(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構築物の壁面、鉄筋コンクリート柱等の角部にＬ部材を取付け、この上から強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてなるプリプレグを貼り付け又は巻き付けた後樹脂を硬化させて、該プリプレグ硬化材と被補強面との間に空隙を設けて補強することを特徴とする耐震補強方法。
【請求項２】
Ｌ部材は、その外側角部に半径１０ｍｍ以上の曲面が設けられている請求項1に記載の耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は構築物、特にはコンクリート建造物や橋脚等の構築物の壁面、鉄筋コンクリート柱等にプリプレグを貼り付け又は巻き付けて、もしくは強化繊維を巻き付けこの上から樹脂を塗工して、構築物を補強する耐震補強方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、阪神・淡路大震災を契機として、耐震性の強化を図るため、構築物の壁面や鉄筋コンクリート柱の補強工事の要請が増加している。上記構築物を支える鉄筋コンクリート柱は、主筋とこれを取り巻くようにフープ筋がコンクリート内に埋設された構造を有している。
鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法としては、柱の周囲に柱軸に対してほぼ直角方向に繊維補強材を巻き付け、これに接着樹脂を含浸させ一体的に硬化させることにより、柱の剪断強度を高め、剪断破壊を防止して柱材の靭性を向上させる工法が知られている。
【０００３】
しかしながら、この工法は、柱体にひび割れがある場合、エポキシ樹脂を注入して補修を行わねばならないことがある。また、下地表面の突起物や型枠による段差など表面の不陸は、切削または下地調整材により平滑な状態としなければならない。さらに、下地表面のレイタンスや脆弱層、泥・埃・油分等、繊維補強材の接着を阻害する異物は、切削工具等により充分に除去する、等の下地処理が必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法は、施工が容易ではなく手間と時間のかかる作業であった。この対策として、鉄筋コンクリート柱の周囲にカーボン繊維等に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを捲回し、又は貼付けて硬化させる、ＦＲＰで補強する方法が開発された。しかし、現場での加熱硬化は、加えた熱がコンクリートに吸収され、加熱が容易ではない。このように従来の耐震補強方法には上記問題があった。
そこで、本発明の課題は、構築物の壁面や鉄筋コンクリート柱等の現場施工が容易で補強効果の高い耐震補強方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の耐震補強方法は、構築物の壁面、鉄筋コンクリート柱等の角部にＬ部材を取付け、この上から強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてなるプリプレグを貼り付け又は巻き付けた後樹脂を硬化させて、プリプレグ硬化材と被補強面との間に空隙を設けて補強することを特徴とする。また、使用するＬ部材には、その外側角部に半径１０ｍｍ（１０Ｒ）以上の曲面を設けておくのが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の具体的な態様について、図１を用いて詳細に説明する。
図１（ａ）は、構築物の壁面１の角部にＬ部材２を取付け、この上から強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ３を貼り付けて、プリプレグ３と被補強面との間に空隙４を設けたものであり、図１（ｂ）は、鉄筋コンクリート柱５の角部にＬ部材２を取付け、この上からプリプレグ３を2層巻き付けて、プリプレグと被補強面との間に空隙を設けたものであり、熱風等により硬化させて補強する例を示している。プリプレグ３は、２層以上の多層に貼り付け又は巻き付けると補強に対してより効果的である。
【０００７】
なお、熱硬化性樹脂に代えて光硬化性樹脂を用い、これを光を透過するガラス繊維又は有機繊維に含浸させて得たプリプレグ３を、被補強面に貼り付け又は巻き付け、太陽光あるいは紫外線で硬化して補強してもよい。この場合、光を透過する繊維を用いることで、光照射により深部まで充分に硬化させることができる。
地震発生時に、構築物の壁面１や鉄筋コンクリート柱５に生じる圧縮応力や剪断応力は、プリプレグ３によって周囲に分散させることができ、耐震補強効果が得られる。
【０００８】
Ｌ部材を用いてプリプレグと被補強面との間に空隙を設けると、被補強面にひび割れやクラックが生じた場合、該箇所に集中する応力をプリプレグ全体に分散させることができ、補強効果を増大させることができる。プリプレグと被補強面との間の距離（空隙）は、一応目安として、柱（壁）の断面厚の１／２０以下とするのが好ましい。なお、プリプレグは、図１（ａ）、（ｂ）のように張設するのではなく、多少緩んでいてもよく、要は、被補強面にプリプレグを直張りしないことに意義がある。
【０００９】
なお、このＬ部材の上から巻かれるプリプレグやシートのＬ部材の角部と当接する部分に、応力が集中しないように、Ｌ部材の外側角部は、半径１０ｍｍ（１０Ｒ)以上の曲面とし、好ましくは半径１０〜５０ｍｍ、特に好ましくは半径１０〜３０ｍｍの曲面である。外側角部の半径（Ｒ）が１０ｍｍ未満では、巻き付けられるプリプレグやシートがこの角部で破断しやすくなる。また、５０ｍｍを超えると角部の厚さが相対的に薄くなるため好ましくない。
Ｌ部材の材質としては、金属やプラスチック、コンクリート、セラミックス、木、合板等が挙げられる。
【００１０】
このように構築物の壁面や鉄筋コンクリート柱等にプリプレグを施工後、熱風により、あるいは光照射、例えば、太陽光によりもしくは紫外線照射により硬化して補強がなされる。この他、上記Ｌ部材を用いてハンドレイアップ法により施工してもよい。
このように本発明の耐震補強方法は、樹脂層と被補強面との間に空隙を設けたことにより、ひび割れやクラックに集中する応力をプリプレグ全体に分散させることができ、補強効果を増大させることができる。なお、樹脂層と被補強面との間の距離（空隙）は、上記プリプレグの場合と同様に、柱（壁）の断面厚の１／２０以下とするのが好ましい。
【００１１】
補強材として使用される強化繊維は、炭素繊維、セラミック繊維、ボロン繊維、金属繊維、さらに光を透過するガラス繊維、アラミド繊維（特にはケブラー繊維：デュポン・東レ・ケブラー社製、商品名）、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ナイロン繊維等の有機繊維などが挙げられる。プリプレグに光硬化性樹脂を用いる場合の強化繊維としては、ガラス繊維が光透過性、強度の点で、またコスト的にも有利である。
なお、使用する繊維は上記の内から選択された単独のもの、あるいは２以上の繊維を併用してもよい。これらの繊維は平織、綾織等の適宜の方法で織ったクロス又はチョップの形態で使用される。
【００１２】
熱硬化型樹脂には、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げられ、これらの樹脂に、硬化促進剤や熱硬化性接着剤、さらに増粘剤や充填剤等を適宜添加して所望の硬化特性、粘度を有するように調製するとよい。なお、熱硬化型樹脂を得る場合には、６０〜１２０℃、５〜３０分程度の加熱で硬化するように調製するのが好ましい。
【００１３】
常温硬化型樹脂には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げられ、これらの樹脂に、硬化促進剤や常温硬化性接着剤、さらに増粘剤や充填剤等を適宜添加して所望の硬化特性、粘度を有するように調製するとよい。
【００１４】
光を透過する強化繊維と共に使用する光硬化性樹脂としては、通常、紫外線により架橋反応して硬化するものが選択され、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂等が挙げられる。樹脂には、光酸化剤、硬化助剤、増粘剤、充填剤等を適宜添加して所望の硬化特性、粘度を有するように調製するとよい。
【００１５】
光硬化性樹脂に添加される光硬化剤は、通常、波長域３６５〜４１０ｎｍの紫外線を吸収する光硬化剤が用いられる。光源としては、紫外線蛍光灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられるが、太陽光を用いて硬化してもよい。硬化時間は、光の強度、塗工の厚さにもよるが、５〜３０分である。
【００１６】
本発明の耐震補強は、構築物の壁面、鉄筋コンクリート柱等にL部材を取付けた後、シート状に加工されたガラス繊維に樹脂を含浸させてシート状とし、加熱等の処理を施して高粘度状態としたプリプレグシートを貼り付け又は巻き付けて施工される。あるいは、構築物の壁面又は鉄筋コンクリート柱にL部材を取付けた後、強化繊維又はシート状に加工された強化繊維を張り付け又は巻き付け、この上に常温硬化型樹脂を、繊維間に含浸するように塗工するハンドレイアップ法で施工してもよい。
【００１７】
例えば、構築物の壁面、鉄筋コンクリート柱等にL部材を取付けた後、接着樹脂を表面に塗布したビニール樹脂系シートを巻き、この上に強化繊維又は該強化繊維からなるシートを巻いて、常温硬化型樹脂をハンドレイアップ法により塗工し、最後にビニール樹脂系シートを巻いて補強することもできる。なお、これらのビニール樹脂系シートは、塗工する常温硬化型樹脂の粘度が適切で施工上不都合がなければ使用しなくともよい。
【００１８】
さらに、本発明の耐震補強方法を実施例に基づいて説明する。
【実施例】
（実施例１）
単一方向に引き揃えた炭素繊維束に、硬化促進剤等を添加した熱硬化性エポキシアクリレート樹脂を含浸させてシート状とし、加熱処理をして幅３３０ｍｍ、厚さ１ｍｍの高粘度状態のプリプレグシートを作製した。
一方、断面１ｍ×１ｍの鉄筋コンクリート柱の各角部に、鋼製のＬ部材（寸法：長さ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、外側角部のＲ：半径１０ｍｍ）を取付け、この上からプリプレグシートを６層巻きつけて固定した。これに１００℃の熱風を吹き付けて硬化させ、一度の施工で簡単に耐震補強することができた。
【００１９】
（実施例２）
断面１ｍ×１ｍの鉄筋コンクリート柱の各角部に、鋼製のＬ部材（寸法：長さ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、外側角部のＲ：半径１０ｍｍ）を取付けた後、この上から、単一方向に引き揃えたガラス繊維束に光硬化剤等を添加した光硬化性エポキシアクリレート樹脂を含浸させてシート状とし、加熱処理して高粘度状態とした幅３３０ｍｍ、厚さ１ｍｍのプリプレグシートを、６層巻きつけて固定した。
巻きつけられたプリプレグは、１０月の太陽光を受けて施工後２０分前後で硬化し、一度の施工で簡単に耐震補強することができた。
【００２０】
（実施例３）
断面１ｍ×１ｍの鉄筋コンクリート柱の各角部に、鋼製のＬ部材（寸法：長さ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、外側角部のＲ：半径１０ｍｍ）を取付け、この上から、ガラス繊維束を単一方向に配列したシートを６層巻き付けた後、さらに、常温硬化型エポキシアクリレート樹脂をハンドレイアップ法により施工した。
塗工された樹脂は、設けられた空隙によりコンクリート柱側に熱が奪われることもなく、外気温２０℃の環境下、２４時間で完全に硬化し、一度の施工で容易に耐震補強することができた。
【００２１】
【発明の効果】
上記したように、被補強面とプリプレグとの間、あるいは被補強面とハンドレイアップ法により強化繊維に樹脂を含浸させて形成した樹脂層との間にＬ部材を配して空隙を設けることにより、被補強面にひび割れやクラックが生じても、プリプレグ全体に応力を分散させることができ、補強効果をより増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の耐震補強方法を示し、（ａ）は構築物の壁面の角部に、（ｂ）は鉄筋コンクリート柱の角部に、Ｌ部材を取付けてプリプレグを貼り付け又は巻き付けて補強する様子を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１．・・・・・・壁面
２．・・・・・・Ｌ部材
３．・・・・・・プリプレグ
４．・・・・・・空隙
５．・・・・・・鉄筋コンクリート柱
【図１】
0004272781.tif 000002