JP5981224B2 - 既存建物の耐震補強構造及び工法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造（ＲＣ造）又は鉄骨鉄筋コンクリート構造（ＳＲＣ造）の既存建物の耐震補強に用いる既存建物の耐震補強構造及び工法に関する。

従来のＲＣ造又はＳＲＣ造の既存建物の耐震補強構造及び工法としては、図８及び図９に示すように、既存の建物の柱１１、１２と梁１３、１４とで囲まれた架構１０内又は架構１０の側面１０ＳにＲＣ造の補強壁や枠付き鉄骨ブレースなどの補強部材５を増設したり、また、既存の建物の壁厚を増したりして、建物の剛性と耐力を大きくしたものが知られている。
このような耐震補強の工事では、架構１０と増設した補強部材５との間において地震時に発生するせん断力等を十分に伝達させるために、架構１０と補強部材５との接合部にアンカー部材を介在させて、架構１０と補強部材５を一体化するあと施工アンカー工法が周知である。
このあと施工アンカー工法は、補強部材の外周面に多数のスタッドを設け、柱や梁などに多数のアンカーボルトやアンカー鉄筋などのアンカー材を打設して、その部分をスパイラル鉄筋等で補強した後、架構と補強部材との間にモルタルなどの充填材を充填する方法で、この種の工法が例えば特許文献１などに記載されている。

ところで、このあと施工アンカー工法の場合、柱及び梁の仕上げモルタルを斫った後、柱や梁の躯体にハンマードリルなどでアンカー部材を挿入するための穴を開けるために、工事中は大きな振動や騒音、また多くの粉塵が発生し、建物を使用しながらの施工が困難であることが指摘されており、このような場合に適した、あと施工アンカー工法に代わる、新たな工法が提案されている。この種の工法が例えば特許文献２、３などにより開示されている。

特許文献２は、既存建物の制震・耐震補強構造に関するもので、この文献２の補強構造は、コンクリート構造物の柱と梁とで囲まれた架構内に鉄骨枠体を設置し、この鉄骨枠体と柱および梁との間に形成された間隙部に、鉄骨枠体側から突出されたスタッドボルトと、柱および梁側から突出された接続用コッターとを重ね配置して、モルタルを充填する構造において、接続用コッターをアンカー筋よりも大径の鋼管又はプレキャストコンクリートの円柱体とし、この接続用コッターを、回転式のコアドリルで掘った深さが柱筋及び梁筋の手前までしかない孔に、接着剤で固定する点に特徴がある。このように接続用コッターを回転式のコアドリルで掘った溝に挿入するようにしたことで、従来のあと施工アンカー工法のように振動・騒音・粉塵の発生が少なく、日常業務の停止や、移転をせずに、居ながらの制震・耐震補強構造の施工を可能とする。

特許文献３は、本願発明者が先の出願により提案した既存建物の耐震補強構造及びその工法に関するもので、この文献３の補強構造及び工法は、既存建物の柱と梁とで囲まれた架構内（又は架構の側面）に、ＲＣ造の補強壁や枠付き鉄骨ブレースなどの補強部材を一体的に設置固定する補強構造及び工法において、架構の構面にコンクリートカッターなどで板材を差し込み可能な線形の切り溝を切り込み形成し、当該切り溝に板状のシアキーを差し込み設置して、切り溝、及び架構と補強部材との間にエポキシ系接着剤、グラウト材などの固化材を充填することに特徴がある。このように架構の構面に複数の切り溝をコンクリートカッターなどの小さい工具で切り込み、これらの切り溝に板状のシアキーを差し込んで固化材で固定するようにしたことで、従来のあと施工アンカー工法のように、架構の構面に多数のアンカー鉄筋を打ち込むのと異なり、振動や騒音の発生を可及的に抑えることができ、耐震補強の工事を、建物を使用しながら実施することができる。

特開２００７−３３２５５５公報 特許第３８８４６３３号公報 特開２０１０−９５９６３公報

しかしながら、上記従来の既存建物の耐震補強構造又は工法では、接続用コッターやシアキーなどのせん断要素の躯体への埋め込みの深さが柱筋又は梁筋の手前までと比較的浅いために、図１０に示すように、従来のあと施工アンカーの場合に比べて、コンクリートのコーン状破壊面積が小さく、地震時に発生する引張り力に対して十分な耐力を確保することが難しい、という問題がある。このため、躯体と補強部材との間で特に引張り力が作用する箇所には、引張り力に抵抗するあと施工アンカーを併せて使用する必要があり、部分的でも、あと施工アンカー工法を併用することで、振動・騒音、粉塵が発生して施工環境は低下し、また、コッターやシアキーの埋め込みの他にこれとは別のアンカー部材の埋め込みが必要となって施工性は低下せざるを得ない。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、シアキーを用いた既存建物の耐震補強構造及び工法において、シアキーを躯体に柱筋又は梁筋に達しない深さに差し込み固定した状態でも、シアキーのコンクリートのコーン状破壊面積を拡大して、地震時に発生する引張り力に対しても十分な耐力を確保し、従来のように、躯体と補強部材との間で特に引張り力が作用する箇所に、あと施工アンカーを併せて使用する必要をなくし、施工環境及び施工性の改善を図ることなど、を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、
鉄筋コンクリート構造又は鉄骨鉄筋コンクリート構造の既存建物の躯体に補強部材がシアキーを介して一体的に設置固定される既存建物の耐震補強構造において、
前記シアキーは本体が板材又は管材からなり、前記本体の一端側所定の範囲を固定端とし、前記本体の周囲に前記固定端に近接して前記本体の材軸直交方向に広がるコーン状破壊面積を有するフランジが形成されて構成され、前記既存建物の躯体に、前記シアキーの前記本体の固定端を差し込み可能に、前記本体の固定端の材軸直交方向の断面形状と略同じ形状の線形の切り溝を形成されて、
前記シアキーは、前記本体の固定端が前記切り溝に接着剤を介して差し込み固定されるとともに、前記コーン状破壊面積を有するフランジが前記切り溝の周囲に接着剤を介して設置固定されて、前記既存建物の躯体に固着される、
ことを要旨とする。
この場合、板材からなるシアキーは本体の固定端が略Ｖ形又は略Ｘ形又は略Ｔ形又は略Ｈ形又は略コ形又は略Ｉ形の断面形状を有し、切り溝は前記シアキーを差し込み可能に略Ｖ形又は略Ｘ形又は略Ｔ形又は略Ｈ形又は略コ形又は略Ｉ形の平面形状を有することが好ましい。
また、管材からなるシアキーは本体の固定端が略○形又は略□形又は略△形の断面形状を有し、切り溝は前記シアキーを差し込み可能に略○形又は略□形又は略△形の平面形状を有することが好ましい。
また、この場合、切り溝は躯体に当該躯体内に配筋された柱筋又は梁筋に達しない深さに切り込み形成されることが好ましい。

また、上記目的を達成するために、本発明は、
鉄筋コンクリート構造又は鉄骨鉄筋コンクリート構造の既存建物の躯体に補強部材をシアキーを介して一体的に設置固定する既存建物の耐震補強工法において、
前記シアキーに、本体が板材又は管材からなり、前記本体の一端側所定の範囲を固定端とし、前記本体の周囲に固定端に近接して前記本体の材軸直交方向に広がるコーン状破壊面積を有するフランジを形成したフランジ付きのシアキーを採用し、前記既存建物の躯体に、前記シアキーの前記本体の固定端を差し込み可能に、前記本体の固定端の材軸直交方向の断面形状と略同じ形状の線形の切り溝を形成して、
前記シアキーを、前記本体の固定端を前記切り溝に接着剤を介して差し込み固定するとともに、前記コーン状破壊面積を有するフランジを前記切り溝の周囲に接着剤を介して設置固定して、前記既存建物の躯体に固着する、
ことを要旨とする。

本発明の耐震補強構造及び工法によれば、上記のとおり、シアキーの本体の固定端を躯体の切り溝に接着剤を介して差し込み固定するとともに、シアキーのコーン状破壊面積を有するフランジを躯体の切り溝の周囲に接着剤を介して設置固定して、シアキーを躯体に固着するので、シアキーを躯体に対して柱筋又は梁筋に達しない深さに差し込み固定した状態でも、シアキーのコーン状破壊面積を有するフランジによりシアキーの躯体に対する接着面積を増大して、地震時に発生する引張り力に対しても十分な耐力を確保することができ、これにより、従来のように、躯体と補強部材との間で特に引張り力が作用する箇所に、あと施工アンカーを併せて使用する必要がなく、施工環境及び施工性の改善を図ることができる、という本発明固有の格別な効果を奏する。

本発明の第１の実施の形態における既存建物の耐震補強構造を示す正面断面図 同補強構造の要部を示す斜視図 同補強構造に採用されるシアキーを示す斜視図（（Ａ）板材からなるシアキー（Ｂ）管材からなるシアキー） 同補強構造に採用される板材からなるシアキーを固定するための切り溝を示す平面図 本発明の第２の実施の形態における既存建物の耐震補強構造を示す側方から見た斜視図 同補強構造を示す上方から見た斜視図 同補強構造の要部を示す斜視図 （ａ）既存建物の柱と梁とで囲まれた架構内に枠付き鉄骨ブレースなどの補強部材を一体的に設置固定する従来の既存建物の耐震補強構造及び工法の基本的な概念を示す図（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図 （ａ）既存建物の柱と梁とで囲まれた架構の側面に枠付き鉄骨ブレースなどの補強部材を一体的に設置固定する既存建物の耐震補強構造及び工法の基本的な概念を示す図（ｂ）（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図 従来の耐震補強構造及び工法に採用されるあと施工アンカーとシアキーのコーン状破壊面積を比較した図

次に、この発明を実施するための形態について図を用いて詳しく説明する。
図１に第１の実施の形態を示している。なお、図１に示す耐震補強構造は右側の半面がこの実施の形態によるもので、左側の半面が従来のあと施工アンカー工法によるもので、２つの形態を併せて例示している。また、図２、図３及び図４にこの実施の形態の要部を示している。

図１に示すように、この既存建物の耐震補強構造は、ＲＣ造又はＳＲＣ造の既存建物の躯体１と、この躯体１に板材からなるシアキー３を介して一体的に設置固定される補強部材５とにより構成される。なお、以下の説明では、既存建物をＲＣ造の建物とするが、ＳＲＣ造の建物の場合でも同様である。

図１に示すように、ＲＣ造の既存建物の躯体１は、所定間隔で立設される柱１１、１２と上下に横設される梁１３、１４が剛接合されたラーメン構造になっている。この柱１１、１２と梁１３、１４とで囲まれた架構１０の内周面１０１、すなわち右柱１１の左側面及び左柱１２の右側面、並びに上梁１３の下面及び下梁１４の上面に、図２に示すように、所定の間隔で複数個所に切り溝２が切り込み形成され、これらの切り溝２にそれぞれ接着剤４を介してシアキー３が差し込み固定される。
これらのシアキー３はそれぞれ、図３（Ａ）に示すように、本体３１が鋼板などの板材からなり、本体３１の一端側所定の範囲を固定端３２とし、この本体３１の周囲に固定端３２に近接して本体３１の材軸直交方向に広がるフランジ３３が一体的に形成されて構成される。この場合、シアキー３の本体３１は断面が直線状の板材の組み合わせからなり、ここでは特に、断面が略Ｖ形のアングル材が採用される。そして、この本体３１の一端側、すなわち、切り溝２に対する差し込み側の下端側で、下端から上端方向に向けて切り溝２の深さに対応する所定の範囲が固定端３２で、固定端３２は材軸直交方向の断面（水平断面）が略Ｖ形の線形をなす。フランジ３３は鋼板などの板材からなり、この本体３１の周囲の下端側に一体的に接合される。この場合、フランジ３３はシアキー３が架構１０の内周面１０１に対して十分なコーン破壊面積を取得するのに必要な適宜の面積を有する円形に形成される。このようにしてシアキー３は本体３１の周囲に外周方向に突出するフランジ３３を有し、このフランジ３３の中央から下方に本体３１の固定端３２が突出する構造になっている。また、このシアキー３の場合、図２に示すように、本体３１に定着筋３４が併せて取り付けられる。この場合、定着筋３４は本体３１の２面接合部、すなわちアングル材の折曲部分の内側に沿って溶接などにより固着され、本体３１の上端から上方所定の高さに延ばされる。なお、この定着筋３４は架構１０内に補強部材５として増設される後述のＲＣ造の補強壁のコンクリート躯体に十分に定着できるだけの長さを有している。
これに対して複数の切り溝２はそれぞれ、コンクリートカッターなどの工具を使って、各シアキー３を差し込み可能に線形に形成される。この場合、各切り溝２は、図４に示すように、シアキー３の固定端３２が嵌合可能に、平面形状が固定端３２の断面形状と略同じ又は少し大きい適宜の大きさの線形に、ここでは、略Ｖ形又は略Ｘ形の線形に、そして各柱１１、１２の柱筋、各梁１３、１４の梁筋に達しない範囲で固定端３２の長さと略同じ又は少し大きい適宜の深さに切り込み形成される。
また、ここで使用される接着剤４は、例えば、施工現場で混ぜ合わせ、２４時間以内に硬化するエポキシ樹脂の主剤と硬化剤からなる２液混合形のエポキシ系接着剤やコンクリートなどの垂直面でも液垂れしにくい粘性を有するエポキシ系接着剤が採用され、前者は架構１０の下面に使用され、後者は架構１０の上面や左右の各側面に使用される。
このようにして複数のシアキー３はそれぞれ、図２に示すように、本体３１の固定端３２が架構１０の内周面１０１の切り溝２にエポキシ系接着剤４を介して差し込み固定されるとともに、フランジ３３が架構１０の内周面１０１の切り溝２の周囲にエポキシ系接着剤４を介して設置固定され、架構１０の内周面１０１に固着される。これにより、各シアキー３は架構１０の内周面１０１に、従来のシアキー（例えば、本願発明者による先の出願で提案されたシアキー）に比べて大きな接着面積で大きな接着強度により強固に固着される。なお、これらのシアキー３の固着後、各シアキー３に絡めてスパイラル筋６が配筋される。
このように各シアキー３は本体３１の固定端３２及び本体３１の周囲に一体的に設けたフランジ３３が架構１０の内周面１０１にエポキシ系接着剤４により接合されて、架構１０の内周面１０１に対して直角方向に突設されるため、地震発生時のせん断力に対して抵抗し、また、引張り力をフランジ３３が負担するため、引張り力に対してコンクリートのコーン状破壊となり、引抜き耐力が大幅に増大する。

補強部材５は建物の剛性および耐力を大きくするための部材で、この場合、補強部材５にＲＣ造の補強壁が採用される。図１に示すように、補強壁５１は、架構１０内に壁筋５１１が縦横に配筋され、これにコンクリート５１２が打設されて構築される。
このようにして架構１内にＲＣ造の補強壁５１が構築され、架構１０の内周面１０１に固着された複数の定着筋３４付きのシアキー３がスパイラル筋６とともに補強壁５１のコンクリート５１２内に埋め込まれ、各シアキー３がコンクリート５１２内に定着されて、補強壁５１と柱１１，１２及び梁１３，１４が一体的に接合される。
このような既存の建物の耐震補強構造から、地震の発生により既設の架構１０と補強壁５１との間にせん断力（補強壁５１の面方向への水平力）が作用した場合、このせん断力に対して各シアキー３が抵抗し、また、この架構１０と補強壁５１との間に引張り力が作用した場合、この引張り力に対して各シアキー３が抵抗し、建物の剛性および耐力を大きくする構造を得ることができる。

続いて、この補強構造の工法について、図１、さらに図２及び図４を用いて説明する。この工法では、既述のフランジ３３付きのシアキー３を採用し、既存建物の躯体１に補強部材５として補強壁５１をフランジ３３付きのシアキー３を介して一体的に設置固定する。
図１において、まず、架構１０の内周面１０１、すなわち右柱１１の左側面及び左柱１２の右側面、並びに上梁１３の下面及び下梁１４の上面にそれぞれ、複数のシアキー３を設置するため、複数の切り溝２を切り込み形成する。この場合、複数の切り溝２をそれぞれ、コンクリートカッターなどの工具を使って、各シアキー３を差し込み可能に線形に、すなわち、図４に示すように、シアキー３の固定端３２が嵌合可能に、各切り溝２の平面形状を固定端３２の断面形状と略同じ又は少し大きい適宜の大きさの線形に、ここでは略Ｖ形又は略Ｘ形の線形に、そして各切り溝２の深さを各柱１１、１２の柱筋、各梁１３、１４の梁筋に達しない範囲で固定端３２の長さと略同じ又は少し大きい適宜の深さにして、切り込み形成する。
次に、これらの切り溝２及びその周囲にエポキシ系接着剤４を注入塗布した後、図２に示すように、各切り溝２にシアキー３の固定端３２を差し込み固定するとともに、フランジ３３を各切り溝２の周囲に設置固定して、各シアキー３を架構１０の内周面１０１に固着する。これらシアキー３の固着後、各シアキー３に絡めてスパイラル筋６を配筋する。
そして、架構１０内に補強壁５１を構築する。この場合、架構１０内に壁筋５１１を縦横に配筋した後、架構１０の両側を型枠（図示省略）で密閉し、架構１０内にコンクリート５１２を充填して固化させる。

以上説明したように、この実施の形態では、ＲＣ造の既存建物の躯体１（柱１１，１２と梁１３，１４とで囲まれた架構１０内）にＲＣ造の補強壁５１を複数のシアキー３を介して一体的に設置固定する既存建物の耐震補強構造及び工法において、本体３１が板材（この場合、略Ｖ形のアングル材）からなり、本体３１の一端側所定の範囲を固定端３２とし、本体３１の周囲に固定端３２に近接して本体３１の材軸直交方向に広がるフランジ３３を有するフランジ付きのシアキー３を採用し、既存建物の躯体１（架構１０の内周面１０１）の複数個所に、シアキー３の本体３１の固定端３２を差し込み可能に、本体３１の固定端３２の材軸直交方向の断面形状と略同じ形状の線形（この場合、略Ｖ形又は略Ｘ形の線形）の切り溝２を形成して、複数のシアキー３をそれぞれ、本体３１の固定端３２を各切り溝２にエポキシ系接着剤４を介して差し込み固定するとともに、フランジ３３を各切り溝２の周囲にエポキシ系接着剤４を介して設置固定して、既存建物の躯体１に固着するようにしたので、これらのシアキー３が地震発生時のせん断力に対して抵抗する他、引張り力を各シアキー３のフランジ３３が負担するため、引張り力に対してコンクリートのコーン状破壊となり、従来のシアキーに比べて引抜き耐力が大幅に増大されて、引張り力に対しても十分抵抗することができる。
したがって、このフランジ３３付きのシアキー３よれば、引張り力の作用する部分にも使用することができ、従来、建物の引張り力が作用する箇所には、せん断力に抵抗するシアキーの他に、引張り力に抵抗するあと施工アンカーを併せて使用する必要があったが、このフランジ３３付きのシアキー３を使用することにより、振動、騒音の発生が大きいあと施工アンカー工法を不要とし、施工環境及び施工性の改善を図ることができる。
さらに、この新たなシアキー３を用いた耐震補強構造及び工法では、ＲＣ造の増設壁の曲げ耐力の算定に壁縦筋が考慮でき、合理的な設計が可能となる。

なお、この実施の形態では、補強部材にＲＣ造の補強壁を採用したが、補強部材として枠付き鉄骨ブレースを使用する場合でも、この補強構造及び工法を同様に適用することができる。
この場合、既述のとおり、架構の内周面に複数のフランジ付きのシアキー（本体の固定端）を差し込み可能に、シアキーの本体の固定端の材軸直交方向の断面形状と略同じ形状の線形の切り溝が形成されて、各フランジ付きのシアキーが、本体の固定端が切り溝にエポキシ系接着剤を介して差し込み固定されるとともに、フランジが切り溝の周囲にエポキシ系接着剤を介して設置固定されて、架構に固着される。なお、この場合、シアキーに定着筋は不要である。
また、補強部材として使用される鉄骨ブレースは枠組と斜材とからなり、その外周にスタッドボルトとスパイラル筋とを備える。この枠付き鉄骨ブレースは架構内に設置され、架構の内周面の各切り溝、及び架構と枠付き鉄骨ブレースの枠組との間の間隙にエポキシ系接着剤、グラウト材、コンクリートなどの固化材が充填されて、架構と枠付き鉄骨ブレースが接合される。この固化材の硬化後の摩擦力によって、架構と枠付き鉄骨ブレースが一体化される。この場合、架構の切り溝に固着されたフランジ付きのシアキーにより、架構と枠付き鉄骨ブレースの一体性は高度に高められる。さらに枠付き鉄骨ブレースの外周に埋設されたスタッドボルト及びスパイラル筋により、枠付き鉄骨ブレースと固化材との接合性が高められる。これにより、地震時に架構と枠付き鉄骨ブレースの間で応力伝達は十分となり、架構と枠付き鉄骨ブレースの間でせん断力が十分に伝達される。特に、この補強構造では、地震の発生により既設の架構と枠付き鉄骨ブレースとの間にせん断力が作用した場合に、このせん断力に対して各シアキーが抵抗し、また、この架構と枠付き鉄骨ブレースとの間に引張り力が作用した場合に、この引張り力に対して各シアキーが抵抗し、建物の剛性および耐力を大きくする構造を得ることができる。
この枠付き鉄骨ブレースを使用した補強構造の場合でも、フランジ付きのシアキーの施工方法は、上記実施の形態で説明したとおりである。
また、この枠付き鉄骨ブレースが架構内に代えて架構の外側の面に設置される場合（図９参照）も同様で、この場合、架構の外側の面（側面）に、板材を差し込み可能な線形（直線状）の切り溝を形成して、当該切り溝にフランジ付きのシアキーを差し込み設置し、切り溝、及び架構と補強部材との間に固化材を充填して、架構と補強部材を接合すればよい。
このように補強部材に枠付き鉄骨ブレースを使用した場合でも、フランジ付きのシアキーを用いた補強構造及び工法により、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

図５、図６及び図７に第２の実施の形態を示している。
図５に示すように、この既存建物の耐震補強構造は、既存建物の躯体１の外側に補強部材５がシアキー３を介して増設されて構成される。なお、この実施の形態では、既存建物をＲＣ造の建物として例示するが、ＳＲＣ造の建物の場合でも同様である。

図５に示すように、ＲＣ造の既存建物の躯体１は、所定間隔で立設される柱１１、１２と上下に横設される梁１３、１４が剛接合されたラーメン構造になっている。この躯体１の各柱１１、１２間の梁１３、１４の外側の面（側面）が補強部材５の増設位置で、この増設位置に、図７に示すように、所定の間隔で複数個所に切り溝２が切り込み形成され、これらの切り溝２にそれぞれ接着剤４を介して複数のシアキー３が差し込み固定される。
これらのシアキー３はそれぞれ、本体３１が鋼板などの板材からなり、本体３１の一端側所定の範囲を固定端３２とし、この本体３１の周囲に固定端３２に近接して本体３１の材軸直交方向に広がる鋼板などの板材からなるフランジ３３が一体的に形成されて構成される。この場合、シアキー３は第１の実施の形態で例示したものと同様で、その詳細は既述のとおりである。
これに対して複数の切り溝２はそれぞれ、コンクリートカッターなどの工具を使って、各シアキー３を差し込み可能に線形に形成される。この場合、各切り溝２は第１の実施の形態で例示したものと同様で、その詳細は既述のとおりである。なお、この躯体の外側補強の場合、図６に示すように、シアキー３は梁１３，１４のスパンＬに対してその略両端側の０．２Ｌの範囲に設け、他の範囲（中間の０．６Ｌの範囲）はフランジの無いシアキーを設ければよく、スパン全長に複数の切り溝２が形成される。
また、ここで使用される接着剤４も第１の実施の形態と同様で、その詳細は既述のとおりである。
このようにして複数のシアキー３はそれぞれ、図７に示すように、本体３１の固定端３２が各梁１３，１４の外側の面の切り溝２にエポキシ系接着剤４を介して差し込み固定されるとともに、フランジ３３が梁１３，１４の外側の面の切り溝２の周囲にエポキシ系接着剤４を介して設置固定され、梁１３，１４の外側の面に、従来のシアキー（例えば、本願発明者による先の出願で提案されたシアキー）に比べて大きな接着面積で大きな接着強度により強固に固着される。なお、これらのシアキー３の固着後、各シアキー３に絡めてスパイラル筋６が配筋される。
このように各シアキー３は本体３１の固定端３２及び本体３１の周囲に一体的に設けたフランジ３３が梁１３，１４の外側の面にエポキシ系接着剤４により固着されて、梁１３，１４の外側の面に対して直角方向に突設されるため、地震発生時のせん断力に対して抵抗し、また、引張り力をフランジが負担するため、引張り力に対してコンクリートのコーン状破壊となり、引抜き耐力が大幅に増大する。

図５に示すように、補強部材５は建物の剛性および耐力を大きくするための部材で、この場合、既存建物の躯体１に複数の補強躯体５２が増設され、これらの補強躯体５２に枠付き鉄骨ブレース５３が接合されて構成される。
複数の補強躯体５２はそれぞれ、図７に示すように、各梁１３，１４の外側の面（側面）に沿って鉄筋５２１が縦横に配筋され、これにコンクリート５２２が打設されて構築される。また、この場合、各補強躯体５２の外側の面（側面）に複数のスタッドボルト（図示省略）が水平方向に向けて突設される。このようにして各梁１３，１４の外側の面にＲＣ造の補強躯体５２が構築され、各梁１３，１４の外側の面に固着された複数の定着筋３４付きのシアキー３がスパイラル筋６とともに補強躯体５２のコンクリート５２２内に埋め込まれ、各シアキー３がコンクリート５２２内に定着されて、各梁１３，１４と各補強躯体５２が一体的に接合される。
これらの補強躯体５２に接合する鉄骨ブレース５３はそれぞれ、図５に示すように、枠組５３１と斜材５３２とからなり、各枠組５３１の内側面にスタッドボルトとスパイラル筋とを備えて構成される。各枠組５３１は上下の各梁１３，１４間に接合可能に全体が略四角形の枠形に構成される。この場合、枠組材にＨ形鋼が採用され、Ｈ形鋼の一方の溝が内方に他方の溝が外方に向けて正面視略ロ形に組み立てられる。この枠組５３１内に斜材５３２が逆Ｖ字形に接合される。この場合、斜材はＨ形鋼からなり、枠組５３１の下部の両角部と上部の中央との間に逆Ｖ字形に組み付けられる。これらの枠付き鉄骨ブレース５３は補強躯体５２に従来と同様に接合される。この枠付き鉄骨ブレース５３と補強躯体５２との接合の場合、あと施工アンカー工法に伴う振動、騒音、粉塵などの発生が問題にならないため、その対策は不要であり、この枠付き鉄骨ブレース５３と補強躯体５２の接合性を高めるために、枠組５３１の上下各部の内側面に、複数のアンカー部材（不図示）が水平方向に突出するように溶接により固着され、さらに、鉄骨ブレース５３と補強躯体５２との接合部に発生する割裂を防止するため、スパイラル筋６が枠組５３１の上下の各部に平行に配筋される。
このようにして枠付き鉄骨ブレース５３が上下の各補強躯体５２の外側の面に設置され、この枠付き鉄骨ブレース５３の枠組５３１と上下の各補強躯体５２の外側の面との間の間隙にエポキシ系接着剤、グラウト材、コンクリートなどの固化材が充填されて、枠付き鉄骨ブレース５３と各補強躯体５２が接合される。
このような既存建物の耐震補強構造から、地震の発生により既存建物の躯体１と補強部材５との間にせん断力が作用した場合、このせん断力に対して各シアキー３、各アンカー部材が抵抗し、また、この躯体１と補強部材５との間に引張り力が作用した場合、この引張り力に対して各シアキー３、各アンカー部材が抵抗し、建物の剛性および耐力を大きくする構造を得ることができる。

続いて、この補強構造の工法について、図５及び図７を用いて説明する。この工法では、既述のフランジ３３付きのシアキー３を採用し、既存建物の躯体１に補強躯体５２及び枠付き鉄骨ブレース壁５３からなる補強部材５をフランジ３３付きのシアキー３を介して一体的に設置固定する。
図５及び図７において、まず、既存建物の躯体１の各梁１３，１４の外側の面にそれぞれ、複数のシアキー３を設置するため、複数の切り溝２を切り込み形成する。この場合、複数の切り溝２をそれぞれ、コンクリートカッターなどの工具を使って、各シアキー３を差し込み可能に線形に、すなわち、シアキー３の固定端３２が嵌合可能に、各切り溝２の平面形状を固定端３２の断面形状と略同じ又は少し大きい適宜の大きさの線形に、ここでは略Ｖ形又は略Ｘ形の線形に、そして各切り溝２の深さを各梁１３，１４の梁筋に達しない範囲で固定端３２の長さと略同じ又は少し大きい適宜の深さにして、切り込み形成する。
次に、これらの切り溝２及びその周囲にエポキシ系接着剤４を注入塗布した後、シアキー３の固定端３２を各切り溝２に差し込み固定するとともに、フランジ３３を各切り溝２の周囲に設置固定して、シアキー３を各梁１３，１４の外側の面に固着する。これらシアキー３の固着後、各シアキー３に絡めてスパイラル筋６を配筋する。
そして、各梁１３，１４に補強躯体５２を構築する。この場合、各梁１３，１４の外側の面に沿って鉄筋５２１を縦横に配筋した後、その周囲を型枠で密閉し、型枠にコンクリート５２２を充填して固化させる。

以上説明したように、この実施の形態では、ＲＣ造の既存建物の躯体１（梁１３，１４の外側の面）に補強躯体５２及び枠付き鉄骨ブレース５３からなる補強部材５を複数のシアキー３を介して一体的に設置固定する既存建物の耐震補強構造及び工法において、本体３１が板材（この場合、略Ｖ形のアングル材）からなり、本体３１の一端側所定の範囲を固定端３２とし、本体３１の周囲に固定端３２に近接して本体３１の材軸直交方向に広がるフランジ３３を有するフランジ付きのシアキー３を採用し、既存建物の躯体１（各梁１３，１４の外側の面）の複数個所に、シアキー３の本体３１の固定端３２を差し込み可能に、本体３１の固定端３２の材軸直交方向の断面形状と略同じ形状の線形（この場合、略Ｖ形又は略Ｘ形の線形）の切り溝２を形成して、複数のシアキー３をそれぞれ、本体３１の固定端３２を各切り溝２にエポキシ系接着剤４を介して差し込み固定するとともに、フランジ３３を各切り溝２の周囲にエポキシ系接着剤４を介して設置固定して、既存建物の躯体１に固着するようにしたので、これらのシアキー３が地震発生時のせん断力に対して抵抗する他、引張り力を各シアキー３のフランジ３３が負担するため、引張り力に対してコンクリートのコーン状破壊となり、従来のシアキーに比べて引抜き耐力が大幅に増大されて、引張り力に対しても十分抵抗することができる。
このようにしても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

なお、上記各実施の形態では、板材からなるシアキーは本体の固定端が略Ｖ形の断面形状に形成され、切り溝がこのシアキーを差し込み可能に略Ｖ形又は略Ｘ形に切り込み形成されるものとしたが、シアキーの形状はこれに限定されるものではなく、本体の固定端が線形の板材又はその組み合わせからなるものであればよく、例えば略Ｘ形又は略Ｔ形又は略Ｈ形又は略コ形又は略Ｉ形の断面形状などに適宜変更することができ、切り溝を線形で、シアキーの形状に応じて差し込み可能に、例えば略Ｘ形又は略Ｔ形又は略Ｈ形又は略コ形又は略Ｉ形の平面形状などに適宜変更することができる。
さらに、シアキーは板材に代えて、図３（Ｂ）に示すように、管材からなるものであってもよい。管材からなるシアキーＴ３の場合、本体３１の固定端３２が例えば略○形又は略□形又は略△形の断面形状などに形成され、切り溝はこのシアキーを差し込み可能に略○形又は略□形又は略△形の平面形状などに形成される。
いずれの場合でも、切り溝は躯体に当該躯体内に配筋された柱筋又は梁筋に達しない深さに切り込み形成すればよい。

１ 躯体
１０ 架構
１０１ 内周面
１１、１２ 柱
１３、１４ 梁
２ 切り溝
３、Ｔ３ シアキー
３１ 本体
３２ 固定端
３３ フランジ
３４ 定着筋
４ 接着剤（エポキシ系接着剤）
５ 補強部材
５１ ＲＣ造の補強壁
５１１ 壁筋
５１２ コンクリート
５２ 補強躯体
５２１ 鉄筋
５２２ コンクリート
５３ 枠付き鉄骨ブレース
５３１ 枠組
５３２ 斜材
６ スパイラル筋

Claims (5)

1. 鉄筋コンクリート構造又は鉄骨鉄筋コンクリート構造の既存建物の躯体に補強部材がシアキーを介して一体的に設置固定される既存建物の耐震補強構造において、
   前記シアキーは本体が板材又は管材からなり、前記本体の一端側所定の範囲を固定端とし、前記本体の周囲に前記固定端に近接して前記本体の材軸直交方向に広がるコーン状破壊面積を有するフランジが形成されて構成され、前記既存建物の躯体に、前記シアキーの前記本体の固定端を差し込み可能に、前記本体の固定端の材軸直交方向の断面形状と略同じ形状の線形の切り溝を形成されて、
   前記シアキーは、前記本体の固定端が前記切り溝に接着剤を介して差し込み固定されるとともに、前記コーン状破壊面積を有するフランジが前記切り溝の周囲に接着剤を介して設置固定されて、前記既存建物の躯体に固着される、
   ことを特徴とする既存建物の耐震補強構造。
2. 板材からなるシアキーは本体の固定端が略Ｖ形又は略Ｘ形又は略Ｔ形又は略Ｈ形又は略コ形又は略Ｉ形の断面形状を有し、切り溝は前記シアキーを差し込み可能に略Ｖ形又は略Ｘ形又は略Ｔ形又は略Ｈ形又は略コ形又は略Ｉ形の平面形状を有する請求項１に記載の既存建物の耐震補強構造。
3. 管材からなるシアキーは本体の固定端が略○形又は略□形又は略△形の断面形状を有し、切り溝は前記シアキーを差し込み可能に略○形又は略□形又は略△形の平面形状を有する請求項１に記載の既存建物の耐震補強構造。
4. 切り溝は躯体に当該躯体内に配筋された柱筋又は梁筋に達しない深さに切り込み形成される請求項１乃至３のいずれかに記載の既存建物の耐震補強構造。
5. 鉄筋コンクリート構造又は鉄骨鉄筋コンクリート構造の既存建物の躯体に補強部材をシアキーを介して一体的に設置固定する既存建物の耐震補強工法において、
   前記シアキーに、本体が板材又は管材からなり、前記本体の一端側所定の範囲を固定端とし、前記本体の周囲に固定端に近接して前記本体の材軸直交方向に広がるコーン状破壊面積を有するフランジを形成したフランジ付きのシアキーを採用し、前記既存建物の躯体に、前記シアキーの前記本体の固定端を差し込み可能に、前記本体の固定端の材軸直交方向の断面形状と略同じ形状の線形の切り溝を形成して、
   前記シアキーを、前記本体の固定端を前記切り溝に接着剤を介して差し込み固定するとともに、前記コーン状破壊面積を有するフランジを前記切り溝の周囲に接着剤を介して設置固定して、前記既存建物の躯体に固着する、
   ことを特徴とする既存建物の耐震補強工法。