention combines a pair of reinforcing members made of fiber reinforced resin plates having a substantially L-shaped cross section into a U shape so as to straddle three surfaces of a concrete member to be reinforced. A fixing member is provided on the surface of the end portion of the reinforcing member combined with the U shape, and a through bolt provided so as to penetrate the concrete member and the fixing member is attached to a protruding portion from the fixing member. The end of the reinforcing member is fixed on the surface of the concrete member by tightening the fixing member with a nut, and the end of the member is fixed on the surface of the concrete member by the fixing member. To do.
本発明によれば、断面形状が略Ｌ型の繊維強化樹脂製板からなる補強部材を貼り付けることによりコンクリート部材を補強するので、繊維強化樹脂を塗布するための施工の手間が省ける。また、略Ｌ型の補強部材をＵ型に組み合わせて用いるので、現場にてコンクリート部材の寸法に合わせて補強部材を施工することができる。さらに、補強部材の端部をコンクリート部材の表面に定着するので、例えばコンクリート梁を補強する際に隣接するスラブに補給部材を定着することが不要になる。また、補強部材の端部をコンクリート部材の表面に定着する構成であるため、スラブが薄い場合でも定着長さを十分に確保することができる。なお、本発明において、コンクリート部材には、鉄筋コンクリート部材および鉄骨鉄筋コンクリート部材が含まれる。 According to the present invention, since the concrete member is reinforced by sticking the reinforcing member made of a fiber reinforced resin plate having a substantially L-shaped cross section, the labor for applying the fiber reinforced resin can be saved. Further, since the substantially L-shaped reinforcing member is used in combination with the U-shaped, the reinforcing member can be constructed on the site according to the size of the concrete member. Furthermore, since the end portion of the reinforcing member is fixed to the surface of the concrete member, it is not necessary to fix the supply member to the adjacent slab when reinforcing the concrete beam, for example. In addition, since the end of the reinforcing member is fixed to the surface of the concrete member, the fixing length can be sufficiently secured even when the slab is thin. In the present invention, the concrete member includes a reinforced concrete member and a steel reinforced concrete member.
また、本発明は、断面形状が略Ｌ型の繊維強化樹脂製板からなる補強部材の対をＵ型に組み合わせて、補強対象であるコンクリート部材の３面に跨るように貼り付け、当該Ｕ型に組み合わせた補強部材の端部の表面に定着部材を設け、前記コンクリート部材の表面に打設したあと施工アンカーを前記定着部材に貫通させ、当該あと施工アンカーの前記定着部材からの突出部分に取り付けたナットで前記定着部材を締め付けることにより、前記補強部材の端部を前記コンクリート部材の表面に定着したことを特徴とする。 Further, the present invention combines a pair of reinforcing members made of fiber reinforced resin plates having a substantially L-shaped cross section into a U shape, and pastes the U member so as to straddle three surfaces of a concrete member to be reinforced. A fixing member is provided on the surface of the end portion of the reinforcing member combined with the fixing member. The fixing member is fastened to the surface of the concrete member by tightening the fixing member with a nut .
また、本発明の別の一態様では、前記コンクリート部材の表面にあと施工アンカーを打設し、該あと施工アンカーに取り付けたナットで前記定着部材を締め付けることにより前記補強部材を定着する。 In another aspect of the present invention, a post-construction anchor is placed on the surface of the concrete member, and the fixing member is fixed by tightening the fixing member with a nut attached to the post-construction anchor.
なお、本発明の一態様において、前記コンクリート部材はコンクリート梁であり、前記補強部材は前記コンクリート梁の両側面及び下面を跨ぐように設けられる。 In one aspect of the present invention, the concrete member is a concrete beam, and the reinforcing member is provided so as to straddle both side surfaces and the lower surface of the concrete beam.
本発明によれば、繊維補強樹脂を用いて優れた施工性でコンクリート部材を補強することができる。 According to the present invention, a concrete member can be reinforced with excellent workability using a fiber reinforced resin.
図１は、本発明の第１の実施形態であるコンクリート部材の補強構造を示す断面図であり、図２は図１の矢印IIの向きから見た正面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態では、鉄筋コンクリート製あるいは鉄骨鉄筋コンクリート製の梁（以下、コンクリート梁という）１０に円形の開口部１２が設けられており、この開口部１２の周辺を補強部材１４により補強するものとしている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a concrete member reinforcing structure according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view seen from the direction of arrow II in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, a
補強部材１４は、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）などの繊維強化樹脂からなる断面形状が略Ｌ型の板材である。図１に示されるように、補強部材１４は対となってＵ型に組み合わされており、コンクリート梁１０を下側から、両側面および下面を跨ぐように、接着材によりコンクリート梁１０に接着されている。また、コンクリート梁１０の下面部の補強部材１４が重なり合う部分では、補強部材１４が互いに接着材１６で接着されている。図２に示されるように、Ｕ型に組み合わされた補強部材１４の対はコンクリート梁１０の長手方向に複数設けられており、補強部材１４の各上端部の表面には、複数の補強部材１４に亘って、定着部材としての鋼製の定着プレート１８が接着剤１６により接着されている。本実施形態では、図２に示されるように、定着プレート１８を開口部１２の両側の部分に分割している。
The reinforcing
接着剤１６としては、エポキシ系接着剤等、適宜な接着剤を用いることができるが、例えば、シーカデュア３０（商品名）のように粘性の高い接着剤を用いれば、コンクリート梁１０のような上部作業でも接着剤が垂れ落ちることがなく、施工性が向上する。
As the
コンクリート梁１０には、その幅方向に貫通する貫通穴２２が設けられており、この貫通穴２２に貫通ボルト２４が挿通されている。貫通ボルト２４の両端は、定着プレート１８を貫通して、定着プレート１８から突出し、この突出部分にナット２６が締め付けられている。このようにして、補強部材１４の上端部がコンクリート梁１０に定着されている。なお、貫通ボルト２４を挿通させるための貫通穴２２は、例えばコアドリルにより施工することにより、施工時に発生する振動や騒音を小さく抑えることができる。
The
図３は、本発明の第２の実施形態の補強構造を示すコンクリート梁１０の正面図である。上記図２に示す実施形態では、定着プレート１８を開口部１２の両側に分割しているが、本実施形態では、定着プレート１８を分割しないで一体化している。なお、図３では、開口部１２が大きいために定着プレート１８を開口部１２の形状に合わせて切り欠いた例を示している。
FIG. 3 is a front view of the
図４は、本発明の第３の実施形態の補強構造を示すコンクリート梁１０の断面図である。この実施形態では、コンクリート梁１０に貫通ボルト２４を挿通させるのではなく、あと施工アンカー３０を施工して、定着プレート１８およびナット２６により補強部材１４を定着している。この実施形態では、コンクリート梁１０に貫通穴を設ける必要がないので、例えば、コンクリート梁１０が鉄骨鉄筋コンクリート製であって梁中央に鉄骨が存在するために貫通穴を設けることができない場合に好適である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
図５は、本発明の第４の実施形態の補強構造を示すコンクリート梁１０の断面図である。本実施形態では、上記図１及び図２に示す実施形態において、貫通ボルト２４としてＰＣ鋼棒などの緊張材を使用すると共に、ナット２６と定着プレート１８との間に例えば皿ばね等の弾性部材３２を介装した構成としている。このような構成によれば、ナット２６を締め込んで緊張材である貫通ボルト２４に張力を導入することにより、長期にわたって定着プレート１８による定着力を確保することができ、定着プレート１８による補強部材１４の定着効果を大幅に向上させることができる。なお、図５の例では、弾性部材３２を貫通ボルト２４の両端に設けているが、一端側にのみ設けるようにしてもよい。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
以上説明した本発明の各実施形態の補強構造によれば、次のような効果を得ることができる。 According to the reinforcing structure of each embodiment of the present invention described above, the following effects can be obtained.
（１）ＣＦＲＰからなる補強部材１４がコンクリート梁１０の表面に定着されるため、補強部材１６に含まれる補強炭素繊維がコンクリート梁１０に生じた応力に抵抗することで、高い補強性能が得ることができる。
(1) Since the reinforcing
（２）上記各実施形態の補強構造では、コンクリート梁１０に貫通穴２２を設けて、この貫通穴２２に貫通ボルト２４を挿通し、定着プレート１８およびナット２６により補強部材１４をコンクリート梁１０に定着することができる。ここで、上述した通り、貫通穴２２は、コアドリルを用いることにより施工に伴って発生する振動や騒音を小さく抑えることができ、また、定着プレート１８及びナット２６による定着作業には振動や騒音はほとんど発生しないことはいうまでもない。したがって、コンクリート梁１０の補強工事には大きな振動や騒音が生ずる工程が含まれないので、建物の居住環境に悪影響を与えることがなく、したがって、建物を利用しながらの補修改修工事にも適用することが可能である。
(2) In the reinforcing structure of each of the above embodiments, the
（３）コンクリート梁１０の表面に下地処理を施した後、接着剤を塗布して、Ｌ型に成形されたＣＦＲＰ製の補強部材１４を貼り付けるだけでよく、プライマー塗布、含浸用樹脂の塗布、炭素繊維の巻き付け、樹脂の上塗りといった煩雑な工程が不要となるため、工期の短縮を図ることができる。
(3) After applying the surface treatment to the surface of the
（４）定着プレート１８の寸法を自由に設定することができるので、必要な定着力に応じて定着プレート１８を設計することで、十分な定着力を確保することができる。
(4) Since the dimensions of the fixing
（５）補強部材１４の端部をコンクリート梁１０に直接定着する構成のため、非特許文献１に開示される補強構造のように梁の両側にスラブが存在する場合に限られることがなく、コンクリート梁１０の片側あるいは両側にスラブが存在しない場合にも適用が可能である。
(5) Due to the configuration in which the end of the reinforcing
（６）Ｌ型の補強部材１４をＵ型に組み合わせて補強を行うので、現場にてコンクリート梁１０の幅に合わせて２枚の補強部材１４の間隔を調整し、また、補強部材１４の余分な部分を切り取るなどして、種々の形状・寸法のコンクリート梁１０に適応することができる。また、現場にて補強部材１４を対応種々の形状・寸法のコンクリート梁１０に適用することができる。
(6) Since the L-shaped reinforcing
（７）図５に示す実施形態のように、ナットと定着部材との間に弾性部材を介装することにより、補強部材１４の定着効果を大幅に向上させることができる。
(7) By fixing the elastic member between the nut and the fixing member as in the embodiment shown in FIG. 5, the fixing effect of the reinforcing
なお、上記各実施形態では、本発明が開口部１２を備えるコンクリート梁１０を対象として、開口部１２の周辺部を補強する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、開口部の無い梁のせん断補強を行う場合にも適用が可能である。また、梁に限らず、柱やその他の各種コンクリート部材（鉄筋コンクリート部材、鉄骨鉄筋コンクリート部材を含む）の補強にも適用が可能である。柱のように四方からの補強が可能なコンクリート部材の場合には、Ｕ型に組み合わせたＬ型の補強部材を２組、互いに対向するようにコンクリート部材の両側から貼り付ける構成としてもよく、そのような構成も本発明の範囲に含まれる。
In each of the above embodiments, the case where the present invention reinforces the peripheral portion of the
また、上記各実施形態では、補強部材１４をＣＦＲＰにより構成するものとしたが、本発明はこれに限らず、例えば、ガラス繊維補強樹脂（ＧＦＲＰ）など、他の繊維補強樹脂（ＦＲＰ）で補強部材を構成してもよい。
In each of the above embodiments, the reinforcing
また、上記実施形態では、補強対象であるコンクリート梁１０がほぼ直角のコーナー部を有しているものとしたが、これに限らず、コーナー部に面取りが施されていて、補強部材１４がそのコーナー部に沿って屈曲されている構成であってもよい。コンクリート梁の両コーナーが上記のように面取りされている場合には、そのコーナー部の面を一つの面として数えると、Ｕ型に組み合わせた部材は計５面に貼り付けられるが、そのような場合も、Ｕ型に組み合わされた補強部材が両側面及び下面の３面に亘って貼り付けられており、本発明の範囲に含まれる。
Moreover, in the said embodiment, although the
１０ コンクリート梁
１２ 開口部
１４ 補強部材
１６ 定着プレート（定着部材）
２２ 貫通穴
２４ 貫通ボルト
２６ ナット
３０ あと施工アンカー
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