JP4702337B2

JP4702337B2 - 開口部を備える補強対象物の補強構造及び方法

Info

Publication number: JP4702337B2
Application number: JP2007210725A
Authority: JP
Inventors: 耕三木村; 明志佐治; 則之古屋
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2007-08-13
Filing date: 2007-08-13
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2023-05-08
Also published as: JP2007332769A

Description

本発明は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）により形成された繊維強化樹脂製補強材を用いて開口部を備える補強対象物を補強する構造及び方法に関する。

コンクリート構造物の柱や梁、床、壁などのコンクリート構造部を補強する方法として、繊維強化樹脂（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）により形成された補強材をコンクリートに設置する方法が知られている（例えば特許文献１や特許文献２等を参照）。繊維強化樹脂は、炭素繊維やアラミド繊維、ガラス繊維などの各種高強度繊維を内部に備えた樹脂であり、特に引張強度が非常に高く、しかも非常に軽量である。このような繊維強化樹脂により形成された補強材は、一般に、補強対象となるコンクリートの表面などに密着して配設されて、応力を負担するようになっている。
特許３２５８５６９号公報特開２０００−５４５６１号公報

しかし、このような補強材にあっては、次のような問題点があった。すなわち、繊維強化樹脂は、強度に優れている反面、非常に硬いことから、現場において折り曲げたりするなどの加工を簡単に行うことが難しかった。このため、繊維強化樹脂製補強材を設置する面の形状に合わせて、予め工場などにおいて所定の形状に成形しておく必要があり、相当な手間と費用を要していた。

そこで、従来から、Ｌ字形状やＵ字形状などの予め所定の形状に成形された補強材が製品として量産化されて提供されている。しかし、ここで提供される補強材は、非常に種類が限られており、現場における多種多様な補強工事に対応するには、あまり十分ではなかった。このため、従来から、現場における様々な補強工事に対応可能な汎用性の高い補強材が望まれていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、開口部を備える補強対象物の補強をスムーズに行うことが可能な補強構造及び補強方法を提供することにある。

このような目的を達成するため、本発明に係る開口部を備える補強対象物の補強構造は、樹脂材とこの樹脂材の内部に設けられた補強繊維とを有し、前記補強繊維が前記樹脂材から露出した繊維露出部が設けられた繊維強化樹脂により形成された補強材が、前記繊維露出部で屈曲されて前記補強対象物の前記開口部の周辺に前記開口部を取り囲むように配設されていることを特徴とする。
また、本発明に係る開口部を備える補強対象物の補強構造は、樹脂材とこの樹脂材の内部に設けられた補強繊維とを有し、前記補強繊維が前記樹脂材から露出した繊維露出部が２箇所以上設けられた繊維強化樹脂により形成され、前記繊維露出部で略Ｓ字型に屈曲された複数の繊維強化樹脂製補強材が、前記補強対象物の前記開口部の周辺に前記開口部を取り囲むように配設されていることを特徴とする。

本発明において、前記補強材は前記補強対象物の表面に接合されていてもよいし、前記補強対象物の前記開口部の周辺に溝部が設けられ、前記補強材は前記溝部に差し込まれていてもよい。

本発明によれば、補強材が繊維露出部を通じて折曲げ可能に形成されていることで、補強対象物の開口部に対してスムーズに補強を行うことができる。

以下に本発明の実施の形態について、添付図面を用いて詳しく説明する。図１および図２は、本発明にかかる補強構造で用いられる繊維強化樹脂製補強材２の一実施形態を示したものであり、図１は繊維強化樹脂製補強材２の斜視図、図２は繊維強化樹脂製補強材２の平面図である。

この繊維強化樹脂製補強材２は、繊維強化樹脂４（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）により形成された部材である。繊維強化樹脂４は、樹脂材５と、その樹脂材５の内部に設けられた補強繊維６とにより形成されている。補強繊維６は、例えば、炭素繊維やアラミド繊維、ガラス繊維などといった各種高強度繊維などが用いられる。繊維強化樹脂４は、非常に軽量である上、強度、特に引張強度が高く、補強材料として優れている。本実施形態では、この繊維強化樹脂製補強材２が、補強繊維６として例えば炭素繊維を備えるものとする。繊維強化樹脂製補強材２は、図１に示すように、所定の厚みを有する板状に成形され、直線状に長く帯状に形成されている。補強繊維６は、繊維強化樹脂製補強材２の長手方向に沿って延びるように多数配設されている。

本実施形態にかかる繊維強化樹脂製補強材２には、その長手方向中央部に所定長Ｔにわたって繊維露出部１０が設けられている。この繊維露出部１０は、補強繊維６が樹脂材５で被覆されず、外部に露出されてむき出しの状態にされて設けられたものである。所定長Ｔは、施工箇所等に応じて適宜設定される。このように本実施形態にあっては、繊維強化樹脂製補強材２に繊維露出部１０が設けられていることで、繊維強化樹脂製補強材２は、この繊維露出部１０において折り曲げることができるようになっている。つまり、本実施形態では、この繊維露出部１０を通じて繊維強化樹脂製補強材２を例えばＬ字形などの適宜な角度に折り曲げることができる。

図３は、このような繊維強化樹脂製補強材２の製造方法の一例を示したものである。ここでは、まず、図３（ａ）に示すように、繊維強化樹脂製補強材２の内部に設けるべき補強繊維６を多数並べて配置する。ここで配置する補強繊維６は、メッシュなどの織物として構成されていたり、また一方向に揃えて配列された繊維集合体などとして構成されていても良い。次にこのようにして配置された補強繊維６に対して樹脂を含浸させて当該補強繊維６を被覆するように樹脂を板状に一体形成する。その際、図３（ｂ）に示すように、補強繊維６の一部分に樹脂を被覆せずにそのまま残しておくことにより、繊維露出部１０を形成する。このような製造を行うことで、繊維強化樹脂製補強材２に繊維露出部１０を簡単に設けることができる。

次に、繊維強化樹脂製補強材２の施工方法について説明する。図４は、繊維強化樹脂製補強材２をコンクリート２０上に設置する場合の一例について示す。図４（ａ）に示すように、繊維強化樹脂製補強材２をコンクリート２０上に設置する場合、まず、繊維強化樹脂製補強材２をエポキシ樹脂系接着剤等の各種接着剤やその他各種接合材、アンカーボルト等の定着部材などを用いて、図４（ｂ）に示すように、コンクリート２０の表面に接合する。こうして繊維強化樹脂製補強材２をコンクリートに接合した後、接合された繊維強化樹脂製補強材２の繊維露出部１０に、図４（ｃ）に示すように樹脂１２を充填する。ここで充填する樹脂１２は、エポキシ樹脂をはじめその他各種樹脂を用いることができる。樹脂１２は、繊維露出部１０において外部に露出した補強繊維６を被覆するように設けられる。繊維露出部１０に充填された樹脂１２は、硬化して固まると、コンクリートに付着して一体化する。

図５は、コンクリート構造部２８に設けられた開口部３０を繊維強化樹脂製補強材２により補強する一実施形態を示したものである。開口部３０としては、壁部や梁部、床部などに貫通して設けられた配管用の孔部などがある。図５の例では、開口部３０の周囲に繊維強化樹脂製補強材２を４本配置している。なお、ここでも、繊維強化樹脂製補強材２は、エポキシ樹脂系接着剤等の各種接着剤やその他各種接合材、アンカーボルト等の定着部材などによりコンクリート構造部の表面に接合される。繊維強化樹脂製補強材２としては、繊維露出部１０が２箇所設けられたものを使用し、これら２箇所の繊維露出部１０で折り曲げて略Ｓ字状に配置する。各繊維強化樹脂製補強材２は、２つの折曲部１４ａ、１４ｂのうちの一方の折曲部１４ａが開口部３０の縁部に沿うように各々配置され、４本の繊維強化樹脂製補強材２で開口部３０の周囲全体を取り囲んでいる。各折曲部１４ａ、１４ｂ、即ち繊維露出部１０には、それぞれ樹脂１２が充填されて、各繊維強化樹脂製補強材２にそれぞれ一体化されている。このように繊維強化樹脂製補強材２が繊維露出部１０を通じて折曲げ可能に形成されていることで、コンクリート構造部２８の開口部３０に対してスムーズに補強を行うことができる。

図６は、コンクリート構造部２８の開口部３０の他の補強例を示したものである。ここでは、同図に示すように、コンクリート構造部２８の開口部３０の周囲に、当該開口部３０を取り囲むように略Ｓ字状の溝部３２を２本形成する。２本の溝部３２は、相互間に開口部３０を挟み込むように並列に配置されている。各溝部３２は、それぞれ、繊維強化樹脂製補強材２の幅寸法に相当する深さと、繊維強化樹脂製補強材２の厚さ寸法に相当する幅とを有し、各溝部３２にはそれぞれ繊維強化樹脂製補強材２が差し込まれるようになっている。繊維強化樹脂製補強材２には、略Ｓ字状の溝部３２の各折曲部３２ａ、３２ｂに対応してそれぞれ繊維露出部１０が２箇所設けられる。各溝部３２にそれぞれエポキシ樹脂系接着剤等の各種接着剤が充填された後、各繊維強化樹脂製補強材２が各溝部３２に各々差し込まれて固着される。このようにコンクリート構造部２８に溝部３２を形成すれば、簡単に繊維強化樹脂製補強材２を固着することができる。

図７（ａ）及び（ｂ）は、コンクリート構造部２８の開口部３０の他の補強例を示したものである。図７（ａ）は、コンクリート構造部２８の開口部３０の周囲に、当該開口部３０を取り囲むように略六角形状に環状の溝部３４を形成し、当該溝部３４に沿って繊維強化樹脂製補強材２を差し込んで配設する補強例を示している。また、図７（ｂ）は、コンクリート構造部２８の開口部３０の周囲に、当該開口部３０を取り囲むように略八角形状に環状の溝部３６を形成し、当該溝部３６に沿って繊維強化樹脂製補強材２を差し込んで配設する補強例を示している。このようにコンクリート構造部２８の開口部３０の周囲を取り囲むように環状の溝部３４、３６を形成して、当該溝部３４、３６に繊維強化樹脂製補強材２を差し込んで補強を行うようにしても良い。なお、環状の溝部の形状は、前述した略六角形状や略八角形状に限らず、その他の形状、例えば、略四角形状や円形状、楕円形状等であっても良い。

本発明で用いられる繊維強化樹脂製補強材の一実施形態を示した斜視図である。本発明で用いられる繊維強化樹脂製補強材の一実施形態を示した平面図である。本発明で用いられる繊維強化樹脂製補強材の製造方法の一例を説明するための説明図である。本発明にかかる繊維強化樹脂製補強材を用いた補強構造及び補強方法の一例を説明するための説明図である。本発明にかかる補強構造の一実施形態を示す平面図である。本発明にかかる補強構造の他の実施形態を示す平面図である。本発明にかかる補強構造の他の実施形態を示す平面図である。

符号の説明

２繊維強化樹脂製補強材
４繊維強化樹脂
５樹脂材
６補強繊維
１０繊維露出部
１２樹脂
１４ａ、１４ｂ折曲部
２０コンクリート
３０開口部
３２溝部
３４、３６環状の溝部
３２ａ、３２ｂ折曲部

Claims

開口部を備える補強対象物の補強構造であって、
樹脂材とこの樹脂材の内部に設けられた補強繊維とを有し、前記補強繊維が前記樹脂材から露出した繊維露出部が設けられた繊維強化樹脂により形成された繊維強化樹脂製補強材が、前記繊維露出部で屈曲されて前記補強対象物の前記開口部の周辺に前記開口部を取り囲むように配設されていることを特徴とする補強構造。
開口部を備える補強対象物の補強構造であって、
樹脂材とこの樹脂材の内部に設けられた補強繊維とを有し、前記補強繊維が前記樹脂材から露出した繊維露出部が２箇所以上設けられた繊維強化樹脂により形成され、前記繊維露出部で略Ｓ字型に屈曲された複数の繊維強化樹脂製補強材が、前記補強対象物の前記開口部の周辺に前記開口部を取り囲むように配設されていることを特徴とする補強構造。
前記繊維強化樹脂製補強材は前記補強対象物の表面に接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の開口部を備える補強対象物の補強構造。
前記補強対象物の前記開口部の周辺に溝部が設けられ、前記繊維強化樹脂製補強材は前記溝部に差し込まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の開口部を備える補強対象物の補強構造。
開口部を備える補強対象物の補強方法であって、
樹脂材とこの樹脂材の内部に設けられた補強繊維とを有し、前記補強繊維が前記樹脂材から露出した繊維露出部が設けられた繊維強化樹脂により形成された繊維強化樹脂製補強材を、前記繊維露出部で屈曲させて前記補強対象物の前記開口部の周辺に前記開口部を取り囲むように配設することを特徴とする補強方法。
開口部を備える補強対象物の補強方法であって、
樹脂材とこの樹脂材の内部に設けられた補強繊維とを有し、前記補強繊維が前記樹脂材から露出した繊維露出部が２箇所以上設けられた繊維強化樹脂により形成され、前記繊維露出部で略Ｓ字型に屈曲された複数の繊維強化樹脂製補強材を、前記繊維露出部で屈曲させて前記補強対象物の前記開口部の周辺に前記開口部を取り囲むように配設することを特徴とする補強方法。