(57)【要約】【課題】既存建物の耐震補強工法において、騒音や振動を極力抑えて近隣への影響を軽減させるとともに工期短縮を図り、既存躯体と耐震補強枠を信頼性の高い確実な接合方法により接合箇所の剥離等を防止して、補修工事を削減して工事費用の増大の抑止及び工事期間の遅延の防止を図る。【解決手段】枠部材３の内側に補強部材が取り付けられた耐震補強枠を、既存建築物の隣り合う柱１ａと上下の梁１ｂによって形成される被補強開口部の面内に組み入れる既存建築物の耐震補強工法において、被補強開口部の内周面１ｃに対向する枠部材３の外周面３ａと、外周面３ａに対向する被補強開口部の枠取付面５とのうち少なくとも一方に凹凸を形成し、枠部材３および被補強開口部の間に接合材７を充填して、接合材７が固化することで被補強開口部と枠部材３とが一体化する。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠部材の内側に補強部材が取り付けられた耐震補強枠を、既存建築物の隣り合う柱と上下の梁によって形成される被補強開口部の面内に組み入れる既存建築物の耐震補強工法において、
前記被補強開口部の内周面に対向する前記枠部材の外周面と、該外周面に対向する前記被補強開口部の枠取付面とのうち少なくとも一方に凹凸を形成し、前記枠部材および前記被補強開口部の間に接合材を充填して、該接合材が固化することで前記被補強開口部と前記枠部材とが一体化することを特徴とする既存建築物の耐震補強工法。
【請求項２】
枠部材の内側に補強部材が取り付けられた耐震補強枠を、既存建築物の隣り合う柱と上下の梁によって形成される被補強開口部の面内に組み入れられた建築物の耐震補強構造において、
前記被補強開口部の内周面に対向する前記枠部材の外周面と、該外周面に対向する前記被補強開口部の枠取付面とのうち少なくとも一方に凹凸が形成され、前記枠部材および前記被補強開口部の間に、接合材が介装されていることを特徴とする建築物の耐震補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、既存建物の耐震性能を向上させる既存建築物の耐震補強工法および建築物の耐震補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、既存建築物の耐震補強を行う場合、耐震補強部材を増設する工法が採用されている。これは、既存建築物の隣り合う２本の柱とこの２本の柱に架けられた上下の梁とで構成される被補強開口部の面内に、被補強開口部の内法寸法に合わせた枠部材とこの枠部材の内側に設けられた補強部材とで構成される耐震補強枠を組み入れる工法である。
【０００３】
従来、耐震補強枠を被補強開口部の面内に接合させる方法としては、大別してアンカーボルトを打ち込む方法と、接着剤によって接着する方法とがある。
【０００４】
アンカーボルトを打ち込む方法は、被補強開口部の枠取付面にアンカーボルトを打ち込み、被補強開口部の面内に組み立てられた枠部材と被補強開口部との間にスパイラル筋を配筋して無収縮モルタルを充填する方法である。この場合、枠部材には通常Ｈ型鋼が使用され、このＨ型鋼のウェブ面にはスタッドが垂直に取り付けられる。枠部材は、スタッドが取り付けられたウェブ面と被補強開口部の内側面とが対向するように組み立てられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、接着剤によって接着する方法は、被補強開口部の面内に組み立てられた枠部材と被補強開口部との間に接着剤を介在させる方法である。この場合、枠部材には通常Ｈ型鋼が使用され、枠部材は、フランジ面と被補強開口部の内周面とが対向するように組み立てられるとともに、枠部材のフランジ面と被補強開口部の内周面との隙間が施工上必要な程度の大きさになるように組み立てられる。耐震補強枠を組み入れた後に隙間調整板を隙間に介在させ、隙間の大きさを調節することで接着剤の強度を確保している（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特公平７−５１８０３号公報（第２−４頁、第２図）
【特許文献２】
特開平１１−７１９０６号公報（第３−４頁、第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の既存建物の耐震補強工法には以下のような問題が存在する。アンカーボルトを打ち込む方法では、アンカーボルトの穴あけの際に大きな騒音や振動が発生するため、設置階だけでなく上下階にも影響を及ぼす。また、アンカーボルトの打ち込み、鉄筋配筋、無収縮モルタル充填に先立って隙間の側面を塞ぐ型枠工事、無収縮モルタル充填等の工程が多く、工事に要する期間が長くなる。このため、上下階でも工事期間中は、オフィスビル等では業務を中断せざるを得ない場合や、マンション等では一時的な避難が余儀なくされる場合があるとともに、工事期間が長いため工事が及ぼす影響も長くなる。また、接着剤によって接合する方法では、接着剤の硬化後に枠部材に外力が加わると接合部にせん断力が働いて、接着剤の剥離等が生じる場合がある。このような場合、施工後に補修工事が必要となり、工事費用の増加及び工事期間の遅延の原因となる。
【０００８】
本発明は、上記した問題が考慮されたものであり、補強部材と枠部材からなる耐震補強枠を既存建築物の被補強開口部に組み入れて耐震性能を向上させる際、騒音や振動を極力抑えて近隣への影響を軽減させるとともに工期短縮を図るものである。また、信頼性の高い確実な接合方法により既存躯体と耐震補強枠を接合することで、接合箇所の剥離等を防止して補修工事を削減し、工事費用の増大の抑止及び工事期間の遅延の防止を図る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、枠部材の内側に補強部材が取り付けられた耐震補強枠を、既存建築物の隣り合う柱と上下の梁によって形成される被補強開口部の面内に組み入れる既存建築物の耐震補強工法において、前記被補強開口部の内周面に対向する前記枠部材の外周面と、該外周面に対向する前記被補強開口部の枠取付面とのうち少なくとも一方に凹凸を形成し、前記枠部材および前記被補強開口部の間に接合材を充填して、該接合材が固化することで前記被補強開口部と前記枠部材とが一体化することを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、枠部材の内側に補強部材が取り付けられた耐震補強枠を、既存建築物の隣り合う柱と上下の梁によって形成される被補強開口部の面内に組み入れられた建築物の耐震補強構造において、前記被補強開口部の内周面に対向する前記枠部材の外周面と、該外周面に対向する前記被補強開口部の枠取付面とのうち少なくとも一方に凹凸が形成され、前記枠部材および前記被補強開口部の間に、接合材が介装されていることを特徴としている。
【００１１】
上記のような特徴により、本発明の既存建築物の耐震補強工法および耐震補強構造によれば、枠部材の外周面および被補強開口部の枠取付面のうち少なくとも一方に形成された凹凸部が接合材に定着し、枠部材と接合材および被補強開口部と接合材の間に一層強い接合力が生じる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る既存建築物の耐震補強工法および建築物の耐震補強構造の第１、第２の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、既存のラーメン構造による鉄筋コンクリート造建築物の耐震性能を向上させるための耐震補強方法および耐震補強構造である。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
本発明にかかる既存建築物の耐震補強工法および建築物の耐震補強構造の第１の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１に示すように、被補強開口部１は、既存建築物の隣り合う柱１ａと、柱１ａに架けられている上下の梁１ｂとから構成される鉄筋コンクリート造の躯体であり、耐震補強枠２は、枠部材３と補強部材の一つであるブレース部材４とから構成され、被補強開口部１の面内に組み入れられる耐震性能を向上させるための耐震補強材である。
【００１５】
図２に示すように、被補強開口部１の内周面１ｃの中央には、枠部材３に対向する枠取付面５が帯状に伸びている。枠取付面５には、目荒しが施されて凹凸が形成されている矩形の目荒し面５ａが一定間隔をあけて設けられている。
【００１６】
図１に示すように、枠部材３は、被補強開口部１の面内に、内周面１ｃに設けられた枠取付面５に沿って四角形状に組まれており、枠取付面５との間に一定の隙間をあけて設置される。このとき、枠部材３と被補強開口部１との間にあけられた隙間は、被補強開口部１の面内に耐震補強枠２を組み入れる作業の施工性を留意した大きさを確保する。また、図３に示すように、枠部材３はＨ型鋼からなる部材であり、枠取付面５に対向する枠部材３の外周面３ａには、フランジ幅で切断された異形棒鋼３ｂがフランジ幅方向の向きに一定間隔でフレア溶接等により取り付けられており凹凸が形成されている。
【００１７】
図１に示すように、ブレース部材４は、枠部材３の内側に斜めに取り付けられた鋼製部材であり、例えば、Ｈ型鋼からなる部材である。ブレース部材４は、枠部材３の上底両隅から枠部材３の下底中央部にそれぞれ斜めに配置され固定される。また、ブレース部材４が取り付けられている枠部材３の上底両隅と下底中央部および下底両隅には、Ｈ型鋼の座屈防止のためのスチフナー６がそれぞれ設けられる。
【００１８】
図４に示すように、被補強開口部１と枠部材３との間にあけられた隙間には、接合材７が介在している。接合材７は、無収縮モルタルからなるものであり、枠取付面５および目荒し面５ａおよび外周面３ａとそれぞれ密着した状態で固化している。
【００１９】
次に、上記した構成からなる既存建築物の耐震補強構造の施工方法について説明する。
【００２０】
まず、図３に示すように、枠部材３の外周面３ａには、予め工場や現場でフランジ幅で切断された異形棒鋼３ｂを枠部材３のフランジ幅方向の向きに一定間隔でフレア溶接等により取り付け、凹凸を形成しておく。
【００２１】
次に、図２に示すように、被補強開口部１の枠取付面５には、一定間隔をあけて矩形に目荒しを施して凹凸を形成する。次に、図１に示すように、枠部材３を被補強開口部１の枠取付面５に沿って組み入れるとともに、ブレース部材４を枠部材３の上底両隅から枠部材３の下底中央部にそれぞれ斜めに配置して固定する。むろん、ブレース部材４と枠部材３とをあらかじめ一体化した耐震補強枠２を組み入れても良い。このとき、図４に示すように、枠部材３は、異形棒鋼３ｂが取り付けられた外周面３ａが枠取付面５に対向するとともに、外周面３ａと枠取付面５との間に一定の隙間を設けるように組み入れる。
【００２２】
次に、枠取付面５と外周面３ａとの間の隙間の側面を図示せぬ型枠で塞ぎ、枠取付面５と外周面３ａと図示せぬ型枠とで囲まれた空間を液密にするとともに、図示せぬ型枠には接合材７を流し込む図示せぬ注入口を設ける。この図示せぬ注入口から、流動性に優れている接合材７を枠取付面５と外周面３ａとの間の隙間へ空洞ができないように満遍無く充填する。接合材７に使用される無収縮モルタルは、時間の経過とともに収縮しないまま固化する。接合材７を充填した後、所定の養生期間をおいて接合材７を固化させて、接合材７が所定の強度を発現した後に型枠の脱型を行う。
【００２３】
上記した構成で、被補強開口部１の面内に耐震補強枠２を組み入れることで、被補強開口部１に作用する地震力などの外力によって生じる応力の分散を図り、既存建築物の損傷を防止する。また、被補強開口部１の枠取付面５および枠部材３の外周面３ａには凹凸が形成されているため、被補強開口部１の枠取付面５と接合材７、および枠部材３の外周面３ａと接合材７との間に一層強い接合力が生じる。このため、信頼性の高い確実な接合がなされ、接合箇所の剥離等を防止することができる。これによって、補修工事などが削減され、工事費用の増大の抑止及び工事期間の遅延を防止することができる。
【００２４】
また、アンカー打ち込みやスパイラル筋配筋が不要になるため、騒音や振動が減少するとともに、作業工程を縮小することができる。これによって、近隣への影響を軽減させるとともに工期短縮を図ることができる。
【００２５】
〈第２の実施の形態〉
本発明にかかる既存建築物の耐震補強工法および建築物の耐震補強構造の第２の実施の形態について説明する。なお、上記した第１の実施の形態と同じ構成要素については、同一の符号を付すことでその説明を省略する。
【００２６】
図５に示すように、枠部材３に対向する枠取付面５には、穴状の窪みが部分的にあけられてなる壺掘り部８が複数設けられて凹凸が形成されている。壺掘り部８の形状、その施工される部位などは任意選択され、例えば、柱１ａまたは梁１ｂの表面からの壺掘り部８の深さは数ミリメートルから３０ミリメートル程度であり、壺掘り部８の平面的な大きさは数平方センチメートル以上であり、壺掘り部８の間隔は１０センチメートルから２０センチメートル程度である。
【００２７】
一方、枠取付面５に対向する枠部材３の外周面３ａには、複数のボルト９が外周面３ａに垂直に固定されている。ボルト９の外周面３ａから突出している一端部はナット状になっており、枠取付面５に設けられている壺掘り部８内に配置されている。他端部は、枠取付面５に対向する枠部材３のフランジにあけられた複数の穴１０とこの穴１０に合わせてフランジの内側面に固定されたナット１１とにそれぞれ挿通されている。取付面５と枠部材３との間にあけられた隙間には、接合材７が介在されている。
【００２８】
次に、上記した構成からなる既存建築物の耐震補強構造の施工方法について説明する。
【００２９】
予め、枠取付面５に対向する枠部材３のフランジに複数の穴１０をあけ、この穴１０に合わせてフランジの内側面にナット１１を溶接する。一方、枠取付面５に対向する枠部材３の外周面３ａに複数の壺掘り部８を形成する。壺掘り部８は枠部材３に予め設けられた穴１０およびナット１１に対向する位置に形成する。
【００３０】
図６（ａ）に示すように、ボルト９の他端部を枠取付面５に対向する枠部材３の外周面３ａの方から穴１０およびナット１１の中に挿入し、ナット状の一端部が枠部材３の外周面３ａに接するところまで挿通させる。次に、図６（ｂ）に示すように、ボルト９が取り付けられた枠部材３を所定の位置に配置し、ボルト９を回転させてナット状の一端部を壺掘り部８内に挿入する。
【００３１】
次に、枠取付面５と外周面３ａとの間の隙間の側面を図示せぬ型枠で塞ぎ、枠取付面５と外周面３ａと図示せぬ型枠とで囲まれた空間に接合材７を充填する。接合材７を充填した後、所定の養生期間をおいて接合材７を固化させて、接合材７が所定の強度を発現した後に型枠の脱型を行う。
【００３２】
上記した構成により、枠取付面５に形成された壺掘り部８により枠部材３は強固に枠取付面５に固定される。さらに、枠部材３に固定されたボルト９が枠取付面５に形成された壺掘り部８内に配設されるため、より高い接合力が得られる。なお、ボルト９の固定方法はこれ以外に任意であり、例えばフランジ３ａにタップを切りボルト９をねじ込みナット１１で固定してもよい。さらに、突出部材として、取付寸法に余裕があればボルトやスタッドを予めフランジ３ａに突出固定してもよい。
【００３３】
以上、本発明に係る既存建物の耐震補強方法の第１、第２の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限り適宜応用可能である。例えば、本実施の形態では、被補強開口部１の枠取付面５および枠部材３の外周面３ａの両方に凹凸が形成されているが、所定の接合力を得られることを条件に、いずれか一方に凹凸を形成させてもよい。
【００３４】
また、本実施の形態では、被補強開口部１の枠取付面５に対向する枠部材３の外周面３ａに凹凸を形成するために、フランジ幅で切断された異形棒鋼３ｂが取り付けられているが、異形棒鋼３ｂに代わって丸鋼またはフラットバーまたはアングル材など使用してもよく、或いは枠部材３に使用するＨ型鋼に、予め凹凸のあるフランジを有するＨ型鋼を使用してもよい。
【００３５】
また、本実施の形態では、被補強開口部１の内周面１ｃに設けられた枠取付面５は、一定間隔をあけて矩形の目荒し面５ａが施されているが、目荒しの粗さを一定間隔で変化させてもよく、目荒しが粗い面と目荒しが細かい面を交互に設けてもよく、また、一定間隔をあけずに枠取付面５全てに凹凸を形成する粗い目荒しを施してもよい。また、目荒し面５ａの形状は任意であり、円や三角でもよく、これらを組み合わせてもよい。さらに、梁１ｂにおける枠取付面５のみに凹凸を形成してもよい。
【００３６】
また、本実施の形態では、補強部材としてブレース部材４を使用しているが、ブレース部材４に代えて、地震時の振動応答を低減させるために被補強開口部１の面内に配置される制震ダンパー（特開２０００−２１３２０１号公報）や、粘弾性体と鋼板とが積層されてなるブレース状のダンパーや、粘性系制震壁（特開２０００−７３６１２号公報）等を適宜使用してもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、枠部材３と被補強開口部１との間にあけられた隙間に介装する接合材７に無収縮モルタルを使用しているが、耐震補強枠２と被補強開口部１の接合をより高めるために、枠部材３と被補強開口部１との間の隙間を極力小さくし、接合材７としてエポキシ樹脂系接着剤を使用してもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、既存のラーメン構造による鉄筋コンクリート造建築物の被補強開口部１における耐震補強方法について説明したが、鉄骨鉄筋コンクリート造建築物の被補強開口部１に適用してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る既存建物の耐震補強方法によれば、アンカー打ち込み工事が不要であり、耐震補強工事に伴う騒音や振動を極力抑えることができるので、近隣への影響を軽減させることができる。また、アンカー打ち込み工事および鉄筋工事が不要であり、耐震補強工事の作業工程が削減されるため、工期が短縮できる。さらに、被補強開口部に対向する枠部材の外周面および枠部材に対向する被補強開口部の枠取付面を凹凸にすることで、既存躯体と耐震補強枠の接合力を高めて信頼性の高い確実な接合ができる。このため、接合箇所の剥離等は抑止され補修工事の件数は減少し、工事費用の増大を抑止するとともに工事期間の遅延を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する正面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における耐震補強枠の外周面に対向する被補強開口部の内周面を示した斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における耐震補強枠の枠部材を示した斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における被補強開口部と耐震補強枠との接合部を示した斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における被補強開口部と枠部材との接合部を示した断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における被補強開口部と枠部材との接合方法を示した断面図である。
【符号の説明】
１　被補強開口部
２　耐震補強枠
３　枠部材
３ａ外周面
３ｂ異形棒鋼
４　ブレース部材（補強部材）
５　枠取付面
５ａ目荒し面
７　接合材
【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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