(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存基礎と、
前記既存基礎上に立てられた既存塔状構造物と、
前記既存塔状構造物に、上下方向に間隔を空けて設けられる複数のブラケットと、
隣り合う前記ブラケット間にそれぞれ張り渡される複数の第一棒状部材と、一番の下の前記ブラケットから下方へ延出し、前記既存基礎または地盤に固定される第二棒状部材と、を有する補強用引張線材と、
を備える既存塔状構造物の曲げ補強構造。
【請求項２】
既存基礎と、
前記既存基礎上に立てられた既存塔状構造物と、
上下方向に間隔を空けた複数箇所で前記既存塔状構造物に連結されると共に下端部が前記既存基礎または地盤に固定される補強用引張線材と、
前記既存塔状構造物の周囲に新設される補強架構と、
を備え、
前記補強用引張線材の下端部は、前記補強架構を介して前記既存基礎または新設基礎に固定される、
既存塔状構造物の曲げ補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存塔状構造物の曲げ補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存塔状構造物と、既存塔状構造物に上下方向に間隔を空けて取り付けられる複数の補強バンド（本体固定用バンド）と、隣接する補強バンド同士を連結する複数の棒状部材とを備える既存塔状構造物の補強方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
なお、既存塔状構造物の補強技術ではないが、新築の塔状構造物としては、特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５３４５２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２７０８３号公報
【０００５】
特許文献１に開示された技術では、既存塔状構造物の曲げ剛性を高めることができるものの、既存塔状構造物の曲げ剛性をさらに効率的に高めるためには、改善の余地がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の事実を考慮し、既存塔状構造物の曲げ剛性を効率的に高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１態様に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造は、既存基礎と、前記既存基礎上に立てられた既存塔状構造物と、上下方向に間隔を空けた複数箇所で前記既存塔状構造物に連結されると共に下端部が前記既存基礎または地盤に固定される補強用引張線材と、を備える。
【０００８】
第１態様に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造によれば、補強用引張線材は、上下方向に間隔を空けた複数箇所で既存塔状構造物に連結されると共に、下端部が既存基礎または地盤に固定される。
【０００９】
したがって、地震によって既存塔状構造物に曲げモーメントが作用したときに、既存塔状構造物に作用する引張力に対して補強用引張線材が抵抗する。一方、既存塔状構造物に作用するせん断力に対しては、補強用引張線材の抵抗力は小さい。したがって、既存塔状構造物のせん断剛性の増加を抑制しつつ、曲げ剛性を高めることができる。
【００１０】
また、補強用引張線材の下端部は、既存基礎または地盤に固定される。これにより、既存塔状構造物に作用する引張力が補強用引張線材を介して既存基礎または地盤に伝達される。したがって、既存塔状構造物に作用する引張力に対して補強用引張線材がより効率的に抵抗可能になる。よって、既存塔状構造物の曲げ剛性を効率的に高めることができる。
【００１１】
第２態様に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造は、第１態様に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造において、前記既存塔状構造物の周囲に新設される補強架構を備え、前記補強用引張線材の下端部は、前記補強架構を介して前記既存基礎または新設基礎に固定される。
【００１２】
第２態様に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造によれば、補強用引張線材の下端部は、既存塔状構造物の周囲に新設された補強架構を介して既存基礎または新設基礎に固定される。これにより、地震によって既存塔状構造物に曲げモーメントが作用したときに、既存塔状構造物に作用する引張力を補強用引張線材及び補強架構を介して既存塔状構造物から離れた既存基礎または新設基礎に伝達することができる。
【００１３】
したがって、既存塔状構造物に作用する引張力に対して補強用引張線材がより効率的に抵抗可能になる。よって、既存塔状構造物の曲げ剛性をさらに効率的に高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造によれば、既存塔状構造物の曲げ剛性を効率的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造が適用された既存塔状構造物及び既存基礎を示す立面図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１の２Ａ−２Ａ線断面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の一部拡大図である。
【図３】図１の一部拡大図である。
【図４】（Ａ）は、比較例に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造が適用された既存塔状構造物の曲げ変形状態を模式的に示す立面図であり、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造が適用された既存塔状構造物の曲げ変形状態を模式的に示す立面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造が適用された既存塔状構造物及び既存基礎を示す立面図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造の変形例が適用された既存塔状構造物及び既存基礎を示す立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造について説明する。
【００１７】
先ず、第１実施形態について説明する。
【００１８】
図１に示されるように、第１実施形態に係る既存塔状構造物の曲げ補強構造（以下、単に「曲げ補強構造」という）１０は、既存基礎１４と、既存基礎１４の上に立てられた既存塔状構造物１６と、既存塔状構造物１６の外側面に沿って上下方向に延びる複数の補強用引張線材２０とを備えている。
【００１９】
既存基礎１４は、地盤１２を掘り下げて形成されている。また、既存基礎１４は、例えば、鉄筋コンクリートによって形成される。この既存基礎１４の上には、既存塔状構造物１６が立てられている。
【００２０】
既存塔状構造物１６は、例えば、鉄筋コンクリート等によって柱状に形成される。また、既存塔状構造物１６は、例えば煙突とされており、図２（Ａ）に示されるように断面矩形の筒状に形成されている。この既存塔状構造物１６の各角部１６Ａには、図２（Ｂ）に示されるように、後述するブラケット２４を介して補強用引張線材２０が連結されている。
【００２１】
なお、既存塔状構造物１６は、例えば、複数のプレキャストコンクリート製の筒状ブロックを積み上げて形成しても良いし、複数のレンガを積み上げて形成しても良い。また、既存塔状構造物１６は、筒状に限らず、中実の塔状構造物であっても良い。
【００２２】
図１及び図３に示されるように、補強用引張線材２０は、既存塔状構造物１６の両側に対を成して配置されている。具体的には、補強用引張線材２０は、既存塔状構造物１６の各角部１６Ａに沿って配置されている。これらの補強用引張線材２０は、複数のタイロッド２２を繋いで形成されており、既存塔状構造物１６の頂部１６Ｕから脚部１６Ｌに亘って配置されている。
【００２３】
タイロッド２２は、例えば、ＰＣ鋼棒または鉄筋等の棒状部材で形成されている。隣接するタイロッド２２は、ブラケット２４を介して互いに軸力を伝達可能に接続されている。つまり、補強用引張線材２０は、ブラケット２４を介して上下方向に間隔を空けた複数箇所で、既存塔状構造物１６の各角部１６Ａに連結されている。
【００２４】
図２（Ｂ）に示されるように、ブラケット２４は、後施工によって既存塔状構造物１６に固定されている。このブラケット２４は、既存塔状構造物１６に固定されるベース部２６と、タイロッド２２が取り付けられる取付部２８とを有している。
【００２５】
ベース部２６は、鋼板等によって断面Ｌ字状に形成されている。このベース部２６は、その角部２６Ａが既存塔状構造物１６の角部１６Ａに合わせられた状態で配置されている。
【００２６】
一方、既存塔状構造物１６の角部１６Ａには、後施工アンカー３０が打ち込まれており、この後施工アンカー３０にベース部２６がナット３２により固定されている。また、ベース部２６と角部１６Ａとの隙間には、無収縮モルタル等の充填材３４が充填されている。
【００２７】
取付部２８は、互いに対向する一対の保持プレート２８Ａを有している。一対の保持プレート２８Ａは、ベース部２６の角部２６Ａから外側へ張り出している。この一対の保持プレート２８Ａの間には、後述するタイロッド２２の端部に取り付けられた取付リング３６が挿入されている。
【００２８】
取付リング３６は、ボルト３８及びナット４０によって一対の保持プレート２８Ａに固定されている。これにより、タイロッド２２の端部がブラケット２４に軸力を伝達可能に取り付けられている。
【００２９】
なお、既存塔状構造物１６に対するブラケット２４の固定方法は、適宜変更可能である。また、ブラケット２４の形状や配置も適宜変更可能である。
【００３０】
図３に示されるように、ブラケット２４は、既存塔状構造物１６の各角部１６Ａに、上下方向に間隔を空けて複数設けられている。そして、隣接するブラケット２４間にタイロッド２２を張り渡すことにより、補強用引張線材２０が形成されている。
【００３１】
ここで、図１に示されるように、補強用引張線材２０の下端部２０Ｌは、既存基礎１４に埋設されており、当該既存基礎１４に固定されている。これにより、曲げモーメントＭに起因して補強用引張線材２０に作用する引張力Ｆが既存基礎１４に伝達されるようになっている。なお、補強用引張線材２０の下端部２０Ｌには、抜け留め用のアンカー４２が設けられている。
【００３２】
次に、第１実施形態の作用について説明する。
【００３３】
図１に示されるように、本実施形態に係る曲げ補強構造１０によれば、既存塔状構造物１６の両側には、一対の補強用引張線材２０が設けられている。各補強用引張線材２０は、既存塔状構造物１６の各角部１６Ａに沿って上下方向に延びると共に、上下方向に間隔を空けた複数のブラケット２４を介して既存塔状構造物１６に連結されている。さらに、各補強用引張線材２０の下端部２０Ｌは、既存基礎１４に固定されている。
【００３４】
これにより、地震によって既存塔状構造物１６に曲げモーメントＭが作用したときに、既存塔状構造物１６に作用する引張力Ｆに対して一方の補強用引張線材２０が軸力によって抵抗する。したがって、既存塔状構造物１６の曲げ変形が抑制される。つまり、本実施形態では、既存塔状構造物１６に補強用引張線材２０を設けることにより、既存塔状構造物１６の曲げ剛性を高めることができる。
【００３５】
ここで、既存塔状構造物１６の曲げ補強に伴って既存塔状構造物１６のせん断剛性が増加すると、既存塔状構造物１６に入力される地震力が増加して問題になる可能性がある。
【００３６】
これに対して本実施形態における補強用引張線材２０は、上下方向に延びる線材であるため、既存塔状構造物１６に作用するせん断力に対しては抵抗力が小さい。したがって、既存塔状構造物１６のせん断剛性の増加が抑制される。
【００３７】
このように本実施形態では、既存塔状構造物１６のせん断剛性の増加を抑制しつつ、既存塔状構造物１６の曲げ剛性を増加させることができる。したがって、既存塔状構造物１６を効率的に曲げ補強することができる。
【００３８】
また、図４（Ａ）には、比較例に係る曲げ補強構造１００が適用された既存塔状構造物１６が示されている。この既存塔状構造物１６では、一対の補強用引張線材２０の各々が既存塔状構造物１６の頂部１６Ｕ及び既存基礎１４にのみ連結されている。
【００３９】
この場合、既存塔状構造物１６が曲げ変形したときに、一方の補強用引張線材２０の中間部２０Ｍが既存塔状構造物１６に接近する。そのため、既存塔状構造物１６に作用する引張力Ｆに対する補強用引張線材２０の抵抗力が小さくなる。
【００４０】
一方、図４（Ｂ）には、本実施形態に係る曲げ補強構造１０が適用された既存塔状構造物１６が示されている。この既存塔状構造物１６では、一対の補強用引張線材２０の各々が上下方向に間隔を空けた複数のブラケット２４を介して既存塔状構造物１６に連結されている。
【００４１】
これにより、既存塔状構造物１６が曲げ変形したときに、一方の補強用引張線材２０の中間部２０Ｍが既存塔状構造物１６に接近せず、既存塔状構造物１６の外側面との間に所定の間隔を空けた状態で保持される。
【００４２】
そのため、既存塔状構造物１６に作用する引張力Ｆに対して、補強用引張線材２０が効率的に抵抗可能になる。したがって、既存塔状構造物１６の曲げ剛性を効率的に増加させることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態では、補強用引張線材２０の下端部２０Ｌが、既存基礎１４に固定されている。そのため、既存塔状構造物１６に作用する引張力Ｆが補強用引張線材２０を介して既存基礎１４に伝達される。
【００４４】
これにより、既存塔状構造物１６に作用する引張力Ｆに対して補強用引張線材２０がより効率的に抵抗可能になる。したがって、既存塔状構造物の曲げ剛性を効率的に高めることができる。
【００４５】
さらにまた、既存塔状構造物１６の各角部１６Ａに補強用引張線材２０を取り付けることにより、既存塔状構造物１６の曲げ剛性をバランス良く高めることができる。しかも、既存塔状構造物１６の角部１６Ａには、補強用引張線材２０を取り付け易いため、施工性が向上する。
【００４６】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図５に示されるように、第２実施形態に係る曲げ補強構造５０では、補強用引張線材２０が補強架構６０を介して既存基礎１４に固定されている。
【００４８】
具体的には、補強架構６０は、既存塔状構造物１６の曲げ補強時に、既存塔状構造物１６の周囲に新設されている。この補強架構６０は、例えば、既存塔状構造物１６を囲む立体架構とされており、既存塔状構造物１６のせん断剛性が増加しないように既存塔状構造物１６とは縁が切られている。
【００４９】
各補強架構６０は、既存基礎１４から立ち上げられた一対の柱６２と、一対の柱６２に架設されたトラス梁６４とを有している。トラス梁６４は、上弦材６４Ａ、下弦材６４Ｂ、一対の束材６４Ｃ、及び複数の斜材６４Ｄを有している。
【００５０】
一対の柱６２は、立面視（側面視）にて、既存塔状構造物１６の両側に既存塔状構造物１６と間隔を空けて配置されており、トラス梁６４の長手方向の両端部を支持している。この一対の柱６２は、既存基礎１４の外周部から立ち上げられている。
【００５１】
トラス梁６４は、上弦材６４Ａが下弦材６４Ｂよりも短くされた台形状に形成されている。この上弦材６４Ａと下弦材６４Ｂとは、一対の束材６４Ｃ及び複数の斜材６４Ｄによって連結されている。
【００５２】
一対の束材６４Ｃは、立面視にて、既存塔状構造物１６の両側で上弦材６４Ａの長手方向の両端部を支持している。この一対の束材６４Ｃと上弦材６４Ａとの接合部Ｊに、補強用引張線材２０の下端部２０Ｌが連結されている。
【００５３】
図６に示されるように、柱６２は、Ｈ形鋼で形成されている。この柱６２の柱脚部６２Ｌは、既存基礎１４の角部１６Ａと対向して配置されている。また、柱６２の柱脚部６２Ｌには、既存基礎１４の側面に沿って延びる一対のブラケット６６Ａ，６６Ｂが設けられている。
【００５４】
各ブラケット６６Ａ，６６Ｂは、複数の後施工アンカー６８及びナット６９によって既存基礎１４に固定されている。また、各ブラケット６６Ａ，６６Ｂと既存基礎１４との間には、無収縮モルタル等の充填材７０が充填されている。
【００５５】
次に、第２実施形態の作用について説明する。
【００５６】
図５に示されるように、地震によって既存塔状構造物１６に曲げモーメントＭが作用すると、補強用引張線材２０に引張力Ｆが入力される。この引張力Ｆは、補強架構６０を介して既存基礎１４に伝達される。したがって、既存塔状構造物１６の曲げ剛性を効率的に高めることができる。
【００５７】
また、補強架構６０における一対の柱６２は、立面視にて既存塔状構造物１６の両側に、当該既存塔状構造物１６と間隔を空けて配置されている。これにより、地震によって既存塔状構造物１６に曲げモーメントＭが作用したときに、既存塔状構造物１６に作用する引張力Ｆが、補強用引張線材２０及び補強架構６０を介して既存塔状構造物１６から離れた既存基礎１４へ伝達される。
【００５８】
したがって、既存塔状構造物１６に作用する引張力Ｆに対して補強用引張線材２０がより効率的に抵抗可能になる。よって、既存塔状構造物１６の曲げ剛性をさらに効率的に高めることができる。
【００５９】
さらに、補強架構６０の新設時に、既存塔状構造物１６に求められる曲げ剛性に応じて一対の柱６２の間隔（スタンス）Ｓを適宜調整することにより、より効率的に既存塔状構造物１６を曲げ補強することができる。
【００６０】
なお、図５では、柱６２の柱脚部６２Ｌを既存基礎１４に固定する例を示したが、これに限らない。例えば、既存基礎１４の周囲に基礎を新設し、この新設基礎に柱６２の柱脚部６２Ｌを固定しても良い。また、補強架構６０の形状や配置、構造等は、適宜変更可能である。
【００６１】
次に、上記第１，第２実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、上記第１実施形態を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は上記第２実施形態にも適宜適用可能である。
【００６２】
上記第１実施形態では、補強用引張線材２０の下端部２０Ｌを既存基礎１４に固定した例を示したが、これに限らない。例えば、図７に示されるように、補強用引張線材２０の下端部２０Ｌは、アースアンカー８０等を用いて地盤１２に直接固定しても良い。
【００６３】
また、上記第１実施形態では、既存塔状構造物１６の頂部１６Ｕから脚部１６Ｌに亘って補強用引張線材２０を配置した例を示したが、これに限らない。補強用引張線材２０は、例えば、既存塔状構造物１６の中間部から脚部１６Ｌに亘って配置しても良い。
【００６４】
また、上記第１実施形態では、既存塔状構造物１６の角部１６Ａに沿って補強用引張線材２０を配置した例を示したが、これに限らない。補強用引張線材２０の配置や本数は適宜変更可能である。
【００６５】
また、上記第１実施形態では、複数のタイロッド２２を繋いで補強用引張線材２０を形成した例を示したが、これに限らない。例えば、１本のタイロッドによって補強用引張線材を形成しても良い。また、補強用引張線材は、例えば、ＰＣ鋼線またはワイヤーロープ等であっても良い。
【００６６】
また、上記第１実施形態では、筒状の既存塔状構造物１６の外側に補強用引張線材２０を配置した例を示したが、補強用引張線材は、筒状の既存塔状構造物１６の内側に配置しても良い。
【００６７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６８】
１０    既存塔状構造物の曲げ補強構造
１２    地盤
１４    既存基礎
１６    既存塔状構造物
２０    補強用引張線材
２０Ｌ  下端部
５０    既存塔状構造物の曲げ補強構造補強構造
６０    補強架構
【図１】
0006452349.tif 000002
【図２】
0006452349.tif 000003
【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】
0006452349.tif 000008