(57)【要約】【課題】通行可能となる広い開口部と必要な耐力を確保しつつ、補強の為の施工が簡便でかつ施工期間を短期とすることができる耐震補強構造を提供する。【解決手段】コンクリート製の柱および梁からなる架構の面内に、金属製耐震壁が部分的に設置された耐震補強構造であって、前記金属性耐震壁はその上端および下端が接合用充填材で接合されるとともに、幅方向両端の少なくとも一方の側における上端および下端が、接合補強部材で上梁および下梁に接合され、前記金属製耐震壁に生じる引張力に対し必要な前記接合補強部材の本数が最小となるように配置され、かつ前記金属性耐震壁の高さ方向に第１のリブが形成されることを特徴とする耐震補強構造。【選択図】図２
2007169882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製の柱および梁からなる架構の面内に、金属製耐震壁が部分的に設置された耐震補強構造であって、
前記金属性耐震壁はその上端および下端が接合用充填材で接合されるとともに、幅方向両端の少なくとも一方の側における上端および下端が、接合補強部材で上梁および下梁に接合され、
前記金属製耐震壁に生じる引張力に対し必要な前記接合補強部材の本数が最小となるように配置され、かつ前記金属性耐震壁の高さ方向に第１のリブが形成されることを特徴とする耐震補強構造。
【請求項２】
コンクリート製の柱および梁からなる架構の面内に、金属製耐震壁が部分的に設置された耐震補強構造であって、
前記金属性耐震壁はその上端および下端が接合用充填材で接合されるとともに、幅方向両端の少なくとも一方の側における上端および下端が、接合補強部材で上梁および下梁に接合され、
前記金属性耐震壁の幅方向における前記接合補強部材の取付位置の近傍に、前記金属性耐震壁の高さ方向に第１のリブが形成されることを特徴とする耐震補強構造。
【請求項３】
金属性耐震壁の幅方向一方の側端は、柱の側面に接合用充填材で接着され、
前記金属製耐震壁の他方の側端側における上端および下端は、接合補強部材で上梁および下梁に接合されたことを特徴とする請求項１または２に記載の耐震補強構造。
【請求項４】
水平力の構造物への入力時における金属製耐震壁の局部座屈を防ぐ第２のリブが、前記金属製耐震壁の高さ方向に設けられ、かつコンクリート製上梁と下梁のそれぞれと接合されていないことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の耐震補強構造。
【請求項５】
金属製耐震壁においてせん断力を負担する部材を、低降伏点鋼にて構成することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の耐震補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製耐震壁による構造物、特に既存構造物の耐震補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物、特に、耐震診断において補強が必要と判定された既存構造物に対しては、柱と梁から形成される架構内に、枠付の鉄骨ブレースや鉄筋コンクリート造の補強壁もしくは耐震壁等の補強部材を増設して、建物の剛性と耐力を増加させる耐震補強構造が採用されつつある。
【０００３】
このような耐震補強構造に対しては、国土交通省より非特許文献１にて指針が公開されている。具体的な耐震補強構造例として、その非特許文献１のｐ．２１７には、既存建物の鉄筋コンクリート造の柱および梁からなる架構の面内（構面内）に、鉄骨製の補強骨組を配設し、当該補強骨組のウエブにスタッドボルトを植設するとともに、既存建物の梁１側にも、当該スタッドボルト間に位置するように樹脂アンカーボルトを植設し、さらに補強骨組のウエブとフランジとを型枠として利用してモルタルを充填・固化させることにより、これらを一体化させた技術が開示されている。
【０００４】
それに対し、特許文献１には、非特許文献１における、補強骨組のせん断耐力を向上させるために、柱や梁１に多数の樹脂アンカーボルトを打設している、という問題点を解決した技術が開示されている。即ち、建物の柱梁架構内の内周に補強部材を組み込み、両者間に注入・固化させた充填材によって地震時に生じるせん断力を伝達可能に一体的に接合することを特徴としている。
【０００５】
あるいは、特許文献２には、非特許文献１における、居住空間の一部が閉塞されてしまい、人が通過するための動線に影響があるという問題を解決した技術が開示されている。即ち、後付けする補強用壁を袖壁とすることで通行用の開口部を確保すると共に、袖壁内に採光用および通風用の開口部を設けることを特徴としている。
【特許文献１】特開２００４−６０２４５号公報
【特許文献２】特開２００１−２０５３３号公報
【非特許文献１】国土交通省住宅局建築指導課監修、「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」、改訂版５刷、（財）日本建築防災協会、平成１６年２月１０日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
日常生活における動線確保だけでなく、災害時における避難経路を確保する観点からも、柱梁架構面内に通行用の開口部を設けることのできる耐震補強構造とするのは、非常に大きな意義がある。
【０００７】
しかし、特許文献２の方法では、補強用の袖壁がコンクリート（鉄筋コンクリートを含む）製のため補強施工の工期が長くなり、補強コストの負担が大きくなることと、施工対象の既存建物の使用が制限される、という問題がある。また、袖壁内にも採光用と通風用の開口部を多数有するため、当該袖壁の補強せん断耐力に制限があるという問題もある。
【０００８】
一方、特許文献１の方法では、補強部材を鋼製とし、かつ柱梁と当該補強部材を接合用充填材によって接合しているため、施工期間は短縮できるが、柱梁で囲まれた架構面全体で補強することから、居室の一体感を保つような広い開口部を設けることは難しいという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決し、広い開口部と必要な耐力を確保しつつ、補強の為の施工が簡便でかつ施工期間を短期とすることができる耐震補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
特許文献１のように、建物の柱梁架構面内に組み込んだ耐震壁を、接合用充填材によって柱梁架構と接合した場合に、特許文献２のような上梁と下梁が作る隙間（内法高さ）を高さとした開口部を設けるために、発明者等が検討した結果、金属製の耐震壁を、柱梁架構面内に部分的に設けることに想到した。
【００１１】
その一例を図５に示す。この図５は、柱梁架構面を正面から見て右半分を示しており、左半分は、この右半分の構造と、柱梁架構面の垂直方向中心軸を対称軸とした鏡面対称の構造となっている。図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は上面視図を示している。
【００１２】
図５に示した耐震補強構造において、１は鉄筋コンクリート製の柱、２は鉄筋コンクリート製の梁（２ａは上梁、２ｂは下梁を示す）、３は柱１と梁２の架構面内に部分的に設けられた耐震壁、８は、梁２と耐震壁３の上端および下端とをならびに柱１と耐震壁３の右辺とを接合している接合用充填材、９は梁２と耐震壁３の左辺との接合を補強している接合補強部材たるあと施工アンカーを示している。柱１梁２架構面内において、耐震壁３が設置されていない箇所が開口部１２となる。
【００１３】
水平力が当該柱梁架構へ入力した時に生じるせん断力は、接合用充填材８を介して梁２と耐震壁３の間で伝達される。よって、その伝達に耐えられる接合耐力が接合用充填材８には要求される。しかし、図５のように部分的に耐震壁３を設けることで柱１に接合されない耐震壁３の側端が存在する場合には、耐震壁３と接合された柱１のそれぞれが最大せん断耐力に達する大きさの水平力が加えられると耐震壁３と梁２との接合面に生じるモーメントにより、耐震壁３に生じる引張力が、当該接合用充填材８の接合耐力またはそれを受けるコンクリートの引張耐力を越える接合範囲が発生する。図５中のI−I’はモーメント中立軸を、耐震壁３の左端から柱１の右端にかけての領域に示したmは耐震壁３の下端のひずみ分布を示している。このひずみに対応する引張力が、接合用充填材８の接合耐力またはそれを受けるコンクリートの引張耐力越えとなる範囲が、該当範囲となり、別途補強が必要である。図５の場合は、梁２に接合した耐震壁３の上端および下端近傍の内、柱１と接合されていない向かって左端側における範囲、即ち点線Kにて囲った部分である。この範囲においては、耐震壁３の幅方向に取付けたあと施工アンカー９で接合部が補強され、当該あと施工アンカー９と接合用充填材８とで梁２から耐震壁３へ引張力を伝達する。なお図５では、梁２の厚さ方向の2本を1列とし、さらに梁２の長さ方向に5列、上下とも同様の接合構造のため、合計20本のあと施工アンカー９で補強されている。
【００１４】
耐震壁３は施工に養生期間の必要無い金属製で、柱１梁２架構面上に設けられた耐震壁のせん断力負担部材たる金属板１１、柱１梁２架構との接続用に金属板１１の３辺に溶接により固定された鋼製のフランジ４（上４ａ、下４ｂ、右４ｃ）、金属板１１の座屈補剛のための縦リブ６、横リブ７からなっている。縦リブ６は、図面から耐震壁３表面に耐震壁３の高さ方向全長に渡って設けられ、その上端と下端が、それぞれフランジ４ａ、４ｂに溶接にて固定されている。横リブ７は、図面からみて耐震壁３裏面に耐震壁３に対し幅方向に設けられている。耐震壁３は、上端、下端および右端に設けられたフランジ４を介して柱１梁２架構面内に固定される。即ち、フランジ４と梁２もしくはフランジ４と柱１との間に、接合用充填材８を注入し固化させることで、柱１梁２架構と耐震壁３とを地震時に生じるせん断力を伝達可能に一体的に接合する。梁２に接合した上フランジ４ａと下フランジ４ｂには、開口部方向にそれぞれフランジ４ａ、４ｂを延長した延長プレート１０を、必要に応じて設ける。延長プレート１０を設置し、この部分にもあと施工アンカー９を固定し梁へ引張力を伝達することにより、あと施工アンカー９の配置間隔を広げ、あと施工アンカー９全体の引張耐力を大きくすることができる。
【００１５】
しかし、この図５の場合、耐震壁３に作用するせん断力に付随して、上端および下端の柱１に接合していない側である左端部に、非常に強い引張力が生じる。コンクリート（本発明では、鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリート等を含む）のように、圧縮耐力は大きいが引張耐力が小さい材質で作られた架構を補強する場合、この接合部にかかる引張力を伝達するため、あと施工アンカー９による接合部補強を行う。しかしあと施工アンカー９を狭い範囲に複数配置しても、コーン破壊が生じる影響で、合計の引抜耐力は本数に比例せず頭打ちとなるため、特定位置への引張力の集中は好ましくない。図５のひずみ分布mより、モーメント作用時のひずみは中立軸I−I’から離れるほど大きくなるため、逆に耐震壁３の左端側から中立軸I−I’に近づくに従って部材断面積を大きくすることで、耐震壁３の左端側における下端（および上端）への引張力（=ひずみ×断面積）の集中を緩和することができる。また、耐震壁３の幅方向の断面積を大きくする部分を限定することで、接合用充填材８またはコンクリートの引張耐力を超える引張力が作用する範囲を狭め、あと施工アンカー９の本数を最小化し、接合構造を簡素化できる。ここで、耐震壁３の幅方向の断面積の調節用に、座屈補剛を兼ねた第１のリブを耐震壁３へ新たに設けることに想到した。他に、せん断力負担部材たる金属板１１の板厚を場所ごとに変える方法でも対応できるが、製造上の手間と素材コストの点から現実的で無い。
【００１６】
本発明は、金属製の耐震壁を柱梁架構面内に対し部分的に用いた上で、梁と当該耐震壁との接合部における引張応力をコントロールすれば、広い開口部と耐震構造として必要な耐力を確保しつつ柱梁架構と耐震壁との接合構造を簡素化できるという、以上の知見に基づいてなされたもので、その特徴は以下の通りである。
（１）上記課題を解決するため、本発明に係る耐震補強構造は、コンクリート製の柱および梁からなる架構の面内に、金属製耐震壁が部分的に設置された耐震補強構造であって、前記金属性耐震壁はその上端および下端が接合用充填材で接合されるとともに、幅方向両端の少なくとも一方の側における上端および下端が、接合補強部材で上梁および下梁に接合され、前記金属製耐震壁に生じる引張力に対し必要な前記接合補強部材の本数が最小となるように配置され、かつ前記金属性耐震壁の高さ方向に第１のリブが形成されることを主要な特徴とする。
（２）上記課題を解決するため、本発明に係る耐震補強構造は、コンクリート製の柱および梁からなる架構の面内に、金属製耐震壁が部分的に設置された耐震補強構造であって、前記金属性耐震壁はその上端および下端が接合用充填材で接合されるとともに、幅方向両端の少なくとも一方の側における上端および下端が、接合補強部材で上梁および下梁に接合され、前記金属性耐震壁の幅方向における前記接合補強部材の取付位置の近傍に、前記金属性耐震壁の高さ方向に第１のリブが形成されることを主要な特徴とする。
（３）上記（１）または（２）において、金属性耐震壁の幅方向一方の側端は、柱の側面に接合用充填材で接着され、前記金属製耐震壁の他方の側端側における上端および下端は、接合補強部材で上梁および下梁に接合されたことを主要な特徴とする。
（４）上記（１）から（３）において、水平力の構造物への入力時における金属製耐震壁の局部座屈を防ぐ第２のリブが、前記金属製耐震壁の高さ方向に設けられ、かつコンクリート製上梁と下梁のそれぞれと接合されていないことを主要な特徴とする。
（５）上記（１）から（４）において、金属製耐震壁においてせん断力を負担する部材を、低降伏点鋼にて構成することを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、第１のリブを、金属製耐震壁の高さ方向全長に渡って、かつ当該金属製耐震壁に生じる引張力に対し必要な接合補強部材の本数が最小限となるように、配置させることで、金属製耐震壁と梁との接合部に生じる単位面積当たりの引張力を過度に集中することなく、かつ一定の範囲のみに作用させて接合構造を簡素化することができる。このため、耐震壁が金属製であることと相まって、構造性能と施工期間の要求を満たし、かつコストパフォーマンスに優れた耐震補強構造を実現可能である。
【００１８】
特に、金属製耐震壁の一方の側端（図５の場合は右端）をコンクリート製柱に接合する場合は、接合されたコンクリート製の柱と金属製耐震壁とを一体と見なしたときの断面応力のモーメント中立軸が、接合された柱側に寄るので、接合部に対し引張力が作用する範囲が広がる。上記（３）の構造としたことで、接合部の単位面積当たりの最大引張力を低減し、耐震補強に必要な金属製耐震壁のせん断耐力を確保しやすくなる。また、引張力が、接合用充填材または梁のコンクリートの引張耐力を超える範囲を狭めることができるので、接合部を簡素化でき、施工コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る耐震補強構造の第１の実施の形態を図１に示す。図５に示した形態と同一のものは同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２０】
図１の第１の実施の形態では、コンクリート製の柱１と梁２から構成される補強対象架構面内に、耐震壁３が図に向かって両端に配置されている。柱１梁２と耐震壁３とは、図５の場合と同じく接合用充填材８にて接合した。耐震壁の設置されていない中央部分が開口部１２となる。
【００２１】
図１の向かって右側の耐震補強構造部分を拡大した模式図を、図２に示す。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は上面視図を示している。
【００２２】
耐震壁３は、金属板１１、フランジ４およびリブ５、６、７を含め全て鋼板で構成される。せん断力負担部材である金属板１１に関しては、耐震壁３のせん断耐力の上限を低くし、かつエネルギー吸収能力を高めることができるので、低降伏点鋼の使用が特に望ましい。フランジ４は、金属板１１の上端、下端および右端に溶接により強固に固定されている。上フランジ４ａと下フランジ４ｂが上下梁２ａ、２ｂに、右フランジ４ｃが図に向かって右側の柱１に接合用充填材８で接合される。もう一方の側端（図２の場合、図に向かって左端）は、柱１梁２の何れにも接合されない。
【００２３】
柱１と接合されていない耐震壁３の側端がある場合、特許文献１に開示されている接合用充填材による接合では、柱１梁２のコンクリートの引張耐力と接合用充填材８自体の接合耐力を超える引張力がかかる接合範囲が発生するのは、先に述べたとおりである。よって、接合補強部材はこの引張力が大きくなる範囲に取付られる。本実施の形態では、接合補強部材として、あと施工アンカー９を用いた。あと施工アンカー９は、耐震壁３の幅方向にフランジ４ａ，４ｂを介して取付られ、接合用充填材８と共に梁２から耐震壁３へ引張力を伝達する。なお図２では、梁２の厚さ方向の2本を1列とし、さらに耐震壁３の幅方向に3列、合計6本で接合用充填材８の接合耐力またはそれを受けるコンクリートの引張耐力を超えた引張力がかかる接合範囲（点線Kで囲った範囲）1箇所が補強されている。さらに、上下とも同様の接合構造のため、総計12本のあと施工アンカー９で補強されている。
【００２４】
延長プレート１０は梁２に接する上下フランジ４ａ、４ｂを延長したもので、この部分にもあと施工アンカー９を配置することにより梁へ引張力を伝達する。延長プレート１０は仕上げ部材により隠れる形状のものであり、開口部を狭くするものではない。
【００２５】
５は第１のリブであり、あと施工アンカー９による接合補強位置近傍に、耐震壁３の金属板１１の表面に、耐震壁３に対し高さ方向全長に渡って設けられ、上下フランジ４ａ、４ｂに接合されている。この第１のリブ５を、あと施工アンカー９の全ての取付位置の近傍に設けることにより、接合された柱１の反対側の側端における梁２ａ、２ｂと耐震壁３の接合部にのみ集中する引張力を、ある程度、接合された柱１側に分散させるとともに、第１のリブ５と柱１の間の引張力を小さくできる。そのため、第１のリブ５と接合された柱１の間に配置するあと施工アンカー９は、不要とすることができる。また、第１のリブ５は金属板１１に対する座屈補剛の機能も兼ねる。この時、第１のリブ５を設ける「あと施工アンカー９の取付位置の近傍」は、基本的には耐震構造設計上の与条件より適宜決定すれば良いが、（ａ）あと施工アンカー９が施工可能な最小距離か、第１のリブ５の幅（片面側）の半分かのどちらか大きい方に、施工誤差を考慮してプラス10mmとした範囲内で、かつ（ｂ）水平力により耐震壁３と柱１に生じるモーメントの中立軸I−I’側、とすることが望ましい。
【００２６】
次に、図２に示す形態における第１のリブ５の設計方法の一例を示す。
【００２７】
下記の式（１）と式（２）は、耐震壁３と接合されたコンクリート製柱１にそれぞれ最大せん断耐力が加えられた場合に耐震壁３と上下梁２ａ、２ｂとの接合位置に生じる、モーメントの中立軸の位置x0と曲率κを算出する式である。下記の式（３）は、1番目の第１のリブ５が耐震壁３の左端に位置し、2番目以降の第１のリブ５をあと施工アンカー９の配置間隔と同じ間隔で配置することを意味する。下記の式（４）は、i番目のあと施工アンカー９が負担する引張力が、i番目のあと施工アンカー９の引抜耐力を超えないための条件である。ここで右辺は、あと施工アンカーを梁２の厚さ方向に1列あたりx本配置する場合、x×NBとなる。下記の式（５）は、あと施工アンカー９が引張力を負担する領域（即ち、点線Kで囲った、接合用充填材８の接合耐力またはそれを受けるコンクリートの引張耐力を超えた引張力がかかる接合範囲）の境界における引張力が、あと施工アンカー９が接合されている梁２のコンクリートの引張応力を超えないための条件である。
【００２８】
ここで、必要なあと施工アンカー９の本数を最小とするには、これらの式を満足する最小のnを、上記点線Kで囲った接合範囲1箇所あたりのあと施工アンカー９の列数とすれば良い。即ち、あと施工アンカー９を梁２の厚さ方向1列あたりx本配置するなら、あと施工アンカー９の最小本数は、上記点線Kで囲った接合範囲1箇所あたりx×n本となる。本実施例の場合、あと施工アンカー９の直径と梁２の幅の関係から、あと施工アンカー９を梁２の厚さ方向に2本ずつ配置するとしたので、最小あと施工アンカー９の本数は2n本となる。さらに、耐震壁３の高さ方向の中心軸を対称軸として、線対称に耐震補強構造を設計するならば、最小あと施工アンカー９の本数は4n本となる。また、金属板１１に形成される第１のリブ５は、あと施工アンカー９の全ての取付位置近傍に設ける場合、耐震壁３の幅方向に上記n列配置する。金属板１１の両面に形成される場合は、第１のリブ５の数も2n本となる。
【００２９】
但し、必要なあと施工アンカー９の本数が最小となるのであれば、あと施工アンカー９の全ての取付位置の近傍に第１のリブ５が形成され、第１のリブ５の列数とあと施工アンカーの列数とが同数になる必要は、必ずしも無い。この場合、xbi−0.5αからxbi＋0.5αの範囲に第１のリブ５を配置しないのであれば、式（４）の左辺第２項は無くなる。
【００３０】
【数１】
2007169882.tif 000003
【００３１】
【数２】
2007169882.tif 000004
【００３２】
【数３】
2007169882.tif 000005
【００３３】
【数４】
2007169882.tif 000006
【００３４】
【数５】
2007169882.tif 000007
【００３５】
ここで、各記号は以下の意味を示している。
Ac：耐震壁３が接合された柱１の断面積（但し、耐震壁３が柱１に接合されない場合は0とする）、
Ari：端からi番目の第１のリブ５の断面積、
B：接合用フランジ４の幅、
Dc：柱１の幅、
Ec：柱１材のヤング係数、
Es：金属板１１材及び第１のリブ５材のヤング係数、
Fc：梁２のコンクリート強度、
h：耐震壁３の高さ、
L：耐震壁３の幅、
n：あと施工アンカーの列数（点線Kで囲った補強を必要とする接合範囲1箇所あたり）、
NBi：i列目のあと施工アンカーの耐力、
Q：耐震壁３が柱１に接合している場合の耐震壁３と柱１のせん断耐力の和、あるいは、耐震壁３が柱１に接合していない場合は耐震壁３単独のせん断耐力、
t：金属板１１の板厚、
x0：モーメントの中立軸の位置（耐震壁３の左端を基点とする）、
xbi：基点からi列目のあと施工アンカーの位置（耐震壁３の左端を基点とする）、
xri：基点からi番目の第１のリブ５の位置（耐震壁３の左端を基点とする）、
κ：水平力に起因するモーメントにより生じる、梁と接合される耐震壁３の上端および下端におけるひずみ分布の辺方向（梁材の軸方向）の勾配（曲率）、
α：あと施工アンカー９の配置間隔。
【００３６】
第２のリブ（縦リブ）６および第３のリブ（横リブ）７は、せん断力負担部材である金属板１１の座屈補剛用として必要に応じて配置するもので、設けても設けなくても良い。図２に向かって表面に、耐震壁３の高さ方向に設けられた第２のリブ６は、フランジ４とは接合しない。言い換えれば、耐震壁３の上端および下端が接合された梁２とも接合しておらず、耐震壁３にかかる引張力が、第２のリブ６を通じて耐震壁３と梁２との接合部に伝達することがない。そのため、あと施工アンカー９により接合補強されていない範囲の、梁２もしくは梁２との接合部への耐力の負担を軽くすることができる。一方、向かって裏面に、耐震壁３の幅方向に設けられた第３のリブ７は、図２のように、第１のリブ５が設けられている領域を避けて取り付けた。第３のリブ７の設置に関しては、金属板１１の全幅にわたって設けるか否かは、座屈補剛の必要性に応じて決定する。さらに、図２のように、金属板１１の表裏面で第２のリブ６と第３のリブ７を、それぞれを取り付けても良いが、第２のリブ６と第３のリブ７はどちらか一方を金属板１１の片面だけでも良いし、どちらか一方を表裏面共に配置しても良い。これは、座屈補剛の必要性に応じて適宜決定する。
【００３７】
リブ５、６、７は、鋼製耐震壁の座屈補剛に用いられるものであるので、従来技術をそのまま流用できる。そのため、製造や施工期間に関し、大きなコスト増となることは無い。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、接合用充填材８として、特許文献１に開示されている、セメントペーストやモルタル等のセメント系のグラウト、エポキシ等の高分子樹脂、あるいは既に公知の接合用充填材等が適用可能である。いずれにしても構造物に強い水平力が作用した際に、これら接合用充填材８が既存の耐震壁３に先行して破壊しない程度の材料強度を有すれば、本発明は効果を奏する。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、フランジ４とコンクリート製の柱１梁２とを接合用充填材８で接合したが、補強対象架構によっては、柱１梁２のコンクリートを他の材料でかさ上げし、その材料とフランジ４とを接合用充填材８で接合しても良い。例えば、柱１梁２架構内の接合想定部分にモルタルを打設し、その後、当該モルタルと耐震壁３とを接合用充填材８で接合する。即ち、コンクリートのように、圧縮耐力は大きいが引張耐力が小さい補強材が耐震壁３との接合面となるのであれば、本発明は同様に効果を奏する。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、第１のリブ５を、梁２の厚さ方向に1列あたり金属板１１の表裏面に合計2本設置したが、本発明はこれに限定されない。1列あたり1本でも、逆に1列あたり3本以上でも構わない。梁の幅、梁もしくは補強材の引張耐力、または耐震壁３の形状等から、適宜決定する。同様に、本実施の形態においては、第１のリブ５を、梁２の長さ方向に3列設置したが、本発明はこれに限定されない。接合補強が必要となる範囲と接合する梁２や上記補強材の材質によって、1列以上から適宜決定する。また、開口１２に最も近い第１のリブ５は、必ずしも金属板１１の端に配置する必要は無く、金属板１１の面上でも構わない。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、第１のリブ５を、耐震壁３の高さ方向全長に渡って取り付けたが、本発明はこれに限定されない。接合された梁２ａ、２ｂもしくは当該梁２ａ、２ｂとの接合部にかかる引張力が伝達される構造であれば良く（本実施の形態においては、上フランジ４ａおよび下フランジ４ｂに溶接されているので、フランジ４ａ、４ｂとあと施工アンカー９により、この構造が実現されている）、負担したい引張力に応じて長さを決めれば良い。例えば、耐震壁３の高さ方向の中心部分は取り付けずに、上下端近傍のみ取り付けてることも可能である。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、あと施工アンカー９を、梁２の厚さ方向に2本を1列として設置したが、本発明はこれに限定されない。1列あたり1本でも、逆に1列あたり3本以上でも構わない。梁の幅、梁もしくは補強材の引張耐力、またはあと施工アンカー９の形状や引抜耐力等から、適宜決定する。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、接合補強部材をあと施工アンカー９としたが、本発明はこれに限定されない。接合用充填材８と耐震壁３との間に必要とする接合耐力が取れればそれで良い。接合補強する範囲に合わせて取付位置が任意で決定できることと、現状良く使用される治具であることから、あと施工アンカーに代表されるアンカー材を用いるのが最も望ましい。
【００４４】
次に、本発明に係る耐震補強構造の第２の実施の形態を、図３に示す。図５と図２に示した形態と同一のものは同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は上面視図を示している。
【００４５】
第２の実施の形態は、補強対象である柱１梁２架構面のほぼ中央に耐震壁３を設置し、柱１と耐震壁３との間を開口部１２とした場合で、耐震壁３の両端は柱１に接合されない。そのため、耐震壁３に最大せん断耐力が加えられた場合に耐震壁３と上下梁２ａ、２ｂとの接合位置に生じるモーメントにより耐震壁３に生じる引張力が、当該接合用充填材８の接合耐力を越える接合範囲が発生する。図３の場合は、梁２に接合した耐震壁の上端および下端の内、両方の端側における範囲、即ち点線Kにて囲った部分である。この範囲に、耐震壁３の幅方向にあと施工アンカー９と第１のリブ５が設けられる。左右端それぞれの範囲に対する、あと施工アンカー９の点線Kで囲った接合範囲1箇所あたりの最小本数x×n本（図３の場合は、2n本）、および第１のリブ５の本数と設け方は、第１の実施の形態と同様にすれば良い。
【００４６】
また、第２のリブ６と第３のリブ７の設け方も、第１の実施の形態と同様にすれば良い。
【実施例】
【００４７】
図２に示した耐震補強構造の右半分を、実施例として検討した。柱１のせん断耐力294kN、耐震壁３のせん断耐力933kN、耐震壁３の幅1,750mm、上梁から下梁までの内法高さは2,800mmで第１のリブ５の高さおよびフランジ４ｃの高さも同じ、フランジ４幅は200mmで第１のリブ５の幅も同じ（片側100mm、両側で200mm）、接合用充填材８はエポキシ系樹脂（ショーボンド建設（株）製、ショーボンド  グラウト）で、柱１と耐力壁３の双方が降伏耐力に達した場合に、接合部の引張耐力を確保できるよう、第１のリブ５とあと施工アンカー９の本数と配置を決定した。接合部の引張力に影響しないので第２のリブ６と第３のリブ７は省略し、その特性は耐震壁３のせん断降伏耐力に織り込み済みとした。また、柱１梁２と耐震壁３との接合部のせん断耐力は十分に確保されているものとする。
【００４８】
図４に、モーメントの分布およびあと施工アンカー９にかかる引張力の結果を示す。図２に示した第１の実施の形態と同一のものは同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。I−I’はモーメント中立軸を、耐震壁３の左端から柱１の右端にかけての領域に示したmは耐震壁３の下端のひずみ分布を示している。耐震壁３とコンクリート製柱１が水平力により生じるモーメントを負担する際に平面保持の仮定が成り立つとすると、図４に示すように、モーメント中立軸I−I’を中心としたひずみ分布となり、耐震壁３及び第１のリブ５に引張力が生じる。あと施工アンカー９が大体均等に引張力を負担するよう、梁２の厚さ方向に2本ずつ、耐震壁３幅方向に最大250mm間隔（この最大間隔値は、非特許文献１で推奨されている）であと施工アンカー９を配置する条件で、式（１）から式（５）に従いあと施工アンカー９の最小本数を決定すると、列数nは3となり、補強を必要とする接合範囲1箇所あたりの最小本数は6本となった。第１のリブ５は、上述の各あと施工アンカーの取付位置より50mmだけ柱１寄りとし、リブ板厚は左側から15mm、12mm、19mmとなった。
【００４９】
この場合、第１のリブ５に生じる引張力は、左端側から251kN、164kN、207kNとなり、耐震壁３に生じる引張力とあわせて、あと施工アンカー９が負担する引張力は、左端側からアンカー９が1列に対し284kN、269kN、280kNとなる。つまり、1列にあと施工アンカー９が2本とすると、1本で150kN程度の引張耐力を有するあと施工アンカー９で施工することができる。最も柱１側となる3番目の第１のリブ５よりも柱１側、即ち、あと施工アンカー９が無い部分の引張力は、梁と接合されるフランジ面の平均応力に換算して1.68N/mm2となり、接合用充填材８の許容引張応力が1.68N/mm2以上で、かつコンクリート強度Fcが16.8N/mm2以上の場合、接合用充填材８のみで応力伝達が可能である。
【００５０】
一方、比較例として、第１のリブ５の設置について考慮されていない場合の、あと施工アンカー９の本数と設置を決定した。図６に示した比較例１は、第１のリブ５を1列だけ設けた場合、図７に示した比較例２は、第１のリブ５があと施工アンカー９の取付位置の近傍では無く全域に均等配置された場合の例である。但し、柱１のせん断降伏耐力、耐震壁３のせん断降伏耐力、耐震壁３の幅、内法高さ、フランジ４ｃ高さ、フランジ４幅、第１のリブ５の幅、接合用充填材８、接合部の引張耐力の確保の条件は、実施例と同じとした。また、第１のリブ５の幅は図６では片側55mm、図７は片側100mmとした。厚さは全て12mmとした。図２に示した第１の実施の形態と同一のものは同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図中のI−I’はモーメント中立軸を、耐震壁３の端から柱１の右端にかけての領域に示したmは耐震壁３の下端のひずみ分布を示している。
【００５１】
図６では、モーメント中立軸I−I’が柱１側に寄り、かつひずみ勾配が急になるため、接合用充填材８および梁２ａ、２ｂのコンクリートで引張力を伝達できる範囲（言い換えれば、接合用充填材８の接合耐力または梁２ａ、２ｂのコンクリートの引張耐力を越えるため、あと施工アンカー９による接合補強が必要となる範囲）が狭まり、必要なあと施工アンカー本数が、接合補強が必要となる範囲1箇所あたり10本に増加する。また、図７では、必要なあと施工アンカー本数は、接合補強が必要となる範囲1箇所あたり10本で増加すると共に、最も左側のあと施工アンカー９が負担する引張力が2本あたり最大325kNと増加し、よりサイズが大きいものが必要になる。この場合、梁のサイズやコンクリート強度によっては、あと施工アンカー９による接合ができなくなる可能性がある。
【００５２】
以上の実施例と比較例の結果より、本発明によれば、あと施工アンカー９による補強範囲が狭まることであと施工アンカー９の本数が減り、かつあと施工アンカー９が負担する引張力も低減する。よって、接合する梁２や補強材への負担を低減しかつ施工も簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る耐震補強構造の第１の実施の形態の全体正面図。
【図２】第１の実施の形態の右側部分の拡大図。
【図３】本発明に係る耐震補強構造の第２の実施の形態の模式図（右側部分拡大図）。
【図４】実施例（第１の実施の形態）による耐震補強構造の設計例を示す模式図。
【図５】比較例による耐震補強構造の模式図（右側部分拡大図）。
【図６】比較例による耐震補強構造の設計例を示す模式図。
【図７】別の比較例による耐震補強構造の設計例を示す模式図。
【符号の説明】
【００５４】
１    柱
２    梁
２ａ  上梁
２ｂ  下梁
３    耐震壁
４    フランジ
４ａ  上フランジ
４ｂ  下フランジ
４ｃ  右フランジ
５    第１のリブ
６    第２のリブ（縦リブ）
７    第３のリブ（横リブ）
８    接合用充填材
９    あと施工アンカー
１０  延長プレート
１１  金属板
１２  開口部
K    耐震壁３に最大せん断耐力に相当する水平力が加えられた場合に、耐震壁３と梁２との接合位置に生じるモーメントにより耐震壁３に生じる引張力が、接合用充填材８または梁２のコンクリートの引張耐力を上回る範囲
m    ひずみ分布
【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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