(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁またはスラブ付き鉄筋コンクリート製柱の周囲全面を柱用グラウト材で被覆し、当該柱用グラウト材中に補強ロッドを鉄筋コンクリート製柱の長手方向に沿って埋設し、上記柱用グラウト材を覆うように補強シートを配置し、鉄筋コンクリート製柱と鉄筋コンクリート製柱を繋ぐコンクリート製梁の下部を梁用グラウト材で被覆し、当該梁用グラウト材中に補強ロッドをコンクリート製梁の長手方向に沿って埋設し、上記梁用グラウト材を覆うように補強シートを配置した鉄筋コンクリート構造物の補強構造において、
鉄筋コンクリート製柱が正方形断面を有し、当該正方形の一辺の長さをＬであるとした場合、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドは鉄筋コンクリート製柱内に少なくともＬ×０．１の長さだけ侵入することを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２】
壁またはスラブ付き鉄筋コンクリート製柱の周囲全面を柱用グラウト材で被覆し、当該柱用グラウト材中に補強ロッドを鉄筋コンクリート製柱の長手方向に沿って埋設し、上記柱用グラウト材を覆うように補強シートを配置し、鉄筋コンクリート製柱と鉄筋コンクリート製柱を繋ぐコンクリート製梁の下部を梁用グラウト材で被覆し、当該梁用グラウト材中に補強ロッドをコンクリート製梁の長手方向に沿って埋設し、上記梁用グラウト材を覆うように補強シートを配置した鉄筋コンクリート構造物の補強構造において、
鉄筋コンクリート製柱が長方形断面を有し、当該長方形の長辺の長さをＭ、短辺の長さをＮであるとした場合、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドは鉄筋コンクリート製柱内に少なくともＭ×０．１およびＮ×０．１の長さだけ侵入することを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の補強構造。
【請求項３】
壁またはスラブ付き鉄筋コンクリート製柱の周囲全面を柱用グラウト材で被覆し、当該柱用グラウト材中に補強ロッドを鉄筋コンクリート製柱の長手方向に沿って埋設し、上記柱用グラウト材を覆うように補強シートを配置し、鉄筋コンクリート製柱と鉄筋コンクリート製柱を繋ぐコンクリート製梁の下部を梁用グラウト材で被覆し、当該梁用グラウト材中に補強ロッドをコンクリート製梁の長手方向に沿って埋設し、上記梁用グラウト材を覆うように補強シートを配置した鉄筋コンクリート構造物の補強構造において、
補強ロッドの直径をＤとした場合、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドは鉄筋コンクリート製柱内に少なくとも４Ｄの長さだけ侵入することを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の補強構造。
【請求項４】
補強ロッドおよび補強シートはアラミド繊維からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の鉄筋コンクリート構造物の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、既存の鉄筋コンクリート構造物を補強する補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築構造物などの鉄筋コンクリート柱は時間が経つにしたがって劣化して耐震強度不足を来したり、あるいは新築時にすでに耐震強度が不足していたりすることがある。このような場合に、鉄筋コンクリートの補強が必要になるが、そのための補強構造として、特許文献１には、図１０に示す構造が開示されている。
【０００３】
この従来の鉄筋コンクリートの補強構造は、長手方向に直交する方向の断面形状を四角形にした鉄筋コンクリート柱６１を補強するものである。すなわち、一対の囲い鋼板６２、６２を備え、この囲い鋼板６２、６２は、互いの突き合わせ部６３ａ、６３ｂを突き合わせることによって、内部を空洞にした四角柱が形成されるようにしているが、これら囲い鋼板６２、６２で作られる四角柱は、上記鉄筋コンクリート柱６１よりもやや太くなる寸法関係を保っている。
【０００４】
上記のようにした一対の囲い鋼板６２、６２を用いて、鉄筋コンクリート柱６１を補強するためには、次のようにする。 まず、鉄筋コンクリート柱６１の周囲を一対の囲い鋼板６２、６２で囲うとともに、それらの突き合わせ部６３ａ、６３ｂを突き合わせる。そして、この突き合わせ部６３ａ、６３ｂを溶接して両囲い鋼板６２、６２を互いに接着する。なお、符号ｙ、ｙは溶接部である。
【０００５】
囲い鋼板６２、６２を上記のように溶接して両者を接着すれば、それによって形成される四角柱は、鉄筋コンクリート柱６１よりも太くなるので、囲い鋼板６２、６２と鉄筋コンクリート柱６１との間に間隔ｈが形成される。そして、上記間隔ｈにグラウト材を充填し、囲い鋼板６２、６２を鉄筋コンクリート柱６１に密着させ、当該鉄筋コンクリート柱６１を補強するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】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】
【０００７】
建築物に関する現在の耐震補強技術は、強度形と靭性形とに大別される。強度形とは、例えば建築物内に耐震壁を組み込むことによって実現されるものである。また、靭性形とは、主に鉄筋コンクリート柱によって実現されるものである。そして、耐震性能の判定基準は、強度と靭性とを表す指数を掛け合わせた数値で評価されており、強度と靭性とをバランスさせることが理想とされている。
【０００８】
しかし、既存の建築物において、上記耐震壁で強度形を実現しようとすれば、既存の建築物内に新たな壁面を構築しなければならなくなり、実質的に不可能に近く、鉄筋コンクリート柱の強度を上げて、強度と靭性の両方を実現せざるを得なくなる。
【０００９】
しかし、図１０に示す従来の鉄筋コンクリート柱の補強構造では、既存の鉄筋コンクリート柱６１の周囲を囲い鋼板６２、６２で囲うとともに、それらの突き合わせ部６３ａ、６３ｂを溶接しているので、その強度をある程度維持できるが、現場溶接の信頼性に劣るという問題があった。しかも、この従来の補強構造で、その強度を大きくしようとすれば、囲い鋼板６２、６２の厚さを厚くしなければならない。しかし、囲い鋼板６２、６２の厚さを厚くすればするほど、その分、コストアップになるとともに、厚くなった分だけ重量もかさみ、作業性が悪くなるという問題もあった。このような問題を抱えているので、鉄筋コンクリート柱の補強だけでは、上記した耐震壁の機能をまかなうだけの満足のいく強度が十分に得られないと言うのが現実であった。
【００１０】
このように、従来の鉄筋コンクリートの補強構造では、強度と靭性との両方を同時に満足するものはなかった。そこで、この発明の目的は、強度と靭性とを同時に満足させる鉄筋コンクリート構造物の補強構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、壁またはスラブ付き鉄筋コンクリート製柱の周囲全面を柱用グラウト材で被覆し、当該柱用グラウト材中に補強ロッドを鉄筋コンクリート製柱の長手方向に沿って埋設し、上記柱用グラウト材を覆うように補強シートを配置し、鉄筋コンクリート製柱と鉄筋コンクリート製柱を繋ぐコンクリート製梁の下部を梁用グラウト材で被覆し、当該梁用グラウト材中に補強ロッドをコンクリート製梁の長手方向に沿って埋設し、上記梁用グラウト材を覆うように補強シートを配置したことを特徴としている。
【００１２】
補強シートの枚数が多いほど強度は向上するので、補強シートを複数枚重ねた多層構造を採用することが好ましい。また、補強シートが多層構造からなる場合、各層の補強シートの配置方向が異なることが好ましい。そして、各層の補強シートの配置方向が９０°異なること（直交すること）が特に好ましい。
【００１３】
補強ロッドおよび補強シートはアラミド繊維からなることが好ましい。
【００１４】
梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドは、鉄筋コンクリート製柱内に侵入していることが好ましい。補強ロッドの直径をＤとした場合、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドは鉄筋コンクリート製柱内に少なくとも４Ｄの長さだけ侵入することが好ましい。
鉄筋コンクリート製柱が正方形断面を有し、当該正方形の一辺の長さをＬであるとした場合、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドは鉄筋コンクリート製柱内に少なくともＬ×０．１の長さだけ侵入することが好ましい。鉄筋コンクリート製柱が長方形断面を有し、当該長方形の長辺の長さをＭ、短辺の長さをＮであるとした場合、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドは鉄筋コンクリート製柱内に少なくともＭ×０．１およびＮ×０．１の長さだけ侵入することが好ましい。このように、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドは鉄筋コンクリート製柱内に少なくとも補強ロッドの直径の４倍の長さだけ侵入するか、鉄筋コンクリート製柱の正方形断面の各辺から、それぞれ鉄筋コンクリート製柱内に、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドが正方形の一辺の長さの０．１倍の長さだけ侵入するか、鉄筋コンクリート製柱の長方形断面の各辺から、それぞれ鉄筋コンクリート製柱内に、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドが長方形の一辺の長さの０．１倍の長さだけ侵入することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、強度と靭性とを同時に満足させる鉄筋コンクリート構造物の補強構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の補強ロッドの素材であるアラミド繊維からなる組紐の一例を示す正面図である。
【図２】図２は、砂付け工程を加えた場合の樹脂含浸組紐の製造方法を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の補強ロッドの一例である樹脂含浸組紐を示す概略図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の補強シートの実施例の外観を示す写真である。
【図５】図５（ａ）〜（ｆ）は、本発明の鉄筋コンクリート構造物の補強構造の断面を含む概略図であり、図５（ａ）はスラブ付き鉄筋コンクリート製柱の横方向断面を示す図、図５（ｂ）はスラブ付き鉄筋コンクリート製柱の縦方向断面を含む正面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図、図５（ｄ）は図５（ｂ）のＤ−Ｄ矢視断面図、図５（ｅ）は図５（ｂ）のＥ−Ｅ矢視断面図、図５（ｆ）は図５（ｂ）のＦ−Ｆ矢視断面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の鉄筋コンクリート製柱の一部の斜視図、図６（ｂ）は、コンクリート製梁およびスラブを被覆する補強シートの一部および梁用グラウト材中に埋設された補強ロッドの一部を示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｅ）は、鉄筋コンクリート構造物の各種補強構造の横方向断面を示す図である。
【図８】図８（ａ）は、曲げ試験方法を説明する図、図８（ｂ）は、図９に示す荷重と変位量との関係を求める方法を説明する図である。
【図９】図９は、鉄筋コンクリート構造物の各種補強構造の曲げ試験における荷重と変位量との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、従来の鉄筋コンクリートの補強構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を実施するための形態について説明する。
《アラミド繊維》
本発明における補強ロッドおよび補強シートの材料としてはアラミド繊維が好ましい。  アラミド繊維は、高強度かつ軽量で、高耐久性で、衝撃吸収性に優れ、非導電性かつ非磁性であるという特長を備えている極めて有用なエンジニアリングプラスチックである。アラミド繊維は、パラ系アラミド繊維又はメタ系アラミド繊維である。パラ系アラミド繊維としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（東レ・デュポン社製の商標名「ケブラー」）、コポリパラフェニレン−３，４’−ジフェニルエーテルテレフタルアミド（帝人テクノプロダクツ社製の商標名「テクノーラ」）等がある。メタ系アラミド繊維としては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド（デュポン社製の商標名「ノーメックス」）等がある。
【００１８】
アラミド繊維としては、高強度、高弾性率、耐熱性に優れるパラ系アラミド繊維が好ましく、特に、耐切創性に優れるポリパラフェニレンテレフタルアミド（以下、「ＰＰＴＡ」と称する。）が好ましい。ＰＰＴＡは、テレフタル酸とパラフェニレンジアミンを重縮合して得られる重合体であり、少量のジカルボン酸及びジアミンを共重合したものも使用することができる。
【００１９】
アラミド繊維における単糸繊度は、３．５〜１０ｄｔｅｘ、好ましくは４．０〜８．０ｄｔｅｘとするのが適当である。単糸繊度が３．５ｄｔｅｘ未満の場合には、単糸強力が弱く、特に油剤を付与する以前の工程中にあるロールやガイドから受ける摩擦抵抗により単糸切れを引き起こしやすくなるので好ましくない。一方、単糸繊度が１０ｄｔｅｘを超える場合には、紡出時の脱硫酸効率が著しく低下するため、生産性が著しく低下する原因となるので好ましくない。
【００２０】
本発明のアラミド繊維の総繊度は、１０〜１００ｄｔｅｘの範囲であり、好ましくは２０〜１００ｄｔｅｘ、より好ましくは３０〜１００ｄｔｅｘの範囲である。総繊度が１０ｄｔｅｘ未満の場合には、紡糸におけるポリマー吐出量が過剰に少なくなり安定した吐出状態を保つことが難しくなるため、アラミド繊維を安定に生産することが難しくなる。一方、総繊度が１００ｄｔｅｘを超える場合には、ロール・ガイドとの接触面積が増大し摩擦係数が高くなることで、毛羽や単糸切れを起こしやすくなる。
【００２１】
アラミド繊維を構成するフィラメント数は２〜２８本である。例えば、５ｄｔｅｘの単糸を２０本程度束ねることによって、総繊度が１００ｄｔｅｘとなる。
【００２２】
アラミド繊維の単糸の引張強度は、１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、より好ましくは１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは２１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上あれば、高強力繊維としての機能を充分発揮できるからである。この点からはパラ系アラミド繊維が望ましい。
【００２３】
《補強シート》
補強シートは、構成繊維の織物または編物からなる。構成繊維としてはアラミド繊維が好ましい。例えば、織物からなる補強シートを得るために構成繊維の単糸の織り方としては、「経糸と緯糸が交互に規則的に公差している織り方である」平織、「経糸と緯糸が交互に交差することがなく、１本公差したら次は１本飛ばして公差する１×２や、さらに１本飛ばして公差する１×３などの織り方がある」綾織、「緯糸の浮きが少なく、経糸のみが表に出ているように見える光沢が多い織り方である」朱子織、「平織や朱子織などの他の織り方をベースにして、その上に背景にしたい色糸を乗せる織り方である」ベタ織、「細かい絵柄や文字を表現するのに最適な織り方で、特殊な糸を使用したり、糸密度を高めることで通常の織り方では表現できない細かな絵柄や文字が再現できる織り方である」高密度織、「収縮やゆがみに強い織り方である」防縮織、「梨の表面のようなザラザラとして光沢のない表情の織り方である」梨地織および「からみ織をしないでからみ織の風合いを持たせる織り方である」模紗織などを挙げることができる。
【００２４】
また、編物からなる補強シートとしては、構成繊維が一方向に配置されるように編んだ一方向シート（図４（ａ））、構成繊維が直角に交わる二方向に配置されるように編んだ二方向シート（図４（ｂ））、構成繊維を網目状に編んだメッシュシート（図４（ｃ））などを挙げることができる。
【００２５】
《補強ロッド》
補強ロッドは、例えば、アラミド繊維からなる組紐にバインダー樹脂を含浸させて硬化させることによって得ることができる。この樹脂含浸組紐は、例えば、図２に示すような方法で製造することができる。図２において、１は送り出しローラー、２はテンションローラー、３はバインダー樹脂槽、４は原料の組紐、５は加熱炉、６は加熱炉、７は樹脂含浸工程、８は砂付け工程、９は硬化工程、１０は切断工程、１１は樹脂含浸組紐、１２は引き取りローラーである。すなわち、樹脂を含浸していない組紐４（図１参照）を送り出しローラー１から送り出してバインダー樹脂槽３を通過させることによって前記組紐４にバインダー樹脂（エポキシ樹脂）を含浸させ、前記組紐４に緊張を与えるテンションローラー２を経て加熱炉５で樹脂を硬化させ、砂付け工程８において付着性（接着性）を向上させるために前記組紐４に砂、シリカヒューム等の粒状物を付着させ、さらに、加熱炉６で樹脂を硬化させ、引き取りローラー１２を経て切断工程１０で適切な長さに切断することにより、樹脂含浸組紐１１（図３参照）を得ることができる。このようにして得ることができる樹脂含浸組紐１１の組みピッチｐや直径ｄは、用途に応じて適切なものを採用することができる。
【００２６】
上記のようにして製造される樹脂含浸組紐は、組紐の構造を緩めることができるため、バインダー樹脂が組紐に含浸されにくいという問題がなく、軽量であり、コンクリートまたはグラウト材との付着性、物性（強度、耐熱性等）において優れるという特長を有する。上記のようにして製造される樹脂含浸組紐は、鉄を使用していないため、防錆性にも優れる。上記のようにして製造される樹脂含浸組紐は、その特性から鉄筋代替として土木建築分野において特に有用である。
【００２７】
アラミド繊維からなる組紐にバインダー樹脂を含浸させて硬化させることによって得ることができる樹脂含浸組紐は市販されており、例えば、ファイベックス株式会社製の品番ＲＡ１５（直径１５．７ｍｍ、耐力２２５ｋＮ、ヤング係数６８．６ｋＮ／ｍｍ２）や株式会社竹入製作所製の品番ＴＦ−１５Ｒ（直径１５．７ｍｍ、耐力２２５ｋＮ、ヤング係数６８．６ｋＮ／ｍｍ２）を本発明の補強ロッドとして用いることができる。
【００２８】
《鉄筋コンクリート製柱の補強方法》
本発明による鉄筋コンクリート製柱の補強方法の一例としては、以下の工程順で行うことができる。
（１）下地調査
鉄筋コンクリート製柱に対して打診検査を行って、感知した音から判断して浮き部（間隙、空間など）があれば、その浮き部を撤去して、特殊ポリマーセメントや熱硬化性樹脂に必要な添加物を加えたもの（以下、補修材ともいう）で浮き部の修復を行う。また、浮き部に通じるように鉄筋コンクリート製柱表面に穴をあけ、補修材を上記穴から浮き部内に注入する。さらに、鉄筋コンクリート製柱表面にクラックがあれば、補修材をクラック内に注入する。
【００２９】
（２）下地調整
当該鉄筋コンクリート製柱の表面を電動ヤスリ（サンダー）などの研磨機械で研磨して、表面の突起物を除去する。
【００３０】
（３）補強ロッドの取り付け
地中基礎または地中梁に削孔を行い、補強ロッドをその削孔に差し込み、取り付け金具で補強ロッドを鉄筋コンクリート製柱に固定する。地上の各階層のスラブと天井側スラブに削孔を行い、補強ロッドをその削孔に差し込み、公知の取り付け金具で補強ロッドを鉄筋コンクリート製柱に固定する。そして、地中基礎または地中梁の削孔に差し込んだ補強ロッドから最上部の補強ロッドに至る各補強ロッドを繋ぐ。地中基礎または地中梁の削孔と、地上の各階層のスラブおよび天井側スラブの削孔にグラウト材を充填する。最上部の補強ロッドは天井側スラブに公知の取り付け金具で固定する。グラウト材としては、セメント（モルタル）系、ガラス系、合成樹脂などを用いることができる。
【００３１】
（４）プライマー塗布
適切なプライマーを鉄筋コンクリート製柱の表面に塗布する。
（５）型枠材設置
鉄筋コンクリート製柱の周囲に所定の間隔を確保して型枠材を設置し、高さ方向の中間部には、必要に応じて型枠材の撓みを防止するための撓み防止材を設置する。
（６）グラウト材の充填
鉄筋コンクリート製柱と型枠材との隙間にグラウト材を充填する。型枠はグラウト材の乾燥後に撤去する。
【００３２】
（７）補強シートの取り付け
グラウト材表面を適当に剥離、研磨等によって表面の脆弱な層を取り除き、場合によっては隅角部を削り、適度に丸めたり、窪んだ部分にパテ等を充填して、平坦でない面を平らな面に修正する。こうした下地処理を行った後、グラウト材の表面にプライマー樹脂を塗布し、乾燥させる。プライマーは通常、補強シートに含浸させる樹脂と同種類の物を使用する。グラウト材表面にプライマーが塗布され、十分に乾燥したのち、接着・含浸樹脂がその上に塗布される。塗布後、直ちに補強シートを貼り付け、ローラーなどを用いて、グラウト材と補強シートとのあいだに入った空気を抜く。そして、樹脂を十分に補強シートに含浸させる。接着貼り付け用の下塗り樹脂が十分含浸したことを確認した後、同じ樹脂を用いて、上塗りを行う。
【００３３】
樹脂が完全に硬化するまで、養生をしておく。補強の程度によっては、補強シートを何層も重ねて貼り付ける。その際は上記の工程を繰り返す。この場合には樹脂の硬化を必ずしも待たなくとも良い。最上層の補強シート貼り付けが終了し、樹脂が完全に硬化したことを確認したら、必要に応じて仕上げとして、耐久性、耐火性を向上させるため、仕上げ塗装を行う。
【実施例】
【００３４】
以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において様々な変更や修正が可能であり、本発明は下記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００３５】
［本発明の鉄筋コンクリート構造物の補強構造の実施例］
図５（ａ）〜（ｆ）は、本発明の鉄筋コンクリート構造物の補強構造の断面を含む概略図であり、図５（ａ）はスラブ付き鉄筋コンクリート製柱の横方向断面を示す図、図５（ｂ）はスラブ付き鉄筋コンクリート製柱の縦方向断面を含む正面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図、図５（ｄ）は図５（ｂ）のＤ−Ｄ矢視断面図、図５（ｅ）は図５（ｂ）のＥ−Ｅ矢視断面図、図５（ｆ）は図５（ｂ）のＦ−Ｆ矢視断面図である。
【００３６】
図５（ａ）において、鉄筋コンクリート製柱２１の周囲全面は柱用グラウト材２２で被覆され、柱用グラウト材２２中に鉄筋コンクリート製柱２１の長手方向に沿って４本の柱用補強ロッド２３が埋設され、柱用グラウト材２２を覆うように補強シート２４が配置されている。図５（ａ）に示す、鉄筋コンクリート製柱と鉄筋コンクリート製柱を繋ぐコンクリート製梁２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの下部は、図５（ｃ）に示す梁用グラウト材２６で被覆されており、当該梁用グラウト材２６中にコンクリート製梁２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの長手方向に沿って、各コンクリート製梁毎に３本の梁用補強ロッド２７が埋設されている。そして、各コンクリート製梁、梁用グラウト材２６およびコンクリート製スラブ２８の一部を覆うように、補強シート２９が配置されている。
【００３７】
図５（ｅ）に示すように、鉄筋コンクリート製柱２１内には１２本の鉄筋３０がコンクリートの長手方向に沿って埋設されている。言うまでもないが、鉄筋や補強ロッドの本数は必要とされる条件に応じて様々に変更することができる。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、梁用グラウト材２６中に埋設した補強ロッド２７は鉄筋コンクリート製柱２１内に侵入している。いま、正方形断面の鉄筋コンクリート製柱２１の正方形の一辺の長さをＬとした場合、補強ロッド２７は鉄筋コンクリート製柱２１内に少なくとも０．１Ｌの長さだけ侵入することが好ましい。この補強ロッド２７の鉄筋コンクリート製柱２１内への侵入長さが長くなるほど鉄筋コンクリート構造物の強度は向上するが、強度向上代は０．５Ｌの侵入長さで飽和するので、経済的には０．５Ｌの侵入長さが上限である。
【００３９】
また、鉄筋コンクリート製柱が長方形断面を有し、当該長方形の長辺の長さをＭ、短辺の長さをＮであるとした場合、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドは鉄筋コンクリート製柱内に少なくともＭ×０．１およびＮ×０．１の長さだけ侵入することが好ましい。補強ロッドの鉄筋コンクリート製柱内への侵入長さが長くなるほど鉄筋コンクリート構造物の強度は向上するが、強度向上代は０．５Ｍおよび０．５Ｎの侵入長さで飽和するので、経済的には０．５Ｍおよび０．５Ｎの侵入長さが上限である。
【００４０】
さらに、補強ロッドの直径をＤとした場合、梁用グラウト材中に埋設した補強ロッドは鉄筋コンクリート製柱内に少なくとも４Ｄの長さだけ侵入することが好ましい。補強ロッドの鉄筋コンクリート製柱内への侵入長さが長くなるほど鉄筋コンクリート構造物の強度は向上するが、強度向上代は２０Ｄの侵入長さで飽和するので、経済的には２０Ｄの侵入長さが上限である。
【００４１】
図６（ａ）は、本発明の鉄筋コンクリート製柱の一部の斜視図、図６（ｂ）は、コンクリート製梁およびスラブを被覆する補強シートの一部および梁用グラウト材中に埋設された補強ロッドの一部を示す斜視図である。図６（ａ）において、３１は鉄筋３０をサポートする補強筋である。
【００４２】
図７（ａ）〜（ｅ）は、鉄筋コンクリート構造物の各種補強構造の横方向断面を示す図である。図７（ａ）は一辺の長さが１５０ｍｍの正方形断面の鉄筋コンクリート４１、図７（ｂ）は鉄筋コンクリート４１を厚み３０ｍｍのグラウト材４２で被覆した構造、図７（ｃ）は鉄筋コンクリート４１を被覆するグラウト材４２中に４本の直径５ｍｍのアラミド繊維からなる組紐に樹脂を含浸させて硬化させることによって得た補強ロッド４３を鉄筋コンクリート４１の長手方向に沿って４本埋設した構造、図７（ｄ）は図７（ｃ）に示す構造の周囲に厚さ０．１９３ｍｍのアラミド繊維を一方向に配置されるように編んだ一方向シート（図４（ｂ）参照）からなる補強シート４４ａ、４４ｂを上下に重なるように横方向に２層にわたって配置した場合、図７（ｅ）は図７（ｃ）に示す構造の周囲に厚さ０．１９３ｍｍのアラミド繊維を一方向に配置されるように編んだ一方向シートからなる補強シート４４ｃを縦方向に配置し、さらに、縦方向に配置した補強シート４４ｃの上に同上アラミド繊維の一方向シートからなる補強シート４４ｄを横方向に配置した場合を示す。なお、縦方向と横方向は、配置方向が９０°異なること(直交すること)を意味する。また、補強シート４４ａ、４４ｂ、４４ｃおよび４４ｄは、段落００３２に記載した方法に従って取り付けた。
【００４３】
図８（ａ）は曲げ試験方法を説明する図である。図８（ａ）に示すように、図７（ａ）〜（ｅ）に示す横方向断面を有する各種補強構造を備えた試験片５１を２箇所の支点５２で支えて、試験片の上面に荷重Ｐを負荷したとき、公知のひずみゲージ式変位計５３（株式会社東京測器研究所社製の商品名ＳＤＰ−５０Ｃ）で変位量を測定することにより、試験片５１の変位量と荷重との関係を求めた。
【００４４】
図７（ａ）〜（ｅ）に示す横方向断面を有し、長さが１３００ｍｍである鉄筋コンクリート構造物の各種補強構造について、図８（ａ）に示す曲げ試験を行った結果、各補強構造が破壊に至る限界荷重として、以下の表１に示す数値が得られた。
【００４５】
【表１】
0005974157.tif 000002
【００４６】
図８（ｂ）は図９に示す荷重と変位量との関係を求める方法を説明する図である。図８（ｂ）に示すように、荷重ゼロから限界荷重の約１／３までの荷重Ｐを図８（ａ）に示す試験片５１に負荷した後、荷重をゼロに戻し、次に、荷重ゼロから限界荷重の約２／３までの荷重Ｐを図８（ａ）に示す試験片５１に負荷した後、荷重をゼロに戻し、最後に、荷重ゼロから限界荷重に至るまでの荷重Ｐを図８（ａ）に示す試験片５１に負荷した後、荷重をゼロに戻すという方法で、図９に示すような鉄筋コンクリート構造物の各種補強構造の曲げ試験における荷重と変位量との関係を得た。
【００４７】
図９において、線Ａ、線Ｂ、線Ｃ、線Ｄ、線Ｅは、それぞれ図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）、図７（ｅ）の各補強構造に対応している。すなわち、図９に示すように、線Ｃで示す「鉄筋コンクリート製柱の周囲全面を被覆するグラウト材中に補強ロッドを鉄筋コンクリート製柱の長手方向に沿って埋設する補強構造」によって、線Ａで示す「鉄筋コンクリート柱のみの構造」や線Ｂで示す「鉄筋コンクリート製柱の周囲全面をグラウト材で被覆する補強構造」に比べて、大幅な強度向上が図れることが分かる。また、線Ｃの全変位量は、線Ａまたは線Ｂの全変位量に比べて増加しており、靭性も向上していることが分かる。
【００４８】
さらに、線Ｄで示す「鉄筋コンクリート製柱の周囲全面を被覆するグラウト材中に補強ロッドを鉄筋コンクリート製柱の長手方向に沿って埋設し、上記グラウト材を覆うように補強シートを横方向に２層に配置する補強構造」によれば、線Ｃの補強構造に比べて、さらに強度向上を図り、靭性も向上しうることが分かる。そして、線Ｅで示す「鉄筋コンクリート製柱の周囲全面を被覆するグラウト材中に補強ロッドを鉄筋コンクリート製柱の長手方向に沿って埋設し、上記グラウト材を覆うように横方向に配置した補強シートの上に縦方向に補強シートを配置する補強構造」によれば、線Ｄの補強構造に比べて、さらに強度向上を図り、靭性も向上しうることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、壁またはスラブ付き鉄筋コンクリート製柱の補強構造として好適である。
【符号の説明】
【００５０】
１  送り出しローラー
２  テンションローラー
３  バインダー樹脂層
４  組紐
５  加熱炉
６  加熱炉
７  樹脂含浸工程
８  砂付け工程
９  硬化工程
１０  切断工程
１１  樹脂含浸工程
１２  引き取りローラー
２１  鉄筋コンクリート製柱
２２  柱用グラウト材
２３  柱用補強ロッド
２４  補強シート
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ  コンクリート製梁
２６  梁用グラウト材
２７  梁用補強ロッド
２８  コンクリート製スラブ
２９  補強シート
３０  鉄筋
３１  補強筋
４１  鉄筋コンクリート
４２  グラウト材
４３  補強ロッド
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ  補強シート
５１  試験片
５２  支点
５３  変位計
６１  鉄筋コンクリート柱
６２  囲い鋼板
６３ａ、６３ｂ  突き合わせ部
ｈ  間隔
ｙ  溶接部
【要約】
【課題】強度と靭性とを同時に満足させる鉄筋コンクリート構造物の補強構造を提供すること。
【解決手段】スラブ付き鉄筋コンクリート製柱２１の周囲全面を柱用グラウト材２２で被覆し、当該柱用グラウト材２２中に柱用補強ロッド２３を鉄筋コンクリート製柱２１の長手方向に沿って埋設し、上記柱用グラウト材２２を覆うように補強シート２４を配置し、鉄筋コンクリート製柱と鉄筋コンクリート製柱を繋ぐコンクリート製梁２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの下部を梁用グラウト材２６で被覆し、当該梁用グラウト材２６中に梁用補強ロッド２７をコンクリート製梁２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの長手方向に沿って埋設し、上記梁用グラウト材２６を覆うように補強シート２９を配置する。
【選択図】図５【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１０】
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