(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート柱の周囲を取り囲むと共に、前記コンクリート柱の内部に鉄筋を配置し、且つ前記鉄筋と共に縦に分割された筒状のプレキャストコンクリート型枠と、
前記プレキャストコンクリート型枠の分割された構成部分同士を接合する継手とを備え、
前記継手は、前記構成部分に設けられた前記鉄筋の端部に固着可能な一対の固着部と、
前記一対の固着部を連結する連結部とを備え、
前記一対の固着部のそれぞれに、相手の前記固着部に対向する面、及び少なくとも一端が開放された蟻溝が設けられ、
前記連結部には、前記蟻溝にその開放端から挿入されて前記蟻溝に係止される一対の係止部分が設けられていることを特徴とするコンクリート柱の耐震補強構造。
【請求項２】
前記継手の強度は、前記コンクリート柱の内部に配置された前記鉄筋の強度以上であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート柱の耐震補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート柱の耐震補強構造に関し、更に詳細にはコンクリート柱の周囲に補強部材を取り付ける場合に好適なコンクリート柱の耐震補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば既設のコンクリート柱に耐震補強を施す場合、従来はＬ字状或いはコ字状の鋼板を２個用意し、これをコンクリート柱を囲むように配置してその突き合わせ部を溶接することによって接合するのが一般的であった。
【０００３】
また、例えばプレキャスト化されたコンクリート製のセグメントリングを接合する場合は、セグメントリングの接合部にボルトボックスを設け、隣接するセグメントリングのボルトボックスに一枚の当て板を架設し、この当て板をボルト及びナットで各セグメントリングに固定するのが一般的であった。このようにプレキャスト材を接合する場合には、プレキャスト材に内蔵された鉄筋同士を溶接などで接合する方法も行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のように既設のコンクリート柱の周囲に配置した鋼板を溶接で接合する場合は、現場作業となるので確実な溶接施工が困難であり、溶接不良が発生し易くなるため信頼性に欠けるという問題があった。
【０００５】
また、セグメントリングのボルトボックスに当て板を架設し、この当て板をボルト及びナットで固定して接合する場合は、セグメントリングにかかる荷重をボルトで受けることになるため、大きな荷重がかかるところではボルト本数を相当多くする必要がある。
【０００６】
しかしながら、ボルトボックスの大きさなどの関係からボルト本数をそれ程多くすることはできないので、通常は比較小さな荷重がかかる部分の接合に使用するなど、使用範囲を限定して用いなければならなかった。更に、鉄筋を直接接合する場合には、多数の鉄筋を接合しなければならないから、作業が面倒で工期が長くなるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、このような問題点を解決することにあり、溶接不良を減らして信頼性を向上させることが可能であると共に、大きな荷重がかかる部分にも適用可能であり、更に工期を短縮することが可能なコンクリート柱の耐震補強構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はコンクリート柱の耐震補強構造であり、前述の技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明のコンクリート柱の耐震補強構造は、コンクリート柱の周囲を取り囲むと共に、前記コンクリート柱の内部に鉄筋を配置し、且つ前記鉄筋と共に縦に分割された筒状のプレキャストコンクリート型枠と、前記プレキャストコンクリート型枠の分割された構成部分同士を接合する継手とを備え、前記継手は、前記構成部分に設けられた前記鉄筋の端部に固着可能な一対の固着部と、前記一対の固着部を連結する連結部とを備え、前記一対の固着部のそれぞれに、相手の前記固着部に対向する面、及び少なくとも一端が開放された蟻溝が設けられ、前記連結部には、前記蟻溝にその開放端から挿入されて前記蟻溝に係止される一対の係止部分が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のコンクリート柱の耐震補強構造は、前記継手の強度が、前記コンクリート柱の内部に配置された前記鉄筋の強度以上である構成とすることができる。
【００１０】
本発明の継手においては、接合すべき部材の製造時に各部材の接合部分に固着部を固着し、各部材を接合位置に配置した後、各部材の固着部の蟻溝にその開放端から連結部の係止部分を挿入することにより、係止部分が蟻溝に係止されて両方の固着部が連結部で連結される。これによって、接合すべき部材を簡単に接合することができる。更に、継手の強度は固着部及び連結部の形状及び寸法を変えることによって任意に設定することができるので、大きな荷重がかかるところにも使用することができるなど適用範囲が広くなる。
【００１１】
また、本発明のコンクリート柱の耐震補強構造においては、例えば既設のコンクリート柱の周囲を縦に分割された筒状のコンクリート型枠又は鋼板などの補強部材で取り囲み、これらの補強部材の各構成部を上述の継手によって接合するので、従来のように現場において溶接で接合する場合に比べて溶接不良が減少するため信頼性が向上すると共に、接合作業が容易になるので工期を短縮することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンクリート柱の耐震補強構造の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係るコンクリート柱の耐震補強構造を適用した第１の実施形態の耐震補強柱１を示す断面図である。この耐震補強柱１は、コンクリート柱１１の周囲が補強部材である２個のコンクリート型枠１２、１３で取り囲まれ、コンクリート柱１１とコンクリート型枠１２、１３との間の隙間にグラウト１４が充填されている。
【００１４】
コンクリート柱１１は断面が例えば四角形で、内部には鉄筋１５が配置されている。コンクリート型枠１２、１３は角筒を縦に２分割したものであり、それぞれの断面がコ字状に形成され、その内部には複数の鉄筋１６、１７が配置されている。このコンクリート型枠１２、１３はプレキャスト化されており、次に説明するコッター式継手２０によって接合することができる。
【００１５】
コッター式継手２０は、図２に示すように接合すべき部材である鉄筋１６、１７に固着可能な金属製の固着部２１、２２と、これらの固着部２１、２２を連結する金属製の連結部２３とで構成されている。固着部２１、２２は断面が例えば矩形で、コンクリート型枠１２、１３と略同じ長さに形成されている。これらの固着部２１、２２の対向面には、長手方向に延びる蟻溝２４、２５が設けられている。蟻溝２４、２５はその断面が例えば矩形に形成され、その少なくとも一端、本例では両端が開放されている。
【００１６】
連結部２３には、蟻溝２４、２５と相似形でこれより僅かに小さな係止部分２６、２７が設けられている。これらの係止部分２６、２７は、コンクリート型枠１２、１３が接合位置に配置されたとき、その鉄筋１６、１７に固着されている固着部２１、２２の蟻溝２４、２５にその開放端から挿入することができる。固着部２１、２２及び連結部２３の形状及び寸法は、その強度が鉄筋１６、１７を含めたコンクリート型枠１２、１３全体の引っ張り強度と同一かそれより大きくなるように設定されている。
【００１７】
連結部２３の係止部分２６、２７が固着部２１、２２の蟻溝２４、２５に挿入されると、挿入方向に対して略直角な方向に係止される。これによって、固着部２１、２２が連結部２３で連結され、コンクリート型枠１２、１３に接合縁に対して略直角な方向の力がかかっても、コンクリート型枠１２、１３の接合が保持される。
【００１８】
この耐震補強柱１を既設のコンクリート柱１１に施工する場合は、図１に示すように、まず既設のコンクリート柱１１の周囲を取り囲むようにコンクリート型枠１２、１３を配置する。コンクリート型枠１２、１３の鉄筋１６、１７には、その製造時にコッター式継手２０の固着部２１、２２を固着しておく。
【００１９】
コンクリート型枠１２、１３をコンクリート柱１１の周囲に配置すると、固着部２１、２２が整合配置される。次に、各固着部２１、２２の蟻溝２４、２５（図２）に連結部２３の係止部分２６、２７を挿入する。これで、コンクリート型枠１２、１３が接合される。次に、コンクリート柱１１とコンクリート型枠１２、１３との間の隙間にグラウト１４を充填する。これによって、コンクリート柱１１にグラウト１４及びコンクリート型枠１２、１３が一体化されて耐震補強される。
【００２０】
なお、コンクリート柱１１が長い場合には、これより短い複数のコンクリート型枠１２、１３を重ねて配置することができる。また、コンクリート柱１１の上部側に天井などがあって、固着部２１、２２の蟻溝２４、２５の開放端から連結部２３の係止部分２６、２７を挿入することができない場合は、連結部２３を短く分割して挿入することもできる。
【００２１】
図３は、上述の耐震補強柱１の耐震強度を測定する水平交番載荷試験設備３０を示す。この水平交番載荷試験設備３０は、耐震補強柱１と基礎部３１とからなり、耐震補強柱１の上端から３５０ｍｍの部分に水平交番荷重Ｆを加えるようになっている。
【００２２】
水平交番載荷試験の結果を図４に示す。同図（Ａ）は耐震補強柱１の試験結果であり、同図（Ｂ）はコンクリート柱１１の試験結果である。同図の縦軸は交番荷重Ｆ（ｔｆ）を示し、横軸は変位（ｍｍ）を示す。この試験結果から、コッター式継手２０によってコンクリート型枠１２、１３を接合した場合、コンクリート柱１１だけの場合より変位が大きい、すなわち、耐震強度が増大していることが分かる。
【００２３】
上述のように、この耐震補強柱１は、コンクリート柱１１の周囲を取り囲むように縦に分割された筒状のコンクリート型枠１２、１３を配置し、コンクリート型枠１２、１３をコッター式継手２０によって接合するので、接合作業が容易になり工期を短縮することができる。
【００２４】
また、コンクリート型枠１２、１３の製造時にその鉄筋１６、１７に固着部２１、２２を固着するので、従来のように現場で鉄筋１６、１７を溶接して接合する場合に比べて溶接不良が減少するため信頼性が向上する。
【００２５】
更に、コッター式継手２０は、固着部２１、２２及び連結部２３の形状及び寸法を任意に設定することができ、これによって、コンクリート型枠１２、１３の鉄筋１６、１７と同一又はそれ以上の強度にすることができるので、大きな荷重がかかる部分の接合などにも広範囲に適用することができる。
【００２６】
図５は、本発明に係るコンクリート柱の耐震補強構造を適用した第２の実施形態の耐震補強柱５を示す。この耐震補強柱５は、上述の第１実施形態の耐震補強柱１と同様に、コンクリート柱１１の周囲が補強部材である鋼板５１、５２によって取り囲まれている。この鋼板５１、５２も角筒を縦に２分割したものであり、それぞれの断面がコ字状でコンクリート柱１１と略同一長さに形成されている。鋼板５１、５２は、次に説明する本発明の継手を適用した嵌合式継手６０によって接合されている。コンクリート柱１１と鋼板５１、５２との間の隙間には、グラウト５３が充填されている。
【００２７】
嵌合式継手６０は、図６に示すように接合すべき部材である鋼板５１、５２に固着可能な金属製の固着部６１、６２と、これらの固着部６１、６２を連結する金属製の連結部６３とから構成されている。固着部６１、６２は断面が長方形状で、鋼板５１、５２と同一長さに形成されている。固着部６１、６２の同一方向の側面には、片側端が奥広がりで他側端が直角な蟻溝６４、６５が設けられている。
【００２８】
また、連結部６３は固着部６１、６２と同一長さであり、その側面には蟻溝６４、６５と相似形で僅かに小さな係止部分６６、６７が所定の間隔をあけて設けられている。そして、固着部６１、６２が蟻溝６４、６５を同一方向に向けて当接配置されたときに、蟻溝６４、６５の開放端からその内部に係止部分６６、６７を挿入できるようになっている。
【００２９】
この耐震補強柱５を既設のコンクリート柱１１に適用する場合は、図５に示すように鋼板５１、５２の製造時にその両端部に固着部６１、６２を固着しておく。そして、既設のコンクリート柱１１の周囲を鋼板５１、５２で取り囲み、これによって対向配置された固着部６１、６２の蟻溝６４、６５（図２）の上側の開放端からその内部に連結部６３の係止部分６６、６７を挿入する。これで鋼板５１、５２が接合される。この後、鋼板５１、５２とコンクリート柱１１との間の隙間にグラウト５３を充填する。なお、連結部６３が内側を向くようにすると外観が良好になる。
【００３０】
図７は、上述の耐震補強柱５の耐震強度を測定するための水平交番載荷試験設備７０を示す。この水平交番載荷試験設備７０は、上述の水平交番載荷試験設備３０と同様に耐震補強柱５と基礎部７１とからなり、耐震補強柱５の上端から３５０ｍｍの部分に水平交番荷重Ｆを加えるようになっている。
【００３１】
耐震補強柱５の水平交番載荷試験の結果を図８に示す。この試験結果から分かるように、嵌合式継手６０によって鋼板５１、５２を接合することにより、上述の耐震補強柱１と同程度の耐震強度を得ることができ、コンクリート柱１１だけの場合より耐震強度が増大している。
【００３２】
この耐震補強柱５は、第１実施形態の耐震補強柱１と同様にコンクリート柱１１の周囲を縦に分割された筒状の鋼板５１、５２で取り囲み、この鋼板５１、５２を嵌合式型枠６０で接合するので接合作業が容易になり工期を短縮することができる。また、鋼板５１、５２の製造時に固着部６１、６２を固着するので、溶接不良が減少して信頼性が向上する。更に、嵌合式継手６０は、各部の形状及び寸法を変えることにより強度を任意に設定することができるので、大きな荷重がかかる部分の接合などにも広範囲に適用することができる。
【００３３】
なお、上述の実施の形態ではコンクリート柱１１の断面が四角形である場合について説明したが、これに限らず多角形又は円形などの断面のコンクリート柱に適用することができる。また、補強部材であるコンクリート型枠１２、１３及び鋼板５１、５２の断面をコ字状にした場合について説明したが、Ｌ字状など適宜な形状にすることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の継手においては、接合すべき部材を接合位置に配置した後、各部材に固着されている固着部の蟻溝にその開放端から連結部の係止部分を挿入することにより、接合すべき部材を簡単に接合することができる。また、継手の強度はその形状及び寸法を変えることにより任意に設定することができるので、大きな荷重がかかるところにも使用することができるなど適用範囲が広くなる。
【００３５】
また、本発明のコンクリート柱の耐震補強構造においては、例えば既設のコンクリート柱の周囲を縦に分割されたコンクリート型枠又は鋼板などの補強部材で取り囲み、これらの補強部材の各構成部を上述の継手によって接合するので、従来のように現場において溶接で接合する場合に比べて溶接不良が減少して信頼性が向上すると共に、接合作業が容易になるので工期を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンクリート柱の耐震補強構造を適用した第１実施形態の耐震補強柱の断面図である。
【図２】本発明に係る継手を適用した第１実施形態のコッター式継手を示す断面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の耐震補強柱の水平交番載荷試験設備を示す図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の耐震補強柱及び従来の耐震補強柱の水平交番載荷試験の結果を示す図である。
【図５】本発明に係るコンクリート柱の耐震補強構造を適用した第２実施形態の耐震補強柱の断面図である。
【図６】本発明に係る継手を適用した第２実施形態の嵌合式継手を示す断面図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の耐震補強柱の水平交番載荷試験設備を示す図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の耐震補強柱の水平交番載荷試験の結果を示す図である。
【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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【図７】
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【図８】
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