JP2003049547A - 既存建物の制震・耐震補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 日常業務を妨げることなく構築できる既存建
物の制震・耐震補強構造を提供することである。 【解決手段】 既存建物の制震・耐震補強構造１は、コ
ンクリート構造物の柱２と梁３とで囲まれた架構内に鉄
骨枠体５が設置され、該鉄骨枠体５と、柱２および梁３
との間に形成された間隙部７には、鉄骨枠体５側から突
出されたスタッドボルト８と、柱２および梁３側から突
出された接続用コッター９とが重ね配置され、かつモル
タル１１が充填されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は既存建物の制震・耐
震補強構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、頻繁に発生する地震により、多く
の建物が被害を受けている。このような地震に対処する
ため、新築の建物は耐震性を配慮した設計がなされてい
る。一方、既存の建物の多くは耐震性が劣るため、柱と
梁との架構内に制震用ブレースまたは耐震用ブレースを
設置すると同時に、柱または梁自身を補強する場合があ
る。

【０００３】図１０は、コンクリート構造物構造物の制
震・耐震補強構造２２の一例を示したものであり、鋼板
や繊維シートが巻かれた柱２３と梁２４で囲まれた架構
内２５に、制震用ブレース（または耐震用ブレース）２
６を備えた鉄骨枠体２７が取り付けられている。この鉄
骨枠体２７は、スタッドボルト２８と、柱２３および梁
２４からのアンカー筋２９とが間隙部３０で重ね配筋さ
れ、ここにモルタル３１が充填されて取り付けられてい
る。また制震用ブレース２６は、通常の耐震用ブレース
に比べて、早期に地震エネルギーを吸収するため、周辺
架構の小さな変形を鉄骨枠体２７を介して伝達する必要
がある。一方、アンカー筋２９は径が細いので、周辺架
構の小さな変形を伝達するには数多く設ける必要があ
る。しかし、上記のアンカー筋２９は、柱２３および梁
２４の仕上げモルタルをはつった後に、ドリルで掘った
穴へ挿入するため、数多くのアンカー筋を設けると騒音
・振動・粉塵が発生して、日常業務を行いながら施工す
るのが困難であった。そのため夜間工事または一時的な
移転が必要となり、工事費および工期が増加するという
問題があった。またアンカー筋２９は狭い間隔で連続的
に多数取り付けられるため、この取付孔による断面欠損
で柱２３または梁２４に巻いた鋼板３２が切断された状
態になって、柱２３および梁２４の耐震強度を高めるこ
とができないという問題があった。

【０００４】そこで、図１１に示すように、既存の柱２
３および梁２４の周囲にコンクリート構造物の躯体３３
を増設して耐力を高め、そこにアンカー筋２９を後施工
して、鉄骨枠体２７を設置していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の耐震構
造は、柱の断面積が増大し、部屋の使い勝手が悪くなる
他、鉄筋の組立、型枠の設置、コンクリートの打設とい
う新たな作業が発生するため工期とコストがかかるとい
う問題があった。

【０００６】本発明はこれらの問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、耐震補強と同時に柱または梁の
補強ができる既存建物の制震・耐震補強構造を提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段である請求項１の発明は、コンクリート構造物
の柱と梁のうちの少なくとも一方に補強部材が巻き付け
られ、これらの柱と梁とで囲まれた架構内に鉄骨枠体が
設置され、該鉄骨枠体と、柱および梁との間に形成され
た間隙部には、鉄骨枠体側から突出されたスタッドボル
トと、柱および梁側から突出された接続用コッターとが
重ね配置され、かつモルタルが充填されたことを特徴と
する。また請求項２の発明は、請求項１において、接続
用コッターは、その先端が柱筋および梁筋の手前までし
か挿入されないことを特徴とする。また請求項３の発明
は、請求項１または２において、接続用コッターが鋼管
またはプレキャストコンクリート柱体であることを特徴
とする。また請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かにおいて、スタッドボルトと接続用コッターとの重ね
部には、補強筋が配筋されたことを特徴とする。また請
求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、鉄
骨枠体には制震用ダンパー、制震用ブレース、耐震用鋼
板、耐震用ブレースのいずれかが設けられたことを特徴
とする。また請求項６の発明は、コンクリート構造物に
おける柱と梁とで囲まれた架構内に変位依存型ダンパー
を備えた鉄骨枠体が設置され、他の架構内には速度依存
型ダンパーを備えた鉄骨枠体が設置され、前記鉄骨枠体
と、柱および梁との間に形成された間隙部には、鉄骨枠
体側から突出されたスタッドボルトと、柱および梁側か
ら突出された接続用コッターとが重ね配置され、かつモ
ルタルが充填されたことを特徴とする。

【０００８】架構内の補強と同時に柱または梁の補強が
できるので、既存梁に補強用のコンクリート構造物躯体
を増設する必要がない。既存柱と補強部材との間にモル
タルと、鉄骨枠体と、柱および梁との間隙部のモルタル
とが同時に充填できる。制震用ダンパーまたは制震用ブ
レースは、早期に地震エネルギーを吸収するため、通常
の耐震用ブレースに比べて、小さい変形でも周辺の架構
と一体に挙動することが求められる。また接続用コッタ
ーはあと施工アンカーより剛性、耐力が大きいので、制
震用ダンパーまたは制震用ブレースの取り付けに適して
おり、アンカー筋より施工本数が少なくなる。接続用コ
ッターは回転式のコアドリルで掘った溝に挿入されるた
め、振動・騒音・粉塵の発生が少なく、日常業務の停止
や、移転をせずに、居ながらの制震・耐震補強構造の施
工が可能となる。接続用コッターは、その先端が柱筋ま
たは梁筋の手前までしか挿入されないことにより、鉄筋
を傷めず、安全かつ短時間で取り付けられる。接続用コ
ッターである鋼管またはプレキャストコンクリート柱体
は、アンカー筋より大径で、１本あたりの剛性・耐力が
増すため、仕上げモルタルをはつらなくても十分な補強
効果を得ることができる。スタッドボルトと接続用コッ
ターとの重ね部に配筋された補強筋により、間隙部に充
填されたモルタルを補強することができる。接続用コッ
ターにより、鉄骨枠体が周囲のコンクリート構造物の躯
体へ剛強に接合されるため、制震用ダンパーまたは制震
用ブレースには様々な特性をもつダンパーが使用でき
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の既存建物の制震・
耐震補強構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明
する。図１は第１の実施の形態の既存建物の制震・耐震
補強構造１であり、鉄筋コンクリート構造物または鉄骨
鉄筋コンクリート構造物における柱２に、補強部材であ
る鋼板４（または繊維シート）が巻き付けられて補強さ
れ、該柱２と梁３とで囲まれた架構内に鉄骨枠体５が設
置されて構成されている。

【００１０】この鉄骨枠体５の内側には低降伏点鋼の制
震用ブレース６、またはオイルダンパーなどの制震用ダ
ンパー、耐震用鋼板、耐震用ブレース（いずれも図示せ
ず）が設置されている。また鉄骨枠体５と、柱２および
梁３との間に形成された間隙部７には、鉄骨枠体５から
突出したスタッドボルト８と、柱２および梁３から突出
した接続用コッター９とが重ね配置されている。また、
このスタッドボルト８と接続用コッター９との重ね部に
は、補強筋１０であるスパイラル筋が配筋されて、間隙
部７に充填されたモルタル１１を補強している。

【００１１】接続用コッター９は鋼管、またはプレキャ
ストコンクリートの円柱体であり、回転式のコアドリル
で柱２および梁３に掘った孔１２へ挿入されて接着剤１
３で固定され、外周に設けた鍔９ａが鋼板４に溶接され
て鋼管の接合をより高めている。また鋼管に鍔９ａを設
けない場合は接着剤１３のみで固定される。前記孔１２
は深さが柱筋１４または梁筋１５の手前までしかないた
め、この鉄筋１４、１５を傷付けず、かつ騒音・振動・
粉塵を発生させずに形成することができる。また鋼管な
どの接続用コッター９はアンカー筋よりも大径で、１本
あたりの剛性および耐力が大きいので、仕上げモルタル
１６をはつらず、かつアンカー筋よりも少ない本数で十
分な補強効果を得ることができる。また鋼板４に開けら
れる取付孔も少ないため、断面欠損が小さくなる。した
がって、地震による面内方向および直交方向の力にも有
効に対応することができる。

【００１２】図４は、間隙部７に配筋された他の補強筋
１０を示したものであり、（１）は４本の軸筋１７の周
りにスパイラル筋（または閉鎖型鉄筋）１８を配筋した
ものである。一方、同図の（２）は、接続用コッター９
の両側に配筋した軸筋１７間にはしご筋１９を配筋した
ものである。これらは鉄骨枠体５の大きさや間隙部７の
幅によって使い分けるが、いずれもモルタル１１を十分
に補強して、鉄骨枠体５と、柱２および梁３との一体性
を強化する。

【００１３】また図５および６は、第２の実施の形態の
既存建物の制震・耐震補強構造２０を示し、梁３のみに
鋼板（または繊維シート）４を巻き付けたものであり、
これ以外は実施の形態の既存建物の制震・耐震補強構造
１と同じ構成である。よって柱２と梁３とで囲まれた架
構内を鉄骨枠体５で補強すると同時に、梁３も補強する
ことができる。

【００１４】また図７は、第３の実施の形態の既存建物
の制震・耐震補強構造２０ａを示し、柱２と梁３との双
方に鋼板（または繊維シート）４を巻き付け、この柱２
と梁３とで囲まれた架構内に鉄骨枠体５を設置したもの
であり、これ以外は実施の形態の既存建物の制震・耐震
補強構造１と同じ構成である。よって柱２と梁３とで囲
まれた架構内を鉄骨枠体５で補強すると同時に、柱２お
よび梁３をも補強することができる。したがって、地震
による面内方向および直交方向の力にも有効に対応する
ことができる。

【００１５】また図８および９は、第４の実施の形態の
既存建物の制震・耐震補強構造２１を示したものであ
る。このうち（１）は、補強部材である鋼板４が巻かれ
た柱２と、梁３とで囲まれた架構内に構築された耐震壁
２１ａが、連結筋付きの接続用コッター９で柱２と梁３
とに一体接合されたものである。一方、同図の（２）は
柱２と、補強部材である鋼板４が巻かれた梁３とで囲ま
れた架構内に構築された耐震壁２１ａが、連結筋付きの
接続用コッター９で柱２と梁３に一体接合されたもので
ある。これらは、いずれも振動・騒音・粉塵の発生を少
なくし、日常業務の停止や、移転をせずに構築すること
ができる。

【００１６】また、上記の制震・耐震補強構造１の他
に、上記の架構内、すなわち柱２と梁３のうちの少なく
とも一方に鋼板（または繊維シート）４が巻き付けられ
て形成された架構内に、低降伏点鋼等の変位依存型ダン
パーを備えた鉄骨枠体５を設置し、その他の架構内（柱
２と梁３のうちの少なくとも一方に鋼板４などが巻き付
けられて形成された）にはオイルダンパー等の速度依存
型ダンパーを備えた鉄骨枠体５を設置した制震・耐震補
強構造を構築することもできる。また、前記鉄骨枠体５
と、柱２および梁３との間に形成された間隙部７には、
前記と同様に、鉄骨枠体５側から突出されたスタッドボ
ルト８と、柱２および梁３側から突出された接続用コッ
ター９とが重ね配置され、かつモルタル１１が充填され
ている。このようにタイプの異なるダンパーを一つの構
造物に併存すると、地震によるどのような力にも対応す
ることができるようになる。

【００１７】

【発明の効果】既存柱または梁の鉄筋コンクリート躯体
を増設することなく架構の補強と同時に、柱および梁の
補強ができる。

【００１８】既存柱と補強部材との間にモルタルと、鉄
骨枠体と、柱および梁との間隙部のモルタルとが同時に
充填できる。

【００１９】接続用コッターは回転式のコアドリルで掘
った溝に挿入されるため、振動・騒音・粉塵の発生が少
なく、日常業務の停止や、移転をせずに、居ながらの制
震・耐震補強構造の施工が可能となる。

【００２０】接続用コッターは、その先端が柱筋または
梁筋の手前までしか挿入されないため、鉄筋を傷めるこ
となく、安全かつ短時間で取り付けられる。

【００２１】接続用コッターである鋼管またはプレキャ
ストコンクリート柱体は、アンカー筋より大径で、１本
あたりの剛性・耐力が増すため、仕上げモルタルをはつ
らなくても十分な補強効果を得ることができる。

【００２２】スタッドボルトと接続用コッターとの重ね
部に配筋された補強筋により、間隙部に充填されたモル
タルを補強することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の既存建物の制震・耐震補強
構造の断面図である。

【図２】（１）は図１のＡ−Ａ線断面図、（２）は鋼管
の断面図である。

【図３】（１）は図１のＢ−Ｂ線断面図、（２）は
（１）のＣ−Ｃ線断面図である。

【図４】（１）および（２）は他の補強筋を配筋した間
隙部の断面図である。

【図５】第２の実施の形態の既存建物の制震・耐震補強
構造の断面図である。

【図６】（１）は図５のＤ−Ｄ線断面図、（２）は同図
のＥ−Ｅ線断面図である。

【図７】（１）および（２）は第３の実施の形態の既存
建物の制震・耐震補強構造の断面図である。

【図８】（１）および（２）は第４の実施の形態の既存
建物の制震・耐震補強構造の断面図である。

【図９】（１）および（２）は第４の実施の形態の既存
建物の制震・耐震補強構造の断面図である。

【図１０】従来の既存建物の制震・耐震補強構造の断面
図である。

【図１１】（１）および（２）は、従来の既存建物の制
震・耐震補強構造の断面図である。

【符号の説明】

１、２０、２１、２２ 制震・耐震補強構造 ２、２３ 柱 ３、２４ 梁 ４、３２ 鋼板 ５、２７ 鉄骨枠体 ６、２６ 制震用ブレース ７、３０ 間隙部 ８、２８ スタッドボルト ９ 接続用コッター ９ａ 鍔 １０ 補強筋 １１、３１ モルタル １２ 孔 １３ 接着剤 １４ 柱筋 １５ 梁筋 １６ 仕上げモルタル １７ 軸筋 １８ スパイラル筋 １９ はしご筋 ２２ａ 耐震壁 ２５ 架構内 ２９ アンカー筋 ３３ コンクリート構造物の躯体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向井 幸一 東京都中央区京橋１−７−１ 戸田建設株 式会社内 (72)発明者 中原 理揮 東京都中央区京橋１−７−１ 戸田建設株 式会社内 (72)発明者 三輪 明広 東京都中央区京橋１−７−１ 戸田建設株 式会社内 Ｆターム(参考） 2E176 AA04 BB28

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート構造物の柱と梁のうちの少
   なくとも一方に補強部材が巻き付けられ、これらの柱と
   梁とで囲まれた架構内に鉄骨枠体が設置され、該鉄骨枠
   体と、柱および梁との間に形成された間隙部には、鉄骨
   枠体側から突出されたスタッドボルトと、柱および梁側
   から突出された接続用コッターとが重ね配置され、かつ
   モルタルが充填されたことを特徴とする既存建物の制震
   ・耐震補強構造。
2. 【請求項２】 接続用コッターは、その先端が柱筋また
   は梁筋の手前までしか挿入されないことを特徴とする請
   求項１に記載の既存建物の制震・耐震補強構造。
3. 【請求項３】 接続用コッターは鋼管またはプレキャス
   トコンクリート柱体であることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の既存建物の制震・耐震補強構造。
4. 【請求項４】 スタッドボルトと接続用コッターとの重
   ね部には、補強筋が配筋されたことを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載の既存建物の制震・耐震補強構
   造。
5. 【請求項５】 鉄骨枠体には制震用ダンパー、制震用ブ
   レース、耐震用鋼板、耐震用ブレースのいずれかが設け
   られたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
   の既存建物の制震・耐震補強構造。
6. 【請求項６】 コンクリート構造物における柱と梁とで
   囲まれた架構内に変位依存型ダンパーを備えた鉄骨枠体
   が設置され、他の架構内には速度依存型ダンパーを備え
   た鉄骨枠体が設置され、前記鉄骨枠体と、柱および梁と
   の間に形成された間隙部には、鉄骨枠体側から突出され
   たスタッドボルトと、柱および梁側から突出された接続
   用コッターとが重ね配置され、かつモルタルが充填され
   たことを特徴とする既存建物の制震・耐震補強構造。