JP2003074192A - 耐震補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用中の既存建物への適用を促進するため
に、工事による建物内部の執務環境への影響を極力小さ
くし、補強効果も設計通り確実に得られる耐震補強構造
を提供する。 【解決手段】 既存建物Ｋの躯体外側に接して構築され
る補強架構１と、補強架構１の構面方向に配設される緊
張材３とからなり、緊張材３に緊張力を導入することに
よって既存建物Ｋに補強架構１を圧着する耐震補強構造
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄筋コンクリート
造や鉄骨鉄筋コンクリート造などの既存建物の耐震性能
の向上を図る目的で用いられる耐震補強構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の耐震補強構造としては、
既存建物の躯体の構面内において構築されるブレースや
耐震壁からなる補強架構を既存建物にあと施工アンカー
によって一体化させるものや、建物の内部で工事できな
い場合には、既存建物の躯体外側に接して構築される補
強架構を建物にあと施工アンカーによって一体化させる
ものが知られている。

【０００３】ここで、補強架構とは、既存建物と一体化
することで不足している既存建物の剛性や耐力を補い、
耐震性能を向上させるもので、柱と梁からなるラーメン
構造に、ブレースや壁などを組み合わせた架構が一般的
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな耐震補強構造では、あと施工アンカーにより地震力
に抵抗する補強架構と既存建物とを一体化する必要があ
り、かかるアンカーの打ち込みによって発生する騒音や
振動・粉塵などが使用中の建物における執務環境を非常
に悪化させてしまうので、実質的には、使用中の建物へ
の適用は相当に困難となっている。

【０００５】また、実際の施工で打設可能なアンカーの
数や太さに制限があったり、既存躯体の内部の鉄筋が邪
魔となって設計通りに打設できないことから、地震力を
受けた場合には、補強架構及び既存建物の接合面でずれ
が発生し、両者の一体性が損なわれることも懸念され
る。このような接合面でのずれによるタイムラグが、既
存建物の地震時応答を大きくしてしまい、耐震性能の向
上効果が設計通り発揮されない場合も多いと考えられ
る。

【０００６】そこで、本発明の課題は、使用中の既存建
物への適用を促進するために、工事による建物内部の執
務環境への影響を極力小さくし、補強効果も設計通り確
実に得られる耐震補強構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
耐震補強構造は、既存建物の躯体外側に接して構築され
る補強架構と、前記補強架構の軸組方向に配設される緊
張材とからなり、前記緊張材に緊張力を導入することに
よって前記既存建物に前記補強架構を圧着することを特
徴としている。

【０００８】本発明によれば、補強架構を既存建物に緊
張材を用いて一体化させることとしたので、従来のよう
にあと施工アンカー打設による騒音や振動・粉塵などが
発生せず、工事による建物内部の執務環境への影響を極
力小さくすることが可能となるとともに、導入する緊張
力を大きくすることで終局でも補強架構及び既存建物の
接合面でずれが発生せず、補強効果も設計通り確実に得
られる耐震補強構造を提供することが可能となる。

【０００９】このような技術的手段において、前記補強
架構としては、既存建物の躯体外側に接して構築される
ものであれば、ラーメン架構やトラス架構等の構造形式
の別や、耐力壁や鉄骨ブレース等の要素を含むか否かな
どの別を問わない。

【００１０】ただし、圧着によって余計な曲げ応力が既
存建物の柱に生じないようにするためには、前記補強架
構は、梁及び緊張材の少なくともいずれか一方で前記既
存建物の梁又はスラブの高さ位置を囲う構造を含むこと
が好ましい。

【００１１】ここでいう梁には、緊張材が配設されて既
存建物に圧着されるもののみならず、そのような圧着作
用を奏しない単なる構造部材であるものをも包含する。

【００１２】これらの場合において、前記補強架構は、
前記既存建物の複数スパンごとに設けられる大型の柱を
有する大型ラーメン架構で形成されるものとすれば、各
スパンにおける様々な変位が累積されて増幅されるの
で、ブレースやダンパーの性能を十分に活用することが
でき、制震補強にも対応しやすくなる。

【００１３】一方、前記緊張材としては、前記補強架構
の軸組方向に配設され、緊張力を導入することにより既
存建物に該補強架構を圧着し得るものであれば十分であ
り、導入が必要な緊張力の大きさなどに対応して、例え
ばＰＣ鋼材等の中からＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より
線などを適宜選定して用いることができる。

【００１４】ここで、軸組方向とは、必ずしも緊張材が
既存建物の外壁面と平行な方向に直線を形成しながら配
設されている場合に限られず、緊張材が、該外壁面と平
行ではない方向に直線を形成しながら配設されている場
合であってもよく、又は、曲線を形成しながら配設され
ている場合であっても差し支えない。それゆえ、同じ補
強架構において、既存建物の外壁面と平行な方向に直線
を形成する緊張材と該外壁面と平行ではない方向に直線
を形成する緊張材を併用する態様や直線を形成する緊張
材と曲線を形成する緊張材を併用する態様もあり得る。

【００１５】また、前記緊張材としては、どのような方
式により緊張力が導入されていてもよく、それゆえ、実
際の施工が可能である限り、緊張後にグラウトして付着
力を付与するボンド方式のみならず、アンボンド鋼材を
利用しても差し支えない。

【００１６】ただし、ポストテンション方式を採用する
場合において、補強架構の既存建物への圧着をさらに確
実にしようとする観点からすれば、前記緊張材は、前記
補強架構のうち既存建物に圧着しようとする部分におい
て、中央部に近づく程外側を通り、両端部に近づく程内
側を通るように湾曲して配設され、該部分の両端部にそ
れぞれ定着されることが好ましい。

【００１７】この場合、前記緊張材の前記両端部への定
着方法は、使用しようとするＰＣ鋼材等の種類や材料の
性質などに対応して、適宜選定して採用することができ
る。

【００１８】なお、既存建物の水平構面が矩形ではなく
凹凸があるような場合に十分な耐震性能の向上効果を得
るには、既存建物の凹部に水平ブレースを入れて水平構
面を調節することが必要となる。また、補強架構の構成
部材としてプレキャストコンクリート材や鉄骨又は鋼管
を用いる場合には、圧着力を既存躯体に伝達して一体性
を確保するために、補強架構と既存建物の接合部に適宜
グラウト材を充填することが必要となる。さらに、補強
架構及び既存建物の一体化による地震時の層せん断力の
増加分を既存建物の基礎構造が負担しきれない場合に
は、前記補強架構は、直下に設けられる基礎構造を含む
ことが必要となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態を詳細に説明する。

【００２０】◎実施の形態１ 図１は本発明の実施の形態１に係る耐震補強構造の全体
構成を示す図（（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、
（ｃ）は側面図）、図２は該耐震補強構造の部分構成を
示す平断面図である。

【００２１】なお、以下の説明では、既存建物及び補強
架構として鉄筋コンクリート構造を採用するが、これ以
外の構造形式を採用する場合についても妥当性を有する
ものである。

【００２２】この実施の形態１において、耐震補強構造
は、これらの図に示すように、補強架構１と、シース２
と、緊張材３とから構成されている。以下、各構成要素
について詳細に説明する。

【００２３】（１）補強架構１ 補強架構１は、既存建物Ｋの躯体外側に接して構築され
るものである。

【００２４】ここで、補強架構１としては、必要とされ
る耐震性能に対応して、正面側にあっては、図１（ａ）
に示すように、後述する環構造１１と、上部構造からの
荷重を支え基礎構造に伝える大型の柱１２と、地震力に
よる補強架構１の変形を防ぐブレース１３とからなる骨
組を、また、背面側にあっては、図１（ｂ）に示すよう
に、環構造１１と、大型の柱１２とからなる骨組を、さ
らに、側面側にあっては、図１（ｃ）に示すように、環
構造１１と、大型の柱１２と、部分的に配設されるブレ
ース１３とからなる骨組を、それぞれ採用している。

【００２５】具体的には、この補強架構１は、図２に示
すように、梁１１ａで既存建物Ｋの梁の高さ位置を囲う
四角形の環構造１１を含むものとして構成されている。

【００２６】なお、既存建物Ｋの水平構面が矩形ではな
く凹凸がある形状を呈していることから、既存建物Ｋの
凹部に水平ブレース１１ｂを入れて水平構面を調節する
こととし、もって十分な耐震性能の向上効果を得ること
としている。

【００２７】このような環構造１１を含む補強架構１に
緊張力を導入して既存建物Ｋと一体化することにより、
確実に耐震性能を向上させることが可能となっている。

【００２８】そして、このような補強架構１は、既存建
物Ｋの複数スパンごとに設けられる大型の柱１２を有す
る大型ラーメン架構で形成されている。これにより、各
スパンの変位が累積されて増幅されるので、ブレースや
ダンパーの性能を十分に活用することができ、制震補強
にも対応可能となっている。

【００２９】なお、このような補強架構１及び既存建物
Ｋを一体化した上部構造を採用する場合には、補強架構
１の付加に伴う地震時の層せん断力の増加分を既存建物
Ｋが本来的に有している基礎構造１４が負担することと
なるが、一般的には、補強架構１も含めた上部構造の全
体を支える程の余裕はない。

【００３０】そこで、この実施の形態１においては、補
強架構１は、図１に示すように、直下に設けられる基礎
構造１４を含むものとして構成されている。

【００３１】（２）シース２ シース２は、図２に示すように、補強架構１のうち既存
建物Ｋに圧着しようとする梁１１ａにおいて、軸組方向
に配設されるものであり、中央部に近づく程外側を通
り、両端部に近づく程内側を通るように湾曲しているも
のである。

【００３２】なお、この実施の形態１においては、ＰＣ
鋼より線及びコンクリートの間における付着力の確保の
観点から、緊張材３を梁１１ａの両端部にそれぞれ定着
した後、シース２の内部にグラウトを注入することとし
ている。

【００３３】（３）緊張材３ 緊張材３は、図２に示すように、補強架構１のうち既存
建物Ｋに圧着しようとする梁１１ａにおいて、軸組方向
に配設されるものであり、中央部に近づく程外側を通
り、両端部に近づく程内側を通るように湾曲しているも
のである。

【００３４】具体的には、この緊張材３は、シース２を
通され緊張状態とされて梁１１ａの両端部にそれぞれ定
着され、終局時でも一体性を確保できるように必要な緊
張力を導入し、補強架構１ａを既存建物Ｋに圧着する役
割を果たす。

【００３５】この実施の形態１における緊張材３として
は、ＰＣ鋼より線を用いている。これにより、梁１１ａ
においてシース２が描く曲線に容易に対応することが可
能となっている。また、定着方法としては、油圧ジャッ
キで緊張状態におかれたＰＣ鋼より線の両端部を鋼製の
くさびで定着する方法を採用している。

【００３６】すなわち、補強架構１を既存建物Ｋにあと
施工アンカーを用いないで緊張材３を用いて一体化させ
て既存建物Ｋの剛性や耐力を改善することができる。

【００３７】それゆえ、施工時に発生する騒音や振動・
粉塵などを最小限に抑え、工事による既存建物Ｋ内部の
執務環境への影響を極力小さくすることが可能となる。

【００３８】一方、終局時においても一体化が確保され
るように、補強架構１が既存建物Ｋに圧着されるので、
補強架構１及び既存建物Ｋの接合面でのずれによって履
歴エネルギー吸収が低下し、既存建物Ｋの応答が大きく
なるような事態を回避することができる。また、小さい
変位領域においても、ブレースやダンパーが所定の性能
を発揮できるので、確実な補強効果が得られる。

【００３９】◎実施の形態２ 図３は本発明の実施の形態２に係る耐震補強構造の全体
構成を示す図（（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、
（ｃ）は側面図）、図４は該耐震補強構造の部分構成を
示す平断面図である。なお、実施の形態１と同様な構成
要素については実施の形態１と同様な符号を付してここ
ではその詳細な説明を省略する。

【００４０】この実施の形態２に係る耐震補強構造の基
本的な構成は、これらの図に示すように、実施の形態１
と略同様であるが、既存建物Ｋの梁又はスラブの高さ位
置を囲う四角形の環構造１１が、梁１１ａのみからなる
ものではなく、梁１１ａ及び緊張材１１ｃからなるもの
として構成されている。ここで、緊張材１１ｃは、緊張
状態とされて両側に隣接する梁１１ａの端部にそれぞれ
定着されている。

【００４１】一方、この場合においても、補強架構１を
既存建物Ｋにアンカーを用いないで緊張材３を用いて一
体化させることができる。それゆえ、工事による既存建
物Ｋ内部の執務環境への影響を極力小さくでき、補強効
果も設計通り確実に得られる点においては、実施の形態
１と異なるところがない。

【００４２】したがって、実施の形態１と略同様な効果
が得られることに加えて、補強架構１が既存建物Ｋの四
周全面に必要とされない場合においても、使用中の既存
建物Ｋへの適用が可能となっている。

【００４３】◎実施の形態３ 図５は本発明の実施の形態３に係る耐震補強構造の全体
構成を示す図（（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、
（ｃ）は側面図）、図６は該耐震補強構造の部分構成を
示す平断面図である。なお、実施の形態１と同様な構成
要素については実施の形態１と同様な符号を付してここ
ではその詳細な説明を省略する。

【００４４】この実施の形態３に係る耐震補強構造の基
本的な構成は、これらの図に示すように、実施の形態１
と略同様であるが、既存建物Ｋの梁又はスラブの高さ位
置を囲う四角形の環構造１１が、梁１１ａのみからなる
ものではなく、梁１１ａ及び変形梁１１ｄからなるもの
として構成されている。ここで、変形梁１１ｄは、中央
に外側に突出する突出部を備えるものである。

【００４５】そして、シース２及び緊張材３は、図６に
示すように、補強架構１のうち既存建物Ｋに圧着しよう
とする変形梁１１ｄの部分において、軸組方向に配設さ
れるが、変形梁１１ｄの突出部に近づく程外側を通り、
端部に近づく程内側を通る直線を形成し、緊張材３は、
シース２を通され緊張状態とされて変形梁１１ｄの端部
と変形梁１１ｄの突出部にそれぞれ定着されている。

【００４６】一方、このような実施の形態３において
も、補強架構１を既存建物Ｋにあと施工アンカーを用い
ないで緊張材３を用いて一体化させることが可能となっ
ており、したがって、実施の形態１と略同様な効果が得
られることとなる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、あと施工アンカーを用
いずに補強架構と既存建物を一体化できるので、工事に
よる建物内部の執務環境への影響を極力小さくし、補強
効果も設計通り確実に得られる耐震補強構造を提供する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る耐震補強構造の全
体構成を示す図（（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、
（ｃ）は側面図）である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る耐震補強構造の部
分構成を示す平断面図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係る耐震補強構造の全
体構成を示す図（（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、
（ｃ）は側面図）である。

【図４】本発明の実施の形態２に係る耐震補強構造の部
分構成を示す平断面図である。

【図５】本発明の実施の形態３に係る耐震補強構造の全
体構成を示す図（（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、
（ｃ）は側面図）である。

【図６】本発明の実施の形態３に係る耐震補強構造の部
分構成を示す平断面図である。

【符号の説明】

１…補強架構 ２…シース ３…緊張材 １１…環構造 １１ａ…梁 １１ｂ…水平ブレース １１ｃ…緊張材 １１ｄ…変形梁 １２…大型の柱 １３…ブレース １４…基礎構造 Ｋ…既存建物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既存建物の躯体外側に接して構築される
   補強架構と、 前記補強架構の軸組方向に配設される緊張材とからな
   り、 前記緊張材に緊張力を導入することによって前記既存建
   物に前記補強架構を圧着することを特徴とする、耐震補
   強構造。
2. 【請求項２】 前記補強架構は、梁及び緊張材の少なく
   ともいずれか一方で前記既存建物の梁又はスラブの高さ
   位置を囲う構造を含むことを特徴とする、請求項１に記
   載の耐震補強構造。
3. 【請求項３】 前記補強架構は、前記既存建物の複数ス
   パンごとに設けられる大型の柱を有する大型ラーメン架
   構で形成されることを特徴とする、請求項１又は請求項
   ２に記載の耐震補強構造。