JP2001311314A - 既存建物の免震構造化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 免震装置の設置によって既存建物を免震構造
化する場合に、上部構造を支持する仮受け部材数を削減
すると共に、免震装置の設置に要する空間を免震装置の
設置層で済ませ、既存建物を使用状態に置いたまま工事
を遂行することを可能にする。 【解決手段】 免震装置６を挟んで上下に区分される上
部構造と下部構造の内、上部構造側の梁３のレベルの柱
1aの周辺に補強部８を付加して上部構造側に一体化さ
せ、免震装置６の設置完了までの間の上部構造の荷重を
補強部８において下部構造に支持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は積層ゴム支承や滑
り支承等の免震装置の設置によって既存建物を免震構造
化する既存建物の免震構造化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】既存建
物の免震構造化は免震装置の設置層で区分される上部構
造の荷重をジャッキ等の仮受け部材により下部構造に支
持させた状態で、免震装置を設置すべき基礎や柱を上下
に分離させ、分離した上下の基礎間や柱間に免震装置を
挿入し、上部構造を免震装置に支持させることにより行
われる。

【０００３】例えば免震装置の設置層が基礎である場合
は図５−(a) 〜(e) に示すように最下層の床スラブを解
体・撤去し、基礎梁の周辺地盤を根切りする一方、基礎
梁を補強した後、上部構造を支持し、その荷重を地盤に
伝達するための仮受け部材としての杭を地中に挿入し、
免震装置を支持する底盤コンクリートを構築してそれと
基礎梁との間に免震装置を設置することが行われる。こ
の場合は免震装置の設置後に杭が撤去され、解体した部
分の床スラブが改めて構築される。

【０００４】この例では仮受け部材として杭を使用し、
先端の杭を支持層に到達させる必要があることから、多
数の仮受け部材を要する上、杭を継ぎ足しながら施工し
なければならないため、地盤上に杭の挿入のための複数
層に亘る空間が必要となり、そのために床スラブを解体
・撤去することが必要になっている。

【０００５】このように上部構造の支持のために必要と
する空間が複数層に亘る場合には、上部構造である建物
を使用状態に置いたまま工事を遂行することができない
ため、工事の開始から終了まで一時的に建物内の居住者
を退去させることが不可欠になる。

【０００６】また既存建物が分離することに伴う上部構
造の耐力や剛性の低下を補うために既存建物の柱・梁等
を補強することが必要になるが、上記例では全基礎梁の
断面を全長に亘って増大させることが必要となっている
ため、補強工事が大規模化している。

【０００７】この発明は上記背景より、仮受け部材数を
最小に抑え、建物を使用状態に置いたまま工事を遂行す
ることが可能な方法を提案するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では免震装置を挟
んで上下に区分される上部構造と下部構造の内、上部構
造側の梁のレベルの柱周辺に補強部を付加して上部構造
側に一体化させ、免震装置の設置完了までの間の上部構
造の荷重を補強部において下部構造に支持させることに
より、仮受け部材数を削減すると共に、上部構造に対す
る補強工事を簡素化し、免震装置の設置に要する空間を
免震装置の設置層で済ませ、既存建物を使用状態に置い
たまま工事を遂行することを可能にする。

【０００９】下部構造から分離する上部構造側の柱への
補強部の付加と共に、免震装置の規模に応じ、免震装置
を安定させて下部構造側の柱に支持させる上で、請求項
２に記載のように必要により下部構造側の柱の断面を増
大させることが行われる。

【００１０】補強部は請求項３に記載のようにコンクリ
ート、もしくは請求項４に記載のように鋼材で形成さ
れ、コンクリートの場合は現場で構築されることによ
り、またはプレキャスト化されたコンクリート部材を上
部構造の梁や柱に接合することにより柱の周辺に付加さ
れる。

【００１１】プレキャスト化されたコンクリート部材や
鋼材で補強部を形成する場合は請求項５に記載のように
上部構造の梁を挟んだ補強部間に両者を貫通するＰＣ鋼
材やボルト等の引張材を挿通させ、緊結してその端部を
補強部に定着させることで、補強部と上部構造との一体
性を強化することが行われる。コンクリートにより現場
で構築される場合も必要により引張材による補強部と上
部構造との一体性の確保が補われる。

【００１２】その他、請求項６に記載のように補強部の
底面と上部構造の梁の底面に跨って補強プレートを配置
して補強部と上部構造の梁に接合し、補強プレートによ
って補強部と上部構造との一体性を強化し、補強部が付
いた上部構造の耐力や剛性を高めることも行われる。

【００１３】免震装置を設置すべき柱の切断から、免震
装置の設置完了までの上部構造の鉛直荷重は補強部か
ら、もしくは補強部と上部構造の梁からジャッキ等の仮
受け部材を通じて下部構造に伝達されるが、補強プレー
トは上下に分離した柱間への免震装置の設置が完了する
まで、補強部において上部構造を下部構造に支持させる
間、上部構造の柱からの鉛直荷重による補強部と上部構
造の梁の底面における曲げモーメントに抵抗し、補強部
と梁の耐力を高める役目を持つ。

【００１４】補強部をコンクリート造で、もしくはコン
クリート部材で形成し、引張材であるＰＣ鋼棒で補強部
を梁に接合すると共に、それらの底面を補強プレートで
補強した場合に、上部構造の鉛直荷重を上部構造の柱か
ら作用させ、補強部と下部構造間に設置した仮受け部材
を通じて下部構造に伝達させたときの、鉛直荷重と補強
部の鉛直変位の関係を図４に示す。

【００１５】図４では荷重の目盛りを3000kNまでしか取
っていないが、図４から、補強部は3000kNを超える荷重
まで耐力の低下を生ずることがなく、設計荷重(1127kN)
の３倍以上の耐力を有していることと、設計荷重内での
補強部の挙動が弾性であることが確認される。

【００１６】免震装置の設置作業は補強部において仮受
け部材により上部構造を下部構造に支持させた状態で、
免震装置の設置部分の柱を切断して除去し、分離した上
下の柱間に免震装置を設置する、という要領で行われる
が、図４により、引張材で補強部と上部構造との一体性
を確保し、補強プレートで両者の底面を補強した場合の
補強部は特に柱の切断から免震装置の設置が完了するま
での間の十分な安全性を保有していることが分かる。

【００１７】上部構造に一体化した補強部と上部構造に
補強プレートを配置した場合に、設計荷重を遙かに超え
る耐力を有することから、柱の切断から免震装置の設置
までの間に要求される安全性を確保する上では補強プレ
ートを配置することは必ずしも必要ではない。

【００１８】以上のことから、免震装置の設置完了まで
の間に上部構造を下部構造に支持させる仮受け部材の設
置が各柱に付き、補強部、もしくは補強部と上部構造の
梁のみでよいことが裏付けられ、仮受け部材は分離した
下部構造と上部構造間に跨って設置されればよいため、
仮受け部材の設置に当たり、複数層に亘る空間を確保す
る必要がない。

【００１９】その結果、上部構造のスラブを解体・撤去
する必要がなくなり、仮受け部材の設置に要する空間が
免震装置の設置層で済むため、建物内の居住者を退去さ
せることなく、建物を使用状態に置いたまま工事を遂行
することが可能になる。

【００２０】また上部構造に対する耐力や剛性の低下を
補うための補強が柱周辺の補強部のみでよく、場合によ
り下部構造の柱の断面を増す補強を伴うのみでよいた
め、免震装置の直上階の全梁の断面を全長に亘って増大
させる必要がなく、補強工事が簡素化され、施工性が向
上する。

【００２１】

【発明の実施の形態】この発明は既存建物のいずれかの
柱１の一部に積層ゴム支承や滑り支承等の免震装置６を
設置して既存建物を免震構造化する方法である。図面で
は免震装置６が積層ゴム支承の場合を示している。

【００２２】免震装置６を設置すべき柱１に壁２が接続
している場合の例を示す図１−(a)〜(h) により施工手
順を説明する。図１は地上１階の柱１に免震装置６を設
置する場合を示しているが、免震装置６の設置階が地下
階であるか地上階であるかは問われない。また免震装置
６を設置すべき柱１には壁２が接続していない場合もあ
る。

【００２３】柱１に壁２が接続している場合、壁２の、
柱１の切断作業を行う上での障害になる部分、または免
震装置６の設置上の障害になる部分は(a) に示すように
予め切断され、除去される。

【００２４】また既存建物は免震装置６を挟んで上部構
造と下部構造に分離することから、壁２も上部構造に接
続する側と下部構造に接続する側に上下に分離させら
れ、少なくとも免震装置６の設置が完了するまでは水平
力に対する抵抗力を確保するために、分離した上部構造
側の壁2aと下部構造側の壁2bは耐震プレート７で互いに
連結される。

【００２５】耐震プレート７は免震装置６の設置完了ま
で一時的に使用される場合と、免震装置６の設置後も引
き続き、上部構造の揺れを抑制するダンパとして免震装
置６と併用される場合がある。耐震プレート７は少なく
とも免震装置６の設置が完了するまで両壁2a，2bに接合
されており、ダンパとしての機能を併せ持つ場合以外、
免震装置６の設置完了後に撤去されるが、(c) 〜(h) で
は耐震プレート７と壁2a，2bを省略している。

【００２６】壁２の分離後、(b) ，図２に示すように上
部構造側の梁３のレベルの柱１の周辺に補強部８を付加
して上部構造の梁３と柱1aに一体化させる。このとき、
分離して下部構造となる柱1bの断面が免震装置６を設置
する上で不足している場合は、コンクリート９やモルタ
ルを打ち増しする、またはそれと共に鋼板を巻く等によ
り下部構造の柱1bの断面を増大させることが行われる。

【００２７】図１，図２では補強部８が上部構造側のス
ラブ４の底面に密着して形成されているが、補強部８の
形成位置は免震装置６の柱１への設置位置で決まるた
め、上部構造側のスラブ４に密着しないこともある。

【００２８】補強部８は現場打ちコンクリート造で構築
される他、図示するようにプレキャスト化されたコンク
リート部材、または鋼製のブロックをボルトやＰＣ鋼棒
その他の引張材10により梁３に圧着接合することにより
上部構造の梁３と柱1aに一体化される。

【００２９】補強部８がコンクリート造やコンクリート
部材の場合は柱１の切断から免震装置６の設置完了まで
の間の補強部８の底面における曲げモーメントに対する
抵抗力を高めるために、図３に示すように補強部８の底
面と上部構造の梁３の底面に跨って補強プレート11が配
置される。補強プレート11は(b) の時点で上部構造の梁
３に、または梁３と補強部８にアンカー12等によって接
合される。

【００３０】補強部８の形成後、(c) ，図２に示すよう
に補強部８と下部構造のスラブ５間にサポート13とジャ
ッキ14を設置し、切断前の柱１が負担している鉛直荷重
をサポート13とジャッキ14に支持させる。この状態で
(d) に示すように柱１の、免震装置６の成に相当する区
間を切断して除去する。

【００３１】引き続き、免震装置６の下部フランジ6bを
柱1bに定着させるための、図示しないアンカープレート
とアンカーボルト等を下部構造側の柱1b上に設置し、
(e) に示すように柱1b上に無収縮モルタル15やコンクリ
ートを打設する。

【００３２】無収縮モルタル15の硬化後、(f) に示すよ
うにその上に免震装置６を設置し、下部フランジ6bをア
ンカープレートに接合する等により無収縮モルタル15等
に定着させる。

【００３３】更に免震装置６の上部フランジ6a上と上部
構造の柱1a間にアンカープレートとアンカーボルト等を
設置すると共に、(g) に示すように免震装置６の上部フ
ランジ6a上と上部構造の柱1a間に無収縮モルタル15等を
打設し、その硬化を待って上部フランジ6aをアンカープ
レートに接合する等により無収縮モルタル15等に定着さ
せることにより免震装置６の設置が完了する。

【００３４】免震装置６の設置完了後、(h) に示すよう
にサポート13とジャッキ14、及び不要な場合の耐震プレ
ート７を撤去して工事が終了する。

【００３５】

【発明の効果】免震装置を挟んで上下に区分される上部
構造側の梁のレベルの柱周辺に補強部を付加して上部構
造側に一体化させ、補強部において上部構造の荷重を下
部構造に支持させるため、既存建物を免震構造化する上
での必要な仮受け部材数を削減できる。

【００３６】また仮受け部材の設置が各柱に付き、補強
部のみでよく、分離した下部構造と上部構造間に跨って
設置されればよいため、仮受け部材の設置に当たり、複
数層に亘る空間を確保する必要がない。

【００３７】この結果、上部構造のスラブ等を解体・撤
去する必要がなくなり、仮受け部材の設置に要する空間
が免震装置の設置層で済むため、建物内の居住者を退去
させることなく、建物を使用状態に置いたまま工事を遂
行することが可能になる。

【００３８】また上部構造に対する耐力や剛性の低下を
補うための補強が柱周辺の補強部のみでよく、場合によ
り下部構造の柱の断面を増す補強を伴うのみでよいた
め、免震装置の直上階の全梁の断面を増大させる必要が
なく、補強工事が簡素化され、施工性が向上する。

【００３９】請求項５では上部構造の梁を挟んだ補強部
間に両者を貫通する引張材を挿通させ、緊結して補強部
を上部構造に一体化させるため、補強部の上部構造への
一体性が強まり、補強部を有する上部構造の耐力と剛性
が向上する。

【００４０】請求項６では補強部の底面と上部構造の梁
の底面に跨って補強プレートを配置して双方に接合し、
補強プレートによって補強部を上部構造に一体化させる
ため、免震装置の設置が完了するまで、補強部において
上部構造を下部構造に支持させる間に上部構造の柱から
の鉛直荷重による補強部と上部構造の梁の底面における
曲げモーメントに対する抵抗力が高まり、補強部と梁の
耐力が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 〜(h) は免震装置設置の施工手順を示した
立面図である。

【図２】補強部と上部構造の梁及び柱との関係を示した
斜視図である。

【図３】免震装置の設置状態を示した立面図である。

【図４】補強部を形成した上部構造の柱からの鉛直荷重
と補強部の鉛直変位の関係を示したグラフである。

【図５】(a) 〜(e) は従来の免震構造化方法の施工手順
を示した立面図である。

【符号の説明】

１……柱、1a……上部構造の柱、1b……下部構造の柱、
２……壁、2a……上部構造の壁、2b……下部構造の壁、
３……梁、４……上部構造のスラブ、５……下部構造の
スラブ、６……免震装置、6a……上部フランジ、6b……
下部フランジ、７……耐震プレート、８……補強部、９
……コンクリート、10……引張材、11……補強プレー
ト、12……アンカー、13……サポート、14……ジャッ
キ、15……無収縮モルタル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 正敏 新潟県新潟市万代１丁目３番４号 鹿島建 設株式会社北陸支店内 Ｆターム(参考） 2E176 AA04 BB28

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既存建物の柱の一部に積層ゴム支承の免
   震装置を設置する方法であり、免震装置を挟んで上下に
   区分される上部構造と下部構造の内、上部構造側の梁の
   レベルの柱周辺に補強部を付加して上部構造に一体化さ
   せ、補強部において上部構造を下部構造に支持させた状
   態で、免震装置の設置部分の柱を切断して除去した後、
   分離した上下の柱間に免震装置を設置する既存建物の免
   震構造化方法。
2. 【請求項２】 上部構造側の柱への補強部の付加と共
   に、下部構造側の柱の断面を増大させる請求項１記載の
   既存建物の免震構造化方法。
3. 【請求項３】 補強部はコンクリートで形成されている
   請求項１、もしくは請求項２記載の既存建物の免震構造
   化方法。
4. 【請求項４】 補強部は鋼材で形成されている請求項
   １、もしくは請求項２記載の既存建物の免震構造化方
   法。
5. 【請求項５】 上部構造の梁を挟んだ補強部間に引張材
   を挿通し、緊結して補強部を上部構造に一体化させる請
   求項３、もしくは請求項４記載の既存建物の免震構造化
   方法。
6. 【請求項６】 補強部の底面と上部構造の梁の底面に跨
   って補強プレートを配置し、補強プレートを補強部と上
   部構造の梁に接合する請求項３乃至請求項５のいずれか
   に記載の既存建物の免震構造化方法。