JP7804516B2 - Reinforcement structure for existing concrete structures and reinforcement method for existing concrete structures - Google Patents
Reinforcement structure for existing concrete structures and reinforcement method for existing concrete structuresInfo
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Description
本発明は、既設コンクリート構造物の補強構造および補強方法に関する。 The present invention relates to a reinforcement structure and reinforcement method for existing concrete structures.
スラブと梁とが一体化された既設コンクリート構造物において、梁のせん断耐力をあと施工で補強する補強構造としては、梁の両側面および下面に亘って、繊維ロープや繊維シートなどの補強部材を巻き付けているものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
このような補強構造では、梁に生じたせん断力の一部を補強部材に負担させることで、梁のせん断耐力を向上させている。
In existing concrete structures in which the slab and beams are integrated, a reinforcing structure that reinforces the shear strength of the beam through post-construction includes wrapping reinforcing members such as fiber ropes or fiber sheets around both sides and the underside of the beam (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
In such a reinforced structure, part of the shear force generated in the beam is borne by the reinforcing member, thereby improving the shear strength of the beam.
前記した従来の補強構造では、補強部材の両端部を、梁の両側面にアンカー部材を用いて定着させる必要があるため、施工コストが高くなるという問題がある。
また、前記した従来の補強構造では、補強部材が梁の三面に露出するため、既設コンクリート構造物の外観を大きく損ねるとともに、補強部材のメンテナンスの頻度が多くなるという問題がある。
本発明は、前記した問題を解決し、施工および維持管理のコストを抑えるとともに、既設コンクリート構造物の外観を損なうことなく、既設コンクリート構造物のせん断耐力を向上させることができる既設コンクリート構造物の補強構造および補強方法を提供することを課題とする。
In the conventional reinforcement structure described above, both ends of the reinforcement member must be fixed to both sides of the beam using anchor members, which increases the construction cost.
Furthermore, in the conventional reinforcement structure described above, the reinforcing members are exposed on three sides of the beam, which significantly mars the appearance of the existing concrete structure and increases the frequency of maintenance of the reinforcing members.
The present invention aims to solve the above-mentioned problems, reduce construction and maintenance costs, and provide a reinforcement structure and reinforcement method for existing concrete structures that can improve the shear strength of existing concrete structures without damaging the appearance of the existing concrete structures.
前記課題を解決するため、第一の発明は、既設コンクリート構造物の補強構造であって、前記既設コンクリート構造物は、スラブと、前記スラブの下面に設けられた梁とが一体化された構造物である。前記梁の下面から、前記梁の軸方向に交差する鉛直方向に第一孔部が削孔されるとともに、前記梁の側面から、前記梁の軸方向および鉛直方向に交差する水平方向に第二孔部が削孔され、一つの前記第一孔部と、上下二つの前記第二孔部と、が前記梁の軸方向に間隔を空けて配置されている。前記第一孔部内および前記第二孔部内に、充填材がそれぞれ充填されるとともに、補強鉄筋がそれぞれ挿入されている。
本発明者は、既設コンクリート構造物の補強構造について鋭意検討する中で、例えば、梁や柱を有する既設コンクリート構造物に対して第一方向の補強鉄筋を配置すると、既設コンクリート構造物に第一方向のひび割れが生じる場合があり、第一方向のひび割れによって既設コンクリート構造物の第二方向への変位が大きくなると、既設コンクリート構造物のせん断耐力が低下する虞があることを見出し、本願発明を創案するに至った。
本発明の補強構造では、第一方向に交差する第二方向にも補強鉄筋が配置されているため、軸方向の長さに比して幅が小さい既設コンクリート構造物であっても、第一方向のひび割れを抑えることができる。このようにして、既設コンクリート構造物の第二方向への変位を抑えることで、既設コンクリート構造物のせん断耐力を向上させることができる。
また、本発明の補強構造では、既設コンクリート構造物に補強鉄筋を埋め込んでいるため、既設コンクリート構造物への補強鉄筋の定着が容易であるとともに、補強鉄筋が外部
に露出しない。したがって、本発明の補強構造では、施工および維持管理のコストを抑えるとともに、既設コンクリート構造物の外観を損なうことがない。
To solve the above problems, a first invention is a reinforcement structure for an existing concrete structure, the existing concrete structure being a structure in which a slab and a beam provided on the underside of the slab are integrated. A first hole is drilled from the underside of the beam in a vertical direction intersecting the axial direction of the beam , and a second hole is drilled from the side of the beam in a horizontal direction intersecting the axial direction and the vertical direction of the beam , and one first hole and two second holes, one above the other, are arranged with a gap in the axial direction of the beam. A filler material is filled into each of the first hole and the second hole, and a reinforcing steel bar is inserted into each of the first hole and the second hole.
While the inventors were thoroughly studying reinforcing structures for existing concrete structures, they discovered that, for example, placing reinforcing steel bars in a first direction in an existing concrete structure having beams and columns may cause cracks in the first direction in the existing concrete structure, and that if the cracks in the first direction cause the existing concrete structure to displace significantly in the second direction, there is a risk that the shear strength of the existing concrete structure may decrease. This discovery led to the invention of the present application.
In the reinforced structure of the present invention, since the reinforcing steel bars are also arranged in the second direction that intersects the first direction, cracks in the first direction can be suppressed even in existing concrete structures whose width is small compared to their axial length. In this way, by suppressing displacement of the existing concrete structure in the second direction, the shear strength of the existing concrete structure can be improved.
Furthermore, in the reinforced structure of the present invention, the reinforcing steel bars are embedded in the existing concrete structure, which makes it easy to fix the reinforcing steel bars to the existing concrete structure and prevents the reinforcing steel bars from being exposed to the outside. Therefore, the reinforced structure of the present invention reduces construction and maintenance costs and does not damage the appearance of the existing concrete structure.
前記した補強構造において、前記梁の軸方向に複数の前記補強鉄筋を設ける場合には、前記第一孔部内に挿入された前記補強鉄筋と、前記第二孔部内に挿入された前記補強鉄筋とを交互に配置することで、既設コンクリート構造物全体のせん断耐力を向上させることが好ましい。 In the above-mentioned reinforcement structure, when multiple reinforcing bars are arranged in the axial direction of the beam , it is preferable to improve the shear strength of the entire existing concrete structure by alternating the reinforcing bars inserted into the first hole portion and the reinforcing bars inserted into the second hole portion.
前記した補強構造において、前記補強鉄筋の端部を、前記梁の主鉄筋と同等のかぶりコンクリート厚を確保した状態で配置して、補強鉄筋の腐食を防ぐことが好ましい。
前記した補強構造において、前記第一孔部の前記梁の下面側の端部を拡径するとともに、前記第二孔部の前記梁の側面側の端部を拡径することが好ましい。
この構成では、孔部の拡径部に充填された充填材によって、既設コンクリート構造物への補強鉄筋の端部の定着性を高めることができる。
In the above-described reinforced structure, it is preferable to position the ends of the reinforcing steel bars in a state where a thickness of concrete cover equivalent to that of the main reinforcing steel bars of the beam is ensured, thereby preventing corrosion of the reinforcing steel bars.
In the above-described reinforcement structure, it is preferable that the diameter of the first hole portion is enlarged at an end portion on the lower surface side of the beam , and the diameter of the second hole portion is enlarged at an end portion on the side surface side of the beam .
In this configuration, the filler filled in the enlarged diameter portion of the hole can improve the fixation of the end of the reinforcing steel bar to the existing concrete structure.
前記した補強構造において、前記梁の一方の側面および前記一方の側面の反対側に配置された他方の側面に、それぞれ板部材を重ねて、前記第二孔部内に挿入された前記補強鉄筋の両端部を、それぞれ前記両板部材に接合することが好ましい。
この構成では、両板部材によって既設コンクリート構造物が第二方向から挟み込まれることで、既設コンクリート構造物の第二方向への変位が抑えられるため、既設コンクリート構造物のせん断耐力を向上させることができる。
また、前記した構成では、補強鉄筋および板部材は既設コンクリート構造物の第一面に露出しないため、既設コンクリート構造物の外観を大きく損なうことがない。
In the above-mentioned reinforcing structure, it is preferable to stack plate members on one side of the beam and on the other side located opposite the one side , and to join both ends of the reinforcing steel bar inserted into the second hole portion to the two plate members, respectively.
In this configuration, the existing concrete structure is sandwiched between the two plate members from the second direction, thereby suppressing displacement of the existing concrete structure in the second direction, thereby improving the shear strength of the existing concrete structure.
Furthermore, in the above-described configuration, the reinforcing steel bars and plate members are not exposed on the first surface of the existing concrete structure, so the appearance of the existing concrete structure is not significantly impaired.
前記課題を解決するため、第二の発明は、既設コンクリート構造物の補強方法であって、前記既設コンクリート構造物は、スラブと、前記スラブの下面に設けられた梁とが一体化された構造物である。まず、前記梁の下面から、前記梁の軸方向に交差する鉛直方向に向けて一つの第一孔部を削孔する。その後、前記第一孔部内に充填材を充填するとともに、前記第一孔部内に第一補強鉄筋を挿入する。さらに、前記第一孔部に対して前記梁の軸方向に間隔を空けた位置で、前記梁の側面から、前記梁の軸方向および鉛直方向に交差する水平方向に向けて上下二つの第二孔部を削孔する。その後、前記第二孔部内に充填材を充填するとともに、前記第二孔部内に第二補強鉄筋を挿入する。
本発明の補強方法では、第一方向に交差する第二方向にも補強鉄筋を配置するため、既設コンクリート構造物に生じる第一方向のひび割れを抑えることができる。このようにして、既設コンクリート構造物の第二方向への変位を抑えることで、既設コンクリート構造物のせん断耐力を向上させることができる。
また、本発明の補強方法では、既設コンクリート構造物に補強鉄筋を埋め込むため、既設コンクリート構造物への補強鉄筋の定着が容易であるとともに、補強鉄筋が外部に露出しない。したがって、本発明の補強方法では、施工および維持管理のコストを抑えるとともに、既設コンクリート構造物の外観を損なうことがない。
To solve the above-mentioned problems, a second invention is a method for reinforcing an existing concrete structure, wherein the existing concrete structure is an integrated structure comprising a slab and a beam attached to the underside of the slab. First, a first hole is drilled from the underside of the beam in a vertical direction intersecting the axial direction of the beam . Then, a filler material is filled into the first hole, and a first reinforcing bar is inserted into the first hole. Furthermore, two second holes, one above the other, are drilled from the side of the beam at positions spaced apart from the first hole in the axial direction of the beam in a horizontal direction intersecting the axial direction and the vertical direction of the beam . Then, a filler material is filled into the second hole, and a second reinforcing bar is inserted into the second hole.
In the reinforcement method of the present invention, reinforcing bars are also arranged in a second direction that intersects with the first direction, so cracks occurring in the first direction in the existing concrete structure can be suppressed. In this way, displacement of the existing concrete structure in the second direction is suppressed, thereby improving the shear strength of the existing concrete structure.
Furthermore, in the reinforcement method of the present invention, the reinforcing steel bars are embedded in the existing concrete structure, which makes it easy to fix the reinforcing steel bars to the existing concrete structure and prevents the reinforcing steel bars from being exposed to the outside. Therefore, the reinforcement method of the present invention reduces construction and maintenance costs and does not damage the appearance of the existing concrete structure.
本発明の既設コンクリート構造物の補強構造および補強方法では、異なる二方向に補強鉄筋を配置することで、施工および維持管理のコストを抑えるとともに、既設コンクリート構造物の外観を損なうことなく、既設コンクリート構造物のせん断耐力を向上させることができる。 The reinforcement structure and reinforcement method for existing concrete structures of the present invention place reinforcing steel bars in two different directions, reducing construction and maintenance costs and improving the shear strength of existing concrete structures without compromising their appearance.
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る補強構造を示した側面図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る補強構造を示した図１のII－II断面図である。
第一実施形態では、図１に示す既設コンクリート構造物１の梁２のせん断耐力をあと施工で補強する補強構造１０Ａおよび補強方法について説明する。
第一実施形態の既設コンクリート構造物１は、スラブ３と、スラブ３の下面に設けられた梁２と、が一体化された鉄筋コンクリート製の構造物である。梁２の下部には、図２に示すように、梁２の軸方向（第一実施形態では水平方向）に延びている二本の主鉄筋２ｄ，２ｄが左右方向に間隔を空けて配筋されている（図１参照）。
第一実施形態の梁２は、軸断面が四角形に形成されている。梁２は下面２ａと、右側面２ｂと、左側面２ｃと、の三面が外部に露出している。
梁２の下面２ａは、梁２の軸方向に直交する鉛直方向を法線とする外面である。右側面２ｂおよび左側面２ｃは、梁２の軸方向に直交する水平方向を法線とする外面である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In the description of each embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.
[First embodiment]
Fig. 1 is a side view showing a reinforcement structure according to a first embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of Fig. 1 showing the reinforcement structure according to the first embodiment of the present invention.
In the first embodiment, a reinforcement structure 10A and a reinforcement method for post-construction reinforcement of the shear strength of a beam 2 of an existing concrete structure 1 shown in FIG. 1 will be described.
The existing concrete structure 1 of the first embodiment is a reinforced concrete structure in which a slab 3 and a beam 2 provided on the underside of the slab 3 are integrated together. As shown in Fig. 2, two main reinforcing bars 2d, 2d extending in the axial direction of the beam 2 (horizontal direction in the first embodiment) are arranged at a distance in the left-right direction at the bottom of the beam 2 (see Fig. 1).
The beam 2 of the first embodiment has a rectangular axial cross section. The beam 2 has three surfaces exposed to the outside: a lower surface 2a , a right side surface 2b , and a left side surface 2c .
The lower surface 2a of the beam 2 is an outer surface having a normal line in the vertical direction perpendicular to the axial direction of the beam 2. The right side surface 2b and the left side surface 2c are outer surfaces having a normal line in the horizontal direction perpendicular to the axial direction of the beam 2.
第一実施形態の補強構造１０Ａは、図１に示すように、梁２の内部に配置された複数の第一補強鉄筋２１および複数の第二補強鉄筋３１を備えている。各第一補強鉄筋２１および各第二補強鉄筋３１は、梁２の軸方向に間隔を空けて配置されている。また、第一補強鉄筋２１と第二補強鉄筋３１とは、梁２の軸方向に間隔を空けて交互に配置されている。
第一補強鉄筋２１は、梁２に形成された第一孔部２５内に挿入され、第二補強鉄筋３１は、梁２に形成された第二孔部３５内に挿入されている。
1 , the reinforcement structure 10A of the first embodiment includes a plurality of first reinforcing bars 21 and a plurality of second reinforcing bars 31 arranged inside a beam 2. Each of the first reinforcing bars 21 and each of the second reinforcing bars 31 are arranged at intervals in the axial direction of the beam 2. Furthermore, the first reinforcing bars 21 and the second reinforcing bars 31 are arranged alternately at intervals in the axial direction of the beam 2.
The first reinforcing steel bar 21 is inserted into a first hole portion 25 formed in the beam 2, and the second reinforcing steel bar 31 is inserted into a second hole portion 35 formed in the beam 2.
第一孔部２５は、図２に示すように、梁２の下面２ａから上方に向けて削孔された円形断面の有底の孔部である。第一孔部２５は、梁２の軸方向に直交する鉛直方向に延びている。第一孔部２５は、梁２の左右方向の中央部に形成されている。
第一孔部２５は、スラブ３側の端部に底部２８が形成され、梁２の下面２ａに開口している。第一孔部２５の内径は、後記する第一補強鉄筋２１の最大外径（本実施形態では定着部２２の外径）よりも僅かに大きく形成されている。
2, the first hole 25 is a bottomed hole with a circular cross section that is drilled upward from the lower surface 2a of the beam 2. The first hole 25 extends in a vertical direction perpendicular to the axial direction of the beam 2. The first hole 25 is formed in the center of the beam 2 in the left-right direction.
The first hole 25 has a bottom 28 formed at the end on the slab 3 side, and opens to the underside 2a of the beam 2. The inner diameter of the first hole 25 is slightly larger than the maximum outer diameter of the first reinforcing steel bar 21 (the outer diameter of the anchoring portion 22 in this embodiment), which will be described later.
第一孔部２５内には、充填材Ｆが充填されるとともに、第一補強鉄筋２１が挿入されている。第一実施形態の充填材Ｆは、第一孔部２５内で硬化したモルタルである。
第一補強鉄筋２１は、円形断面の直線状の部材であり、両端部に拡径された定着部２２，２２が形成されている。
第一実施形態では、第一孔部２５に充填材Ｆを充填し、充填材Ｆが硬化する前に、第一孔部２５内に第一補強鉄筋２１を挿入している。このようにして、既設の梁２の内部に第一補強鉄筋２１が配置されている。第一補強鉄筋２１の上端部の定着部２２は、第一孔部２５の底部２８内に配置されている。なお、第一孔部２５内に第一補強鉄筋２１を挿入した後に、第一孔部２５に充填材Ｆを充填してもよい。
第一補強鉄筋２１の下端部の定着部２２は、梁２の主鉄筋２ｄと同等のかぶりコンクリート厚を確保した状態に配置されている。
The first holes 25 are filled with a filler F and have first reinforcing steel bars 21 inserted therein. The filler F in the first embodiment is mortar that has hardened in the first holes 25.
The first reinforcing steel bar 21 is a straight member with a circular cross section, and has enlarged diameter anchoring portions 22, 22 formed at both ends.
In the first embodiment, the first hole 25 is filled with a filler F, and the first reinforcing steel bar 21 is inserted into the first hole 25 before the filler F hardens. In this way, the first reinforcing steel bar 21 is arranged inside the existing beam 2. The anchoring portion 22 at the upper end of the first reinforcing steel bar 21 is arranged within the bottom portion 28 of the first hole 25. Note that the filler F may be filled into the first hole 25 after the first reinforcing steel bar 21 is inserted into the first hole 25.
The anchoring portion 22 at the lower end of the first reinforcing steel bar 21 is positioned in a state that ensures a cover concrete thickness equivalent to that of the main steel bar 2d of the beam 2.
第一実施形態の補強構造１０Ａでは、図１に示すように、複数の第一孔部２５が梁２の軸方向に間隔を空けて形成されている。また、各第一孔部２５には、充填材Ｆがそれぞれ充填されるとともに、第一補強鉄筋２１がそれぞれ挿入されている。これにより、梁２の内部には、複数の第一補強鉄筋２１が梁２の軸方向に間隔を空けて配置されている。 In the first embodiment of the reinforcement structure 10A, as shown in FIG. 1, multiple first holes 25 are formed at intervals in the axial direction of the beam 2. Furthermore, each first hole 25 is filled with filler F and has a first reinforcing steel bar 21 inserted therein. As a result, multiple first reinforcing steel bars 21 are arranged at intervals in the axial direction of the beam 2 inside the beam 2.
図３は、本発明の第一実施形態に係る補強構造を示した図１のIII－III断面図である。
第二孔部３５は、図３に示すように、梁２の右側面２ｂから左方に向けて削孔された円形断面の有底の孔部である。第二孔部３５は、梁２の軸方向および鉛直方向に直交する水平方向に延びている。
第二孔部３５は、図１に示すように、梁２の軸方向に隣り合う第一孔部２５，２５の間に配置されている。また、第一実施形態では、梁２の軸方向の同じ位置に、二つの第二孔部３５，３５が、上下方向に間隔を空けて配置されている。
第二孔部３５の内径は、図３に示すように、後記する第二補強鉄筋３１の最大外径（本実施形態では定着部３２の外径）よりも僅かに大きく形成されている。第二孔部３５の内径は、梁２の右側面２ｂに開口している。
第二孔部３５の左側面２ｃ側の端部に底部３８が形成されている。第二孔部３５の底部３８は、梁２の主鉄筋２ｄと同等のかぶりコンクリート厚を確保するように配置されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1, showing the reinforcement structure according to the first embodiment of the present invention.
3, the second hole portion 35 is a bottomed hole portion with a circular cross section that is drilled leftward from the right side surface 2b of the beam 2. The second hole portion 35 extends in the horizontal direction perpendicular to the axial direction and vertical direction of the beam 2.
1, the second hole portion 35 is disposed between the first hole portions 25, 25 adjacent to each other in the axial direction of the beam 2. In the first embodiment, the two second hole portions 35, 35 are disposed at the same position in the axial direction of the beam 2, spaced apart in the vertical direction.
3, the inner diameter of the second hole 35 is slightly larger than the maximum outer diameter of the second reinforcing steel bar 31 (the outer diameter of the anchoring portion 32 in this embodiment), which will be described later. The inner diameter of the second hole 35 opens to the right side surface 2b of the beam 2.
A bottom 38 is formed at the end of the left side surface 2c of the second hole 35. The bottom 38 of the second hole 35 is positioned so as to ensure a cover concrete thickness equivalent to that of the main reinforcing bars 2d of the beam 2.
第二孔部３５内には、充填材Ｆが充填されるとともに、第二補強鉄筋３１が挿入されている。第二補強鉄筋３１は、第一補強鉄筋２１と同様な鉄筋であり、両端部に定着部３２，３２が形成されている。第二補強鉄筋３１も、第二孔部３５に充填した充填材Ｆが硬化する前に、第二孔部３５内に挿入することで、既設の梁２の内部に配置されている。なお、第二孔部３５内に第二補強鉄筋３１を挿入した後に、第二孔部３５に充填材Ｆを充填してもよい。
第二補強鉄筋３１の左端部の定着部３２は、第二孔部３５の底部３８内に配置されている。第二補強鉄筋３１の左右の端部の両定着部３２，３２は、梁２の主鉄筋２ｄと同等のかぶりコンクリート厚を確保した状態に配置されている。
The second hole 35 is filled with a filler material F, and a second reinforcing steel bar 31 is inserted therein. The second reinforcing steel bar 31 is a steel bar similar to the first reinforcing steel bar 21, and has anchorage portions 32, 32 formed at both ends. The second reinforcing steel bar 31 is also placed inside the existing beam 2 by being inserted into the second hole 35 before the filler material F filled in the second hole 35 hardens. Note that the second hole 35 may be filled with the filler material F after the second reinforcing steel bar 31 is inserted therein.
The anchoring portion 32 at the left end of the second reinforcing bar 31 is disposed within the bottom portion 38 of the second hole portion 35. The anchoring portions 32, 32 at the left and right ends of the second reinforcing bar 31 are disposed in a state in which a cover concrete thickness equivalent to that of the main reinforcing bar 2d of the beam 2 is secured.
第一実施形態の補強構造１０Ａでは、図１に示すように、上下二つの第二孔部３５，３５が、梁２の軸方向に間隔を空けて複数配置されている。また、第一孔部２５と第二孔部３５とは、梁２の軸方向に交互に配置されている。そして、各第二孔部３５には、充填材Ｆがそれぞれ充填されるとともに、第二補強鉄筋３１がそれぞれ挿入されている。
これにより、梁２の内部には、第一補強鉄筋２１と第二補強鉄筋３１とが、梁２の軸方向に間隔を空けて交互に配置されている。また、第一補強鉄筋２１と第二補強鉄筋３１とは、図２に示すように、梁２の軸方向から見たときに直交している。
1, in the reinforcement structure 10A of the first embodiment, two upper and lower second hole portions 35, 35 are arranged at an interval in the axial direction of the beam 2. The first hole portions 25 and the second hole portions 35 are arranged alternately in the axial direction of the beam 2. Each second hole portion 35 is filled with a filler F, and a second reinforcing steel bar 31 is inserted therein.
As a result, inside the beam 2, the first reinforcing bars 21 and the second reinforcing bars 31 are alternately arranged at intervals in the axial direction of the beam 2. Furthermore, as shown in Fig. 2 , the first reinforcing bars 21 and the second reinforcing bars 31 are perpendicular to each other when viewed from the axial direction of the beam 2.
次に、第一実施形態の補強構造１０Ａを用いた既設コンクリート構造物の補強方法について説明する。
まず、図２に示す梁２の下面２ａから上方に向けてドリルで削孔して、梁２に第一孔部２５を形成する。続いて、第一孔部２５内に充填材Ｆを充填し、充填材Ｆが硬化する前に、第一孔部２５内に第一補強鉄筋２１を挿入する。
そして、図１に示すように、複数の第一孔部２５を梁２の軸方向に間隔を空けて順次に形成し、各第一孔部２５内に充填材Ｆを充填するとともに、第一補強鉄筋２１を挿入していく。
Next, a method for reinforcing an existing concrete structure using the reinforcing structure 10A of the first embodiment will be described.
First, a hole is drilled upward from the lower surface 2a of the beam 2 shown in Fig. 2 to form a first hole 25 in the beam 2. Next, a filler material F is filled into the first hole 25, and a first reinforcing steel bar 21 is inserted into the first hole 25 before the filler material F hardens.
Then, as shown in Figure 1, multiple first holes 25 are formed sequentially at intervals in the axial direction of the beam 2, and filler material F is filled into each first hole 25, and first reinforcing bars 21 are inserted.
続いて、図３に示す梁２の軸方向に隣り合う第一孔部２５，２５の間となる位置で、梁２の右側面２ｂから左方に向けてドリルで削孔して、梁２に上下二つの第二孔部３５，３５を形成する。続いて、第二孔部３５内に充填材Ｆを充填し、充填材Ｆが硬化する前に、第二孔部３５内に第二補強鉄筋３１を挿入する。
そして、図１に示すように、複数の第二孔部３５を梁２の軸方向に間隔を空けて順次に形成し、各第二孔部３５内に充填材Ｆを充填するとともに、第二補強鉄筋３１を挿入していく。
これにより、鉛直方向に配置された第一補強鉄筋２１と、水平方向に配置された第二補強鉄筋３１と、が梁２の軸方向に交互に配置された補強構造１０Ａが形成される。
Next, holes are drilled from the right side surface 2b of the beam 2 toward the left at positions between the first hole portions 25, 25 adjacent to each other in the axial direction of the beam 2 shown in Figure 3 to form two upper and lower second hole portions 35, 35 in the beam 2. Next, the second hole portions 35 are filled with a filler material F, and before the filler material F hardens, a second reinforcing steel bar 31 is inserted into the second hole portions 35.
Then, as shown in Figure 1, multiple second holes 35 are formed sequentially at intervals in the axial direction of the beam 2, and filler material F is filled into each second hole 35, and second reinforcing bars 31 are inserted.
This forms a reinforcement structure 10A in which first reinforcing bars 21 arranged vertically and second reinforcing bars 31 arranged horizontally are arranged alternately in the axial direction of the beam 2.
以上のような第一実施形態の補強構造１０Ａおよび補強方法では、図２に示すように、鉛直方向（第一方向）に第一補強鉄筋２１を配置するとともに、鉛直方向に交差する水平方向（第二方向）にも第二補強鉄筋３１が配置されている。
そのため、第一実施形態の補強構造１０Ａおよび補強方法では、軸方向の長さに比して幅が小さい梁２であっても、鉛直方向のひび割れを抑えることができる。このようにして、梁２の水平方向への変位を抑えることで、既設コンクリート構造物１のせん断耐力を向上させることができる。
さらに、第一実施形態の補強構造１０Ａおよび補強方法では、図１に示すように、第一補強鉄筋２１と第二補強鉄筋３１とを、梁２の軸方向全体に亘って交互に配置することで、梁２全体のせん断耐力を向上させることができる。
In the reinforcement structure 10A and reinforcement method of the first embodiment described above, as shown in Figure 2, a first reinforcing steel bar 21 is arranged in the vertical direction (first direction), and a second reinforcing steel bar 31 is also arranged in the horizontal direction (second direction) that intersects the vertical direction.
Therefore, the reinforcement structure 10A and the reinforcement method of the first embodiment can suppress vertical cracking even in the beam 2 whose width is small compared to its axial length. In this way, by suppressing the horizontal displacement of the beam 2, the shear strength of the existing concrete structure 1 can be improved.
Furthermore, in the reinforcement structure 10A and reinforcement method of the first embodiment, as shown in Figure 1, the first reinforcing bars 21 and the second reinforcing bars 31 are arranged alternately throughout the entire axial direction of the beam 2, thereby improving the shear strength of the entire beam 2.
また、第一実施形態の補強構造１０Ａおよび補強方法では、図２および図３に示すように、梁２に第一補強鉄筋２１および第二補強鉄筋３１を埋め込んでいるため、梁２への第一補強鉄筋２１および第二補強鉄筋３１の定着が容易であるとともに、第一補強鉄筋２１および第二補強鉄筋３１が外部に露出しない。
したがって、第一実施形態の補強構造１０Ａおよび補強方法では、施工および維持管理のコストを抑えるとともに、既設コンクリート構造物１の外観を損なうことがない。
In addition, in the reinforcement structure 10A and reinforcement method of the first embodiment, as shown in Figures 2 and 3, the first reinforcing steel bar 21 and the second reinforcing steel bar 31 are embedded in the beam 2, making it easy to fix the first reinforcing steel bar 21 and the second reinforcing steel bar 31 to the beam 2, and the first reinforcing steel bar 21 and the second reinforcing steel bar 31 are not exposed to the outside.
Therefore, the reinforcement structure 10A and reinforcement method of the first embodiment reduce construction and maintenance costs and do not impair the appearance of the existing concrete structure 1.
また、第一実施形態の補強構造１０Ａでは、第一補強鉄筋２１の端部および第二補強鉄筋３１の端部が、梁２の主鉄筋２ｄと同等のかぶりコンクリート厚を確保しているため、第一補強鉄筋２１および第二補強鉄筋３１の腐食を防ぐことができる。 Furthermore, in the reinforcement structure 10A of the first embodiment, the ends of the first reinforcing steel bars 21 and the ends of the second reinforcing steel bars 31 have a concrete cover thickness equivalent to that of the main reinforcing steel bars 2d of the beam 2, thereby preventing corrosion of the first reinforcing steel bars 21 and the second reinforcing steel bars 31.
以上、本発明の第一実施形態について説明したが、本発明は前記第一実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
第一実施形態の補強構造１０Ａでは、図２に示すように、一本の第一補強鉄筋２１と上下二本の第二補強鉄筋３１，３１とを、梁２の軸方向に交互に配置しているが、第一補強鉄筋２１および第二補強鉄筋３１の本数や配置は限定されるものではない。
例えば、第一補強鉄筋２１と第二補強鉄筋３１とを一本ずつ交互に配置してもよい。また、複数の第一補強鉄筋２１と複数の第二補強鉄筋３１とを交互に配置してもよい。
また、梁２の軸方向に連続して配置した複数の第一補強鉄筋２１群と、梁２の軸方向に連続して配置した複数の第二補強鉄筋３１群と、を交互に配置してもよい。
また、第一実施形態の補強構造１０Ａでは、鉛直方向に配置された第一補強鉄筋２１と、水平方向に配置された第二補強鉄筋３１とが直交しているが、第一補強鉄筋２１および第二補強鉄筋３１の角度は限定されるものではない。また、第一補強鉄筋２１と第二補強鉄筋３１とを直交以外の角度で交差させてもよい。
Although the first embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the first embodiment and can be modified as appropriate within the scope of the invention.
In the first embodiment of the reinforcement structure 10A, as shown in Figure 2, one first reinforcing bar 21 and two upper and lower second reinforcing bars 31, 31 are arranged alternately in the axial direction of the beam 2, but the number and arrangement of the first reinforcing bar 21 and the second reinforcing bars 31 are not limited.
For example, the first reinforcing bars 21 and the second reinforcing bars 31 may be arranged alternately one by one. Alternatively, a plurality of first reinforcing bars 21 and a plurality of second reinforcing bars 31 may be arranged alternately.
In addition, groups of multiple first reinforcing bars 21 arranged continuously in the axial direction of the beam 2 and groups of multiple second reinforcing bars 31 arranged continuously in the axial direction of the beam 2 may be arranged alternately.
In the reinforcement structure 10A of the first embodiment, the first reinforcing bars 21 arranged in the vertical direction and the second reinforcing bars 31 arranged in the horizontal direction are perpendicular to each other, but there are no limitations on the angle between the first reinforcing bars 21 and the second reinforcing bars 31. The first reinforcing bars 21 and the second reinforcing bars 31 may also intersect at an angle other than perpendicular.
第一実施形態の補強方向では、梁２内に複数の第一補強鉄筋２１を配置した後に、梁２内に複数の第二補強鉄筋３１を配置しているが、第一補強鉄筋２１および第二補強鉄筋３１を配置する順番は限定されるものではない。
例えば、梁２内に複数の第二補強鉄筋３１を配置した後に、梁２内に複数の第一補強鉄筋２１を配置してもよい。
In the reinforcement direction of the first embodiment, multiple first reinforcing bars 21 are placed in the beam 2, and then multiple second reinforcing bars 31 are placed in the beam 2, but the order in which the first reinforcing bars 21 and the second reinforcing bars 31 are placed is not limited.
For example, after placing a plurality of second reinforcing bars 31 in the beam 2, a plurality of first reinforcing bars 21 may be placed in the beam 2.
図４は、本発明の第一実施形態に係る補強構造の変形例を示した断面図である。
図４に示す補強構造１Ａの変形例では、第一補強鉄筋２１の下端部の定着部２２を上端側の定着部２２よりも大きく矩形の板状に形成するとともに、第一孔部２５の下面２ａ側の端部に拡径部２７を形成し、第一補強鉄筋２１の下端部の定着部２２を拡径部２７内に配置している。また、第二補強鉄筋３１の右端部の定着部３２を左端側の定着部３２よりも大きく矩形の板状に形成するとともに、第二孔部３５の右側面２ｂ側の端部に拡径部３７を形成し、第二補強鉄筋３１の右端部の定着部３２を拡径部３７内に配置している。この構成では、梁２への第一補強鉄筋２１の端部および第二補強鉄筋３１の端部の定着性を高めることができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modified example of the reinforcement structure according to the first embodiment of the present invention.
In a modified example of the reinforcing structure 1A shown in FIG. 4 , the anchoring portion 22 at the lower end of the first reinforcing bar 21 is formed in a rectangular plate shape that is larger than the anchoring portion 22 at the upper end, and an expanded diameter portion 27 is formed at the end of the first hole 25 on the lower surface 2a side, and the anchoring portion 22 at the lower end of the first reinforcing bar 21 is disposed within the expanded diameter portion 27. In addition, the anchoring portion 32 at the right end of the second reinforcing bar 31 is formed in a rectangular plate shape that is larger than the anchoring portion 32 at the left end, and an expanded diameter portion 37 is formed at the end of the second hole 35 on the right surface 2b side, and the anchoring portion 32 at the right end of the second reinforcing bar 31 is disposed within the expanded diameter portion 37. This configuration can improve the anchorage of the end of the first reinforcing bar 21 and the end of the second reinforcing bar 31 to the beam 2.
第一実施形態の補強構造１０Ａおよび補強方法は、スラブ３と梁２とが一体化された既設コンクリート構造物１の梁２を補強しているが、本発明の補強構造および補強方法の参考例としては、例えば、一方向に延びている壁や柱などの各種の既設コンクリート構造物に適用可能である。 The reinforcing structure 10A and reinforcing method of the first embodiment reinforce the beam 2 of an existing concrete structure 1 in which the slab 3 and the beam 2 are integrated, but as a reference example of the reinforcing structure and reinforcing method of the present invention, it can be applied to various existing concrete structures, such as walls and columns that extend in one direction.
［第二実施形態］
図５は、本発明の第二実施形態に係る補強構造を示した断面図である。
第二実施形態の補強構造１０Ｂは、図５に示すように、第一実施形態の補強構造１０Ａ（図２参照）と略同様な構成であり、左右の板部材４０，４０を設けている点が異なる。
第二実施形態の補強構造１０Ｂでは、梁２の右側面２ｂおよび左側面２ｃにそれぞれ板部材４０，４０が重ね合わされている。第二実施形態の板部材４０は、平板状の鋼板である。
両板部材４０，４０には、第二補強鉄筋３１の両端部がそれぞれ溶接やボルトジョイントなどの接合手段によって接合されている。
なお、板部材４０を梁２の軸方向に延びている帯状に形成し、梁２の軸方向に配置された複数の第二補強鉄筋３１を一枚の板部材４０に接合してもよい。また、複数の板部材４０を梁２の軸方向に間隔を空けて配置し、一枚の板部材４０に一本の第二補強鉄筋３１を接合してもよい。
第二実施形態の補強構造１０Ｂでは、左右の板部材４０，４０によって梁２が左右方向から挟み込まれる。これにより、第二補強鉄筋３１とともに、両板部材４０，４０によって、梁２の水平方向への変位が抑えられるため、梁２のせん断耐力を向上させることができる。
また、第二実施形態の補強構造１０Ｂでは、第一補強鉄筋２１、第二補強鉄筋３１および板部材４０が梁２の下面２ａに露出しないため、既設コンクリート構造物１の外観を大きく損なうことがない。
[Second embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a reinforcement structure according to a second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 5, the reinforcement structure 10B of the second embodiment has substantially the same configuration as the reinforcement structure 10A of the first embodiment (see FIG. 2), except that it is provided with left and right plate members 40, 40.
In the reinforcement structure 10B of the second embodiment, plate members 40, 40 are respectively superimposed on the right side surface 2b and the left side surface 2c of the beam 2. The plate members 40 of the second embodiment are flat steel plates.
Both ends of the second reinforcing steel bar 31 are joined to the two plate members 40, 40 by joining means such as welding or bolt joints.
The plate member 40 may be formed in a strip shape extending in the axial direction of the beam 2, and a plurality of second reinforcing bars 31 arranged in the axial direction of the beam 2 may be joined to one plate member 40. Alternatively, a plurality of plate members 40 may be arranged at intervals in the axial direction of the beam 2, and one second reinforcing bar 31 may be joined to one plate member 40.
In the reinforcement structure 10B of the second embodiment, the beam 2 is sandwiched from the left and right by the left and right plate members 40, 40. As a result, the horizontal displacement of the beam 2 is suppressed by the both plate members 40, 40 together with the second reinforcing steel bar 31, and therefore the shear strength of the beam 2 can be improved.
In addition, in the reinforcement structure 10B of the second embodiment, the first reinforcing steel bar 21, the second reinforcing steel bar 31 and the plate member 40 are not exposed on the underside 2a of the beam 2, so the appearance of the existing concrete structure 1 is not significantly impaired.
図６は、本発明の第二実施形態に係る補強構造を用いた既設コンクリート構造物における荷重と変位との関係を示したグラフである。
第二実施形態の補強構造１０Ｂを用いた梁２におけるせん断耐力と、従来の閉合型の補強構造を用いた鉄筋コンクリート製の梁におけるせん断耐力とを比較すると、図６のグラフに示すように、補強構造１０Ｂを用いた梁２は、せん断耐力の低下が抑えられている。これにより、従来の閉合型の補強構造を用いた梁に対して、本発明の補強構造および補強方法を用いた梁２のせん断耐力が向上していることが分かった。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between load and displacement in an existing concrete structure using a reinforcement structure according to the second embodiment of the present invention.
When comparing the shear strength of a beam 2 using the reinforcement structure 10B of the second embodiment with the shear strength of a reinforced concrete beam using a conventional closed-type reinforcement structure, the beam 2 using the reinforcement structure 10B has a reduced decrease in shear strength, as shown in the graph in Figure 6. This shows that the shear strength of the beam 2 using the reinforcement structure and reinforcing method of the present invention is improved compared to the beam using the conventional closed-type reinforcement structure.
以上、本発明の第二実施形態について説明したが、本発明は前記第二実施形態に限定されることなく、前記第一実施形態と同様に、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。 The second embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this second embodiment, and as with the first embodiment, modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the invention.
１ 既設コンクリート構造物
２ 梁
２ａ 下面
２ｂ 右側面
２ｃ 左側面
２ｄ 主鉄筋
３ スラブ
１０Ａ 補強構造（第一実施形態）
１０Ｂ 補強構造（第二実施形態）
２１ 第一補強鉄筋
２２ 定着部
２５ 第一孔部
２７ 拡径部
２８ 底部
３１ 第二補強鉄筋
３２ 定着部
３５ 第二孔部
３６ 一般部
３７ 拡径部
３８ 底部
４０ 板部材
Ｆ 充填材
1 Existing concrete structure 2 Beam 2a Underside 2b Right side 2c Left side 2d Main reinforcing bar 3 Slab 10A Reinforcement structure (first embodiment)
10B Reinforcement structure (second embodiment)
21 First reinforcing steel bar 22 Anchorage portion 25 First hole portion 27 Expanded diameter portion 28 Bottom portion 31 Second reinforcing steel bar 32 Anchorage portion 35 Second hole portion 36 General portion 37 Expanded diameter portion 38 Bottom portion 40 Plate member F Filler material
Claims (6)
前記既設コンクリート構造物は、スラブと、前記スラブの下面に設けられた梁とが一体化された構造物であり、
前記梁の下面から、前記梁の軸方向に交差する鉛直方向に第一孔部が削孔されるとともに、
前記梁の側面から、前記梁の軸方向および鉛直方向に交差する水平方向に第二孔部が削孔され、
一つの前記第一孔部と、上下二つの前記第二孔部と、が前記梁の軸方向に間隔を空けて配置されており、
前記第一孔部内および前記第二孔部内に、充填材がそれぞれ充填されるとともに、補強鉄筋がそれぞれ挿入されていることを特徴とする既設コンクリート構造物の補強構造。 A reinforcement structure for an existing concrete structure,
The existing concrete structure is a structure in which a slab and a beam provided on the underside of the slab are integrated,
A first hole portion is drilled from the lower surface of the beam in a vertical direction intersecting the axial direction of the beam , and
A second hole portion is drilled from the side surface of the beam in a horizontal direction intersecting the axial direction and vertical direction of the beam ,
One of the first holes and two of the second holes, one above the other, are arranged at an interval in the axial direction of the beam,
A reinforcement structure for an existing concrete structure, characterized in that a filler is filled into the first hole portion and a reinforcing steel bar is inserted into the second hole portion.
前記第一孔部内に挿入された前記補強鉄筋と、前記第二孔部内に挿入された前記補強鉄筋とが交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の既設コンクリート構造物の補強構造。 A plurality of the reinforcing steel bars are provided in the axial direction of the beam ,
A reinforcement structure for an existing concrete structure as described in claim 1, characterized in that the reinforcing steel bars inserted into the first hole portion and the reinforcing steel bars inserted into the second hole portion are arranged alternately.
前記第二孔部は、前記梁の側面側の端部が拡径されていることを特徴とする請求項１に記載の既設コンクリート構造物の補強構造。 The first hole portion has an expanded diameter at an end portion on the lower surface side of the beam ,
2. The reinforcement structure for an existing concrete structure according to claim 1, wherein the second hole portion has an enlarged diameter at an end portion on the side surface of the beam .
前記第二孔部内に挿入された前記補強鉄筋の両端部は、それぞれ前記両板部材に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の既設コンクリート構造物の補強構造。 a plate member is superimposed on one side surface of the beam and on the other side surface disposed opposite to the one side surface;
A reinforcing structure for an existing concrete structure as described in claim 1, characterized in that both ends of the reinforcing steel bar inserted into the second hole portion are respectively joined to both of the plate members.
前記既設コンクリート構造物は、スラブと、前記スラブの下面に設けられた梁とが一体化された構造物であり、
前記梁の下面から、前記梁の軸方向に交差する鉛直方向に向けて一つの第一孔部を削孔する工程と、
前記第一孔部内に充填材を充填するとともに、前記第一孔部内に第一補強鉄筋を挿入する工程と、
前記第一孔部に対して前記梁の軸方向に間隔を空けた位置で、前記梁の側面から、前記梁の軸方向および鉛直方向に交差する水平方向に向けて上下二つの第二孔部を削孔する工程と、
前記第二孔部内に充填材を充填するとともに、前記第二孔部内に第二補強鉄筋を挿入する工程と、
を備えていることを特徴とする既設コンクリート構造物の補強方法。 A method for reinforcing an existing concrete structure, comprising:
The existing concrete structure is a structure in which a slab and a beam provided on the underside of the slab are integrated,
A step of drilling one first hole portion from the lower surface of the beam in a vertical direction intersecting the axial direction of the beam ;
Filling the first hole with a filler and inserting a first reinforcing steel bar into the first hole;
A step of drilling two upper and lower second hole portions from the side surface of the beam in a horizontal direction intersecting the axial direction and vertical direction of the beam at a position spaced apart from the first hole portion in the axial direction of the beam ;
Filling the second hole with a filler and inserting a second reinforcing steel bar into the second hole;
A method for reinforcing an existing concrete structure, comprising:
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