JP2008014065A

JP2008014065A - 既存建物の耐震補強構造およびその工法

Info

Publication number: JP2008014065A
Application number: JP2006187669A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Miwa; 明広三輪; Shigemi Kikuta; 繁美菊田; Masaki Nakahara; 理揮中原; Kiyohiko Kotajima; 清彦古田島; Takayuki Ishizaka; 隆幸石坂; Hiroshi Ishioka; 拓石岡; Shinya Suzuki; 信也鈴木
Original assignee: Toda Corp
Current assignee: Toda Corp
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2008-01-24

Abstract

【課題】煩雑な手間を必要としない既存建物の耐震補強構造および耐震補強工法を提供することである。
【解決手段】既存建物の耐震補強構造１は、柱２と梁３とで囲まれた開口部４に外枠６と鉄骨ブレース７とからなる補強体５が設置され、該補強体５の外枠６と開口部４内面との間隙部１２に繊維モルタル１３が充填されたことである。
【選択図】図１

Description

本願発明は既存建物の耐震補強構造およびその工法に関するものである。

既存建物の耐震補強工法として、外枠と鉄骨ブレースとからなる補強体を柱と梁で囲まれた開口部に設置する工法が知られている。この工法は、図６に示すように、まず柱１８と梁１９で囲まれた開口部２０の内周面に後打ちアンカー２１を適宜間隔ごとに設置するとともに、外枠２２と鉄骨ブレース２３とからなる補強体２４の外枠２２にスタッド２５を適宜間隔ごとに設置する。次に、この補強体２４を、スタッド２５が後打ちアンカー２１間に位置するように開口部２０内に設置するとともに、この開口部２０内面と外枠２２との間隙部２６に割裂補強筋（スパイラル筋）２７を配筋する。次に、この間隙部２６の両側を堰板２８で塞いだ後、この間隙部２６にモルタル２９を充填し、これが硬化した後に堰板２８を撤去すると補強体２４の設置が完了する。また、その他の既存建物の耐震補強工法としては、例えば特開２００５−１７１５６９号の発明が知られている。
特開２００５−１７１５６９号公報

しかし、上記の既存建物の耐震補強工法は、柱と梁で囲まれた開口部の内周面、すなわち柱と梁に後打ちアンカーを設置する際に、柱および梁の鉄筋を避けるため、設計通りの間隔で打設することができなかった。そのため割裂補強筋（スパイラル筋）の間隔を後打ちアンカーの設置間隔に合わせて現場で変えなければならないため、非常に煩雑な手間を要していた。

本願発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、煩雑な手間を必要としない既存建物の耐震補強構造および耐震補強工法を提供することである。

以上の課題を解決するための既存建物の耐震補強構造は、柱と梁で囲まれた開口部に外枠と鉄骨ブレースとからなる補強体が設置され、該補強体の外枠と開口部内面との間隙部に繊維モルタルが充填されたことを特徴とする。また繊維モルタル中の繊維はモルタルに対して１．５重量％が充填されていることを含む。ここにモルタルに対して繊維が１．５重量％未満であるとモルタルの割裂を防ぐ鉄筋と同等の強度が保持できず、また繊維が１．５重量％を超えるとモルタルとの混練りができなくなるという不具合がある。
また既存建物の耐震補強工法は、柱と梁で囲まれた開口部の内周面に適宜間隔ごとに後打ちアンカーを設置するとともに、外枠と鉄骨ブレースとからなる補強体の外枠にスタッドを適宜間隔ごとに設け、該補強体を、スタッドが後打ちアンカー間に配置されるように開口部内に設置した後、該開口部内面と外枠との間隙部に繊維モルタルを充填することを特徴とする。

開口部内面と補強体の外枠との間隙部に充填された繊維モルタルが割裂補強筋に代わってモルタルの割裂を防ぐため、割裂補強筋の配筋を省略することができる。また割裂補強筋の配筋という工程が省略できるため、工期の短縮および工費の低減を図ることができる。

以下、本願発明の既存建物の耐震補強構造および既存建物の耐震補強工法の実施の形態について説明する。はじめに既存建物の耐震補強構造の実施の形態について説明し、次に、既存建物の耐震補強工法の実施の形態について説明するが、各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。この既存建物の耐震補強構造は、柱と梁で囲まれた開口部と、該開口部に設置された補強体との間隙部に割裂補強筋を配筋しないようにしたものであり、この割裂補強筋に代わって繊維モルタルを使用したものである。

この既存建物の耐震補強構造１は、図１に示すように、柱２と梁３で囲まれた開口部４に補強体５が設置されて構成されている。この既存建物は鉄筋コンクリート造、鉄骨コンクリート造または鉄骨鉄筋コンクリート造のいずれであっても良いが、本実施の形態においては、鉄骨コンクリート造を対象にして説明する。

また補強体５はＨ形鋼からなる外枠６と、この外枠６の内側に設置された鉄骨ブレース７とから構成され、この鉄骨ブレース７が上側角部のコーナーブラケット８と、下側の梁３のセンターブラケット９とに渡って架設されている。また外枠６の外周面にはスタッド１０が適宜間隔ごとに溶接接合されている。

一方、柱２と梁３で囲まれた開口部４の内周面、すなわち柱２および梁３の一面側には、図２および図３に示すように、アンカーである鋼管コッター１１が適宜間隔ごとに設置され、該鋼管コッター１１の一端部が柱２および梁３のコンクリート内に埋設され、他端部が柱面および梁面から突出している。そして、この鋼管コッター１１の間にスタッド１０が位置するように補強体５が開口部４内に設置されている。この補強体５は開口部４内に嵌め込まれるために開口部４より小さく、該開口部４と外枠６との間には適宜な間隙部１２が形成され、ここに繊維モルタル１３が充填されている。

この繊維モルタル１３には、繊維１４が割裂補強筋と同じようにモルタルの割裂を防ぐ働きをするため、割裂補強筋が配筋されていない。この繊維１４は、長さが１．２ｍｍ、径が４０μのポリビニルアルコール繊維であり、モルタルに対して１．５重量％が混合されている。この繊維１４がモルタルに対して１．５重量％未満であるとモルタルの割裂を防ぐ鉄筋と同等の強度が保持できず、また繊維１４が１．５重量％を超えるとモルタルとの混練りができなくなるという不具合がある。

図４は、繊維混入率と繊維モルタルの引張強度の関係を表したものであり、図中の第１ピークとはモルタルの引張強度を表し、第２ピークとは繊維の引張強度を表すものである。よって繊維１４がモルタルに対して１．５重量％未満であると、割裂補強筋負担応力換算値以下となるため、モルタルの割裂を防ぐ鉄筋と同等の強度が保持できないことを確認することができる。なお、繊維の混合率を多くすると、当然に引張強度は強くなるが、モルタルとの混練りができなくなるという不具合が起こるので、モルタルに対して１．５重量％の混入率が最適値となる。

また図５は、モルタルと繊維の引張強度の実験結果を表したものであり、最初に第１ピークでモルタルが破断するが、これを繊維で補って第２ピークまで持ち直すため、割裂補強筋と同様の働きをすることを確認することができ、間隙部１２への割裂補強筋の配筋を省略することが可能になる。したがって、外枠６と開口部４内面との間隙部１２には割裂補強筋が配筋されずに繊維モルタル１３だけが充填されている。

次に、既存建物の耐震補強工法を図２および図３に基づいて説明する。まず、柱２と梁３で囲まれた開口部４の内周面に、鋼管コッター１１を適宜間隔ごとに設置する。このコッタ１１は鋼管であるため、柱２や梁３の鉄筋に接しない程度の深さの孔１５に嵌入するので、前記鉄筋の配筋箇所を気にすることなく設計通りの間隔、すなわち等間隔ごとに設置することができる。

次に、外枠６と鉄骨ブレース７とからなる補強体５の外枠６にスタッド１０を適宜間隔ごとに溶接接合する。このスタッド１０は鋼管コッター１１の間で、かつ鋼管コッター１１の前後に位置するように一対設ける。

次に、この補強体５を柱２と梁３で囲まれた開口部４に嵌入してスタッド１０を鋼管コッター１１間に位置させる。このとき外枠６と開口部４との間には適宜な間隙部１２が形成され、この間隙部１２の両側に堰板を設置する。そして、この間隙部１２に、上記の繊維モルタル１３を圧入し、これが硬化した後に、堰板を撤去すると補強体５の設置が完了して、図１に示すような、耐震補強構造１が構築される。このため従来のように、開口部４と外枠６との間隙部１２に割裂補強筋を配筋する工程を省略することができ、工期の短縮を図ることができる。

既存建物の耐震補強構造の正面図である。（１）は既存建物の耐震補強構造の要部の正面図、（２）は（１）のＡ−Ａ線断面図である。（１）は外枠と開口部との接合部の断面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ線断面図である。繊維モルタルの繊維混合率と引張強度との関係を表したグラフ図である。繊維モルタルの引張強度の試験結果を表した図である。従来の既存建物の耐震補強構造であり、（１）は要部の正面図、（２）は（１）のＣ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

１耐震補強構造
２、１８柱
３、１９梁
４、２０開口部
５、２４補強体
６、２２外枠
７、２３鉄骨ブレース
８コーナーブラケット
９センターブラケット
１０、２５スタッド
１１鋼管コッター
１２、２６間隙部
１３繊維モルタル
１４繊維
１５孔
１６、２８堰板
２１後打ちアンカー
２７割裂補強筋
２９モルタル

Claims

柱と梁で囲まれた開口部に外枠と鉄骨ブレースとからなる補強体が設置され、該補強体の外枠と開口部内面との間隙部に繊維モルタルが充填されたことを特徴とする既存建物の耐震補強構造。
繊維モルタル中の繊維はモルタルに対して１．５重量％が充填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。
柱と梁で囲まれた開口部の内周面に適宜間隔ごとに後打ちアンカーを設置するとともに、外枠と鉄骨ブレースとからなる補強体の外枠にスタッドを適宜間隔ごとに設け、該補強体を、スタッドが後打ちアンカー間に配置されるように開口部内に設置した後、該開口部内面と外枠との間隙部に繊維モルタルを充填することを特徴とする既存建物の耐震補強工法。