(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造構造物の柱梁仕口部における既存大梁の曲げに対する耐震補強方法であって、
床スラブの上面における既存柱の外周に、同既存柱を囲み、且つ既存大梁の平面形状に倣う形状で、複数に分割された平板状の上部外ダイアフラムを取り付ける工程と、
前記床スラブの下面側の前記柱梁仕口部における既存柱の外周に、既存大梁の横断面形状に相当する切り欠き部を有し複数に分割された柱カバープレートを取り付ける工程と、
前記床スラブの下面に当接するフランジと、前記既存大梁の側面に当接するウエブとより成り、断面が倒立Ｌ字形状の梁補強プレートを同既存大梁の側面に取り付ける工程と、
前記既存大梁の下面レベル位置における既存柱の外周に、前記柱カバープレートを囲み、且つ既存大梁の平面形状に倣う形状で、複数に分割された平板状の下部外ダイアフラムを取り付ける工程と、
前記柱カバープレートと前記梁補強プレート及び前記下部外ダイアフラムの各当接部をそれぞれ一体的に接合する工程と、
前記床スラブの下面に密着された梁補強プレートのフランジ部と、上部外ダイアフラムとを、同床スラブを貫通させた複数のボルト及びこれにねじ込んだナットにより圧着させる工程と、
前記既存大梁へ打ち込んだ複数のアンカーにより、前記梁補強プレートのウエブを同既存大梁の側面に圧着させる工程と、
から成ることをそれぞれ特徴とする、既存大梁の曲げに対する耐震補強方法。
【請求項２】
梁補強プレート及び下部外ダイアフラムに、梁下のハンチを設けることを特徴とする、請求項１に記載した既存大梁の曲げに対する耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄筋コンクリート造（以下、ＲＣ造と云う。）又は鉄骨鉄筋コンクリート造（以下、ＳＲＣ造と云う。）構造物の柱梁仕口部における、爾後的な既存大梁の曲げに対する耐震補強方法の技術分野に属し、更に云えば、乾式で、できるだけ現場施工の工程が少ないように工夫した既存大梁の曲げに対する耐震補強方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、既存建物の水平耐力の一層の増大を図る場合、或いは地震により既存建物の既存大梁が被害を受けた場合に、当該既存大梁を補強するためには、既存柱や既存大梁の端部、すなわち柱梁仕口部で曲げ耐力を増大させる必要がある。その一般的な補強方法としては、図９に示したように、既存大梁ｂの下面に増設用の梁主筋ｃを配筋すると共に、ケミカルアンカー等の後施工アンカーｄを既存柱ａの断面内に埋め込んで定着する。一方、前記増設用の梁主筋ｃと既存大梁ｂの外周に増設用のスターラップｅを配筋し、図示を省略した型枠を組み立て、増打ちコンクリートｆを打設することにより既存大梁ｂの補強を行っている。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
前記図９に示した従来例の場合は、後施工アンカーｄを既存柱ａの断面内に埋め込むため、既存柱ａを傷つけてしまい、柱の力学性能を低下させる虞がある。しかも、既存柱ａの断面内には図示を省略した数多くの鉄筋が密に配筋されており、後施工アンカーｄをうまく埋め込むことができない。また、増打ちコンクリートｆの打設作業は必須であるため、経済的にも工期的にも効率が良いとは云い難く殆ど実施されていないのが実状であった。その他、後施工アンカーｄは耐久性が悪いといった問題点もある。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、既存のＲＣ造又はＳＲＣ造構造物の水平耐力の補強を図るべく、その既存ＲＣ造建物等の柱梁仕口部において、補強プレート等を使用して効率よく既存大梁の曲げ耐力を増大させる方法、それも既存柱を一切傷付けることなく躯体の健全性を維持して既存大梁を爾後的に合理的に効果的に補強する方法を提供することである。
【０００５】
本発明の更なる目的は、補強後の建物の使用性、デザイン性の点で優れ、且つ、乾式で、できるだけ現場施工の工程を少なく実施でき、経済的にも工期的にも優れた既存大梁の曲げに対する耐震補強方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１の発明に係る既存大梁の曲げに対する耐震補強方法は、鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造構造物の柱梁仕口部における既存大梁の曲げに対する耐震補強方法であって、
床スラブ１１の上面における既存柱１の外周に、同既存柱１を囲み、且つ既存大梁２の平面形状に倣う形状で、複数に分割された平板状の上部外ダイアフラム７を取り付ける工程と、
前記床スラブ１１の下面側の前記柱梁仕口部における既存柱１の外周に、既存大梁２の横断面形状に相当する切り欠き部８’を有し複数に分割された柱カバープレート８を取り付ける工程と、
前記床スラブ１１の下面に当接するフランジ９ａと、前記既存大梁２の側面に当接するウエブ９ｂとより成り、断面が倒立Ｌ字形状の梁補強プレート９を既存大梁２の側面に取り付ける工程と、
前記既存大梁２の下面レベル位置における既存柱１の外周に、前記柱カバープレート８を囲み、且つ既存大梁２の平面形状に倣う形状で、複数に分割された平板状の下部外ダイアフラム１０を取り付ける工程と、
前記柱カバープレート８と前記梁補強プレート９及び前記下部外ダイアフラム１０の各当接部をそれぞれ一体的に接合する工程と、
前記床スラブ１１の下面に密着された梁補強プレート９のフランジ部９ａと、上部外ダイアフラム７とを、同床スラブ１１を貫通させた複数のボルト１２及びこれにねじ込んだナット１３により圧着させる工程と、
前記既存大梁２へ打ち込んだ複数のアンカー１４により、前記梁補強プレート９のウエブ９ｂを同既存大梁２の側面に圧着させる工程と、から成ることをそれぞれ特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明に係る既存大梁の曲げに対する耐震補強方法は、請求項１に記載した梁補強プレート９及び下部外ダイアフラム１０に、梁下のハンチ１５を設けることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態及び実施例を説明する。
既存大梁の曲げに対する耐震補強方法は、ＲＣ造建物又はＳＲＣ造建物における既存大梁２の水平耐力をより一層増大させる場合や、地震等で損傷を受けた既存大梁２の水平耐力を回復させる場合に、図１及び図２に示したように、補強プレート３及びＰＣ鋼棒４等を使用して柱梁仕口部の既存大梁２を爾後的に補強する方法として好適に実施される。前記補強プレート３は、フランジ３ａとウエブ３ｂとより成るコ字形断面部材（図２参照）を平面的に見て柱梁仕口部の既存柱１と既存大梁２とが形成する水平方向のコーナー部に密着させ得るＬ型（図１参照）に製作されている。図１中の符号３’は既存柱１の角部に整合させる凹欠部である。当該補強プレート３の高さＨは、この補強プレート３を当接させる相手の既存大梁２の梁成と略同じ高さ（図２参照）とする。この補強プレート３は通例、形鋼材の溶接組立品又は鋳鋼製品などとして製作される。
【００１０】
以下に、上記補強プレート３及びＰＣ鋼棒４等を使用した既存大梁２の曲げに対する耐震補強方法を説明する。
まず、柱梁仕口部の既存柱１と既存大梁２とが形成する水平方向の四つのコーナー部に、前記補強プレート３を各々密着させる。前記補強プレート３は、そのウエブ３ｂが既存柱１の角部側面及び既存大梁２の側面に密着され、上部のフランジ３ａが床スラブ１１の下面に密着される。下部のフランジ３ａは、既存大梁２の下面レベル位置と略一致する。次いで、予め補強プレート３のウエブ３ｂの所定位置に設けてある孔を通じて、前記既存大梁２の軸線と直角方向にＰＣ鋼棒４を複数本（本実施例では４本）貫通させる。その方法としては柱梁仕口部の近傍位置（既存大梁２の端部）にコアボーリング法により孔あけを行い、ＰＣ鋼棒を通す手段が一般的である。前記ＰＣ鋼棒４の両端部にナット５をねじ込み、所定のトルクまで強く締め付けて前記補強プレート３のウエブ３ｂを前記既存大梁２の側面にそれぞれ圧着させる。前記補強プレート３のうち前記ＰＣ鋼棒４で圧着した部分以外、本実施例では既存大梁２の端部よりも中央側へ寄った部分は、複数のアンカー６を既存大梁２へ打ち込み、同補強プレート３のウエブ３ｂを前記既存大梁２の側面に圧着させ、もって既存大梁２の曲げに対する耐震補強方法を完了する。前記アンカー６には、ホールインアンカー又はケミカルアンカー等が好適に採用される。
【００１１】
以上要するに、前記既存大梁２は、柱梁仕口部の四つのコーナー部へ密着させることにより同既存大梁２を挟んで隣合う補強プレート３を圧着することにより、前記既存柱１と既存大梁２とが一体的に接合される結果となり、補強効果が奏されるのである。つまり、既存大梁２に負荷された曲げモーメントの一部を補強プレート３が負担するので、既存大梁２の曲げ耐力を増大させる結果となる。勿論、既存柱１を一切傷付けない補強方法として実施される。しかも必要な曲げ耐力の増分は、前記補強プレート３を構成するフランジ３ａやウエブ３ｂの大きさや厚さにより調整が可能である。なお、前記ＰＣ鋼棒４の本数は、図示例では１本の既存大梁２に４本の割合で使用されているが、要求される既存大梁２の曲げ耐力の程度により２本で済む場合もあるし、５本以上要求される場合もある。
【００１２】
次に、請求項１記載の発明に係る既存大梁の曲げに対する耐震補強方法について説明する。
この補強方法は、図３乃至図５に示したように、やはりＲＣ造建物又はＳＲＣ造建物における柱梁接合部において、上部外ダイアフラム７及び柱カバープレート８、梁補強プレート９、下部外ダイアフラム１０等を使用して、当該既存大梁２を爾後的に補強する方法として好適に実施される。前記の各構成要素７、８、９、１０は、鋼板の加工品又は鋳鋼製品などとして製作される。前記上部外ダイアフラム７は、図６に示したように、既存柱１を囲み、且つ各既存大梁２の平面形状に倣う形状とされ、少なくとも半割り状に２分割された平板状部材から成る。前記柱カバープレート８は、前記既存大梁２の横断面形状に相当する（略同形、同大の）切り欠き部８’を上半部に有し、平面的に見れば前記既存柱１の外周を囲む角筒を２等分割した筒状部材から成る。前記梁補強プレート９は、床スラブ１１の下面に当接するフランジ９ａと、前記既存大梁２の側面に当接されるウエブ９ｂとより成る、断面が倒立Ｌ字形の板状部材である。当該梁補強プレート９の高さＨは、これを当接する既存大梁２の梁成と略同じ高さとする（図４参照）。前記下部外ダイアフラム１０は、前記柱カバープレート８を囲み、且つ既存大梁２の平面形状に倣う形状とされ、少なくとも半割り状に２分割された平板状部材から成り、云うなれば、上部外ダイアフラム７と同様な形状である。但し、上部外ダイアフラム７における既存大梁２の平面形状に倣う部分は、後述するように梁補強プレート９のフランジ９ａと床スラブ１１を貫通させるボルト１２で連結し圧着し得るだけの幅を有する。
【００１３】
以下に、上部外ダイアフラム７及び柱カバープレート８、補強プレート９、下部外ダイアフラム１０等を使用した既存大梁２の曲げに対する耐震補強方法を説明する。
まず、前記既存柱１の外周に、前記半割り状の上部外ダイアフラム７の各分割片を順に床スラブ１１の上面に載せる態様で取り付け、その後各分割片相互の当接部を正規の形状に溶接等の手段で一体的に接合する。次いで、前記床スラブ１１の下面側の前記柱梁仕口部における既存柱１の外周に、前記半割り状の柱カバープレート８の各分割片を順に取り付け、半割り片相互の当接部を正規の形状に溶接等の手段により一体的に接合する。次いで、前記既存大梁２の各側面に、前記梁補強プレート９を、そのフランジ９ａが床スラブ１１の下面に当接し、ウエブ９ｂが前記既存大梁２の側面に当接する態様に取り付ける。その結果、該ウエブ９ｂの下端は、当該梁補強プレート９を当接した既存大梁２の下面レベル位置と一致する。前記梁補強プレート９は、そのウエブ９ｂに予め設けている孔を通じて前記既存大梁２へアンカー１４を打ち込み、同既存大梁２へ強固に圧着する。前記アンカー１４には、ホールインアンカー又はケミカルアンカー等が好適に採用される。
【００１４】
その後、前記既存大梁２の下面レベル位置における既存柱１の外周に、下部外ダイアフラム１０の各分割片を順に取り付け、分割片相互の当接部を正規の形状に溶接等の手段により一体的に接合する。更に、前記柱カバープレート８と前記梁補強プレート９及び下部外ダイアフラム１０の各当接部もそれぞれ溶接等の手段により一体的に接合する。最後に、前記床スラブ１１の下面に密着された梁補強プレート９のフランジ部９ａと、上部外ダイアフラム７とを、前記床スラブ１１を貫通させた複数のボルト１２及びこれにねじ込んだナット１３により強く締め付けて圧着する。なお、前記上部外ダイアフラム７及び下部外ダイアフラム１０等を接合する手段は、前記溶接のほか、ボルト止めやリベット止め等の手段により一体的に接合することもできる。
【００１５】
以上要するに、前記上部外ダイアフラム７及び柱カバープレート８、梁補強プレート９、下部外ダイアフラム１０を、ボルト１２やアンカー１４を使用して柱梁仕口部を囲むように一体的に取り付けることにより、既存大梁２に負荷する曲げ応力は、上部外ダイアフラム７及び下部外ダイアフラム１０に伝達して負担されるから、その分だけ補強効果が奏される。勿論、既存柱を一切傷付けることのない補強方法であり、既存大梁２の曲げ耐力を増大させる結果となる。
【００１６】
請求項２の発明に係る既存大梁の曲げに対する耐震補強方法の場合は、図７の右側に示したように、柱梁仕口部における梁成が異なる場合に好適に実施される。この場合は、梁成を揃えるべく、梁成の小さい側に補強プレート９及び下部外ダイアフラム１０に梁下のハンチ１５を設け、既存大梁２の下面のハンチ空洞部にコンクリートを充填することにより既存大梁２の曲げ耐力を増大させることができる。なお、柱梁仕口部における梁成が同等の場合でも、更にハンチを設けるべく前記下部外ダイアフラム１０を下げて梁成を増大させ、既存鉄筋の応力中心距離を上げることにより既存大梁２の曲げ耐力を増大させる方法も実施できる。
【００１７】
その他の実施例として、フリーアクセスフロアの場合には、空きスペースに前記上部外ダイアフラム７を設置することが可能である。しかし、上部外ダイアフラム７が床面上に浮き出すことが不都合な場合には、図８に示したように、床コンクリートを上部外ダイアフラム７が床面と同一レベルにまで沈み込ませる凹部をはつりに形成し、その凹部へ埋め込む態様で実施することもできる。
【００１８】
【本発明が奏する効果】
本発明に係る既存大梁の曲げに対する耐震補強方法によれば、補強プレート等を使用して、既存柱を一切傷付けることなく、柱躯体の健全性を維持して、既存大梁を爾後的に合理的に効果的に補強することができる。また、乾式で現場施工の工程を少なく実施でき、経済的にも工期的にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】補強プレート及びＰＣ鋼棒等による既存大梁の耐震補強状態を示した横断面図である。
【図２】補強プレート及びＰＣ鋼棒等による既存大梁の耐震補強状態を示した縦断面図である。
【図３】外ダイアフラム等による既存大梁の耐震補強状態を示した横断面図である。
【図４】外ダイアフラム等による既存大梁の耐震補強状態を示した縦断面図である。
【図５】図４に示した外ダイアフラム等の各構成要素を概略的に示した分解斜視図である。
【図６】上部外ダイアフラムの形状を示した平面図である。
【図７】外ダイアフラム等による既存大梁の耐震補強方法の第２の実施例を示した縦断面図である。
【図８】外ダイアフラム等による既存大梁の耐震補強方法の第３の実施例を示した縦断面図である。
【図９】従来技術を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１      既存柱
２      既存大梁
３      補強プレート
３ａ    フランジ
３ｂ    ウエブ
３’    凹欠部
４      ＰＣ鋼棒
５      ナット
６      アンカー
７      上部外ダイアフラム
８      柱カバープレート
８’    切り欠き部
９      梁補強プレート
９ａ    フランジ
９ｂ    ウエブ
１０      下部外ダイアフラム
１１      床スラブ
１２      ボルト
１３      ナット
１４      アンカー
１５      ハンチ
【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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