(57)【要約】【課題】既存の屋根スラブ上に重量の大きい機器を新たに設置することになった場合において、機器を支持するための架台を支持する立上り柱を屋根スラブ上に新たに構築する場合に、漏水の問題を発生させることなく、立上り柱を躯体に確実に定着させる。【解決手段】屋根スラブ１の天端面から下端面まで貫通するスリット６を形成し、このスリット６を通して面状の繊維強化材料４を連続させて配置し、繊維強化材料４の屋根スラブ１から下方に突出する部分を柱２の側面に接着させる一方、屋根スラブ１上に、スリット６を屋根スラブ１の天端側から覆う断面積を持つ立上り柱３を構築して繊維強化材料４の屋根スラブ１から上方に突出する部分を立上り柱３の内部に定着させる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の屋根スラブ上の、下階の柱の上方位置に構築される立上り柱と、その下階の柱との一体性を確保する方法であり、屋根スラブの天端面から下端面まで貫通するスリットを形成し、このスリットを通して面状の繊維強化材料を連続させて配置し、繊維強化材料の屋根スラブから下方に突出する部分を柱の側面に接着させる一方、屋根スラブ上に、スリットを屋根スラブの天端側から覆う断面積を持つ前記立上り柱を構築して繊維強化材料の屋根スラブから上方に突出する部分を立上り柱の内部に埋設し、定着させる既存屋根スラブにおける立上り柱の補強方法。
【請求項２】
既存の屋根スラブ上の、下階の柱の上方位置に構築される立上り柱と、その下階の柱との一体性を確保する方法であり、屋根スラブの天端面から下端面まで貫通するスリットを形成し、このスリットを通して面状の繊維強化材料を連続させて配置し、繊維強化材料の屋根スラブから下方に突出する部分を柱の側面に接着させる一方、屋根スラブ上の、下階の柱の上方位置に鉄骨部材を定着させると共に、繊維強化材料の屋根スラブから上方に突出する部分を鉄骨部材に接着させた後、屋根スラブ上に、スリットを屋根スラブの天端側から覆う断面積を持つ前記立上り柱を構築して鉄骨部材を立上り柱に定着させる既存屋根スラブにおける立上り柱の補強方法。
【請求項３】
スリットは屋根スラブの天端面から下端面へかけて柱の中心から遠ざかる向きに傾斜して形成されている請求項１、もしくは請求項２記載の既存屋根スラブにおける立上り柱の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は既存の屋根スラブ上の、下階の柱上に新たに立上り柱を構築する場合に、その立上り柱と下階の柱との一体性を確保し、立上り柱に上向きに作用する引張力に対して立上り柱を補強する既存屋根スラブにおける立上り柱の補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
既存の屋根スラブ上に設計時に予定していない重量の大きい機器を設置することになった場合、屋根スラブ上の、下階の柱上には機器を支持するための架台を受ける立上り柱を新たに構築することが必要になる。
【０００３】
この場合、屋上階の機器には地震時に１．０〜１．５Ｇ程度の慣性力が作用することから、屋上突出部である立上り柱には機器が受ける慣性力により大きな曲げモーメントと上向きの引張力が作用するため、立上り柱は引き抜き力に対して十分抵抗できるように躯体に固定される必要がある。
【０００４】
通常は立上り柱を後施工アンカーにより屋根スラブ直下の柱に定着させることが行われるが、後施工アンカーのみによって定着させようとすれば、アンカーの本数が多くなるため、立上り柱を躯体に固定するための鉄筋とアンカーが柱中においてＸ，Ｙ方向（２方向）の梁主筋と干渉することがあり、鉄筋とアンカーが柱内に納まりきれないことになる。また鉄筋とアンカーとの間の空きが確保されず、コンクリートの回りが悪くなるため、定着効果が低下する可能性もある。
【０００５】
この場合、図１１に示すように特許第　３０１８９６８号の方法を利用し、屋根スラブを挟んだ立上り柱と下階の柱間にスラブを貫通する帯状の繊維強化材料を配置し、両柱に接着することにより立上り柱の定着を確保する方法が考えられるが、繊維強化材料を両柱に接着させるために、図１２に示すように柱の表面位置に屋根スラブを貫通する貫通孔を形成した場合、スラブ上の水が貫通孔から下階側へ漏水する問題が発生するため、屋根スラブにおいてはこの方法をそのまま適用することはできない。
【０００６】
この発明は上記背景より、屋根スラブに立上り柱を新たに構築する場合に漏水の問題を発生させることなく、立上り柱を躯体に確実に定着させる方法を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では屋根スラブにスリットを形成し、スリットを通して面状の繊維強化材料を連続させて配置しながらも、屋根スラブ上に、スリットを屋根スラブの天端側から覆う断面積を持つ立上り柱を構築することにより、屋根スラブにスリットを形成することに伴う漏水の問題を回避しながら、立上り柱を躯体に確実に定着させる。
【０００８】
スリットは屋根スラブの天端面から下端面まで貫通して形成され、このスリットを通して繊維強化材料が連続して配置される。スリットを挟んで繊維強化材料の屋根スラブから下方に突出する部分は下階の柱の側面に接着させられる。繊維強化材料の屋根スラブから上方に突出する部分は請求項１では立上り柱の内部に埋設され、定着させられる。
【０００９】
請求項２では屋根スラブ上の、下階の柱の上方位置に定着させられ、機器を支持するための架台を受ける鉄骨部材に、繊維強化材料の屋根スラブから上方に突出する部分が接着させられる。繊維強化材料が鉄骨部材に接着させられた後、屋根スラブ上に、スリットを屋根スラブの天端側から覆う断面積を持つ立上り柱が構築され、鉄骨部材が立上り柱に定着させられる。
【００１０】
請求項１、請求項２共、屋根スラブにスリットを形成しながらも、スリットを屋根スラブの天端側から覆う断面積を持つ立上り柱によってスリットが屋根スラブの天端面側から閉塞させられるため、繊維強化材料が屋根スラブを貫通して配置されることに伴う漏水の問題は発生しない。
【００１１】
立上り柱の断面積が下階の柱の断面積より小さい場合にも立上り柱はスリットを屋根スラブの天端側から覆う断面積を持ち、スリットの上端は立上り柱によって閉塞させられる。
【００１２】
この場合、スリットは請求項３に記載のように屋根スラブの天端面から下端面へかけて柱の中心から遠ざかる向きに傾斜して形成される。スリットが傾斜して形成されることで、立上り柱の断面積が下階の柱の断面積より小さくても、立上り柱がスリットを屋根スラブの天端面側から閉塞するため、繊維強化材料が屋根スラブを貫通することに伴う漏水は回避される。
【００１３】
繊維強化材料は屋根スラブの下側において下階の柱に接着させられ、上側において立上り柱内に埋設させられるか、立上り柱内に埋設される鉄骨部材に接着させられることにより、立上り柱に作用する引き抜き力に対し、引張力を負担して抵抗し、立上り柱の下階の柱への定着状態を維持する。
【００１４】
特に繊維強化材料の引張強度は鋼材と同等程度以上であることから、１本の繊維強化材料が複数本のアンカーに相当する引張耐力を発揮し得るため、立上り柱の定着のために必ずしもアンカーを併用する必要がなく、併用する場合にもアンカーの使用本数が削減されるため、屋根スラブの直下の柱におけるアンカーと、Ｘ，Ｙ２方向の梁主筋との干渉の問題が解消され、干渉に伴うコンクリートの回り不良による充填不足の問題も解消される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は図１〜図３に示すように既存の屋根スラブ１上の、下階の柱２の上方位置に構築される立上り柱３とその下階の柱２との一体性を、屋根スラブ１を貫通する繊維強化材料４を立上り柱３内に定着させることにより確保する方法である。立上り柱３は屋根スラブ１上に、設計時に予定していない重量の大きい機器を設置することになった場合に、機器を直接受ける、図８，図９に示す架台５を支持するために屋根スラブ１上の、柱２の上に構築される。
【００１６】
屋根スラブ１には図１，図２に示すように天端面から下端面まで貫通するスリット６が形成され、このスリット６を通して面状の繊維強化材料４が連続して配置され、繊維強化材料４の屋根スラブ１から下方に突出する部分は柱２の側面に接着させられ、屋根スラブ１から上方に突出する部分は立上り柱３内に定着させられる。
【００１７】
スリット６の断面形状はそれを挿通する繊維強化材料４の、スリット６への挿通部分の断面形状、例えば後述の束状部分４ａの断面形状によって決まるため、スリット６は線状、平板状、円形状等、任意の断面形状で、任意の大きさに形成され、屋根スラブ１を貫通する貫通孔全般を含む。
【００１８】
図面では柱２の水平断面積より立上り柱３の水平断面積を小さくしていることに伴い、全スリット６を屋根スラブの天端側から覆うように立上り柱３を構築するために、屋根スラブ１の天端面から下端面へかけて柱２の中心から遠ざかる向きに傾斜するようにスリット６を形成しているが、立上り柱３の断面が柱２の断面と同等程度であれば、スリット６を傾斜させる必要はない。スリット６を傾斜させた場合は請求項３に記載の発明に該当する。
【００１９】
繊維強化材料４はスリット６以外の部分では柱２との接着面積を確保し、立上り柱３内での定着面積を確保するために帯状、シート状等、面状に形成され、スリット６内に位置する部分ではスリット６への貫通のし易さと、立上り柱３内に配筋される主筋３ａ及びせん断補強筋３ｂとの干渉を避けるために紐状、ロープ状等に束ねられ、束状に形成される。以下、繊維強化材料４の面状に形成される部分を面状部分４ｂ、束状に形成される部分を束状部分４ａと呼ぶ。繊維強化材料４には炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等が使用される。
【００２０】
スリット６は繊維強化材料４の配置の方向に応じ、図１，図２に示すように平面上、立上り柱３内の主筋３ａ及びせん断補強筋３ｂとの干渉が生じない位置から、例えば屋根スラブ１に接続する梁８の両側へかけて形成される。繊維強化材料４の、スリット６を挿通する部分である束状部分４ａは束ねられているため、スリット６は小径の孔として開けられればよい。
【００２１】
繊維強化材料４は立上り柱３内での十分な定着長を確保するために、立上り柱３内では立ち上がり、同一の鉛直断面内に配置される繊維強化材料４の上端部は互いに重ね合わせられ、その状態で立上り柱３が構築されることにより立上り柱３の内部に埋設させられ、立上り柱３中に定着させられる。
【００２２】
図１に示す立上り柱３の主筋３ａは図７に示すように屋根スラブ１の天端から下階の柱２中に後施工アンカー７を打ち込み、その後施工アンカー７に接続することにより配筋される。図７中、後施工アンカー７の位置に立上り柱３の主筋３ａが配筋される。図７は柱２の主筋２ａ及びせん断補強筋２ｂと、後施工アンカー７（主筋３ａ）及び後述の鉄骨部材９を定着させるための後施工アンカー１０との関係を示す。
【００２３】
立上り柱３は平面上、屋根スラブ１の天端側に露出する全スリット６の孔を包囲する断面積を持ち、主筋３ａとせん断補強筋３ｂの配筋後のコンクリートの打設、すなわち立上り柱３の構築によって全スリット６の上部の孔が塞がれる。立上り柱３の構築によって繊維強化材料４の屋根スラブ１から上方に突出する部分が立上り柱３中に定着させられる。
【００２４】
繊維強化材料４，４は図１に示すように平面上は立上り柱３内の主筋３ａ及びせん断補強筋３ｂを避けるように、また立上り柱３の中心部を挟んで互いに対向するように配置され、例えば平面上の中心部やその付近で互いに重ね合わせられる。重ね合わせられる部分を含め、繊維強化材料４の上側の面状部分４ｂの配置状態は立上り柱３の主筋３ａとせん断補強筋３ｂを利用することにより立上り柱３のコンクリートの打設が終了するまで保持される。
【００２５】
図１，図２では屋根スラブ１に接続する梁８の側面と柱２の側面が交わる部分から、直交する方向の梁８の側面と柱２の側面が交わる部分を結ぶ方向にスリット６を形成し、立上り柱３の断面上の対角線方向に繊維強化材料４を配置している。またここでは繊維強化材料４を１対角線方向に付き、平面上、２本並列させて配置し、同一線上に位置する２本の繊維強化材料４，４を立上り柱３の頂部付近で重ねているが、同一線上に位置する２本の繊維強化材料４，４を１本化させ、柱２の側面から立上り柱３を経て柱２の側面まで連続させることもある。図３は繊維強化材料４，４を立上り柱３の平面上の中心で交わるように重ね合わせた場合の配置例を示す。
【００２６】
繊維強化材料４の屋根スラブ１から下方に突出する下側の面状部分４ｂは例えば繊維強化材料４自身に含浸させられた、または柱２の側面に塗布されたエポキシ樹脂接着剤その他の合成樹脂系接着剤等の接着剤により柱２に接着させられる。接着に際しては必要により柱２の表面がグラインダー等により平滑に仕上げられ、繊維強化材料４の面状部分４ｂと柱２の表面との接着面積が増大させられ、接着剤による面状部分４ｂの接着性が確保される。
【００２７】
図４，図５は立上り柱３内に架台５を直接支持する鉄骨部材９を定着させた場合の例を示す。
【００２８】
この場合、繊維強化材料４は鉄骨部材９を貫通して配置されることになるため、鉄骨部材９には貫通孔９ａが形成される。図４ではＨ形鋼の鉄骨部材９のフランジ間にプレート９１を接合し、鉄骨部材９を閉鎖断面形にしているが、この場合には鉄骨部材９のフランジとプレート９１に貫通孔９ａが明けられる。図６は繊維強化材料４と鉄骨部材９の貫通孔９ａとの関係を示す。鉄骨部材９には角形鋼管や鋼管も使用される。
【００２９】
図４，図５の場合、同一線上に位置する繊維強化材料４，４は鉄骨部材９とプレート９１以外の部分、すなわち鉄骨部材９のウェブとプレート９１に挟まれた空間において互いに重ね合わせられる。
【００３０】
鉄骨部材９は図５に示すように架台５を支持するために立上り柱３の高さより高く、下端に接合されたベースプレート９ｂにおいて屋根スラブ１上の柱２の位置に後施工アンカー１０によって定着させられる。ベースプレート９ｂの下には無収縮モルタル等の均しモルタル１１が敷かれる。
【００３１】
鉄骨部材９は主筋３ａとせん断補強筋３ｂの配筋とコンクリートの打設による立上り柱３の構築によって頭部を除き、立上り柱３内に埋設される形で立上り柱３に定着させられる。
【００３２】
鉄骨部材９の頂部には請求項２に記載の発明を示す図８，図９に示すように架台５を受ける接合プレート１２が接合され、接合プレート１２上に架台５が載り、ボルト等により接合される。図１０−（ｂ）に接合プレート１２を示す。
【００３３】
立上り柱３の天端に雨水に対する保護のために笠木１３を被せる場合、笠木１３の周囲、及び笠木１３の、鉄骨部材９が貫通する部分には雨水の浸入を阻止するためのシーリング材１４が充填される。
【００３４】
請求項２に記載の発明は図８，図９に示すように請求項１に記載の発明において、立上り柱３内に架台５を直接支持する鉄骨部材９を定着させ、鉄骨部材９に繊維強化材料４の上側の面状部分４ｂを接着させたものである。
【００３５】
スリット６の形成と繊維強化材料４の下側の面状部分４ｂの柱２への接着は請求項１の場合と同様であり、スリット６は屋根スラブ１の天端面から下端面まで貫通して形成され、繊維強化材料４の屋根スラブ１から下方に突出する面状部分４ｂは柱２の側面に接着させられる。柱２の水平断面積より立上り柱３の水平断面積が小さい場合は、屋根スラブ１の天端面から下端面へかけて柱２の中心から遠ざかる向きに傾斜してスリット６が形成される（請求項３）。
【００３６】
繊維強化材料４の屋根スラブ１から上方に突出する面状部分４ｂは鉄骨部材９に接着させられる。繊維強化材料４の上側の面状部分４ｂの鉄骨部材９への接着後、鉄骨部材９は主筋３ａとせん断補強筋３ｂの配筋とコンクリートの打設による立上り柱３の構築によって頭部を除き、立上り柱３内に埋設される形で立上り柱３に定着させられる。
【００３７】
図８，図９では図１０−（ａ）に示すようにＨ形鋼とＴ形鋼を組み合わせて十字形断面の鉄骨部材９を使用した場合を示しているが、繊維強化材料４の上側の面状部分４ｂは鉄骨部材９のフランジやウェブ、または図４におけるプレート等、いずれかの部分に接着させられる。図１０−（ｂ）は鉄骨部材９の頂部に接合され、架台５が接合される接合プレート１２を示す。
【００３８】
ここでも上側の面状部分４ｂは柱２に対する下側の面状部分４ｂと同様に繊維強化材料４自身に含浸させられた、または鉄骨部材９の側面に塗布されたエポキシ樹脂接着剤その他の合成樹脂系接着剤等の接着剤により接着させられる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１では屋根スラブに形成したスリットを通して面状の繊維強化材料を連続させて配置しながらも、スリットを屋根スラブの天端側から覆うように立上り柱を構築し、スリットを挟んだ繊維強化材料の下側を下階の柱に接着させ、上側を立上り柱に埋設するため、屋根スラブにスリットを形成することに伴う漏水の問題を回避しながら、立上り柱を躯体に確実に定着させることができる。
【００４０】
請求項２でも屋根スラブに形成したスリットを通して面状の繊維強化材料を連続させて配置しながらも、スリットを屋根スラブの天端側から覆うように立上り柱を構築し、スリットを挟んだ繊維強化材料の下側を下階の柱に接着させ、上側を立上り柱に定着される鉄骨部材に接着させるため、屋根スラブにスリットを形成することに伴う漏水の問題を回避しながら、立上り柱を躯体に確実に定着させることができる。
【００４１】
特に繊維強化材料の引張強度は鋼材と同等程度以上であることから、繊維強化材料は屋根スラブの下側において下階の柱に接着させられ、上側において立上り柱内に埋設させられるか、立上り柱内に埋設される鉄骨部材に接着させられることで、立上り柱に作用する引き抜き力に対して十分な抵抗力を発揮するため、後施工アンカーを併用することなく、立上り柱を下階の柱へ定着させた状態を維持することができる。
【００４２】
また繊維強化材料の引張強度が鋼材と同等程度以上であることで、１本の繊維強化材料が複数本のアンカーに相当する引張耐力を発揮し得るため、後施工アンカーを併用する場合にもアンカーの使用本数を削減することができる結果、屋根スラブの直下の柱におけるアンカーと、Ｘ，Ｙ２方向の梁主筋との干渉の問題と、干渉によるコンクリートの充填不足の問題を解消することができる。
【００４３】
請求項３ではスリットを屋根スラブの天端面から下端面へかけて柱の中心から遠ざかる向きに傾斜して形成することで、立上り柱の断面積が下階の柱の断面積より小さい場合にも立上り柱によってスリットを屋根スラブの天端面側から閉塞することができるため、繊維強化材料が屋根スラブを貫通することに伴う漏水の問題が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明の繊維強化材料の配置状態を示した平面図である。
【図２】図１のｘ−ｘ線断面図である。
【図３】繊維強化材料の他の配置例を示した図１のｘ−ｘ線断面図である。
【図４】立上り柱に鉄骨部材を定着させた場合の繊維強化材料の配置状態を示した平面図である。
【図５】図４のｙ−ｙ線断面図である。
【図６】図４の場合の鉄骨部材と繊維強化材料の関係を示した平面図である。
【図７】図４の場合の柱の配筋状態と２種類の後施工アンカーとの関係を示した平面図である。
【図８】請求項２に記載の発明の繊維強化材料の配置状態を示した立面図である。
【図９】図８の直交する方向の立面図である。
【図１０】（ａ）は図８の鉄骨部材を示した平面図、（ｂ）は接合プレートを示した平面図である。
【図１１】従来技術を用いた方法を示した立面図である。
【図１２】図１１のｚ−ｚ線断面図である。
【符号の説明】
１……屋根スラブ、２……柱、２ａ……主筋、２ｂ……せん断補強筋、３……立上り柱、３ａ……主筋、３ｂ……せん断補強筋、４……繊維強化材料、４ａ……束状部分、４ｂ……面状部分、５……架台、６……スリット、７……後施工アンカー、８……梁、９……鉄骨部材、９ａ……貫通孔、９ｂ……ベースプレート、９１……プレート、１０……後施工アンカー、１１……均しモルタル、１２……接合プレート、１３……笠木、１４……シーリング材。
【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】
2004060251.tif 000011
【図１０】
2004060251.tif 000012
【図１１】
2004060251.tif 000013
【図１２】
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