(57)【要約】【課題】貫通孔を曲面屋根版に形成することなく、また、屋外作業をすることなく屋根を耐震補強する。【解決手段】接合具３を曲面屋根版１の中央部の軸方向に等間隔に接着剤で屋根全面に固着する。必要に応じてホールインアンカーで追加的に曲面屋根版に固定する。接着剤の強度が発現したところで補強材４の鋼管または鋼棒を接合具３の間に配設して固定する。補強材がＰＣ鋼棒の場合は、ターンバックルを介在させて緊張力を導入する。補強材４は、屋根版１に対し斜め方向に配設し、組立て完了後は１層のダイヤモンドトラス状になるようにし、屋根全体を一体化して剛性を増大させ、耐震性を向上させることにより、地震等の外力による曲面屋根版の落下を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面屋根版を並列させた屋根の補強方法であって、曲面屋根版の内面に接合具を固定し、接合具の間に補強材を斜めに配設し、屋根内面にトラス状の補強構造体を構築する屋根の耐震補強方法。
【請求項２】
請求項１において、トラス状の補強構造体を曲面屋根版の支持部近傍のみに配設する屋根の耐震補強方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかにおいて、曲面屋根版の支持部材とトラス状の補強構造体を連結材で連結する屋根の耐震補強方法。
【請求項４】
請求項３において、連結材がダンパー作用を有するものである屋根の耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面が弧状の曲面屋根版を並設した屋根の耐震補強方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
断面弧状のプレキャスト曲面屋根版を使用した屋根は、体育館等の広い空間を必要とする建築物に採用されている。
これは、シルバークール（ＳＣＳ）工法と一般には呼ばれているものであり、曲面屋根版の長手方向にＰＣ鋼線またはＰＣ鋼より線を交差して配置したプレキャストプレストレストコンクリート版であり、図７のように曲面屋根版１を１枚配設して両端を枕梁２１で支持する場合と図８のように中央にキール梁２を設けて２枚配設して一端は枕梁２１、他端はキール梁２の曲面屋根版の支持部分で受けるものがある。曲面屋根版１と支持部材である枕梁２１またはキール梁２の接合はボルトアンカーまたはパイプアンカーで行っている。
曲面屋根版相互の接合は、埋込み鉄筋の溶接と目地モルタルで行われる場合もあるが、版相互の接合はなされない場合も多く、耐震上の弱点となっている。
【０００３】
枕梁２１およびキール梁２と曲面屋根版１はボルトアンカーまたはパイプアンカーで接合しているが、大地震時に作用するせん断力を枕梁２１やキール梁２に伝達するための強度が十分でなく、曲面屋根版１を支持する部材、特に曲面屋根版１を受けるキール梁２のかかりしろには余裕があまりない。
屋根版１相互が接合されていない場合は、部材間の水平力の伝達が期待できず、大地震時に屋根版が一体として挙動しないため、屋根を支持する柱と壁などが耐震性能を最大限に発揮する以前に、部分的に過大な変形を起し、接合部の強度不足もあって、曲面屋根版１が支持部材のかかりしろより脱落して落下する事態が生ずることがあった。
【特許文献１】特開２００１−３１７１５０号公報
【特許文献２】特開２００２−２２０９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
落下防止策として、曲面屋根版相互を鋼板とボルトで緊結して屋根版全体の平面剛性を確保して、建築物の耐震性能を向上させて曲面屋根版の落下を防止している。更に、枕梁の接合部にボルトアンカーやパイプアンカー等を配設して固定する耐震補強方法が提案されているが、曲面屋根版にボルトを通すため貫通孔を穿孔して取り付ける補強箇所も多く、孔部分の雨漏りの防止をしなければならず、施工が煩雑であり面倒であった。
【０００５】
本発明は、貫通孔を曲面屋根版に形成することなく、また、屋外作業をすることなく屋根の耐震補強を達成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
曲面屋根版を並列させた屋根の補強方法であって、曲面屋根版の内面に接合具を固定し、接合具の間に補強材を斜めに配設してトラス状に組立て、屋根の平面剛性を高める。また、これら補強材を枕梁、または、桁梁及びキール梁に結合して建築物全体の一体性を向上させることにより耐震性を向上させると共に、屋根版の落下を防止するものである。
【０００７】
接合具を屋根全体に取り付けることなく、桁行方向の剛性を確保できるよう補強材を屋根版の支持部材の近傍にトラス状に配置することによって、経済的に屋根を補強するものである。このとき桁梁に沿ったトラスの弦材として、既存の桁梁を兼用するか新たに鋼材を配設する。
桁梁に接続する補強材にダンピング機能、または、衝撃吸収機能をもたせるため、連結材をダンパーまたは弾性部材を有するものとすることによって衝撃を緩和し、破壊に至るのを防止したものとすることもできる。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、補強や固定のために強度的に必要な場合を除いて曲面屋根版の屋外面側での作業をすることなく、内面に補強構造を形成するものであり、また、ボルト貫通孔等の穿孔を形成しないので、作業計画が立てやすく、従来工法のようにボルト貫通孔の防水などの処理を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
接合具３を屋根版１に固着し、補強材４を屋根版に対して斜めに配設してトラス状の補強構造体を屋根の内面に形成するものである。
施工手順は、まず、既存の曲面屋根版１の内側コンクリート面をケレンして接合具３を間隔をおいて配置し接着剤で固定する。接着剤に加えて、機械的に固定するためにホールインアンカーや後施工アンカーを併用し、接合具を強固に曲面屋根版内面に固定する場合もある。ホールインアンカーや後施工アンカーの孔は、大きな強度を必要とする場合を除き曲面屋根版を貫通させることなく盲穴である。
【００１０】
接合具３は、プレート３１に補強材４を連結固定するための取付部３２が形成してあり、プレートが曲面屋根版内面に固着される。補強材４は曲面屋根版１に対して斜めに配置するものであり、接合具３から四方に延びて他の接合具３、５に連結されるものである。取付部３２が複雑な形状となる場合には、接合具３を鋳物、またはＦＲＰで形成する。
【００１１】
接合具３の間に設置する補強材４は、山型鋼、溝型鋼、棒鋼、鋼管、もしくは、平鋼などの普通鋼材を使用する。型鋼の他に、ＦＲＰ、更には、ＰＣ鋼材なども使用することが可能であり、この場合には、必要に応じて緊張力を付与し、屋根の平面剛性を向上させることが可能である。緊張力を付与するためには、補強材４の中間部にターンバックルを介在させる。
【００１２】
接着剤は、特に限定されるものではないが、使用にあたっては、予め、コンクリートとプレートとの接着力・接着せん断強度を実験により把握して十分な強度が得られるものを選択する。
【００１３】
実施例１
図１に接合具３と補強材４の曲面屋根版１の内面における配設状態を示す。
接合具３は、図２−１、図２−２、図２−３に示すようにプレート３１に取付孔を有するリング状または四角形の取付部３２が設けてあり、鋼管、鋼棒またはＰＣ鋼棒からなる補強材４を任意の方向に向かって配設固定することができるものである。プレート３１には、更に、接着剤をプレート表面側に回り込ませて接着剪断力を増大させ、接着効果を高めるための小孔３３が形成してある。
【００１４】
補強材４を屋根の枕梁２１やキール梁２に接合する接合具３はホールインアンカーや後施工アンカーで固着し、図２−２に示すように、２方向の取付孔を有するものでよい。この実施例の接合具３は鋼管、棒鋼やＰＣ鋼棒を補強材４として使用する場合のものであるが、補強材４として平鋼や山型鋼等を使用する場合は、図３に示すプレート３１面に十字状またはＶ字状等の固定板３２を溶接等で固着したもの、または鋳物製のものを使用する。
枕梁２１、または桁梁の強度および剛性が不足する場合は、桁方向に枕梁２１に接合具３を固定して桁梁補強材８を配設してトラスの弦材とすることによりトラス状の補強構造体の端部を固め、補強効果を確実なものとする。
【００１５】
接合具３を曲面屋根版１の中央部の軸方向に等間隔に接着剤で屋根全面に固着する。接合具３のプレート３１には小孔３３を形成しておき、固着時に接着剤が小孔を通じてプレート表面側にまわりこむようにしてある。ホールインアンカーや後施工アンカーを併用する場合は、それらの取付孔にはボルト等で栓をして固着する。
【００１６】
接着剤が硬化し、強度が発現したところで補強材４の鋼管や鋼棒を接合具３の間に配設して固定する。補強材としてＰＣ鋼棒を使用する場合は、ターンバックルによって緊張力を導入する。
補強材４は、屋根版１に対し斜め方向に配設し、補強材４の交点にトラス接合具５を設けてダイヤモンド状のトラスになるようにする。また、必要とされる補強の程度に応じて補強材４の交点のトラス接合具５を設けずに交差させた配置としてもよい。
このように補強材４により屋根内面にダイヤモンド状のトラス補強構造体を配設し、更に、その端部を枕梁２１（または桁梁）に緊結することによって屋根全体の平面剛性が確保され、建物全体が一体化されて耐震性が向上し、地震等の外力による曲面屋根版の落下を防止できる。
【００１７】
実施例２
図４は、屋根の中央部にキール梁２を設けて屋根版１を並設した屋根を有する建築物に本発明を適用した場合である。
基本的考え方は、実施例１と変わりなく、接合具３を曲面屋根版１に固着し、補強材４をダイヤモンド状に配設したものである。更に、キール梁２に補強材４を緊結する連結材７をキール梁２の断面を貫通させて設け、キール梁２を介して引張力が伝達するようにしたものである。
【００１８】
実施例３
図５に示すように、補強材４を屋根全面に配設せず、曲面屋根版１を支持する枕梁２１やキール梁２の近傍に限定してトラス状に配設することによって工期の短縮と工費の節約を図ったものである。枕梁２１とキール梁２はトラスの斜材となる補強材４と図２−２の接合具３で連結している。
この補強方法は曲面屋根版１に配設する接合具３が少ないので、大地震時のせん断力を伝達するだけの強度を確保できない場合は、屋根版１を貫通する孔を形成してボルト接合具を固定するが、このとき、曲面屋根版内に配線された屋根版のＰＣ鋼線を切断しないように、接合具３は端部からスパンの４分の１以内に配設する。
【００１９】
実施例１と同様、桁行方向の梁の強度や剛性が不十分な場合は、桁梁に沿ってトラス弦材６及び桁梁補強材８を配設してトラス状の補強構造体の弦材とする。
また、必要に応じ、補強材４を制震ダンパーとすることにより、地震時の屋根と構造物との間の衝撃力を緩和し、構造体が破壊されるのを防止する。
【００２０】
図６に示すように、ブラケット５２を屋根版１に固定して桁梁（枕梁を含む）を弾性材５１で挟み込み、地震時の衝撃力を吸収し、建築物構造体に作用する水平力を小さくするようにする。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
曲面屋根版に貫通孔を穿孔することなく屋根の耐震補強をすることができ、屋根の機能を損なうことなく耐震補強を達成することができる。
屋根の内面に補強材を配置するものであるので、室内作業のみとなり、天候によって工期が変動することがなく、作業工程を組みやすい。
曲面屋根版の内面に補強材を配置するものであるが、曲面屋根版面近くに補強材を配置するものであるので、建物内部空間の高さを減少させる量が僅少ですみ、体育館等の空間高さの減少が嫌われる建物にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１の補強材の配設状態を示す平面図。
【図２−１】接合具の平面・断面図。
【図２−２】接合具の平面・断面図。
【図２−３】接合具の平面・側面図。
【図３】接合具の他の実施例の斜視図。
【図４】実施例２の平面図。
【図５】実施例３の平面図。
【図６】弾性材を設けた断面図。
【図７】曲面屋根版を使用した建築物（１スパン）の立面及び断面図。
【図８】曲面屋根版を使用した建築物（２スパン）の立面及び断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１    曲面屋根版
２    キール梁
３    接合具
４    補強材
５    トラス接合具
６    トラス弦材
７    連結材
８    桁梁補強材（トラス弦材）
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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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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