(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面四角形もしくはほぼ四角形のコンクリート柱の外周に所定の間隔を保って囲い鋼板を設けるとともに、上記コンクリート柱と囲い鋼板との上記間隔内にグラウト材を注入してなる補強構造において、上記コンクリート柱の四隅に対応する位置に断面形状がＬ字状の補強用軸方向部材を設けるとともに、この補強用軸方向部材を上記囲い鋼板の内周面に沿わせ、この補強用軸方向部材の内面とコンクリート柱の表面との間に上記グラウト材を充填し、この充填したグラウト材によって柱の断面積を大きくしたコンクリート柱の補強構造。
【請求項２】
上記囲い鋼板を上記コンクリート柱の各側面に平行にした平板状部材とし、これらの囲い鋼板の外周に、弾性を有する帯状シートを巻きつけて上記囲い鋼板を保持するとともに、上記補強用軸方向部材の外周面に対して上記囲い鋼板を摺動可能に接触させた請求項１に記載のコンクリート柱の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、既存のコンクリート柱を補強する補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、既存の建築構造物の耐震性を向上させるため、鉄筋コンクリートの柱の外周を新たに囲む、補強構造が知られている。
例えば、特許文献１に記載された補強構造は、図４に示すように、コンクリート柱１の周囲に、所定の間隔を保持して囲い鋼板２を設けている。この囲い鋼板２は、その長手方向に直交する面での断面形状をＬ字状にした部材で、角をコンクリート柱１の四隅に対応させ、隣り合う囲い鋼板２同士、その一部を重ねている。
そして、上記囲い鋼板２の外周を帯状のシート５を巻きつけることによって結束している。
【０００３】
また、コンクリート柱１と囲い鋼板２との上記間隔内にはグラウト材３を注入し、このグラウト材３中に、上記コンクリート柱１の軸方向に平行もしくはほぼ平行にした複数の鉄筋４を設けている。
これによって、コンクリート柱の曲げ耐力と剪断耐力とを飛躍的に向上させることができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４０３６８号公報
【特許文献２】特許第３８６１０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにした補強構造では、曲げ耐力及び剪断耐力を上げるため、コンクリート柱１と囲い鋼板２との間のグラウト材３中に鉄筋４を配置するようにしている。
しかし、このような構造では、コンクリート柱１と囲い鋼板２との間隔に配置した鉄筋４を上記コンクリート柱１の軸方向に起立させて保持するため、鉄筋４の外周をグラウト材３で囲む必要があり、グラウト材３の使用量が多くなっていた。そのため、グラウト材３の厚み、すなわちコンクリート柱１と囲い鋼板２との間隔Ｓ１（図４参照）が大きくなってしまうという問題があった。
【０００６】
このように、グラウト材３の厚みが厚くなれば、その分、耐震補強後のコンクリート柱が太くなることになり、このような柱を備えた建造物の内部空間が狭くなってしまうことになる。また、グラウト材３の使用量が多くなれば、材料コストがかさむことにもなる。
この発明の目的は、耐震補強によって十分な曲げ耐力と剪断耐力とを保持しながら、グラウト材の使用量を抑え、柱の太さをできるだけ太くならないようにする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】
【０００７】
第１の発明は、断面四角形もしくはほぼ四角形のコンクリート柱の外周に所定の間隔を保って囲い鋼板を設けるとともに、上記コンクリート柱と囲い鋼板との上記間隔内にグラウト材を注入してなる補強構造において、上記コンクリート柱の四隅に対応する位置に断面形状がＬ字状の補強用軸方向部材を設けるとともに、この補強用軸方向部材を上記囲い鋼板の内周面に沿わせ、この補強用軸方向部材の内面とコンクリート柱の表面との間に上記グラウト材を充填し、この充填したグラウト材によって柱の断面積を大きくしたことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、上記囲い鋼板を上記コンクリート柱の各側面に平行にした平板状部材とし、これらの囲い鋼板の外周に、弾性を有する帯状シートを巻きつけて上記囲い鋼板を保持するとともに、上記補強用軸方向部材の外周面に対して上記囲い鋼板を摺動可能に接触させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、断面がＬ字状の補強用軸方向部材が、従来の鉄筋と同様に機能し、コンクリート柱の曲げ耐力及び剪断耐力を大幅に向上させることができる。
しかも、従来の鉄筋に替えて、コンクリート柱の角に対応させたＬ字状の補強用軸方向部材を用いることによって、補強用軸方向部材をコンクリート柱の軸方向に沿って保持するためのグラウト材の厚みを小さくすることができる。
その理由は、同じ断面積の丸棒の鉄筋と比べて断面Ｌ字状の補強用軸方向部材の厚みは、丸棒の直径よりも小さいため、補強用軸方向部材を保持するグラウト材の量を、鉄筋を用いる場合よりも少なくすることができるからである。
従って、従来のように鉄筋をグラウト材内に配置する場合と比べてコンクリート柱の外周に設けたグラウト材の厚みを小さくすることができ、補強後の柱をそれほど太くすることがない。そのため、耐震補強によって建造物内の空間を狭くすることもない。
【００１０】
第２の発明によれば、補強用軸方向部材の外周面と囲い鋼板が摺動自在に設けられているので、地震発生によってコンクリート柱が変形したときに、グラウト材に接着している補強用軸方向部材と囲い鋼板が摺動して相対移動する。このとき、その摺動面の摺動摩擦によって振動エネルギーが吸収され、振動を減衰させることができる。つまり、第２の発明によれば、グラウト材を少なくしながら、曲げ耐力、剪断耐力を保持できるだけでなく、制振効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の補強構造の断面図である。
【図２】第１実施形態の補強用軸方向部材の斜視図である。
【図３】第２実施形態の補強構造の部分拡大図である。
【図４】従来の補強構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、コンクリート柱１に対して、この発明の補強構造を適用した第１実施形態の断面図である。
この第１実施形態は、四角柱のコンクリート柱１の各側面から所定の間隔を保って平行にして長方形の囲い鋼板７，７，７，７を配置するとともに、これら囲い鋼板７のうち、隣り合う一対の囲い鋼板７，７間であって上記コンクリート柱１側に断面形状がＬ字状の補強用軸方向部材６を設けている。
【００１３】
上記補強用軸方向部材６は、図２に示すように、一方の面６ａに多数のリブ６ｃを形成した、いわゆる縞鋼板を、上記リブ６ｃを内側にして直角に曲げてＬ字状にした長尺部材である。
この補強用軸方向部材６をコンクリート柱１の各角に対応する位置に配置するとともに床スラブから天井スラブまで連続させ、その外側の面６ｂを上記囲い鋼板７の内周面に接触させて設けている。
【００１４】
さらに、囲い鋼板７，７，７，７の外周には、例えば、プリプレグなどの弾性を有する帯状シート５を巻きつけて上記囲い鋼板７，７，７，７を保持し、これら囲い鋼板７とコンクリート柱１との間にはグラウト材３を注入して固化させる。
但し、上記囲い鋼板７，７と補強用軸方向部材６の接触面間には、グラウト材３が入り込んで両者を固着することがないようにし、所定の外力が作用した場合には、上記囲い鋼板７と補強用軸方向部材６とが摺動しながら相対移動可能に構成している。
【００１５】
これにより、既存のコンクリート柱１は、外周に設けたグラウト材３、補強用軸方向部材６、鋼板７及び帯状シート５によって、補強され一回り太い柱となる。特に、上記補強用軸方向部材６は、コンクリート柱１に沿って上下方向に連続しているので、上記従来の補強構造における鉄筋４と同様に機能する。すなわち、この補強用軸方向部材６を設けることによって、十分な曲げ耐力及び剪断耐力を実現できる。
【００１６】
しかも、この補強用軸方向部材６は断面形状をＬ字状にした鋼板で構成されているため、鋼板の厚みを丸棒の鉄筋の直径と比べて小さくすることができる。
例えば、厚みｔ＝４．５（ｍｍ）、両側の片の長さＬ＝１００（ｍｍ）とした場合、同じ断面積を有する鉄筋の直径は約３３．５（ｍｍ）となる。
必ずしも、断面積が同じなら、Ｌ字状の部材と丸棒とが全く同じ機能を発揮するとはいえないが、断面積を大きくすることによって曲げ耐力及び剪断耐力が高くなることは確かである。そして、従来は、曲げ耐力及び剪断耐力を高めるため、この第１実施形態の補強用軸方向部材６の厚みｔと比べて直径の大きな鉄筋をグラウト材３内に設ける必要があり、結果としてグラウト材３の厚みＳ１を大きくしなければならなかった。
【００１７】
言い換えれば、この実施形態では、鋼板をＬ字状にした補強用軸方向部材６を、囲い鋼板７の内側面に接触させて設けているため、グラウト材３の厚みＳ２（図１参照）を従来の厚みＳ１（図４参照）に比べて小さくすることができる。
従って、グラウト材３の使用量を少なくすることができるとともに、耐震補強によってコンクリート柱１が太くなってしまうことを最小限に抑えることができる。
【００１８】
なお、十分な補強効果を獲るために必要な上記補強用軸方向部材６の厚さｔ及び片の長さＬは、鋼板の材質や、補強対象となるコンクリート柱１の寸法にもよるが、通常、１辺が８００（ｍｍ）のコンクリート柱１を補強する場合、厚さｔ＝４．５（ｍｍ）の縞鋼板を曲げて形成した補強用軸方向部材６の、両片の長さをＬ＝１００〜３００（ｍｍ）程度にしたものを用い、直径が約５０（ｍｍ）の鉄筋４を用いた従来と同程度の補強効果が得られることを確認している。
【００１９】
また、この第１実施形態では補強用軸方向部材６を複数のリブ６ｃを形成した縞鋼板で構成しているので、鋼板の全体の厚みを薄くしても剛性を保持することができる。さらに、上記リブ６ｃが形成された内側の面６ａをコンクリート柱１側に向けているので、コンクリート柱１の周囲に充填したグラウト材３と上記面６ａとの接触面積が大きくなる。そのため、補強用軸方向部材６の外側の面６ｂ側にはグラウト材３を接触させなくても、内側の面６ａだけでも補強用軸方向部材６とグラウト材３との十分な接着性が得られ、補強用軸方向部材６がグラウト材３を介してコンクリート柱１に確実に連結されることになる。
【００２０】
さらにまた、第１実施形態の補強構造では、上記したように囲い鋼板７の内側面と補強用軸方向部材６の外側面６ｂとが摺動自在に設けられている。
そのため、地震が発生してコンクリート柱１が変形した時には、そのコンクリート柱１と一体的になっている補強用軸方向部材６が、囲い鋼板７に対して移動することになる。このように相対移動する両部材間には摺動摩擦が発生し、この摩擦によって振動を吸収することができる。
【００２１】
つまり、この第１実施形態の補強構造は制震機能も備えていることになる。
上記のように、この第１実施形態では、補強用軸方向部材６と上記囲い鋼板７とを互いに摺動自在にしているが、上記補強用軸方向部材６と囲い鋼板７との接触面を固定してもよい。その場合には、制震機能は発揮されないが、曲げ耐力及び剪断耐力を補強しながら、グラウト材３の使用量を少なくしてその厚みを小さくするというこの発明の目的は達成できる。
【００２２】
図３に示す第２実施形態は、隣り合う囲い鋼板７，７の隙間に、柔軟性のある線状部材８を設けた以外は、上記第１実施形態と同じの構成をしている。
上記線状部材８は、補強用軸方向部材６の角に沿って軸方向に設けた線状の部材で、地震発生時など、上記囲い鋼板７が上記補強用軸方向部材６に対して移動する際には、変形して囲い鋼板７の移動を許容する部材である。このような線状部材８を設けると、囲い鋼板７，７間の隙間がふさがれるので、囲い鋼板７の位置を保持し帯状シート５を巻き付け易いというメリットがある。
また、この第２実施形態の補強構造においても、曲げ耐力及び剪断耐力を保持しながらグラウト材３の使用量を少なくしてその厚みを小さくすることができるとともに、制震機能を備えている点は第１実施形態と同じである。
【符号の説明】
【００２３】
１      コンクリート柱
３      グラウト材
５      帯状シート
６      補強用軸方向部材
６ａ    （内側の）面
６ｂ    （外側の）面
６ｃ    リブ
７      囲い鋼板
【図１】
0005646209.tif 000002
【図２】
0005646209.tif 000003
【図３】
0005646209.tif 000004
【図４】
0005646209.tif 000005