(57)【要約】【課題】既設建物への耐震壁の増設又は打増し工事において、騒音や振動を低減し、かつ、低コストとなる優れた既設建物の耐震補強構造を提供すること。【解決手段】既設建物の柱体１２と梁体１４に囲まれた開口部１６にコンクリートが打設され、前記コンクリートを開口部１６に固定させるためのボンディングコッター１８が開口部１６の内周面に固着されると共に、前記コンクリートとは固着されていないものであって前記コンクリートからなる耐震壁の壁面に直交する方向への壁の変形を拘束するためのアンボンドコッター２０が開口部内周面に固着されている既設建物の耐震補強構造とする。この場合、前記コンクリートに繊維補強コンクリート２２を用いることが好ましい。また、前記耐震壁には鉄筋が配されていても良い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設建物の耐震補強構造であって、既設建物の柱体と梁体に囲まれた開口部にコンクリートが打設され、前記コンクリートを前記開口部に固定させるためのボンディングコッターが前記開口部の内周面に固着されると共に、前記コンクリートとは固着されないものであって前記コンクリートからなる耐震壁の壁面に直交する方向への変形を拘束するためのアンボンドコッターが前記開口部内面に固着されていることを特徴とする既設建物の耐震補強構造。
【請求項２】
前記アンボンドコッターは、その本体部に前記コンクリートが固着しないように表面処理がされ、その本体部の両サイドに緩衝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の既設建物の耐震補強構造。
【請求項３】
前記アンボンドコッターは、前記梁体の開口部内面に固着される固着部と固着部から伸びた起立部とを有し、前記起立部は前記耐震壁の厚さ方向に薄肉であることを特徴とする請求項１又は２に記載の既設建物の耐震補強構造。
【請求項４】
前記コンクリートが、繊維補強コンクリートであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の既設建物の耐震補強構造。
【請求項５】
前記耐震壁には、鉄筋が配されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の既設建物の耐震補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設建物の耐震補強構造に関し、更に詳しくは、既設建物への耐震壁の増設又は打増しによる既設建物の耐震補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、既設建物の地震に対する耐力を高めるため、既設建物の壁や柱、梁を増設、打増ししたり、ブレースを取り付けたり等することによって既設建物の耐震補強が行われている。
【０００３】
従来、上述のような既設建物における耐震壁の増設や打増しを行う場合、まず既設建物の柱や梁にアンカーボルトを打設し、その開口部に鉄筋を配した後、コンクリートを打設することが広く行われている（ＲＣ増設壁）。
【０００４】
その構造を図５に示して説明する。柱体５６と梁体５８で囲まれた開口部６０の内周面にアンカーボルト５４を打設し、この開口部６０に鉄筋５２を配した後、この開口部６０に図示しない型枠を組んでコンクリートを流し込み、耐震壁（ＲＣ増設壁）としたものである。
【０００５】
この場合、コンクリートには鉄筋が配されているため、高い耐力と変形性能が得られる。また、開口部６０にアンカーボルト５４を打設することによって、このアンカーボルト５４を覆って打設する鉄筋コンクリートを建物の柱や梁と一体化させることができる。これによって、地震により耐震壁の面方向への水平力が発生した場合には、鉄筋コンクリートが建物の柱や梁とずれることを防止し、一方、耐震壁の壁面に直交する方向への力に対しては、この耐震壁が面外に倒壊することを防ぐことができる。
【０００６】
ここで、このアンカーボルト５４を打設する工事は、既設柱や既設梁に穴をあけて行うため、騒音や振動が大きくなり、建物の使用者等に迷惑となるものである。そのため、開口部６０に穴をあけない方法で、地震による水平力によって鉄筋コンクリートが建物の柱や梁とずれることを防止するためのずれ防止材を用いることがなされている。
【０００７】
この場合、アンカーボルトに変わるずれ防止材としてプレキャスト製コッター等を用い、開口部に穴をあけずに接着剤等で接着して用いることが行われている（非特許文献１）。
【０００８】
そして、アンカーボルトに変えてコッターを用いる場合、地震により発生した耐震壁の面方向への水平力に対しては、鉄筋コンクリートが建物の柱や梁とずれることを防止する効果があるものの、耐震壁の壁面に直交する方向への力に対しては、この耐震壁が面外に倒壊することを防ぐことができないため、通常、あと施工アンカーと呼ばれるアンカーボルトを少数打設することにより対処される。
【０００９】
【非特許文献１】２００１年改訂版  既存鉄筋コンクリート造建築物の耐震改修設計指針同解説  ９９ページ  財団法人日本建築防災協会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような、あと施工アンカー工事も既設柱や既設梁に穴をあけて行うため、騒音や振動が大きくなり、建物の使用者等に迷惑となるものである。また、既設建物の梁には主筋が多く張られているため、その梁にアンカーボルトを打設する隙間がないといった問題もあった。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、既設建物への耐震壁の増設又は打増し工事において、騒音や振動を低減し、かつ、低コストとなる優れた既設建物の耐震補強構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明に係る既設建物の耐震補強構造は、請求項１に記載のように、既設建物の柱体と梁体に囲まれた開口部にコンクリートが打設され、前記コンクリートを前記開口部に固定させるためのボンディングコッターが前記開口部の内周面に固着されると共に、前記コンクリートとは固着されていないものであって前記コンクリートからなる耐震壁の壁面に直交する方向への変形を拘束するためのアンボンドコッターが前記開口部の内周面に固着されていることを要旨とする。
【００１３】
この場合、請求項２に記載のように、前記アンボンドコッターは、その本体部に前記コンクリートが固着しないような表面処理がされ、その本体部の両サイドに緩衝部が設けられているものが好適に用いられる。
【００１４】
また、請求項３に記載のように、前記アンボンドコッターは、前記梁体の開口部内面に固着される固着部と固着部から伸びた起立部とを有し、前記起立部は前記耐震壁の厚さ方向に薄肉であるものが好適に用いられる。
【００１５】
そして、請求項４に記載のように、前記コンクリートが、繊維補強コンクリートであることが望ましい。
【００１６】
更に、請求項５に記載のように、前記耐震壁には、鉄筋が配されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、既設建物の柱体と梁体に囲まれた開口部内周面に固着されたボンディングコッターがこの開口部に打設されるコンクリートを既設建物に一体化させるため、地震により建物に水平力が作用した場合に、このコンクリートからなる耐震壁が既設建物の柱体や梁体とずれることを防止し、地震に対し高い耐力を有するものとすることができる。
【００１８】
また、前記開口部内周面には、壁面に直交する方向への耐震壁の変形を拘束するためのアンボンドコッターが固着されているため、耐震壁が壁面に直交した方向へ脱落することを防止し、これによる２次災害の発生を防ぐことができる。
【００１９】
そして、耐震補強工事を行うにあたり、従来法のように、地震に対して既設建物に高い耐力を与えるためのアンカーボルトを打設する必要がないため、アンカーボルトを打設する際に生じていた騒音や振動がなくなり、低騒音・低振動工事とすることができる。
【００２０】
この場合、請求項２に記載のように、このアンボンドコッターの本体部にはコンクリートが固着しないような表面処理がされることにより、このアンボンドコッターはコンクリートと一体化されないので、地震による水平力が耐震壁に作用してもアンボンドコッターが取り付けられた位置におけるコンクリートのへりあきは破壊されにくいものとなる。そしてこのへりあきが破壊されずに残るため、地震により耐震壁の壁面に直交する方向への力が発生した場合でも、壁面に直交する方向に耐震壁が倒壊することに対してこのアンボンドコッターは確実に抵抗することができる。
【００２１】
また、前記アンボンドコッターの本体部両サイドに緩衝部が設けられることにより、地震により耐震壁に水平力が作用した場合、アンボンドコッターがこの耐震壁の内部でコンクリートと接触することがなく、耐震壁が破壊されるのを防ぐことができる。そのため、地震により耐震壁の壁面に直交する方向への力が発生した場合でも、壁面に直交する方向に耐震壁が倒壊することに対してこのアンボンドコッターは確実に抵抗することができる。
【００２２】
そして、請求項３に記載のように、アンボンドコッターの起立部が耐震壁の厚さ方向に薄肉であることにより、ボンディングコッターと比較してコンクリートのへりあきが大きくなるため、その部分のコンクリートが破壊されにくくなり、耐震壁の壁面に直交する方向への力に対する抵抗力が高いものとなる。
【００２３】
さらに、請求項４に記載のように、前記開口部に打設するコンクリートに繊維補強コンクリートを用いることにより、コンクリート中に鉄筋を配さなくても鉄筋鉄骨コンクリートと同程度の耐力、変形能力を有する耐震補強が可能となり、施工の簡略化とコスト低減が図れる。
【００２４】
そして、請求項５に記載のように、前記コンクリートに鉄筋を配すことによって、耐震壁の耐力がさらに増すことになり、耐震性が向上することとなる。なお、前記開口部に打設するコンクリートに繊維補強コンクリートを用いる場合においても、鉄筋を配すことができる。この場合、より一層耐震性が向上することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施形態を、図１〜図４を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る既設建物の耐震補強構造の一例を示すものである。図１（ａ）はその全体図であり、図１（ｂ）は、梁体の開口部内面を表す図である。
【００２７】
図１（ａ）に示すものは、既設建物の柱体１２と梁体１４に囲まれた開口部１６の内周面に複数のボンディングコッター１８が固着されており、梁体１４の開口部内面に上下合わせて４つのアンボンドコッター２０が固着されている。この開口部１６には繊維補強コンクリート２２が打設され、耐震壁１０となる。アンボンドコッター２０を固着させる位置は、梁体１４の開口部内面に限られず、柱体１２、さらには柱体１２と梁体１４の両方の開口部内面であっても良い。
【００２８】
図１（ｂ）に示すものは梁体１４の開口部内面を表すものであり、梁体１４上にボンディングコッター１８とアンボンドコッター２０が固着されている状態を示している。
【００２９】
図２は、アンボンドコッター２０の構造の一例である。このアンボンドコッター２０は、本体部２４とその両端の緩衝部３０とからなる。図中に示すアンボンドコッター２０の本体部２４はＣＴ形鋼を用いたものであり、固着部２６と起立部２８とを有する構造となっている。そして、その両端部の緩衝部３０はＣＴ形鋼と同じ断面Ｔ形にしている。
【００３０】
この本体部２４に用いるものは図中に示す形状・材質に限定されるのではなく、梁体１４の開口部内面に固着する固着部と、その固着部から伸びた起立部とを有するものであれば良い。そして、梁体１４に固着し、繊維補強コンクリート２２が打設された状態で、その起立部は、繊維補強コンクリート２２からなる耐震壁１０の厚さ方向に薄肉となる形状が好ましい。この起立部を薄肉とすることにより、耐震壁１０のへりあき部分を大きくすることで、地震による壁面に直交する方向への力により耐震壁１０が面外に倒壊することに対してアンボンドコッター２０が高い抵抗力を有するものとなる。
【００３１】
このようなアンボンドコッター２０としては、例えば、一般的な形鋼などの鋼材やプレキャストコンクリート製のもの等を用いることができる。
【００３２】
形鋼には、その断面形状によって分類されるＣＴ形鋼、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼（断面匚形）、山形鋼（断面Ｌ形）等が挙げられる。例えばＣＴ形鋼を用いる場合、図示のように、いわゆる逆Ｔの形状にし、フラットな部分を梁体１２に固着することが好ましい。山形鋼（断面Ｌ形）を用いる場合には、そのまま用いても良いし、フラットな部分同士を重ねて接合し、Ｔ形の形状として用いることもできる。
【００３３】
アンボンドコッター２０の本体部２４には、繊維補強コンクリート２２が固着しないよう、表面処理等がされていることが好ましい。表面処理としては、例えば、ポリエチレン製のフィルムを貼ったり、グリース等をその表面に塗ったりすることなどが挙げられる。これにより、地震による水平力が耐震壁１０に作用してもアンボンドコッター２０はこの耐震壁１０と付着していないため、そのへりあきは破壊されにくいものとなる。
【００３４】
本体部２４の両端にある緩衝部３０の材料としては、例えばスポンジ状のものなどが使用できる。この緩衝部３０は、表面処理されたアンボンドコッター２０が、地震により既設建物及び耐震壁１０に水平力が作用しても、耐震壁１０の繊維補強コンクリート２２とアンボンドコッター２０とがその端部３０において衝突し、アンボンドコッター２０が破壊されないような、水平力を吸収するようなものであれば良い。
【００３５】
アンボンドコッター２０は、配置バランスから柱体１２の左右に又は梁体１４の上下に、若しくは柱体１２の左右と梁体１４の上下に、組になるように取り付けることが好ましい。また、耐震壁の壁面に直交する方向への変形に対する抵抗力をより高めるためには、複数組とする方が好ましい。
【００３６】
図３は、アンボンドコッター２０を梁体１４に固着した状態の拡大図である。図３（ａ）は、上から見た図であり、図３（ｂ）は、横から見た図である。図３（ａ）のように、アンボンドコッター２０は梁体１４の長手方向に沿って配置され、その長手方向両端に緩衝部３０がくるように配置する。
【００３７】
このような配置にすることにより、地震によって既設建物及び耐震壁１０に水平力が作用した場合に、耐震壁１０の横揺れによりこの耐震壁１０の内部において繊維補強コンクリート２２とアンボンドコッター２０の端部が衝突するが、この緩衝部３０がその衝撃を吸収して耐震壁１０が破壊されるのを防ぐ。
【００３８】
また、図３（ｂ）のように、エポキシ樹脂等の接着剤３２等を用いて梁体１４にアンボンドコッター２０を接着（固着）することができる。
【００３９】
図４（ａ）（ｂ）は、図１に示す耐震壁１０の断面の一部である。図４（ａ）に示すものは、アンボンドコッター２０が取り付けられた位置における断面の一部であり、図４（ｂ）に示すものは、ボンディングコッター１８が取り付けられた位置における断面の一部である。それぞれ梁体１４の上に固着したアンボンドコッター２０又はボンディングコッター１８を覆って梁体１４の上に繊維補強コンクリート２２からなる耐震壁（増設壁）１０が設けられている。
【００４０】
これらを比較すると、図４（ａ）のものは、アンボンドコッター２０の起立部２８の肉厚が薄いため、図４（ｂ）のボンディングコッター１８が取り付けられたものと比べ、図中Ｘに示すへりあきがＹに示すへりあきより広くなっている。これによって、地震による既設建物及び耐震壁１０に壁面に直交する方向への力が作用しても耐震壁１０は倒壊されにくくなり、抵抗力が高くなる。
【００４１】
ボンディングコッター１８は、プレキャストコンクリート製又は鋼板製のものなどがあり、図４（ｂ）に示すように端面に傾斜をつけた台形状のものや、端面が垂直な立方体形状のものなどがある。このボンディングコッター１８を取り付けることによって、建物の柱体１２や梁体１４の内面が凹凸となり、打設された繊維補強コンクリート２２が柱体１２や梁体１４と一体になる。これにより、地震により建物に発生した力をこの耐震壁１０に伝達し、建物の柱体１２や梁体１４と耐震壁１０とがずれることを防止することができる。なお、このボンディングコッター１８は、耐震壁１０と平行方向の水平力に対する耐力を期待されるものである。
【００４２】
この繊維補強コンクリート２２は、コンクリート中に、鋼、カーボン、アラミド、ガラス繊維等を所定量混入させたものであり、これにより鉄筋コンクリートと同程度の耐力、変形能力を有するものとすることができる。
【００４３】
そして、このような構造とすることにより、ボンディングコッター１８が繊維補強コンクリート２２と既設建物とを一体化させ、地震により発生した建物への水平力による耐震壁１０のずれを抑止して耐力を高めることができる。一方、アンボンドコッター２０は繊維補強コンクリート２０と一体化しないので、上記水平力の作用を受けないことから、そのへりあき部分のコンクリートは破壊されない。これによって、耐震壁１０の壁面と直交する方向への力が加わっても耐震壁１０が倒壊しないため、２次災害が防止される優れた耐震補強構造となる。
【００４４】
なお、図１及び図４に示すものは、一実施形態としての耐震補強構造を示したものであって、例えば、開口部１６に打設するコンクリートが繊維補強コンクリート２２でなく、普通コンクリートであっても良い。この場合、繊維補強コンクリート２２を打設する時と同様に、開口部１６の内周面に固着されたボンディングコッター１８がこの開口部１６に打設される普通コンクリートを既設建物に一体化させ、開口部１６の内周面に固着されたアンボンドコッター２０が壁面に直交する方向への耐震壁の変形を拘束するため、地震により建物に作用した水平力と壁面に直交する方向への力に対して、耐震壁が高い耐力を有するものとなる。また、普通コンクリートより強度を高めた高強度コンクリートとすることもできる。
【００４５】
そして、開口部１６に打設するコンクリートが普通コンクリート、高強度コンクリート又は繊維補強コンクリート等であっても、鉄筋を配す（配筋する）ことは可能であり、これによって耐震強度をさらに高めることとなる。
【００４６】
さらに、図１に示す開口部１６は既設建物の柱体１２と梁体１４で囲まれた部分であり、この開口部１６に既設壁が存在するものであっても良いし、既設壁のない空間に対して耐震壁１０を増設するものであっても良い。既設壁が存在する場合には、その既設壁を残し、厚み方向に壁を打増しすることもあるし、あるいはこの既設壁を取り払い、新たに耐震壁１０を増設することもできる。
【００４７】
次に、本発明に係る既設建物の耐震補強構造の施工方法について図１を用いて説明する。この耐震補強工法は、ｉ）ボンディングコッター１８を開口部１６の内周面に固着する工程と、ｉｉ）アンボンドコッター２０を梁体１４の開口部１６内面に固着する工程と、ｉｉｉ）開口部１６を囲むように型枠を組む工程と、ｉｖ）開口部１６に繊維補強コンクリート２２を打設する工程とを少なくとも有するものである。
【００４８】
上記工程ｉ）とｉｉ）は、どちらが先でも良く、工程ｉｉｉ）で型枠を組み、工程ｉｖ）で繊維補強コンクリート２２を流し込む前にボンディングコッター１８とアンボンドコッター２０とを開口部１６に取り付けていれば良い。
【００４９】
このように、上記耐震補強工法においては、耐震補強工事を行うにあたり、従来法のように、地震による耐震壁の面方向への水平力及び壁面に直交する方向への力に対して増設、打増しする耐震壁に高い耐力を与えるためのアンカーボルトを打設する必要がないため、アンカーボルトを打設する際に生じていた騒音や振動をなくした低騒音・低振動工事とすることができる。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００５１】
例えば、アンボンドコッターは、上記実施形態において示されるアンボンドコッター２０に限られず、耐震壁の壁面に直交する方向への変形を拘束するような構造を有するものであれば良い。また、アンボンドコッター２０は主に形鋼について示しているが、これは加工等をすることなくそのまま用いることができる利点があるためであり、現場においてフラットプレートを溶接等によりＴ形にして用いるといったことも可能であることは勿論である。
【００５２】
また本発明に係る耐震補強は、建物の１階だけでなく、どの階においても可能であり、鉄筋を用いない場合にはその施工しやすさにおいて利点がある。そして、建物の耐震性能によって適宜補強するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る既設建物の耐震補強構造は、鉄骨鉄筋コンクリート建築、鉄筋コンクリート建築、鉄骨建築等の各種の建築構造物や、必要によっては土木構造物等の耐震補強に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る既設建物の耐震補強構造の一例を示す図である。
【図２】本発明に係るアンボンドコッターの構造の一例を示す図である。
【図３】図２に示すアンボンドコッターを梁体１２に固着させた状態の拡大図である。
【図４】図１に示す構造における梁体の一部断面図である。
【図５】従来法による既設建物の耐震補強構造の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  耐震壁
１２  柱体
１４  梁体
１６  開口部
１８  ボンディングコッター
２０  アンボンドコッター
２２  繊維補強コンクリート
２４  本体部
２６  固着部
２８  起立部
３０  緩衝部
Ｘ，Ｙ  へりあき
【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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