JPH09228659A - 既設柱構造物補強工用の型枠装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既設柱構造物の鋼板被覆補強を強固にかつ経
済的に簡易に行えるようにする。 【解決手段】 既設柱Ｂの周囲に配置した鋼板製補強枠
Ｄの各面板d₁〜d₄の外側に、横バタ材１，１と縦バタ材
２，２の結合による面型枠A₁〜A₄を接合、設置し、それ
らの各横バタ材１，１を互いに端部において連結杆４，
４等により結合３，３する。その際、横バタ材１，１の
結合点３，３が、補強枠Ｄの面板d₁〜d₄の端より相当距
離Ｌだけ内方寄りの位置となるように設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、既設の柱状構造物を、
鋼板の被覆により補強する工法において用いる型枠装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地震等の対策として、老朽化した柱構造
物や増強を要する柱構造物への補強が行われるようにな
ってきた。この補強工としては、既設柱構造物の周囲に
所要厚さのコンクリートを打設、被覆する方法と、既設
柱構造物の周囲に補強用の鋼板を被覆する方法とがあ
る。前者のコンクリート被覆によるものは、補強後の柱
構造物が以前のものより相当太くなることから、施工上
の制限や外観を問題とされる場所での施工では鋼板被覆
による補強工が採られている。

【０００３】鋼板被覆による補強工は、一般に、図９に
示すように、平断面四角形の既設柱構造物（以下既設柱
という）Ｂの周囲に、既設柱Ｂと例えば３〜５cm程度の
間隙を存して、鋼板による補強枠Ｄを配置し、上記の間
隙にモルタル類Ｃを打設して、既設柱Ｂと鋼板補強枠Ｄ
とを一体的に結合させるものである。

【０００４】この場合、モルタル類Ｃの打設圧によっ
て、補強枠Ｄは、その各面板d₁〜d₄には、外方に膨らむ
変形（正撓み）が生ずるので、これを極力防止するた
め、補強枠Ｄの外側に、各面板d₁〜d₄に対応する面型枠
A₁〜A₄を結合した型枠装置を設置して、補強枠Ｄの撓み
の抑制を行うようにしている。

【０００５】上記の型枠は、通常、上下に間隔をおいて
配列した横バタ材１，１の内側（補強枠Ｄ側）に、横方
向に間隔をおいて多数の縦バタ材２，２を配置、結合し
て形成した面型枠A₁〜A₄を、互いにそれらの横バタ材
１，１の端部において、図示のようにタイボルト（締付
ボルト）９，９を用いて結合し、或はピン等により結合
して形成している。

【０００６】上記補強工においては、既設柱Ｂと補強枠
Ｄとの間にモルタル類Ｃを打設した際の側圧（打設圧）
は、補強枠Ｄの各面板d₁〜d₄を介して、型枠装置の各面
型枠A₁〜A₄にも作用する。面型枠A₁〜A₄はその作用する
側圧に抗して撓みを抑える働きをする。

【０００７】こうして構成された補強枠Ｄと型枠装置は
共働してモルタル類Ｃの側圧に抵抗するから、許容の撓
みにおさめることができるのは無論であるが、モルタル
類Ｃの硬化後型枠装置を補強枠Ｄから撤去すると、補強
枠Ｄの一部分が硬化したモルタル類Ｃから外方に離れ、
そこに空隙が生じ、既設柱Ｂと補強枠Ｄの一体性が損な
われ、したがって補強柱としての所要の強度が得られな
いことが実施工の結果判明した。

【０００８】この補強枠Ｄの離れによる空隙を全くなく
すことは不可能にしても、最小のものにしようと型枠装
置を強大なものに替えたりしてみたが、結果は失敗に終
っている。補強枠Ｄの挙動は大へん複雑で、この正確な
解明は未だなされていないのが現状である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記の側
圧という等分布荷重を受ける補強枠Ｄと型枠装置の合成
構造体の構造力学的解析の専用計算システムを新たに作
成し研究した結果、この問題の解明に成功し、補強枠の
挙動を次の通り説明できるようになった。

【００１０】まず、型枠装置のない、すなわち、補強枠
Ｄ単独の形でモルタル類を打設したと仮定し、小さな側
圧をかけたとすると、補強枠Ｄには小さい撓み変形がみ
られる。次にもう少し大きい側圧をかけると撓み変形量
は大きくなる。両者を比較すると、前者の撓み量と後者
の撓み量は側圧という等分布荷重の大きさに比例し、両
者の撓み曲線は相似形である。したがって、ある特定の
補強枠については一つの決った基本形とも言うべき形状
の撓み曲線が存在し、側圧の大きさにより撓みの大きさ
は異なるけれど、それらの曲線形状を基本形と比較すれ
ばすべて相似の関係が成立すると考えるわけである。こ
の基本形と言うべき形状と相似のものをすべて、その補
強枠Ｄの「固有の撓み曲線」と呼ぶことにする。

【００１１】ところで、この型枠装置の助けを借りない
補強枠単独構造の場合、側圧を受けて変形し、モルタル
類が硬化したあとにモルタル類と補強枠の間に空隙が発
生するような補強枠の挙動は絶対にない。したがって、
型枠装置を設定した場合であっても、側圧を受けたとき
の撓み曲線がその補強枠の「固有の撓み曲線」と一致し
ていれば、型枠装置を撤去したあとに硬化したモルタル
類から補強枠が離れるような挙動はおこらないわけであ
る。

【００１２】しかしながら、補強枠を補強する目的に従
来の型枠装置を用いたのでは、側圧を受けたあとの撓み
形状はその補強枠の持つ「固有の撓み曲線」からかけ離
れたものになってしまう。「固有の撓み曲線」でない形
状の曲線に形成された補強枠の内部応力には「固有の撓
み曲線」になろうとする応力を含有しているわけで、モ
ルタル類が硬化したあと型枠装置を撤去すると、拘束を
解かれた自由面、すなわち外方に膨出する部分が現れ、
そこに空隙ができるのである。図を用いて具体的に以下
説明する。

【００１３】図10に示すように、補強枠Ｄの場合、モル
タル類の打設による側圧（実線矢印で示す）は各面板d₁
〜d₄（以下ｄとする）の全面にかかる。各面板ｄは互い
に端部を他の接続した面板に拘束された両端固定梁の性
格を有するため、その固有の撓み曲線は同図の鎖線で示
すような中高のものとなる。これに対し、型枠装置Ｄに
おいては、各面型枠A₁〜A₄の横バタ材１，１と他の面型
枠A₁〜A₄の横バタ材１，１とがほぼヒンジ結合している
ため単純梁の性格を有するとともに、各面板ｄの撓みに
よる側圧は実線矢印で示すように、ほぼ中央部に作用す
るので、それによる撓み曲線は点線１で示すような円弧
状のものとなる。

【００１４】そこで、実際にモルタル類を打設した場
合、図11に示すように、面板ｄは、図10の鎖線で示すよ
うに撓もうとするが、その中央部付近は横バタ材１より
の反力イによって押えられるため、面板ｄはその「固有
の撓み曲線」からかなり異なった形状の撓み曲線とな
り、そして、両端と中央部との中間個所ロ，ロ付近には
面板ｄの中央部（ロとロの間）が外方に向って膨出しよ
うとする余分な応力（膨出応力）が面板ｄ内部に発生
し、その膨出応力を内包した状態でモルタル類Ｃは硬化
する。

【００１５】モルタル類Ｃの硬化後は、型枠装置を撤去
する。それによって、横バタ材１による面板ｄへの押え
が解かれることになるが、そうした場合、図12に示すよ
うに、面板ｄは「固有の撓み曲線」に戻ろうとして挙動
する。すなわち、中間個所ロ，ロ付近に内包されていた
膨出応力の働きで挙動する。そのため、中間個所（ロと
ロの間）付近は硬化したモルタル類Ｃより離れて、両者
間に分離された空隙部ハが形成されることになり、既設
柱Ｂと補強枠Ｄとの一体性が損われることになる。

【００１６】本発明は、上記従来のような、既設柱補強
工における問題を解決するためになされたもので、補強
枠の撓みを抑制する面型枠の横バタ材の側圧による撓み
形状が、補強枠の面板単独の側圧による固有の撓み曲線
とほぼ相似形をなすような構造にして、補強枠とモルタ
ル類と既設柱との結合が強固にでき、しかも、通常の仮
設材を用いて経済性及び施工性の優れた、既設柱構造物
の補強工に使用する型枠装置を提供しようとするもので
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成について、実施例に対応する図面を参
照して説明すると、請求項１の装置は、既設の柱構造物
Ｂの周囲に被覆される補強枠Ｄの各面板d₁〜d₄の外面に
沿って配置される型枠装置であって、上記各面板d₁〜d₄
の外面に接合する各面型枠A₁〜A₄どうしを、それらの横
バタ材１，１の端部において互いに結合３，３するとと
もに、該結合点３，３を、上記面板d₁〜d₄の両端付近よ
り内方寄りの位置に設定したことを特徴とするものであ
る。

【００１８】また、請求項２の装置は、請求項１の装置
において、横バタ材１，１どうしの端部間を連結杆４，
４により結合したことを特徴とするものである。

【００１９】また、請求項３の装置は、請求項１の装置
において、横バタ材１，１の両端部にブラケット６，６
を設け、各面型枠A₁〜A₄の横バタ材１，１どうしを、互
いにそれらのブラケット６，６に挿通した締付ボルト
７，７により結合したことを特徴とするものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の基本的な実施の形
態について図１、図２を参照して説明する。本発明の型
枠装置における考え方の基本は、側圧による面型枠A₁〜
A₄の横バタ材１，１の撓み形状が、補強枠Ｄの面板d₁〜
d₄の撓み形状と相似形をなすような構造とすることにあ
る。

【００２１】図１、図２は、その考え方による基本的な
一実施例を示したもので、平断面四角形の既設柱Ｂを対
象としており、既設柱Ｂの外周には、これと所要の間隙
を存して４個の鋼製面板d₁〜d₄の結合よりなる補強枠Ｄ
が配設される。そして、補強枠Ｄの外周には、４個の面
型枠A₁〜A₄を枠状に結合した本発明型枠装置が設置され
る。

【００２２】面型枠A₁〜A₄は、上下に所要の間隙をおい
て配列した複数の横バタ材１，１と、その内側（補強枠
Ｄ側）に横方向に所要の間隙をおいて配列した縦バタ材
２，２を互いに結合して形成されている。そして、各面
型枠A₁〜A₄は、それぞれ縦バタ材２，２を補強枠Ｄの面
板d₁〜d₄に接して立設され、互いに結合される。

【００２３】面型枠A₁〜A₄相互の結合は、それらの横バ
タ材１，１の各端部の軸線Ｏ上に設けられた係合孔３，
３を結合点として、それらの間に、連結杆４，４を渡し
架けて、連結杆４，４の孔５，５と係合孔３，３に連結
ピン（図示を略す）を挿入するなどして結合される。こ
の場合の各結合点３，３の位置は、面板d₁〜d₄の端より
相当距離Ｌだけ内方に寄った位置となるように設定され
る。この結合点３，３が側圧を受けた際の横バタ材１，
１の梁としての端部の支持点となる。

【００２４】本発明においては、上記のように、横バタ
材１，１の支持点となる結合点３，３が、面板ｄの両端
よりも内側に位置させることが重要である。それによっ
て、図３に示すように、側圧を受けた面板ｄの固有の撓
みの形状（鎖線で示す）に対し、横バタ材１の固有の撓
みの形状（点線で示す）がほぼ相似するようになる。結
合点３，３は、そのような相似の形状となる位置に設定
するのである。

【００２５】そうすることにより、図４に示すように、
モルタル類Ｃの側圧により撓もうとする面板ｄに対し、
その撓みを抑制しようとする横バタ材１が、面板ｄの撓
み形状に沿うようにして面板ｄの撓みを抑制することに
なる。したがって、従来の図11に示すような、面板ｄの
中間個所ロ，ロに余分な応力（膨出応力）を生じさせる
ことがなくなり、面型枠A₁〜A₄を撤去した際に生ずるモ
ルタル類Ｃと面板ｄの剥離間隙ハが発生しなくなる。

【００２６】図５は、本発明の基本的な実施形態の他の
実施例を示したものである。この実施例では、各面型枠
A₁〜A₄の横バタ材１の各一端側に、複数の係合孔３，３
が間隔をおいて設けられている。したがって、連結杆４
との結合個所を係合孔３，３のいずれかの選択によっ
て、横バタ材１の長さ、つまりは面型枠A₁〜A₄の横巾が
調節でき、補強枠Ｄの寸法の異なるものに対しても適用
できることになる。

【００２７】図６、図７は、本発明の他の実施形態の一
例を示したものである。この実施例では、各横バタ材
１，１の両端部に、上記の係合孔３に代えて、ボルト挿
通孔（図示を略す）を有する山形のブラケット６が、横
バタ材１の外面（縦バタ材２の取付側と反対の側）に設
けられている。そして、隣り合う横バタ材１，１は、互
いにそれらのブラケット６，６に締付ボルト７を挿通し
て、ナット８，８を螺合して締め付けることにより結合
される。この場合、横バタ材１の支持点３は、横バタ材
１の軸線Ｏと締付ボルト７との交点となる。そして、交
点３が、さきに述べたような、面板ｄの端より相当距離
Ｌだけ内側に寄った位置となるように設定される。

【００２８】図８は、本発明の他の実施形態における他
の実施例を示したもので、各横バタ材１，１の一端側
に、山形のブラケット６の複数個が連設されている。こ
の場合も、図５の実施例と同様に、締付ボルト７を連設
したブラケット６，６のいずれかを選択して結合するこ
とにより、横バタ材１，１の長さ、つまりは面型枠A₁〜
A₄の横巾が適宜調節できることになる。

【００２９】なお、本発明では、上記各実施例のよう
な、平断面が四角形の既設柱構造物の補強工に限定され
るものではなく、平断面が各種多角形状のものに対して
も広く適用することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
補強枠の外面に接合、配置される各面型枠を、互いに横
バタ材の端部において結合するにあたり、各横バタ材の
結合個所を、補強枠の面板の両端よりそれぞれ内方寄り
のところに設定したので、その結合個所が、側圧に対抗
する横バタ材の支点となって、横バタ材の側圧による撓
み形状が、側圧を受けて膨出、変形する面板の個有の撓
み曲線にほぼ相似のものとすることができる。

【００３１】その結果、モルタル類の打設による面板の
撓みを、面板に特別な膨出応力を生じさせることなく抑
制することができ、したがって、型枠装置撤去によって
おこる補強枠と打設したモルタル類との剥離が殆どな
く、一体性の高い結合ができ、補強工の強度保証が得ら
れる。

【００３２】また、型枠装置は、その面型枠の撓みを許
容して補強枠の面板の撓みを抑制するものであるから、
従来の型枠におけるように、安価な仮設用部材を用いて
構成することができ、したがって、型枠経費が低額です
むとともに、施工が簡便で能率よく行えることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な一実施例を示す平面図であ
る。

【図２】同要部を示す側面図である。

【図３】面板と横バタ材の撓みを示す説明図である。

【図４】モルタル類打設時の面板と横バタ材の撓み形状
を示す説明図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図６】同さらに他の実施例を示す平面図である。

【図７】同要部を示す側面図である。

【図８】同さらに他の実施例を示す平面図である。

【図９】従来型枠装置の一例を示す平面図である。

【図10】従来型枠装置の横バタ材と面板の撓み状態の比
較図である。

【図11】同モルタル類打設時の撓みの抑制状態を示す説
明図である。

【図12】従来の型枠装置撤去後の面板と打設したモルタ
ル類との状態を示す説明図である。

【符号の説明】

A₁，A₂，A₃，A₄ 面型枠 Ｂ 既設柱構造物 Ｃ モルタル類 Ｄ 補強枠 d₁，d₂，d₃，d₄ 面板 １ 横バタ材 ２ 縦バタ材 ３ 係合孔（結合点、支持点） ４ 連結杆 ５ 孔 ６ ブラケット ７ 締付ボルト ８ ナット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設の柱構造物の周囲に被覆される補強
   枠の各面板の外面に沿って配置される型枠装置であっ
   て、上記各面板の外面に接合する各面型枠どうしを、そ
   れらの横バタ材の端部において互いに接合するととも
   に、該結合点を、上記面板の両端付近より内方寄りの位
   置に設定したことを特徴とする、既設柱構造物補強工用
   の型枠装置。
2. 【請求項２】 横バタ材どうしの端部間を連結杆により
   結合したことを特徴とする、請求項１記載の既設柱構造
   物補強工用の型枠装置。
3. 【請求項３】 横バタ材の両端部にブラケットを設け、
   各面型枠の横バタ材どうしを、互いにそれらのブラケッ
   トに挿通した締付ボルトにより結合したことを特徴とす
   る、請求項１記載の既設柱構造物補強工用の型枠装置。