(57)【要約】【課題】  接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造およびその接合体を用いた接合方法を提供すること。【解決手段】  柱１の外側に嵌合されるように配置される接合用鋼管２を介して梁３を接合し、柱１と接合用鋼管２との間隙５にモルタル等のセメント系充填材６を充填してなる柱１と梁３の接合構造において、前記接合用鋼管２の内面に解体用の軸方向空隙８を設けたことを特徴とする解体容易な柱と梁の接合構造とし、また、そのような構造の柱と梁の接合構造体を解体する場合に、接合用鋼管２を一つまたは複数の軸方向空隙８に沿って縦方向に溶断して、柱１と接合用鋼管２を含む梁側とを分離することを特徴とする軸方向空隙８を備えた接合用鋼管２を有する解体容易な柱と梁の接合構造体の解体方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱の外側に嵌合されるように配置される接合用鋼管を介して梁を接合し、柱と接合用鋼管との間隙にモルタル等のセメント系充填材を充填してなる柱と梁の接合構造において、前記接合用鋼管の内面に解体用の軸方向空隙を備えたことを特徴とする軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造。
【請求項２】
接合用鋼管の内面と柱の外面に、それぞれずれ止め材が設けられ、センメント系充填材および前記ずれ止め材を介して接合用鋼管が支持されていることを特徴とする請求項１に記載の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造。
【請求項３】
柱の周囲に着脱自在に取り付けられる支持部材に載置されて接合用鋼管が支持され、接合用鋼管の内面と柱の外面にずれ止め材が設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造。
【請求項４】
接合用鋼管と柱との間に周方向に間隔をおいて、セメント系充填材を縦方向に分断する複数の分離材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造。
【請求項５】
請求項１〜請求項２の柱と梁の接合構造を有する接合構造体を解体する場合に、複数の軸方向空隙に沿って接合用鋼管を軸方向に複数箇所で溶断して、柱と接合用鋼管を含む梁側とを分離することを特徴とする解体方法。
【請求項６】
請求項３〜請求項４の柱と梁の接合構造を有する接合構造体を解体する場合に、一つの軸方向空隙に沿って接合用鋼管を軸方向に溶断して外側に拡開し、柱と接合用鋼管との間のセメント系充填材を取り除き、拡開した接合用鋼管を柱に遊嵌させた状態で梁と共に作業床まで下降移動した後、作業床において接合用鋼管を溶断して複数に分割し、柱と接合用鋼管を含む梁側とを分離して解体することを特徴とする解体方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱と梁の接合構造およびその構造体の解体方法に関し、特に、軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造およびその構造体の解体方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、柱と梁とを接合する場合の構造として、（Ａ）柱の外側に梁を接合した接合用鋼管を配置し、柱と接合用鋼管との間隙にモルタル等の充填材を充填することで、接合用鋼管と柱の間隙を利用した施工誤差吸収による建築躯体の施工省力化を図る構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、（Ｂ）柱と梁を接合する接合用鋼管の間隙に鋼材よりも融点の低い合金充填材を用い、その融点の低い合金充填材を加熱溶融することで、柱と梁を解体し、部材リユース性を確保するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、（Ｃ）コンクリート充填鋼管柱における上下柱梁接合部の中間位置において鋼管内面の周方向にリング状の空隙またはこれに相当する可燃性材料等のスペーサを設けるようにし、鋼管柱の周方向全長を溶断すると共に、鋼管柱内部の充填コンクリートを破壊し、運搬可能な小片に分離解体することを可能にしたコンクリート充填鋼管柱も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３２８１９６７号公報
【特許文献２】特開２００４−３６６８５号公報
【特許文献３】特開平３−２１２５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記（Ａ）の充填材にモルタル等を用いた接合構造の場合には、解体のための特段の対策はなされていないため、解体手間が大きいという問題がある。
【０００６】
前記（Ｂ）の場合は、施工現場で金属を溶かすという作業には高度な安全上の配慮が必要となる。また、火災時に合金充填材が溶融してしまうため、柱と梁の接合構造が構造的に不安定になるという問題がある。
【０００７】
前記（Ｃ）の場合には、柱内面の周方向に空隙またはこれに相当する材料の設置により、周方向に空隙を設けないで可燃性ガスを用いて鋼材を溶断する場合に比べて、柱内の充填コンクリートにより可燃性ガス炎の鋼材裏面へ抜ける回り込みが阻害されるという鋼材の溶断阻害要因を解決し、鋼管の周方向の溶断を容易にしている。しかしながら、鋼管柱中間部を溶断した上で鋼管柱内のコンクリートを破壊し、運搬可能な小片に分離解体するので、コンクリート充填鋼管柱は部品として使用できなくなる。すなわち、材料ベースまで細かく破壊する材料リサイクルを前提としており、部材リユースには対応しないという問題がある。
【０００８】
短鋼管等の接合用鋼管を用いる柱と梁の接合構造では、接合用鋼管と柱の間隙を利用して施工誤差吸収ができるため、建築躯体の施工省力化を可能にするという利点がある。また、接合用鋼管および充填材を取り外せば、柱と梁の部材リユースができるという利点がある。さらに、柱と接合用鋼管の間隙にセメント系充填材を充填する場合には、低融点の合金充填材の場合に比べて、火災時でも溶融することなく構造的に不安定になりにくいという利点がある。
【０００９】
しかしながら、土木建築で一般的に採用される可燃性ガスを用い鋼材を溶断するという解体手法は、セメント系充填材がガスの貫通を妨げるため、そのままでは適用するのが困難であるという課題を有する。
【００１０】
本発明は、接合用鋼管と柱の間隙を用いた施工誤差吸収による建築躯体の施工省力化を可能にする利点、合金充填材よりも火災時に構造的に不安定になりにくいセメント系充填材の利点を活かした上で、解体が容易であると共に柱および梁の部材をそのままリユース可能な、軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造およびその接合構造体の解体方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造は、柱の外側に嵌合されるように配置される接合用鋼管を介して梁を接合し、柱と接合用鋼管との間隙にモルタル等のセメント系充填材を充填してなる柱と梁の接合構造において、前記接合用鋼管の内面に解体用の軸方向空隙を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、第２発明の接合構造は、第１発明の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造において、接合用鋼管の内面と柱の外面に、それぞれずれ止め材が設けられ、センメント系充填材および前記ずれ止め材を介して接合用鋼管が支持されていることを特徴とする。
【００１３】
また、第３発明の接合構造は、第１発明の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造において、柱の周囲に着脱自在に取り付けられる支持部材に載置されて接合用鋼管が支持され、接合用鋼管の内面と柱の外面にずれ止め材が設けられていないことを特徴とする。
【００１４】
また、第４発明の接合構造は、第３発明の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造において、接合用鋼管と柱との間に周方向に間隔をおいて、セメント系充填材を縦方向に分断する複数の分離材が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
また、第５発明の解体方法は、第１発明〜第２発明の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造を有する接合構造体を解体する場合に、複数の軸方向空隙に沿って接合用鋼管を軸方向に複数箇所で溶断して、柱と接合用鋼管を含む梁側とを分離することを特徴とする。
【００１６】
また、第６発明の解体方法は、請求項３〜請求項４の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造を有する接合構造体を解体する場合に、一つの軸方向空隙に沿って接合用鋼管を軸方向に溶断して外側に拡開し、柱と接合用鋼管との間のセメント系充填材を取り除き、拡開した接合用鋼管を柱に遊嵌させた状態で梁と共に作業床まで下降移動した後、作業床において接合用鋼管を溶断して複数に分割し、柱と接合用鋼管を含む梁側とを分離して解体することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明によると、接合用鋼管の内面に解体用の軸方向空隙を設けたので、接合用鋼管の溶断を行う場合の可燃性ガスの貫通を円滑にし、梁および柱材を再利用可能な状態で取り出すための解体を容易に行うことができる。
【００１８】
第２発明によると、構造体の使用時には、接合用鋼管の内面と柱の外面に設けたずれ止め材およびセンメント系充填材を介して接合用鋼管が安定して支持されるとともに、構造体の解体時には、梁および柱材を再利用可能な状態で取り出すための解体を容易に行うことができる。
【００１９】
第３発明によると、構造体の使用時には、柱の周囲に取り付けられた支持部材により接合用鋼管が安定して支持されるとともに、構造体の解体時には、接合用鋼管の内面と柱外面とにずれ止め材が設けられていないので、セメント系充填材の取り出しが容易になる。
【００２０】
第４発明によると、接合用鋼管と柱との間のセメント系充填材を周方向に複数に分断する複数の分離材が設けられているので、分離材位置においてセメント系充填材を複数に分割することができるため、セメント系充填材の取り外しが容易になる。
【００２１】
第５発明によると、接合用鋼管の内面に軸方向空隙が複数あるので、セメント系充填材が充填されていても、容易に接合用鋼管を複数箇所の軸方向空隙にそって溶断して、接合用鋼管を含めた梁側を柱から分離することにより、構造体を解体することができる。
【００２２】
第６発明によると、接合用鋼管内のセメント系充填材を取り除いた後、接合用鋼管をガイドに利用して柱に沿って移動させて、梁と共に接合用鋼管を作業床まで下降移動した後、作業床において安定した姿勢で解体作業ができるので、作業の効率および安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１および図２には、本発明の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造の基本的な形態を示す第１実施形態が示されている。
【００２５】
この形態は、鋼管からなる柱１の外側に配置される鋼製の接合用鋼管２を介してＨ形鋼等の梁３を接合し、柱１の外面と接合用鋼管２の内面との対向する面に鉄筋等のずれ止め材４を溶接等により予め設けていると共に、柱１と接合用鋼管２との間隙５に無収縮モルタル等のセメント系充填材６を充填・硬化する形態の柱と梁の接合構造を有する接合構造体１３に適用した場合である。前記接合用鋼管２の内面の軸方向に、等角度間隔（図示の場合は９０°間隔）をおいて複数箇所（図示の場合は４箇所）に、横断面が円弧状溝を有する半筒状薄鋼板等の空隙形成材７が縦向きに配置されて、その両側の基端部が溶接等により接合用鋼管２の内面に固定されて、接合用鋼管２の内面にその軸方向全長に渡って軸方向空隙８が形成されている。
前記の空隙形成材７の横断面の溝形状としては、三角形、矩形等、適宜形状の溝形状でもよい。
【００２６】
前記のずれ止め材４は、柱１の外面の周方向に沿って等角度間隔をおいて鉄筋４ａを溶接により固定して設けるとともに、接合用鋼管２の内周面に沿って等角度間隔をおいて鉄筋４ｂを溶接により固定して設けることにより構成される。このように鉄筋４ａ，４ｂを部材の内面あるいは外面の周方向（横方向）に設けると、柱１と接合用鋼管２の上下方向のずれ止めを確実に図ることができる。また、各鉄筋４ａの柱１側（基端側）の入り隅部あるいは鉄筋４ｂの接合用鋼管２側（基端側）の入り隅部が溶接金属により埋められている形状のため、セメント系充填材６に鉄筋４ｂが引っかかることなく接合用鋼管２を容易に横方向に取り外すことができる。さらに接合用鋼管２を取り外した後に、柱１から硬化したセメント系充填材６を横方向に取り除く場合に、スタッドジベル等と異なり容易にセメント系充填材６を取り除くことができる。さらに接合用鋼管２側のずれ止め材４としての鉄筋４ｂは、その端部が周方向に分割して配置されているため、空隙形成材７の配置場所を確保することができる。
【００２７】
前記の軸方向空隙８は、アセチレンガスなどの可燃性ガス炎により接合用鋼管２を溶断する時、ガス炎が接合用鋼管２の内側へ回り込むのを容易にするための手段であるので、前記の横断面が円弧状の空隙形成部材７に代えて、発泡ウレタン樹脂あるいは発泡スチロール樹脂からなる空隙形成材７を接合用鋼管２の内面に接着剤等により固定して、溶断時の可燃性ガス炎により前記樹脂製等の空隙形成部材７の部分を過熱溶融あるいは燃焼させて、軸方向空隙８を自動的に生じさせるようにしてもよい。
【００２８】
図３および図４は、図１の基本形態をさらに現実的な接合構造体１３とした実施形態であり、図３に示す形態では、基端部が拡幅された断面Ｈ形等の鋼製ブラケット９の基端部が接合用鋼管２の外面に溶接により固定され、前記鋼製ブラケット９に梁本体となるＨ形鋼等からなる梁３の端部を高力ボルト等のボルト１０により着脱自在に取り付けられている。
【００２９】
また、図４は、断面倒Ｔ字状の接合金物１１の接合用鋼管２側の基端部である接合金物フランジ１１aを接合用鋼管２に、ボルト１２により着脱可能に取り付け、接合金物１１の梁３側の基端部である接合金物ウェブ１１bに梁本体となるＨ形鋼等からなる梁３の端部を高力ボルト等のボルト１０により着脱自在に取り付ける形態である。図３および図４において、その他の構成は前記実施形態の場合と同様であるので、同様な要素については、同様な符号を付している。
【００３０】
図１〜図４に示す柱１と梁３を接合用鋼管２およびセメント系充填材６並びにずれ止め材４を使用して一体化した柱と梁の接合構造体１３を解体する場合には、代表例として図５，６および図７，８に示すように、それぞれ梁３を適宜支保工やクレーン等により支持した状態で、各接合用鋼管２の外側から、各軸方向空隙８部分に向けて外側から溶断することにより、板厚の厚い接合用鋼管２を容易に４つの断面円弧状分断片２ａに分割することができる。また、空隙形成材７は薄い材料であるので、容易に溶断することができる。なお、軸方向空隙８の中心軸線に対応する接合用鋼管２の半径方向外面側に溶断縦表示線を表示しておき、溶断縦表示線に沿って溶断すると、効率よく、しかも確実に軸方向空隙８に沿って溶断でき、解体作業効率を高めることができる。
【００３１】
また、柱１に付着されたセメント系充填材６は、適宜ハンマーあるいは破砕機等により叩き落とすことにより柱１のみとすることができる。柱１は接合鋼管２内部で分割され、上下の柱１を互いに接合用鋼管２内で接合する形態でもよく（図示を省略した）、セメント系充填材６を取り除くことにより上下の柱１の接合部を完全に切り離し、柱１を取り出すことで、柱１を部材として再利用することが可能になる。また、４分割された接合用鋼管２を梁３からボルトの取り外し等により適宜取り外すことにより、梁３を部材として再利用することが可能になる。
【００３２】
図９および図１０は、軸方向空隙８を設ける最適位置を説明するための説明図であって、図９（ａ）に示すように、梁３からの曲げ力Ｍを受けた場合のセメント系充填材６の支圧力は、符号Ａ（格子状のハッチングで示す部分）で示すような分布なる。図９（ｂ）の平面で見ると梁３からの支圧力は符号Ｂで示す領域で主に受けることになるから、この領域を外した領域で、梁３から横方向に離れた位置（図示では梁軸方向から４５°位置）に設けることが支圧領域を狭くせず支圧応力を高めることがない点で望ましい。
【００３３】
図１０に示すように、前記の軸方向空隙８の大きさとしては、接合用鋼管２の厚さ寸法等の溶断条件にもよるが、接合用鋼管２の周方向の巾寸法Ｌが５〜６０ｍｍ程度でよく、また、軸方向空隙８の半径方向の深さ寸法ｈとしては、５〜３０ｍｍ程度でよい。
【００３４】
図１１〜図１４は、本発明の第４実施形態の軸方向空隙８を備えた接合用鋼管２を有する解体容易な柱と梁の接合構造を示すものであって、この形態では、柱１の外側に配置される接合用鋼管２を介して梁３を接合し、柱１の外面と接合用鋼管２の内面にずれ止め材４となる鉄筋４ａ，４ｂを予め設けないで、接合用鋼管２を支持する支持部材１４を柱１にボルト１５等により取り付けた形態である。
【００３５】
さらにこの形態について説明すると、柱１の周方向の半環状フランジからなる半環状の支持部１６を有する一対の半支持部材１７における縦部分１８が柱１にボルト１５により着脱可能に固定されて、上部に環状支持面を有する支持部材１４が構成され、その支持部材１４における上面に、適宜シール材を介在させて接合用鋼管２を載置して、前記支持部材１４によって、接合用鋼管２を支持すると共に、柱１と接合用鋼管２内のセメント系充填材６を支持し、柱１外面と接合用鋼管２の内面とにずれ止め材４を設けなくてよい形態である。
【００３６】
このような形態では、軸方向空隙８を接合用鋼管２の内面における周方向に間隔をおいて複数箇所に設けて、前記実施形態のように分解してもよいが、この実施形態で示すようにセメント系充填材６を先に取り出し撤去するようにしてもよい。
【００３７】
さらに説明すると、この実施形態は、接合用鋼管２における周方向の１箇所内面に、空隙形成材７によって上下方向に延長する軸方向空隙８を設け、その軸方向空隙８の部分で、接合用鋼管２を縦方向に切断することにより、前記接合用鋼管２自体の成形時の残留応力を利用して接合用鋼管２の縦溶断端部を自動的に広がさせるか、適宜拡開するように補助して広げ、接合用鋼管２の内周面と硬化したセメント系充填材６の外周面との剥離および緩みを図り、センメント系充填材６を半径方向に適宜揺動して、セメント系充填材６の内周面と柱１を剥離させ、硬化しているセメント系充填材６を上方に取り出すようにして撤去する形態である。
【００３８】
さらに、この形態では、セメント系充填材６の取り出しを容易にするために、セメント系充填材６を半筒状に分断する手段として、接合用鋼管２と柱１との間に周方向に間隔をおいてセメント系充填材６を縦方向に分断する分離材２１を設けている。一方の分離材２１は、空隙形成材７と柱１の外面とを結ぶように半径方向の巾を有し、上下方向に延長する分離材であり、１８０°反対側の他方の分離材２１は、接合用鋼管２の内面と柱１の外面とを結ぶように配置されている。
【００３９】
分離材２１としては、鋼板、無機材料板、セラミック板、硬質合成ゴム板、硬質合成樹脂板等の板材、またはゴムシートあるいはフィルム等の膜材、あるいは剥離材等を使用することができる。そして、防錆処理がされ、耐候性および耐火性が高く、耐用年数が高く、また、コンクリートから容易に剥離するように処理された板状あるいは膜状の分離材２１が望ましい。分離材２１は、柱１外面と空隙形成材７の内面との間で圧着把持させるようにしてもよく、また、これらの一方に固定してもよく、固定手段としては、接着剤等適宜の手段を採用することもできる。
【００４０】
また、この実施形態では、適宜、梁３をクレーンにより支持した状態で、支持部材１４を取り付けているボルト１５を取り外すことにより、クレーンを巻き下げ運転して、接合用鋼管２および柱１をガイド部材として利用し、接合用鋼管２が柱にあそび間隙をもって遊嵌した状態で、接合用鋼管２を取り付けた状態の梁３を柱１に沿って下降スライド移動してグランドレベル等の作業床まで降下して、作業床において、接合用鋼管２付梁３の解体作業を容易に行うことができる。
【００４１】
接合用鋼管２を取り付いた梁３の作業床における解体は、適宜、接合用鋼管２を縦方向に溶断して、前記実施形態のように複数に溶断した後は、前記実施形態の場合と同様に、梁３および柱１を再利用可能なように解体することができる。
【００４２】
本発明を実施する場合、柱１としては、実施例に示す円形鋼管以外に、角形鋼管、H形鋼等の適宜の断面形状を有する材としてもよい。また、接合用鋼管２としては、円形鋼管以外に、角形鋼管等の適宜の断面形状を有する部材としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造を示す一部横断平面図、（ｂ）はその一部を拡大して示す図である。
【図２】図１の縦断側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造を示す一部横断平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造を示す一部横断平面図である。
【図５】図１に示す接合用鋼管の周方向の４箇所を縦方向に溶断して分離した状態を示す一部横断平面図である。
【図６】図５の縦断側面図である。
【図７】図４に示す接合用鋼管の周方向の４箇所を縦方向に溶断して分離した状態を示す一部横断平面図である。
【図８】図７の縦断側面図である。
【図９】接合部における充填材の支圧力等を説明するための説明図である。
【図１０】一部を拡大して示す平面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の軸方向空隙を備えた接合用鋼管を有する解体容易な柱と梁の接合構造を示す一部横断平面図である。
【図１２】図１１の縦断側面図である。
【図１３】（ａ）は、接合用鋼管の周方向を１箇所を縦方向に溶断した状態を示す一部横断平面図、（ｂ）は、内部の充填材を取り出した状態を示す説明平面図である。
【図１４】柱に取り付けられている支持部材を取り外して、梁を下降移動可能な状態にし、グランドレベル等の作業床で解体することを説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  柱
２  接合用鋼管
２ａ  円弧状分断片
３  梁
４  ずれ止め材
４ａ  鉄筋
４ｂ  鉄筋
５  間隙
６  セメント系充填材
７  空隙形成材
８  軸方向空隙
９  鋼製ブラケット
１０  ボルト
１１  接合金物
１１a  接合金物フランジ
１１b  接合金物ウェブ
１２  ボルト
１３  柱と梁の接合構造体
１４  支持部材
１５  ボルト
１６  支持部
１７  半支持部材
１８  縦部分
２１  分離材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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