(57)【要約】【課題】柱梁架構で囲まれた開口内に鋼板を取付け、この鋼板と一体に補強構造を構築することにより既存建物を補強する方法において、接着により取り付けられた鋼板と既存躯体との間のすべり破壊を防止する。【解決手段】予め、コンクリート造の柱梁架構の柱２、梁、及び床の表面に凹凸部２Ａを形成しておき、この凹凸部２Ａが形成された部分にアンカー２６Ａが立設された鋼板２３Ａを接着剤２４により接着し、アンカー２６Ａが内部に埋設されるように、コンクリートブロック１２を組積して耐震壁１１を構築する。【選択図】図３
2010126999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート造の既存躯体の開口部内に、鋼材を含んでなる補強構造を、前記鋼材を接着剤により前記開口部の内周面に接着することにより固定して、前記既存躯体を補強する既存躯体の補強方法であって、
予め、前記既存躯体の開口部の内周面の、前記鋼材を接着する部分に凹部を設けておくことを特徴とする既存躯体の補強方法。
【請求項２】
請求項１記載の補強方法であって、
前記補強構造は、前記開口部の内周面に接着剤により接着され、接続鉄筋が立設された接続鋼板と、
前記接続鉄筋が内部に埋設されるように構築された耐震壁とにより構成されることを特徴とする既存躯体の補強方法。
【請求項３】
請求項１記載の補強方法であって、
前記補強構造は、前記既存躯体の開口のうち少なくとも上下の面に取り付けられた周辺部と、前記開口の上下に取り付けられた前記周辺部を接続するように設けられたブレース部と、により構成され、前記周辺部及び前記ブレース部にあたる部分に鋼材からなる枠材を配置し、前記枠材と一体となるようにセメント系材料を打設してなる補強構造からなり、
前記周辺部を構成する枠材が前記開口部の内周面に接着剤により貼付されていることを特徴とする既存躯体の補強方法。
【請求項４】
コンクリート造の既存躯体の開口部内に構築された鋼材を含んでなる既存躯体の補強構造であって、
前記既存躯体の開口部の内周面の、前記鋼材が接着される部分には凹部が形成され、
前記鋼材を接着剤により前記既存躯体の開口部の内周面に接着することにより、前記開口部に固定されたことを特徴とする既存躯体の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート造の既存躯体の開口内の内周面に接着剤により接着された鋼材を含んでなる補強構造を構築することにより既存躯体を補強する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンクリート造の既存建物を耐震補強する方法として、建物の柱梁架構で囲まれた開口内に鉄筋コンクリート造の耐震壁を構築する方法が用いられている。このような方法では、耐震壁を柱梁架構と接続するため、柱梁架構の内周面にアンカーを打設しておき、このアンカーが埋め込まれるように耐震壁を構築していた。しかしながら、アンカーを打設する際に、大きな振動と騒音が発生するため、建物を利用した状態での施工には適していない。
【０００３】
そこで、本願出願人らは、柱梁架構の開口内に接合鉄筋が立設された鋼板を接着剤により貼付し、接合鉄筋が埋設されるように耐震壁を構築する方法を提案している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。かかる方法によれば、アンカーの打設作業が不要となるため、施工の際に大きな振動や騒音が発生するのを防止できる。
【特許文献１】特開２００４―２５０９０４号公報
【特許文献２】特開２００８―２０８６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような耐震壁と鋼板との間に接着剤が介装された接続部においては、鋼板と接着剤との界面における付着強度に比べて、既存建物の柱梁架構を構成するコンクリートと接着剤との界面における付着強度が小さいため、コンクリートと接着剤との界面においてすべり破壊が生じ易いという問題があった。
【０００５】
また、このようなすべり破壊を防止すべく、鋼板に孔を設けるとともに、柱梁架構にアンカーを打設しておき、アンカーが孔を通るように鋼板を配置し、ボルトにより鋼板を固定する方法が考えられる。しかし、この方法では、アンカーを所定の位置に精度良く打設する必要があるため、施工に手間がかかる。また、施工の際に振動や騒音が発生してしまう。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、柱梁架構で囲まれた開口内に鋼板を取付け、この鋼板と一体に補強構造を構築することにより既存建物を補強するにあたり、接着により取り付けられた鋼板と既存躯体との間の耐力を向上させ、すべり破壊を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の既存躯体の補強方法は、コンクリート造の既存躯体の開口部内に、鋼材を含んでなる補強構造を、前記鋼材を接着剤により前記開口部の内周面に接着することにより固定して、前記既存躯体を補強する躯体の補強方法であって、予め、前記既存躯体の開口部の内周面に凹部を設けておくことを特徴とする。
【０００８】
上記の補強方法において、前記補強構造は、前記開口部の内周面に接着剤により接着され、接続鉄筋が立設された接続鋼板と、前記接続鉄筋が内部に埋設されるように構築された耐震壁とにより構成されてもよい。
【０００９】
また、前記補強構造は、前記既存躯体の開口のうち少なくとも上下の面に取り付けられた周辺部と、前記開口の上下に取り付けられた前記周辺部を接続するように設けられたブレース部と、により構成され、前記周辺部及び前記ブレース部にあたる部分に鋼材からなる枠材を配置し、前記枠材と一体となるようにセメント系材料を打設してなる補強構造からなり、前記周辺部を構成する枠材が前記開口部の内周面に接着剤により貼付されていてもよい。
【００１０】
また、本発明の既存躯体の補強構造は、コンクリート造の既存躯体の開口部内に構築された鋼材を含んでなる補強構造であって、前記既存躯体の開口部の内周面には凹部が形成され、前記鋼材を接着剤により前記既存躯体の開口部の内周面に接着することにより、前記開口部に固定されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、躯体を構成するコンクリートの表面に凹部を形成することにより、躯体を構成するコンクリートと接着剤との間の付着力が向上し、すべり破壊が生じるのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の既存躯体の補強方法の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の既存躯体の補強方法により補強された柱梁架構１０を示す正面図である。本実施形態の既存躯体の補強方法は、図１に示すように、鉄筋コンクリート造の建物の柱梁架構１０で囲まれた開口３０内にコンクリートブロック造の耐震壁１１を構築することにより、柱梁架構１０を補強する方法である。耐震壁１１は、例えば、複数のコンクリートブロック１２を縦横に組積することにより構成されており、コンクリートブロック１２同士の継ぎ目に沿って、縦筋及び横筋が配筋されている。
【００１３】
図２は、コンクリートブロック１２を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。同図に示すように、コンクリートブロック１２は上記の縦横の区画線で囲われた大きさの長方形のブロックであって、その上下左右の面には、隣接するブロックとの継ぎ目位置において横筋及び縦筋を挿通させるための半円状の目地溝１２Ａが形成されている。
【００１４】
図３（Ａ）は、柱２と耐震壁１１の接合構造２０Ａを示す水平断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図であり、（Ｃ）は同図（Ｂ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。同図に示すように、柱２の表面には、長ナット２５が溶接接続された鋼板２３Ａが接着剤２４により貼着され、この長ナット２５に横アンカー２６Ａが接続されている。耐震壁１１は横アンカー２６Ａが内部に埋め込まれるように構築されている。柱２の表面には鉛直方向に間隔を開けて、円形状の凹部２Ａが形成されている。そして、鋼板２３Ａを接着するための接着剤２４は、柱２を構成するコンクリートの表面に形成された凹部２Ａ内に入り込んだ状態で硬化している。
【００１５】
また、図４（Ａ）は、床３又は梁１と耐震壁１１の接合構造２０Ｂを示す鉛直断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。同図に示すように、床３及び梁１と耐震壁１１の接合構造２０Ｂは、柱２と耐震壁１１の接合構造２０Ａと略同様の構成であるが、この接合構造２０Ｂでは、縦アンカー２６Ｂが鋼板２３Ｂに直接溶接により取り付けられている。また、床３又は梁１の表面には水平方向に間隔を開けて、円形状の凹部３Ａ、１Ａが形成されている。そして、鋼板２３Ｂを接着するための接着剤２４は、床３及び梁１を構成するコンクリートの表面に形成された凹部３Ａ，１Ａ内に入り込んだ状態で硬化している。
【００１６】
このように、鋼板２３Ａ，２３Ｂを接着するための接着剤２４が躯体（すなわち、梁１、柱２、床３）を構成するコンクリートの表面に形成された凹部２Ａ，１Ａ、３Ａ内に入り込んだ状態で硬化することにより、接着剤２４と躯体を構成するコンクリートとの間のせん断方向の付着強度が向上され、接着剤２４と躯体を構成するコンクリートとの間ですべり破壊が生じるのを防止できる。
【００１７】
以下、本実施形態の補強構造２０を構築する方法を説明する。
まず、柱梁架構１０を構成する梁１、柱２、床３の内周面の鋼板２３Ａ，２３Ｂが取り付けられるべき位置に、ダイヤモンドホイールなどを用いて間隔を開けて複数の凹部１Ａ，２Ａ，３Ａを形成する。
【００１８】
次に、図５に示すように、耐震壁１１を構築すべき柱梁架構１０の梁１、柱２、及び床３の内周面の凹部１Ａ，２Ａ、３Ａが形成された位置に鋼板２３Ａ，２３Ｂを接着剤２４により貼着する。このとき、床３及び梁１には、縦アンカー２６Ｂが溶接接続された鋼板２３Ｂを、縦アンカー２６Ｂがコンクリートブロック１２同士の継ぎ目に相当する位置に配置されるように貼着する。また、柱２には長ナット２５が溶接により取付けられた鋼板２３Ａを長ナット２５が区画線に沿うように貼着する。鋼板２３Ａ，２３Ｂを貼着する接着剤２４としては、エポキシ樹脂などを用いることができる。
【００１９】
次に、コンクリートブロック１２を組積する。図６は、コンクリートブロック１２を組積する方法を説明するための図である。
まず、図６（Ａ）に示すように、最初のコンクリートブロック１２を床３と柱２の入隅部に配置する。この時、長ナット２５はコンクリートブロック１２の目地溝１２Ａより突出せず、また、床３より突出する縦アンカー２６Ｂは目地溝１２Ａの半円中心に突出しているため、干渉されることなくコンクリートブロック１２を設置できる。
【００２０】
その後、他方側の柱２までコンクリートブロック１２を配置する。この際、コンクリートブロック１２の厚みは鋼板２３Ｂの幅と等しいため、鋼板２３Ｂに合わせてコンクリートブロック１２を配置することで、コンクリートブロック１２を正確に配列できる。
【００２１】
一段目の配列後、図６（Ｂ）に示すように、柱２に貼付された鋼板２３Ａに取付けられた長ナット２５に横アンカー２６Ａをねじ込み固定する。このねじ込み作業は、コンクリートブロック１２の上側の目地溝１２Ａによる空間内で行えるため無理なく行うことができる。
【００２２】
その後、縦アンカー２６Ｂに縦筋２７Ｂを番線により接続する。また、同様に横アンカー２６Ａにも横筋２７Ａを接続し、これらの縦筋２７Ｂ及び横筋２７Ａを交差位置において番線などで結束した後、コンクリートブロック１２の目地溝１２Ａ内に目地コンクリートを充填する。これにより第１段目のコンクリートブロック列が完成する。
【００２３】
さらに、その後、図６（Ｃ）に示すように２段目以降のコンクリートブロック１２の組積を行うが、第１段目と同様な手順で組積すればよい。以降、最上段に到達するまでコンクリートブロック１２の組積、縦筋２７Ｂ及び横筋２７Ａの配筋、及び目地コンクリートの充填を繰り返すことにより図６（Ｄ）に示すように、耐震壁１１を構築することができる。
【００２４】
以上の工程により耐震壁１１と柱梁架構１０とが一体となり、柱梁架構１０の耐震補強が完了する。
【００２５】
本実施形態によれば、既存躯体（梁１、柱２及び床３）の表面に凹部１Ａ，２Ａ、３Ａを形成しておくことで、接着剤２４と既存躯体の間の付着強度が向上するため、既存躯体と接着剤２４との間ですべり破壊が生じることを防止できる。これにより、既存躯体と接着剤２４との間にも、鋼板２３Ａ，２３Ｂと接着剤２４との付着強度と同程度の付着強度を期待することができ、補強構造全体としての強度が向上される。
【００２６】
また、鋼板を躯体に打設したアンカーにより固定する方法では、アンカーを所定の位置に精度良く打設する必要があったが、本実施形態では、凹部１Ａ，２Ａ，３Ａを形成する際に高い位置精度が求められないため、手間をかけずに施工することができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、柱梁架構１０の開口の内周に円形の凹部１Ａ，２Ａ，３Ａを形成したが、凹部１Ａ，２Ａ，３Ａの形状はこれに限らず、矩形状等にしてもよいし、複数列に並べて形成してもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、補強構造として、柱梁架構１０の開口の内周面にアンカー２６Ａ，２６Ｂが立設された鋼板２３Ａ，２３Ｂを接着剤２４により取付け、アンカー２６Ａ，２６Ｂが内部に埋め込まれるようにコンクリートブロック１２を縦横に接続してなる耐震壁１１を構築する場合について説明したが、例えば、現場において配筋及びコンクリートの打設作業を行うことにより耐震壁を構築する方法においても、本発明を適用することができ、要するに耐震壁の構築方法は上記の実施形態に限られない。
さらに、本発明は、柱梁架構内に耐震壁を構築してなる補強構造に限らず、鋼材を柱梁架構の内周に接着してなる補強構造であれば適用することができる。
【００２９】
図７は、別の実施形態の補強構造を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は、鉛直断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ´断面図、（Ｄ）は（Ａ）におけるＤ−Ｄ´断面図である。同図に示すように、本実施形態では、柱梁架構１０に沿って取り付けられた周辺枠１２０と、周辺枠１２０の上辺の中央部と、下方の両コーナー部とを結ぶように設けられた一対のブレース部材１３０とにより構成される。
【００３０】
周辺枠１２０は、複数に分割された断面矩形状の角鋼管１２１と、角鋼管１２１内及び隣接する角鋼管１２１の間の隙間に打設されたモルタルグラウト１２２と、隣接する角鋼管１２１の間に亘ってモルタルグラウト１２２内に埋設された接合鉄筋１２３と、により構成される。角鋼管１２１は柱梁架構１０の開口内側の面に沿って枠状に配置され、接着剤２４により接着されている。
【００３１】
モルタルグラウト１２２は、各角鋼管１２１の内部及び隣接する角鋼管１２１の隙間に打設されている。周辺枠１２０に作用する圧縮荷重は主にモルタルグラウト１２２が負担する。なお、モルタルグラウト１２２は、角鋼管１２１により囲繞されて、拘束されているため、圧縮耐力が向上されている。
【００３２】
接合鉄筋１２３は、隣接する角鋼管１２１の間に亘ってモルタルグラウト１２２内に埋設されている。隣接する角鋼管１２１の一方に作用した応力は、鉄筋の重ね継手と同様に、モルタルグラウト１２２を介して接合鉄筋１２３に伝達され、接合鉄筋１２３からモルタルグラウト１２２を介して他方の角鋼管１２１に伝達される。このようにして、隣り合う角鋼管１２１の間での引張応力の伝達が可能となり、周辺枠１２０に作用する引張応力を角鋼管１２１及び接合鉄筋１２３により負担することができる。
【００３３】
このように、周辺枠１２０を構成する角鋼管１２１、モルタルグラウト１２２、及び接合鉄筋１２３は一体となって、応力を負担することが可能となり枠状の構造として機能する。また、周辺枠１２０は角鋼管１２１の外周面が接着剤２３により柱梁架構１０の内側の面に接着されており、柱梁架構１０と一体となっている。
【００３４】
ブレース部材１３０は、断面矩形状の鋼管１３１と、鋼管１３１内に充填され、鋼管１３１と一体となって硬化したモルタルグラウト１３２とから構成される。ブレース部材１３０に作用する圧縮荷重は、主にモルタルグラウト１３２が負担し、引張荷重は主に鋼管１３１が負担する。さらに、鋼管１３１がモルタルグラウト１３２を囲繞した状態で拘束しているため、ブレース部材１３０の圧縮耐力が向上されている。
【００３５】
かかる補強構造により柱梁架構１０を補強する場合にも、補強構造の角鋼管１２１と柱梁架構１０の内周面との間において、角鋼管１２１と接着剤２４との間の付着力に比べて、柱梁架構１０の内周面と接着剤２４との間の付着力が小さいという問題が生じる。このため、上記の実施形態と同様に、柱梁架構１０の内周面に凹部を形成しておくことで、接着剤２４と柱梁架構１０との間のせん断方向の付着強度が向上されることとなり、接着剤２４と柱梁架構１０を構成するコンクリートとの間ですべり破壊が生じるのを防止できる。
【００３６】
なお、上記の実施形態では、周辺枠１２０を構成する枠材として角鋼管１２１を用いているが、これに限らず、溝形鋼（チャンネル鋼）を用いる構成とすることも可能である。図８は、枠材として溝形鋼２２１を用いた場合の実施形態を示す図であり、（Ａ）は鉛直断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。なお、上記実施形態と同じ構成の部位については、同じ符号を付して説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、周辺枠１２０を構成する枠材として角鋼管１２１に替えて溝形鋼２２１を用いており、溝形鋼２２１が柱梁架構１０に接着剤２４により取り付けられている。溝形鋼２２１を用いる場合には、モルタルグラウト１２２と溝形鋼２２１との付着を確保するため、溝形鋼２２１の内面にスタッド２２４を取付けておく。かかる構成の補強構造を構築する場合であっても、柱梁架構１０の内周面に凹部を形成しておくことで、接着剤２４と柱梁架構１０の表面との間ですべり破壊が生じるのを防止できる。
【００３７】
さらに、図６及び図７に示す実施形態では、周辺枠１２０を柱梁架構１０の内周に沿って全周に設けたが、これに限らず、図９に示すように、周辺枠１２０を開口３０の上下に当たる部分のみに設けるものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態の既存躯体の補強方法により補強された柱梁架構を示す正面図である。
【図２】コンクリートブロックを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図３】（Ａ）は、柱と耐震壁の接合構造を示す水平断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図であり、（Ｃ）は同図（Ｂ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。
【図４】（Ａ）は、床又は梁と耐震壁の接合構造を示す鉛直断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図であり、（Ｃ）は同図（Ｂ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。
【図５】鋼板を貼付した状態の柱梁架構を示す図である。
【図６】コンクリートブロックを組積する方法を説明するための図である。
【図７】別の実施形態の補強構造を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は、鉛直断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ´断面図、（Ｄ）は（Ａ）におけるＤ−Ｄ´断面図である。
【図８】枠材として溝形鋼を用いた場合の実施形態を示す図であり、（Ａ）は鉛直断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。
【図９】周辺枠を柱梁架構の開口の上下に当たる部分のみに設けた場合を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  梁
１Ａ，２Ａ、３Ａ  凹部
２  柱                                  ３  床
１０  柱梁架構                          １１  耐震壁
１２  コンクリートブロック              １２Ａ  目地溝
２０  補強構造                          ２０Ａ、２０Ｂ  接合構造
２３Ａ，２３Ｂ  鋼板                    ２４  接着剤
２５  長ナット                          ２６Ａ  横アンカー
２６Ｂ  縦アンカー                      ２７Ａ  横筋
２７Ｂ  縦筋                            ３０  開口
１２０  周辺枠                          １２１  角鋼管
１２２  モルタルグラウト                １２３  接合鉄筋
１３０  ブレース部材                    １３１  鋼管
１３２  モルタルグラウト                ２２１  溝型鋼
２２４  スタッド
【図１】
2010126999.tif 000003
【図２】
2010126999.tif 000004
【図３】
2010126999.tif 000005
【図４】
2010126999.tif 000006
【図５】
2010126999.tif 000007
【図６】
2010126999.tif 000008
【図７】
2010126999.tif 000009
【図８】
2010126999.tif 000010
【図９】
2010126999.tif 000011