(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存スラブの下面に圧縮材となる束材が適宜間隔ごとに設置され、これらの束材間には
スラブ下面から離間されて束材間引張材が設置され、スラブ下面両端部に固定された金物
に一端部が定着された斜材を引張材とし、該斜材の他端部と束材間引張材の端部とが束材
の下端部にボルト接合またはピン接合され、前記束材間引張材が所定の力で緊張されて前記既存スラブに上向きの力が付与され、一方の束材にジャッキが設置され、該ジャッキの後部を吊り上げる吊上材が前記斜材に取り付けられたことを特徴とする既存建物におけるスラブの補強構造。
【請求項２】
束材間引張材および斜材はＰＣ鋼棒であることを特徴とする請求項１に記載の既存建物
におけるスラブの補強構造。
【請求項３】
束材間にこれらの束材よりも長い束材が設置され、該長い束材と他の束材との間に束材
間引張材が設置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の既存建物におけるスラ
ブの補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は既存建物におけるスラブの補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
老朽化してたわみの進行したスラブ、用途変更で積載荷重が増加するスラブ、耐力・剛性などの構造性能が不足するスラブ、振動・遮音性などの住居性能や要求性能の不足するスラブなどは様々な方法で補強されている。この既存建物のスラブの補強構造としては、例えば特公平５−４２５５３号公報、実開平２−５０４０９号公報および特開２００１−３３６１１６号公報の発明がある。この特公平５−４２５５３号公報の発明は、スラブ下面に設置した間隔保持材に補強線材を掛け渡し、この補強線材の両端部を梁に固定して所定の力で緊張することによりスラブに上向きの力を付与したものである。また実開平２−５０４０９号公報の発明は、鉄筋コンクリート床板を支持するために平行な主桁の上フランジ同士をタイロッドで結合したものである。また特開２００１−３３６１１６号公報の発明は、コンクリート床板の下面に設けた主桁間に横桁を設置し、該横桁とコンクリート床板との間に連結軸を設けたものである。
【特許文献１】特公平５−４２５５３号公報
【特許文献２】実開平２−５０４０９号公報
【特許文献３】特開２００１−３３６１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の特公平５−４２５５３号公報の発明は、補強線材を設置するための梁上部やスラブ端部における穿孔作業が大変でかつ煩雑な作業となっている。また実開平２−５０４０９号公報の発明は、タイロッドをスラブと平行に設置しているため、スラブに与える上向きの力が弱いという問題があった。また特開２００１−３３６１１６号公報の発明は、コンクリート床板の下面に設けた主桁がジャッキ機構になっているため高額であるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価でかつ簡潔な既存建物におけるスラブの補強構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
課題を解決するための本願発明の既存建物におけるスラブの補強構造は、既存スラブの下面に圧縮材となる束材が適宜間隔ごとに設置され、これらの束材間にはスラブ下面から離間されて束材間引張材が設置され、スラブ下面両端部に固定された金物に一端部が定着された斜材を引張材とし、該斜材の他端部と束材間引張材の端部とが束材の下端部にボルト接合またはピン接合され、前記束材間引張材が所定の力で緊張されて前記既存スラブに上向きの力が付与され、一方の束材にジャッキが設置され、該ジャッキの後部を吊り上げる吊上材が前記斜材に取り付けられたことを特徴とする。また、前記束材間引張材および斜材はＰＣ鋼棒であることを含む。更に、前記束材間にこれらの束材よりも長い束材が設置され、該長い束材と他の束材との間に束材間引張材が設置されたことを含む。
【発明の効果】
【０００６】
束材間引張材に引張力を導入することにより、スラブの固有振動数が上昇し、振動特性を改善することができる。また軸力の導入と共に、スラブは上方にむくり上がり、スラブの過大なたわみの解消に効果がある。また簡便な部材の構成で、同じ室内から束材間引張材の緊張状態を確認しながら床スラブの補強が可能となるので非常に経済的である。また束材間引張材が線状でありかつスラブ下面の接合部が点状であるため、スラブに設置されている設備用ダクトや配管類などをそのままにして補強することができる。また構成する部材や使用する機材が簡便かつ軽量であるため使用中の建物において、また狭隘部の多い案件に対しても有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の既存建物におけるスラブの補強構造（以下補強構造という）の実施の形態を図面に基づいて説明する。また各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。この補強構造は、老朽化してたわみの進行したスラブ、用途変更で積載荷重が増加するスラブ、耐力・剛性などの構造性能の不足するスラブ、振動・遮音性などの住居性能や要求性能の不足するスラブなどを補強するものである。
【０００８】
図１は第１の実施の形態の補強構造１であり、スラブ２の下面に適宜間隔をもって同じ長さの二本の束材３が設置され、この束材３間にＰＣ鋼棒からなる束材間引張材４が設置されるとともに、束材３とスラブ２との端部、すなわち大梁５との境界部にわたって引張材としての斜材６が設置されて構成されている。この斜材６もＰＣ鋼棒であり、一端部が連結部材７の連結片８にボルト接合され、他端部が大梁５との境界部における固定金物９の固定片１０にボルト接合されている。また上記連結部材７は束材３にピン接合されている。
【０００９】
一方、束材間引張材４も両端部が束材３の固定片１０ａにボルト接合され、所定の力で緊張されてスラブ２に上向きの力を付与している。この緊張は束材３の一方に設置したジャッキ１１で束材間引張材４の一端部から行うものであり、緊張した後にはジャッキ１１を束材３から取り外す。また束材３はベースプレート１２でスラブ２の下面に設置され、二枚の縦板１３の下部には固定片１０ａが設置されて形成されている。またベースプレート１２とスラブ２の下面との間には緊張作業後に固化する固化剤１４も充填されている。
【００１０】
図３は、軽量コンクリートを使用した幅が０．６５ｍ、スパンが６ｍの両端を固定した一方向架構の中央スラブに上記の補強構造１、すなわち束材３をスラブ２の下面の２箇所に設置して補強した例である。これは束材３をスパンの１／３の位置、または１／４の位置に設置し、ＰＣ鋼棒を２６ｍｍφと１７ｍｍφとに変化させた場合の斜材における軸力と、上記の一方向スラブの一次固有振動数の関係を表示したものである。ここで２６φ・１／３・１／３とは使用したＰＣ鋼棒のサイズが２６φであり、束材３の位置が左右ともスパンの３分点であることを示すものである。
【００１１】
この図の（１）に示すように、本発明における束材間引張材４に引張力を導入するとスラブ２の固有振動数が上昇し、振動特性が改善できることを確認することができる。また同じく（２）に示すように、軸力の導入とともに、スラブ２は上方にむくり、スラブ２の過大なたわみの解消に効力があることも判明している。
【００１２】
また図４は第２の実施の形態の補強構造１５である。この補強構造１５は二本の束材３のうちの一本を他の束材３よりも短くしたものであり、これ以外は第１の実施の形態の補強構造１と同じ構成である。これはスラブ２の特定箇所に上向きの力を付与する場合に適用するものであり、長い束材３が設置された箇所に短い束材３が設置された箇所よりも大きな力が付与される。このようにスラブ２の状態に応じて束材３の長さを変えると異なった大きさの力をスラブ２に付与することができるようになり、スラブ上面に重量物が特定位置に載荷される場合に有効である。
【００１３】
また図５は第３の実施の形態の補強構造１６である。この補強構造１６は二本の束材３の間に、これらの束材３よりも長い束材３を設置したものであり、これ以外は第１の実施の形態の補強構造１と同じ構成である。これはスラブ２の中央部、すなわち長い束材３を設置した箇所に上向きの力を付与する場合に適用するものであり、スラブが長大スパンで、上向きの押し上げ力を多数点で確保したい場合に有効な方法となる。
【００１４】
また図６は第４の実施の形態の補強構造１７である。この補強構造１７は二本の束材３の上端部が接合されて下側に向かうにしたがって開いたものであり、これ以外は第１の実施の形態の補強構造１と同じ構成である。この接合された上端部もベースプレート１２でスラブ２下面に設置され、この上端部が設置された箇所に上向きの力が付与され、スパンが特に長くない場合に、２箇所の束材を一つにまとめることができて簡便となる。
【００１５】
また図７は第５の実施の形態の補強構造１８である。この補強構造１８は大梁５間の二つの小梁１９に束材３が設置されたものであり、これ以外は第１の実施の形態の補強構造１と同じ構成である。このような構成のスラブ２にも束材３の長さを短くして設置することにより、対応することができる。これも第１の実施の形態の補強構造１と同じ効果を奏するものである。
【００１６】
また図８は第６の実施の形態の補強構造２０である。この補強構造２０は束材間引張材４の一端部、すなわち束材３の外側に複数の皿バネ２１を設置したものであり、これ以外は第１の実施の形態の補強構造１と同じ構成である。この皿バネ２１は、中央の孔２２にＰＣ鋼棒の端部が挿入されて設置され、両端側の皿バネ２１が内側を座金２３側に向けて設置されるとともに、その他は内側を向かい合わせてソロバン珠のようにして設置されている。
【００１７】
このように複数の皿バネ２１を組み合わせることにより、所定の変位に対して要求する反力を得ることができる。そのときのバネ定数比をＰＣ鋼棒に比べて低くすることができるので、皿バネ２１を設置したＰＣ鋼棒において、ＰＣ鋼棒の軸力を低下させるような変位が生じても、その変位の大半は、皿バネ２１の弾性変位に吸収されて軸力低下が軽減される。
【００１８】
したがって、図９に示すように、ＰＣ鋼棒単独時に比べて、バネ定数が小さい皿バネ群をその端部に挿入すると、ＰＣ鋼棒の緩みが皿バネ群の伸びとして吸収され、そのバネ定数の小ささ故に、ＰＣ鋼棒のゆるみ量に対しての皿バネ群の反力低下は小さくて済む。
【００１９】
このような複数の皿バネ２１を組み合わせる構成は、第１の実施の形態の補強構造１の他に、第２〜第５の実施の形態の補強構造１５、１６、１７、１８にも適用される。
【００２０】
また図１０は第７の実施の形態の補強構造２４である。この補強構造２４は束材３がスラブ２の下面にピン接合されるとともに、斜材６も二枚の平板になって大梁５との境界部にピン接合され、この斜材６にはジャッキ１１の後部を吊り上げる吊上材２５が取り付けられたものであり、これ以外は第１の実施の形態の補強構造１と同じ構成である。
【００２１】
このように束材３の上端部がベースプレート１２のガセット２６に、また斜材６の一端部も大梁５との境界部におけるガセット２６にそれぞれピン接合され、斜材６と束材３ともピン接合されたことによりリンク機構を構成している。一方、束材間引張材４であるＰＣ鋼棒にはジャッキ１１で所定の力が付与され、このジャッキ１１の後部が斜材６からの吊上材２５で吊り上げられている。
【００２２】
また図１１は第８の実施の形態の補強構造２７である。この補強構造２７は一方の束材３にジャッキ１１を仮置きする仮置台２８を設け、これに束材間引張材４であるＰＣ鋼棒を接続したものであり、これ以外は第７の実施の形態の補強構造２４と同じ構成である。この仮置台２８は、束材３に上面が開口した長細い函体２９が一体的に接合されて形成され、前面板３０にＰＣ鋼棒の一端部がボルト接合されている。
【００２３】
また図１２は第９の実施の形態の補強構造３１である。この補強構造３１は束材間引張材４をＰＣ鋼棒に代えてタイロッド３２にし、該タイロッド３２をターンバックル３３で緊張してスラブ２に上向きの力を付与するものであり、これ以外は第７の実施の形態の補強構造２４と同じ構成である。これはタイロッド３２をターンバックル３３で緊張するため、上記のような仮置台２８や吊上材２５は不要となる。
【００２４】
このように束材３の上端部がベースプレートのガセット２６に、また平板の斜材６の一端部も大梁との境界部におけるガセット２６にそれぞれピン接合され、また平板の斜材６と束材３ともピン接合された構成は、第１〜第６の実施の形態の補強構造１、１５、１６、１７、１８、２０にも適用できる。
【００２５】
また第５の実施の形態の補強構造１８のように、二本の束材３が大梁５間の二つの小梁１９に設置される構成は、第１〜第４、第６〜第９の実施の形態の補強構造１、１５、１６、１７、２０、２４、２７、３１にも適用でき、第６の実施の形態の補強構造２０のように、束材間引張材４の一端部に複数の皿バネ２１を設置する構成は、第７〜第９の補強構造２４、２７、３１にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態の補強構造であり、（１）は断面図、（２）は束材の正面図、（３）は同斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の補強構造の底面図である。
【図３】（１）はスラブの一次振動数を表したグラフ図、（２）はむくり変位を表したグラフ図である。
【図４】第２の実施の形態の補強構造の断面図である。
【図５】第３の実施の形態の補強構造の断面図である。
【図６】第４の実施の形態の補強構造の断面図である。
【図７】第５の実施の形態の補強構造の断面図である。
【図８】第６の実施の形態の補強構造の断面図であり、（１）は断面図、（２）は束材の正面図、（３）は同斜視図である。
【図９】（１）および（２）は皿バネによるリラクゼーション緩和効果を表したグラフ図である。
【図１０】第７の実施の形態の補強構造の断面図であり、（１）は断面図、（２）および（３）は束材の斜視図である。
【図１１】第８の実施の形態の補強構造の断面図であり、（１）は断面図、（２）は束材の斜視図である。
【図１２】第９の実施の形態の補強構造の断面図であり、（１）は断面図、（２）は束材の正面図、（３）は同斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１、１５、１６、１７、１８、２０、２４、２７、３１  補強構造
２  スラブ
３  束材
４  束材間引張材
５  大梁
６  斜材
７  連結部材
８  連結片
９  固定金物
１０、１０ａ  固定片
１１  ジャッキ
１２  ベースプレート
１３  縦板
１４  固化剤
１９  小梁
２１  皿バネ
２２  孔
２３  座金
２５  吊上材
２６  ガセット
２８  仮置台
２９  函体
３０  前面板
３２  タイロッド
３３  ターンバックル
【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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