大林組技術研究所 No.68 2004

低騒音・低振動を達成した耐震補強工法「3Q-WallⓇ」の開発

増 田

安 彦

萩 尾

浩 也

栗 田

康 平

杉 本

訓 祥

三 浦

憲

山 本

伸一郎

（本店ビルケアセンター）（東京本社建築事業部
ビルケアセンター）

Development of Low-Noise and Low-Shake Retrofitting Methods “3Q-Wall”

Yasuhiko Masuda Hiroya Hagio Kohei Kurita Kuniyoshi Sugimoto Ken Miura Shinichiro Yamamoto
Abstract
Although ten years have passed since the Hyogoken-Nanbu Earthquake, a large number of privatebuildings have not yet been carried seismically retrofitted. One of main reasons for this has been thenecessity to remove inhabitants or tenants during retrofitting. A "3Q-Wall", consisting of precast blocks or
FRP blocks, provides a quiet, quick and high quality shear wall for seismic retrofitting. This paper outlines
the design methods, structural performance and examples of construction of these walls. It is shown that it
is unnecessary to remove building users during retrofitting works and that the 3Q-Wall contributes toadvancement of seismic retrofitting.
概要
阪神・淡路大震災からおよそ 10 年が経過したが，未だ民間建築では耐震補強がなされていない建物が多く存在する。その主な理由の一つが，補強工事に伴う移転であるとされ，移転不要な補強工法の開発が急務とされていた。
3Q-Wall とは，Quiet, Quick and High-Quality の 3 つの Q を示しており，低騒音・低振動で短工期，かつ高品質な耐震補強壁の総称として用いている。現在 3Q-Wall として，プレキャストブロック工法とガラス繊維強化プラスチ
ックブロック工法の 2 種の工法が開発・実用化されている。本論文では，上記各工法の概要，構造性能，および施工
例を示し，補強工事に伴う移転が不要となることから，3Q-Wall が耐震補強の普及に貢献することを述べている。

1.

はじめに

ウォール）を開発・実用化した。「3Q-Wall」とは，Quiet, Quick and High-Quality の 3 つの Q を示して

阪神・淡路大震災以降，既存建築物の耐震補強の必おり，低騒音・低振動で短工期，かつ高品質な耐震補要性が叫ばれている。また，東海・東南海・南海地震

強壁の総称として用いている。現在 3Q-Wall には，プをはじめとする大規模なプレート間地震発生の確率がレキャストブロック工法とガラス繊維強化プラスチッ

高いことが指摘されているにもかかわらず，いわゆるクブロック工法の 2 種がある。

新耐震設計法以前に建設された建物の耐震補強工事は

本論文では，上記各工法の概要，構造性能，およびなかなか進んでいないのが現状である。なかでも地震

施工例について示し，3Q-Wall によって建物を使用し災害時に被災者支援の重要拠点となる病院や不特定多たまま補強可能であり，耐震補強の普及に貢献する工数の人が利用するホテル・百貨店等は，移転や休業が法であることを述べる。

困難であることから，潜在的な補強ニーズが高いにも2.

かかわらず，騒音や振動を伴う補強工事が実施出来な

プレキャストブロック工法

いケースがほとんどである。
2.1

これらの施設での補強工事に対応できる「低振動・工法の概要

プレキャストブロック工法(以下 PCa ブロック工

低騒音耐震補強工法」として「3Q-Wall」(サンキュー
1

大林組技術研究所

No.68 低騒音・低振動を達成した耐震補強工法「3Q‑WallⓇ」の開発

Fig.1 工法概要図
Outline of the Construction Method

Photo 1 PCa ブロック耐震壁の外観
Appearance of PCa-Block-Wall

ガイドスチール

新設壁用ブロック

既存躯体

既存躯体

接着用エポキシ樹脂
新設補強壁施工時

増厚壁用ブロックガイドスチール

極厚新設補強壁施工時
既存躯体

ガイドスチール

Photo 2

PCa ブロック

増厚壁用ブロック

増設補強壁施工時

Fig.2 施工パターン
Pattern of Using Blocks(上:新設用，下:増厚用)
PCa Blocks
法)は，小型の PCa ブロックを組積して耐震壁やそで

建物内の運搬が容易であるだけでなく，狭いスペース

壁を構築する工法である。耐震壁による補強には，一でも施工が可能となった。

般に柱梁骨組の内側に壁を新設する場合と既存耐震壁

また，PCa ブロックは，Fc＝40N/mm2 の高強度コを増厚する場合，および既存耐震壁の開口を閉塞する

ンクリートを用い，即時脱型方式で大量生産が可能で場合があるが，PCa ブロック工法はこれら全てに対応あることが特徴である。PCa ブロックの種類による耐が可能である。PCa ブロック壁は，あらかじめ墨出し

震壁の施工パターンを Fig.２に示す。増厚壁用ブロッされた既存躯体面に溝型鋼やフラットバーを利用した

クは，同図に示すように対向して用いることで新設壁

外周鉄骨フレーム「ガイドスチール」を接着剤で固定用ブロックで対応できない極厚新設壁にも適用できる。

し，小型のプレキャストブロック（以下，PCa ブロック）を組積したのち，ブロック内部の空洞にグラウト

2.2材を充填して構築する。したがって，従来工法で騒音

2.2.1 PCa ブロック耐震壁のせん断耐力

や振動の原因となっていた，あと施工アンカーの施工

ック耐震壁の終局せん断耐力は，一体打ち壁とみなすや型枠の組立て･脱型作業などが省略されるため，低騒

せん断耐力と，増設壁としてのせん断耐力の小さい方

音，低振動施工が可能となる。PCa ブロック耐震壁のを採用することとした((1)式)。以下に一連の PCa ブロ

外観を Photo １に，施工概要図を Fig.１に示す。

ック耐震壁の構造性能確認実験を基に定めた終局せん

PCa ブロックには，Photo ２に示す新設壁用と増厚

PCa ブロックによる耐震壁の増設
PCa ブロ

断耐力設計式 2),3)を示す。
新設壁のせん断終局耐力 wQsu0 は次式による。

壁用の２種類があり，その形状寸法は，それぞれ縦wQsu0=min(wQsu,aQsu0)200mm×横 300mm×厚 250 または 300mm（新設壁用），縦200mm×横 400mm×厚 130mm（増設壁用）で，重量は最

(1)

ここに，
wQsu :一体打ち壁としてのせん断終局耐力

大 18kg／個程度である。ブロックが小型で軽量なため，
2

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aQsu0 :

(1)

No.68 低騒音・低振動を達成した耐震補強工法「3Q‑WallⓇ」の開発(

接合耐力を考慮したせん断終局耐力
一体打ち壁としてのせん断耐力)

Q a = min 0.5σ ay ,0.3 Ec1 ⋅ Fc1 ⋅ Σa a

一体打ち

(6)

壁としてのせん断終局耐力 wQsu は，一般的な耐力式のEc1:既存躯体コンクリートのヤング係数(2)式による。ただし，開口付き壁のせん断終局耐力は

Ab:ブロック壁の接着面積。ただし，開口付き壁の場
合は開口による接着面積減少を考慮する。

低減率γに応じて低減する。

 0.053Pte0.23( 18 + Fc1 )wQsu =γ⋅ 
M/QL + 0.12


Qju2 は定着接合面(ガイドスチール−壁板間)の終局せん断耐力で，接合筋のせん断強度と圧縮ストラットに}+ 0.85 Pse ⋅σsy + 0.1σo ⋅ be ⋅ je

よるせん断強度を累加して求める。
Qju2=Qjou +ΔQwu(2)で改修指針 1)に従って次式とする。

γ:開口による耐力低減率で次式による。
γ = 1−η

(7)

Qjou は接合筋(降伏強度σ joy,断面積Σajo)のせん断強度

ここに，

(

η = max ∑ ( hi li H w Lw ), ∑ ( li Lw )

)

(

(3)

)

Q jou = min 0.7σ joy ,0.4 Ec 2 ⋅ Fc 2 ⋅ Σa jo

η:等価開口周比で 0.4 を超えないこと。

(8)

ΔQwu:壁板の圧縮ストラットによるせん断耐力

li:各開口の長さ, hi:各開口高さ

ΔQwu =ΔqwuFc2･lw0･tw(9)
p joσ joy / Fc2 < 0.1のとき∆qwu = 0.07 − 0.3 p joσ joy / Fc2
p joσ joy / Fc2 ≥ 0.1のとき∆qwu = 0.04

Lw:壁長さ(両側柱の中心間距離(スパン長))
Hw:階高
Pte=100･at/(be･L): 等価引張鉄筋比(%)

lw0:開口部長さを差引いた壁板の内法長さ，tw:壁厚

L:壁の全長，be=ΣA/L:等価幅，ΣA:壁の断面積

Fc2:壁板コンクリートの設計基準強度(=40N/mm2)

at:引張側柱の主筋全断面積

Ec2:壁板コンクリートのヤング係数

Pse･σsy：壁筋量で縦横筋量，接合筋量の最小値(=2.9×104N/mm2)

Pse=ah/(be･s):等価壁筋比(4)式右辺下は壁板のせん断破壊と側柱の破壊を想定

ah,s:1 組の壁筋または接合筋の断面積および間隔している。wQsu'は壁板内のり部分のせん断終局強度で

σsy:壁筋または接合筋の降伏強度

次式による。

Fc1:既存躯体コンクリートの圧縮強度(N/mm2)

σ0=ΣN/be･L:軸方向応力度(σ0≦8N/mm2)
ΣN:壁軸力（両側柱軸力の和）
je=Lw または 0.8L としてよい

M/Q=Hw0450(1≦M/QL≦3)900

Hwo:反曲点高さで，一般階の場合 hw/2，最上階の場
合 hw とする。hw は考慮している階の床レベルよ450

りその壁の最上部までの高さ(2)接合耐力を考慮したせん断終局耐力

1480
縦方向
ブロックH=70×12、目地厚2.0×11、上あき31
横方向
ブロックL=120×12、目地幅1.0×11、端あき5，15交互耐力を考慮したせん断終局耐力 aQsu0 は下式による。
 min(Q ju1 , Q ju 2 )+ p Qc + αQc

a Q su 0 = Fig.3

 w Qsu + 2αQc'のうち小さい方(4)

ガイドスチールとグラウト界面での破壊を想定したも試験体ので，いずれも壁板上下の接合面で生じるため，累加補強の種別する柱耐力のうち，一方はパンチングシア耐力を，他柱の諸元

方は曲げまたはせん断耐力を取ることとした。
Qju1 は壁板上下の接着接合面，すなわちガイドスチ

Ａ

壁筋

Ｂ

lw×hw =1480×900 mm
70ｍｍ
D6 縦＠120×横＠72 シングル SD295(σy＝341N/mm2)(5)
開口(ｌ×ｈ)Qa は併用するアンカー筋(設計用降伏強度σ ay,断面その他(以下，改修指針と言う)の係数

290×200
1 ヶ所

290×200
2 ヶ所

開口は lw,hw とも
壁中央に配置

開口位置は高hw/2、開口間のあを 288 mm として
央振り分け

なし

積Σaa)による付加強度で，直接せん断実験に基づき，1)を低減した次式による。

3

Ｃ

新設壁
b×D×h0=220×220×900(mm)
主筋 12‑D13(pg=3.15％) SD295(σy＝386N/mm2)
帯筋 D6 ＠165(pw=0.18％)SD295(σy＝341N/mm2)

壁寸法(内法)壁厚ールと既存躯体間の終局せん断耐力で次式による。

耐震改修設計指針

試験体形状(試験体 B)
Specimen B

Table 1 試験体概要
List of Specimens(4)式右辺上はガイドスチールの接着接合面あるいはQju1=0.08Fc1Ab + Qa

740

740

接合

ブロック強度

102.4

93.3

93.3 (N/mm2)

グラウト強度

72.1

72.1

69.7 (N/mm2)

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大林組技術研究所

1/500
1/167
1/1000 1/250

Q (kN)
800

800

1/100

試験体C

試験体 A
600

600

400

400
(2)式

200

1/500
1/167
1/1000 1/250

Q (kN)

1/100

(4)式

200

0

0

‑200

‑200

(4)式

(2)式

‑400

‑400

開口有り γ=0.66

開口なし
‑600

‑600

Qmax=657kN (R=1/250)

‑10

‑5

0

5
δ (mm)

10

15

20

Fig.4

Qmax=613kN (R=1/250)

‑800
‑10

‑800

‑5

0

5
δ (mm)

101520

荷重-変形関係

Load-Deformation Relationship
Table 2

実験結果一覧

Test Results
試験体
実験値
破壊モード

最
大
耐
力
kN

A

B

C

657

659

613

柱せん断

柱せん断

一体型せ

＋壁接着

＋壁接着

ん断破壊

一体打ち

(2)式

512

422

337

壁の耐力

実／計

1.28

1.56

1.82

接着面破

(4)(5)式

533

533

533

壊耐力

実／計

1.23

1.24

1.15

接合面破

(4)(7)式

890

890

873

壊耐力

実／計

0.74

0.74

0.70

壁板破壊

(4)(10)

585

499

405

1.12

1.32

1.51

破壊

式
実／計

wQsu' =max(pw･σ wy,Fc2/20+0.5 pw･σ wy)tw･lw0(10)pw，σwy：壁筋比と降伏強度
pQc：引張側柱頭部のパンチングシア耐力で改修指針
1)

に従う。

αQc：圧縮側柱の終局耐力で改修指針 1)に従う。
α:変形状態を考慮した低減係数
柱せん断破壊の場合:α＝1.0
柱曲げ破壊の場合 :α＝0.7(3)Photo 3 破壊状況
Failure State of Specimens

き抜き強度で決まる応力度

プレキャストブロック耐震壁の曲げ耐力
2.2.2

4)

耐震壁の曲げ終局耐力時せん断力は次式による 。
wQmu=2Mwu / Hw0

(1)

(11)

PCa ブロック耐震壁の構造性能
実験概要

PCa ブロック耐震壁の構造性能を確認するために実施した，せん断破壊実験の一例

Mwu={act･σcy+0.5Σ(aa･σa)+0.5･ΣN}･Lw (12)2),3)

を示す。試験体は 1/3 スケールで開口の有無をパラ

ただし，連層壁(1 層壁を含む)の最上階の場合には，メータとした 3 体である。試験体概要を Table 1 に，(11)式右辺の係数 2 を 1 と読みかえる。

試験体の形状を Fig.3 に示す。載荷は正負交番繰返し

wQmu:曲げ終局耐力時せん断力載荷とした。なお，開口枠はガイドスチールと同一材

Mwu:曲げ終局モーメントを閉鎖型に組み立てたもので，開口補強を兼ねている。

act, σ cy:引張側柱主筋の全断面積および設計用降伏

(2)

強度

実験結果

Fig.4 に荷重変形関係の一例を，Photo 3 に載荷終了時の試験体状況例を，Table 2 に実aa,σa：併用アンカー筋(縦筋)の断面積およびその引験結果の一覧を示す。試験体 A と B は壁板上部のガイ
4

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Table 3

No.68 低騒音・低振動を達成した耐震補強工法「3Q‑WallⓇ」の開発

そで壁試験体の概要

List of Specimen
試験体

そで壁

既存躯体との接合

No.1

PCa ブロック接着

No.2

PCa ブロック

接着＋アンカー

No.3

RC(在来工法)

アンカー

Qh(kN)
2000

No.1

柱
b×D×h0=600×600×1800m
主筋 12-D29 (σy=377N/mm
帯筋 D10＠200(σy=356N/m
Fc=26.4(No.1,2),27.1(No.3)N
η=0.1

そで壁の仕様No.1,No.2：t×w×h0=200×700×1800mm
縦 D16＠300W(σy=351N/mm2)，横 D13＠200W(σy=342N/mm2
ブロック寸法：t0×w0×h=200×300×200mm,Fc=64.2 N/mm2
グラウト強度 Fg=63.6 N/mm2
No.2 のあと施工アンカー： D13＠300 シングル(pa=0.21%)
No.3：t×w×h0=200×700×1800mm
縦横 D13＠200W(σy=342N/m
Fc=29.8N/mm2，あと施工アンカー D13＠200W

1500
1000
(13)式

500
0

柱主筋降伏

‑500

柱せん断補強筋降伏

‑1000
‑1500
‑2000
‑20

‑10

0

10

20

30

40

R(×103rad)
Qh(kN)

CL
No.1,No.2試験体

No.3試験体

帯筋：D10＠200

No.4はそで壁なし

主筋:12-D29

150

740

スタブ主筋(梁主筋)
8-D29 (上下)

No.3
1500

65

Q

せん断補強
4-D16＠150

2000

1800

65

帯筋
D10@200

65 1000

100 65

270
600

縦筋D16
横筋D13

あと施工アンカー
D13＠200W縦横

柱主筋降伏

‑500

柱断面

溝形鋼
平鋼

(13)式

500

150

柱主筋12-D29

縦横D13＠200W
接着

170
600

1000
加力方向

壁筋
縦D16＠300W
横D13＠200W
接合筋
縦D16＠300W
横D22＠200S

柱

200 70

柱せん断補強筋降伏‑1000

接合筋D22

そで壁横筋降伏

‑1500

溝形鋼

740

35

2100

300

10 50 5(接着剤厚)

700

1000

Fig.5

300

‑2000
‑20

‑10

0

10

20

30

Fig.6

試験体の配筋・寸法

荷重-変形角関係

Load-Deformation Relationship

Detail and Reinforcement of Specimen
ドスチールと既存躯体間の接着破壊が生じた。破壊のQT1=2αB･t2･fc(L1/L2)≦2(N+agσy)(L1/H) (15)特徴として，急激な耐力低下がなく，壁板に損傷が少QT2：そで壁上下端における接合部のせん断耐力

ないことが挙げられる。試験体 C は PCa ブロック壁

QT2=QA+0.5lc･t･fc’(16)と既存躯体部分が一体となって脆性的なせん断破壊を

lc =min(αB･t ,(L1-D/2)(1/3))(17)生じた。Table 2 には各破壊モードに対応したせん断

QT3：そで壁のせん断耐力

耐力計算値を示したが，いずれの試験体も(2)式による

Q T3=ΣAw(fs+0.5psh･σsy)

一体打壁としての耐力が最も低い。試験体 A,B では破

ここに，

壊モードが実験結果と一致しないが，(4)式による計算

αB：圧縮斜材置換時の斜材の有効幅。αB =2.0

値も実験結果を安全側に評価している。本実験では，

t：そで壁の厚さ，N：柱の長期軸力(2)式における開口による耐力低減率γが，実部材の耐agσy：柱主筋の断面積と降伏点強度の積，H :階高力低減より大きい値を与える傾向があった。

L1：柱芯からそで壁端部までの長さ

2.3

PCa ブロックによるそで壁補強

L2：L1,H を一辺とする直角三角形の斜辺の長さ
fc=0.85Fc1 fc’=0.85Fc2

2.3.1

そで壁補強柱のせん断耐力(18)

ΣAw：両側のそで壁の水平断面積の和 =t･(2L1-D)

そで壁補強柱の終局せん断耐力 Qu は，改修指針 1)で示されているプ

psh･σsy：そで壁の横筋比と横筋の降伏強度の積

レキャストそで壁の設計法に準拠したもので，次式に

fs：ブロックとグラウトの許容せん断強度 =Fc1/20

よる 5)。

QC=min(0.7･QMU, QSU)

Qu=QT+QC

40

R(×103rad)

そで壁断面

(19)

ここに，

(13)

QMU,QSU:それぞれ既存柱の曲げ終局強度時のせん断

QT：そで壁を圧縮斜材に置換したモデルが負担する

力およびせん断終局強度で，改修指針 1)に従う。

せん断力
QC：既存柱が負担するせん断力

2.3.2
(1)

QT=min(QT1,QT2,QT3)(14)
QT1：斜材の圧縮耐力に基づくせん断力

そで壁補強柱の構造性能
実験概要

PCa ブロックによるそで壁補強

柱の構造性能を確認するために実施した，曲げせん断
5

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No.68 低騒音・低振動を達成した耐震補強工法「3Q‑WallⓇ」の開発

Table 4 実験結果一覧
Test Results
試験体
弾性剛性 (kN/mm)
ひび割れ荷重 (kN)
柱主筋降伏荷重 (kN)
柱帯筋降伏荷重 (kN)

No.1
926
200
1424 (7.4)-1342 (-11.6)

そで壁縦筋降伏 (kN)
そで壁横筋降伏 (kN)
最大耐力
(kN)
R=4/1000 時耐力(kN)
破壊モード

−
−
1504 (15.3)
1318
柱せん断＋
そで壁接合
面すべり

No.2
949
210
1506 (9.7)-1519(-14.6)−−1765 (3.9)
1763
柱せん断＋
そで壁接合
面すべり

No.3
1209
240
1706 (11.3)
1813 (14.7)−
1204 (24.3)
1838 (16.1)
1550
柱せん断＋
そで壁接合
面すべり

( )内は変形角 ×10-3radPhoto 4 破壊状況
Failure State of Specimens

破壊実験の一例 5)を示す。試験体はほぼ実大で補強方法をパラメータとした 3 体である。No.1，No．2 試験
体は PCa ブロックによる接着工法でそで壁を増設した試験体，No.3 試験体は在来工法によるそで壁増設試験体である。試験体概要を Table 3 に，試験体の形状
を Fig.5 に示す。載荷は逆対称の正負交番繰返し載荷
とした。
(2)

Table 4 に実験結果の一覧を，

実験結果

Fig.6 に荷重変形関係の一例を，Photo 4 に載荷終了時の試験体状況例を示す。No.1,No.2 試験体は，ガイド
スチールと既存躯体間の接着破壊が生じたのち，壁板

Photo 5 ガイドスチールの取付け
Setting of the Guide-Steel

が圧縮斜材としての挙動を示した。それぞれ層間変形
角約 R=1/70，1/250 で最大耐力となったが，急激な耐力低下がなく，壁板に損傷が少ない。No.3 試験体はPCa 増設そで壁と既存躯体部分が一体となって脆性
的なせん断破壊を生じた。Fig.6 では(13)式による計算値と比較したが，いずれも安全側に評価される。
2.4

施工手順と施工例

2.4.1

施工手順

PCa ブロック耐震壁の標準的な施工手順（新設壁）の概略は以下のとおりである 6)。
1) 準備作業（既存躯体の仕上材の撤去，墨出し）
2) ガイドスチール取付け（既存躯体にエポキシ系接着
Photo 6 PCa ブロックの組積
Laying up PCa Blocks剤を使用して固定）・縦筋の配筋
3) PCa ブロックの組積・横筋の配筋
4) グラウト材（クリエイトグラウト）の充填（周辺部には型枠を組立）
5) 清掃，片付け（完了）
2.4.2

施工例

プレキャストブロック工法による新設壁の施工例 6)を以下に示す。
まず，既存柱・梁・増厚壁表面のモルタルを撤去し，ガイドスチールを取り付けるために基準墨を出した。
次に，ガイドスチール仮止め用あと施工アンカーを
既存躯体の四方に打設した。アンカー穴を削孔する際，騒音・振動の発生を避けるため，低騒音・低振動で削Photo 7 グラウト状況
Grouting

孔可能な，超音波削孔機を採用した。仮止め用アンカ
ーにガイドスチール（上・左右面は溝形鋼，下面はフ
6

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No.68 低騒音・低振動を達成した耐震補強工法「3Q‑WallⓇ」の開発

ラットバー）を固定し（Photo 5），ガイドスチールと
躯体の隙間に接着用エポキシ樹脂を圧入した。他にガイドスチールに接着剤を盛り付けてから躯体に固定する方法がある。Photo 5 のガイドスチールにはあらか
じめ接合筋取付け用高ナットが溶接してあり，ネジ切
りをした接合筋を取り付ける方法を採用している(ネジ切りによる断面欠損を考慮している)。
縦筋用接合筋を上下のガイドスチールに取付け，縦筋を配筋する。次に横筋用接合筋をガイドスチールへの取付け，横筋を配筋し，PCa ブロックをエポキシ樹
Photo 8 完成写真
Finished

脂で相互に接着しながら 1 段分組積する。これを繰り返し，最上段まで組積する(Photo-6)。
組積完了後，ガイドスチールと PCa ブロックの隙間を型枠で塞ぐ。上部型枠には中央にグラウト注入穴を，両端に空気抜き穴（兼グラウト充填確認穴）を設けた。
グラウト注入穴より低粘性で充填性の良い無収縮グ
ラウト(クリエイトグラウト)を注入した（Photo 7）。
グラウト充填２日後に型枠を解体した（Photo 8）。

３．ガラス繊維強化プラスチックブロック耐震壁
3.1

工法の概要

ガラス繊維強化プラスチックブロック耐震壁(以下FRP ブロック耐震壁)は，FRP ブロックを組積して耐Photo 9 FRP 耐震壁
FRP-Wall

震壁を構築する工法で，あらかじめ墨出しされた既存躯体面にガイドスチールを接着剤で固定し，その内部

ガイドスチールに FRP ブロックを組積して構築する耐震壁である。
FRP ブロック耐震壁の外観を Photo 9 に，施工概要図
を Fig.7 に示す。FRP ブロック耐震壁は，PCa ブロッ
ク耐震壁と異なり，グラウトの充填を伴わない乾式施FRPブロック工法を採用している。そのため PCa ブロック耐震壁よ

既
存
躯
体

りもさらに工期短縮が可能となる。
Photo 10 に FRP ブロックを示す。写真は無着色の場合であるが，必要に応じて自由に着色できる。その形状寸法は，縦 300mm×横 600mm×厚 80mm である。これを必要なせん断力に応じて，厚さ方向に複数を接着して使用する。重量は約 7kg/個(80mm 厚)と軽量で，
PCa ブロックと同様に，建物内の運搬が容易で，狭いブロック相互を接着

スペースでも施工可能な特長を有する。

Fig.7 工法概要図
Outline of the Construction Method

FRP ブロック耐震壁は，PCa ブロック耐震壁と同様に低騒音・低振動を達成するだけでなく，FRP ブロッ
クが格子状で，通風，採光が可能であるため，従来の増設壁にない開放感があり，意匠性にも優れている。
なお，FRP ブロックは旭硝子マテックス(株)との共同開発によるものである。
3.2
3.2.1

FRP ブロック耐震壁の耐力と剛性
FRP ブロック耐震壁のせん断耐力

FRP ブ

ロック耐震壁の終局せん断耐力は，PCa ブロック耐震
壁の(4)式と同様の考え方に基づいている。そのせん断
Photo 10 FRP ブロック
FRP Block7

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Table 5 実験概要
List of Specimens
試験体
柱主筋
b×D=220×220 帯筋
壁(内のり)
w×h0=1480×900mm
柱軸力
柱 Fc(N/mm2)
圧縮
FRP 強度(N/mm2)
引張

HTB-M16FRP1
FRP3
12-D13 SD295(σy=360 N/mm2)
2-D6＠150 SD295(σy=333 N/mm2)
FRP ブロック 1 列 FRP ブロック 3 列
t=40mmt=120mmσ0=Fc/6 (3N/mm2)
31.1
319 (試験方法：JIS K 7054)
335 (試験方法：JIS K 7056)

PL-t6*W200*L448×2

220

1,480

PL-t6*W220*L720×2 220
FB-t6*W200*L448×2

M12あと施工アンカー

Fig.8 試験体の寸法･形状
Dimensions of Specimen

Table 6 実験結果
Test Results
試験体
柱せん断ひび割れ荷重 kN
帯筋降伏荷重
kN
柱主筋降伏荷重 kN
最大荷重kN
R=1/250 実験値
時の荷重 計算値 (15)式
kN
実/計
(

FRP1
357(0.0038)(計測できず)357(0.0038)
391(0.0134)
357
249
1.43

FRP3
605(0.0067)
670(0.0061)
605(0.0067)
699(0.0110)
449
387
1.29

)内は変形角(rad)

耐力設計式 7)を以下に示す。
終局せん断耐力 fQsu は(15)式による。すなわち，FRP
ブロック壁のせん断破壊と，側柱の破壊による耐力である(16)式による値と，既存躯体との接着面の破壊を伴う(17)式による値の小さい方とする。PCa ブロックにおいては，ガイドスチールとグラウト間の破壊耐力も算定するが，FRP ブロック壁のガイドスチールとFRP ブロック間の接着強度は，ガイドスチールと既存
躯体間の接着強度より明らかに高いため検討を省略している。
fQsu＝min(Qsuf , Qsub)(15)

Qsuf＝Qb+α1Qc1 +α2Qc2(16)

Qsub＝Qju+pQc+αQc(17)

Photo 11 破壊状況(上:FRP1,下:FRP3)
Failure State of Specimens

Qsuf：FRP ブロック壁が破壊する場合のせん断強度
Qsub：接着接合部で破壊する場合のせん断強度
Qb は FRP ブロックのせん断強度で，(18)式による。(18)Qb＝φ･τf･Af

式では FRP ブロック単体の直接せん断実験から得た

ここに，

(18)

φ：低減係数で 1/2 とする
τf：FRP ブロックせん断強度で，2.4N/mm2 とする。

2

変形角 1/250 時の平均せん断強度 3.7N/mm に対してばらつきを考慮して定めた設計基準せん断強度 τ f=

Af：FRP ブロックの見付け水平面積

2.4N/mm2 を係数φで低減し，ブロックの接着面積を乗Qc1,Qc2,Qc：側柱の終局耐力で改修指針に従う

じて FRP ブロック部分のせん断耐力が得られること

Qju：接合面の強度で，(19)式による。

としている。低減係数φは，ブロック寸法のばらつき

Qju＝0.08Fc1･Ab＋Qa

や，FRP ブロックの接着面近傍の表層剥離(補強繊維(19)

Ab：FRP ブロックの接着面積(N/mm2)が入っていない部分での剥離)の発生などを考慮し，Qa：併用アンカー筋による付加強度で，(6)式による。

FRP ブロック耐震壁のせん断余裕度が，一般の耐震壁

pQc：引張側柱頭部のパンチングシア耐力で改修指針

や PCa ブロック耐震壁と同等程度となるように 1/2 とに従う。

した。この値に関しては，今後データを蓄積してさら

α，α1，α2：変形状態を考慮した低減係数に検討を加える必要があると考える。
8

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Qh(kN)
施

Qh(kN)

800

400

FRP1

300

FRP3

600

200

400

(15)式

100

200

0

0

‑100

‑200

‑200

‑400

(15)式

柱主筋降伏
柱せん断補強筋降伏

柱主筋降伏
‑600

‑300

‑800

‑400
‑20

‑15

‑10

‑5

0

5

10

15

‑20

20

‑15

‑10

‑5

0

5

10

R(×10 rad)

Fig.9

15

20

R(×103rad)3

荷重-変形角関係

Load-Deformation Angle RelationshipFig.10 工程の比較
Comparison of Working Process
補強工法

1

在来工法

ｱﾝｶｰﾎﾞﾙﾄ
打設

PCaブロック耐震壁

FRPブロック耐震壁

3.2.2

ｶﾞｲﾄﾞｽﾁｰﾙ設置

3

2

4
型枠設置

配 筋

柱、梁周り
型枠設置

PCaﾌﾞﾛｯｸ組積

ＦＲＰﾌﾞﾛｯｸ組積ｶﾞｲﾄﾞｽﾁｰﾙ設置

周辺ｸﾞﾗｳﾄ5

6

ｺﾝｸﾘｰﾄ
打設

養 生

7
養 生

8
無収縮
グラウト圧入

9

10
養 生

型枠解体

ｶﾞｲﾄﾞｽﾁｰﾙとﾌﾞﾛｯｸの一体化

FRP ブロック耐震壁の構造性能

(1)

実験概要

約 1/3 スケールの FRP 補強壁試

験体数 2 体のせん断破壊実験 7)を一例として示す。試験体概要を Table 5 に示す。パラメータは壁厚（FRP
ブロックの厚さ方向の枚数が 1 枚のもの（t=40）および 3 枚のもの（t=120））とした。試験体の形状および寸法を Fig.8 に示す。この実験では壁板のせん断強度を得ることを目的としている。そのため，ガイドスチ

Photo 12 ガイドスチールの取付け
Setting of Guide-Steelールと既存躯体間の接着破壊が生じないよう，ガイド
スチールを幅を広くし，あと施工アンカーを併用して
いる。
(2)

実験結果

実験結果一覧を Table 6 に，試験体の荷重と部材角関係を Fig.9 に示す。いずれの試験
体も層間変形角 R=1/100 程度まで荷重が上昇し，FRP
壁板のせん断破壊によって耐力が低下した。既存架構部分は R=1/250〜1/150 で引張側柱主筋が降伏している。Table 6 中に示すように，FRP ブロック耐震壁の耐力は既存架構の変形能力を考慮して，層間変形角
R=1/250 で評価することとしている。Photo 11 に載荷終了時の試験体写真を示す。
3.3
3.3.1

Photo 13 ブロック組積状況
Laying up FRPBlocks

施工手順と施工例
施工手順

FRP ブロック耐震壁の標準的な
9

11
型枠解体

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施工手順の概略は以下のとおりである。
1 )準備作業（既存躯体の仕上材の撤去，墨出し）
2) ガイドスチール取付け（既存躯体にエポキシ系接着剤を使用して固定）
3) FRP ブロックの組積
4) FRP ブロックとガイドスチール間の一体化処理
5) 清掃，片付け（完了）
3Q-Wall 工法の標準工程表を Fig.10 に示す。通常
10 ㎡程度の壁の設置工事期間を在来ＲＣ増設壁工事と比較すると，在来工事では 10 日間程度必要である
が，プレキャストブロック工法では 7 日間で，FRP ブ

Photo 14ロック工法では更に 1 日短縮され，6 日間で完了可能
となる。
3.3.2

施工例

FRP 壁板と周辺架構との一体化処理状況

Joint of Guide-Steel and FRP Wall

FRP ブロック工法による施工例を以下に示す。
まず，既存柱・梁・増厚壁表面のモルタルを撤去し，なお，3Q-Wallは2004年7月に(財)日本建築総合試験

ガイドスチールを取り付けるために基準墨を出した。

所より建築技術性能証明を取得した。

次に，ガイドスチール仮止め用あと施工アンカーを

参考文献

既存躯体の四方に打設した後，接着剤を盛り付けたガ
イドスチールを取り付けた（Photo 12）。
FRP ブロックをエポキシ樹脂で相互に接着しなが1) (財)日本建築防災協会: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, 2001 年版

ら組積する。組積後がそのまま仕上げ面となるので，目地幅の管理や FRP ブロックの養生などに注意が必

2) 栗田,増田他:小型プレキャストブロックを用いた増要となる(Photo 13)。

設耐震壁工法の開発(その2,3),日本建築学会大会学

組積完了後，下面を除く FRP ブロック壁板外周部

術講演梗概集, pp.687-690,2002.8にガイドスチールと対向するように鋼材を接着する。

3) 増田,栗田他:プレキャストブロックを組積して構築

この向き合う鋼材とガイドスチールをボルト等で一体した耐震壁のせん断耐力性状に関する研究,コンク

化した(Photo 14)。

リ ー ト 工 学 年 次 論 文 集 ,Vol.25, No.2,pp.1459-1464,
2003.74.

4) 杉本,増田他:プレキャストブロックを組積して構築おわりにした耐震壁の曲げ耐力性状に関する研究,コンクリ
ー ト 工 学 年 次 論 文 集 ,Vol.25, No.2,pp.1465-1470,
2003.7

本論文では，3Q-Wallとして開発した，プレキャスト
ブロック工法とガラス繊維強化プラスチックブロック工法を対象とし，各工法の概要，耐力評価式と構造性能，

5) 増田,栗田,杉本:プレキャストブロックを用いたそおよび施工例について示した。在来工法による耐震壁ので壁増設柱の力学性状に関する研究, コンクリー

増設工事でもっとも騒音・振動が発生する，アンカーのト工学年次論文集,Vol.26, No.2,pp.1243-1248,2004.7

打設や型枠の組立て・脱型などの作業が，3Q-Wallでは

6) 田中,三浦他:プレキャストブロックによる耐震補強

ほとんど省略されるため，建物を使用した状態で補強が工 法 , コ ン ク リ ー ト 工 学 ,Vo.41,No.5,pp.129-137,
2003.5可能となる。これまでに本工法が採用された物件として，
ホテル，学校，百貨店，事務所，病院，銀行などがあり，

7) 萩尾,木村他:FRP ブロックを用いた増設耐震壁工

在来工法では補強が困難であった物件が多数含まれて法の開発(その 2), 日本建築学会大会学術講演梗概

いる。以上のことから，3Q-Wallは耐震補強の普及に貢集, pp.631-632,2004.8

献する工法であると言える。

10