JP2016044392A

JP2016044392A - 補強構造物

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Publication number: JP2016044392A
Application number: JP2014166790A
Authority: JP
Inventors: 孝紀河本; Takanori Kawamoto; 賢原山; Ken Harayama; 巧弥柿原; Takuya Kakihara
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2016-04-04
Anticipated expiration: 2034-08-19
Also published as: JP6514458B2

Abstract

【課題】既存建物を補強しつつ、既存建物の窓からの採光を十分に確保する。
【解決手段】補強構造物２は、補強柱部９と、補強梁部１０と、補強交差部１１とを備える。補強柱部９は、既存建物１の柱部４に対応する位置に配置されている。補強梁部１０は、既存建物１の梁部５に対応する位置に配置されている。補強交差部１１は、既存建物１の交差部６に対応する位置に配置されている。補強梁部１０は、主部１０Ａと、連結部１０Ｂ，１０Ｃとを有する。主部１０Ａは、延在方向における梁成が略一定である。主部１０Ａの梁成は、補強交差部１１の高さよりも小さい。連結部１０Ｂ，１０Ｃはそれぞれ、主部１０Ａの端部と、それと隣り合う補強交差部１１とを連結している。連結部１０Ｂ，１０Ｃの梁成はそれぞれ、主部１０Ａの端部からそれと隣り合う補強交差部１１に向かうにつれて大きくなっている。
【選択図】図１

Description

本開示は、既存建物を補強するための補強構造物に関する。

特許文献１は、工場などで予め製造されたコンクリート部品（プレキャストコンクリート製の補強ユニット）を組み立てながら既存建物の外側（外壁）と一体化させ、既存建物を補強する補強工法を開示している。当該補強工法によって得られる補強構造物は、補強柱ユニットと、補強梁ユニットとを有する。補強柱ユニットは、既存建物の外壁における柱に対応する位置に配置される。補強梁ユニットは、既存建物の外壁における梁に対応する位置に配置される。

特開２００５−１５５１３７号公報

既存建物の外壁うち柱と梁とで囲まれる領域には、一般的に、窓が設けられている。そのため、特許文献１に記載されているような補強構造物が既存建物の外壁に設置された場合、窓が補強構造物の奥に位置する。従って、窓を通じた既存建物内への採光が阻害される虞がある。

そこで、本開示は、既存建物を補強しつつ、既存建物の窓からの採光を十分に確保することが可能な補強構造物を説明する。

本開示の一つの観点に係る補強構造物は、柱部と、梁部と、柱部及び梁部が交差する箇所に位置する交差部とを備える既存建物を補強するための補強構造物であって、既存建物の外壁面側で且つ柱部に対応する位置に配置され、鉄筋が埋設されたコンクリート硬化体からなる補強柱部と、既存建物の外壁面側で且つ梁部に対応する位置に配置され、鉄筋が埋設されたコンクリート硬化体からなる補強梁部と、既存建物の外壁面側で且つ交差部に対応する位置に配置され、補強柱部の端部及び補強梁部の端部に接続され、鉄筋が埋設されたポリマーセメントモルタル硬化体からなる補強交差部とを備え、補強梁部は、延在方向における梁成が略一定である主部と、主部の一端と、補強交差部のうち当該一端と対向する第１の補強交差部とを連結する第１の連結部と、主部の他端と、補強交差部のうち当該他端と対向する第２の補強交差部とを連結する第２の連結部とを有し、主部の梁成は、補強交差部の高さよりも小さく、第１の連結部の梁成は、主部の一端から第１の補強交差部に向かうにつれて大きくなっており、第２の連結部の梁成は、主部の他端から第２の補強交差部に向かうにつれて大きくなっている。

本開示の一つの観点に係る補強構造物では、補強梁部をなす主部の梁成が、補強交差部の高さよりも小さい。そのため、既存建物の外壁のうち柱部と梁部とで囲まれた領域に窓が設けられている場合に、既存建物の窓からの採光が阻害され難い。

加えて、本開示の一つの観点に係る補強構造物では、補強交差部がポリマーセメントモルタル硬化体によって構成されている。そのため、補強交差部は、コンクリート硬化体によって構成されている補強柱部及び補強梁部よりも圧縮強度が大きい。従って、補強梁部をなす主部の梁成を、補強交差部の高さよりも小さくした場合であっても、補強構造物としての強度が十分に保持される。

さらに、本開示の一つの観点に係る補強構造物では、第１の連結部の梁成が、主部の一端から第１の補強交差部に向かうにつれて大きくなっており、第２の連結部の梁成が、主部の他端から第２の補強交差部に向かうにつれて大きくなっている。このように、第１及び第２の連結部は共に、ハンチ状を呈している。そのため、補強梁部と補強交差部との接続部分の強度がより大きくなる。従って、補強構造物としての強度がより十分に保持される。

以上より、本開示の一つの観点に係る補強構造物によれば、既存建物を補強しつつ、既存建物の窓からの採光を十分に確保することが可能となる。

既存建物は、梁部から外方に向けて突出する張り出し床部をさらに備え、補強梁部は、張り出し床部の下方に位置していてもよい。既存建物の外壁面側に張り出し床部が存在する場合には、補強梁部の配置領域が狭くなる。しかしながら、本開示の一つの観点に係る補強構造物では、補強梁部をなす主部の梁成が、補強交差部の高さよりも小さい。そのため、既存建物の窓からの採光を十分に確保しつつ、補強梁部を張り出し床部の下方に配置することが可能となる。

水平方向における両端部の高さが、水平方向における両端部の間に位置する部分の高さよりも低くてもよい。この場合、補強構造物は、全体として山型となる。ところで、地震等の発生によって補強構造物に外力が付与された場合、補強梁部の一端に上向きの力が生じ、補強梁部の他端に下向きの力が生ずる。補強構造物のうち水平方向における両端部の間に位置する部分では、補強梁部の端に生ずる力はそれと隣り合う補強梁部の端に生ずる力と打ち消し合う。一方、補強構造物のうち水平方向における両端部では、補強梁部の最外端に生ずる力が、他の力と打ち消し合わずに残存する。そのため、補強構造物のうち水平方向における両端部では、補強構造物を支える基礎に集中的に力が加わる。しかしながら、上記のように、補強構造物が全体として山型であると、補強構造物のうち水平方向における両端部において、補強構造物を支える基礎に集中する力が小さくなる。従って、補強構造物の耐力を高めることが可能となる。

本開示に係る補強構造物によれば、既存建物を補強しつつ、既存建物の窓からの採光を十分に確保することが可能となる。

図１は、既存建物に補強構造物が施工された補強済建物の一つの例を示す概略図である。図２の（ａ）は、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線断面図であり、図２の（ｂ）は、図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。

本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

既存建物１に補強構造物２が施工された補強済建物３の構造について、図１及び図２を参照して説明する。既存建物１は、柱部４と、梁部５と、交差部６と、外壁７と、窓Ｗと、張り出し床部Ｂと、図示しないスラブ部とを備える。柱部４、梁部５、交差部６及びスラブ部は、例えば鉄筋コンクリートによって構成される。

柱部４は、基礎部８上に設けられ、鉛直方向に沿って延びる。梁部５は、隣り合う柱部４の間に配設され、水平方向に沿って延びる。そのため、柱部４と梁部５とが組み立てられた組物は、格子状を呈している。柱部４及び梁部５は、例えば矩形断面を有する四角柱状を呈する。柱部４の厚み（奥行）は、４００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度であってもよい。柱部４の幅は、４００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度であってもよい。梁部５の厚み（奥行）は、例えば２００ｍｍ〜５００ｍｍ程度であってもよい。梁部５の幅は、５００ｍｍ〜１２００ｍｍ程度であってもよい。

本実施形態では、水平方向において６つの柱部４が並んでいる。以下では、これらの柱部４を、図１の左側から順に柱部４ａ〜４ｆと呼ぶことがある。本実施形態では、鉛直方向において６つの梁部５が並んでいる。これらの梁部５を、図１の下側から順に梁部５ａ〜５ｆと呼ぶことがある。最下方に位置する梁部５ａは、地中に配置されている。

スラブ部は、柱部４及び梁部５の間において水平面に沿って延びている。スラブ部は、床や天井として機能する。本実施形態においては、梁部５ａ〜５ｆの位置に対応して、柱部４の上端と下端との間に６つのスラブ部が鉛直方向に沿って並んでいる。そのため、図１に例示される既存建物１は、５階建ての建物である。

交差部６は、柱部４と梁部５とが交差する箇所に位置する部分である。交差部６は、柱部４の一部としても機能する。外壁７は、柱部４及び梁部５の間において鉛直面に沿って延びている。外壁７には、窓Ｗが設けられている。

張り出し床部Ｂは、既存建物１の外壁面（補強構造物２の施工面）Ｆ（図２参照）上で且つ梁部５ｂ〜５ｅに対応する位置にそれぞれ配置されている。張り出し床部Ｂは、梁部５ｂ〜５ｅから外方に向けて突出している。張り出し床部Ｂは、例えばベランダやバルコニーである。

補強構造物２は、外壁面Ｆ上に設けられている。補強構造物２は、図１に示されるように、補強柱部９と、補強梁部１０と、補強交差部１１とを備える。補強柱部９、補強梁部１０及び補強交差部１１は、例えば矩形断面を有する四角柱状を呈する。

補強柱部９は、外壁面Ｆ上で且つ柱部４に対応する位置に配置されている。以下では、柱部４ａ〜４ｆに対応する補強柱部９を、それぞれ補強柱部９ａ〜９ｆと呼ぶことがある。補強柱部９は、柱部４の延在方向と同一方向に沿って延びている。すなわち、補強柱部９は、鉛直方向に沿って延びている。補強柱部９の厚み（奥行）は、例えば３５０ｍｍ〜６００ｍｍ程度であってもよい。補強柱部９の幅は、５００ｍｍ〜８００ｍｍ程度であってもよい。

図１に示される例では、補強柱部９ａは、柱部４ａのうち１階及び２階に相当する部分にそれぞれ位置している。補強柱部９ｂは、柱部４ｂのうち１階〜４階に相当する部分にそれぞれ位置している。補強柱部９ｃは、柱部４ｃのうち１階〜４階に相当する部分にそれぞれ位置している。補強柱部９ｄは、柱部４ｄのうち１階〜４階に相当する部分にそれぞれ位置している。補強柱部９ｅは、柱部４ｅのうち１階〜４階に相当する部分にそれぞれ位置している。補強柱部９ｆは、柱部４ｆのうち１階及び２階に相当する部分にそれぞれ位置している。

補強梁部１０は、外壁面Ｆ上で且つ梁部５に対応する位置に配置されている。補強梁部１０は、張り出し床部Ｂの下方に位置している。以下では、梁部５ａ〜５ｆに対応する補強梁部１０を、それぞれ補強梁部１０ａ〜１０ｆと呼ぶことがある。補強梁部１０は、梁部５の延在方向と同一方向に沿って延びている。すなわち、補強梁部１０は、水平方向に沿って延びている。補強梁部１０は、水平方向において隣り合う補強柱部９の間に位置している。補強梁部１０の厚み（奥行）は、例えば３５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度であってもよい。

図１に示される例では、補強梁部１０ａは、梁部５ａに対応して、柱部４ａ，４ｂ間、柱部４ｂ，４ｃ間、柱部４ｃ，４ｄ間、柱部４ｄ，４ｅ間、及び柱部４ｅ，４ｆ間にそれぞれ位置している。補強梁部１０ｂは、梁部５ｂに対応して、柱部４ａ，４ｂ間、柱部４ｂ，４ｃ間、柱部４ｃ，４ｄ間、柱部４ｄ，４ｅ間、及び柱部４ｅ，４ｆ間にそれぞれ位置している。補強梁部１０ｃは、梁部５ｃに対応して、柱部４ａ，４ｂ間、柱部４ｂ，４ｃ間、柱部４ｃ，４ｄ間、柱部４ｄ，４ｅ間、及び柱部４ｅ，４ｆ間にそれぞれ位置している。補強梁部１０ｄは、梁部５ｄに対応して、柱部４ｂ，４ｃ間、柱部４ｃ，４ｄ間、及び柱部４ｄ，４ｅ間にそれぞれ位置している。補強梁部１０ｅは、梁部５ｅに対応して、柱部４ｂ，４ｃ間、柱部４ｃ，４ｄ間、及び柱部４ｄ，４ｅ間にそれぞれ位置している。

本実施形態では、補強柱部９ａ〜９ｆ及び補強梁部１０ａ〜１０ｅが以上のように位置しているので、図１に示されるように、補強構造物２が全体として山型状、より具体的には凸型状を呈している。すなわち、補強構造物２のうち水平方向における両端部の高さが、補強構造物２のうち水平方向における両端部の間に位置する部分（中央部）の高さよりも低くなっている。

補強交差部１１は、外壁面Ｆ上で且つ交差部６に対応する位置に配置されている。補強交差部１１は、補強柱部９及び補強梁部１０の端部同士を接続している。そのため、補強交差部１１は、補強柱部９と補強梁部１０との交点に位置している。従って、補強構造物２は、補強柱部９、補強梁部１０及び補強交差部１１によって格子状に構成されている。補強交差部１１の厚み（奥行）及び幅の一方は、例えば６００ｍｍ以下であってもよい。補強交差部１１の高さは、例えば５００ｍｍ〜９００ｍｍ程度であってもよい。

補強柱部９及び補強梁部１０は、例えば鉄筋コンクリート（鉄筋が埋設されたコンクリート硬化体）によって構成されている。補強交差部１１は、例えば鉄筋が埋設されたモルタル硬化体によって構成されている。モルタル硬化体は、ポリマーセメントモルタルが硬化されてなる。本実施形態において、モルタル硬化体の圧縮強度は、同日の材齢で比較した場合、コンクリート硬化体の圧縮強度よりも大きい。

ここで、ポリマーセメントモルタルについて説明する。ポリマーセメントモルタルは、ポリマーセメント組成物と水との混合物である。

＜ポリマーセメント組成物＞
本実施形態のポリマーセメント組成物は、補強工法用のポリマーセメント組成物であって、セメント、細骨材、流動化剤、再乳化形粉末樹脂、無機系膨張材、及び、合成樹脂繊維を含有する。

セメントは、水硬性材料として一般的なものであり、いずれの市販品も使用することができる。それらの中でも、ＪＩＳＲ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」に規定されるポルトランドセメントを含むことが好ましい。流動性と速硬性の観点から、早強ポルトランドセメントを含むことがより好ましい。

強度発現性の観点からセメントのブレーン比表面積は、
好ましくは３０００〜６０００ｃｍ^２／ｇであり、
より好ましくは４０００〜５０００ｃｍ^２／ｇであり、
さらに好ましくは４２００〜４８００ｃｍ^２／ｇである。

細骨材としては、珪砂、川砂、陸砂、海砂及び砕砂等の砂類を例示することができる。細骨材は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、ポリマーセメントモルタルの型枠への充填性を一層円滑にする観点から、珪砂を含むことが好ましい。

細骨材をＪＩＳＡ１１０２：２０１４「骨材のふるい分け試験方法」に規定される方法でふるい分けた場合、連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が、ふるい目開き２０００μｍにおいて、０質量％であることが好ましい。ふるい目開き２０００μｍのふるいを細骨材がすべて通過する場合、上記質量分率は０質量％である。

連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が、
ふるい目開き１１８０μｍにおいて、５．０〜２５．０であり、
ふるい目開き６００μｍにおいて、２０．０〜５０．０であり、
ふるい目開き３００μｍにおいて、２０．０〜５０．０であり、
ふるい目開き１５０μｍにおいて、５．０〜２５．０であり、
ふるい目開き７５μｍにおいて、０〜１０．０であることが好ましい。

連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が、
ふるい目開き１１８０μｍにおいて、１０．０〜２０．０であり、
ふるい目開き６００μｍにおいて、２５．０〜４５．０であり、
ふるい目開き３００μｍにおいて、２５．０〜４５．０であり、
ふるい目開き１５０μｍにおいて、１０．０〜２０．０であり、
ふるい目開き７５μｍにおいて、０〜５．０であることがより好ましい。

細骨材を上記規定でふるい分けた場合、連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が上述の範囲内であることにより、より良好な材料分離抵抗性及び流動性を有するモルタルや、より高い圧縮強度を有する硬化体を得ることができる。

細骨材をＪＩＳＡ１１０２：２０１４「骨材のふるい分け試験方法」に規定される方法でふるい分けた場合、細骨材の粗粒率が
好ましくは、１．６０〜３．００であり、
より好ましくは、１．９０〜２．８０であり、
さらに好ましくは、２．１０〜２．７０であり、
特に好ましくは２．３０〜２．６０である。

細骨材の粗粒率が上述の範囲であることにより、より良好な材料分離抵抗性や流動性を有するポリマーセメントモルタルや、より良好な強度特性を有する硬化体を得ることができる。

上記ふるい分けは、ＪＩＳＺ８８０１−１：２００６「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に規定される目開きの異なる数個のふるいを用いて行うことができる。

細骨材の含有量は、セメント１００質量部に対して、８０〜１３０質量部であり、
好ましくは８５〜１２５質量部であり、
より好ましくは９０〜１２０質量部であり、
さらに好ましくは９５〜１１５質量部であり、
特に好ましくは１００〜１１０質量部である。

細骨材の含有量を上述の範囲とすることにより、より高い圧縮強度を有する硬化体を得ることができる。

流動化剤は、メラミンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、カゼイン、カゼインカルシウム、及びポリカルボン酸系のもの等を例示することができる。流動化剤は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、高い減水効果を得る観点から、ポリカルボン酸系の流動化剤を含むことが好ましい。ポリカルボン酸系の流動化剤を用いることによって、水粉体比を低減して、モルタル硬化体の強度発現性を一層良好にすることができる。

流動化剤の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは０．０４〜０．５５質量部であり、
より好ましくは０．１１〜０．３８質量部であり、
さらに好ましくは０．１３〜０．３２質量部であり、
特に好ましくは０．１５〜０．２８質量部である。

流動化剤の含有量を上述の範囲とすることにより、より良好な流動性を有するポリマーセメントモルタルを得ることができる。また、一層高い圧縮強度を有するモルタル硬化体を得ることができる。

再乳化形粉末樹脂は、特にその種類及び製造方法は限定されず、公知の製造方法で製造されたものを用いることができる。また、再乳化形粉末樹脂は、表面にブロッキング防止剤を有していてもよい。モルタル硬化体の耐久性の観点から、再乳化形粉末樹脂は、アクリルを含有することが好ましい。さらに、接着性及び圧縮強度の観点から、再乳化形粉末樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、５〜２０℃の範囲であることが好ましい。

再乳化形粉末樹脂の含有量は、セメント１００質量部に対して、
０．２〜６．０質量部であり、
好ましくは０．５〜３．５質量部であり、
より好ましくは０．７〜２．８質量部であり、
さらに好ましくは０．９〜２．１質量部であり、
特に好ましくは１．１〜１．８質量部である。

再乳化形粉末樹脂の含有量を上述の範囲とすることにより、ポリマーセメントモルタルの接着性と、モルタル硬化体の圧縮強度を一層高水準で両立することができる。

無機系膨張材としては、生石灰−石膏系膨張材、石膏系膨張材、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材、及び生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材等を例示することができる。無機系膨張材は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、硬化体の圧縮強度をより向上する観点から、生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材を含むことが好ましい。

無機系膨張材の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは２．０〜１０．０質量部であり、
より好ましくは３．０〜９．０質量部であり、
さらに好ましくは４．０〜８．０質量部であり、
特に好ましくは５．０〜７．０質量部である。

無機系膨張材の含有量を上述の範囲とすることにより、一層適正な膨張性が発現され、モルタル硬化体の収縮を抑制することができる。

合成樹脂繊維としては、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ビニロン及びポリ塩化ビニル等を例示することができる。合成樹脂繊維は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。

合成樹脂繊維の繊維長は、モルタル中での分散性、及びモルタル硬化体の耐クラック性向上の点から、
好ましくは４〜２０ｍｍであり、
より好ましくは６〜１８ｍｍであり、
さらに好ましくは８〜１６ｍｍであり、
特に好ましくは１０〜１４ｍｍである。

合成樹脂繊維の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは０．１１〜０．６４質量部であり、
より好ましくは０．２１〜０．５３質量部であり、
さらに好ましくは０．２８〜０．４７質量部であり、
特に好ましくは０．３２〜０．４３質量部である。

合成樹脂繊維の繊維長及び含有量を上述の範囲にすることにより、モルタル中での分散性やモルタル硬化体の耐クラック性をより向上することができる。

本実施形態のポリマーセメント組成物は、用途に応じて、凝結調整剤、増粘剤、金属系膨張材、及び消泡剤等を含有してもよい。

＜ポリマーセメントモルタル＞
ポリマーセメントモルタルは、上述のポリマーセメント組成物と水とを含む。ポリマーセメントモルタルは、上述のポリマーセメント組成物と水とを配合し混練することによって調製することができる。このようにして調製されるポリマーセメントモルタルは、優れた流動性（フロー値）を有する。このため、補強構造物を形成するための型枠内への充填を円滑に行うことができる。したがって、既存建物の補強構造物用のポリマーセメントモルタルとして好適に用いることができる。ポリマーセメントモルタルを調製する際に、水粉体比（水量／ポリマーセメント組成物量）を適宜変更することによって、ポリマーセメントモルタルのフロー値を調整することができる。

水粉体比は、
好ましくは、０．１３５〜０．１８５であり、
より好ましくは、０．１４０〜０．１８０であり、
更に好ましくは、０．１４３〜０．１７７であり、
特に好ましくは、０．１４５〜０．１７５である。

本明細書におけるフロー値は、以下の手順で測定する。厚さ５ｍｍのみがき板ガラスの上に内径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒形状の塩化ビニル製パイプを配置する。このとき、塩化ビニル製パイプの一端がみがき板ガラスと接触し、他端が上向きとなるように配置する。他端側の開口からポリマーセメントモルタルを注入して、塩化ビニル製パイプ内にポリマーセメントモルタルを充填した後、塩化ビニル製パイプを垂直に引き上げる。モルタルの広がりが静止した後、互いに直交する２つの方向における直径（ｍｍ）を測定する。測定値の平均値をフロー値（ｍｍ）とする。

ポリマーセメントモルタルのフロー値は、
好ましくは、１６０〜２８０ｍｍであり、
より好ましくは、１６５〜２７０ｍｍであり、
さらに好ましくは、１７０〜２６０ｍｍである。

フロー値が上述の範囲であることにより、材料分離抵抗性及び充填性に優れたポリマーセメントモルタルを得ることができる。

＜モルタル硬化体＞
モルタル硬化体は、ポリマーセメントモルタルを硬化して形成することができる。このようにして形成されるモルタル硬化体は、既存建物の補強構造物を構成するコンクリートの柱や梁と一体化するに際し、強度発現性に優れる。このため、補強工法の工期を短縮することができる。また、高い圧縮強度を有することから、既存建物の耐震性を向上することができる。

圧縮強度とは、内径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒型枠にモルタルを充填し、２４時間後に脱型した後、所定材齢まで水中養生した試験体をＪＩＳＡ１１０８：２００６「コンクリートの圧縮試験方法」に準拠して測定される値（Ｎ／ｍｍ^２）である。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢７日において圧縮強度は、
好ましくは、６０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
より好ましくは、６１Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
さらに好ましくは、６２Ｎ／ｍｍ^２以上である。
特に好ましくは、６３Ｎ／ｍｍ^２以上である。

材齢７日で上述の圧縮強度に到達できるような強度発現性を有するモルタル硬化体を用いることによって、補強工法の工期を一層短縮することができる。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢２８日の圧縮強度は、
好ましくは、６５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
より好ましくは、７０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
さらに好ましくは、７１Ｎ／ｍｍ^２以上である。
特に好ましくは、７２Ｎ／ｍｍ^２以上である。

圧縮強度が上述の範囲であることにより、補強用のコンクリートの柱や梁と一体化した際に、一層優れた耐震性能を発揮することができる。

続いて、図１及び図２を参照して、補強梁部１０についてより詳しく説明する。補強梁部１０は、主部１０Ａと、連結部１０Ｂ，１０Ｃとを有する。主部１０Ａは、延在方向（水平方向）における梁成が略一定である。主部１０Ａの梁成は、補強交差部１１の高さよりも小さい。主部１０Ａの梁成は、３００ｍｍ〜４５０ｍｍ程度であってもよく、補強柱部９の幅よりも１００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度小さくてもよい。

連結部１０Ｂは、主部１０Ａの一端（図１において、主部１０Ａの左端）と、当該一端と対向する補強交差部１１（図１において、主部１０Ａの左隣に位置する補強交差部１１）との間に位置しており、これらを連結している。連結部１０Ｂは、主部１０Ａの一端（図１において、主部１０Ａの左端）から、当該一端と対向する補強交差部１１（図１において、主部１０Ａの左隣に位置する補強交差部１１）に向かうにつれて、大きくなっている。より具体的には、連結部１０Ｂの上部は水平方向に沿って延びているが、連結部１０Ｂの下部は水平方向に対して斜めに延びている。

連結部１０Ｃは、主部１０Ａの他端（図１において、主部１０Ａの右端）と、当該他端と対向する補強交差部１１（図１において、主部１０Ａの右隣に位置する補強交差部１１）との間に位置しており、これらを連結している。連結部１０Ｃは、主部１０Ａの他端（図１において、主部１０Ａの右端）から、当該他端と対向する補強交差部１１（図１において、主部１０Ａの右隣に位置する補強交差部１１）に向かうにつれて、大きくなっている。より具体的には、連結部１０Ｃの上部は水平方向に沿って延びているが、連結部１０Ｃの下部は水平方向に対して斜めに延びている。

連結部１０Ｂ，１０Ｃの長さは、例えば８００ｍｍ〜２５００ｍｍ程度であってもよい。連結部１０Ｂ，１０Ｃの傾きは、水平方向に対して例えば４°〜６°程度であってもよい。

本実施形態において、補強梁部１０（主部１０Ａ及び連結部１０Ｂ，１０Ｃ）は、図２に示されるように、主部ＭＰと、打ち増し部ＡＰとを有している。主部ＭＰは、補強梁部１０の本来の機能を発揮する部分である。打ち増し部ＡＰは、既存建物１の柱部４と梁部５とが同一平面上にない（面一でない）場合に、これらの段差を埋めるための部分である。

主部ＭＰ内には、その延在方向に延びる主筋１２ａと、主筋１２ａを取り囲むように主筋１２ａと接続された剪断補強筋１２ｂとで構成された鉄筋１２が配置されている。打ち増し部ＡＰ内には、その延在方向に延びる主筋１３ａと、主筋１２ａ，１３ａ同士を接続するように主部ＭＰ及び打ち増し部ＡＰの間に延びる補助配筋１３ｂとで構成された補助鉄筋１３が配置されている。すなわち、補助配筋１３ｂの一部は主部ＭＰ内に位置しており、補助配筋１３ｂの残部は打ち増し部ＡＰ内に位置している。

以上のような本実施形態では、主部１０Ａの梁成が、補強交差部１１の高さよりも小さい。そのため、既存建物１の外壁７に窓Ｗが設けられている場合に、窓Ｗからの採光が阻害され難い。従って、既存建物の窓からの採光を十分に確保することが可能となる。

加えて、本実施形態では、補強交差部１１がポリマーセメントモルタル硬化体によって構成されている。そのため、補強交差部１１は、コンクリート硬化体によって構成されている補強柱部９及び補強梁部１０よりも圧縮強度が大きい。従って、主部１０Ａの梁成を、補強交差部１１の高さよりも小さくした場合であっても、補強構造物２としての強度が十分に保持される。

さらに、本実施形態では、連結部１０Ｂの梁成が、主部１０Ａの一端から、当該一端に対向する補強交差部１１に向かうにつれて大きくなっており、連結部１０Ｃの梁成が、主部１０Ａの他端から、当該他端に対向する補強交差部１１に向かうにつれて大きくなっている。このように、連結部１０Ｂ，１０Ｃは共に、ハンチ状を呈している。そのため、補強梁部１０と補強交差部１１との接続部分の強度がより大きくなる。従って、補強構造物２としての強度がより十分に保持される。

以上より、本実施形態係る補強構造物２によれば、既存建物１を補強しつつ、既存建物１の窓Ｗからの採光を十分に確保することが可能となる。

本実施形態においては、既存建物１の外壁面Ｆ側に張り出し床部Ｂが存在しているので、補強梁部１０の配置領域が狭くなる。しかしながら、本実施形態に係る補強構造物２では、主部１０Ａの梁成が、補強交差部１１の高さよりも小さい。そのため、既存建物１の窓Ｗからの採光を十分に確保しつつ、補強梁部１０を張り出し床部Ｂの下方に配置することが可能となる。

地震等の発生によって補強構造物２に外力が付与された場合、補強梁部１０の一端に上向きの力が生じ、補強梁部１０の他端に下向きの力が生ずる。ここで、一例として、図１において補強梁部１０の左端に上向きの力が生じ、補強梁部１０の右端に下向きの力が生ずる場合を仮定する。補強柱部９ｃ，９ｄ間にある補強梁部１０ａ〜１０ｅの左端に生ずる上向きの力は、補強柱部９ｂ，９ｃ間にある補強梁部１０ａ〜１０ｅの右端に生ずる下向きの力と打ち消し合う。補強柱部９ｃ，９ｄ間にある補強梁部１０ａ〜１０ｅの右端に生ずる下向きの力は、補強柱部９ｄ，９ｅ間にある補強梁部１０ａ〜１０ｅの左端に生ずる上向きの力と打ち消し合う。補強柱部９ｂ，９ｃ間にある補強梁部１０ａ〜１０ｃの左端に生ずる上向きの力は、補強柱部９ａ，９ｂ間にある補強梁部１０ａ〜１０ｃの右端に生ずる下向きの力と打ち消し合う。補強柱部９ｄ，９ｅ間にある補強梁部１０ａ〜１０ｃの右端に生ずる下向きの力は、補強柱部９ｄ，９ｅ間にある補強梁部１０ａ〜１０ｃの左端に生ずる上向きの力と打ち消し合う。

そのため、補強構造物２が全体として凸形状（山型状）を呈する本実施形態では、補強柱部９ａ，９ｂ間にある補強梁部１０ａ〜１０ｃの左端に生ずる上向きの力は、他の力と打ち消し合わずに残存し、補強柱部９ａを支持する基礎部８に集中的に加わる。補強柱部９ｂ，９ｃ間にある補強梁部１０ｄ，１０ｅの左端に生ずる上向きの力は、他の力と打ち消し合わずに残存し、補強柱部９ｂを支持する基礎部８に集中的に加わる。補強柱部９ｄ，９ｅ間にある補強梁部１０ｄ，１０ｅの右端に生ずる下向きの力は、他の力と打ち消し合わずに残存し、補強柱部９ｅを支持する基礎部８に集中的に加わる。補強柱部９ｅ，９ｆ間にある補強梁部１０ａ〜１０ｃの右端に生ずる下向きの力は、他の力と打ち消し合わずに残存し、補強柱部９ｆを支持する基礎部８に集中的に加わる。補強柱部と補強梁部とが格子状を呈する補強構造物の場合には、補強構造物のうち水平方向における両端部において、鉛直方向に並ぶ補強梁部の数だけ基礎部に力が集中的に加わるが、本実施形態に係る補強構造物２では、基礎部８に集中する力が小さくなる。従って、補強構造物２の耐力をより高めることが可能となる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、既存建物１が張り出し床部Ｂを備えていなくてもよい。

補強構造物２のうち水平方向における両端部の高さが、補強構造物２のうち水平方向における両端部の間に位置する部分（中央部）の高さよりも低くなっていれば、補強構造物２は凸型状以外の山型状を呈していてもよい。

１…既存建物、２…補強構造物、３…補強済建物、４，４ａ〜４ｆ…柱部、５，５ａ〜５ｆ…梁部、６…交差部、９，９ａ〜９ｆ…補強柱部、１０，１０ａ〜１０ｆ…補強梁部、１０Ａ…主部、１０Ｂ，１０Ｃ…連結部、１１…補強交差部、Ｂ…張り出し床部、Ｆ…外壁面、Ｗ…窓。

Claims

柱部と、梁部と、前記柱部及び前記梁部が交差する箇所に位置する交差部とを備える既存建物を補強するための補強構造物であって、
前記既存建物の外壁面側で且つ前記柱部に対応する位置に配置され、鉄筋が埋設されたコンクリート硬化体からなる補強柱部と、
前記既存建物の外壁面側で且つ前記梁部に対応する位置に配置され、鉄筋が埋設されたコンクリート硬化体からなる補強梁部と、
前記既存建物の外壁面側で且つ前記交差部に対応する位置に配置され、前記補強柱部の端部及び前記補強梁部の端部に接続され、鉄筋が埋設されたポリマーセメントモルタル硬化体からなる補強交差部とを備え、
前記補強梁部は、
延在方向における梁成が略一定である主部と、
前記主部の一端と、前記補強交差部のうち当該一端と対向する第１の補強交差部とを連結する第１の連結部と、
前記主部の他端と、前記補強交差部のうち当該他端と対向する第２の補強交差部とを連結する第２の連結部とを有し、
前記主部の梁成は、前記補強交差部の高さよりも小さく、
前記第１の連結部の梁成は、前記主部の一端から前記第１の補強交差部に向かうにつれて大きくなっており、
前記第２の連結部の梁成は、前記主部の他端から前記第２の補強交差部に向かうにつれて大きくなっている、補強構造物。
前記既存建物は、前記梁部から外方に向けて突出する張り出し床部をさらに備え、
前記補強梁部は、前記張り出し床部の下方に位置している、請求項１に記載の補強構造物。
水平方向における両端部の高さが、水平方向における両端部の間に位置する部分の高さよりも低い、請求項１又は２に記載の補強構造物。