(57)【要約】【課題】長周期地震動により建造物が倒壊することを防止出来て、免震構造を有する既存の建造物に対して容易に且つ迅速に適用することが出来る建造物倒壊防止工法の提供。【解決手段】建造物（１）の側面（１１）近傍の領域に、免震ピット（３）の底盤（３１）を貫通してアンカー（４）を造成する工程と、当該アンカー（４）と建造物（１）の免震構造（２）よりも上方の部分を接続部材（ＪＴ）により接続する工程を有し、接続部材（ＪＴ）は減衰装置（６）を介装している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期が長い地震動により免震構造を有する建造物が倒壊することを防止する建造物倒壊防止工法において、
当該建造物の側面近傍の領域で複数個所に、免震ピットの底盤を貫通してアンカーを造成する工程と、
当該アンカーと建造物の免震構造よりも上方の部分を接続部材により接続する工程を有し、
前記接続部材は減衰装置を介装しており、当該減衰装置の伸長量の水平方向成分は前記建造物と免震ピット側面との隙間に概略等しく設定されていることを特徴とする建造物倒壊防止工法。
【請求項２】
前記接続部材はアンカーの頭部構造に対して複数個ずつ接続されている請求項１の建造物倒壊防止工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震動、特に周期の長い長周期地震動により、既存の建造物が倒壊することを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物における免震構造は、従来から種々提案されている。
例えば、図１１に示す免震構造では、免震ピット３の底壁と建造物１の底面との間に免震部材２が設けられ、免震部材２は高減衰積層ゴムにより構成されている。
図１２で示すように、免震部材２は、高減衰積層ゴムを水平方向に大きく変形させて、免震性能を発揮する。
また、ゴムを積層して、積層されたゴムに生じるねじれ変形を低減する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述した様な免震構造（図１１、図１２参照、特許文献１参照）は、地震動による建造物倒壊の防止に効果がある。
しかし、これら従来の免震構造は、周期の短い短周期地震動を対象としており、当該短周期地震動による建造物の変位量が比較的小さなものに限定される。
【０００４】
近年、各種研究やシミュレーションにより、周期の長い長周期地震動では、建造物が従来想定された範囲を越えて動いてしまうことが判明している。
そして、長周期地震動により、建造物が従来想定された範囲を越えて動いてしまった場合には、図１３に示すように、当該建造物１が免震ピット３の側壁３２と衝突して、符号Ｍで示す様なモーメントにより、図１４で示す様に建造物１が倒壊してしまう恐れがあることも判明している。
【０００５】
さらに、上述した様な長周期地震動による建造物の倒壊に対しては、既存の免震構造では十分に対処することが出来ないことが、近年の研究で明らかになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２５２５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、周期が長い地震動（長周期地震動）により建造物が倒壊することを防止出来て、しかも、免震構造を有する既存の建造物に対して容易且つ迅速に適用することが出来る建造物倒壊防止工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の建造物倒壊防止工法は、周期が長い地震動（長周期地震動）により（既存の）免震構造を有する建造物が倒壊することを防止する建造物倒壊防止工法において、
当該建造物（既存の免震構造２を有する建造物１）の側面（１１）近傍の領域で複数個所に、免震ピット（３）の底盤（免震ピットスラブ３１）を貫通してアンカー（４）を造成する工程と、
当該アンカー（４）と建造物（１）の免震構造（２）よりも上方の部分（１３）を接続部材（ＪＴ）により接続する工程を有し、
前記接続部材（ＪＴ）は減衰装置（例えば、オイルダンパー６）を介装しており、当該減衰装置（６）の伸長量の水平方向成分（水平方向におけるオイルダンパー６の伸長量）は前記建造物（１）と免震ピット側面（３２ｉ）との隙間（δ）に概略等しく設定されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明において、前記接続部材（ＪＴ）はアンカーの頭部構造（５）に対して一つずつ接続されるのが好ましい。
或いは、前記接続部材（ＪＴ）はアンカーの頭部構造（５）に対して複数個ずつ（例えば、二つずつ）接続されていても良い。
【発明の効果】
【００１０】
上述する構成を具備する本発明によれば、建造物（既存の免震構造を有する建造物１）の側面（１１）近傍の領域にアンカー（４）を造成し、前記接続部材（ＪＴ）により、建造物（１）の免震構造（２）よりも上方の部分（１３）と当該アンカー（４）を接続している。
そのため、周期の長い長周期地震動により建造物（１）が大きく動いて免震ピット（３）の側壁（３２）と衝突し、図１３で示す様なモーメント（Ｍ）が発生しても、免震ピットの側壁（３２）と衝突したのと反対側の建造物側壁（３２）近傍のアンカー（４Ｒ）により、建造物（１）の倒壊が防止される。
【００１１】
また、周期の短い地震動（短周期地震動）により、建造物（１）が従来の免震構造で想定されている範囲内でしか移動しない場合には、アンカー（４）と接続した接続部材（ＪＴ）は減衰装置（例えば、オイルダンパー６）を介装しており、減衰装置（６）の伸長量の水平方向成分（オイルダンパー６が水平方向について伸長した長さ）は、前記建造物（１）と免震ピット側面（３２ｉ）との隙間（δ：従来の免震構造で吸収可能な建造物の移動量：建造物１と免震ピット側面３２ｉの水平方向間隔）に概略等しく設定されているので、当該減衰装置が伸長するのみで、アンカー（４）による緊張力は作用しない。
そのため、周期の短い短周期地震動により、建造物（１）が従来の免震構造（２）で想定されている範囲内でしか移動しない場合には、既存の免震構造（２）の振動吸収作用により、建造物の安全が保たれる。
ここで、本発明によれば、既存の免震構造（２）を有する建造物（１）の側面（１１）近傍の領域で複数個所にアンカー（４）を造成し、接続部材（ＪＴ）により、建造物（１）の免震構造（２）よりも上方の部分（１３）と当該アンカー（４）を接続することにより、免震構造（２）を有する既存の建造物（１）に対しても、容易且つ迅速に適用することが可能である。
【００１２】
上述した様に、周期の長い長周期地震動により建造物が大きく移動して、建造物が免震ピットの側壁と衝突した場合には、図１３で示す様なモーメント（Ｍ）が発生するが、場合によっては、反対方向のモーメント（Ｍｘ：図９参照）が発生することがある。
そして、建造物（１）が免震ピットの側壁（３２）と衝突した時点で、接続部材（ＪＴ）の減衰装置（６）は限界まで伸長しているので、前記反対方向のモーメント（Ｍｘ：図９参照）が発生して、建造物（１）が倒壊する際の変位に接続部材（ＪＴ）が追随することができない恐れがある。
これに対して、本発明において、前記接続部材（ＪＴ）がアンカー頭部構造（５）に対して複数個ずつ（例えば、二つずつ）接続されていれば、一つの接続部材（ＪＴ）における減衰装置（６）が限界まで伸長していたとしても、その他の接続部材（ＪＴ）は伸張していない。
そのため、前記反対方向のモーメント（Ｍｘ：図９参照）が発生して建造物（１）が倒壊する方向へ変位しても、当該その他の接続部材（ＪＴ）は建造物の変位に追随することが出来る。そして、当該その他の接続部材（ＪＴ）が限界まで伸長すれば、アンカー（４）の緊張力により、前記反対方向のモーメント（Ｍｘ：図９参照）による建造物（１）の倒壊を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第1実施形態の概要を示す平面図である。
【図２】図1におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図３】第1実施形態の施工手順を示す工程図である。
【図４】図３に続く工程を示す工程図である。
【図５】図４に続く工程を示す工程図である。
【図６】図５に続く工程を示す工程図であると共に、第１実施形態の要部を示す拡大断面生面図である。
【図７】従来の免震構造で吸収可能な短周期地震動により、建造物が変位している状態を示す断面正面図である。
【図８】長周期地震動により免震ピット側壁に衝突する程度まで建造物が変位している状態を示す断面正面図である。
【図９】本発明の第２実施形態を示す説明図である。
【図１０】第２実施形態の要部を示す部分拡大正面である。
【図１１】従来の免震構造を有する建造物の基礎構造を示す断面正面図である。
【図１２】従来の免震構造が短周期地震動による揺れを吸収している状態を示す断面正面図である。
【図１３】長周期地震動により建造物が免震ピット側壁に衝突した状態を示す断面正面図である。
【図１４】建造物が免震ピット側壁に衝突して倒壊する状態を示す断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図８に基づいて、第１実施形態を説明する。
第１実施形態は、周期の長い長周期地震動が発生した場合に、免震構造（免震構造部材）２を有する既存の建造物１が、当該長周期地震動によって倒壊することを防止するために施工される。
【００１５】
図１及び図２において、既存の免震構造２を有する既存の建造物１の側面１１近傍の領域で、免震ピット３の底盤（以下、「免震ピットスラブ」と言う）３１の複数個所に、免震ピットスラブ３１を貫通してアンカー４を造成している。
図２における符号Ｈｂは、アンカー４を造成する際に削孔したボーリング孔を示している。
【００１６】
図１、図２、図６において、アンカー４の張力支持材（例えば、ＰＣ鋼線）４１には緊張力が付加されており、アンカー４は、建屋スラブ１３と接続部材ＪＴ（図６参照）によって接続されている。ここで、建屋スラブ１３は、建造物１の免震構造物２よりも上方の部分であり、建造物の最底部における盤状の部分（あるいは床に相当する部分）である。
接続部材ＪＴ（図６参照）は減衰装置（以下、「オイルダンパー」と言う）６を介装している。オイルダンパー６の伸長量の水平方向成分は、建造物１と免震ピット３の側面（側壁３２の内壁）３２ｉとの隙間δ（建造物１と免震ピット３の側面３２ｉとの水平方向間隔：図２参照）と概略等しくなる様に、設定されている。ここで、例えば図７、図８で示すように、オイルダンパー６が伸長する場合には、オイルダンパー６は垂直方向よりも傾斜する。傾斜しているオイルダンパー６の伸長量は、垂直方向の伸長量（垂直方向成分）と水平方向の伸長量（水平方向成分）を合成した数値となる。そして「オイルダンパー６の伸長量の水平方向成分」とは、オイルダンパー６が伸長した際に、水平方向におけるオイルダンパー６の伸長量である。
ここで、ダンパー６の伸長量（或いは、オイルダンパー６の伸長量の水平方向成分）については、長周期地震動の想定、施工される建造物１の状態によって、ケース・バイ・ケースで決定する必要がある。
【００１７】
図６において、接続部材ＪＴは、アンカー頭部構造５と接続しており、オイルダンパー６と、２個の回転継手７と、地上側先端軸８とを有している。
アンカー頭部構造５は、図５で示すように、アンカープレート５１と、アンカー定着具５２と、アンカー定着具５２及び／又はアンカープレート５１に接続する部材（以下、「カラー」と言う）５３と、カラー上端軸部５４とを有している。
アンカープレート５１は、免震ピットスラブ３１において、免震ピットスラブ３１に形成されたアンカー挿通用貫通孔３１ａを有する領域に配置されており、免震ピットスラブ３１の上面側に載置されている。
【００１８】
図５、図６において、カラー上端軸部５４は、カラー５３の上端面と固定され、あるいは、一体に形成されている。そしてカラー上端軸部５４は、一方の回転継手７（図５、図６では下方の回転継手７）を介して、ダンパー６のピストンロッド６３ｂに接続されている。
接続部材ＪＴの地上側先端軸８は、他方の回転継手７（図５、図６では上方の回転継手７）を介して、ダンパー６のピストンロッド６３ａに接続されている。
地上側先端軸８の地上側端部８１には、雄ねじ８ａが形成されている。
【００１９】
図６において、ダンパー６は、シリンダ６１と、ピストン６２ａ、６２ｂと、ピストンロッド６３ａ、６３ｂとを備えている。ピストン６２ａはピストンロッド６３ａと一体に形成され、ピストン６２ｂはピストンロッド６３ｂと一体に形成されている。
図６では明示していないが、シリンダ６１内部には粘性の高い流体（例えば、オイル）が充満されており、ダンパー６が減衰性能を発揮する様に構成されている。
ここで、オイルダンパー６の伸長量の水平方向成分は、建造物１と免震ピット側面３２ｉとの隙間δ（建造物１と免震ピット側面３２ｉとの水平方向間隔：図２参照）に概略等しく設定されている。ただし、ダンパー６の伸長量については、長周期地震動の想定、施工される建造物１の状態によって、ケース・バイ・ケースで決定される。
【００２０】
地上側先端軸８の地上側（図６では上方）は貫通孔１３ａの中心に配置されており、貫通孔１３ａは建造物１の建屋スラブ１３に形成されている。そして、地上側先端軸８の地上側端部８１に形成された雄ねじ８ａは、支持板９の貫通孔９ａに形成された雌ねじ（図示せず）及び固定ナット１０と螺合しており、以って、地上側先端軸８は建屋スラブ１３に固定されている。ここで、貫通孔９ａの雌ねじを省略することが可能である。あるいは、固定ナット１０を省略しても良い。
図６で示すように、建屋スラブ１３は、接続部材ＪＴ（地上側先端軸８、ダンパー６）、アンカープレート５１、アンカー頭部構造５、張力支持材（例えば、ＰＣ鋼線）４１により、免震ピットスラブ３１と接続されている。そして、建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１とは、相対的な移動が可能である。
【００２１】
次に、図３〜図６を参照して、既存の免震構造（免震構造部材）２を有する既存の建造物１に対して、図１、図２、図６を参照して説明した第１実施形態を施工する手順（工程）について説明する。
【００２２】
図３で示す工程では、建屋スラブ１３に貫通孔１３ａを削孔する。そして、建屋スラブ１３の貫通孔１３ａから、縦方向に半割されたタイプのガイドパイプＰｇを挿入する。
次に、ガイドパイプＰｇの一方の端部（下端）を、免震ピットスラブ３１の上面３１ｕに接合する。そして、ボーリングマシンＭｂを建屋スラブ上面１３ｕに設置して、ボーリングマシンＭｂにより、免震ピットスラブ３１に貫通孔３１ａを削孔し、免震ピットスラブ３１の下方の地盤Ｇに（アンカー用の）ボーリング孔Ｈｂを削孔する。
【００２３】
地盤Ｇにボーリング孔Ｈｂを削孔する際に発生するスラリー（矢印Ｆｓ）は、ガイドパイプＰｇの内部空間を介して、図示しないスラリー処理施設へ搬送される。
図３における符号Ｆｗは、ボーリング孔Ｈｂを削孔している状態を包括的に表示している。
【００２４】
ボーリング孔Ｈｂを削孔した後、ボーリング孔Ｈｂ内に固化材を注入し、ＰＣ鋼線４１（張力支持材）を挿入する。
そして、ボーリング孔Ｈｂ内に注入された固化材が固化した（アンカーの造成）後に、図４で示す様に、ＰＣ鋼線４１へ張力を付加する。
【００２５】
図４で示す工程では、先ず、建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１の間の空間に配置されたガイドパイプを撤去する（図示を省略）。そして、免震ピットスラブ３１の上面３１ｕにアンカープレート５１とアンカー定着具５２（図５参照）を配置し、ジャッキ（例えば油圧ジャッキ）ＪＫによって張力支持部材であるＰＣ鋼線４１に張力を付加し、定着する。
【００２６】
ＰＣ鋼線４１をアンカー定着具５２に定着した後、図５で示す工程では、ジャッキＪＫを撤去する。そして、アンカー定着具５２及び／又はアンカープレート５１に、接続部材ＪＴのカラー５３を固定する。
カラー５３をアンカー定着具５２及び／又はアンカープレート５１に固定することにより、カラー５３、カラー５３の上面に一体的に形成されたカラー上端軸部５４、回転継手７（図５の下側の回転継手）、オイルダンパー６、回転継手７（図５の上側の回転継手）、地上側先端軸８を有する接続部材ＪＴが、アンカー４に接続（固定）される。
【００２７】
そして図６で示す工程では、建屋スラブ１３の上面１３ｕに、貫通孔１３ａを塞ぐように、支持板９を載置する。支持板９を建屋スラブ１３へ載置するに際して、支持板９の貫通孔９ａに形成された雌ねじ（図示せず）を、地上側先端軸８の上端部８１に形成された雄ねじ８ａと螺合させる。
そして、地上側先端軸８の雄ねじ８ａに固定ナット１０を螺合させ、所定の締め付けトルクで固定ナット１０を締めこむ。これにより、支持板９は、建屋スラブ１３の上面に固定される。
ここで、貫通孔９ａの雌ねじを省略することが可能である。あるいは、固定ナット１０を省略しても良い。
明確には図示されていないが、支持板９の面積は、貫通孔１３ａに比較して、遥かに大きい。
【００２８】
次に、図７、図８を参照して、第１実施形態の作用について説明する。
図７は、従来技術で想定された短周期地震動が作用した場合が示されており、既存の免震構造２でも吸収可能な変位が、建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１との間に生じている状態を示している。この場合、建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１の相対変位、即ち、従来の免震構造で吸収可能な振動による変位はオイルダンパー６の伸張と、回転継手７の回動によって吸収される。
図７において、オイルダンパー６は限界まで伸長してはおらず、短周期地震動による建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１の相対変位により、１対の回転継手７、７間の距離が増加した分は、オイルダンパー６の伸張（矢印Ｃ参照）により補充される。そして、回転継手７、７の矢印Ｒで示す回動により、建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１の水平方向変位が吸収される。その結果、ＰＣ鋼線４０と地上側先端軸８が垂直方向に延在した状態が保たれる。
【００２９】
図７で示す状態では、短周期地震動による建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１の相対変位は、既存の免震構造２（図１、図２参照）により減衰され、吸収される。
すなわち、第１実施形態の建造物倒壊防止工法では、短周期地震動により、建造物１が従来の免震構造で想定されている範囲内でしか移動しない場合には、オイルダンパー６が伸長し、回転継手７、７が回動（矢印Ｒ）するのみで、既存の免震構造２（図１、図２参照）により減衰され、吸収される。アンカー４による緊張力は、建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１の相対変位抑制については作用しない。
そのため、短周期地震動により、建造物１が従来の免震構造２で想定されている範囲内でしか変位しない場合には、既存の免震構造２の振動吸収作用により、建造物の安全が保たれる。
【００３０】
図８は、長周期地震動が作用した場合を示している。換言すれば、図８は、既存の免震構造２のみでは、建造物１が免震ピット３の側壁３２に衝突する程度に、建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１が相対変位する場合（図１３参照）を示している。
図８の場合には、長周期地震動が作用して、建造物１が免震ピット３の側壁３２に衝突する程度まで建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１が相対変位する恐れがある場合には、オイルダンパー６は限界まで伸長して、接続部材ＪＴは伸長しない状態となる。そして、接続部材ＪＴと接続した建屋スラブ１３はアンカー４に接続されているので、アンカー４（ＰＣ鋼線４０）の緊張力により、建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１のそれ以上の相対変位が抑制される。
ここで、オイルダンパー６の伸長量の水平方向成分は建造物１と免震ピット側面３２ｉとの隙間δ（図２参照）に概略等しく設定されているので、オイルダンパー６が限界まで伸長して、アンカー４（ＰＣ鋼線４０）の緊張力により建屋スラブ１３と免震ピットスラブ３１の相対変位が抑制されれば、建造物１が免震ピット側面３２ｉと衝突することが防止される。その結果、建造物１にモーメントＭ（図１３参照）が作用して、浮き上がりや倒壊を惹起することも防止できる。
そして、長周期地震動により建造物１が免震ピット３の側壁３２と衝突しようとしても、建造物１と近接する免震ピット側壁３２とは離隔する側のアンカー４により、建造物１の倒壊が防止される。
【００３１】
次に、図９、図１０を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
図９で示すように、建造物１に長周期地震動が作用して、建造物１が免震ピット側壁３２に衝突した際に、図１３で示したモーメントＭとは異なるモーメントＭｘが発生することが、シミュレーション等により明らかになっている。
換言すれば、最近のシミュレーションによると、建造物１に長周期地震動が作用して、建造物１が免震ピット側壁３２に衝突した際には、図９で示すようなモーメントＭｘが発生する場合が存在することが判明した。
【００３２】
図９で示すようなモーメントＭｘが発生した場合には、オイルダンパーを備えた接続部材が１セットのみでは、当該接続部材のオイルダンパーは限界まで伸張しているため、図９で示すようなモーメントＭｘによる建造物１の浮き上がり（図９では、左側が浮き上がる）に対処できない。
これに対して第２実施形態では、図１０で示すように、２セットの接続部材ＪＴ１、ＪＴ２を単一のアンカー毎に設けている。そして、２セットの接続部材ＪＴ１、ＪＴ２の各々はオイルダンパー６０を備えており、接続部材ＪＴ１のオイルダンパー６０と接続部材ＪＴ２のオイルダンパー６０は、地震動が発生する前の状態では、図１０で示す様に、その伸縮方向が交差するように、垂直軸に対して傾斜して配置されている。
なお図１０において、アンカー頭部構造５の下方には、図示を省略したアンカー４（単一のアンカー）が造成されている。
【００３３】
図１０で示す第２実施形態は、各々がオイルダンパー６０を備えた接続部材ＪＴ１、ＪＴ２が、１箇所のアンカー毎に設けられており、オイルダンパー６０の伸縮方向が交差するように傾斜して設けられているため、建造物１に長周期地震動が作用して、建造物１が免震ピット側壁３２に衝突して、一方のオイルダンパー６０が限界まで伸長したとしても、他方のオイルダンパー６０は、伸張する余地がある。
これにより、図９で示すようなモーメントＭｘによる建造物１の浮き上がり（図９では左側が浮き上がる）に対処可能である。
【００３４】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態ではアンカー頭部構造５は免震ピットスラブ３１の上面３１ｕに設けられているが、建屋スラブ１３の上面１３ｕに設けても良く、或いは、建造物１のさらに上方の床面（図示せず）に設けても良い。
また、図示の実施形態では、例えば図６で示すように、軸部５４の下端部はカラー５３の上端面に固定されているが、軸部５４をカラー５３の側面に固定することも可能である。軸部５４をカラー５３の側面に固定する場合には、ヒンジ等を用いて軸部５４がカラー５３側面に対して回転自在に固定されるようにすることが出来る。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・建造物
２・・・免震構造（免震構造部材）
３・・・免震ピット
４・・・アンカー
５・・・アンカー頭部構造
６・・・減衰装置／オイルダンパー
７・・・回転継手
８・・・地上側先端
９・・・支持板
１０・・・固定ナット
１３・・・建屋スラブ
３１・・・免震ピットスラブ
３２・・・免震ピットの側壁
【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】
2013238005.tif 000009
【図８】
2013238005.tif 000010
【図９】
2013238005.tif 000011
【図１０】
2013238005.tif 000012
【図１１】
2013238005.tif 000013
【図１２】
2013238005.tif 000014
【図１３】
2013238005.tif 000015
【図１４】
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