JP5745989B2 - 鉄筋コンクリート構造物における既設の方立壁の補強方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート造の集合住宅などにおいて非耐力壁として設置されている鉄筋コンクリート造の方立壁の補強方法に関するものである。

従来から、鉄筋コンクリート造の構造躯体の補強方法として、シート状連続繊維を貼り付けたり、コンクリートを増し打ちしたりする方法が提案されている。しかしながら、このような補強方法では、補強部分と既設部分との接合力を発揮させるために主としてアンカー材を用いているので、アンカー材を打ち込む作業に手間がかかり、騒音が発生すると共に、それほど補強効果が上がらないという問題点がある。

本発明の発明者は、特許文献１において、既設の布基礎をアンカー材などによって損傷せずに後施工で補強するための方法を提案している。特許文献１の補強方法では、補強用の縦筋（付加補強筋）を複数本並べてこれらを桟材でつないだ組立体、あるいは、ＦＲＰ製の格子体などの補強部材を布基礎の立ち上がり部の側面にあてがってポリマーセメントモルタルを施工している。これにより、立ち上がり部を増厚して基礎幅を拡げることができると共に、縦筋やＦＲＰ製の格子体などをポリマーセメントモルタルの付着力によって既設基礎に接合することができる。よって、既設基礎の耐力を損なわずに、容易にせん断耐力の増強を図ることができる。

しかしながら、特許文献１の補強方法では、付加補強筋は布基礎のせん断力方向にのみ取り付けられており、また、桟材は付加補強筋の位置決め材であって布基礎における曲げ方向の荷重を負担するものではなく、布基礎の曲げ耐力を十分に増大させることができない場合がある。また、ＦＲＰ格子は、靱性も大きいので布基礎の崩壊や損壊の防止を図ることができるものの、補強部材の布基礎への接合がポリマーセメントモルタルの付着力のみによって行われているので、せん断補強効果を十分に発揮させるために、さらに接合力を高めることが要望されていた。

そこで、本発明者は、特許文献２において、建物における布基礎やべた基礎などの既設の鉄筋コンクリート造の構造躯体を後施工により補強してせん断耐力を増大させることができる簡易な補強方法および、当該補強方法により補強された構造躯体を提案している。

特開２００６−２３３６７１号公報 特開２００９−１８５５４９号公報

従来においては、鉄筋コンクリート製構造物における既設の基礎、梁、柱などの構造部材について、上記のように耐震強度を高めるための提案がなされている。しかしながら、鉄筋コンクリート構造物における非耐力壁、特に方立壁についての補強については何ら着目されておらず、また、その補強方法も何ら提案されていない。

方立壁は、両側に配置されている鉄筋コンクリート製の柱との間に開口部あるいはスリット（完全スリット、部分スリットを含む）などが形成されて縁が切られている。また、その内部に配置されているシングル配筋は、左右の鉄筋コンクリート製の柱および上下の鉄筋コンクリート製の梁に対して十分な定着長さを備えておらず、あるいは、スリット等によって縁が切られている。したがって、方立壁は構造計算において耐力壁として考慮されない非耐力壁である。

このため、地震等によって大きな外力が作用して鉄筋コンクリート造の建物が変形すると、方立壁が強制的にせん断変形され、方立壁に大きなせん断ひび割れが生じ、当該方立壁が破壊してコンクリートが剥がれ落ちる等の危険性がある。

本発明の課題は、この点に鑑みて、既設の非耐力壁である鉄筋コンクリート造の方立壁を、地震等によって亀裂、ひび割れ、コンクリートの剥離等が発生しないように簡単な施工によってせん断補強できる方法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、既設の鉄筋コンクリート構造物における非耐力壁である鉄筋コンクリート造の方立壁の補強方法であって、
前記方立壁における少なくとも一方の表面の全領域で当該方立壁の仕上げ材を斫る仕上げ材斫り工程と、
前記方立壁の斫り面に、所定の間隔で配列された２本あるいはそれ以上の本数の縦筋に、一定の間隔でせん断補強用の横筋がスポット溶接されている構成で、前記方立壁の表面の矩形輪郭形状よりも一回り小さい大きさの矩形輪郭形状のせん断補強用鉄筋枠を仮止めするせん断補強筋枠仮止め工程と、
前記せん断補強用鉄筋枠を覆い隠すことのできる厚さで、前記方立壁の斫り面にポリマーセメントモルタルを塗布して、前記ポリマーセメントモルタルの付着力のみで前記方立
壁にせん断補強用鉄筋枠を一体化するせん断補強筋枠一体化工程とを有することを特徴としている。

ここで、方立壁の厚さは一般的に１００ｍｍ〜１２０ｍｍであるので、当該方立壁の表面の仕上げ材（タイル、塗料、モルタル等）を斫り、せん断補強用の横筋として、径が１０ｍｍ〜１６ｍｍの異形棒鋼が例えば２００ｍｍ間隔で配列されているせん断補強用鉄筋枠を斫り面に取り付けるようにすればよい。なお、このように後施工する補強筋は、周辺に存在する構造部材に定着しなければならないとする条件は不要である。

本発明の方法によれば、極めて簡単な施工により、既設のシングル配筋されている鉄筋コンクリート造の方立壁をダブル配筋状態の壁体にすることができる。せん断補強用鉄筋枠を付設することにより、地震などによって方立壁に作用するせん断力をせん断補強用鉄筋枠（主として横筋）が受け持つので、コンクリートに亀裂、ひび割れなどが簡単に発生してしまうことを防止でき、コンクリートの剥落も防止できる。よって、地震等によって方立壁が破壊し、居住者が負傷するなどの危険性を回避あるいは低減できる。

（ａ）は鉄筋コンクリート構造物における既設の鉄筋コンクリート造の方立壁の一例を示す正面図であり、（ｂ）はその断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明による方立壁の補強方法の一例を示す説明図である。 （ａ）は補強後の方立壁を示す正面図であり、（ｂ）はせん断補強用鉄筋枠を示す正面図である。 （ａ）および（ｂ）は梁と方立壁の取り合いの二例を示す説明図である。 （ａ）および（ｂ）はせん断補強用鉄筋枠の二例を示す説明図である。

以下に、図面を参照して本発明を適用した既設の方立壁の補強方法の実施の形態を説明する。

まず、図１（ａ）、（ｂ）を参照して、補強対象のコンクリート造の方立壁の一例を説明する。鉄筋コンクリート構造物１、たとえば、鉄筋コンクリート造の集合住宅においては、各住戸等において間仕切り壁として鉄筋コンクリート造の方立壁２が設置される場合がある。鉄筋コンクリート造の方立壁２は、鉄筋コンクリート造の柱３、４の間において、これらの柱３、４から開口部５、６によって完全に縁を切られた状態となっている。また、上側の鉄筋コンクリート造の梁７には繋がっているものの、下側の鉄筋コンクリート造の梁８に対して厚さ方向の半分がスリット９によって縁を切られた状態で繋がっている。したがって、構造計算上においては無視される非耐力壁である。

ここで、梁７と方立壁２の取り合いは図１（ｂ）に示す場合の他、図４（ａ）に示す同芯状の取り合い、図４（ｂ）に示すように梁７の右側面に寄せた取り合いなどがあり、本発明は図１（ｂ）の取り合いのものに限定されるものではないことは勿論である。また、図１に示す方立壁２においては、その下端縁に沿ってスリット９が形成されているが、スリット９の無い方立壁についても本発明を同様に適用可能なことは勿論である。特に、厚さが１００ｍｍ以下の壁の場合にはスリット無しの場合が多い。したがって、方立壁はスリットの要否を条件とするものではない。

次に、図２を参照して方立壁２のせん断補強方法の一例を説明する。まず、図２（ａ）に示す既設の方立壁２は、例えば表面仕上げ用のモルタルなどを含む仕上げ材を含めて厚さが約１２０ｍｍの壁である。図２（ｂ）に示すように、方立壁２における一方の表面２ａの全体を斫って、仕上げ材を除去する（仕上げ材斫り工程）。

ここで、図３（ｂ）に示すように、せん断補強用鉄筋枠１０を工場生産などによって予め用意しておく。せん断補強用鉄筋枠１０は、例えば径が１３ｍｍの異形棒鋼を縦筋１０ａ、横筋１０ｂとして用いて、例えば２００ｍｍの間隔で縦横に格子状にスポット溶接によって接合した構成のものである。また、このせん断補強用鉄筋枠１０は、補強対象の方立壁２における表面２ａの矩形輪郭形状に対して一回り小さな矩形輪郭形状のものである。異なる径の異形棒鋼を異なるピッチで縦横に格子状に接合して構成したせん断補強用鉄筋枠を用いることもできる。また、縦横の鉄筋の配列ピッチを異なるピッチにすることも可能であり、縦筋および横筋の径を異なるものとすることも可能である。

また、せん断補強用鉄筋枠１０としては、図３（ｂ）に示すものに限定されるものではなく、各種の構成のものを用いることができる。図５（ａ）および（ｂ）にはせん断補強用鉄筋枠の代表的な二例を示してある。図５（ａ）に示すせん断補強用鉄筋枠１０Ａでは、両側に１本ずつの縦筋１０ａが配置され、これらの間に横筋１０ｂが等間隔で架け渡された構成となっている。図５（ｂ）に示すせん断補強用鉄筋枠１０Ｂでは、両側に２本ずつの縦筋１０ａが配置され、これらの間に横筋１０ｂが等間隔で架け渡された構成となっている。

再び図２に戻って説明すると、方立壁２の仕上げ材を斫った後は、図２（ｃ）に示すように、せん断補強用鉄筋枠１０を、方立壁２の斫り面２ｂに対して位置決めして、金具などを用いて仮止めする（せん断補強用鉄筋枠仮止め工程）。この後は、図２（ｄ）、図３（ａ）に示すように、斫り面２ｂおよびせん断補強用鉄筋枠１０を覆い隠すように、ポリマーセメントモルタル１１を塗布する。ポリマーセメントモルタル１１の塗布厚さは、例えば、４０ｍｍ以上、既存方立壁厚以下とすればよい。この後は、ポリマーセメントモルタル１１を養生して硬化させて、せん断補強用鉄筋枠１０を方立壁２に一体化する（せん断補強用鉄筋枠一体化工程）。なお、せん断補強用鉄筋枠１０を周辺に存在する構造部材に定着しなければならないとする条件は不要である。

このようにして補強された後の方立壁２はダブル配筋された鉄筋コンクリート造の方立壁２Ａとなる。ポリマーセメントモルタル１１の高い付着力によってせん断補強用鉄筋枠１０が強固に既設の方立壁部分に一体化されている。したがって、地震等によって外力が作用した場合には、せん断補強用鉄筋枠１０が方立壁２Ａに作用するせん断力に耐えるので、方立壁２Ａのコンクリート部分に亀裂、割れなどが発生してコンクリートが剥離するなどの危険性を防止できる。

なお、せん断補強用鉄筋枠１０に用いる鉄筋は、ＪＩＳなどに規定された規格値以上の強度を有するように品質管理された組立筋であり、ＳＤ２９５ＡあるいはＳＤ３４５などの鋼材により形成されている。縦筋、横筋として、例えば、Ｄ１０、Ｄ１３、Ｄ１６などの鉄筋が用いられる。

また、ポリマーセメントモルタル１１は、ポルトランドセメントにエポキシ樹脂等を混入した公知のものである。例えば、ＪＩＳＡ６２０３（セメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂）に適合するセメント混和用ポリマーまたはこれと同等以上の品質を有するポリマーを使用してポリマーセメントモルタル１１を調合することにより、その曲げ強さが６Ｎ／ｍｍ^２以上、圧縮強さが２０Ｎ／ｍｍ^２以上、接着強さが１Ｎ／ｍｍ^２以上、接着耐久性が１Ｎ／ｍｍ^２以上となり、高耐久性、高接着性のポリマーセメントモルタル１１が得られる。なお、ポリマーセメントモルタル１１に防錆剤や早強剤、早硬剤などを混入して、施工性や耐久性を高めてもよい。

１・・鉄筋コンクリート構造物
２・・方立壁
２Ａ・・補強後の方立壁
２ａ・・表面
２ｂ・・斫り面
３、４・・柱
５、６・・開口部
７、８・・梁
９・・スリット
１０、１０Ａ、１０Ｂ・・補強用鉄筋枠
１０ａ・・縦筋
１０ｂ・・横筋
１１・・ポリマーセメントモルタル

Claims (3)

1. 既設の鉄筋コンクリート構造物における非耐力壁である鉄筋コンクリート造の方立壁の補強方法であって、
   前記方立壁における少なくとも一方の表面の全領域で当該方立壁の仕上げ材を斫る仕上げ材斫り工程と、
   前記方立壁の斫り面に、所定の間隔で配列された２本あるいは３本以上の縦筋に一定の間隔で横筋がスポット溶接されている構成で、前記方立壁の表面の矩形輪郭形状よりも一回り小さい大きさの矩形輪郭形状のせん断補強用鉄筋枠を仮止めするせん断補強用鉄筋枠仮止め工程と、
   前記せん断補強用鉄筋枠を覆い隠すことのできる厚さで、前記方立壁の斫り面にポリマーセメントモルタルを塗布して、前記せん断補強用鉄筋枠を前記ポリマーセメントモルタルの付着力のみで前記方立壁に一体化するせん断補強用鉄筋枠一体化工程とを含むことを特徴とする既設の方立壁の補強方法。
2. 請求項１において、
   前記方立壁の厚さは１００ｍｍ〜１２０ｍｍであり、
   前記仕上げ材斫り工程では、前記方立壁の前記表面の前記仕上げ材を３０ｍｍ〜４０ｍｍの厚さで斫ることを特徴とする既設の方立壁の補強方法。
3. 請求項１または２において、
   前記せん断補強用鉄筋枠は次の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）のうちのいずれかであることを特徴とする既設の方立壁の補強方法。
   （ａ）縦筋および横筋として、径が１３ｍｍ〜１６ｍｍの異形棒鋼が２００ｍｍ間隔で縦横に組まれてスポット溶接されているもの
   （ｂ）縦筋として、径が１３ｍｍ〜１６ｍｍの異形棒鋼が所定の間隔で両側に１本ずつ配列され、これらの間に、横筋として、径が１３ｍｍ〜１６ｍｍの異形棒鋼が一定の間隔で架け渡されてスポット溶接されているもの
   （ｃ）縦筋として、径が１３ｍｍ〜１６ｍｍの異形棒鋼が所定の間隔で両側に２本ずつ配列され、これらの間に、横筋として、径が１３ｍｍ〜１６ｍｍの異形棒鋼が一定の間隔で架け渡されてスポット溶接されているもの

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