JP4952029B2

JP4952029B2 - 鉄筋コンクリート構造部材の補強方法及び補強構造

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Publication number: JP4952029B2
Application number: JP2006109544A
Authority: JP
Inventors: 克也伊藤; 陽一吉田
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2026-04-12
Also published as: JP2007278043A

Description

本発明は、既設の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法及び補強構造に関するものである。

従来より、地震による耐震強度が不十分な鉄筋コンクリート構造部材を補強する場合は、図２１及び図２２に示すように、鉄筋コンクリート構造部材１００の周囲に鉄筋１０１を配置し、この鉄筋１０１を囲うように型枠１０２を設置してコンクリート若しくはモルタル等のセメント系材料１０３を充填して（図２１）、又は型枠１０２を用いずに吹付モルタル１０４を吹き付けて（図２２）、断面を増厚して鉄筋コンクリート構造部材を補強する方法がある。

また、鉄筋コンクリート構造部材に塩害等によるコンクリートのひび割れや漏水による鉄筋の腐食等が生じた場合には、鉄筋コンクリート構造部材の断面表層部の劣化部分を除去し、必要に応じて鉄筋で補強し、上記と同様に、鉄筋コンクリート構造部材の周囲に型枠を設置してコンクリート若しくはモルタルを充填して、又は型枠を用いずに吹付モルタルを吹き付けて、断面表層部を修復するとともに増厚して構造部材を補強する方法がある。例えば、特許文献１には、鉄筋コンクリート構造部材の断面表層部の劣化部分を削って除去し、鉄筋コンクリート構造部材の既設の鉄筋に新たな鉄筋を固着するとともに、吹付モルタルを除去した部分に吹き付けて補強する方法が開示されている。
特開平６−５０００６号公報

しかしながら、上述した鉄筋コンクリート構造部材を補強する方法では、健全な既設の鉄筋コンクリート構造部材に鉄筋を埋め込むための孔を削孔するために、健全な鉄筋コンクリート構造部材に損傷を与えてしまう。また、孔を削孔中に既設の鉄筋コンクリート構造部材内の健全な鉄筋を傷つけてしまう可能性もある。さらに、構造部材の周囲に型枠を設置してコンクリートやモルタル等のセメント系材料を充填する方法では、型枠の設置及び撤去作業に手間及び時間がかかり作業効率が悪いという問題点もある。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、短時間で容易に補強でき、かつ、鉄筋コンクリート構造部材の耐力を効果的に向上させることが可能なコンクリート構造部材の補強方法及び補強構造を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法は、既設の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法において、前記鉄筋コンクリート部材は梁部材であり、前記梁部材の側面に、上側梁主筋の高さ位置と下側梁主筋の高さ位置との間に亘って、両端がフック状に形成されたフック形鉄筋である補強材を、前記フック状の両端が前記梁部材の側面に平行な面内で屈曲する向きに仮留めし、前記補強材を覆うように吹き付け材を吹き付けることを特徴とする（第１の発明）。
本発明による鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、既設の鉄筋コンクリート構造部材に補強材を仮留めし、吹き付け材を吹き付けるだけでよいので、短時間で容易に構造部材を補強することが可能となる。

第２の発明は、第１の発明において、前記鉄筋コンクリート構造部材の劣化部分を除去し、該劣化部分を除去した前記鉄筋コンクリート構造部材に吹き付け材を吹き付けて補修し、該吹き付けて補修した部分に前記補強材を仮留めすることを特徴とする。
本発明による鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、鉄筋コンクリート構造部材の劣化部分を除去し、この除去した部分に吹き付け材を吹き付けることで、劣化した鉄筋コンクリート構造部材を補修するとともに、補強することが可能となる。

第３の発明の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法は、既設の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法において、前記鉄筋コンクリート部材は梁部材であり、前記梁部材の側面の表面部分を除去し、該表面部分を除去した前記梁部材の側面に、上側梁主筋の高さ位置と下側梁主筋の高さ位置との間に亘って、両端がフック状に形成されたフック形鉄筋である補強材を、前記フック状の両端が前記梁部材の側面に平行な面内で屈曲する向きに仮留めし、前記補強材を覆うように吹き付け材を吹き付けることを特徴とする。
本発明による鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、鉄筋コンクリート構造部材の表面部分を除去し、この除去した部分に補強材を仮留めして吹き付け材を吹き付けることで、鉄筋コンクリート構造部材の大きさをほとんど変えること無く補強することが可能となる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発明において、前記補強材の仮留めは、前記鉄筋コンクリート構造部材に接着材で接着することにより行うことを特徴とする。
本発明による鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、鉄筋コンクリート構造部材に補強材を接着材で接着するために、構造部材を傷つけること無く、短時間で容易に仮留めすることが可能となる。

第５の発明は、第１〜第３のいずれかの発明において、前記補強材の仮留めは、前記鉄筋コンクリート構造部材に前記吹き付け材で接着することにより行うことを特徴とする。
本発明による鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、鉄筋コンクリート構造部材に補強材を吹き付け材で接着するために、構造部材を傷つけること無く、短時間で容易に仮留めすることが可能となる。さらに、吹き付け材を接着材として使用するために、新たに接着材を用意する必要が無く、コストを削減することが可能となる。

第６の発明は、第１〜第３のいずれかの発明において、前記補強材の仮留めは、前記鉄筋コンクリート構造部材に鋲、釘等の仮留め材で固定することにより行うことを特徴とする。
本発明による鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、鉄筋コンクリート構造部材に補強材をコンクリート鋲や釘等の仮留め材で固定するために、短時間で確実に仮留めすることが可能となる。

第７の発明は、第１〜第６の何れかの発明の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法により補強された補強構造である。

本発明による鉄筋コンクリート構造部材の補強方法及び補強構造によれば、既設の鉄筋コンクリート構造部材の耐力を短時間で容易に向上させることが可能となる。

以下、本発明に係る鉄筋コンクリート構造部材の補強方法及び補強構造の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１及び図２は、それぞれ本発明の第一実施形態に係る梁の補強構造を示す断面図、側面図である。

図１及び図２に示すように、鉄筋コンクリートからなる梁１の補強構造２は、梁１の両側に配設された補強材３と、補強材３を覆うように梁１の両側に吹き付けられた吹き付け材５とから構成される。
梁１は、コンクリート７と、このコンクリート７内に梁１の長手方向に沿って埋め込まれた複数の主鉄筋９と、このコンクリート７内に梁の長手方向に所定の間隔で埋め込まれた複数の帯鉄筋１１とから構成される。
補強材３は、本実施形態においては、例えば、両端が半円形状を有するフック形鉄筋を用いた。フック形鉄筋３は、梁１の長手方向に所定の間隔で複数本埋め込まれる。
吹き付け材５は、本実施形態においては、例えば、モルタルを用いた。モルタル５は、梁１と一体化するように吹き付けられる。

以下に、本実施形態に係る梁１の補強方法を施工手順に従って説明する。
図３は、本実施形態に係る梁１にフック形鉄筋３を仮留めした状態を示す側面図で、図４は、図３のＡ−Ａ’断面図である。

図３及び図４に示すように、まず、梁１の両側の外周面にフック形鉄筋３を仮留めする。フック形鉄筋３の仮留めは、梁１の外周面を清掃した後に、接着材１３で梁１に接着することにより行う。接着材１３は、例えば、エポキシ系、アクリル系、シアノアクリレート系、シリコーン系等を用いることができ、気温、補強対象面の湿潤状態、施工性等の現場条件に応じて接着効果の大きいものを適宜選択して使用する。

次に、フック形鉄筋３を覆うように梁１の両側にモルタル５を吹き付ける。モルタル５の吹き付けは、ポリマーセメント系のプレミックス材料からなるモルタル剤とビニロン、耐アルカリガラス等の補強繊維とを水で練り混ぜて調整した後、吹き付け機で圧送し、その途中で硬化制御剤を混合し、フック形鉄筋を覆うように吹き付けて梁と一体化する。モルタル剤は、本実施形態においては、例えば、耐剥落性を有し、かつ流動性の高い繊維補強ポリマーセメントモルタル（商品名称：ＮＳパワーショット、日本化成株式会社製）を用いた。

なお、本実施形態において、梁１の表面に斫り等の表面処理を行わずにモルタル５を吹き付ける方法について説明したが、これに限定されるものではなく、モルタル５の付着性を向上させるために、梁１の表面に凹凸を設けてもよい。

以上説明した本実施形態における鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、フック形鉄筋３を梁１の両側に仮留めし、モルタル５を吹き付けるだけでよいので、短時間で容易に梁１を補強することが可能となる。また、フック形鉄筋３を接着材１３で梁１に接着するために、梁１を傷つけること無く、短時間で容易に仮留めすることが可能となる。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。以下の説明において、第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

第二実施形態における梁１の補強方法は、フック形鉄筋３を吹き付け材として用いるモルタル５で接着して仮留めするものである。
フック形鉄筋３の仮留めは、梁１の外周面を清掃した後に、フック形鉄筋３を梁１にモルタル５で接着することにより行う。そして、第一実施形態と同様に、フック形鉄筋３を覆うように梁１の両側にモルタル５を吹き付ける。

以上説明した本実施形態における鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、フック形鉄筋３を梁１の両側に仮留めし、モルタル５を吹き付けるだけでよいので、短時間で容易に梁１を補強することが可能となる。また、フック形鉄筋３をモルタル５で梁１に接着するために、梁１を傷つけること無く、短時間で容易に仮留めすることが可能となる。さらに、モルタル５を接着材１３としても使用することで、弾性係数や強度等の特性が吹き付け材５と同一となって、接着効果が高まるとともに、新たに接着材１３を用意する必要が無く、コストを削減することが可能となる。

次に、本発明の参考例について説明する。
本参考例における梁１の補強方法は、第一実施形態の梁１の両側を補強する替わりに、梁１の下側を補強するものである。
図５及び図６は、それぞれ本発明の参考例に係る梁１の補強構造３２を示す断面図、側面図である。

図５及び図６に示すように、梁１の補強構造３２は、梁１の下側に配設された補強材３と、補強材３を覆うように梁１の下側に吹き付けられた吹き付け材５とから構成される。
補強材３は、第一実施形態と同様に、両端が半円形状のフック形鉄筋を用い、梁１の下側に所定の間隔で複数本埋め込まれる。
吹き付け材５は、第一実施形態と同様に、モルタルを用い、フック形鉄筋３を覆うように梁１の下側に、梁１と一体化するように吹き付けられる。

以上説明した本参考例における鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、フック形鉄筋３を梁１の下側に仮留めし、モルタル５を吹き付けることで、短時間で容易に梁を補強することが可能となる。

なお、第一から第三実施形態において、梁１の両側の２つの面、梁１の下側の１つの面をそれぞれ補強する方法について説明したが、補強箇所は、これらの箇所に限定されるものではなく、例えば、梁１の両側及び下方の３つの面や梁１の外周面すべてを補強してもよく、梁１に載荷する荷重条件、現場状況等に応じて補強する箇所を適宜選択することが可能である。

次に、本発明の第三の実施形態について説明する。
第三実施形態における梁１の補強方法は、仮留め材１７であるコンクリート鋲を用いてフック形鉄筋３を梁１に固定して仮留めするものである。
図７は、本発明の第三実施形態に係るフック形鉄筋３をＵ字形のコンクリート鋲１７ａで梁１に仮固定した状態を示す断面図である。
図７に示すように、フック形鉄筋３の仮留めは、フック形鉄筋３を梁１に沿って配置し、コンクリート鋲１７ａを梁１に打ち込むことにより、フック形鉄筋３を梁１に仮固定することにより行う。コンクリート鋲１７ａはコンクリート鋲打機等で打ち込まれ、梁１をほとんど傷めることが無い。

図８は、本実施形態に係るフック形鉄筋３を棒状のコンクリート鋲１７ｂ及び結束線１９を用いて梁１に仮固定した状態を示す断面図である。
図８に示すように、フック形鉄筋３の仮留めは、仮留め材である棒状のコンクリート鋲１７ｂを梁１に打ち込み、このコンクリート鋲１７ｂにフック形鉄筋３を結束線１９で組み付けて梁１に仮固定することにより行う。

以上説明した本実施形態における鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、フック形鉄筋３をコンクリート鋲１７ａ、１７ｂで梁１に仮留めし、モルタル５を吹き付けるだけでよいので、短時間で容易に梁１を補強することが可能となる。また、フック形鉄筋３をコンクリート鋲１７ａ、１７ｂで梁１に仮固定するために、フック形鉄筋３を短時間で容易に仮留めすることが可能となる。

次に、本発明の第四の実施形態について説明する。
第四実施形態における鉄筋コンクリート構造部材の補強方法は、梁１の劣化部分を補修しつつ梁１を補強するものである。
図９は、本発明の第四実施形態に係る梁１の補強構造５２を示す断面図である。
図９に示すように、梁１の補強構造５２は、梁１の両側に配設されたフック形鉄筋３と、フック形鉄筋３を覆うように梁１の両側に吹き付けられたモルタル５とから構成される。
梁１は、既設のコンクリート７と、既設のコンクリートの劣化した部分が除去されてモルタルを吹き付けることにより修復された修復部２１と、梁１の長手方向に沿って埋め込まれた複数の主鉄筋９と、梁１の長手方向に沿って所定の間隔で埋め込まれた複数の帯鉄筋１１とから構成される。

以下に、本実施形態に係る梁１の補強方法を施工手順に従って説明する。
まず、梁１の既設のコンクリート７の下端部の劣化した部分（図９の格子状ハッチング部分）を帯鉄筋１１を傷つけないように除去する。
次に、コンクリート７を除去した部分に、モルタル５を吹き付けて補修し、修復部２１を形成する。
そして、第一実施形態と同様に、梁１の両側の外周面にフック形鉄筋３を仮留めし、このフック形鉄筋３を覆うように補修部２１を形成する際に吹き付けたモルタル５と同一のモルタル５を吹き付ける。なお、本実施形態においては、補修部２１を形成する際に吹き付けたモルタル５と補強のために吹き付けたモルタル５とは、同一のものを用いたが、これに限定されるものではなく、異なる材料からなるものを用いてもよい。

以上説明した本実施形態における鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、梁１の劣化部分を除去し、モルタル５を吹き付けることで、梁１の劣化した部分を補修するとともに、梁１を補強することが可能となる。

次に、本発明の第五の実施形態について説明する。
第五実施形態における鉄筋コンクリート構造部材の補強方法は、梁１の幅を変えることなく梁１を補強するものである。
図１０（ａ）、本発明の第五実施形態に係る補強前の梁１の構造６１を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、梁１を補強した後の補強構造６２を示す断面図である。
図１０（ｂ）に示すように、梁１の補強構造６２は、第一実施形態と同様に、梁１の両側に配設された補強材３と、補強材３を覆うように梁１の両側に吹き付けられた吹き付け材５とから構成され、補強後の梁１の幅を補強前と同一にしたものである。

以下に、本実施形態に係る梁１の補強方法を施工手順に従って説明する。
まず、既設の梁１のコンクリート７の両側（図１０（ａ）の両側部分）を必要な範囲で除去する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、表面部分を除去したことにより露出する梁１の両側の外周面に第一〜第五実施形態と同様に、フック形鉄筋３を仮留めし、このフック形鉄筋３を覆うようにモルタル等の吹き付け材５を吹き付ける。吹き付けは、吹き付け後の梁１の幅が補強前の梁１の幅と同一になるように行う。

なお、本実施形態においては、梁１の幅を変えずに梁１を補強する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、梁１に作用する荷重条件等に応じて、例えば、梁１の下側の表面部分を除去し、フック形鉄筋３を取り付けて補強前の梁１の高さと同一になるようにモルタル５を吹き付けて、梁１の高さを変えずに梁１を補強する方法を用いてもよい。

以上説明した本実施形態における鉄筋コンクリート構造部材の補強方法によれば、梁１の表面部分を除去し、フック形鉄筋３を取り付けて補強前の梁１の幅と同一になるようにモルタル５を吹き付けることで、梁１の幅を変えずに梁１を補強することが可能となる。

なお、本実施形態においては、補強前の梁１の幅と補強後の梁１の幅とを同一にする方法について説明したが、これに限定されるものではなく、補強前の梁１の幅と補強後の梁１の幅とが変わってもよい。

なお、上述したすべての実施形態において、鉄筋コンクリート構造部材として梁１を補強する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、柱でもよく、鉄筋コンクリートからなる部材であればよい。

なお、上述したすべての実施形態において、補強材３として両端が半円形を有するフック形鉄筋３を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１１〜図２０に示すように、両端が鋭角（図１１）、直角（図１２）の形状を有するフック形鉄筋や、両端に機械式定着部を有する定着型鉄筋（図１３）や、円形閉合型鉄筋（図１４）や、角形閉合型鉄筋（図１５）や、フック形鉄筋３とガイド材１８とを結束線１９又は溶接等により梯子状に組み付けた梯子型組合せ鉄筋（図１６）や、鉄筋を溶接により梯子状に組み付けた梯子型鉄筋（図１７）や、略Ｕ字（図１８）、略Ｖ字（図１９）の形状を有する折り曲げ型鉄筋や、半円のフック形状及び略Ｕ字の形状を有する混合型鉄筋（図２０）等を用いてもよく、あるいは、これらを組み合わせてもよく、荷重条件、現場状況等に応じて補強材を適宜選択する。

なお、上述したすべての実施形態において、補強材３として鉄筋を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、設計に基づいく荷重条件等を満たすものであればよく、例えば、ＦＲＰ等を用いてもよい。

本発明の第一実施形態に係る梁の補強構造を示す断面図である。本発明の第一実施形態に係る梁の補強構造を示す側面図である。本実施形態に係る梁にフック形鉄筋を仮留めした状態を示す側面図である。図３のＡ−Ａ’断面図である。本発明の参考例に係る梁の補強構造を示す断面図である。本発明の参考例に係る梁の補強構造を示す側面図である。本発明の第三実施形態に係るフック形鉄筋をＵ字形のコンクリート鋲で梁に仮固定した状態を示す断面図である。本実施形態に係るフック形鉄筋を棒状のコンクリート鋲及び結束線を用いて梁１に仮固定した状態を示す断面図である。本発明の第四実施形態に係る梁の補強構造を示す断面図である。図１０（ａ）は本発明の第五実施形態に係る補強前の梁の構造を示す断面図であり、図１０（ｂ）は梁を補強した後の補強構造を示す断面図である。鉄筋の他の形状を示すものであり、両端が鋭角の形状を有するフック形鉄筋である。鉄筋の他の形状を示すものであり、両端が直角の形状を有するフック形鉄筋である。鉄筋の他の形状を示すものであり、両端に機械式定着部を有する定着型鉄筋である。鉄筋の他の形状を示すものであり、円形閉合型鉄筋である。鉄筋の他の形状を示すものであり、角形閉合型鉄筋である。鉄筋の他の形状を示すものであり、フック形鉄筋とガイド材とを結束線又は溶接等により梯子状に組み付けた梯子型組合せ鉄筋である。鉄筋の他の形状を示すものであり、鉄筋を溶接により梯子状に組み付けた梯子型鉄筋である。鉄筋の他の形状を示すものであり、略Ｕ字の形状を有する折り曲げ型鉄筋筋である。鉄筋の他の形状を示すものであり、略Ｖ字の形状を有する折り曲げ型鉄筋である。鉄筋の他の形状を示すものであり、半円のフック形状及び略Ｕ字の形状を有する混合型鉄筋である。従来の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法を示す図である。従来の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法を示す図である。

符号の説明

１梁２補強構造
３補強材５吹き付け材
７コンクリート９主鉄筋
１１帯鉄筋１３接着材
１７仮留め材１７ａ、１７ｂコンクリート鋲
１８ガイド材１９結束線
２１修復部３２補強構造
５２補強構造６１補強前の梁構造
６２補強構造１００鉄筋コンクリート構造部材
１０１鉄筋１０２型枠
１０３セメント系材料１０４吹き付けモルタル

Claims

既設の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法において、
前記鉄筋コンクリート部材は梁部材であり、
前記梁部材の側面に、上側梁主筋の高さ位置と下側梁主筋の高さ位置との間に亘って、両端がフック状に形成されたフック形鉄筋である補強材を、前記フック状の両端が前記梁部材の側面に平行な面内で屈曲する向きに仮留めし、
前記補強材を覆うように吹き付け材を吹き付けることを特徴とする鉄筋コンクリート構造部材の補強方法。
前記鉄筋コンクリート構造部材の劣化部分を除去し、
該劣化部分を除去した前記鉄筋コンクリート構造部材に吹き付け材を吹き付けて補修し、
該吹き付けて補修した部分に前記補強材を仮留めすることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法。
既設の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法において、
前記鉄筋コンクリート部材は梁部材であり、
前記梁部材の側面の表面部分を除去し、
該表面部分を除去した前記梁部材の側面に、上側梁主筋の高さ位置と下側梁主筋の高さ位置との間に亘って、両端がフック状に形成されたフック形鉄筋である補強材を、前記フック状の両端が前記梁部材の側面に平行な面内で屈曲する向きに仮留めし、
前記補強材を覆うように吹き付け材を吹き付けることを特徴とする鉄筋コンクリート構造部材の補強方法。
前記補強材の仮留めは、前記鉄筋コンクリート構造部材に接着材で接着することにより行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法。
前記補強材の仮留めは、前記鉄筋コンクリート構造部材に前記吹き付け材で接着することにより行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法。
前記補強材の仮留めは、前記鉄筋コンクリート構造部材に鋲、釘等の仮留め材で固定することにより行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法。
請求項１〜６の何れか１項記載の既設の鉄筋コンクリート構造部材の補強方法により、梁部材である鉄筋コンクリート構造部材を補強してなることを特徴とする鉄筋コンクリート構造部材の補強構造。