JP4016522B2 - 既存構造物の補強構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に既存建物のRC(鉄筋コンクリート)またはSRC(鉄骨鉄筋コンクリート)構造の柱・はりフレームの内側に、新規にRC構造の壁を配置して耐震壁を構築する既存構造物の補強構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
先の兵庫県南部地震(1995年1月)では、RC構造やSRC構造の建物も多く被災し、特に一階部分が店舗や駐車場などになっているために柱ばかりで壁量の少ない、いわゆるピロティ形式の建物が足下から壊れる等して多く被災し、中には一階部分が完全に圧壊している建物も多数見受けられた。
【0003】
このため、兵庫県南部地震以来、既存の建物を耐震的に補強したいとの社会的要請はきわめて大きく、特に壁量の少ない純ラーメン構造の建物や一階部分が構造的に弱いピロティ形式などになっている建物を耐震的に補強したいとの社会的要請が大きい。
【0004】
従来、ピロティ形式の建物を耐震的に補強する方法として、柱・梁フレーム内に新たに壁を設けて耐震壁を構築する方法が一般に知られている。
しかし、この耐震補強方法は、既存の柱・はりフレームと後から配置される壁とが完全に一体になって初めて耐震壁として機能するものであるため、柱・はりフレームと壁とを一体的に接合することが最重要ポイントになる。
【0005】
これまで、この種の補強方法で柱・はりフレームと壁とを一体的に接合するために、柱・はりフレームの内側にアンカーボルトを多数突設しているが、アンカーボルトを突設するアンカーボルト穴の削孔時に騒音、振動、粉塵が発生する等の課題があった。
【0006】
また、アンカーボルト穴が柱やはりの主筋やせん断補強筋(フープ筋、スターラップ筋)と干渉した場合、あらためてアンカーボルト穴を削孔する必要があるだけでなく、柱やはり等の躯体を相当傷める等の課題も残されている。
【0007】
この発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に騒音公害や粉塵公害などの環境公害を低減し、きわめて効率的に耐震補強を行えるようにした既存構造物の補強構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の既存構造物の補強構造は、既存の柱・はりフレームの内側に新設壁を配置し、当該新設壁を前記柱・はりフレームの柱およびはりとせん断力伝達部材を介して一体化してなる既存構造物の補強構造において、前記せん断力伝達部材は前記柱・はりフレームの柱およびはりの内側に固定されたフランジ部と前記新設壁のコンクリート内に突出されたウェブ部とから前記柱およびはりの軸方向に連続する断面略T形状に形成され、かつ前記ウェブ部に複数の定着筋が配筋されてなることを特徴とするものである。
【0009】
請求項2記載の既存構造物の補強構造は、既存の柱・はりフレームの内側に新設壁を配置し、当該新設壁は前記柱・はりフレームの柱およびはりとせん断力伝達部材を介して一体化してなる既存構造物の補強構造において、前記せん断力伝達部材は前記柱・はりフレームの柱およびはりの内側に固定されたフランジ部と前記新設壁のコンクリート内に突出されたウェブ部とから前記柱およびはりの軸方向に連続する断面略T形状に形成され、前記ウェブ部に複数のシアコネクターが突設されてなることを特徴とするものである。
【0010】
請求項3記載の既存構造物の補強構造は、請求項1または2記載の既存構造物の補強構造において、せん断力伝達部材は2本の山形鋼を背中合わせに抱き合わせることにより前記柱・はりフレームの柱およびはりの内側に固定されたフランジ部と前記新設壁のコンクリート内に突出されたウェブ部とから断面略T形状に形成されてなることを特徴とするものである。
【0011】
請求項4記載の既存構造物の補強構造は、請求項1または3記載の既存構造物の補強構造において、定着筋は柱およびはりの軸直角方向に櫛の歯状に配筋してあることを特徴とするものである。
請求項5記載の既存構造物の補強構造は、請求項1または3記載の既存構造物の補強構造において、定着筋は柱およびはりの軸直角方向に対して斜めに格子状に配筋してあることを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態1】
図1〜図4は、この発明の実施の一形態を示し、図において、RC構造またはSRC構造の左右柱1と上下はり2からなる既存の柱・はりフレーム3の内側にRC構造の新設壁4が新規に配置されている。
【0013】
その際、柱・はりフレーム3、すなわち左右柱1の内側と上下はり2の内側にせん断力伝達部材5がそれぞれ取り付けられ、このせん断力伝達部材5を介して新設壁4は柱・はりフレーム3と一体をなし、耐震壁を構成している。
【0014】
せん断力伝達部材5はフランジ部5aとウェブ部5bとを有し、断面略T形状に形成されている。また、必要によりウェブ部5bに壁4のコンクリートが付着しやすいように複数の定着孔5cが所定間隔に形成されている。
【0015】
なお、せん断力伝達部材5は、たとえば二枚の平鋼を断面略T字状に溶接したり、あるいはH形鋼をウェブ部の中央部分で切断する等して形成され、さらに、たとえば図3(b)に図示するように2本の山形鋼を背中合わせに抱き合わせて形成することもできる。
【0016】
こうして形成されたせん断力伝達部材5は、フランジ部5aを柱・はりフレーム3の内側、すなわち左右柱1の内側と上下はり2の内側にそれぞれ、複数のセットボルト6で固定するとともにウェブ部5bを新設壁4のコンクリート中に突出させて柱1とはり2の軸方向にそれぞれ連続して突設されている。
【0017】
その際、せん断力伝達部材5は、人力でも簡単に取り扱い可能な長さに形成されたものが複数本、柱1とはり2の軸方向に隣接して突設されている。
また、柱・はりフレーム3とせん断力伝達部材5との接合部分、すなわちフランジ部5aの裏側にはフランジ部5aが柱1とはり2の内側にそれぞれ密着するように樹脂接着材または樹脂モルタル等の充填材7が充填されている。
【0018】
また、ウェブ部5bの両側に複数の定着筋8がそれぞれ配筋されている。定着筋8は、例えば図1(a)に図示するように柱1とはり2の軸直角方向に櫛の歯状に、または図2(a)に図示するように柱1とはり2の軸直角方向に対して斜めに格子状に配筋されている。こうして配筋された定着筋8はウェブ5bの側部に溶接され、新設壁4の内方に所定長さ延長されている。
【0019】
定着筋8の配筋に際しては、設計用せん断応力に応じて定着筋8の径、長さ、ピッチ等、さらにウェブ部5bに対する溶接長さ等が適当に決められている。
なお、定着筋8を配筋する代わりに、例えば図3(c)に図示するように複数のスタッドボルト9等のシアコネクターを突設してもい。
【0020】
また、せん断力伝達部材5は、必ずしも柱・はりフレームの4周のすべてに取り付ける必要はなく、窓などの開口部を設ける必要がある場合には、せん断力伝達部材5を例えば、上下はりと左右どらかの柱の3周にのみ取り付ける補強構造でもよい。
【0021】
このような構成において、次に図4(a)〜(d)に基いて施工方法の一例を簡単に説明する。
▲1▼ 最初に、上階はり2の下側に設けられた天井部分10を撤去する。
▲2▼ 次に、左右柱1の内側と上階はり2の下側のコンクリート面をグラインダーでそれぞれ平滑に磨く。また、当該階のはり2の上に塗着された仕上げモルタル11をはり2の軸方向に溝状にはつってコンクリート躯体2aを露出させる。
【0022】
なお、左右柱1の内側と上階はり2の下側も、仕上げモルタルが塗着されているときは、当該階はり2と同様にそれぞれ軸方向に連続する溝状にはつってコンクリート躯体を露出させる。
▲3▼ 次に、左右柱1の内側と上階はり2の下側、さらに下階はり2のコンクリート躯体2aの上に墨だし12をそれぞれ行って新設壁4の位置を決める。
▲4▼ 次に、左右柱1の内側、上階はり2の下側、さらに当該階はり2の墨だし12を行った内側に、複数のセットボルト6を柱1とはり2の軸方向にそれぞれ所定間隔に突設する。
▲5▼ 次に、左右柱1の内側、上階はり2の下側、さらに当該階はり2の墨だし12を行った内側に、予め定着筋8がウェブ部5bの両側に溶接されたせん断力伝達部材5を取り付ける。
【0023】
その際、フランジ部5aに予め設けられた取付孔にセットボルト6を通し、かつセットボルト6にセットナット13を締め付ける。
▲6▼ 次に、せん断力伝達部材5の外側に新設壁4の壁筋4aを縦横に配筋する。なお、設計用せん断力が特に小さいときは、定着筋8はせん断力伝達部材5のウェブ部5bの片側にのみ配筋してもよい。
▲7▼ そして、最後に壁筋4aの両側にコンクリート14を吹き付けてRC構造の新設壁4を必要な厚さに構築する。なお、コンクリート14は吹き付ける代わりに壁筋4aの両側に壁型枠を設置し、壁型枠のなかにコンクリート14を打設してもよい。
【0024】
【発明の効果】
この発明は以上説明した構成からなり、特に既存の柱・はりフレームとその内側に後から配置される新設壁とを一体的に接合するために、柱・はりフレームの内周にフランジ部とウェブ部とから断面略T形状をなすせん断力伝達部材を突設してあるので、これまでのように柱・はりフレームの内側にアンカーボルト穴を多数削孔する必要がなく、既存の構造物をきわめて効率的に耐震補強を行うことができる等の効果がある。
【0025】
また、柱・はりフレームの内側にはせん断力伝達部材を取り付けるために、必要最少の取付穴を形成するだけでよく、またこれで強度的に不足する場合には柱・はりフレームとせん断力伝達部材との当接部分に接着剤を充填すればよいので、騒音公害や粉塵公害などの環境公害を低減することができる。
【0026】
さらに、せん断力伝達部材に複数の定着筋、または複数のシアコネクターが突設されていることにより、せん断力伝達部材に対する新設壁のコンクリートの付着力がきわめて大きく、これにより新設壁に作用するせん断力を柱・はりフレームに確実に伝達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】耐震壁の構造を示し、(a)はその正面図、(b)は縦断面図である。
【図2】耐震壁の構造を示し、(a)はその正面図、(b)は縦断面図である。
【図3】耐震壁の構造を示し、(a)と(b)はせん断力伝達部材と定着筋の取付例を示す縦断面図、(c)はせん断力伝達部材とスタッドボルトの取付例を示す縦断面図である。
【図4】(a)〜(d)は施工方法を示す工程図である。
【符号の説明】
1 柱
2 はり
2a 当該はりのコンクリート躯体
3 柱・はりフレーム
4 新設壁
4a 壁筋
5 せん断力伝達部材
5a フランジ部
5b ウェブ部
5c 定着孔
6 セットボルト
7 接着剤または充填材
8 定着筋
9 スタッドボルト
10 天井部分
11 仕上げモルタル
12 墨だし
13 セットナット
14 コンクリート
Claims (5)
- 既存の柱・はりフレームの内側に新設壁を配置し、当該新設壁を前記柱・はりフレームの柱およびはりとせん断力伝達部材を介して一体化してなる既存構造物の補強構造において、前記せん断力伝達部材は前記柱・はりフレームの柱およびはりの内側に固定されたフランジ部と前記新設壁のコンクリート内に突出されたウェブ部とから前記柱およびはりの軸方向に連続する断面略T形状に形成され、かつ前記ウェブ部に複数の定着筋が配筋されてなることを特徴とする既存構造物の補強構造。
- 既存の柱・はりフレームの内側に新設壁を配置し、当該新設壁は前記柱・はりフレームの柱およびはりとせん断力伝達部材を介して一体化してなる既存構造物の補強構造において、前記せん断力伝達部材は前記柱・はりフレームの柱およびはりの内側に固定されたフランジ部と前記新設壁のコンクリート内に突出されたウェブ部とから前記柱およびはりの軸方向に連続する断面略T形状に形成され、前記ウェブ部に複数のシアコネクターが突設されてなることを特徴とする既存構造物の補強構造。
- せん断力伝達部材は2本の山形鋼を背中合わせに抱き合わせることにより前記柱・はりフレームの柱およびはりの内側に固定されたフランジ部と前記新設壁のコンクリート内に突出されたウェブ部とから断面略T形状に形成されてなることを特徴とする請求項1または2記載の既存構造物の補強構造。
- 定着筋は柱およびはりの軸直角方向に櫛の歯状に配筋してあることを特徴とする請求項1または3記載の既存構造物の補強構造。
- 定着筋は柱およびはりの軸直角方向に対して斜めに格子状に配筋してあることを特徴とする請求項1または3記載の既存構造物の補強構造。
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