(57)【要約】 【課題】    不同沈下や地震に対して無筋コンクリートの布基礎を補強する。【解決手段】本発明に係る基礎補強構造１は、無筋コンクリートからなる布基礎２の両側面３ａ，３ｂに該布基礎の立ち上がり部から天端まで所望の水平長さ範囲で繊維シートであるアラミド繊維シート４ａ，４ｂを接着してある。アラミド繊維シート４ａ，４ｂを接着する水平長さは、布基礎の全長とするのが望ましいが、布基礎には、通常、出隅部や入隅部が存在するので、かかる場合には適宜、分割接着するか、隅部、特に入隅部を金物等の押さえ部材で押さえながら連続接着すればよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無筋コンクリートからなる布基礎の両側面に該布基礎の立ち上がり部から天端まで所望の水平長さ範囲で繊維シートを接着することで、前記布基礎に生じる面内曲げモーメントによるひび割れ及び面外撓みによるひび割れを抑制するように構成したことを特徴とする基礎補強構造。
【請求項２】
無筋コンクリートからなる布基礎の屋外側側面のうち、立ち上がり部近傍と天端近傍に一対の繊維シートを上下二段で接着するとともに、該一対の繊維シートの中間高さであってかつ地盤面以上の高さが接着位置となるように、屋内側側面に繊維シートを接着したことを特徴とする基礎補強構造。
【請求項３】
前記繊維シートをアラミド繊維シートとした請求項１又は請求項２記載の基礎補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として住宅の布基礎を補強する際の基礎補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の住宅の基礎は、フーチングである底版に立設され該フーチングとともに逆Ｔ字状断面をなす鉄筋コンクリート（以下、ＲＣ）構造の布基礎として施工されることが多く、地盤沈下や地震に対して所定の強度を有する構造になっていることがほとんどであるが、古い住宅、具体的にはＲＣ基礎として施工すべき旨が法規で定められた昭和５６年より以前の住宅については、無筋コンクリート構造の布基礎が多い。
【０００３】
したがって、かかる無筋コンクリートの布基礎については、何らかの補強対策を施すのが望ましく、具体的には、既存の無筋コンクリートの布基礎にＲＣの増し打ちによる補強を行ったりすることが多い。
【０００４】
【特許文献１】特開平11-131494
【特許文献２】登実-3095525
【特許文献３】登実-3087712
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＲＣの増し打ちによる補強は工期的にも費用的にも実用的ではないという問題や、公知の方法では、既存建物の布基礎に対し、地震や不同沈下に起因する面内曲げモーメントに抵抗できるだけの補強を十分かつ効率的に行うことができないという問題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、不同沈下や地震に対して無筋コンクリートの布基礎を補強することが可能な基礎補強構造を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る基礎補強構造は請求項１に記載したように、無筋コンクリートからなる布基礎の両側面に該布基礎の立ち上がり部から天端まで所望の水平長さ範囲で繊維シートを接着することで、前記布基礎に生じる面内曲げモーメントによるひび割れ及び面外撓みによるひび割れを抑制するように構成したものである。
【０００８】
また、本発明に係る基礎補強構造は、無筋コンクリートからなる布基礎の屋外側側面のうち、立ち上がり部近傍と天端近傍に一対の繊維シートを上下二段で接着するとともに、該一対の繊維シートの中間高さであってかつ地盤面以上の高さが接着位置となるように、屋内側側面に繊維シートを接着したものである。
【０００９】
また、本発明に係る基礎補強構造は、前記繊維シートをアラミド繊維シートとしたものである。
【００１０】
無筋コンクリートにクラック（ひび割れ）が入るのはコンクリートの引張強度が小さいからに他ならないが、本出願人は、そもそもなぜ無筋コンクリートからなる布基礎に引張応力が発生するのかという点について基本に立ち戻り、中規模以上の建築物に見られる地中梁とも比較しながら検討を行った。
【００１１】
ここで、ＲＣ構造物における地中梁は、その名の通り、梁として構成してあり、不同沈下や地震による面内曲げモーメント（水平軸線回りの曲げモーメント）に対して抵抗できるように配筋量や配筋位置が設定されているが、無筋コンクリート基礎については、鉄筋が配筋されていないため、面内曲げモーメントが布基礎に作用したとき、その引張側となる箇所にひび割れが入る。
【００１２】
そして、面内曲げモーメントは、主として地耐力不足による不同沈下や地震時に柱に作用する引抜き力が原因で布基礎に強制変形や外力が作用し、それが原因で布基礎内に引張応力が発生しひび割れを生じることがわかった。
【００１３】
この点を踏まえれば、無筋コンクリートの布基礎側面に繊維シートを単に接着すれば足りることになる。
【００１４】
しかしながら、面内曲げモーメントが発生する状況で布基礎の一方の側だけに繊維シートを接着すると、布基礎の両側で引張抵抗力に大きな差が生じ、繊維シートを接着していない側にて布基礎が面外方向に撓み、その凸側に引張応力を生じてやはりひび割れを生じる懸念がある。
【００１５】
本出願人は、かかる着眼をもとに布基礎の両側面に該布基礎の立ち上がり部から天端まで所望の水平長さ範囲で繊維シートを接着することにより、面内曲げ抵抗が大幅に向上することを実験で確認し、かくして無筋コンクリートであっても不同沈下や地震によって生じる引張応力を繊維シートに負担させ無筋コンクリートにひび割れが生じるのを抑制することができるという知見を得るに至ったものである。
【００１６】
また、本出願人は、リフォーム工事において、一階床板を剥がしたり壁を一部撤去したりといった居住者の生活変更を余儀なくする事態を回避すべく、屋外側側面のうち、立ち上がり部近傍と天端近傍に一対の繊維シートを上下二段で接着するとともに、該一対の繊維シートの中間高さであってかつ地盤面以上の高さが接着位置となるように、屋内側側面に繊維シートを接着することで、屋外側と屋内側の引張強度を釣り合うようにしつつ、一階床下での作業を軽減し、リフォーム工事をさらに効率的に行うことができる新規な発明をなすに至った。
【００１７】
すなわち、本発明に係る基礎補強構造においては、無筋コンクリートからなる布基礎の両側面に該布基礎の立ち上がり部から天端まで所望の水平長さ範囲で繊維シートを接着したものであり、かかる構成においては、無筋コンクリートに生じる引張応力を繊維シートが負担するため、無筋コンクリートにひび割れ、特に面内曲げモーメントによって基礎天端又は立ち上がり部に曲げひび割れが入るのを未然に防止することができるとともに、布基礎の両側面に接着するため、引張力が釣り合って面外方向、すなわち屋外側か又は室内側のいずれかに撓んで側面にひび割れが生じるといった懸念もない。
【００１８】
また、本発明に係る基礎補強構造においては、無筋コンクリートからなる布基礎の屋外側側面のうち、立ち上がり部近傍と天端近傍に一対の繊維シートを上下二段で接着するとともに、該一対の繊維シートの中間高さであってかつ地盤面以上の高さが接着位置となるように、屋内側側面に繊維シートを接着したものであり、かかる構成においては、上述した発明と同様の作用効果を奏するのに加えて、屋内側を施工する際、地盤を掘削する必要がないため、作業員の負担が軽減されリフォーム工事を効率よく行うことが可能となる。
【００１９】
繊維シートは、アラミド繊維シートのほか、炭素繊維シートなど引張強度の高い繊維をシート状に形成したものを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る基礎補強構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
（第１実施形態）
【００２２】
図１は、本実施形態に係る基礎補強構造を示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係る基礎補強構造１は、無筋コンクリートからなる布基礎２の両側面３ａ，３ｂに該布基礎の立ち上がり部から天端まで所望の水平長さ範囲で繊維シートであるアラミド繊維シート４ａ，４ｂを接着してある。なお、図示していないが、無筋コンクリートからなる布基礎２は、底版であるフーチングと一体のコンクリート構造として該フーチングに立設される場合と、フーチングはなく割栗石の上に直接設置されている場合とがある。
【００２３】
アラミド繊維シート４ａ，４ｂを接着する水平長さは、布基礎の全長とするのが望ましいが、布基礎には、通常、出隅部や入隅部が存在するので、かかる場合には適宜、分割接着するか、隅部、特に入隅部を金物等の押さえ部材で押さえながら連続接着すればよい。
【００２４】
本実施形態に係る基礎補強構造１を施工するには、まず、図１(b)に示すように屋外側の地盤を掘り下げて布基礎２の屋外側側面３ａを露出させる。
【００２５】
次に、屋外側側面３ａを清掃し、コンクリート表面の不陸調整などの下地処理を必要に応じて行った後、プライマー、下塗り用接着剤を順次塗布する。
【００２６】
次に、アラミド繊維シート４ａを接着した後、再度、その上から上塗り用接着剤を塗布し、必要に応じて塗装等で仕上げを行う。
【００２７】
一方、屋内側、すなわち一階床下でも同様な作業を行う。すなわち、同図(b)に示すように床下の地盤を掘り下げて布基礎２の屋内側側面３ｂを露出させる。
【００２８】
次に、布基礎２の屋内側側面３ｂを清掃し、コンクリート表面の不陸調整などの下地処理を必要に応じて行った後、プライマー、下塗り用接着剤を順次塗布する。
【００２９】
次に、アラミド繊維シート４ｂを接着した後、再度、その上から上塗り用接着剤を塗布する。
【００３０】
アラミド繊維シート４ａ，４ｂを施工した後は、掘り下げた地盤を埋め戻し、補強工事を完了する。なお、接着剤の種類やアラミド繊維シート４ａの詳細な接着方法については、公知の手段から適宜選択すればよい。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態に係る基礎補強構造１によれば、無筋コンクリートの布基礎２に生じる引張応力をアラミド繊維シート４ａ，４ｂが負担するため、無筋コンクリートからなる布基礎２にひび割れ、特に面内曲げモーメントによって基礎天端又は立ち上がり部に曲げひび割れが入るのを未然に防止することができる。
【００３２】
図２(a)は、アラミド繊維シート４ａ，４ｂを施工しない場合、地耐力不足の地盤反力と柱からの鉛直荷重により、又は不同沈下による強制変形を受けることによって布基礎２に生じる面内曲げモーメントを示した曲げモーメント図、同図(b)は同図(a)の中央の柱近傍において布基礎２に生じる曲げひび割れの様子を示した側面図、同図(c)は同図(a)の両端の柱近傍において布基礎２に生じる曲げひび割れの様子を示した側面図である。
【００３３】
また、本実施形態に係る基礎補強構造１によれば、布基礎２の両側面にアラミド繊維シート４ａ，４ｂを接着するため、引張力が釣り合って面外方向、すなわち屋外側か又は室内側のいずれかに撓んで側面にひび割れが生じるといった懸念もない。
【００３４】
図３は、布基礎２の屋外側側面３ａだけにアラミド繊維シート４ａを施工した場合、面外方向の撓みによって布基礎２に生じる曲げひび割れの様子を示した水平断面図である。
【００３５】
本発明に係る基礎補強構造の作用効果を実証するため、曲げ加力試験を行った。
【００３６】
まず、長さ３，０００ｍｍ、高さ４００ｍｍ、幅約１２０ｍｍの無筋コンクリートを試験体とし、かかる試験体を両端支持した状態で中央近傍に鉛直荷重を加える曲げ加力試験を行った結果、１８ｋＮで破壊した。
【００３７】
次に、同じ形状の無筋コンクリートの片面にアラミド繊維シートを全面に接着した試験体に対し同様に曲げ加力試験を行った結果、約２５ｋＮまで耐力が伸び、アラミド繊維シートを両面に接着した試験体（一方の面には全面接着し、他方の面には中央近傍のみ接着）では、６２ｋＮの耐荷重性を示した。
【００３８】
ちなみに、現行基準のＲＣ基礎を想定した同形状の試験体では４２ｋＮで破壊しており、アラミド繊維シートを両面に接着することでＲＣ基礎よりも曲げに強い構造になることができることが実証できた。
【００３９】
図４に上述した曲げ加力試験の結果を示す。
【００４０】
（第２実施形態）
【００４１】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
図５は、本実施形態に係る基礎補強構造を示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係る基礎補強構造１１は、無筋コンクリートからなる布基礎２の屋外側側面３ａのうち、立ち上がり部近傍と天端近傍に繊維シートである一対のアラミド繊維シート１４ａ，１４ａを上下二段で接着するとともに、該一対のアラミド繊維シートの中間高さであってかつ地盤面以上の高さが接着位置となるように、屋内側側面３ｂにアラミド繊維シート１４ｂを接着してある。
【００４３】
アラミド繊維シート１４ａ，１４ａ及びアラミド繊維シート１４ｂを接着する水平長さは、布基礎の全長とするのが望ましいが、布基礎には、通常、出隅部や入隅部が存在するので、かかる場合には適宜、分割接着するか、隅部、特に入隅部を金物等の押さえ部材で押さえながら連続接着すればよい。
【００４４】
アラミド繊維シート１４ｂは上述したように、一対のアラミド繊維シート１４ａ，１４ａの中間高さであってかつ地盤面以上の高さが接着位置となるように位置決めするが、アラミド繊維シート１４ａ，１４ａの中間高さは、例えばそれらの幅の中心間の範囲とし、その範囲内でアラミド繊維シート１４ｂの幅中心がくるようにアラミド繊維シート１４ｂの接着位置を決定するようにすればよい。
【００４５】
なお、本実施形態では、屋内側の地盤を掘り下げないため、アラミド繊維シート１４ｂの下縁が地盤面以上となるようにする。
【００４６】
本実施形態に係る基礎補強構造１１を施工するには、まず、屋外側の地盤を掘り下げて布基礎２の屋外側側面３ａを露出させる。
【００４７】
次に、屋外側側面３ａを清掃し、コンクリート表面の不陸調整などの下地処理を必要に応じて行った後、プライマー、下塗り用接着剤を順次塗布する。
【００４８】
次に、アラミド繊維シート１４ａ，１４ａを上述したように上下二段にそれぞれ接着した後、再度、その上から上塗り用接着剤を塗布し、必要に応じて塗装等で仕上げを行う。
【００４９】
一方、屋内側、すなわち一階床下では、床下の地盤を掘り下げず、地盤面以上の高さにて布基礎２の屋内側側面３ｂにアラミド繊維シート１４ｂを接着する。
【００５０】
すなわち、布基礎２の屋内側側面３ｂを清掃し、コンクリート表面の不陸調整などの下地処理を必要に応じて行った後、プライマー、下塗り用接着剤を順次塗布する。
【００５１】
次に、アラミド繊維シート１４ｂを接着した後、再度、その上から上塗り用接着剤を塗布する。
【００５２】
アラミド繊維シート１４ａ，１４ａを施工した後は、屋外側にて掘り下げた地盤を埋め戻し、補強工事を完了する。なお、接着剤の種類やアラミド繊維シート１４ａ，１４ａ及びアラミド繊維シート１４ｂの詳細な接着方法については、公知の手段から適宜選択すればよい。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係る基礎補強構造１１によれば、無筋コンクリートからなる布基礎２の屋外側側面３ａのうち、立ち上がり部近傍と天端近傍に一対のアラミド繊維シート１４ａ，１４ａを上下二段で接着するとともに、該一対のアラミド繊維シートの中間高さであってかつ地盤面以上の高さが接着位置となるように、屋内側側面３ｂにアラミド繊維シート１４ｂを接着するようにしたので、上述した第１実施形態と同様の作用効果を奏するほか、屋内側での地盤掘削作業が必要なくなるため、一階床下での作業性が格段に向上するとともに、それに伴って一階床板を剥がしたり壁を一部撤去したりする必要性が確実になくなり、かくして、居住者の生活を変更することなく、リフォーム工事をより効率的に行うことが可能となる。
【００５４】
面内曲げモーメントによる曲げひび割れの様子や面外撓みによる曲げひび割れの様子は第１実施形態と同様であるが、面内曲げモーメントによる曲げひび割れは、図２(b)、(c)でわかるように布基礎２の立ち上がり部か、又は天端近傍であり、上下二段に配置されたアラミド繊維シート４ａ，４ａは、かかる曲げひび割れの発生を確実に防止することができる。
【００５５】
加えて、図３に示した面外撓みによる曲げひび割れについても、屋内側に接着されたアラミド繊維シート４ｂによって同様に防止されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態に係る基礎補強構造の図であり、(a)は側面図、(b)はＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】面内曲げモーメント図とそれによる曲げひび割れを示した図。
【図３】面外撓みによる曲げひび割れを示した図。
【図４】曲げ加力試験の結果を示したグラフ。
【図５】第２実施形態に係る基礎補強構造の図であり、(a)は側面図、(b)はＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１，１１                            基礎補強構造
２                                  布基礎
３ａ，３ｂ                          布基礎の側面
４ａ，４ｂ，１４ａ，１４ｂ          アラミド繊維シート（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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