(57)【要約】【課題】  既存の柱の強度を十分に向上させながら、補強された柱が地震発生時などに変形しても、柱の補強に用いた囲い鋼板が梁や床などの構造体に衝突して、その構造体を破損してしまうことがないようにする。【解決手段】  柱１の周囲に複数の囲い鋼板２を柱の軸方向に連続的に配置し、これら囲い鋼板２を帯状シート３で結束するとともに、囲い鋼板２と柱１との間にグラウト材４を充填する柱の補強構造において、柱１と一体になった梁５や床６と、これらに隣接する囲い鋼板２との間に間隔Ｓを設け、複数の補強鋼板７を上記囲い鋼板２の一部に重ね合わせて、補強鋼板７で上記間隔Ｓの周囲を囲ってこれらを帯状シート３で結束し、上記補強鋼板７と囲い鋼板２とで構成する連続空間にグラウト材を充填する一方、柱１を変形させる衝撃が補強鋼板７に作用したとき、補強鋼板７が囲い鋼板２に対して相対移動する構成にした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱と、梁及び床のうち少なくとも一方の構造体とが一体になった建造物であって、柱の周囲に複数の囲い鋼板を柱の軸方向に連続的に配置し、これら囲い鋼板を帯状シートで結束するとともに、これら囲い鋼板と柱との間にグラウト材を充填する柱の補強構造において、柱が地震等で変形したとき、上記構造体に隣接する囲い鋼板が当該構造体に突き当たらないようにするために、上記構造体とこの構造体に隣接する囲い鋼板との間に間隔を設けるとともに、複数の補強鋼板を上記構造体に隣接する囲い鋼板の一部に重ね合わせて、これらの補強鋼板で上記間隔の周囲を囲ってこれらを帯状シートで結束し、上記補強鋼板と囲い鋼板とで構成する連続空間にグラウト材を充填する一方、上記柱を変形させる衝撃が上記補強鋼板に作用したとき、補強鋼板が囲い鋼板に対して相対移動する構成にした柱の補強構造。
【請求項２】
上記補強鋼板と囲い鋼板とを、スポット溶接で接合した請求項１に記載の柱の補強構造。
【請求項３】
上記囲い鋼板と補強鋼板とを重ね合わせた部分を、上記帯状シートで一体的に結束した請求項１または２に記載の柱の補強構造。
【請求項４】
上記帯状シートで結束した囲い鋼板に補強鋼板を重ね合わせ、この補強鋼板をさらに帯状シートで結束する一方、補強鋼板に止め部材を挿入する挿入孔を形成し、この挿入孔に挿入した止め部材を柱に固定するとともに、上記挿入孔の大きさを止め部材よりも大きくしてなる請求項１に記載の柱の補強構造。
【請求項５】
上記補強鋼板は、断面形状をＬ字にし、Ｌ字状の一部を重ね合わせ、その重ね合わせ部をスライド可能にした請求項１〜４のいずれか１に記載の柱の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、断面が四角形の既存の柱を事後的に補強するのに適した補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、建造物の耐震性を向上させるため、柱や壁を事後的に補強する構造として、特許文献１に示すものが知られている。この従来の補強構造は、断面が四角形の柱の全面を補強するものである。
具体的には、図５に示すように、断面四角形の柱１の、全側面を、その柱１の軸方向に直交する面での断面をＬ字状にした４枚の囲い鋼板２で囲うが、各囲い鋼板２の直角部をそれぞれ柱１の４つの角に対応させて設置する。そして、図５に示すように、互いに隣接する一方の囲い鋼板２の一方の片に、他方の囲い鋼板２の他方の片が重ね合わされるようにする。このとき、各囲い鋼板２と柱１の側面との間には、ほぼ一定の間隔を設けておく。
【０００３】
上記のようにした囲い鋼板２の外周に一点鎖線で示した帯状シート３を接着しながら巻きつけることによって、柱１を囲った囲い鋼板２を結束する。
上記のようにして帯状シート３で４枚の囲い鋼板２を結束したら、今度は、４枚の囲い鋼板２と柱１との間に形成した空間にグラウト材４を充填する。このグラウト材４を固化させると、柱１の側面に密着したグラウト材４と囲い鋼板２とが一体化して、柱１が補強されるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０２３７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の補強構造は、柱１の周囲全面に、所定の間隔を保った囲い鋼板２を対向させ、この間隔内にグラウト材４を充填することによって、既存の柱１と囲い鋼板２とを一体化して柱１の強度を向上させるものである。
そして、このようにして補強された柱１の上端には梁５が、下端には床６が結合されている（図６参照）。そのため、軸方向に連続させた囲い鋼板２のうち、上端に設けられた囲い鋼板２の上端２ａは梁５の下面に接触し、下端に設けられた囲い鋼板２の下端２ｂは床６に接触している。
【０００６】
このような状態で、地震などによる外力が補強された柱１に作用し、柱１が変形した場合には、上記囲い鋼板２の上端２ａが梁５に衝突して梁５を破損してしまうことがある。
また、柱１が変形すると、囲い鋼板２の下端２ｂが床６に衝突して床６を破損してしまうこともある。
このように、上記補強構造によって柱１の強度が向上しても、柱１を補強したために、梁５や床６を破損してしまうのでは、建造物全体として補強されたことにはならない。
【０００７】
この発明の目的は、既存の柱の強度を十分に向上させながら、補強された柱が地震発生時などに変形しても、柱の補強に用いた囲い鋼板が梁や床などの構造体に衝突して、その構造体を破損してしまうことがない柱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】
【０００８】
第１の発明は、柱と、梁及び床のうち少なくとも一方の構造体とが一体になった建造物であって、柱の周囲に複数の囲い鋼板を柱の軸方向に連続的に配置し、これら囲い鋼板を帯状シートで結束するとともに、これら囲い鋼板と柱との間にグラウト材を充填する柱の補強構造において、柱が地震等で変形したとき、上記構造体に隣接する囲い鋼板が当該構造体に突き当たらないようにするために、上記構造体とこの構造体に隣接する囲い鋼板との間に間隔を設けるとともに、複数の補強鋼板を上記構造体に隣接する囲い鋼板の一部に重ね合わせて、これらの補強鋼板で上記間隔の周囲を囲ってこれらを帯状シートで結束し、上記補強鋼板と囲い鋼板とで構成する連続空間にグラウト材を充填する一方、上記柱を変形させる衝撃が上記補強鋼板に作用したとき、補強鋼板が囲い鋼板に対して相対移動する構成にしたことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、上記補強鋼板と囲い鋼板とを、スポット溶接で接合したことを特徴とする。
第３の発明は、上記囲い鋼板と補強鋼板とを重ね合わせた部分を、上記帯状シートで一体的に結束したこととを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、上記帯状シートで結束した囲い鋼板に補強鋼板を重ね合わせ、この補強鋼板をさらに帯状シートで結束する一方、補強鋼板に止め部材を挿入する挿入孔を形成し、この挿入孔に挿入した止め部材を柱に固定するとともに、上記挿入孔の大きさを止め部材よりも大きくしてなることを特徴とする。
第５の発明は、上記補強鋼板が、断面形状をＬ字にし、Ｌ字状の一部を重ね合わせ、その重ね合わせ部をスライド可能にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明では、柱の外周を囲んだ囲い鋼板の両端と、梁や床などの構造体との間に間隔を設けたので、地震などによって柱が変形しても、上記囲い鋼板が構造体に衝突することがない。
しかも、上記間隔を補強鋼板で囲み、その内側にもグラウト材を充填したので、囲い鋼板と構造体との間に間隔を設けていても、十分な補強強度が得られるとともに、柱が変形したときには囲い鋼板に対して補強鋼板が相対移動するので、補強鋼板が構造体に衝突することもない。
従って、従来の柱の補強構造のように、囲い鋼板が梁や床などの構造体と衝突して構造体を破損するようなことがない。
【００１２】
第２の発明では、囲い鋼板と補強鋼板とをスポット溶接によって接合したので、柱が変形し、囲い鋼板が柱と一体的に移動しようとしたとき、補強鋼板とのスポット溶接部分が容易に分断されるので、補強鋼板が相対移動しやすくなる。つまり、補強鋼板が構造体に衝突して構造体を破損することがない。
第３の発明によれば、囲い鋼板と補強鋼板とを帯状シートで連結することによって、外力が作用したときに両者を連結したまま相対移動を可能にできる。
【００１３】
第４の発明では、柱に固定した止め部材に補強鋼板を支持させるとき、補強広範に形成し、上記止め部材を挿入する挿入孔を、止め部材よりも大きくしているので、柱が変形したとき、補強鋼板は挿入孔と止め部材との隙間の範囲で移動可能である。このように、補強鋼板が止め部材に対して移動可能であれば、梁や床などの構造体に衝突しない位置に移動可能であり、補強鋼板が構造体に衝突してそれを破損するようなことはない。
【００１４】
第５の発明によれば、スライド可能にした補強鋼板が、相対移動しながらその摺動面で衝撃を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の正面図である。
【図２】図２は第１実施形態の斜視図である。
【図３】図３は第１実施形態の囲い鋼板と補強鋼板との連続箇所の部分断面図である。
【図４】図４は第２実施形態の囲い鋼板と補強鋼板との連続箇所の部分断面図である。
【図５】図５は従来例の断面図である。
【図６】図６は従来例の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜図３に、この発明の第１実施形態を示す。
この実施形態は、上記従来例の囲い鋼板２と同じ囲い鋼板２で、柱１の外周を所定の間隔を保って囲み、その内側にグラウト材４を充填するものである。
上記囲い鋼板２は、断面形状をＬ字状にし、その先端をスライド可能に重ね合わせるとともに、帯状シート３を巻いて結束している点は、従来例と同じである。
しかし、この第１実施形態では、柱１の軸方向に連続させた複数の囲い鋼板２の上端２ａと梁５との間、下端２ｂと床６との間にそれぞれ間隔Ｓを保っている点が特徴である。
【００１７】
さらに、この第１実施形態では、上記間隔Ｓを囲む補強鋼板７を設けている。この補強鋼板７は、図２に示す通り、上記囲い鋼板２と同様に断面形状をＬ字状にした鋼板で、その先端を互いに重ね合わせて４枚一組で四角形を形成する。そして、四角形に配置した補強鋼板７を梁５に隣接する囲い鋼板２の一部に重ね合わせるとともに、この補強鋼板７で囲い鋼板２の上端２ａと梁５との間隔Ｓを囲んでいる。
また、囲い鋼板２の下端２ｂ側では、補強鋼板７を床６に隣接する囲い鋼板２の一部に重ね合わせるとともに、この補強鋼板７で上記下端２ｂと床６との隙間Ｓを囲んでいる。
なお、図２は柱１の周囲の、囲い鋼板２と補強鋼板７の配置を示したもので、囲い鋼板２を結束する帯状シート３及び、補強鋼板７を結束する帯状シート３は省略している。
【００１８】
そして、この第１実施形態では、図３に示すように、軸方向に連続する囲い鋼板２のうち、補強鋼板７で囲まれた部分の外周は上記帯状シート３を巻きつけず、補強鋼板７と直接接触させてスポット溶接部によって連結している。このスポット溶接部８は、柱１を変形させる衝撃によって分断し、補強鋼板７と囲い鋼板２との相対移動を可能にするための構成である。
【００１９】
このように、スポット溶接部８で補強鋼板７と囲い鋼板２とを連結したら、その連結部分を帯状シート３で一体的に結束し、これら補強鋼板７と囲い鋼板２とで構成された連続空間にグラウト材４を充填し、これを固化させる。
なお、上記囲い鋼板２及び補強鋼板７は、柱１に対する止め手段を備えていないので、これらの鋼板２，７を柱１に対して所定の間隔を保って配置したら、図示しない型枠によってその位置を固定してからグラウト材４を充填するようにしている。この型枠は、グラウト材４が固化したら取り除くものである。
【００２０】
上記した補強構造では、柱１がグラウト材４を介して囲い鋼板２と一体化して、柱１の曲げ及び剪断耐力が向上する。
このような補強を施した柱１に地震による外力が作用し、柱１が変形するようなとき、柱１と一体化された囲い鋼板２と補強鋼板７との接合部にも応力が発生し、上記スポット溶接部８が破断する。これにより、補強鋼板７と囲い鋼板２とが分断され、両者は相対移動可能になる。
そのため、梁５や床６などの構造体に隣接している補強鋼板７は上記構造体から逃げて、構造体を破損することがない。また、上記囲い鋼板２の上下両端２ａ，２ｂと梁５や床６との間には、間隔Ｓを設けているため、柱１が変形して囲い鋼板２が移動したとしても、囲い鋼板２が衝突して梁５や床６に破損することはない。
【００２１】
なお、この第１実施形態では、断面がＬ字状の複数の囲い鋼板２の一部をスライド可能に重ね合わせて、柱１の外周を囲むようにしているが、囲い鋼板の形状は、上記のものに限らないし、隣り合う囲い鋼板の端部を突き合わせにして柱１を囲むようにしてもよい。
また、この実施形態では、補強鋼板７も、断面Ｌ字状にし、一部をスライド可能に重ね合わせて用いているが、断面形状がＬ字状でなくてもよいし、重ね合わせなくてもよい。
但し、囲い鋼板２や補強鋼板７が、スライド可能に重ね合わせて配置されていれば、グラウトを充填する連続空間の大きさを調整し易いだけでなく、その摺動面で振動を吸収できるというメリットがある。
【００２２】
図４は、補強鋼板７と囲い鋼板２とをスポット溶接で連結するのではなく、柱１に固定したこの発明の止め部材であるボルト９によって補強鋼板７を支持する第２実施形態を示した部分断面図である。
そして、この第２実施形態は、補強鋼板７を支持する構成以外は、上記第１実施形態と同じなので、以下の説明にも図１、図２を参照するものとする。
この第２実施形態では、補強鋼板７に上記ボルト９を挿入するための挿入孔１０を形成し、この挿入孔１０に挿入したボルト９を柱１に固定している。そして、上記ボルト９に補強鋼板７がぶら下がるようにして支持される。
【００２３】
そして、上記挿入孔１０を上記ボルト９の外径よりも大きくして、上記補強鋼板７がボルト９にぶら下がって支持された状態で、ボルト９より下方に隙間ができるようにしている。
なお、この第２実施形態では上記挿入孔１０を複数形成し、それぞれにボルト９を挿入して、上記補強鋼板７が傾かずに上記間隔Ｓを囲むようにしている。
また、この実施形態では、囲い鋼板２を帯状シート３で結束してから、その外周に上記補強鋼板７を沿わせて設け、囲い鋼板２を結束したのとは別の帯状シート３で補強鋼板７を結束する。
【００２４】
さらに、帯状シート３で結束された補強鋼板７は、囲い鋼板２と直接連結せず、上記ボルト９でぶら下げるようにして保持されるが、このとき、上記上端２ａ側の補強鋼板７の上端が梁５の下面に接触し、上記下端２ｂ側の補強鋼板７の下端が床６に接触するようにボルト９及び挿入孔１０の位置及び寸法を調整している。
上記ボルト９によって補強鋼板７を支持したら、補強鋼板７と囲い鋼板２とで構成された連続空間に、グラウト材４を充填して固化させる。
グラウト材４が固化すれば、グラウト材４を介して柱１と囲い鋼板２とが一体化するとともに補強鋼板７もグラウト材４と一体化し、柱１が補強される。
【００２５】
上記のように補強した柱１が、地震などの衝撃によって変形した場合には、補強鋼板７と囲い鋼板２とが相対移動する。このとき、梁５や床６に接触している補強鋼板７は、上記挿入孔１０の隙間の範囲で傾いて移動することが可能である。従って、柱１が変形したとき、上記補強鋼板７は梁５や床６を避ける方向に移動することが可能で、補強鋼板７が梁５や床６を破損させてしまうことはない。
また、上記第１実施形態と同様に、囲い鋼板２と梁５や床６との間に間隔Ｓを保っているので、柱１が変形したときに、上記囲い鋼板２が梁５や床６に衝突して、梁５や床６を破損してしまうことがないことは当然である（図１、図２参照）。
なお、この第２実施形態においても、グラウト材４を充填する際には、図示しない型枠材や、支持部材によって囲い鋼板２の位置を保つようにする。
【００２６】
また、上記第１、第２実施形態で用いる帯状シート３は、どのようなものでもよいが、樹脂を含浸した繊維シートなど、多少弾力を有するものが適している。この帯状シート３に弾力があれば、重ね合わせた囲い鋼板２や、補強鋼板７がスライドし易くなり、帯状シート３が振動などの衝撃を吸収することもできる。
【００２７】
なお、上記では、柱１のみを囲い鋼板２で囲んで補強する例を説明しているが、柱１に壁が連続する場合、柱１とともに隣接する壁の表面まで連続して囲い鋼板２で囲い、その内側にグラウト材４を充填し、壁とともに柱１を補強することもできる。このように壁面まで囲い鋼板２で囲む場合には、壁に対応する部分においても、囲い鋼板２の端部と梁５や床６との間に間隔を保持し、この間隔を補強鋼板７で囲むようにする。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明は、梁と一体的に補強する必要がない柱や、梁と一体的に補強することができない柱を補強する際に有用なものである。
【符号の説明】
【００２９】
１      柱
２      囲い鋼板
３      帯状シート
４      グラウト材
５      梁
６      床
７      補強鋼板
８      スポット溶接部
９      ボルト
１０    挿入孔
【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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