説明

アウトフレーム補強工法とその補強構造

【課題】本発明は、アウトフレーム補強工法に関し、従来のアウトフレーム補強工法においてあと(後)施工アンカーを使用すると、その施工に伴って騒音・振動・粉塵などの障害が発生することが課題であって、それを解決することである。
【解決手段】耐震補強用のアウトフレームによる補強工法であって、既存建物の柱・梁外壁面とアウトフレームとの間隙における間接接合部2は、前記柱・梁外壁面に水平方向に穿設されたコッター用孔9と、該コッター用孔に一部が嵌装されて埋設され残った部分が前記間隙に突出する鋼管コッター3と、前記アウトフレーム側から前記間隙に突設されるスタッド11と、当該間隙の空間部に充填されるモルタル12とで接合され、前記鋼管コッター10の内の一部の鋼管コッター10における前記コッター用孔9に嵌装される外周面には、付着除去用の縁切り部材4が貼着されていることとしたアウトフレーム補強工法とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、既存建物の耐震補強として、建物の外殻にフレーム架構を取付けるアウトフレーム補強工法とその補強構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、既存建物の耐震補強工法として、特許文献1に記載されているように、既存建物の外面の柱梁接合部にピン支持部を形成し、梁方向に連続する外殻梁フレームと、外殻梁フレームとピン支持部とで柱梁接合部を形成するように、各層からそれぞれ上方と下方に延びた外殻柱フレームとからなる外殻補強フレームをピン支持部で支持する。
【0003】
そして、上方あるいは下方に延びた外殻柱フレーム間の隙間を連結させて格子状の外殻補強フレームを既存建物の外側面に構築するものが知られている。既存建物の機能をそのまま存続させて建物の耐震性能を高めるものである。
【0004】
また、既存建物における外廊下やバルコニーを利用したアウトフレーム架構による耐震補強としては、既存建物の構造体の外側面に図8に示すような外殻フレームを取付けて補強するものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−97165号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来のアウトフレーム補強工法とその補強構造においては、図9(A)に示すように、外廊下等の分だけ外側に増設スラブを設けて張り出す。よって、アウトフレームの架構と既存躯体との接合部には、せん断力と引張力とが作用するので、図9(B)に示すようなあと(後)施工アンカーで抵抗する構造となっている。しかしながら、このあと施工アンカーの施工において、アンカー穿孔に伴う騒音、振動、粉塵が発生するという課題がある。本発明に係るアウトフレーム補強工法とその補強構造は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係るアウトフレーム補強工法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、耐震補強用のアウトフレームによる補強工法であって、既存建物の柱・梁外壁面とアウトフレームとの間隙における間接接合部は、前記柱・梁外壁面に水平方向に穿設されたコッター用孔と、該コッター用孔に一部が嵌装されて埋設され残った部分が前記間隙に突出する鋼管コッターと、前記アウトフレーム側から前記間隙に突設されるスタッドと、当該間隙の空間部に充填されるモルタルとで接合され、前記鋼管コッターの内の一部の鋼管コッターにおける前記コッター用孔に嵌装される外周面には、付着除去用の縁切り部材が貼着されていることである。
【0008】
前記縁切り部材は、粘着テープであることである。また、前記鋼管コッターの内の一部の鋼管コッターとは、柱・梁部材の両端部の長さをLとしてその端部側から0.2L内側の範囲内にある鋼管コッターであることである。更に、前記モルタルは、割裂補強筋を不要にする高靭性モルタルであることを含むものである。
【0009】
本発明に係るアウトフレーム補強構造の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、耐震補強用のアウトフレームによる補強構造であって、既存建物の柱・梁外壁面とアウトフレームとの間隙における間接接合部構造は、前記柱・梁外壁面に水平方向に穿設されたコッター用孔と、該コッター用孔に一部が嵌装されて埋設され残った部分が前記間隙に突出する鋼管コッターと、前記アウトフレーム側から前記間隙に突設されるスタッドと、当該間隙の空間部に充填されるモルタルと、前記鋼管コッターの内の一部の鋼管コッターにおける前記コッター用孔に嵌装される外周面に貼着された付着除去用の縁切り部材とでなることである。また、前記縁切り部材は、粘着テープであることを含むものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明のアウトフレーム補強工法とその補強構造によれば、アウトフレームの既存躯体との接合部に作用するせん断力を、鋼管コッターで負担するようにしたので、アンカー施工に伴う騒音・振動・粉塵を低減することができる。また、鋼管コッターのせん断力があと施工アンカーの3倍もあるので、鋼管コッターの設置数を少なくすることができて、施工時間が短くなる。前記接合部に高靭性モルタルを充填することで、割裂補強筋が不要となって施工性が向上する。
【0011】
更に、前記鋼管コッターにおける前記コッター用孔に嵌装される外周面に貼着された付着除去用の縁切り部材によって、この鋼管コッターに引張力が作用しても、鋼管コッターのコーン破壊が防止される、と言う優れた効果を奏するものである。前記縁切り部材を鋼管コッターに貼着する鋼管コッターの設置範囲を所定の範囲に設定することで、コーン破壊が生じる恐れのある限定された範囲に対応して無駄なく鋼管コッターの取付け施工が行える。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明に係るアウトフレーム補強工法による補強構造を示す一部拡大平面図である。
【図2】同本発明のアウトフレーム補強工法による補強構造の断面図(A)と、一部を拡大して示す接合部の拡大断面図(B)とである。
【図3】接合部において偏心モーメントにより引張力が作用する様子を示す一部拡大平面図である。
【図4】鋼管コッターによるコーン破壊を防止する必要のある範囲を示す配置図である。
【図5】鋼管コッターの試験体を示すコンクリートベッドの正面図(A)と、表面処理3種類の概略説明図(B)とである。
【図6】鋼管コッターの引張荷重と抜け出し変形の関係を示す特性曲線図である。
【図7】他の実施例に係る説明図であり、アウトフレームの一部をプレキャスト化した場合の一部拡大縦断面図である。
【図8】従来例に係るアウトフレーム工法を示す概略斜視図である。
【図9】同従来例に係るアウトフレーム工法における偏心モーメントが発生する説明図(A)と、その構造の縦断面図(B)とである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明に係るアウトフレーム補強工法とその補強構造1は、図1に示すように、間接接合部2に鋼管コッター3を用い、その鋼管コッター3の一部においては、コーン破壊を防止するために、縁切り部材4を使用するものである。
【実施例1】
【0014】
本発明に係るアウトフレーム補強工法は、図1乃至図2(A),(B)に示すように、外壁面と外廊下やバルコニー15の外側を利用したアウトフレーム8との間隙における間接接合部2の構造は、前記柱6・梁7外壁面に水平方向に穿設されたコッター用孔9と、該コッター用孔9に一部が嵌装されて埋設され残った部分が前記間隙に突出する鋼管コッター10と、前記アウトフレーム8側から前記間隙に突設されるスタッド11と、当該間隙の空間部である間接接合部2に充填されるモルタル12とで補強されている。
【0015】
このように、前記アウトフレーム8と既存建物5との間接接合部2に、鋼管コッター10を使用することで、その施工に伴う騒音・振動・粉塵が低減されるものである。
【0016】
なお、既存建物5の柱6・梁7の交差部と、アウトフレーム8の鉄骨枠の交差部とにおける間接接合部では、あと(後)施工アンカー若しくはPC鋼棒14によって接続され、引張力を負担するものである。前記間接接合部2に充填されるモルタルは、例えば、割裂補強筋を不要にする高靭性モルタルなどである。
【0017】
また、図2(C)に示すように、前記鋼管コッター10の内の一部の鋼管コッター10における前記コッター用孔9に嵌装される外周面(幅aの範囲部分)には、付着除去用の縁切り部材4が貼着されている。この縁切り部材4は、例えば、粘着テープ13である。
【0018】
かかる粘着テープ13は、紙粘着テープ類(紙ガムテープ)、布粘着テープ類(布ガムテープ)、フィルム粘着テープ類(セロハンテープ、透明ガムテープ、ビニールテープ、アルミテープ)などの内の一つである。
【0019】
前記鋼管コッター10の内の一部の鋼管コッター10とは、図3および図4に示すように、柱6・梁7部材の両端部の長さをLとしてその端部側から0.2L内側の範囲内にある鋼管コッター10である。これは、前記アウトフレーム8が、鉄骨ブレースによって既存建物5の外側から耐震補強する場合、図3に示すように、偏心モーメントによる付加的な引張力が間接接合部2に生じる。
【0020】
このような場合に、鋼管コッター10による接合部では、前記引張力に対してはあと施工アンカー14が負担する設計であり、鋼管コッター10の引き抜き抵抗は考慮していない。しかし、前記あと施工アンカー14の伸び量に比べて微小な変形でも鋼管コッター10の周囲にコーン状破壊が生じる。
【0021】
前記コーン破壊が生じると、前記鋼管コッター10のせん断力伝達能力が低下する可能性がある。そこで、図4に示すように、鋼管コッター10に引き抜きの生じる可能性がある柱6・梁7の両端部の0.2Lの範囲に配置する鋼管コッター10のコーン状破壊を防止する必要がある。図4に示すように、前記両端部以外の残りの0.6Lの範囲に配置される鋼管コッター10には、特にコーン状破壊の防止対策を施す必要がない。
【0022】
前記鋼管コッター10によるコーン状破壊を防止するには、既存躯体との付着を除去した鋼管の引き抜きと、既存躯体からの抜け出しを想定して、接合部のせん断耐力を確認する。図5(A),(B)に示すように、試験体を形成する。
【0023】
この試験体は、その長さが1200mm、巾が900mm、高さが200mmのコンクリートベッドに、コアドリルで溝を掘削して、その溝にエポキシ樹脂を注入し、鋼管(直径76.3mm)を埋め込み深さa=25mmにして挿入・固定したものである。
【0024】
前記コンクリートベッドのコンクリート強度は、13.5N/mm、16N/mmの2種類で、鋼管コッター10の表面処理は、A:ショットブラスト、B:ショットブラスト+テープ巻き、C:油分ふきとりの3種類として、4本ずつ引き抜き試験を行った。また、前記テープは、市販のセロハンテープである。
【0025】
試験の結果は、前記表面処理Aと、表面処理Cとは、すべてコーン破壊となっている。これに対して表面処理Bではコーン破壊が生じなかった。前記表面処理A、表面処理B、表面処理Cごとに、引張荷重と抜け出し変形の関係を表す図6に示すように、コーン破壊耐力は、前記表面処理A,Cで同等であり、表面処理Bでは若干小さい。いずれの表面処理A,B,Cにおいても、0.1mm以下の僅かな変形でコーン破壊を生じている。
【0026】
また、表面処理Bでは、コーン破壊後も鋼管外面とコンクリートとの摩擦により、1kN程度の荷重が生じている。このように、コーン破壊を防止するには、鋼管外側にテープなどを巻いて、縁切りすることで付着を除去する方法が効果的である。
【実施例2】
【0027】
本発明の第2実施例は、図7に示すように、アウトフレーム8の一部である床部分を、プレキャストコンクリート(PCa)製としたものである。このPCa床版8bの上端筋と下端筋とを間接接合部2に突出するように、端面から突出させておく。この突出した配筋部分が、前記実施例1におけるスタッド11に相当するものになる。
【0028】
このアウトフレーム8を既存建物5のサイトで構築しておいて、バルコニー15の下にコッター用孔9を穿設して、粘着テープ13を巻き付けた鋼管コッター10を前記孔9に装着して固定する。
【0029】
前記アウトフレーム8を既存建物5に設置する。各階において前記PCa床版8aと既存建物5との間の間接接合部2に、型枠を組んで高靭性モルタル12を充填する。このようにして、既存建物5に一部をプレキャスト化したアウトフレーム8を取り付けて、耐震補強を行うものである。
【産業上の利用可能性】
【0030】
本発明に係るアウトフレーム補強工法とその補強構造は、既存建物に対する耐震補強工法に適用されるものである。
【符号の説明】
【0031】
1 アウトフレーム補強構造、
2 間接接合部、
3 鋼管コッター、
4 縁きり部材、
5 既存建物、
6 柱、
7 梁、
8 アウトフレーム、 8a 鉄骨、
8b PCa床版、
9 コッター用孔、
10 鋼管コッター、
11 スタッド、
12 モルタル、
13 粘着テープ、
14 あと(後)施工アンカー若しくはPC鋼棒、
15 外廊下若しくはバルコニー。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
耐震補強用のアウトフレームによる補強工法であって、既存建物の柱・梁外壁面とアウトフレームとの間隙における間接接合部は、前記柱・梁外壁面に水平方向に穿設されたコッター用孔と、該コッター用孔に一部が嵌装されて埋設され残った部分が前記間隙に突出する鋼管コッターと、前記アウトフレーム側から前記間隙に突設されるスタッドと、当該間隙の空間部に充填されるモルタルとで接合され、前記鋼管コッターの内の一部の鋼管コッターにおける前記コッター用孔に嵌装される外周面には、付着除去用の縁切り部材が貼着されていること、
を特徴とするアウトフレーム補強工法。
【請求項2】
縁切り部材は、粘着テープであること、
を特徴とする請求項1に記載のアウトフレーム補強工法。
【請求項3】
鋼管コッターの内の一部の鋼管コッターとは、柱・梁部材の両端部の長さをLとしてその端部側から0.2L内側の範囲内にある鋼管コッターであること、
を特徴とする請求項1または2に記載のアウトフレーム補強工法。
【請求項4】
モルタルは、割裂補強筋を不要にする高靭性モルタルであること、
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のアウトフレーム補強工法。
【請求項5】
耐震補強用のアウトフレームによる補強構造であって、
既存建物の柱・梁外壁面とアウトフレームとの間隙における間接接合部構造は、
前記柱・梁外壁面に水平方向に穿設されたコッター用孔と、
該コッター用孔に一部が嵌装されて埋設され残った部分が前記間隙に突出する鋼管コッターと、
前記アウトフレーム側から前記間隙に突設されるスタッドと、
当該間隙の空間部に充填されるモルタルと、
前記鋼管コッターの内の一部の鋼管コッターにおける前記コッター用孔に嵌装される外周面に貼着された付着除去用の縁切り部材とでなること、
を特徴とするアウトフレーム補強構造。
【請求項6】
縁切り部材は、粘着テープであること、
を特徴とする請求項5に記載のアウトフレーム補強構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2013−87540(P2013−87540A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−230548(P2011−230548)
【出願日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【出願人】(000166432)戸田建設株式会社 (328)
【Fターム(参考)】