(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設建物を補強するため、該建物を構成するコンクリート壁に水平方向所定間隔毎に上下方向に延在するスリットが、該スリットの上端部および下端部がそれぞれ上下の梁から所定寸法離れて位置するよう形成されるとともに、繊維シートが隣接する前記スリット間のコンクリート壁面に上下方向に延在するように貼着され、また前記スリットの上端部および下端部とそれぞれ上下の梁との間のコンクリート壁面に水平方向に延在するように貼着されていることを特徴とする既設建物の補強構造。
【請求項２】
請求項１記載の既設建物の補強構造において、前記繊維シートに、これを構成する繊維の延在する方向が上下方向であるものが用いられていることを特徴とする既設建物の補強構造。
【請求項３】
請求項１記載の既設建物の補強構造において、前記繊維シートに、これを構成する繊維の延在する方向が上下方向及び水平方向の二方向であるものが用いられていることを特徴とする既設建物の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば既設のビル等の耐震性を向上させるときに用いて好適な既設建物の補強構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、既設のビル等の建物を補強するには、柱梁間に鉄骨製の補強ユニットを配設したり、柱梁に沿って鉄骨製の補強フレームを配する等、種々の補強構造が用いられている。
【０００３】
補強すべき建物が耐震壁等のコンクリート壁を備えているものである場合には、このような補強構造の一種として、図７に示すように、既設のコンクリート壁１の一面側あるは両面側に鉄筋を配筋してコンクリート２を増打ちすることによって、コンクリート壁１を補強するものがある。
【０００４】
また、他の補強構造として、図８に示すように、コンクリート壁１の壁面に炭素繊維等から形成された繊維シート４を張り付けるものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の既設建物の補強構造には、以下のような問題が存在する。
まず、図７に示したように、コンクリート壁１にコンクリート２を増し打ちする補強構造は、重量が増加しすぎて適用することができないこともある。また、コンクリート壁１の補強に伴いその剛性が向上するため、コンクリート壁１での応力負担がますます増加し、その結果コンクリート壁１には大幅な補強を図らなければならなくなる。そして、このように補強したコンクリート壁１と柱梁からなるフレーム５との変形性能がマッチングせず、地震等により過大な水平外力が作用したときには、フレーム５よりもコンクリート壁１の方が先行して崩壊してしまう。このように、コンクリート２を増し打ちする補強構造では、既設建物全体の耐震性能を有効に向上させることが困難となってしまっている。
加えて、施工時には、アンカー６を打設する際やコンクリート壁１を目荒らしする際の騒音や粉塵も問題となる。また、垂直面へのコンクリート２の打設となるため、打設が難しく、周囲が汚れてしまうという問題もある。
【０００６】
また、図８に示したように、コンクリート壁１に繊維シート４を貼着する補強構造では、コンクリート壁１自体の補強はできるが、その周囲の柱梁からなるフレーム５の補強を図ることができないため、大地震時等にはコンクリート壁１とフレーム５との境界部分でスリップ破壊（図８（ｂ）参照）が生じてしまい、有効な補強構造とは言い切れなかった。
【０００７】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、耐震性能を大幅に向上させることのできる既設建物の補強構造を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、既設建物を補強するため、該建物を構成するコンクリート壁に水平方向所定間隔毎に上下方向に延在するスリットが、該スリットの上端部および下端部がそれぞれ上下の梁から所定寸法離れて位置するよう形成されるとともに、繊維シートが隣接する前記スリット間のコンクリート壁面に上下方向に延在するように貼着され、また前記スリットの上端部および下端部とそれぞれ上下の梁との間のコンクリート壁面に水平方向に延在するように貼着されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の既設建物の補強構造において、前記繊維シートに、これを構成する繊維の延在する方向が上下方向であるものが用いられていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の既設建物の補強構造において、前記繊維シートに、これを構成する繊維の延在する方向が上下方向及び水平方向の二方向であるものが用いられていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る既設建物の補強構造の実施の形態の一例を、図１ないし図４を参照して説明する。
図１ないし図３において、符号１１は例えば鉄筋コンクリート造のラーメン構造からなる既設建物、１２は柱、１３は梁、１４は耐震壁（コンクリート壁）である。
【００１２】
図１に示すように、既設建物１１を補強した後における構造では、耐震壁１４には、水平方向所定間隔毎に、上下方向に延在するスリット１５、１５、…が形成されている。各スリット１５は、その上端部，下端部がそれぞれ上下の梁１３，１３から所定寸法離れて位置するよう形成されている。
【００１３】
そして、この耐震壁１４には、その両面に繊維シート１６が接着剤等で貼着されている。この繊維シート１６は、上下方向に延在するよう貼着された縦方向シート１６Ａと、水平方向に延在する横方向シート１６Ｂとから構成されている。各縦方向シート１６Ａは、互いに隣接するスリット１５，１５間に貼着されている。また各横方向シート１６Ｂは、梁１３と、スリット１５，１５，…の下端部との間に貼着されている。このようにして、繊維シート１６は、耐震壁１４にスリット１５，１５，…を避けて貼着された構成となっている。
【００１４】
この繊維シート１６には、例えば炭素繊維やアラミド繊維，ガラス繊維等から形成されており、その繊維方向は、縦方向シート１６Ａが鉛直方向、横方向シート１６Ｂが水平方向となるように設定されている。
【００１５】
このような構成からなる既設建物１１の耐震壁１４の補強構造において、耐震壁１４は、その中間部１４Ａがスリット１５，１５，…によりいわば短冊状の柱が複数並設された形態となっており、いわゆる一枚物となっている上部１４Ｂ、下部１４Ｃに比較してその耐力が低くなっている。
【００１６】
上記補強構造を既設建物１１に施すには、まず、図２に示すように、超高圧水やダイヤモンドカッタなどを用い、耐震壁１４の所定位置にスリット１５，１５，…を形成する。そして、各スリット１５には、防錆のため弾性を有したシール材（図示なし）を充填する。
次いで、図１に示したように、耐震壁１４の所定位置に縦方向シート１６Ａ，横方向シート１６Ｂを接着剤等で貼着すればよい。
【００１７】
このような補強構造を適用して補強した既設建物１１においては、地震等により過大な外力が入力された場合には、その水平方向の荷重により、まず、繊維シート１６，１６間に挟まれた耐震壁１４の中間部１４Ａがスリット１５，１５，…の周囲から先行降伏しようとする。しかし、この耐震壁１４は繊維シート１６，１６間に挟まれているので、コンクリート中の鉄筋が降伏した後においても、繊維シート１６を構成する繊維がそれの延在する方向への伸びを抑え、これによって耐震壁１４の変位を拘束し、耐力を維持する。したがって耐震壁１４は繊維シート１６，１６間に充填されているのと同様の形態となり、変形・座屈が抑制されるようになっている。
【００１８】
さらに詳しく言えば、耐震壁１４が先行降伏するときには、図３（ａ）に示すように、スリット１５の隅角部からクラックＣ１が生じやすい。この部分においては、縦方向シート１６Ａと横方向シート１６Ｂとが重なって、繊維が縦方向と横方向の二方向に存在しているため、これによってこのスリット１５の隅角部が二方向に拘束されて補強されており、クラックＣ１の発生及び増長を抑えることができる。
【００１９】
また、図３（ｂ）に示すように、耐震壁１４に曲げ応力が作用した場合には、スリット１５の側方に略水平方向のクラックＣ２が生じやすいが、この部分においては縦方向シート１６Ａの縦方向の繊維が働き、これによって曲げに対する補強を図ることができる。
【００２０】
このような耐震壁１４は、繊維シート１６により、その靭性が向上してねばり強いものとなる。ここで、図４において符号イで示す線は耐震壁１４の変形性能、符号ロで示す線は従来の耐震壁の変形性能を示している。
【００２１】
上述した既設建物１１の補強構造では、耐震壁１４にスリット１５，１５，…が形成され、さらに耐震壁１４の両面に、スリット１５を避けて繊維シート１６が張設された構成となっている。さらに、繊維シート１６は、縦方向シート１６Ａと横方向シート１６Ｂとから構成され、スリット１５の側方には縦方向に延在する繊維を有する縦方向シート１６Ａが配設され、スリット１５の上下には横方向に延在する繊維からなる横方向シート１６Ｂが配設された構成となっている。このようにして既設建物１１の耐震壁１４に繊維シート１６を張設することにより、耐震壁１４が外力により変形しようとしたときには、繊維シート１６を構成する繊維によって、それが延在する方向への伸びを抑え、これによって耐震壁１４の変形を拘束して耐力を確保することができる。従って、既設建物１１の耐震性を効果的に向上させることができる。
このようにして既設建物１１の補強を図る場合、その施工に際しては、スリット１５を形成した後、耐震壁１４に繊維シート１６を単に張り付けるのみでよいので、騒音や粉塵、汚れ等を発生することもなく、容易かつ短期間で行うことができる。
【００２２】
しかも、既設の耐震壁１４にスリット１５，１５，…を形成することにより、耐震壁１４の中央部１４Ａの剛性を他の部分よりも低く設定することができ、地震等により過大な水平荷重が作用したときには、この部分から耐震壁１４Ａを先行降伏するようになる。このようなスリット１５の間隔や長さ等を適宜に設定することによって、補強後の耐震壁１４の応力・変形をコントロールすることができ、耐震壁１４と柱１２及び梁１３からなるフレームとのバランスを最適に設定することが可能となり、この結果、既設建物の耐震性を、より効果的に向上させることができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態において、繊維シート１６による補強は、既設建物１１の全ての耐震壁１４に施してもよいし、また例えば既設建物１１のコア部のみ、あるいは外周部のみ等、一部の耐震壁１４に施すようにしてもよい。
また、耐震壁１４だけでなく、通常のコンクリート壁についても、同様にして補強することができるのはいうまでもない。
さらに、耐震壁１４に形成するスリット１５については、その間隔や長さを限定するものではなく、補強後の耐震壁１４の剛性を調整するために適宜設定すればよい。
【００２４】
また、耐震壁１４に貼着させる繊維シート１６の縦方向シート１６Ａ，横方向シート１６Ｂに、それぞれ一方向に延在する繊維からなるものを用いたが、これを互いに直交する二方向の繊維からなるもので構成するようにしてもよい。この場合、耐震壁１４にせん断応力が作用した場合には、スリット１５の側方に斜めにクラックが生じやすいが、この部分においては、二方向の繊維が働き、これによってせん断に対する補強を有効に図ることができる。
さらに、繊維シート１６を縦方向シート１６Ａと横方向シート１６Ｂとからなる構成としたが、これを、図５に示すように、耐震壁１４の全面に一枚の繊維シート１６’を貼着させる構成としても良い。この場合においても、スリット１５の両側で耐震壁１４の変位を許容できるよう、繊維シート１６’を貼着させるための接着剤等をスリット１５を避けて塗布するようにする。
また、さらなる補強を図りたい場合には、図６に示すように、繊維シート１６”をスリット１５，１５間の耐震壁１４の全周に巻き付ける構成としてもよい。
【００２５】
もちろん、繊維シート１６を構成する繊維の材質については、要求される補強の度合いに応じて適宜選択すればよく上記に挙げた以外のものを採用することも可能である。
【００２６】
加えて、スリット１５に弾性を有するシール材を充填する構成としたが、これはスリット１５の両側の耐震壁１４の変位を許容するものであれば、その材質を問うものではなく、例えばこれ以外に貧調合のモルタル等を用いても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る既設建物の補強構造によれば、既設建物を構成するコンクリート壁に水平方向所定間隔毎に上下方向に延在するスリットをスリットの上端部および下端部がそれぞれ上下の梁から所定寸法離れて位置するよう形成するとともに、繊維シートを、隣接するスリット間のコンクリート壁面に上下方向に延在するように貼着し、またスリットの上端部および下端部とそれぞれ上下の梁との間のコンクリート壁面に水平方向に延在するように貼着する構成とした。また、請求項２に係る既設建物の補強構造によれば、繊維シートを構成する繊維の延在する方向を上下方向とする構成とした。また、請求項３に係る既設建物の補強構造によれば、繊維シートを構成する繊維の延在する方向を上下方向及び水平方向の二方向とする構成とした。
このようにして既設のコンクリート壁面に繊維シートを貼着することにより、コンクリートが変形しようとしたときには、繊維シートを構成する繊維によって、それが延在する方向への伸びを抑え、これによって既設建物の耐震性を向上させることができる。
しかも、既設のコンクリート壁にスリットを形成することにより、コンクリート壁のこの部分の剛性を他の部分よりも低く設定することができ、地震等により過大な水平荷重が作用したときには、スリットを形成した部分のコンクリート壁から先行降伏させることができる。このようなスリットの間隔や長さ等を適宜に設定することによって、コンクリート壁の応力・変形をコントロールしてコンクリート壁とフレームとのバランスを最適に設定することが可能となり、この結果、既設建物の耐震性をより効果的に向上させることができる。
また、このような補強構造を用いて既設建物を補強するときには、コンクリート壁にスリットを形成した後、繊維シートを単に張り付けるのみでよいので、その施工に際しては、騒音や粉塵、汚れ等を発生することもなく、容易かつ短期間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る既設建物の補強構造の一例を示す立面図である。
【図２】前記補強構造を適用して既設建物の補強する場合の施工方法を示す図であって、前記建物を構成するコンクリート壁にスリットを形成した状態を示す立面図である。
【図３】地震等の外力が作用した場合の前記コンクリート壁の一部を示す立面図である。
【図４】前記コンクリート壁の変形性能を示す図である。
【図５】本発明に係る既設建物の補強構造の他の一例を示す立面図である。
【図６】本発明に係る既設建物の補強構造のさらに他の一例を示す立面図である。
【図７】従来の既設建物の補強構造の一例を示す側断面図である。
【図８】従来の既設建物の補強構造の他の一例を示す側断面図及びその構造を適用したコンクリート壁の変形性能を示す図である。
【符号の説明】
１１  既設建物
１４  耐震壁（コンクリート壁）
１５  スリット
１６  繊維シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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