JP2000265680A - 耐震補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構築物の壁面や鉄筋コンクリート柱等の現場
施工が容易で補強効果の高い耐震補強方法を提供する。 【解決手段】 構築物の壁面２、鉄筋コンクリート柱３
等に、光を透過する強化繊維に光硬化性樹脂を含浸した
プリプレグ１を２層以上貼り付け又は巻き付けて、光照
射もしくは太陽光により光硬化させることを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は構築物、特にはコン
クリート建造物や橋脚等の構築物の壁面、鉄筋コンクリ
ート柱等にプリプレグを貼り付け又は巻き付けて、もし
くは強化繊維を巻き付けこの上から樹脂を塗工して、構
築物を補強する耐震補強方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、阪神・淡路大震災を契機として、
耐震性の強化を図るため、構築物の壁面や鉄筋コンクリ
ート柱の補強工事の要請が増加している。上記構築物を
支える鉄筋コンクリート柱は、主筋とこれを取り巻くよ
うにフープ筋がコンクリート内に埋設された構造を有し
ている。鉄筋コンクリート柱の耐震補強方法としては、
柱の周囲に柱軸に対してほぼ直角方向に繊維補強材を巻
き付け、これに接着樹脂を含浸させ一体的に硬化させる
ことにより、柱のせん断強度を高め、せん断破壊を防止
して柱材の靭性を向上させる工法が知られている。

【０００３】しかしながら、この工法は、柱体にひび割
れがある場合、エポキシ樹脂を注入して補修を行わねば
ならないことがある。また、下地表面の突起物や型枠に
よる段差など表面の不陸は、切削または下地調整材によ
り平滑な状態としなければならい。さらに、下地表面の
レイタンスや脆弱層、泥、埃・油分等、繊維補強材の接
着を阻害する異物は、切削工具等により充分に除去す
る、等の下地処理が必要であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法は、施
工が容易ではなく手間と時間のかかる作業であった。こ
の対策として、鉄筋コンクリート柱の周囲にカーボン繊
維等に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを捲回し、
又は貼付けて硬化させる、ＦＲＰで補強する方法が開発
された。しかし、現場での加熱硬化は、加えた熱がコン
クリートに吸収され、加熱が容易ではない。またカーボ
ン繊維は高価でコスト高となっていた。

【０００５】また、プリプレグを用いる方法に代えて、
繊維と共に常温硬化型樹脂をその場で塗布して補強する
ハンドレイアップ法も採用されているが、この方法は、
補強厚が厚くなると塗工した樹脂がたれてくるため、所
定の厚さに一度に塗工することができず、翌日、さらに
重ね塗りして積層するという、煩雑な作業となってい
た。このように従来の耐震補強方法には上記問題があっ
た。そこで、本発明の課題は、構築物の壁面や鉄筋コン
クリート柱等の現場施工が容易で補強効果の高い耐震補
強方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の耐震補強方法
は、構築物の壁面、鉄筋コンクリート柱等に、光を透過
する強化繊維（以下、光透過強化繊維と称する）に光硬
化性樹脂を含浸したプリプレグを２層以上貼り付け又は
巻き付けて、光照射もしくは太陽光により光硬化するこ
とを特徴としている。

【０００７】本発明の好ましい態様として、構築物の壁
面、鉄筋コンクリート柱等の角部にＬ部材を配設し、こ
の上から前記プリプレグを２層以上多層に貼り付け又は
巻き付けて、該プリプレグと被補強面との間に空隙を設
けて補強する方法が挙げられる。このＬ部材の外側角部
は、応力が集中しないように、半径１０ｍｍ（１０Ｒ)
以上の曲面を設けておくのが好ましい。前記光透過強化
繊維には、ガラス繊維又は光を透過する有機繊維を使用
し、紫外線により硬化するのが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の具体的な態様について、
図１、図２を用いて説明する。図１（ａ）は、光透過強
化繊維に光硬化性樹脂を含浸したプリプレグ１を構築物
の壁面２に貼り付けたものであり、図１（ｂ）は、該プ
リプレグ１を鉄筋コンクリート柱３に巻き付けたもので
あり、地震発生時に、構築物の壁面２や鉄筋コンクリー
ト柱３に生じる圧縮応力や剪断応力は、プリプレグ１に
よって周囲に分散させることができ、耐震補強効果が得
られる。

【０００９】図２（ａ）は、構築物の壁面２の角部にＬ
部材４を配設し、この上から光透過強化繊維に光硬化性
樹脂を含浸したプリプレグ1を貼り付けて、該プリプレ
グ１と被補強面との間に空隙５を設けたものであり、図
２（ｂ）は、鉄筋コンクリート柱３の角部にＬ部材４を
配設し、この上からプリプレグ１を巻き付けて、プリプ
レグと被補強面との間に空隙を設けたものである。

【００１０】なお、このＬ部材の上から巻かれるプリプ
レグやシートのＬ部材の角部と当接する部分に、応力が
集中しないように、Ｌ部材の外側角部は、半径１０ｍｍ
（１０Ｒ)以上の曲面とし、好ましくは半径１０〜５０
ｍｍ、特に好ましくは半径１０〜３０ｍｍの曲面であ
る。外側角部の半径（Ｒ）が１０ｍｍ未満では、巻き付
けられるプリプレグやシートがこの角部で破断しやすく
なる。また、５０ｍｍを超えると角部の厚さが相対的に
薄くなるため好ましくない。Ｌ部材の材質としては、金
属やプラスチック、コンクリート、セラミックス、木、
合板等が挙げられる。

【００１１】Ｌ部材を用いてプリプレグと被補強面との
間に空隙を設けると、被補強面にひび割れやクラックが
生じた場合、該箇所に集中する応力をプリプレグ全体に
分散させることができ、補強効果を増大させることがで
きる。プリプレグと被補強面との間の距離（空隙）は、
一応目安として、柱（壁）の断面厚の１／２０以下とす
るのが好ましい。なお、プリプレグは、図２（ａ），
（ｂ）のように張設するのではなく、多少緩んでいても
よく、要するに被補強面にプリプレグを直張りしないこ
とに意義がある。

【００１２】このように構築物の壁面や鉄筋コンクリー
ト柱等にプリプレグを施工後、光照射もしくは太陽光、
好ましくは紫外線を照射して光硬化することにより補強
がなされる。プリプレグは、補強を確実にするために２
層以上の多層巻きとするのがよい。さらに、本発明で
は、構築物の壁面、鉄筋コンクリート柱等に、光透過強
化繊維又は該強化繊維からなるシートを巻き、この上か
ら光硬化性樹脂をハンドレイアップ法により塗工して補
強することもできる。

【００１３】また、Ｌ部材を用いるときは、例えば、先
ずＬ部材を鉄筋コンクリート柱等に取り付けた後、この
上に光硬化性の接着樹脂を表面に塗布したビニール樹脂
系シートを巻き、光透過強化繊維又は該強化繊維からな
るシートを巻き付け、さらにビニール樹脂系シートを巻
いて補強することもできる。なお、これらのビニール樹
脂系シートは、塗工する光硬化性樹脂の粘度が適切で施
工上不都合がなければ使用しなくともよい。

【００１４】補強材として使用される光透過強化繊維
は、ガラス繊維、アラミド繊維（特にはケブラー繊維：
デュポン・東レ・ケブラー社製、商品名）、アクリル繊
維、透明ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ナイロ
ン繊維等が挙げられ、なかでもガラス繊維が光透過性、
強度の点で、またコスト的にも有利である。なお、使用
する繊維は上記の内から選択された単独のもの、あるい
は２以上の繊維を併用してもよい。これらの繊維は平
織、綾織等の適宜の方法で織ったクロス又はチョップの
形態で使用される。

【００１５】光透過強化繊維とともに使用される光硬化
性樹脂としては、通常、紫外線により架橋反応して硬化
するものが選択され、不飽和ポリエステル樹脂、フェノ
ール樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹
脂、エポキシアクリレート樹脂等が挙げられる。樹脂に
は、光酸化剤、硬化助剤、増粘剤、充填剤等を適宜添加
して所望の硬化特性、粘度を有するように調製するとよ
い。

【００１６】光硬化性樹脂に添加される光硬化剤は、通
常、波長域３６５〜４１０ｎｍの紫外線を吸収する光硬
化剤が用いられる。光源としては、紫外線蛍光灯、高圧
水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられるが、太陽
光を用いて硬化してもよい。硬化時間は、光の強度、塗
工の厚さにもよるが、５〜３０分である。

【００１７】構築物の壁面、鉄筋コンクリート柱への耐
震補強は、シート状に加工されたガラス繊維に光硬化
剤、増粘剤等を添加した光硬化性樹脂を含浸させてシー
ト状とし、加熱等の処理を施して高粘度状態としたプリ
プレグシートを２層以上貼り付け又は巻き付けて施工さ
れる。なお、この光硬化性樹脂を用いてハンドレイアッ
プ法で施工してもよい。

【００１８】さらに、本発明の耐震補強方法を実施例に
基づいて説明する。

【実施例】（実施例１）単一方向に引き揃えたガラス繊
維束に光硬化剤等を添加した光硬化性エポキシアクリレ
ート樹脂を含浸させてシート状とし、加熱処理をして高
粘度状態とした幅３３ｃｍ、厚さ０．６５ｍｍのプリプ
レグシートを、断面１ｍ×１ｍの鉄筋コンクリート柱の
周面に密着するように６層巻き付けて固定した。巻き付
けられたプリプレグは、１０月の太陽光を受けて施工後
２０分で硬化し、一度の施工で簡単に耐震補強すること
ができた。

【００１９】（実施例２）単一方向に引き揃えたガラス
繊維束に光硬化剤等を添加した光硬化性エポキシアクリ
レート樹脂を含浸させてシート状とし、加熱処理して高
粘度状態とした幅３３０ｍｍ、厚さ１ｍｍのプリプレグ
シートを、断面１ｍ×１ｍの鉄筋コンクリート柱の各角
部に、鋼製のＬ部材（寸法：長さ１５０ｍｍ×１５０ｍ
ｍ、厚さ１０ｍｍ、外側角部のＲ：半径１０ｍｍ）を取
り付け、この上からプリプレグシートを６層巻き付けて
固定した。巻き付けられたプリプレグは、紫外線照射に
より硬化し、一度の施工で簡単に耐震補強することがで
きた。

【００２０】

【発明の効果】上記したように、本発明の耐震補強方法
は、光透過性の繊維を用いているため、光はプリプレグ
の深部まで達し、速やかに硬化させることができ、一度
の作業で耐震補強を済ませることができる。さらに、屋
外での施工は太陽光でも硬化するため、極めて低コスト
で施工することができる。また、被補強面とプリプレグ
との間にＬ部材を配して空隙を設けることにより、被補
強面にひび割れやクラックが生じても、プリプレグ全体
に応力を分散させることができ、補強効果をより増大さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の耐震補強方法を示し、（ａ）は構築
物の壁面に、（ｂ）は鉄筋コンクリート柱に、プリプレ
グを貼り付け又は巻き付けて補強する様子を示す概略断
面図である。

【図２】 本発明の他の耐震補強方法を示し、（ａ）は
構築物の壁面の角部に、（ｂ）は鉄筋コンクリート柱の
角部に、Ｌ部材を配設してプリプレグを貼り付け又は巻
き付けて補強する様子を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１．・・・・プリプレグ ２．・・・・壁面 ３．・・・・鉄筋コンクリート柱 ４．・・・・Ｌ部材 ５．・・・・空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 薫 東京都渋谷区代々木二丁目二番二号 東日 本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 梶田 悦男 東京都荒川区東日暮里１丁目24番10号 サ ンコーテクノ株式会社内 (72)発明者 竹元 良紀 東京都荒川区東日暮里１丁目24番10号 サ ンコーテクノ株式会社内 Ｆターム(参考） 2E176 AA02 AA04 BB29 4F205 AA44 AD18 AH47 HA02 HA03 HA14 HA33 HA45 HB01 HB12 HC05 HC12 HC16 HL01 HT02 HT22

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構築物の壁面、鉄筋コンクリート柱等
   に、光を透過する強化繊維に光硬化性樹脂を含浸したプ
   リプレグを２層以上貼り付け又は巻き付けて、光照射も
   しくは太陽光により光硬化させて補強することを特徴と
   する耐震補強方法。
2. 【請求項２】 構築物の壁面、鉄筋コンクリート柱等の
   角部にＬ部材を配設し、この上から前記プリプレグを２
   層以上貼り付け又は巻き付けて、該プリプレグと被補強
   面との間に空隙を設けて補強する請求項１に記載の耐震
   補強方法。
3. 【請求項３】 前記Ｌ部材の外側角部に、半径１０ｍｍ
   以上の曲面が設けられている請求項２に記載の耐震補強
   方法。
4. 【請求項４】 前記光を透過する強化繊維が、ガラス繊
   維又は光を透過する有機繊維である請求項1に記載の耐
   震補強方法。
5. 【請求項５】 光硬化に紫外線を用いる請求項1乃至4の
   いずれかに記載の耐震補強方法。