JP6050094B2

JP6050094B2 - 柱・梁接合部の補強工法

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Publication number: JP6050094B2
Application number: JP2012247157A
Authority: JP
Inventors: 栄次槇谷
Original assignee: 栄次槇谷
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: JP2014095221A

Description

本発明は、コンクリート建造物における柱と梁の接合部分を補強するのに好適な柱・梁接合部の補強工法に関する。

既設のコンクリート建造物の柱に対し耐震性の向上等を図るために強度や靭性等を向上させる補強が実施される場合がある。従来の補強工法としては、柱の表面にモルタルを塗布して補強する工法（特許文献１）や、躯体の周囲に配設した鋼板と躯体との間の空隙にモルタル等のグラウト材を充填して補強する工法（特許文献２）などが知られている。

特開２０１０−１５９６１１号公報特開２００６−０６３６０８号公報

ところで、梁が接合している柱が補強されると、梁の端部すなわち柱に対する梁の接合部（柱・梁接合部）も強度の増大を図ることが必要となる。この柱・梁接合部に対し補強用の鉄筋を用いて補強するには、柱や梁に鉄筋を通す孔を形成し、その孔に鉄筋を通して定着させるといった工法が挙げられる。ところがこのような補強工法は既設の鉄筋コンクリートに孔を形成することになるため施工が難しく、また、鉄筋を通す孔を形成することは構造体に損傷を与えることになり、リスクを伴うという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、既設の構造体に損傷を与えることなく柱・梁接合部を簡易に、かつ強固に補強することができる工法を提供することにある。

本発明の柱・梁接合部の補強工法は、鉄筋および／または鉄骨を補強部材として建造された既設のコンクリート造からなる柱・梁接合部の補強工法であって、ループ部を有するループ筋を、梁の側面に沿って、かつ、該ループ部が柱に近接した状態に配設するループ筋配設工程と、前記ループ筋および前記柱・梁接合部の側面を鋼板で覆う鋼板施工工程と、柱・梁接合部の側面と前記鋼板との間にグラウト材を充填して該グラウト材にループ筋を埋設するグラウト材充填工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、柱・梁接合部はグラウト材中のループ筋によって曲げ抵抗が増大し、補強がなされる。また、既設の柱・梁接合部の構造体中の鉄筋に対し、グラウト材を介してループ筋が連結された構造を得る。この補強構造により、既設の柱・梁接合部の構造体中の鉄筋が受ける応力（例えば地震等による）はグラウト材を介してループ筋に伝達して分散し、柱・梁接合部全体の応力伝達の連続性が効果的に発生し、柱・梁接合部の一体化、高強度化ならびに水平拘束効果の向上が図られる。その結果、柱・梁接合部における引っ張りやせん断等の応力に対する抵抗力が向上し、補強を達成することができる。また、既設の構造体に損傷を与えることなく、柱・梁接合部を簡易に補強することができるといった利点を有する。

本発明では、前記ループ部の内側領域において前記梁の側面にアンカーを挿入して固着し、該アンカーを前記グラウト材充填工程で前記グラウト材中に埋設する形態を含む。

本発明では、前記鋼板の表面に繊維シートを張って接着する繊維シート接着工程を有する形態を含む。

本発明では、前記繊維シート接着工程で鋼板の表面に貼られた前記繊維シートの表面に、仕上げ材としてモルタルを塗布するモルタル施工工程を有する形態を含む。

本発明によれば、既設の構造体に損傷を与えることなく柱・梁接合部を簡易に、かつ強固に補強することができる工法が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態によって柱・梁接合部が補強された状態を示す一部断面側面図である。図１のII−II断面図である。図１のIII−III断面図である。本発明に係るループ筋の別実施形態を示す一部断面側面図である。水平補強筋によって柱・梁接合部が補強された状態を示す横断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１および図２は、鉄筋コンクリート造の建造物において直立する断面矩形状の柱１の４面に水平な梁２が直交して接合された柱・梁接合部と、梁２の上面に施工された床スラブ３を示している。柱１、梁２および床スラブ３は、いずれも既設の鉄筋コンクリート造の建造物の躯体である。梁２の幅は柱１の幅よりも小さく、互いの幅方向中心が一致する状態に直交し、柱１の４つの角部は露出している。

柱１内には、補強部材として複数の柱用鉄筋が埋設され、梁内には複数の梁用鉄筋が埋設されており（いずれも図示略）、打設されたコンクリート１０により柱１、梁２および床スラブ３の外形が形成されている。柱・梁接合部は一実施形態の補強工法で補強されており、以下、その手順を説明する。

はじめに、梁２に設定した補強領域の両側面に複数の定着アンカー２１を挿入して固着する。補強領域は、次に施工するループ筋の内側の領域である。定着アンカー２１は、梁２のコンクリート１０に穿孔したアンカー孔に挿入して頭部側を所定長さ露出させ、アンカー孔に充填した接着剤により挿入状態を固着するといった方法で施工する。

次に、梁２の側面に対し、鉄筋を折り曲げ加工して略長方形状に形成したループ筋３１を、定着アンカー２１を囲む状態に配設する（ループ筋配設工程）。ループ筋３１は、長手方向両端部にコ字状に形成されたループ部３１１，３１２を有しており、一方のループ部３１１を柱１に近接させ、全体が梁２の側面と平行、かつ、側面と所定間隔を空けて配設する。

ループ筋３１における鉄筋の両端を突き合わせた突き合わせ部３１３は、一方のループ部３１２の中央に配置されている。ループ筋３１は、突き合わせ部３１３がない他方側のループ部３１２を柱１に近接させ、長手方向に延びる長辺部３１４を梁２の延びる方向と平行とし、かつ、短辺部３１５を鉛直方向に沿った状態として配設する。ループ筋３１の配設位置は、支保工で保持される。ループ筋３１の大きさは補強が必要な領域および補強条件等に応じて選択され、ループ筋３１の内側領域に埋設される定着アンカー２１の数および埋設位置も諸条件に応じて設定される。

次に、ループ筋３１の上下の短辺部３１５に、複数のあばら筋４１を緊結する。あばら筋４１は、両端部が所定角度（例えば１３５°程度）屈曲しており、これら屈曲部を上下の短辺部３１５に係合させて架け渡し、短辺部３１５に緊結して固定する。あばら筋４１は、横方向に間隔をおき、かつ、定着アンカー２１との間に配置して固定する。

また、柱１の周囲の４つの角部１１に対応する位置に、柱１と所定の間隔を空けて４本の柱補強用鉄筋４５を柱１と平行に立て、その状態を保持する。柱補強用鉄筋４５は、柱１の断面における対角線の延長上に配置され、例えば梁２や床スラブ３に設けられる所定の支保工で立設状態を保持する。柱補強用鉄筋４５の配置数および配置位置は任意であり、補強条件等に応じて選択される。

次に、柱・梁接合部の、柱１から梁２にわたる全側面を側面鋼板５１で覆うとともに、梁２の下面を下面鋼板５２で覆う（鋼板施工工程）。また、柱・梁接合部の上下部分の柱１を柱補強鋼板５５で覆う。

図２に示すように、側面鋼板５１は、柱１の角部に沿ったＬ字板状の中央部５１１から、互いに直交して隣接する両側の梁２の側面に沿って平板部５１２および端部５１３が連続して形成されたもので、柱１の周囲に４つが配設される。図３に示すように、下面鋼板５２は両側の側面鋼板５１で形成される下側開口を塞いで側面鋼板５１の下端に接合される。ループ筋３１および定着アンカー２１は、両側の側面鋼板５１の内側に配設された状態となる。

柱・梁接合部の上下部分の柱１を覆って配設する柱補強鋼板５５は、４枚１組で柱の４面全周を覆うことのできるＬ字板状に形成されたもので、直角の角部の両側の平板部５５１の横方向の長さは等しいものである。この柱補強鋼板５５の上下の端部および側方の両端部には、それぞれ内側に屈曲する横リブ５５２、縦リブ５５３が形成されている。そして、縦リブ５５３どうしを重ねて柱の４面が４枚の柱補強鋼板５５で覆われ、上下に重ねる柱補強鋼板５５は、下側の横リブ５５２に上側の横リブ５５２を載置して重ね合わせることで、複数の柱補強鋼板５５が積層されて柱１の側面を覆って施工される。また、柱補強鋼板５５は、側面鋼板５１の上下の端部に形成された横リブ５１４に横リブ５５２を同様に当接させて側面鋼板５１に対し接合する。

柱１および梁２を覆って上記各鋼板５１，５２，５５を施工したら、これら鋼板の表面に繊維シート６１を張って接着する（繊維シート接着工程）。繊維シート６１を接着するには、帯状に加工した連続する繊維シート６１に接着剤を含浸させたものを鋼板にテンションを付与した状態で貼り付ける。繊維シート６１は、含浸する接着剤によって貼り付けと同時に鋼板の外面に接着させることができる。繊維シート６１の繊維材料は、例えばポリエチレン、カーボン、ガラス、ビニロン、アラミド等からなるものが挙げられるが、耐アルカリ性に優れたポリエチレンおよびカーボンが好適とされる。繊維シート６１の貼り付けが完了したら、側面鋼板５１を固定アンカー２２で梁２および床スラブ３に固定する。

次に、柱・梁接合部のコンクリート１０の側面と側面鋼板５１，下面鋼板５２との間、および柱１のコンクリートと柱補強鋼板５５との間にグラウト材７１を充填する（グラウト材充填工程）。グラウト材７１は、例えばモルタル、セメント、コンクリート等が挙げられ、適宜なものが選択される。グラウト材７１が充填されることにより、定着アンカー２１、ループ筋３１およびあばら筋４１は、そのグラウト材７１内に埋設される。

以上が一実施形態の補強工法であり、この工法によれば、柱・梁接合部はグラウト材７１中のループ筋３１によって曲げ抵抗が増大し、補強がなされる。また、既設の柱・梁接合部の構造体中の鉄筋に対し、グラウト材７１を介してループ筋３１が連結された構造となり、この連結構造により、既設の柱・梁接合部の構造体中の鉄筋が受ける応力（例えば地震等による）はグラウト材７１を介してループ筋３１に伝達し、分散する。このため、柱・梁接合部全体の応力伝達の連続性が効果的に発生し、柱・梁接合部の一体化、高強度化ならびに水平拘束効果の向上が図られる。その結果、柱・梁接合部における引っ張りやせん断等の応力に対する抵抗力が向上し、補強を達成することができる。

また、ループ筋３１は既設のコンクリート１０に孔を空けて通すといったことなく、打設するグラウト材７１中に埋設するので、既設の構造体に損傷を与えることなく柱・梁接合部を簡易に補強することができるといった利点がある。また、梁２のコンクリート１０に埋設した定着アンカー２１をグラウト材７１に埋設することにより、梁２に対するグラウト材７１の付着強度が定着アンカー２１を介して付着することにより向上し、既設の鉄筋とループ筋３１との連結強度も定着アンカー２１によってより向上する。

さらに定着アンカー２１は、鉄筋に作用する応力を梁２に直接的に伝達するせん断抵抗力が増大し、補強効果をより高いものとする。また、ループ筋３１に結合されたあばら筋４１によってもせん断抵抗力の増大に伴う補強効果を得ることができる。

上記実施形態では、鋼板５１，５２，５５の表面には繊維シート６１を接着した状態であるが、さらに繊維シート６１の表面に仕上げ材としてモルタルを塗布するモルタル施工工程を付加してもよい。

本発明に係るループ筋は、柱１に近接した状態に配設するループ部を有するものであり、上記実施形態の形状に限定されるものではない。例えば図４に示すように、ループ部３２１は片側のみに形成されて他方側は開放状態となったＵ字状に形成され、ループ部３２１を柱１に近接させて梁２の側面に配設する形態が挙げられる。

また、図５はループ筋の代わりにＬ字状の水平補強筋８１を用いる補強構造も有効である。水平補強筋８１は、互いに直交して隣接する梁２にわたってＬ字状に配設され、柱１の角部と柱補強用鉄筋４５との間を通される中央部が梁に対して４５°の角度で屈曲する屈曲部８１１を有している。水平補強筋８１は、例えば梁２の上端部および下端部に対応して上下一対の状態で配設され、上記ループ筋３１と同様に鋼板とコンクリートとの間に充填されるグラウト材７１中に埋設される。

この水平補強筋８１によっても、ループ筋３１と同様に既設の柱・梁接合部の構造体中の鉄筋にグラウト材７１を介して連結された構造となり、既設の鉄筋が受ける応力が水平補強筋８１に伝達して柱・梁接合部全体の応力伝達の連続性が図られ、効果的な補強構造を得ることができる。

なお、本発明は鉄骨コンクリートまたは鉄骨・鉄筋コンクリート造の建造物における柱・梁接合部に適用することもでき、その場合には、鉄骨および／または鉄筋に生じる応力がグラウト材を介してループ筋に伝達する。

１…柱、２…梁、２１…定着アンカー、３１…ループ筋、３１１…ループ部、５１…側面鋼板、５２…下面鋼板、６１…繊維シート、７１…グラウト材。

Claims

鉄筋および／または鉄骨を補強部材として建造された既設のコンクリート造からなる柱・梁接合部の補強工法であって、
ループ部を有するループ筋を、梁の側面に沿って、かつ、該ループ部が柱に近接した状態に配設するループ筋配設工程と、
前記ループ筋および前記柱・梁接合部の側面を鋼板で覆う鋼板施工工程と、
柱・梁接合部の側面と前記鋼板との間にグラウト材を充填して該グラウト材にループ筋を埋設するグラウト材充填工程と、
を備えることを特徴とする柱・梁接合部の補強工法。
前記ループ部の内側領域において前記梁の側面にアンカーを挿入して固着し、該アンカーを前記グラウト材充填工程で前記グラウト材中に埋設することを特徴とする請求項１に記載の柱・梁接合部の補強工法。
前記鋼板の表面に繊維シートを張って接着する繊維シート接着工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載の柱・梁接合部の補強工法。
前記繊維シート接着工程で鋼板の表面に貼られた前記繊維シートの表面に、仕上げ材としてモルタルを塗布するモルタル施工工程を有することを特徴とする請求項３に記載の柱・梁接合部の補強工法。