(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート棒状構造体の表面に係合される複数の係合部材と、前記構造体の表面に沿って配置されて前記各係合部材同士を連結する複数の緊締部材とを備え、これらの緊締部材に付与された引張力で前記係合部材が前記構造体をその軸線方向に対して直交方向に圧縮可能とされているコンクリート棒状構造体の補強器具において、
前記緊締部材と前記構造体との間の隙間に介在され、前記構造体の膨張を抑制するとともに、片面にテーパが形成された平板材であって、その両端部の厚みが異なっている補強部材を備えていることを特徴とするコンクリート棒状構造体の補強器具。
【請求項２】
請求項１に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強部材は、前記緊締部材の表面および前記構造体の表面に当接されていることを特徴とするコンクリート棒状構造体の補強器具。
【請求項３】
請求項１または２に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強部材は、前記各係合部材同士の略中央に配置されていることを特徴とするコンクリート棒状構造体の補強器具。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強部材は、前記各係合部材同士の間に複数配置されていることを特徴とするコンクリート棒状構造体の補強器具。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強器具は、前記構造体の軸線方向に複数配置されていることを特徴とするコンクリート棒状構造体の補強器具。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強部材は、前記構造体の軸線方向に隣接する補強部材と連続していることを特徴とするコンクリート棒状構造体の補強器具。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強部材は、前記緊締部材に係止する係止部を備えていることを特徴とするコンクリート棒状構造体の補強器具。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の補強器具を用いてコンクリート棒状構造体を補強する補強方法であって、
前記コンクリート棒状構造体の表面に複数の前記係合部材を係合させるとともに前記緊締部材で前記各係合部材を連結して、前記各緊締部材に引張力を付与して前記係合部材で前記構造体をその軸線方向に対して直交方向に圧縮した後、前記緊締部材と前記構造体との間の隙間に前記補強部材を挿入することを特徴とするコンクリート棒状構造体の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート棒状構造体の補強器具および補強方法に関し、鉄筋コンクリート造建物の柱や梁の補強などに利用できる。
【０００２】
【背景技術】
従来より、建築や土木の分野では、鉄筋コンクリート構造が多く用いられている。例えば、ビルディング等の建築物や、橋梁等の構造物においては、棒状の柱や梁が多く形成され、これらの柱や梁は、棒状であるために各方向への曲げ力、剪断力を受けており、特に柱では同時に軸力も受けている。
【０００３】
このような柱や梁においては、地震等によって軸力が過大になると、柱の軸線方向の一部が全周にわたって膨張して圧壊するおそれがある。また、曲げ力が過大になると、曲げによる圧縮が生じる側で膨張が生じて圧壊に至り、反対側では引張りによる断裂が生じるおそれがある。さらに、せん断力が過大になると、軸線方向に対して斜め方向のひび割れが生じ、せん断破壊を起こす可能性がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、コンクリート棒状構造体の補強器具および補強方法を先に提案した（特開２０００−３４８４２号公報参照）。
この提案によれば、コンクリート棒状構造体としての柱や梁の表面に、複数の係合部材を係合し、各係合部材同士を複数の緊締部材で連結して、これら緊締部材に付与された引張力で係合部材が柱や梁をその軸線方向に対して直交方向に圧縮することによって、その最大許容軸力および最大許容曲げ力を向上させてひび割れを抑制し、補強を確実に行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、地震等によって柱や梁にかかる軸力や曲げ力が過大になって柱が変形しようとする場合、構造体の表面のうち、係合部材が係合された部分は係合部材によって拘束されて変形が抑制されるが、残りの部分は変形が充分に抑制されない可能性があった。
【０００６】
本発明の目的は、コンクリート棒状構造体の変形を容易に抑制できるコンクリート棒状構造体の補強器具および補強方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のコンクリート棒状構造体の補強器具および補強方法は、次の構成を採用する。
請求項１に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具は、コンクリート棒状構造体の表面に係合される複数の係合部材と、前記構造体の表面に沿って配置されて前記各係合部材同士を連結する複数の緊締部材とを備え、これらの緊締部材に付与された引張力で前記係合部材が前記構造体をその軸線方向に対して直交方向に圧縮可能とされているコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記緊締部材と前記構造体との間の隙間に介在され、前記構造体の膨張を抑制するとともに、片面にテーパが形成された平板材であって、その両端部の厚みが異なっている補強部材を備えていることを特徴とする。
ここで、コンクリート棒状構造体としては、柱、梁に限定されるものではなく、斜めブレース等も含まれる。
【０００８】
この発明によれば、緊締部材と構造体との間の隙間に補強部材を介在させたので、地震等によって構造体に過大な軸力や曲げ力が発生した場合に、緊締部材によって支持された補強部材が構造体の表面を押圧するから、構造体が変形してその表面が膨張しようとするのを抑えることができ、構造体の変形を容易に抑制できる。
また、緊締部材と構造体との間の隙間に補強部材を介在させるのみで構造体の補強ができるから、例えば、係合部材の設置個数を増加させる場合に比べて、容易かつ安価に補強できる。さらに、補強部材を、緊締部材と構造体との間の隙間に、その両端部のうち厚みが薄い部分から厚い部分に向かって挿入することによって、補強部材がその隙間を完全に満たして緊締部材の表面および構造体の表面に完全に当接されるから、構造体の変形を確実に抑制できる。
【０００９】
請求項２に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具は、請求項１に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強部材は、前記緊締部材の表面および前記構造体の表面に当接されていることを特徴とする。
この発明によれば、補強部材を緊締部材の表面および構造体の表面に当接させたので、構造体の変形が始まると同時に、補強部材によって構造体の表面が押圧され、構造体が変形してその表面が膨張しようとするのを抑えることができ、構造体の変形を確実に抑制できる。
【００１０】
請求項３に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具は、請求項１または２に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強部材は、前記各係合部材同士の略中央に配置されていることを特徴とする。
この発明によれば、補強部材を各係合部材同士の略中央に配置したので、構造体の表面のうち、最も膨張する可能性が高い部分、つまり係合部材同士の略中央部分を補強できるので、構造体の変形を効果的に抑制できる。
【００１１】
請求項４に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具は、請求項１から３のいずれかに記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強部材は、前記各係合部材同士の間に複数配置されていることを特徴とする。
この発明によれば、補強部材を各係合部材同士の間に複数配置したので、構造体の表面のうち補強が必要な度合いに応じて補強部材の数量を調整して配置することができるから、構造体の変形を効果的に抑制できる。
【００１２】
請求項５に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具は、請求項１から４のいずれかに記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強器具は、前記構造体の軸線方向に複数配置されていることを特徴とする。
この発明によれば、補強器具を構造体の軸線方向に複数配置したので、構造体の一部あるいは全体に亘って変形を抑えることができる。
【００１３】
請求項６に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具は、請求項１から５のいずれかに記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強部材は、前記構造体の軸線方向に隣接する補強部材と連続していることを特徴とする。
この発明によれば、補強部材を構造体の軸線方向に隣接する補強部材と連続させたので、地震等による揺れや振動があった場合に、補強部材の位置が構造体の軸線方向にずれるのを抑えることができるから、構造体の変形を確実に抑えることができる。
【００１５】
請求項７に記載のコンクリート棒状構造体の補強器具は、請求項１から６のいずれかに記載のコンクリート棒状構造体の補強器具において、前記補強部材は、前記緊締部材に係止する係止部を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、補強部材に緊締部材に係止する係止部を設けたので、補強部材を容易に緊締部材と構造体との間の隙間に保持することができ、補強部材の設置作業の作業効率を向上できる。
【００１６】
請求項８に記載のコンクリート棒状構造体の補強方法は、請求項１から７のいずれかに記載の補強器具を用いてコンクリート棒状構造体を補強する補強方法であって、前記コンクリート棒状構造体の表面に複数の前記係合部材を係合させるとともに前記緊締部材で前記各係合部材を連結して、前記各緊締部材に引張力を付与して前記係合部材で前記構造体をその軸線方向に対して直交方向に圧縮した後、前記緊締部材と前記構造体との間の隙間に前記補強部材を挿入することを特徴とする。
この発明によれば、請求項１と同様に、構造体の変形を容易に抑制できる。また、係合部材の設置個数を増加させる場合に比べ、容易かつ安価に補強できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係るコンクリート棒状構造体としての柱２０の全体側面図が示されている。
【００１８】
柱２０は、鉄筋コンクリート造建物１０の内部に設けられ、床部１１の上に形成されて上階側の床部１２を支持するコンクリート製の四角柱状体であって、内部に図示しない配筋材を有し、この配筋材が上下の床部１１，１２内の配筋材や、下方の基礎１３、上方の梁１４内の配筋材と互いに連結されている。
なお、本実施形態では、柱２０は、基礎１３が図示されている通り一階部分に設けられているが、二階以上あるいは地下の階層に設けられた柱に本発明を適用してもよい。
柱２０には、その軸方向に四周を囲む補強器具３０がそれぞれ上下に間隔を空けて一定間隔で複数段に配置されている。各補強器具３０間の間隔は、特に限定されるものではなく、その実施にあたって適宜に決められてよい。
【００１９】
図２には、補強器具３０の全体平面図が示されている。
補強器具３０は、柱２０の各角部２１に対応して配置された係合部材としての計四つのコーナーピース３１と、柱２０の四周の表面２２に沿って水平に配置され各コーナーピース３１同士を連結する計４本の緊締部材３２と、この緊締部材３２と柱２０との間の隙間Ｓのうち、各コーナーピース３１同士の略中央に介在される補強部材４０とを備えている。
【００２０】
図３および図４には、補強器具３０の拡大側面図および拡大横断面図が示されている。
コーナーピース３１は、金属材料による鋳造によって製造され、断面略Ｌ字形状に形成された２つの片部３１２を備え、各片部３１２は、柱２０（図中の二点鎖線）の互いに直交する表面２２にあてがわれる当接面３１１を有している。なお、コーナーピース３１は、鍛造、機械加工による削り出し等の任意の加工方法によって製作されてもよい。
【００２１】
コーナーピース３１の一方の片部３１２には、この片部３１２を貫通する挿通孔３１３が設けられ、この挿通孔３１３は、他方の片部３１２側端部に挿通孔３１３よりも大きな径寸法の座堀部３１５を備えている。
また、他方の片部３１２には、挿通孔３１３に対して直交する方向に雌ネジ３１４が刻設されている。
【００２２】
緊締部材３２は、コーナーピース３１の挿通孔３１３に挿通されるボルト３２１と、このボルト３２１の基端側に螺合されるナット３２２とで構成されている。
ボルト３２１は、いわゆるＰＣ鋼棒であって、その先端側には雄ネジ３２４が、その基端側には雄ネジ３２５が刻設されている。
また、ボルト３２１の基端面には溝３２３が設けられ、この溝３２３にドライバー等を係止させて回転させることにより、ボルト３２１の先端側の雄ネジ３２４をコーナーピース３１の雌ネジ３１４に容易に螺合することが可能になっている。
【００２３】
ナット３２２は、ボルト３２１の基端側の雄ネジ３２５に螺合されており、コーナーピース３１の座堀部３１５の底面に係止するようになっている。
また、コーナーピース３１の座堀部３１５には、挿通孔３１３を隠蔽するボルト蓋３１６が螺合されており、仮に、ボルト３２１の先端がコーナーピース３１から外れた場合でも、そのボルト３２１が挿通孔３１３から飛び出さないようになっている。
【００２４】
以上のような補強器具３０では、柱２０の各角部２１にコーナーピース３１を配置するとともに、各コーナーピース３１を緊締部材３２で連結した後、この緊締部材３２のボルト３２１に引張力を付与することで、その反力をナット３２２およびコーナーピース３１の当接面３１１を介して表面２２に伝達し、柱２０をその軸線方向（垂直方向）に対して直交する方向（水平方向）に圧縮する。
【００２５】
図５には、補強部材４０の側面図が示されている。
補強部材４０は、断面略Ｌ字形状の金属製であって、緊締部材３２と柱２０との間の隙間Ｓに介在される本体４１と、この本体４１の上部に一体成型され緊締部材３２に係止する係止部４２とを備えている。なお、係止部４２は、本体４１に一体成型としたが、別体としてもよく、例えば、本体４１と係止部４２とを互いにボルトで連結した構造としてもよい。また、補強部材４０は、金属製に限らず、木製、硬質ゴム製等その他の材料で形成されてもよい。
【００２６】
本体４１は、平面長方形状の平板材であって、緊締部材３２側表面にテーパが形成されることにより、その高さ方向上端の厚みは厚く、下端の厚みが薄くなっており、柱２０の表面２２に当接される当接面４１１と、緊締部材３２の表面に当接される当接面４１２とを備えている。なお、本体４１の幅寸法および長さ寸法等の大きさは任意に決定されてよい。
【００２７】
係止部４２は、平板材であって、その下面が緊締部材３２のボルト３２１の上面に係止されることによって、補強部材４０が落下しないようになっている。
【００２８】
次に、補強器具３０を用いた柱２０の補強方法を説明する。
まず、柱２０の各角部２１にコーナーピース３１を配置し、緊締部材３２のボルト３２１をコーナーピース３１の挿通孔３１３に挿通して、その先端側の雄ネジ３２４を隣接するコーナーピース３１の雌ネジ３１４に螺合し、その基端側の雄ネジ３２５にナット３２２を螺合することによって、コーナーピース３１と緊締部材３２とを連結する。次に、ジャッキ等の工具でナット３２２を回転させることにより緊締部材３２に引張力を付与する。
【００２９】
その後、補強部材４０を補強器具３０の上方から柱２０と緊締部材３２との間の隙間Ｓに挿入する。具体的には、補強部材４０の本体４１を、緊締部材３２と柱２０との間の隙間に、その高さ方向両端部のうち下端、つまり厚みが薄い部分から上端、つまり厚みが厚い部分に向かって挿入する。すると、その隙間Ｓは補強部材４０の本体４１によって徐々に満たされ、その後、隙間Ｓが完全に満たされると、本体４１の当接面４１１は柱２０の表面２２に当接され、当接面４１２は緊締部材３２の表面に当接される。
【００３０】
したがって、本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）緊締部材３２と柱２０との間の隙間Ｓに補強部材４０を介在させたので、地震等によって柱２０に過大な軸力や曲げ力が発生した場合に、緊締部材３２によって支持された補強部材４０が柱２０の表面２２を押圧するから、柱２０が変形してその表面２２が膨張しようとするのを抑えることができ、柱２０の変形を容易に抑制できる。
また、緊締部材３２と柱２０との間の隙間Ｓに補強部材４０を介在させるのみで柱２０の補強ができるから、例えば、コーナーピース３１の設置個数を増加させる場合に比べて、容易かつ安価に補強できる。
【００３１】
（２）補強部材４０を緊締部材３２の表面および柱２０の表面２２に当接させたので、柱２０の変形が始まると同時に、補強部材４０によって柱２０の表面が押圧され、柱２０が変形してその表面２２が膨張しようとするのを抑えることができ、柱２０の変形を確実に抑制できる。
【００３２】
（３）補強部材４０を各コーナーピース３１同士の略中央に配置したので、柱２０の表面２２のうち、最も膨張する可能性が高い部分、つまりコーナーピース３１同士の略中央部分を補強できるので、柱２０の変形を効果的に抑制できる。
【００３３】
（４）補強器具３０を構造体の軸線方向に複数設置したので、柱２０の一部あるいは全体に亘って変形を抑えることができる。
【００３４】
（５）補強部材４０の本体４１を、緊締部材３２と柱２０との間の隙間Ｓに、その両端部のうち下端、つまり厚みが薄い部分から上端、つまり厚い部分に向かって挿入することによって、補強部材４０がその隙間Ｓを完全に満たして緊締部材３２の表面および柱２０の表面２２に完全に当接されるから、柱２０の変形を確実に抑制できる。
【００３５】
（６）補強部材４０に緊締部材３２に係止する係止部４２を設けたので、補強部材４０を容易に緊締部材３２と柱２０との間の隙間Ｓに保持することができ、補強部材４０の設置作業の作業効率を向上できる。
【００３６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、係止部４２を平板材としたが、これに限らず、図６(Ａ)に示すように、係止部４２を縦断面略Ｌ字形状とし、より確実に係合されるようにしてもよい。また、本実施形態では、補強部材４０を縦断面略Ｌ字形状としたが、これに限らず、図６(Ｂ)に示すように、断面三角形状としてもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、補強部材４０に係止部４２を設けて緊締部材３２と柱２０との間の隙間Ｓに保持したが、係止部４２を設けず、図７(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、その横断面形状を長方形状、円形、三角形等その他の形状としてもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、補強部材４０を、柱２０の表面２２と補強器具３０の緊締部材３２との間の隙間Ｓのうち各コーナーピース３１同士の略中央に配置したが、その位置や個数は任意に決定されてよく、例えば、隙間Ｓのその他の部分あるいは全部に亘って配置してもよい。
具体的には、図８に示すように、補強部材４０を各コーナーピース３１同士の間に複数配置してもよい。
このようにすれば、柱２０の表面２２のうち補強が必要な度合いに応じて補強部材の数量を調整して配置することができるから、柱２０の変形を効果的に抑制できる。
【００３９】
また、図９に示すように、補強部材４０を柱２０の軸線方向に隣接する補強部材４０と連続させてもよい。
このようにすれば、地震等による揺れや振動があった場合に、補強部材４０の位置が柱２０の軸線方向にずれるのを抑えることができるから、柱２０の変形を確実に抑えることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、補強器具３０のコーナーピース３１を鍛造、鋳造、あるいは削り出し等の任意の方法で製作したが、これらの他に、図１０(Ａ)および(Ｂ)に示すコーナーピース６１のように、平板材を折り曲げ加工して製作してもよい。各コーナーピース６１は、平面Ｗ形状であって、前述のコーナーピース３１と同様に、一対の当接面６１１を有している。コーナーピース６１は、上下二段に配置された計８本のボルト３２１、およびこれらの両端に螺合されたナット３２２によって互いに連結されている。
【００４１】
また、本実施形態では、断面四角形状の柱２０に補強器具３０を設置したが、例えば、断面三角形や五角形以上の多角形状の柱に設置してもよい。
また、本実施形態では、柱２０の軸方向に補強器具３０を複数配置したが、補強器具３０の個数は単数でもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、補強部材４０の当接面４１１および当接面４１２を柱２０の表面２２および緊締部材３２の表面に当接させたが、これに限らず、緊締部材３２と柱２０との間の隙間Ｓに介在されていれば、補強部材４０を柱２０または緊締部材３２のみに当接させてもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、緊締部材３２に引張力を付与した後に補強部材４０を隙間Ｓに挿入したが、これに限らず、補強部材４０が隙間Ｓに介在された状態で、ナット３２２を回転させて緊締部材３２に引張力を付与してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明のコンクリート棒状構造体の補強器具および補強方法によれば、次のような効果が得られる。
緊締部材と構造体との間の隙間に補強部材を介在させたので、地震等によって構造体に過大な軸力や曲げ力が発生した場合に、緊締部材によって支持された補強部材が構造体の表面を押圧するから、構造体が変形してその表面が膨張しようとするのを抑えることができ、構造体の変形を容易に抑制できる。
また、緊締部材と構造体との間の隙間に補強部材を介在させるのみで構造体の補強ができるから、例えば、係合部材の設置個数を増加させる場合に比べて、容易かつ安価に補強できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンクリート棒状構造体を示す全体側面図である。
【図２】前記実施形態に係る補強器具の全体平面図である。
【図３】前記実施形態に係る補強器具の拡大側面図である。
【図４】前記実施形態に係る補強器具の拡大横断面図である。
【図５】前記実施形態に係る補強部材の側面図である。
【図６】本発明の変形例（補強部材の側面視の形状が異なる場合）に係る補強部材を示す側面図である。
【図７】本発明の変形例（補強部材の平面形状が異なる場合）に係る補強部材を示す平面図である。
【図８】本発明の変形例（補強部材が複数配置されている場合）に係る補強器具を示す拡大側面図である。
【図９】本発明の変形例（補強部材が構造体の軸線方向に隣接する補強部材と連続している場合）に係る補強器具を示す拡大側面図である。
【図１０】本発明の変形例（係合部材の平面形状が異なる場合）に係る補強器具を示す全体側面図および全体平面図である。
【符号の説明】
２０          コンクリート棒状構造体としての柱
２２          柱の表面
３０          補強器具
３１，６１    係合部材としてのコーナーピース
３２          緊締部材
４０          補強部材
４２          係止部
Ｓ            緊締部材と構造体との間の隙間
【図１】
0003771131.tif 000002
【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】
0003771131.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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