(57)【要約】【課題】既存のコンクリート梁端部の上端面の引張耐力が鉄筋のみでは不足すると判断される場合に、簡潔な方法でコンクリート梁の必要箇所を補強する。【解決手段】コンクリート梁１の上端面に、連続する面状の繊維強化材料３を、柱２を挟んで連続させて配置し、繊維強化材料３の柱内に位置する部分を束ね、この束状部分３ａにおいて柱２を貫通させ、束状部分３ａ以外の面状部分３ｂにおいてコンクリート梁１の上端面に接着させる。スラブ４の天端面に、連続する面状の繊維強化材料３を連続させて配置し、繊維強化材料３の柱２上に位置する部分を束ね、面状部分３ｂをスラブ４の天端面に接着させた後、スラブ４の天端面上に、束状部分３ａを包囲する断面積を有するコンクリートの柱５を構築し、束状部分３ａをスラブ４の天端面に定着させる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート梁の上端面に、連続する面状の繊維強化材料を、柱を挟んで連続させて配置し、繊維強化材料の柱内に位置する部分を束ね、この束状部分において柱を貫通させ、束状部分以外の面状部分においてコンクリート梁の上端面に接着させてコンクリート梁の上端面を補強するコンクリート梁の曲げ補強方法。
【請求項２】
コンクリート梁の上端面であるスラブの天端面に、連続する面状の繊維強化材料を連続させて配置し、繊維強化材料の柱上に位置する部分を束ね、束状部分を形成すると共に、前記面状部分をスラブの天端面に接着させた後、スラブの天端面上に、前記束状部分を包囲する断面積を有するコンクリートの柱を構築し、束状部分をスラブの天端面に定着させるコンクリート梁の曲げ補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はコンクリート梁の上端面を曲げモーメントに対して補強するコンクリート梁の曲げ補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
鉄筋コンクリート造架構に局部的に大きな重量物を後から載置した場合、柱・梁接合部では長期荷重時と短期荷重時のいずれにおいても梁の上端面（スラブの天端面）に引張力が作用するため、梁主筋が負担する応力が許容値を超えることになれば、梁の補強が必要になる。
【０００３】
また例えば図６に示すように既存建物の屋上階から立ち上げた架台の柱Ａに予定していない重量の大きい、１００ｔ〜２００ｔ程度の機器Ｂを設置することになった場合、その重量物を支える基礎架台の柱Ａは下階の柱の上に固定となり、地震時には基礎架台の柱Ａによる曲げモーメントが既存梁に増大して伝達される。このとき、梁端部の上端面の引張力が過大になり、梁の引張鉄筋が不足し、耐えきれなくなることが予想される。
【０００４】
このような場合、特開平１１−１２４９５６号、特開２０００−２７４４６号、特開２００１−４０８１９号、特開２００１−７３５５９号等のように繊維強化プラスチック等の可撓性のある補強材を用いて梁を補強する方法が考えられるが、いずれの方法も梁との一体性を確保するために補強材を梁の周囲に重なり代を設けながら巻き付けているため、必要以上に補強材を使用する形になっている。
【０００５】
また補強材を梁の周囲に巻く方法では特開２０００−２７４４６号、特開２００１−７３５５９号のように梁に接続するスラブの、梁の両側面位置に補強材を梁の側面と下端面に密着させて巻き付けるためのスリットを梁の材軸方向に連続的に形成する必要があり、広範囲に亘り、既存の躯体に対する穿孔工事が発生するため、修復工事を含めれば、補強材の配置に伴う工事に多くの時間を要することになる。
【０００６】
更に補強材を梁の周囲に巻く方法では柱を挟んで１方向に連続して補強材を配置することができないため、柱の位置で補強材が不連続とならざるを得ず、補強後の梁の耐力も柱との境界位置で不連続となり、境界位置に耐力の低下が起こる可能性がある。
【０００７】
この発明は上記背景より、従来方法より簡潔な方法でコンクリート梁の必要箇所を補強できる補強方法を提案するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１ではコンクリート梁の上端面に、連続する面状の繊維強化材料を、柱を挟んで連続させて配置し、接着させることにより、繊維強化材料をコンクリート梁の周囲に巻き付ける必要をなくし、対象が既存建物である場合の、既存の躯体に対する工事を最小に抑え、コンクリート梁の補強に伴う穿孔と修復工事を簡略化させながら、コンクリート梁端部の上端面を効果的に引張補強する。
【０００９】
繊維強化材料の柱内に位置する部分は束ねられ、既存建物においては繊維強化材料はこの束状部分において柱を貫通し、面状部分においてコンクリート梁の上端面に接着させられ、一体化させられる。コンクリート梁は上端面への繊維強化材料の一体化により引張耐力を確保する。新設建物において、あるいは既存建物の屋根スラブ上に柱を新たに構築する場合においても、柱主筋との干渉を回避するために繊維強化材料の柱内に位置する部分は束ねられる。
【００１０】
繊維強化材料の配置位置はコンクリート梁の上端面（スラブの天端面）のみであるため、コンクリート梁の周囲に巻き付ける場合の繊維強化材料を必要とせず、繊維強化材料の使用量が削減される。
【００１１】
また既存建物に対しては柱の、繊維強化材料の挿通部分に貫通孔を穿設するのみでよく、スラブにスリットを形成する必要は生じないため、既存の躯体に対する穿孔工事と修復工事が簡略化される。新設建物においては、あるいは既存建物の屋根スラブ上に柱を新たに構築する場合にはスラブコンクリートの打設後、上階側の柱のコンクリートの打設前にスラブの天端面に繊維強化材料を接着させればよい。
【００１２】
更に繊維強化材料が柱を挟んで連続して配置されることで、補強後のコンクリート梁の耐力が柱との境界位置で不連続となることがなくなり、繊維強化材料の配置区間においてコンクリート梁に部分的に耐力低下が生ずる可能性がなくなる。
【００１３】
スラブが屋上階のスラブや屋根スラブで、スラブ上に柱を新たに構築する場合には請求項２に記載のようにスラブの天端面に、連続する面状の繊維強化材料を連続させて配置し、繊維強化材料の柱上に位置する部分を束ね、束状部分を形成すると共に、前記面状部分をスラブの天端面に接着させた後、スラブの天端面上に、前記束状部分を包囲する断面積を有するコンクリートの柱を構築することにより、束状部分をスラブの天端面に定着させることが行われる。
【００１４】
請求項２の方法は既存建物と新設建物を問わずに柱の位置を挟んでスラブの天端面を連続して補強するため、単純にスラブの天端面を引張補強する場合の他、既存建物の屋上階のスラブや屋根スラブ上に設計時に予定していない重量の大きい機器を設置する結果として長期荷重時に梁端部の上端面の引張力が過大になる場合にも対応する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は図１，図２に示すようにコンクリート梁１の上端面に、連続する面状の繊維強化材料３を柱２を挟んで連続させて配置することによりコンクリート梁１の上端面を補強する方法である。コンクリート梁１の上端面はスラブ４の天端面を含む。
【００１６】
繊維強化材料３は柱２以外の部分ではコンクリート梁１との接着面積を確保するために帯状、シート状等、面状に形成され、柱２内に位置する部分では対象が既存建物である場合の、柱２への貫通のし易さと、既存建物であるか新設建物であるかを問わず、柱２（後述の柱５を含む）の主筋２ａ（５ａ）との干渉を避けるために紐状、ロープ状等に束ねられ、束状に形成される。繊維強化材料３には炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等が使用される。
【００１７】
繊維強化材料３は既存建物においては図１，図２に示すように柱２の側面間を貫通する貫通孔２ｄを穿設した後、束ねられた束状部分３ａにおいて貫通孔２ｄを挿通させられることにより柱２を挟んだコンクリート梁１，１に連続して配置される。新設建物に対しては、または後述のように既存建物のスラブ４上に柱５を新たに構築する場合にはスラブ４のコンクリートを打設した後、上階側の柱２のコンクリートの打設前にコンクリート梁１，１に連続して配置される。繊維強化材料３の配置状態では束状部分３ａが柱２の断面内に位置し、束状部分３ａ以外の面状部分３ｂがコンクリート梁１の上端面に位置する。
【００１８】
繊維強化材料３は柱２を挟んで１方向に連続して配置された状態で、面状部分３ｂにおいて例えば繊維強化材料３自身に含浸させられた、またはコンクリート梁１の上端面に塗布されたエポキシ樹脂接着剤その他の合成樹脂系接着剤等の接着剤によりコンクリート梁１の上端面に接着させられる。束状部分３ａが柱２やスラブ４に接着されるか否かは問われない。
【００１９】
接着に際しては既存建物であるか新設建物であるかを問わず、コンクリート梁１の上端面がグラインダー等により平滑に仕上げられ、繊維強化材料３の面状部分３ｂとコンクリート梁１の上端面との接着面積が増大させられ、接着剤による面状部分３ｂの接着性が確保される。
【００２０】
図１，図２は建物が既存建物の場合に、コンクリート梁１の端部付近にのみ繊維強化材料３を２方向に交差させて配置した場合、図３，図４はスラブ４の天端面に、事後的に重量の大きい機器を設置することになった場合において、その重量物を設置時に支える基礎架台としての柱５を新たに構築する場合に、コンクリート梁１の全長に亘って繊維強化材料３を配置した場合を示す。
【００２１】
いずれの場合もコンクリート梁１の材軸方向に付き、３本の繊維強化材料３をコンクリート梁１の幅方向に並列させて配置しているが、材軸方向当たりの繊維強化材料３の配置本数はこれには限定されず、１本や２本、あるいは４本以上配置される場合もある。図３，図４の場合は建物が既存建物であるか、新設建物であるかを問わない。
【００２２】
図１〜図４は繊維強化材料３の束状部分３ａが貫通する柱２が鉄筋コンクリート造である場合を示すが、図５−（ａ），（ｂ）に示すように柱２が鋼管２ｃを内蔵したＳＲＣ造の場合には、繊維強化材料３は鋼管２ｃとコンクリート２ｂを貫通する形で、またはコンクリート２ｂのみを貫通し、鋼管２ｃを迂回する形で配置される。柱２が鋼管２ｃの内部にコンクリート２ｂを充填した鋼管コンクリート造の場合には、繊維強化材料３は鋼管２ｃとコンクリート２ｂを貫通する形で配置される。
【００２３】
図３，図４は図６に示すように特に補強すべきコンクリート梁１の上階側に柱２がない既存建物の屋上階のスラブや屋根スラブの上に重量の大きい機器Ｂを設置することを想定した、請求項２に記載の発明のスラブ４での繊維強化材料３の配置例を示す。
【００２４】
この場合、コンクリート梁１の上端面であるスラブ４の天端面に繊維強化材料３の面状部分３ｂを接着させた後、繊維強化材料３の束状部分３ａをスラブ４の天端面に定着させるために、スラブ４の天端面上に下階側の柱２に連続するコンクリートの柱５が構築される。この場合の柱５は繊維強化材料３の束状部分３ａをスラブ４の天端面に定着させるのに十分な高さを持てば足りる。柱５は図６における架台の柱Ａに相当する。
【００２５】
スラブ４の天端面からは例えば下階側の柱２に対して後施工アンカー６が打ち込まれ、後施工アンカー６に柱５の主筋５ａが接続される。またスラブ４の天端面に対しては柱５のコンクリート５ｂとの付着を確保するために、ワイヤブラシ等によって目荒らしが施される。スラブ４の天端面に対しては後施工アンカー６を打ち込むことなく、削孔を形成し、削孔に柱５の主筋５ａを挿入して定着させることもある。
【００２６】
【発明の効果】
コンクリート梁の上端面に、連続する面状の繊維強化材料を、柱を挟んで連続させて配置し、接着させることにより梁端部の上端面を補強するため、繊維強化材料の配置位置がコンクリート梁の上端面のみで済み、コンクリート梁の周囲に巻き付ける場合程の繊維強化材料を必要とせず、繊維強化材料の使用量が削減される。
【００２７】
またコンクリート梁の周囲に繊維強化材料を巻き付ける必要がないことで、既存建物に対しては柱の、繊維強化材料の配置部分に貫通孔を穿設するのみでよく、スラブにスリットを形成する必要がないため、既存の躯体に対する穿孔工事と修復工事が簡略化される。
【００２８】
更に繊維強化材料を柱を挟んで連続させて配置することで、補強後のコンクリート梁の耐力が柱との境界位置で不連続となることがなくなり、繊維強化材料の配置区間においてコンクリート梁に耐力低下が生ずる可能性がなくなる。
【００２９】
請求項２ではスラブが屋上階のスラブや屋根スラブである場合に、繊維強化材料の束状部分をコンクリートの柱によってスラブの天端面に定着させながら、柱の位置を挟んでスラブの天端面を連続して補強するため、単純にスラブの天端面を引張補強する場合の他、スラブ上に重量の大きい機器を設置する結果として長期荷重時において梁端部の上端面の引張力が過大になる場合にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明の具体例を示した立面図である。
【図２】図１のｘ−ｘ線断面図である。
【図３】請求項２記載発明の具体例であり、コンクリート梁の全長に亘って繊維強化材料を配置した場合の立面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は図３，図４における柱が鋼管を内蔵したＳＲＣ造の場合の例を示した平面図である。
【図６】既存建物の屋上階から重量物を支える架台の柱を立ち上げた様子を示した立面図である。
【符号の説明】
１……コンクリート梁、２……柱、２ａ……主筋、２ｂ……コンクリート、２ｃ……鋼管、２ｄ……貫通孔、３……繊維強化材料、３ａ……束状部分、３ｂ……面状部分、４……スラブ、５……柱、５ａ……主筋、５ｂ……コンクリート、６……後施工アンカー、Ａ……架台の柱、Ｂ……機器。
【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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