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特開2024-28170鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024028170
(43)【公開日】2024-03-01
(54)【発明の名称】鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法
(51)【国際特許分類】
E02D 27/00 20060101AFI20240222BHJP
E02D 27/34 20060101ALI20240222BHJP
【ＦＩ】
E02D27/00 D
E02D27/34 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023129643
(22)【出願日】2023-08-08
(31)【優先権主張番号】P 2022130140
(32)【優先日】2022-08-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】598101619
【氏名又は名称】今井 克彦
(71)【出願人】
【識別番号】503117841
【氏名又は名称】株式会社森林経済工学研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100084593
【弁理士】
【氏名又は名称】吉村 勝俊
(72)【発明者】
【氏名】今井 克彦
(72)【発明者】
【氏名】宮原 浩維
【テーマコード（参考）】
2D046
【Ｆターム（参考）】
2D046AA14
2D046AA17
2D046DA11
(57)【要約】
【課題】柱脚の固定度を有効に上げることが可能な耐震補強法を提供する。
【解決手段】ベースプレート下面の裏込めモルタルをはつりとり、最上段の帯筋が目視できるように露出させ、コアドリルにより穿孔する第一工程、穴底にエポキシ樹脂を注入する第二工程、円盤状のアンカープレートとナットを共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒２の先端が穴の底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂がコアドリル穴と円盤状アンカープレートの隙間を通ってアンカープレート上面に溢流させる第三工程、エポキシ樹脂１２が硬化する前にセメントミルクを注入し、アンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出し仮固定する第四工程、ベースプレート延長部を溶接した後、補強リブを溶接する第五工程、はつり取った部分に無収縮モルタルを打設し、硬化後、角ワッシャーをセットしてナット１８を掛け、回転角法により張力導入する第六工程、を経てアンボンドＰＣ鋼棒を設置する。
【選択図】図３
【解決手段】ベースプレート下面の裏込めモルタルをはつりとり、最上段の帯筋が目視できるように露出させ、コアドリルにより穿孔する第一工程、穴底にエポキシ樹脂を注入する第二工程、円盤状のアンカープレートとナットを共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒２の先端が穴の底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂がコアドリル穴と円盤状アンカープレートの隙間を通ってアンカープレート上面に溢流させる第三工程、エポキシ樹脂１２が硬化する前にセメントミルクを注入し、アンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出し仮固定する第四工程、ベースプレート延長部を溶接した後、補強リブを溶接する第五工程、はつり取った部分に無収縮モルタルを打設し、硬化後、角ワッシャーをセットしてナット１８を掛け、回転角法により張力導入する第六工程、を経てアンボンドＰＣ鋼棒を設置する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
既設の鉄骨工場建屋の柱脚部におけるコンクリート基礎でのアンカーボルト固定の向上を企図する耐震補強法において、
前記コンクリート基礎の上面に設置されているベースプレートの補強リブの全部又は一部を切除し、該ベースプレートの下面の裏込めモルタルをベースプレート端縁部位ではつりとり、さらにコンクリート基礎立ち上り部もはつりとって最上段の帯筋が目視できるように露出させ、その後に、コアドリルにより穿孔する第一工程、
該コアドリル穴の底部にエポキシ樹脂を注入する第二工程、
定着板としての円盤状アンカープレートと共締め用ナットを先端側に螺着させたアンボンドＰＣ鋼棒をその先端が前記コアドリル穴の底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂を前記コアドリル穴壁と円盤状アンカープレートの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせる第三工程、
前記エポキシ樹脂が硬化する前に上記ベースプレート端縁部位には及ばないように、前記コアドリル穴及び前記コンクリート基礎立ち上り部のはつり取り部にセメントミルクを注入し、前記アンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出し仮固定する第四工程、
前記ベースプレートにプレート拡大板を溶接した後、前記切除した補強リブに代わる代替補強リブ１５を溶接する第五工程、
上記ベースプレート端縁部位のはつり取り部に無収縮モルタルを打設し、該モルタル硬化後、前記アンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャーをセットして本締め用ナットを掛け、回転角法により張力導入する第六工程、を経るＰＣ鋼棒設置手順を特徴とする鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法。
前記コンクリート基礎の上面に設置されているベースプレートの補強リブの全部又は一部を切除し、該ベースプレートの下面の裏込めモルタルをベースプレート端縁部位ではつりとり、さらにコンクリート基礎立ち上り部もはつりとって最上段の帯筋が目視できるように露出させ、その後に、コアドリルにより穿孔する第一工程、
該コアドリル穴の底部にエポキシ樹脂を注入する第二工程、
定着板としての円盤状アンカープレートと共締め用ナットを先端側に螺着させたアンボンドＰＣ鋼棒をその先端が前記コアドリル穴の底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂を前記コアドリル穴壁と円盤状アンカープレートの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせる第三工程、
前記エポキシ樹脂が硬化する前に上記ベースプレート端縁部位には及ばないように、前記コアドリル穴及び前記コンクリート基礎立ち上り部のはつり取り部にセメントミルクを注入し、前記アンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出し仮固定する第四工程、
前記ベースプレートにプレート拡大板を溶接した後、前記切除した補強リブに代わる代替補強リブ１５を溶接する第五工程、
上記ベースプレート端縁部位のはつり取り部に無収縮モルタルを打設し、該モルタル硬化後、前記アンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャーをセットして本締め用ナットを掛け、回転角法により張力導入する第六工程、を経るＰＣ鋼棒設置手順を特徴とする鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法。
【請求項2】
既設の鉄骨工場建屋の柱脚部におけるコンクリート基礎でのアンカーボルト固定の向上を企図する耐震補強法において、
該コンクリートの基礎立ち上がり幅が小さい場合には、ベースプレートの補強リブの全部又は一部を切除し、コンクリート基礎立ち上り部近傍の床をはつり取り、さらには、この床はつり取り部下方の部位もはつり取ってフーチングハツリ取り部を形成させ、フーチング天端を平坦に削り取り、この状態でコアドリルによりフーチングを穿孔し、そのコアドリル穴の底にエポキシ樹脂を注入し、
定着板としての円盤状のアンカープレートと共締め用ナットを先端側に螺着させたアンボンドＰＣ鋼棒を、その先端が前記コアドリル穴の底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂を前記コアドリル穴壁と円盤状アンカープレートの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、
前記エポキシ樹脂が硬化する前にセメントミルクを前記コアドリル穴に注入し、前記アンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出し仮固定した後に、該アンボンドＰＣ鋼棒の中胴部位を外囲した厚肉鋼管が前記フーチングハツリ取り部にセットされ、前記ベースプレート下面の裏込めモルタルをベースプレート端縁部位ではつりとり、裏当て金をセットしてベースプレートにプレート拡大板を溶接するとともに前記切除した補強リブに代わる代替補強リブを取り付け、次に立ち上がり拡幅部のコンクリート打設と床の復旧を行い、最後に前記アンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャーをセットして本締めナットを掛け、回転角法により張力導入することを特徴とする鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法。
該コンクリートの基礎立ち上がり幅が小さい場合には、ベースプレートの補強リブの全部又は一部を切除し、コンクリート基礎立ち上り部近傍の床をはつり取り、さらには、この床はつり取り部下方の部位もはつり取ってフーチングハツリ取り部を形成させ、フーチング天端を平坦に削り取り、この状態でコアドリルによりフーチングを穿孔し、そのコアドリル穴の底にエポキシ樹脂を注入し、
定着板としての円盤状のアンカープレートと共締め用ナットを先端側に螺着させたアンボンドＰＣ鋼棒を、その先端が前記コアドリル穴の底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂を前記コアドリル穴壁と円盤状アンカープレートの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、
前記エポキシ樹脂が硬化する前にセメントミルクを前記コアドリル穴に注入し、前記アンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出し仮固定した後に、該アンボンドＰＣ鋼棒の中胴部位を外囲した厚肉鋼管が前記フーチングハツリ取り部にセットされ、前記ベースプレート下面の裏込めモルタルをベースプレート端縁部位ではつりとり、裏当て金をセットしてベースプレートにプレート拡大板を溶接するとともに前記切除した補強リブに代わる代替補強リブを取り付け、次に立ち上がり拡幅部のコンクリート打設と床の復旧を行い、最後に前記アンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャーをセットして本締めナットを掛け、回転角法により張力導入することを特徴とする鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法。
【請求項3】
既設の鉄骨工場建屋の柱脚部におけるコンクリート基礎でのアンカーボルト固定の向上を企図する耐震補強法において、
根巻き高さを大きくして剛性を確保する場合には、コンクリート基礎立ち上り部近傍の床をはつり取った後、フーチング天端を平坦に削り取り、この状態でコアドリルによりフーチングを穿孔し、そのコアドリル穴底にエポキシ樹脂を注入し
定着板としての円盤状のアンカープレートと共締め用ナットを先端側に共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒をその先端が前記コアドリル穴の底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂を前記コアドリル穴壁と円盤状アンカープレートの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、
エポキシ樹脂が硬化する前に前記コアドリル穴にセメントミルクを注入し、ＰＣ鋼棒定着用ブラケットを前記鉄骨柱に取り付け、このＰＣ鋼棒定着用ブラケットに前記アンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出し仮固定した後に、該アンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャーをセットして本締め用ナットをかけ、回転角法により張力導入し、最後に帯筋をセットしコンクリートを打設することを特徴とする鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法。
根巻き高さを大きくして剛性を確保する場合には、コンクリート基礎立ち上り部近傍の床をはつり取った後、フーチング天端を平坦に削り取り、この状態でコアドリルによりフーチングを穿孔し、そのコアドリル穴底にエポキシ樹脂を注入し
定着板としての円盤状のアンカープレートと共締め用ナットを先端側に共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒をその先端が前記コアドリル穴の底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂を前記コアドリル穴壁と円盤状アンカープレートの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、
エポキシ樹脂が硬化する前に前記コアドリル穴にセメントミルクを注入し、ＰＣ鋼棒定着用ブラケットを前記鉄骨柱に取り付け、このＰＣ鋼棒定着用ブラケットに前記アンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出し仮固定した後に、該アンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャーをセットして本締め用ナットをかけ、回転角法により張力導入し、最後に帯筋をセットしコンクリートを打設することを特徴とする鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法。
【請求項4】
既設の鉄骨工場建屋の柱脚部におけるコンクリート基礎でのアンカーボルト固定の向上を企図する耐震補強法において、
アンカーボルトが柱フランジの外側にあるいわゆる半剛接合の場合には、既設アンカーボルトの横並びにコアドリルによりコアドリル穴を穿孔し、このコアドリル穴の底にエポキシ樹脂を注入し、
定着板としての円盤状のアンカープレートと共締め用ナットを先端側に共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒が、その先端が前記コアドリル穴の底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂を前記コアドリル穴壁と円盤状アンカープレートの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、エポキシ樹脂が硬化する前に前記コアドリル穴にセメントミルクを注入し、アンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出し仮固定した後に、該アンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャーをセットして本締め用ナットを掛け、回転角法により張力導入することを特徴とする鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法。
アンカーボルトが柱フランジの外側にあるいわゆる半剛接合の場合には、既設アンカーボルトの横並びにコアドリルによりコアドリル穴を穿孔し、このコアドリル穴の底にエポキシ樹脂を注入し、
定着板としての円盤状のアンカープレートと共締め用ナットを先端側に共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒が、その先端が前記コアドリル穴の底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂を前記コアドリル穴壁と円盤状アンカープレートの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、エポキシ樹脂が硬化する前に前記コアドリル穴にセメントミルクを注入し、アンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出し仮固定した後に、該アンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャーをセットして本締め用ナットを掛け、回転角法により張力導入することを特徴とする鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法に係り、詳しくは、耐震補強時に柱脚の固定度を有効に上げることができる耐震補強法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
鉄骨工場等のアンカーボルトは、柱断面内に設置され固定度（回転拘束）の小さいピン柱脚として設計されることが多い。耐震補強時に柱脚の固定度を上げることができれば極めて有効であるものの基礎を掘削するなどの大掛かりな基礎補強が課せられ、多大の時間と労力や費用を必要とする。
【0003】
鉄骨工場建屋の柱脚部におけるコンクリート基礎の耐震補強方法の一つとして特許文献１に記載されたものがある。これは本願と同じ発明者によるものであるが、アンカーボルトを追加しようする本発明とは別異のものとなっている。
【0004】
たとえば図１４に示す従前例にあるように、柱脚部は柱直下のコンクリート基礎上のベースプレート１０を介して固定される。コンクリート基礎もベースプレートも軽めの重量を支え、さして大きくもないイナーシャに基因するモーメントに耐える程度の剛強さにとどめられる。鉄骨柱８は通常Ｈ形鋼であるが、鋼製のベースプレートにＨ形鋼のウエブおよびフランジの下端縁が溶接され、図示しない補強リブも溶接される。そして、ベースプレートをコンクリート基礎に固定するアンカーボルト７は図２（ａ）の補強後の平面図および図２（ｂ）の補強前の平面図に示すように、Ｈ形鋼のウエブとフランジで囲まれたエリアでコンクリート基礎の主筋や帯筋と干渉しない位置に適数本立てられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２２－１８７０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、アンカーボルトが既存柱のウエブおよびフランジによる囲繞空間内に配置されると、曲げモーメント抵抗の無いピン接合柱脚とみなされることは上で触れたとおりである。このタイプの柱脚部の固定度あげることができるなら、集合住宅やオフィスビルなどとは違い、上階が軽量な工場建物では耐震強度改善に多大の効果が発揮されるはずである。本発明はこの点の事情に鑑みなされたもので、その目的は、鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、既設の鉄骨工場建屋の柱脚部におけるコンクリート基礎でのアンカーボルト固定の向上を企図する耐震補強法に適用される。その特徴とするところは、図５を参照して、コンクリート基礎１の上面に設置されているベースプレートの補強リブの全部又は一部を切除し、このベースプレート１０の下面の裏込めモルタル１０aをそのベースプレート端縁部位ではつりとり、さらにコンクリート基礎立ち上り部１もはつりとって最上段の帯筋４Ｂが目視できるように露出させ。その後に、コアドリル１Ａをその帯筋に当たらないように方向付けしてコンクリート基礎立ち上り部にコアドリル穴１ａを穿孔する第一工程、
そのコアドリル穴の底部にエポキシ樹脂１２を注入する第二工程、
定着板としての円盤状アンカープレート５Ａと共締め用ナット５Ｂを先端側に螺着させたアンボンドＰＣ鋼棒２をその先端がコアドリル穴１ａの底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂１２をコアドリル穴壁１ａと円盤状アンカープレート５Ａの隙間２３（図４（ａ）を参照）を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせる第三工程、
エポキシ樹脂１２が硬化する前に上記ベースプレート端縁部位には及ばないように、前記コアドリル穴及び前記コンクリート基礎立ち上り部のはつり取り部にセメントミルク６を注入し、アンボンドＰＣ鋼棒２の上部を芯出し仮固定する第四工程（図８を参照）、 ベースプレートにプレート拡大板９を溶接した後、前記切除した補強リブに代わる代替補強リブ１５を溶接する第五工程、
上記ベースプレート端縁部位のはつり取り部に無収縮モルタル１６を打設し（図１０を参照）、モルタル硬化後、アンボンドＰＣ鋼棒２の基端側に角ワッシャー１７をセットして本締め用ナット１８を掛け、回転角法により張力導入する第六工程、を経ることである。
そのコアドリル穴の底部にエポキシ樹脂１２を注入する第二工程、
定着板としての円盤状アンカープレート５Ａと共締め用ナット５Ｂを先端側に螺着させたアンボンドＰＣ鋼棒２をその先端がコアドリル穴１ａの底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂１２をコアドリル穴壁１ａと円盤状アンカープレート５Ａの隙間２３（図４（ａ）を参照）を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせる第三工程、
エポキシ樹脂１２が硬化する前に上記ベースプレート端縁部位には及ばないように、前記コアドリル穴及び前記コンクリート基礎立ち上り部のはつり取り部にセメントミルク６を注入し、アンボンドＰＣ鋼棒２の上部を芯出し仮固定する第四工程（図８を参照）、 ベースプレートにプレート拡大板９を溶接した後、前記切除した補強リブに代わる代替補強リブ１５を溶接する第五工程、
上記ベースプレート端縁部位のはつり取り部に無収縮モルタル１６を打設し（図１０を参照）、モルタル硬化後、アンボンドＰＣ鋼棒２の基端側に角ワッシャー１７をセットして本締め用ナット１８を掛け、回転角法により張力導入する第六工程、を経ることである。
【0008】
コンクリートの基礎立ち上がり幅が小さい場合には、図１１を参照して、ベースプレートの補強リブの全部又は一部を切除し、コンクリート基礎立ち上り部１の近傍の床をはつり取り、さらには、その床はつり取り部下方の部位もはつり取ってフーチングハツリ取り部１Cを形成させ、フーチング天端を平坦に削り取り、この状態でコアドリル１Ａにより穿孔し、このコアドリル穴１ａの底にポキシ樹脂１２を注入し、
定着板としての円盤状のアンカープレート５Ａと共締め用ナット５Ｂを先端側に螺着させたアンボンドＰＣ鋼棒２を、その先端がコアドリル穴１ａの底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂１２をコアドリル穴壁１ａと円盤状アンカープレート５Ａの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、
エポキシ樹脂１２が硬化する前にコアドリル穴にセメントミルク６を注入し（図８を参照）、アンボンドＰＣ鋼棒２の上部を芯出し仮固定した後に、
このアンボンドＰＣ鋼棒２の中胴部位を外囲した厚肉シームレス鋼管２１（図１１を参照）がフーチングハツリ取り部１Ｃにセットされ、ベースプレート１０の下面の裏込めモルタル１０ａをベースプレート端縁部位ではつりとり、裏当て金２２をセットしてベースプレートにプレート拡大板９を溶接（符号３１を参照）するとともに前記切除した補強リブに代わる代替補強リブ１５を取り付け、次に立ち上がり拡幅部のコンクリート打設と床の復旧を行い、最後にアンボンドＰＣ鋼棒２の基端側に角ワッシャー１７（図１０を参照）をセットして本締めナット１８を掛け、回転角法により張力導入することである。
定着板としての円盤状のアンカープレート５Ａと共締め用ナット５Ｂを先端側に螺着させたアンボンドＰＣ鋼棒２を、その先端がコアドリル穴１ａの底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂１２をコアドリル穴壁１ａと円盤状アンカープレート５Ａの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、
エポキシ樹脂１２が硬化する前にコアドリル穴にセメントミルク６を注入し（図８を参照）、アンボンドＰＣ鋼棒２の上部を芯出し仮固定した後に、
このアンボンドＰＣ鋼棒２の中胴部位を外囲した厚肉シームレス鋼管２１（図１１を参照）がフーチングハツリ取り部１Ｃにセットされ、ベースプレート１０の下面の裏込めモルタル１０ａをベースプレート端縁部位ではつりとり、裏当て金２２をセットしてベースプレートにプレート拡大板９を溶接（符号３１を参照）するとともに前記切除した補強リブに代わる代替補強リブ１５を取り付け、次に立ち上がり拡幅部のコンクリート打設と床の復旧を行い、最後にアンボンドＰＣ鋼棒２の基端側に角ワッシャー１７（図１０を参照）をセットして本締めナット１８を掛け、回転角法により張力導入することである。
【0009】
根巻き高さを大きくして剛性を確保する場合には、図１２を参照して、コンクリート基礎立ち上り部１の近傍の床をはつり取った後、フーチング天端を平坦に削り取り、この状態でコアドリル１Ａによりフーチング１９を穿孔し、このコアドリル穴１ａの底にエポキシ樹脂１２を注入し（図６を参照）、
定着板としての円盤状のアンカープレート５Ａと共締め用ナット５Ｂを先端側に共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒２をその先端がコアドリル穴１ａの底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂１２をコアドリル穴壁１ａと円盤状アンカープレート５Ａの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、
エポキシ樹脂１２が硬化する前にコアドリル穴にセメントミルク６（図９を参照）を注入し、ＰＣ鋼棒定着用ブラケット２５を鉄骨柱8に取り付け、このＰＣ鋼棒定着用ブラケット２５にアンボンドＰＣ鋼棒２の上部を芯出し仮固定した後に、アンボンドＰＣ鋼棒２の基端側に角ワッシャー１７をセットして本締めナット１８を掛け、回転角法により張力導入し、最後に帯筋をセットしコンクリートを打設することである（図１２を参照）。
定着板としての円盤状のアンカープレート５Ａと共締め用ナット５Ｂを先端側に共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒２をその先端がコアドリル穴１ａの底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂１２をコアドリル穴壁１ａと円盤状アンカープレート５Ａの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、
エポキシ樹脂１２が硬化する前にコアドリル穴にセメントミルク６（図９を参照）を注入し、ＰＣ鋼棒定着用ブラケット２５を鉄骨柱8に取り付け、このＰＣ鋼棒定着用ブラケット２５にアンボンドＰＣ鋼棒２の上部を芯出し仮固定した後に、アンボンドＰＣ鋼棒２の基端側に角ワッシャー１７をセットして本締めナット１８を掛け、回転角法により張力導入し、最後に帯筋をセットしコンクリートを打設することである（図１２を参照）。
【0010】
アンカーボルトが柱フランジの外側にあるいわゆる半剛接合の場合には、図１３を参照して、既設アンカーボルト７の横並びにコアドリル１Ａによりコアドリル穴１ａを穿孔し、このコアドリル穴の底にエポキシ樹脂１２を注入し、
定着板としての円盤状のアンカープレート５Ａと共締め用ナット５Ｂを先端側に共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒２が、その先端をコアドリル穴１ａの底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂１２をコアドリル穴壁１ａと円盤状アンカープレート５Ａの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、エポキシ樹脂１２が硬化する前にコアドリル穴１にセメントミルク６を注入し、アンボンドＰＣ鋼棒２の上部を芯出し仮固定した後に、このアンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャー１７をセットして本締めナット１８を掛け、回転角法により張力導入することである。
定着板としての円盤状のアンカープレート５Ａと共締め用ナット５Ｂを先端側に共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒２が、その先端をコアドリル穴１ａの底に当たるまで挿入し、エポキシ樹脂１２をコアドリル穴壁１ａと円盤状アンカープレート５Ａの隙間を通ってアンカープレート上面にオーバーフローさせ、エポキシ樹脂１２が硬化する前にコアドリル穴１にセメントミルク６を注入し、アンボンドＰＣ鋼棒２の上部を芯出し仮固定した後に、このアンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャー１７をセットして本締めナット１８を掛け、回転角法により張力導入することである。
【発明の効果】
【0011】
本発明の固定法によれば、ＰＣ鋼棒は、柱外側に設置するので既設アンカーボルトに比べ大きな固定度と大きな耐力が得られる。ＰＣ鋼棒には適切な初張力が導入されているから柱脚部に作用する曲げモーメントにより引張力が生じても導入予張力が解除されるまではベースプレートは変形しなく、大きな固定度が得られる。また、ＰＣ鋼棒はアンカーボルトに比べ３～４倍の弾性範囲を有しており、弾性伸び代が大きく張力管理が容易である。
【0012】
基礎立ち上がり幅の小さい場合では、厚肉鋼管の断面積が大きいこと及びヤング係数がコンクリートの約１０倍あるので、ここにコンクリート換算で大きな断面があるのと同等になる。曲げモーメントが作用した場合、根巻き拡幅部に作用する圧縮力を効果的にフーチングに伝達することができる。
【0013】
根巻き高さを大きくして剛性を確保する場合では、根巻き高さが大きくなるので、柱脚部での曲げ剛性を大きくしておくことができる。
【0014】
半剛接合柱脚の場合のタイプ柱脚は、もともとそれなりの曲げ剛性を有しているが、さらにアンボンドＰＣ鋼棒を追加して剛性を上げることができる。ＰＣ鋼棒は、原則的にアンカーボルトと同じ並びに設置することになるので、溶接により幅拡張ベースプレートを設置することになる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明に係る鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法の補強後立面図。
【図2】（ａ）は補強後平面図、（ｂ）は補強前平面図。
【図3】全工程一覧図。
【図4】ＰＣ鋼棒の加工状態と適用状態図。
【図5】工事手順の第１工程を示すＰＣ鋼棒設置の手順１の工程図。
【図11】基礎立ち上がり幅の小さい場合の補強構図。
【図12】根巻き高さを大きくして剛性を確保する場合の補強構図。
【図13】半剛接合柱脚の場合の補強構図。
【図14】補強前の立面図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明は、図１にあるごとく、コンクリート基礎立ち上り部１に穿ったコアドリル穴１ａにアンボンドＰＣ鋼棒２を挿入し、これにプレストレスを導入して柱脚部３の固定度を上げ、工事前の柱脚部の図１４から図1のようにするまでの図３に示した一連の工事手順である。
その概略は次の通りである。基礎立ち上り部１の天端から図１の主筋４Ａをフープする帯筋のうち一番上の帯筋４Ｂを傷つけないように、必要ならやや斜めにしたコアドリル１Ａ（図５を参照）の導入用ガイド浅孔を穿ち(図示せず)、更なる穿孔を続けて必要深さのコアドリル穴１ａを形成した後、図４に示す円盤状のアンカープレート５Ａとナット５Ｂとを装備したアンボンドＰＣ鋼棒２を挿入する(図６を参照)。これに先がけ、コアドリル穴１ａの底１ｂには、高粘度エポキシ樹脂１２が注入される（注入された状態は図４に示す）。その後、高強度セメントミルク６（図４を参照）がコアドリル穴１ａ一杯になるまで（図８を参照）充填される(ちなみに、既設アンカーボルト７は、図２（ｂ）に示す鉄骨柱８の内側に設置されるのに対し、アンボンドＰＣ鋼棒２は、図２（ａ）に示すように柱８の外側の後述するベースプレートのプレート拡大部９に設置されるので、既設アンカーボルト７に比べ大きな固定度と大きな耐力が得られる。アンボンドＰＣ鋼棒２には適切な予張力が導入されるので柱脚部に作用する曲げモーメントにより大きな引張力が生じても導入予張力が解除されるまではベースプレート１０（図１も参照）は変形しないので大きな固定度が得られる。また、アンボンドＰＣ鋼棒２は既設アンカーボルト７に比べ３～４倍の弾性範囲を有しているので弾性伸び代が大きくなる。よって、張力管理は容易となる。なお、図２（ａ）の補強後の図には右側に位置させる予定のアンボンドＰＣ鋼棒２の後述する回転角法に供される角ワッシャー１７は描かれているが、左側に位置させる予定の角ワッシャーは描かれていない。
その概略は次の通りである。基礎立ち上り部１の天端から図１の主筋４Ａをフープする帯筋のうち一番上の帯筋４Ｂを傷つけないように、必要ならやや斜めにしたコアドリル１Ａ（図５を参照）の導入用ガイド浅孔を穿ち(図示せず)、更なる穿孔を続けて必要深さのコアドリル穴１ａを形成した後、図４に示す円盤状のアンカープレート５Ａとナット５Ｂとを装備したアンボンドＰＣ鋼棒２を挿入する(図６を参照)。これに先がけ、コアドリル穴１ａの底１ｂには、高粘度エポキシ樹脂１２が注入される（注入された状態は図４に示す）。その後、高強度セメントミルク６（図４を参照）がコアドリル穴１ａ一杯になるまで（図８を参照）充填される(ちなみに、既設アンカーボルト７は、図２（ｂ）に示す鉄骨柱８の内側に設置されるのに対し、アンボンドＰＣ鋼棒２は、図２（ａ）に示すように柱８の外側の後述するベースプレートのプレート拡大部９に設置されるので、既設アンカーボルト７に比べ大きな固定度と大きな耐力が得られる。アンボンドＰＣ鋼棒２には適切な予張力が導入されるので柱脚部に作用する曲げモーメントにより大きな引張力が生じても導入予張力が解除されるまではベースプレート１０（図１も参照）は変形しないので大きな固定度が得られる。また、アンボンドＰＣ鋼棒２は既設アンカーボルト７に比べ３～４倍の弾性範囲を有しているので弾性伸び代が大きくなる。よって、張力管理は容易となる。なお、図２（ａ）の補強後の図には右側に位置させる予定のアンボンドＰＣ鋼棒２の後述する回転角法に供される角ワッシャー１７は描かれているが、左側に位置させる予定の角ワッシャーは描かれていない。
【0017】
以下に、本発明に係る鉄骨工場建屋のコンクリート基礎におけるアンカーボルト追加による柱脚部の耐震補強方法を、その実施の形態を表した図面に基づいて詳細に説明する。この発明は、図１４にある柱脚部３の固定構造を図１の固定構造に改修しようとするものである。
その詳細は以下の通りである。コンクリート基礎の立ち上り部１(図１を参照)に穿ったコアドリル穴１ａにアンボンドＰＣ鋼棒（un-bond prestressed concrete steel bar）２を挿入し、これにプレストレスを導入して柱脚の固定度を上げることを目的とした補強法であり、全ステップ一覧は図３に示される。ちなみに、ＰＣ鋼棒は表面に特殊アスファルト系ポリマーが被覆され、その外周をさらにポリエチレンシース等で保護されたＰＣ鋼棒で、例えばコンクリートに埋設された状態でもコンクリートに拘束されず、軸力が作用すれば伸縮可能であり、予張力を掛けておくこともできるものである。その基礎立ち上り部１（図１を参照）の天端から帯筋４Ｂを傷つけないようにコアドリル１Ａ（図５を参照）により、やや傾斜をつけてもしくは傾むけずして穿孔し、その向きを保ったまま必要深さのコアドリル穴１ａを形成した後、図４に示す高粘度エポキシ樹脂１２がパイプ１４Ａ（図３のステップ２を参照）を介して穴底部に注入され、円盤状のアンカープレート５Ａとナット５Ｂを装着したアンボンドＰＣ鋼棒２が挿入される。
その詳細は以下の通りである。コンクリート基礎の立ち上り部１(図１を参照)に穿ったコアドリル穴１ａにアンボンドＰＣ鋼棒（un-bond prestressed concrete steel bar）２を挿入し、これにプレストレスを導入して柱脚の固定度を上げることを目的とした補強法であり、全ステップ一覧は図３に示される。ちなみに、ＰＣ鋼棒は表面に特殊アスファルト系ポリマーが被覆され、その外周をさらにポリエチレンシース等で保護されたＰＣ鋼棒で、例えばコンクリートに埋設された状態でもコンクリートに拘束されず、軸力が作用すれば伸縮可能であり、予張力を掛けておくこともできるものである。その基礎立ち上り部１（図１を参照）の天端から帯筋４Ｂを傷つけないようにコアドリル１Ａ（図５を参照）により、やや傾斜をつけてもしくは傾むけずして穿孔し、その向きを保ったまま必要深さのコアドリル穴１ａを形成した後、図４に示す高粘度エポキシ樹脂１２がパイプ１４Ａ（図３のステップ２を参照）を介して穴底部に注入され、円盤状のアンカープレート５Ａとナット５Ｂを装着したアンボンドＰＣ鋼棒２が挿入される。
【0018】
補強後図の平面図である図２（ａ）のように、アンボンドＰＣ鋼棒２は、鉄骨柱８の外側に設置されるので、上で触れたが、既設アンカーボルト７に比べ大きな固定度と大きな耐力が得られる。アンボンドＰＣ鋼棒２には適切な初(期)張力が導入されているので、柱脚部に作用する曲げモーメントにより引張力が生じても導入予張力が消失するまではベースプレート１０は変形しなく大きな固定度が得られる。また、アンボンドＰＣ鋼棒は異形鉄筋のアンカーボルト７に比べ３～４倍の弾性範囲を有しているので弾性伸び代が大きく張力管理が容易である利点がある。
【0019】
ここで、アンボンドＰＣ鋼棒２について予め触れておく。図４を参照して、アンボンドＰＣ鋼棒２の先端部には円盤状アンカープレート５Ａとナット５Ｂが装備される。アンカープレート５Ａには雌ネジが切ってあり、ナット５Ｂと共締めすることにより位置が固定される。アンカープレート５Ａは、コアドリル穴１ａの径より２ｍｍ小さくしている。コアドリル穴の底にはエポキシ樹脂１２が必要量注入されており、アンボンドＰＣ鋼棒が穴底まで挿入されると円盤状アンカープレート５Ａと穴壁との隙間２３を通って樹脂がオーバーフローして滞留する。樹脂１２の硬化後は、ナット５Ｂの回転が完全に拘束され、したがって、張力導入時の後述する本締め用のナット１８(図１０を参照)のトルクが作用しても共回りすることはない（以下、この滞留部をアンボンドＰＣ鋼棒定着部２６という）。
【0020】
上記のエポキシ樹脂１２を注入し、その硬化前にコアドリル穴１ａに高強度セメントミルク６をパイプ１４Ｂ（図３のステップ４を参照）を介して注入する。セメントミルクが硬化した後アンボンドＰＣ鋼棒２に引張力が作用するとアンカープレート５Ａの上面に引張力に等しい支圧力が発生し、硬化したセメントミルク６を介した付着によりコアドリル穴１ａの内面に伝達される。穴の内部表面積はアンボンドＰＣ鋼棒２の引張力に対して十分な面積を確保しているので、引張力が安全にコンクリート基礎(フーチング)に伝達される。
【0021】
以下、具体的に、アンボンドＰＣ鋼棒の設置手順を述べる。
図５を参照して、まず、第１工程では、既設ベースプレート１０の下面の裏込めモルタル１０ａをベースプレート端縁から１０ｍｍ程度以上入ったところまではつりとり（符号３３を付した箇所）、次に基礎立ち上り部１をはつり（符号３４を付した箇所）最上段の帯筋４Ｂが目視できるように露出させる。ベースプレート１０の上方で鉄骨柱８のフランジから一定の距離にドリル支持ツールの嵩張り等を考慮してドリルの芯を合わせる。コアドリル１Ａを適当に傾斜させるなどして方向づけして最上段の帯筋４Ｂに当たらないようにセットする。この状態で必要深さまで穿孔する。最上段の帯筋４Ｂを避けさえしておけば、穿孔を続けてもその下方の他の帯筋を傷つけることはないからである。なお、コンクリート基礎の上面に設置されているベースプレート１０の補強リブ１１（図１を参照）の全部又は一部を事前に切除しておく。１３は床コンクリートである。
図５を参照して、まず、第１工程では、既設ベースプレート１０の下面の裏込めモルタル１０ａをベースプレート端縁から１０ｍｍ程度以上入ったところまではつりとり（符号３３を付した箇所）、次に基礎立ち上り部１をはつり（符号３４を付した箇所）最上段の帯筋４Ｂが目視できるように露出させる。ベースプレート１０の上方で鉄骨柱８のフランジから一定の距離にドリル支持ツールの嵩張り等を考慮してドリルの芯を合わせる。コアドリル１Ａを適当に傾斜させるなどして方向づけして最上段の帯筋４Ｂに当たらないようにセットする。この状態で必要深さまで穿孔する。最上段の帯筋４Ｂを避けさえしておけば、穿孔を続けてもその下方の他の帯筋を傷つけることはないからである。なお、コンクリート基礎の上面に設置されているベースプレート１０の補強リブ１１（図１を参照）の全部又は一部を事前に切除しておく。１３は床コンクリートである。
【0022】
図６の如く、第２工程として、コアドリル穴１ａの底部に必要量の高粘度エポキシ樹脂１２を供給するため穴底に注入パイプ１４Ａを立て注入する。
【0023】
図７に示すように、第３工程においては、円盤状アンカープレート(定着板)５Ａとナット５Ｂとを共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒２をコアドリル穴１ａの底に当たるまで挿入する。若干の樹脂が円盤状アンカープレート５Ａの周囲の隙間を通ってアンカープレート直上を覆う程度に滲み出させる。
【0024】
第４工程では、図８のごとく、アンボンドＰＣ鋼棒２のネジ先端が穴底に当たるまで押し込み、エポキシ樹脂１２が硬化する前にベースプレート端縁部位３３（図６を参照）には及ばないように、コアドリル穴１ａ及びコンクリート基礎立ち上り部のはつり取り部３４に注入パイプ１４Ｂ（図３のステップ４も参照）を用いて基礎天端までセメントミルク６(図８を参照)を注入し、その充填後にアンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出して仮固定する（図示せず）。
【0025】
図９（ａ）にあるように、第５工程に至ると、グラウト材(セメントミルク)６の充填翌日以降に、アンボンドＰＣ鋼棒２の設置や代替補強リブ１５の設置に必要な部材であるベースプレートにプレート延長板９Ａ、拡幅板９Ｂである拡大部９を溶接（溶接部２０を参照）した後、第１工程で切除した補強リブに代わる代替補強リブ１５を溶接する。なお、図９（ｂ）中の破線は天端縁線を表わし、実線破断線はハツリ範囲を表している。
【0026】
図１０に示すごとく第６工程ではベースプレーと端縁部位のはつり取り部３３に型枠２８を設置して無収縮モルタル１６を打設する。モルタル硬化後、アンボンドＰＣ鋼棒２の上端に刻設されたねじ部に角ワッシャー１７をセットして本締め用ナット１８を掛け、ワッシャー１７を介してベースプレート拡大部９で反力をとりながら、回転角法により予張力を導入する。この回転角法は、このケースで言えば、アンボンドＰＣ鋼棒２のねじがナット１８と噛み合い始める点、すなわち、スナグ点からの回転角により締め付け管理をする方法であり、ネジ送りにより張力を導入する方法であって、特にアンボンドＰＣ鋼棒はネジピッチが小さいがためナットの螺進量も小さく正確な張力が導入される。
【0027】
以上の第１工程ないし第６工程を経たアンボンドＰＣ鋼棒２の設置手順により、耐震補強時に柱脚の固定度を有効に上げておくことができる。以上述べたこれらの工程を経た固定法によれば、アンボンドＰＣ鋼棒は図示のように柱外側に設置されるので、既設アンカーボルト７に比べて大きな固定度と大きな耐力が得られる。アンボンドＰＣ鋼棒には適切な予張力が導入されているので柱脚部に作用する曲げモーメントにより引張力が生じても導入予張力が消失するまではベースプレートは変形しなく、大きな固定度が得られる。また、アンボンドＰＣ鋼棒はアンカーボルトに比べ３～４倍の弾性範囲を有しており、弾性伸び代が大きく張力管理が容易である。
【0028】
ところで、コンクリート基礎立ち上り幅の小さい場合について触れる。まず、ベースプレートの補強リブの全部又は一部を切除し図１１にあるように、基礎立ち上り部１の近傍の床をはつり取り(図中符号１Ｂのハツリ取り部)、さらには、床はつり取り部下方の部位もはつり取ってフーチングハツリ取り部１Ｃを形成させ、この後、フーチング天端を平坦に削り取る。この状態でコアドリル1Ａ(図５を参照)によりフーチング１９を穿孔し、前記のアンボンドＰＣ鋼棒定着部２６を形成し、アンボンドＰＣ鋼棒２を図６、図７，図８を経てコアドリル穴１ａに挿入する。すなわち、コアドリル穴１ａの底に必要量の高粘度エポキシ樹脂１２を供給するため穴底に注入パイプ１４Ａを立て注入し(図６を参照)、円盤状アンカープレート(定着板)とナットとを共締めしたアンボンドＰＣ鋼棒２をコアドリル穴１ａの底に当たるまでコアドリル穴１ａに挿入する。樹脂１２が円盤状アンカープレートの周囲の隙間２３（図４を参照）を通ってアンカープレート直上を覆う程度に押し上げられる。アンボンドＰＣ鋼棒２のネジ先端が穴底に当たるまで押し込み、エポキシ樹脂１２が硬化する前に注入パイプ１４Ｂ（図３のステップ４を参照）を用いて基礎天端までセメントミルク６をコアドリル穴１ａに注入し、その充填後にアンボンドＰＣ鋼棒上部を芯出して仮固定する。
【0029】
その後、アンボンドＰＣ鋼棒の中胴部位を外囲した厚肉シームレス鋼管２１が前記フーチングハツリ取り部１Ｃにセットされ、ベースプレート下面の裏込めモルタルをベースプレート端縁から１０ｍｍ程度以上入ったところまではつりとり、裏当て金２２(図１１中の右上部の部分取り出し図を参照)をセットしてベースプレートにプレート延長板９Ａ、プレート拡幅板９Ｂを溶接するとともに前記切除した補強リブに代わる代替補強リブ１５を取り付ける。次に立ち上り部１のコンクリート打設と床の復旧をする。最後にアンボンドＰＣ鋼棒の基端側に角ワッシャー１７をセットしてナット１８を掛け（図１０を参照）、ワッシャー１７を介してベースプレートのプレート拡大部９で反力をとりながら、回転角法により張力導入する。厚肉シームレス鋼管２１の導入で、その部分の弾性範囲拡大・圧縮耐圧の強大化が図られ、フーチング機能の著しい改質も達成される。
【0030】
基礎立ち上がり幅の小さいこの場合、厚肉鋼管の断面積が大きいこと及びヤング係数がコンクリートの約１０倍あるので、ここにコンクリート換算で大きな断面があるのと同等になる。曲げモーメントが作用した場合、根巻き拡幅部３０に作用する圧縮力を効果的にフーチングに伝達することができる。
【0031】
更に、根巻き高さを大きくして剛性を確保する場合は、図１２に示す以下のごとく施工される。前記したアンボンドＰＣ鋼棒定着部２６を形成し、アンボンドＰＣ鋼棒２を上述の図６、図７，図８を経てコアドリル穴１ａに挿入する。その後、鉄骨柱８のフランジ外面部に固定したアンボンドＰＣ鋼棒定着用ブラケット２５に、床コンクリ―ト１３より上方に大きく出たＰＣの鋼棒２の姿勢を保持するとともに、角ワッシャー１７をセットしてナット１８を掛け、ブラケット２５を介した鉄骨柱８で反力をとりながら回転角法により予張力を導入する。最後に根巻き部帯筋４Ｃをセットし、図示しない型枠を配してコンクリートを打設する。根巻きは意図的に高くされているから、柱脚部での曲げ剛性が大きく耐震補強性の飛躍的な向上が図られる。
【0032】
半剛接合柱脚の場合は、図１３に示す。アンカーボルト７が鉄骨柱８フランジの外側にあるいわゆる半剛接合の場合は、アンカーボルト７の同じ幅方向の横並びにアンボンドＰＣ鋼棒２を設置する。アンボンドＰＣ鋼棒２を図６，図７、図８に準じてコアドリル穴１ａに挿入する。このタイプ柱脚は、もともとそれなりの曲げ剛性を有しているが、アンボンドＰＣ鋼棒２を追加して剛性を上げることができる。アンボンドＰＣ鋼棒は原則的に既設アンカーボルト７と同じ並びに設置することになる（図１３（ｂ）を参照）ので、溶接により幅拡張のベースプレート９Ｃを設置しておく。
【符号の説明】
【0033】
１：コンクリート基礎立ち上り部、１Ａ：コアドリル、１ａ：コアドリル穴、１Ｂ：床ハツリ取り部、１Ｃ：フーチングハツリ取り部、２：アンボンドＰＣ鋼棒、３：柱脚部、４：鉄筋、４Ａ：主筋、４Ｂ：帯筋、４Ｃ：根巻き部帯筋、５Ａ：円盤状のアンカープレート(定着板)、５Ｂ：ナット、６：高強度セメントミルク、７：既設アンカーボルト、８：鉄骨柱、９：プレート拡大部、９Ａ：プレート延長板、９Ｂ：プレート拡幅板、９Ｃ：幅拡張のベースプレート、１０：ベースプレート、１０ａ：裏込めモルタル、１１：補強リブ、１２：高粘度エポキシ樹脂、１３：床コンクリート、１４Ａ,１４Ｂ：注入パイプ、１５：代替補強リブ、１６：無収縮モルタル、１７：角ワッシャー、１８：本締め用ナット、１９：フーチング、２０：溶接部、２１：厚肉鋼管（厚肉シームレス鋼管）、２２：裏当て金、２３：隙間、２５：アンボンドＰＣ鋼棒定着用ブラケット、２６：ＰＣ鋼棒定着部、２８：型枠、３０：根巻き拡幅部、３１：溶接部。３３：ベースプレート端縁部位、３４：コンクリート基礎立ち上り部のはつり取り部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
