(57)【要約】【課題】柱・梁接合部だけではなく梁全体を補強して、ロングスパンの架構を形成する。【解決手段】梁補強構造２０は、柱１２に架設された梁１４と、梁１４の側面１４Ａへ貼付けられ、両端部が柱１２の側面１２Ａに固定された繊維補強シート２２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱に架設された梁と、
前記梁の側面へ貼付けられ、両端部が前記柱の側面に固定された繊維補強シートと、
を有する梁補強構造。
【請求項２】
前記繊維補強シートの両端部を前記柱の側面に押付けて固定する固定部と、
前記固定部に設けられ、前記柱の周囲を取り囲み締付けられて前記固定部を前記柱の側面へ押付ける締付部と、
を有する請求項１に記載の梁補強構造。
【請求項３】
前記繊維補強シートはアラミド繊維の織物である、
請求項１又は請求項２に記載の梁補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、梁補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、鋼材からなる柱と梁の接合部に、強化繊維シート状物を貼り付けて補強した、柱・梁接合部の補強構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８７５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１の柱・梁接合部の補強構造では、柱・梁接合部は補強されるが梁全体は補強されない。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮して、柱・梁接合部だけではなく梁全体を補強して、ロングスパンの架構を形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の梁補強構造は、柱に架設された梁と、前記梁の側面へ貼付けられ、両端部が前記柱の側面に固定された繊維補強シートと、を有する。
【０００７】
請求項１の梁補強構造によると、梁の側面に繊維補強シートを貼付け、両端部を柱の側面に固定することで、梁に掛かる荷重が繊維補強シートを通じて柱に伝達される。これにより、繊維補強シートで梁を補強しない場合と比較して、梁をロングスパンとすることができる。
【０００８】
また、繊維補強シートを梁の側面に貼付けることで、１方向に折り曲げるだけで、柱の側面に繊維補強シートの両端部を押し当て固定することができる。
【０００９】
請求項２の梁補強構造は、請求項１に記載の梁補強構造において、前記繊維補強シートの両端部を前記柱の側面に押付けて固定する固定部と、前記固定部に設けられ、前記柱の周囲を取り囲み締め付けられて前記固定部を前記柱の側面へ押付ける締付部と、を有する。
【００１０】
請求項２の梁補強構造によると、繊維補強シートは、固定部に押付けられて柱の側面に固定される。このため、繊維補強シートにはビスやボルトで固定するための穴を開ける必要がなく、破れにくい。また、締付部は柱を取り囲み締付けられて固定部を柱の側面へ押付ける機能を発揮すればよいので、柱に締付部を固定するためのアンカー部材を埋め込まなくてもよい。このため、柱の強度を低下させずに梁を補強することができる。
【００１１】
請求項３の梁補強構造は、請求項１又は請求項２に記載の梁補強構造において、前記繊維補強シートはアラミド繊維の織物である。
【００１２】
請求項３の梁補強構造によると、繊維補強シートは、アラミド繊維の織物であるため、例えばカーボンファイバーやグラスファイバーと比較して曲げやすく丈夫である。このため、梁を補強する効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る梁補強構造によれば、柱・梁接合部だけではなく梁全体を補強して、ロングスパンの架構を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る梁補強構造を示した正面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る梁補強構造における拘束部材及び繊維補強シートが柱に固定された状態を示した分解斜視図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る梁補強構造における拘束部材の固定部が繊維補強シートを柱に押付けている状態を示した図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、（Ｂ）は固定部が繊維補強シートを梁に押付けている状態を示した部分拡大立面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る梁補強構造を示した正面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る梁補強構造における拘束部材及び繊維補強シートが柱に固定された状態を示した斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る梁補強構造の崩落抑制効果を示した正面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る梁補強構造を示した正面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
（架構）
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１実施形態の梁補強構造２０が適用される架構１０は、鉄筋コンクリート製の柱１２と、柱１２に架設された梁１４と、柱１２に架設され、梁１４と直交する方向へ延設された梁１５と、を備えている。
【００１６】
（梁補強構造）
梁補強構造２０は、梁１４の両側面１４Ａにエポキシ樹脂によって貼付けられ両端部が柱１２の側面１２Ａに固定された繊維補強シート２２と、繊維補強シート２２を柱１２の側面１２Ａに固定する拘束部材３０と、を備えている。
【００１７】
（拘束部材）
図２に示すように、拘束部材３０は柱１２の角部にそれぞれ設けられた鋼製部材であり、梁１４、１５の下部に位置する柱１２の周囲を取り囲むように設置されている。拘束部材３０は、繊維補強シート２２を柱１２の側面１２Ａ、梁１４、１５の側面１４Ａ、１５Ａに押付けて固定する固定部４２と、固定部４２の下部に設けられ、柱１２の周囲を取り囲んだ状態で固定部４２を柱１２に締め付け固定する締付部３２と、を備えている。
【００１８】
締付部３２は、平面視でＬ型形状とされ柱１２の角部を境にして２辺を覆う下板３４と、下板３４の下方に柱１２の側面１２Ａに沿って設けられた側板３６と、下板３４の両端部から下方に突設された固定板３８と、を備えている。下板３４、側板３６及び固定板３８は一体的に成型され、さらに下板３４と固定板３８はブラケット４０で補強されている。
【００１９】
一方の固定板３８にはボルト孔３８Ａが複数形成され、梁１４の下方で、ねじ棒３９Ａ及びナット３９Ｂを用いて、梁１４を挟んで対向する拘束部材３０の固定板３８と互いに固定されている。他方の固定板３８、すなわち梁１５側の固定板３８も同様に、梁１５の下方で、梁１５を挟んで対向する拘束部材３０の固定板３８と互いに固定されている。これにより４組の締付部３２が、柱１２の周囲を取り囲み互いに締め付け固定される。
【００２０】
固定部４２は締付部３２の上部に設けられており、平面視でＬ型形状とされ柱１２の角部を境として２辺を覆う上板４４と、上板４４の下方に柱１２の側面１２Ａに沿って設けられ、側板３６の延長線上に位置する側板４６と、上板４４の両端部から下方に突設され下板３４との間に空間を形成する端板４８と、を備えている。
【００２１】
図３（Ａ）には、図２のＡ−Ａ線断面図が示されている。図３（Ａ）に示すように、上板４４の柱１２側の端面４４Ａは側板４６よりも柱１２側に突出しており、繊維補強シート２２の上端部が係止可能とされている。また、側板４６の側面には繊維補強シート２２の保持力を高めるための突起４６Ａが複数形成されている。
【００２２】
また、図３（Ｂ）に示すように、上板４４の梁１４側の端面４４Ｂは端板４８よりも梁１４側に突出しており、繊維補強シート２２の上端部が係止可能とされている。また、端板４８の側面には突起４８Ａが複数形成されている。なお、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）に図示される繊維補強シート２２の厚み、上板４４の端面４４Ａ、４４Ｂの突出高さ及び突起４６Ａ、４８Ａの高さは、構成を分かり易くするため、誇張して記載されている。
【００２３】
なお、本実施形態において突起４６Ａ、４８Ａはリブ状の突条とされているが、これを点状の凸部としてもよい。あるいは、サンドブラストなどの粗面処理などとしてもよい。
【００２４】
（繊維補強シート）
図２に示すように、繊維補強シート２２はアラミド繊維の織物によって形成されており、上述したように、梁１４の両側面１４Ａにエポキシ樹脂によって貼付けられている。繊維補強シート２２の端部は、梁１４の端部で柱１２の側面１２Ａに沿って折り曲げられ、柱１２の側面１２Ａ、さらに梁１４と直交する梁１５の側面１５Ａに沿って１方向（水平方向）へ複数回折り曲げられて、側面１２Ａ、１５Ａにもそれぞれ貼付けられている。
【００２５】
また、図３（Ｂ）に矢印で示すように、梁１４を挟んで対向する拘束部材３０の締付部３２が互いにねじ棒３９Ａ及びナット３９Ｂで締め付け固定されることにより、繊維補強シート２２の端部は、側板４６から押圧されて柱１２の側面１２Ａに押付けられ、また端板４８から押圧されて梁１４の側面１４Ａに押付けられる。さらに、梁１５の側面１５Ａにも、図３（Ｂ）の紙面手前側から奥側に向かって押し付けられる。
【００２６】
（作用及び効果）
第１実施形態の梁補強構造２０においては繊維補強シート２２の端部が拘束部材３０によって柱１２の側面１２Ａ、梁１４の側面１４Ａ、梁１５の側面１５Ａに押付けて固定される。このため、例えばボルト等を用いて側面１２Ａのみに固定される場合と比較して保持力が高く外れにくい。さらに、側板４６及び端板４８にはそれぞれ突起４６Ａ、４８Ａが複数形成されているため、保持力がさらに高められている。このため、繊維補強シート２２は、ビスやボルトを用いずに柱１２の側面１２Ａに固定することができる。
【００２７】
また、繊維補強シート２２は梁１４の側面１４Ａに貼り付けられているので、梁１４の全長に亘って補強することができる。これにより、梁１４を繊維補強シート２２で補強しない場合と比較して、梁１４をロングスパンとすることができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては拘束部材３０を用いて繊維補強シート２２の端部を柱１２の側面１２Ａに固定したが、端部を柱の側面１２Ａに固定することができれば本発明の実施形態はこれに限られない。例えば繊維補強シート２２にボルト孔を形成し、柱１２にアンカーナットを埋め込んでボルト固定してもよい。この際、繊維補強シート２２と柱１２の側面１２Ａとの摩擦力を高めるために、繊維補強シート２２とボルト頭との間に座金を入れて支圧面積を大きくすると好適である。あるいは、コンクリートビスを複数箇所打込んで繊維補強シート２２を側面１２Ａに固定してもよい。
【００２９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る梁補強構造５０について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を用いることとして、説明を省略する。
【００３０】
（梁補強構造）
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、梁補強構造５０は、中央柱１３から左右（図４（Ｂ）におけるＸ方向）の柱１２へ架け渡された梁１４と、中央柱１３から前後（図４（Ｂ）におけるＹ方向）の柱１２へ架け渡された梁１５とに適用され、繊維補強シート２２が、梁１４、１５の側面１４Ａ、１５Ａにそれぞれ貼り付けられている。これにより、中央柱１３に支持される全ての梁（梁１４、梁１５）が繊維補強シート２２によって補強される。
【００３１】
また、全ての繊維補強シート２２の端部が、拘束部材３０によって柱１２又は中央柱１３に固定される。なお、中央柱１３には、図５に示すように、梁１４に貼り付けられた繊維補強シート２２の端部及び梁１５に貼り付けられた繊維補強シート２２の端部が重ねて貼り付けられている。さらに繊維補強シート２２の端部は重ね合わされた状態で、拘束部材３０によって中央柱１３の側面１３Ａに押付け固定されている。
【００３２】
（作用及び効果）
第２実施形態の梁補強構造５０は、中央柱１３に支持される全ての梁（梁１４、梁１５）が繊維補強シート２２によって補強される。さらに、全ての繊維補強シート２２の端部が、拘束部材３０によって柱１２又は中央柱１３に固定される。
【００３３】
これにより、例えば図６に示すように地震等によって中央柱１３が損傷した場合でも、繊維補強シート２２の一端部が柱１２の側面１２Ａに固定され、他端部が中央柱１３の側面１３Ａに固定された状態を保持することができる。これにより、図６に矢印で示すように上部構造が下方へ沈み込もうとしても、繊維補強シート２２が四方から突っ張ることにより、沈み込みが抑制される。これにより、架構１０の崩落を抑制することができる。
【００３４】
また、梁１４、１５は繊維補強シート２２によって補強されるので、例えばコンクリートを増し打ちして補強する場合と比較して、型枠工事や鉄筋工事が不要であり、施工が容易である。また、補強後の梁１４の寸法も小さくすることができる。さらに、コンクリートを硬化させる養生期間も不要なので、工期が短縮され、建物の使用を中断する期間が短くて済む。
【００３５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る梁補強構造６０について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を用いることとして、説明を省略する。
【００３６】
（架構）
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第３実施形態の梁補強構造６０が適用される架構１１は、鉄筋コンクリート製の柱１２と、柱１２に架設された梁１４と、柱１２に架設され、梁１４と直交する方向へ延設された梁１６と、を備えている。梁１６は梁１４よりも梁成が小さく形成されている。
【００３７】
（梁補強構造）
梁補強構造６０では、１枚の繊維補強シート２２が２つの鉛直構面の梁１４の側面１４Ａに跨って貼り付けられている。繊維補強シート２２の両端部は２つの鉛直構面の両端の柱１２の側面１２Ａにそれぞれ拘束部材７０を用いて固定されている。また、繊維補強シート２２の中央部は、梁１６の下方で中央柱１３の側面１３Ａに沿って貼り付けられ、さらに拘束部材７０を用いて固定されている。
【００３８】
（拘束部材）
拘束部材７０は、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、繊維補強シート２２を柱１２の側面１２Ａに押付けて固定する固定部８２と、固定部８２の下部に設けられ、柱１２を挟み込んだ状態で固定部８２を柱１２に締め付け固定する締付部７２と、を備えている。
【００３９】
拘束部材７０は、図２に示す、梁１５を挟んで対向する２つの拘束部材３０を繋いだＵ字形状とされている。具体的に説明すると、まず、締付部７２は、２つの拘束部材３０のそれぞれの締付部３２を２つ繋いだ形状とされている。つまり、梁１５を挟んで対向する締付部３２の固定板３８とブラケット４０を無くし、下板３４及び側板３６を延長して２つの締付部３２を繋いだものが、本実施形態の締付部７２とされている。
【００４０】
同様に、固定部８２も、梁１５を挟んで対向する拘束部材３０のそれぞれの固定部４２を繋いだ形状とされている。つまり、梁１５を挟んで対向する固定部４２の上板４４及び側板４６を延長して２つの固定部４２を繋いだものが、本実施形態の固定部８２とされている。
【００４１】
（作用及び効果）
第３実施形態の梁補強構造６０が適用される架構１１は、梁１４の梁成と、梁１４に直交する方向に架設された梁１６の梁成が異なる。そして、繊維補強シート２２の中央部が、梁１６の下方で中央柱１３の側面１３Ａに沿って貼り付けられ、さらに拘束部材７０を用いて固定されている。
【００４２】
このように、互いに直交する梁の梁成が異なる架構においては、本実施形態のように１枚の繊維補強シート２２を、複数の鉛直構面に亘って連続的に貼り付けることができる。このため、繊維補強シート２２を短く切り分ける必要がなく、強度が高い。また、作業効率がよい。
【００４３】
また、柱１２に固定される拘束部材７０は２組で構成される。このため、４組必要な拘束部材３０と比較して部材数が減り、施工効率がよい。
【００４４】
（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。上記実施形態では、梁１４又は梁１５に繊維補強シート２２を貼り付けた面は、１〜２つの鉛直構面であったが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば３つ以上の鉛直構面に亘って繊維補強シート２２を貼り付けてもよい。このようにすれば、ロングスパンとすることができる範囲を広くしたり、崩落抑制効果が得られる範囲を広くすることができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、繊維補強シート２２は梁１４の側面１４Ａのみに貼り付けられるものとしたが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば、繊維補強シート２２を梁１４の側面１４Ａから下面に亘って貼り付けるものとしてもよい。このようにすれば、補強効果を更に高めることができる。
【００４６】
また、繊維補強シート２２を梁１４の下面にも貼り付けた場合、梁１４の下面が柱１２と交わる部分で繊維補強シート２２に切込を入れれば、繊維補強シート２２は柱１２の側面１２Ａに沿って折り曲げることができる。このようにして柱１２の側面１２Ａに沿って折り曲げた部分は、拘束部材３０の固定部４２の側板４６（図３（Ａ）参照）に加え、締付部３２の側板３６によっても押圧される。この場合、側板３６にも突起４６Ａと同様の突起を設ければ、保持力を向上させることができる。
【００４７】
また、第３実施形態においては４組の拘束部材３０に代えて２組の拘束部材７０を用いたが、本発明の実施形態はこれに限られない。第３実施形態のように互いに直交する梁の梁成が異なる架構において拘束部材３０を用いても、繊維補強シート２２の端部は柱１２の側面１２Ａに固定することができる。
【００４８】
また、上記実施形態においては、梁１４と梁１５は互いに直交する方向に延設されているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば梁１４と梁１５は直交していなくても、拘束部材３０の形状を変更すれば、繊維補強シート２２の端部を柱１２の側面１２Ａに固定することは可能である。
【００４９】
また、上記実施形態においては、繊維補強シート２２は梁１４が柱１２に架設された架構１０、１１に適用されるものとしたが本発明の実施形態はこれに限られない。例えばプレキャストコンクリートで形成された梁に予め繊維補強シート２２を貼付けておき、この梁を現場で柱に接合させる際に、拘束部材３０等を用いて柱に固定するものとしてもよい。また、繊維補強シート２２を貼り付けるのは、コンクリート製の梁に限られず、例えば鉄骨製の梁でもよい。このように本発明の梁補強構造は、様々な構造形式の架構に使用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１２              柱
１３              中央柱（柱）
１２Ａ、１３Ａ    側面
１４、１５        梁
１４Ａ、１５Ａ    側面
２０、５０、６０  梁補強構造
２２              繊維補強シート
３２              締付部
４２              固定部
【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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