鉄筋コンクリート棒部材の補強方法及び補強装置
【課題】 工期の短縮、工事費の削減ならびに狭隘な空間での施工を可能にし、かつ大きな補強用鋼材径の使用にも対応できるようにする。
【解決手段】 内面形状を棒部材隅角部の形状に倣うように形成した内側山形鋼（２）と外側山形鋼（１）の各２辺間に鋼板（３）を介在させた定着部材の内側山形鋼の内面を鉄筋コンクリート棒部材（４）の各隅角部に施工し、外側山形鋼の各２辺を貫通させた補強用鋼棒（５）で各隣接隅角部の定着部材間を相互に締結し、鉄筋コンクリート棒部材を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強するようにしたものである。
【解決手段】 内面形状を棒部材隅角部の形状に倣うように形成した内側山形鋼（２）と外側山形鋼（１）の各２辺間に鋼板（３）を介在させた定着部材の内側山形鋼の内面を鉄筋コンクリート棒部材（４）の各隅角部に施工し、外側山形鋼の各２辺を貫通させた補強用鋼棒（５）で各隣接隅角部の定着部材間を相互に締結し、鉄筋コンクリート棒部材を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強するようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高架橋柱・橋脚・橋台・建築の柱や梁等の鉄筋コンクリート棒部材の補強方法及び補強装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート柱に対する耐震補強方法として、柱の隅角部と山形鋼間にモルタルを充填して固定し、各隅角部の山形鋼間を鋼棒で締結して柱の長手方向に直交する方向に取り囲んで補強する方法が提案されている（特許文献１）。
また、鋳鉄製のアングル継手を柱の各隅角部に配置し、アングル継手間を補強用鋼棒で締結して柱の長手方向に直交する方向に取り囲んで補強するものも提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００−３１００４５号公報
【特許文献２】特開２０００−３５２１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記提案のものは、撤去工事を極力抑え、狭隘な空間での施工が可能であるが、特許文献１では柱と山形鋼との間にモルタルを充填して固定しているため、現地でのモルタルの施工が必要となり、そのため、工期、工事費がかかるという問題があった。また、特許文献２の方法では、鋳鉄製のアングル継手を用いるため高価であるとともに、アングル継手が補強用鋼材の引っ張り力を負担しているため、大きな鋼材径の引っ張り力にはアングル継手が対応できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記課題を解決しようとするもので、工期の短縮、工事費の削減ならびに狭隘な空間での施工を可能にし、かつ大きな補強用鋼材径の使用にも対応できるようにすることを目的とする。
そのために本発明の鉄筋コンクリート柱の補強方法は、内面形状を棒部材隅角部の形状に倣うように形成した内側山形鋼と外側山形鋼の各２辺間に鋼板を介在させた定着部材の内側山形鋼の内面を鉄筋コンクリート棒部材の各隅角部に施工し、外側山形鋼の各２辺を貫通させた補強用鋼棒で各隣接隅角部の定着部材間を相互に締結し、鉄筋コンクリート棒部材を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強することを特徴とする。
また、本発明の鉄筋コンクリート棒部材の補強装置は、鉄筋コンクリート棒部材の各隅角部に定着部材を施工し、定着部材相互間を締結して鉄筋コンクリート棒部材を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強する装置であって、内側山形鋼の内面が棒部材隅角部の形状に倣うように形成され、内側山形鋼と外側山形鋼の各２辺間に鋼板を介在させた定着部材と、前記外側山形鋼の２辺を貫通し隣接隅角部の定着部材間を締結する補強用鋼棒とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、内側山形鋼と外側山形鋼の各２辺間に鋼板を介在させて各棒部材隅角部に設置した定着部材間を鋼棒で締結するようにしたので、現場でのモルタルの使用が必要なく、市販の形鋼の組み合わせで製作可能となるため、施工性がよく工事費の削減、狭隘な空間での施工が可能であり、かつ鋼板で圧縮荷重を受けるため大きな補強用鋼材径の使用にも問題なく対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では断面矩形の柱を例にとって説明するが、本発明は、断面矩形に限定されるものではなく、断面が任意の多角形にも適用可能であり、また、柱に限定されるものではなく、梁等のコンクリート製棒状部材を補強するのにも適用可能である。
図１は本実施形態の既設柱の補強方法を説明する断面図である。
既設柱４は、例えば既設の橋脚・橋台・建築等の角形の鉄筋コンクリート柱である。この既設柱４の各隅角部に、その内面形状が柱の隅角部形状に倣った等辺（必要に応じて不等辺であってもよい）の山形鋼２を所定長さに切断して施工し、さらに鋼板３を介在させて所定長さに切断した等辺（必要に応じて不等辺であってもよい）の山形鋼１を施工し、山形鋼１と山形鋼２の各２辺の間に鋼板３，３を挟持して定着部材を施工する。次いで、外側の山形鋼１の２辺を貫通する補強用鋼棒５，５で隣接隅角部の定着部材間を連結する。なお、鋼板３，３はそれぞれ補強用鋼棒５，５の上側か下側に避けた位置に設けられる。次いで、補強用鋼棒５，５端部をナット６，６で締めて各隅角部の定着部材間を強固に締結することにより、既設柱を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強する。
【０００７】
なお、施工性を向上させるために、施工前にあらかじめ、鋼板３を山形鋼１または山形鋼２に接着または溶接しておくようにしてもよく、或いは、鋼板３を山形鋼１と山形鋼２に接着または溶接しておくようにしてもよい。
【０００８】
このように、補強用鋼棒６で締結すると山形鋼１から鋼板３に圧縮荷重がかかり、この圧縮荷重が山形鋼２を通して既設柱５に加えられる。山形鋼と鋼板には圧縮荷重がかかるだけであるので大口径の補強用鋼棒で締結しても強度的に問題はない。なお、山形鋼２の２辺は鋼板よりも外側まで延びていることが望ましい。
【０００９】
使用する補強用鋼棒の径（ｒ）、等辺山形鋼１（外側）の辺の長さ（Ｌ１）と等辺山形鋼２（内側）の辺の長さ（Ｌ２）、鋼板の断面寸法（長辺Ａ、短辺Ｂ）の例は表１の通りである。
【００１０】
表１ ┌────┬─────┬─────┬───────┐ │鋼棒径 │山形鋼１ │山形鋼２ │ 鋼板 │ ├────┬─────┼─────┼───┬───┤ │ｒ(mm) │Ｌ１(mm) │Ｌ２(mm) │Ａ(mm)│Ｂ(mm)│ ├────┼─────┼─────┼───┼───┤ │ １９ │ ９０ │１２０ │５０ │２２ │ │ ２３ │１００ │１３０ │５０ │２８ │ │ ２６ │１３０ │１５０ │６５ │３０ │ │ ３２ │１３０ │１７５ │６５ │３６ │ └────┴─────┴─────┴───┴───┘ 図２は本発明の定着部材を説明する図であり、図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）、（ｃ）は側面図である。
図２（ａ）は、山形鋼１、鋼板３、鋼棒５のみ示した断面図であり、図２（ａ）の矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向から見た側面図がそれぞれ図２（ｂ）、図２（ｃ）である。図２に示すように、鋼棒５を避けるように、鋼板３が配置され、この例では鋼棒の上側と下側に分割して配置している。図示の例では、所定間隔ごとに山形鋼に４段鋼板が設置されているが、この段数は任意に変更してもよい。また、このような構成の定着部材を単位として、柱の高さ方向に複数設置して補強するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明によれば、現場でのモルタルの使用が必要なく、市販の形鋼の組み合わせで製作可能となるため、施工性がよく工事費の削減、狭隘な空間での施工が可能であるので産業上の利用価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の既設柱の補強方法を説明する断面図である。
【図２】本発明の定着部材を説明する図である。
【符号の説明】
【００１３】
１，２…山形鋼、３…鋼板、４…既設柱、５…補強用鋼棒、６…ナット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は高架橋柱・橋脚・橋台・建築の柱や梁等の鉄筋コンクリート棒部材の補強方法及び補強装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート柱に対する耐震補強方法として、柱の隅角部と山形鋼間にモルタルを充填して固定し、各隅角部の山形鋼間を鋼棒で締結して柱の長手方向に直交する方向に取り囲んで補強する方法が提案されている（特許文献１）。
また、鋳鉄製のアングル継手を柱の各隅角部に配置し、アングル継手間を補強用鋼棒で締結して柱の長手方向に直交する方向に取り囲んで補強するものも提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００−３１００４５号公報
【特許文献２】特開２０００−３５２１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記提案のものは、撤去工事を極力抑え、狭隘な空間での施工が可能であるが、特許文献１では柱と山形鋼との間にモルタルを充填して固定しているため、現地でのモルタルの施工が必要となり、そのため、工期、工事費がかかるという問題があった。また、特許文献２の方法では、鋳鉄製のアングル継手を用いるため高価であるとともに、アングル継手が補強用鋼材の引っ張り力を負担しているため、大きな鋼材径の引っ張り力にはアングル継手が対応できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記課題を解決しようとするもので、工期の短縮、工事費の削減ならびに狭隘な空間での施工を可能にし、かつ大きな補強用鋼材径の使用にも対応できるようにすることを目的とする。
そのために本発明の鉄筋コンクリート柱の補強方法は、内面形状を棒部材隅角部の形状に倣うように形成した内側山形鋼と外側山形鋼の各２辺間に鋼板を介在させた定着部材の内側山形鋼の内面を鉄筋コンクリート棒部材の各隅角部に施工し、外側山形鋼の各２辺を貫通させた補強用鋼棒で各隣接隅角部の定着部材間を相互に締結し、鉄筋コンクリート棒部材を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強することを特徴とする。
また、本発明の鉄筋コンクリート棒部材の補強装置は、鉄筋コンクリート棒部材の各隅角部に定着部材を施工し、定着部材相互間を締結して鉄筋コンクリート棒部材を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強する装置であって、内側山形鋼の内面が棒部材隅角部の形状に倣うように形成され、内側山形鋼と外側山形鋼の各２辺間に鋼板を介在させた定着部材と、前記外側山形鋼の２辺を貫通し隣接隅角部の定着部材間を締結する補強用鋼棒とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、内側山形鋼と外側山形鋼の各２辺間に鋼板を介在させて各棒部材隅角部に設置した定着部材間を鋼棒で締結するようにしたので、現場でのモルタルの使用が必要なく、市販の形鋼の組み合わせで製作可能となるため、施工性がよく工事費の削減、狭隘な空間での施工が可能であり、かつ鋼板で圧縮荷重を受けるため大きな補強用鋼材径の使用にも問題なく対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では断面矩形の柱を例にとって説明するが、本発明は、断面矩形に限定されるものではなく、断面が任意の多角形にも適用可能であり、また、柱に限定されるものではなく、梁等のコンクリート製棒状部材を補強するのにも適用可能である。
図１は本実施形態の既設柱の補強方法を説明する断面図である。
既設柱４は、例えば既設の橋脚・橋台・建築等の角形の鉄筋コンクリート柱である。この既設柱４の各隅角部に、その内面形状が柱の隅角部形状に倣った等辺（必要に応じて不等辺であってもよい）の山形鋼２を所定長さに切断して施工し、さらに鋼板３を介在させて所定長さに切断した等辺（必要に応じて不等辺であってもよい）の山形鋼１を施工し、山形鋼１と山形鋼２の各２辺の間に鋼板３，３を挟持して定着部材を施工する。次いで、外側の山形鋼１の２辺を貫通する補強用鋼棒５，５で隣接隅角部の定着部材間を連結する。なお、鋼板３，３はそれぞれ補強用鋼棒５，５の上側か下側に避けた位置に設けられる。次いで、補強用鋼棒５，５端部をナット６，６で締めて各隅角部の定着部材間を強固に締結することにより、既設柱を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強する。
【０００７】
なお、施工性を向上させるために、施工前にあらかじめ、鋼板３を山形鋼１または山形鋼２に接着または溶接しておくようにしてもよく、或いは、鋼板３を山形鋼１と山形鋼２に接着または溶接しておくようにしてもよい。
【０００８】
このように、補強用鋼棒６で締結すると山形鋼１から鋼板３に圧縮荷重がかかり、この圧縮荷重が山形鋼２を通して既設柱５に加えられる。山形鋼と鋼板には圧縮荷重がかかるだけであるので大口径の補強用鋼棒で締結しても強度的に問題はない。なお、山形鋼２の２辺は鋼板よりも外側まで延びていることが望ましい。
【０００９】
使用する補強用鋼棒の径（ｒ）、等辺山形鋼１（外側）の辺の長さ（Ｌ１）と等辺山形鋼２（内側）の辺の長さ（Ｌ２）、鋼板の断面寸法（長辺Ａ、短辺Ｂ）の例は表１の通りである。
【００１０】
表１ ┌────┬─────┬─────┬───────┐ │鋼棒径 │山形鋼１ │山形鋼２ │ 鋼板 │ ├────┬─────┼─────┼───┬───┤ │ｒ(mm) │Ｌ１(mm) │Ｌ２(mm) │Ａ(mm)│Ｂ(mm)│ ├────┼─────┼─────┼───┼───┤ │ １９ │ ９０ │１２０ │５０ │２２ │ │ ２３ │１００ │１３０ │５０ │２８ │ │ ２６ │１３０ │１５０ │６５ │３０ │ │ ３２ │１３０ │１７５ │６５ │３６ │ └────┴─────┴─────┴───┴───┘ 図２は本発明の定着部材を説明する図であり、図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）、（ｃ）は側面図である。
図２（ａ）は、山形鋼１、鋼板３、鋼棒５のみ示した断面図であり、図２（ａ）の矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向から見た側面図がそれぞれ図２（ｂ）、図２（ｃ）である。図２に示すように、鋼棒５を避けるように、鋼板３が配置され、この例では鋼棒の上側と下側に分割して配置している。図示の例では、所定間隔ごとに山形鋼に４段鋼板が設置されているが、この段数は任意に変更してもよい。また、このような構成の定着部材を単位として、柱の高さ方向に複数設置して補強するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明によれば、現場でのモルタルの使用が必要なく、市販の形鋼の組み合わせで製作可能となるため、施工性がよく工事費の削減、狭隘な空間での施工が可能であるので産業上の利用価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の既設柱の補強方法を説明する断面図である。
【図２】本発明の定着部材を説明する図である。
【符号の説明】
【００１３】
１，２…山形鋼、３…鋼板、４…既設柱、５…補強用鋼棒、６…ナット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面形状を棒部材隅角部の形状に倣うように形成した内側山形鋼と外側山形鋼の各２辺間に鋼板を介在させた定着部材の内側山形鋼の内面を鉄筋コンクリート棒部材の各隅角部に施工し、外側山形鋼の各２辺を貫通させた補強用鋼棒で各隣接隅角部の定着部材間を相互に締結し、鉄筋コンクリート棒部材を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強することを特徴とする鉄筋コンクリート棒部材の補強方法。
【請求項２】
施工前に、前記鋼板を内側山形鋼または外側山形鋼に接着または溶接しておくことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート棒部材の補強方法。
【請求項３】
施工前に、前記鋼板を内側山形鋼及び外側山形鋼に接着または溶接しておくことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート棒部材の補強方法。
【請求項４】
棒部材長さ方向所定間隔ごとに前記鋼板を補強用鋼棒の上側と下側に分割配置し、各鋼板配置箇所を補強用鋼棒で締結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棒部材の補強方法。
【請求項５】
棒部材長さ方向所定間隔ごとに補強用鋼棒の上側と下側に鋼板を分割配置した定着部材を棒部材長さ方向に複数施工し、各定着部材の鋼板配置箇所を補強用鋼棒で締結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棒部材の補強方法。
【請求項６】
鉄筋コンクリート棒部材の各隅角部に定着部材を施工し、定着部材相互間を締結して鉄筋コンクリート棒部材を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強する装置であって、内側山形鋼の内面が棒部材隅角部の形状に倣うように形成され、内側山形鋼と外側山形鋼の各２辺間に鋼板を介在させた定着部材と、前記外側山形鋼の２辺を貫通し隣接隅角部の定着部材間を締結する補強用鋼棒とからなることを特徴とする鉄筋コンクリート棒部材の補強装置。
【請求項７】
前記鋼板は棒部材長さ方向所定間隔ごとに補強用鋼棒の上側と下側に分割配置され、各鋼板配置箇所が補強用鋼棒で締結されていることを特徴とする請求項６記載の鉄筋コンクリート棒部材の補強装置。
【請求項１】
内面形状を棒部材隅角部の形状に倣うように形成した内側山形鋼と外側山形鋼の各２辺間に鋼板を介在させた定着部材の内側山形鋼の内面を鉄筋コンクリート棒部材の各隅角部に施工し、外側山形鋼の各２辺を貫通させた補強用鋼棒で各隣接隅角部の定着部材間を相互に締結し、鉄筋コンクリート棒部材を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強することを特徴とする鉄筋コンクリート棒部材の補強方法。
【請求項２】
施工前に、前記鋼板を内側山形鋼または外側山形鋼に接着または溶接しておくことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート棒部材の補強方法。
【請求項３】
施工前に、前記鋼板を内側山形鋼及び外側山形鋼に接着または溶接しておくことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート棒部材の補強方法。
【請求項４】
棒部材長さ方向所定間隔ごとに前記鋼板を補強用鋼棒の上側と下側に分割配置し、各鋼板配置箇所を補強用鋼棒で締結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棒部材の補強方法。
【請求項５】
棒部材長さ方向所定間隔ごとに補強用鋼棒の上側と下側に鋼板を分割配置した定着部材を棒部材長さ方向に複数施工し、各定着部材の鋼板配置箇所を補強用鋼棒で締結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棒部材の補強方法。
【請求項６】
鉄筋コンクリート棒部材の各隅角部に定着部材を施工し、定着部材相互間を締結して鉄筋コンクリート棒部材を長手方向に直交する方向に取り囲んで補強する装置であって、内側山形鋼の内面が棒部材隅角部の形状に倣うように形成され、内側山形鋼と外側山形鋼の各２辺間に鋼板を介在させた定着部材と、前記外側山形鋼の２辺を貫通し隣接隅角部の定着部材間を締結する補強用鋼棒とからなることを特徴とする鉄筋コンクリート棒部材の補強装置。
【請求項７】
前記鋼板は棒部材長さ方向所定間隔ごとに補強用鋼棒の上側と下側に分割配置され、各鋼板配置箇所が補強用鋼棒で締結されていることを特徴とする請求項６記載の鉄筋コンクリート棒部材の補強装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−１３２２６１（Ｐ２００６−１３２２６１Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２５１８３（Ｐ２００４−３２５１８３）
【出願日】平成１６年１１月９日（２００４．１１．９）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月９日（２００４．１１．９）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
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