(社)日本コンクリート工学協会 性能指向型耐震補強研究委員会「最近開発された耐震補強技術の紹介 資料集」H22.12.13―

ハイゼラス工法
高目付アラミド繊維シートによる耐震補強工法―

ファイベックス株式会社*1
要旨：ハイゼラス工法はアラミド繊維による耐震補強工法で, 繊維シートを部材の全面に巻付けるのに対して一定の間隔を空けて巻き付ける方式であり, 壁の取り付く柱などの補強を可能とするものである。本工法では,アラミド繊維の「カバーシート」を柱，梁の表面に貼り付けた上に，壁に設けた貫通孔を通して「帯シート」を閉鎖型に巻き付けることで補強性能を確保している。間隔を空けて巻き付ける帯シートについては, より補強効率を高めるために通常のシートに比べて繊維量の多い高目付繊維シートを用いることとしている。
キーワード：アラミド繊維シート，高目付シート，耐震補強，せん断補強，壁付き柱，スラブ付き梁
1. はじめに本工法で用いるアラミド繊維シートは，カバーシート

アラミド繊維シートによる RC 造，SRC 造建築物の耐については一般的な繊維量のシートを，帯シートについ震補強工法は，これまで多くの実績を積み重ねてきていては補強効率を高めるために繊維量の多い高目付繊維る。しかしながら，壁の取り付く柱の補強では繊維シーシートを採用する。また，いずれのシートもアラミド繊トの定着に必要な金物のために補強量の確保，補強部位維を一方向のみに配した一方向シートであり，繊維方向の意匠性に問題があり、設備配管やコンセントボックスが部材軸と直交するように貼り付けることとしている。などの付帯物のある柱の補強では繊維シートの全面巻きが困難になるなどの課題があった。
「ハイゼラス工法」は，壁に貫通孔を設けて繊維シートを通し，間隔を空けて巻き付ける補強工法であり，上で述べたような課題を解決するために開発されたものである。また，繊維シートは間隔を空けて巻き付けることから，補強効率を高めるために高目付繊維シートを用いることにも大きな特徴がある。
2. 工法の概要
2.1 ハイゼラス工法とはハイゼラス（High Quantity Zebra-shaped Retrofitting withAramid Sheet）工法（以下，本工法という）とは，図−1

図−1 ハイゼラス工法による補強方法に示すように，アラミド繊維による織物状の「カバーシート」を既存建築物の柱，梁の表面に貼り付けた上に，2.2 適用範囲「帯シート」を一定の間隔で閉鎖型に巻き付けることに本工法を適用できる部材は，せん断強度の向上を必要

よって柱，梁のせん断耐力および変形性能の向上を図るとする RC 造および SRC 造の柱，梁とする。ただし，SRC耐震補強工法である。主に壁の取り付く柱や設備配管な造の梁については適用外とする。

どの付帯物のある柱などを対象としている。

部材形状は，独立柱，矩形梁およびスラブ付き梁とす

帯シートは，柱の面外方向に壁が取り付く場合は壁にる。ただし，柱については，補強方向(面内方向)に袖壁設けた貫通孔を通して閉鎖型に巻き付けるもので，シーが取り付く場合，壁長さが 300mm かつ厚さの 3 倍を超ト端部の定着用金物が不要となるとともに優れた補強えない場合はこれを無視して独立柱として扱うことが性能が確保できる。一方，カバーシートは壁部分を除くできるが，この条件以外の袖壁が取り付く場合は適用外

柱の表面のみに貼り付けるもので，補強効果をより高めとする。補強直交方向(面外方向)に壁が取り付く場合，るために帯シートと併用することを原則としている。

壁長さの大小に拘わらずこれを無視して独立柱として*1 〒160-0022 東京都新宿区新宿5-15-5 新宿三光町ビル4F(TEL 03-6380-0215)

扱うことができる。図−2 に柱断面の適用範囲を示す。

強度, ヤング係数は低下する傾向にあるが, 平均値から梁については，腰壁・垂れ壁の取り付く場合，地震時標準偏差の 3 倍を減じた引張特性値およびヤング係数のの挙動が不明な点も多いことから適用外とする。
補強方向

平均値は繊維シートの品質基準値(それぞれ 2,060N/mm2以上, (1.18±0.20)×105N/mm2 )を満足している。

補強方向

表−2 繊維シートの引張試験結果

補強方向AK-120AK-180AK-240N514060405050X2,9572,7892,760

2,530

2,677

2,450

X-3σ 2,392

2,135

2,137

2,175

2,091

2,078

Ef
134127130124116114
N：サンプル数 X：引張強度の平均値(N/mm2) σ：標準偏差Ef：ヤング係数(kN/mm2)

頻度(2)袖壁付き柱規格値

2000
2100
22002300
2400
2500
2600

面外方向に壁が取り付く場合、雑壁・耐力壁に関わらずこれを無視して本工法を適用可。

AK-901514131211109876543210

引張強度（N/mm2 ）(3)補強方向に直交する壁付き柱(1) AK-90

図−2 柱断面の適用範囲
頻度

3. 使用材料
3.1 繊維シート
繊維シートは，シート長さ方向にアラミド繊維（アラ規格値

2000
2100
22002300
2400

ミド 1）を，幅方向にナイロン繊維やポリエステル繊維

AK-240T

15141312111098765432103200
3300
3400

袖壁長さLが300mm以下、かつ壁厚の3倍以下の場合は適用可。
袖壁長さLが300mmを超える、または壁厚の3倍を超える場合は適用不可。

AK-90

2700
2800
2900
3000
3100
3200
3300
3400

LD

AK-60

2500
2600
2700
2800
2900
3000
3100

L

適用可
(1)独立柱AK-40

引張強度（N/mm2）などを配した一方向シートである。表−1 に本工法で適(2) AK-240用する繊維シートの仕様を示す。
表−2 は JIS A 1191 に準拠した繊維シートの引張試験

図−3 引張強度の頻度分布 (AK-90,AK-240)

結果を, 図−3 は引張強度の頻度分布を AK-90 と AK-240について示したものである。目付量の増加につれて引張3.2 樹脂
補強材表面に塗布するブライマー, 繊維シートに含浸表−1 本工法で適用する繊維シートの仕様させる含浸接着樹脂は, エポキシ樹脂系の常温硬化の 2(1) 帯シート(カバーシートと併用)液混合型とする。特に本工法では高目付繊維シートを用

品番

引張荷重
(kN/m)

目付量（g/㎡）

設計厚（mm）

AK-40

392

280

0.193

AK-60588

4150.286

AK-90882

623

0.430

AK-1201,176830

0.572

AK-1801,764

1,2450.859

AK-240

2,352

1,660

1.145

品番

AK-40

ｼｰﾄ幅（mm）

2800.193

AK―240 の継手試験(重ね長さ 150mm)を行い, 表−3 の品質基準値を満足することを確認するものとする。
表−3 樹脂の品質基準値(1) プライマー

50(2) カバーシート(帯シートと併用)
引張荷重
目付量
設計厚
ｼｰﾄ幅（mm）(kN/m)（g/㎡） （mm）392

いることから, AK―120 以上の繊維シートの引張試験,100, 200, 300

試験項目

試験方法

規格値

接着強さ

JIS K 6916

1.5N/mm2 以上(2) 含浸接着樹脂
曲げ強度

JIS K 7203

40N/mm2 以上

引張強度

JIS K 7113

30N/mm2 以上

引張せん断強さ

JIS K 6850

12.5N/mm2 以上

4. 構造性能

4.2 せん断強度の算定式

4.1 工法開発実験

本工法の開発実験や既往文献の実験結果に基づいて本工法の開発にあたっては, (1)せん断強度の評価, (2)変形性能の評価, (3)付着の検討, (4)短柱の適用性について加力実験による検討を行った。

補強部材のせん断強度の評価方法を検討した。
柱のせん断強度算定式を(1)式に示す。本式は, 基本的には「連続繊維耐震改修設計・施工指針」((財)日本建築表−4 にせん断強度を評価するために行った実験の試防災協会)の算定法に準じているが, (2)式により帯シー験体一覧を, 写真−1 に No.4 試験体の状況を示す。また,トの巻き付け間隔による補強効果の低減を行っている。

図−4, 5 は載荷方法別の実験結果の荷重−変形関係を示

図−6 に最大耐力の実験値と(1)式による算定値を比較したものである。

して示す。本算定式は実験値を安全側に評価している。

実験の結果, ①繊維シートによる補強によりせん断強度が大幅に増加する, ②カバーシートはせん断強度の確保に寄与する, ③カバーシートの繊維方向を縦方向に貼り付けた場合の効果は少ないなどが明らかとなった。これらの実験結果に基づいて本工法の設計法を検討した。
表−4 試験体一覧 (せん断強度評価実験)番

載荷号

方法ｶﾊﾞｰｼｰﾄなし

1単調

帯ｼｰﾄなしAK-16 横貼

5AK-16 縦貼
繰返計1計2実験

809393204186なし

4AK-906層120mm
ﾋﾟｯﾁpw

wy0.1 0b j(1)pt ：引張鉄筋比（%）
Fc：コンクリート圧縮強度（N/mm2）ただし, Fc≧13.5M/(Q･d)：せん断スパン比 ただし, 1≦M/(Q･d) ≦3M/Q：h0/2 としてよい。h0 は柱内のり高さ。なお, 腰壁・垂れ壁の厚さが 120mm 未満の場合は, これを無視して床天端から上階の梁下までを柱内のり高さとする。
D：柱断面せい（mm）
d：柱断面有効せい（mm） D−50mm としてよい。
∑pw･σ wy ：（2）式により算定する。∑pw･σ wy≦3.6N/mm2
σ 0：柱軸方向応力度（N/mm2）σ0≦7.84N/mm2
b：柱断面幅（mm）
j：応力中心間距離（mm）。ただし, 0.8D としてよい。

165148155

AK-16 横貼

写真−1 試験体0.845

ここで,221171154図−4 実験結果(繰返載荷)帯シートおよびカバーシートの効果を考慮したせん
断補強量∑pw･σwy は下式による。
pwwy

r pw rwys
1−αD

b pw bwy（2）

ここで,r pw：既存ＲＣ部のせん断補強筋比
2rσ wy：既存ＲＣ部のせん断補強筋の降伏点強度（N/mm ）s：帯シート間のあき（mm）=帯ｼｰﾄ間隔−帯ｼｰﾄ幅≦250mm
α：カバーシートの効果を考慮してα=3 とする。ただし，カバーシートを用いない場合はα=1 として評価できる。
b pw：帯シートのせん断補強比
b pw＝2×帯シートの断面積／(柱幅×帯シート間隔)
bσ wy：帯シートの設計用引張強度bσ wy =min（0.008Efd，2/3σ f）
Efd：繊維シートの規格ヤング係数（N/mm2）
σ f：繊維シートの規格引張強度（N/mm2）

1.6
1.4

せん断破壊

曲げ破壊

1.2
eQsu/cQmu

6

せん断強度(kN)AK-90 全面

23

補強方法

0.053pt 0.23 (17.6 Fc )M /(Q d) 0.12

c Q su1.00.8(0.77,1）+30％

0.60.40.20.0

せん断破壊(工法開発実験）
せん断破壊（文献）
曲げ破壊（工法開発実験）
曲げ破壊（文献）

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
cQsu/cQmu

図−5 実験結果 (単調載荷)

図−6 最大耐力の実験値と計算値の比較

4.3 構造細則

ｶﾊﾞｰｼｰﾄ貫通孔①柱隅角部は半径 10mm 以上の円弧状に面取りをする。
②帯シートを巻き付ける間隔は, 部材の中央区間ではp =300mm以下かつ柱せいの 1/2 以下とし, 下式による端部区間 Le では p1=150mm 以下とする（図-7）。
Le＝(0.4×(F 値))×Dただし, 0.5D ≦ Le ≦ 1.0D

③柱端部の帯シート位置は, 柱頭柱脚端から 100mm 以①貫通孔の施工②プライマー塗布 ③カバーシート貼付け下とする（図-7）。
帯ｼｰﾄ④帯シート巻付け⑤ 仕上げ

図−8 施工手順
5.2 本工法の特殊施工①壁などに設ける貫通孔形状・段差修正は図−9 を標準とする。

帯シート幅④帯シートの設計重ね継手長さは表−5 による。
表−5 帯シートの設計重ね継手長さ

柱コンクリート隅角部処理

図−7 柱補強における帯シートの巻き付け方

隅角部処理

斫り取る

ﾎﾟﾘﾏｰｾﾒﾝﾄ
ポリマーセメントモルタル

ﾓﾙﾀﾙ

シートの種類

設計重ね継手長さ（mm）

AK-40, AK-60

200mm 以上

AK-90, AK-120

250mm 以上

図−9 貫通孔形状・段差修正例

AK-180, AK-240

300mm 以上

②帯シートの高目付繊維シート(AK-120 以上)では,通常

幅 20〜30 ㎜

隅角部処理

隅角部処理

50mm 以下⑤カバーシートは繊維方向を部材軸に直交させて貼りの樹脂の塗布方法ではシート内部まで含浸されない付ける。柱頭部に取り付く梁のせいが異なる場合, せ場合がある。そこで, 巻き付け作業に先行して樹脂のいの最も小さい梁下端まで貼り込むものとする。

所要量を帯シートに含浸させることとする。

5. 施工方法
5.1 施工手順・施工
本工法の施工手順は，図−8 に示すように基本的には5.2 本工法による施工事例
写真−2 に貫通孔の設置状況とカバーシート, 帯シートの巻き付け状況を示す。

繊維シートを全面に巻付ける工法とほぼ同様である。
まず, 既存仕上げがある場合は撤去し, 壁やスラブに貫通孔を設け, 不陸調整などの下地処理を行いプライマーを塗布する。その後, 繊維シートをカバーシート, 帯シートの順でエポキシ樹脂を含浸させながら接着させる。最後に貫通孔にモルタルを充填して仕上げを施す。
施工にあたっては, 設計図書に基づいて適切な施工計(1)帯シート用貫通孔

写真−2 施工状況画書を作成する。また, 施工場所に応じた下地処理方法や材料, 機械の選定, 作業手順などについての施工要領書を作成する。
施工者および施工管理者は, 本工法による施工品質を十分確保できる技術を有する者とする。

(2)シート巻き付け

6. むすびアラミド繊維シートによる補強工法は軽量で柔軟なシートの特長から施工性に優れている。ハイゼラス工法の開発によりさらに展開が拡大することが期待される。