(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の補強材が既設コンクリート構造体の表面と隙間を隔てて配置され、隣り合う補強材の端部同士がボルト及びナットを用いて接合され、隙間に充填材が充填されて構成された既設コンクリート構造体の補強構造において、
補強材が、平板により形成された基板部と、平板により形成された端部と、基板部の一端部と端部の一端部とに接続されて基板部の平板面と端部の平板面とを互いに平行な異なる平面上に位置させる補強部とを備え、
隣り合う各補強材の端部及び補強部が同一形状に形成され、
隣り合う各補強材の端部の平板面が基板部の平板面よりも既設コンクリート構造体の表面に近い位置に位置されることで基板部より既設コンクリート構造体の表面側に向けて窪む凹部が形成され、ボルト又はナットが基板部の平板面よりも外側に突出しないように凹部内に収容され、
補強部は、凹部を覆うための蓋板の外表面が隣り合う各補強材の各基板部の外表面を形成する平板面と同一平面上に位置されるように蓋板を取付けるための蓋板取付部を備えたことを特徴とする既設コンクリート構造体の補強構造。
【請求項２】
隣り合う各補強材の各端部の各端縁面同士が突き合わされ、各端部における既設コンクリート構造体の表面に近い側の各平板面に跨るように添板が設置され、一方の端部と当該一方の端部の平板面と接触する添板とに形成されたボルト通孔、及び、他方の端部と当該他方の端部の平板面と接触する添板とに形成されたボルト通孔に貫通させたそれぞれのボルトのねじ軸にそれぞれナットが締結されたことによって、各補強材の各端部と添板とが摩擦接合されたことを特徴とする請求項１に記載の既設コンクリート構造体の補強構造。
【請求項３】
隣り合う各補強材の各端部の各端縁面同士が突き合わされ、各端部における既設コンクリート構造体の表面に近い側の一方の各平板面に跨るように一方の添板が設置されるとともに、各端部の他方の各平板面に跨るように他方の添板が設置され、一方の端部と当該一方の端部の一方の平板面と接触する一方の添板と当該一方の端部の他方の平板面と接触する他方の添板とに形成されたボルト通孔、及び、他方の端部と当該他方の端部の一方の平板面と接触する一方の添板と当該他方の端部の他方の平板面と接触する他方の添板とに形成されたボルト通孔に貫通させたそれぞれのボルトのねじ軸にそれぞれナットが締結されたことによって、各補強材の各端部と一方の添板と他方の添板とが摩擦接合されたことを特徴とする請求項１に記載の既設コンクリート構造体の補強構造。
【請求項４】
補強部は長さが基板部の一端縁の辺の長さ及び端部の一端縁の辺の長さと同じ長さで断面が平行四辺形の棒体により形成され、
基板部の一端縁が平行四辺形の棒体の外周における互いに向かい合う一対の鋭角縁のうちの一方の鋭角縁に沿うように接触した状態で接合されて基板部の平板面が平行四辺形の棒体の外周面における互いに平行な一対の面のうちの一方の面と同一平面上に位置され、
端部の一端縁が前記平行四辺形の棒体の外周における互いに向かい合う一対の鋭角縁のうちの他方の鋭角縁に沿うように接触した状態で接合されて端部の平板面が平行四辺形の棒体の外周面における互いに平行な一対の面のうちの他方の面と同一平面上に位置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の既設コンクリート構造体の補強構造。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設コンクリート構造体の補強構造、特に、既設コンクリート構造体と隙間を隔てて配置される補強材同士の接合部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既設コンクリート柱の耐震補強を行う補強構造として、複数の補強材が既設コンクリート柱の外周面と隙間を隔てて既設コンクリート柱の外周面を取り囲むように配置され、既設コンクリート柱の周方向に沿って隣り合う補強材の端部同士がボルト及びナットによって接合された後に、前記隙間にモルタル等の充填材が充填されて構成された補強構造が知られている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−４１５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された補強構造では、特許文献１の図１；図５；図６に開示されているように、隣り合う補強材の端部同士が互いに凹凸係合する形状に構成されているので、補強材の端部の形状が複雑となるだけでなく、補強材の端部の板厚を補強材の基板部の板厚よりも厚くしなければならないので、端部が補強材の基板面よりも外側に突出してしまうので好ましくない。特に特許文献１の図１；図５の場合、ボルト及びナットが突出するのでこれらを覆う処理等が必要となる場合がある。そこで、特許文献１の図７には、端部、及び、ボルトやナットが基板面よりも外側に突出しないように凹凸係合される端部構造が開示されているが、この構造の場合、隣り合って凹凸係合する各補強材の各端部として異なる構成の端部を形成しなくてはならないので、製造コストの面で好ましくないだけではなく、凹凸係合する各端部の剛性および強度が異なってしまうので、好ましくないといった問題点があった。
本発明は、隣り合って接合される各補強材の各端部の形状、剛性、強度を同一にでき、かつ、端部、及び、接合用のボルトやナットが補強材の基板面よりも外側に突出しないようにできる既設コンクリート構造体の補強構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る既設コンクリート構造体の補強構造は、複数の補強材が既設コンクリート構造体の表面と隙間を隔てて配置され、隣り合う補強材の端部同士がボルト及びナットを用いて接合され、隙間に充填材が充填されて構成された既設コンクリート構造体の補強構造において、補強材が、平板により形成された基板部と、平板により形成された端部と、基板部の一端部と端部の一端部とに接続されて基板部の平板面と端部の平板面とを互いに平行な異なる平面上に位置させる補強部とを備え、隣り合う各補強材の端部及び補強部が同一形状に形成され、隣り合う各補強材の端部の平板面が基板部の平板面よりも既設コンクリート構造体の表面に近い位置に位置されることで基板部より既設コンクリート構造体の表面側に向けて窪む凹部が形成され、ボルト又はナットが基板部の平板面よりも外側に突出しないように凹部内に収容され、補強部は、凹部を覆うための蓋板の外表面が隣り合う各補強材の各基板部の外表面を形成する平板面と同一平面上に位置されるように蓋板を取付けるための蓋板取付部を備えたので、隣り合って接合される各補強材の各端部及び補強部の形状、剛性、強度を同一にできる。また、基板部と端部とが補強部を介して接続され、基板部の平板面と端部の平板面とが互いに平行な異なる平面上に位置された段違い面となった補強材を用いるので、端部、及び、接合用のボルトやナットが補強材の基板面となる基板部の平板面よりも外側に突出しないようにできる。さらに、蓋板の外表面を形成する平板面と基板部の外表面を形成する平板面とが同一平面上に位置するように蓋板を簡単に取付けることができる。
隣り合う各補強材の各端部の各端縁面同士が突き合わされ、各端部における既設コンクリート構造体の表面に近い側の各平板面に跨るように添板が設置され、一方の端部と当該一方の端部の平板面と接触する添板とに形成されたボルト通孔、及び、他方の端部と当該他方の端部の平板面と接触する添板とに形成されたボルト通孔に貫通させたそれぞれのボルトのねじ軸にそれぞれナットが締結されたことによって、各補強材の各端部と添板とが摩擦接合されたので、各補強材の各端部を強固に接合できる。
隣り合う各補強材の各端部の各端縁面同士が突き合わされ、各端部における既設コンクリート構造体の表面に近い側の一方の各平板面に跨るように一方の添板が設置されるとともに、各端部の他方の各平板面に跨るように他方の添板が設置され、一方の端部と当該一方の端部の一方の平板面と接触する一方の添板と当該一方の端部の他方の平板面と接触する他方の添板とに形成されたボルト通孔、及び、他方の端部と当該他方の端部の一方の平板面と接触する一方の添板と当該他方の端部の他方の平板面と接触する他方の添板とに形成されたボルト通孔に貫通させたそれぞれのボルトのねじ軸にそれぞれナットが締結されたことによって、各補強材の各端部と一方の添板と他方の添板とが摩擦接合されたので、一方側の添板と他方側の添板とを用いたことによって、各補強材の各端部をより強固に接合できる。また、摩擦接合部分が増えるので、ボルトの数を減らして所望の摩擦接合強度を得ることができる。
補強部は長さが基板部の一端縁の辺の長さ及び端部の一端縁の辺の長さと同じ長さで断面が平行四辺形の棒体により形成され、基板部の一端縁が平行四辺形の棒体の外周における互いに向かい合う一対の鋭角縁のうちの一方の鋭角縁に沿うように接触した状態で接合されて基板部の平板面が平行四辺形の棒体の外周面における互いに平行な一対の面のうちの一方の面と同一平面上に位置され、端部の一端縁が前記平行四辺形の棒体の外周における互いに向かい合う一対の鋭角縁のうちの他方の鋭角縁に沿うように接触した状態で接合されて端部の平板面が平行四辺形の棒体の外周面における互いに平行な一対の面のうちの他方の面と同一平面上に位置されたので、基板部と端部とを段差を付けて接続できるとともに、接続部分の強度を大きくできる。特に、断面が平行四辺形の棒体を用いたことにより、補強部の応力集中を緩和でき、応力の流れが滑らかになる。  
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】既設コンクリート構造体の補強構造を示す断面図。
【図２】補強材を示す斜視図。
【図３】補強材を示す側面図。
【図４】（ａ）は既設コンクリート柱の補強構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ側から見た図。
【図５】既設コンクリート構造体の補強構造を示す断面図。
【図６】既設コンクリート構造体の補強構造を示す断面図。
【図７】既設コンクリート構造体の補強構造を示す断面図。
【図８】既設コンクリート構造体の補強構造を示す断面図。
【図９】既設コンクリート構造体の補強構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
図１に示すように、実施形態１による既設コンクリート構造体の補強構造は、複数の補強材１；１が既設コンクリート構造体１０の表面１１と隙間Ｈ１；Ｈ２を隔てて配置され、隣り合う補強材１；１の端部３；３同士がボルト６及びナット７を用いて接合され、前記隙間Ｈ１；Ｈ２に充填材３０が充填されて構成される。
即ち、補強材１は、既設コンクリート構造体１０の表面１１と隙間Ｈ１；Ｈ２を隔てて対向するように配置され当該隙間Ｈ１；Ｈ２にモルタル等の充填材３０が充填されて既設コンクリート構造体１０を補強する目的のために使用される。
【０００８】
補強材１は、鋼により形成され、図２に示すように、基板部２と端部３と補強部４とを備える。基板部２及び端部３は平板により形成される。
基板部２と端部３とが補強部４により接続され、基板部２の表裏の平板面２ａ；２ｂと端部３の表裏の平板面３ａ；３ｂとが互いに平行な異なる平面上に位置される。基板部２の平板面２ａ、及び、端部３の平板面３ａは、補強材１が既設コンクリート構造体１０の表面１１と対向するように設置された場合に、補強材１の外表面を形成する平板面であり、基板部２の平板面２ｂ、及び、端部３の平板面３ｂは、補強材１が既設コンクリート構造体１０の表面１１と対向するように設置された場合に、既設コンクリート構造体１０の表面１１と向かい合う補強材１の内表面を形成する平板面である。基板部２の平板面２ａが補強材１の基板面となる。
【０００９】
端部３は、平板面３ａ；３ｂを貫通するように形成されたボルト通孔５を備える。
補強部４は、基板部２の一端縁２ｃと端部３の一端縁３ｃとに溶接接合されて基板部２の外表面を形成する平板面２ａと端部３の外表面を形成する平板面３ａとの段差を形成する鋼塊体により形成される。当該段差の寸法は、ボルト６のボルト頭６ａの高さ寸法と後述する添板８ａの厚さ寸法とを加えた寸法よりも大きい寸法に形成される（図１参照）。
基板部２の平板面２ａ及び端部３の平板面３ａが補強対象の既設コンクリート構造体１０の表面１１と平行になるように配置された場合、即ち、基板部２の平板面２ｂと既設コンクリート構造体１０の表面１１とが隙間Ｈ２を隔てて配置され、かつ、端部３の平板面３ｂと既設コンクリート構造体１０の表面１１とが隙間Ｈ１を隔てて配置されることによって、端部３の平板面３ａが基板部２の平板面２ａよりも既設コンクリート構造体１０の表面１１に近い位置に位置するように補強材１が設置された場合、端部３の平板面３ａは基板部２の平板面２ａから窪んだ後述する凹部２１の底面を形成し、補強部４は凹部２１の側面を形成する。
【００１０】
前記補強部４を構成する鋼塊体としては、例えば図２に示すように、長さが基板部２の一端縁２ｃの辺の長さ及び端部３の一端縁３ｃの辺の長さと同じ長さで断面が平行四辺形の棒体が用いられる。そして、図２；図３に示すように、基板部２の一端縁２ｃを平行四辺形の棒体の外周において互いに向かい合う一対の鋭角縁４１；４２のうちの一方の鋭角縁４１に沿うように接触させ、基板部２の外表面となる一方の平板面２ａが平行四辺形の棒体の外周面における互いに平行な一対の平面５１；５２のうちの一方の平面５１と同一平面上に位置するように設定された状態で、基板部２の一端縁２ｃと補強部４の一方の鋭角縁４１とが溶接６０により接合される。同様に、端部３の一端縁３ｃを平行四辺形の棒体の外周において互いに向かい合う一対の鋭角縁４１；４２のうちの他方の鋭角縁４２に沿うように接触させ、端部３における既設コンクリート構造体１０の表面１１側と向き合う内表面となる他方の平板面３ｂが平行四辺形の棒体の外周面における互いに平行な一対の平面５１；５２のうちの他方の平面５２と同一平面上に位置するように設定された状態で、端部３の一端縁３ｃと補強部４の他方の鋭角縁４２とが溶接６１により接合される。以上により、基板部２と端部３とが補強部４を介して接続され、基板部２の平板面２ａ；２ｂと端部３の平板面３ａ；３ｂとが互いに平行な異なる平面上に位置された段違い面となった補強材１が形成される。
【００１１】
また、補強部４には、蓋板取付部４ａが形成される。蓋板取付部４ａは、凹部２１内に収容されてねじ軸６ｂがボルト通孔５に通されるボルト６のボルト頭６ａを外部から目視できないように凹部２１を覆う蓋板９を取り付けるための取付部であり、前述した平行四辺形の棒体の外周おいて互いに向かい合う一対の鈍角縁部分の一方の鈍角縁部分を除去して形成された凹部により構成される。図１に示すように、蓋板９は、隣り合うように配置された各補強材１；１の端部３の端縁面３ｔ；３ｔ同士を突き合わせた状態で形成される凹部２１を覆って塞ぐ平面板により形成され、蓋板取付部４ａは、図２；図３に示すように、蓋板９の両端部が設置されて当該蓋板９の外表面９ａを形成する平板面を基板部２の外表面を形成する平板面２ａと同一平面上に位置させる凹部底面４ｘ及び蓋板９の両端縁面が突き合わされる凹部側面４ｙにより形成される。
蓋板９の両端部は、止ねじ２２により凹部底面４ｘに取付けられる。このため、蓋板９の両端部には止ねじ２２を通す貫通孔が形成され、凹部底面４ｘには止ねじ２２が螺着されるねじ孔２３が形成されている。
【００１２】
既設コンクリート構造体１０の表面１１と隙間Ｈ１；Ｈ２を隔てて配置され、隣り合う複数の補強材１；１の端部３及び補強部４は同一形状、同一強度に構成される。
【００１３】
前記補強材１を使用した既設コンクリート構造体１０の補強方法を説明する。
既設コンクリート構造体１０の表面１１と隙間Ｈ１；Ｈ２を隔てて複数の補強材１を配置する。この場合、上述したように、複数の補強材１は、端部３の平板面３ｂが基板部２の平板面２ｂよりも既設コンクリート構造体１０の表面１１に近い位置にくるように配置する。即ち、そして、隣り合うように配置された各補強材１の端部３；３の端縁面３ｔ；３ｔ同士を突き合わせた状態で端部３；３における一方の平板面３ａ及び他方の平板面３ｂに接触するようにそれぞれ添板８ａ；８ｂを当てる。つまり、隣り合う２つの端部３の一方の平板面３ａ；３ａに跨るように一方側の添板８ａを設置するとともに、隣り合う２つの端部３の他方の平板面３ｂ；３ｂに跨るように他方側の添板８ｂを設置し、一方側の添板８ａ、隣り合う２つの端部３；３、他方側の添板８ｂに形成されたボルト通孔５ａ；５；５ｂに凹部２１側からボルト６のねじ軸６ｂを通した後にねじ軸６ｂの先端側からねじ軸６ｂにナット７を締結する。これにより、一方側の添板８ａの平板面と端部３の平板面３ａとの摩擦力、他方側の添板８ｂの平板面と端部３の平板面３ｂとの摩擦力とによって、隣り合う端部３；３同士が強固に摩擦接合される。そして、前記隙間Ｈ１；Ｈ２に充填材３０が充填されて既設コンクリート構造体１０の補強構造が得られる。
【００１４】
前記補強材１は、例えば、図４に示すように、既設コンクリート構造体１０としての高架橋柱等の既設コンクリート柱１０Ａを補強する場合に用いられる。この場合、コ字形に形成された２つの補強材１；１で既設コンクリート柱１０Ａの周囲を囲むように２つの補強材１；１のコ字形の両端に設けられた端部３；３の端縁面３ｔ；３ｔ同士を突き合わせ、前述と同様に、添板８ａ；８ｂを設置し、ボルト通孔５ａ；５；５ｂにボルト６のねじ軸６ｂを通してねじ軸６ｂにナット７を締結することにより、端部３；３同士が強固に摩擦接合される。このように、既設コンクリート柱１０Ａの表面１１と隙間Ｈ１；Ｈ２を隔てて既設コンクリート柱１０Ａの周囲を取り囲むように設置された補強材１；１と既設コンクリート柱１０Ａの表面１１との間の隙間Ｈ１；Ｈ２にモルタル等の充填材３０を充填することにより、既設コンクリート柱１０Ａを補強できる。
【００１５】
実施形態１によれば、隣り合う複数の補強材１；１の端部３及び補強部４は同一形状、同一強度に構成されたので、隣り合って接合される各補強材１；１の各端部３；３及び補強部４；４の形状、剛性、強度を同一にできて好ましい。
また、基板部２と端部３とが補強部４を介して接続され、基板部２の平板面２ａ；２ｂと端部３の平板面３ａ；３ｂとが互いに平行な異なる平面上に位置された段違い面となった補強材１を用いたので、端部３、及び、接合用のボルト６やナット７が補強材１の基板面となる基板部２の平板面２ａよりも外側に突出しないようにできる。このため、外面の平滑化のために凹部２１を覆う処理を行う場合でも、平面板により形成された蓋板９を用いて簡単に行える。
補強部４を平行四辺形の棒体により形成したので、基板部２と端部３とを段差を付けて接続できるとともに、接続部分の強度を大きくできる。特に、補強部４として、断面が平行四辺形の棒体を用いたことにより、補強部の応力集中を緩和でき、応力の流れが滑らかになる。
一方側の添板８ａと他方側の添板８ｂとを用いたことによって、摩擦接合部分が増えるので、ボルトの数を減らして所望の摩擦接合強度を得ることができる。
補強部４が蓋板取付部４ａを備えたので、蓋板９の外表面９ａを形成する平板面と基板部２の外表面を形成する平板面２ａとが同一平面上に位置するように蓋板９を簡単に取付けることができる。
【００１６】
補強材１の基板部２の大きさ、補強材１の分割数などは、自由である。
蓋板９は設けなくてもよい。
【００１７】
実施形態２
添板を既設コンクリート構造体１０と端部３との間にのみ設けるようにしてもよい。即ち、図５に示すように、他方側の添板８ｂのみを用いるようにしてもよい。この場合、ボルト６のボルト頭６ａをより凹部２１の底面側に位置させることができるので、基板部２と端部３との段差の寸法（Ｈ２−Ｈ１）を抑えることができ、好ましい。
また、凹部２１側に配置される一方側の添板８ａのみを用いるようにしてもよい。
【００１８】
実施形態３
図６に示すように、補強部４を構成する鋼塊体としては、例えば、長さが基板部２の一端縁２ｃの辺の長さ及び端部３の一端縁３ｃの辺の長さと同じ長さで断面が長方形、正方形、三角形等の棒体を用いてもよい。
【００１９】
実施形態４
図７に示すように、一枚の板を折曲して基板部２と端部３とを形成し、基板部２と端部３との境界部に補剛材（スティフナー）４Ｆを溶接して取り付けることで補強部を形成してもよい。この補剛材４Ｆは、例えば図７の紙面と直交する方向に沿って所定間隔毎に配置される図７の紙面と直交する方向の厚さの薄い、三角形、矩形、台形等の平板等を用いればよい。この場合でも、基板部２と端部３とを段差を付けて接続できるとともに、接続部分の強度を大きくできる。
【００２０】
実施形態５
上記では、隣り合う端部３の端縁面３ｔ；３ｔ同士を突き合わせて添板を添えて接合する構成を示したが、隣り合う端部３の板面同士を重ね合わせるようにしてこれら重ね合わせた端部３；３に形成されたボルト通孔３ｈにねじ軸６ｂを貫通させてねじ軸６ｂをナット７に締結することにより隣り合う端部３；３を接合してもよい。
この場合、図８に示すように、平板により形成された端部３；３同士を重ねても良いし、図９に示すように、端縁面３ｔ；３ｔ側の板厚を薄くした段差付きの板を用いて端部３；３を形成し、端縁面３ｔ側のみを重ねるようしてもよい。図８の場合、隣り合う補強材１；１の基板部２の基板面２ａ；２ａを同一平面上に位置させることができず、端部３；３の平板の板厚の分だけ隣り合う補強材１；１の基板部２；２の平板面２ａ；２ａに段差が生じるが、図９の場合、隣り合う補強材１；１の基板部２；２の基板面２ａ；２ａを同一平面上に位置させることができる。
本実施形態の場合でも、隣り合う複数の補強材１；１の端部３及び補強部４を同一形状、同一強度に構成できるので、隣り合って接合される各補強材１；１の各端部３；３及び補強部４；４の形状、剛性、強度を同一にできるとともに、端部３、及び、接合用のボルト６やナット７が補強材１の基板面となる基板部２の平板面２ａよりも外側に突出しないようにでき、また、重ね合わせた端部３；３の板面同士の摩擦により端部３；３を強固に摩擦接合できる。
【００２１】
ボルト６を既設コンクリート構造体１０側からボルト通孔を介して凹部２１内に突出させてナット７を締結してもよい。
補強材１は、鋼以外の材料で形成されてもよい。
充填材３０としては、硬化性充填材を用いればよく、例えば、エポキシ樹脂を用いても良い。
補強対象の既設コンクリート構造体としては、柱、梁、壁等があり、本発明によれば、これら既設コンクリート構造体を補強できる。
【符号の説明】
【００２２】
１  補強材、２  基板部、２ａ；２ｂ  平板面、３  端部、３ａ；３ｂ  平板面、
３ｔ  端縁面、４  補強部、４ａ  蓋板取付部、５  ボルト通孔、６  ボルト、
７  ナット、８ａ；８ｂ  添板、９  蓋板、１０  既設コンクリート構造体、
１１  既設コンクリート構造体の表面、２１  凹部、３０  充填材、Ｈ１；Ｈ２  隙間。
【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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