(57)【要約】【課題】  確実に補強効果を確保することができるコンクリート構造体の補強構造を提供す。【解決手段】  耐震補強構造１０は、コンクリート造の柱１の表面に形成された凹部１Ａと、凹部１Ａ内に打設されたアンカーボルト３０と、複数の突出部２０Ａが形成され、突出部２０Ａにおいて貫通するような孔２０Ｂが形成され、突出部２０Ａが凹部１Ａに嵌まり込むとともに、アンカーボルト３０が孔２０Ｂを挿通するように設置された鋼板１０と、アンカーボルト３０に締め付けられたナット３１とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造体を補強する構造であって、
前記コンクリート構造体に打設されたアンカーボルトと、前記アンカーボルトが挿通する孔を有する鋼板と、前記鋼板の孔を挿通した前記アンカーボルトに締め付けられたナットと、を備え、
前記コンクリート構造体の表面には凹部が形成され、当該凹部の底面に前記アンカーボルトは打設されており、
前記鋼板には前記コンクリート構造体に向かって突出する複数の突出部が形成され、当該突出部において当該鋼板を貫通するように前記孔は形成されており、
前記鋼板の前記突出部が前記コンクリート構造体の前記凹部に嵌め込まれた状態で、前記ナットは前記アンカーボルトに締め付けられていることを特徴とするコンクリート構造体の補強構造。
【請求項２】
請求項１記載のコンクリート構造体の補強構造であって、
前記補強板の突出部の裏側に相当する部分は、当該突出部の形状に合わせて凹んでいることを特徴とするコンクリート構造体の補強構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載のコンクリート構造体の補強構造であって、
前記補強板と前記コンクリート構造体との間に接着剤又は充填剤が充填されていることを特徴とするコンクリート構造体の補強構造。
【請求項４】
コンクリート構造体を補強する方法であって、
前記コンクリート構造体の表面に凹部を形成する凹部形成ステップと、
前記凹部内にアンカーボルトを打設するアンカーボルト打設ステップと、
複数の突出部が形成され、前記突出部において貫通するような孔が形成された補強板を、前記突出部が前記凹部に嵌まり込むとともに、前記アンカーボルトが前記孔を挿通するように配置する補強板配置ステップと、
前記アンカーボルトにナットを締め付けるナット締め付けステップとを備えることを特徴とするコンクリート構造体の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造体を補強する構造及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造の既存建物において、柱や梁の外周に補強部材を取り付けたり、建物と一体に補強構造を構築したりすることにより耐震補強する方法が用いられている。このような方法として、例えば、特許文献１には、鋼板を既存柱の一面に沿うように配置し、この鋼板を既存柱の表面に打設したアンカーボルトにより固定する方法が記載されている。また、柱と鋼板との間でより確実に応力伝達が行われるように、柱と鋼板との間に接着剤を充填することが行われている。これにより、既存柱に作用するせん断力が鋼板に伝達され、鋼板がこれに抵抗するため、既存柱を補強することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４２２９４２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、上記の方法では、接着剤が剥離してしまうと、アンカーボルトのみにより既存柱に作用する応力を鋼板に伝達することとなる。このため、既存柱と鋼板との間で十分に応力伝達が行われず、十分な補強効果が得られない虞がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、確実に補強効果を確保することができるコンクリート構造体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】
本発明のコンクリート構造体の補強構造は、前記コンクリート構造体に打設されたアンカーボルトと、前記アンカーボルトが挿通する孔を有する鋼板と、前記鋼板の孔を挿通した前記アンカーボルトに締め付けられたナットと、を備え、前記コンクリート構造体の表面には凹部が形成され、当該凹部の底面に前記アンカーボルトは打設されており、前記鋼板には前記コンクリート構造体に向かって突出する複数の突出部が形成され、当該突出部において当該鋼板を貫通するように前記孔は形成されており、前記鋼板の前記突出部が前記コンクリート構造体の前記凹部に嵌め込まれた状態で、前記ナットは前記アンカーボルトに締め付けられていることを特徴とする。
【０００７】
上記のコンクリート構造体の補強構造において、前記補強板の突出部の裏側に相当する部分は、当該突出部の形状に合わせて凹んでいてもよい。
また、前記補強板と前記コンクリート構造体との間に接着剤又は充填剤が充填されていてもよい。
【０００８】
また、本発明のコンクリート構造体の補強方法は、前記コンクリート構造体の表面に凹部を形成する凹部形成ステップと、前記凹部内にアンカーボルトを打設するアンカーボルト打設ステップと、複数の突出部が形成され、前記突出部において貫通するような孔が形成された補強板を、前記突出部が前記凹部に嵌まり込むとともに、前記アンカーボルトが前記孔を挿通するように配置する補強板配置ステップと、前記アンカーボルトにナットを締め付けるナット締め付けステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コンクリート構造体に形成した凹部に補強板の突出部が嵌め込まれることで、コンクリート構造体の凹部と補強板の突出部との間で応力が伝達されるため、補強板にコンクリート構造体に作用する応力の一部が確実に伝達される。これにより、確実に補強効果を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の耐震補強構造を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図２】比較例の耐震補強構造を設けた柱にせん断力が作用した場合の力の流れを示す図である。
【図３】実施例の耐震補強構造を設けた柱にせん断力が作用した場合の力の流れを示す図である。
【図４】耐震補強構造の構築方法を説明するための図（その１）であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図５】耐震補強構造の構築方法を説明するための図（その２）であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図６】耐震補強構造の構築方法を説明するための図（その３）であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図７】梁に耐震補強構造を設けた様子を示す図である。
【図８】柱梁仕口部に耐震補強構造を設けた様子を示す図である。
【図９】複数の長方形状の鋼板を柱に固定して構成した耐震補強構造を示す図である。
【図１０】長手方向全長に亘って一対の断面台形状の突出部が形成された鋼板を用いて構成した耐震補強構造を示す図である。
【図１１】柱梁架構全体を耐震補強する場合の耐震補強構造を示す図である。
【図１２】一方の面に複数の突出部が形成され、他方の面は平坦である鋼板を用いた場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の耐震補強方法の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、鉄筋コンクリート造の柱梁架構における柱をせん断補強する場合を例として説明する。
図１は、本実施形態の耐震補強構造１０を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。同図に示すように、本実施形態の耐震補強構造１０は柱１の表面にアンカーボルト３０により鋼板２０が固定されてなる。
【００１２】
鋼板２０には、縦横複数列に亘って裏側（柱１側）へ向かって突出する円錐台状の突出部２０Ａが形成されており、これら突出部２０Ａの底面の中心には、アンカーボルトの径よりもわずかに大きな径の表裏貫通する孔２０Ｂが形成されている。
【００１３】
柱１の表面には、鋼板２０の突出部２０Ａに合わせた位置に、突出部２０Ａに対応する形状の凹部１Ａが切削されており、その底面の中心にアンカーボルト３０が打設されている。
【００１４】
鋼板２０は、突出部２０Ａが柱１に形成された凹部１Ａに嵌め込まれるとともに、アンカーボルト３０が孔２０Ｂ内を挿通するように柱１の表面に沿って配置され、アンカーボルト３０にナット３１が締め付けられることにより柱１の表面に固定されている。加えて、鋼板２０と柱１の表面との間には接着剤４０が充填されており、鋼板２０は接着剤４０により、より強固に柱１に固定されている。
【００１５】
以下、図２に示すように、平板状の鋼板１２０をアンカーボルト１３０により柱１に固定し、鋼板１２０と柱１との間に接着剤１４０を充填した耐震補強構造１１０（以下、比較例という）と、本実施形態のように、鋼板２０に突出部２０Ａを設け、この突出部２０Ａを柱１に形成した凹部１Ａに嵌め込んだ耐震補強構造１０（以下、実施例という）と、について、柱１に作用するせん断力へ抵抗する仕組みについて比較しながら説明する。
【００１６】
比較例の耐震補強構造１１０を備えた柱１にせん断力が作用すると、柱１表面に斜めひび割れを生じさせるような力（以下、ひび割れ力という）が作用する。このようにひび割れ力に対して、ひび割れがわずかな場合には、図２（Ａ）に示すように、接着剤１４０による接着力は維持されているため、接着剤１４０を介して柱１と鋼板１２０との間で応力伝達が行われ、鋼板１２０のせん断耐力によりひび割れ力に対して抵抗する。ひび割れが進行すると、接着剤１４０が一部剥離する。接着剤１４０が一部剥離すると、図２（Ｂ）に示すように、接着剤１４０による接着力のみでは１柱と鋼板１２０との間で十分な応力伝達ができず、ひび割れ力の一部はアンカーボルト１３０を介して鋼板１２０に伝達されることとなる。さらにひび割れが進行し、接着剤１４０が完全に剥離した場合には、図２（Ｃ）に示すように、アンカーボルト１３０を介してのみ柱１と鋼板１２０との間で応力伝達が行われる。
【００１７】
これに対して、実施例の耐震補強構造１０を備えた柱１にせん断力が作用し、ひび割れ力が作用すると、ひび割れがわずかな場合には、図３（Ａ）に示すように、接着剤４０による接着力は維持されているため、接着剤４０を介して柱１と鋼板２０との間で応力が伝達され、鋼板２０の引張耐力によりひび割れ力に対して抵抗する。柱１のひび割れが進行し、接着剤４０が一部剥離すると、図３（Ｂ）に示すように、接着剤４０による接着力のみでは柱１と鋼板２０との間で十分な応力伝達ができなくなる。これに対して、実施例では、鋼板２０の突出部２０Ａが柱１表面に形成された凹部１Ａに嵌め込まれていることで、この突出部２０Ａと凹部１Ａとの間で応力伝達が可能となるため、接着剤４０とともに、突出部２０Ａと凹部１Ａとの間で応力伝達が行われることとなる。さらにひび割れが進行し、接着剤４０が完全に剥離した場合には、図３（Ｃ）に示すように、アンカーボルト３０を介して柱１と鋼板２０との間で応力伝達が行われるようになるが、突出部２０Ａと凹部１Ａとの間での応力伝達も維持される。このように、実施例では、接着剤４０が完全に剥離してしまっても、アンカーボルト３０のみではなく、柱１表面に形成された凹部１Ａに鋼板２０の突出部２０Ａが嵌め込まれていることで応力伝達が行われる。このため、接着剤４０が剥離した場合であっても、確実に補強効果を確保することができる。
【００１８】
以下、かかる耐震補強構造１０の構築方法を図４〜図６を参照しながら説明する。なお、各図において、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
まず、図４に示すように、鋼板２０に形成された突出部２０Ａの位置及び形状に合わせて、柱１表面をウォータージェットなどで切削して、凹部１Ａを形成する。なお、凹部１Ａは鋼板２０の突出部２０Ａの形状に合わせて切削することは非常に困難であるため、凹部１Ａと突出部２０Ａとの間に隙間が生じることがあるが、この隙間に接着剤４０が充填されることで、確実に応力の伝達を行うことができる。
次に、図５に示すように、凹部１Ａの底部にアンカーボルト３０を打設する。
【００１９】
次に、図６に示すように、鋼板２０を、アンカーボルト３０が孔２０Ｂを挿通するとともに、突出部２０Ａが柱１表面の凹部１Ａに嵌まり込むように配置し、図７に示すように、アンカーボルト３０にナット３１を締め付ける。
次に、柱１と鋼板２０との間に接着剤４０を充填する。
以上の工程により本実施形態の耐震補強構造１０の構築が完了する。
【００２０】
なお、図１に示すように、本実施形態の耐震補強構造１０では、アンカーボルト３０の先端部が鋼板２０に形成された突出部２０Ａの裏側の凹部内に収容されている。このため、凹部内に樹脂などを充填することにより、鋼板２０の表面を平坦に仕上げることができる。
【００２１】
本実施形態によれば、柱１に形成した凹部１Ａと、鋼板２０の突出部２０Ａとの間で応力伝達が行われるため、鋼板２０に確実にせん断力が伝達されるため、より確実に耐震補強を行うことができる。このため、柱１に生じたひび割れの進行により、接着剤４０が剥離した場合であっても、確実に補強効果を保持することができる。
【００２２】
また、アンカーボルト３０が鋼板２０の突出部２０Ａの裏の凹部に収容されるため、鋼板２０の表面を平坦に仕上げることができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、柱１を耐震補強する場合について説明したが、これに限らず、
図７に示すように、梁２に耐震補強構造２１０を設けることや、図８に示すように、柱梁仕口部３に耐震補強構造３１０を設けることも可能である。これにより、柱梁仕口部３を曲げ補強することができる。
また、本実施形態では、鉄筋コンクリート造の建物を対象としたが、これに限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨コンクリート造の建物を耐震補強する場合にも本発明を適用できる。
【００２４】
また、本実施形態では、柱１の一面のみに耐震補強構造１０を構築したが、複数の面に耐震補強構造１０を設けても良い。
また、本実施形態では、縦横複数列に亘って突出部２０Ａが形成された鋼板２０を用いたが、少なくとも、横方向に複数列に亘って突出部が形成されていればよい。
【００２５】
また、本実施形態では、一枚の鋼板２０により耐震補強を行う場合について説明したが、図９に示すように、両端部近傍に突出部３２０Ａが形成された複数の長方形状の鋼板３２０を柱１に固定して補強を行っても良い。
【００２６】
また、図１０に示すように、長手方向全長に亘って一対の断面台形状の突出部４２０Ａが形成された鋼板４２０を用い、柱１には一対の溝状の凹部４０１Ａを形成することとしてもよい。かかる構成であれば、鋼板４２０の断面が一定形状であるため、鋼板４２０の製造を容易に行うことができる。
【００２７】
また、上記の各実施形態では、柱梁架構の一部を補強する場合について説明したが、これに限らず、柱梁架構全体を補強することもできる。例えば、図１１に示すように、各階の柱１の柱脚から柱頭部、柱梁仕口部、及び梁２の端部から中間部までの部分の表面に円錐台状の凹部を形成しておき、この部分を覆うように、構造体に向かって突出する突出部２０Ａを備えたＴ字型の鋼板２０をアンカーボルト３０を介して固定する。そして、下階の柱１に取り付ける鋼板２０の柱頭部に当たる部分と、上階の柱１に取り付ける鋼板２０の脚部にする部分とを、床を貫通する長ナット５０で連結する。かかる構成によれば、上下の階の柱１に取り付けられた鋼板２０が一体となり、柱１を曲げせん断補強することができるとともに、梁２を曲げ補強することができる。
【００２８】
また、本実施形態では、突出部２０Ａの裏側が凹部となっている鋼板２０を用いているが、これに限らず、図１２に示すように、一方の面に複数の突出部５２０Ａが形成され、他方の面は平坦である鋼板５２０を用いることも可能である。
【００２９】
また、本実施形態では、柱１と鋼板２０の間に接着剤４０を充填することとしたが、これに限らず、樹脂やセメント系材料などを充填してもよいし、何も充填しなくてもよい。
また、本実施形態では、鋼板２０を用いているがこれに限らず、ＦＲＰなどの剛性を有する部材であればよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  柱
１Ａ  凹部
２  梁
３  柱梁仕口部
１０、２１０、３１０  耐震補強構造
２０、１２０、３２０  鋼板
２０Ａ、３２０Ａ，４２０Ａ  突出部
３０、１３０  アンカーボルト
４０  接着剤
【図１】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図２】
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【図３】
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