JP6159591B2 - 既存柱の増し打ち補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、既存建物の耐震補強に関し、詳しくは、鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造の既存柱の外面に補強用のコンクリートを一体的に打設して、既存柱を補強する既存柱の増し打ち補強構造に関する。

既存ＲＣ造（鉄筋コンクリート造）や既存ＳＲＣ造（鉄骨鉄筋コンクリート造）建物の耐震補強工法として、例えば、特許文献１に示す「多層階建物における既設柱の補強工法」が知られている。これは、既存ＲＣ造建物の外面に露出する柱の外面に、間隔を置いて鋼板を平行に設置し、その鋼板を囲むように補強鉄筋を配筋した後、既存柱と一体的に補強用のコンクリートを打設して柱を補強するいわゆるコンクリート柱の増し打ち工法である。また、特許文献２に示す「既存の建物の補強構造」も知られている。これは、既存ＲＣ造や既存ＳＲＣ造建物の外面に露出する柱や梁の外側から施工して建物を補強する工法である。

これらの工法は、既存ＲＣ造や既存ＳＲＣ造既存集合住宅など、共用廊下あるいはバルコニーにしか柱外面が露出しない建物における既存柱の補強工法として採用でき、且つ、柱外面の補強だけであるので、居住者が住みながらにして耐震補強できる工法でもあり、既存ＲＣ造や既存ＳＲＣ造集合住宅の耐震補強工法として非常に有効である。

しかしながら、既存建物の耐震性能は、耐震診断の結果、求められる基準性能に僅かに満たないものから、基準性能に対し大きく性能が劣るものなど、建物毎に様々である。基準性能に僅かに満たないだけの既存建物については、特許文献１に示されるような鋼板を用いる高強度な補強は必要ない場合もあり、このようなケースでは、簡易な耐震補強工法が求められるところである。

簡易な耐震補強工法の一例としては、図１の（Ｂ）に示すとおり、既存ＲＣ造建物の柱の外面に、単に鉄筋コンクリートを増し打ちして、補強するものが知られている。この工法では、増し打ち部２と既存柱１との定着を図るために、既存柱１に定着用の後施工アンカー７を打ち込み、この状態で、補強鉄筋４の配筋を行い、型枠形成後にコンクリート打設している。

但し、この工法は、鉄筋コンクリートの増し打ちにより、既存柱の曲げおよびせん断耐力の向上に寄与する棒状を呈する後施工アンカー７が少ないと、既存柱１と増し打ち部２のせん断応力の伝達が必ずしも十分ではない。そのため、既存柱１と増し打ち部２のせん断耐力を向上するためには、既存柱１の外面に数多くの後施工アンカー７を小ピッチで打ち込む必要があり、後施工アンカー７の打込みに多大の手間と費用を要するという問題があった。

特開平１０−２５９０６号公報 特開平１０−１３１５１６号公報

本発明は、上述した問題点を踏まえてなされたものであって、その目的とするところは、定着用後施工アンカーの使用本数を激減しながらも、既存柱と増し打ち部のせん断応力の伝達を向上させることができ、耐震診断の結果、求められる基準性能に僅かに満たないだけであると判定された既存建物に対する簡易な耐震補強工法として好適な既存柱の増し打ち補強構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明が講じた技術的手段は、次の通りである。即ち、請求項１の発明による既存柱の増し打ち補強構造は、既存柱の外面に鉄筋コンクリートを増し打ちする既存柱の補強構造であって、既存柱のコンクリートと増し打ちコンクリートとにわたって複数本の定着用後施工アンカーが設置され、且つ、前記定着用後施工アンカーから離れた位置において既存柱のコンクリートのうち帯筋よりも外面側のコンクリート部分と増し打ちコンクリートとにわたって既存柱の外面と直角な板面を持つ平型プレートが鉛直方向にかつ前記定着用後施工アンカーに係止することなく設置されていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の既存柱の増し打ち補強構造であって、平型プレートが既存柱の中央部に配置され、定着用後施工アンカーが外側部に配置されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の既存柱の増し打ち補強構造であって、平型プレートが定着用後施工アンカーの上下間隔より上下に短いピース物であり、鉛直方向に間隔を置いて複数枚断続的に配置されていることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１又は２に記載の既存柱の増し打ち補強構造であって、平型プレートが定着用後施工アンカーの上下間隔より上下に長い長尺物であることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、既存柱のコンクリートと増し打ちコンクリートとの定着が、後施工アンカーと、鉛直方向に設置した平型プレートとによって行われることになる。平型プレートは、既存柱の帯筋を傷付けることがないように、既存柱のコンクリートのうち帯筋よりも外面側のコンクリート部分と増し打ちコンクリートとにわたって設置されているが、既存柱の外面と直角な鉛直方向の板面を持つ平型プレートであるから、既存柱と増し打ち部のせん断応力の伝達が後施工アンカーによるせん断応力伝達よりも確実かつ十分に行われることになる。尚、後施工アンカーは、棒状であるため、従来の簡易な耐震補強工法と同様に、既存柱の帯筋の間隙を通して帯筋よりも内側のコンクリートまで深く打ち込まれることになる。

従って、定着用後施工アンカーの使用本数を低減しても、せん断応力の伝達が向上し、鉄筋コンクリートの増し打ちによる既存柱の補強効果を高めることができる。また、既存柱と増し打ち部との定着を後施工アンカーのみによって行っていた従来の補強構造に比して後施工アンカーの使用本数が減少するため、後施工アンカーの打込みに要する手間と費用が低減されることになり、既存建物に対する簡易な耐震補強工法として好適である。

請求項１に記載の発明によれば、せん断応力の伝達部材として効果的な平型プレートを既存柱の中央部に配置し、大きな曲げ応力が作用する外側部に後施工アンカーを配置したので、二種類の応力伝達部材である平型プレートと後施工アンカーが合理的に配置されることになり、鉄筋コンクリートの増し打ちによる既存柱の補強が効率良く行われることになる。

尚、平型プレートとしては、請求項２に記載の発明のように、定着用後施工アンカーの上下間隔より上下に短いピース物を、鉛直方向に間隔を置いて複数枚断続的に配置してもよく、請求項３に記載の発明のように、定着用後施工アンカーの上下間隔より上下に長い長尺物を配置してもよい。ピース物を用いる場合は、必要最小限の鋼板を使用してせん断応力の伝達を図ることができ、長尺物を用いる場合は、部品点数及び作業回数の削減による施工性の向上を図ることができる。

本発明に係る既存柱の増し打ち補強構造と従来例との比較図である。 本発明に係る既存柱の増し打ち補強構造の施工途中の状態を示す斜視図である。 図２に続く施工途中の状態を示す斜視図である。 図３に続く施工途中の状態を示す斜視図である。 施工完了後の状態を示す斜視図である。 図２に示した施工途中の状態に対応する要部の横断平面図である。 図３に示した施工途中の状態に対応する要部の横断平面図である。 図５に示した施工完了後の状態に対応する要部の横断平面図である。 図５に示した施工完了後の状態に対応する要部の縦断側面図である。 本発明の他の実施形態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１の（Ａ）と、図１の（Ｂ）は、本発明に係る既存柱の増し打ち補強構造と、従来の既存柱の増し打ち補強構造とを比較して示した図（上段は横断平面図、下段は縦断正面図）である。図１の（Ａ）、（Ｂ）において、１はＲＣ造の既存柱、２は鉄筋コンクリートの増し打ち部、３は既存柱１の補強鉄筋であり、複数本の柱主筋３ａとそれらを取り囲む帯筋３ｂとから構成されている。４は増し打ち部２の補強鉄筋であり、複数本の鉛直主筋４ａとそれらを取り囲む帯筋４ｂとで構成されている。５は既存柱１のコンクリート、５ａは既存柱１のコンクリート５のうち帯筋３ｂよりも外面側のコンクリート部分、６は増し打ちコンクリートである。７は定着用後施工アンカー、８は既存柱１の外面と直角な鉛直方向の板面を持つ平型プレートである。

本発明に係る既存柱の増し打ち補強構造は、図１の（Ａ）に示すように、既存柱の外面に鉄筋コンクリートを増し打ちした既存柱の補強構造であって、既存柱１のコンクリート５と増し打ちコンクリート６とにわたって複数本の定着用後施工アンカー７を設置し、且つ、既存柱１のコンクリート５のうち帯筋３ｂよりも外面側のコンクリート部分５ａと増し打ちコンクリート６とにわたって既存柱１の外面と直角な板面を持つ平型プレート８を鉛直方向に設置した点に特徴がある。

即ち、従来の既存柱の増し打ち補強構造では、図１の（Ｂ）に示すように、定着用の後施工アンカー７を、上下左右に、小ピッチで多数本打ち込むことによって、増し打ち部２と既存柱１との定着が図られているが、本発明では、既存柱１と増し打ち２との定着が、後施工アンカー7と、鉛直方向に設置した平型プレート８とによって行われている。平型プレート８は、既存柱１の帯筋３ｂを傷付けることがないように、既存柱１のコンクリート５のうち帯筋３ｂよりも外面側のコンクリート部分５ａと増し打ちコンクリート６とにわたって設置されているが、既存柱１の外面と直角な鉛直方向の板面を持つ平型プレート８であるから、既存柱１と増し打ち部２のせん断応力の伝達が後施工アンカー７によるせん断応力伝達よりも確実かつ十分に行われることになる。

従って、定着用後施工アンカー７の使用本数を低減しても、せん断応力の伝達が向上し、鉄筋コンクリートの増し打ちによる既存柱の補強効果を高めることができる。また、既存柱と増し打ち部との定着を後施工アンカー７のみによって行っていた従来の補強構造に比して後施工アンカー７の使用本数が減少するため、後施工アンカー７の打込みに要する手間と費用が低減されることになり、既存建物に対する簡易な耐震補強工法として好適である。

尚、図示の例では、平型プレート８は既存柱１の中央部に二列に配置され、後施工アンカー７は既存柱１の外側部に一列ずつ配置されている。後施工アンカーは、既存柱１の帯筋３ｂの間隙を通して帯筋３ｂよりも内側のコンクリート５まで深く打ち込まれている。平型プレート８は後施工アンカー７の上下間隔より上下に短いピース物であり、鉛直方向に間隔を置いて複数枚断続的に配置されている。平型プレート８としては、厚さ６ｍｍ程度の平坦な鋼板、チェッカープレート状の鋼板、パンチングメタル状の鋼板などを使用できる。平型プレート８は、既存柱１の全長にわたって配置することが望ましいが、上下のスラブ間に位置する柱部分（階高に対応する柱部分）だけに配置してもよい。

次に、本発明に係る既存柱の増し打ち補強構造の施工方法の一例を図面に基づいて説明する。先ず、図２と図６に示すように、既存柱１の外面の中央部にコンクリートカッター（図示せず）で必要本数（図示の例では２本）の上下に連続した溝（平型プレート８を設置するための溝）９を形成し、外側には、ドリル（図示せず）を用いて、前記後施工アンカー７を打ち込むための小孔１０を上下に適当間隔置きに形成する。共用廊下やバルコニーとなるスラブ１１には、既存柱１の外面と対向する位置に前記増し打ち部２に対応する寸法の貫通孔１２を穿設する。

しかる後、図３と図７に示すように、既存柱１の外面に沿って前記増し打ち部２のための補強鉄筋４を配筋する。補強鉄筋４のうち、鉛直主筋４ａは貫通孔１２を通して上下階に連続させてある。補強鉄筋４の配筋は、全てを現場作業によって行ってもよいが、図示の例では、工場加工によるプレハブ化や現場近くでの地組により、予め、補強鉄筋４を組み立てておき、これを貫通孔１２に挿通し、既存柱１の外面に沿わせて設置している。

次に、図４に示すように、補強鉄筋４の隙間から後施工アンカー７及び平型プレート８を設置する。平型プレート８の設置は、粘着性の接着剤で平型プレート８を溝９に順次、固定していくことによって行われる。後施工アンカー７の打ち込みは、従来通り、ケミカル注入を併用して行われる。後施工アンカー７の打ち込み及び平型プレート８の設置と、補強鉄筋４の配筋は、何れを先行してもよく、並行して行ってもよい。

しかる後、増し打ち部用の型枠を組み立て、増し打ちコンクリート６を打設し、養生期間経過後、脱型して、図６、図８、図９に示すように、増し打ち部２による既存柱１の増し打ち補強構造を完成することになる。

図１０は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、平型プレート８として、定着用後施工アンカー７の上下間隔より上下に長い長尺物を用いることにより、部品点数及び作業回数の削減による施工性の向上を図った点に特徴がある。

この場合、平型プレート８は、既存柱１のコンクリート被り厚と、増し打ち部２のコンクリート被り厚との間に納まる前後幅に設定するか、或いは、平型プレート８の外縁に補強鉄筋４の帯筋４ｂが嵌り込む切欠き溝を形成することが必要である。また、平型プレート８が長尺物であるため、増し打ち部２用の補強鉄筋４を配筋した後では、補強鉄筋４が障害物となって溝９内への平型プレート８の挿入・固定が難しいので、平型プレート８の設置後、補強鉄筋４の配筋を行うことになる。その他の構成や作用は、先の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

１ 既存柱
２ 増し打ち部
３ 既存柱の補強鉄筋
３ａ 柱主筋
３ｂ 帯筋
４ 増し打ち部の補強鉄筋
４ａ 鉛直主筋
４ｂ 帯筋
５ 既存柱のコンクリート
５ａ 帯筋よりも外面側のコンクリート部分
６ 増し打ちコンクリート
７ 定着用後施工アンカー
８ 平型プレート
９ 溝
１０ 小孔
１１ スラブ
１２ 貫通孔

Claims (4)

1. 既存柱の外面に鉄筋コンクリートを増し打ちする既存柱の補強構造であって、既存柱のコンクリートと増し打ちコンクリートとにわたって複数本の定着用後施工アンカーが設置され、且つ、前記定着用後施工アンカーから離れた位置において既存柱のコンクリートのうち帯筋よりも外面側のコンクリート部分と増し打ちコンクリートとにわたって既存柱の外面と直角な板面を持つ平型プレートが鉛直方向にかつ前記定着用後施工アンカーに係止することなく設置されていることを特徴とする既存柱の増し打ち補強構造。
2. 平型プレートが既存柱の中央部に配置され、定着用後施工アンカーが外側部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の既存柱の増し打ち補強構造。
3. 平型プレートが定着用後施工アンカーの上下間隔より上下に短いピース物であり、鉛直方向に間隔を置いて複数枚断続的に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の既存柱の増し打ち補強構造。
4. 平型プレートが定着用後施工アンカーの上下間隔より上下に長い長尺物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の既存柱の増し打ち補強構造。
   

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