JP2015063882A - 耐震補強工法用鋼板及び該耐震補強工法用鋼板を使用する既設建物の耐震補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】補強梁部及び補強柱部と補強体とが別体であると、境界部にクラックが入る可能性が少なからずある。【解決手段】外周部に配置される一対の既設柱体Ｐ、Ｐａへの固定部位４、４及び一対の既設梁体Ｂ、Ｂａへの固定部位５、５と、少なくとも１個の開口部３（、３…）を有し、該開口部３（、３…）は柱固定部位４、４及び梁固定部位５、５で囲まれた領域より狭く、該領域内の開口部３（、３…）以外の部位が補強部位６（、６…）と成り、柱固定部位４、４及び梁固定部位５、５にアンカー20、20a …を遊挿可能な複数個のアンカー孔７、7a…、８、8a…を形成する。この耐震補強工法用鋼板１を、アンカー孔７、7a…、８、8a…にアンカー20、20a …を貫通させて外面部Ｓｂ、Ｓｐに対し間隔をおいて設置し、耐震補強工法用鋼板１を囲むコンクリート型枠を備えてコンクリート打設養生することによって、構築される補強梁部17、17、補強柱部18、18及び補強体19、19を完全に一体化する。【選択図】図１

Description

本発明は、建物外からの作業で施工できる耐震補強工法用鋼板及び該耐震補強工法用鋼板を使用する既設建物の耐震補強構造に関する。

従来の既設ＲＣ造建築物の耐震補強工法は、左右の柱体の対向する内面部と上の梁体の下面部及び下の梁体の上面部に夫々補強体を連設して枠体とすることで補強する鉄骨枠付ブレース工法が採用されていた。しかしながら、左右の柱体の間には通常窓ガラスや出入口用等のサッシュが取り付けてあるため、それらを一旦除去し施工後に再取付することが必要となり、居住者に迷惑がかかる建物内部からの改修作業となるのである。

そこで、サッシュの除去及び再取付を不要として建物内部からの改修作業をなくし、建物外からの作業で施工できる既設建物の耐震補強工法として、本願出願人は、外壁側の柱体と梁体の夫々外向面部に間隔をおいて鋼板を固着して柱体の鋼板と梁体の鋼板とを縦横に連結配置し、さらに柱体の鋼板間又は梁体の鋼板間或いは柱体と梁体の夫々鋼板間に補強体を連結し、鋼板を囲むコンクリート型枠を備えてコンクリート打設することにより、柱体と梁体の外向面部に鋼板入りコンクリートの補強柱部及び補強梁部が一体に連設されると共に、補強体で柱部と梁部がさらに補強されることを特徴とする既設建物の耐震補強工法を発明した（例えば、特許文献１参照）。

この工法によれば、既設の柱体と梁体の外面側に、鋼板を有する補強柱部及び補強梁部が一体として枠体に連設されるため柱体と梁体が補強され、補強体の介在によってさらに強固且つ堅固な耐震補強構造となり、既設の柱体と梁体の外面側に補強柱部、補強梁部を連設するため、柱間のサッシュ等はそのままでよいことから建物内部からの改修作業が不要となる。

特許第３０５１０７１号公報

しかし、上記従来技術にあっては、非常に優れた効果的な工法であるが、補強梁部及び補強柱部と補強体が別体である為に、施工時のそれぞれの工種が異なりコスト削減を妨げる要因となることと、美観上好ましいとは言えない。またこの補強体が鋼板を両端に突出させたコンクリートプレキャスト体である場合は、現場打ちで構築される補強梁部及び補強柱部とは十分に一体化されることは紛れもない事実であるが、補強梁部及び補強柱部と補強体の境界部にクラックが入る可能性を否定出来ないなど、解決せねばならない課題があった。

本発明は、上記従来技術に基づく、補強梁部及び補強柱部と補強体が別体で有ることが原因で生じる、施工のコスト高、美観の低下及び境界部にクラックが入る可能性が僅かながらにある課題に鑑み、１個又は複数個のユニットで構成され、該ユニットは隣接する一対の既設柱体と隣接する一対の既設梁体で囲まれた領域を覆う様に形成され、且つ外周部に配置される一対の柱への固定部位及び一対の梁への固定部位と、少なくとも１個の開口部とを有し、該開口部は前記柱固定部位及び梁固定部位で囲まれた領域より狭く、前記領域内の開口部以外の部位が補強部位と成り、既設建物の外壁面に打ち込まれるアンカーを遊挿可能な複数個のアンカー孔を前記梁固定部位及び柱固定部位に形成した耐震補強工法用鋼板におけるアンカー孔に挿通される複数個のアンカーを、外壁における一対の既設柱体の外面部及び一対の既設梁体の外面部に打込み固定する工程と、耐震補強工法用鋼板のアンカー孔にアンカーを貫通させ耐震補強工法用鋼板を前記外面部に対し間隔をおいて設置する工程と、耐震補強工法用鋼板を囲むコンクリート型枠を備えてコンクリート打設する工程とにより、既設柱体及び既設梁体に、補強柱部及び補強梁部が一体連設された補強構造体を一体構築可能にすることによって、耐震補強工法用鋼板における梁固定部位及び柱固定部位と補強部位とを一体化することで、梁固定部位及び柱固定部位と補強部位との同時取付を可能にし、それに伴い補強梁部及び補強柱部と補強体の同時構築を可能にし、且つ補強梁部及び補強柱部と補強体を確実に一体化可能にして、上記課題を解決する。

要するに本発明は、１個又は複数個のユニットで構成され、該ユニットは隣接する一対の既設柱体と隣接する一対の既設梁体で囲まれた領域を覆う様に形成され、且つ外周部に配置される一対の柱への固定部位及び一対の梁への固定部位と、少なくとも１個の開口部とを有し、該開口部は前記柱固定部位及び梁固定部位で囲まれた領域より狭く、前記領域内の開口部以外の部位が補強部位と成っているので、梁・柱固定部位及び補強部位の同時取付を可能にすることが出来るため、かかる耐震補強工法用鋼板を使用することで補強作業の手間を省くことが出来、而も既設柱体及び既設梁体に固定されたアンカーは、間隔に若干の誤差があったり、外面部に対し正確に垂直でないのが通常であるが、既設建物の外壁面に打ち込まれるアンカーを遊挿可能な複数個のアンカー孔を梁固定部位及び柱固定部位に形成したので、寸法誤差を吸収してアンカー孔にアンカーを容易に貫通させて耐震補強工法用鋼板を設置することが出来る。
更に、開口部を、上方２隅部と中央部下方寄り又は下方２隅部と中央部上方寄りに形成することで、下方の梁固定部位及び柱固定部位との角部と上方の梁固定部位の中央又は上方の梁固定部位及び柱固定部位との角部と下方の梁固定部位の中央とを連結する補強部位を形成したので、２本の傾むいた補強部位でブレースとなる補強体を一体形成することが出来、又開口部を、幅方向に並列形成することで、上下方の梁固定部位を連結する補強部位を形成したので、２本の垂直な補強部位で間柱となる補強体を一体形成することが出来、且つ施工時間短縮とコスト低減を図ることが出来る等その実用的効果甚だ大である。

耐震補強工法用鋼板の実施例１の正面図である。 図１の耐震補強工法用鋼板を使用する既設建物の耐震補強構造の正面図である。 図２のＸ−Ｘ拡大断面図である。 図２のＹ−Ｙ拡大断面図である。 耐震補強工法用鋼板の実施例２の正面図である。 図５の耐震補強工法用鋼板を使用する既設建物の耐震補強構造の正面図である。 耐震補強工法用鋼板の実施例３の正面図である。 耐震補強工法用鋼板の実施例４の正面図である。 耐震補強工法用鋼板の実施例５の正面図である。 図８（ａ）の耐震補強工法用鋼板を使用する既設建物の耐震補強構造の正面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。
本発明に係る耐震補強工法用鋼板１は、基本的に、１個又は複数個のユニット２（、２…）で構成され、該ユニット２（、２…）は、隣接する一対の既設柱体Ｐ、Ｐａと隣接する一対の既設梁体Ｂ、Ｂａで囲まれた領域を覆う様に形成され、具体的には、外周部に配置される一対の既設柱体Ｐ、Ｐａへの固定部位４、４及び一対の既設梁体Ｂ、Ｂａへの固定部位５、５と、少なくとも１個の開口部３（、３…）を有し、該開口部３（、３…）は、柱固定部位４、４及び梁固定部位５、５で囲まれた領域より狭く、該領域内の開口部３（、３…）以外の部位が補強部位６（、６…）と成り、既設建物の外壁Ｗに打ち込まれるアンカー20、20a …を遊挿可能な複数個のアンカー孔７、7a…、８、8a…を柱固定部位４、４及び梁固定部位５、５に形成している。

図１は、本発明に係る耐震補強工法用鋼板の実施例１の正面図であり、この耐震補強工法用鋼板１は１個のユニット２から成る単一ユニットで、柱固定部位４、４、梁固定部位５、５及び２枚の補強部位６、６で構成され、且つ上方２隅部に直角三角形状の開口部３、３が、中央部下方寄りに二等辺三角形状の開口部３が形成され、且つ基本的に、複数パーツに分割可能と成っている。

柱固定部位４は縦長帯板状で、上下両端側に、一対の梁固定部位５、５の一部となるブラケット10、13が内方へ水平に一体突出し、長手方向に複数個のアンカー孔７、7a…を２列に等間隔に形成し、柱固定部位４と下方のブラケット13の入隅部に内方且つ上方へ斜めに突出したブラケット15を一体形成している。
更に柱固定部位４は、大部分を占める上方部材９と、該上方部材９の下端に連結された下方部材11とで形成され、上方のブラケット10は上方部材９の上端に揃えて、下方のブラケット13は下方部材11の下端に揃えて夫々配置されている。

梁固定部位５は横長帯板状で、上方の梁固定部位５は、ブラケット10、10と、該ブラケット10、10に両端部が連結された横長帯板12で、下方の梁固定部位５は、ブラケット13、13と、該ブラケット13、13に両端部が連結された横長帯板12で形成され、該横長帯板12の長手方向及びブラケット10、10、13、13の突出方向に複数個のアンカー孔８、8a…を２列に等間隔に形成し、上方の横長帯板12の中央に外方且つ下方へ斜めに突出した一対のブラケット16、16を一体形成している。

補強部位６は、ブラケット15、16と、該ブラケット15、16に両端部が連結された帯板14で形成されている。

そして、柱固定部位４、４における上方部材９、９の上方のブラケット10、10と横長帯板12、柱固定部位４、４における上方部材９、９と下方部材11、11、柱固定部位４、４における下方部材11、11の下方のブラケット10、10と横長帯板12、柱固定部位４、４におけるブラケット15、15及び上方の梁固定部位５の一対のブラケット16、16と帯板14、14を夫々添え板継ぎで連結して、一対の柱固定部位４、４、一対の梁固定部位５、５及び２枚の補強部位６、６を有し、且つ柱固定部位４、４、上方の梁固定部位５及び２枚の補強部位６、６で囲まれた領域を上方２隅の直角三角形状の開口部３、３とし、２枚の補強部位６、６及び下方の梁固定部位５で囲まれた領域を中央部下方寄りの二等辺三角形状の開口部３としている。

そして、外壁Ｗにおける一対の既設梁体Ｂ、Ｂａの外面部Ｓｂ及び一対の既設柱体Ｐ、Ｐａの外面部Ｓｐに複数本のアンカー20、20a …を打込み固定し、該アンカー20、20a …を柱固定部位４、４のアンカー孔７、7a…、梁固定部位５、５のアンカー孔８、8a…に貫通させて、アンカー20、20a …の先端を柱固定部位４、４及び梁固定部位５、５の外側面より突出させた状態とした後、柱固定部位４、４における上方部材９、９と下方部材11、11、上方のブラケット10、10と上方の横長帯板12、下方のブラケット10、10と下方の横長帯板12、ブラケット15、15及び上方の梁固定部位５の一対のブラケット16、16と帯板14、14を連結して耐震補強工法用鋼板１を組み立て、該耐震補強工法用鋼板１を外面部Ｓｂ、Ｓｐに対し間隔をおいて設置し、柱固定部位４、４、梁固定部位５、５及び補強部位６、６に割裂防止筋を配筋すると共に、耐震補強工法用鋼板１を囲むコンクリート型枠（図示せず）を備えコンクリートを打設し養生硬化させ外面部Ｓｂ、Ｓｐに密着させて、かかる耐震補強工法用鋼板入りコンクリートの補強構造体を既設梁体Ｂ、Ｂａ及び既設柱体Ｐ、Ｐａの外面部Ｓｂ、Ｓｐに一体構築し、具体的には、図２〜４に示す様な、補強梁部17、17、補強柱部18、18及びブレースの機能を有する２本の補強体19、19を有する補強構造体となる。

図５は、本発明に係る耐震補強工法用鋼板の実施例２の正面図であり、この耐震補強工法用鋼板１は、実施例１と同じ４個のユニット２、２…を縦横方向に２列並列配置しているが、横方向に並列状態のユニット２、２に境界部は１枚の柱固定部位４で、縦方向に並列状態のユニット２、２に境界部は１枚の梁固定部位５を共用している。

つまり、横方向に隣接する２つのユニット２、２の境界部の柱固定部位４は、右側のユニット２の右側の柱固定部位４であって、左側のユニット２の左側の柱固定部位４でもあり、縦方向に隣接する２つのユニット２、２の境界部の梁固定部位５は、上方のユニット２の下方の梁固定部位５であって、下方のユニット２の上方の梁固定部位５でもある。

具体的には、ユニット２、２の境界部の柱固定部位４における上方部材９は、上端両側にブラケット10、10を有し、下方部材11は、両側にブラケット13、13及びブラケット15、15を有しており、２段目の左側のユニット２の柱固定部位４、４、４における下方部材11、11、11は、１段目のユニット２、２の柱固定部位４、４、４における上方部材９、９、９の上端に、２段目のユニット２における下方のブラケット13、13が、１段目のユニット２における上方のブラケット10、10となる様に一体化されている。

そして、上方の柱固定部位４と下方の柱固定部位４、柱固定部位４、４のブラケット10、10、13、13と横長帯板12、柱固定部位４、４、４における上方部材９、９、９と下方部材11、11、11、柱固定部位４、４のブラケット15、15及び上方の横長帯板12の一対のブラケット16、16と帯板14、14を夫々添え板継ぎで連結している。

そして、実施例１と同様の工程で、下方隅部のユニット２を組み立てた後、横方向に隣接するユニット２を実施例１と同様の工程で組み立て、その後上段のユニット２、２を下段のユニット２、２と同様の工程で組み立てて、耐震補強工法用鋼板１とし、該耐震補強工法用鋼板１を、実施例１と同様に配筋、型組、コンクリート打設して、耐震補強工法用鋼板入りコンクリートの補強構造体を既設梁体Ｂ、Ｂａ及び既設柱体Ｐ、Ｐａの外面部Ｓｂ、Ｓｐに一体構築し、図６に示す様な、補強柱部17、17…、補強梁部18、18…及び補強体19、19…からなる４つのユニット２、２…で構成された補強構造体となる。

図７（ａ）は、本発明に係る耐震補強工法用鋼板の実施例３の正面図であり、この耐震補強工法用鋼板１は矩形状で、実施例１と略同一構成であるが、４隅部に直角三角形状の開口部３、３、３、３が、中央に菱形状の開口部３が形成され、柱固定部位４の中間部内側に一対のブラケット15、15を、梁固定部位５の中間部内側に一対のブラケット16、16を一体形成し、一方のブラケット15は内方且つ上方へ、他方のブラケット15は内方且つ下方へ夫々傾斜して突出している。
そして、柱固定部位４、４の上方のブラケット10、10と上方の横長帯板12、柱固定部位４、４における上方部材９、９と下方部材11、11、柱固定部位４、４の下方のブラケット13、13と下方の横長帯板12、柱固定部位４、４のブラケット15、15、15、15及び梁固定部位５の一対のブラケット16、16、16、16と帯板14、14、14、14を夫々添え板継ぎで連結して、一対の柱固定部位４、４、一対の梁固定部位５、５及び４枚の補強部位６、６、６、６を有し、且つ柱固定部位４、４、上方の梁固定部位５及び４枚の補強部位６、６、６、６で囲まれた領域を４隅の直角三角形状の開口部３、３、３、３とし、４枚の補強部位６、６、６、６で囲まれた領域を中央部の菱形状の開口部３としている。

そして、実施例１と同様の工程で、耐震補強工法用鋼板入りコンクリートの補強構造体を既設梁体Ｂ、Ｂａ及び既設柱体Ｐ、Ｐａの外面部Ｓｂ、Ｓｐに一体構築し、具体的には、図示しないが、補強柱部17、17、補強梁部18、18及び４本の傾いた補強体19、19、19、19が菱形に組まれた補強構造体となる。

図７（ｂ）は、本発明に係る耐震補強工法用鋼板の実施例４の正面図であり、この耐震補強工法用鋼板１は矩形状で、実施例１と略同一構成であるが、幅方向に３個の縦長矩形状の開口部３、３、３が形成され、上方の梁固定部位５の中間部内側に所定間隔をあけて配置した一対のブラケット15、15を下方突設し、下方の梁固定部位５の中間部内側に所定間隔をあけて配置した一対のブラケット16、16を上方突設している。
そして、柱固定部位４、４のブラケット10、10と上方の横長帯板12、柱固定部位４、４における上方部材９、９と下方部材11、11、柱固定部位４、４の下方のブラケット13、13と下方の横長帯板12、上方の梁固定部位５の一対のブラケット15、15及び下方の梁固定部位５の一対のブラケット16、16と帯板14、14を夫々添え板継ぎで連結して、一対の柱固定部位４、４、一対の梁固定部位５、５及び２枚の補強部位６、６を有し、且つ一方の柱固定部位４、一対の梁固定部位５、５及び一方の補強部位６で囲われた領域、一対の梁固定部位５、５及び一対の補強部位６で囲われた領域、他方の柱固定部位４、一対の梁固定部位５、５及び他方の補強部位６で囲われた領域を長方形状の３個の開口部３、３、３としている。

そして、実施例１と同様の工程で、耐震補強工法用鋼板入りコンクリートの補強構造体を既設梁体Ｂ、Ｂａ及び既設柱体Ｐ、Ｐａの外面部Ｓｂ、Ｓｐに一体構築し、具体的には、図示しないが、補強柱部17、17、補強梁部18、18及び間柱の機能を有する２本の補強体19、19を有する補強構造体となる。

図８（ａ）は、本発明に係る耐震補強工法用鋼板の実施例５の正面図であり、この耐震補強工法用鋼板１も矩形状で、実施例１と略同一構成で、柱固定部位４、４、梁固定部位５、５及び２枚の補強部位６、６で構成され、且つ１個の開口部３が形成されている。

柱固定部位４、４、ブラケット10、10及び補強部位６、６は、一枚板にすることで、柱固定部位４、４及び上方の梁固定部位５の一部であるブラケット10、10と固定一体化され、柱固定部位４、４とブラケット10、10の入隅部に直角三角板状の補強部位６、６が配されている。
そして、上方のブラケット10、10と上方の横長帯板12、柱固定部位４、４における上方部材９、９と下方部材11、11、下方のブラケット13、13と下方の横長帯板12を夫々添え板継ぎで連結して、柱固定部位４、４、上方の梁固定部位５における補強部位６、６の上端部間の部位（上方の横長帯板12）、下方の梁固定部位５及び補強部位６、６で囲まれた領域内に１個の大きな六角形状の開口部３を有するユニット２と成している。

そして、実施例１と同様の工程で、耐震補強工法用鋼板入りコンクリートの補強構造体を既設梁体Ｂ、Ｂａ及び既設柱体Ｐ、Ｐａの外面部Ｓｂ、Ｓｐに一体構築し、具体的には、図８（ｂ）に示す様に、補強柱部17、17、補強梁部18、18及び２箇所のハンチとしての補強体19、19を有する補強構造体となる。

尚、耐震補強工法用鋼板１にあっては、上記実施例１〜５の形態の他、図示しないが、実施例１とは上下逆の、ユニットの上方２隅部と下方の梁固定部位５の中央とを２本の補強部位６、６で連結したり、筋交いを形成するために対角線上に補強部位６（、６）を形成するなど、図示のものに何ら限定されない。
又、図８（ａ）に示す耐震補強工法用鋼板１の様に、入隅部に補強部位６を配置して柱固定部位４及び梁固定部位５の両方に一体化した形態であっても良く、更に補強部位６を直角三角形状にして、補強部位６と、該補強部位６を一体化した柱固定部位４及び梁固定部位５とで囲まれた領域に開口部３が形成されない形態であっても良い。

又、耐震補強工法用鋼板１の設置の際、所定のアンカー20、20a …の中間部に予めナット及び座金を通しておき、耐震補強工法用鋼板１の裏面を座金に当接状態としてを設置した後に、全てのアンカー20、20a …に座金及びナットを、座金が耐震補強工法用鋼板１の表面に密着するまでナットを螺入して、コンクリート打設時に耐震補強工法用鋼板１の位置を維持可能にしている。

又、本発明に係る耐震補強工法用鋼板１を使用した補強構造体にあっては、図２、６に示す様に、基本的には開口部３内に型枠を設置して該開口部３を残す様に型組するが、場合によっては、図示しないが、一部の開口部３を、型枠を設置しないで、コンクリートで、必要に応じ配筋して、埋めてしまうことも可能としている。

１ 耐震補強工法用鋼板
２、２… ユニット
３、３… 開口部
４、４… 柱固定部位
５、５… 梁固定部位
６、６… 補強部位
７、7a… アンカー孔
８、8a… アンカー孔
17、17 補強柱部
18、18 補強梁部
19、19 補強体
20、20a … アンカー
Ｂ、Ｂａ 既設梁体
Ｐ、Ｐａ 既設柱体
Ｓｂ 外面部
Ｓｐ 外面部
Ｗ 外壁

Claims (4)

1. １個又は複数個のユニットで構成され、該ユニットは隣接する一対の既設柱体と隣接する一対の既設梁体で囲まれた領域を覆う様に形成され、且つ外周部に配置される一対の柱への固定部位及び一対の梁への固定部位と、少なくとも１個の開口部とを有し、該開口部は前記柱固定部位及び梁固定部位で囲まれた領域より狭く、前記領域内の開口部以外の部位が補強部位と成り、既設建物の外壁面に打ち込まれるアンカーを遊挿可能な複数個のアンカー孔を前記梁固定部位及び柱固定部位に形成したことを特徴とする耐震補強工法用鋼板。
2. 前記開口部を、上方２隅部と中央部下方寄り又は下方２隅部と中央部上方寄りに形成することで、下方の梁固定部位及び柱固定部位との角部と上方の梁固定部位の中央又は上方の梁固定部位及び柱固定部位との角部と下方の梁固定部位の中央とを連結する前記補強部位を形成したことを特徴とする請求項１記載の耐震補強工法用鋼板。
3. 前記開口部を、幅方向に並列形成することで、上下方の梁固定部位を連結する前記補強部位を形成したことを特徴とする請求項１記載の耐震補強工法用鋼板。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の耐震補強工法用鋼板を使用する既設建物の耐震補強構造であって、
   外壁における一対の既設柱体の外面部及び一対の既設梁体の外面部に打込み固定された複数本のアンカーと、該アンカーをアンカー孔に貫通させた状態で前記外面部に対し間隔をおいて設置された前記耐震補強工法用鋼板と、該耐震補強工法用鋼板を囲むコンクリート型枠を備えて打設され養生硬化させた、前記外面部に密着させたコンクリート部とにより、既設柱体及び既設梁体の外面部に補強構造体を一体構築させたことを特徴とする耐震補強工法用鋼板を使用する既設建物の耐震補強構造。

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