JP5069605B2 - 煉瓦壁の補強構造及び補強方法 - Google Patents

Description

本発明は、煉瓦壁の補強構造及び補強方法に関する。

現存する多くの煉瓦造建造物は耐震性が低いため、地震が多発する日本では、煉瓦造建造物に対して構造補強を施す必要がある。このため、煉瓦壁面に鋼板や炭素繊維シートなどを貼り付ける方法が採られているが、外観や内観に構造材が露出するため、意匠的にも、また建造物を活用するうえにおいても問題となっている。

そこで、外観や内観に構造材が露出しない煉瓦壁の補強方法として、特許文献１には、煉瓦壁に薬液注入用穴を形成するステップと、高圧注入器具を薬液注入用穴の内部に挿入するステップと、高圧注入器具と薬液注入用穴との間に固定用薬液を注入・硬化させて高圧注入器具を薬液注入用穴に固定するステップと、高圧注入器具のニップル部材に接着用薬液の注入ポンプを接続し、接着用薬液を薬液注入用穴に注入するステップとを有する脆性構築体用の高圧注入工法の発明が開示されている。

また、特許文献２には、亀裂が生じたレンガ壁体の補強方法の発明が開示されている。具体的には、亀裂を挟んでレンガ壁体の表面からレンガ壁体の厚さ方向に、亀裂と交差する孔を複数削孔し、孔内にプライマーを充填した後、同孔内に鉄筋を挿入して孔の入口をレンガ粉により補修する。

さらにまた、特許文献３には、アラミド繊維や炭素繊維からなる補強材を目地部のみに配置するレンガ造壁面の剥落防止工法の発明が開示されている。この発明では、補強材について各種の形状パターンを予め工場で製造しておき、工事現場において、これら補強材ネットを切断して配置するとしている。

特開２００２−２４２４４６号公報 特開平７−２１７２２５号公報 特開２００３−２９３６９３号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された発明の場合、煉瓦壁を穿孔して充填材を注入するため、施工に手間が掛かるだけでなく、孔の深部まで充填材が充填されたかどうか確認できないという問題がある。

また、特許文献３に記載された発明の場合、補強材を目地部に貼り付けるだけなので、強度的に難点があるうえ、現場施工による煉瓦壁は不可避的に施工誤差を伴うため、予め製造した補強材ネットを使用する場合、貼付位置が所定位置からずれるおそれがある。さらにまた、補強範囲が広い場合、複数の補強材ネットを貼り付けなければならないので、強度的に弱い接合部が複数発生するという問題がある。加えて、イギリス積みやフランス積みの煉瓦壁の場合、煉瓦の長手面と小口面が現れるため、補強材ネットの形状が複雑になってコストアップとなるという問題もある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、外観や内観に構造材が露出せず、高い補強効果を示し、且つ施工が容易な、煉瓦壁の補強構造及び補強方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る煉瓦壁の補強構造は、煉瓦壁の目地部に沿って正面視で矩形波状に配置された、線材からなる補強材が緊張状態で該目地部に埋設されていることを特徴としている。

ここで、「正面視」とは、煉瓦壁を正面から見た場合を言い、「矩形波状」とは、矩形波のように、平面視で平坦な山部と平坦な谷部が交互に繰り返される形状を言う。また、「緊張状態」とは、補強材がピンと張られて緩みのない状態を言う。

本発明では、補強材が目地部に埋設されているので、外観や内観に構造材が露出せず、煉瓦壁が醸し出す意匠性を損ねることがない。また、補強材を緊張状態としているので、補強材の遊びが無くなり、煉瓦壁に作用する外力に対して補強材が有効に働くうえ、補強材に導入する緊張力を大きくして、煉瓦壁に圧縮方向のプレストレスを作用させることもできる。さらにまた、補強範囲が広い場合でも、１本の補強材を用いて接合部を設けることなく補強することができる。加えて、線材からなる補強材を、煉瓦壁の目地部に沿って正面視で矩形波状に配置することで、１本の補強材で水平方向と鉛直方向の両方向について補強効果が期待できる。なお、補強材としては、線材に加工した炭素繊維やアラミド繊維などを用いることができる。

また、本発明に係る煉瓦壁の補強構造では、前記煉瓦壁を構成する、隣接する２枚以上の煉瓦で形成される四角形の３辺に沿って前記補強材を配置するようにしてもよい。
ここで、「四角形」は、煉瓦壁を正面から見た際に、隣接する２枚以上の煉瓦で形成される仮想四角形である。
本発明は、隣接する煉瓦を取り囲むように補強材を配することで、隣接する煉瓦が離間しないようにして目地部の破断を防止する。

また、本発明に係る煉瓦壁の補強構造では、前記補強材が、前記煉瓦壁を構成する煉瓦を挟んで対称に配置されていてもよい。
本発明は、煉瓦を挟んで補強材を対称に配置することで、補強材に挟まれた煉瓦の動きを補強材が拘束して煉瓦壁の破壊を防止する。

また、本発明に係る煉瓦壁の補強構造では、前記補強材が樹脂で被覆されていることを好適とする。
本発明は、補強材を樹脂で被覆することにより補強材を保護すると共に、補強材と煉瓦との間の間隙を無くし、樹脂を介して応力伝達を行うものである。樹脂としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。

また、本発明に係る煉瓦壁の補強方法は、煉瓦壁の目地部に沿って該目地部に溝を形成する第１のステップと、樹脂で被覆された線材からなる補強材を前記溝に正面視で矩形波状に配置する第２のステップと、前記補強材に緊張力を導入する第３のステップと、前記溝を目地材で塞ぐ第４のステップとを備えることを特徴としている。

本発明では、目地部に溝を形成して該溝に補強材を配置して緊張するだけなので、施工が容易であるだけでなく、緊張状態にある補強材を目地部に埋め込むので、補強材を目地部に貼り付ける方法に比べて高い補強効果を発揮することができる。なお、目地材としては、モルタルなどを用いることができる。

また、本発明に係る煉瓦壁の補強方法では、前記煉瓦壁を構成する煉瓦のコーナー部に、外周面が凸曲面とされたコーナースペーサを設置し、前記コーナースペーサの外周面に沿って前記補強材を配置することが好ましい。
本発明では、煉瓦のコーナー部に設置したコーナースペーサの凸曲面に沿って補強材を配置するので、補強材に緊張力を導入する際、コーナー部における摩擦が低減され応力損失が発生しない。

また、本発明に係る煉瓦壁の補強方法では、前記煉瓦壁を構成する煉瓦のコーナー部に位置する前記補強材箇所には、樹脂が被覆されていないことを好適とする。
本発明では、煉瓦のコーナー部に位置する補強材箇所が樹脂で被覆されていないので、コーナー部に沿って補強材を容易に折り曲げることができる。

本発明に係る煉瓦壁の補強構造では、補強材が目地部に埋設されているので、外観や内観に構造材が露出せず、煉瓦壁が醸し出す意匠性を損ねることがない。また、線材からなる補強材を、煉瓦壁の目地部に沿って正面視で矩形波状に配置することで、１本の補強材で水平方向と鉛直方向の両方向について補強効果が期待できる。

本発明に係る煉瓦壁の補強方法では、目地部に溝を形成して該溝に補強材を配置して緊張するだけなので、施工が容易であるだけでなく、緊張状態にある補強材を目地部に埋め込むので、補強材を目地部に貼り付ける方法に比べて高い補強効果を発揮することができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、以下では、煉瓦壁を構成する任意の煉瓦を示す符号として１８を、煉瓦壁に配設される任意の補強材を示す符号として１１を使用する。また、図１及び図６における破線及び一点鎖線は、隠れ線や中心線などではなく、補強材を区別するために使用している。

図１に、本発明の一実施の形態に係る煉瓦壁の補強構造によって構造補強された煉瓦壁１０を正面から見た模式図を示す。ここでは、イギリス積みの煉瓦壁を例に採り、本発明の一実施の形態に係る煉瓦壁の補強構造について説明する。なお、イギリス積みとは、煉瓦壁を正面から見た際に、煉瓦の長手面のみが現れる段と小口面のみが現れる段とが交互になるように煉瓦を積む方式であり、一つの段で長手面と小口面が交互に現れるフランス積みに比べて強度が高く、使う煉瓦も少なくて済むことから、土木構造物や鉄道関連の施設によく見られる。

本発明の一実施の形態に係る煉瓦壁の補強構造では、線材からなる補強材１１を煉瓦壁１０の目地部３７に配置する。この際、煉瓦壁１０を正面から見たとき、補強材１１が目地部３７に沿って矩形波状に配置されるようにする。本実施の形態では、煉瓦１８の短辺側に位置する補強材１１の山部と谷部が鉛直方向に配置されるようにすると共に、２本の補強材１１で、積層された煉瓦１８を挟むように対称に配置する。具体的には、補強材１２と補強材１３を煉瓦１９、２０、２１、２２、２３、補強材１４と補強材１５を煉瓦２４、２５、２６、２７、２８、補強材１６と補強材１７を煉瓦２９、３０、３１、３２、３３に関してそれぞれ対称に配置する。

補強材１１には緊張力Ｔ（引張力）を導入し、煉瓦壁１０の両端面（上面、下面）に設置された定着板５２に補強材１１の端部を固定する。緊張力Ｔは、補強材１１がピンと張られて緩みのない状態にするために導入するものであるが、緊張力Ｔを大きくして、煉瓦壁１０に圧縮方向のプレストレスが働くようにしてもよく、プレストレスを導入することで煉瓦壁１０の曲げ耐力を向上させることができる。なお、補強材１１としては、高強度、高弾性、耐熱性に優れる炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などの連続繊維を用いることができる。

図２に目地部３７の断面を示す。補強材１１は緊張状態で目地部３７に埋設されている。補強材１１は、エポキシ樹脂などの樹脂１１ａで被覆されており、樹脂１１ａを介して補強材１１と隣接する煉瓦１８、１８との間で応力が伝達される。

図３は、煉瓦１８のコーナー部の詳細を示したものである。補強材１１が屈曲するコーナー部には、外周面３９ａが凸曲面とされたコーナースペーサ３９（図４参照）を設置し、コーナースペーサ３９の外周面３９ａに沿って補強材１１を配置する。コーナースペーサ３９は、プラスチック製の円柱の一部を軸方向に切り欠いて、煉瓦１８のコーナー部と嵌合する切欠部３９ｂを形成したものであり、補強材１１が外れないように、外周面３９ａの両側縁部３９ｃは半径方向に突出している。ここで、外周面３９ａの曲率半径は２０ｍｍ以上とすることが好ましい。
なお、補強材１１は、折り曲げやすくするため、コーナースペーサ３９と接する箇所は樹脂１１ａで被覆しないようにする（図５参照）。

煉瓦壁１０に外力が作用し、煉瓦壁１０に水平方向の引張力もしくはせん断力が作用した場合、水平方向の目地部３７に配置された補強材１１が引張力もしくはせん断力に抵抗して煉瓦壁１０の破壊を防止する。また、煉瓦壁１０に鉛直方向の引張力が作用した場合は、補強材１１を介して煉瓦壁１０に導入した圧縮方向のプレストレスにより煉瓦壁１０の破壊を防止する。
加えて、本実施の形態では、補強材１１が、煉瓦壁１０を構成する煉瓦１８を挟んで対称に配置されているので、補強材１１に挟まれた煉瓦１８の動きが補強材１１によって拘束され、煉瓦壁１０の破壊が防止される。

次に、本実施の形態に係る煉瓦壁の補強方法について、図１〜図３を利用して説明する。
（１）煉瓦壁１０の目地部３７に沿って目地部３７に溝（図示省略）を形成する。溝の深さは、埋設する補強材１１の本数にも依るが概ね１ｃｍ〜４ｃｍ程度とする。また、補強材１１と接する、煉瓦１８のコーナー部に、コーナースペーサ３９を設置する。
（２）樹脂１１ａで被覆された線材からなる補強材１１を溝に配置する。この際、煉瓦壁１０を正面から見たとき、補強材１１が目地部３７に沿って矩形波状に配置されるようにし、煉瓦１８のコーナー部については、コーナースペーサ３９の外周面３９ａに沿って補強材１１を配置する。
（３）補強材１１を引っ張って補強材１１に緊張力Ｔを導入し、補強材１１の端部を、煉瓦壁１０の端面に設置された定着板５２に固定する。定着方法は特に限定されないが、例えば、ＰＣストランドの定着に使用される方法などを用いることができる。
（４）目地部３７の溝にモルタルなどの目地材３８を充填して溝を塞ぐ（図２参照）。

次に、本発明の他の実施の形態に係る煉瓦壁の補強構造について説明する。
図６は、補強材１１の他の配置パターンを示した模式図である。本実施の形態では、煉瓦壁１０の補強層に補強材４７、４８を配置する際、補強材４７、４８の山部と谷部が水平方向に配置されるようにすると共に、煉瓦壁１０（ここでは補強層）を構成し、水平方向に隣接する２枚の煉瓦１８で形成される正面視して四角形の３辺に沿って補強材４７、４８を配置する。具体的には、補強材４７が、隣接する２枚の煉瓦４０、４１で形成される四角形、隣接する２枚の煉瓦４２、４３で形成される四角形、及び、隣接する２枚の煉瓦４４、４５で形成される四角形の３辺に沿って配置されると共に、補強材４８が、隣接する２枚の煉瓦４１、４２で形成される四角形、隣接する２枚の煉瓦４３、４４で形成される四角形、及び、隣接する２枚の煉瓦４５、４６で形成される四角形の３辺に沿って配置される。また、本実施の形態では、煉瓦壁１０の目地部３７に沿って補強材４９、５０、５１を鉛直方向に配置する。

本実施の形態では、隣接する煉瓦１８を取り囲むように補強材１１を配することで、隣接する煉瓦１８が離間しないようにして目地部３７の破断を防止する。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、補強材の配置パターンは上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において様々な配置パターンが可能である。また、上記実施の形態では、予め樹脂で被覆した補強材を用いたが、目地部の溝に補強材を配置した後、溝に樹脂を充填してもよい。なお、上記実施の形態では、イギリス積みの煉瓦壁を例に採り説明したが、フランス積みや長手積み、小口積みなど他の形式の煉瓦積みにも本発明が適用できることは言うまでもない。

本発明の一実施の形態に係る煉瓦壁の補強構造によって構造補強された煉瓦壁を正面から見た模式図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１のＢ部の詳細図である。 コーナースペーサの斜視図である。 補強材の模式図である。 本発明の他の実施の形態に係る煉瓦壁の補強構造における補強材の配置パターンを説明するための模式図である。

符号の説明

１０：煉瓦壁、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７：補強材、１１ａ：樹脂、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３：煉瓦、３７：目地部、３８：目地材、３９：コーナースペーサ、３９ａ：外周面、３９ｂ：切欠部、３９ｃ：側縁部、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６：煉瓦、４７、４８、４９、５０、５１：補強材、５２：定着板

Claims (7)

1. 煉瓦壁の目地部に沿って正面視で矩形波状に配置された、線材からなる補強材が緊張状態で該目地部に埋設されていることを特徴とする煉瓦壁の補強構造。
2. 請求項１記載の煉瓦壁の補強構造において、前記煉瓦壁を構成する、隣接する２枚以上の煉瓦で形成される四角形の３辺に沿って前記補強材が配置されていることを特徴とする煉瓦壁の補強構造。
3. 請求項１及び２のいずれか１項に記載の煉瓦壁の補強構造において、前記補強材が、前記煉瓦壁を構成する煉瓦を挟んで対称に配置されていることを特徴とする煉瓦壁の補強構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の煉瓦壁の補強構造において、前記補強材が樹脂で被覆されていることを特徴とする煉瓦壁の補強構造。
5. 煉瓦壁の目地部に沿って該目地部に溝を形成する第１のステップと、樹脂で被覆された線材からなる補強材を前記溝に正面視で矩形波状に配置する第２のステップと、前記補強材に緊張力を導入する第３のステップと、前記溝を目地材で塞ぐ第４のステップとを備えることを特徴とする煉瓦壁の補強方法。
6. 請求項５記載の煉瓦壁の補強方法において、前記煉瓦壁を構成する煉瓦のコーナー部に、外周面が凸曲面とされたコーナースペーサを設置し、前記コーナースペーサの外周面に沿って前記補強材を配置することを特徴とする煉瓦壁の補強方法。
7. 請求項５及び６のいずれか１項に記載の煉瓦壁の補強方法において、前記煉瓦壁を構成する煉瓦のコーナー部に位置する前記補強材箇所には、樹脂が被覆されていないことを特徴とする煉瓦壁の補強方法。

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