JP7456886B2 - 既存ファスナの補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、既存ファスナの補強構造に関する。

スラブの上面に固定され、カーテンウォールを支持する埋込ファスナ（一次ファスナ）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００６－２９１６２２号公報 実開平６－０７１６３２号公報

一次ファスナは、スラブに埋設されたスタッド等に固定される。この一次ファスナには、地震時又は強風時に、カーテンウォールから、室外側へ向かう引張力が作用する。この場合、スタッド等を起点として、スラブがコーン破壊する可能性がある。

本発明は、上記の事実を考慮し、カーテンウォール等の外装材を支持する既存ファスナの補強構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の既存ファスナの補強構造は、コンクリート躯体の上面に固定され、前記コンクリート躯体の室外側に配置された外装材を支持する既存ファスナと、前記既存ファスナの室内側において前記コンクリート躯体の上面に固定されるとともに、前記既存ファスナと接続される補強ベースと、を備える。

請求項１に係る既存ファスナの補強構造によれば、既存ファスナは、コンクリート躯体の上面に固定され、コンクリート躯体の室外側に配置された外装材を支持する。一方、補強ベースは、既存ファスナの室内側においてコンクリート躯体の上面に固定されるとともに、既存ファスナと接続される。この補強ベースによって既存ファスナが補強される。

これにより、外装材から既存ファスナに作用する引張力に対し、既存ファスナ及び補強ベースが協同して抵抗する。したがって、地震時又は強風時におけるコンクリート躯体のコーン破壊等が抑制される。

請求項２に記載の既存ファスナの補強構造は、請求項１に記載の既存ファスナの補強構造において、前記補強ベースは、前記コンクリート躯体の上面に接着される。

請求項２に係る既存ファスナの補強構造によれば、補強ベースは、コンクリート躯体の上面に接着される。

ここで、例えば、あと施工アンカーによって補強ベースをコンクリート躯体に固定する場合、補強ベースの貫通孔の内周面と、当該貫通孔に挿入されるあと施工アンカーとの間に隙間（遊び）が形成される。この隙間によって、外装材から既存ファスナに作用する引張力に対し、補強ベースが抵抗するタイミングが遅くなる。

これに対して本発明では、前述したように、補強ベースをコンクリート躯体の上面に接着する。これにより、本発明では、あと施工アンカーによって補強ベースをコンクリート躯体に固定する場合と比較して、外装材から既存ファスナに作用する引張力に対して補強ベースが早期に抵抗する。換言すると、本発明では、あと施工アンカーによって補強ベースをコンクリート躯体に固定する場合と比較して、既存ファスナ及び補強ベースの初期剛性を高めることができる。したがって、既存ファスナを効率的に補強することができる。

請求項３に記載の既存ファスナの補強構造は、請求項２に記載の既存ファスナの補強構造において、前記コンクリート躯体に埋設され、前記補強ベースが固定されるアンカー部材を備える。

請求項３に係る既存ファスナの補強構造によれば、コンクリート躯体には、アンカー部材が埋設される。このアンカー部材には、補強ベースが固定される。これにより、コンクリート躯体の上面に接着された補強ベースの剥離が抑制される。

また、コンクリート躯体の上面に補強ベースを接着する接着剤が火災時に熱劣化し、接着強度が低下したとしても、補強ベースに作用する引張力がアンカー部材を介してコンクリート躯体に伝達される。つまり、アンカー部材は、接着剤のフェイルセーフ機構としても機能する。したがって、地震時又は強風時におけるコンクリート躯体のコーン破壊等をより確実に抑制することができる。

以上説明したように、本発明に係る既存ファスナの補強構造によれば、カーテンウォール等の外装材を支持する既存ファスナの補強構造を提供することができる。

第一実施形態に係る既存ファスナの補強構造が適用された既存ファスナ及び補強ベースを示す図２の１－１線断面図である。 図１に示される既存ファスナ及び補強ベースの平面図である。 第一実施形態に係る既存ファスナの補強構造が適用される前の既存ファスナを示す図４の３－３線断面図である。 図３に示される既存ファスナの平面図である。 第二実施形態に係る既存ファスナの補強構造が適用された既存ファスナ及び補強ベースを示す図６の５－５線断面図である。 図５に示される既存ファスナ及び補強ベースの平面図である。 第一実施形態に係る既存ファスナの補強構造の変形例が適用された既存ファスナ及び補強ベースを示す図８の７－７線断面図である。 図７に示される既存ファスナ及び補強ベースの平面図である。 第一実施形態に係る既存ファスナの補強構造の変形例が適用された既存ファスナ及び補強ベースを示す図１に対応する断面図である。 第一実施形態に係る既存ファスナの補強構造の変形例が適用された補強ベースを示す図１に対応する拡大断面図である。

（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について説明する。

（既存ファスナ）
図１には、本実施形態に係る既存ファスナの補強構造が適用された既存ファスナ２０及び補強ベース４０が示されている。既存ファスナ２０は、スラブ（既存スラブ）１０の端部における上面１０Ａに固定される一次ファスナとされている。この既存ファスナ２０は、スラブ１０の室外側（矢印ＯＵＴ側）に配置されたカーテンウォール１４の方立１４Ａを支持している。

なお、スラブ１０は、例えば、Ｈ形鋼の梁１２によって支持されている。このスラブ１０は、コンクリート躯体の一例である。また、カーテンウォール１４は、外装材の一例である。

既存ファスナ２０は、矩形状の鋼板等によって形成されている。また、既存ファスナ２０は、スラブ１０に埋め込まれる埋め込み式ファスナとされている。すなわち、既存ファスナ２０は、スラブ１０の上面１０Ｂに形成された凹部内に配置されている。この既存ファスナ２０の上面２０Ｕと、既存ファスナ２０の周囲のスラブ１０の上面１０Ｂとは、面一とされている。

既存ファスナ２０は、スラブ１０の端部の上面１０Ａに重ねられた状態でスラブ１０に固定されている。具体的には、既存ファスナ２０の下面には、一対のスタッド２２が取り付けられている。一対のスタッド２２は、既存ファスナ２０における横幅方向の両側に配置されている。これらのスタッド２２をスラブ１０に埋設することにより、既存ファスナ２０がスラブ１０の上面１０Ｂに固定されている。

なお、既存ファスナ２０に設けるスタッド２２の本数及び配置は、適宜変更可能である。また、スラブ１０に対する既存ファスナ２０の固定構造は適宜変更であり、例えば、スラブ１０に埋設されたアンカーボルトに既存ファスナ２０をナットで固定しても良い。また、例えば、スラブ１０に埋設された埋め込みナットに既存ファスナ２０をボルトで固定しても良い。これらのスタッド２２、アンカーボルト、及び埋め込みナットは、埋込固定部材の一例である。

既存ファスナ２０の上面には、ブラケット３０が固定されている。ブラケット３０は、既存ファスナ２０とカーテンウォール１４とを接合する二次ファスナとされている。また、ブラケット３０の断面形状は、Ｌ字形状とされている。このブラケット３０は、一対の横フランジ部３０Ａ及び縦フランジ部３０Ｂを有している。

図２に示されるように、横フランジ部３０Ａの横幅Ｗ２は、既存ファスナ２０の横幅Ｗ１よりも狭くされている。また、横フランジ部３０Ａは、平面視にて、既存ファスナ２０の一対のスタッド２２の間に配置されている。

横フランジ部３０Ａは、既存ファスナ２０の中央部に重ねられた状態で固定されている。具体的には、既存ファスナ２０の上面２０Ｕには、複数のスタッドボルト２４が設けられている。一方、横フランジ部３０Ａには、複数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔にそれぞれ挿入されたスタッドボルト２４にナット２６を締め込むことにより、横フランジ部３０Ａが既存ファスナ２０に固定されている。

縦フランジ部３０Ｂは、横フランジ部３０Ａの室外側の端部から上方へ延出されている。この縦フランジ部３０Ｂには、カーテンウォール１４の方立１４Ａがボルト３２及びナット３４によって取り付けられている。これにより、カーテンウォール１４が、ブラケット３０を介して既存ファスナ２０に支持されている。

なお、既存ファスナ２０に対するブラケット３０の固定構造は、適宜変更可能である。これと同様に、ブラケット３０に対するカーテンウォール１４の取付構造も適宜変更可能である。

（補強ベース）
補強ベース４０は、矩形状の鋼板等によって形成されており、スラブ１０の上面１０Ｂに重ねられている。また、補強ベース４０の横幅Ｗ３は、既存ファスナ２０の横幅Ｗ１よりも広くされている。この補強ベース４０は、既存ファスナ２０の室内側に配置されている。換言すると、補強ベース４０は、既存ファスナ２０に対してカーテンウォール１４と反対側に配置されている。また、補強ベース４０の室外側の端部４０Ｅは、既存ファスナ２０の室内側の端部２０Ｅに重ねられている。

なお、補強ベース４０の大きさは、適宜変更可能であり、例えば、既存ファスナ２０よりも小さくても良い。また、補強ベース４０の形状、及び配置も、適宜変更可能である。

補強ベース４０は、既存ファスナ２０の室内側において、スラブ１０の上面１０Ｂに固定されている。具体的には、補強ベース４０の下面が、接着剤（接着層）４２を介してスラブ１０の上面１０Ｂに接着されている。接着剤４２は、例えば、エポキシ樹脂等によって形成されている。

（接続部材）
補強ベース４０は、一対の接続部材５０を介して既存ファスナ２０と接続されている。一対の接続部材５０は、長尺状の鋼板等によって形成されており、厚み方向を水平方向として配置されている。また、一対の接続部材５０は、既存ファスナ２０及び補強ベース４０の横幅方向に間隔を空けて配置されている。

一対の接続部材５０は、平面視にて、一対のスタッド２２上に配置されている。この一対の接続部材５０は、既存ファスナ２０の上面２０Ｕと補強ベース４０の上面４０Ｕとに亘って配置されており、これらの上面２０Ｕ，４０Ｕに溶接等によってそれぞれ接合されている。

図１に示されるように、接続部材５０は、既存ファスナ２０の上面２０Ｕに接合される既存側接合部５０Ａと、補強ベース４０の上面４０Ｕに接合される補強側接合部５０Ｂとを有している。ここで、既存ファスナ２０の上面２０Ｕと補強ベース４０の上面４０Ｕとの間には、段差が形成されている。そのため、既存側接合部５０Ａは、補強側接合部５０Ｂよりも下方に配置されている。

なお、既存ファスナ２０の上面２０Ｕと補強ベース４０の上面４０Ｕとの間に段差がない場合は、既存側接合部５０Ａと補強側接合部５０Ｂとは、同じ高さとなる。

（作用）
次に、第一実施形態の作用について説明する。

図３及び図４には、本実施形態に係る既存ファスナの補強構造が適用される前の既存ファスナ２０が示されている。ここで、地震時又は強風時には、カーテンウォール１４から、既存ファスナ２０に室外側へ向かう引張力Ｔ（図４参照）が作用する。この場合、二点鎖線（コーン状破壊面Ｓ１）で示されるように、スタッド２２を起点として、スラブ１０の端部がコーン破壊する可能性がある。

この対策として本実施形態では、図１及び図２に示されるように、既存ファスナ２０が補強ベース４０によって補強されている。補強ベース４０は、既存ファスナ２０の室内側においてスラブ１０の上面１０Ｂに固定されている。また、補強ベース４０は、一対の接続部材５０を介して、既存ファスナ２０と接続されている。

これにより、地震時又は強風時に、カーテンウォール１４から既存ファスナ２０に作用する引張力Ｔに対し、既存ファスナ２０及び補強ベース４０が協同して抵抗する。より具体的には、地震時又は強風時に、カーテンウォール１４から既存ファスナ２０に作用する引張力Ｔが、一対のスタッド２２を介してスラブ１０に伝達されるとともに、一対の接続部材５０、補強ベース４０、及び接着剤４２を介してスラブ１０に伝達される。したがって、地震時又は強風時におけるスラブ１０の端部のコーン破壊等が抑制される。

また、補強ベース４０は、スラブ１０の上面に接着されている。ここで、例えば、あと施工アンカーによって補強ベース４０をスラブ１０の上面１０Ｂに固定する場合、補強ベース４０の貫通孔の内周面と、当該貫通孔に挿入されるあと施工アンカーとの間に隙間（遊び）が形成される。この隙間によって、カーテンウォール１４から既存ファスナ２０に作用する引張力Ｔに対し、補強ベース４０が抵抗するタイミングが遅くなる。

これに対して本実施形態では、前述したように、補強ベース４０が接着剤４２によってスラブ１０の上面１０Ｂに接着されている。これにより、本実施形態では、あと施工アンカーによって補強ベース４０をスラブ１０に固定する場合と比較して、カーテンウォール１４から既存ファスナ２０に作用する引張力Ｔに対して、補強ベース４０が早期に抵抗可能になる。換言すると、本実施形態では、あと施工アンカーによって補強ベース４０をスラブ１０の上面１０Ｂに固定する場合と比較して、既存ファスナ２０及び補強ベース４０の初期剛性を高めることができる。したがって、既存ファスナ２０を効率的に補強することができる。

また、一対の接続部材５０は、平面視にて、一対のスタッド２２上に配置されている。これにより、一対のスタッド２２に作用する引張力Ｔが、一対の接続部材５０を介して補強ベース４０に伝達される。したがって、スタッド２２を起点としたスラブ１０のコーン破壊等を効率的に抑制することができる。

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同じ構成の部材等には、同符号を付して説明を適宜省略する。

図５及び図６には、本実施形態に係る既存ファスナの補強構造が適用された既存ファスナ２０及び補強ベース４０が示されている。本実施形態の補強ベース４０は、接着剤４２を介してスラブ１０の上面１０Ｂに接着されるとともに、複数のアンカー部材６０を介してスラブ１０に固定されている。

アンカー部材６０は、例えば、あと施工アンカーとされている。このアンカー部材６０は、スラブ１０の上面１０Ｂに形成された取付孔６２に挿入されており、取付孔６２に充填された接着剤又は無機系充填剤によってスラブ１０に固定されている。

なお、アンカー部材６０は、接着系アンカーに限らず、金属系アンカーであっても良い。

アンカー部材６０の上端側は、スラブ１０の上面１０Ｂから上方へ突出されており、補強ベース４０に形成された貫通孔４４に挿入されている。このアンカー部材６０の上端側にナット６４を締め込むことにより、補強ベース４０がスラブ１０の上面１０Ｂに固定されている。

なお、補強ベース４０は、上記第一実施形態と同様に、接着剤４２を介してスラブ１０の上面１０Ｂに固定されている。

図６に示されるように、アンカー部材６０は、補強ベース４０の横幅方向に間隔を空けるとともに、補強ベース４０の縦幅方向（矢印ＩＮ方向）に間隔を空けて配置されている。また、複数のアンカー部材６０のうち、補強ベース４０の横幅方向の両側に配置されたアンカー部材６０Ａは、一対の接続部材５０の外側に配置されている。さらに、アンカー部材６０Ａは、一対のスタッド２２よりも室内側で、かつ、一対のスタッド２２よりも補強ベース４０の横幅方向の外側に配置されている。

なお、複数のアンカー部材６０のうち、一対の補強ベース４０の横幅方向の内側（中央側）に配置されたアンカー部材６０Ｂは、一対の接続部材５０の間に配置されている。このアンカー部材６０Ｂは、適宜省略可能である。

また、アンカー部材６０の配置及び本数は、適宜変更可能であり、例えば、補強ベース４０内の任意の位置に、適当な間隔をあけて配置しても良い。

（作用）
次に、第二実施形態の作用について説明する。

本実施形態に係る既存ファスナの補強構造によれば、スラブ１０には、アンカー部材６０が埋設されている。このアンカー部材６０には、補強ベース４０が固定されている。これにより、スラブ１０の上面１０Ｂに接着された補強ベース４０の剥離が抑制される。

また、スラブ１０の上面１０Ｂに補強ベースを接着する接着剤４２が火災時に熱劣化し、接着強度が低下したとしても、補強ベース４０に作用する引張力Ｔがアンカー部材６０を介してスラブ１０に伝達される。つまり、アンカー部材６０は、接着剤４２のフェイルセーフ機構としても機能する。したがって、地震時又は強風時におけるスラブ１０のコーン破壊等をより確実に抑制することができる。

さらに、アンカー部材６０Ａは、一対のスタッド２２よりも室内側で、かつ、一対のスタッド２２よりも補強ベース４０の横幅方向の外側に配置されている。これにより、図６に二点鎖線（コーン状破壊面Ｓ２）で示されるように、アンカー部材６０Ａを起点としたコーン状破壊面Ｓ２が、スタッド２２を起点としたコーン状破壊面Ｓ１よりも大きくなる。したがって、本実施形態では、アンカー部材６０Ａが一対のスタッド２２よりも補強ベース４０の横幅方向の内側に配置される場合と比較して、既存ファスナ２０の補強効率が高められる。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、一対の接続部材５０を介して、既存ファスナ２０と補強ベース４０とが接続されている。しかし、接続部材５０の数及び配置は、適宜変更可能である。

また、接続部材５０の構造も適宜変更可能である。例えば、図７に示される変形例では、一対の接続部材７０を介して補強ベース４０と既存ファスナ２０とが接続されている。一対の接続部材７０は、長尺状の鋼板等によって形成されており、厚み方向を上下方向として配置されている。また、一対の接続部材７０は、補強ベース４０及び既存ファスナ２０の横幅方向に間隔を空けて配置されている。

図７に示されるように、接続部材７０は、クランク状に屈曲されている。この接続部材７０は、既存側接合部７０Ａと、補強側接合部７０Ｂとを有している。補強側接合部７０Ｂは、補強ベース４０の上面４０Ｕに重ねられた状態で、溶接等によって補強ベース４０の上面４０Ｕに接合されている。

既存側接合部７０Ａは、補強側接合部７０Ｂよりも下方に配置されている。この既存側接合部７０Ａは、既存ファスナ２０にブラケット３０を固定するスタッドボルト２４にナット２６によって共締めされている。このようにスタッドボルト２４及びナット２６を利用することにより、接続部材７０を既存ファスナ２０に容易に接合することができる。

なお、ブラケット３０の横フランジ部３０Ａと既存側接合部７０Ａとの間にスペーサを介在させることにより、接続部材７０をクランク状に屈曲させずに平板状に形成しても良い。また、ブラケット３０の横フランジ部３０Ａの上面と補強ベース４０の上面４０Ｕとの間に段差がない場合も、接続部材７０をクランク状に屈曲させずに平板状に形成することができる。この場合、既存側接合部７０Ａと補強側接合部７０Ｂとは、同じ高さとなる。

また、図示を省略するが、例えば、補強ベース４０を既存ファスナ２０の上面２０Ｕに重ねた状態で溶接等によって既存ファスナ２０の上面２０Ｕに接合することも可能である。この場合、接続部材５０を省略することができる。

また、上記実施形態では、補強ベース４０の室外側の端部４０Ｅが、既存ファスナ２０の室内側の端部２０Ｅに重ねられている。しかし、例えば、図９に示される変形例のように、補強ベース４０の室外側の端部４０Ｅは、既存ファスナ２０の室内側の端部２０Ｅから室内側へ離れた位置に配置されても良い。

また、上記実施形態では、補強ベース４０の下面が平坦面とされている。しかし、例えば、図１０に示される変形例のように、補強ベース４０の下面に溝状の凹部８０を複数形成し、当該凹部８０に接着剤４２を充填しても良い。これにより、スラブ１０の上面１０Ｂに対する補強ベース４０の接着強度を高めることができる。

また、上記実施形態では、補強ベース４０がスラブ１０の上面１０Ｂに接着されている。しかし、補強ベース４０をスラブ１０の上面１０Ｂに接着せず、例えば、アンカー部材６０によって補強ベース４０をスラブ１０に固定することも可能である。

また、上記実施形態では、既存ファスナ２０がスラブ１０の上面１０Ｂに形成された凹部内に配置されており、既存ファスナ２０の上面２０Ｕがスラブ１０の上面１０Ｂと面一とされている。しかし、スラブ１０の上面１０Ｂに凹部を形成せず、当該上面１０Ｂに既存ファスナ２０を固定しても良い。

また、上記実施形態では、コンクリート躯体がスラブ１０とされている。しかし、コンクリート躯体は、スラブ１０に限らず、鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造の梁等であっても良い。

また、上記実施形態では、外装材がカーテンウォール１４とされている。しかし、外装材は、カーテンウォール１４に限らず、コンクリートパネル等であっても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ スラブ（コンクリート躯体）
１０Ａ 上面（コンクリート躯体の上面）
１０Ｂ 上面（コンクリート躯体の上面）
１４ カーテンウォール（外装材）
２０ 既存ファスナ
４０ 補強ベース
６０ アンカー部材
６０Ａ アンカー部材
６０Ｂ アンカー部材

Claims (3)

1. コンクリート躯体の上面に固定され、前記コンクリート躯体の室外側に配置された外装材を支持する既存ファスナと、
   前記既存ファスナの室内側において前記コンクリート躯体の上面に固定されるとともに、前記既存ファスナと接続される補強ベースと、
   を備える既存ファスナの補強構造。
2. 前記補強ベースは、前記コンクリート躯体の上面に接着される、
   請求項１に記載の既存ファスナの補強構造。
3. 前記コンクリート躯体に埋設され、前記補強ベースが固定されるアンカー部材を備える、
   請求項２に記載の既存ファスナの補強構造。