JP3690437B2 - 既存建築物の耐震補強構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存建築物の耐震性を向上させるための補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建築物にはより高度の耐震性が要求されるようになってきており、新たに構築される建築物にはこれまで以上に耐震性に対して充分なる考慮がなされることが当然となっている。しかし、過去に建設されて現在においても使用されている既存建築物には、建設当時においては充分な耐震性を有していると考えられていたとしても現時点では耐震性が問題とされる場合もあり、そのような既存建築物に対しては耐震性を向上させるための補強が必要とされている。
【０００３】
既存建築物に対して耐震性を向上させるために従来実施されている補強手段としては、耐震壁の増設、枠付ブレースの新設、柱への鉄板もしくはカーボン巻き付け、コンクリートの打ち増し等が挙げられる。
ところで、これらの補強手段はいずれも建築物内部の改修工事となるため、既存建築物を普段通りに使用しながらこれら改修工事を実施するのは非常に困難である。また、あえて使用しながら実施する場合には工事を実施する時間が夜間や休日に限定されてしまい工期が長期化する。
そこで、既存建築物に近接して鉄骨造の外部架構を構築し、この外部架構によって既存建築物を外部から支持する補強手段が検討されている。この補強手段を採用すれば既存建築物の使用体制に影響を及ぼすことなく補強工事を実施できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の補強手段においては外部架構が既存建築物に合わせて巨大になるため、外部架構の剛性が低くなる傾向が強く、既存建築物がＲＣ造、ＳＲＣ造といった剛性の高い構造である場合には十分補強効果を発揮できない恐れがあった。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、既存建築物の使用体制に影響を及ぼすことなく補強工事を実施でき、完成後には当該既存建築物の耐震性を飛躍的に向上させることが可能な既存建築物の耐震補強構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、既存建築物を構成する既存の柱に近接させて添柱を立設するとともにこの添柱を一部とする外部架構を既存建築物に隣接させて構築し、これら既存の柱と添柱とを間隔を空けてアンカーで連結すると共に添柱の周囲に配筋を施し、該添柱の周囲と前記柱及び添柱の空間とにコンクリートを打設充填することで既存の柱と添柱とを一体化して柱を打ち増しした既存建築物の耐震補強構造を採用する。
この既存建築物の耐震補強構造によれば、既存の柱と添柱とを一体化することで既存建築物と外部架構との間に立体補強効果が生れて既存建築物の耐震性が向上する。
【０００７】
加えて、外部架構の添柱間に既存建築物を構成する既存の梁に近接させて添梁を架設し、これら既存の梁と添梁とをアンカーで連結し、さらにこれら梁間にコンクリートを打設充填して既設の梁と添梁とを一体化することで既存建築物と外部架構との間の水平力の伝達性能が増し、既存建築物の耐震補強効果がさらに向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る既存建築物の耐震補強構造の一実施形態を図１ないし図６に示して説明する。
図１および図２に示す既存建築物１は地盤Ｇ上に構築された鉄骨鉄筋コンクリート造の構築物であり、この既存建築物１には、当該既存建築物１を内側に配置するように門型の外部架構１０が近接して構築されている。
【０００９】
外部架構１０は、既存建築物１の基礎２と一体となった基礎１２上に構築されており、間隔を空けて立設された鉄骨の添柱１３と、これら添柱１３に架設された同じく鉄骨の添梁１４と、これら添柱１３および添梁１４の間に設置されたブレース１５とによって構成されたトラス構造を有している。この鉄骨トラス構造を有する外部架構１０が既存建築物１の両側壁面に沿ってそれぞれ立設され、さらに既存建築物１の屋上を跨ぐように架設されて門型を形成している。
【００１０】
外部架構１０の基礎１２は、図３に示すように、地中に打設された基礎杭１２ａ上に構築されており、既存建築物１の基礎２から突出した状態に設置されたアンカー１２ｂを埋設した状態に構築されて基礎２と一体化されている。
【００１１】
添柱１３はＨ型鋼からなり、基礎１２に間隔を空けて立設され、既存建築物１を構成する既存の柱３にそれぞれ対応するべくそれらに近接して配置されている。
【００１２】
近接して配置された既設の柱３と添柱１３との間には、図４および図５に示すように、複数のアンカー２０が設置されている。これらアンカー２０は柱３の高さ方向すなわち鉛直方向に間隔を空けて並設されており、これらアンカー２０によって柱３と添柱１３とが連結されている。
これらアンカー２０の一端は、柱３に形成された孔に挿入されたうえでこれに接着され、他端が添柱１３に向けて突出した状態に設置されている。アンカー２０の他端は、柱３のフランジにナットにより固定されている。
【００１３】
さらに添柱１３の周囲に配筋（図示せず）が施され、添柱１３の周囲とアンカー２０で連結された柱３と添柱１３との間の空間にはコンクリートが打設充填され、柱３と添柱１３とが一体化されるとともに柱３が打ち増しされた状態となっている。
【００１４】
添梁１４は添柱１３と同じくＨ型鋼からなり、隣接する添柱１３間に架設されており、既存建築物１を構成する既存の梁４にそれぞれ対応するべく近接するべくそれらに隣接して配置されている。
【００１５】
近接した配置された梁４および添梁１４には、同じく図４および図５に示すように、相対する他方の梁に向けて突出した状態に複数のアンカー３０が設置されている。
これらアンカー３０はそれぞれの梁の長さ方向すなわち水平方向に間隔を空けて並設されており、これらのうち梁４に設置されたものは梁４に形成された孔に挿入されたうえでこれに接着され、添梁１４に設置されたものは添梁１４のフランジにナットにより固定されている。
【００１６】
これらアンカー３０は、一方の梁に設置されたアンカー３０が他方の梁に設置されたアンカー３０間に先端を突き出した状態に互い違いに配置され、さらにこれらアンカー３０には梁４と添梁１４との間の割裂を防止するためのスパイラル筋３１が梁の長さ方向に添ってからめられて梁４と添梁１４とが連結されている。
【００１７】
さらに、連結された梁４と添梁１４との間の空間には、コンクリートが打設充填されてアンカー３０とスパイラル筋３１とがこのコンクリートに埋設され、梁４と添梁１４とが一体化された状態となっている。
【００１８】
上記のように構成された外部架構１０を有する既存建築物１について、水平方向の剛性を外部架構１０構築前の状態と比較すると、図６に示すように、Ｘ方向成分についてはＡ〜Ｂ間、およびＣ〜Ｄ間の各軸部材により外部架構１０に既存建築物１の水平力がスムーズに伝達される。Ｙ方向成分についてはａ〜ｂ間、およびｃ〜ｄ間の各軸部材により軸剛性が向上する。
【００１９】
すなわち、外部架構１０が構築された既存建築物１においては、既存の柱３と添柱１３、および既存の梁４と添梁１４とが一体化され、これによって鉄骨トラス構造の外部架構１０の剛性が増し、既存建築物１と外部架構１０との間に立体補強効果が生れて補強されるので、外部架構１０を構成する各軸部材の軸剛性が既存建築物１により増大し、外部架構１０の負担率が向上するため、既存建築物１の耐震性が格段に向上する。
しかも、既存建築物１内部の改修工事をほどんど必要としないため、既存建築物１の使用体制に影響を及ぼすことがない。そのため補強工事に要する期間を短く済ませられる。
【００２０】
なお、本実施形態における外部架構１０の形状はその一例であって、補強をなすべき既存建築物の形状、必要となる補強強度等の条件によって様々な形状に構築されることはいうまでもない。
また、本実施形態のように既存躯体と外部架構との間隔が広い場合には、その間にコンクリートを充填するのが有効であるが、既存躯体と外部架構との間隔が狭く、コンクリートの充填性が劣る場合には、例えば無収縮モルタル、樹脂モルタル、エポキシ樹脂を混ぜたモルタルを充填するのが有効である。
さらに、アンカー２０、３０にかえてスタッドボルトを採用する等してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された既存建築物の耐震補強構造によれば、既存建築物の柱と外部架構の一部をなす添柱とを間隔を空けてアンカーで連結すると共に添柱の周囲に配筋を施し、該添柱の周囲と前記柱及び添柱の空間とにコンクリートを打設充填することで既存の柱と添柱とが一体化して柱が打ち増しされ、これによって外部架構の剛性が増すとともに既存建築物と外部架構との間に立体補強効果が生れ、外部架構を構成する各軸部材の軸剛性が既存建築物により補強されるので、外部架構の効率が大きく向上し、既存建築物の耐震性を格段に向上させることができる。しかも、既存建築物内部の改修工事をほどんど必要としないので、既存建築物の使用体制に影響を及ぼすことがなく補強工事に要する期間が短い。
【００２２】
また、請求項２に記載された既存建築物の耐震補強構造によれば、既存の柱と添柱だけでなく、既存建築物の梁と外部架構の一部をなす添梁とをアンカーで連結するとともにこれら梁間にコンクリートを打設充填することで既設の梁と添梁とを一体化され、これによって外部架構にスムーズに軸力を伝達できるので、既存建築物の耐震性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る既存建築物の耐震補強構造の一実施形態として、外部架構を備える既存建築物を示す正面図である。
【図２】 同じく、外部架構を備える既存建築物の側面図である。
【図３】 外部架構の基礎部分を示す側方断面図である。
【図４】 既存建築物の柱と外部架構の添柱との接合状態を示す側方図である。
【図５】 既存建築物の梁と外部架構の添梁との接合状態を示す平面図である。
【図６】 外部架構を備える既存建築物の水平方向の軸力の伝達性能向上を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１ 既存建築物
３ 既存の柱
４ 既存の梁
１０ 外部架構
１３ 添柱
１４ 添梁
２０、３０ アンカー
Ｇ 地盤

Claims (2)

1. 既存建築物の耐震性を向上させるための補強構造であって、前記既存建築物を構成する既存の柱に近接させて添柱を立設するとともに該添柱を一部とする外部架構を既存建築物に隣接させて構築し、これら既存の柱と添柱とを間隔を空けてアンカーで連結すると共に添柱の周囲に配筋を施し、該添柱の周囲と前記柱及び添柱の空間とにコンクリートを打設充填することで前記柱と添柱とを一体化して前記柱を打ち増ししたことを特徴とする既存建築物の耐震補強構造。
2. 請求項１に記載された既存建築物の耐震補強構造であって、前記既存建築物を構成する既存の梁に近接させて前記添柱間に添梁を架設し、これら既存の梁と添梁とをアンカーで連結し、該梁間にコンクリートを打設充填して構築されることを特徴とする既存建築物の耐震補強構造。

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