耐震壁 -小倉城耐震補強工事-

鉄筋コンクリート造の建物の耐震補強として、外付けブレースの設置・内付けブレースの設置・
耐震壁の新設または増打ち・耐震スリットの新設・梁の増打ち・柱の炭素繊維巻などがあります。

ここでは、小倉城耐震補強工事において施工した工程に沿って、耐震壁について紹介します。
増設壁完了
小倉城耐震補強工事の図面には
増設壁・増打壁・袖壁がありますが、
増設壁:壁のない場所に新しい壁をつくる
増打壁:今ある壁の厚みを増す
袖壁 :新しい壁に大きな開口がある
という違いがあります。

まずは増設壁。袖壁も作業の内容は変わらないので
ここでは同じものとして扱います。
写真左が増設壁、右の開口の大きいものが袖壁です。
増設壁袖壁

まずは壁の出来る所と代わりの通路とする箇所を、解体・撤去。
1F展示ケース撤去床ビニルシート撤去

柱梁のモルタルも撤去してコンクリート面を出します。
梁モルタル撤去

続いてアンカーの施工。
今回の壁は梁の横面にくっつく形式なので、
柱と床の3面と梁側にアンカーを設置します。

鉄筋探査をして既設の鉄筋にアンカーが当たらないようマーキング。
鉄筋探査マーキング

穴を空けたらブロア吹き>ブラシ掛け>ブロア吹きと3回の清掃。
穿孔ブラシ

施工が正しく行われているか確認するために、
空けた穴の深さや、打込んだアンカーの出を測定します。
穿孔長定着長

アンカーの次は鉄筋。
開口がある場合はその周囲に開口補強筋を、
壁の周囲には補強としてスパイラル筋を配筋します。
増設壁配筋

コンクリート打設。
全体に隙間なくコンクリートが行き渡るように
高周波バイブレータと木槌、型枠用バイブレータを併用しました。
打設状況

壁の上部にはコンクリート打設用の高さ20cmの隙間があります。
打設後に型枠で塞いで、無収縮モルタルの圧入により周囲と一体化します。
無収縮モルタル圧入

脱枠後は、塗装したり間仕切り壁で囲ったりと仕上げを施して完了です。

続いて増打壁。
周辺の撤去・アンカー打ちまでは同じですが、
既存壁との付着を良くするためにシアコネクタとして
60cm間隔でD10の異形鉄筋を施工しました。
アンカー完了シアコネクタ

その後も配筋、型枠と進めて打設。
こちらの写真では上部の打設口がはっきりわかります。
また、増打壁の場合は片面が既設壁であるので、
打設時の荷重がすべて既設壁の反対の型枠にかかるため
通常より大量の控えを入れています。
2F配筋2F型枠

打設後は上部に型枠を入れて無収縮モルタルの圧入。
脱枠したら周辺の復旧をして仕上げて終わりです。
2F打設圧入

以下は着工前と完了の比較。

展示コーナーの入口だった所に壁が出来ています。
現在は写真より手前左手から入り、ここは進路の最後になったのかな。
1F着工前11F完了1

展示ケースをひとつ潰しての補強。
1F着工前21F完了2

写真正面が増設壁です。
以前は展示コーナーでしたが、現在はバックヤードとなっています。
1F着工前31F完了3

2Fから上がってくる階段と4Fへ上がる階段の間の袖壁。
3Fの他の壁は造作に隠れて見えません。
3F着工前3F完了

5Fの袖壁は4箇所とも見えるし触れます。
5F着工前袖壁

増打壁はほとんどがバックヤードにあるので、
一般の方が確認できるのは4Fから5Fに上がるこの場所だけです。
4F着工前4F完了

内付けブレース -西門司小学校-

鉄筋コンクリート造の建物の耐震補強として、外付けブレースの設置・内付けブレースの設置・
耐震壁の新設または増打ち・耐震スリットの新設・梁の増打ち・柱の炭素繊維巻などがあります。

ここでは、西門司小学校において施工した工程に沿って、内付けブレースについて紹介します。
完了内部

内付けブレースとは、コンクリート躯体の柱梁の内部に鉄骨の補強材を取付け、剛性を増す、つまり、硬くすることで耐震性能を上げる工法です。
外観の変化が少なくスッキリ見えますが、
室内に鉄骨が付くので、出入口の位置やサッシ・家具などの変更や調整が発生する場合があることや、鉄骨を隠さない場合は安全対策が必要なことがデメリットとなります。

コンクリートと鉄骨が一体となって外力に抵抗するために、既存コンクリート側にアンカーボルトを設置し、
鉄骨側にはスタッドを取付け、グラウトという圧縮強度の大きい材料でコンクリートと鉄骨の間を充填します。

まずは、室内の家具やサッシを撤去し、構造体であるコンクリートと鉄骨を直接つなげる為に、補強材が付く箇所のモルタルは剥がしておきます。
家具撤去モルタル撤去

撤去完了
左写真のように、天井・床と両柱と撤去します。表面のモルタル撤去をしたところは、グラウトの付着を良くするためにコンクリート面を目荒ししています。

天井・柱・床と鉄骨が取り付く四方にアンカーを施工します。
穿孔の後にブロア吹き>ブラシ掛け>ブロア吹きで穴の清掃をし、接着剤の入ったガラスカプセルを挿入。
先の尖ったアンカー筋を回し入れる事でカプセルが割れて接着剤が出てくるという仕組みです。
図面に定められたピッチで所定の本数を施工。
アンカー工事アンカー工事完了

工場で製作した鉄骨を建て込みます。4周のコンクリートにはまり込むという内付けブレースの形状から、上部に吊るスペースがないためにクレーン車が使えずに沢山のウインチで吊り上げます。
鉄骨建方

鉄骨の部材同士はTC高力ボルトでの接合。一次締めののちマーキングをして本締めをし、ピンテールの破断とマーキングのずれをチェックすることでキチンと締付けられていると確認できます。
鉄骨本締め本締め確認

鉄骨とコンクリートの間にスパイラル筋を入れることで、この後充填するグラウトの割れを防ぎます。型枠を組んで隙間を発泡ウレタンでふさぎ、グラウト圧入。
鉄骨スパイラル筋グラウト圧入

無事に鉄骨が取り付きました。
周辺をモルタルで補修し、鉄骨を塗装したら復旧作業となります。
鉄骨グラウト完了

サッシを取付け、鉄骨の下部を隠すように腰壁とカウンターを作成。
腰壁下地腰壁完了

床や周辺を補修・塗装して完了です。
着工前内部完了内部

今回の工事では、1層2基を3階まで取付けました。
内付部外観

耐震スリット -西門司小学校-

鉄筋コンクリート造の建物の耐震補強として、外付けブレースの設置・内付けブレースの設置・
耐震壁の新設または増打ち・耐震スリットの新設・梁の増打ち・柱の炭素繊維巻などがあります。

ここでは、西門司小学校において施工した工程に沿って、耐震スリットの新設について紹介します。
ハツリ完了

「腰壁に切り込みを入て柱と壁の縁を切る事で短柱となるのをふせぐ」、というのが今回の耐震スリットの施工内容と目的になりますが、これについて説明してみます。

耐震スリット

上の写真で見ると、赤線が階高=柱の長さですが、緑線の高さの腰壁がついています。
壁がある箇所は横方向の変形に強くなるので、外力を受けた際に変形する柱は紫の短柱としての長さとなります。

変形する範囲が小さくなったり、強くなったりと良いことのように感じますが、
1)部分的に強い箇所がある場合、その強い箇所に外力が集中する
2)短柱は脆い崩れ方をする
ことの2点が非常に危険なため、腰壁と柱を切って短柱となることをふせぐことが耐震補強となります。

大きい消しゴムに力をかけると簡単にたわみますが大きく変形します。これを小さい消しゴムにするとなかなか変形しませんが、たわむとすぐに裂けてしまう。こんな感じで短柱の危険性をイメージして頂ければと思います。
脆性破壊

という訳で施工の流れです。

スリットの位置は図面で指示されていますので、
実際に壁に位置出しをして鉄筋探査。
カットする部分に配管や配線がないかチェックします。
鉄筋探査

コア抜き
問題がなければスリットの施工。今回はスリットの上下をコア抜きし、表と裏からカッターで切り込みを入れてハツるという施工です。

図面通りの施工が出来ていることを確認。
寸法確認

構造的には鉄筋を切ってコンクリートを取り除いた時点で縁が切れるのですが、このままでは色々と差し障るので続いて復旧作業に。まずはカットした鉄筋に錆止めを塗ります。
防錆剤塗布

続いて、空けたスリットに防火材としてロックウールを詰めます。図面の仕様は1時間耐火です。
耐火材充填

ロックウールにシーリング剤が付かないようにバックアップを挿入し、シーリング剤充填。

バックアップ材充填シーリング充填

ヘラで押さえて完了。
この後、塗装をして周辺と同じように仕上げました。
完了

室内側も同様にシールして塗装です。
スリット室内側

体育館耐震補強工事 -中井小学校-

中井小学校において施工した工程に沿って、
体育館の耐震補強工事について紹介します。

ここでは、天井鉄骨に補剛材の追加とブレースの追加を行い、
2Fのギャラリーには腰壁を新設して長手方向の剛性を増しています。

左が着工前、右が完了の写真です。
見比べて頂ければ補強箇所がわかるのではないでしょうか。
アリーナ着工前アリーナ完了

まずは天井鉄骨補強から。
上記写真に写っている入口側は鉄骨がむき出しですが、
反対のステージ側は天井裏に鉄骨が隠れているので、
そこまで足場が組めるよう天井を解体します。
天井撤去完了

新しく取付ける補剛材とぶつかる既設ブレースも撤去。
既設ブレース撤去既設ブレース撤去完了

原寸検査を受けて鉄骨部材を作成。
工場では、作成した部材の接合部を削ったり、
溶接しない部材に錆止めを塗布します。
工場加工工場錆止め

現場に搬入された鉄骨部材。
鉄骨部材搬入

工場での溶接に不備がないか、取付け前のチェック。
工場溶接部検査

塗装したまま溶接を行うと、中に空洞が出来る可能性があるので、
プレートを溶接する箇所の塗装を削り、溶接。
溶接部塗膜除去鉄骨溶接

こんな感じでプレートが取り付きました。
鉄骨溶接完了

ブレースの留めつけはTC高力ボルト締めなので、
1次締め、マーキング、本締めをして、
締め付け不良がないか全数チェックします。
本締め

現場での溶接に不備がないかの検査。
現場溶接部検査

補剛材も同様に取付け。
補剛材取付け1補剛材取付け2

各部材が取り付いたら、ターンバックルを締めて
適正な張りを持たせます。
ターンバックル締付

溶接部に錆止めを塗るところまでが鉄骨工事、
最後に塗装をしたり、周辺を補修して完了です。
鉄骨取付け完了

鉄骨着工前鉄骨塗装完了

続いて腰壁新設。
表面のモルタルは剥離することもあり構造体でないので
ハツリ取り、コンクリート表面に傷をつけて
付着を良くします。
床モルタルハツリハツリ目荒し

柱と床に接着系アンカーボルトを施工。
ピッチ(間隔)と本数をチェックします。
アンカー横向きアンカー下向き

今回の腰壁は両脇の柱をそれぞれ貫く補強筋が入ります。
耐震壁配筋

穴をあけ、鉄筋を入れて周囲を無収縮モルタルで充填。
コア抜きグラウト完了

抜けない様にダブルナットで締めつけます。

小学校なので(あまり立ち入らない2Fギャラリーとはいえ、)
転んでぶつける可能性があるので保護するものを探しました。
鋼製の半球しかサイズが合うものがなく、迷いましたが
それでもボルト先端がむき出しよりは安全かと市に提案し、
取付けました。
ナット締付キャップ

その後は通常のコンクリート構造物と同様に配筋型枠。

コンクリート打設はポンプ車で。
ポンプ車セットコンクリート打設状況

無事に打ち上がったら周辺を補修し、塗装して完了です。
出来形検測モルタル補修

左が着工前、右が完了となります。
腰壁着工前腰壁完了

以上が、体育館の天井鉄骨耐震補強工事と腰壁の新設の流れとなります。

増打ち梁 -小倉東高校-

鉄筋コンクリート造の建物の耐震補強として、外付けブレースの設置・内付けブレースの設置・耐震壁の新設または増打ち・耐震スリットの新設・梁の増打ち・柱の炭素繊維巻などがあります。

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外付けブレース -小倉東高校-

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ここでは、小倉東高校において施工した工程に沿って、外付けブレースについて紹介します。
完了
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