JP5069443B2

JP5069443B2 - 建築物用補強体

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Publication number: JP5069443B2
Application number: JP2006287695A
Authority: JP
Inventors: 和彦森; 雄治黒瀬; 歩渡部; 健介海老原; 守仁浅倉; 貴友楢崎
Original assignee: Iida Sangyo Co Ltd
Current assignee: Iida Sangyo Co Ltd
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2026-10-23
Also published as: JP2008106447A

Description

本発明は、簡易な施工によって建築物のあらゆる構造部材の相対する結合部位に跨って接合されることにより当該結合部位を補強する建築物用補強体に関する。

建築物においては、２００５年７月１日に「建築物の安全性及び市街地の防災機能等を図るための建築基準法等の一部を改正する法律」が施行され、構造各部材、部位の結合部位における耐震性や耐久性の向上が図られるようになっている。一方、同改正法の施行以前に建設された建築物においては、同等の耐震性、耐久性までに向上させる補強対策が極めて大きな課題となっている。

既存建築物の補強工事においては、基礎を対象とした有筋化の対策、１階及び２階部分における各柱脚部の耐震金物の追加や筋交いの追加等の対策等が必要である。基礎の有筋化対策は、既存基礎のハツリ、配筋と型枠組みの施工、コンクリートの打設及び脱型と仕上げ等の煩雑かつ大規模な工事が必要であり、また２週間程度の工事期間も必要である。

補強工事は、筋交補強が、足場組みと外壁撤去、合板と金物の取付或いは外壁復旧と足場撤去等の工事を行う必要がある。また、補強工事においては、内壁ボードや断熱材の撤去、補強金物の取付、内壁復旧とクロス貼り等の工事が必要であり、エアコンディショナや各種配管の移動と再設置等の付帯作業も必要である。補強工事は、基礎コンクリートや外壁モルタルの養生期間も必要であることから、さらに工事期間も長くなる。

建築物においては、鉄筋や各種金物を用いる上述した一般的な補強工事に対して、例えば基礎と土台、土台と柱或いは柱と筋交い等の結合部位に対して繊維シートと接着剤とからなる補強材を用いることによって補強工事の期間短縮化や簡易化等を図った工法が提案されている（特許文献１乃至特許文献３を参照）。特許文献１は、基礎、土台、柱、横架材、筋交い等の建築物の躯体を構成する建築部材同士の接合部に接着剤を塗布するとともに接着面に靱性に優れた高引張り強度特性を有する繊維シートを貼り付けた後にさらに接着剤を塗布する。特許文献１には、繊維シートとしてアラミド繊維、炭素繊維及びガラス繊維が例示されるとともに、接着剤として２液混合型のエポキシ系接着剤が例示されている。

また、特許文献２は、木造建造物の接合部を、アラミド繊維単独又は他の強化繊維とからなる複合繊維と、接着剤及び又は釘、ネジ或いはボルトとナットとから選択された接合部材を用いて接合する。特許文献２には、強化繊維として炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維或いはポリエステル繊維等の有機繊維が例示されるとともに、接着剤としてエポキシ樹脂系接着剤、アクリル系樹脂接着剤或いはポリアミド系樹脂接着剤が例示されている。

さらに、特許文献３は、土台と柱の接合部位に、熱可塑性樹脂の長繊維を素材とする不織布にエポキシ樹脂剤を含浸させた補強材を重ね合わせ接合する。特許文献３には、不織布を構成する熱可塑性樹脂繊維として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリルが例示されている。

特開２００１−２７９８１４公報特開２００２−３０７２７公報特開２００４−１００３０３公報

ところで、建築物においては、例えば土台と柱を補強する場合に、一般にステンレス等の金属材によって形成されたホールダウン金物が用いられている。かかるホールダウン金物は、比較的高価であり、多数箇所に取り付けるために部材費だけでも高額となってしまう。また、補強金物を用いた補強施工は、例えば既存の建築物において実施する場合に、最適な位置に取り付けるために柱等の構造部材を移動させるといった対応を図る必要もある。さらに、補強金物を用いた補強施工は、土台や柱等の構造部材にボルト等を打ち込む多数個の孔を穿孔することからこれら構造部材自体の強度を低下させてしまうといった問題もあった。

一方、各特許文献に開示された繊維シートを用いた補強施工は、構造部材に対して負荷をかけずに簡易な作業で取り付けることが可能である。しかしながら、各特許文献に開示された繊維シートには、アラミド繊維、炭素繊維或いはガラス繊維が用いられるが、補強金物と比較してやや廉価ではあるが繊維材料としては比較的高価であり、また繊維径も大きく接着剤の含浸効率も小さい。また、かかる繊維シートは、各繊維間に接着剤が存在することによってアンカー的作用による機械的結合と分子間引力による物理的結合とにより一体化され、接着剤の接着力によって構造部材に接合されることになる。

したがって、各特許文献に開示された繊維シートを用いた補強施工によれば、接着剤によって構造部材に接合された繊維シートによって結合部位の機械的強度を保持することから、繊維シートの特性によって補強強度も決定されることになる。かかる補強施工においては、上述した補強金物を用いた補強施工と比較して、充分な補強強度を得ることが困難であるとともに繊維の並び方向に対して機械的強度が発揮される。したがって、かかる補強施工においては、補強金物と同様に構造部材の配置構造によって最適な位置に取り付けることが困難なことがあり、例えば土台と柱の相対する直交面に跨ってＬ字状に接合するといった適用は充分な補強作用を期待し得ない。

また、上述した補強金物や繊維シートを用いる補強工法においては、予め所定の寸法仕様で形成され標準品として提供される補強金物や繊維シートを、現場の各対象部位に応じて選択して用いている。したがって、かかる補強工法においては、補強金物や繊維シートに互換性が無く、割高となっていた。

出願人は、様々な構造部材が引張り力と圧縮力に対して所定の機械的強度を有して結合されるようにすることで上述した従来の各種補強工法の問題を解決する新規な補強体及び補強工法を開発した。新規な補強工法も、エポキシ樹脂接着剤を用いて補強体を構造部材間に接合して補強を行う工法であるが、硬化状態で大きな硬度を有するが脆性が大きいエポキシ樹脂接着剤の特性を補強体の素材として用いるセルロース材により補完することにより強靱で地震エネルギーを吸収する弾性を有する補強体を構成して補強が行われるようにした工法である。

すなわち、新規な補強工法は、上述した合成樹脂繊維と比較してより多くのＯＨ基を有するセルロース材に対して、そのＯＨ基にエポキシ樹脂接着剤の二官能性化合物からなる硬化剤の作用により開環したエポキシ基が重合して分子間架橋構造を形成して硬化する。新規な補強工法によれば、セルロース材とエポキシ樹脂接着剤のエポキシ樹脂とが一体化してエポキシ樹脂接着剤の高接着性と高強度特性とが発揮されるとともに、エポキシ樹脂の脆性特性がセルロースを素材とする繊維シートにより補完されて弾力性を有する補強体を構成する。したがって、新規な補強工法によれば、建築物のあらゆる構造部材の結合部位に共通して用いられ、簡易な施工により引張り力と圧縮力とに対しても大きな耐性が奏されるようにする。新規な補強工法によれば、地震等に際して構造部材の各結合部位に大きな力が作用されても剥離すること無く確実かつ強固に保持して耐震性や耐久性の向上を図ることを可能とする。

そして出願人は、上述した新規な補強体及び補強工法に対してさらなる鋭意工夫を図ることにより、さらに施工効率と機械的強度の向上を図る建築物用補強体を実現するに至った。

すなわち、本発明にかかる建築物用補強体は、上述した新規な補強体及び補強工法において用いられる繊維シートが有する上述の課題を改善することを目的とする。

本発明にかかる建築物用補強体は、セルローススポンジ材を素材とし、直交して結合される第１構造部材と第２構造部材を備える建築物に用いられ、少なくとも上記第１構造部材及び上記第２構造部材の各結合部位とそれぞれ対向する互いに直角をなす第１接合面及び第２接合面を有してブロック状に形成されるとともに、エポキシ樹脂接着剤を含浸して構成される。建築物用補強体は、上記第１接合面及び上記第２接合面をそれぞれ上記第１構造部材及び上記第２構造部材の相対する結合部位に接合することにより、当該結合部位を補強する。建築物用補強体は、例えば第１接合面を土台の表面にあてがうとともに、第２接合面を土台に直交して立設した柱の側面にあてがって取り付ける。

また、本発明にかかる建築物用補強体は、セルローススポンジ材を素材とし、直交して結合される第１構造部材及び第２構造部材と、これら第１構造部材と第２構造部材との結合部位において結合される第３構造部材とを備える建築物に用いられる。建築物用補強体は、セルローススポンジ材を素材とし、少なくとも第１構造部材乃至第３構造部材の各結合部位とそれぞれ対向する第１接合面乃至第３接合面を有してブロック状に形成されるとともに、エポキシ樹脂接着剤を含浸して構成される。建築物用補強体は、第１接合面乃至第３接合面をそれぞれ第１構造部材乃至第３構造部材の相対する結合部位に跨って接合することにより、当該結合部位を補強する。建築物用補強体は、例えば第１接合面を土台の表面にあてがうとともに、第２接合面を土台に直交して立設した柱の側面にあてがい、さらに第３接合面を寸切りされ或いは大入れ構造により土台と柱に釘打ちして結合した筋交いの側面にあてがって取り付ける。

建築物用補強体においては、セルローススポンジ材を素材としてブロック状に形成されることにより土台等の構造部材上に自立して取り付けることが可能であり、取り扱いが簡便となる。建築物用補強体においては、セルローススポンジ材を素材とすることによりその内部にエポキシ樹脂接着剤が効率よく含浸する。建築物用補強体においては、ナイフ等を用いてスポンジ材を土台や柱の形状に応じて任意の形状に加工することが可能であり、現場対応での互換性が図られる。

建築物用補強体においては、取り付けた状態でエポキシ樹脂接着剤をエアガン等により吹き付けることにより、セルローススポンジ材の内部にエポキシ樹脂接着剤を効率よく含浸させることが可能である。また、建築物用補強体においては、取り付けの前工程でスポンジ材を予めエポキシ樹脂接着剤中に漬け置きすることにより、その内部にエポキシ樹脂接着剤を含浸させることが可能である。建築物用補強体においては、硬化状態で大きな硬度を有するが脆さもあるエポキシ樹脂接着剤の特性が、セルローススポンジ体との重合によって補完されることにより、合成樹脂繊維等にエポキシ樹脂を含浸させた建築物用補強体と比較してより大きな弾性を有する補強体を構成し、地震等に際して構造部材の結合部位に大きな力が作用されてもこの結合部位から剥離すること無く確実かつ強固に保持する。

本発明にかかる建築物用補強体を用いて行われる建築物の補強工法は、セルローススポンジ材を素材とし、建築物の結合される少なくとも１組の構造部材の結合部位と対向する第１接合面と第２接合面とを有してブロック状に形成されるとともに、エポキシ樹脂接着剤を含浸して構成された建築物用補強体が用いられる。建築物の補強工法は、建築物用補強体を、各構造部材の相対する結合部位に対して、それぞれ第１接合面と上記第２接合面を接合することにより当該結合部位を補強する。

本発明によれば、セルローススポンジ材を素材として少なくとも１組の構造部材の結合部位と対向する第１接合面と第２接合面とを有してブロック状に形成するとともにエポキシ樹脂接着剤を含浸して補強体を構成することから、エポキシ樹脂接着剤の脆性特性がスポンジ材により補完されて弾力性を有する補強体を構成する。本発明によれば、建築物のあらゆる構造部材の結合部位に共通して用いることが可能であり、引張り力と圧縮力とに対する大きな耐性を有して機械的強度の向上を図ることにより大きな地震等に際して構造部材の各結合部位から剥離すること無く結合部位を確実かつ強固に保持する。本発明によれば、ブロック状に形成された補強体が角構造部材に対して自立して取り付けることが可能であり、シート状の補強体と比較して取り扱いが簡便となるとともに各接合面を構造部材の取付面に対して密着させて接合することが可能となる。本発明によれば、セルローススポンジ材を素材とすることにより補強体の内部にエポキシ樹脂接着剤が効率よく含浸して構造部材に強固に接合されるとともに、ナイフ等を用いてスポンジ材を土台や柱の形状に応じて任意の形状に加工することが可能であり、現場対応での互換性が図られる。

以下、本発明の実施の形態として示した建築物用補強体（以下、補強体と略称する。）１及びこの補強体１を用いた建築物の補強構造並びに補強工法について図面を参照して詳細に説明する。補強体１は、後述するように建築物の結合される様々な構造部材間の結合部位に接合され、接合状態において高強度接着性と適宜の弾力性を有して当該結合部位に対して引張り力と圧縮力とに対する大きな耐性を付与して機械的強度を向上させる。補強体１は、新築の木造や各種コンクリート建造物等に用いられるとともに、既存の建築物における耐震補強工事等にも用いられる。

補強体１は、例えば図１に示す木造家屋における各構造部材間、すなわち基礎２、土台３、柱４、胴差（梁を含む）５或いは筋交い６間にそれぞれ構成される第１結合部位７Ａ乃至第４結合部位７Ｄ（以下、個別に説明する場合を除いて結合部７と総称する。）に用いられることにより、これら各結合部位７を補強する。なお、補強体１は、上述した構造部材間ばかりでなく、木造家屋のその他の箇所、例えば床下や天井裏等における様々な構造部材間の結合部位にも用いられることは勿論である。また、補強体１は、各結合部位７において共通して用ることを基本とするが、それぞれの構成について後述するが、図１に示すように各結合部位７に対して形状等を異にする第１の補強体１Ａ乃至第第４補強体１Ｄを選択して用いることも可能である。

第１の補強体１Ａは、図１に示すように例えば基礎２上にアンカボルト８により固定された土台３と、この土台３に適宜の結合構造により立設された柱４と、筋交い６の一端部が土台３と柱４とに跨って結合されてなる第１結合部位７Ａに用いられる。第１の補強体１Ａは、これら土台３と柱４と筋交い６に跨って接合されることによりこの第１結合部位７Ａを補強する。

第２の補強体１Ｂは、図１に示すように例えば土台３に柱４を立設した第２結合部位７Ｂに用いられる。第２の補強体１Ｂは、基礎２と土台３と柱４に跨り或いは土台３と柱４に跨って接合されることによりこの第２結合部位７Ｂを補強する。第３の補強体１Ｃは、図１に示すように例えば複数本の柱４と、これら柱４間に架け渡されて梁を支える胴差５との結合部位を構成する各第３結合部位７Ｃに用いられる。第３の補強体１Ｃは、各柱４と胴差５とに跨ってそれぞれ接合されることにより、この第３結合部位７Ｃを補強する。

第４の補強体１Ｄは、詳細を後述するように主補強体１Ｄ１と、この主補強体１Ｄ１に組み合わされる１個以上の補助補強体１Ｄ２、１Ｄ３とから構成され、図１に示すように例えば柱４と、胴差５と、筋交い６の他端部が結合されてなる第４結合部位７Ｄに用いられる。第４の補強体１Ｄは、主補強体１Ｄ１が柱４と胴差５と筋交い６とに跨って接合されるとともに、第１補助補強体１Ｄ２が柱４と筋交い６とに跨って接合され、さらに第２補助補強体１Ｄ３が胴差５と筋交い６とに跨って接合されることにより、第４結合部位７Ｄを補強する。なお、補強体１は、第１の補強体１Ａ乃至第３の補強体１Ｃが第１結合部位７Ａ乃至第４結合部位７Ｄに対して互換使用が可能であり、また第４の補強体１Ｄが第１結合部位７Ａに対して互換使用が可能である。

第１結合部７Ａは、上述したように土台３と、柱４と、筋交い６とが結合される。第１結合部位７Ａにおいては、図２に示すように、基礎２上に適宜の間隔を以って設けられたアンカボルト８により土台３が取り付けられるとともに、この土台３に例えばほぞ構造等により柱４が立設される。第１結合部位７Ａにおいては、詳細を省略するが互いに直交する土台３の上面３Ａと柱４の側面４Ａとに跨って溝切り加工を施すとともに形成した溝内に先端部を嵌め込むいわゆる大入れ構造等により筋交い６の下端部が結合される。第１結合部位７Ａにおいては、筋交い６から土台３或いは柱４に達する釘９をそれぞれ打ち込むことにより、この筋交い６が土台３と柱４から抜け止めされるようにする。

第４結合部位７Ｄは、上述したように柱４と、胴差５と、筋交い６とが結合される。第４結合部位７Ｄにおいては、図７に示すように、柱４の上端部に例えばほぞ構造等により胴差５が水平状態で固定される。第４結合部位７Ｄにおいては、詳細を省略するが互いに直交する柱４の側面４Ａと胴差５の底面５Ａに跨って溝切り加工を施すとともに形成した溝内に先端部を嵌め込むいわゆる大入れ構造等により筋交い６の上端部が結合される。なお、第４結合部位７Ｄにおいても、図示しないが筋交い６から柱４或いは胴差５に達する釘をそれぞれ打ち込むことにより、この筋交い６が柱４或いは胴差５から抜け止めされるようにする。

結合部位７は、第２結合部位７Ｂが上述した第１結合部７Ａにおいて筋交い６を有していない構造であり、第３結合部位７Ｃが上述した第４結合部位７Ｄにおいて筋交い６を有していない構造である。各結合部７は、それぞれの構造部材の結合構造が、上述した第１結合部７Ａや第３結合部位７Ｃの結合構造に限定されないことは勿論である。また、各結合部７は、既に適宜の補強金具が設けられている場合には、この補強金具を取り外すことなく補強体１を取り付けることも可能である。

補強体１は、例えば東レ・ファインケミカル社製或いは３Ｍ社製のセルローススポンジを素材として形成されるセルローススポンジ体１０に、エポキシ樹脂接着剤１１を含浸させて構成される。セルローススポンジ材は、レーヨンやセロファンと同様に天然パルプ中のセルロースを化学処理したビスコースを原料とし、ビスコースに混合した結晶ぼう硝が溶解して抜けることにより内部に気泡が形成された塊状のセルロースに再生した素材である。セルローススポンジ材は、吸水性や保水性、耐熱性や耐薬品性或いは生物親和性や生分解性、柔軟性等の様々な特性を有し、例えば台所家庭用品、自動車用品等様々な分野で利用されている。セルローススポンジ材は、例えばナイフ等を用いて簡単に適宜の大きさに切断したりして適宜の形状に削ることが可能であるとともに、予め所定の形状に成形することも可能である。

セルローススポンジ材は、従来技術として提案されている補強シートに用いられているアラミド繊維等と比較して廉価であり、［Ｃ_６Ｈ_７Ｏ_２（ＯＨ）_３］ｎの分子式で示されるセルロースを主成分とする。セルロースは、アラミド繊維等の合成樹脂繊維や炭素繊維或いはガラス繊維等と比較して多くのＯＨ基を有することにより、後述するように含浸させる未硬化状態のエポキシ樹脂接着剤と反応してエポキシ化合物の酸素原子に付加して分子間架橋させる性質を有している。

補強体１は、セルローススポンジ体１０が、吸水特性に優れたセルローススポンジ材を用いて形成されることにより、出願人が先に提供した不織布等からなるセルロースシート体と比較してエポキシ樹脂接着剤１１の浸透効率が向上される。補強体１は、エポキシ樹脂接着剤１１がセルローススポンジ体１０に対して短時間でその内部に均一な状態で含浸し、全体で上述した分子間架橋反応が生じるようになる。また、補強体１は、セルローススポンジ体１０が、その保水特性によりエポキシ樹脂接着剤の垂れ落ちが低減されることから、取り扱いが簡便であるとともに垂れ落ちによる周囲の汚損及びその清掃の手間が軽減されるようになる。さらに、補強体１は、ブロック状のセルローススポンジ体１０を用いることから、このセルローススポンジ体１０を後述するように各結合部位７に自立させて組み付けることが可能であり施工性が大幅に向上される。

補強体１は、セルローススポンジ体１０に含浸されたエポキシ樹脂接着剤１１が、時間経過に伴って大気中のＯＨ基と反応して次第に硬化するとともにセルローススポンジ体１０のＯＨ基との重合が行われて分子間架橋構造を形成する。補強体１は、エポキシ樹脂接着剤１１が充分に硬化した状態で大きな結合力によって、各結合部位７において各構造部材の結合状態を強固に保持する。

エポキシ樹脂接着剤１１は、周知のようにビスフェノールＡとエピクロロヒドリンの重合により生成され１分子中に２個以上のエポキシ基を有する熱硬化性樹脂を主剤とし、この主剤に対して例えばジエチレントリアミン等のアミン類、有機酸或いは酸無水物等の二官能性化合物からなる硬化剤を混合して用いられる。エポキシ樹脂接着剤１１は、主剤に硬化剤を混合することによってエポキシ基の開環及びＯＨ基との反応が起こり、架橋結合が生じて安定した三次元構造となって硬化する。エポキシ樹脂接着剤１１は、高硬度で硬化時の収縮が小さくかつ強力な接着強度を有しているが、脆性が大きいといった特徴がある。なお、エポキシ樹脂接着剤１１には、硬化剤に例えば三級アミン等の低温反応性硬化促進剤を添加したものを用いるようにしてもよい。

エポキシ樹脂接着剤１１には、上述した２液混合型エポキシ樹脂接着剤ばかりでなく、１液型エポキシ樹脂接着剤を用いてもよい。１液型エポキシ樹脂接着剤としては、例えばコニシ（株）製のエポキシ樹脂系１液常温硬化型接着剤「ユニエポ補修用プライマー」が用いられる。このエポキシ樹脂接着剤は、液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と硬化剤のケチミンとに、酸化カルシウムやシリカ、酸化亜鉛を混合したものであり、大気に晒されることによってＯＨ基と反応して硬化する特性を有している。

補強体１は、各結合部位７に組み付ける前工程においてセルローススポンジ体１０にエポキシ樹脂接着剤を含浸させる前含浸処理を施して形成するようにしてもよく、また後工程においてセルローススポンジ体１０にエポキシ樹脂接着剤を含浸させる後含浸処理を施して形成するようにしてもよく、さらに各結合部位７に応じて前含浸処理と後含浸処理とを使い分けて形成するようにしてもよい。補強体１は、前含浸処理が、例えば適当な容器内にエポキシ樹脂接着剤１１を充填し、この容器にセルローススポンジ材を所定の形状に切断して形成したセルローススポンジ体１０を所定時間の間漬け込んでエポキシ樹脂接着剤１１を含浸させる。補強体１は、後含浸処理が、セルローススポンジ材を所定の形状に切断して形成したセルローススポンジ体１０を結合部位７に組み付けた状態で、例えばスプレーガンを用いる吹き付けにより全体に亘ってエポキシ樹脂接着剤１１を含浸させる。

補強体１は、セルローススポンジ体１０に対して、上述した漬け込み法や吹き付け法ばかりでなく、他の適宜の方法によりエポキシ樹脂接着剤１１を含浸させるようにしてもよい。含浸方法としては、例えばセルローススポンジ体１０に注入ノズルを射し込み、この注入ノズルから圧力をかけてエポキシ樹脂接着剤１１を内部に注入する注入方法等も採用することが可能である。

補強体１は、セルローススポンジ体１０が、例えば現場に搬入された所定の厚みを有する矩形ブロック状のセルローススポンジ材を各結合部位７に応じてナイフ等により所定の形状に切断して形成される。補強体１は、セルローススポンジ体１０が、上述した第２結合部位７Ｂや第３結合部位７Ｃのように２つの構造部材が結合される部位に用いられる場合に、これら構造部材にそれぞれ接合される少なくとも第１接合面１２と第２接合面１３の２つの接合面を有する形状であればよい。

また、補強体１は、セルローススポンジ体１０が、上述した第１結合部位７Ａや第４接合部位７Ｄのように３つの構造部材が結合される部位に用いられる場合に、これら構造部材にそれぞれ接合される第１接合面１２乃至第３接合面１４の３つの接合面を有する形状に形成される。補強体１は、セルローススポンジ体１０が、後述するように各結合部位７に対して所定の耐力を付与するように第１接合面１２乃至第３接合面１４が所定の大きさを有するとともに、所定の厚みを以って形成される。

図２に示した第１の補強体１Ａは、セルローススポンジ体１０Ａが、略直角三角形状を基本形状とした所定の厚みを有するブロック体に形成される。第１の補強体１Ａは、セルローススポンジ体１０Ａが、互いに直交する第１側面と第２側面がそれぞれ互いに直交する土台３の上面３Ａと柱４の側面４Ａにそれぞれ接合される第１接合面１２Ａと第２接合面１３Ａを構成する。第１の補強体１Ａは、セルローススポンジ体１０Ａが、第１接合面１２Ａと第２接合面１３Ａとに直交する厚み方向の一方側面が筋交い６の主面６Ａに接合される第３接合面１４Ａを構成する。

第１の補強体１Ａは、セルローススポンジ体１０Ａが、第１接合面１２Ａの長さＬＡを大きくすると土台３を基礎２に固定するアンカボルト８に当たることが多くなるとともに第２接合面１３Ａの高さＨＡが大きくなると壁面に設置するコンセントボックス１６（図１参照）に当たってしまうことが多くなり、現場において切り抜き加工等を施す必要が生じて効率が低下する。したがって、第１の補強体１Ａは、セルローススポンジ体１０Ａが、第１接合面１２Ａの長さＬＡを１２０ｍｍ乃至１３０ｍｍ程度の長さに形成するとともに第２接合面１３Ａの高さＨＡを１５０ｍｍ乃至２００ｍｍ程度の高さに形成することが好ましい。第１の補強体１Ａは、セルローススポンジ体１０Ａをかかる外形寸法で形成した場合でも、後述するように結合部７に対して所定の耐力を付与することが可能である。

以上のように構成された第１の補強体１Ａは、例えばセルローススポンジ体１０Ａに対して前含浸処理を施してエポキシ樹脂接着剤１１が含浸される。第１の補強体１Ａは、第１接合面１２Ａを土台３の上面３Ａ上に載せてこの上面３Ａを基準面とし、第２接合面１３Ａを柱４の側面４Ａに押し付けながら押し込んで第３接合面１４Ａを筋交い６の主面６Ａに押圧することにより、第１結合部位７Ａに組み付けられる。第１の補強体１Ａは、土台３の上面３Ａと柱４の側面４Ａ及び筋交い６の主面６Ａとに跨って密着した状態で接合されて第１結合部位７Ａに設けられる。

第１の補強体１Ａは、上述したようにセルローススポンジ体１０Ａにエポキシ樹脂接着剤１１を含浸させて一体化したブロック体を構成することから、セルローススポンジ体１０Ａとエポキシ樹脂接着剤１１との特徴が発揮されて引張り力と圧縮力とに対して大きな機械的耐性を有するとともにある程度の弾性も有している。第１の補強体１Ａは、上述した各先願に開示された合成樹脂繊維シートを基材としたシート体と比較してより大きな結合力を発揮するとともに、この結合力が繊維の方向に制限されることも無い。したがって、第１の補強体１Ａは、大きな地震の際に生じる縦揺れや横揺れにより大きな力が第１結合部位７Ａに作用されてもその接合状態が保持される。第１補強体１Ａは、土台３からの柱４の抜け出しを防止するとともに土台３と柱４からの筋交い６の抜け出しを防止し、耐震性を向上させる。

なお、第１の補強体１Ａは、上述したように第１結合部位７Ａに設けたが、その他の第２結合部位７Ｂ〜第４結合部位７Ｄに設けてもよいことは勿論である。第１の補強体１Ａは、所定の厚みを有することから各結合部位７に自立した状態で組み付けることが可能であるが、例えば上側の第３結合部位７Ｃや第４結合部位７Ｄに組み付ける場合には、エポキシ樹脂接着剤１１が硬化するまで落下しないように保持する必要がある。したがって、第１の補強体１Ａは、かかる使用例の場合に仮止め釘によりセルローススポンジ体１０Ａを柱４や胴差５或いは筋交い６に仮止めすることが好ましい。

図３に示した第２の補強体１Ｂは、セルローススポンジ体１０Ｂが、縦長矩形で所定の厚みを有するブロック体に形成される。第２の補強体１Ｂは、セルローススポンジ体１０Ｂが、現場に搬入された幅がＬＢ、高さがＨＢの長尺のセルローススポンジ材を所定の厚みにスライスして縦長矩形に形成する。第２の補強体１Ｂは、セルローススポンジ体１０Ｂがその主面を、略同一面を構成する基礎２の表面２Ａと土台３の表面３Ｂと柱４の表面４Ｂに跨って接合される。

第２の補強体１Ｂは、上述したようにセルローススポンジ体１０Ｂの主面が、上述した第１接合面１２Ｂと第２接合面１３Ｂを構成する。第２の補強体１Ｂは、上述した第１の補強体１Ａと比較して大きな接合面積を以って土台３や柱４に接合することが可能であり、第２結合部位７Ｂにおいて土台３と柱４の結合状態をより確実に保持する。第２の補強体１Ｂは、第２結合部位７Ｂにおいて基礎２からの土台３の脱落及び土台３からの柱４の抜け出しを防止する。

なお、第２の補強体１Ｂは、上述したようにセルローススポンジ体１０Ｂの主面を接合面として基礎２と土台３と柱４に跨って接合する態様で用いたが、かかる使用態様に限定されないことは勿論である。第２の補強体１Ｂは、セルローススポンジ体１０Ｂを直交する土台３と柱４とに跨って接合する使用態様であってもよく、この場合にセルローススポンジ体１０Ｂの直交する側面が第１接合面１２Ｂと第２接合面１３Ｂを構成することになる。

さらに、第２の補強体１Ｂは、上側の第３結合部位７Ｃや第４結合部位７Ｄにも用いるようにしてもよく、柱４と胴差５及び筋交い６の結合状態をより確実に保持する。第２の補強体１Ｂも、かかる使用例の場合に仮止め釘によりセルローススポンジ体１０Ａを柱４や胴差５或いは筋交い６に仮止めすることが好ましい。

図４に示した第３の補強体１Ｃは、セルローススポンジ体１０Ｃが、上述した第１結合部位７Ａのように梁６が存在しない柱４と胴差５が直交して結合される第３結合部位７Ｃに用いられる。第３の補強体１Ｃは、セルローススポンジ体１０Ｃが、所定の厚みを有するとともに所定の長さを有する第１接合片部１Ｃ１と第２接合片部１Ｃ２とを互いに直交状態で一体に連設することにより全体が略Ｌ字状のブロック体に形成される。第３の補強体１Ｃは、第１接合片部１Ｃ１と第２接合片部１Ｃ２がそれぞれの外側面を第１接合面１２Ｃと第２接合面１３Ｃとして構成されて、上述したように第３結合部位７Ｃにおいて互いに直交して結合される柱４と胴差５に接合される。なお、第３の補強体１Ｃは、土台３と柱４とに跨って接合されるようにしてもよいことは勿論である。

第３の補強体１Ｃには、所定の耐力を付与する条件を損なわない範囲で、第１接合面１２Ｃと第２接合面１３Ｃを連結する斜辺部を切り取って肉盗み凹部１５が設けられる。第３の補強体１Ｃは、肉盗み凹部１５が、斜辺部の先端から直角コーナ部に向かって次第に厚みが大きくなるように略三角形状に切り取って形成することで楔形のブロック体に形成される。第３の補強体１Ｃは、セルローススポンジ体１０Ｃをかかる形状に形成することにより体積が低減され、セルローススポンジ材やエポキシ樹脂接着剤１１の使用量を低減することが可能となされるように構成される。

また、第３の補強体１Ｃは、肉盗み凹部１５の形状により第１接合面１２Ｃと第２接合面１３Ｃの構成部位がそれぞれの厚みが小さくなって所定の耐力を奏し得なくなる虞が生じる。第３の補強体１Ｃにおいては、第１の補強体１Ａで説明した上述した長さＬＡと高さＨＡを有する場合に、第１接合面１２Ｃと第２接合面１３Ｃと対向する肉盗み凹部１５の構成面がそれぞれ３５°より大きな角度とすることが好ましい。

図５に示した補強体１Ｅは、上述した第３の補強体１Ｃの変形例であり、所定の厚みを有するとともに所定の長さを有する第１接合片部１Ｅ１と第２接合片部１Ｅ２とを互いに直交状態で一体に連設することにより全体が略Ｌ字状のブロック体に形成される。補強体１Ｅは、第１接合片部１Ｅ１と第２接合片部１Ｅ２がそれぞれの外側面を第１接合面１２Ｅと第２接合面１３Ｅとして構成されて、上述したように第３結合部位７Ｃにおいて互いに直交して結合される柱４と胴差５に接合される。

補強体１Ｅは、上述した第３の補強体１Ｃと比較してもさらに体積の低減が図られることにより、セルローススポンジ材やエポキシ樹脂接着剤１１の使用量を低減することが可能となる。なお、補強体１Ｅは、第１接合片部１Ｅ１と第２接合片部１Ｅ２の幅が小さくなることにより大きな荷重に対して直角コーナ部と対向する部位からクラックが生じる虞がある場合には、上述した第１の補強体１Ａや第２の補強体１Ｂと組み合わせて用いるようにしてもよい。

第４の補強体１Ｄは、上述したように主補強体１Ｄ１と、この主補強体１Ｄ１に組み合わされる補助補強体１Ｄ２、１Ｄ３とから構成される。第４の補強体１Ｄは、主補強体１Ｄ１が、図６に示すようにセルローススポンジ体１０Ｄ１を直角三角形状のブロック体に形成する。主補強体１Ｄ１は、セルローススポンジ体１０Ｄ１の互いに直交する第１側面と第２側面がそれぞれ互いに直交する柱４の側面４Ａと胴差５の底面５Ａ（又は土台３の上面３Ａ）とにそれぞれ接合される第１接合面１２Ｄ１１と第２接合面１３Ｄ１１を構成する。主補強体１Ｄ１は、セルローススポンジ体１０Ｄ１が、これら第１接合面１２Ｄ１１と第２接合面１３Ｄ１１とに直交する厚み方向の一方側面が筋交い６の主面６Ａに接合される第３接合面１４Ｄ１１を構成する。

主補強体１Ｄ１は、セルローススポンジ体１０Ｄ１が柱４や胴差５（又は土台３）に対して追加工を施さずにアンカボルト８やコンセントボックス１６を避けて設置することが可能なように上述した第１補強体１Ａの外形寸法とほぼ同等に形成される。主補強体１Ｄ１は、第１補強体１Ａよりも大きな第３接合面１４Ｄ１１が確保され、また補助補強体１Ｄ２、１Ｄ３と共同して第４結合部位７Ｄを補強することからさらに小型化することが可能である。

第１の補助補強体１Ｄ２は、セルローススポンジ体１０Ｄ２が、柱４と筋交い６との間に構成される三角形状の第１空間部１７Ａとほぼ同形の小さな略三角形状のブロック体に形成される。補助補強体１Ｄ２は、図７に示すように第１空間部１７Ａに装填されるとともにセルローススポンジ体１０Ｄ２が例えば仮止め釘１８により柱４に仮止めされる。第１の補助補強体１Ｄ２は、この状態でセルローススポンジ体１０Ｄ２の第１側面が柱４の側面４Ａと接合される第１接合面１２Ｄ２１を構成する。また、第１の補助補強体１Ｄ２は、この状態でセルローススポンジ体１０Ｄ２の第２側面が筋交い６の側面６Ｂと接合される第２接合面１３Ｄ２１を構成する。

同様に、第２の補助補強体１Ｄ３は、セルローススポンジ体１０Ｄ３が、胴差５の底面５Ａ（又は土台３の上面３Ａ）との間に構成される三角形状の第２空間部１７Ｂとほぼ同形の小さな略三角形状のブロック体に形成される。第２の補助補強体１Ｄ３も、図７に示すように第２空間部１７Ｂに装填されるとともにセルローススポンジ体１０Ｄ３が例えば仮止め釘１８により胴差５に仮止めされる。第２の補助補強体１Ｄ３は、この状態でセルローススポンジ体１０Ｄ３の第１側面が胴差５の底面５Ａと接合される第１接合面１２Ｄ３１を構成する。また、第２の補助補強体１Ｄ３は、この状態でセルローススポンジ体１０Ｄ３の第２側面が筋交い６の側面６Ｃと接合される第２接合面１３Ｄ３１を構成する。

以上のように構成される第４の補強体１Ｄは、第４結合部位７Ｄに組み付けられる。第４の補強体１Ｄは、図７に示すように第１の補助補強体１Ｄ２が第１空間部１７Ａに装填されて仮止め釘１８により柱４に仮止めされるとともに、第２の補助補強体１Ｄ３が第２空間部１７Ｂに装填されて仮止め釘１８により胴差５に仮止めされる。なお、第４の補強体１Ｄは、第１の補助補強体１Ｄ２と第２の補助補強体１Ｄ３が、同図に示すように筋交い６の主面６Ａと略同一面を構成するようにして第１空間部１７Ａと第２空間部１７Ｂに組み付けられることが好ましい。

第４の補強体１Ｄは、この状態で主補強体１Ｄ１が、図７矢印で示すように第１接合面１２Ｄ１１を柱４の側面４Ａに押し付けるとともに第２接合面Ｄ１１を胴差５の底面５Ａに押し付けながら、第３接合面１４Ｄ１１を筋交い６の主面６Ａと第１の補助補強体１Ｄ２及び第２の補助補強体１Ｄ３の主面に押し当てられる。第４の補強体１Ｄは、主補強体１Ｄ１が、図８に示すように仮止め釘１８が打ち込まれることにより、第４結合部位７Ｄからの落下を防止されて組み合わされる。

第４の補強体１Ｄは、この状態で主補強体１Ｄ１と第１の補助補強体１Ｄ２及び第２の補助補強体１Ｄ３に対して、図９に示すようにスプレーガン１９からエポキシ樹脂接着剤１１が吹き付けられる。第４の補強体１Ｄは、上述したように主補強体１Ｄ１と第１の補助補強体１Ｄ２及び第２の補助補強体１Ｄ３が、それぞれセルローススポンジ材によりセルローススポンジ体１０Ｄ１、１０Ｄ２、１０Ｄ３を形成したことにより、吹き付けられたエポキシ樹脂接着剤１１がそれぞれの内部まで効率よく含浸する。

第４の補強体１Ｄは、主補強体１Ｄ１と第１の補助補強体１Ｄ２及び第２の補助補強体１Ｄ３が、第４結合部位７Ｄを構成する柱４と胴差５と筋交い６の結合部位を覆い込んで一体化したブロック体を構成する。第４の補強体１Ｄは、セルローススポンジ体１０とエポキシ樹脂接着剤１１との特徴が発揮され、全体として引張り力と圧縮力とに対して大きな機械的耐性を有するとともにある程度の弾性も有するブロック体を構成する。したがって、第４の補強体１Ｄは、大きな地震の際に生じる縦揺れや横揺れにより大きな力が第４結合部位７Ｄに作用されても各構造部材４〜６に対して接合状態をしっかりと保持して耐震性を向上させる。

なお、第４の補強体１Ｄは、上述したように第４結合部位７Ｄに設けたが、その他の第１結合部位７Ａ〜第３結合部位７Ｃに設けてもよいことは勿論である。第４の補強体１Ｄは、スプレーガン１９を用いた吹き付けによる後含浸処理によりエポキシ樹脂接着剤１１を含浸させるようにしたが、前含浸処理を施してエポキシ樹脂接着剤１１を含浸させた状態で第４結合部位７Ｄに組み付けるようにしてもよい。第４の補強体１Ｄは、前含浸処理を施しかつ下側の第１結合部位７Ａや第２結合部位７Ｂに組み付ける場合には、特に仮止め釘１８による仮止めを不要としてもよい。

第４の補強体１Ｄは、主補強体１Ｄ１がセルローススポンジ材を切断して略直角三角形状に形成されるが、上述した第１の補強体１Ａ乃至第３の補強体１Ｃと同様の形状に形成したものを用いるようにしてもよいことは勿論である。第４の補強体１Ｄは、主補強体１Ｄ１が例えば上述した第１の補強体１Ａと同様に肉盗み凹部１５を形成したものを用いる場合に、肉盗み凹部１５の切断部位を利用して第１の補助補強体１Ｄ２と第２の補助補強体１Ｄ３とを形成することにより、セルローススポンジ材の歩留り向上が図られる。

建築物においては、土台３と柱４に結合された筋交い６が、地震等により引抜き力を作用される場合でも、所定の大きさの引抜き力に対しても結合状態が保持されるように構成される。上述した補強体１と従来工法の比較例１〜比較例３とを対象として、土台３と柱４に結合された筋交い６の耐力の比較実験を行い、図１０（Ａ）に示した結果を得た。補強体１は、筋交い６に対して２６ｋＮの引抜き力が作用された場合でも、充分な耐力を有する結合部位７を構成することが確認された。

比較実験は、結合部位において所定の耐力、すなわちする耐力が得られるように、土台３と柱４及び柱４と胴差５とをホールダウン金物で固定した状態で筋交い６に対して次第に大きな引抜き力Ｔを作用させた際の水平変位量δ（ｍｍ）を測定した。比較実験は、同一素材と同一寸法の構成部材、すなわち栂材の土台３と杉材の柱４に対して断面寸法が４５ｍｍ×９０ｍｍの栂材からなる筋交い６を結合した結合部位７における補強体１と従来構造による比較例１〜比較例３との耐力比較を行った。なお、図１０（Ａ）において、縦軸は筋交い６の引抜き力（ｋＮ）、横軸は水平変位量δ（ｍｍ）である。

比較実験では、第１接合面１２の長さ寸法Ｌが１４０ｍｍ、第２接合面１３の高さ寸法Ｈが２５０ｍｍ、全体の厚みが４５ｍｍで、上述した第２の補強体１Ｂのように全体が縦長矩形に形成した補強体１を用い、この補強体１を図１０（Ｂ）に示すように土台３と柱４と筋交い６とに跨ってエポキシ樹脂接着剤１１を含浸させて接合した。補強体１は、同図（Ａ）のａ線で示す試験結果を得た。補強体１においては、最大耐力が３５．０ｋＮと極めて大きな耐力を有し、筋交い６の結合部位が保持された状態で土台３が割裂する現象が生じた。

比較例１は、図１０（Ｃ）に示すように先端を寸切りした筋交い６を土台３と柱４にそれぞれ釘止めして構成した。比較例１は、同図（Ａ）のｂ線で示す試験結果を得た。比較例１は、最大耐力が６．３ｋＮ程度であり、釘が抜けて筋交い６が土台３と柱４から簡単に引き抜かれてしまった。

比較例２は、図１０（Ｄ）に示すように先端を寸切りした筋交い６を土台３と柱４に対して大入れ構造により結合するとともに釘止めして構成され、従前の建築基準法に規定された構造である。比較例２は、同図（Ａ）のｃ線で示す試験結果を得た。比較例２においても、最大耐力が６．９ｋＮ程度であり、釘が抜けて筋交い６が土台３と柱４から簡単に引き抜かれてしまった。

比較例３は、図１０（Ｅ）に示すように現建築基準法に準拠して形成された金属製の筋交いプレート２０を、土台３に対して３本、柱４に対して５本、筋交い６に対して７本の釘により固定して構成した構造である。比較例３は、同図（Ａ）のｄ線で示す試験結果を得た。比較例３においては、最大耐力が２５．６ｋＮと大きな耐力を有するが、筋交い６が破断してしまった。

以上の比較実験からも明らかなように、補強体１は、金属製の筋交いプレート２０よりも大きな耐力を以って結合部位７を保持する。

建築物の各構造部材の結合部位に実施の形態として示す補強体を組み付けた構造説明図である。第１の実施の形態として示す第１の補強体を用いて土台と柱と筋交いの結合部位の補強を行う要部分解斜視図である。第２の補強体の正面図である。第３の補強体の正面図である。第３の補強体の変形例を示す正面図である。第４の補強体を構成する主補強体と補助補強体の斜視図である。同第４の補強体を柱と胴差と筋交いの結合部位の補強を行う要部分解斜視図である。同第４の補強体を結合部位に組み付けた状態の要部斜視図である。同第４の補強体に対してエポキシ樹脂接着剤を吹き付けて含浸させる後含浸処理工程の説明図である。補強体と従来工法との比較実験の説明図及び結果を示した図である。

符号の説明

１補強体、２基礎、３土台、４柱、５胴差、６筋交い、７結合部位、１０セルローススポンジ体、１１エポキシ樹脂接着剤、１２第１接合面、１３第２接合面、１４第３接合面、１５肉盗み凹部、１７空間部、１８仮止め釘、１９スプレーガン

Claims

セルローススポンジ材を素材とし、直交して結合される第１構造部材と第２構造部材を備える建築物に用いられ、
少なくとも上記第１構造部材及び上記第２構造部材の各結合部位とそれぞれ対向する互いに直角をなす第１接合面及び第２接合面を有してブロック状に形成されるとともに、エポキシ樹脂接着剤を含浸して構成され、
上記第１接合面及び上記第２接合面をそれぞれ上記第１構造部材及び上記第２構造部材の相対する結合部位に接合することにより、当該結合部位を補強することを特徴とする建築物用補強体。
セルローススポンジ材を素材とし、直交して結合される第１構造部材及び第２構造部材と、これら第１構造部材と第２構造部材との結合部位において結合される第３構造部材とを備える建築物に用いられ、
少なくとも上記第１構造部材乃至上記第３構造部材の各結合部位とそれぞれ対向する第１接合面乃至第３接合面を有してブロック状に形成されるとともに、エポキシ樹脂接着剤を含浸して構成され、
上記第１接合面乃至上記第３接合面をそれぞれ上記第１構造部材乃至上記第３構造部材の相対する結合部位に跨って接合することにより、当該結合部位を補強することを特徴とする建築物用補強体。
略直角三角形状のブロック体に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の建築物用補強体。
斜辺部に肉盗み凹部が形成されることを特徴とする請求項３記載の建築物用補強体。
セルローススポンジ材を素材として形成されるとともにエポキシ樹脂接着剤を含浸して構成され、上記第１構造部材と上記第３構造部材との結合部位間に構成される第１間隙部に嵌挿される第１補助補強体と、
セルローススポンジ材を素材として形成されるとともにエポキシ樹脂接着剤を含浸して構成され、上記第２構造部材と上記第３構造部材との結合部位間に構成される第２間隙部に嵌挿される第２補助補強体と、
が組み合わされて用いられることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の建築物用補強体。
上記各構造部材に対して釘打ちされて仮止めされることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の建築物用補強体。
上記構造部材の結合部位に取り付けた状態で、上記エポキシ樹脂接着剤が吹き付けられて含浸されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の建築物用補強体。
上記エポキシ樹脂接着剤中に漬け置きすることにより、上記エポキシ樹脂接着剤が含浸されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の建築物用補強体。