JPH1144047A - 連続繊維シートを用いたコンクリート構造物の補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡便な方法で、コンクリート構造物の剛接合部
の内角面にわたる部分に貼付した連続繊維シートの剥離
を防ぎ、充分な定着強度を具備させることによって、補
強用連続繊維シートの補強効果を充分に発揮させること
を可能とする。 【解決手段】剛接合部を有するコンクリート構造物の剛
接合部の内角面にわたる部位に連続繊維シートを貼付し
て補強するコンクリート構造物の補強構造において、コ
ンクリート構造物の剛接合部の内角面に、鈍角化部材を
設け、その表面に連続繊維シートを貼付することを特徴
とする連続繊維シートを用いたコンクリート構造物の補
強構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁や高架道路の
橋脚などのコンクリート構造物の基部や、ラーメン構造
物等の接合部などの、剛接合部を有するコンクリート構
造物を補強する構造に関し、特に、コンクリート構造物
に過大な応力が生じた際でも、コンクリート構造物の剛
接合部内角面や外角面にわたり貼付した補強用の連続繊
維シートが剥離しにくく、良好な補強を行うことができ
る、連続繊維シートを用いたコンクリート構造物の補強
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、橋梁や高架道路の橋脚などや、建
築物などのコンクリート構造物において、地震対策など
により、曲げ補強を行うことが求められている。従来、
コンクリート構造物の補強を行う一方法として、図１に
示すように、コンクリート構造物（１）の基部から、基
礎部材（２）の表面にかけて、炭素繊維などの強化繊維
を配列した連続繊維シート（４）をコンクリート構造物
の軸方向に沿うようにして貼付し補強する方法が提案さ
れている。

【０００３】しかしながら、かかる連続繊維シートを、
コンクリート構造物の剛接合部分の内角面（３）、即
ち、コンクリート構造物の縦方向部材と横方向部材が形
成する角部（３）の内面にわたって貼付する場合に、応
力がかかると連続繊維シートが剥がれやすく、良好に定
着する方法がないという問題があった。すなわち、たと
えば、図１及び図２の（ａ）の断面図に示すように、従
来の、連続繊維シート（４）の下端部を、コンクリート
構造物の基部（１）と基礎部材（２）との間に形成され
る角部（３）で折り曲げて基礎部材（２）面上に貼付し
定着する方法では、図２（ｂ）に示すように、コンクリ
ート構造物に大きな曲げモーメントが生じた場合に、基
礎部材上に貼付した繊維シート（４）が簡単に剥離しや
すく、補強が充分に発揮できないという問題があった。

【０００４】また、建築物の構造形式の一つであり、部
材同士が剛接合されているラーメン構造のコンクリート
建築物においても、連続繊維シートを、剛接合部にわた
って貼付し補強する方法が試みられているが、一方向に
強い応力が生じた場合、その剛接合部分にピーリングが
生じ、同様に、剛接合部分内角面に貼付した補強用連続
繊維シートが剥がれやすいという問題を生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本願発明
の目的は、簡便な方法で、コンクリート構造物の剛接合
部の内角面にわたる部分に貼付した連続繊維シートの剥
離を防ぎ、充分な定着強度を具備させることによって、
補強用連続繊維シートの補強効果を充分に発揮させるこ
とを可能とした、連続繊維シートを用いたコンクリート
構造物の補強方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記課題を
解決することを目的とし、その要旨は、剛接合部を有す
るコンクリート構造物の剛接合部の内角面にわたる部位
に連続繊維シートを貼付して補強するコンクリート構造
物の補強構造において、コンクリート構造物の剛接合部
の内角面に、鈍角化部材を設け、その表面に連続繊維シ
ートを貼付することを特徴とする連続繊維シートを用い
たコンクリート構造物の補強構造、にあり、好ましく
は、更に、剛接合部の外角面にわたる部位にも連続繊維
シートを貼付してなることを特徴とする連続繊維シート
を用いたコンクリート構造物の補強構造、更に好ましく
は、鈍角化部材を設けた上に貼付した連続繊維シートの
上に、更に固定手段を設けることを特徴とする連続繊維
シートを用いたコンクリート構造物の補強構造にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図１及び図２（ａ），（ｂ）には、従来の、本発明を適
用していないコンクリート構造物の補強構造を示す。一
方、図３、図４及び図５は、それぞれ、本発明の補強構
造の一例を示す横断面図である。本発明の補強構造は、
図３及び図４に示すいわゆる角柱のコンクリート構造物
とその基盤における補強だけでなく、図５に示すよう
な、ラーメン構造物の構造要素同士の接合部の補強にも
用いられる。

【０００８】図３、図４において、縦方向部材となるコ
ンクリート構造物の基部（１）と、横方向部材となる基
礎部材（２）は、互いに略直角に接合し、角部（３）を
形成してなる。また、図５に示す構造要素も略直角に接
合し、角部（３）を形成してなる。これらは剛接合の一
種であるので、本発明では、これを剛接合部と呼ぶ。本
発明では、縦方向部材（１）の表面から、横方向部材
（２）の表面へ、剛接合部の内角面にわたる部位に、補
強用の連続繊維シート（４）を貼付する。更に、特にラ
ーメン構造物の接合部の補強においては、外角面にわた
る部位にも補強用の連続繊維シートを貼付すると好まし
い。曲げ補強を目的とする場合には、連続繊維の繊維配
列方向が、コンクリート構造物の軸方向に沿うようにし
て連続繊維シート貼付することが好ましい。

【０００９】かかる連続繊維シート（４）の強化繊維と
しては、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、スチール
繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン
繊維など、各種の繊維を用いることができるが、特に、
炭素繊維を用いることが好ましい。また、立設するコン
クリート柱状体の下部の曲げ補強のためには、下端部か
ら塑性ヒンジ区間に至る間に、破断ひずみが２０，００
０μｍ以上（ＪＩＳＲ ７０７３法測定）の繊維シート
を用い、その上部には鉄筋と同等以上の引張弾性率（Ｊ
ＩＳ Ｒ ７０７３法測定）、具体的には、引張弾性率
が２．１×１０⁶ｋｇｆ／ｃｍ²以上の繊維シートを用い
ることが好ましい。

【００１０】繊維シートとしては、繊維に予めマトリク
ス樹脂を含浸させたプリプレグシートを用いても良い
し、繊維のドライシートを用いても良いが、プリプレグ
シートを用いる方が好ましい。プリプレグシートに含浸
させる樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂あるいは
常温硬化性樹脂が挙げられるが、特に二液硬化型の常温
硬化性樹脂が好ましい。

【００１１】また、シートとしては、繊維の長繊維を一
方向に配列した一方向シートが好ましいが、一方向に配
列した繊維に他方向に配列した繊維を組み合わせた織物
シートを用いても良い。本発明においては、かかる剛接
合部を有するコンクリート構造物の剛接合部の内角面に
わたる部位に連続繊維シート（４）を貼付する構造にお
いて、予め、コンクリート構造物の剛接合部の内角面に
鈍角化部材（５）を設け、その表面に連続繊維シートを
貼付することを特徴とする。

【００１２】鈍角化部材（５）とは、略直角である剛接
合部の内角角度を実質鈍角化する役割を有する部材を意
味し、例えば、図３や図５に示すように、直角三角柱形
状をした部材（５）を、剛接合部の内角に直角部分が当
設するように設ける態様や、図４に示すように、９０度
より大の角度に２段以上折り曲げた板部材（５）を、両
端がコンクリート構造物の縦方向部材と横方向部材に当
設するように設置する態様が挙げられる。また、図３の
鈍角化部材と図４の鈍角化部材を組み合わせることも好
ましい。

【００１３】鈍角化部材（５）の材質は、コンクリート
又はモルタルでも、鋼板などの他の材質でも特に限定さ
れないが、例えば図３に示す鈍角化部材の場合は、コン
クリート又はモルタルを直接内角部に適用してコンクリ
ート構造体と一体に形成することが好ましく、図４に例
示する鈍角化部材の場合は、予め成形した鋼板を用いる
ことが好ましい。鈍角化部材の大きさは、適用するコン
クリート構造物の大きさにより適宜採用することができ
るが、例えば、角から数センチから数十センチの範囲を
鈍角化部材がしめるようにすることが好ましい。

【００１４】本発明により、鈍角化部材を設けた上に連
続繊維シートを貼付すると、従来の構造では、図２
（ａ）の矢印に示す合力Ａにより、連続繊維シートが剥
がれやすかったのに対し、図３に示す合力Ａが小さくな
り、剥離を抑制できる。本発明では、更に、連続繊維シ
ートの剥離を押さえるために、下記固定手段を採用する
ことが好ましい。一つの態様は、図３等の左側に示すよ
うに、連続繊維シートを鋼板（６）で押さえてアンカー
ボルト（７）で、又は鋼板（９）を押さえるアンカーボ
ルト（１０）で、コンクリート部材に固定する構造が挙
げられる。

【００１５】また、図３や図５に示すように、連続繊維
シートを貼付した上を、他の連続繊維又は連続繊維シー
トで、繊維方向がコンクリート構造物の周方向になるよ
うに捲回して固定する構造が挙げられる。用いる繊維と
しては、補強効果を有するものであれば、好ましく、例
えば炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、スチール繊
維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊
維など、各種の繊維を用いることができるが、特に、炭
素繊維を用いることが好ましい。捲回による固定部位
は、好ましくは、角から塑性ヒンジ区間（柱状体の一辺
をＤとした場合に、約１Ｄ〜２Ｄの区間）に巻き付ける
ことが好ましい。更に、図４に示すように、鈍角化部材
の上に連続繊維シートを貼付したその上に、鈍角化部材
と同一形状の押さえ部材（６’）を採用し、その押さえ
部材をコンクリート構造物に、固定する構造も、連続繊
維シートの剥離を有効に抑制する上で好ましい。

【００１６】本願発明の補強方法の概略を図３を代表に
説明すると、まず、プリプレグシート又はドライシート
からなる上記連続繊維シートを用意し、一方、補強され
るコンクリート構造物（１）の表面に、必要ならば、下
地処理、プライマー処理を行う。

【００１７】その後、剛接合部の内角面に、鈍角化部材
を設け、その上に、連続繊維シートを、接着樹脂、好ま
しくは常温硬化性の接着樹脂を用いて被補強表面に貼付
していく。その後、連続繊維シートの下端部は鋼板
（６）を介してアンカーボルト（７）により、コンクリ
ート基礎部材に固定する。一方、鈍角化部材より上部か
ら鈍角化部材にかけて、連続繊維を構造物に捲回して固
定する。その後、必要な仕上げ処理を行い、好ましく
は、鉄筋コンクリート柱状体の根本部分に、根巻コンク
リートを打設し補強を行う。

【００１８】

【発明の効果】このように、本願発明の構造を採用する
ことにより、繊維シートを引っ張る方向に応力が生じた
場合でも、繊維シートの剥離が生じにくく、補強用の連
続繊維シートによる補強効果が、充分に発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のコンクリート補強方法の一例を示す断面
図

【図２】（ａ）従来のコンクリート補強方法の一例を示
す断面図（ｂ）応力付加時の状況を示す断面図

【図３】本願発明のコンクリート補強方法の一例を示す
斜視図

【図４】本願発明のコンクリート補強方法の一例を示す
断面図

【図５】本願発明のコンクリート補強方法の一例を示す
斜視図

【符号の説明】

１：コンクリート構造物（縦方向部材）、２：コンクリ
ート構造物（横方向部材）、３：剛接合部、４：連続繊
維シート、５：鈍角化部材、６：鋼板、６’：押さえ部
材、７：アンカーボルト、８：捲回繊維、９：鋼板、１
０：アンカーボルト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剛接合部を有するコンクリート構造物の
   剛接合部の内角面にわたる部位に連続繊維シートを貼付
   して補強するコンクリート構造物の補強構造において、
   コンクリート構造物の剛接合部の内角面に、鈍角化部材
   を設け、その表面に連続繊維シートを貼付することを特
   徴とする連続繊維シートを用いたコンクリート構造物の
   補強構造。
2. 【請求項２】 更に、剛接合部の外角面にわたる部位に
   も連続繊維シートを貼付してなることを特徴とする請求
   項１記載の連続繊維シートを用いたコンクリート構造物
   の補強構造。
3. 【請求項３】 鈍角化部材を設けた上に貼付した連続繊
   維シートの上に、更に固定手段を設けることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の連続繊維シートを用いたコンク
   リート構造物の補強構造。