JP4348258B2 - 壁の補強方法および補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、壁の補強方法および補強構造に関するものである。

構築物の補強を図るために、部材の突き合わせ部等のコーナーにアングル形の補強金具を取り付けることは従来周知のことである。また、そのアングル形の補強金具と木製または金属製ロッドを備える筋交いとの組合せからなる構築物等の補強方法も従来から知られている（特許文献１、２および３参照）。また、鉄筋コンクリート製の壁に対しては、鉄板、炭素繊維等の補強材を筋交い状に貼り付け、端部をボルトなどで鉄筋コンクリートに定着する方法も知られている。
特開平８−３３８０７０号 特開平８−３３８０７１号 特開２００４−１５０１８９号 吉田徳雄、松崎育弘、福山洋、林田則光、中村洋行、磯、雅人：炭素繊維シートによる耐震壁の補強に関する実験的研究（その4）、日本建築学会大会学術講演梗概集C-2、pp.203−204,1998.9

しかし、このような補強構造においては、前記補強金具の定着部の強度によって補強効果が決まってしまうので、柱の強度に対する補強のためには補強量に応じて定着部には大量の金具および多本数のボルトが必要であるとされる。また、壁の水平抵抗強度（斜め方向の応力が主体になる）に対しては、炭素繊維シートの効果は直接的には働かないので、これまでの実験では補強量に見合った強度上昇は得られていない。また、前記定着部は、複雑な抵抗機構になり、この力学的性状がはっきりしない結果、前記補強構造自体の効果もはっきりしないなどの問題点があった。

更にまた、既存の構築物の壁を補強する場合には、前記壁を構成する材料が、劣化していたり、前記材料内部に存在する鉄筋等の位置の把握が困難である結果、前記定着部を施工する時に、前記部材を破壊したり、定着効果が設計で意図した程得られないこともしばしばである。
さらにまた、壁に併設する柱を補強しようとする場合には、補強構造が複雑となり、補強工事が困難になったり、効果がはっきりしない問題があった。

そこで、本発明は、上記の従来技術のような問題点が解消され、新設や既設の構造物の壁の補強を迅速かつ確実に行うことのできる接続装置、壁の補強方法および補強構造を提供することを課題とする。

上記課題は、本発明の下記構成（１）〜（１０）のいずれかによって達成される。
（１） 角筒状を有し、構築物の壁の補強を行うため、壁の隅角部または壁の梁との隣接部に配置される接続装置および帯状シート材である補強材を準備し、構築物の前記接続装置を設置すべき壁の隅角部の少なくとも斜め対向する隅角部または壁の梁との隣接部に、準備した接続装置の形状に対応した孔をあけここに該接続装置を設置し、この接続装置の１辺と柱または梁を前記補強材で巻き込むとともに、この接続装置の他辺を利用して、斜め対向する接続装置または水平に対向する接続装置との間に、補強材を斜材状または水平材状に設置することを特徴とする壁の補強方法。
（２） 前記接続装置が鋳鉄製である上記（１）の壁の補強方法。
（３） 前記壁が鉄筋ＲＣ壁である上記（１）または（２）の壁の補強方法。
（４） 前記壁が木造であり、さらに前記接続装置の更に他の１辺と梁とを補強材で巻き込んだ上記（１）の壁の補強方法。
（５） 前記補強材が繊維系またはゴム系の高延性材で形成されている上記（１）〜（４）のいずれかの壁の補強方法。
（６） 角筒状を有し、構築物の壁の補強を行うため、壁の隅角部または壁の梁との隣接部に配置される接続装置および帯状シート材である補強材を用いた壁の補強構造であって、構築物の前記接続装置を設置すべき壁の隅角部の少なくとも斜め対向する隅角部または壁の梁との隣接部に、準備した接続装置の形状に対応した孔をあけここに該接続装置を設置し、この接続装置の１辺と柱または梁を前記補強材で巻き込むとともに、この接続装置の他辺を利用して、斜め対向する接続装置または水平に対向する接続装置との間に、補強材を斜材状または水平材状に設置することを特徴とする壁の補強構造。
（７） 前記接続装置が鋳鉄製である上記（６）の壁の補強構造。
（８） 前記壁が鉄筋ＲＣ壁である上記（６）の壁の補強構造。
（９） 前記壁が木造であり、さらに前記接続装置の更に他の１辺と梁とを補強材で巻き込んだ上記（６）の壁の補強構造。
（１０） 前記補強材が繊維系またはゴム系の高延性材で形成されている上記（６）〜（９）のいずれかの壁の補強構造。

ＲＣ壁の補強においては、接続装置の１辺と柱を巻き込んだ補強材（隅角部の補強材）は、柱に拘束力を与え、柱の曲げにより発生する圧縮力と斜め材の押し込み（スラスト）力により、隅角部が圧縮破壊することを防止する効果がある。斜材状および水平材状に設置した補強材は、壁のせん断変形に対して抵抗力を発揮し、せん断耐力を向上させ、壁の靭性を向上させる効果がある。
また、木造における補強においても、せん断抵抗力を向上させる効果がある。具体的には、接続装置は柱と梁の抜け出しを防止し、筋交い状に設置した補強材は、せん断変形に対して抵抗力を発揮する。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態による壁の補強に使用される接続装置、壁の補強方法および補強構造について説明する。
図１は、本発明の好ましい実施の形態による構造物の壁の補強に使用される接続装置の斜視図である。
本接続装置１０は、中に空間を有する角筒状、例えば図１に示したような４角筒状を有し、例えば鉄を用いて鋳造等により製造される。図に示した接続装置１０は、構造物の柱に沿って配置される第１辺１２、その上端から水平に延びる第２辺１４、その端部から上記第１辺よりは短く下方垂直に延びる第３辺１６、およびこの第３辺１６の下端と上記第１辺１２の下端の間を斜めに延びる第４辺１８を有する。なお、上記した上下等の呼び方は、装置の配置向きにより異なることは勿論である。

各辺の長さは、補強されるべき壁の大きさによっても異なるが概ね次の通りである。
第１辺：７００〜８００ｍｍ
第２辺：２００〜３００ｍｍ
第３辺：３５０〜４５０ｍｍ
第４辺：４５０〜５５０ｍｍ
また、各辺の厚みは、１９〜３０ｍｍ程度であることが好ましい。
なお、上記の例では、本接続装置として、４角筒状のものについて説明したが、３角筒状、５角筒状等の角筒のものであってもよい。また、引っ張り力に対する補強のため、接続装置１０には、例えば図８に示したような一体の補強辺２０を設けてもよい。

次に、上記接続装置１０を用いた構造物の補強方法・補強構造に付いて説明する。なお、以下の例では、既存の鉄筋ＲＣ壁Ｗを補強する場合について説明する。
まず、上記したような接続装置１０と繊維系またはゴム系の帯状シート材である補強材３０（図１）を準備する。補強材３０は、高延性材で形成することが好ましい。補強材３０は、保管や運搬のため、芯材にロール状に巻き付けられた形状とすることが好ましい。この場合、補強材３０の表側の表面の長さ方向には、その横幅を少なくとも２以上の種類で等分に分割し得る複数本の相互の区別が自在な区画線が描示されていることが好ましい。この補強材３０は、対象物に巻き付けたり、ゴム質系もしくは樹脂系の粘性材を吹き付けるなどの適宜手段により塗着したりして設置することができる。

高延性材を構成しているシート部は、周方向と鉛直方向とに均質な材料が用いられ、特に延性が高く初期弾性係数が鉄やコンクリートに比較して小さな繊維材やゴム材などを好適に用いることができる。具体的には、延性に富み、かつ、荷重を保持し得る強度を有している合成繊維材（例えば、東レ株式会社製の商品名「トレシート」等）やゴム材（例えば株式会社ブリヂストン製の商品名「ジオライナー」等）からなるシート材を好適に用いることができる。

ついで、図３に示したように、構築物の壁５０の隅角部５２に、準備した接続装置１０の形状に対応した孔５４をあける。図の例では、４隅に孔をあけたが、斜め対向する１対の隅角部のみや、梁との境界部に設けても良い。上記孔５４のそれぞれに上記接続装置１０を設置する。これらの接続装置１０の設置の向きは、斜めの第４辺１８が、斜め対向する接続装置１０に向くようにする。このため、孔５４もそれに対応した形状にあける。こののち、壁の端面や柱と接続装置の間の隙間を無収縮モルタル等あるいはパテなどで埋める。

ついで、図３および図４に示したように、接続装置１０の第１辺１２と柱Ｃを補強材３０で巻き込む。この巻き込みは、図示したように、補強材３０が複数列並行になるように行うことが好ましい。こののち、図３および図４に示したように、斜め対向する第４辺１８同士を補強材３０で巻き込むようにして斜材状に設置すると共に、水平に対向する第４辺１６同士を補強材３０で巻き込むようにして水平材状に設置する。補強材３０の固定は、壁に接着剤等で定着したり、補強材３０同志を止着することでおこなう。

木造を補強する場合には、図５〜図７に示したように、柱Ｃと梁Ｂで構成される隅角部に接続装置１０を配置し、第１辺１２と柱Ｃ、第２辺１４と梁Ｂをそれぞれ補強材３０で巻き込むとともに、斜め対向する第４辺１８同士を補強材３０で巻き込むようにして筋交い状に設置すればよい。
以上により、完成されたものが、壁の補強構造となる。

ＲＣ壁の補強においては、接続装置１０の１辺と柱を巻き込んだ補強材３０（隅角部の補強材）は、柱に拘束力を与え、柱の曲げにより発生する圧縮力と斜め材の押し込み（スラスト）力により、隅角部が圧縮破壊することを防止する。斜材状および水平材状に設置した補強材は、壁のせん断変形に対して抵抗力を発揮し、せん断耐力を向上させ、壁の靭性を向上させる。
また、木造における補強においても、せん断抵抗力を向上させる効果がある。具体的には、接続装置は柱と梁の抜け出しを防止し、筋交い状に設置した補強材は、せん断変形に対して抵抗力を発揮する。

本発明の１実施形態よる接続装置を示す斜視図である。 本発明の補強方法・構造に使用される補強材の１態様を示す斜視図である。 本発明の１実施形態による壁の補強構造を示す斜視図である。 図３に示した補強構造の一部を拡大して示した図である。 本発明の他の実施態様による壁の補強構造を示す斜視図である。 図５に示した補強構造の正面図である。 図５、図６に示した補強構造の一部を拡大して示した図である。 接続装置の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

Ｃ 柱
Ｂ 梁
１０ 接続装置
３０ 補強材

Claims (10)

1. 角筒状を有し、構築物の壁の補強を行うため、壁の隅角部または壁の梁との隣接部に配置される接続装置および帯状シート材である補強材を準備し、構築物の前記接続装置を設置すべき壁の隅角部の少なくとも斜め対向する隅角部または壁の梁との隣接部に、準備した接続装置の形状に対応した孔をあけここに該接続装置を設置し、この接続装置の１辺と柱または梁を前記補強材で巻き込むとともに、この接続装置の他辺を利用して、斜め対向する接続装置または水平に対向する接続装置との間に、補強材を斜材状または水平材状に設置することを特徴とする壁の補強方法。
2. 前記接続装置が鋳鉄製である請求項１の壁の補強方法。
3. 前記壁が鉄筋ＲＣ壁である請求項１または２の壁の補強方法。
4. 前記壁が木造であり、さらに前記接続装置の更に他の１辺と梁とを補強材で巻き込んだ請求項１の壁の補強方法。
5. 前記補強材が繊維系またはゴム系の高延性材で形成されている請求項１〜４のいずれかの壁の補強方法。
6. 角筒状を有し、構築物の壁の補強を行うため、壁の隅角部または壁の梁との隣接部に配置される接続装置および帯状シート材である補強材を用いた壁の補強構造であって、構築物の前記接続装置を設置すべき壁の隅角部の少なくとも斜め対向する隅角部または壁の梁との隣接部に、準備した接続装置の形状に対応した孔をあけここに該接続装置を設置し、この接続装置の１辺と柱または梁を前記補強材で巻き込むとともに、この接続装置の他辺を利用して、斜め対向する接続装置または水平に対向する接続装置との間に、補強材を斜材状または水平材状に設置することを特徴とする壁の補強構造。
7. 前記接続装置が鋳鉄製である請求項６の壁の補強構造。
8. 前記壁が鉄筋ＲＣ壁である請求項６の壁の補強構造。
9. 前記壁が木造であり、さらに前記接続装置の更に他の１辺と梁とを補強材で巻き込んだ請求項６の壁の補強構造。
10. 前記補強材が繊維系またはゴム系の高延性材で形成されている請求項６〜９のいずれかの壁の補強構造。

Images