JPH0443540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は既存構造物のコンクリート製柱部材の
耐震補強方法に関するものである。

《従来の技術》 既存構造物のなかには古い設計基準・指針によ
つて構築されたため、耐震性能が劣り耐震補強を
必要とする場合とか、構造物の増改築に際して建
物階数を増やす等の理由から耐震補強を必要とす
る場合とかがある。

従来の耐震補強方法の代表的なものは、既存柱
部材の周囲を鋼板で囲んだり、或いは既存柱部材
の溶接金網や鉄筋篭で囲繞し、主として柱部材の
靭性の向上、すなわち、ひび割れなどの多少の損
傷を受けても載荷能力およびエネルギー消費能力
を減少させないことを意図した補強方法が提案さ
れている。

《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、この補強方法では、現場におい
て鋼板などの溶接作業が不可欠であつて、溶接は
技能の優れた熟練者によつて確実に行なわなけれ
ば、所望の補強が得られない。

また、既存柱部材と鋼板、溶接金網、鉄筋篭と
の間には、モルタルなどを注入して応力の伝達を
図ることになるが、注入されたモルタルをこれら
の間に密実に充填することが難しかつた。

さらに、一般的に上述した補強方法では、既存
柱部材の剪断強度だけを増大させ、曲げ強度を補
強前と同じようにするため、鋼板などの補強部材
端にスリツトを設けているが、外表面に位置する
部材ではこの部分の雨仕舞が悪くなり、その結果
漏水事故が発生し易いという欠点があつた。

さらにまた、鋼板を用いる補強方法では、鋼板
に防錆処置を講じなければならず、維持管理費が
嵩むという問題もあつた。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は高強度長繊維ストランドを既存柱
に捲回すると言つた簡単な作業により既存柱部材
を効果的に耐震補強せんとするものである。

《問題点を解決するための手段》 本願出願人は耐震補強方法として先に高強度長
繊維ストランドを鉄筋コンクリート柱の表面にス
パイラル状に捲回する方法を提案した（特願昭59
−273357）。この方法は補強材としての高強度長
繊維ストランドに鉄筋コンクリート柱のスパイラ
ルフープとしての機能を持たせ、柱の強度の増加
と靭性の向上の両効果が期待できるものである。

しかしながら、上記のストランドとコンクリー
ト柱部材とが強固に接着している場合には、コン
クリートに一旦ひび割れが入るとひび割れ近傍の
ストランドのみに応力が集中し、ひび割れの比較
的初期の段階で破断し、補強効果が低下すること
が知得された。そして更に、地震による柱の変形
を検討してみると、柱の上下端部では中間部より
も比較的変形が大きくひび割れが発生しやすいこ
とが知得されたのである。

本発明は上記のような知得に基づいてなされた
もので、その既存柱の耐震補強方法によれば、既
存構造物の柱部材の外周に、その高さ方向に亘つ
て高強度長繊維ストランドをスパイラル状に捲回
するようにした既存柱の耐震補強方法において、
該柱部材の上方部及び下方部においては該ストラ
ンドと該柱部材とをアンボンドまたは弱ボンド結
合とし、該柱部材の中間部においては該ストラン
ドと該柱部材とをボンド結合としてなることを特
徴とする。

《実施例》 以下に本発明の好適な実施例について添附図面
を参照にして説明する。

図において、１は既存柱を示し、この既存柱１
は上方部１ａと下方部１ｃと中間部１ｂとに区分
され、この既存柱１には高強度長繊維ストランド
２が連続したスパイラル状に捲回されている。こ
の高強度長繊維ストランド２としては、炭素繊維
のモノフイラメントを約6000本程度束ねて樹脂を
あらかじめ含浸させるかあるいは捲回後含浸させ
てストランドとしたものを用いる。もつとも、用
いられる繊維は炭素繊維に限らず、ガラス繊維、
ビニロン繊維、アラミド繊維を用いても良い。樹
脂としては、繊維強化樹脂に用いられるものであ
れば特に限定されるものではないが、一般的には
エポキシ樹脂等が用いられる。なおフイラメント
数は適宜決定できるものである。

また、高強度長繊維ストランド２はよく知られ
ているように、このような分野で従来から使用さ
れているPC鋼材に比して数倍の強度を有してお
り、従つて少ない使用量、ひいては少ない捲回作
業量でPC鋼材と同等の強度を発現すると共に、
巻き付け作業にあたつてもストランド２を二重な
いしは三重に巻き付けることで既存柱１に適切に
取り付けることができ、さらには樹脂含浸以前の
状態では軽量で且つしなやかな性状を有してお
り、巻き付け作業を施し易いと共に、角柱など急
峻な角部を有する既存柱１に対しても、緩みなく
巻き付けることができる。そして殊に、このスト
ランド２に周知のように、強度面において方向性
を有する、すなわち異方性材料であり、繊維の長
手方向に沿う荷重に対しては本来の強度を発現す
るものの、例えば繊維に対して、その長手方向と
直交する方向に加わる荷重に対しては弱い性質を
有している。そこで本発明では、上述したような
種々の利点を有し、且つ材軸方向には極めて優れ
た強度を発揮するストランド２を既存柱１の回り
に捲回して耐震補強を施すにあたり、このストラ
ンド２が有する材軸方向以外の方向から荷重が作
用した場合の弱さを対策して、この高強度長繊維
ストランド２の特性を活かした形で耐震補強を確
保すべく、既存柱１に対し次のような結合手法が
採用される。

そして、本発明では、上記のようにスパイラル
状に捲回したストランド２のうち、上方部１ａと
下方部１ｃは既存柱１に対してアンボンドまたは
弱ボンド結合とし、中間部１６はボンド結合とし
たのである。

すなわち、既存柱１の中間部１ｂでは、柱の材
軸に対して斜め方向の剪断ひび割れが支配的であ
り、このひび割れが開くのを防止して強度向上を
確保するという点からは、ボンド結合が効果的で
ある。このような斜め方向の剪断ひび割れを考慮
して構成された提案が、スパイラル状にストラン
ドを捲回するようにした、上述の特願昭59−
273357号である。これに対して、既存柱１の上方
部１ａ及び下方部１ｃでは、水平方向、すなわち
スパイラル状に捲回されるストランド２にとつて
は斜め方向から荷重が加わることとなる、曲げひ
び割れが支配的となり、巻き付けたストランド２
の破断が懸念されることとなる。そこで、このよ
うなストランド２の破断を防止すべく、これら既
存柱１の上・下方部１ａ，１ｃに対してはアンボ
ンドまたは弱ボンド結合を採用することとしたの
である。要するに本発明は、上述した既存柱１の
変形におけるひび割れ発生状況の知見に基づき、
上・下方部１ａ，１ｃにおける部分的なアンボン
ド結合でこのひび割れによるストランド２の破断
を対策しつつ、中間部１ｂでの部分的なボンド結
合で強度の向上も確保するという、これら両者を
一挙に達成しようと企図したものである。

アンボンド結合の一例としては既存柱１の表面
に縁切り材として先ずポリエチレンフイルムを貼
着し、そのフイルムの上から上記ストランドを捲
回することである。また、弱ボンド結合の一例と
しては、既存柱の表面を何等処理することなく、
この上に弱い接着剤を用いて上記ストランドを直
接捲回することである。また、弱ボンド結合の他
の例としては、上記ストランド２を既存柱の周方
向に所定の間隔を置いて部分的に既存柱１に接着
することである。この場合、既存柱１が角柱の場
合には、第２図に示すように、コーナー部３を滑
らかな曲面に整形した後に、このコーナー部３の
みにおいてストランド２を既存柱１に接着するよ
うにする。これは、柱にひび割れが入る場合、コ
ーナー部３には大きなひび割れが発生しないで、
周方向に隣接するコーナーの中間部に大きな巾を
もつひび割れが発生するからで、この中間部は応
力集中を防ぐためにアンボンドとし、コーナー部
３はボンド結合として高い拘束効果を得ることが
できる。

本発明では既存柱１の上下の中間部１ｂをスト
ランド２とボンド結合するが、このボンド結合の
一例としては既存柱の表面にエポキシ系のプライ
マーを塗つて下地処理し、その上に上記ストラン
ド２を捲回すれば良い。

また、ストランド２を既存柱に捲回した後に、
樹脂を含浸硬化させてやると、ストランドのモノ
フイラメントが相互に一体的に結合されて、より
大きな引張り強度が得られるようになる。

《効果》 以上のように本発明に係る既存柱の耐震補強方
法では、既存構造物の柱部材に高強度長繊維スト
ランドをスパイラル状に捲回する際に、該柱部材
の上方部及び下方部においては該ストランドと該
柱部材とをアンボンドまたは弱ボンド結合とした
ため、コンクリートの変形が大きくなる端部で
は、ひび割れが生じてもストランドに均等な力が
加わるようになり、ストランドが応力の集中によ
つて破断されずストランドの補強効果が有効に働
く。また、コンクリートのひび割れが小さな柱部
材の中間部においてはストランドに無理な応力が
加わることが少なく、また、同部分では上記スト
ランドと柱部材とをボンド結合としているので、
たとえ小さなひび割れが生じてもボンド結合され
たストランドがそのひび割れの進展を防ぐことに
なり、全体として極めて優れた既存柱の補強効果
を奏することができる。

さらに、鋼材を用いないので防錆処置の必要も
なく、溶接作業も不要である。また、柱の上下端
にスリツトを設けない為、雨仕舞の心配もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る既存柱の補強方法を示す
説明図、第２図は本発明によつて補強した既存柱
の一例を示す平断面図である。 １……既存柱、１ａ，１ｃ……既存柱の上下
部、１ｂ……既存柱の中間部、２……ストラン
ド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 既存構造物の柱部材の外周に、その高さ方向
   に亘つて高強度長繊維ストランドをスパイラル状
   に捲回するようにした既存柱の耐震補強方法にお
   いて、該柱部材の上方部及び下方部においては該
   ストランドと該柱部材とをアンボンドまたは弱ボ
   ンド結合とし、該柱部材の中間部においては該ス
   トランドと該柱部材とをボンド結合としてなるこ
   とを特徴とする既存柱の耐震補強方法。 ２ 前記柱部材の前記上方部及び前記下方部にお
   いて該ストランドと該柱部材とを該柱部材の周方
   向に間隔をおいて接着して弱ボンド結合としてあ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   既存柱の耐震補強方法。 ３ 前記柱部材が角柱である場合に、該角柱のコ
   ーナー部のみにおいて該角柱と該ストランドとを
   接着して弱ボンド結合としてなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の既存柱の耐震補強
   方法。