(57)【要約】【課題】隣接配置された成形パネルで壁が構成された建物を簡便かつ安価な方法で補強して耐震性を向上させるとともに、建物の外観にも影響を与えない建物補強装置および建物補強構造を提供する。【解決手段】建物補強装置は、建物の壁を構成する隣接配置された成形パネル１１０同士を連結する連結ファスナ１６０と、連結ファスナ１６０を連結される成形パネル１１０の各々に接着する接着剤とを含み、連結ファスナ１６０は、短手方向の引張強度より長手方向の引張強度が高い２枚の強度異方性シート１６０Ａ、１６０Ｂから成る。２枚の強度異方性シート１６０Ａ、１６０Ｂは、それぞれ、隣接配置された成形パネル１１０の境界線１７０上で交差するよう、実質的に等しい角度だけ傾斜している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の壁を構成する隣接配置された成形パネル同士を連結する連結ファスナと、
前記連結ファスナを前記連結される成形パネルの各々に接着する接着剤とを含み、
前記連結ファスナは、短手方向の引張強度より長手方向の引張強度が高い２枚の強度異方性シートから成ることを特徴とする建物補強装置。
【請求項２】
前記２枚の強度異方性シートは、それぞれ、前記隣接配置された成形パネルの境界線上で交差するよう、実質的に等しい角度だけ傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の建物補強装置。
【請求項３】
前記強度異方性シートはカーボンファイバ（炭素繊維）シートであることを特徴とする請求項１または２に記載の建物補強装置。
【請求項４】
前記角度は前記境界線に対して実質的に４５°であることを特徴とする請求項２または３に記載の建物補強装置。
【請求項５】
前記隣接配置された成形パネルを水平方向に横断して支持する構造部材に該成形パネルを補強固定する補強ファスナと、
前記補強ファスナを前記成形パネルおよび構造部材に接着する接着剤とをさらに含み、
前記補強ファスナは、前記成形パネルの水平方向の寸法の中央にて該成形パネルを前記構造部材に補強固定することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の建物補強装置。
【請求項６】
前記補強ファスナは鋼板を実質的に９０°曲げたＬ型断面形状を有する取付金具であることを特徴とする請求項５に記載の建物補強装置。
【請求項７】
前記補強ファスナは前記成形パネルを前記構造部材の上面に補強固定することを特徴とする請求項５または６に記載の建物補強装置。
【請求項８】
建物の壁を構成する隣接配置された成形パネルと、
前記隣接配置された成形パネル同士を連結する連結ファスナと、
前記連結ファスナを前記連結される成形パネルの各々に接着する接着剤とを含み、
前記連結ファスナは、短手方向の引張強度より長手方向の引張強度が高い２枚の強度異方性シートから成り、
前記２枚の強度異方性シートは、それぞれ、前記隣接配置された成形パネルの境界線上で交差するよう、実質的に等しい角度だけ傾斜していることを特徴とする建物補強構造。
【請求項９】
前記隣接配置された成形パネルを水平方向に横断して支持する構造部材に該成形パネルを補強固定する補強ファスナと、
前記補強ファスナを前記成形パネルおよび構造部材に接着する接着剤とをさらに含み、
前記補強ファスナは、前記成形パネルの水平方向の寸法の中央にて該成形パネルを前記構造部材に補強固定することを特徴とする請求項８に記載の建物補強構造。
【請求項１０】
前記成形パネルはコンクリートパネルであることを特徴とする請求項８または９に記載の建物補強構造。
【請求項１１】
前記構造部材は梁または床であることを特徴とする請求項９または１０に記載の建物補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形パネルで壁が構成された建物用の建物補強装置および建物補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設現場において型枠を設置し、コンクリートを打設して造られる場所打ち工法または現場打ち工法では、時間や費用が嵩むなどの問題があるため、昨今のコンクリート建物は、専用工場においてあらかじめコンクリート成形パネルを製作した後、現場へ運搬して設置を行う工法が一般的となっている。かかる成形パネルは事前に成形されることから、プレキャストコンクリートパネル（以下「ＰＣ版」と略称する）と呼ばれる。例えば発電所などの建物も、ＰＣ版で建設されているケースが多い。
【０００３】
このように成形パネルで壁が構成された建物の免震強度を向上させるため、従来から、様々な方法がとられてきた。
【０００４】
第１に地震力を低減する方法であり、重量低減、免震化、制振化を図るものがある。第２に強度補強方法であり、壁増設、鉄骨枠組み増設等を行うものがある。第３に靭性補強方法であり、柱・梁巻きたて等を行うものがある。第４に損傷集中の回避方法であり、耐震スリット、補強袖壁を設けるものがある。
【０００５】
上述のような大規模な施工を要するものに加えて、例えば特許文献１には、建物外壁のコンクリートパネルを外側からボルト接合することによって耐震性を向上させる技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３０７０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の耐震補強技術は、上述のようにいずれも大規模で、工事期間が長く、相当の長期間にわたり建物の使用ができず、仮移転が必要となり施工者に補償義務が生じたりするためコストが嵩む。
【０００７】
また、一般的に鉄骨造建物は構造材が建物内部にあり、建物外周部は仕上材（外装材）である。したがって、特許文献１のように、外側からボルトを打ち込むなどの外部からの補強構造は、比較的簡便であるものの、外装材を損傷して建物の外観が損なわれてしまう問題があった。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑み、既設の建物を簡便かつ安価な方法で補強して耐震性を向上させるとともに、建物の外観にも影響を与えない建物補強装置および建物補強構造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】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明のある構成では、建物補強装置は、建物の壁を構成する隣接配置された成形パネル同士を連結する連結ファスナと、連結ファスナを連結される成形パネルの各々に接着する接着剤とを含み、連結ファスナは、短手方向の引張強度より長手方向の引張強度が高い２枚の強度異方性シートから成ることを特徴とする。
【００１０】
また、上記の２枚の強度異方性シートは、それぞれ、隣接配置された成形パネルの境界線上で交差するよう、実質的に等しい角度だけ傾斜しているとよい。
【００１１】
上記の構成によれば、地震などによって建物の構造部材がずれ、成形パネル間にせん断力が作用し、成形パネルは、回転する方向に変形しようとするところ、かかる変形が防止または抑制される。
【００１２】
上述の強度異方性シートはカーボンファイバ（炭素繊維）シートとするとよい。カーボンファイバシートは繊維が走行している方向の引張強度が高く、かかるシートを交差させて用いることにより、成形パネルが左右いずれの方向へ回転しようとするときも対応可能だからである。
【００１３】
上述の角度は境界線に対して実質的に４５°であるとよい。カーボンファイバシートは、境界線からの傾斜角度が小さく繊維走行方向が境界線と平行に近いと、せん断応力によって縦裂き状に破断するおそれがある。
【００１４】
一方、境界線からの傾斜角度が大きく繊維走行方向が境界線と垂直に近くなると、繊維走行方向に垂直な、引張強度の弱い方向に引っ張られる傾向が強くなり、やはり、破断するおそれがある。
【００１５】
その点、上記のように傾斜角度を４５°としておけば、破断のおそれを少なくすることができる。
【００１６】
建物補強装置は、隣接配置された成形パネルを水平方向に横断して支持する構造部材に成形パネルを補強固定する補強ファスナと、補強ファスナを成形パネルおよび構造部材に接着する接着剤とをさらに含み、補強ファスナは、成形パネルの水平方向の寸法の中央にて成形パネルを構造部材に補強固定することとしてよい。
【００１７】
これにより、既に成形パネルは構造部材に、既存のファスナで固定されているところ、さらに補強ファスナで補強固定することにより、成形パネルの回転する方向への変形がさらに防止または抑制される。
【００１８】
上記の補強ファスナは鋼板を実質的に９０°曲げたＬ型断面形状を有する取付金具とするとよい。
【００１９】
また、補強ファスナは成形パネルを構造部材の上面に補強固定するとよい。
【００２０】
また、本発明の他の構成では、建物補強構造は、建物の壁を構成する隣接配置された成形パネルと、隣接配置された成形パネル同士を連結する連結ファスナと、連結ファスナを連結される成形パネルの各々に接着する接着剤とを含み、連結ファスナは、短手方向の引張強度より長手方向の引張強度が高い２枚の強度異方性シートから成り、２枚の強度異方性シートは、それぞれ、隣接配置された成形パネルの境界線上で交差するよう、実質的に等しい角度だけ傾斜していることを特徴とする。
【００２１】
建物補強構造は、隣接配置された成形パネルを水平方向に横断して支持する構造部材に成形パネルを補強固定する補強ファスナと、補強ファスナを成形パネルおよび構造部材に接着する接着剤とをさらに含み、補強ファスナは、成形パネルの水平方向の寸法の中央にて成形パネルを構造部材に補強固定することとしてよい。
【００２２】
上記の成形パネルはコンクリートパネルとするとよい。
【００２３】
また、上述の構造部材は梁または床であってよい。これにより、建物の梁または床に成形パネルを補強固定可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、隣接配置された成形パネルで壁が構成された建物の耐震性が向上する。すなわち、従来、耐力を考慮していなかった外装材に、本発明による建物補強装置および建物補強構造を用いることにより、高い剛性および耐力を与え、建物の応答低減、損傷回避に効果が得られる。
【００２５】
また、補強装置が小型化できることにより、コスト低減や、補強工事中の建物の継続使用が可能になる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に添付図面を参照して本発明による建物補強装置および建物補強構造の実施形態を詳細に説明する。図中、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。なお、以下の実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００２７】
（建物補強装置）
図１は、本発明による建物補強装置および建物補強構造の実施形態によって補強される建物の外観図である。建物１００は高層の鉄筋コンクリート構造であり、その外装壁は事前に工場等で成形された成形パネル１１０で構成されている。すなわち、成形パネル１１０は、図１に示すように、建物１００の壁を構成する隣接配置されたコンクリートパネル（プレキャストコンクリート版（ＰＣ版））としてよい。
【００２８】
図２（ａ）は本発明の実施形態に対する比較対象としての建物補強構造を示し、図２（ｂ）は、本発明による建物補強構造の実施形態を示す図である。これらはいずれも、建物の内側から見た図であり、本実施形態は、建物の内側から施工される。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、比較例における建物補強構造１２０では、隣接配置された成形パネル１１０は、構造部材１３０Ａ、１３０Ｂによって、水平方向に横断して支持されている。構造部材１３０Ａ、１３０Ｂは、本実施形態では断面Ｈ型のいわゆるＨ鋼であるが、一般的には梁または床であってよい。
【００３０】
成形パネル１１０は、その四隅に設けられた小型Ｌ字ファスナ１４０によって、構造部材１３０Ａ、１３０Ｂに、ボルト・ナットで締結されている。
【００３１】
一方、図２（ｂ）に示すように、本実施形態における建物補強構造１５０は、建物の壁を構成する隣接配置された成形パネル１１０と、隣接配置された成形パネル１１０同士を連結する連結ファスナ１６０と、連結ファスナ１６０を連結される成形パネル１１０の各々に接着する接着剤とを含む。なお、接着剤は連結ファスナ１６０の裏面に塗布されていて、例えばエポキシ樹脂としてよい。
【００３２】
連結ファスナ１６０は、短手方向の引張強度より長手方向の引張強度が高い２枚の強度異方性シート１６０Ａ、１６０Ｂから成り、それらは、それぞれ、隣接配置された成形パネル１１０の境界線上１７０で交差するよう、実質的に等しい角度だけ傾斜している。
【００３３】
強度異方性シート１６０Ａ、１６０Ｂは、カーボンファイバ（炭素繊維）シートとするとよい。
【００３４】
図３は図２に示す連結ファスナによる耐震補強効果を示す図である。図３（ａ）に示すように、地震等が生じると、例えば、構造部材１３０Ａ、１３０Ｂが矢印１８０Ａ、１８０Ｂに示すように、左右方向にずれようとし、成形パネル１１０間の境界線１７０にせん断力が作用する。しかし、本実施形態のように連結ファスナ１６０が設けられていれば、成形パネル１１０は、回転する方向に生じようとする変形が防止または抑制される。すなわち図３（ｂ）に実線に示すように、成形パネル１１０はずれが防止される。
【００３５】
これは、図３（ｂ）に示すように、連結ファスナ１６０のうち強度異方性シート１６０Ａの引張強度が矢印１９０で示す長手方向に強く、この引張強度が、時計回りに回転する変形に抗したためと考えられる。一方、反時計回りに回転する変形が生じた場合には、強度異方性シート１６０Ｂの長手方向の引張強度が変形に抗することとなる。
【００３６】
このように、強度異方性シート１６０Ａ、１６０Ｂを交差させて用いることにより、成形パネル１１０が左右いずれの方向へ回転しようとするときも対応可能である。
【００３７】
一方、図２（ａ）に示す比較例のような構造では、図３（ｂ）の点線２００に示すように、回転する変形を生じてしまうおそれがある。
【００３８】
また、強度異方性シート１６０Ａ、１６０Ｂは、それらの中央で交差するとよく、さらに、それらが境界線１７０から傾斜する上述の角度は、図２（ｂ）に示すように、実質的に４５°であるとよい。
【００３９】
このようにする理由は、境界線１７０からの傾斜角度が小さく繊維走行方向が境界線と平行に近いと、せん断応力によって縦裂き状に破断するおそれがあるからである。一方、境界線からの傾斜角度が大きく繊維走行方向が境界線と垂直に近くなると、繊維走行方向に垂直な、引張強度の弱い方向に引っ張られる傾向が強くなり、やはり、破断するおそれがあるからである。
【００４０】
その点、上記のように傾斜角度を４５°としておけば、破断のおそれを少なくすることができる。
【００４１】
再び図２（ｂ）を参照すると、本実施形態における建物補強構造１５０は、構造部材１３０Ａ、１３０Ｂに成形パネル１１０を補強固定する補強ファスナ２１０と、補強ファスナ２１０を成形パネル１１０および構造部材１３０Ａ、１３０Ｂに接着する接着剤とをさらに含む。なお、接着剤は補強ファスナ２１０の裏面に塗布されていて、これも、例えばエポキシ樹脂としてよい。
【００４２】
また補強ファスナ２１０は、図２（ｂ）に示すように、成形パネル１１０の水平方向の寸法の中央にて成形パネル１１０を構造部材１３０Ａ、１３０Ｂに補強固定している。
【００４３】
上記の構成により、既に成形パネル１１０は構造部材１３０Ａ、１３０Ｂに、既存の小型Ｌ字ファスナ１４０で固定されているところ、さらに補強ファスナ２１０で補強固定することにより、成形パネル１１０の回転する方向への変形がさらに防止または抑制される。
【００４４】
上記の補強ファスナ２１０は鋼板を実質的に９０°曲げたＬ型断面形状を有する取付金具とするとよい。また、補強ファスナは成形パネル１１０を構造部材の上面２２０Ａ、２２０Ｂに補強固定するとよい。これにより、建物の梁または床に成形パネル１１０を補強固定可能である。
【００４５】
図４は、図２（ａ）に示す比較例の建物において成形パネルの境界線に生じるせん断力と変形との関係を示すグラフであり、図４（ａ）は構造部材のグラフ、図４（ｂ）は成形パネル（ＰＣ版）のグラフである。
【００４６】
図５は、図２（ｂ）に示す本実施形態の建物において成形パネルの境界線に生じるせん断力と変形との関係を示すグラフであり、図５（ａ）は構造部材のグラフ、図５（ｂ）は成形パネル（ＰＣ版）のグラフである。図４・図５は対応している。
【００４７】
図４に示すように、比較例である建物では構造部材１３０Ａ、１３０Ｂが塑性化し、せん断力の変化に従って、変形が増大してしまう。特に図４（ａ）に示す構造部材の変形を示すグラフは、グラフ中の３箇所を丸印で示したように、トリリニア曲線を描く。
【００４８】
一方、図５に示すように、本実施形態による建物補強装置を用いた建物にあっては、変形が抑制されることが明らかである。
【００４９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５０】
例えば図６に他の可能な建物補強構造を示す。図６（ａ）に示すような、直交する繊維を含む強度異方性シート１６２を用いれば、図６（ｂ）のような建物補強構造２３０が構成される。この場合、成形パネル１１０の境界線１７０に対して繊維がそれぞれ４５°の傾斜を成すように直交して取り付けることによって、１枚のシートで本発明を実施することができる。これにより取り付け工程や材料費の軽減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、成形パネルで壁が構成された建物用の建物補強装置および建物補強構造に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による建物補強装置および建物補強構造の実施形態によって補強される建物の外観図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に対する比較対象としての建物補強構造を示し、（ｂ）は、本発明による建物補強構造の実施形態を示す図である。
【図３】図２に示す連結ファスナによる耐震補強効果を示す図である。
【図４】図２（ａ）に示す比較例の建物において成形パネルの境界線に生じるせん断力と変形との関係を示すグラフである。
【図５】図２（ｂ）に示す本実施形態の建物において成形パネルの境界線に生じるせん断力と変形との関係を示すグラフである。
【図６】連結ファスナの他の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  建物
１１０  成形パネル
１３０Ａ、１３０Ｂ  構造部材
１６０  連結ファスナ
２１０  補強ファスナ
【図１】
2008297713.tif 000003
【図２】
2008297713.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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