JP5626663B2 - 極脆性柱の補強構造 - Google Patents
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また、上記のようにわずかな変形に耐えられない極脆性柱となる条件は、柱の幅Dと柱の有効内法高さhとの関係がh/D<2である。つまり、柱の内法高さhが柱幅Dの2倍よりも小さい、太さのわりに短い柱が、柱が曲がり難く破壊しやすいということになる。なお、上記柱幅Dは加力方向に平行な柱幅のことである。
なお、上記開口部は、実際には下地材6でふさがれているもので、その窓枠5に相当する部分以外は開口していない。
上記下地材6は上記開口部をふさぐためだけの機能しかなく、壁3,4とは異なる。したがって、この下地材6は、構造体ではないために、壁ほどの強度はない。
このように柱2が極脆性柱の場合、この柱2を補強する必要がある。
そこで、従来は、図8に示すように、柱2の両側の腰壁3,3と、垂れ壁4,4とに、スリット7,8を形成し、これらスリット7,8によって柱2と壁3,4とを分離していた。このように上記スリット7,8を形成して、柱2と腰壁3及び垂れ壁4とを分離することによって柱2の有効内法高さH2を大きくしていた。このよう、従来の補強構造では、内法高さH2を大きくすることで内法高さH2/D>2とし、柱2の曲げ強度を上げて極脆性を解消していた。
また、極脆性柱に限らない、一般的な柱の補強構造として、特許文献1、2に記載された補強構造も知られている。これら特許文献1,2の補強構造は、柱の周囲をグラウト材及び鋼鈑で囲むものである。
いずれにしても、上記スリット7,8を形成する補強構造では、工事の手間がかかるうえに、十分な補強効果が得られなかった。
この発明の目的は、工事を容易にしながら、十分な補強効果が得られる極脆性柱の補強構造を提供することである。
このような極脆性柱を次のようにして補強する。上記内法部分に対応する柱の全周を、周方向端部を重ね合わせて周方向に連続させた複数の部材からなる内法部分用補強鋼板で囲うとともに、これら柱と内法部分用補強鋼板との間に間隔を保っておく。
また、上記梁に対応する柱の部分を梁部分用補強鋼板で囲って、これら柱と梁部分用補強鋼板との間に間隔を設けるとともに、この梁部分用補強鋼板の両側に設けた梁沿接部を上記梁に固定しておく。
さらに、上記腰壁あるいは垂れ壁に対応する柱の部分を壁付き部分用補強鋼板で囲って、これら柱と壁付き部分用補強鋼板との間に間隔を設けるとともに、壁付き部分用補強鋼板の両側に設けた壁沿接部を上記腰壁あるいは垂れ壁に固定しておく。
上記のようにした上記梁部分用補強鋼板、内法部分用補強鋼板及び壁付き部分用補強鋼板のそれぞれを上記柱の軸方向に連続させ、これら各補強鋼板と柱との間隔を柱の軸方向において貫く鉄筋を設けるとともに、上記梁部分用補強鋼板、内法部分用補強鋼板及び壁付き部分用補強鋼板のそれぞれと上記柱との間にグラウト材を充填し、上記梁部分用補強鋼板、内法部分用補強鋼板及び壁付き部分用補強鋼板のそれぞれを一体化したことを特徴とする。
しかも、補強鋼板とグラウト材で囲まれた柱は、十分な補強強度を得ることができる。また、壁の強度を損なうこともない。
また、沿え板を内法部分用補強鋼板側に設ければ、グラウト材の充填時や、固化する過程において圧力によって内法部分用補強鋼板が外側へずれてしまうことを防止できる。
もし、グラウト材が固化するまでの間に内法部分用鋼板が外側へずれてしまうと、固化したグラウト材と柱表面や補強鋼板との間に隙間ができたり、グラウト材中に巣ができてしまったりすることもあるが、内法部分用補強鋼板に沿え板を設けることによって、このような問題を回避できる。
つまり、上記沿え板によって内法部分用補強鋼板と壁付き部分用補強鋼板との一体性が上がり、補強強度も上がる。
なお、上記柱2は、腰壁3及び垂れ壁4に対応する以外の長さ、すなわち開口部に対応する部分の長さである有効内法長さH1が柱幅Dの2倍よりも小さい柱である。
図2に示すこの実施形態の補強構造は、上記開口部に対応する内法部分においては、上記極脆性の柱2の全周を内法部分用補強鋼板10で囲んで補強し、その他の部分は壁付き部分用補強鋼鈑11,12、梁部分用補強鋼鈑13で覆って補強するようにしている。
上記各囲い板部材10aは、軸方向の折り線で直角に折り曲げられた板部材であって、その両端を隣り合う囲い板部材10aと重ね合わせて上記内法部分用補強鋼板10を構成している。
このような内法部分用補強鋼鈑10を柱2の内法部分に設けるために、上記柱2の内法高さH1に対応する開口部、すなわち図1に二点鎖線で示した内法対応部分9の下地材6を取り除いて、柱2の内法部分の外周に空間を形成する。
なお、上記柱2と内法部分用補強鋼板10との間隔を保つために、内法部分用補強鋼板10の外側に型枠を設けたり、内側にスペーサを設けたりしてもよい。
また、内法部分用補強鋼板10を構成する囲い板部材10aの枚数は、柱2の全周を囲うことができれば4枚に限らず何枚でもよい。
上記壁付き部分用補強鋼鈑12及び梁部分用補強鋼板13は、上記壁付き部分用補強鋼板11と同様の形状である。
すなわち、上記壁付き部分用補強鋼板12は、柱囲い部12a及び壁沿接部12bからなり、梁部分用補強鋼板13は柱囲い部13a及び梁沿接部13bからなる。そして、これら壁沿接部12b,梁沿接部13bをボルト14で垂れ壁4又は梁1に固定している。
そして、この内法用補強鋼板10に隣接する壁付き部分用補強鋼板11、12を、上記沿え板15,15に接触させて設けるようにしている。
このような沿え板15を備えていれば、この沿え板15に壁付き部分用補強鋼板11,12を接触させて設けることができ、内法部分用補強鋼板10と壁付き部分用補強鋼板11,12の表面の位置合わせが確実かつ容易になる。
以上のように、柱2と、その表面から所定の間隔を保って設けた上記補強鋼板10〜13との間隔内には、複数の補強鉄筋17を起立させるとともにグラウト材18を充填し、グラウト材18を固化させればこの実施形態の補強構造は完成する。
また、この実施形態の補強構造は、上記従来の補強構造のように既存の構造物である腰壁3や垂れ壁4を破壊してスリット7,8を形成する必要がなく、開口部の下地材6を取り除くだけで内法部分用補強鋼鈑10を設けることができるので工事が簡単である。
また、この実施形態では、内法部分用補強鋼鈑10の上下に沿え板15を設けているが、このような沿え板15を、梁部分用補強鋼板13と壁付き部分用補強鋼板12との間にも設ければ、梁部分用補強鋼鈑13の位置合わせも容易になり、さらに施工性が向上する。但し、上記沿え板15は、この発明の極脆性柱の補強構造において必須の構成要素ではない。
但し、この実施形態のように、上記沿え板15を、壁付き部分用補強鋼板11,12ではなく、内法部分用補強鋼板10の上下に設ければ、補強鋼鈑の位置合わせ作業の作業性が向上するだけでなく、上記柱2との間に充填したグラウト材18の圧力が作用したとしても、内法部分用補強鋼板10が外方へずれ難くすることができる。
上記補強鋼鈑10〜13のうち、壁付き部分用補強鋼板11,12及び梁部分用補強鋼鈑13は、それぞれ腰壁3、垂れ壁4、梁1に壁沿接部11b、12b、梁沿接部13bを介してボルト14で固定されているので、グラウト材18の圧力が作用しても外方へずれ難い構成である。
これに対し、上記内法部分用補強鋼板10は壁などに固定されていないため、他の補強鋼鈑11〜13と比べてグラウト材18の圧力によって外方へずれ易いと考えられる。
このように、充填したグラウト材18によって内法部分用補強鋼鈑10が外方へすれ難いということは、内法部分用補強鋼鈑10と壁付き部分用補強鋼鈑11,12とがずれ難いということである。そのため、軸方向に隣接する補強鋼鈑同士が確実に一体化され、補強構造としての強度もより高くなる。
さらに、この実施形態では、内法部分用補強鋼鈑10、壁付き部分用補強鋼鈑11,12及び梁部分用補強鋼鈑13の外表面に帯状シートを張り付けているが、この繊維シートも用いなくてもよい。帯状シートを貼り付ければ、この帯状シートによって上記軸方向に隣接する補強鋼鈑10〜13を一体化することができる。
但し、帯状シートの貼り付けや溶接によって補強鋼鈑10〜13を一体化しなくても、充填した上記グラウト材18によって軸方向に連続する上記補強鋼鈑10〜13を一体化することは可能である。
3 腰壁
4 垂れ壁
5 窓枠
6 (開口部の)下地材
9 内法対応部分
10 内法部分用補強鋼鈑
11 壁付き部分用補強鋼鈑
11a 柱囲い部
11b 壁沿接部
12 壁付き部分用補強鋼鈑
12a 柱囲い部
12b 壁沿接部
15 沿え板
18 グラウト材
Claims (3)
- 柱の両側に梁を設け、この梁の下方における柱の両側に腰壁あるいは垂れ壁のいずれか一方あるいは双方を設けるとともに、
これら腰壁あるいは垂れ壁のいずれか一方あるいは双方に連続する開口部を設け、
この開口部に対応する柱の上下方向長さを内法部分とした極脆性柱の補強構造であって、
上記内法部分に対応する柱の全周を、周方向端部を重ね合わせて周方向に連続させた複数の部材からなる内法部分用補強鋼板で囲って、これら柱と内法部分用補強鋼板との間に間隔を保つ一方、
上記梁に対応する柱の部分を梁部分用補強鋼板で囲って、これら柱と梁部分用補強鋼板との間に間隔を設けるとともに、この梁部分用補強鋼板の両側に設けた梁沿接部を上記梁に固定し、
上記腰壁あるいは垂れ壁に対応する柱の部分を壁付き部分用補強鋼板で囲って、これら柱と壁付き部分用補強鋼板との間に間隔を設けるとともに、壁付き部分用補強鋼板の両側に設けた壁沿接部を上記腰壁あるいは垂れ壁に固定し、
上記梁部分用補強鋼板、内法部分用補強鋼板及び壁付き部分用補強鋼板のそれぞれを上記柱の軸方向に連続させ、
これら各補強鋼板と柱との間隔を柱の軸方向において貫く補強鉄筋を設けるとともに、
上記梁部分用補強鋼板、内法部分用補強鋼板及び壁付き部分用補強鋼板のそれぞれと上記柱との間にグラウト材を充填し、
上記梁部分用補強鋼板、内法部分用補強鋼板及び壁付き部分用補強鋼板のそれぞれを一体化した極脆性柱の補強構造。 - 上記互いに隣接する上記内法部分用補強鋼板と壁付き部分用補強鋼板とのいずれか一方に、柱の軸方向に突出する添え板を設け、
上記互いに隣接する上記内法部分用補強鋼板と壁付き部分用補強鋼板とを上記添え板に接触させたことを特徴とする請求項1に記載の極脆性柱の補強構造。 - 上記内法部分用補強鋼板及び壁付き部分用補強鋼板の外側に帯状シートを貼り付け、この帯状シートによって上記内法部分用補強鋼板と壁付き部分用補強鋼板とを一体化した請求項1または2に記載の極脆性柱の補強構造。
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