(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート造の既存梁の底面にシート状又は板状の補強材を貼付け、
上下に分割形成された定着治具の上側部分である固定部分を、アンカーボルトによって前記既存梁の両側面に固定し、
前記補強材の下面に弾性体を配置しつつ、前記定着治具の下側部分である支持部分で前記弾性体の下側を支持し、
前記支持部分と前記補強材との間の前記弾性体に所定の圧縮力を付与しつつ、前記支持部分と前記固定部分とをフランジを介して締結結合して固定する
ことを特徴とする既存構築物の補強方法。
【請求項２】
鉄筋コンクリート造の梁と、
前記梁の底面に貼付けられたシート状又は板状の補強材と、
上下に分割形成された定着治具であって、上側部分である固定部分と下側部分である支持部分とを有する定着治具と、
弾性体と
を備え、
前記固定部分が、アンカーボルトによって前記梁の両側面に固定されており、
前記支持部分が、前記補強材の下面に弾性体を介在して配置されており、
前記支持部分及び前記固定部分が、前記支持部分と前記補強材との間の前記弾性体に所定の圧縮力を付与しつつ、フランジを介して締結結合して固定されている
ことを特徴とする構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高強度繊維をシート状または板状にした補強材を用いて、既存構造物を部分的に補強する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビル等の既存構築物の補強方法として、例えば特公平４−７７１０４号公報，特開平９−５３３２８号公報，特開平９−５３３２９号公報（Int.Cl.E04G 23/02 ）等に開示されるように、高強度繊維をシート状に形成した補強材によって既存の梁や柱を補強するようにしたものがある。
【０００３】
ここで、▲１▼上記特公平４−７７１０４号公報に示された補強方法は、梁の底面に貼付けた第１の補強シートの上に重ね合わせるようにして、梁の側面に向かって第２の補強シートを貼付けるようになっている。また、▲２▼上記特開平９−５３３２８号公報，特開平９−５３３２９号公報に示された補強方法は、梁の底面および両側面を補強シートで包囲して、この補強シートの両端部をアングル材で挟むと共に、このアングル材を床スラブを貫通するボルトおよび梁の両側面間を貫通するボルトを介して締結するようになっている。
【０００４】
ところが、上記▲１▼の場合の補強シートを重ね合わせて貼付ける方法では、単に重ね合わせても梁の底面の補強シートに十分な定着効果を得ることが困難であり、また、▲２▼の場合の床スラブおよび梁をそれぞれ貫通するボルトによって締結されるアングル材で補強シートの両端部を挟んで固定する方法では、ボルトを床スラブおよび梁に精度良く貫通させるのが著しく困難で、これらボルトをアングル材に形成した取付穴に挿通し難く、その取付け作業性に劣る。
【０００５】
そこで、比較的に取付作業性が良くて補強シートの定着性を良くする方法として、図３に示すように梁１の底面１ａに貼付けた補強シート２の外面側に定着板３を配置し、この定着板３の両端部を床スラブ４を貫通させた長尺ボルト５，５によって締付けるようにしたものがある。この場合、上記長尺ボルト５を貫通する床スラブ４の貫通穴４ａは上方に拡径されるテーパ穴として形成されて、該長尺ボルト５に揺動許容性を持たせ、定着板３への取付け作業を容易化してある。
【０００６】
従って、この補強方法では上記長尺ボルト５，５によって定着板３を締付けることにより、この定着板３によって上記補強シート２を梁１の底面１ａに押付けて、該補強シート２の定着性を向上できるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の定着板３を用いた補強方法にあっては、当該定着板３を補強シート２に直接当接させる構造であるため、上記長尺ボルト５の締付けにより定着板３が湾曲した場合に、補強シート２の全面に均一な面圧を付加することができず、延いては補強材の定着性の悪化が来される。また、長尺ボルト５を貫通させるための貫通穴４ａを床スラブ４に穿孔するのが困難であり、また、穿孔した貫通穴４ａ周縁を補修する必要が生じて作業が著しく複雑化される。更に、上記長尺ボルト５の上端部は、床スラブ４から上方に突出して座板６およびナット５ａを介して係止されるが、床スラブ４から突出する長尺ボルト５の当該上端部が邪魔になってしまう。更にまた、床スラブ４の振動が入力されて経年のうちに長尺ボルト５が緩んで、補強材の定着性が低下されてしまう虞れがあるという各種課題があった。
【０００８】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、取付け作業性を向上しつつ、補強面に貼付けた補強材の全面に面圧を略均等に付加して補強強度を増大すると共に、この補強材の定着性を維持することができる既存構造物の補強方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１に示す本発明の既存構造物の補強方法は、鉄筋コンクリート造の既存梁の底面にシート状又は板状の補強材を貼付け、上下に分割形成された定着治具の上側部分である固定部分を、アンカーボルトによって前記既存梁の両側面に固定し、前記補強材の下面に弾性体を配置しつつ、前記定着治具の下側部分である支持部分で前記弾性体の下側を支持し、前記支持部分と前記補強材との間の前記弾性体に所定の圧縮力を付与しつつ、前記支持部分と前記固定部分とをフランジを介して締結結合して固定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に示す本発明の構造物は、鉄筋コンクリート造の梁と、前記梁の底面に貼付けられたシート状又は板状の補強材と、上下に分割形成された定着治具であって、上側部分である固定部分と下側部分である支持部分とを有する定着治具と、弾性体とを備え、前記固定部分が、アンカーボルトによって前記梁の両側面に固定されており、前記支持部分が、前記補強材の下面に弾性体を介在して配置されており、前記支持部分及び前記固定部分が、前記支持部分と前記補強材との間の前記弾性体に所定の圧縮力を付与しつつ、フランジを介して締結結合して固定されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本実施形態の既存構造物の補強方法の作用について以下に述べると、既存構築物の補強面に貼付けた補強材の外側面を、定着治具との間に介在した弾性体で押圧することができるので、定着治具に歪みが発生された場合にも該弾性体を介して補強材に均等な面圧を付加することができ、延いては補強材の定着性を大幅に向上することができる。また、上記弾性体により補強材に面圧を付加できるため、上記定着治具自体によって該補強材に押圧力を直に加える必要が無くなる。このため、上記定着治具は単に既存構築物に支持すれば良く、延いては該定着治具の支持部の構造を簡易化し得、既存部分への加工作業の容易化と軽減化とが図れ、かつ、邪魔な突出部分の発生を極力無くすことができる。更に、上記定着治具に入力される振動を上記弾性体で吸収することができるため、該定着治具の支持部に緩みが発生されるのを可及的に防止することができる。
【００１２】
また、上記補強面を既存梁の底面とした場合に、該既存梁の底面と両側面に沿ってＵ字状に形成した定着治具を、補強材の外側面に弾性体を介在して配置することができるため、該定着治具の両端部を既存梁の両側面に植設したアンカーボルトに取付けることができる。従って、上記弾性体によって補強材に均等な面圧を付加し、かつ、入力振動を吸収できるのは勿論のこと、既存梁の両側面の植設ボルトに定着治具を支持できるため、既存梁上端部の床スラブに貫通穴等の複雑な加工を必要とせず、該定着治具を取付けるための施工作業性を大幅に簡略化することができると共に、床スラブ上面に邪魔な突出部分が設けられることもない。
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１，図２は本発明の既存構造物の補強方法の一実施形態を示し、図１は補強部分の断面図、図２は補強部分の正面図である。尚、本実施形態では既存構造物の梁を補強部分とした場合を例にとって示す。
【００１４】
即ち、本実施形態の既存構造物の補強方法は、図１，図２に示すように、鉄筋コンクリート造の既存梁１０の底面１０ａに補強材として貼付けた補強シート１１の定着方法を示し、Ｕ字状の定着治具１２および弾性体としてのコイルスプリング１３が用いられる。ここで、上記補強シート１１は、炭素繊維等の高強度繊維をシート状とか板状に加工したもので、該補強シート１１をエポキシ樹脂等の接着剤によって上記底面１０ａに貼付けるようになっている。上記定着治具１２には、梁１０の延設方向に沿って所定幅ｗを有する鋼板とかＦＲＰ（繊維強化樹脂）板等が用いられ、上記既存梁１０の底面１０ａとその両側面１０ｂ，１０ｃとに沿ってＵ字状に折曲形成される。
【００１５】
上記定着治具１２は上下に分割形成され、下側部分が上記バネ１３の支持部分１２ａとされ、上側部分が既存梁１０への固定部分１２ｂとされている。そして、これら支持部分１２ａと固定部分１２ｂとは、フランジ１２ｃを介して着脱可能にボルト，ナットで締結結合されるようになっている。また、上記固定部分１２ｂは、既存梁１０の両側面１０ｂ，１０ｃの上端部近傍に植設されたアンカーボルト１４にナット１４ａ締めされて強固に固定される。
【００１６】
そして、上記既存梁１０を補強する際には、該既存梁１０の底面１０ａの補強を必要とする箇所に上記補強シート１１を貼付けると共に、上記定着治具１２の固定部分１２ｂをアンカーボルト１４を介して既存梁１０の両側面１０ｂ，１０ｃの上側部分に固定しておく。その後、上記補強シート１１の下面に上記コイルスプリング１３を配置しつつ、このコイルスプリング１３の下側を定着治具１２の支持部分１２ａの中央部で支持し、この支持部分１２ａと上記固定部分１２ｂとをフランジ１２ｃを介して締結結合して固定する。尚、上記定着治具１２は、その支持部分１２ａの中央部と補強シート１１との間に設ける間隔δが、上記コイルスプリング１３に所定の圧縮力を付与し得るように設定してあることはいうまでもない。
【００１７】
従って、本実施形態の補強方法では、既存梁１０の底面１０ａに貼付けた補強シート１１と定着治具１２との間に、コイルスプリング１３が圧縮された状態で介在されることになり、このコイルスプリング１３の圧縮力で補強シート１１を押圧して定着することができる。このため、補強シート１１にはコイルスプリング１３の押圧力が作用することになり、定着治具１２の支持部分１２ａが湾曲される等して歪みが生じた場合にも、これにほとんど影響されることなく補強シート１１を押圧して均等な面圧を付加することができる。従って、補強シート１１の定着性を著しく向上し、延いては既存梁１０の強度を大幅に増大して、耐震性の向上を図ることができる。
【００１８】
また、上記コイルスプリング１３によって補強シート１１に面圧を付加できるため、上記定着治具１２自体に補強シート１１への押圧力を直に発生させる必要が無くなる。このため、上記定着治具１２は単に既存構築物側、本実施形態では既存梁１０に支持すれば良く、該既存梁１０の両側面１０ｂ，１０ｃに植設したアンカーボルト１４に係止させることができる。このように、上記アンカーボルト１４は、既存梁１０にドリル加工して打込むことによって簡単に植設できるため、定着治具１２の支持部の構造を簡単にできる。また、上記既存梁１０上端部に構築される図外の床スラブに貫通穴等の複雑な加工を必要とせず、該定着治具１２を支持するための構造を大幅に簡略化して、施工作業性の向上を図ることができると共に、床スラブ上面に邪魔な突出部分が設けられることもない。
【００１９】
更に、上記定着治具１２に既存梁１０側から振動が入力された場合にも、上記コイルスプリング１３によって振動を吸収することができるため、この定着治具１２の支持部に緩みが発生されるのを可及的に防止して、長年に亘って補強シート１１の定着強度を維持することができる。
【００２０】
尚、本実施形態では弾性体としてコイルスプリング１３を用いたが、このコイルバネ１３に代えて、剛性がより高く、バネせいの小さい板バネを用いることがより望ましい。また、このようにコイルスプリング１３とか板バネ等を用いた弾性体を、補強シート１１と定着治具１２との間で既存梁１０の幅方向または長さ方向に複数配置し、該定着治具１２の歪み形状に応じてそれぞれのバネ定数を変化させることにより、より均等な面圧を補強シート１１に付加することができる。更に、上記定着治具１２は取付け作業性をより簡易にするため、支持部分１２ａと固定部分１２ｂとに分割したが、全体的に一体に形成して直接アンカーボルト１４に支持させてもよいことは勿論である。
【００２１】
ところで、本実施形態では既存梁１０の補強方法に例をとって説明したが、床スラブ下面の補強にあっても適用することができ、この場合には、定着治具の中央部に弾性体を介装する凹部を設けて、例えば鋼板をその両側端部にフランジを有するハット状に形成するなどして、その定着治具の両端部を床スラブ下面に植設ボルトで固定すればよい。
【００２２】
また、以上実施形態では鉄筋コンクリート造の既存構築物について述べているが、本発明は鉄骨造の既存構造物にも適用できる。即ち、鉄骨梁や鉄骨柱等の補強したい箇所に補強シートを貼り付けて、この補強シートを定着させる定着治具は柱や梁に溶接して設けたスタッドボルトにナットで締結固定する等すれば良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の実施形態に示す既存構築物の補強方法にあっては、既存構築物の補強面に貼付けた補強材の外側面を、既存構造物に支持する定着治具との間に介在した弾性体で押圧することができるので、定着治具に歪みが発生された場合にも該弾性体を介して補強材に均等な面圧を付加することができ、延いては補強材の定着性を大幅に向上することができる。また、上記弾性体により補強材に面圧を付加するため、上記定着治具自体によって該補強材に押圧力を直に加える必要が無くなる。このため、上記定着治具は単に既存構築物に支持すれば良く、延いては該定着治具の支持部の構造を簡易化し得、既存部分への加工作業の容易化と軽減化とが図れ、かつ、邪魔な突出部分の発生を極力無くすことができる。更に、上記定着治具に入力される振動を上記弾性体で吸収することができるため、該定着治具の支持部に緩みが発生されるのを可及的に防止し得、長年に亘って補強強度を維持することができる。
【００２４】
また、本発明の実施形態に示す既存構造物の補強方法にあっては、上記補強面を既存梁の底面として、この底面と両側面に沿ってＵ字状に形成した定着治具を、補強材の外側面に弾性体を介在して配置することができるため、該定着治具の両端部を既存梁の両側面に植設したアンカーボルトに取付けることができる。従って、上記弾性体により補強材に均等な面圧を付加し、かつ、入力振動を吸収できるのは勿論のこと、既存梁上端部の床スラブに貫通穴等の複雑な加工を必要とせず、該定着治具を取付けるための施工作業性を大幅に簡略化することができると共に、床スラブ上面に邪魔な突出部分が設けられるのを防止できるという各種優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる既存構造物の補強方法の一実施形態を示す補強部分の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す補強部分の正面図である。
【図３】従来の補強方法を示す補強部分の断面図である。
【符号の説明】
１０  既存梁
１０ａ  底面
１１  補強シート（補強材）
１２  定着治具
１３  コイルスプリング（弾性体）
１４  アンカーボルト
【図１】
0003850099.tif 000002
【図２】
0003850099.tif 000003
【図３】
0003850099.tif 000004