JP2007332555A - 既存建物の耐震補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】より性能の高いあと施工アンカーを用いて既存建物と架構とを連結することによって、効果的な耐震補強を行うことが可能な既存建物の耐震補強構造の提供。
【解決手段】既存建物１と前記架構２とが、あと施工アンカー３を用いて連結されており、あと施工アンカー３は、外壁１ａの下孔１０に挿入されるアンカー本体３０と、拡張可能な拡張部３１と、拡張部３１の内側に嵌め込まれるコーン３２とを具備し、前記下孔１０には接着用樹脂材料４が充填されており、前記拡張部３１は、前記アンカー本体３０を下孔最奥部１０ａに当接させたコーン３２に打ち込むことによって、前記下孔最奥部１０ａ内で該下孔１０に圧接するように拡張されている。これにより、高い剪断剛性や引張り耐力等を得ることができ、より性能の高いあと施工アンカーを得ることができるので、効果的な耐震補強を行うことが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、既存建物の外部に、この既存建物とは独立した架構が構築され、前記既存建物と架構とが、あと施工アンカーを用いて連結された既存建物の耐震補強構造に関する。

近年、旧来の建築基準法に則って設計された建物や、老朽化が懸念される建物等の各種の既存建物に対して、その躯体を補強することにより耐震性を向上させる様々な補強手段が実施されている。
このような補強手段の一例として、既存建築物の外側に、剛性や耐力の高い補強用架構を建築し、この補強用架構をその多数の箇所で既存建築物に緊結する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この補強手段を採用することによって、既存建築物の外側から耐震補強のための工事を行なうことができ、既存建築物の内部に手を加える必要がなく、既存建築物を使用しながら耐震補強を行うことが可能となっている。
特開平０９−２０３２１７号公報

ところで、上述したように補強用架構（以下、架構）をその多数の箇所で既存建築物（以下、既存建物）に緊結する際は、例えば、あと施工アンカーが利用される場合がある。
このあと施工アンカーとしては、母材に穿孔した下孔の孔壁に機械的に固着する金属系の拡張式あと施工アンカーや、母材に穿孔した下孔に充填した接着剤によって物理的に固着する接着系のあと施工アンカー等が知られており、これら金属系の拡張式あと施工アンカーと、接着系あと施工アンカーとでは性能が異なる。

すなわち、金属系の拡張式あと施工アンカーは、穿孔径とアンカー外径に多少のすきまが生じる為、剪断剛性が低下する反面、アンカー筋に対する加熱やひび割れ等の要因による性能劣化が少なくなる等の利点がある。
一方、接着系のあと施工アンカーは、地震時の繰り返しに作用する剪断力によりコンクリートにひび割れが生じた場合やアンカー筋に対する加熱により性能劣化する場合がある反面、比較的高い剪断剛性、引張耐力が得られるという利点がある。

そこで、これら金属系の拡張式あと施工アンカーおよび接着系あと施工アンカーの双方の利点を生かして、より性能の高いあと施工アンカーを開発し、このようなあと施工アンカーを利用して、既存建物と架構とを連結する技術の開発が望まれていた。

本発明の課題は、より性能の高いあと施工アンカーを用いて既存建物と架構とを連結することによって、効果的な耐震補強を行うことが可能な既存建物の耐震補強構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図１２に示すように、既存建物１の外部に、この既存建物１とは独立した架構２が構築され、前記既存建物１と前記架構２とが、あと施工アンカー３を用いて連結されており、
前記あと施工アンカー３は、前記既存建物１の外壁１ａに穿孔された下孔１０に挿入されるアンカー本体３０と、このアンカー本体３０の先端を筒状に形成した拡張可能な拡張部３１と、この拡張部３１の内側に嵌め込まれるコーン３２とを具備し、
前記下孔１０には、この下孔１０にあと施工アンカー３を固着させるための接着用樹脂材料４が充填されており、前記拡張部３１は、前記アンカー本体３０を下孔最奥部１０ａに当接させたコーン３２に打ち込むことによって、前記下孔最奥部１０ａ内で該下孔１０に圧接するように拡張されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前記下孔に、あと施工アンカーを固着させるための接着用樹脂材料が充填されているので、この接着用樹脂材料が硬化することによって、前記あと施工アンカーを既存建物の外壁に対して強固に固着させることができる。
しかも、前記拡張部は、前記アンカー本体を下孔最奥部に当接させたコーンに打ち込むことによって、前記下孔最奥部内で該下孔に圧接するように拡張されているので、前記あと施工アンカーを既存建物の外壁に対して、より強固に固着させることができる。
これによって、従来とは異なり、前記接着用樹脂材料の硬化によって固着する場合と、前記アンカー本体に設けられた拡張部の拡張によって固着する場合との双方の利点を生かすことができるので、高い剪断剛性や引張り耐力等を得ることができ、より性能の高いあと施工アンカーを得ることができる。
したがって、このような性能の高いあと施工アンカーを用いて既存建物と架構とを連結することによって、これら既存建物と架構とが強固に一体化するので、効果的な耐震補強を行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の既存建物１の耐震補強構造において、例えば図１０〜図１２に示すように、前記アンカー本体３０には、前記下孔１０の入り口１０ｂに圧入される補強スリーブ３３が外挿されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記アンカー本体に外挿された前記補強スリーブが、前記下孔の入り口に圧入されることで、この補強スリーブが前記下孔内面に圧接されるので、前記あと施工アンカーを既存建物の外壁に対して、さらに強固に固着することができる。
また、このように前記補強スリーブが前記下孔内面に圧接されることによって、前記あと施工アンカーを下孔の中心軸線上に偏心なく支持することができるので、あと施工アンカーに取り付けられる取付物を、位置ずれなく正確に取り付けることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の既存建物１の耐震補強構造において、例えば図４に示すように、前記架構２に制震装置５が組み込まれていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記架構に制震装置が組み込まれていることから、この制震装置によって、前記架構に作用する地震力を確実に低減できるとともに、前記あと施工アンカーを介して架構と連結された前記既存建物に作用する地震力を確実に低減することができるので、より効果的な耐震補強を行うことが可能となる。

本発明によれば、既存建物の外壁に穿孔された下孔に、あと施工アンカーを固着させるための接着用樹脂材料が充填されているので、この接着用樹脂材料が硬化することによって、あと施工アンカーを既存建物の外壁に対して強固に固着させることができる。
しかも、前記あと施工アンカーに設けられた拡張部は、アンカー本体を下孔最奥部に当接させたコーンに打ち込むことによって、前記下孔最奥部内で該下孔に圧接するように拡張されているので、前記あと施工アンカーを既存建物の外壁に対して、より強固に固着させることができる。
これによって、従来とは異なり、前記接着用樹脂材料の硬化によって固着する場合と、前記アンカー本体に設けられた拡張部の拡張によって固着する場合との双方の利点を生かすことができるので、高い剪断剛性や引張り耐力等を得ることができ、より性能の高いあと施工アンカーを得ることができる。
したがって、このような性能の高いあと施工アンカーを用いて既存建物と架構とを連結することによって、これら既存建物と架構とが強固に一体化するので、効果的な耐震補強を行うことが可能となる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

本実施の形態における既存建物１の耐震補強構造は、図１〜図１２に示すように、既存建物１の外部に、この既存建物１とは独立した架構２が構築され、前記既存建物１と前記架構２とが、あと施工アンカー３を用いて連結されたものであり、前記あと施工アンカー３は、前記既存建物１の外壁１ａに穿孔された下孔１０に挿入されるアンカー本体３０と、このアンカー本体３０の先端を筒状に形成した拡張可能な拡張部３１と、この拡張部３１の内側に嵌め込まれるコーン３２とを具備し、前記下孔１０には、この下孔１０にあと施工アンカー３を固着させるための接着用樹脂材料４が充填されており、前記拡張部３１は、前記アンカー本体３０を下孔最奥部１０ａに当接させたコーン３２に打ち込むことによって、前記下孔最奥部１０ａ内で該下孔１０に圧接するように拡張されている。

ここで、本実施の形態の既存建物１は、例えば鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等の構造からなる建物であり、図１および図２に示すように、複数の階層を備えている。そして、この既存建物１の外壁１ａに隣接するようにして前記架構２が構築されている。また、図１に示す架構２は、制震装置５（後述）が組み込まれていない状態のものであり、図２に示す架構２は、制振装置５が組み込まれた状態のものであり、これら架構２は、複数の柱２０や梁２１、ブレース２２，２５等の鋼材を備えている。
図２に示す架構２は、図３に示すように、例えば既存建物１のバルコニー１１や共用通路１２、外階段１３等を含む既存建物１の外郭の一部が、他の外郭よりも建物内部側に後退するようにして形成された凹部１４を利用して構築されている。

さらに、本実施の形態の架構２は、図２に示すように、既存建物１の外壁１ａと、地中に埋設された基礎２３上に立設される前記柱２０との間に前記梁２１が架設されている。
そして、上下階の梁２１，２１間に、下階側の梁２１と外壁１ａとの交点および下階側の梁２１と柱２０との交点から、上階側の梁２１の中央まで２本のブレース２２，２２が延出して設けられており、これら２本のブレース２２，２２どうしの交点に形成されたブレース頭部２４に、前記制震装置５が設けられている。
また、図３に示すように、前記架構２には、平面視菱形になるように、既存建物１の外壁１ａと架構２の梁２１とに固定される複数のブレース２５が設けられている。

なお、本実施の形態の架構２は、以上のように構成され、立体架構であるとしたが平面架構でも良く、さらに、図１と図２とを比較して明らかであるように、複数の柱２０や梁２１、ブレース２２等の配置構成においても本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本実施の形態の制震装置５は、図４に示すように、前記ブレース頭部２４に固定されるシリンダー５０と、受け部５１ａを介して前記既存建物１の外壁１ａに固定されるロッド５１とを備えた高減衰オイルダンパーであり、前記シリンダー５０内に設けた調圧弁（図示せず）を通過する作動油（図示せず）の流体抵抗によって必要な減衰力を発生させるものである。

なお、本実施の形態の制震装置５は高減衰オイルダンパーとしたが、これに限られるものではなく、例えば鋼材が弾性限界以上に変形する際のエネルギー吸収を利用する弾塑性ダンパー等でも良く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
また、前記制震装置５は、その制震機能が確実に発揮されるのであれば、図２に示すように、制震装置５を組み込んだ架構２を最上階の高さまで構築する必要はなく、さらに組み込む制震装置５の数量も、前記ブレース頭部２４に対して１つの制震装置５を設けたり、２つの制震装置５，５を設けたり等、適宜変更可能である。

そして、このように前記架構２に制震装置５が組み込まれていることから、この制震装置５によって、前記架構２に作用する地震力を確実に低減できるとともに、前記あと施工アンカー３を介して架構２と連結された前記既存建物１に作用する地震力を確実に低減することができるので、効果的な耐震補強を行うことが可能となる。

一方、前記あと施工アンカー３は、図６に示すように、前記既存建物１の外壁１ａに穿孔された下孔１０に挿入されるアンカー本体３０と、このアンカー本体３０の先端を筒状に形成した拡張可能な拡張部３１と、この拡張部３１の内側に嵌め込まれるコーン３２とを具備している。
なお、これらアンカー本体３０と、拡張部３１と、コーン３２とは、例えば鉄等の金属製のものを用いるが、材質はこれに限定されない。また、前記アンカー本体３０は、図示例では、全ねじボルトを例示しているが、例えば、異形棒鋼等であっても良い。
また、前記アンカー本体３０には、前記下孔１０の入り口１０ｂに圧入される補強スリーブ３３（後述する）が外挿されるとともに、接着用樹脂材料４の飛散を防止する飛散防止板３４（後述する）が取り付けられる。

前記アンカー本体３０は、例えば、ＪＩＳ Ｇ ４１０７（ＳＮＢ７）相当材の鋼製のものを採用することが好ましい。この場合、図７および図８に示すように、あと施工アンカー３を、既存建物１の外壁１ａに穿孔された下孔１０に挿入し、前記アンカー本体３０を、下孔最奥部１０ａに当接させたコーン３２に打ち込んで拡張部３１を拡張する際に、拡張部３１の先端が前記下孔１０の孔壁を削り取りながら、拡張部３１が拡張するようになる。これにより、拡張部３１が下孔１０の孔壁に食い込むようになり、従来の接着系のあと施工アンカーに比べて引張り耐力（引き抜き耐力）が向上する。
従来から、例えば金属系の拡張式あと施工アンカーでは、ＪＩＳ Ｇ ３１０１（ＳＳ４００。一般構造用圧延鋼材）相当材で形成したものが広く採用されているが、ＪＩＳ Ｇ ３１０１（ＳＳ４００）相当材は、一般に、上述のＪＩＳ Ｇ ４１０７（ＳＮＢ７）相当材に比べて強度が劣る。ＪＩＳ Ｇ ３１０１（ＳＳ４００）相当材で形成した金属系の拡張式あと施工アンカーの場合は、拡張部３１を拡張した際に、孔壁に押圧された拡張部３１に曲げ変形が生じて、孔壁への食い込み量が必ずしも大きくならない。これに対して、ＪＩＳ Ｇ ４１０７（ＳＮＢ７）相当材で形成したアンカー本体３０の拡張部３１は、コーン３２への打込みによる拡張によって、拡張部３１の先端が前記下孔１０の孔壁を削り取りながら拡張するため、拡張部３１が下孔１０の孔壁に確実に食い込むようになり、高い引張り耐力（引き抜き耐力）を確実に得られる。
なお、このアンカー本体３０の他、コーン３２、補強スリーブ３３も、ＪＩＳ Ｇ ４１０７（ＳＮＢ７）相当材で形成したものを採用できることは言うまでもない。

前記拡張部３１は、図６に示すように、内側にコーン収納穴３１ａを有する筒状に形成され、しかも、割り３１ｂによって複数に分割されている。この拡張部３１の割り３１ｂは、前記コーン３２にアンカー本体３０を打ち込む際に、拡張部３１を拡張しやすくするためのものである。
コーン収納穴３１ａには、コーン３２の一部が収納される。コーン３２は、一部がコーン収納穴３１ａに嵌め込まれた状態で、アンカー本体３０の先端に突出状態に取り付けられている。

前記コーン３２は、上述のように前記拡張部３１を拡張させるためのものであり、紡錘形に形成されている。つまり、前記アンカー本体３０がコーン３２に打ち込まれることによって、前記拡張部３１がコーン３２外面に沿って拡張するようになっている。なお、このコーン３２の形状は、拡張部３１を拡張可能なものであれば良く、上述の紡錘形に限定されない。

前記補強スリーブ３３は、軸方向両端部が開口しているとともに、外周面に、連続する螺旋状の溝３３ａが形成されている。この溝３３ａは、補強スリーブ３３を下孔１０の入り口１０ｂに圧入した際に、下孔１０内から押し出される余剰分の接着用樹脂材料４を通過させて、下孔１０から外に排出させる役割を果たす。
そして、このように前記アンカー本体３０に外挿された前記補強スリーブ３３が、前記下孔１０の入り口１０ｂに圧入されることで、この補強スリーブ３３が前記下孔１０内面に圧接されるので、前記あと施工アンカー３を既存建物１の外壁１ａに対して、さらに強固に固着することができる。
また、このように前記補強スリーブ３３が前記下孔１０内面に圧接されることによって、前記あと施工アンカー３を下孔１０の中心軸線上に偏心なく支持することができるので、あと施工アンカー３に取り付けられる取付物を、位置ずれなく正確に取り付けることができるようになっている。

なお、前記溝３３ａは、補強スリーブ３３の外周面でなく、補強スリーブ３３の内周面に形成しても良く、外周面と内周面の両方に形成しても良い。
また、前記溝３３ａの形状は、上述した螺旋状に限定されない。この溝３３ａは、余剰分の接着樹脂材料を補強スリーブ３３の軸方向に通過させるものとして機能するものであれば良く、例えば、補強スリーブ３３の軸方向に沿って延在するストレート溝であっても良い。
ただし、前記溝３３ａは、補強スリーブ３３の外周面および内周面のうち、外周面に形成するほうが、接着用樹脂材料４による外壁１ａとあと施工アンカー３との固着力（下孔１０内面（微細な凹凸が存在する）に対する接着用樹脂材料４の定着・係合・および接着用樹脂材料４の接着力、によって発生する固着力）の向上の点で好ましく、また、前記固着力の向上の点では、螺旋状（螺旋溝）に形成することがストレート溝よりも好ましい。
なお、アンカー本体３０として、全ねじボルトを採用している場合、アンカー本体３０の外周面のねじ溝３０ａに入りこんだ接着用樹脂材料４によって、アンカー本体３０と補強スリーブ３３との間の固着力が確保される、といった利点もある。ねじ溝３０ａは、余剰分の接着樹脂材料を排出するものとして機能させることも可能である。

前記接着用樹脂材料４は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂やエポキシアクリレート樹脂等のラジカル重合性オリゴマーの他、不飽和ポリエステルアクリレートや飽和ポリエステルアクリレート等、様々な種類のものが挙げられる。
このような接着用樹脂材料４は、カプセル内（図示せず）に封入される。この時、カプセル内には硬化剤（図示せず）も封入されるが、これら接着用樹脂材料４と硬化剤とが混ざらないように分封されている。必要に応じて骨材（図示せず）等が充填されていても良い。なお、接着用樹脂材料４の使用時は、前記既存建物１の外壁１ａに穿孔された下孔１０内部に前記カプセルを入れ、アンカー本体３０を装入することによりカプセルを破砕させ、中身の接着用樹脂材料４と硬化剤とを混合して硬化反応を起こさせるようにして使用する。
なお、このようなカプセル式の使用方法の他にも、カートリッジ式（図示せず）と称されるもの等が知られている。カートリッジ式とは、接着用樹脂材料４と硬化剤とが別々の充填部に充填されて一体化されたものであり、先端に先細ノズルを装着してディスペンサーに取り付けて中身を押し出すことで、ノズル内で接着用樹脂材料４と硬化剤とを混合し、これを下孔１０内に注入して硬化させる、というものである。
本実施の形態においては、前者のカプセル式が採用されるが、後者のカートリッジ式でも良く、また、その他の使用方法を採用しても良い。

また、前記飛散防止板３４は、リング状であり、図７および図８に示すように、中央部を貫通する孔３４ａをアンカー本体３０に通すことによって、アンカー本体３０に外挿して設けられる。
この飛散防止板３４は、前記外壁１ａの表面側から前記下孔１０の入り口１０ｂ（詳細には、アンカー本体３０と下孔１０内周面との間の隙間）を覆うように設けられることで、例えば、下孔１０へのアンカー本体３０の打ち込み時に下孔１０から溢れ出す余剰分の接着用樹脂材料４の飛散を防止する。

次に、前記あと施工アンカー３を前記既存建物１の外壁１ａに穿孔された下孔１０に打ち込んで取り付ける方法について図面を参照して説明する。

まず、前記既存建物１の外壁１ａに、ドリル等を用いて、あと施工アンカー３を設けるための下孔１０を穿孔し、穿孔終了後は、吸塵機やブロワー等を使用して下孔１０内の切粉を除去する。
そして、下孔１０へ接着用樹脂材料４を入れる。ここで、下孔１０へ接着用樹脂材料４を入れる工程は、上述したように、接着用樹脂材料４と硬化剤とが混ざらないように分封されたカプセルを下孔１０に入れるものとする。接着用樹脂材料４は下孔１０全体に満遍なく行き渡るように充填する。

次いで、図６に示すように、先端にコーン３２が取り付けられているアンカー本体３０を下孔１０に挿入し、図７に示すように、アンカー本体３０を後端側（コーン３２が取り付けられている先端とは反対側）から、ハンマー３５等の工具を用いて叩打して打ち込んで、下孔最奥部１０ａにコーン３２を当接させるとともに、コーン３２に拡張部３１を打ち込んで拡張させる（アンカー挿入・打ち込み工程）。結果、コーン３２に打ち込まれて拡張された拡張部３１が下孔１０の孔壁に食い込んで、アンカー本体３０が既存建物１の外壁１ａに固着される。
ここで、下孔１０に挿入するアンカー本体３０は、予め前記飛散防止板３４を外挿しておいたものである。これにより、アンカー本体３０の打ち込み時に、下孔１０からの接着用樹脂材料４の飛び出しが生じても、前記飛散防止板３４によって、接着用樹脂材料４の飛散を防止できる。なお、この段階では、アンカー本体３０に補強スリーブ３３は外挿させない。

図７および図８において、符号３６は、アンカー本体３０の外周部に、例えば着色等によって設けられたマーキングである。
このマーキング３６は、下孔１０へのアンカー本体３０の打ち込み量を（埋め込み深さ）が、拡張部３１の拡張によるアンカー本体３０の前記外壁１ａに対する固着力が充分に確保されるところに達した時に、丁度、外壁１ａの表面に達する位置に設けられている。下孔１０へのアンカー本体３０の打ち込みによって、マーキング３６が外壁１ａに達したら、必要埋め込み長が確保され、拡張部３１の拡張による固着力も充分に確保されたことになる。
このマーキング３６が、外壁１ａ表面から離間した位置にあるときは、マーキング３６と外壁１ａ表面との間の距離が、丁度、下孔１０に対するアンカー本体３０の打ち込み残量を示すことになる。

なお、以上の飛散防止板３４およびマーキング３６は、必ずしも必須ではなく、省略可能である。

下孔１０は、予めアンカー本体３０の必要埋め込み長が確保される穿孔深さで形成しておくことは言うまでもない。
ただし、下孔１０の穿孔深さは、下孔１０への打ち込みによってアンカー本体３０のマーキング３６が外壁１ａに達したところで必要埋め込み長が確保され、かつ、拡張部３１の拡張による固着力も充分に確保されるように設定する。

次に、アンカー本体３０から飛散防止板３４を取り外し、図９に示すように、アンカー本体３０の、下孔１０から外壁１ａの外に突出された後端側から、補強スリーブ３３を前記アンカー本体３０に外挿し、この補強スリーブ３３を前記下孔１０に押し込んで挿入する。下孔１０への補強スリーブ３３の押し込みは、例えば、打ち込み治具（打ち込み用補強スリーブ３７）を用い、ハンマー３５等の工具で叩打して叩き込む。
ただし、補強スリーブ３３は剪断耐力の向上等の点で、あと施工アンカー３の拡張部３１から離隔した位置、例えば、下孔１０の入り口１０ｂに収納することが好ましい。
拡張部３１の拡張後、下孔１０に補強スリーブ３３を挿入する工程を行うのは、前記接着用樹脂材料４の硬化前であることは言うまでもない。

なお、下孔１０は、補強スリーブ３３が挿入可能な内径を確保して形成しておくことは言うまでもない。ただし、剪断剛性の確保の点では、下穴に圧入された補強スリーブ３３が下孔１０内面との圧接力によって固定されるように、下孔１０内径を補強スリーブ３３外径に対応して調整しておくことが好ましい。

補強スリーブ３３を下孔１０に挿入していくと、下孔１０内の接着用樹脂材料４の余剰分が、補強スリーブ３３の溝３３ａを通って、下孔１０の外、すなわち外壁１ａの外に溢れ出してくる。これにより、下孔１０への補強スリーブ３３の押し込みを円滑に行える。
下孔１０への補強スリーブ３３の押し込みが完了したら、図１０に示すように、外壁１ａ表面における下孔１０の入り口１０ｂおよびその近傍に溜まった接着用樹脂材料４を除去することで、あと施工アンカー３の外壁１ａへの取付施工が完了となる（図１１）。
なお、図１０において、符号４０は、余剰分の接着用樹脂材料４を掻き取るための掻き取り治具（スクレーパ）である。

そして、下孔１０内の接着用樹脂材料４が硬化すると、あと施工アンカー３が接着用樹脂材料４によって外壁１ａに強固に固着される。
ここで、あと施工アンカー３は、接着用樹脂材料４が硬化するまで、下孔１０内で拡張された拡張部３１によって、アンカー本体３０の先端側が下孔１０の中心軸線上に支持されるとともに、下孔１０内に収納された補強スリーブ３３によっても下孔１０の中心軸線上に支持される。すなわち、拡張部３１および補強スリーブ３３は、あと施工アンカー３を下孔１０の中心軸線上に支持する機能を（姿勢支持機能）果たす。
このため、あと施工アンカー３を横向きに施工する場合に、下孔１０内であと施工アンカー３の偏心が生じ難く、あと施工アンカー３を接着用樹脂材料４によって下孔１０の中心軸線上となるように固定することも容易である。

また、接着用樹脂材料４の硬化による固着力（下孔１０内面（微細な凹凸が存在する）に対する接着用樹脂材料４の定着・係合・および接着用樹脂材料４の接着力、によって発生する固着力）のみならず、拡張部３１の拡張による外壁１ａに対する機械的な固着によって、外壁１ａに対してあと施工アンカー３が固定される。
このため、外壁１ａに対するあと施工アンカー３の施工完了後に、外壁１ａが高温に加熱されることによる接着用樹脂材料４の炭化や、外壁１ａにひび割れが生じるなどといった要因によって、接着用樹脂材料４によるあと施工アンカー３の固着力が低下したとしても、外壁１ａに固着された拡張部３１の固着力や補強スリーブ３３の剛性によって、剪断剛性（あと施工アンカー３の外壁１ａから突出した後端側部分に、あと施工アンカー３に垂直の方向に作用する変位力に対する耐力）や、耐力（引張り耐力等）を充分に確保することができる。

また、あと施工アンカー３の施工作業において、下孔１０内の接着用樹脂材料４の硬化が完了する前、つまり接着用樹脂材料４が強度を発現する前であっても、拡張部３１の固着力によって、剪断剛性や、耐力（引張り耐力等）を確保できる。このため、あと施工アンカー３は、施工完了後、直ちに、取付物（架構２）の固定に利用できるので、あと施工アンカー３の施工から取付物の固定までの作業時間を大幅に短縮することができる。

さらに、拡張部３１および補強スリーブ３３は、剪断剛性の向上にも寄与する。つまり、金属製の拡張部３１および補強スリーブ３３は、接着用樹脂材料４に比べて剛性が高いため、施工完了後のあと施工アンカー３に作用する曲げや剪断力が、拡張部３１と補強スリーブ３３とによって効率良く分散支持されることとなり、あと施工アンカー３の変形や下孔１０内での変位を確実に抑えることができ、高い剪断剛性および曲げ耐力を得ることができる。

次いで、以上のように取り付けられたあと施工アンカー３を複数用いて、前記既存建物１と前記架構２とを連結する方法について図面を参照して説明する。

始めに、図５に示すように、前記既存建物１の外壁１ａにおいて、前記架構２の柱２０や梁２１、ブレース２２，２２等が設けられるべき位置に、複数の下孔１０を穿孔して、これら下孔１０に複数のあと施工アンカー３を打ち込んで取り付ける。

すなわち、図３〜図５に示すように、前記架構２の梁２１や、ブレース２２を取り付けるためのブラケット２２ａや、前記制震装置５のロッド５１を受ける受け部５１ａ等が固定される補助柱２６の場合は、図５に示すように、複数のあと施工アンカー３を、既存建物１を構成する柱部１５の位置に取り付ける。
そして、この補助柱２６を既存建物１の柱部１５に固定する際は、図１２に示すように、まず、補助柱２６に、前記あと施工アンカー３に対応する孔２６ａを複数形成しておき、その後、これら孔２６ａに前記あと施工アンカー３を挿通するようにして、補助柱２６を既存建物１の外壁１ａに設け、ナット３８によって緊結固定する。
なお、補助柱２６と外壁１ａとの間にモルタル等のグラウト２７を充填することによって、これら補助柱２６および外壁１ａにおいて充分な固定強度を得ることができる。

次に、前記架構２の柱２０のうち、図３に示した外階段１３側に位置し、既存建物１の外壁１ａに固定される柱２０ａの場合は、図５に示すように、複数のあと施工アンカー３を、既存建物１を構成する梁部１６の位置に取り付ける。
そして、これら複数のあと施工アンカー３が取り付けられた位置に、固定板２０ｂを固定し、この固定板２０ｂを介して前記柱２０ａを外壁１ａに設けるようにする。
なお、この柱２０ａは、既存建物１の壁部１７に多く接しているので、この柱２０ａを既存建物１の外壁１ａに対して強固に固定できる部位は既存建物１の梁部１６となる。このため、この梁部１６には、柱２０ａを取り付けるためのあと施工アンカー３が他所よりも多く設けられ、外壁１ａと柱２０ａとの間に介在する前記固定板によってより強固に固定できるようになっている。

次に、図３中、平面視菱形になるように、既存建物１の外壁１ａと架構２の梁２１とに固定される複数のブレース２５の場合は、図５に示すように、複数のあと施工アンカー３を、既存建物１を構成する梁部１６の位置に取り付ける。なお、これら複数のブレース２５の場合は、前記複数のあと施工アンカー３を取り付ける位置を既存建物１の梁部１６の位置としたが、詳しくは、前記補助柱２６と、前記柱２０との略中間位置に取り付ける。
そして、これら複数のあと施工アンカー３が取り付けられた位置に、複数のブレース２５用のブラケット２５ａを設けるようにする。

一方、図２に示すように、前記補助柱２６は、前記架構２の上方だけに設けられた状態となっているので、前記補助柱２６が設けられていない部分の外壁１ａに、前記架構２の梁２１や、ブレース２２を取り付けるためのブラケット２２ａや、前記制震装置５のロッド５１を受ける受け部５１ａ等を固定する場合は、複数のあと施工アンカー３を、既存建物１を構成する柱部１５の位置に取り付けるようにする。
すなわち、これら架構２の梁２１や、ブレース２２を取り付けるためのブラケット２２ａや、前記制震装置５のロッド５１を受ける受け部５１ａ等は、前記複数のあと施工アンカー３によって、前記既存建物の外壁１ａ（柱部１５）に連結されている。
なお、図１に示す架構２においても同様に、補助柱２６が設けられていない部分は、架構２を構成する複数の梁２１や、ブレース２２を取り付けるためのブラケット２２ａ等が、複数のあと施工アンカー３によって、既存建物１の外壁１ａに連結されている。

なお、このように複数のあと施工アンカー３を既存建物１の柱部１５や梁部１６に沿って設けることによって、あと施工アンカー３を、柱部１５や梁部１６のない壁部１７に取り付けた場合に比して、より高い剪断剛性および曲げ耐力を得ることができるので、既存建物１に対して架構２を強固に固定して構築できる。

以上のようにして所定位置に複数のあと施工アンカー３を取り付けた後は、下方から架構２を構築していく。または、下方から架構２を構築しながら、複数のあと施工アンカー３を所定位置に取り付けていくようにしても良い。
なお、架構２を構築する間は、既存建物１を使用しながら耐震補強を行うことができるようになっている。

次に、本実施の形態のあと施工アンカー３の性能について、図面を参照して説明する。
図１３は、本実施の形態のあと施工アンカー３の剪断剛性について示されており、図１４は、接着系のあと施工アンカーの剪断剛性について示されており、図１５は、本実施の形態のあと施工アンカー３の引張り耐力について示されている。

すなわち、図１３は、図示はしないが、例えば本実施の形態のあと施工アンカー３が打ち込まれた本体部と、打ち込まれたあと施工アンカー３に剪断力をかける反力フレームと、この反力フレームに駆動力を付与する駆動部と、変位計等とを備えた剪断試験装置によって、あと施工アンカー３に正負繰り返し剪断試験を行った際の試験結果の一例を表している。
この試験結果によると、本実施の形態のあと施工アンカー３は、繰り返し載荷によっても耐力劣化は少なく、図中の一点鎖線（符号６）で示す初期剪断剛性目標値（５０ｋＮ／ｍｍ）も上回っていることが判明した。
これに対し、図１４は、カートリッジ式のあと施工アンカーに正負繰り返し剪断試験を行った際の試験結果の一例を表している。
この試験結果によると、カートリッジ式のあと施工アンカーは、繰り返し載荷による耐力劣化は少ないが、図中の破線（符号７）で示す初期剪断剛性目標値（５０ｋＮ／ｍｍ）を下回っていることが判明した。
これら試験結果を比較してみると、カートリッジ式のあと施工アンカーに比して、本実施の形態のあと施工アンカー３が、より高い剪断剛性を備えていることがわかる。
一方、図１５は、本実施の形態のあと施工アンカー３に引張り試験を行った際の試験結果の一例を表している。この試験結果によると、本実施の形態のあと施工アンカー３は、図中の一点鎖線（符号８）で示す初期引張り剛性目標値（３００ｋＮ／ｍｍ）を上回る引張り剛性を確認することができた。
以上の各試験結果からわかるように、本実施の形態のあと施工アンカー３は、高い剪断剛性や引張り耐力等を備えているので、このような性能の高いあと施工アンカー３を用いて既存建物１と架構２とを連結する際に、高い効果を発揮することができる。

本実施の形態によれば、既存建物１の外壁１ａに穿孔された下孔１０に、あと施工アンカー３を固着させるための接着用樹脂材料４が充填されているので、この接着用樹脂材料４が硬化することによって、あと施工アンカー３を既存建物１の外壁１ａに対して強固に固着させることができる。
しかも、前記あと施工アンカー３に設けられた拡張部３１は、アンカー本体３０を下孔最奥部１０ａに当接させたコーン３２に打ち込むことによって、前記下孔最奥部１０ａ内で該下孔１０に圧接するように拡張されているので、前記あと施工アンカー３を既存建物１の外壁１ａに対して、より強固に固着させることができる。
これによって、従来とは異なり、前記接着用樹脂材料４の硬化によって固着する場合と、前記アンカー本体３０に設けられた拡張部３１の拡張によって固着する場合との双方の利点を生かすことができるので、高い剪断剛性や引張り耐力等を得ることができ、より性能の高いあと施工アンカー３を得ることができる。
したがって、このような性能の高いあと施工アンカー３を用いて既存建物１と架構２とを連結することによって、これら既存建物１と架構２とが強固に一体化するので、効果的な耐震補強を行うことが可能となる。

本実施の形態の既存建物の耐震補強構造の一例を示す図である。 本実施の形態の既存建物の耐震補強構造の一例を示す図である。 図２に示す既存建物の耐震補強構造の平断面図である。 架構に制震装置が組み込まれた状態を示す正面図である。 あと施工アンカーボルトの取付位置を示す側断面図である。 本実施の形態のあと施工アンカーを示す正面図である。 図６のあと施工アンカーを既存建物の外壁の下孔に挿入した状態を示す図である。 図７のあと施工アンカーの拡張部を拡張させて、アンカー本体を既存建物の外壁の固着した状態を示す図である。 図８のあと施工アンカーに補強スリーブを外挿した状態を示す図である。 図９の補強スリーブの下孔への挿入を完了した状態を示す図である。 図６のあと施工アンカーの既存建物の外壁への取り付けを完了した状態を示す図である。 既存建物の外壁に取り付けられたあと施工アンカーに、架構の一部が取り付けられた状態を示す図である。 本実施の形態のあと施工アンカーに正負繰り返し剪断試験を行った際の試験結果の一例を示す図である。 カートリッジ式のあと施工アンカーに正負繰り返し剪断試験を行った際の試験結果の一例を示す図である。 本実施の形態のあと施工アンカーに引張り試験を行った際の試験結果の一例を示す図である。

符号の説明

１ 既存建物
２ 架構
３ あと施工アンカー
４ 接着用樹脂材料
５ 制振装置

Claims (3)

1. 既存建物の外部に、この既存建物とは独立した架構が構築され、前記既存建物と前記架構とが、あと施工アンカーを用いて連結されており、
   前記あと施工アンカーは、前記既存建物の外壁に穿孔された下孔に挿入されるアンカー本体と、このアンカー本体の先端を筒状に形成した拡張可能な拡張部と、この拡張部の内側に嵌め込まれるコーンとを具備し、
   前記下孔には、この下孔にあと施工アンカーを固着させるための接着用樹脂材料が充填されており、前記拡張部は、前記アンカー本体を下孔最奥部に当接させたコーンに打ち込むことによって、前記下孔最奥部内で該下孔に圧接するように拡張されていることを特徴とする既存建物の耐震補強構造。
2. 前記アンカー本体には、前記下孔の入り口に圧入される補強スリーブが外挿されていることを特徴とする請求項１に記載の既存建物の耐震補強構造。
3. 前記架構に制震装置が組み込まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の既存建物の耐震補強構造。

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