(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強すべき対象の鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置するとともに、四隅の支持材を取り囲むように各支持材間に連結材を設置し、四隅の支持材とこの部分に設けた定着体で連結材を締め付けることで固定し、柱隅角部のみで鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【請求項２】
前記支持材の剛性を大きくし、連結材の鋼材量を少なくしたことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【請求項３】
前記支持材を鉄筋コンクリート柱の所定高さ範囲にのみ設置し、若しくは中間部も一部支持材を設けないことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【請求項４】
前記支持材を柱の高さ範囲にわたって設置し、連結材を所定高さ範囲にのみ設置したことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【請求項５】
柱上・下端又は中間部の一部を無補強とし、その上下の連結材の鋼材量を他の連結材より多くすることを特徴とする請求項３または４記載の鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【請求項６】
鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置し、該支持材にコーナー材をあてがってその上から連結材を設置し、連結具で連結材を締めつけることで固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【請求項７】
鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置し、該支持材にコーナー材をあてがい、コーナー材の上から１本の連結材を渦巻状に巻き付けて固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【請求項８】
鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置し、柱の各側面ごとに左右の支持材で互いに千鳥状になるようにコーナー材を取り付け、１本の連結材で各コーナー材を縫って固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【請求項９】
鉄筋コンクリート柱の四隅にコーナー材を設置し、該コーナー材の上から連結材を設置し、連結具で連結材を締めつけることで固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【請求項１０】
鉄筋コンクリート柱の四隅に定着体と一体化した支持材を設置し、定着体と一体化した四隅の支持材で連結材を締め付けることで固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【請求項１１】
前記定着体と一体化した支持材を柱高さ方向に分割し、分割区間ごとに連結材を設置して定着体と一体化した支持材で締めつけることで固定することを特徴とする請求項１０記載の鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は既設高架橋柱・橋脚・橋台・建築の柱等の鉄筋コンクリート柱に対する耐震補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
既設の高架橋柱・橋脚・橋台・建築の鉄筋コンクリート柱に対する耐震補強方法として、鋼板巻き補強、ＲＣ巻き補強等の方法が利用されている。
鋼板巻き補強の方法は、鋼板を既設高架柱の周囲に設置し、継ぎ手部分を溶接、ボルト、機械式等により連結して巻き付け、鋼板と柱の間に間詰めモルタル等を充填する方法である。巻き付ける鋼板は柱高さのものを２枚用意し、小型クレーン等で柱を挟みこむように設置する。施工機械を利用することにより、工期が短くて施工費が安く、部材の変形性能を確実に確保できるという特徴がある。
ＲＣ（鉄筋コンクリート）巻き補強の方法は、既存の鉄筋コンクリート柱の周りに柱軸方向鉄筋および帯鉄筋を配置し、コンクリートを打設して一体化させることにより補強する方法である。帯鉄筋は柱の四隅に配置した柱軸方向鉄筋を囲むように設置し、帯鉄筋の端部をフック状に加工するか、もしくは溶接・機械式継ぎ手等にて連結することにより定着させる。この補強方法は狭隘で施工現場において、鋼板等の資材搬入が困難なＲＣ柱の補強方法として利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法で、既設の高架柱や橋台等の鉄筋コンクリート柱の耐震補強を行う場合、以下のような問題がある。
例えば、図１０（ａ）に示すように、鉄筋コンクリート柱１が施工された既設高架橋２の下には、店舗、事務所等３、壁４、あるいは屋根・天井５等が存在している場合が多々ある。また、図１０（ｂ）に示すように、高架橋の既設鉄筋コンクリート柱１の周りに壁４、天井５、床６が存在する場合等がある。このような構造上耐震壁として扱えない簡易な壁等が柱間に設置されている場合、この部分を一部撤去して補強工事を行い、その後復旧工事を行う必要があり、そのため、工事期間が長くなり、工事費が高くなってしまう。また、狭隘な施工空間で鋼板巻き補強方法を実施すると、鋼板部材の重量が大きいため機械施工が必要となり、高架下利用箇所では施工不能となる。また、ＲＣ巻き補強では型枠が必要となるため、施工スペースがない場合施工不能である。また、高架下に建物等を建てて利用している箇所では、床及び天井の撤去が必要となるため、既存工法では撤去範囲が大きく、工事費が高くなる。また、鋼板巻き、ＲＣ巻き工法では、柱断面が大きくなると共に、補強重量が大きくなるため、下部工の負担が大きくなることがある。また、型枠等の工事が大がかりとなり、工事期間が長くなるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、使用材料の小型化を図ることにより、高架下利用箇所等の施工困難な場所でも比較的容易に施工できる耐震補強方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、補強すべき対象の鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置するとともに、四隅の支持材を取り囲むように各支持材間に連結材を設置し、四隅の支持材とこの部分に設けた定着体で連結材を締め付けることで固定し、柱隅角部のみで鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする。
また、本発明は、前記支持材の剛性を大きくし、連結材の鋼材量を少なくしたことを特徴とする。
また、本発明は、前記支持材を鉄筋コンクリート柱の所定高さ範囲にのみ設置し、若しくは中間部も一部支持材を設けないことを特徴とする。
また、本発明は、前記支持材を柱の高さ範囲にわたって設置し、連結材を所定高さ範囲にのみ設置したことを特徴とする。
また、本発明は、柱上・下端又は中間部の一部を無補強とし、その上下の連結材の鋼材量を他の連結材より多くすることを特徴とする。
また、本発明は、鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置し、該支持材にコーナー材をあてがってその上から連結材を設置し、連結具で連結材を締めつけることで固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする。
また、本発明は、鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置し、該支持材にコーナー材をあてがい、コーナー材の上から１本の連結材を渦巻状に巻き付けて固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする。
また、本発明は、鉄筋コンクリート柱の四隅に支持材を設置し、柱の各側面ごとに左右の支持材で互いに千鳥状になるようにコーナー材を取り付け、１本の連結材で各コーナー材を縫って固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする。
また、本発明は、鉄筋コンクリート柱の四隅にコーナー材を設置し、該コーナー材の上から連結材を設置し、連結具で連結材を締めつけることで固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする。
また、本発明は、鉄筋コンクリート柱の四隅に定着体と一体化した支持材を設置し、定着体と一体化した四隅の支持材で連結材を締め付けることで固定し、柱隅角部で鉄筋コンクリート柱を拘束することを特徴とする。
また、本発明は、前記定着体と一体化した支持材を柱高さ方向に分割し、分割区間ごとに連結材を設置して定着体と一体化した支持材で締めつけることで固定することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は柱隅角部のみ拘束する補強工法の概念図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図である。
既設の鉄筋コンクリート１の周囲には、図示は省略するが壁等が設置されている。この柱の四隅に断面Ｌ字型の山形鋼等の支持材１０を柱の高さに渡って設置する。支持材はコンクリート柱の隅角部に作用して柱を補強する部材である。次いで、四隅の支持材間を鋼棒等の連結材（または閉合材）１１で連結して各支持材を取り囲み、支持材１０にあてがった定着体１２で連結材１１を締めつけて支持材を固定し、隅角部のみで鉄筋コンクリート柱１を拘束する。定着体１２の代わりに、直接支持材１０で連結材１１を固定するようにしてもよい。各鋼材は必要な場合、防錆処理することにより、腐食しないようにする。また、補強後、必要な場合は補強部を保護するために簡易な外壁材を設置してもよい。
この工法では、コンクリート柱の四隅が露出している場合は、連結材１１を通す孔を壁等に開けるだけで済むため、撤去工事、復旧工事等が軽減できる。
【０００７】
図２は本発明の他の例の補強工法の概念図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。
この例は、支持材１０の剛性を大きくし、連結材の鋼材量を少なくする工法である。図１の例に比して、支持材１０の剛性が大きいため、この例では連結材の設置間隔を倍にし、鋼材量を１／２としている。設置方法は図１の場合と同じである。（また、定着体１２の代わりに、直接支持材１０で連結材１１を固定するようにしてもよく、各鋼材は必要な場合、防錆処理することにより、腐食しないようにする。また、補強後、必要な場合は補強部を保護するために簡易な外壁材を設置してもよい。）
図３は本発明の他の例の補強工法の概念図で、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図である。
この例は図２の場合と同様支持材１０の剛性を大きくし、さらに連結材１１として普通鋼材、ＰＣ鋼材、ＰＣ鋼線等の緊張材を用いて行うようにしたもので、各四隅の間を緊張材２に緊張力を与えて固定している点が異なっている。この例では連結材にプレストレスを導入することにより，連結材の鋼材料をより少なくすることができる。（設置方法は、図２の場合と同様であり、定着体１２の代わりに、直接支持材１０で連結材１１を固定するようにしてもよい。また、各鋼材は必要な場合、防錆処理することにより、腐食しないようにし、補強後、必要な場合は補強部を保護するために簡易な外壁材を設置してもよい。）
図４は本発明の他の例を示す補強工法の概念図で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）、図４（ｃ）はそれぞれ正面図である。
この例は、鉄筋コンクリート柱の高さ方向一部について補強する方法であり、図４（ｂ）では、補強する部分の高さだけ支持材１０を設置し、この部分に連結材１１を設置し、締めつけるものである。また、図４（ｃ）では、支持材１０は鉄筋コンクリート柱の高さにわたって設置し、そのうちの所定の高さ区間にのみ連結材１１を設置して締めつけるものである。図４（ｂ）、図４（ｃ）のいずれの場合も、最下端の連結材は、他の連結材に比して、鋼材量の多い、太い鋼棒等を使用することが望ましい。（この例においても、定着体１２の代わりに、直接支持材１０で連結材１１を固定するようにしてもよい。また、各鋼材は必要な場合、防錆処理することにより、腐食しないようにし、補強後、必要な場合は補強部を保護するために簡易な外壁材を設置してもよい。）
次に、支持材と定着材を用いた補強工法の他の例について説明する。
図５（Ａ）はコーナー材で拘束する場合の例を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。コーナー材は連結材を受ける座の役割をする部材である。
山形鋼等からなる支持材１０を柱の四隅にその高さに渡って設置し、支持材１０の上にコーナー材１３をあてがい、その上から連結材１１を設置して柱側部において、連結具１４により連結材（閉合材）を連結し、柱の四隅を拘束する。
【０００８】
図５（Ｂ）は支持材に添接部を接合する例を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
柱の四隅に山形鋼等からなる支持材１０を柱の高さに渡って設置し、連結材１１をこの支持材に直接溶接等により固定して締めつけ、柱の四隅を拘束する。
【０００９】
図５（Ｃ）は連結材（閉合材）を巻き付けて拘束する例を示しており、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
柱の四隅に山形鋼等からなる支持材１０を柱の高さに渡って設置し、柱を囲むように鋼線繊維等からなる連結材１１を渦巻き状に巻きつけたときの柱四隅の支持材の位置にコーナー材１３をそれぞれ設置し、連結材１１でコーナー材１３を締め付けて柱の四隅を拘束する。
【００１０】
図５（Ｄ）はコーナー材を連結材（閉合材）で縫って拘束する例を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
柱の四隅に山形鋼等からなる支持材１０を柱の高さに渡って設置し、柱の各側面ごとに両側の支持材に互いに千鳥状になるようにコーナー材を所定間隔で設置し、あたかも靴紐を締める如く、１本の連結材でコーナー材間を連結材で縫って拘束する。したがって、各側面ごとに１本の連結材、合計４本の連結材で柱を拘束する。
【００１１】
図６は定着体のみにより補強する工法の例を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
この例では支持材を用いず、所定間隔でコーナー材１３を柱の四隅にあてがい、その周りから連結材（閉合材）１１を設置して締めつけ、柱側部で連結具１４によって連結材を連結して拘束する。
【００１２】
図７は支持材と定着体を一体化した補強工法を説明する図である。
図７（Ａ）は支持材を定着体として利用する場合を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
図示するように、柱の高さに渡って四隅にあてがわれる支持材には定着体が一体に形成されており（詳細は後述する）、これにより連結材１１を締めつけて固定し、柱の四隅を拘束する。
図７（Ｂ）は支持材を柱の長さ方向に分割した例を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
柱の高さに渡って四隅にあてがわれる支持材には定着体が一体に形成され、この支持材を高さ方向に分割している。分割した各支持材の定着体間に連結材を渡して締めつけることにより固定し、柱の四隅を拘束する。
【００１３】
次に、上記各例で使用する定着体の例について説明する。
図８（Ａ）定着体の１例を示す概念図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は側面図である。
柱の四隅には断面Ｌ字型の支持材１０が設置され、その外周に支持材の外面形状にならって内面が密着するような断面Ｌ字型の定着体１２を設置する。柱の隣り合う２つの側面から延びる連結材１１の端部にはネジ部が形成されており、定着体１２を貫通してボルト・ナットの形式で固定具１２ａ，１２ｂで各側面の連結材を締め付け、柱の四隅を拘束する。ボルト・ナットに代えてボタンヘッドで固定してもよい。
【００１４】
図８（Ｂ）は支持材と定着体を一体化した例を示す概念図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は側面図である。
断面Ｌ字形の山形鋼等からなる支持材１０は、高さ方向に所定幅（例えば、１０ｃｍ）を有していて、端部にネジ部を形成した連結材１１の端部が貫通する管材１５が取り付けられ、貫通孔が形成されて定着体を形成している。これをモルタル等の充填材１６で柱の四隅の所定箇所に個別に接着し、柱の隣り合う側面から延びる連結材１１の端部を管材１５、支持材１０の貫通孔を通して貫通させ、ボルト・ナット形式で固定具１２ａ，１２ｂによりネジ固定し、柱の四隅を拘束する。ボルト・ナットに代えてボタンヘッドで固定してもよい。
【００１５】
図８（Ｃ）は支持材と定着体を一体化した他の例を示す概念図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は側面図である。
断面Ｌ字形の山形鋼等からなる支持材１０は、柱の高さに渡る長さを有していて、端部にネジ部を形成した連結材１１の端部が貫通する管材１５が取り付けられ、貫通孔が形成されて定着体を形成している。これを柱の四隅に設置し、支持材の端部と柱側面とを塞ぐように型枠材１７を設置する。型枠材１７には連結材を貫通させるための孔が形成され、管材１５の端部がこの孔に嵌合する。支持材１０、形枠材１７、柱１の間にモルタル等の充填材１１を現場で充填する。連結材１１の端部を型枠１７、管材１５、支持材１０を貫通させ、ボルト・ナット形式で固定具１２ａ，１２ｂによりネジ固定し、柱の四隅を拘束する。ボルト・ナットに代えてボタンヘッドで固定してもよい。
【００１６】
次に、図９によりコーナー材の例について説明する。
図９（Ａ）はコーナー材の例を説明する概念図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は側面図である。
断面Ｌ字形の山形鋼等からなる支持材１０は、柱の高さに渡る長さを有していて、この上に内面が支持材１０の外面形状にならい、外面の角部が曲率をもつような柱高さ方向に所定幅のコーナー材１３を設け、その上から連結材１１を設置して固定し、コーナー材を通して支持材を介して柱の四隅を拘束する。
【００１７】
図９（Ｂ）はコーナー材の他の例を説明する概念図で、同図（ａ）は平断面図、同図（ｂ）は側面図である。
断面Ｌ字形の山形鋼等からなる支持材１０は、柱の高さに渡る長さを有していて、支持材１０の側面にそれぞれ板状のコーナー材１３を設置し、この上から連結材１１を設置してコーナー材を通して支持材１０を介して柱の四隅を拘束する。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果を達成することができる。
▲１▼高架橋の柱に駅等が設置されている場合に、この撤去範囲を極力抑えることにより、施工費を縮減すると共に、帯鉄筋として機能する連結材を柱の４隅から拘束することで、剪断補強効果を最大限に引き出すことができ、大きな変形性能を確保できる。また、鋼材は事前に工場で加工できるので、工期の短縮と経済性の向上を図ることが可能である。
▲２▼柱の隅に剛性の高い支持材を使用した場合、連結材が減ることで狭隘な作業現場において、撤去、復旧工事の一部を省略でき、狭隘な施工環境に対応できるので、経済性の向上や工期短縮が可能となる。
▲３▼連結材を緊張材とし、プレストレスを導入することにより、鋼材の有効力を最大限引き出すことができるので、鋼材量を少なくして、材料費を少なくすることができ、経済性の向上や工期短縮を図ることが可能となる。
▲４▼柱の一部のみ、本発明の補強工法を施工することにより、柱上端の天井部や柱下端の床部の施工が困難な場合、この部分の撤去を不要にするか、もしくは支持材のみ延ばすことにより、補強することができ、狭隘な作業現場において、支障箇所の撤去、復旧工事の一部を省略でき、狭隘な施工環境に対応でき、経済性の向上や工期短縮を図ることが可能となる。
▲５▼支持材、定着体、連結材、コーナー材の色々な組み合わせにより、現場の状況に応じて適宜選択し、狭隘な施工環境に対応することができ、経済性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  柱隅角部のみ拘束する補強工法の概念図である。
【図２】  本発明の他の例の補強工法の概念図である。
【図３】  本発明の他の例の補強工法の概念図である。
【図４】  本発明の他の例の補強工法の概念図である。
【図５】  支持材と定着材を用いた補強工法について説明する図である。
【図６】  定着体のみにより補強する工法の例を示す図である。
【図７】  支持材と定着体一体化の補強工法を説明する図である。
【図８】  定着体の例を示す概念図である。
【図９】  コーナー材の例を示す概念図である。
【図１０】  補強対象の鉄筋コンクリート柱の設置環境を説明する図である。
【符号の説明】
１…鉄筋コンクリート、１０…支持材、１１…連結材、１２…定着体、１３…コーナー材、１４…連結具、１５…管材、１６…充填材、１７…型枠材。
【図１】
0003844323.tif 000002
【図２】
0003844323.tif 000003
【図３】
0003844323.tif 000004
【図４】
0003844323.tif 000005
【図５】
0003844323.tif 000006
【図６】
0003844323.tif 000007
【図７】
0003844323.tif 000008
【図８】
0003844323.tif 000009
【図９】
0003844323.tif 000010
【図１０】
0003844323.tif 000011