(57)【要約】【課題】地震による破壊の防止効果がより高く、また、破壊の進行を遅らせることができ、全体として接合部の耐震性能を高めるに優れた効果を有する鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造を提供すること。【解決手段】鋼材からなる柱と梁の接合部であって、ダイヤフラム形式により前記梁材と柱とを接合するとともに、該接合部に、強化用繊維シート状物が、少なくとも、前記柱、前記梁および前記ダイヤフラムの三者にまたがって貼り付けられて補強されてなることを特徴とする鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材からなる柱と梁の接合部であって、ダイヤフラム形式により前記梁材と柱とを接合するとともに、該接合部に、強化用繊維シート状物が、少なくとも、前記柱、前記梁および前記ダイヤフラムの三者にまたがって貼り付けられて補強されてなることを特徴とする鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【請求項２】
前記鋼材からなる柱の前記接合部の外側面に上のダイヤフラムと下のダイヤフラムとを設けた鋼構造物の柱・梁接合部において、前記強化用繊維シート状物が、前記梁の上フランジ及び下フランジと前記柱にまたがって、または前記梁の上フランジ及び下フランジと前記上のダイヤフラムと下のダイヤフラムにまたがって、かつ、梁の延在する方向と平行な柱の面上に貼り付けられている補強構造を呈していることを特徴とする請求項１記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【請求項３】
強化用繊維シート状物が、前記柱、前記梁材および前記ダイヤフラムの三者にまたがって、貼り付けられて補強された鋼材からなる柱と梁の接合部であって、該強化用繊維シート状物が、前記梁材から前記柱に到達し、さらに該柱の梁側の面上において折り曲がって該柱の梁側の面に立ち上げてまたは立ち下げて貼り付けられている補強構造を呈していることを特徴とする請求項１または２記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【請求項４】
前記梁材から前記柱に到達し、さらに該柱の梁側の面上において折り曲がって該柱の梁側の面に立ち上げてまたは立ち下げて貼り付けられている前記強化用繊維シート状物に対して直角の方向にさらに該柱の周方向に強化用繊維シート状物が巻き付けられるか、あるいは、梁の上フランジまたは下フランジにおいては梁の延在する方向に貼り付けられた強化用繊維シート状物に対して直角方向に梁のウェブまで強化用繊維シート状物が巻き付けられて補強されていることを特徴とする請求項３記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【請求項５】
梁が、先端にスカラップ部を有するものであることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【請求項６】
梁材が上フランジと下フランジと該上下フランジ間にスカラップ部を有するものであり、該下フランジの上端部および／または下端部、または該上フランジの上端部および／または下端部に貼り付けられた強化用繊維シートが、前記上フランジと下フランジの間にある前記スカラップ部の位置において、該スカラップを貫通して直角方向に閉鎖型に巻き付けられて固定されて補強されていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【請求項７】
前記強化用繊維シート状物が、該シート状物の長さ方向と実質的に平行に配列されている強化用繊維の多数本からなり、該強化用繊維の単位幅当たりの引張剛性（ヤング係数××厚み（ｍｍ）×積層数）が２５〜１８００ｋＮ／ｍｍの範囲内のものであることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【請求項８】
前記強化用繊維シート状物が、樹脂含浸シート状物の場合はＪＩＳ  Ｒ７６０１により測定されるあるいは樹脂含浸シート状物でない場合はＪＩＳ  Ｌ１０１５により測定される破断強度が、５８０〜７０００Ｎ／ｍｍ2 の範囲にある繊維を含んで構成されてなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【請求項９】
接合部に、強化用繊維シート状物を、少なくとも、前記柱、前記梁および前記ダイヤフラムの三者にまたがって貼り付けて補強するに際して、以下の（ａ）または（ｂ）の手段により補強を行うことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８項記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
（ａ）前記強化用繊維シートを貼り付け箇所に巻き付けるとともに、該巻き付けられた強化用繊維シートに樹脂を含浸させて硬化させ、繊維強化プラスチックシート化させて補強を行う手段、
（ｂ）前記強化用繊維シート状物に樹脂を含浸させて、該樹脂含浸後の強化用繊維シート状物を貼り付け箇所に巻き付けて補強を行う手段、
【請求項１０】
前記鋼材からなる柱材と梁材の接合部が溶接により接合され、強化繊維シートの貼り付け位置が、少なくとも梁材の上下フランジとダイヤフラムの溶接された接合部を含むものであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９項記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【請求項１１】
前記鋼材からなる柱材が角型鋼管であり、梁材の横断面形状がＨ型であり、該接合部が通しダイヤフラム形式あるいは外ダイヤフラム形式であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０項記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造に関する。
さらに詳しくは、本発明は、既存鋼構造物の柱・梁の接合部の溶接欠陥部を、強化用繊維シートを各種接着方法の組み合わせで用いることによって補強し、地震による破壊を防止するかあるいは破壊の進行を遅らせ、全体として接合部の性能を高める鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造に関するものである。
【０００２】
なお、本発明において、鋼構造物とは、鉄骨鉄筋コンクリートの構造物などではなく、主要の構造部材（柱と梁）としてコンクリートを用いていない鋼構造物をいうものであり、本発明はそうした構造物における柱・梁接合部の補強構造に関する。
【０００３】
また、本発明の補強構造は、既存の鋼構造物または新設の鋼構造物のいずれにも採用することができるものである。
【背景技術】
【０００４】
兵庫県南部地震が鉄骨造建物にもたらした被害の特徴は、現行の耐震基準に基づいて設計されていても、柱・梁接合部に破断などのさまざまな損傷が生じたことである。
【０００５】
これらは、仕口部の形状による応力集中や溶接によってもたらされる局所歪みにその一因があると考えられている。
【０００６】
この損傷の箇所は、スカラップ底を起点としたものやフランジ溶接部を起点としたものなどさまざまであるが、基本的には溶接部が中心であった。
【０００７】
これらの被害に対して、既往の研究には、いくつかの柱・梁接合部の復旧技術あるいは耐震改修方法が提案されている。
【０００８】
例えば、亀裂をガウジングにより除去し溶接により補修する方法や、補強材（鋼板）を溶接によって取り付けて補強する方法や、あるいは、降伏領域を切断除去し健全な部材に置き換えるという方法などが検討されている（非特許文献１）。
【０００９】
これらの方法は、いずれの方法も補強効果については、実験などにより確認され、有効な方法とされてはいるが、既存の鉄骨造建物に溶接工法を適用することは、火花の発生や高熱の発生を伴うことが不都合となり避けるべきとされる場合も多く、現実には、全ての場合に適用することは難しいものであった。
【００１０】
また、コンクリート構造物または鋼構造物の補強手法として、連続した強化繊維を均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列した強化繊維シートを鋼構造物等に接着するという方法が提案されている（特許文献１）。
【００１１】
しかし、この特許文献１では、具体的に既存鉄骨造建物に対しての補強方法が提案されているものではなかった。
【００１２】
また、鉄骨柱梁接合部に対する耐震補強方法として、アラミド繊維シートを接合部に巻き付けて補強するという提案がされている（非特許文献２）。
【００１３】
しかし、この提案のものは、本発明者らの各種検討によれば、より高い補強効果を得る上では、更に改善の余地があると判断せざるを得ないものであった。
【特許文献１】特開２００２−２８５４６０号公報
【非特許文献１】「Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌ  Ｓｔｅｅｌ  Ｖｏｌ．４  （Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  １９９６）」（鋼構造年次論文報告集  第４巻（１９９６年１１月））第１５９〜１６０頁
【非特許文献２】「日本建築学会中国支部研究報告集  第２７巻」第２２９〜２３２頁、日本建築学会中国支部、平成１６年３月発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したような点に鑑み、本発明の目的は、従来の方法に比べて、地震等による破壊の防止効果がより高く、また、破壊の進行を遅らせることができ、全体として接合部の耐震性能を高めるに優れた効果を有する鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を達成する本発明の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造は、以下の（１）の構成からなるものである。
【００１６】
（１）鋼材からなる柱と梁の接合部であって、ダイヤフラム形式により前記梁材と柱とを接合するとともに、該接合部に、強化用繊維シート状物が、少なくとも、前記柱、前記梁および前記ダイヤフラムの三者にまたがって貼り付けられて補強されてなることを特徴とする鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【００１７】
また、かかる本発明の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造は、より具体的に好ましくは、以下の（２）〜（１１）のいずれかの構成を有するものである。
【００１８】
（２）前記鋼材からなる柱の前記接合部の外側面に上のダイヤフラムと下のダイヤフラムとを設けた鋼構造物の柱・梁接合部において、前記強化用繊維シート状物が、前記梁の上フランジ及び下フランジと前記柱にまたがって、または前記梁の上フランジ及び下フランジと前記上のダイヤフラムと下のダイヤフラムにまたがって、かつ、梁の延在する方向と平行な柱の面上に貼り付けられている補強構造を呈していることを特徴とする上記（１）記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【００１９】
（３）強化用繊維シート状物が、前記柱、前記梁材および前記ダイヤフラムの三者にまたがって、貼り付けられて補強された鋼材からなる柱と梁の接合部であって、該強化用繊維シート状物が、前記梁材から前記柱に到達し、さらに該柱の梁側の面上において折り曲がって該柱の梁側の面に立ち上げてまたは立ち下げて貼り付けられている補強構造を呈していることを特徴とする上記（１）または（２）記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【００２０】
（４）前記梁材から前記柱に到達し、さらに該柱の梁側の面上において折り曲がって該柱の梁側の面に立ち上げてまたは立ち下げて貼り付けられている前記強化用繊維シート状物に対して直角の方向にさらに該柱の周方向に強化用繊維シート状物が巻き付けられるか、あるいは、梁の上フランジまたは下フランジにおいては梁の延在する方向に貼り付けられた強化用繊維シート状物に対して直角方向に梁のウェブまで強化用繊維シート状物が巻き付けられて補強されていることを特徴とする上記（３）記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【００２１】
（５）梁が、先端にスカラップ部を有するものであることを特徴とする上記（１）、（２）、（３）または（４）記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【００２２】
（６）梁材が上フランジと下フランジと該上下フランジ間にスカラップ部を有するものであり、該下フランジの上端部および／または下端部、または該上フランジの上端部および／または下端部に貼り付けられた強化用繊維シートが、前記上フランジと下フランジの間にある前記スカラップ部の位置において、該スカラップを貫通して直角方向に閉鎖型に巻き付けられて固定されて補強されていることを特徴とする上記（１）、（２）、（３）または（４）記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【００２３】
（７）前記強化用繊維シート状物が、該シート状物の長さ方向と実質的に平行に配列されている強化用繊維の多数本からなり、該強化用繊維の単位幅当たりの引張剛性（ヤング係数××厚み（ｍｍ）×積層数）が２５〜１８００ｋＮ／ｍｍの範囲内のものであることを特徴とする上記（１）、（２）、（３）、（４）または（５）記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【００２４】
（８）前記強化用繊維シート状物が、樹脂含浸シート状物の場合はＪＩＳ  Ｒ７６０１により測定されるあるいは樹脂含浸シート状物でない場合はＪＩＳ  Ｌ１０１５により測定される破断強度が、５８０〜７０００Ｎ／ｍｍ2 の範囲にある繊維を含んで構成されてなることを特徴とする上記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）または（７）記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【００２５】
（９）接合部に、強化用繊維シート状物を、少なくとも、前記柱、前記梁および前記ダイヤフラムの三者にまたがって貼り付けて補強するに際して、以下の（ａ）または（ｂ）の手段により補強を行うことを特徴とする上記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）または（８）記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【００２６】
（ａ）前記強化用繊維シートを貼り付け箇所に巻き付けるとともに、該巻き付けられた強化用繊維シートに樹脂を含浸させて硬化させ、繊維強化プラスチックシート化させて補強を行う手段、
（ｂ）前記強化用繊維シート状物に樹脂を含浸させて、該樹脂含浸後の強化用繊維シート状物を貼り付け箇所に巻き付けて補強を行う手段。
【００２７】
（１０）前記鋼材からなる柱材と梁材の接合部が溶接により接合され、強化繊維シートの貼り付け位置が、少なくとも梁材の上下フランジとダイヤフラムの溶接された接合部を含むものであることを特徴とする上記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）または（９）記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【００２８】
（１１）前記鋼材からなる柱材が角型鋼管であり、梁材の横断面形状がＨ型であり、該接合部が通しダイヤフラム形式あるいは外ダイヤフラム形式であることを特徴とする上記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）または（１０）記載の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１にかかる本発明の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造によれば、地震による破壊の防止効果がより高く、また、破壊の進行を遅らせることができ、全体として接合部の耐震性能を高めるに優れた効果を有する柱・梁接合部の補強構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、更に詳しく本発明の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造について説明する。
本発明の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造は、鋼材からなる柱と梁の接合部であって、ダイヤフラム形式により該梁材と該柱とを接合するとともに、該接合部に、強化用繊維シート状物が、少なくとも、該柱、該梁および該ダイヤフラムの三者にまたがって貼り付けられて補強されていることを特徴とする。
【００３１】
図１は、かかる本発明の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造の一実施態様例を示したものであり、鋼製の柱１と鋼製の梁２の接合部３は、上のダイヤフラム４、下のダイヤフラム４′を介して接合されていて、その接合部３は、強化用繊維シート状物５が、少なくとも、該柱１、該梁２および該ダイヤフラム４の三者にまたがって貼り付けられて補強されている。
【００３２】
このように、少なくとも、該柱１、該梁２および該ダイヤフラム４の三者にまたがって強化用繊維シート状物５が貼り付けられて補強がされることにより、地震による破壊の防止効果をより高くでき、また、破壊の進行を遅らせることができ、全体として接合部の耐震性能を高めることができる。上のダイヤフラム４、あるいは下のダイヤフラム４′に強化用繊維シート状物を貼り付けるにあたっては、それらダイヤフラムの表面と裏面のいずれか、または双方（表裏面）に貼り付ければよいものである。
【００３３】
本発明において、好ましくは、梁２がその先端（接合部）にスカラップ部６を有する場合には、このスカラップ部６があることにより、応力集中を防ぐことができるとともに、溶接による鋼製の柱１と鋼製の梁２との接合をうまく行うことができる。
【００３４】
すなわち、本発明において、好ましくは梁２がその先端（接続部）にスカラップ部があることである。このスカラップが存在することにより、ノースリッジ、兵庫県南部地震時にスカラップ底を起点とする破断が多数生じ、その後のノンスカラップ工法の開発と採用に繋がった。従って、スカラップ部を有する接合部においては、スカラップ部を貫通して強化用繊維シート状物を閉鎖型に巻き付けることにより、その部分に生ずる応力を分散させ、溶接による鋼製の柱１と鋼製の梁２との接合を補強することができるのである。
【００３５】
なお、本発明において、閉鎖型に巻き付けるとは、対象物に３６０°以上２０〜３０ｍｍラップして巻き付けることをいう。
【００３６】
また、強化用繊維シート状物は、該シート状物の長さ方向と実質的に平行に配列されている強化用繊維の多数本からなり、強化用繊維の単位幅当たりの引張剛性（ヤング係数×厚み（ｍｍ）×積層数）が２５〜１８００ｋＮ／ｍｍの範囲内のものであることが好ましい。引張剛性が高いものは柱梁接合部の複雑な形状にフィットしにくく、空隙の発生による接着不良を生じやすい。一方、亀裂の発生に抵抗する力が高いため、補強効果が高い。引張剛性の低いものは複雑な形状にフィットしやすく施工性が良く、施工による欠陥を生じにくいものの亀裂の発生に対する抵抗する力は劣る。
【００３７】
また、前記強化用繊維シート状物が、破断強度５８０〜７０００Ｎ／ｍｍ2 の範囲にある繊維を少なくとも１種類含んでなるものが好ましい。このような繊維としては、合成繊維、無機繊維のいずれでもよく、合成繊維としてはアラミド繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ繊維（ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維）、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリケトン繊維などを例示でき、無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維などを例示することができる。なお、該繊維の破断強度の値は、樹脂含浸シート状物の場合はＪＩＳ  Ｒ７６０１により測定される破断強度値であり、あるいは非樹脂含浸シート状物の場合はＪＩＳ  Ｌ１０１５により測定される破断強度値である。
【００３８】
強化用繊維シート状物の形成は、例えば、すだれ織りによってシート状とすることや、粘着シート上に繊維を並列配置させることによってシート状とすることや、並列配置した繊維群に樹脂を含浸させてシート状にすること等によって形成することができる。
【００３９】
また、鋼材からなる柱の接合部の外側面に、上のダイヤフラム４と、下のダイヤフラム４′とを設けた鋼構造物の柱・梁接合部において、強化用繊維シート状物が、前記梁の上フランジ７と下フランジ８と前記柱にまたがって、または前記梁の上フランジ７と下フランジ８と前記上のダイヤフラム４と下のダイヤフラム４′にまたがって、かつ、梁の延在する方向と平行な柱の面上に貼り付けて補強されてなることが好ましい。上フランジ７と下フランジ８の間には、通常ウェブ８と呼ばれる部材があるが、該ウェブ８にも一部巻き付けるように貼り付けて補強してもよい。
【００４０】
また、好ましくは、強化用繊維シート状物が、柱、梁材およびダイヤフラムの三者にまたがって、貼り付けられて補強された鋼材からなる柱と梁の接合部であり、強化用繊維シート状物が、前記梁材から前記柱に到達した後、柱の梁側の面上において、ほぼ９０°折り返して柱の前面に立ち上げまたは立ち下げて貼り付けられて補強されていることが好ましい。そのとき、立ち上げ部分または立ち下げ部分の貼り付け長さは、本発明者らの知見によれば、補強効果の点から１２０〜１８０ｍｍ程度とするのがよい。上述のほぼ９０°折り曲げるのは、強化用繊維シート状物による補強の目的が、柱と梁を接合している溶接部であり、この溶接部は柱と梁が９０°に交差した線上に存在しているからであり、この部分の補強を強化用繊維シート状物で行う場合、溶接部をまたぐ補強となる。具体的な方法としては、梁の上下フランジと柱の正面には、交差部で９０°に折り曲げた強化用繊維シート状物が連続して貼り付けられる補強構造となる。なお、繊維は、ほぼ９０°に折り曲げると引張剛性が高い繊維は曲がりにくく、また入隅部にフィットしにくいので、パテなどで丸み付けを行い、その面に貼り付けてもよい。
【００４１】
なお、梁材から柱に到達し、さらに該柱の梁側の面上において、ほぼ９０°折り曲がって該柱の梁側の面に立ち上げてまたは立ち下げて貼り付けられている強化用繊維シート状物に対して直角の方向にさらに該柱の周方向に強化用繊維シート状物が巻き付けられるか（図１で、柱の周囲の３′）、あるいは、梁の上フランジまたは下フランジにおいては梁の延在する方向に貼り付けられた強化用繊維シート状物に対して直角方向に梁のウェブまで強化用繊維シート状物が巻き付けられて補強されていること（図１で、上フランジに貼り付けられている３′）が、更に好ましい。すなわち、上記のほぼ９０°折り曲げられて貼り付けられた強化用繊維シート状物は、梁や柱に力が加わり接合部が変形したとき、引き剥がれに対して弱いので、該強化用繊維シート状物に直角方向に同じ強化繊維シート状物を少なくとも１枚貼り付けて定着に対するいっそうの強化を図ることが好ましい。
【００４２】
この強化用繊維シート状物の内柱に上フランジの上部と下フランジの下部から柱にほぼ９０°折り曲げられ貼り付けられた強化用繊維シート状物に対しては、柱の周方向に閉鎖型に巻き付けるが、上フランジの下部と下フランジの上部から柱にほぼ９０°折り曲げられた強化用繊維シート状物に対しては、ウェブが障害となり、柱に閉鎖型に巻き付けることができないので、強化用繊維シート状物を貼り付けた柱の側面を起点にしてウェブまで、あるいはウェブのところでほぼ９０°に折り曲げ、６０ｍｍ程度余分に貼り付けてもよい。なお、溶接部に裏当て金や余盛りなどがあり段差がある場合にはパテなどにより段差をならしてから貼り付けるのがよい。
【００４３】
また、本発明において、梁材が上フランジ７と下フランジ８とを有し、下フランジ７の上端部（上側面）および／または下端部（下側面）、または上フランジの下端部（下側面）および／または上端部（上側面）に貼り付けられた強化用繊維シートが、スカラップ６の位置で直角方向に閉鎖型に巻き付け固定されて補強された構造であることも好ましい。そのとき、該閉鎖型の巻き付け固定部分での貼り付け長さは、１２０〜２００ｍｍ程度とするのがよい。
【００４４】
また、本発明において、接合部に、強化用繊維シート状物を、少なくとも、前記柱、前記梁および前記ダイヤフラムの三者にまたがって貼り付けて補強するに際しては、次の（ａ）または（ｂ）の手段により補強を行うことが好ましいものである。
【００４５】
（ａ）強化用繊維シートを貼り付け箇所に巻き付けるとともに、該巻き付けられた強化用繊維シートに樹脂を含浸させて硬化させ、繊維強化プラスチックシート化させて補強を行う手段。
（ｂ）強化用繊維シート状物に樹脂を含浸させて、該樹脂含浸後の強化用繊維シート状物を貼り付け箇所に巻き付けて補強を行う手段。
【００４６】
この（ｂ）の場合は、該樹脂含浸後の強化用繊維シート状物は、樹脂含浸繊維シート状物の生産工場で製作されたものでもよい。
【００４７】
あるいは、（ａ）の場合のように、樹脂未含浸の強化用繊維シート状物を用いる場合は、施工の現場で該繊維シート状物に樹脂を含浸させてもよい。その場合には、樹脂含浸に用いられる樹脂と、補強のための貼り付け用の使用する樹脂とが兼用のものであってもよい。
【００４８】
本発明において用いられる樹脂は、一般的に、硬化性液状樹脂が使用され得るものである。硬化性液状樹脂とは、湿気により硬化するタイプ、化学反応により硬化するタイプ、紫外線、熱などの外部エネルギーにより硬化するタイプが例示できる。これら硬化性液状樹脂は、強化用繊維シート状物に対する含浸性に優れ、かつ硬化後は鋼材も十分に一体化し、強固な補強効果を与えることが可能なように硬質タイプの樹脂が良い。
【００４９】
そのような効果を与える本発明の樹脂として、エポキシ樹脂とポリアミン類などのエポキシ硬化剤の混合物が本発明の作用効果を好適に与えるために好ましい。このようなエポキシ樹脂とエポキシ硬化剤の混合物において、エポキシ硬化剤がケチミンである１液硬質エポキシ樹脂が混合の手間がなく簡便に使用できるため、最も好ましい。具体的に、２液性のエポキシ樹脂の場合は、“ボンドＥ２５００”（コニシ株式会社製）が例示できる。
【００５０】
さらに、好ましくは、鋼材からなる柱材と梁材の接合部が溶接により接合され、強化繊維シートの貼り付け位置が少なくとも梁材の上下フランジとダイヤフラムの溶接された接合部を含むようにして接合されていることである。
【００５１】
また、具体的に好ましいのは、鋼材からなる柱材が角型鋼管であり、梁材の横断面形状がＨ型であり、かつ、接合部が通しダイヤフラム形式、または外ダイヤフラム形式であることである。接合部が、通しダイヤフラム形式または外ダイヤフラム形式であることは、表面に貼り付けることが簡単にできるので好ましい。
【実施例】
【００５２】
実施例１
鋼製の柱として角型鋼管（横断面外径２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、肉厚６ｍｍ）の全長１８８０ｍｍを用い、鋼製の梁としてＨ−３００ｍｍ×１５０ｍｍ×６．５ｍｍ×９ｍｍを用いて、通しダイヤフラム形式の鋼製ダイヤフラム（ＳＳ４００、ＰＬ−１６）形式で溶接による接合をして、図１に概略構造を示した鋼構造物を試作した。
【００５３】
該鋼構造物に対して、単位幅当たりの引張剛性が４４０ｋＮ／ｍｍ である中弾性タイプのテープ状の炭素繊維シートＵＭ４６−３０（東レ株式会社製）を用いて図１に示したように、該強化用炭素繊維シート状物が、柱、梁およびダイヤフラムの三者にまたがって存在するように貼り付けて補強を行った。
【００５４】
貼り付けは、各貼り付け方向について目付量３００ｇ／ｍ2 のシートを２枚ずつ梁端部から、上下のフランジから柱面に対して貼り付け（上フランジでは下側面、下フランジでは上側面）、その貼り付け長さ（立ち上げ部長さおよび立ち下げ部長さ）は１５０ｍｍとした。次に、あらかじめ樹脂含浸を行ったテープ状のシート状物を２枚ずつ、上下のフランジから上下のダイヤフラムの上・下部にまたがって、柱側面の端部まで貼り付けた。その次は、スカラップ底の補強のために、スカラップを通しテープ状のシート状物を１枚閉鎖型に貼り付けた。最後は、１番目に貼り付けたシートに直角方向に１枚ずつ、柱の場合は閉鎖型となるように、梁の場合はウェブまで貼り付けた。なお、貼り付けは、それぞれの方向について、２枚の場合は連続し、１枚の場合は養生時間を１２時間以上とし、指触硬化したことを確認して、次の工程に進んだ。樹脂は、“ボンドＥ２５００”（コニシ株式会社製）を用い、塗布量はコンクリートの貼り付けに準じ、１枚のシート当たり８ｇ／１００ｃｍ2 を目安とした。図１ので斜線部分が該貼り付け補強範囲である。
【００５５】
この補強鋼構造物の耐力と、無補強の鋼構造物のそれぞれに対して、横方向から繰り返し荷重を加えて、それぞれの所期段階の耐力を調べたところ、無補強の鋼構造物で８１．０ｋＮ、補強鋼構造物で９２．０ｋＮであった。従って、本発明にかかる補強構造としたことにより、約１３％耐力が上昇したことがわかる。
【００５６】
また、載荷最終段階におけるそれぞれの載荷最終段階の耐力を調べた。最大耐力は、無補強品と補強品のいずれも１０３ｋＮであった。また、最終段階耐力を調べたところ、無補強品で５０ｋＮで、補強品が１００ｋＮであった。低下率（最終段階耐力／最大耐力）は、無補強品で０．４８、補強品で０．９７であった。特に、載荷最終段階において、無補強試験体がスカラップ破断によって耐力低下を起こしたのに対し、補強を施した本発明にかかる試験体は、スカラップ位置周辺の補強シートが引張力を負担し、破断を遅らせたことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本発明の鋼構造物の柱・梁接合部の補強構造の一実施態様例を示した概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１：鋼製の柱
２：鋼製の梁
３：強化用繊維シート状物
４：上のダイヤフラム
４′：下のダイヤフラム
５：強化用繊維シート状物
６：スカラップ部
７：上フランジ
８：ウェブ
９：下フランジ
【図１】
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