JP2022077934A - スリーブ開口の補強治具及び補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】建築物の非構造部材に生じた断面欠損による耐力の低下及び応力集中による破損の予防と共に、容易かつ割安な製作の実現を期待できるスリーブ開口の補強治具を提供する。【解決手段】補強治具１は、スリーブ開口Ｓに挿入される円筒部１１と、スリーブ開口Ｓの開口端Ｓａ周辺における非構造壁Ｗの表面にエポキシ樹脂製接着剤等で接着される鍔状部１２と、スリーブ開口Ｓと円筒部１１との隙間Ｇを埋めるグラウト材の注入用として円筒部の側面１１ａを貫通して設けられた注入口部１３を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、鉄筋コンクリート造の建築物に要するスリーブの設置に伴って部材に生じるスリーブ開口の補強治具及び補強方法に関する。

従来から、集合住宅等の建設において、柱や梁等の構造部材を形成するコンクリートの打設前に、既設の鉄筋に干渉しないように配管・配線用のスリーブを配置していた。これに伴い、構造部材にはスリーブによる貫通孔（以下「スリーブ開口」ともいう。）が生じることから、せん断耐力や曲げ耐力の低下に起因するひび割れ等を防ぐために、補強用の鉄筋も埋設されていた（例えば、特許文献１参照。）。

一方、上記コンクリートの打設後に、配管・配線の位置変更や追加に応じて構造部材にスリーブ開口をコア抜きして開ける場合、補強用の鉄筋を予め埋設できないことから、コンクリートと同等の剛性や強度を発現するポリマーセメントモルタル等で鉄筋を構造部材の表面から埋め込む技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この技術によれば、補強用の鉄筋を予め埋設した状態と同等の効果を期待できるものである。

特開平６－１４６４７４号公報 特開２００５－３２０６８７号公報

しかしながら、特許文献２は、構造部材向けであり、構造部材と同構造だが出入口用など大きめの開口がある壁を含む非構造部材には不向きである。すなわち、非構造部材に開け直すスリーブ開口の場所や大きさによっては、非構造部材のひび割ればかりでなく、既設の鉄筋の切断、上記鉄筋の露出、上記鉄筋からコンクリートの表面までの厚さ（かぶり厚さ）の不足等に伴う悪影響を被りやすい。

近年では、築年数の多い集合住宅において、例えば、給気口の増設、風呂の追炊き機能の増設、給湯器の交換の対応として、非構造部材の壁にスリーブ開口を開け直している。しかしながら、構造部材と非構造部材との境界に緩衝材（耐震スリット）が設けられていない集合住宅では、地震によるせん断力や曲げモーメントで非構造部材が変形しやすい分、スリーブ開口に伴う断面欠損及び応力集中への対策が必要である。

また、特許文献１及び２で開示している補強用の鉄筋は、構造が複雑なため製作しにくいばかりでなく、スリープ開口の開口端のひび割れ予防以外の効果を期待しにくいことから、費用対効果を望みにくい。すなわち、非構造部材におけるスリープ開口への対策としては、製作かつ施工しやすい構造で、スリープ開口の開口端以外も補強することで、費用対効果を向上させるべきである。

そこで、本発明の目的は、建築物の非構造部材に生じた断面欠損による耐力の低下及び応力集中による破損の予防と共に、容易かつ割安な製作及び施工の実現を期待できるスリーブ開口の補強治具及び補強方法を提供することにある。

すなわち、本発明は、建築物の非構造部材に設けられたスリーブ開口を補強する治具であって、上記スリーブ開口に挿入される円筒部と、上記スリーブ開口の開口端周辺における上記非構造部材の表面に接着される鍔状部と、上記スリーブ開口と上記円筒部との隙間を埋めるグラウト材の注入用として上記鍔状部及び／又は上記円筒部のうち上記隙間に通ずる位置に貫通して設けられた注入口部と、を備えている。

上記注入口部は、上記隙間に通ずる位置として上記円筒部の側面に設けられていることが望ましい。

上記注入口部は、上記隙間に通ずる位置として上記鍔状部における上記スリーブ開口の開口端付近に設けられていることが望ましい。

上記鍔状部は、上記円筒部の開口端の一方に一体的に設けられていることが望ましい。

上記鍔状部は、上記円筒部の開口端の一方に位置する第１鍔状部と、他方に位置する第２鍔状部とを有し、上記第１鍔状部の幅及び上記第２鍔状部は、上記第２鍔状部がない場合における上記第１鍔状部より小さいことが望ましい。

また、本発明は、上記治具を用いて建築物の非構造部材に設けられたスリーブ開口を補強する方法であって、上記円筒部を上記スリーブ開口に挿入し、上記鍔状部を上記スリーブ開口の開口端周辺における上記非構造部材の表面に接着し、上記注入口部からクラウト材を注入して上記スリーブ開口と上記円筒部との隙間を埋める。

本発明におけるスリーブ開口の補強治具及び補強方法によれば、建築物の非構造部材に生じた断面欠損による耐力の低下及び応力集中による破損の予防と共に、容易かつ割安な製作及び施工の実現を期待できる。

本発明の一実施形態における補強治具を非構造壁に取り付ける前後の状態を示す図である。 上記補強治具を非構造壁に取り付ける流れを示す図である。 本発明の一実施形態における別の補強治具を非構造壁に取り付ける状態を示す図である。 本発明の一実施形態におけるまた別の補強治具を（ａ）非構造壁に取り付ける前の状態を示す図、（ｂ）非構造壁に取り付ける状態を示す図である。

以下、図１～図４を参照しつつ、本発明の実施形態におけるスリーブ開口の補強治具及び補強方法について説明する。これらの図において、複数個存在する同一の部位については、一つの部位のみに符番した部分もある。説明の便宜上、所定の部位やこの部位の引き出し線をかくれ線（破線）や想像線（二点鎖線）で示し、断面をハッチングで示した部分もある。

＜本補強治具の前提＞
図１は、本発明の実施形態における建築物の非構造部材に設けられたスリーブ開口の補強治具１（以下「本補強治具１」ともいう。）である。「建築物」とは、例えば、集合住宅の居室であり、非構造部材を備えていればいずれでもよく、耐震スリットを備えていてもいなくてもよいが、備えていない場合に所望の効果を期待しやすい。

「非構造部材」とは、例えば、天井材、床材、間仕切壁・ＡＬＣ（Autoclaved Light Weight concrete：軽量気泡コンクリート）製の外壁・ＥＰＣ（Extruded Cement Panel：押出成形セメント板）製の外壁、出入口用など大きめの開口がある鉄筋コンクリート製の外壁といった非構造壁であり、柱・大梁・小梁・床スラブといった構造部材以外である。「スリーブ開口」は、５０ｍｍ～２００ｍｍの開口径であり、目的によってはこの範囲外でもよく、長さ・開口方法を限定しない。

＜本補強治具の概要＞
図１に示すとおり、本補強治具１は、スリーブ開口Ｓに挿入される円筒部１１と、スリーブ開口Ｓの開口端Ｓａ周辺における非構造壁Ｗの表面にエポキシ樹脂製接着剤等で接着される鍔状部１２と、スリーブ開口Ｓと円筒部１１との隙間Ｇを埋めるグラウト材の注入用として鍔状部１２及び／又は円筒部１１のうち隙間Ｇに通ずる位置に貫通して設けられた注入口部１３及び付番しない空気口を備え、具体的に、注入口部１３は、隙間Ｇに通ずる位置として円筒部１１の側面１１ａに設けられている。

この構成によれば、円筒部１１及び鍔状部１２によりスリーブ開口Ｓ全体に伴う断面欠損及び応力集中への対策となる。すなわち、円筒部１１及び隙間Ｇで硬化したグラウト材が、スリーブ開口Ｓの内側から非構造壁Ｗを支持するため、非構造壁Ｗの変形を予防するのみならず、既設の鉄筋の切断やかぶり厚さの不足による耐力の低下、切断により露出した鉄筋の腐食の予防等の対策も兼ねる効果を期待できる。また、鍔状部１２が、スリーブ開口Ｓの開口端Ｓａ周辺における非構造壁Ｗの表面の変形に追従するため、ひび割れを回避する効果も期待できる。さらに、注入口部１３を介して円筒部１１の内側からグラウト材を注入できるため、施工時間の短縮効果も期待できる。

ここで、鍔状部１２は、円筒部１１に対して着脱自在な別体でもよいが、円筒部１１の開口端１１ｂの一方に溶接又は成型により一体的に設けられていると、治具として扱いやすく、スリーブ開口Ｓに円筒部１１を挿入するだけで鍔状部１２を位置決めでき、施工時間のさらなる短縮を期待できる。

＜本補強治具の詳細＞
円筒部１１及び鍔状部１２は、鋼製でもよく、所望の効果を得られれば素材を限定しない。円筒部１１は、スリーブであっても、スリーブとは別の部材であってもよい。円筒部１１は、スリーブ開口Ｓの長さと同じか、スリーブ開口Ｓの長さより鍔状部１２の厚み分長くてもよく、所望の効果を得られれば長さや厚み等の寸法を限定しない。

鍔状部１２は、スリーブ開口Ｓ又は円筒部１１の開口径と同等の開口を伴うドーナツ状の板材であり、平面視で円形状、楕円形状、又は矩形状でもよく、円筒部１１に対して直交するように突出していて所望の効果を得られれば形状・長さや厚み等の寸法を限定しない。

注入口部１３は、グラウト材の注入量や注入機器のノズル径に応じた開口径であり、所望の効果を得られれば形状・数・場所・寸法を限定しない。付番しない空気口は、注入口部１３とは異なる仕様でも同等の仕様でもよく、注入口部１３を空気口として兼用してもよい。

スリーブ開口Ｓと円筒部１１の側面１１ａとの隙間は、３ｍｍ～５ｍｍであり、換言すると、円筒部１１の外径は、スリーブ開口Ｓの開口径より３ｍｍ～５ｍｍより小さく、３ｍｍを下回ると露出した鉄筋を含むスリーブ開口Ｓの内側面からの突起物により円筒部１１を挿入しにくく、５ｍｍを上回るとグラウト材の注入量が多過ぎてしまうが、スリーブ開口Ｓの大きさによっては５ｍｍを上回ってもよい。

グラウト材は、給湯熱の影響及び露出した鉄筋へのアルカリ性付与のため、好ましくは樹脂ではないセメント系であり、上記鉄筋の腐食を防止する効果を期待でき、所望の効果を得られれば成分・量を限定しない。

＜本補強方法の流れ＞
図２は、図１に示す本補強治具１を用いて建築物の非構造部材に設けられたスリーブ開口の補強方法（以下「本補強方法」ともいう。）の流れを示し、本補強治具１及び非構造壁Ｗを断面で表している。

まず、図２（ａ）に示すとおり、本補強治具１の円筒部１１のうち、鍔状部１２が設けられていない円筒部１１の開口端側を、非構造壁Ｗをコア抜きしたスリープ開口Ｓに挿入する。このとき、スリープ開口Ｓの内側面から、コア抜き時に切断された図示しない既設の鉄筋の切れ端が露出していてもよく、円筒部１１を挿入できない長さで露出している場合、円筒部１１の挿入前に上記切れ端を切断したり研削したりしてもよい。

次に、図２（ｂ）に示すとおり、鍔状部１２をスリーブ開口Ｓの開口端Ｓａ周辺における非構造壁Ｗの表面に図示しないエポキシ樹脂製接着剤で接着する。このとき、円筒部１１をスリープ開口Ｓの内側面に載置した状態でもよく、換言すると、スリープ開口Ｓと円筒部１１との隙間が周方向の全周かつ均等の幅ではない状態でもよく、所望の効果を得られる限り本補強治具１の縦方向の位置を限定しない。鍔状部１２をポリマーセメントモルタル等で埋め込んで見えないようにしてもよい。

そして、図２（ｃ）に示すとおり、注入口部１３，１３からグラウト材を低圧注入してスリーブ開口Ｓと円筒部１１との隙間Ｇを埋める。グラウト材は、スリープ開口Ｓに対する円筒部１１に応じた隙間Ｇに充填してもよく、換言すると、スリープ開口Ｓ及び円筒部１１の周方向の一部で分厚くなってもよい。注入口部１３が２つ以上ある場合、隙間Ｇに空洞が残存しないように、各々から少量ずつグラウト材を注入してもよい。空気だまりを生じさせないように、円筒部１１の下部に注入口部１３、上部に空気口を配置してもよい。

この方法によれば、非構造壁Ｗをコア抜きしてスリープ開口Ｓを開ける作業の開始から、本補強治具１を非構造壁Ｗに取り付けて隙間Ｇにグラウト材を注入する作業の終了まで、１日施工で行える効果を期待できる。すなわち、補強治具の製作及び取り扱い、並びに上記作業の内容は複雑でないことから、熟練者以外でも容易に施工できるため、作業者の割り振りもしやすい。また、上記作業は、建築物の屋内側からも屋外側からも行え、屋内側から行えば非構造壁の屋外側の塗膜除去を省力化できたり、補強治具が非構造壁の屋外側から露出したりしないようにできる。

次に、図３及び図４を参照しつつ、本発明の一実施形態における別の補強治具について、図１及び図２に示す内容と相違する部分のみ説明し、同等の部分の説明を省略する。図１及び図２で示した部品又は部位と関連するものは、参照を容易にするため、図３及び図４では図１及び図２において一律１００又は２００を加えた番号にしている。

図３に示す補強治具１０１における鍔状部１１２は、円筒部１１１の開口端の一方に位置する第１鍔状部１１２ａと、他方に位置する第２鍔状部１１２ｂとを有し、第１鍔状部１１２ａ及び第２鍔状部１１２ｂは、第２鍔状部１１２ｂがない場合における第１鍔状部１１２ａより小さい。円筒部１１１に対して、第１鍔状部１１２ａは一体的に設けられていても別体であってもよく、第２鍔状部１１２ｂは別体であってもよい。

この構成によれば、鍔状部１１２が非構造壁の両面にある場合は、片面のみにある場合と比べて小さいサイズでも非構造壁Ｗの変形に対する追従性を確保しやすく、換言すると、片面のみにある場合は、両面にある場合と比べて大きいサイズにしなければ、上記追従性を確保しにくい。

非構造壁の変形追従性能目標率は、鍔状部１１２が両面にある場合の鍔状部１１２の幅と片面にある場合の鍔状部１１２の幅とで異なる。「変形追従性能」とは、破断しないように非構造壁が変形して外力に追従する能力を示し、非構造壁にスリーブ開口がない状態における変形追従性能目標率を１００％とする。すなわち、変形追従性能目標率が低いほど、非構造壁の変形が外力に追従し切れずに破断しやすいことを意味する。「鍔状部の幅」は、鍔状部１１２の半径から中央にある開口の半径を引いた寸法を意味する。

鍔状部１１２が非構造壁の両面にある場合、片面のみにある場合と比べて約２／３の幅又はこれより小さい幅でも、変形追従性能目標率を概ね８５％～１００％に確保する効果を期待でき、一方、片面のみにある場合と比べて約２／３より大きい幅又は略同等の幅でも、変形追従性能目標率を概ね８０～８５％に確保する効果を期待できる。

図４（ａ）に示すように、本補強治具２０１の注入口部２１３は、隙間Ｇに通ずる位置として鍔状部２１２の開口縁２１２ａ付近に設けられており、換言すると、円筒部２１１の側面２１１ａより外側に位置するように設けられている。注入口部２１３は、平面視で円形状でも半円形状でもよい。注入口部２１３は、鍔状部２１２の下側に配置されているが、上側でも左右側でもよく、１つでも２つ以上でもよく、上側を付番しない空気口としてもよい。

図４（ｂ）に示すように、注入口部２１３からグラウト材を低圧注入してスリーブ開口Ｓと円筒部２１１との隙間Ｇを埋め、上側の空気口から脱気して空気だまりを回避してもよい。

Ｗ 非構造壁
Ｓ スリープ開口
Ｓａ スリーブ開口の開口端
Ｇ 隙間
１、１０１、２０１ 補強治具
１１、１１１、２１１ 円筒部
１１ａ、２１１ａ 円筒部の側面
１２、１１２、２１２ 鍔状部
２１２ａ 鍔状部の開口縁
１３ 注入口部

Claims (6)

1. 建築物の非構造部材に設けられたスリーブ開口を補強する治具であって、
   前記スリーブ開口に挿入される円筒部と、
   前記スリーブ開口の開口端周辺における前記非構造部材の表面に接着される鍔状部と、
   前記スリーブ開口と前記円筒部との隙間を埋めるグラウト材の注入用として前記鍔状部及び／又は前記円筒部のうち前記隙間に通ずる位置に貫通して設けられた注入口部と、を備えている
   ことを特徴とするスリーブ開口の補強治具。
2. 前記注入口部は、前記隙間に通ずる位置として前記円筒部の側面に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のスリーブ開口の補強治具。
3. 前記注入口部は、前記隙間に通ずる位置として前記鍔状部の開口縁付近に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のスリーブ開口の補強治具。
4. 前記鍔状部は、前記円筒部の開口端の一方に一体的に設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスリーブ開口の補強治具。
5. 前記鍔状部は、前記円筒部の開口端の一方に位置する第１鍔状部と、他方に位置する第２鍔状部とを有し、
   前記第１鍔状部及び前記第２鍔状部は、前記第２鍔状部がない場合における前記第１鍔状部より小さい
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスリーブ開口の補強治具。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の補強治具を用いて建築物の非構造部材に設けられたスリーブ開口を補強する方法であって、
   前記円筒部を前記スリーブ開口に挿入し、
   前記鍔状部を前記スリーブ開口の開口端周辺における前記非構造部材の表面に接着し、
   前記注入口部からクラウト材を注入して前記スリーブ開口と前記円筒部との隙間を埋める
   ことを含むスリーブ開口の補強方法。

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