JP2021110208A - 既設壁の補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既設壁の外観を変更することなく既設壁を容易に補強することができる既設壁の補強方法を提供する。【解決手段】既設壁の補強方法は、柱１４Ａ、１４Ｂ及び梁１６Ａ、１６Ｂによって構成された架構１８内に構築された既設壁１０において、既設壁１０と柱１４Ａ、１４Ｂとの間、又は既設壁１０と梁１６Ａ、１６Ｂとの間に空間２０を形成する空間形成工程と、空間２０にジャッキ２２を設置するジャッキ設置工程と、ジャッキ２２によって既設壁１０を柱１４Ａ、１４Ｂ又は梁１６Ａ、１６Ｂから離間する方向に押圧することで、既設壁１０にプレストレスを付与した状態で既設壁１０を架構１８内に固定するプレストレス付与工程と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、既設壁の補強方法に関する。

柱及び梁によって構成された架構内に構築された既設壁を補強する方法として、例えば、既設壁に補強材を取付けることによって既設壁を外側から補強する方法や、緊張されたＰＣ鋼棒を既設壁内に挿入することによって既設壁にプレストレスを付与する方法等が知られている。

例えば特許文献１には、架構内に構築された既設壁（既存壁）の壁面を補強壁で覆うとともに、補強壁を柱及び梁に支持させることにより、既設壁（既存壁）を補強する補強構造が開示されている。

特開２００８−６３７５４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように、補強壁等の補強材によって既設壁を外側から補強する場合、既存の内外仕上げの変更が必要となる。また、既設壁内にＰＣ鋼棒を挿入して既設壁にプレストレスを付与する場合、梁に配筋された梁主筋等を避けながらＰＣ鋼棒を挿入するための複数の孔を梁及び既設壁に形成する必要があるため、作業が容易ではなかった。

本発明は上記事実に鑑み、既設壁の外観を変更することなく既設壁を容易に補強することができる既設壁の補強方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の既設壁の補強方法は、柱及び梁によって構成された架構内に構築された既設壁において、前記既設壁と前記柱との間、又は前記既設壁と前記梁との間に空間を形成する空間形成工程と、前記空間にジャッキを設置するジャッキ設置工程と、前記ジャッキによって前記既設壁を前記柱又は前記梁から離間する方向に押圧することで、前記既設壁にプレストレスを付与した状態で前記既設壁を前記架構内に固定するプレストレス付与工程と、を有する。

上記構成によれば、既設壁と柱との間、又は既設壁と梁との間に形成された空間に設置されたジャッキによって、既設壁を柱又は梁から離間する方向に押圧することで、プレストレスを付与した状態で既設壁を架構内に固定する。これにより、既設壁を外側から補強する方法や、既設壁内にＰＣ鋼棒を挿入して既設壁にプレストレスを付与する方法等と比較して、既設壁の外観を変更することなく既設壁を容易に補強することができる。

請求項２に記載の既設壁の補強方法は、請求項１に記載の既設壁の補強方法であって、前記既設壁は、複数の壁構造材を組み上げて形成した組積造壁であり、前記空間は、前記組積造壁を構成する複数の前記壁構造材の一部を抜き取ることによって形成される。

上記構成によれば、既設壁が、複数の壁構造材を組み上げて形成した組積造壁であるため、壁構造材の一部を抜き取ることによって既設壁に空間を容易に形成することができる。

請求項３に記載の既設壁の補強方法は、請求項１又は２に記載の既設壁の補強方法であって、前記プレストレス付与工程の前に、前記柱又は前記梁の少なくとも一方を補強する補強工程を有する。

上記構成によれば、柱又は梁の少なくとも一方を補強した後で、既設壁にプレストレスを付与することで、付与されたプレストレスによって柱又は梁が曲げ破壊することを抑制することができる。

本発明に係る既設壁の補強方法によれば、既設壁の外観を変更することなく既設壁を容易に補強することができる。

実施形態の一例に係る既設壁の補強方法によって補強された既設壁を示す斜視図である。 （Ａ）は実施形態の一例に係る既設壁の補強方法におけるジャッキの膨張前の状態を示す正面図であり、（Ｂ）はジャッキの膨張後の状態を示す正面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、実施形態の一例に係る既設壁の補強方法の手順を示す正面図（その１）である。 （Ａ）、（Ｂ）は、実施形態の一例に係る既設壁の補強方法の手順を示す正面図（その２）である。 実施形態の一例に係る既設壁の補強方法の手順を示す正面図（その３）である。 変形例に係る既設壁の補強方法によって補強された既設壁を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は既設壁の補強方法の変形例を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態の一例に係る既設壁の補強方法について、図１〜図７を用いて説明する。なお、図中において、矢印Ｘは既設壁の幅方向（水平方向）、矢印Ｙは既設壁の厚さ方向（水平方向）、矢印Ｚは既設壁の高さ方向（鉛直方向）を指す。

（既設壁の構成）
まず、本実施形態に係る既設壁の補強方法によって補強された既設壁１０について説明する。

図１に示すように、既設壁１０は、壁構造材としての複数のレンガブロック１２を組み上げて形成した組積造壁であり、一対の柱１４Ａ、１４Ｂと一対の梁１６Ａ、１６Ｂとによって構成された架構１８内に構築されている。なお、本実施形態では、架構１８を構成する柱１４Ａ、１４Ｂ及び梁１６Ａ、１６Ｂは、一例として鉄筋コンクリート造とされているが、鉄骨造等であってもよい。また、レンガブロック１２は、架構１８の厚さに合わせて既設壁１０の厚さ方向にも複数列配置されている。

また、既設壁１０と上側の梁１６Ａとの間には、複数（本実施形態では４つ）の空間２０が形成されている。本実施形態では、空間２０は、既設壁１０の上端部に組み上げられたレンガブロック１２の一部を厚さ方向（矢印Ｙ方向）に抜き取ることによって構成されており、既設壁１０の上面において既設壁１０の幅方向（矢印Ｘ方向）にそれぞれ所定の間隔をあけて設けられている。

また、各空間２０には、ジャッキ２２がそれぞれ設置されている。図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、ジャッキ２２は、厚さ（高さ）が３０ｍｍ程度の円盤形状のフラットジャッキであり、外縁部に半円形の凹部を有する一対の軟鋼板２４Ａからなるジャッキ本体２４を備えている。また、ジャッキ本体２４の両面には、鋼製の補強材２６Ａで補強された支圧板２６がそれぞれ接合されている。

ジャッキ本体２４を構成する一対の軟鋼板２４Ａは、互いに対向配置されているとともに外縁部の外周同士が溶接されており、一対の軟鋼板２４Ａの間には中空部２８が形成されている。また、軟鋼板２４Ａの外縁部の外周には、硬化性を有するエポキシ樹脂やセメントグラウト等の注入材３０（図２（Ｂ）参照）を中空部２８に注入するための注入管３２及び図示しない排出管が接続されている。

一対の軟鋼板２４Ａの中空部２８に注入管３２を介して注入材３０を高圧で注入し、軟鋼板２４Ａに液圧をかけることで、一対の軟鋼板２４Ａが互いに離間する方向（高さ方向）に塑性変形する。これにより、図２（Ｂ）に示すように、ジャッキ２２が高さ方向（矢印Ｚ方向）に膨張して揚力が発生する。

図１に示すように、ジャッキ２２は、空間２０内において膨張した状態で保持されており、既設壁１０を梁１６Ａから離間する方向に押圧している。また、空間２０の厚さ方向（矢印Ｙ方向）の両端部は、レンガブロック１２より厚さが薄いレンガ板３４によってそれぞれ塞がれており、空間２０内におけるジャッキ２２の周囲には、グラウトやモルタル等の充填材３６が充填されている。これにより、既設壁１０が、ジャッキ２２によってプレストレスが付与された状態で架構１８内に固定されている。

（施工手順）
次に、本実施形態の既設壁の補強方法の施工手順について説明する。本実施形態の既設壁の補強方法は、空間形成工程と、ジャッキ設置工程と、プレストレス付与工程と、を有している。

図３（Ａ）に示すように、補強前の既設壁１０は、複数のレンガブロック１２を組み上げることによって構成されており、架構１８内に設けられている。この状態では、既設壁１０には、プレストレスは付与されていない。

まず、空間形成工程では、図３（Ｂ）に示すように、既設壁１０の上端部に組み上げられたレンガブロック１２の一部を抜き取ることにより、既設壁１０と上側の梁１６Ａとの間に複数の空間２０を形成する。

次に、ジャッキ設置工程では、図４（Ａ）に示すように、空間形成工程において形成された各空間２０に、ジャッキ２２をそれぞれ設置する。このとき、各ジャッキ２２は、図２（Ａ）に示すように、一対の軟鋼板２４Ａの中空部２８に注入材３０（図２（Ｂ）参照）が注入されていない膨張前（揚力発生前）の状態となっている。また、空間２０内において、ジャッキ２２は、図示しない鉄板等のスペーサによって高さが適宜調整されている。

次に、プレストレス付与工程では、図４（Ｂ）に示すように、各空間２０に設置された各ジャッキ２２を膨張させる。具体的には、各ジャッキ２２の注入管３２（図２（Ａ）参照）に、図示しない連動配管を介して図示しない供給装置を連結する。そして、供給装置から各ジャッキ２２へ連動配管を介して注入材３０を高圧で同時に供給することで、各ジャッキ２２を同時に膨張させる。

すなわち、図２（Ｂ）に示すように、一対の軟鋼板２４Ａの中空部２８に注入材３０を注入することで、軟鋼板２４Ａ同士を離間させる。なお、ジャッキ２２は、中空部２８に注入された注入材３０が硬化することにより、膨張した状態で空間２０内に保持される。

これにより、ジャッキ２２の上面が上側の梁１６Ａの下面に当接し、ジャッキ２２は、梁１６Ａの下面を反力支点として既設壁１０を梁１６Ａから離間する方向、すなわち鉛直方向下向きに押圧する。これにより、既設壁１０にプレストレスが付与される。

具体的には、図４（Ｂ）に示すように、ジャッキ２２による押圧力Ｎは、鉛直方向下向きに入力される。この押圧力Ｎがレンガブロック１２間を伝わることにより、既設壁１０内には、ジャッキ２２から放射状に圧縮応力の高い領域（いわゆる圧縮ストラット）が形成される。これにより、少なくとも既設壁１０の高さ方向の略中央部（中央線Ｍ）において、既設壁１０の幅方向の全長にわたってプレストレスが付与される。

その後、図５に示すように、空間２０の厚さ方向の両側面をレンガ板３４で覆うとともに、図１に示すように、空間２０内に充填材３６を充填することによって空間２０を塞ぐ。これにより、プレストレスが付与された状態で既設壁１０を架構１８内に固定する。

上記の手順によって、架構１８内に構築された既設壁１０にプレストレスを付与することができ、既設壁１０を補強することができる。なお、上記の手順は一例であり、他の手順が含まれていても構わない。

例えば、上記手順では、架構１８を構成する柱１４Ａ、１４Ｂ及び梁１６Ａ、１６Ｂを補強することなく既設壁１０にプレストレスを付与していた。しかし、既設壁１０にプレストレスを付与する前に、反力支点となる上側の梁１６Ａを補強する構成としてもよい。

すなわち、プレストレス付与工程の前に、梁１６Ａを補強する補強工程を設けてもよい。具体的には、図６に示すように、例えば鋼板等からなる補強プレート３８を、図示しないアンカー等によって梁１６Ａの両側面に全長にわたって接合する構成としてもよい。

特に、上面又は下面の一方のみに押圧力Ｎが作用する最上階の梁、又は最下階の梁（基礎梁）は、上面及び下面の両面に押圧力Ｎが作用する中間階の梁に比べて、曲げ破壊が生じ易い。このため、既設壁１０にプレストレスを付与する際に、少なくとも最上階の梁及び最下階の梁（基礎梁）を補強プレート３８によって補強することが好ましい。

（作用効果）
本実施形態の既設壁の補強方法によれば、既設壁１０と梁１６Ａとの間に空間２０を形成し、空間２０に設置されたジャッキ２２によって、既設壁１０を梁１６Ａから離間する方向に押圧することで、プレストレスを付与した状態で既設壁１０を架構１８内に固定することができる。

これにより、既設壁１０を外側から補強する方法や、既設壁１０内にＰＣ鋼棒を挿入して既設壁１０にプレストレスを付与する方法等と比較して、既設壁１０の外観を変更することなく既設壁１０を容易に補強することができ、既設壁１０の面外破壊に対する抵抗力を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、既設壁１０が複数のレンガブロック１２を組み上げて形成した組積造壁であり、レンガブロック１２の一部を抜き取ることによって既設壁１０に空間２０を形成している。このように、レンガブロック１２の一部を抜き取ることで空間２０を形成することができるため、既設壁１０が組積造壁ではない１枚壁等である場合と比較して、既設壁１０に空間２０を容易に形成することができる。

特に、本実施形態では、ジャッキ２２として、厚さの薄いフラットジャッキを用いている。このため、油圧ジャッキ等の他のジャッキを用いる場合と比較して、抜き取るレンガブロック１２の数を減らすことができ、既設壁１０に空間２０をより容易に形成することができる。

また、本実施形態では、既設壁１０にプレストレスを付与した後に、レンガ板３４によって空間２０の両側面を覆っている。このため、既設壁１０を正面視した際に、ジャッキ２２が露出することがなく、補強することによって既設壁１０の美観が損なわれることを抑制することができる。

また、本実施形態では、既設壁１０の上端部に組み上げられたレンガブロック１２を抜き取ることで、空間２０を形成している。このため、既設壁１０の下端部や中間部のレンガブロック１２を抜き取る構成と比較して、組み上げられたレンガブロック１２が崩れる虞を低減することができ、レンガブロック１２を容易に抜き取ることができる。また、上側の梁１６Ａの下面を削って空間２０を形成する構成と比較して、梁１６Ａが断面欠損する虞や梁１６Ａに配筋された梁主筋が切断される虞等を無くすことができる。

また、本実施形態では、複数のジャッキ２２が、少なくとも既設壁１０の高さ方向の略中央部において、既設壁１０の幅方向の全長にわたって押圧力Ｎが伝わる間隔で設置されている。これにより、外力が加わった場合に最も面外方向へ変形し易い既設壁１０の中央部に確実にプレストレスを付与することができる。

また、本実施形態では、図示しない連動配管を介して複数のジャッキ２２に同時に注入材３０を注入し、複数のジャッキ２２を同時に膨張させている。このように、複数のジャッキ２２によって既設壁１０を同時に押圧することで、各ジャッキ２２によるプレストレスを既設壁１０に均一に付与することができる。

さらに、本実施形態では、プレストレス付与工程の前に補強工程を設ける構成とすることで、梁１６Ａを補強した後で既設壁１０にプレストレスを付与することができ、付与されたプレストレスによって梁１６Ａが曲げ破壊することを抑制することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明について実施形態の一例を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。

例えば、上記の実施形態では、既設壁１０の上端部に組み上げられたレンガブロック１２を抜き取ることにより、ジャッキ２２を設置するための空間２０を既設壁１０の上面に形成していたが、空間２０を形成する位置は既設壁１０の上面には限らない。

例えば図７（Ａ）に変形例として示すように、既設壁１０の下端部に組み上げられたレンガブロック１２を抜き取ることによって既設壁１０の下面に空間２０を形成し、この空間２０にジャッキ２２を設置する構成としてもよい。この場合、既設壁１０にプレストレスを付与する際に反力支点となる下側の梁１６Ｂを、補強プレート３８（図６参照）によって補強することが好ましい。

また、例えば図７（Ｂ）に変形例として示すように、既設壁１０の側端部に組み上げられたレンガブロック１２を抜き取ることによって既設壁１０の側面に空間２０を形成し、この空間２０にジャッキ２２を設置する構成としてもよい。この場合、既設壁１０にプレストレスを付与する際に反力支点となる柱１４Ａを、補強プレート３８（図６参照）によって補強することが好ましい。

上記の変形例によれば、実施形態と比較してレンガブロック１２を抜き取る際の作業効率は低下するが、実施形態と同様に既設壁１０の外観を変更することなく既設壁１０を容易に補強することができる。さらに、図示を省略するが、既設壁１０側ではなく、架構１８を構成する柱１４Ａ、１４Ｂ側、又は梁１６Ａ、１６Ｂ側に空間２０を形成する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、既設壁１０が壁構造材の一例としてのレンガブロック１２によって構成されていたが、壁構造材はレンガブロック１２には限らず、コンクリートブロックや木質ブロック等であってもよい。さらに、既設壁１０は、必ずしも複数の壁構造材によって構成されている必要はなく、例えばコンクリート造の１枚壁等であってもよい。

また、上記実施形態では、ジャッキ２２としてフラットジャッキを用いていたが、フラットジャッキではなく油圧ジャッキ等を用いる構成としてもよい。フラットジャッキより大型の（厚さの厚い）ジャッキを用いる場合には、抜き取るレンガブロック１２の数を増やすことで、ジャッキ２２に合わせた大きさの空間２０を既設壁１０に形成することができる。

また、上記実施形態では、補強プレート３８によって柱１４Ａ、１４Ｂや梁１６Ａ、１６Ｂを補強していたが、柱１４Ａ、１４Ｂや梁１６Ａ、１６Ｂの補強方法は実施形態には限らない。例えば柱及び梁が鉄筋コンクリート造の場合には、コンクリートを増打ちすることによって柱及び梁を補強してもよく、柱及び梁が鉄骨造の場合には、複数のリブを接合することによって柱及び梁を補強してもよい。

１０ 既設壁
１２ レンガブロック（壁構造材の一例）
１４Ａ、１４Ｂ 柱
１６Ａ、１６Ｂ 梁
１８ 架構
２０ 空間
２２ ジャッキ

Claims (3)

1. 柱及び梁によって構成された架構内に構築された既設壁において、前記既設壁と前記柱との間、又は前記既設壁と前記梁との間に空間を形成する空間形成工程と、
   前記空間にジャッキを設置するジャッキ設置工程と、
   前記ジャッキによって前記既設壁を前記柱又は前記梁から離間する方向に押圧することで、前記既設壁にプレストレスを付与した状態で前記既設壁を前記架構内に固定するプレストレス付与工程と、
   を有する既設壁の補強方法。
2. 前記既設壁は、複数の壁構造材を組み上げて形成した組積造壁であり、
   前記空間は、前記組積造壁を構成する複数の前記壁構造材の一部を抜き取ることによって形成される、
   請求項１に記載の既設壁の補強方法。
3. 前記プレストレス付与工程の前に、前記柱又は前記梁の少なくとも一方を補強する補強工程を有する、請求項１又は２に記載の既設壁の補強方法。

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