JP4822118B2

JP4822118B2 - せん断補強構造

Info

Publication number: JP4822118B2
Application number: JP2006174017A
Authority: JP
Inventors: 敏也前田; 友三郎藤永; 克之出羽; 登志夫脇
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2026-06-23
Also published as: JP2008002198A

Description

本発明は、壁やスラブ等のコンクリート体のせん断補強構造に関する。

従来、例えば鉄筋コンクリート造のボックスカルバートの側壁に対してせん断補強を行う技術として、側壁の中に鉄筋材を挿設する工法がある。この工法は、ボックスカルバートの内壁面に所定ピッチ（５０ｃｍ程度）で孔を削孔し、この孔に異形棒鋼等の鉄筋材（せん断補強材）を挿入するとともに樹脂等からなる充填材を充填することで、側壁内に鉄筋材を定着させて側壁のせん断補強を行う方法である。

また、近年では、ボックスカルバートの側壁に補強パネルを張り付ける工法が提案されている。この工法は、まず、例えば高強度繊維入りのコンクリートからなる補強パネルを予め製作しておく。一方、ボックスカルバートの内壁面には、所定ピッチでアンカーボルトを打設しておく。そして、ボックスカルバートの側壁の内側面に充填材や接着剤を介して補強パネルを貼り付け、アンカーボルトによって補強パネルと側壁とを一体化させる。この工法によれば、補強パネルによって側壁がせん断補強することができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−２８５７６０号公報

しかしながら、上記した鉄筋材を挿設させる従来の技術では、挿設させる鉄筋材の数量が多いため、工期が長くなるとともに、労務費が嵩みコストが高いという問題が存在する。
また、上記した補強パネルを張り付ける従来の技術では、コンクリート製の補強パネルを充填材等を介してボックスカルバートの内壁面に貼り付けているため、その内壁面からボックスカルバートの内方に張り出す寸法（厚さ寸法）が大きくなるという問題が存在する。また、上記した補強パネルを張り付ける従来の技術では、内壁面全体に補強パネルを連続して設置する必要があり、工期が長くなるとともに、労務費が嵩みコストが高いという問題がある。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、工期の短縮及びローコスト化を図ることができるとともに、補強対象であるコンクリート体の表面から張り出す寸法を小さくすることができるせん断補強構造を提供することを目的としている。

本発明に係るせん断補強構造は、コンクリート体にせん断補強材を取り付けてせん断補強するせん断補強構造において、前記せん断補強材として、板状のフランジ部に板状のウェブ部が突設されてなる断面Ｔ字状の補強材が用いられ、前記コンクリート体にスリット状の溝が切削され、前記せん断補強材が、前記ウェブ部を前記溝の中に挿入させつつ前記フランジ部を前記コンクリート体の表面に接面させるとともに、前記コンクリート体の表面に打ち込まれたアンカーボルトを、前記フランジ部に形成されたボルト孔に挿通させて締結具で止められた状態で、前記コンクリート体に設置され、前記溝の中には、充填材が充填されて前記ウェブ部が定着されていることを特徴としている。

上記した特徴により、コンクリート体内に挿入されたせん断補強部材のウェブ部によってコンクリート体がせん断補強される。このとき、コンクリート体をせん断補強するウェブ部が鋼製板状の部材であるため、鉄筋材等の棒状の補強材に比べて補強効果が大きい。また、せん断補強部材にはフランジ部が設けられているため、当該せん断補強材の設置ピッチを大きくとることが可能となる。さらに、上記したせん断補強部材のフランジ部がコンクリート体の表面に接面されるため、スリット状の溝が切削されたコンクリート体が上記フランジ部によって補強される。
また、本発明に係るせん断補強構造は、前記せん断補強材が、繊維強化プラスチックからなることが好ましい。

本発明に係るせん断補強構造によれば、一つのせん断補強材による補強効果が大きいため、せん断補強材の設置数を低減させることができ、また、せん断補強材にフランジ部が付けられていることでせん断補強材の設置ピッチも大きくとることができる。これによって、工期の短縮及びローコスト化を図ることができ、また、補強対象であるコンクリート体の表面から張り出す寸法を小さくすることができる。

以下、本発明に係るせん断補強構造およびせん断補強工法の実施の形態について、図面に基いて説明する。

図１は本実施の形態におけるせん断補強構造を表す縦断面図であり、図２は本実施の形態におけるせん断補強構造を表す立面図であり、図３は本実施の形態におけるせん断補強構造を表す横断面図である。
図１、図２、図３に示すように、本発明に係るせん断補強構造は、壁等の面状のコンクリート体１にせん断補強材２を取り付けてせん断補強する構造であり、本実施の形態では、ボックスカルバートＢの側壁部（コンクリート体１）のせん断補強構造を例にして説明する。なお、本発明は、ボックスカルバートの側壁部のせん断補強構造に限定されるものではなく、例えば、建物の壁のせん断補強構造であってもよく、或いは、スラブのせん断補強構造であってもよい。

せん断補強材２は、鋼製板状のフランジ部２ａに鋼製板状のウェブ部２ｂが突設されてなる断面Ｔ字状の鋼材が用いられる。フランジ部２ａおよびウェブ部２ｂは、それぞれ帯状の鋼板（帯鋼）からなり、せん断補強材２は、フランジ部２ａの中央部にウェブ部２ｂが垂直に溶接接合された構成からなる。フランジ部２ａの厚さＤ１及び幅Ｗ１は、補強に必要な所定寸法に設計されており、例えば、コンクリート体１の厚さＤ３とせん断補強材２の設置間隔Ｘとから設計されるが、フランジ部２ａの幅Ｗ１は、コンクリート体１の主筋（縦筋５ａ…，５ｂ…）のピッチα…の２倍程度の寸法が考えられる。また、ウェブ部２ｂの厚さＤ２及び幅Ｗ２は、せん断補強に必要な所定寸法にそれぞれ設計されており、例えば、ウェブ部２ｂの幅Ｗ２は、コンクリート体１の表面１ａからコンクリート体１の背面１ｂ側の鉄筋（縦筋５ｂ…、横筋４ｂ）の位置までの寸法Ｃ以下になっている。また、フランジ部２ａ及びウェブ部２ｂの長さ（せん断補強材２の長さＬ）は、せん断補強に必要な所定寸法に設計されており、例えば、ボックスカルバートＢの側壁部（コンクリート体１）の鉛直面の高さ寸法Ｈに相当する寸法になっている。なお、せん断補強材２としてＴ型鋼を用いてもよく、また、上記した帯鋼以外の鋼材からなるせん断補強材２であってもよい。

上記した構成からなるせん断補強材２は、そのウェブ部２ｂをコンクリート体１内に定着させて、コンクリート体１に取り付けられている。

具体的には、コンクリート体１に、スリット状の溝３が切削されている。この溝３は、鉛直方向に直線的に延在する板形状の溝であり、ウォールソー等の機器を用いてコンクリート体１の表面から垂直に掘られて形成される。本実施の形態では、溝３は、ボックスカルバートＢの側壁部（コンクリート体１）の内周面から掘られている。また、溝３は、ウェブ部２ｂを完全に埋設させることができる程度の深さＡで形成されており、この深さＡは、ウェブ部２ｂの幅Ｗ２よりも若干大きい寸法になっている。例えば、溝３の深さＡは、コンクリート体１の背面１ｂ側の鉄筋（縦筋５ｂ…、横筋４ｂ）の位置を超えない程度の深さになっている。また、溝３は、ウェブ部２ｂを挿入させることができる程度の幅Ｗ３で形成されており、この幅Ｗ３は、ウェブ部２ｂの厚さＤ２よりも若干大きい寸法になっている。また、溝３は、ウェブ部２ｂを挿入させることができる程度の長さ（図示せず。）で形成されており、溝３の長さは、ウェブ部２ｂの長さ（せん断補強材２の長さＬ）よりも若干長い寸法になっている。なお、この溝３は、既設のコンクリート体１を切削して形成されるものであり、この溝３が形成されることでコンクリート体１内の鉄筋（横筋４ａ）が切断された状態になる。

上記した溝３の中には、エポキシ樹脂等からなる充填材６が充填されている。充填材６は、充填性に優れた硬化材料であり、エポキシ樹脂のほかにグラウト等のセメント系材料等を用いることができる。

また、上記した溝３の中にウェブ部２ｂを挿入させつつコンクリート体１の表面にフランジ部２ａを接面させて、せん断補強材２がコンクリート体１に取り付けられている。溝３内に嵌入されたウェブ部２ｂは、その先端がコンクリート体１の背面１ｂ側の鉄筋（縦筋５ｂ…、横筋４ｂ）の位置を超えない程度まで奥に挿入されており、溝３内に充填された充填材６によって固着されている。また、せん断補強材２は、コンクリート体１内に打設されたアンカーボルト７…によってフランジ部２ａをコンクリート体１の表面１ａに直接圧着させることで、仮止めされている。つまり、フランジ部２ａには図示せぬボルト孔が形成されており、このボルト孔にコンクリート体１内に定着するアンカーボルト７…の先端を挿通される。そして、ボルト孔を挿通したアンカーボルト７…の先端部をナット等の締結具８…で締結することで、せん断補強材２がコンクリート体１に仮固定される。なお、上記したフランジ部２ａの仮止めは、フランジ部２ａの両端部でそれぞれ行うことが好ましい。

次に、既存の構造物のコンクリート体１に上記した構成からなるせん断補強構造を施工してコンクリート体１のせん断補強を行うせん断補強工法について説明する。

まず、コンクリート体１にスリット状の溝３を切削する工程を行う。具体的には、ウォールソー等の機器を用いて、コンクリート体１の表面１ａに鉛直方向に溝３を掘る。このとき、コンクリート体１の横筋４ａ、４ｂを切断しないように、上下に配筋された横筋間のみを切削し、破線状に溝を形成することも可能であるが、施工性が悪くなるため、コンクリート体１の表面１ａ側の鉄筋（横筋４ａ）を切断しながら直線状に溝３を形成することが好ましい。

次に、上記した溝３の中に充填材６を充填する工程を行う。充填材６の充填方法は、公知の充填方法を採用することができ、例えば、筒体の中の充填材６を筒体の先端から押し出すピストン状の注入器具を使用することができる。

次に、上記した充填材６が硬化する前に、溝３の中にウェブ部２ｂを挿入させつつコンクリート体１の表面にフランジ部２ａを接面させてせん断補強材２をコンクリート体１に設置する工程を行う。このとき、予めコンクリート体１の表面１ａに打ち込まれたアンカーボルト７…を、フランジ部２ａに形成された図示せぬボルト孔に挿通させ、締結具８…によって締結してせん断補強材２を仮止めする。そして、溝３内の充填材６が硬化することで、溝３内に嵌入されたせん断補強材２のウェブ部２ｂが定着される。

上記した構成からなるせん断補強構造およびせん断補強工法によれば、コンクリート体１内に挿入されたせん断補強部材２のウェブ部２ｂによってコンクリート体１がせん断補強される。このとき、コンクリート体１をせん断補強するウェブ部２ｂが鋼製板状の部材であるため、鉄筋材等の棒状の補強材に比べて補強効果が大きく、せん断補強材２…の設置数を低減させることができる。また、せん断補強部材２にはフランジ部２ａが備えられているため、当該せん断補強材２…の設置ピッチＸを大きくとることが可能となる。これによって、工期の短縮及びローコスト化を図ることができ、また、補強対象であるコンクリート体１の表面１ａから張り出す寸法を小さくすることができる。

また、上記したせん断補強部材２のフランジ部２ａがコンクリート体１の表面１ａに接面されるため、溝３を形成する際に鉄筋（横筋４ａ）が切断されたコンクリート体１を、フランジ部２ａによって補強することができる。

以上、本発明に係るせん断補強構造およびせん断補強工法の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、壁等の面状のコンクリート体１のせん断補強を行うせん断補強構造及びせん断補強工法について説明しているが、本発明は、面状以外のコンクリート体をせん断補強するせん断補強構造やせん断補強工法であってもよく、例えば、柱や梁等の棒状のコンクリート体をせん断補強するせん断補強構造やせん断補強工法であってもよく、その他の形状のコンクリート体をせん断補強するせん断補強構造やせん断補強工法であってもよい。

また、上記した実施の形態では、せん断補強材２として、鋼製板状のフランジ部２ａに鋼製板状のウェブ部２ｂが突設されてなる断面Ｔ字状の鋼材が用いられているが、本発明に係るせん断補強材の材質は鋼材に限定されず、せん断補強材は高強度の材料からなるものであればよく、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなるせん断補強材を使用してもよい。
また、上記した実施の形態では、同軸方向に延在する２枚の長尺帯鋼をＴ字状に組み合わせてなる長尺のせん断補強材２が用いられているが、本発明は、図４に示すように、２枚の短尺帯鋼をＴ字状に組み合わせてなる短尺のせん断補強材１０２…を複数用いてもよく、当該短尺のせん断補強材１０２…を複数並べてコンクリート体１０１に設けてもよい。

また、上記した実施の形態では、２枚の帯鋼をＴ字状に組み合わせることでせん断補強材２が製作されているが、本発明は、図５（ａ）に示すように、長尺の帯鋼からなるフランジ部２０２aに対して短尺の帯鋼からなる複数のウェブ部２０２ｂ，２０２ｂが直線的に離間配置されていてもよい。このような構成にすることにより、例えば、コンクリート体２０１の中に切断不可の支障物Pがある場合に、この支障物Pを避けてウェブ部２０２ｂ，２０２ｂを配設させることができ、支障物Pを切断することなく、せん断補強材２０２を設置することができる。また、図５（ｂ）に示すように、勿論、ウェブ部３０２ｂに支障物Pを避けるための切り欠きKが形成されたせん断補強材３０２であってもよい。

また、上記した実施の形態では、鉛直方向に延在する溝３がコンクリート体１に切削され、せん断補強材２が鉛直方向に延在されているが、本発明は、例えば、水平方向に延在する溝を切削し、せん断補強材を水平方向に延在させてもよく、溝やせん断補強材の延在方向に限定されるものではない。

また、上記した実施の形態では、アンカーボルト７…と締結具８…によってせん断補強材２をコンクリート体１に仮止めしているが、本発明は、フランジ部やコンクリート体の表面に接着剤を塗布してこの接着剤の接着力によってせん断補強材をコンクリート体に仮止めしてもよく、その他、支保工等の部材を使ってせん断補強材をコンクリート体に仮止めしてもよい。

また、上記した実施の形態では、溝３の中に充填材６を充填させた後にせん断補強材２のウェブ部２ｂを溝３の中に挿入させているが、本発明は、せん断補強材のウェブ部を溝の中に挿入させた後、溝の中に充填材を充填してもよい。この場合、充填材は、せん断補強材の端部側の隙間から溝内に充填してもよく、或いは、せん断補強材のフランジ部に注入孔を形成しておき、この注入孔から充填材を充填してもよい。

その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

本発明に係る実施の形態を説明するためのせん断補強構造を表す縦断面図である。本発明に係る実施の形態を説明するためのせん断補強構造を表す表す立面図である。本発明に係る実施の形態を説明するためのせん断補強構造を表す横断面図である。本発明に係る他の実施の形態を説明するためのせん断補強構造を表す斜視図である。本発明に係る他の実施の形態を説明するためのせん断補強構造を表す斜視図である。

符号の説明

１，１０１，２０１コンクリート体
２，１０２，２０２，３０２せん断補強材
２ａ，２０２ａフランジ部
２ｂ，２０２ｂ，３０２ｂウェブ部
３溝
６充填材

Claims

コンクリート体にせん断補強材を取り付けてせん断補強するせん断補強構造において、
前記せん断補強材として、板状のフランジ部に板状のウェブ部が突設されてなる断面Ｔ字状の補強材が用いられ、
前記コンクリート体にスリット状の溝が切削され、
前記せん断補強材が、前記ウェブ部を前記溝の中に挿入させつつ前記フランジ部を前記コンクリート体の表面に接面させるとともに、前記コンクリート体の表面に打ち込まれたアンカーボルトを、前記フランジ部に形成されたボルト孔に挿通させて締結具で止められた状態で、前記コンクリート体に設置され、
前記溝の中には、充填材が充填されて前記ウェブ部が定着されていることを特徴とするせん断補強構造。
請求項１に記載のせん断補強構造において、
前記せん断補強材が、繊維強化プラスチックからなることを特徴とするせん断補強構造。