JP2008297871A

JP2008297871A - 壁の補強構造

Info

Publication number: JP2008297871A
Application number: JP2007148049A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Honda; 義人本多
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2027-06-04
Also published as: JP5190651B2

Abstract

【課題】天井や壁の外観を極力損なうことがなく、また建設廃材の発生を最小にし、しかも施工性に優れる壁の補強構造を提供する。
【解決手段】複数の壁２，３の間に、その間に設置される床４に沿って平面ブレース１１が設けられてなり、該平面ブレース１１は、これを前記壁２，３に定着する複数の定着アンカー１２と、これら定着アンカー１２により縁部が固定されて前記壁２，３の間に架設されたシート状又は板状の補強部材１３とから構成され、定着アンカー１２は、複数本の強化繊維を束ねてなるアンカー用端部が前記壁２，３の孔に挿入状態に固着され、該アンカー用端部から前記強化繊維を扇状に広げてなる定着部の表面に前記補強部材１３が接着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、地震時等の際に壁の面外方向への変位を拘束するための壁の補強構造に関する。

近年、歴史的価値のある近代建築物においては、これをできるだけオリジナルの状態で保存することが求められている。この種の近代建築物は重層レンガ造りである場合が多く、特に、その中間階が木造床である場合には、地震等によって壁に面外方向の力が作用すると、壁が面外方向に変位して床が脱落し、その結果、壁が倒壊するおそれが生じる。このため、その保存に際しては、壁の面外方向への変位を拘束するように補強することが行われる。
このような壁を補強する構造として、中間階の床を鉄骨架構に置き換えるなどの方法もあるが、大量の建設廃材が発生する、漆喰の天井やくり型等であった場合にはそのオリジナルの意匠が喪失するなどの問題がある。

また、例えば特許文献１には、レンガ壁の厚さ方向中央部で交差するように複数の孔を掘削するとともに、これらの孔にプライマーを充填した後に鉄筋を挿入し、その孔の入口をレンガ粉によって修正する補強構造が示されている。この補強構造であると、既設のレンガ壁や床を撤去する必要がないため、建設廃材の発生は少なく、また、レンガ壁自体の剛性を高めるものであるため、床の意匠を損なうことはないとともに、レンガ壁の外観もほぼオリジナルのまま維持することができる。
特開平７−２１７２２５号公報

しかしながら、特許文献１に示される補強構造の場合、レンガ壁内に挿入した鉄筋によって強度を確保する構造であるため、この鉄筋が長くないと大きい強度を得られず、しかもそのような長い鉄筋を通常は１本だけでは足りず、複数本埋め込む必要がある。このため、壁にそのような長い孔を掘削する機材も大型化し、複数個掘削する施工性も悪いという問題がある。

本発明は、天井や壁の外観を極力損なうことがなく、また建設廃材の発生を最小にし、しかも施工性に優れる壁の補強構造を提供することを目的とする。

本発明の補強構造は、複数の壁の間に、その間に設置される床に沿って平面ブレースが設けられてなり、該平面ブレースは、これを前記壁に定着する複数の定着アンカーと、これら定着アンカーにより縁部が固定されて前記壁の間に架設されたシート状又は板状の補強部材とから構成されていることを特徴とする。

この補強構造においては、床の補強部材が設けられる側の面の意匠性は若干損なわれるものの、補強部材が設けられていない側の面はオリジナルのまま維持することができる。また、床や壁の一部を取り替えるものではないので、建設廃材の発生も最小に抑えることができる。この場合、平面ブレースは壁に定着アンカーを固定して補強部材を床に沿って架設することにより設置でき、その作業も容易である。なお、床の上面に平面ブレースを架設する構造とした方が作業性はより向上する。その場合は、特に天井の意匠のオリジナル性は維持される。

この場合、前記定着アンカーは、複数本の強化繊維を束ねてなるアンカー用端部が前記壁の孔に挿入状態に固着され、該アンカー用端部から前記強化繊維を扇状に広げてなる定着部の表面に前記補強部材が接着されている構成とするとよい。
この構造であると、壁に形成される孔は定着アンカーのアンカー用端部を挿入固着するのに必要な程度の大きさでよいとともに、このアンカー用端部を壁に固着した状態で扇状に広げた定着部に補強部材を接着するという、簡単な作業で平面ブレースを設置することができ、作業性がよい。

また、前記床は複数の床板の積層構造とされ、前記補強部材がこれら床板の間に設けられている構成としてもよい。
このように補強部材を複数の床板によって挟むことにより、床の上面の外観を損なうことも少なくなる。

本発明の壁の補強構造によれば、補強部材が設けられる部分を除き天井や壁のオリジナル性が維持され、また床や壁を取り替える必要がないので建設廃材の発生も少なく、しかも施工性に優れる。

以下、本発明の補強構造の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示す建築物１は、レンガ壁２，３に囲まれた区画の中間階、図示例では１階と２階の床４が木造床とされ、この床４を支持しているレンガ壁２，３の部分に本発明の補強構造が適用されている。図２において、２ＦＬが２階の床面位置を示し、同様に１ＦＬが１階の床面位置、Ｂ１ＦＬが地下１階の床面位置、また、ＧＬはグランド位置を示している。また、符号５は鉄筋コンクリート等からなる臥梁、符号６〜９はレンガ壁（後述の正面壁）２に設けられた窓等の開口部を示す。

図１に示すレンガ壁２，３において、外面（図１の右方）に向いている壁を正面壁２、この正面壁２に直交する両側の壁を側壁３とする。この実施形態においては、その正面壁２が倒壊のおそれがあるためにこれを補強するものとする。
すなわち、前記床４の上面には、正面壁２及びこれに連なる両側壁３の前半分程度の部分によって囲まれる範囲に、床４に沿う平面ブレース１１が設けられている。

この平面ブレース１１は、これをレンガ壁２，３に定着する複数の定着アンカー１２と、これら定着アンカー１２により縁部が固定されてレンガ壁２，３の間に架設されたシート状の補強部材１３とから構成されている。
定着アンカー１２は、図４に示すように、複数本の繊維ストランドを束ねて、その一方の端部には扇形状の定着部１４、他方の端部には棒状のアンカー用端部１５が形成された構成とされている。各繊維ストランドは、その１本が、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等の強化繊維の太さ数μｍの素線を１２０００本から２４０００本束ねてエポキシ樹脂等の収束剤（サイジング剤）及び束ね糸を用いて太さ１ｍｍ〜３ｍｍ程度の紐状に形成してなるものである。そして、この繊維ストランドを複数本まとめ、その中央部から一方の端部は定着部１４とされ、他方の端部は束ねられてストランド束ね材が巻き付けられるなどにより棒状のアンカー用端部１５とされたものである。その定着部１４は、繊維ストランドが束ねられていない状態とされ、使用時に扇状に広げられる。

そして、前記正面壁２及び両側壁３の前半分の部分に、その内面からこれら壁２，３の厚さ方向に複数の孔１６が形成されており、これら孔１６に定着アンカー１２のアンカー用端部１５がそれぞれ挿入され、その孔１６の中に接着剤等が充填されることにより、これら壁２，３の中にアンカー用端部１５が埋め込まれた状態に定着アンカー１２がそれぞれ固定されている。この場合、孔１６は、床４に沿って並べられるように相互間隔をおいて複数形成されており、また、各定着アンカー１２の扇状の定着部１４は、正面壁２及び両側壁３の内周面から内側に向けかつ床４の表面に平行となるように配置されている。

一方、補強部材１３は、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等の強化繊維からなる前記繊維ストランドを一方向に並べてエポキシ樹脂等を含浸、硬化させてシート状に形成したものであり、その繊維方向に対して補強効果が得られる構成とされている。そして、この補強部材１３が床４の表面に沿って広げられ、その縁部が定着アンカー１２の扇状に広げられた定着部１４に接着されている。図示例では、繊維方向をほぼ直交させた状態として二層の補強部材１３が定着アンカー１２に接着されている。図１中の斜線で補強部材１３の繊維方向を示したように、正面壁２と各側壁３との間を連結する方向、つまり、正面壁２に対しては４５°の向きでかつ両補強部材１３間では直交する方向となるように、各補強部材１３の繊維方向がそれぞれ配置されている。
また、床４は、複数本の根太２１の上に２枚の床板２２を積層した構成とされており、前記補強部材１３及び定着アンカー１２は、これら床板２２の間に挟まれた状態に配置されている。
なお、正面壁２に直交する方向には鉄骨製の梁２３が配置されている。

次に既設の建築物に対して補強する施工方法について説明する。
まず、図３の二点鎖線で示すように、床４の２枚の床板２２のうちの１枚を剥がした状態とし、また、壁２，３の内側に設けられる仕上げ材２４を存置したままレンガ壁２，３に定着アンカー１２を固定するための孔１６を床板２２の表面に沿って並べるように複数形成する。これら孔１６は、図に示したように床板２２の表面に近接させかつ深さ方向に若干斜め下方に向けて傾斜するように形成される。

次いで、定着アンカー１２のアンカー用端部１５を孔１６の中に一つずつ挿入し、その孔１６に接着剤を充填することによりアンカー用端部１５を孔１６の中に固着する。そして、これら定着アンカー１２において孔１６から突出している定着部１４をそれぞれ床板２２の上で床板２２に沿って扇形状に広げるとともに、床板２２上に補強部材１３を載置し、この補強部材１３に面方向に張力を加えながらその縁部を扇状に広げられている定着部１４に接着剤で固着する。この場合、補強部材１３の繊維方向が正面壁２に対して４５°の向きとなるように、また相互に直交する方向となるように２枚の補強部材１３が架設される。
最後に、この補強部材１３の上に、もう１枚の床板２２を載置する。

このようにして施工された構造においては、正面壁２は、平面ブレース１１によって両側壁３に一体的に連結され、これに伴い、これら正面壁２と両側壁３との間に敷設されている床４及び根太２１も両壁２，３に一体化され、その結果、正面壁２は、強固に補強されることになる。
次に、この補強構造において、地震等により外力が作用した場合について説明する。この地震により正面壁２に外方に向けて外力が作用した場合、この正面壁２の両側は直交するレンガ壁３によって支持されていることから、その正面壁２の中央付近が図５（ａ）に矢印（イ）で示すように外方に突出する方向に変形しようとする。この正面壁２は、４５°の方向に架設されている両補強部材１３によって両側壁３に一体的に連結されているから、その補強部材１３には、正面壁２の変形に対して矢印（ロ）で示すように４５°方向に抵抗力が発生し、また、この補強部材１３によって両側壁３が引っ張られることに対しては、両側壁３間の間の床板４及び根太２１による矢印（ハ）に示す抵抗力が作用する。その結果、壁２，３及び床４が平面ブレース１１に剛構造に一体化し、矢印（イ）で示す外力に対して正面壁２を強固に保持することができる。
また、図５（ｂ）に矢印（ニ）で示すように正面壁２を内方に向けて変形させようとする外力が作用した場合は、矢印（ホ）で示すように梁２３が抵抗となるとともに、補強部材１３に矢印（ヘ）で示すように引張りに対する抵抗力が発生し、正面壁２の内側への変形を阻止することができる。

このように、正面壁２及び両側壁３の間に平面ブレース１１を一体に設けたことにより、正面壁２に前後方向のいずれの外力が作用したとしても、この正面壁２が平面ブレース１１を介して両側壁３や床板４と強固に一体化し、その結果、正面壁２の変形や倒壊が防止され、ひいては、このレンガ壁２，３を有する建築物自体の崩壊を防止することができるものである。
しかも、レンガ壁２，３に定着アンカー１２のアンカー用端部１５を固定するに足りる比較的小径の孔１６を開ける以外は、既存建築物を破壊、変形させることがなく、建設廃材がほとんど発生しないとともに、平面ブレース１１も床板２２により覆われた状態となっているので、既設建築物の意匠をほぼオリジナルのまま維持することができる。

なお、本発明の補強構造においては、上記実施の形態の構成に拘束されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、他の構成を採用することができる。
例えば、上記実施の形態において用いた補強部材や定着用アンカーについて、前述した炭素繊維，アラミド繊維，ガラス繊維等に限らず、他の材料を採用することも可能であり、補強部材については、その繊維方向も、所要の方向に補強効果を発揮できるのであれば、縦・横・斜め等を問うものではない。加えて、炭素繊維等を織物としてシート状としたものを補強部材としてもよく、また、繊維方向が互いに略直交する炭素繊維プリプレグ同士を積層してシート状としたものを用いてもよい。さらに、シートに代えて、鋼板やＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等を用いて補強部材としても良い。また、上記実施の形態では補強部材を二枚重ねとしたが、重ねる枚数についても限定するものではない。

また、上記実施の形態においては、本発明に係る補強構造をレンガ壁に対して適用した例を示したが、これに限らず、鉄筋コンクリート造の建築物でも、耐震壁脚部のスラブの面内強度が不足していて耐震壁が負担するせん断力を隣接架構に伝達できない場合等には、本発明の補強構造を適用することにより、スラブのせん断強度を増大させて改善を図ることができる。また、建築物の新設・既設を問わずに適用することができる。

本発明の補強構造の一実施形態を示す横断面図であり、図２のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。図１の右方から見た正面図である。前記一実施形態における壁と平面ブレースとの取り合い部分を拡大した縦断面図である。図３の平面ブレースに沿う横断面図である。地震等の外力が作用した場合における平面ブレースへの力の伝達メカニズムを示す図１同様の横断面図であり、外力の作用方向を変えて（ａ）（ｂ）で示している。

符号の説明

１建築物
２正面壁（レンガ壁）
３側壁（レンガ壁）
４床
５臥梁
６〜９開口部
１１平面ブレース
１２定着アンカー
１３補強部材
１４定着部
１５アンカー用端部
１６孔
２１根太
２２床板
２３梁
２４仕上げ材

Claims

複数の壁の間に、その間に設置される床に沿って平面ブレースが設けられてなり、該平面ブレースは、これを前記壁に定着する複数の定着アンカーと、これら定着アンカーにより縁部が固定されて前記壁の間に架設されたシート状又は板状の補強部材とから構成されていることを特徴とする壁の補強構造。
前記定着アンカーは、複数本の強化繊維を束ねてなるアンカー用端部が前記壁の孔に挿入状態に固着され、該アンカー用端部から前記強化繊維を扇状に広げてなる定着部の表面に前記補強部材が接着されていることを特徴とする請求項１記載の壁の補強構造。
前記床は複数の床板の積層構造とされ、前記補強部材がこれら床板の間に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の壁の補強構造。