(57)【要約】【課題】鋼構造物中の鋼材、特に圧縮力が加わる鋼材に対して効果的な補強を行うことを可能にする鋼構造物中の鋼材の補強方法を提供し、既存鋼構造物あるいは新築した鋼構造物中にある鋼材に対して、座屈に対する耐久性と靱性を与えて、耐震補強付与を実現することを可能にする鋼構造物中の鋼材の補強方法を提供すること。【解決手段】鋼構造物中の圧縮力がかかる鋼材の表面に、補強用ＦＲＰ板を接着剤を用いて貼り付けて補強することを特徴とする鋼構造物中の鋼材の補強方法。【選択図】図１
2006161463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼構造物中の圧縮力または圧縮力と曲げモーメントが同時にかかる鋼材の表面に、補強用ＦＲＰ板を接着剤を用いて貼り付けて補強することを特徴とする鋼構造物中の鋼材の補強方法。
【請求項２】
補強用ＦＲＰ板が、少なくとも炭素繊維、アラミド繊維またはガラス繊維が用いられて構成されており、実質的に一方向に該繊維が配列され、板幅が１０〜１００ｍｍのものであることを特徴とする請求項１記載の鋼構造物中の鋼材の補強方法。
【請求項３】
貼り付け範囲が、補強対象鋼材の表の面または／および裏面であることを特徴とする請求項１または２記載の鋼構造物中の鋼材の補強方法。
【請求項４】
補強対象鋼材にかかる圧縮力方向と繊維長軸方向とが平行になるようにして補強用ＦＲＰ板を貼り付けることを特徴とする請求項１、２または３記載の鋼構造物中の鋼材の補強方法。
【請求項５】
複数枚の補強用ＦＲＰ板を貼り付けるものであり、それぞれの板面方向が交差する方向下で貼り付けられることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の鋼構造物中の鋼材の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の鋼構造物中に存在しかつ圧縮力がかかる鋼材に対する補強方法とし効果的に用いることができる鋼構造物中の鋼材の補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼構造物中の鋼材に対する補強としては、例えば、耐震補強については、補強が必要な鋼材部材に対して一定の厚さを有する鋼板を溶接で接合して補強するのが一般的な手法であった。
【０００３】
しかし、溶接は一般的な工法であるものの、作業時に火花が生じることから鋼構造物には使いにくいとの不都合があり、また、作業者の技能レベル・技量によっては必ず良好な補強効果が得られるというものでもなかった。
【０００４】
一方、従来の補強材料として、補強繊維材料があり、該繊維補強材料は引張り強度が鋼材と比べると大幅に上回るため、主として引張り材の補強に用いられてきた。
【０００５】
また、既存造物中の圧縮力がかかる鋼材の表面に鋼材からなる添え材をエポキシ系接着剤で接着し、適宜のクランプ手段でクランプすることにより座屈強度を向上させる方法が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
しかし、この方法では、接着される補強材が鋼材であり鋼材どおしの接着ということになるので、接着剤の選定や接着表面の処理などが適切になされる必要があり、さらに加えて、被補強鋼材と添え材の接合面のそりが合わない場合などでは、接着強度が得られず、所期の補強効果を期待どおりに得ることができない等の問題があった。
【特許文献１】特開平６−３３０６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、鋼構造物中の鋼材、特に圧縮力が加わる鋼材に対して効果的な補強を行うことを可能にする鋼構造物中の鋼材の補強方法を提供することにある。
【０００８】
特に、本発明において、鋼構造物中における鋼材の補強に着目したのは、鋼構造物の建造においては、鋼材を溶接法で接合して建造する工法等が一般的なものであるが、鋼構造物の補強ということを溶接法で行うことは、施工現場上の種々の制約（作業環境・スペース、火気使用に関する制約等）もあって作業精度・信頼性の点では必ずしも完全にできるとは言えず、特に既存の鋼構造物の耐震性診断・耐震補強という一連の流れの中で、耐震性診断までは適切に行われても、その診断結果を踏まえての補強施策の実行という点では、鋼構造物については未だ有効な補強手法が見出されていないという理由で補強が実行されていないのが現状であったことによる。
【０００９】
そして、中でも、圧縮力が加わる鋼材に対しての効果的補強手法の実現が望まれていたのである。
【００１０】
すなわち、補強対象を圧縮力がかかる鋼材、いわゆる圧縮材としているのは、基本的に、鋼材は引張力を受ける引張材として用いられるのが本来技術であるが、鋼構造物の種類・用途や部位によっては、引張り力と圧縮力の両方の力を受けたり圧縮力と曲げモーメントを同時に受ける場合があって、該圧縮力またはねじれによる座屈に対する抵抗性によって該部材性能が決まってくることがあるからである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成する本発明の鋼構造物中の鋼材の補強方法は、以下の(1) の構成を有する。
（１）鋼構造物中の圧縮力がかかる鋼材の表面に、補強用ＦＲＰ板を接着剤を用いて貼り付けて補強することを特徴とする鋼構造物中の鋼材の補強方法。
【００１２】
また、かかる本発明の鋼構造物中の鋼材の補強方法は、好ましくは、以下の(2) 〜(5) の具体的構成を有するものである。
（２）補強用ＦＲＰ板が、少なくとも炭素繊維、アラミド繊維またはガラス繊維が用いられて構成されており、実質的に一方向に該繊維が配列され、板幅が１０〜１００ｍｍのものであることを特徴とする上記(1) 記載の鋼構造物中の鋼材の補強方法。
（３）貼り付け範囲が、補強対象鋼材の表の面または／および裏面であることを特徴とする上記(1) または(2) 記載の鋼構造物中の鋼材の補強方法。
（４）補強対象鋼材にかかる圧縮力方向と繊維長軸方向とが平行になるようにして補強用ＦＲＰ板を貼り付けることを特徴とする上記(1) 、(2) または(3) 記載の鋼構造物中の鋼材の補強方法。
（５）複数枚の補強用ＦＲＰ板を貼り付けるものであり、それぞれの板面方向が交差する方向下で貼り付けられることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) または(4) 記載の鋼構造物中の鋼材の補強方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の鋼構造物中の鋼材の補強方法によれば、鋼構造物中の鋼材、特に圧縮力が加わる鋼材に対して効果的な補強を行うことを可能にする鋼構造物中の鋼材の補強方法が提供されるものであり、鋼構造物中にある鋼材に対して、座屈に対する抵抗性と靱性を与えることができるものである。
【００１４】
本発明の鋼構造物中の補強方法は、既存の鋼構造物に採用するのが築造後の年月の経過とともに錆による断面欠損等により弱くなってきた鋼構造物に高い補強効果を与えることができる点で、特に好ましい。
【００１５】
ただし、むろん、被補強鋼構造物は既存のものだけに限られず、新築時に併せて該構造物に対して行うようにしても好ましいものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、更に詳しく本発明の鋼構造物中の鋼材の補強方法について、説明する。
【００１７】
本発明の方法は、鋼構造物中の圧縮力がかかる鋼材の表面に、補強用ＦＲＰ板を接着剤を用いて貼り付けて補強することを特徴とするものである。
【００１８】
ここで、鋼構造物とは、既に建造されている鋼構造物をいい、また鋼構造物とは、鋼製材料（鋼板、鋼管、鋼材、鋼棒など）を構造物に使用してなるものをいい、鉄筋コンクリート構造物における鉄筋や、鉄骨鉄筋コンクリート構造物における鉄筋や鉄骨は、含まない概念である。
【００１９】
本発明において、補強のために用いられるＦＲＰとは、補強用繊維とマトリックス樹脂で一体化された繊維強化プラスチックであり、該補強用のＦＲＰ板は、接着剤が用いられて鋼材の表面に貼り付けられる。該補強用ＦＲＰ板は、少なくとも炭素繊維、アラミド繊維またはガラス繊維が用いて構成されており、実質的に一方向に該繊維が配列され、板幅が１０〜１００ｍｍのものであるものを用いるのが好ましい。該補強用ＦＲＰ板に用いられる補強繊維は、中でも好ましくは、引張り強度が高く、圧縮強度もある程度期待できる材料であることから、炭素繊維、アラミド繊維またはガラス繊維である。これらの補強繊維は、実質的に一方向に配列されていることが、該繊維による補強効果を良好にもたらしめることができることからさらに好ましい。
【００２０】
補強繊維は、本発明者らの各種知見によれば、補強完了後の総使用量（対単位面積あたり）で１２００〜９６００ｇ／ｍ2 で該補強用ＦＲＰに使用されているものを用いるのが好ましい。該補強完了後の繊維の総使用量は、被補強材たる鋼材の種類、大きさ（長さ、幅、寸法等）、断面形状、該鋼材が使用されている箇所の特質、補強繊維の種類・性状等に適宜に対応させて決定をすればよい。
【００２１】
また、補強に用いられる補強用ＦＲＰ板は、接着作業性、取扱い性などの理由から、板幅が１０〜１００ｍｍ程度のものを用いるのが好ましい。また、圧縮力がかかる鋼材の表面に貼って用いるものであるから、該補強用ＦＲＰ板の長さは、通常は１〜１０ｍであるのが実際的である。また補強用ＦＲＰ板の板厚さは、１．０〜６ｍｍ程度の範囲内のものを用いるのが好ましい。一枚の補強用ＦＲＰ板としては、その重量は１６００〜９６００ｇ／ｍ2 、その中で繊維の使用量は、１２００〜７２００ｇ／ｍ2 程度のものを用いるのが好ましい。
【００２２】
従って、上述したように、補強完了後の総使用量（対面積）で繊維量が１２００〜９６００ｇ／ｍ2 とするためには、通常は、補強完了後の繊維の総使用量（対面積）で１２００〜９６００ｇ／ｍ2 となるように、ＦＲＰ板１枚当たりの繊維の使用量が１２００〜２４００ｇ／ｍ2 程度の補強用ＦＲＰ板を適宜に積層使用して補強するようにすればよいものである。
【００２３】
また、繊維もしくはＦＲＰ板の力学的特性は、全体として、一般に、本発明者らの各種知見によれば、補強繊維の配列方向の引張り強度が６００Ｎ／ｍｍ2 〜２４００Ｎ／ｍｍ2 、ヤング係数が４０ｋＮ／ｍｍ2 〜３７０ｋＮ／ｍｍ2 の範囲内となるように用いられることが望ましい。すなわち、圧縮材に対して最大震度規模の地震に対抗できるような補強効果を該繊維もしくはＦＲＰ板の使用によって実現するという点で、上記の範囲レベル程度の力学的特性を有するものを用いることが望ましいのである。ただし、これは被補強鋼構造物の補強前の本来の耐震強さ・強度にも対応して厳密には変動する性格のものである。
【００２４】
すなわち、ヤング係数が大きい補強用ＦＲＰ板を貼り付ければ、剛性は向上し耐力が向上するものの、エネルギー吸収能が小さく変形も小さいので、その観点では好ましい。一方、ヤング係数が小さく引張り強度の大きい補強用ＦＲＰ板を貼り付ければ、耐力の向上は若干劣るものの、エネルギー吸収能が大きく、大変形に耐えることができるとともに、変形後の除荷により、ある程度元の形態に復元できるものであり、その観点では好ましい。
【００２５】
そして、鋼構造物中の圧縮材として引張り力と圧縮力の両方あるいは圧縮力と曲げモーメントの両方の力を受ける鋼材に対する補強効果をもたらすという点では、繊維もしくはＦＲＰ板の力学的特性は、上述のような範囲の組合せであることがバランスが良く好ましいものであり、さらに好ましくは、該補強用ＦＲＰ板の総使用量・総使用枚数が、補強繊維の配列方向の引張り耐力（引張り強力）４．８ｋＮ／ｍ〜１９．２ｋＮ／ｍ、引張り剛性が３１２ｋＮ／ｍｍ〜２１８４ｋＮ／ｍｍの範囲内となるように実現されていることである。
【００２６】
本発明に従い補強用ＦＲＰ板を貼り付ける際に、複数枚を重ねて貼り付けるときには全枚数が同一形状・同一寸法のものでなくともよく、最も圧縮力または曲げモーメントが加わるところに重畳枚数が最も多くなるように階段状に重ねて貼り合わせることも有効である。そのような場合には、重畳枚数が最も多くなる箇所での補強用ＦＲＰ板の全体が、上述の引張り耐力（引張り強力）、引張り剛性を実現できるように全体を構成して貼ればよいものである。
【００２７】
該補強用ＦＲＰ板に用いられるマトリックス樹脂は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドエステル樹脂あるいはポリイミド樹脂などの樹脂が好適に用いられる。
【００２８】
上述の補強用ＦＲＰ板全体の引張り強度とヤング係数の各値は、繊維種類・性能によって概ね決定される。すなわち、強度が高い繊維はヤング係数が小さいため、耐力の向上はほどほどであまり大きくなく変形（エネルギー吸収）は大きくできる。逆に、ヤング係数の高い繊維は強度が低く、耐力は大きく向上するが、変形は小さく靭性に乏しいので、これらの特質を踏まえて、使用する繊維種類・性能を決めればよい。
【００２９】
また、補強用ＦＲＰ板を鋼材に接着する接着剤は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂あるいはウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができ、中でも、エポキシ樹脂を用いることが接着性や作業性の点で最も好ましいものである。接着剤は、液体状、半液体状、塊状や紛末状あるいはシート状などの固体状・半固体状のものなどを使用することができる。
【００３０】
ただし、該接着剤については、従来からこのような補強用ＦＲＰ板（たとえば、コンクリート橋脚などの補強用などの補強用ＦＲＰ板）の接着用として使用されているものを用いてもよい。なおまた、上述のマトリックス樹脂自体を接着剤として機能させるものも本発明に含まれるものである。
【００３１】
本発明において、補強される対象となる圧縮力がかかる鋼材は、平鋼、Ｚ型鋼、山形鋼、みぞ型鋼、Ｈ型鋼、Ｉ型鋼、鋼管またはそれらの組立体の長尺構造材であることが、本発明の効果を良好に得る上で好ましいものである。
【００３２】
特に、平鋼、山形鋼、溝型鋼などは、圧縮力に比較的弱いとも言えるので、本発明方法による被補強対象として最適なものである。
【００３３】
補強対象鋼材に補強用ＦＲＰ板を貼り付けるに際しては、該鋼材にかかる圧縮力方向と繊維長軸方向とがほぼ平行になるようにして補強用ＦＲＰ板を貼り付けることが、高い補強効果を得る上で最も好ましい。該補強用ＦＲＰ板を貼り付けるに際しては、該板の１枚を貼り付けるだけでなく、適宜に複数枚を重ねて貼り付けてもよく、そのようにすればより高い補強効果を得ることができる。
【００３４】
貼り付ける箇所は、特に限定されないが、圧縮力が加わって座屈する可能性があると考えられる箇所に貼り付けるのがよく、例えば、図１に示したように、補強対象鋼材の表の面または／および裏面に対して、繊維長さ方向が圧縮力の方向と平行になるようにして用いて、ある程度の長さで平坦部を有する被補強鋼材の部分に全面的あるいは部分的に貼り付けることが好ましい。表の面や裏の面だけでなく、側面に対しても貼り付けることが可能な場合には、側面に貼り付けてもよい。
【００３５】
図１は、本発明の鋼構造物中の鋼材の補強方法の一実施態様例をモデル的に示した概略斜視モデル図である。
【００３６】
図１において、１は被補強対象物たる鋼構造物、２は補強用ＦＲＰ板、３は鋼ブレース、４は鋼柱、５は鋼梁、６は床、７はガセットプレートであり、この図では、２本の鋼ブレース３に対して補強用ＦＲＰ板を貼り付けた場合を示しているが、４の鋼柱に対して補強用ＦＲＰ板を貼り付ける場合も本発明の補強方法によるものであり、好ましいものである。
【００３７】
複数の補強用ＦＲＰ板を用いて、複数の面に対して、それぞれ補強用ＦＲＰ板を貼り付けるときには、それぞれの補強用ＦＲＰ板の板面方向が平行になるように貼り付けてもよいが、それぞれの板面方向が交差する方向下であるようにして貼り付けるようにしてもよい。圧縮力が加わる方向が特定の一方向と予想できないときにも対応できるようにするためや、偏心的な力などにも対抗することができるようにするためである。
【００３８】
また、本発明の方法に従って被補強物たる鋼材の表面に補強用ＦＲＰ板を接着剤を用いて貼り付けた後に、さらに、該補強用ＦＲＰ板の上などを覆うように、繊維束や繊維シート、あるいは樹脂が含浸された繊維束や繊維シート等を巻き付けて、さらに外観の向上や補強効果の一層の向上を行うようにしてもよい。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例に基づいて本発明の鋼構造物中の鋼材の補強方法の具体的構成・効果について説明をする。
【００４０】
なお、実施例１〜５、比較例１は、圧縮力がかかる鋼材の補強として本発明方法を採用した場合に関する実施例と比較例である。
【００４１】
実施例６と比較例２は、圧縮力と曲げモーメントが同時にかかる鋼材の補強として本発明方法を採用した場合に関する実施例と比較例である。
実施例１
鉄筋コンクリートに対する補強用として市販されている各種強化用ＦＲＰ板の中で高強度タイプと分類されている引張り強度が２４００ｋＮ／ｍｍ2 、ヤング係数が１５６ｋＮ／ｍｍ2 であって、長さが１２８０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの補強用ＦＲＰ板（補強繊維：炭素繊維、マトリックス樹脂：エポキシ樹脂）を４枚準備した。
【００４２】
これらの補強用ＦＲＰ板を、山形鋼材（Ｌ字型鋼材、鋼材長さ１３００ｍｍ、Ｌ字型断面の１辺の長さ：５０ｍｍ、同Ｌ字型断面の他の１辺の長さ：５０ｍｍ、同肉厚：４ｍｍ）の交差する板面方向下において、Ｌ字型を形成する２つの面のそれぞれの内面側と外面側の計４面に対して、接着剤としてエポキシ樹脂を用いて貼り付けた。貼り付けは、ＦＲＰ板中の繊維長さ方向が山形鋼材の長さ方向と平行になるように貼り付けた。図２がその貼り付けた後の外観斜視モデル図であり、８は被補強対象物たる鋼構造物、２は補強用ＦＲＰ板である。
【００４３】
該補強用ＦＲＰ板を貼り付けた該山形鋼材に対して圧縮力を両端側から加え、該圧縮力に対する耐久性について各種物性値の測定結果から判断した。
【００４４】
圧縮力を両端側から加えるに際しては、図３にモデル図を示したように、山形鋼材８の両端に方形の鋼板９（２００ｍｍ×１８０ｍｍ）をピンを用いて固定し、該鋼板を介してオイルジャッキを用いて、山形鋼材に対して、ゆっくりと静的に圧縮荷重を加えた。
【００４５】
該圧縮試験は、山形鋼が座屈するか、貼り付けた補強用ＦＲＰ板が剥がれるか、あるいは貼り付けた補強用ＦＲＰ板が層内で破壊するか、のいずれかの事象が発生するまで行った（いずれかの事象が発生したら、その時点で圧縮終了とした）。
【００４６】
評価データは、圧縮開始から上記の圧縮終了時点までの間で、最大荷重、該最大荷重時の変位量（山形鋼材の長さ方向の中央部の変位量（中央変位））、最大中央変位量、残留変位量、破壊したときは破壊時の変位量のそれぞれを測定した。
【００４７】
その結果を、表１に示した。
実施例２
コンクリート建造用として市販されている各種強化用ＦＲＰ板の中で中弾性タイプと分類されている引張り強度が１５００ｋＮ／ｍｍ2 、ヤング係数が２７３ｋＮ／ｍｍ2 であって、長さが１２８０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの補強用ＦＲＰ板（補強繊維：炭素繊維、マトリックス樹脂：エポキシ樹脂）を４枚を準備して使用した以外は、すべて実施例１と同一の条件で実施例１と同様の圧縮力付与試験に供した。
【００４８】
その結果は、表１に示したとおりである。
実施例３
実施例１で用いたのと同一の補強用ＦＲＰ板と同一のＦＲＰ板であるが、ただし、寸法が相違する４種、各２枚の合計８枚の補強用ＦＲＰ板を準備して（その１：長さ１２８０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ、その２：長さが６４０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ、その３：長さが４５０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ、その４：長さが２１０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）、実施例１と同様の山形鋼材の長さ方向中心部に対しかつ外面２枚に対して、順次寸法の大きい方から順番に階段状に貼り付けた他は実施例１と同一の条件にして実施例１記載と同様の圧縮力付与試験に供した。
【００４９】
図４はその貼り付けた後の外観斜視モデル図であり、８は被補強対象物たる鋼構造物、２は補強用ＦＲＰ板である。
【００５０】
その結果は、表１に示したとおりである。
実施例４
実施例３で用いた補強用ＦＲＰ板に代えて、実施例２で用いたのと同一の補強用ＦＲＰ板と同一仕様のＦＲＰ板であるが、ただし、寸法だけを実施例３のものと同一にした８枚の補強用ＦＲＰ板を準備して（その１：長さ１２８０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ、その２：長さが６４０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ、その３：長さが４５０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ、その４：長さが２１０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）、他は実施例３とすべて同一の条件にして、圧縮力付与試験に供した。
【００５１】
その結果は、表１に示したとおりである。
実施例５
実施例１で用いたと同様の補強用ＦＲＰ板を４枚準備して、Ｌ字型を形成する２つの面のそれぞれの外面側に対して２枚ずつ（２枚重ね）計４枚を貼り付けた以外は、すべて実施例１と同一の条件で実施例１と同様の圧縮力付与試験に供した。
【００５２】
その結果は、表１に示したとおりである。
比較例１
補強用ＦＲＰ板を何ら使用しない以外は、すべて実施例１と同一の条件で実施例１と同様の圧縮力付与試験に供した。
【００５３】
その結果は、表１に示したとおりである。
【００５４】
【表１】
2006161463.tif 000003
【００５５】
各評価パラメータにおいて、最大荷重（ｋＮ）とは、荷重負荷開始時点から荷重（圧縮力）の付与の解除までの間において、山形鋼材に加わった最大の荷重のことである。この最大荷重値まで山形鋼材が耐え得たということになるが、該最大荷重を示した後は、変形や座屈を伴いつつ、荷重自体は小さくなって、さらに塑性変形が進行していったりするものである（すぐ破壊につながるケースなどもある）。
【００５６】
この最大荷重は高い方が良いと言える。また、最大荷重時の変位（ｍｍ）は、最大荷重が負荷されたときの変位量をいい、鋼材の中央部で圧縮力付与前と比べてどれぐらいずれているかを示す値である。この値は、小さいほど最大荷重が加わったときでさえも鋼材自身としては変形が小さいということである。
【００５７】
本発明によるものは、最大荷重値が、比較例１のものに比べて約２〜３倍程度は大きく、また、その最大荷重が加わったときでさえも変位は少なく、非常に耐荷性・耐久性が向上していることがわかる。
【００５８】
一方、最大中央変位とは、荷重負荷開始時点から荷重（圧縮力）の付与の解除までの間において、山形鋼材の中央部における変位の最大の値のことである。
【００５９】
かかる表１からわかるように、実施例１〜５の本発明によるものは、最大荷重値が、比較例１のものに比べて約２〜３倍程度は大きく、またその最大荷重が加わった時でさえも鋼材中央部での変位は約１／３〜３／４と小さく、比較例１のものと比べて変位が少なく非常に耐荷性・耐久性が向上していることがわかる。
【００６０】
一方で、最大中央変位は、比較例１のものは高い値（８０ｍｍ）を示しているが、残留変形値も高く（７５．５ｍｍ）、比較例１の場合ではもはや弾性限界を超えた塑性変形領域での変形となっていることがわかる。これに対して、本発明によるものは、比較例１のものよりは最大中央変位が小さく、かつ残留変形も小さい値を示している。
【００６１】
以上のことは、本発明方法によれば、圧縮力を受けても、補強を何もしないブランク品と比較して変位も小さく、かつその変位も、より弾性変形領域のものであると判断できるものであり、圧縮力に対抗する耐荷性・耐久性と靭性が大きいものになっていると言える。すなわち、圧縮力によって座屈や変形・破壊がしにくい上に、たとえ、変形したとしても、荷重が解除されれば元の形状に復元するパワーがブランク品（比較例１）のものよりも著しく大きくて良好であるということである。
【００６２】
なお、実施例１〜５を見ればわかるように、本発明方法による場合でも、補強用ＦＲＰ板の使用方法・構造等（補強繊維の配列や貼り付け方、使用量等）によっては、圧縮力に対する強さ、耐荷性・耐久性や靭性などの複数の特性について、いずれかの特性を他方特性よりも強調するように構成することもできて、それらを適宜に被補強鋼構造物の特質に対応させて使い分けるなどのことも可能なものである。
実施例６
長さ２０００ｍｍのＨ型鋼材柱を形成しているＨ型鋼の両フランジ外側に、実施例１で用いたものと同一の補強用ＦＲＰ板を、それぞれ２枚ずつエポキシ樹脂を用いて貼り付けた。
【００６３】
Ｈ型鋼の詳細は、図５（ａ）、（ｂ）に示したように、鋼材長さ２０００ｍｍ、Ｈ型の高さ１００ｍｍ、Ｈ型の幅１００ｍｍ、ウェブ部の厚さ６ｍｍ、フランジ部厚さ８ｍｍである。
【００６４】
この補強用ＦＲＰ板を貼り付けたＨ型鋼からなる柱材に、まず、手動ジャッキで一定の圧縮力を作用させた。詳しくは、軸力（圧縮力）を２００ｋＮに保ったまま、強軸（Ｘ軸）回りに曲げモーメントをＨ型鋼下端部にアクチュエーターによりアームを介し載荷させた。
【００６５】
このときの最大曲げモーメントと最大曲げモーメント時の変位を測定し、その結果を表２に示した。
比較例２
補強用ＦＲＰ板を使用しない以外は、すべて実施例６と同一の条件にして、実施例６と同様に、軸力（圧縮力）を２００ｋＮに保ったまま、曲げモーメントをＨ型鋼下端部にアクチュエーターによりアームを介し載荷させた。
【００６６】
このときの最大曲げモーメントと最大曲げモーメント時の変位を測定し、その結果を表２に示した。
【００６７】
【表２】
2006161463.tif 000004
【００６８】
かかる表２に示したように、実施例６、比較例２の比較試験において、試験体が横座屈を起こすモーメントは、無補強（比較例２）の場合で８０４６ｋＮ、本発明にかかる補強試験体（実施例６）で１０６３３２ｋＮとなり、約３２％の向上効果が認められた。
【００６９】
軸力を２００ｋＮに保ったまま、端部に強軸（Ｘ軸）回りに曲げモーメントを増加させていくと、あるモーメントから弱軸回りに回転が起き、急激に座屈耐力が減少するが、本発明にかかる強化用ＦＲＰ板を貼り付けることにより弱軸回りの回転への移行を遅らすことができた。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、本発明の鋼構造物中の鋼材の補強方法の一実施態様例をモデル的に示した概略斜視モデル図である。
【図２】図２は、本発明の鋼構造物中の鋼材の補強方法の実施例１での評価をするのに採用した補強用ＦＲＰの板貼付け方を説明するための図であり、補強用ＦＲＰ板を貼り付けた後の外観斜視モデル図である。
【図３】図３は、本発明の鋼構造物中の鋼材の補強方法の各実施例での評価をするのに採用した圧縮試験方法を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の鋼構造物中の鋼材の補強方法の実施例３および実施例４で採用した試験方法を説明するための図であり、補強用ＦＲＰ板を貼り付けた後の外観斜視モデル図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、実施例６で用いたＨ型鋼からなる柱材の概略を示したモデル図であり、（ａ）がＨ型の断面構造を示した断面概略図、（ｂ）が正面概略図である。
【符号の説明】
【００７１】
１：被補強対象物たる鋼構造物
２：補強用ＦＲＰ板
３：鋼ブレース
４：鋼柱
５：鋼梁
６：床
７：ガセットプレート
８：山形鋼材
９：方形の鋼板
【図１】
2006161463.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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