(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
上記コンクリート柱の表面から間隔を保って上記コンクリート柱を囲む補強鋼板が設けられ、この補強鋼板とコンクリート柱との間に上記グラウト材が充填された請求項1〜4のいずれかに記載のコンクリート柱の補強構造。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記従来の補強構造では、補強筋の下端を基礎部に挿入固定するため、基礎部をいじらなければならなかった。
つまり、コンクリート柱を補強する際、補強対象となる柱を備えた階だけでなく、床下の工事が必要である。
床下での作業は、作業環境が悪いことも多く、作業性が悪くて工期やコストが掛かってしまうという問題があった。
また、例えば多層階の建造物の場合、補強対象階の基礎部の工事は、対象階だけでなく、下階から行なわなければならない。そのため、作業が煩雑になるだけでなく、下階の状況によっては補強工事ができない場合もあった。
【0005】
また、反対に、床下の工事は可能であるが、天井の梁の周囲を工事することが難しい場合もある。例えば、梁が室内に露出していない場合には、補強筋を固定する梁の補強部を設けるためには天井裏の工事が必要になるが、天井裏は上階の床下になるため、上階への影響がある。そのため、上階の状況によっては、補強工事ができない場合もあった。
この発明の目的は、補強の対象階以外への影響を少なくしたコンクリート柱の補強構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1の発明は、既存のコンクリート柱の周囲に沿って軸方向に伸びる補強筋を配置し、
上記補強筋の上端が、上記コンクリート柱と直交する梁の外周に設けた梁補強部分のグラウト材中に固定されるとともに、上記補強筋の下端を、上記コンクリート柱の下端に対応するスラブの上面に載置し、上記補強筋を上記コンクリート柱の表面を囲ったグラウト材中に内包したコンクリート柱の補強構造であって、上記補強筋の下端付近において、一方の端部を上記スラブの上面から上方に突出させ、上記補強筋の軸方向に沿った複数の軸方向アンカー部
材を設け、上記軸方向アンカー部
材の突出部分を、上記補強筋とともに上記グラウト材内に位置させたことを特徴とする。
なお、上記補強筋の上端が、上記コンクリート柱と直交する梁の外周に設けた梁補強部分のグラウト材中に固定されるとは、補強筋の上端がグラウト材中でしっかりと固定されているということである。固定方法は特に限定されないが、例えば、専用金具を用いて補強筋の上端を梁表面に固定してからグラウト材で囲むなどである。
【0007】
第2の発明は、補強筋の下端付近において、一方の端部を上記コンクリート柱の側面から外方へ突出させた複数の横方向アンカー部材を設け、上記横方向アンカー部材の突出部分を上記グラウト材内に位置させたことを特徴とする。
【0008】
第3の発明は、既存のコンクリート柱の周囲に沿って軸方向に伸びる補強筋を配置し、上記補強筋の上端が、上記コンクリート柱と直交する梁の外周に設けた梁補強部分のグラウト材中に固定されるとともに、上記補強筋の下端を、上記コンクリート柱の下端に対応するスラブの上面に載置し、上記補強筋を上記コンクリート柱の表面を囲ったグラウト材中に内包したコンクリート柱の補強構造であって、上記コンクリート柱の表面を目荒らし処理し、上記補強筋の下端付近のみに、一方の端部を上記コンクリート柱の側面から外方へ突出させた複数の横方向アンカー部材を設け、上記横方向アンカー部材の突出部分を、上記補強筋とともに上記グラウト材内に位置させたことを特徴とする。
【0009】
第4の発明は、既存のコンクリート柱の周囲に沿って軸方向に伸びる補強筋を配置し、上記補強筋の下端が、床下で固定されるとともに、上記補強筋の上端を、上記コンクリート柱の上端に対応する梁下に位置させ、上記補強筋を上記コンクリート柱の表面を囲ったグラウト材中に内包したコンクリート柱の補強構造であって、上記コンクリート柱の表面を目荒らし処理し、上記補強筋の上端付近のみに一方の端部を上記コンクリート柱の側面から柱の外方へ突出させた複数の横方向アンカー部材を設け、上記横方向アンカー部材の突出部分を上記グラウト材内に位置させたことを特徴とする。
上記床下とは、補強対象階の床面側のスラブより下側のことで、床下における補強筋の下端の固定方法は、どのようなものでもよい。
【0010】
第5の発明は、上記コンクリート柱の表面から間隔を保って上記コンクリート柱を囲む補強鋼板が設けられ、この補強鋼板とコンクリート柱との間に上記グラウト材が充填されたことを特徴とする。
第6の発明は、上記スラブ上面における上記コンクリート柱の周囲に凹部を形成し、この凹部内に上記補強鋼板を起立させたことを特徴とする。
第
7の発明は、上記補強鋼板の外周に帯状繊維シートが接着されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
第1
〜3の発明によれば、補強筋の下端をスラブの上面に載置するだけなので、基礎部を作り直すなどの床下での作業が不要になる。そのため、補強が必要な階だけの作業で足り、他の階へ影響を与えることがなくなる。従って、作業性が向上し、工期も短縮できる。
また、補強筋の下端付近には、補強筋の軸方向に沿った複数の軸方向アンカー部材やコンクリート柱の側面から突出した横方向アンカー部材を設けたので、これらのアンカー部材によってスラブ上面とグラウト材との固着力が高まり、スラブ上面における補強筋のずれを防止できる。
さらに、上記軸方向アンカー部材や横方向アンカー部材は、いずれも補強筋として機能し、補強構造のせん断耐力を向上させる。
つまり、上記補強筋はその下端をスラブの上面に載置するだけでも、必要な補強効果を得ることができる。
特に、第1の発明によれば、これら軸方向アンカー部材によって、グラウト材とスラブとの固着性が高くなり、グラウト材中の鉄筋が配置された位置から凹部内の移動をし難くしている。
【0012】
第
4の発明によれば、補強筋の上端を梁下で止めているので、上階へ補強工事の影響を与えることがない。
また、補強筋の上端付近には、コンクリート柱の側面から突出した横方向アンカー部材が設けられ、グラウト材の固着力が高まるので、補強筋の上端がずれることを防止できる。
さらに、上記横方向アンカー部材は、横方向の補強筋としても機能し、補強構造のせん断耐力を向上させる。
つまり、上記補強筋はその上端を梁下に位置させ、特に固定しなくても必要な補強効果を得ることができる。
【0013】
第
5の発明によれば、補強鋼板がグラウト材と一体になって補強強度をより高めることができる。
また、補強鋼板がグラウト材の型枠を兼ねるため、グラウト材の硬化後に型枠を分解したり片づけたりする作業が不要になる。結果として作業時間の短縮もできる。
【0014】
第
6の発明では、補強鋼板をスラブ表面に形成した凹部の内壁に接触させて設けることによって、補強鋼板とコンクリート柱との間隔を一定に保つことができ、起立させた補強鋼板の下端が凹部から外方へ移動することを防止できる。特にグラウト材の充填・固化中に、グラウト材の圧力によって補強鋼板が外方へ移動することを防止できるため、グラウト材とコンクリート柱との間や、補強鋼板とグラウト材との間に隙間ができたり、固化したグラウト材内に巣ができたりするようなことがなく、十分な補強強度を達成できる。
【0015】
第
7の発明によれば、補強鋼板の周囲に接着した帯状繊維シートによって、補強鋼板の連結を容易かつ確実にすることができる。
また、帯状繊維シートが補強鋼板と一体となってグラウト材及び補強筋を保持するので、コンクリート柱の補強強度をより高めることができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図1〜
図4に示すこの発明の第1実施形態は、既存のコンクリート柱1を事後的に補強する補強構造であり、補強対象部分は
図1の床面側のスラブ2から梁3までである。
そして、
図1に示すように上記コンクリート柱1の周囲に間隔を保って補強鋼板4を設けるとともに、梁3部分にも間隔を保って補強鋼板5を設け、これら補強鋼板4,5の内側にグラウト材6を充填している(
図3,4参照)。
【0018】
なお、この第1実施形態では、コンクリート柱1の周囲を囲む補強鋼板4は、
図3に示すように、断面をL字状にした4つの囲い部材4a,4b,4c,4dで構成されている。但し、補強鋼板4は4つの部材で構成されるものに限らない。コンクリート柱1の周囲を囲むことが可能なものであれば、その形状はどのようなものでもかまわない。
また、
図4中、符号14はボルトで、このボルト14によって上記梁補強用の補強鋼板5を梁3に固定するようにしている。この
図4に示す部分が、この発明の梁補強部分である。
【0019】
また、上記グラウト材6内には、この発明の補強筋として鉄筋7を配置している。
この鉄筋7は、
図2に示すように、上下端にプレートナット8、9を取り付けている。そして、プレートナット8を介して鉄筋7の上端を梁3の上のスラブ10の下面に接触させるとともに、上記プレートナット9を介して鉄筋7の下端を床側スラブ2の上面に載置している。
さらに、上記鉄筋7の上端付近には図示していない専用の留め金具を取り付けるとともに、この留め金具を梁3に固定している。従って、鉄筋7の上端は梁補強部分において固定されている。
なお、
図2は、
図1から補強鋼板4の前面側部分及び5を取り除くとともに、グラウト材6を省略した図である。
【0020】
また、
図2に示すように、スラブ2の上面には、上記コンクリート柱1を囲む凹部11を形成し、この凹部11内に、上記補強鋼板4を起立させ、上記補強鋼板4の外周面を凹部11の内壁に接触させている。
このように、補強鋼板4を凹部11の内壁に接触させて設ければ、補強鋼板4の位置決めができ、補強鋼板4が外方へずれることを防止できる。特に、グラウト材6の充填時に補強鋼板がずれてしまうと、硬化したグラウト材6と、コンクリート柱1や補強鋼板との間に隙間ができたり、グラウト材6内に巣ができてしまったりして強度が落ちてしまうことがあるが、上記凹部11によって補強鋼板4のずれを簡単に防止できる。
【0021】
さらに、上記凹部11の底面に、上記鉄筋7の下端であるプレートナット9を載置するとともに、複数本のアンカーボルト12を打ち込んでいる。これらアンカーボルト12は、スラブ2の上面から上記鉄筋7の軸方向に沿って突出し、この発明の軸方向アンカー部材を構成する。
【0022】
そして、これらアンカーボルト12によって、上記補強鋼板4の内側に充填したグラウト材6とスラブ2との固着性が高くなり、コンクリート柱1及びスラブ2との固着力を維持することができる。そして、このスラブ2とグラウト材6との固着力を強くすることによってグラウト材6中の鉄筋7が凹部11内を移動し難くしている。
【0023】
また、コンクリート柱1の側面には、所定の間隔を保って複数本のアンカーボルト13が打ち込まれている。これらのアンカーボルト13は、柱の軸に直交する方向に突出したこの発明の横方向アンカー部材であり、グラウト材6とコンクリート柱1の側面との固着性を高める機能を発揮する。
なお、
図2では省略しているが、上記アンカーボルト13はコンクリート柱1の下方のみでなく、軸方向全体にわたって打ち込まれている。
特に、上記鉄筋7の下端付近に設けたアンカーボルト13が、鉄筋7の下端部分に対応するグラウト材6の固着力を高め、スラブ2上に載置しただけの鉄筋7をずれ難くしている。
【0024】
また、上記アンカーボルト13をコンクリート柱1の側面に設けることによって、コンクリート柱1の表面に目荒らし処理を施す必要がなくなる。
目荒らし処理は、コンクリート柱1のコンクリート表面を粗くして、グラウト材6との固着性を高めるものであるが、この処理を均一に行なうことは難しく、作業コストが高くなってしまう。または、グラウト材6との固着性にばらつきが出てしまうことがある。しかし、アンカーボルト13を用いれば、コンクリート柱1の全側面にわたって、均一かつ高い固着性を実現することができる。
このように、既存のコンクリート柱1とグラウト材との固着性が上がれば、補強筋による補強効果も発揮されて十分な補強強度を維持できる。
また、上記アンカーボルト13が横方向の補強筋としても機能し、せん断耐力の向上にも寄与する。
【0025】
この第1実施形態のように、補強用の鉄筋7の下端をスラブ2上面で止めた場合には、コンクリート柱2の下端部分に剪断応力が付加されることになるが、上記アンカーボルト12によってスラブ2とグラウト材6との固着力が高まるとともに、アンカーボルト13によってグラウト材6とコンクリート柱1との固着力が高まるので、鉄筋7のずれが防止され、せん断耐力を向上させることができる。
なお、上記鉄筋7、アンカーボルト12及びアンカーボルト13は、その本数や直径が大きくなれば、その分補強強度が高くなるが、その分設置スペースが必要になる。従って、要求されるせん断耐力に応じて、本数や太さ、配置を設定する必要がある。
【0026】
上記のように、この第1実施形態の補強構造は、床側のスラブ2から上階のスラブの下面までの作業で足りるため、補強すべきコンクリート柱1に対応する階のみで補強作業が完結することが可能なものである。従って、下階の状況に依らず、必要な補強工事が実施できる。
また、床下での作業が不要なため、作業環境や、作業性の向上、工期の短縮も可能である。
【0027】
図5は、第2実施形態の断面図であり、補強鋼板4の外周に太線で示した帯状繊維シート15を接着した補強構造である。この帯状繊維シート15は、例えばアラミド繊維など十分な強度を有する繊維で構成され、樹脂系接着材を含浸して上記補強鋼板4に接着される。
その他の構成は、上記第1実施形態と同じである。従って、第1実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を用いるとともに、以下の説明にも、第1実施形態の
図1〜
図4を参照する。
この第2実施形態は、補強鋼板4の外周に帯状繊維シート15を外周に巻き付けながら接着することにより、補強鋼板4の4つの囲い部材4a,4b,4c,4dが連結される。
【0028】
また、この第2実施形態では、
図4に示す梁補強部分の補強鋼板5と上記補強鋼板4とにまたがってその外周に帯状繊維シート15を接着して、両補強鋼板4、5を連結させることもできる。
このように、帯状シート15を接着することによって、上記囲い部材4a,4b,4c,4dや、補強鋼板4と5とを連結して、その連続部分などが、グラウト材6の圧力で開いてしまうことを防止できる。
【0029】
上記第1,2実施形態では、鉄筋7の下端部分のずれを防止するために、この発明のアンカー部材として、軸方向のアンカーボルト12及び横方向のアンカーボルト13を用いているが、いずれか一方のみを用いるようにしてもよい。
また、横方向のアンカーボルト13のみを用いる場合において、コンクリート柱1の側面に目荒らし処理などが施され、グラウト材6とコンクリート柱1の表面との固着性が高ければ、上記アンカーボルト13は鉄筋7の下端付近のみに設け、他の部分は省略してもよい。
なお、上記第1、第2実施形態では、ひとつの階における補強工事を例に説明しているが、コンクリート柱1の補強対象箇所が連続して複数階にわたる場合には、上記鉄筋7は、中間階の床面側のスラブを貫通して設け、その下端を、最下階のスラブ上面に載置するようにしてもよい。
【0030】
図6〜
図8に示す第3実施形態は、既存のコンクリート柱1を事後的に補強する補強構造であり、床下の補強は可能であるが、上階への影響を少なくするため、鉄筋7の上端を梁3の下で止めた補強構造である。そして、この第3実施形態の補強対象部分は
図6の床面側のスラブ2から梁3の下までである。
一方、鉄筋7の下端側は、
図7に示すように、床のスラブ2を貫通して図示しない基礎あるいは下階の梁の周囲などに固定されている。
なお、第3実施形態において、上記第1実施形態と同様の構成要素には、同じ符号を用い、個々の要素についての詳細な説明は省略する。
【0031】
この第3実施形態でも、
図8に示すように上記コンクリート柱1の周囲に間隔を保って補強鋼板4を設け、この補強鋼板4の内側にグラウト材6を充填している。
このように、コンクリート柱1の周囲に補強鋼板4を設けているが、
図1に示す第1実施形態と異なり、梁3の部分には補強鋼板5を設けていない。
また、上記グラウト材6内には、この発明の補強筋である鉄筋7を配置している。
この鉄筋7は、
図7に示すように、上端にプレートナット8取り付けて、プレートナット8を梁3の下面に接触させている。但し、上記鉄筋7の上端と梁3との間に隙間を保持してもよい。
なお、
図7は、
図6から補強鋼板4の前面側部分を取り除くとともに、グラウト材6を省略した図である。
【0032】
また、コンクリート柱1の側面には、この発明の横方向アンカー部材であるアンカーボルト13を複数設けている。これらアンカーボルト13の機能は、上記第1実施形態と同様にコンクリート柱1とグラウト材6との固着性を高めるとともに、その周囲のグラウト材6の結合力を強くすることである。そして、上記アンカーボルト13を特に鉄筋7の上端付近に設けることで、鉄筋7の上端がずれ難くなるようにしている。
また、
図7では省略しているが、上記アンカーボルト13はコンクリート柱1の
上方のみでなく、軸方向全体にわたって打ち込まれ、コンクリート柱1の側面の目荒らし処理を不要にしている。
【0033】
さらに、上記第1実施形態と同様に、スラブ2の上面には、上記コンクリート柱1を囲む凹部11を形成し、この凹部11内に、上記補強鋼板4を起立させ、上記補強鋼板4の外周面を凹部11の内壁に接触させている。
この第3実施形態の補強構造は、鉄筋7の上端を梁下で止めることによって、上階の状況にかかわらず、必要な補強工事が実施できるものである。
また、天井裏での作業が不要なため、作業環境や、作業性の向上、工期の短縮も可能である。
【0034】
また、この第3実施形態の補強鋼板4の外周に、
図5に示す第2実施形態の帯状繊維シート15を接着して補強鋼板4を連結し、補強鋼板4の連続部分などが、グラウト材6の圧力で開いてしまうことを防止できる。
なお、上記では、ひとつの階における補強工事を例に説明しているが、コンクリート柱1の補強対象箇所が連続して複数階にわたる場合には、上記鉄筋7は、中間階の床面側のスラブを貫通して設け、その上端を最上階の梁下に位置させるようにしてもよい。
【0035】
上記第1〜第3実施形態では、コンクリート柱1に対応する補強鋼板4は軸方向には一体になった部材であるが、補強鋼板4として軸方向に分割された鋼板を用いてもかまわない。このように、軸方向に分割された鋼板を用いる場合にも、上記帯状繊維シート15の接着によって鋼板を軸方向に連結することができる。
【0036】
また、上記実施形態では、スラブ2の上面に凹部11を形成することによって補強鋼板4のずれを防止しているが、他の手段によって補強鋼板4の外方へのずれを防止できれば、上記凹部11を形成しなくてもかまわない。
また、補強鋼板4,5を設けずに、グラウト材6のみで鉄筋7やアンカーボルト12,13を囲むようにしてもよい。
その場合には、コンクリート柱1から間隔を保って型枠を設け、内側にグラウト6を注入し、グラウト材6が固化してから型枠を取り外すことによって補強構造を構成する。