特許 7587789 壁構造、壁構造の施工方法、および、壁構造の設計方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-13

(45)【発行日】2024-11-21

(54)【発明の名称】壁構造、壁構造の施工方法、および、壁構造の設計方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20241114BHJP

   E04B 2/84 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 D

E04G23/02 E

E04B2/84 G

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020217383

(22)【出願日】2020-12-25

(65)【公開番号】P2022102571

(43)【公開日】2022-07-07

【審査請求日】2023-11-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(73)【特許権者】

【識別番号】504182255

【氏名又は名称】国立大学法人横浜国立大学

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】緒方 大二郎

(72)【発明者】

【氏名】江村 勝

(72)【発明者】

【氏名】巻島 一穂

(72)【発明者】

【氏名】萩尾 浩也

(72)【発明者】

【氏名】杉本 訓祥

(72)【発明者】

【氏名】田才 晃

【審査官】土屋 保光

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５４－０００９１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００４－０３６３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１３０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３０７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０６３７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１１６５３２０（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｅ０４Ｂ ２／８４

Ｅ０４Ｂ ２／５６ － ２／７０

Ｅ０６Ｂ １／００ － １／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

矩形の既存開口部を有する既存壁部と
所定の厚さを有し、前記既存壁部に接合されるセメント組成物の増打ち壁部と、
前記増打ち壁部の前記厚さの厚さ方向と直交する面内方向における前記増打ち壁部の内側に設けられ、正面視において前記既存開口部に重なる矩形の開口部と、
前記開口部を囲み、前記増打ち壁部のセメント組成物の内側に接合される金属製の矩形の枠材と、
前記枠材の隅部に固定され、前記増打ち壁部のセメント組成物に埋設される金属製の板材と、を有する壁構造。

【請求項2】

前記枠材の周囲に、前記増打ち壁部のセメント組成物に埋設される鉄筋をさらに有し、
前記セメント組成物がコンクリートを含む
請求項１に記載の壁構造。

【請求項3】

前記開口部の開口比は、０．４を超える
請求項１または２に記載の壁構造。

【請求項4】

前記板材は、前記面内方向と平行に延在して埋設されている
請求項１～３のいずれか一項に記載の壁構造。

【請求項5】

前記増打ち壁部の前記面内方向の外側に、前記増打ち壁部に接する既存構造部を有する
請求項１～４のいずれか一項に記載の壁構造。

【請求項6】

前記増打ち壁部と前記既存構造部は、前記既存構造部に予め設けられたあと施工アンカーを介して接合されている
請求項５に記載の壁構造。

【請求項7】

前記既存壁部の前記増打ち壁部に接する面は、目荒らしされている、又は、コッターが設けられている
請求項１～６のいずれか一項に記載の壁構造。

【請求項8】

矩形の既存開口部を有する既存壁部と前記既存壁部に接合される増打ち壁部とで構成される壁構造の施工方法であって、
正面視において前記既存開口部に重なる枠材開口部を有して隅部に板材が固定された金属製の矩形の枠材を設置する枠材設置工程と、
前記板材が埋設されるように前記枠材の周囲にセメント組成物を打設して、前記既存壁部に接するように所定の厚さを有するセメント組成物の前記増打ち壁部を形成する壁部形成工程と、
壁構造の施工方法。

【請求項9】

前記枠材設置工程と前記壁部形成工程との間に、前記枠材の周囲に鉄筋を配筋する配筋工程をさらに備え、
前記壁部形成工程では、
前記枠材の周囲にコンクリートを打設して、鉄筋コンクリート製の壁部を形成する
請求項８に記載の壁構造の施工方法。

【請求項10】

矩形の既存開口部を有する既存壁部と前記既存壁部に接合される増打ち壁部とで構成される壁構造の設計方法であって、
前記増打ち壁部は、
所定の厚さを有するセメント組成物の壁部と、
前記既存開口部に重なる枠材開口部を有し、前記壁部のセメント組成物の内側に接合される金属製の矩形の枠材と、
前記枠材の隅部に固定され、前記壁部のセメント組成物に埋設される金属製の板材と、を有するものであり、
前記既存壁部の代表的な形状ごとに前記増打ち壁部の増設後の壁耐力を予め求めておき、前記既存壁部の形状と前記予め求めた壁耐力とに基づいて前記壁構造の壁耐力を算出する
壁構造の設計方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、開口部を有する壁構造、該壁構造の施工方法、および、該壁構造の設計方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄筋コンクリート造の建築物を構成する既存壁部に対する耐震補強として、例えば特許文献１には、Ｈ形鋼フレームを柱や梁に取り付けることにより壁耐力を向上させる技術が開示されている。また、耐震補強としては、既存壁部に対して鉄筋コンクリート製の増打ち壁部を増設する技術も知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－１６９５０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、耐震補強の対象となる既存壁部には、開口部が設けられている場合もある。図１５は、開口部を有する既存壁部について、開口率と安全余裕度との関係の一例を示すグラフである。安全余裕度とは、所定の条件のもと、日本建築防災協会に規定された診断基準式で求められる壁耐力を分母、実験により求められる壁耐力を分子として算出される値である。図１５に示すように、安全余裕度は、開口部の開口比が大きいほど低くなり、０．４を超えたあたりで大きく低下する。このため、増打ち壁部を用いた耐震補強には、既存壁部の開口部を残しつつ壁耐力を向上させる技術が求められている。なお、こうした要望は、既存壁部に増打ち壁部を増設した壁構造に限らず、例えば、柱や梁に接するように新設される壁構造にも共通する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する壁構造は、所定の厚さを有するセメント組成物の壁部と、前記壁部の前記厚さの厚さ方向と直交する面内方向における内側に設けられた矩形の開口部と、前記開口部を囲み、前記壁部のセメント組成物の内側に接合される金属製の矩形の枠材と、前記枠材の隅部に固定され、前記壁部のセメント組成物に埋設される金属製の板材と、を有する。

【0006】

上記課題を解決する壁構造の施工方法は、矩形の開口部を有する壁構造の施工方法であって、前記開口部を囲むとともに隅部に板材が固定された金属製の矩形の枠材を設置する枠材設置工程と、前記板材が埋設されるように前記枠材の周囲にセメント組成物を打設して、セメント組成物の壁部を形成する壁部形成工程と、を有する。

【0007】

上記構成によれば、壁部のセメント組成物に対し、開口部を囲う枠材が内側に接合され、かつ、該枠材の隅部に固定された板材が埋設されることで、開口部を有する壁構造の壁耐力を向上させることができる。

【0008】

上記構成の壁構造において、前記枠材の周囲に、前記壁部のセメント組成物に埋設される鉄筋をさらに有し、前記セメント組成物がコンクリートを含むとよい。
上記構成の壁構造の施工方法は、前記枠材設置工程と前記壁部形成工程との間に、前記枠材の周囲に鉄筋を配筋する配筋工程をさらに備え、前記壁部形成工程では、前記板材が埋設されるように前記枠材の周囲にコンクリートを打設して、鉄筋コンクリート製の壁部を形成することが好ましい。

【0009】

上記構成によれば、壁部が鉄筋コンクリート製となることで、壁部の壁耐力を効果的に向上させることができる。
上記構成において、前記開口部の開口比は、０．４を超えてもよい。

【0010】

上記構成のように、開口部の開口比が０．４を超える場合に壁構造の壁耐力を効果的に向上させることができる。
上記構成において、前記板材は、前記面内方向と平行に延在して埋設されていることが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、板材が面内方向と平行であることにより、枠材の縦枠材と横枠材との間において、機械的な負荷を効果的に伝達することができる。
上記構成においては、前記壁部の前記面内方向の外側に、前記壁部に接する既存構造部を有していてもよい。

【0012】

上記構成のように、壁構造は、既存構造部に対して接するように壁部を設けることができる。
上記構成において、前記壁部と前記既存構造部は、前記既存構造部に予め設けられたあと施工アンカーを介して接合されていることが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、既存構造部に対して壁部をより強固に接合することができる。
上記構成においては、前記壁部の前記厚さ方向に、前記壁部に接する既存壁部を有していてもよい。

【0014】

上記構成のように、既存壁部に接するように壁部が設けられることにより、既存壁および壁部を含めた壁構造の壁耐力を向上させることができる。
上記構成において、前記既存壁部の前記壁部に接する面は、目荒らしされている、又は、コッターが設けられていることが好ましい。

【0015】

上記構成によれば、既存壁部と壁部とをより強固に一体化させることができる。
上記課題を解決する壁構造の設計方法は、矩形の既存開口部を有する既存壁部と前記既存壁部に接合される増打ち壁部とで構成される壁構造の設計方法であって、前記増打ち壁部は、所定の厚さを有するセメント組成物の壁部と、前記既存開口部に重なる枠材開口部を有し、前記壁部のセメント組成物の内側に接合される金属製の矩形の枠材と、前記枠材の隅部に固定され、前記壁部のセメント組成物に埋設される金属製の板材と、を有するものであり、前記既存壁部の代表的な形状ごとに前記増打ち壁部の増設後の壁耐力を予め求めておき、前記既存壁部の形状と前記予め求めた壁耐力とに基づいて前記壁構造の壁耐力を算出する。

【0016】

上記構成によれば、既存壁部の形状と予め求めた壁耐力とに基づいて増打ち壁部の増設後の壁耐力を算出することができるため、壁構造の壁耐力が目標値に達しているか否かをすばやく判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】壁構造の一実施形態の概略構成を模式的に示す正面図。

【図2】枠体の正面図。

【図3】壁構造の施工方法の一実施形態を示すフローチャート。

【図4】あと施工アンカー設置工程が完了した状態を模式的に示す正面図。

【図5】枠材設置工程が完了した状態を模式的に示す正面図。

【図6】６－６線における断面図。

【図7】二点鎖線７で囲まれた部分の拡大図。

【図8】配筋工程が完了した状態を模式的に示す正面図。

【図9】第１型枠設置工程が完了した状態を模式的に示す正面図。

【図10】第２型枠設置工程が完了した状態を模式的に示す正面図。

【図11】第２打設工程が完了した状態を模式的に示す正面図。

【図12】壁構造の設計方法の一実施形態を示すフローチャート。

【図13】変形例において、枠体の構造の一例を示す図。

【図14】変形例において、枠体の構造の一例を示す図。

【図15】従来例において、開口率と安全余裕度との関係の一例を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１～図１２を参照して、壁構造、壁構造の施工方法、および、壁構造の設計方法の一実施形態について説明する。
図１に示すように、壁構造１０は、建築物１１に設けられる。建築物１１の構造種別は、鉄筋コンクリート造または鉄骨鉄筋コンクリート造である。建築物１１は、柱１２、梁１３、および、既存壁部１４と、を備える。柱１２と梁１３は、既存構造部である。柱１２と梁１３は、仕口部１５を介して互いに接続されている。既存壁部１４は、柱１２および梁１３に接するように設けられているとともに正面視において矩形の既存開口部１６を有する。本実施形態において、壁構造１０は、既存壁部１４と、既存壁部１４の接触面１４ａに接する増打ち壁部２０とで構成される。

【0019】

増打ち壁部２０は、壁部２１と枠体２２とを有する。また、増打ち壁部２０は、壁部２１の厚さ方向に直交する面内方向における内側に、正面視において既存開口部１６に重なる矩形の開口部２３を有する。壁部２１は、所定の厚さを有するセメント組成物である。本実施形態の壁部２１には、後述する縦筋および横筋が埋設されている。壁部２１は、柱１２および梁１３に接するように設けられる。枠体２２は、壁部２１の内側に接合されているとともに開口部２３を囲んでいる。

【0020】

図２に示すように、枠体２２は、枠材２５、板材２６を有する。枠体２２は、接続材２７およびスタッド２８を有していてもよい。枠体２２を構成する各部材は、金属製である。板材２６、スタッド２８、および、接続材２７は、壁部２１に埋設される部分である。

【0021】

枠材２５は、正面視において矩形枠状の形状を有する。枠材２５は、開口部２３を構成する枠材開口部３０を有する。枠材２５は、一対の縦材３１と一対の横材３２とで構成されている。

【0022】

各縦材３１および各横材３２は、矩形板状の形状を有する。各縦材３１および各横材３２は、各々の板面が壁部２１の厚さ方向に沿うように配設される。各縦材３１および各横材３２は、壁部２１の厚さと略等しい幅を有する。縦材３１と横材３２は、その交差部分において溶接などの接合法によって接合されている。縦材３１と横材３２は、突き合わせ溶接によって接合されることが好ましい。縦材３１と横材３２との交差部分は、枠材２５の隅部を形成する。

【0023】

板材２６は、枠材２５の各隅部における外側面に、面内方向と平行となるように設けられている。板材２６は、正面視においてＬ字状の形状を有する。板材２６は、枠材２５の隅部が嵌まる凹部を有する。板材２６は、凹部に隅部を嵌め込んだのち、縦材３１および横材３２における幅方向の中央部に対して、溶接などの接合法によって接合されている。

【0024】

接続材２７およびスタッド２８は、枠材２５の外側面から枠材２５の外方に向かって延びる棒状の部材である。具体的には、接続材２７およびスタッド２８は、縦材３１からは横方向に沿うように、横材３２からは縦方向に沿うように延びている。接続材２７およびスタッド２８の各々は、縦材３１および横材３２の幅方向における中央部に配設されてもよいし、幅方向に並ぶように配設されてもよい。

【0025】

接続材２７は、例えば、鉄筋である。接続材２７は、縦材３１および横材３２の各々に対して、一方の端部が溶接などの接合法によって接合されている。縦材３１に設けられる接続材２７は、壁部２１に埋設される横筋を構成するとともに、縦方向における縦材３１の中央を基準として対称となるように配列されている。横材３２に設けられる接続材２７は、壁部２１に埋設される縦筋を構成するとともに、横方向における横材３２の中央を基準として対称となるように配列されている。接続材２７の配列は、端に位置する接続材２７については、縦材３１と横材３２との交差部分からの間隔や板材２６からの間隔などのことをいう。そのほかの接続材２７については、隣接する他の接続材２７からの間隔などのことをいう。接続材２７は、同じ長さの接続材２７が枠材２５に設けられてもよいし、例えば、長い接続材２７と短い接続材２７とが交互に設けられてもよい。

【0026】

スタッド２８は、例えば、頭付きスタッドである。スタッド２８は、接続材２７よりも短い。スタッド２８は、隣接する２つの接続材２７の間に設けられている。スタッド２８は、縦材３１あるいは横材３２に対して、頭部とは反対側の端部が溶接などの接合法によって接合されている。縦材３１に設けられるスタッド２８は、縦方向における縦材３１の中央を基準として対称となるように配列されている。横材３２に設けられるスタッド２８は、横方向における横材３２の中央を基準として対称となるように配列されている。スタッド２８の配列は、各スタッド２８に隣接する接続材２７との間隔やスタッド２８同士の間隔などのことをいう。

【0027】

（壁構造１０の施工方法）
図３～図１１を参照して、上述した壁部２１と枠体２２とを有する壁構造１０の施工方法について説明する。

【0028】

図３に示すように、壁構造１０の施工方法は、凹凸形成工程（ステップＳ１０１）、あと施工アンカー設置工程（ステップＳ１０２）、枠材設置工程（ステップＳ１０３）、配筋工程（ステップＳ１０４）、および、壁部形成工程（ステップＳ１０５）を備える。また、壁部形成工程（ステップＳ１０５）は、第１型枠設置工程（ステップＳ１０５－１）、第１打設工程（ステップＳ１０５－２）、第２型枠設置工程（ステップＳＳ１０５－３）、および、第２打設工程（ステップＳ１０５－４）を備える。

【0029】

凹凸形成工程（ステップＳ１０１）では、既存壁部１４の接触面１４ａに凹凸を形成する。具体的には、例えば、既存壁部１４に対してピッキング加工や斫り加工を施すことにより、既存壁部１４の接触面１４ａを目荒らしして凹凸を形成する。また例えば、既存壁部１４に対して複数のコッターを設置することにより、既存壁部１４の接触面１４ａに凹凸を形成する。

【0030】

あと施工アンカー設置工程（ステップＳ１０２）では、既存構造部である柱１２および梁１３に、あと施工アンカー４０を所定の配列で設置する。
具体的には、図４に示すように、あと施工アンカー４０は、柱１２からは横方向に沿うように、梁１３からは縦方向に沿うように延びている。あと施工アンカー４０は、柱１２および梁１３に対して内側からドリルで孔を形成したのち、その孔を利用して設置される。あと施工アンカー４０用の孔は、増打ち壁部２０の壁部２１が接する部分のうち、例えば、その壁部２１の厚さ方向の中央部に対応する位置に形成される。また例えば、壁部２１の厚さ方向に並ぶように形成される。

【0031】

あと施工アンカー４０の配列の一例は、端に位置するあと施工アンカー４０については、柱１２および梁１３の端からの距離のことをいう。そのほかのあと施工アンカー４０については、隣接する他のあと施工アンカー４０との間隔などのことをいう。

【0032】

柱１２に設置されるあと施工アンカー４０の一部は、枠体２２の縦材３１から延びる接続材２７の延長線上となる位置に設けられることが好ましい。梁１３に設置されるあと施工アンカー４０の一部は、枠体２２の横材３２から延びる接続材２７の延長線上となる位置に設けられることが好ましい。

【0033】

あと施工アンカー４０は、柱１２に設置されるあと施工アンカー４０、および、梁１３に設置されるあと施工アンカー４０の少なくとも一方が、枠材２５から延びる接続材２７の配置領域まで延びていることが好ましい。本実施形態においては、梁１３に設置されるあと施工アンカー４０が、枠材２５の横材３２から延びる接続材２７の配置領域まで延びている。

【0034】

あと施工アンカー４０は、柱１２あるいは梁１３からの突出長さが同じであってもよいし、例えば、突出長さが長いあと施工アンカー４０と短いあと施工アンカー４０とが交互に設置されてもよい。

【0035】

枠材設置工程（ステップＳ１０３）では、枠材２５を有する枠体２２を設置する。
具体的には、図５および図６に示すように、既存開口部１６に枠材開口部３０が重なり、かつ、板材２６が面内方向と平行となる位置に枠体２２を保持した状態で、その枠体２２をあと施工アンカー４０に接続する。

【0036】

図７に示すように、本実施形態においては、枠体２２の横材３２から延びる接続材２７と梁１３に設置されたあと施工アンカー４０とを定着金物などの連結具４１を用いて連結することにより、枠体２２をあと施工アンカー４０に接続する。

【0037】

なお、あと施工アンカー４０が接続材２７の配置領域まで延びていない場合は、例えば鉄筋などを用いて枠体２２をあと施工アンカー４０に接続する。
配筋工程（ステップＳ１０４）では、壁部２１の形成部分に鉄筋を配筋する。

【0038】

具体的には、図８に示すように、縦方向で対向するあと施工アンカー４０同士を接続するように縦筋４２を配設したのち、その縦筋４２をあと施工アンカー４０に図示されない連結具を用いて連結する。また、横方向で対向するあと施工アンカー４０同士を接続するように横筋４３を配設したのち、その横筋４３をあと施工アンカー４０に図示されない連結具を用いて連結する。また、横方向において対向する接続材２７とあと施工アンカー４０を接続するように横筋４４を配設したのち、その横筋４４を接続材２７およびあと施工アンカー４０に図示されない連結具を用いて連結する。接続材２７、施工アンカー４０、ならびに、各縦筋４２および横筋４３，４４は、交差部分において結束線によって結束されていてもよい。

【0039】

壁部形成工程（ステップＳ１０５）では、まず、第１型枠設置工程（ステップＳ１０５－１）を行う。第１型枠設置工程（ステップＳ１０５－１）では、第１型枠を設置する。
図９に示すように、第１型枠５１は、左右両側の柱１２および下側の梁１３に接するとともに上側の梁１３との間に例えば２０ｃｍ程度の隙間５２を形成するように設けられる。第１型枠５１は、正面視において枠材開口部３０よりも内側に配置される型枠開口部５３を有する。第１型枠５１は、例えば、複数の木板材から構成される。第１型枠５１は、既存壁部１４との間に壁部２１の厚さの分の空間を形成する位置に配置される。第１型枠５１は、柱１２や梁１３など、建築物１１を構成する部材に取り付けられた図示されない支持具に支持される。

【0040】

第１打設工程（ステップＳ１０５－２）では、既存壁部１４と第１型枠５１との間の空間に第１セメント組成物を流し込んで硬化させる。
具体的には、上述した隙間５２を通じて、既存壁部１４と第１型枠５１との間の空間に第１セメント組成物を流し込む。第１セメント組成物は、第１型枠５１の上辺付近に到達するまで流し込まれる。第１セメント組成物は、隙間５２を通じて挿入されるバイブレータなどによって振動が与えられることで脱気される。第１セメント組成物の一例は、普通コンクリートである。

【0041】

図１０に示すように、第１打設工程では、第１セメント組成物の硬化後に第１型枠５１が撤去される。第１型枠５１が撤去されると第１壁部２１Ａが露出する。第１壁部２１Ａが形成されると、既存開口部１６と枠材開口部３０とによって壁構造１０の開口部２３が形成される。第１壁部２１Ａは、正面視において、上側の梁１３に設置されたあと施工アンカー４０の根本部分のみが露出するように形成されることが好ましい。これにより、全てのあと施工アンカー４０と第１壁部２１Ａとを接続することができる。

【0042】

第２型枠設置工程（ステップＳ１０５－３）では、第２型枠を設置する。
図１０に示すように、第２型枠５５は、正面視において矩形状の形状を有する。第２型枠５５は、左右両側の柱１２および上側の梁１３に接するように設けられる。第２型枠５５には、第２セメント組成物を流し込むための図示されない流し込み口が設けられている。流し込み口は、上側の梁１３に近い位置に設けられる。第２型枠５５は、例えば、複数の木板材から構成される。第２型枠５５は、既存壁部１４との間に壁部２１の厚さの分の空間を形成する位置に配置される。第２型枠５５は、柱１２や梁１３など、建築物１１を構成する部材に取り付けられた図示されない支持具に支持される。

【0043】

第２打設工程（ステップＳ１０５－４）では、既存壁部１４と第２型枠５５との間の空間に第２セメント組成物を流し込んで硬化させる。これにより、壁部２１の残部を構成する第２壁部２１Ｂが形成される。

【0044】

具体的には、第２型枠５５に設けられた流し込み口を通じて、既存壁部１４と第２型枠５５との間の空間に第２セメント組成物を流し込む。第２セメント組成物は、流し込み口から溢れる程度に流し込まれる。第２セメント組成物は、木槌などを用いて正面側から第２型枠５５を叩くことにより脱気される。第２セメント組成物の一例は、流動性のある無収縮モルタルである。

【0045】

図１１に示すように、第２打設工程では、第２セメント組成物の硬化後に第２型枠５５が撤去される。第２型枠５５が撤去されると第１壁部２１Ａと第２壁部２１Ｂとが一体化した壁部２１が露出する。壁部２１は、既存壁部１４の接触面１４ａに形成された凹凸に噛み合った状態で既存壁部１４に接合される。このようにして増打ち壁部２０が既存壁部１４に接合されることで壁構造１０が構成される。

【0046】

（作用）
壁構造１０は、既存壁部１４が増打ち壁部２０によって補強されている。
増打ち壁部２０においては、圧縮に強いセメント組成物製の壁部２１で圧縮力を負担することができ、引張に強い金属製の枠体２２、あと施工アンカー４０、ならびに、各縦筋４２および横筋４３，４４で引張力を負担することができる。また、壁構造１０の開口部２３を矩形枠状の枠材２５が構成している。その枠材２５は、スタッド２８を介して壁部２１に定着されているとともに隅部が板材２６で補強されている。これにより、地震時などに柱１２および梁１３を介して壁構造１０に荷重が作用したとしても、枠材２５の隅部を変形しにくくすることができる。そして、こうした増打ち壁部２０が既存壁部１４に接合されていることから、壁構造１０においては、開口部２３の周辺、特に開口部２３の角部付近を変形しにくくすることができる。これにより、変形によって失われる圧縮力のエネルギーが小さくなることから、セメント組成物製の壁部２１に作用する圧縮力を大きくすることができる。その結果、壁構造１０の壁耐力を向上させることができる。

【0047】

（壁構造１０の設計方法）
図１２を参照して、上述した壁構造１０の設計方法について説明する。この設計方法では、既存壁部１４を補強するにあたり、増打ち壁部２０を増設した場合の壁耐力を算出し、その算出した壁耐力が目標値を満足するか否かを判断する。

【0048】

図１２に示すように、まず、建築物１１が適用条件を満足しているか否かを判断する（ステップＳ２０１）。
適用条件は、建築物１１そのものについては、鉄筋コンクリート造または鉄骨鉄筋コンクリート造であることである。

【0049】

柱１２については、断面寸法、主筋の断面に対する比、フープの割合、コンクリート強度、ならびに、主筋およびフープの基準強度などの各種の強度条件が所定の基準値を満たしていることである。

【0050】

梁１３については、断面寸法、主筋の断面に対する比、スターラップの割合、コンクリート強度、ならびに、主筋およびフープの基準強度などの各種の強度条件が所定の基準値を満たしていることである。

【0051】

既存壁部１４については、開口位置や開口比、壁形状などの形状条件のほか、厚み、コンクリート強度、縦筋比および横筋比、および、鉄筋の基準強度などの各種の強度条件が所定の基準値を満たしていることである。

【0052】

適用条件を満足する場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、既存壁部１４が単層壁であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。
既存壁部１４が単層壁である場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、早見表を用いて壁耐力を算出する。早見表は、代表的な既存壁部１４の形状条件ごとに、増打ち壁部２０の増設後の壁耐力が規定されたものである。早見表に規定される壁耐力は、シミュレーションの結果に基づく値である。具体的には、既存壁部１４に増打ち壁部２０を増設した場合について行ったＦＥＭ解析の結果に基づく値である。

【0053】

ＦＥＭ解析は、柱１２、梁１３、および、既存壁部１４については、強度条件の基準値を用いて行われる。またＦＥＭ解析は、増打ち壁部２０については、壁部２１の厚み（例えば２種類程度）、壁部２１の強度（セメント組成物の強度）、縦筋比および横筋比、鉄筋の基準強度、縦材３１および横材３２の材質や厚さ、幅（＝壁部２１の厚さ）、スタッド２８の材質や長さなどの増打ち条件について、予め定めた基準値を用いて行われる。

【0054】

既存壁部１４が単層壁である場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、既存壁部１４の形状と早見表とに基づいて壁耐力が算出される（ステップＳ２０３）。具体的には、増打ち壁部２０の増設対象となる既存壁部１４の形状に近い形状条件の壁耐力を複数選択し、その選択した複数の壁耐力を線形補間することによって算出される。そして、早見表を用いて算出された壁耐力が目標値よりも大きい場合、増打ち条件にしたがって増打ち壁部２０が設計される。

【0055】

既存壁部１４が連層壁である場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、日本建築防災協会が規定する診断基準式に基づく壁耐力に対する早見表に基づく壁耐力の安全余裕度を算出する（ステップＳ２０４）。その算出した安全余裕度が所定の閾値よりも大きいことを条件として、その条件を満足する場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、開口率が０．４を超えていても診断基準式に基づいて壁耐力が算出される（ステップＳ２０６）。そして、診断基準式に基づく壁耐力が目標値よりも大きくなる条件にしたがって増打ち壁部２０が設計される。

【0056】

また、建築物１１が適用条件を満足していない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、および、安全余裕度が所定の閾値以下である場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、個別にＦＥＭ解析を行い（ステップＳ２０７）、その解析結果に基づいて壁耐力が算出される（ステップＳ２０８）。そして、その解析結果に基づく壁耐力が目標値よりも大きい場合、解析時に設定した増打ち壁部２０の条件にしたがって増打ち壁部２０が設計される。

【0057】

本実施形態の効果について説明する。
（１）壁構造１０においては、既存壁部１４に接するように増打ち壁部２０が設けられている。これにより、地震時などに柱１２や梁１３を介して荷重が作用したとしても変形しにくくなるため、壁構造１０の壁耐力を向上させることができる。

【0058】

（２）第１壁部２１Ａが鉄筋コンクリート製となることで壁構造１０の壁耐力を効果的に高めることができる。
（３）既存開口部１６の開口比が０．４を超えていたとしても、壁構造１０の壁耐力を効果的に高めることができる。

【0059】

（４）枠体２２においては、枠材２５の隅部を補強する板材２６が面内方向と平行に埋設されている。これにより、枠材２５の隅部を面内方向に沿って変形させようとする力に対して、板材２６の耐力を有効的に活用することができる。

【0060】

（５）増打ち壁部２０の壁部２１は、既存構造部である柱１２および梁１３に対して、あと施工アンカー４０を介して接合されている。これにより、柱１２および梁１３に対して壁部２１をより強固に接合することができる。

【0061】

（６）既存壁部１４の接触面１４ａに凹凸が形成されている。これにより、既存壁部１４と増打ち壁部２０とをより強固に一体化することができる。
（７）枠体２２とあと施工アンカー４０とが接続されていることで、増打ち壁部２０における荷重の伝達効率を高めることができる。その結果、柱１２や梁１３から増打ち壁部２０に伝達された荷重を効果的に分散させることができる。

【0062】

（８）枠材２５においては、縦材３１と横材３２とが突き合わせ溶接により接合されている。これにより、縦材３１と横材３２との間における力の伝達効率を高めることができる。

【0063】

（９）接続材２７よりもスタッド２８が短いことで、接続材２７とあと施工アンカー４０との連結作業のスペースが確保されやすくなる。
（１０）スタッド２８が頭付きスタッドであることにより、枠材２５と壁部２１とをより強固に接合することができる。

【0064】

（１１）増打ち壁部２０の壁部２１は、第１壁部２１Ａと第２壁部２１Ｂとで構成されている。これにより、柱１２および梁１３に対して確実に接するように壁部２１を形成することができる。

【0065】

（１２）早見表を利用することにより壁構造１０の壁耐力を容易に算出することができる。その結果、壁構造１０の壁耐力が目標値に達しているか否かをすばやく判断することができる。

【0066】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・既存壁部１４の接触面１４ａには、凹凸が形成されていなくともよい。

【0067】

・壁構造１０は、既存壁部１４と増打ち壁部２０とで構成されるものに限られない。
例えば、壁構造１０は、既存構造部である柱１２および梁１３に接するように新設される壁であって、増打ち壁部２０と同じ構造を有する壁であってもよい。

【0068】

・壁構造１０においては、既存構造部である柱１２や梁１３に対してあと施工アンカー４０を介して壁部２１が接合される構成に限られない。例えば、壁部２１は、柱１２や梁１３の表面に形成された凹凸に硬化後のセメント組成物が噛み合うことにより、柱１２や梁１３に接合されてもよい。

【0069】

・枠体２２において、板材２６は、枠材２５の隅部を補強する板状のものであればよい。このため、板材２６は、面内方向に対して傾斜して設けられていてもよい。
・例えば、図１３に示すように、枠体２２は、枠材２５の外側面から枠材２５の外方に延びる棒状の部材として、接続材２７のみを有する構成であってもよい。この場合、接続材２７は、上述したスタッド２８に代えて設けられること、すなわち、スタッド２８を有する枠体２２よりも狭い間隔で接続材２７が設けられることが好ましい。これにより、壁部２１に対する枠材２５の定着力を高めることができるとともに増打ち壁部２０に荷重が作用したときに枠材２５が変形しにくくなる。

【0070】

・例えば、図１４に示すように、枠体２２は、枠材２５の外側面にリブ材５７が接合される構成であってもよい。リブ材５７の一例は、矩形板状の形状を有し、その長手方向が枠材２５に沿うように配設される。これにより、枠体２２そのものの機械的な強度が高められることから、増打ち壁部２０に荷重が作用したときに枠材２５が変形しにくくなる。

【0071】

リブ材５７は、縦材３１および横材３２に対して、板材２６を繋ぐように１つだけ設けられてもよいし、板材２６を繋ぐように複数個設けられてもよい。リブ材５７は、枠材２５の隅部付近にのみ設けられていてもよい。

【0072】

また、リブ材５７は、縦材３１および横材３２の幅方向において、接続材２７などの棒状の部材を挟むように配設されてもよいし、棒状の部材の一方側、例えば既存壁部１４側だけに配設されてもよい。

【0073】

また、リブ材５７は、縦材３１および横材３２の幅方向における中央部に配設されてもよい。こうした場合、接続材２７などの棒状の部材は、縦材３１および横材３２の幅方向において、リブ材５７を挟むように配設されてもよいし、リブ材５７の一方側と反対側とに交互に配設されてもよい。

【0074】

・下側に位置する横材３２には、第１打設工程（ステップＳ１０５－２）での打設時に、セメント組成物内の気泡の抜け道となるエア抜き孔が設けられていることが好ましい。これにより、下側に位置する横材３２付近において、セメント組成物の充填不良が生じにくくなる。

【0075】

・下側に位置する横材３２付近におけるセメント組成物の充填不良を生じにくくする施工方法として、壁部形成工程（ステップＳ１０５）が、下側に位置する横材３２に到達する高さの壁部を形成する工程を含んでいてもよい。

【0076】

この工程の一例では、上述した第１型枠設置工程（ステップＳ１０５－１）～第２打設工程（ステップＳ１０５－４）に準ずるように、下側に位置する横材３２との間に２０ｃｍ程度の隙間が形成される高さの壁部を形成したのち、その隙間を埋めるような新たな壁部を形成する。

【0077】

・壁構造１０は、開口部２３を有するものであればよく、概ね０．５を限度とする任意の開口比に対して適用可能である。
・セメント組成物は、普通コンクリートや無収縮モルタルに限られない。例えば、セメント組成物は、コンクリートのみであってもよいし、スリムクリート（登録商標）等、繊維を混合したセメント系材料（繊維補強コンクリート材料）であってもよい。また、壁部２１には、配筋がなされていなくともよい。

【符号の説明】

【0078】

１０…壁構造、１１…建築物、１２…既存構造部としての柱、１３…既存構造部としての梁、１４…既存壁部、１４ａ…接触面、１５…仕口部、１６…既存開口部、２０…増打ち壁部、２１…壁部、２１Ａ…第１壁部、２１Ｂ…第２壁部、２２…枠体、２３…開口部、２５…枠材、２６…板材、２７…接続材、２８…スタッド、３０…枠材開口部、３１…縦材、３２…横材、４０…施工アンカー、４１…連結具、４２…縦筋、４３，４４…横筋、５１…第１型枠、５２…隙間、５３…型枠開口部、５５…第２型枠、５７…リブ材。

【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】

【図15】