JP3130451U - 布基礎補強用ｆｒｐ格子材 - Google Patents

Abstract

【課題】小型軽量で施工が容易であり、かつ、地盤掘削が不要であって、隣家との境界が狭かったり、室内側での狭隘箇所においても施工が可能な、木造住宅のための布基礎補強用ＦＲＰ格子材を提供する。
【解決手段】布基礎補強用ＦＲＰ格子材１００は、格子状に配置された主筋１０１と配力筋１０２とを有し、木造住宅用布基礎１の立上り３の垂直壁面３ａに設置して木造住宅用布基礎１を補強する。主筋１０１は、木造住宅用布基礎１の立上り３の垂直壁面３ａに沿って水平に配置し、且つ、上方より下方へと互いに離間して設置され、主筋１０１間の間隔は、垂直壁面の上方領域及び下方領域において、垂直壁面３ａの中央部領域より狭くされ、配力筋１０２は、木造住宅用布基礎１の立上り３の垂直壁面３ａに沿って主筋１０１と交差するように垂直に配置し、主筋１０１の長手方向に等間隔にて互いに平行に配置される。
【選択図】図１

Description

本考案は、繊維強化樹脂にて作製され、格子状に配置された主筋と配力筋とを有し、木造住宅用布基礎の立上りの垂直壁面に設置して木造住宅用布基礎を補強するためのＦＲＰ格子材に関するものである。

現在、建築基準法改正（１９８１年）以前に建てられた木造住宅も多く存在している。大地震が発生する可能性が高いと言われる中で、住宅の補強や、使い易くするためのリフォームが注目されている。

補強に関しては、上部構造に関しては様々な工法が提案されている。又、コンクリート構造物に関しては、繊維強化樹脂を使用した補強方法が種々提案され、又、実際に施工されている（例えば、特許文献１、２参照）。

しかし、木造住宅用の基礎については、適用可能で効果的な工法が少ないのが現状である。

木造住宅の基礎としては、布基礎が一般的であり、従来、布基礎の補強方法としては、図６（ａ）、（ｂ）に示す方法が提案されている。

つまり、図６（ａ）に示すように、既設の鉄筋のない基礎や弱い基礎の場合は、古い布基礎１の底板２を利用して、建物内部にベタ基礎１０を設け、古い基礎１の立上り（布部）３を利用して接着系アンカーで鉄筋を出し、既設の古い基礎１と新しい基礎１０とを一体化させることが行われている。

また、他の方法は、図６（ｂ）に示すように、既設の布基礎１の底板２の外側部分を除去し、建物の外側に新しい布基礎２０を設け、古い基礎１の底板２及び立上り３を利用して既設の古い基礎１と新しい基礎２０とを一体化させることが行われている。
特開平３−２２４９０１号公報 特開２００２−３８６５５号公報

しかしながら、従来の上記布基礎の補強工法は、地盤掘削、配筋、型枠設置、コンクリート打設などのために、図６（ａ）、（ｂ）に示す補強方法では、畳、床を始め、室内を撤去しなければならない。

また、図６（ｂ）に示す補強方法では、隣家との境界に十分なスペースが確保ができない場合には施工が困難である。更に、この補強方法では、布基礎の立上り面の拡幅により、既存の壁面よりも外側に大きく張り出すため、ガス、水道の配管、雨樋、エアコン室外機などの移設が必要とされる。

従って、従来の補強方法では、施工が不可能か、或いは、著しく不自由となることがあり、又、工期が長くなり、コストがかかると言った問題があった。そのために、布基礎補強方法は、普及しなかった。

そこで、本考案の目的は、小型軽量で施工が容易であり、かつ、地盤掘削が不要であって、隣家との境界が狭かったり、室内側での狭隘箇所においても施工が可能な、木造住宅のための布基礎補強用ＦＲＰ格子材を提供することである。

本考案の他の目的は、外側においても仕上がり面が既存の壁面と同じ面に収まり、ガス、水道の配管、雨樋、エアコン室外機などの移設が不要な、木造住宅のための布基礎補強用ＦＲＰ格子材を提供することである。

又、本考案の目的は、殆どの施工が手作業のみで可能であり、しかも、工期が短くて済む、木造住宅のための布基礎補強用ＦＲＰ格子材を提供することである。

上記目的は本考案に係る布基礎補強用ＦＲＰ格子材にて達成される。要約すれば、本考案は、繊維強化樹脂にて作製され、格子状に配置された主筋と配力筋とを有し、木造住宅用布基礎の立上りの垂直壁面に設置して木造住宅用布基礎を補強するためのＦＲＰ格子材であって、
前記主筋は、前記木造住宅用布基礎の立上りの前記垂直壁面に沿って水平に配置し、且つ、上方より下方へと互いに離間して設置され、前記主筋間の間隔は、前記垂直壁面の上方領域及び下方領域において、前記垂直壁面の中央部領域より狭くされ、
前記配力筋は、前記木造住宅用布基礎の立上りの前記垂直壁面に沿って前記主筋と交差するように垂直に配置し、前記主筋の長手方向に等間隔にて互いに平行に配置される、
ことを特徴とする布基礎補強用ＦＲＰ格子材である。

本考案の一実施態様によると、前記垂直壁面の前記上方領域及び下方領域の前記主筋間の間隔は２０ｍｍ〜５０ｍｍとし、前記中央部領域の前記主筋間の間隔は、５０ｍｍ〜２００ｍｍであり、
前記垂直壁面の長手方向に沿った前記配力筋間の間隔は５０ｍｍ〜１００ｍｍである。

本考案の他の実施態様によると、前記主筋及び前記配力筋は、強化繊維を一方向に並べてマトリックス樹脂を含浸させた帯状強化繊維を複数積層して形成される。

本考案の他の実施態様によると、前記主筋の前記強化繊維は炭素繊維であり、前記配力筋の強化繊維はガラス繊維である。

本考案の他の実施態様によると、前記マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含む。

本考案によれば、
（１）小型軽量で施工が容易であり、かつ、地盤掘削が不要であって、隣家との境界が狭かったり、室内側での狭隘箇所においても施工が可能である。
（２）外側においても仕上がり面が既存の壁面と同じ面に収まり、ガス、水道の配管、雨樋、エアコン室外機などの移設が不要である。
（３）殆どの施工が手作業のみで可能であり、しかも、工期が短くて済む。
といった効果を奏し得る。

以下、本考案に係る布基礎補強用ＦＲＰ格子材を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１に、本考案に係る布基礎補強用ＦＲＰ格子材の一実施例を示す。

本実施例にて、布基礎補強用ＦＲＰ格子材１００は、木造住宅用布基礎１を補強するために、図示するように、木造住宅用布基礎１の立上り（布）３、即ち、基礎の長手方向に延在する立上りの垂直壁面３ａに、コンクリートアンカーなどの固定留め具（図示せず）を利用して設置される。ＦＲＰ格子材１００は、布基礎立上り３の内側垂直壁面３ａでも良く、外側垂直壁面３ｂでもよい。又必要に応じて、内側及び外側の両垂直壁面３ａ、３ｂの両壁面に設置しても良い。

図２及び図３をも参照して、布基礎補強用ＦＲＰ格子材１００について説明すれば、布基礎補強用ＦＲＰ格子材１００は、格子状に配置された補強筋、即ち、主筋１０１と配力筋１０２とを有している。主筋１０１及び配力筋１０２は、強化繊維を一方向に並べてマトリックス樹脂を含浸させた帯状強化繊維を複数積層して形成された繊維強化樹脂とされる。

本実施例にて使用される主筋１０１（１０１ａ〜１０１ｉ）及び配力筋１０２は、補強筋幅（ｗ）が３ｍｍ〜２０ｍｍ、厚さ（ｔ）が１ｍｍ〜１５ｍｍであり、格子板状に成形硬化され、全体としてシート状のＦＲＰ格子材を形成する。この格子材は、図２及び図３に示すように、筋の交差部分の厚さが他の部分の厚さと略等しくなるように成形硬化されている。

本考案によれば、主筋１０１は、木造住宅用布基礎立上り３の垂直壁面３ａに沿って水平に配置し、且つ、上方より下方へと互いに所定距離だけ離間して設置される。特に、本考案によれば、主筋間の間隔は、垂直壁面３ａの上方領域及び下方領域において、前記垂直壁面３ａの中央部領域より狭くされる。垂直壁面３ａの上方領域及び下方領域とは、特に限定されるものではないが、上方領域、下方領域及び中央部領域の全領域の１／５〜１／３程度とされる。

本実施例によれば、ＦＲＰ格子材１００が設置される垂直壁面３ａの上方及び下方領域において、ＦＲＰ格子材１００の上方及び下方から第１、第２及び第３の主筋１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、及び、１０１ｇ、１０１ｈ、１０１ｉ間の間隔（ｗ１）は２０ｍｍ〜５０ｍｍとし、中央部領域におけるその他の主筋１０１ｃ〜１０１ｉ間の間隔（ｗ２）は、５０ｍｍ〜２００ｍｍとされる。ただ、この構成に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更し得る。

一方、配力筋１０２は、木造住宅用布基礎１の立上り３の垂直壁面３ａに沿って主筋１０１と交差するように垂直に配置し、主筋１０１の長手方向に等間隔（ｗ３）にて互いに平行に配置される。本実施例では、垂直壁面３ａの長手方向に沿った配力筋間の間隔（ｗ３）は５０ｍｍ〜１００ｍｍとした。勿論、この構成に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更し得る。

上述したように、主筋１０１及び配力筋１０２は、強化繊維を一方向に並べてマトリックス樹脂を含浸させた帯状強化繊維を複数積層して形成される。

強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされる。

好ましくは、主筋１０１の強化繊維は炭素繊維であり、配力筋１０２の強化繊維はガラス繊維である。つまり、主筋１０１は、布基礎１に掛かる曲げ荷重に耐えるために高強度、高弾性の炭素繊維とする必要があるが、配力筋１０２には、大きな荷重が掛かることはないため、ガラス繊維で十分である。

また、マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことができる。樹脂含浸量は、３０〜７０体積％とされる。

次に、図４及び図５を参照して、上記構成の布基礎補強用ＦＲＰ格子材１００を使用した木造住宅用布基礎１の補強方法について説明する。

先ず、図４（ａ）に示すように、既設の布基礎１の立上り３の垂直壁面に形成されている化粧モルタル４を削って除去する。化粧モルタル４は、布基礎１の底板２より上方とすることもできるが、本実施例のように、地盤面より上方であっても良い。

次いで、図４（ｂ）に示すように、化粧モルタル４を除去した布基礎１の立上り垂直壁面３ａに、上記構成の本実施例の布基礎補強用ＦＲＰ格子材１００を、適当なコンクリートアンカーなどの固定留め具（図示せず）を用いて固定する。

次いで、図５に示すように、ポリマーセメントモルタル５を、布基礎補強用ＦＲＰ格子材１００の上から塗布する。

これにより、既設の木造住宅用布基礎１は、布基礎補強用ＦＲＰ格子材１００により補強される。

本考案の布基礎補強用ＦＲＰ格子材１００の効果を実証するために、下記仕様の布基礎補強用ＦＲＰ格子材１００を作製し、木造住宅用布基礎１の立上り垂直壁面３ａに取り付けて、立上り３の上方より布基礎１に荷重をかけ、曲げ試験を行った。また、布基礎部（図１参照）の寸法は、次の通りであった。

実験例
・布基礎の寸法
底板の幅（Ｗ） ３０ｃｍ
厚さ（Ｔ１） １０ｃｍ
立上りの高さ（Ｈ） ４５ｃｍ
厚さ（Ｔ２） １２ｃｍ
長手方向長さ（Ｌ） ２００ｃｍ
・布基礎補強用ＦＲＰ格子材の材料
主筋
強化繊維（炭素繊維）：マトリクス樹脂（ビニルエステル樹脂）＝４０：６０（体積％）
配力筋
強化繊維（ガラス繊維）：マトリクス樹脂（ビニルエステル樹脂）＝４０：６０（体積％）
・格子材の寸法
主筋及び配力筋の幅（ｗ）：６ｍｍ
厚さ（ｔ）：３ｍｍ
主筋の本数：９本
配力筋の本数：４０本
上方、下方領域の第１、第２、第３主筋間の間隔（ｗ１）：３０ｍｍ
その他の主筋間の格子間距離（ｗ２）：５０ｍｍ
配力筋間の間隔（ｗ３）：５０ｍｍ

本考案の布基礎補強用ＦＲＰ格子材を使用した場合、補強しなかった布基礎に比較して、１．５〜３．３倍の曲げ荷重に耐えることができ、十分な補強効果を達成し得た。

又、本考案の布基礎補強用ＦＲＰ格子材によれば、
（１）小型軽量で施工が容易であり、かつ、地盤掘削が不要であって、隣家との境界が狭かったり、室内側での狭隘箇所においても施工が可能である。
（２）外側においても仕上がり面が既存の壁面と同じ面に収まり、ガス、水道の配管、雨樋、エアコン室外機などの移設が不要である。
（３）殆どの施工が手作業のみで可能であり、しかも、工期が短くて済む。
といった特長を有していることが分かった。

本考案に係る布基礎補強用ＦＲＰ格子材を木造住宅用布基礎に設置した状態を示す斜視図である。 布基礎補強用ＦＲＰ格子材の一実施例を示す斜視図である。 布基礎補強用ＦＲＰ格子材の一実施例を示す斜視図である。 本考案に係る布基礎補強用ＦＲＰ格子材を使用した木造住宅用布基礎の補強方法を説明する斜視図である。 本考案に係る布基礎補強用ＦＲＰ格子材を使用した木造住宅用布基礎の補強方法を説明する斜視図である。 従来の木造住宅用布基礎の補強方法を説明する斜視図である。

符号の説明

１ 木造住宅用布基礎
２ 布基礎の底板
３ 布基礎の立上り
４ 化粧モルタル
５ ポリマーセメントモルタル
１００ 布基礎補強用ＦＲＰ格子材
１０１ 主筋
１０２ 配力筋

Claims (5)

1. 繊維強化樹脂にて作製され、格子状に配置された主筋と配力筋とを有し、木造住宅用布基礎の立上りの垂直壁面に設置して木造住宅用布基礎を補強するためのＦＲＰ格子材であって、
   前記主筋は、前記木造住宅用布基礎の立上りの前記垂直壁面に沿って水平に配置し、且つ、上方より下方へと互いに離間して設置され、前記主筋間の間隔は、前記垂直壁面の上方領域及び下方領域において、前記垂直壁面の中央部領域より狭くされ、
   前記配力筋は、前記木造住宅用布基礎の立上りの前記垂直壁面に沿って前記主筋と交差するように垂直に配置し、前記主筋の長手方向に等間隔にて互いに平行に配置される、
   ことを特徴とする布基礎補強用ＦＲＰ格子材。
2. 前記垂直壁面の前記上方領域及び下方領域の前記主筋間の間隔は２０ｍｍ〜５０ｍｍとし、前記中央部領域の前記主筋間の間隔は、５０ｍｍ〜２００ｍｍであり、
   前記垂直壁面の長手方向に沿った前記配力筋間の間隔は５０ｍｍ〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１の布基礎補強用ＦＲＰ格子材。
3. 前記主筋及び前記配力筋は、強化繊維を一方向に並べてマトリックス樹脂を含浸させた帯状強化繊維を複数積層して形成されることを特徴とする請求項１又は２の布基礎補強用ＦＲＰ格子材。
4. 前記主筋の前記強化繊維は炭素繊維であり、前記配力筋の強化繊維はガラス繊維であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の布基礎補強用ＦＲＰ格子材。
5. 前記マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項３又は４の布基礎補強用ＦＲＰ格子材。

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