JP6172501B2 - 耐震補強構造および耐震補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、耐震補強構造および耐震補強工法に関するものである。

従来、建物は地震に対する耐震構造が採られている。耐震構造は、建物を構成する部材の強度を上げることで、地震時に建物が受ける水平力などに対抗するように設計されている。耐震構造は建物を新築する場合だけでなく、耐震補強として既存の建物にも施工される。耐震補強（耐震構造）は建物の種類によって様々であり、室内での補強が困難な場合、建物の外側に補強フレームなどの補強部材が設けられて施工される場合もある。

建物の外側に補強部材が設けられた耐震補強の施工方法として、例えば下記特許文献１に記載の耐震補強外フレームの構築方法がある。この方法によれば、複数の補強柱ユニットと補強梁ユニットを組み立てて外フレームを構成し、この外フレームと既存建物とを接続スラブで接続する。この接続スラブは、建築現場で打設したコンクリートである。

特許開２００５−１５５１３９号公報

しかし、上記した耐震補強外フレームの構築方法は、接続スラブやあと施工アンカーや継手鉄筋が用いられてコンクリートの打設により形成されているため、あと施工アンカーを打つためのドリルによる削孔や、鉄筋の配筋などの施工時の騒音、振動、および粉塵による建物の居住者および近隣の居住者への影響、工期の長期化が問題となる。

本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、騒音、振動、および粉塵の飛散を抑えつつ、耐震補強機能を損なうことなく、工期を短縮することにより、居住者へのストレスを最小限に抑えることができる耐震補強構造および耐震補強工法の提供を目的とする。

本発明に係る耐震補強構造は、建物の外側に、この建物を補強するためのプレキャストコンクリートの補強フレームが取り付けられた耐震補強構造において、前記プレキャストコンクリートの補強フレームと前記建物の外側との間に、プレキャストコンクリートのスラブが配置され、このプレキャストコンクリートのスラブが、前記建物の外側との接合部に埋められた接合コッターによって前記建物の外側に接合されると共に、前記プレキャストコンクリートの補強フレームとの接合部に埋められた接合コッターによって前記プレキャストコンクリートの補強フレームに接合された、ことを特徴としている。

また、本発明に係る耐震補強構造は、建物の外側に、この建物を補強するためのプレキャストコンクリートの補強フレームが取り付けられた耐震補強構造において、前記プレキャストコンクリートの補強フレームが、前記建物の外側との接合部に埋められた接合コッターによって前記建物の外側に接合された、ことを特徴としている。

また、本発明に係る耐震補強工法は、建物の外側に、この建物を補強するためのプレキャストコンクリートの補強フレームを取り付ける耐震補強工法において、プレキャストコンクリートのスラブの一側を、第一の接合コッターを前記建物との接合部に埋め込んで前記建物の外側に接合する、プレキャストコンクリートのスラブ設置工程と、前記プレキャストコンクリートの補強フレームを、第二の接合コッターを前記プレキャストコンクリートのスラブの他端との接合部に埋め込んで前記プレキャストコンクリートのスラブの他側に接合する、プレキャストコンクリートの補強フレーム設置工程と、を含む、ことを特徴としている。

また、建物の外側に、この建物を補強するためのプレキャストコンクリートの補強フレームを取り付ける耐震補強工法において、前記建物の外側に、第一の接合コッターの他端を埋めるアンカー工程と、前記第一の接合コッターの一端を、プレキャストコンクリートのスラブの一側に形成した接合溝に差し込んで埋めると共に、前記プレキャストコンクリートのスラブの一側を前記建物の外側に接合する、プレキャストコンクリートのスラブ設置工程と、前記プレキャストコンクリートの補強フレームに一端が埋められた第二の接合コッターの他端を、前記プレキャストコンクリートのスラブの他側に形成した接合溝に差し込んで埋めると共に、前記プレキャストコンクリートの補強フレームを前記プレキャストコンクリートのスラブの他端に接合する、プレキャストコンクリートの補強フレーム設置工程と、を含む、ことを特徴としている。

本発明に係る耐震補強構造および耐震補強工法は上記した構成である。この構成によれば、プレキャストコンクリートのスラブが用いられているため、建築現場におけるコンクリートの打設作業が簡略化される。したがって、耐震補強構造および耐震補強工法は、工期を短縮することができる。

特に、この耐震補強構造および耐震補強工法では、接合部に接合コッターが埋められている。したがって、耐震補強構造および耐震補強工法は、騒音、振動、および粉塵の飛散を抑えることができると共に、居住者へのストレスを最小限に抑えることができる。

本発明の実施形態に係る耐震補強構造の外観概略図である。 本発明の実施形態に係る耐震補強構造を備えた建物の概略断面図である。 本発明の実施形態に係る耐震補強構造を備えた建物の概略断面図である。 本発明の実施形態に係る耐震補強工法を示し、（ａ）がアンカー工程、（ｂ）がプレキャストコンクリートのスラブ設置工程、（ｃ）がプレキャストコンクリートの補強フレーム設置工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る耐震補強工法の流れを示すフロー図である。 本発明の実施形態に係る耐震補強工法の工程において、プレキャストコンクリートのスラブが接合される建物の面の概略図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る耐震補強構造１０の外観概略図である。図１おいて、本実施形態に係る耐震補強構造１０は、建物（図示せず）の外側に、この建物を補強する補強フレーム２０が取り付けられた造りである。補強フレーム２０は格子状に形成され、補強基礎２１、補強柱２２、および補強梁２３から構成されている。補強基礎２１は現場打ちコンクリートである。補強柱２２および補強梁２３は、共にプレキャストコンクリート（以下「ＰＣａ」と記す）である。

図２は、本実施形態に係る耐震補強構造１０を備えた建物１の断面図である。図２において、建物１は、既存基礎３の上に施工された既存床スラブ４、既存柱（図示せず）、既存梁５、から構成されている。建物１は開口部（窓）６が形成され、ベランダ２が開口部（窓）６と対峙して張り出している。建物１には、ベランダ２を挟んで補強フレーム２０が備えられている。補強フレーム２０は、補強基礎２１が建物１の既存基礎３に対応して打設され、補強柱２２が建物１の既存柱と対峙し、補強梁２３が建物１の既存梁５と対峙している。

建物１と補強フレーム２０とは、ＰＣａスラブ３０により接合されている。ＰＣａスラブ３０は、四角形の平板であり、ベランダ２の直下に配置されて既存梁５と補強梁２３とに接合されている。ＰＣａスラブ３０は、それぞれ、既存梁５に接合されている側が“一側”であり、補強フレーム２０（補強梁２３、補強柱２２）に接合されている側が“他側”である（図４（ａ）参照）。

また、図２において、ＰＣａスラブ３０と建物１および補強フレーム２０とは、それぞれ接合コッター２７によって接合されている。接合コッター２７は、略円筒状の鋼管、または円柱状のＰＣａであり、あと施工アンカーよりも大径である。接合コッター２７は、建物側接合コッター２８（第一の接合コッター）および補強側接合コッター２９（第二の接合コッター）から構成されている。建物側接合コッター２８は、ＰＣａスラブ３０と既存梁５との接合部に埋められてこれらを接合し、一方、補強側接合コッター２９は、ＰＣａスラブ３０と補強梁２３および補強柱２２との接合部に埋められてこれらを接合している。接合コッター２７（２８、２９）による接合部には、無収縮モルタルが充填されている。

なお、接合コッター２７（２８、２９）による接合部の耐力は鋼管と、その周りのコンクリートの耐力とで決まる。接合コッター２７（２８、２９）の耐力は、建物１のコンクリートの支圧破壊、建物１のコンクリートのせん断破壊力、補強フレーム２０（２３、２２）の支圧破壊、補強フレーム２０（２３、２２）のせん断破壊力、鋼管のせん断耐力、のいずれかのうち小さい値で決まる。

建物側接合コッター２８はそれぞれ、既存梁５に埋められる側が“他端”であり、ＰＣａスラブ３０の一側が取り付けられる側が“一端”である（図４（ａ）参照）。一方、補強側接合コッター２９はそれぞれ、補強フレーム２０（補強梁２３、補強柱２２）に埋められる側が“一端”であり、ＰＣａスラブ３０の他側に取り付けられる側が“他端”である（図４（ｂ）参照）。

図４において、ＰＣａスラブ３０は、柱側ＰＣａスラブ３３および梁側ＰＣａスラブ３４から構成されている。柱側ＰＣａスラブ３３は、建物１の既存柱７と補強柱２２とを接合し、一方、梁側ＰＣａスラブ３４は、建物１の既存梁５と補強梁２３とを接合している。

ＰＣａスラブ３０（３３、３４）の一側には、建物側接合コッター２８が挿入される略円筒状の一側溝３１が形成されている。一方、ＰＣａスラブ３０（３３、３４）の他側には、補強側接合コッター２９が挿入される略円筒状の他側溝３２が形成されている。両溝３１、３２はそれぞれ対称となるように同じ数だけ形成されている。柱側ＰＣａスラブ３３は、一側および他側にアンカー孔３５が、対称となるように同じ数だけ形成されている。なお、ＰＣａスラブ３０（３３、３４）は、応力やたわみ量に応じて、長さが適宜変更される。また、各溝３１、３２の数は、せん断力に応じて接合コッター２７の数が増減されると共に適宜増減される。

ここで、建物にベランダが形成されていない場合、図３に示すように、補強フレーム２０の補強柱２２および補強梁２３は、既存梁５および既存柱７に接合コッター２７を介して接合される。接合コッター２７は、接合部に埋め込まれている。

以上が本実施形態に係る耐震補強構造１０である。建物１が地震時に受ける水平力などは接合コッター２７（２８、２９）および無収縮モルタルを介して補強フレーム２０（２３、２２）に伝達される。すなわち、スタッドや接合プレートなどを介さずに接合コッター２７（２８、２９）が直接力を伝達する。

次に、本実施形態に係る耐震補強工法を説明する。

図５は、耐震補強工法の流れを示すフロー図である。図５において、耐震補強工法は、基礎工程４０、下地処理工程４１、アンカー工程４２、ＰＣａスラブ設置工程４３、補強フレーム設置工程４４、仕上げ工程４５、を少なくとも経る。

基礎工程４０では、図２において、建物１の地盤に応じて、基礎スラブ、杭が用いられ、既存基礎３に対応させて、スラブ、つなぎ梁などの補強基礎２１を打設する。

下地処理工程４１では、図６において、ＰＣａスラブ３０を接合する既存梁５や既存柱７から、塗仕上げのモルタルや、張仕上げのタイルなどを撤去し、目荒らしをする。図６中の破線で囲まれた部分が目荒らし面８である。なお、モルタルの圧縮強度（設計基準強度Ｆｃ）が１５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、かつ、塗厚が３０ｍｍ以下の場合、既存梁５におけるモルタルの撤去および目荒らし処理は不要である。

アンカー工程４２では、図４（ａ）において、ＰＣａスラブ３０（３３、３４）を接合するために、建物側接合コッター２８および、あと施工アンカー９を建物１に打つ。詳説すれば、既存梁５に、接合コッター２８の他端を挿入して埋めるための溝を回転式コアドリルなどで略等間隔に形成する。溝は８０φ程度、深さ３０ｍｍ程度である。この溝に建物側接合コッター２８の他端を挿入し、一端が既存梁５から突出した状態で建物側接合コッター２８を既存梁５に埋めて接着剤で固定する。一方、あと施工アンカー９を、既存柱７およびその近傍の既存梁５に打つ。なお、接合コッター２８を挿入するための溝および深さは、適宜変更が可能である。

ＰＣａスラブ設置工程４３では、ＰＣａスラブ３０（３３、３４）を既存梁５および既存柱７に接合する。詳説すれば、梁側ＰＣａスラブ３４の一側溝３１を、他端が既存梁５の溝に埋められた建物側接合コッター２８の一端に取り付け、一側溝３１に建物側接合コッター２８の一端を挿入して埋まった状態にする。一方、柱側ＰＣａスラブ３３の一側溝３１を、建物側接合コッター２８の一端に取り付け、一側溝３１に建物側接合コッター２８の一端を挿入して埋まった状態にすると共に、柱側ＰＣａスラブ３３のアンカー孔３５を、あと施工アンカー９に取り付け、アンカー孔３５にあと施工アンカー９を挿入した状態にする。建物側接合コッター２８を挿入した一側溝３１および、あと施工アンカー９を挿入したアンカー孔３５に、無収縮モルタルを充填すると共に、ＰＣａスラブ３０（３４、３４）と既存梁５および既存柱７との間に無収縮モルタルを充填する。なお、ＰＣａスラブ設置工程４３では、ＰＣａスラブ３０（３３、３４）を支える支保工を適宜用いる。

ここで、一側溝３１は、上記したアンカー工程４２において形成された溝と同様に、回転式コアドリルなどによって形成される。場合によっては、コンクリートの打設時に形成してもよい。

ＰＣａスラブ３０（３３、３４）に埋設されたシース（図示せず）にＰＣ鋼材（図示せず）を挿入し、このＰＣ鋼材で隣接するＰＣａスラブ３０（３３、３４）を貫通する。貫通したＰＣ鋼材をジャッキで緊張すると共に、シースにグラウト材を注入する。また、目地処理として、ＰＣａスラブ３０（３３、３４）同士の継目（目地）にグラウト材を注入する。

補強フレーム設置工程４４では、図４（ｂ）において、補強柱２２および補強梁２３を、補強基礎２１の上に組み立てると共に、ＰＣａスラブ３０（３３、３４）に接合する（図２参照）。補強梁２３は補強側接合コッター２９の一端が埋め込まれ、一方、補強柱２２は補強側接合コッター２９の一端が埋め込まれ、あと施工アンカー９が打たれている。すなわち、補強梁２３および補強柱２２は、補強側接合コッター２９の一端が埋め込まれた状態で製造される。

図４（ｃ）において、柱側ＰＣａスラブ３３の他側溝３２およびアンカー孔３５に、補強側接合コッター２９の他端およびあと施工アンカー９を挿入して埋まった状態にすると共に、補強柱２２を柱側ＰＣａスラブ３３の他側に接合する。一方、梁側ＰＣａスラブ３４の他側溝３２に、補強側接合コッター２９の他端を挿入して埋まった状態にすると共に、補強梁２３を梁側ＰＣａスラブ３４の他側に接合する。補強側接合コッター２９を挿入した他側溝３２および、あと施工アンカー９を挿入したアンカー孔３５に、無収縮モルタルを充填すると共に、ＰＣａスラブ３０（３４、３４）と補強柱２２および補強梁２３との間に無収縮モルタルを充填する。なお、他側溝３２は、上記した一側溝３１と同様に、回転式コアドリルなどによって形成される。場合によっては、コンクリートの打設時に形成してもよい。

補強柱２２および補強梁２３に埋設されたシースにＰＣ鋼材を挿入し、このＰＣ鋼材で隣接する補強柱２２および補強梁２３を貫通する。貫通したＰＣ鋼材をジャッキで緊張すると共に、シースにグラウト材を注入する。また、目地処理として、補強柱２２と補強梁２３との継目（目地）にグラウト材を注入する。

以上の工程を階層ごとに繰り返す。

仕上げ工程４５では、ＰＣａスラブ３０を支える支保工を撤去し、その他の雑工を行う。

以上のようにして、耐震補強工法を施工する。なお、上記した各工程のうち、ベランダ２内での作業は、下地処理工程４１からＰＣａスラブ設置工程４３までである。

次に、本実施形態の効果を説明する。

上記したように、本実施形態によれば、建物１と、補強フレーム２０（補強柱２２、補強梁２３）とが、ＰＣａスラブ３０（柱側ＰＣａスラブ３３、梁側ＰＣａスラブ３４）により接合されており、建物側接合コッター２８が、ＰＣａスラブ３０（３３、３４）と既存梁５および既存柱７とを接合し、一方、補強側接合コッター２９が、ＰＣａスラブ３０（３３、３４）と補強柱２２および補強梁２３とを接合している。

この構成により、本実施形態では、あらかじめ打設されたＰＣａの各部材を組み立てるため、建築現場におけるコンクリートの打設作業が簡略化される。したがって、本実施形態は、工期を短縮させることができる。

また、ベランダ２内での作業は、下地処理工程４１からＰＣａスラブ設置工程４３までである。したがって、本実施形態は、ベランダ２などの専有部での作業を短縮することができ、居住者へのストレスを最小限に抑えることができる。

特に、本実施形態では、略円筒状の鋼管、または円柱状のＰＣａの接合コッター２７（２８、２９）が接合部に埋められ、接合コッター２７（２８、２９）はあと施工アンカー９よりも大径である。接合コッター２７（２８、２９）を挿入するための溝は回転式コアドリルなどにより、例えば８０φ、深さ３０ｍｍ程度に開口される。

この構成により、接合コッター２７（２８、２９）を挿入する溝が比較的大径となるため、開口時の騒音、振動が抑えられ、居住者へのストレスを最小限に抑えることができる。

本実施形態では、モルタルの圧縮強度（設計基準強度Ｆｃ）が１５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、かつ、塗厚が３０ｍｍ以下の場合、既存梁５におけるモルタルの撤去および目荒らし処理が不要となる。したがって、モルタルの撤去時の粉塵の飛散を抑えることができる。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

１ 建物
２ ベランダ
３ 既存基礎
４ 既存床スラブ
５ 既存梁
６ 開口部（窓）
７ 既存柱
８ 目荒らし面
９ あと施工アンカー
１０ 耐震補強構造
２０ 補強フレーム
２１ 補強基礎
２２ 補強柱
２３ 補強梁
２７ 接合コッター
２８ 建物側接合コッター
２９ 補強側接合コッター
３０ ＰＣａスラブ
３１ 一側溝
３２ 他側溝
３３ 柱側ＰＣａスラブ
３４ 梁側ＰＣａスラブ
３５ アンカー孔
４０ 基礎工程
４１ 下地処理工程
４２ アンカー工程
４３ ＰＣａスラブ設置工程
４４ 補強フレーム設置工程
４５ 仕上げ工程

Claims (4)

1. 建物の外側に、この建物を補強するためのプレキャストコンクリートの補強フレームが取り付けられた耐震補強構造において、
   前記プレキャストコンクリートの補強フレームと前記建物の外側との間に、プレキャストコンクリートのスラブが配置され、
   円筒状の鋼管または円柱状のプレキャストコンクリートである接合コッターが用いられ、
   前記プレキャストコンクリートのスラブが、前記建物の外側との接合部に埋められた前記接合コッターによって前記建物の外側に接合されると共に、
   一端が予め前記プレキャストコンクリートの補強フレームに埋められ、かつ、前記プレキャストコンクリートのスラブとの接合部に埋められた、前記接合コッターによって、前記プレキャストコンクリートのスラブが前記プレキャストコンクリートの補強フレームに接合された、
   ことを特徴とする耐震補強構造。
2. 建物の外側に、この建物を補強するためのプレキャストコンクリートの補強フレームが取り付けられた耐震補強構造において、
   円筒状の鋼管または円柱状のプレキャストコンクリートである接合コッターが用いられ、
   一端が予め前記プレキャストコンクリートの補強フレームに埋められた前記接合コッターによって、前記プレキャストコンクリートの補強フレームが前記建物の外側に接合された、
   ことを特徴とする耐震補強構造。
3. 建物の外側に、この建物を補強するためのプレキャストコンクリートの補強フレームを取り付ける耐震補強工法において、
   円筒状の鋼管または円柱状のプレキャストコンクリートである接合コッターが用いられ、
   プレキャストコンクリートのスラブの一側を、第一の前記接合コッターを前記建物との接合部に埋め込んで前記建物の外側に接合する、プレキャストコンクリートのスラブ設置工程と、
   前記プレキャストコンクリートの補強フレームに一端が予め埋められた第二の前記接合コッターを前記プレキャストコンクリートのスラブの他側との接合部に埋め込んで、前記プレキャストコンクリートの補強フレームを前記プレキャストコンクリートのスラブの他側に接合する、プレキャストコンクリートの補強フレーム設置工程と、
   を含む、
   ことを特徴とする耐震補強工法。
4. 建物の外側に、この建物を補強するためのプレキャストコンクリートの補強フレームを取り付ける耐震補強工法において、
   円筒状の鋼管または円柱状のプレキャストコンクリートである接合コッターが用いられ、
   前記建物の外側に、第一の前記接合コッターの他端を埋めるアンカー工程と、
   前記第一の前記接合コッターの一端を、プレキャストコンクリートのスラブの一側に形成した接合溝に差し込んで埋めると共に、前記プレキャストコンクリートのスラブの一側を前記建物の外側に接合する、プレキャストコンクリートのスラブ設置工程と、
   前記プレキャストコンクリートの補強フレームに一端が予め埋められた第二の前記接合コッターの他端を、前記プレキャストコンクリートのスラブの他側に形成した接合溝に差し込んで埋めると共に、前記プレキャストコンクリートの補強フレームを前記プレキャストコンクリートのスラブの他側に接合する、プレキャストコンクリートの補強フレーム設置工程と、
   を含む、
   ことを特徴とする耐震補強工法。

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