柱補強用ブロック
【課題】 ブロックの肉厚を薄くして軽量化でき、既設柱の耐震補強を容易に施工できるとともに、補強された既設柱の周囲の利用スペースを広げることができる補強用ブロックを提供することにある。
【解決手段】 この柱補強用ブロック５１は、上面１４、底面１１、上下の側面１２ａ，１２ｂおよび左右の側面１３ａ，１３ｂを有するブロック本体１０と、このブロック本体１０の左右の側面１３ａ，１３ｂのそれぞれに設けられた補強鋼板３，３とを備える。上記上面１４は、平面視平行四辺形をなすと共に、上記左右の側面１３ａ，１３ｂにわたって円弧をなす。上記底面１１は、平行四辺形をなす平坦形状である。上記上下の側面１２ａ，１２ｂは、略三日月状で平坦である。
【解決手段】 この柱補強用ブロック５１は、上面１４、底面１１、上下の側面１２ａ，１２ｂおよび左右の側面１３ａ，１３ｂを有するブロック本体１０と、このブロック本体１０の左右の側面１３ａ，１３ｂのそれぞれに設けられた補強鋼板３，３とを備える。上記上面１４は、平面視平行四辺形をなすと共に、上記左右の側面１３ａ，１３ｂにわたって円弧をなす。上記底面１１は、平行四辺形をなす平坦形状である。上記上下の側面１２ａ，１２ｂは、略三日月状で平坦である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、鉄筋コンクリート建造物における既設柱を地震などに対して補強するために用いられる柱補強用ブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、柱補強用ブロックとして、出願人が提案したコンクリートブロックがある(例えば、特開２００３−３２８５６６号公報(特許文献１)参照)。このコンクリートブロックは、平行四辺形の平面をなす底面と、この底面に対向する円弧状の上面と、底面と上面の間の４つの側面で構成されている。
【０００３】
そして、このコンクリートブロックを、正方形断面の既設柱の下端から周方向に順次セメントペースト等で張り付けつつ積み重ね、既設柱の外周全長を覆って、この既設柱を円柱状に形成した後、コンクリートブロックの上面に形成されて一連の螺旋をなす溝に、小径のスパイラル状の束に予め加工した鋼線を人手で巻き付けて、既設柱とコンクリートブロックを強固に一体化するものである。
【０００４】
しかしながら、上記コンクリートブロックは、コンクリートのみからなるため、強度の関係から肉厚を厚くする必要があるうえ、既設柱の軸を中心とする所定半径の円周面で既設柱を覆うため、柱の断面方向の面積が大きくなって、既設柱で構成される構造物の内部空間が狭くなる。駅舎内のコンコースや駐車場などの支柱では、利用スペースを狭めるうえ、狭いスペースで施工も難しくなるという問題を生じる。また、コンクリートブロックが厚肉なため、重量が増えて、運搬作業、揚重作業や取付作業の効率が上がらない。
【特許文献１】特開２００３−３２８５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、この発明の課題は、ブロックの肉厚を薄くして軽量化でき、既設柱の耐震補強を容易に施工できるとともに、補強された既設柱の周囲の利用スペースを広げることができる補強用ブロックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、この発明の柱補強用ブロックは、
平面視平行四辺形をなすと共にこの平行四辺形の一対の対向辺にわたって円弧をなす上面と、
上記上面に対向すると共に平行四辺形をなす平坦な底面と、
上記上面と上記底面に連なると共に対向する略三日月状で平坦な一方の一対の側面と、
上記上面と上記底面に連なると共に対向する他方の一対の側面と
を有するブロック本体と、
このブロック本体の上記一方の一対の側面および上記他方の一対の側面の内の少なくとも一つの一対の側面に設けられた補強鋼板と
を備えることを特徴としている。
【０００７】
ここで、上記ブロック本体は、例えば、コンクリートまたはモルタルで形成される。上記補強鋼板は、上記一対の側面の間にわたって設けられておらず、上記ブロック本体の上面の少なくとも中央部は、露出している。また、上記ブロック本体の上面と上記補強鋼板の上面とは、滑らかに連続している。また、上記補強鋼板は、例えば、上記側面の全長にわたって設けられてもよく、または、上記側面の両端に設けられてもよい。
【０００８】
この発明の柱補強用ブロックによれば、上記ブロック本体と、このブロック本体の少なくとも一対の側面に設けられた上記補強鋼板とを備えるので、コンクリートのみからなるブロックに比して、強度が大きく、肉厚を薄くできる。
【０００９】
このように、上記柱補強用ブロックの肉厚を薄くできるので、上記柱補強用ブロックで外周を補強された既設柱の周囲の利用スペースを広げることができる。また、薄肉化により上記補強用ブロックを軽くできて、運搬作業、揚重作業や取付作業の効率を上げることができる。
【００１０】
また、上記補強用ブロックの上面に、この上面の円弧方向に、鋼線を巻き付け、地震時に、この鋼線が、上記補強用ブロックに対して、大きな支圧力を与えた場合、上記補強用ブロックの厚さが薄くても、上記ブロック本体の側面の開放面を上記補強鋼板で補強しているので、上記補強用ブロックは、上記支圧力に対して、破壊しない。
【００１１】
また、上記ブロック本体の上面の少なくとも一部は、露出しているので、地震で既設柱に亀裂が入ったときには、この亀裂が、（例えばコンクリートで形成された）上記ブロック本体の上面（露出面）に現れ、柱の破壊状態（状況）を観察（目視）できる。
【００１２】
また、一実施形態の柱補強用ブロックでは、
上記補強鋼板は、上記他方の一対の側面に設けられ、
上記他方の一対の側面は、上記上面の曲面と連続して外方に凸な曲面をなし、
上記補強鋼板は、上記ブロック本体に埋設されたアンカを有する。
【００１３】
この一実施形態の柱補強用ブロックによれば、上記補強鋼板の上記アンカは、上記ブロック本体に埋設されているので、上記補強鋼板を上記ブロック本体の他方の一対の側面に確実に固定できる。また、上記補強鋼板によって、上記鋼線の支圧力に対して、上記ブロック本体の角（隅）の欠けを防止できる。
【００１４】
また、一実施形態の柱補強用ブロックでは、
上記補強鋼板は、上記一方の一対の側面に設けられ、
上記補強鋼板は、上記ブロック本体に埋設されたアンカを有する。
【００１５】
この一実施形態の柱補強用ブロックによれば、上記補強鋼板の上記アンカは、上記ブロック本体に埋設されているので、上記補強鋼板を上記ブロック本体の一方の一対の側面に確実に固定できる。また、上記補強鋼板によって、上記鋼線の支圧力に対して、上記ブロック本体の角（隅）の開放面側の欠けを防止できる。
【００１６】
また、一実施形態の柱補強用ブロックでは、上記補強鋼板は、上記一方の一対の側面および上記他方の一対の側面を囲んでいる。
【００１７】
この一実施形態の柱補強用ブロックによれば、上記補強鋼板は、上記ブロック本体の全側面を囲んでいるので、上記鋼線の支圧力に対して、上記ブロック本体の角（隅）や開放面側の角（隅）の欠けを一層確実に防止できる。また、ブロックの運搬時にも、ブロックの角が欠けるおそれがなくて、取り扱いやすい。また、上記補強鋼板を上記ブロック本体に埋設して固定する必要がなくて、上記補強鋼板にアンカ等が不要になる。
【００１８】
また、一実施形態の柱補強用ブロックでは、上記ブロック本体の上面の近傍に、メッシュ筋を埋設している。
【００１９】
この一実施形態の柱補強用ブロックによれば、上記ブロック本体の上面の近傍に、メッシュ筋を埋設しているので、上記ブロック本体の強度を一層向上させることができる。
【００２０】
また、一実施形態の柱補強用ブロックでは、上記ブロック本体の上面に、上記一方の一対の側面に平行な方向に延びると共に上記一方の一対の側面に垂直な方向に間隔をもって配置された複数の凸部を設けている。
【００２１】
この一実施形態の柱補強用ブロックによれば、上記ブロック本体の上面に複数の凸部を設けているので、隣り合う上記凸部の間に溝が形成される。すなわち、上記ブロック本体は、上記一方の一対の側面に平行な複数の溝を有する。なお、この溝の底は、上記ブロック本体の上面である。
【００２２】
このように、上記ブロックによって既設柱の四周全長を覆って、上記既設柱を円柱状に形成したとき、外周面になる上記ブロック本体の上面に、連続する螺旋状の溝が作られる。したがって、この溝にスパイラル状に予め加工した鋼線を巻き付ければ、巻き付け間隔を正確に確保でき、さらに、鋼線のずれや外れを防止でき、既設柱を確実に補強できる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の柱補強用ブロックによれば、上記ブロック本体の少なくとも一対の側面に上記補強鋼板を設けているので、ブロックの肉厚を薄くして軽量化でき、既設柱の耐震補強を容易に施工できるとともに、補強された既設柱の周囲の利用スペースを広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１Ａは、この発明の柱補強用ブロックの一実施形態である平面図を示している。図１Ｂは、この柱補強用ブロックの下側面図を示し、図１Ｃは、この柱補強用ブロックの右側面図を示している。
【００２６】
この柱補強用ブロック５１は、上面１４、底面１１、上下の側面１２ａ，１２ｂおよび左右の側面１３ａ，１３ｂを有するブロック本体１０と、このブロック本体１０の左右の側面１３ａ，１３ｂのそれぞれに設けられた補強鋼板３，３とを備える。
【００２７】
上記上面１４は、平面視平行四辺形をなすと共に、この平行四辺形の一対の対向辺（左右の側面１３ａ，１３ｂ）にわたって円弧をなす。上記底面１１は、上記上面１４に対向すると共に、平行四辺形をなす平坦形状である。
【００２８】
上記上下の側面１２ａ，１２ｂ（一方の一対の側面）は、上記上面１４と上記底面１１に連なると共に対向する。この上下の側面１２ａ，１２ｂは、略三日月状（かまぼこ形）で平坦である。
【００２９】
上記左右の側面１３ａ，１３ｂ（他方の一対の側面）は、上記上面１４と上記底面１１に連なると共に対向する。上記左右の側面１３ａ，１３ｂは、上記上面１４の曲面と連続して外方に凸な曲面をなす。
【００３０】
上記補強鋼板３は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂに沿って形成された帯状の本体部３１と、この本体部３１の内面から突出する２つのアンカ３２，３２とを備える。このアンカ３２は、上記本体部３１の内面に溶接手段等で一体に固着されている。このアンカ３２は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂの両端部のそれぞれで上記ブロック本体１０に埋設されている。
【００３１】
上記ブロック本体１０は、例えば、コンクリートまたはモルタルで形成される。上記補強鋼板３は、左右の側面１３ａ，１３ｂの間にわたって設けられておらず、上記ブロック本体１０の上面１４の中央部は、露出している。上記補強鋼板３は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂの近傍の上記上面１４を覆う。
【００３２】
上記ブロック本体１０の上面１４に、上記上下の側面１２ａ，１２ｂに平行な方向に延びると共に上記上下の側面１２ａ，１２ｂに垂直な方向に間隔をもって配置された複数の凸部１７を設けている。この凸部１７の上面は、上記上面１４に沿った円弧をなす。
【００３３】
すなわち、隣り合う上記凸部１７，１７の間に溝１５が形成される。つまり、上記ブロック本体１０は、上記上下の側面１２ａ，１２ｂに平行な複数の溝１５を有する。この溝１５の底は、上記ブロック本体１０の上面１４である。そして、上記ブロック本体１０の上面１４（上記溝１５の底）と上記補強鋼板３の上面とは、滑らかに連続している。なお、上記溝１５の形状は、弧状でなくても凹部を形成する形状であればよい。
【００３４】
上記補強鋼板３の上記アンカ３２は、平面視、最も外側（最も上下）の溝１５の外側から内側まで延びている。すなわち、上記アンカ３２は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂに対して傾斜する方向に延びている。なお、上記補強鋼板３の本体部３１は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂの全長にわたる長さでなく、両端部のアンカ３２を含む上記側面１３ａ，１３ｂの両端にあって、かつ、最側端の溝１５の位置に達する長さであればよい。
【００３５】
上記ブロック本体１０の上面１４の近傍に、メッシュ筋１６を埋設している。このメッシュ筋１６は、上記ブロック本体１０の全面にわたって設けてもよく、上記ブロック本体１０の強度を向上させることができる。なお、上記補強鋼板３の本体部３１は、ボルト孔３３を有する。このボルト孔３３は、（後述する）型枠に上記補強鋼板３を固定するためのボルトを挿通するために用いられ、さらに、上記ブロック５１を（後述する）既設柱２０に張り付ける際に上記ブロック５１を吊り上げるためのボルトを挿通するために用いられる。
【００３６】
この柱補強用ブロック５１の製造方法を説明すると、（図示しない）型枠に、上記アンカ３２を備えた上記補強鋼板３，３と上記メッシュ筋１６とを設置して、この型枠にコンクリートまたはモルタルを流し込んで上記ブロック本体１０を形成し、その後、上記型枠を外して、上記柱補強用ブロック５１を製造する。このように、上記補強鋼板３の上記アンカ３２および上記メッシュ筋１６を上記ブロック本体１０に埋設することができる。なお、上記型枠には、上記凸部１７に対応する溝が設けられている。
【００３７】
図２と図３は、上記柱補強用ブロック５１を、正方形断面の既設柱２０の四周面に張り付けて補強した状態を示す正面図および平面図である。上記ブロック５１は、左右の補強鋼板３，３の間の幅が既設柱２０の幅よりも小さくしてあり、さらに上下の側面１２ａ，１２ｂの間の高さも既設柱２０の幅よりも小さくなっている。このブロック５１は、底面１１を既設柱２０の周面２１の下部にセメントペーストによって接着しつつ、周方向に順次張り付けられ、次いで既に張り付けられた柱補強用ブロック５１上に貧配合モルタル２３などを充填した離間部２２を介してブロック５１を積み重ねるとともに同様に既設柱２０の周面２１に周方向に順次張り付けられて、既設柱２０の外周を基礎部２０ａから上に向かって螺旋状に覆っていくことになる。但し、既設柱２０の上下端は、補強柱の曲げ剛性の増加を抑えて、地震荷重で柔軟に撓みうるように、ブロック５１で覆っていない(図２参照)。なお、図２では，上下のブロック５１，５１の間に貧配合モルタル２３を挟んでいるが、この貧配合モルタル２３を省略して、ブロック５１の上下の側面１２ａ，１２ｂの間に隙間２２を設けるだけでもよい。
【００３８】
上記ブロック５１の上下の側面１２ａ，１２ｂに平行な複数の溝１５は、上記ブロック５１が既設柱２０の四周を覆ったとき、既設柱２０の４隅の隙間２２ａを介して周方向に隣接するブロック５１，５１の溝１５と円滑に螺旋状に連なる。なお、図２では、一つのブロック５１当たり４つの溝１５を示している。
【００３９】
上記ブロック５１は、図３に示すように、既設柱２０を覆ったとき、上記凸部１７である円弧面の外面は、ブロック５１で補強された既設柱２０の軸Ｃを中心とする外接円２０ｂよりも内側になる。これは、ブロック５１が、上記補強鋼板３のアンカ３２および上記メッシュ筋１６を埋設したコンクリートまたはモルタルで作られていて、コンクリートのみで作られたものに比して肉厚を薄くして軽量化を図っても、同等の強度が得られるからであり、コンクリートのみからなるブロックでは、上記外接円２０ｂに相当する肉厚が必要となる。
【００４０】
したがって、このブロック５１で補強された既設柱２０では、周囲の利用スペースを広げることができ、特に駅舎のコンコースや駐車場内などの既設柱２０の補強に有利である。さらに、ブロックの薄肉化および軽量化により、作業能率が向上でき、狭い作業空間でも施工が可能になる。つまり、上記ブロック５１の運搬作業、揚重作業や取付作業の効率を上げることができる。
【００４１】
図４は、既設柱２０の四つの周面２１を覆うブロック５１の上記溝１５およびこの溝１５に嵌め込んで巻き付けたスパイラル状の鋼線２４を示す展開図である。
【００４２】
この溝１５は、図４の左端に示すように、正弦波状であり、最初の周面２１aの下部に張り付けたブロック５１の下端から始まって、既設柱２０の角の隙間２２aを介して、順次右隣りの周面２１ｂ,２１ｃ,２１ｄに張り付けた３つのブロックの溝１５に連なって、既設柱を一周した後、再び周面２１ａのブロック（図４の右端に重複して一部を示す）の１つ上の溝に連なり、これを繰り返して既設柱の上端に至る。この螺旋状の溝１５に図示の如く鋼線２４が巻き付けられる。
【００４３】
図４で平行四辺形の上下辺として示されるブロック５１の上下の側面１２ａ，１２ｂ、つまりこれと平行に延びる溝１５は、図４から判るように、既設柱の４つの周面２１ａ〜２１ｄを１周すると、溝１５の１ピッチｐの距離だけ上昇する。ブロック５１を横切る１本の溝１５(例えば周面２１ａの下端)について言えば、溝１５の上昇距離は、既設柱の１／４周に相当するｐ／４から柱角の間隔に相当する上昇分αを減じた値(ｐ／４−α)となる。したがって、ブロック５１の上下の側面１２ａ，１２ｂの傾きも、図１Ａ中に示すように、平行四辺形の左右辺の左辺１３ａの下端から右辺１３ｂに下ろした垂線の足と、右辺１３ｂの下端との距離が(ｐ／４−α)になるような傾きとなる。上記隙間の間隔に相当する上昇分αとは、図３の柱角の隙間２２ａを溝１５がブロック５１におけると同じ傾きで進んだ場合の上昇距離をいう。
【００４４】
溝１５に巻き付けられる鋼線２４は、既設柱２０の周りを１周する溝１５の直径より小さい直径(望ましくは既設柱２０の断面の対角線の長さの８０％の直径)のスパイラル状の束に予め加工されていて、油圧シリンダ等の引張り機械を用いることなく、人手によって巻き付けられる。このような螺旋状に束ねられた鋼線２４を既設柱に巻き付ける方法については、出願人に帰属する特許第１４９６４７号に詳しく述べられているので、ここでは簡単に説明するに留める。
【００４５】
即ち、スパイラル状の束に加工された鋼線２４を、束のループ面が既設柱２０の周面２１に平行になるよう鉛直に配置し、巻き始めとなる直角に曲げた始端２４ａ（図４参照）を周面２１ａの下端に設けた穴(図示せず)に差し込んで固定し、鋼線２４の束を解ける方向に回転させつつ既設柱２０の周りに巡らせて、解きながら１ループずつ既設柱２０に巻き付けて、鋼線２４を螺旋状の溝１５に嵌め込んで順次上方へ巻き付けていく。最後に、直角に曲げた終端２４ｂ（図２参照）を周面２１の上端に設けた穴に差し込んで固定して巻き付けを終了する。鋼線２４の端部の固定方法は、既設柱２０の周面２１に固定するのではなく、鋼線２４をブロック５１の外周に重ねて巻き付けて重なった部分をクリップで固定するようにしてもよい。
【００４６】
この方法は、鋼線２４のスパイラル状の束をループ面内でループを解く方向に曲げて大きく開くのでなく、鋼線２４のスパイラル状の束を既設柱２０の周りに巡らせながら鋼線２４をその軸の周りに僅かに捩じるだけの弾性変形範囲で巻き付けが行えるので、従来のように油圧シリンダ等の大掛かりな機械を要さず、人力のみで容易かつ迅速に施工することができる。なお、鋼線２４は、棒鋼でも撚線でもよい。
【００４７】
上記ブロック５１を用いた既設柱２０の補強方法について次に述べる。
【００４８】
まず、既設柱２０の下端外周の基礎部２０ａ上に、貧配合モルタル２３を所定厚さで塗るとともに、既設柱２０の四つの周面２１またはブロック５１の底面１１の少なくともいずれかにセメントペーストを塗った後、ブロック５１の下側面１２ｂを貧配合モルタル２３に載せつつ底面１１を各周面２１に当接させて、既設柱２０の外周に４つのブロック５１を張り付ける。
【００４９】
次に、張り付けた各ブロック５１の上側面１２ａに貧配合モルタル２３を充填した厚さ１〜２ｃｍの離間部２２を設け、この上に４つのブロック５１を積み重ねつつ同様に各周面２１に張り付けていく。ここで、ブロック５１は、図４に示すように左右辺と上下辺が直交しない平行四辺形であるので、下端の貧配合モルタル２３の上面および上下ブロック間の貧配合モルタル２３を充填した離間部２２は、水平面に対して傾いている。
【００５０】
既設柱２０の四つの周面２１の全長に亘るブロック５１の張り付けが終わると、既設柱２０の周りを１周するブロック５１の螺旋状の溝１５の直径より僅かに小径のスパイラル状の束に予め加工された鋼線２４を、既に述べた人手による方法で螺旋状の溝１５に嵌め込んで、全ブロック５１に亘る巻き付けを終了する。この鋼線２４の巻き付け方法は、既述の如く油圧シリンダ等の大掛かりな機械を要さず、人力のみで容易かつ迅速に施工できるという利点を有する。
【００５１】
なお、既設柱２０の上下端は、既に述べた曲げ剛性を過大にしないという理由からブロック５１で覆わない。また、巻き付けた鋼線２４は、溝１５に密に嵌合していて、ずれることがないから、従来のように鋼線２４の表面全体にモルタルを塗布する必要もない。鋼線２４の始端２４ａと終端２４ｂは、図３と図４で述べたように、既設柱２０の周面２１に設けた穴に差し込んで固定するが、これに代えて、鋼線２４同士を結束線などで結んで固定してもよい。さらに、既に述べたように、上下に積み重ねたブロック５１の間に適宜間隔を設ければ、貧配合モルタル２３は、省略しても問題はない。
【００５２】
こうして補強された既設柱２０は、地震の際に次のように挙動して、地震の振動エネルギを効果的に吸収する。
【００５３】
既設柱２０は、従来のように縦長で一体物の４枚のＰＣ板を四周面に張り付けるのではなく、図３と図４に示すように、縦寸法の短い多数のブロック５１を、適宜間隔を設けながら積み上げて張り付けて補強され、既設柱２０の角の周面が露出した隙間２２ａが生じる。
【００５４】
したがって、地震による曲げ荷重が加わった場合、既設柱２０は、ブロック５１の積み重ね部の貧配合モルタル２３が破壊して開口し、過大曲げ荷重が加わる前に図５に示すように変形する。つまり、この実施形態の補強された柱２０は、従来と異なり、曲げ剛性が大きくなり過ぎて変形能やエネルギ吸収能が低下することがなく、結果的に耐震性が向上するのである。また、周方向に隣接するブロック５１，５１は、隙間２２ａによって互いに当接しないので、当接箇所が地震による既設柱２０の変形で互いに衝突して欠け落ちることもない。また、隙間２２ａを設けているので、地震によって既設柱が損傷した場合、その損傷程度を観察できる。
【００５５】
既設柱２０は、螺旋状の溝１５の直径よりも僅かに小径のスパイラル状に予め加工した鋼線２４を、僅かに捩じりながら拡径して巻き付けるので、油圧シリンダ等を用いずとも、鋼線２４が弾性力でブロック５１に密着するとともに、巻き付いた鋼線２４が既設柱２０の剪断耐力を大幅に向上させる。つまり、この実施形態の補強された柱２０は、曲げ剛性を過大にすることなく、剪断耐力を高めているので、結果的に靭性が向上し、地震エネルギを効果的に吸収して既設柱２０を強固に補強することができるのである。
【００５６】
さらに、この実施形態のブロック５１は、既に述べたように、出願人が以前提案したコンクリートのみからなるブロックと異なり、上記ブロック本体１０の左右の側面１３ａ，１３ｂに上記補強鋼板３を設けているので、肉厚を薄くしても、強度を大きくできる。さらに、上記ブロック本体１０内に上記メッシュ筋１６を埋め込んでいるので、一層薄肉にできる。
【００５７】
このように、上記ブロック５１の肉厚を薄くできるので、上記ブロック５１で外周を補強された既設柱２０の周囲の利用スペースを広げることができる。また、薄肉化により上記ブロック５１を軽くできて、運搬作業、揚重作業や取付作業の効率を上げることができる。
【００５８】
また、上記ブロック５１の上面１４に、この上面１４の円弧方向に、鋼線２４を巻き付け、地震時に、この鋼線２４が、上記ブロック５１に対して、大きな支圧力を与えた場合、上記ブロック５１の厚さが薄くても、上記ブロック本体１０の左右側面１３ａ，１３ｂの開放面を上記補強鋼板３で補強しているので、上記ブロック５１は、上記支圧力に対して、破壊しない。つまり、上記補強鋼板３によって、上記鋼線２４の支圧力に対して、上記ブロック本体１０の角（隅）の欠けを防止できる。
【００５９】
また、上記補強鋼板３の上記アンカ３２は、上記ブロック本体１０に埋設されているので、上記補強鋼板３を上記ブロック本体１０の左右側面１３ａ，１３ｂに確実に固定できる。さらに、上記アンカ３２は、上記ブロック本体１０に鋼線２４を一定間隔に複数本巻いたときの一番外側の鋼線２４が巻かれる位置よりも中央部まで、斜め方向に延びているので、上記アンカ３２の上記ブロック本体１０からの抜けを確実に防止できる。
【００６０】
また、上記ブロック本体１０の上面１４の少なくとも一部は、露出しているので、地震で既設柱２０に亀裂が入ったときには、この亀裂が、コンクリートまたはモルタルで形成された上記ブロック本体１０の上面１４（つまり、露出面）に現れて、柱の破壊状態（状況）を観察（目視）できる。
【００６１】
（第２の実施形態）
図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、この発明の柱補強用ブロックの第２の実施形態を示している。この第２の実施形態のブロック５２は、上面１４に、上記第１の実施形態の上記凸部１７（つまり、上記溝１５）がない点を除いて、上記第１の実施形態のブロック５１と同じ構成である。
【００６２】
このように、上記ブロック５２は、上記上面１４に凸部がないので、上記ブロック５２を一層軽量化および薄肉化でき、上記ブロック５２の製造が容易になると共に、施工時の上記ブロック５２の破損を容易に防止できる。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
【００６３】
上記アンカ３２は、上記ブロック本体１０に鋼線２４を一定間隔に複数本巻いたときの（仮想線にて示される）最も外側の鋼線２４が巻かれる位置よりも中央部まで、斜め方向に延びている。なお、上記補強鋼板３の本体部３１は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂの全長にわたる長さでなく、両端部のアンカ３２を含む上記側面１３ａ，１３ｂの両端にあって、かつ、（仮想線にて示される）最も外側の鋼線２４が巻かれる位置を越える長さであればよい。
【００６４】
（第３の実施形態）
図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、この発明の柱補強用ブロックの第３の実施形態を示している。この第３の実施形態のブロック５３では、上記左右の側面１３ａ，１３ｂの代わりに上記上下の側面１２ａ，１２ｂに補強鋼板３が設けられている点を除いて、上記第２の実施形態のブロック５２と同じ構成である。
【００６５】
この補強鋼板３は、上記上下の側面１２ａ，１２ｂの両端部および中央部で、上記ブロック本体１０に埋設されたアンカ３２を有する。このアンカ３２は、上記ブロック本体１０に鋼線２４を一定間隔に複数本巻いたときの（仮想線にて示される）最も外側の鋼線２４が巻かれる位置よりも中央部まで、上記左右の側面１３ａ，１３ｂと平行に延びている。上記補強鋼板３は、上記上下の側面１２ａ，１２ｂの近傍の上記上面１４を覆っておらず、上記上面１４の全部は、露出している。
【００６６】
このように、上記補強鋼板３の上記アンカ３２は、上記ブロック本体１０に埋設されているので、上記補強鋼板３を上記ブロック本体１０の上記上下の側面１２ａ，１２ｂに確実に固定できる。また、上記補強鋼板３によって、上記鋼線２４の支圧力に対して、上記ブロック本体１０の角（隅）の欠けを防止できる。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態および上記第２の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。なお、上記補強鋼板３の本体部３１は、上記上下の側面１２ａ，１２ｂの全長にわたる長さでなく、上記側面１２ａ，１２ｂの両端にあって、かつ、両端部のアンカ３２を含む適宜長さだけ中央に延びる長さであればよい。
【００６７】
（第４の実施形態）
図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、この発明の柱補強用ブロックの第４の実施形態を示している。この第４の実施形態のブロック５４では、上記上下の側面１２ａ，１２ｂおよび上記左右の側面１３ａ，１３ｂの両方に補強鋼板３が設けられている点を除いて、上記第３の実施形態のブロック５３と同じ構成である。
【００６８】
上記補強鋼板３は、上記上下の側面１２ａ，１２ｂおよび上記左右の側面１３ａ，１３ｂを囲んでいる。上記補強鋼板３は、上記第３の実施形態の上記アンカ３２がない。
【００６９】
このように、上記補強鋼板３は、上記ブロック本体１０の全側面を囲んでいるので、上記鋼線２４の支圧力に対して、上記ブロック本体１０の角（隅）の欠けを一層確実に防止できる。また、ブロック５４の運搬時にも、ブロック５４の角が欠けるおそれがなくて、取り扱いやすい。また、上記補強鋼板３を上記ブロック本体１０に埋設して固定する必要がなくて、上記補強鋼板３にアンカ等が不要になる。なお、その他の構造は、上記第１〜上記第３の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
【００７０】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記凸部１７（上記溝１５）、上記メッシュ筋１６、および、上記アンカ３２等の数量は、例えばブロックが必要とする補強の程度に応じて、増減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１Ａ】この発明の柱補強用ブロックの第１実施形態を示す平面図である。
【図１Ｂ】柱補強用ブロックの下側面図である。
【図１Ｃ】柱補強用ブロックの右側面図である。
【図２】柱補強用ブロックで補強された既設柱の正面図である。
【図３】柱補強用ブロックで補強された既設柱の平面図である。
【図４】柱補強用ブロックの溝とこの溝に嵌め込んで巻き付けられたスパイラル状の鋼線の展開図である。
【図５】地震荷重による既設柱の変形の様子を示す正面図である。
【図６Ａ】この発明の柱補強用ブロックの第２実施形態を示す平面図である。
【図６Ｂ】柱補強用ブロックの下側面図である。
【図６Ｃ】柱補強用ブロックの右側面図である。
【図７Ａ】この発明の柱補強用ブロックの第３実施形態を示す平面図である。
【図７Ｂ】柱補強用ブロックの下側面図である。
【図７Ｃ】柱補強用ブロックの右側面図である。
【図８Ａ】この発明の柱補強用ブロックの第４実施形態を示す平面図である。
【図８Ｂ】柱補強用ブロックの下側面図である。
【図８Ｃ】柱補強用ブロックの右側面図である。
【符号の説明】
【００７２】
３ 補強鋼板
１０ ブロック本体
１１ 底面
１２ａ，１２ｂ 上下の側面（一方の一対の側面）
１３ａ，１３ｂ 左右の側面（他方の一対の側面）
１４ 上面
１５ 溝
１６ メッシュ筋
１７ 凸部
２０ 既設柱
２１ 周面
２２ 離間部
２３ 貧配合モルタル
２４ 鋼線
３１ 本体部
３２ アンカ
５１，５２，５３，５４ 柱補強用ブロック
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、鉄筋コンクリート建造物における既設柱を地震などに対して補強するために用いられる柱補強用ブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、柱補強用ブロックとして、出願人が提案したコンクリートブロックがある(例えば、特開２００３−３２８５６６号公報(特許文献１)参照)。このコンクリートブロックは、平行四辺形の平面をなす底面と、この底面に対向する円弧状の上面と、底面と上面の間の４つの側面で構成されている。
【０００３】
そして、このコンクリートブロックを、正方形断面の既設柱の下端から周方向に順次セメントペースト等で張り付けつつ積み重ね、既設柱の外周全長を覆って、この既設柱を円柱状に形成した後、コンクリートブロックの上面に形成されて一連の螺旋をなす溝に、小径のスパイラル状の束に予め加工した鋼線を人手で巻き付けて、既設柱とコンクリートブロックを強固に一体化するものである。
【０００４】
しかしながら、上記コンクリートブロックは、コンクリートのみからなるため、強度の関係から肉厚を厚くする必要があるうえ、既設柱の軸を中心とする所定半径の円周面で既設柱を覆うため、柱の断面方向の面積が大きくなって、既設柱で構成される構造物の内部空間が狭くなる。駅舎内のコンコースや駐車場などの支柱では、利用スペースを狭めるうえ、狭いスペースで施工も難しくなるという問題を生じる。また、コンクリートブロックが厚肉なため、重量が増えて、運搬作業、揚重作業や取付作業の効率が上がらない。
【特許文献１】特開２００３−３２８５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、この発明の課題は、ブロックの肉厚を薄くして軽量化でき、既設柱の耐震補強を容易に施工できるとともに、補強された既設柱の周囲の利用スペースを広げることができる補強用ブロックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、この発明の柱補強用ブロックは、
平面視平行四辺形をなすと共にこの平行四辺形の一対の対向辺にわたって円弧をなす上面と、
上記上面に対向すると共に平行四辺形をなす平坦な底面と、
上記上面と上記底面に連なると共に対向する略三日月状で平坦な一方の一対の側面と、
上記上面と上記底面に連なると共に対向する他方の一対の側面と
を有するブロック本体と、
このブロック本体の上記一方の一対の側面および上記他方の一対の側面の内の少なくとも一つの一対の側面に設けられた補強鋼板と
を備えることを特徴としている。
【０００７】
ここで、上記ブロック本体は、例えば、コンクリートまたはモルタルで形成される。上記補強鋼板は、上記一対の側面の間にわたって設けられておらず、上記ブロック本体の上面の少なくとも中央部は、露出している。また、上記ブロック本体の上面と上記補強鋼板の上面とは、滑らかに連続している。また、上記補強鋼板は、例えば、上記側面の全長にわたって設けられてもよく、または、上記側面の両端に設けられてもよい。
【０００８】
この発明の柱補強用ブロックによれば、上記ブロック本体と、このブロック本体の少なくとも一対の側面に設けられた上記補強鋼板とを備えるので、コンクリートのみからなるブロックに比して、強度が大きく、肉厚を薄くできる。
【０００９】
このように、上記柱補強用ブロックの肉厚を薄くできるので、上記柱補強用ブロックで外周を補強された既設柱の周囲の利用スペースを広げることができる。また、薄肉化により上記補強用ブロックを軽くできて、運搬作業、揚重作業や取付作業の効率を上げることができる。
【００１０】
また、上記補強用ブロックの上面に、この上面の円弧方向に、鋼線を巻き付け、地震時に、この鋼線が、上記補強用ブロックに対して、大きな支圧力を与えた場合、上記補強用ブロックの厚さが薄くても、上記ブロック本体の側面の開放面を上記補強鋼板で補強しているので、上記補強用ブロックは、上記支圧力に対して、破壊しない。
【００１１】
また、上記ブロック本体の上面の少なくとも一部は、露出しているので、地震で既設柱に亀裂が入ったときには、この亀裂が、（例えばコンクリートで形成された）上記ブロック本体の上面（露出面）に現れ、柱の破壊状態（状況）を観察（目視）できる。
【００１２】
また、一実施形態の柱補強用ブロックでは、
上記補強鋼板は、上記他方の一対の側面に設けられ、
上記他方の一対の側面は、上記上面の曲面と連続して外方に凸な曲面をなし、
上記補強鋼板は、上記ブロック本体に埋設されたアンカを有する。
【００１３】
この一実施形態の柱補強用ブロックによれば、上記補強鋼板の上記アンカは、上記ブロック本体に埋設されているので、上記補強鋼板を上記ブロック本体の他方の一対の側面に確実に固定できる。また、上記補強鋼板によって、上記鋼線の支圧力に対して、上記ブロック本体の角（隅）の欠けを防止できる。
【００１４】
また、一実施形態の柱補強用ブロックでは、
上記補強鋼板は、上記一方の一対の側面に設けられ、
上記補強鋼板は、上記ブロック本体に埋設されたアンカを有する。
【００１５】
この一実施形態の柱補強用ブロックによれば、上記補強鋼板の上記アンカは、上記ブロック本体に埋設されているので、上記補強鋼板を上記ブロック本体の一方の一対の側面に確実に固定できる。また、上記補強鋼板によって、上記鋼線の支圧力に対して、上記ブロック本体の角（隅）の開放面側の欠けを防止できる。
【００１６】
また、一実施形態の柱補強用ブロックでは、上記補強鋼板は、上記一方の一対の側面および上記他方の一対の側面を囲んでいる。
【００１７】
この一実施形態の柱補強用ブロックによれば、上記補強鋼板は、上記ブロック本体の全側面を囲んでいるので、上記鋼線の支圧力に対して、上記ブロック本体の角（隅）や開放面側の角（隅）の欠けを一層確実に防止できる。また、ブロックの運搬時にも、ブロックの角が欠けるおそれがなくて、取り扱いやすい。また、上記補強鋼板を上記ブロック本体に埋設して固定する必要がなくて、上記補強鋼板にアンカ等が不要になる。
【００１８】
また、一実施形態の柱補強用ブロックでは、上記ブロック本体の上面の近傍に、メッシュ筋を埋設している。
【００１９】
この一実施形態の柱補強用ブロックによれば、上記ブロック本体の上面の近傍に、メッシュ筋を埋設しているので、上記ブロック本体の強度を一層向上させることができる。
【００２０】
また、一実施形態の柱補強用ブロックでは、上記ブロック本体の上面に、上記一方の一対の側面に平行な方向に延びると共に上記一方の一対の側面に垂直な方向に間隔をもって配置された複数の凸部を設けている。
【００２１】
この一実施形態の柱補強用ブロックによれば、上記ブロック本体の上面に複数の凸部を設けているので、隣り合う上記凸部の間に溝が形成される。すなわち、上記ブロック本体は、上記一方の一対の側面に平行な複数の溝を有する。なお、この溝の底は、上記ブロック本体の上面である。
【００２２】
このように、上記ブロックによって既設柱の四周全長を覆って、上記既設柱を円柱状に形成したとき、外周面になる上記ブロック本体の上面に、連続する螺旋状の溝が作られる。したがって、この溝にスパイラル状に予め加工した鋼線を巻き付ければ、巻き付け間隔を正確に確保でき、さらに、鋼線のずれや外れを防止でき、既設柱を確実に補強できる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の柱補強用ブロックによれば、上記ブロック本体の少なくとも一対の側面に上記補強鋼板を設けているので、ブロックの肉厚を薄くして軽量化でき、既設柱の耐震補強を容易に施工できるとともに、補強された既設柱の周囲の利用スペースを広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１Ａは、この発明の柱補強用ブロックの一実施形態である平面図を示している。図１Ｂは、この柱補強用ブロックの下側面図を示し、図１Ｃは、この柱補強用ブロックの右側面図を示している。
【００２６】
この柱補強用ブロック５１は、上面１４、底面１１、上下の側面１２ａ，１２ｂおよび左右の側面１３ａ，１３ｂを有するブロック本体１０と、このブロック本体１０の左右の側面１３ａ，１３ｂのそれぞれに設けられた補強鋼板３，３とを備える。
【００２７】
上記上面１４は、平面視平行四辺形をなすと共に、この平行四辺形の一対の対向辺（左右の側面１３ａ，１３ｂ）にわたって円弧をなす。上記底面１１は、上記上面１４に対向すると共に、平行四辺形をなす平坦形状である。
【００２８】
上記上下の側面１２ａ，１２ｂ（一方の一対の側面）は、上記上面１４と上記底面１１に連なると共に対向する。この上下の側面１２ａ，１２ｂは、略三日月状（かまぼこ形）で平坦である。
【００２９】
上記左右の側面１３ａ，１３ｂ（他方の一対の側面）は、上記上面１４と上記底面１１に連なると共に対向する。上記左右の側面１３ａ，１３ｂは、上記上面１４の曲面と連続して外方に凸な曲面をなす。
【００３０】
上記補強鋼板３は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂに沿って形成された帯状の本体部３１と、この本体部３１の内面から突出する２つのアンカ３２，３２とを備える。このアンカ３２は、上記本体部３１の内面に溶接手段等で一体に固着されている。このアンカ３２は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂの両端部のそれぞれで上記ブロック本体１０に埋設されている。
【００３１】
上記ブロック本体１０は、例えば、コンクリートまたはモルタルで形成される。上記補強鋼板３は、左右の側面１３ａ，１３ｂの間にわたって設けられておらず、上記ブロック本体１０の上面１４の中央部は、露出している。上記補強鋼板３は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂの近傍の上記上面１４を覆う。
【００３２】
上記ブロック本体１０の上面１４に、上記上下の側面１２ａ，１２ｂに平行な方向に延びると共に上記上下の側面１２ａ，１２ｂに垂直な方向に間隔をもって配置された複数の凸部１７を設けている。この凸部１７の上面は、上記上面１４に沿った円弧をなす。
【００３３】
すなわち、隣り合う上記凸部１７，１７の間に溝１５が形成される。つまり、上記ブロック本体１０は、上記上下の側面１２ａ，１２ｂに平行な複数の溝１５を有する。この溝１５の底は、上記ブロック本体１０の上面１４である。そして、上記ブロック本体１０の上面１４（上記溝１５の底）と上記補強鋼板３の上面とは、滑らかに連続している。なお、上記溝１５の形状は、弧状でなくても凹部を形成する形状であればよい。
【００３４】
上記補強鋼板３の上記アンカ３２は、平面視、最も外側（最も上下）の溝１５の外側から内側まで延びている。すなわち、上記アンカ３２は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂに対して傾斜する方向に延びている。なお、上記補強鋼板３の本体部３１は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂの全長にわたる長さでなく、両端部のアンカ３２を含む上記側面１３ａ，１３ｂの両端にあって、かつ、最側端の溝１５の位置に達する長さであればよい。
【００３５】
上記ブロック本体１０の上面１４の近傍に、メッシュ筋１６を埋設している。このメッシュ筋１６は、上記ブロック本体１０の全面にわたって設けてもよく、上記ブロック本体１０の強度を向上させることができる。なお、上記補強鋼板３の本体部３１は、ボルト孔３３を有する。このボルト孔３３は、（後述する）型枠に上記補強鋼板３を固定するためのボルトを挿通するために用いられ、さらに、上記ブロック５１を（後述する）既設柱２０に張り付ける際に上記ブロック５１を吊り上げるためのボルトを挿通するために用いられる。
【００３６】
この柱補強用ブロック５１の製造方法を説明すると、（図示しない）型枠に、上記アンカ３２を備えた上記補強鋼板３，３と上記メッシュ筋１６とを設置して、この型枠にコンクリートまたはモルタルを流し込んで上記ブロック本体１０を形成し、その後、上記型枠を外して、上記柱補強用ブロック５１を製造する。このように、上記補強鋼板３の上記アンカ３２および上記メッシュ筋１６を上記ブロック本体１０に埋設することができる。なお、上記型枠には、上記凸部１７に対応する溝が設けられている。
【００３７】
図２と図３は、上記柱補強用ブロック５１を、正方形断面の既設柱２０の四周面に張り付けて補強した状態を示す正面図および平面図である。上記ブロック５１は、左右の補強鋼板３，３の間の幅が既設柱２０の幅よりも小さくしてあり、さらに上下の側面１２ａ，１２ｂの間の高さも既設柱２０の幅よりも小さくなっている。このブロック５１は、底面１１を既設柱２０の周面２１の下部にセメントペーストによって接着しつつ、周方向に順次張り付けられ、次いで既に張り付けられた柱補強用ブロック５１上に貧配合モルタル２３などを充填した離間部２２を介してブロック５１を積み重ねるとともに同様に既設柱２０の周面２１に周方向に順次張り付けられて、既設柱２０の外周を基礎部２０ａから上に向かって螺旋状に覆っていくことになる。但し、既設柱２０の上下端は、補強柱の曲げ剛性の増加を抑えて、地震荷重で柔軟に撓みうるように、ブロック５１で覆っていない(図２参照)。なお、図２では，上下のブロック５１，５１の間に貧配合モルタル２３を挟んでいるが、この貧配合モルタル２３を省略して、ブロック５１の上下の側面１２ａ，１２ｂの間に隙間２２を設けるだけでもよい。
【００３８】
上記ブロック５１の上下の側面１２ａ，１２ｂに平行な複数の溝１５は、上記ブロック５１が既設柱２０の四周を覆ったとき、既設柱２０の４隅の隙間２２ａを介して周方向に隣接するブロック５１，５１の溝１５と円滑に螺旋状に連なる。なお、図２では、一つのブロック５１当たり４つの溝１５を示している。
【００３９】
上記ブロック５１は、図３に示すように、既設柱２０を覆ったとき、上記凸部１７である円弧面の外面は、ブロック５１で補強された既設柱２０の軸Ｃを中心とする外接円２０ｂよりも内側になる。これは、ブロック５１が、上記補強鋼板３のアンカ３２および上記メッシュ筋１６を埋設したコンクリートまたはモルタルで作られていて、コンクリートのみで作られたものに比して肉厚を薄くして軽量化を図っても、同等の強度が得られるからであり、コンクリートのみからなるブロックでは、上記外接円２０ｂに相当する肉厚が必要となる。
【００４０】
したがって、このブロック５１で補強された既設柱２０では、周囲の利用スペースを広げることができ、特に駅舎のコンコースや駐車場内などの既設柱２０の補強に有利である。さらに、ブロックの薄肉化および軽量化により、作業能率が向上でき、狭い作業空間でも施工が可能になる。つまり、上記ブロック５１の運搬作業、揚重作業や取付作業の効率を上げることができる。
【００４１】
図４は、既設柱２０の四つの周面２１を覆うブロック５１の上記溝１５およびこの溝１５に嵌め込んで巻き付けたスパイラル状の鋼線２４を示す展開図である。
【００４２】
この溝１５は、図４の左端に示すように、正弦波状であり、最初の周面２１aの下部に張り付けたブロック５１の下端から始まって、既設柱２０の角の隙間２２aを介して、順次右隣りの周面２１ｂ,２１ｃ,２１ｄに張り付けた３つのブロックの溝１５に連なって、既設柱を一周した後、再び周面２１ａのブロック（図４の右端に重複して一部を示す）の１つ上の溝に連なり、これを繰り返して既設柱の上端に至る。この螺旋状の溝１５に図示の如く鋼線２４が巻き付けられる。
【００４３】
図４で平行四辺形の上下辺として示されるブロック５１の上下の側面１２ａ，１２ｂ、つまりこれと平行に延びる溝１５は、図４から判るように、既設柱の４つの周面２１ａ〜２１ｄを１周すると、溝１５の１ピッチｐの距離だけ上昇する。ブロック５１を横切る１本の溝１５(例えば周面２１ａの下端)について言えば、溝１５の上昇距離は、既設柱の１／４周に相当するｐ／４から柱角の間隔に相当する上昇分αを減じた値(ｐ／４−α)となる。したがって、ブロック５１の上下の側面１２ａ，１２ｂの傾きも、図１Ａ中に示すように、平行四辺形の左右辺の左辺１３ａの下端から右辺１３ｂに下ろした垂線の足と、右辺１３ｂの下端との距離が(ｐ／４−α)になるような傾きとなる。上記隙間の間隔に相当する上昇分αとは、図３の柱角の隙間２２ａを溝１５がブロック５１におけると同じ傾きで進んだ場合の上昇距離をいう。
【００４４】
溝１５に巻き付けられる鋼線２４は、既設柱２０の周りを１周する溝１５の直径より小さい直径(望ましくは既設柱２０の断面の対角線の長さの８０％の直径)のスパイラル状の束に予め加工されていて、油圧シリンダ等の引張り機械を用いることなく、人手によって巻き付けられる。このような螺旋状に束ねられた鋼線２４を既設柱に巻き付ける方法については、出願人に帰属する特許第１４９６４７号に詳しく述べられているので、ここでは簡単に説明するに留める。
【００４５】
即ち、スパイラル状の束に加工された鋼線２４を、束のループ面が既設柱２０の周面２１に平行になるよう鉛直に配置し、巻き始めとなる直角に曲げた始端２４ａ（図４参照）を周面２１ａの下端に設けた穴(図示せず)に差し込んで固定し、鋼線２４の束を解ける方向に回転させつつ既設柱２０の周りに巡らせて、解きながら１ループずつ既設柱２０に巻き付けて、鋼線２４を螺旋状の溝１５に嵌め込んで順次上方へ巻き付けていく。最後に、直角に曲げた終端２４ｂ（図２参照）を周面２１の上端に設けた穴に差し込んで固定して巻き付けを終了する。鋼線２４の端部の固定方法は、既設柱２０の周面２１に固定するのではなく、鋼線２４をブロック５１の外周に重ねて巻き付けて重なった部分をクリップで固定するようにしてもよい。
【００４６】
この方法は、鋼線２４のスパイラル状の束をループ面内でループを解く方向に曲げて大きく開くのでなく、鋼線２４のスパイラル状の束を既設柱２０の周りに巡らせながら鋼線２４をその軸の周りに僅かに捩じるだけの弾性変形範囲で巻き付けが行えるので、従来のように油圧シリンダ等の大掛かりな機械を要さず、人力のみで容易かつ迅速に施工することができる。なお、鋼線２４は、棒鋼でも撚線でもよい。
【００４７】
上記ブロック５１を用いた既設柱２０の補強方法について次に述べる。
【００４８】
まず、既設柱２０の下端外周の基礎部２０ａ上に、貧配合モルタル２３を所定厚さで塗るとともに、既設柱２０の四つの周面２１またはブロック５１の底面１１の少なくともいずれかにセメントペーストを塗った後、ブロック５１の下側面１２ｂを貧配合モルタル２３に載せつつ底面１１を各周面２１に当接させて、既設柱２０の外周に４つのブロック５１を張り付ける。
【００４９】
次に、張り付けた各ブロック５１の上側面１２ａに貧配合モルタル２３を充填した厚さ１〜２ｃｍの離間部２２を設け、この上に４つのブロック５１を積み重ねつつ同様に各周面２１に張り付けていく。ここで、ブロック５１は、図４に示すように左右辺と上下辺が直交しない平行四辺形であるので、下端の貧配合モルタル２３の上面および上下ブロック間の貧配合モルタル２３を充填した離間部２２は、水平面に対して傾いている。
【００５０】
既設柱２０の四つの周面２１の全長に亘るブロック５１の張り付けが終わると、既設柱２０の周りを１周するブロック５１の螺旋状の溝１５の直径より僅かに小径のスパイラル状の束に予め加工された鋼線２４を、既に述べた人手による方法で螺旋状の溝１５に嵌め込んで、全ブロック５１に亘る巻き付けを終了する。この鋼線２４の巻き付け方法は、既述の如く油圧シリンダ等の大掛かりな機械を要さず、人力のみで容易かつ迅速に施工できるという利点を有する。
【００５１】
なお、既設柱２０の上下端は、既に述べた曲げ剛性を過大にしないという理由からブロック５１で覆わない。また、巻き付けた鋼線２４は、溝１５に密に嵌合していて、ずれることがないから、従来のように鋼線２４の表面全体にモルタルを塗布する必要もない。鋼線２４の始端２４ａと終端２４ｂは、図３と図４で述べたように、既設柱２０の周面２１に設けた穴に差し込んで固定するが、これに代えて、鋼線２４同士を結束線などで結んで固定してもよい。さらに、既に述べたように、上下に積み重ねたブロック５１の間に適宜間隔を設ければ、貧配合モルタル２３は、省略しても問題はない。
【００５２】
こうして補強された既設柱２０は、地震の際に次のように挙動して、地震の振動エネルギを効果的に吸収する。
【００５３】
既設柱２０は、従来のように縦長で一体物の４枚のＰＣ板を四周面に張り付けるのではなく、図３と図４に示すように、縦寸法の短い多数のブロック５１を、適宜間隔を設けながら積み上げて張り付けて補強され、既設柱２０の角の周面が露出した隙間２２ａが生じる。
【００５４】
したがって、地震による曲げ荷重が加わった場合、既設柱２０は、ブロック５１の積み重ね部の貧配合モルタル２３が破壊して開口し、過大曲げ荷重が加わる前に図５に示すように変形する。つまり、この実施形態の補強された柱２０は、従来と異なり、曲げ剛性が大きくなり過ぎて変形能やエネルギ吸収能が低下することがなく、結果的に耐震性が向上するのである。また、周方向に隣接するブロック５１，５１は、隙間２２ａによって互いに当接しないので、当接箇所が地震による既設柱２０の変形で互いに衝突して欠け落ちることもない。また、隙間２２ａを設けているので、地震によって既設柱が損傷した場合、その損傷程度を観察できる。
【００５５】
既設柱２０は、螺旋状の溝１５の直径よりも僅かに小径のスパイラル状に予め加工した鋼線２４を、僅かに捩じりながら拡径して巻き付けるので、油圧シリンダ等を用いずとも、鋼線２４が弾性力でブロック５１に密着するとともに、巻き付いた鋼線２４が既設柱２０の剪断耐力を大幅に向上させる。つまり、この実施形態の補強された柱２０は、曲げ剛性を過大にすることなく、剪断耐力を高めているので、結果的に靭性が向上し、地震エネルギを効果的に吸収して既設柱２０を強固に補強することができるのである。
【００５６】
さらに、この実施形態のブロック５１は、既に述べたように、出願人が以前提案したコンクリートのみからなるブロックと異なり、上記ブロック本体１０の左右の側面１３ａ，１３ｂに上記補強鋼板３を設けているので、肉厚を薄くしても、強度を大きくできる。さらに、上記ブロック本体１０内に上記メッシュ筋１６を埋め込んでいるので、一層薄肉にできる。
【００５７】
このように、上記ブロック５１の肉厚を薄くできるので、上記ブロック５１で外周を補強された既設柱２０の周囲の利用スペースを広げることができる。また、薄肉化により上記ブロック５１を軽くできて、運搬作業、揚重作業や取付作業の効率を上げることができる。
【００５８】
また、上記ブロック５１の上面１４に、この上面１４の円弧方向に、鋼線２４を巻き付け、地震時に、この鋼線２４が、上記ブロック５１に対して、大きな支圧力を与えた場合、上記ブロック５１の厚さが薄くても、上記ブロック本体１０の左右側面１３ａ，１３ｂの開放面を上記補強鋼板３で補強しているので、上記ブロック５１は、上記支圧力に対して、破壊しない。つまり、上記補強鋼板３によって、上記鋼線２４の支圧力に対して、上記ブロック本体１０の角（隅）の欠けを防止できる。
【００５９】
また、上記補強鋼板３の上記アンカ３２は、上記ブロック本体１０に埋設されているので、上記補強鋼板３を上記ブロック本体１０の左右側面１３ａ，１３ｂに確実に固定できる。さらに、上記アンカ３２は、上記ブロック本体１０に鋼線２４を一定間隔に複数本巻いたときの一番外側の鋼線２４が巻かれる位置よりも中央部まで、斜め方向に延びているので、上記アンカ３２の上記ブロック本体１０からの抜けを確実に防止できる。
【００６０】
また、上記ブロック本体１０の上面１４の少なくとも一部は、露出しているので、地震で既設柱２０に亀裂が入ったときには、この亀裂が、コンクリートまたはモルタルで形成された上記ブロック本体１０の上面１４（つまり、露出面）に現れて、柱の破壊状態（状況）を観察（目視）できる。
【００６１】
（第２の実施形態）
図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、この発明の柱補強用ブロックの第２の実施形態を示している。この第２の実施形態のブロック５２は、上面１４に、上記第１の実施形態の上記凸部１７（つまり、上記溝１５）がない点を除いて、上記第１の実施形態のブロック５１と同じ構成である。
【００６２】
このように、上記ブロック５２は、上記上面１４に凸部がないので、上記ブロック５２を一層軽量化および薄肉化でき、上記ブロック５２の製造が容易になると共に、施工時の上記ブロック５２の破損を容易に防止できる。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
【００６３】
上記アンカ３２は、上記ブロック本体１０に鋼線２４を一定間隔に複数本巻いたときの（仮想線にて示される）最も外側の鋼線２４が巻かれる位置よりも中央部まで、斜め方向に延びている。なお、上記補強鋼板３の本体部３１は、上記左右の側面１３ａ，１３ｂの全長にわたる長さでなく、両端部のアンカ３２を含む上記側面１３ａ，１３ｂの両端にあって、かつ、（仮想線にて示される）最も外側の鋼線２４が巻かれる位置を越える長さであればよい。
【００６４】
（第３の実施形態）
図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、この発明の柱補強用ブロックの第３の実施形態を示している。この第３の実施形態のブロック５３では、上記左右の側面１３ａ，１３ｂの代わりに上記上下の側面１２ａ，１２ｂに補強鋼板３が設けられている点を除いて、上記第２の実施形態のブロック５２と同じ構成である。
【００６５】
この補強鋼板３は、上記上下の側面１２ａ，１２ｂの両端部および中央部で、上記ブロック本体１０に埋設されたアンカ３２を有する。このアンカ３２は、上記ブロック本体１０に鋼線２４を一定間隔に複数本巻いたときの（仮想線にて示される）最も外側の鋼線２４が巻かれる位置よりも中央部まで、上記左右の側面１３ａ，１３ｂと平行に延びている。上記補強鋼板３は、上記上下の側面１２ａ，１２ｂの近傍の上記上面１４を覆っておらず、上記上面１４の全部は、露出している。
【００６６】
このように、上記補強鋼板３の上記アンカ３２は、上記ブロック本体１０に埋設されているので、上記補強鋼板３を上記ブロック本体１０の上記上下の側面１２ａ，１２ｂに確実に固定できる。また、上記補強鋼板３によって、上記鋼線２４の支圧力に対して、上記ブロック本体１０の角（隅）の欠けを防止できる。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態および上記第２の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。なお、上記補強鋼板３の本体部３１は、上記上下の側面１２ａ，１２ｂの全長にわたる長さでなく、上記側面１２ａ，１２ｂの両端にあって、かつ、両端部のアンカ３２を含む適宜長さだけ中央に延びる長さであればよい。
【００６７】
（第４の実施形態）
図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、この発明の柱補強用ブロックの第４の実施形態を示している。この第４の実施形態のブロック５４では、上記上下の側面１２ａ，１２ｂおよび上記左右の側面１３ａ，１３ｂの両方に補強鋼板３が設けられている点を除いて、上記第３の実施形態のブロック５３と同じ構成である。
【００６８】
上記補強鋼板３は、上記上下の側面１２ａ，１２ｂおよび上記左右の側面１３ａ，１３ｂを囲んでいる。上記補強鋼板３は、上記第３の実施形態の上記アンカ３２がない。
【００６９】
このように、上記補強鋼板３は、上記ブロック本体１０の全側面を囲んでいるので、上記鋼線２４の支圧力に対して、上記ブロック本体１０の角（隅）の欠けを一層確実に防止できる。また、ブロック５４の運搬時にも、ブロック５４の角が欠けるおそれがなくて、取り扱いやすい。また、上記補強鋼板３を上記ブロック本体１０に埋設して固定する必要がなくて、上記補強鋼板３にアンカ等が不要になる。なお、その他の構造は、上記第１〜上記第３の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
【００７０】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記凸部１７（上記溝１５）、上記メッシュ筋１６、および、上記アンカ３２等の数量は、例えばブロックが必要とする補強の程度に応じて、増減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１Ａ】この発明の柱補強用ブロックの第１実施形態を示す平面図である。
【図１Ｂ】柱補強用ブロックの下側面図である。
【図１Ｃ】柱補強用ブロックの右側面図である。
【図２】柱補強用ブロックで補強された既設柱の正面図である。
【図３】柱補強用ブロックで補強された既設柱の平面図である。
【図４】柱補強用ブロックの溝とこの溝に嵌め込んで巻き付けられたスパイラル状の鋼線の展開図である。
【図５】地震荷重による既設柱の変形の様子を示す正面図である。
【図６Ａ】この発明の柱補強用ブロックの第２実施形態を示す平面図である。
【図６Ｂ】柱補強用ブロックの下側面図である。
【図６Ｃ】柱補強用ブロックの右側面図である。
【図７Ａ】この発明の柱補強用ブロックの第３実施形態を示す平面図である。
【図７Ｂ】柱補強用ブロックの下側面図である。
【図７Ｃ】柱補強用ブロックの右側面図である。
【図８Ａ】この発明の柱補強用ブロックの第４実施形態を示す平面図である。
【図８Ｂ】柱補強用ブロックの下側面図である。
【図８Ｃ】柱補強用ブロックの右側面図である。
【符号の説明】
【００７２】
３ 補強鋼板
１０ ブロック本体
１１ 底面
１２ａ，１２ｂ 上下の側面（一方の一対の側面）
１３ａ，１３ｂ 左右の側面（他方の一対の側面）
１４ 上面
１５ 溝
１６ メッシュ筋
１７ 凸部
２０ 既設柱
２１ 周面
２２ 離間部
２３ 貧配合モルタル
２４ 鋼線
３１ 本体部
３２ アンカ
５１，５２，５３，５４ 柱補強用ブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視平行四辺形をなすと共にこの平行四辺形の一対の対向辺にわたって円弧をなす上面と、
上記上面に対向すると共に平行四辺形をなす平坦な底面と、
上記上面と上記底面に連なると共に対向する略三日月状で平坦な一方の一対の側面と、
上記上面と上記底面に連なると共に対向する他方の一対の側面と
を有するブロック本体と、
このブロック本体の上記一方の一対の側面および上記他方の一対の側面の内の少なくとも一つの一対の側面に設けられた補強鋼板と
を備えることを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項２】
請求項１に記載の柱補強用ブロックにおいて、
上記補強鋼板は、上記他方の一対の側面に設けられ、
上記他方の一対の側面は、上記上面の曲面と連続して外方に凸な曲面をなし、
上記補強鋼板は、上記ブロック本体に埋設されたアンカを有することを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項３】
請求項１に記載の柱補強用ブロックにおいて、
上記補強鋼板は、上記一方の一対の側面に設けられ、
上記補強鋼板は、上記ブロック本体に埋設されたアンカを有することを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項４】
請求項１に記載の柱補強用ブロックにおいて、
上記補強鋼板は、上記一方の一対の側面および上記他方の一対の側面を囲んでいることを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項５】
請求項１に記載の柱補強用ブロックにおいて、
上記ブロック本体の上面の近傍に、メッシュ筋を埋設したことを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項６】
請求項１に記載の柱補強用ブロックにおいて、
上記ブロック本体の上面に、上記一方の一対の側面に平行な方向に延びると共に上記一方の一対の側面に垂直な方向に間隔をもって配置された複数の凸部を設けたことを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項１】
平面視平行四辺形をなすと共にこの平行四辺形の一対の対向辺にわたって円弧をなす上面と、
上記上面に対向すると共に平行四辺形をなす平坦な底面と、
上記上面と上記底面に連なると共に対向する略三日月状で平坦な一方の一対の側面と、
上記上面と上記底面に連なると共に対向する他方の一対の側面と
を有するブロック本体と、
このブロック本体の上記一方の一対の側面および上記他方の一対の側面の内の少なくとも一つの一対の側面に設けられた補強鋼板と
を備えることを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項２】
請求項１に記載の柱補強用ブロックにおいて、
上記補強鋼板は、上記他方の一対の側面に設けられ、
上記他方の一対の側面は、上記上面の曲面と連続して外方に凸な曲面をなし、
上記補強鋼板は、上記ブロック本体に埋設されたアンカを有することを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項３】
請求項１に記載の柱補強用ブロックにおいて、
上記補強鋼板は、上記一方の一対の側面に設けられ、
上記補強鋼板は、上記ブロック本体に埋設されたアンカを有することを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項４】
請求項１に記載の柱補強用ブロックにおいて、
上記補強鋼板は、上記一方の一対の側面および上記他方の一対の側面を囲んでいることを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項５】
請求項１に記載の柱補強用ブロックにおいて、
上記ブロック本体の上面の近傍に、メッシュ筋を埋設したことを特徴とする柱補強用ブロック。
【請求項６】
請求項１に記載の柱補強用ブロックにおいて、
上記ブロック本体の上面に、上記一方の一対の側面に平行な方向に延びると共に上記一方の一対の側面に垂直な方向に間隔をもって配置された複数の凸部を設けたことを特徴とする柱補強用ブロック。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【公開番号】特開２００６−２５７７６１（Ｐ２００６−２５７７６１Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７７３９２（Ｐ２００５−７７３９２）
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【出願人】（５９２１０５６２０）ジェイアール西日本コンサルタンツ株式会社 (15)
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【出願人】（３９０００７６０７）大鉄工業株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【出願人】（５９２１０５６２０）ジェイアール西日本コンサルタンツ株式会社 (15)
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【出願人】（３９０００７６０７）大鉄工業株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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