JP2009046966A5 - - Google Patents

Description

耐震補強工法及び補強ピース

本発明は、既設建築物に対する耐震補強工事における補強方法に関するものである。

既存建物等の中には、現行の建築基準を満足していないものもあり、耐震強度を高める必要のあるものも多い。このような既存建築物の耐震強度を高める技術としては、大別して鉄筋コンクリート壁を増設する方法と、鉄骨ブレースを増設する方法とがある。
しかし、鉄筋コンクリート壁を増設する方法では開口部が壁面で覆われてしまうために、室内の採光に影響が出るなどの問題もある。
したがって、建物の室内を開放したい場合には鉄骨ブレースを増設する方法で耐震補強を行うことが一般的である。

このような鉄骨ブレースを用いて耐震補強する方法としては、特許文献１乃至特許文献３に示すような方法が挙げられる。
特許文献１には、ＲＣ造駆体開口部の耐震補強方法として、開口部内に収まる四角形状の枠の上辺から剪断パネルを垂下させて設け、該剪断パネルを頂点とし、四角形状の枠の下辺部分が底辺となる三角形状をなすように、下辺から剪断パネルに向かって三角形の斜辺をなすブレースを設ける方法が示されている。

また、特許文献２には鉄骨枠組工法として、鉄骨枠を複数個に分割したユニットを補強現場で建物の枠部につり込んだ後、ボルトで組み立てる方法が示されている。
また、特許文献３には耐震補強の鉄骨ブレース増強工法として、開口部内に収まる四角形状の枠に上辺が底辺となるように、斜辺をなすブレースを取り付けた鉄骨ブレースを、開口部に組み入れるにあたり、枠と開口部の接触面に接着剤を注入して接着することを特徴とする方法が示されている。
特公平７−５１８０３号公報 実公平７−２６５２０号公報 特開平１１−７１９０６号公報

しかしながら、従来技術では以下のような問題点があった。
（１）鉄骨ブレースによって開口部の一部が塞がれてしまうので、窓からの景観を損なうおそれがある。
既設建築物の補強を行う鉄骨ブレースは、基本的に開口部に対して三角形を構成するようにブレースを入れて構成されるのが一般的である。これは三角形状に補強することで枠が変形に強くなるためであるが、斜辺をなすブレースは適度な太さが必要となる。
しかし、開口部にこのような鉄骨ブレースを設けることで、特に斜辺をなすブレース部分によって開口部の視野が遮られることになる。
このように、斜辺をなすブレースを用いる補強は、開口部全面を塞ぐものではないので、開口は確保されるものの、内部から窓の外を見る際にはブレースによって景観が損なわれる結果になる。また、外観上も丈夫そうには見えるものの、美観の点では損なわれてしまうおそれがある。

（２）鉄骨ブレースの搬送、搬入等に手間がかかるおそれがある。
既設建築物の補強を行う鉄骨ブレースは、開口部に対応させてその大きさが決定される。しかしながら、ビルなどの補強が必要とされる構造物における開口部は、例えば６ｍ×３ｍ程度、或いはもっと大開口となっている場合が多く、鉄骨ブレースは数ｍ単位の大きさを必要とすることが一般的である。
したがって、鉄骨ブレース自体の重量も、それに合わせて大きくなり、数トン規模の重量となることが多いため、人手で搬送することは難しい。

しかし、現場に材料を搬入して骨材を溶接し、コンクリートで固めて補強ユニットを一から作成しようとすると、日数もかかり専用の設備も必要となるため作業効率は悪い。
また、建築物の外部から鉄骨ブレースを取り付ける場合には、重機を用いれば比較的容易に取り付けが可能であるが、構造によっては内部からの取り付けが必要な場合もある。
この場合、建築物の内部に鉄骨ブレースを搬入するには、鉄骨ブレースのサイズの開口部が必要となり、搬入口がない場合には搬入口を確保するために建物の一部を解体し、その後再び元通りに戻す必要がある。

また、開口部の周囲に鉄骨ブレースを挿入すると、その開口部が建築物への出入口のような場合には、床部分に段差が生じ、出入りに支障が生じたり床全体を底上げするなどの余分な工事が必要となったりしていた。
このように、従来の特許文献１乃至特許文献３の方法では、（１）開口部の一部が塞がれ、窓からの景観を損なう、（２）補強部材の搬入に手間がかかる、（３）開口部の床部分に段差が生じる等の問題があった。

そこで、本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、容易に搬入可能で開口部の開口を、床部分に段差を生じさせずに確保できる耐震補強工法及び補強ピースを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明による耐震補強工法は以下のような特徴を有する。
（１）既設建築物の柱と梁から構成される柱梁フレームを補強ユニットにより耐震補強する耐震補強工法において、
前記補強ユニットは、複数の補強ピースを左右対称に接合することで門型状に構成されるものであり、前記複数の補強ピースは、前記門型状の２つの角部に配置され、直交する２辺で構成される２つのＬ型補強ピースと、前記各Ｌ型補強ピースの一の１辺を延長するように接続される角柱状のＩ型補強ピースとを含み、前記各補強ピースは、鋼材を骨としその鋼材の周囲にコンクリートを巻くことで一体的に成形され、前記Ｌ型補強ピースの一の端部には、他の前記Ｌ型補強ピースの一の端部と接合する接合部が設けられ、前記Ｌ型補強ピースの他の端部には、前記Ｉ型補強ピースの一の端部と接合する接合部が設けられ、前記Ｉ型補強ピースの一の端部には、前記Ｌ型補強ピースの前記他の端部と接合する接合部が設けられ、前記２つのＬ型補強ピースの前記一の端部を互いに合わせて前記接合部により接合すると共に、前記Ｌ型補強ピースの前記他の端部と前記Ｉ型補強ピースの前記一の端部を互いに合わせて前記接合部により接合してから、前記各接合部の部分に無収縮モルタル追加部を形成するようになっており、
前記複数の補強ピースを左右対称に接合することで前記門型状の補強ユニットを構成し、
その後、前記柱梁フレームの四角形状の開口部の内周に、前記門型状の補強ユニットを挿入して嵌め込み、
その後、前記柱梁フレームと前記補強ユニットとの間に、接合剤を充填することで、前記柱梁フレームと前記補強ユニットを一体化する
ことを特徴とする。

よって、補強ピースを組み合わせて補強ユニットを組み立てる方式を採用することで、補強ユニットの可搬性を高めることができる。
また、補強ユニットを門型状に構成するので、開口部が跳ね出し床形式のタイプに有効であり、床部分に段差が生じることがない。

（２）（１）に記載の耐震補強工法において、
前記接合部は、ボルト締結穴の設けられたボルト締結側と、ボルト挿通穴が設けられたプレート側よりなり、
一方の前記Ｌ型補強ピースの前記一の端部に設けられる前記ボルト締結側の接合部と、他方の前記Ｌ型補強ピースの前記一の端部に設けられる前記プレート側の接合部とをボルトで締結すると共に、前記各Ｌ型補強ピースの前記他の端部に設けられる前記ボルト締結側又は前記プレート側の接合部と、前記Ｉ型補強ピースの前記一の端部に設けられる前記プレート側又は前記ボルト締結側の接合部とをボルトで締結することで、前記補強ユニットとして前記Ｌ型補強ピースと前記Ｉ型補強ピースとが一体化される
ことを特徴とする。

よって、補強ピースにボルト締結側接合部を設け、プレート側接合部をあてがいボルトで締結することで一体の補強ユニットを構成するため、現場にて補強ピースの組み立てが容易であり、ボルトで一体的に結合されることで、柱梁フレームに配設された時に必要な強度を出すことができる。
また、事前に既設建築物の補強すべき開口部の大きさを測定して、その大きさに合わせた補強ユニットを構成できる補強ピースを工場で製作し、補強ピースを現場に搬入する方法を採ることで、一体の補強ユニットを搬送する場合よりも輸送コストを安くできる。
さらに、既設建築物内に搬入する場合には、開口部の規制を受けにくいので、専用の搬入口を作らなくても済む可能性がある。

（３）（１）又は（２）に記載される耐震補強工法において、
前記既設建築物の前記柱及び前記梁の太さよりも、前記補強ユニットを構成する枠の太さが細く、
前記補強ユニットの開口部を有する１面と、隣り合う他の補強ユニットの開口部を有する１面とが略同一平面上に位置することを特徴とする。
これにより、複数の柱梁フレームに取り付けられた補強ユニットは、隣り合う補強ユニット同士で柱を挟み込む状態となるため、柱の補強ユニットで挟まれた部分では、柱と補強ユニットの単純累加以上の効果を得られることになる。これは、例えば上下左右に隣接するユニットがあれば更に効果を高めることが期待できる。
また、梁により構成される床部分は下部の開口部に設けた補強ユニットにより補強されるので、段差が発生することなく補強が可能となる。

（４）（１）乃至（３）のいずれかに記載される耐震補強工法において、
前記柱梁フレームと前記補強ユニットとの間に充填される前記接合剤が、無収縮モルタルであり、
前記補強ユニットの外周面には、複数の頭付スタッドが溶接され、
前記柱梁フレームの開口部内周面であって、前記補強ユニットが挿入されることで前記補強ユニットの外周面と対応する位置に、前記複数の頭付スタッドと干渉しない位置にあと施工アンカーを設け、
前記柱梁フレームの開口部に、前記補強ピースあるいは前記補強ユニットを挿入し、
前記あと施工アンカーと前記頭付スタッドを交互に繕う様にスパイラル筋を配置し、
前記柱梁フレームの開口部と、前記補強ユニットとの隙間に、前記無収縮モルタルを注入することで、前記補強ユニットと前記柱梁フレームとが一体化することを特徴とする。

よって、このような頭付スタッド、あと施工アンカー及びスパイラル筋を設けた上で、無収縮モルタルを柱梁フレームと補強ユニットの間に注入することで、柱梁フレームと補強ユニットをより効率的に一体化することが可能となり、効果的に耐震補強の施工を行うことが可能となる。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の耐震補強工法において、
前記既設建築物が、前記梁よりも前記柱が前記既設建築物の外側面に突出している構造である場合、
前記Ｌ型補強ピース及び前記Ｉ型補強ピースの厚みを、前記柱の突出分の厚みとし、
前記Ｉ型補強ピースと前記既設建築物の外側面との間、及び前記Ｌ型補強ピースと前記柱との間に前記接着剤を充填することで、前記柱梁フレームと前記補強ユニットを一体化することを特徴とする。

よって、既設建築物の構造が、梁よりも柱が既設建築物の外側面に突出している構造である場合に、建物の構造を利用して補強をすることが可能となる。
柱部分には、Ｉ型補強ピース及びその延長となる部分のＬ型補強ピースは内側に突出することとなるが、Ｌ型補強ピースの一部は梁部分の側面に配置されるため、より既設建築物内部からの外観を損ねず、既設建築物の補強が可能となる。

（６）（５）に記載の耐震補強工法において、
前記柱梁フレームの開口部に、前記Ｉ型補強ピース及び前記Ｌ型補強ピースと同じ厚みの直交する２辺で構成されるＴ型補強ピースを、前記Ｉ型補強ピースと、前記Ｌ型補強ピースの間に挟んで接合し、梯子状の補強ユニットを構成するように挿入し、
前記柱梁フレームと前記補強ユニットとの間に、接合剤を充填することで、前記柱梁フレームと前記補強ユニットを一体化することを特徴とする。

よって、梯子状の補強ユニットを既設建築物の外側面に施工することが可能となり、既設建築物の構造に合わせた補強が可能となる。
また、（５）と同様に、Ｉ型補強ピース及びその延長となる部分のＬ型補強ピース及びＴ型補強ピースは内側に突出することとなるが、Ｌ型補強ピース及びＴ型補強ピースの一部は梁部分の側面に配置されるため、より既設建築物内部からの外観を損ねず、既設建築物の補強が可能となる。

また、前記目的を達成するために、本発明による補強ピースは以下のような特徴を有する。
（７）（１）乃至（６）のいずれかに記載される耐震補強工法に用いる補強ピースであることを特徴とする。
よって、可搬性が良く必要な強度を出すことのできる補強ユニットを構成することが可能である。

このような特徴を有する本発明による耐震補強工法及び補強ピースにより、以下のような作用、効果が得られる。
（１）補強ユニットを門型状に構成するので、開口部の床部分の段差がなくなり、人の行き来や机、書架等を置くことができるようになるため、補強された開口部の活用範囲が広くなる。また、四角枠状の補強ユニットによる補強と比較して、開口部をより大きく取ることができる。
（２）補強ユニットを門型状に構成することにより、四角枠状の補強ユニットによる補強と比較して、補強ピース（繊維コンクリートと鉄骨との組み合わせによるプレキャスト部材）が一辺分少なくなるので、施工工期の短縮ができる。

（３）門型状の補強ユニットを既存建築物の上層から下層に用いることによって、既存の柱梁フレームを四方から補強することになるので、四角枠状の補強ユニットで補強した場合と同等の耐力が得られる。
また、あと施工アンカーで門型状の補強ユニットの接合強度を高めることで、同等以上の耐力を期待できる。
（４）既存の柱梁フレームと門型状の補強ユニットとは、エポキシ樹脂によって接合するため、在来のあと施工アンカーとスタッドによる接合と比較して、施工時の騒音や振動、粉塵が少なくなる。

次に、本発明に係る耐震補強工法及び補強ピースの一の実施の形態について図面を参照して説明する。
ここで、図１は、補強ユニットの概略正面を示した図であり、図２は、補強ユニットを構成する補強ピースの概略正面図である。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態の構成について説明する。
補強ユニット１０は、図１、図２に示すように、直交する２辺で構成される２つのＬ型補強ピース２０、２０と、該Ｌ型補強ピース２０、２０の各々の一辺を延長するように接続される角柱状のＩ型補強ピース３０、３０とで、前記Ｌ型補強ピース２０、２０の他の一辺の先端同士が接続されるように左右対称に接合することで、門型状に構成されている、鉄骨にコンクリートを巻いた補強部材である。

Ｌ型補強ピース２０は、柱梁フレーム１５の開口部内周面１５ａ（図４参照）の上部に配置される上辺部２０１と、該上辺部２０１に直交し、開口部内周面１５ａの側部に配置される縦柱部２０２とからＬ字状に形成されている。
Ｉ型補強ピース３０は、柱梁フレーム１５の開口部内周面１５ａの側部に配置され、上端が前記Ｌ型補強ピース２０の前記縦柱部２０２の下端に接続され、下端に柱梁フレーム１５の開口部内周面１５ａの下部に載置されるベースプレート３０３が設けられた角柱状のものである。

補強ピース２０、３０は、図７、図８に示すように、鋼材を骨としてその周囲にコンクリートが巻かれている、所謂鉄骨コンクリートである。鋼材にはＨ型鋼が用いられており、その周りに巻かれているコンクリートは一般的なＳＲＣ（Steel Reinforced Concrete）造に用いられるようなものでも良いし、繊維補強コンクリートのようなものでも良い。
このＬ型補強ピース２０の骨となるＨ型鋼２１は、直交するように溶接された２辺からなるものであり、Ｉ型補強ピース３０の骨となるＨ型鋼３１は、直線状のものである。

この骨となるＨ型鋼２１、３１には、Ｈ型鋼２１、３１を構成する平行な板部分に、頭付スタッド２２が長手方向に一定間隔をおいて幅方向に２列溶接されている。
また、Ｈ型鋼３１の下端にはベースプレート３０３が、該ベースプレート３０３上に下端部が当接するように載置され、溶接により固定されている。

さらに、補強ピース２０、３０の端部には、ボルト穴２１ａが設けられ、対向する他の端部にはプレート２１ｂが取り付けられている。このプレート２１ｂには、貫通孔が設けられており、他の補強ピース２０、３０と組み付ける場合に、対応するボルト穴２１ａにボルトを締結できるように構成されている。
なお、図２では、Ｌ型補強ピース２０ボルト穴２１ａは１カ所、プレート２１ｂも１カ所設けられており、また、一方のＩ型補強ピース３０にボルト穴２１ａ、他方のＩ型補強ピース３０にプレート２１ｂが設けられている構成となっているが、補強ピース２０、３０を連結することができれば良いので、この位置や数に限定するものではない。

次に、補強ユニット１０の施工方法について説明を行う。
まず、耐震補強する既設建築物の該当開口部の採寸を行い、補強ユニット１０の大きさを決定し、工場で補強ピース２０、３０を製作する。なお、補強ピース２０、３０は同一寸法で多用される可能性があれば予め同じものを製作しておいてもよい。
補強ピース２０、３０が完成した段階で、既設建築物に補強ユニット１０を取り付けるために、現地においてＬ型補強ピース２０同士およびＬ型補強ピース２０とＩ型補強ピース３０とをボルトで締結し、補強ユニット１０を構成する。

この際の固定方法としては、溶接や接着なども考えられ、その様な接合方法を否定するものではないが、耐震補強という目的を前提と考えれば、補強ユニット１０は一体的に構成される方が強度を上げることができるので、機械的に接合する方が望ましい。溶接等を行う場合は、現地で溶接機や電源を必要とするため、余分にコストがかかるなどの問題もあるため、ボルト等で容易に締結できる方がメリットは大きい。
図３に、図１に示すＬ型補強ピース２０の接合部分であるＡ部の詳細図を示す。Ｌ型補強ピース２０とＩ型補強ピース３０との接合部分も同様である。
このように補強ピース２０、３０の接合部分は、プレート２１ｂとボルト穴２１ａをいてボルト締結される。
その後、繊維補強コンクリート追加部１８の部分を形成する。繊維補強コンクリート追加部１８の部分は、無収縮モルタルで構成しても良いが、本実施例では、補強ユニット１０の強度をより強くするため、繊維補強コンクリートを使用している。

そして、次に既設建築物の開口部にある柱梁フレーム１５に、アンカー１６を施工する。
図４は、既設の柱梁フレーム１５にアンカー１６を施工した図である。
柱梁フレーム１５には、開口部の床部を除く内周面全域に複数のアンカー１６を施工する。アンカー１６の種類は特に限定されるものではなく、ホールインアンカーやケミカルアンカー等、柱や梁に突起状の物体を一体的に施工できるものであればよい。
例えば、アンカー１６がケミカルアンカーであった場合、柱梁フレーム１５の開口部内周面１５ａの三方に、コンクリートドリルで穴を開け、ケミカルと一緒に寸切ボルトを植え込んで硬化させるといった施工方法となる。

そして、図４に示すように、開口部内周面１５ａの三方にアンカー１６の施工が完了した後、その部分に補強ユニット１０を設置する。そして、図７、図８に説明するスパイラル筋２３を、アンカー１６と頭付スタッド２２を交互に繕う様に配置する。
このスパイラル筋２３は一般的に用いられるもので良く、アンカー１６と頭付スタッド２２を交互に繕う様に配置することで、この後注入される無収縮モルタルのひび割れ等を防ぎ、より強固に補強ユニット１０を施工可能とする。
また、Ｉ型補強ピース３０下端のベースプレート３０３を、開口部内周面１５ａの下辺にコンクリート用の取付ボルト等により強固に取り付けておく。

図５には、既存の柱梁フレーム１５に補強ユニット１０を取り付けた状態の正面図を示す。すなわち、柱梁フレーム１５の開口部内周面１５ａ部分に、図５に示すように補強ユニット１０が嵌め込まれ、スパイラル筋２３でアンカー１６と頭付スタッド２２を交互に繕う様に配置された状態で、柱梁フレーム１５と補強ユニット１０の間の隙間に無収縮モルタルを注入すべく、木枠（図略）を設ける。
この図示しない木枠は、図３に示す繊維補強コンクリート追加部１８も覆うように施工し、無収縮モルタルを注入することで、開口部１５ａの三方に無収縮モルタル部１７を形成する。
補強ユニット１０と柱梁フレーム１５の寸法精度は、現場で採寸した後に工場で補強ピース２０、３０を製作することから、高くすることができない。したがって、多少の寸法誤差は無収縮モルタル部１７によって吸収する。

このように無収縮モルタル部１７が形成されることで、アンカー１６、頭付スタッド２２及びスパイラル筋２３の働きによって、補強ユニット１０と柱梁フレーム１５は強固に一体化することになる。
図６に、複数開口部がある既設建築物に補強ユニット１０を施工する場合の正面図を示す。また、図７に、図６のＡＡ部、及び図８にＢＢ部の断面を示す。
耐震補強が必要な既設建築物は複数階の中低層建築物や中高層建築物であるので、開口部は図６に示すように複数存在することが多い。もっとも、開口部が複数無くとも施工可能であることは言うまでもない。
そして、基本的には補強ユニット１０を既設建築物に要求される耐震性能に応じて必要箇所に設置する。また、柱梁フレーム１５の柱に対して、補強ユニット１０で挟み込むような状態で施工すると、図７に示すように、柱の両側に補強ユニット１０の枠部分が配置されるので、その太さ分を単純累加するよりも強度が出ることになる。

すなわち、図７のように柱梁フレーム１５を中心として両脇に補強ユニット１０の枠が一体化して取り付けられると、曲げや圧縮耐力に関して、片側に同じ太さになるように補強する場合よりも、耐力を高くすることが可能である。
また、柱梁フレーム１５の梁の下面を、補強ユニット１０のＬ型補強ピース２０の上辺部２０１で支えるように施工すると、図８に示すように、梁の下面に補強ユニット１０の上辺部２０１部分が配置されるので、梁と上辺部２０１との両者で互いに補強しあいながら、床部分に段差が生じることがない耐震補強構造とすることができる。

なお、図７、図８に示すように柱梁フレーム１５に比べて補強ユニット１０の枠の太さは細いので、既設建築物の内側からも外側からも施工することが可能である。
柱梁フレーム１５の柱又は梁が飛び出している部分が、建築物の外側であれば外側から補強ユニット１０を施工することになり、建築物の内側であれば補強ユニット１０を内側から施工することになる。
特に、既設建築物の内側から補強ユニット１０を施工する場合には、補強ユニット１０が補強ピース２０、３０に分割できることで、搬入がし易くなり、特別に補強ピース２０、３０の搬入経路を確保しなくても済むようになる可能性が高い。

また、補強ユニット１０の状態に比べて補強ピース２０、３０の重量は４分の１以下になり、大きさも小さくなるため、重機などを用いずに作業者の手で移動させることも可能となる。
このように、柱梁フレーム１５に補強ユニット１０を施工した後、既設建築物の外側に施工した場合には、補強ユニット１０の表面に塗装を施し、既設建築物の内側に施工した場合には、補強ユニット１０の表面に内壁材を張るなどして、更に目立たなくすることで、外観上も耐震補強している建築物であることが気にならなくなる。

本実施例は上記のような構成で、上記のような施工方法を採るため、以下のような効果が期待できる。
まず、補強ユニット１０を補強ピース２０、３０の単位に分割することで、数トン単位の重量をもつ部材が、数百キロレベルまで重量を軽減することとなるので、可搬性の向上に効果がある。
補強ピース２０、３０の重量が数百キロレベルとなれば、人手での搬入が容易にでき、台車等にも乗りやすいサイズとなるため、可搬性が向上する。更に、エレベータに入り、運べるサイズにすれば、補強ユニット１０を搬入するためにわざわざ搬入口を設ける必要がなくなるというメリットがある。

もし、搬入口を設けなければならない場合でも、補強ユニット１０に比べて補強ピース２０、３０は小さく、補強ユニット１０の短辺の長さよりも若干大きい程度の開口があれば足りるため、既設建築物の開口サイズが６ｍ×３ｍのサイズであれば、１．５ｍ、即ち人が通行可能なドア程度の大きさの開口部さえあれば、良いことになる。
この程度の開口であれば、既設建築物に設けられている窓の一部を取り外す等の作業で足りることになり、通常は大型の機材を搬入する為の開口部が設けられているケースもあるので、搬入口の制限は殆ど関係なく考えることができる。
また、長さも短くなるために通路を搬送しなければならない場合も、制限となるケースは少なくなるものと考えられる。

さらに、ボルト等で容易に組み付けが可能であるので、特殊な技能を持った作業者を配置する必要がない。例えば、溶接が必要な場合であれば、溶接技術を持った作業者が現場にいる必要があるほか、溶接の電源の確保など様々な問題が出るが、このようなことも必要なくなる。
また、短時間での組み立てが可能であり、施工時間を短くする効果もある。補強ユニット１０に設けたボルト穴２１ａ及びプレート２１ｂは、補強ユニット１０の骨材を構成するＨ型鋼２１、３１に直接設けられていることから、強度的に不足する心配が無く、地震の補強においては、柱や梁の接合部に特に力がかかることになるが、この点はＬ型補強ピース２０が直交する２辺で構成されており、Ｉ型補強ピース３０がその下端に連結されていることによって、Ｌ型補強ピース２０およびＩ型補強ピース３０の両者で応力を受けることとなるため、強度的に不足することはない。

また、補強ユニット１０は中央に開口部を有し、床部分を解放しているので、柱梁フレーム１５の開口部分を不要に狭くすることがなく、しかも床部分に段差が生じないため使い勝手をよくすることができる。構造強度的に見れば筋交いを設けたような構造や、トラス形状にしたような鉄骨ブレースを設ける場合の方が強くなるため、補強ピース２０の枠自体の太さ自体は、これらよりも太くなる可能性はある。
しかしながら、開口部を斜めに横切る場合よりも、補強ユニット１０の枠が多少太くなる場合の方が、視覚的に圧迫感を与えないこととなるため、結果的には窓からの景観を損ないにくい。また、既設建築物の外側に補強ユニット１０を施工する場合でも、内側に施工する場合でも、筋交いやトラス形状となる場合よりも外観的にも、耐震補強しているとわかりにくくなるため、外観を損なうというおそれもない。

以上に説明した、第１実施形態の耐震補強工法及び補強ピースによれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
すなわち、既設建築物の柱と梁から構成される柱梁フレーム１５を耐震補強する耐震補強工法において、直交する２辺で構成されるＬ型補強ピース２０と、該Ｌ型補強ピース２０の一辺を延長するように接続される角柱状のＩ型補強ピース３０とを、前記Ｌ型補強ピース２０の他の一辺の先端同士が接続されるように左右対称に接合することで、門型状の補強ユニット１０を構成し、前記柱梁フレーム１５の開口部に、門型状に前記補強ユニット１０を挿入し、前記柱梁フレーム１５と前記補強ユニット１０との間に、接合剤を充填することで、前記柱梁フレーム１５と前記補強ユニット１０を一体化することを特徴とする。
よって、補強ピースを組み合わせて補強ユニットを組み立てる方式を採用することで、補強ユニットの可搬性を高めることができる。
また、補強ユニットを門型状に構成するので、開口部が跳ね出し床形式のタイプに有効であり、床部分に段差が生じることがない。

（第２実施形態）
つぎに、第２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態は、Ｌ型補強ピース同士あるいは前記Ｌ型補強ピースと前記Ｉ型補強ピースとの接合部の構成を変更し、また、既設建築物に設置する方法を変更したものである。したがって、この変更部分のみを説明する。
この第２の実施の形態のＬ型補強ピース２０同士の接合部分を、図１のＡ部の詳細図である図９に示す。Ｌ型補強ピース２０とＩ型補強ピース３０との接合部分も同様である。
Ｈ型鋼２１（３１）にボルト締結側となるボルト穴２１０ａを設け、一方、プレート側となる平鋼板に、両方のＬ型補強ピース２０に設けられた前記ボルト穴２１０ａに対応するボルト挿通穴を設けたスプライスプレート２１０ｂを、Ｈ型鋼２１（３１）の両面にあてがい、このボルト穴２１０ａとボルト挿通穴にハイテンションボルトを挿通して締め付けることにより、摩擦接合を成立させる。

また、第１の実施の形態では、既設建築物に補強ユニット１０を取り付ける際に、現地においてＬ型補強ピース２０同士およびＬ型補強ピース２０とＩ型補強ピース３０とを予めボルトで締結し、補強ユニット１０を組み立てる方法で説明したが、この第２の実施の形態では、あと施工アンカー１６を使ってＬ型補強ピース２０およびＩ型補強ピース３０を一つずつ、スパイラル筋２３を、アンカー１６と頭付スタッド２２を交互に繕う様に配置することにより、既設建築物に設置して補強ユニット１０を組み立てる。その後、木枠（図略）を設けて柱梁フレーム１５と補強ユニット１０の間の隙間に無収縮モルタルを注入する。

以上に説明した、第２実施形態の耐震補強工法及び補強ピースによれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
すなわち、既設建築物の柱と梁から構成される柱梁フレーム１５を耐震補強する耐震補強工法において、直交する２辺で構成されるＬ型補強ピース２０と、該Ｌ型補強ピース２０の一辺を延長するように接続される角柱状のＩ型補強ピース３０とを、一つずつ、前記柱梁フレーム１５の開口部に設けられたあと施工アンカー１６を使って設置し、前記柱梁フレーム１５と前記補強ユニット１０との間に、接合剤を充填することで、前記柱梁フレーム１５と前記補強ユニット１０を一体化する。
よって、Ｌ型補強ピース２０とＩ型補強ピース３０とを別々に柱梁フレーム１５に設置するので、運搬や組み付けが容易で少人数での作業が可能となる。
また、Ｌ型補強ピース２０同士あるいはＬ型補強ピース２０とＩ型補強ピース３０との接続をプレート２１０ｂとハイテンションボルトにより行うので、強力な締結力が得られ、摩擦接合が可能となる。

（第３実施形態）
次に第３実施形態の構成について説明する。
図１０に、第３実施形態の補強ユニット１０の概略正面図を示す。また、図１１に、図１０のＣＣ断面図を示す。また、図１２に、図１０のＤＤ断面図を示す。
第３実施形態の補強ユニット１０は、Ｌ型補強ピース２０、Ｉ型補強ピース３０、及びＴ型補強ピース４０の３種類のピースから構成される。
第３実施形態の補強ユニット１０が施工される既設建築物５０は、図１１及び図１２に示されるように、柱梁フレーム１５の柱１５Ａと梁１５Ｂの形状が、柱１５Ａが梁１５Ｂよりも既設建築物５０の外側に突出するような形状の構造となっている。

そして、Ｌ型補強ピース２０、Ｉ型補強ピース３０、及びＴ型補強ピース４０は、図１１及び図１２に示される通り、梁１５Ｂから柱１５Ａが突出する分の厚みで形成されている。
第１実施形態及び第２実施形態と同様に、Ｌ型補強ピース２０、Ｉ型補強ピース３０、及びＴ型補強ピース４０には、それぞれＨ型鋼が芯材とされ、その周囲に繊維補強コンクリートが巻かれている。Ｌ型補強ピース２０と同様に、Ｔ型補強ピース４０もＨ型鋼が直交するように溶接されている。
そして、Ｌ型補強ピース２０については、前述の通りＬ型補強ピース２０の一辺である上辺部２０１は、他のＬ型補強ピース２０の一辺である上辺部２０１と向かい合うように接合してコの字を立てた形に形成される。接合方法は、第１実施形態に示す図３に示す方法や、第２実施形態の図９に示す方法等が考えられる。
この２つ接合した状態のＬ型補強ピース２０下部に、Ｔ型補強ピース４０が配置される。

Ｔ型補強ピース４０は、Ｔ型補強ピース４０の一辺である梁部４０２と、他のＴ型補強ピース４０の一辺である梁部４０２とを向かい合わせて接合することで、Ｈ状に形成される。そして、組み合わせたＬ型補強ピース２０の縦柱部２０２の端部と、Ｈ状に形成されたＴ型補強ピース４０の縦柱部４０１の端部を接合する。
Ｉ型補強ピース３０は、柱梁フレーム１５を有する既設建築物５０の１階部分に設けられる。Ｔ型補強ピース４０とＬ型補強ピース２０が組み合わされた状態で接合されていないＴ型補強ピース４０の縦柱部４０１の端部に、Ｔ型補強ピース４０の辺を延長するようにＩ型補強ピース３０を接続する。
このように形成された補強ユニット１０は、Ｉ型補強ピース３０が有するベースプレート３０３と、既設建築物５０の１階のフロア部分とが結合される状態で既設建築物５０に施工される。

なお、図１０では、Ｔ型補強ピース４０は１組２つが使用されているが、柱梁フレーム１５を有する既設建築物５０の階層が３階層以上であれば、１階層につき１組２つのＴ型補強ピース４０を追加することで、既設建築物５０に合わせた梯子状の補強ユニット１０が形成される。
補強ユニット１０の施工方法は、既設建築物５０の外側面に対して部分的にアンカーを打ち込んで固定した後、接着剤を流し込んで接着する。
接着剤を流し込む部分は、図１１及び図１２に示される通り、Ｌ型補強ピース２０の縦柱部２０２部分、Ｔ型補強ピース４０の縦柱部４０１部分、及びＩ型補強ピース３０の柱部分は、柱１５Ａとの接着を行う。
また、Ｌ型補強ピース２０の上辺部２０１、及びＴ型補強ピース４０の梁部４０２は、梁１５Ｂの外面、すなわち既設建築物５０の外側面に部分的にアンカーを用いたうえで、接着を行う。

接着剤の使用方法やアンカーの打ち込みについて、第１実施形態に示すように頭付スタッド２２とアンカー１６、及びスパイラル筋２３を用いて固定しても良い。
なお、第３実施形態の補強ユニット１０は、その形状の特性から、既設建築物５０の外面側にしか施工できないため、既設建築物５０の外側に面する４面に施工することが考えられる。もっとも、既設建築物５０の形状、及び立地条件によっては、施工できる面は２面となってしまうケースも考えられるが、そういったケースの場合は第１実施形態及び第２実施形態と組み合わせれば良い。

以上に説明した、第３実施形態の耐震補強工法及び補強ピースによれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
既設建築物５０が、梁１５Ｂよりも柱１５Ａが既設建築物５０の外側面に突出している構造である場合、Ｌ型補強ピース２０及びＩ型補強ピース３０の厚みを、柱１５Ａの突出分の厚みとし、柱梁フレーム１５の開口部に、Ｉ型補強ピース３０及びＬ型補強ピース２０と同じ厚みの直交する２辺で構成されるＴ型補強ピース４０を、Ｉ型補強ピース３０と、Ｌ型補強ピース２０の間に挟んで接合し、梯子状の補強ユニット１０を構成するように挿入し、Ｉ型補強ピース３０と既設建築物５０の外側面との間、及びＬ型補強ピース２０と柱１５Ａとの間に接着剤を充填することで、柱梁フレーム１５と補強ユニット１０を一体化することができる。

これによって、既設建築物５０の構造が一定の条件を満たしていれば、梯子状の補強ユニット１０によって、既設建築物５０の外側面を補強することができる。柱１５Ａ部分にはＩ型補強ピース３０及びその延長となる部分のＬ型補強ピース２０及びＴ型補強ピース４０は内側に突出することとなるが、Ｌ型補強ピース２０及びＴ型補強ピース４０の一部は梁１５Ｂ部分の側面に配置されるため、より既設建築物５０内部からの外観を損ねず、既設建築物５０の補強が可能となる。
また、各階で分断されるよりも既設建築物５０の外側一面を補強ユニット１０で補強できるため、より強度の高い補強が必要で、条件をクリアできる既設建築物５０であれば、施工可能性が高く、効果も高い。

その他、Ｌ型補強ピース２０、Ｉ型補強ピース３０、及びＴ型補強ピース４０に分解されるので可搬性に優れ、施工も簡易に行えるため、既設建築物５０の補強を適切に行うことができる。
なお、前述したが、第３実施形態の補強ユニット１０は既設建築物５０の外側面向けの補強であるが、第１実施形態及び第２実施形態に示される補強ユニット１０を用いれば、既設建築物５０の内部にも補強が可能であるため、複合的に用いることでより効果を高めることが可能である。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、補強ユニット１０の補強ピース２０、３０を構成している骨材はＨ型鋼２１、３１としているが、必ずしもＳＲＣ材で構成しなくても、例えば補強ピース２０、３０は鉄筋コンクリートで構成されても良い。また、補強ピース２０、３０に使用するコンクリートも、高強度繊維を混ぜた高靱性繊維補強セメント複合材料のような部材を使用することを妨げない。さらに、コンクリートで巻かずに鉄骨のみや軽量鉄骨のみで構成しても良い。
また、補強ピース２０の分割数を本実施例では２としているが、直線部分を分割して３分割や４分割にすることを妨げない。

また、補強ユニット１０と柱梁フレーム１５の間に充填する接合剤についても、アンカー１６と頭付スタッド２２を使用して無収縮モルタルを充填する方法を実施例としてあげているが、この施工方法についても、例えばアンカー１６や頭付スタッド２２を使用して接着剤で固定することを妨げない。
また、アンカー１６や頭付スタッド２２を用いずに接着剤で固定するなどの方法を使用することを妨げない。この場合、補強ユニット１０と柱梁フレーム１５のクリアランスの管理が問題となってくるが、例えば無収縮モルタルの板を差し込んだり、鋼材、メッシュ材を差し込んだりしてクリアランスを管理し、接着剤を用いることで、強度を確保することが可能であると考えられる。
また、前記第１実施形態、乃至第３実施形態における接合部分と、補強ピースの組み立て順序の組み合わせは、前記実施形態に限定されるものではない。

第１実施形態の、補強ユニットの概略正面図である。 第１実施形態の、補強ユニットを構成する補強ピースの概略正面図である。 第１実施形態の、図１に示す補強ピース同士の接合部分であるＡ部の詳細図である。 第１実施形態の、既設の柱梁フレームにアンカーを施工した図である。 第１実施形態の、既存の柱梁フレームに補強ユニットを取り付けた状態の正面図である。 第１実施形態の、複数開口部がある既設建築物に補強ユニットを施工する場合の正面図である。 第１実施形態の、図６のＡＡ部の断面である。 第１実施形態の、図６のＢＢ部の断面である。 第２実施形態の、図１に示す補強ピース同士の接合部分であるＡ部の詳細図である。 第３実施形態の、補強ユニット１０の概略正面図である。 第３実施形態の、図１０のＣＣ部の断面図である。 第３実施形態の、図１０のＤＤ部の断面図である。

１０ 補強ユニット
１５ 柱梁フレーム
１５ａ 開口部内周面
１６ アンカー（あと施工アンカー）
１７ 無収縮モルタル部
１８ 無収縮モルタル追加部
２０ Ｌ型補強ピース
２０１ 上辺部
２０２ 縦柱部
２１ Ｈ型鋼
２１ａ、２１０ａ ボルト穴（ボルト締結側）
２１ｂ、２１０ｂ プレート（プレート側）
２２ 頭付スタッド
２３ スパイラル筋
３０ Ｉ型補強ピース
３０３ アンカーパネル
３１ Ｈ型鋼
４０ Ｔ型補強ピース
５０ 既設建築物

Claims (7)

1. 既設建築物の柱と梁から構成される柱梁フレームを補強ユニットにより耐震補強する耐震補強工法において、
   前記補強ユニットは、複数の補強ピースを左右対称に接合することで門型状に構成されるものであり、前記複数の補強ピースは、前記門型状の２つの角部に配置され、直交する２辺で構成される２つのＬ型補強ピースと、前記各Ｌ型補強ピースの１辺を延長するように接続される角柱状のＩ型補強ピースとを含み、前記各補強ピースは、鋼材を骨としその鋼材の周囲にコンクリートを巻くことで一体的に成形され、前記Ｌ型補強ピースの一の端部には、他の前記Ｌ型補強ピースの一の端部と接合する接合部が設けられ、前記Ｌ型補強ピースの他の端部には、前記Ｉ型補強ピースの一の端部と接合する接合部が設けられ、前記Ｉ型補強ピースの一の端部には、前記Ｌ型補強ピースの前記他の端部と接合する接合部が設けられ、前記２つのＬ型補強ピースの前記一の端部を互いに合わせて前記接合部により接合すると共に、前記Ｌ型補強ピースの前記他の端部と前記Ｉ型補強ピースの前記一の端部を互いに合わせて前記接合部により接合してから、前記各接合部の部分に無収縮モルタル追加部を形成するようになっており、
   前記複数の補強ピースを左右対称に接合することで前記門型状の補強ユニットを構成し、
   その後、前記柱梁フレームの四角形状の開口部の内周に、前記門型状の補強ユニットを挿入して嵌め込み、
   その後、前記柱梁フレームと前記補強ユニットとの間に、接合剤を充填することで、前記柱梁フレームと前記補強ユニットを一体化する
   ことを特徴とする耐震補強工法。
2. 請求項１に記載の耐震補強工法において、
   前記接合部は、ボルト締結穴の設けられたボルト締結側と、ボルト挿通穴が設けられたプレート側よりなり、
   一方の前記Ｌ型補強ピースの前記一の端部に設けられる前記ボルト締結側の接合部と、他方の前記Ｌ型補強ピースの前記一の端部に設けられる前記プレート側の接合部とをボルトで締結すると共に、前記各Ｌ型補強ピースの前記他の端部に設けられる前記ボルト締結側又は前記プレート側の接合部と、前記Ｉ型補強ピースの前記一の端部に設けられる前記プレート側又は前記ボルト締結側の接合部とをボルトで締結することで、前記補強ユニットとして前記Ｌ型補強ピースと前記Ｉ型補強ピースとが一体化される
   ことを特徴とする耐震補強工法。
3. 請求項１又は請求項２に記載される耐震補強工法において、
   前記既設建築物の前記柱及び前記梁の太さよりも、前記補強ユニットを構成する枠の太さが細く、
   前記補強ユニットの開口部を有する１面と、隣り合う他の補強ユニットの開口部を有する１面とが略同一平面上に位置する
   ことを特徴とする耐震補強工法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載される耐震補強工法において、
   前記柱梁フレームと前記補強ユニットとの間に充填される前記接合剤が、無収縮モルタルであり、
   前記補強ユニットの外周面には、複数の頭付スタッドが溶接され、
   前記柱梁フレームの開口部内周面であって、前記補強ユニットが挿入されることで前記補強ユニットの外周面と対応する位置に、前記複数の頭付スタッドと干渉しない位置にあと施工アンカーを設け、
   前記柱梁フレームの開口部に、前記補強ピースあるいは前記補強ユニットを挿入し、前記あと施工アンカーと前記頭付スタッドを交互に繕う様にスパイラル筋を配置し、
   前記柱梁フレームの開口部と、前記補強ユニットとの隙間に、前記無収縮モルタルを注入することで、前記補強ユニットと前記柱梁フレームとが一体化する
   ことを特徴とする耐震補強工法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の耐震補強工法において、
   前記既設建築物が、前記梁よりも前記柱が前記既設建築物の外側面に突出している構造である場合、
   前記Ｌ型補強ピース及び前記Ｉ型補強ピースの厚みを、前記柱の突出分の厚みとし、
   前記Ｉ型補強ピースと前記既設建築物の外側面との間、及び前記Ｌ型補強ピースと前記柱との間に前記接着剤を充填することで、前記柱梁フレームと前記補強ユニットを一体化する
   ことを特徴とする耐震補強工法。
6. 請求項５に記載の耐震補強工法において、
   前記柱梁フレームの開口部に、前記Ｉ型補強ピース及び前記Ｌ型補強ピースと同じ厚みの直交する２辺で構成されるＴ型補強ピースを、前記Ｉ型補強ピースと、前記Ｌ型補強ピースの間に挟んで接合し、梯子状の補強ユニットを構成するように挿入し、
   前記柱梁フレームと前記補強ユニットとの間に、接合剤を充填することで、前記柱梁フレームと前記補強ユニットを一体化する
   ことを特徴とする耐震補強工法。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載される耐震補強工法に用いることを特徴とする補強ピース。