JP2005155137A - 既存建物の耐震補強外フレーム構造及び構築工法 - Google Patents

Abstract

【課題】外フレーム補強工法において、鋼材でトラスを組む耐震架構に代えて、ユニット化したプレキャストプレストレスコンクリート部材を組立てて外フレームを構築することで、工期の短縮、工事騒動・振動・建築廃材の縮減、外観等を改良する。
【解決手段】縦長断面の扁平な厚みを持つプレキャストコンクリート製の複数の補強柱ユニット６を、既存建物１と平行に配置し上方に継ぎ足し、縦ＰＣ鋼材により各補強柱ユニット６を結合し、また、縦長断面の扁平な厚みを持つプレキャストコンクリート製の補強梁ユニット７を、隣り合う補強柱ユニット６によって所定の高さ位置に支持し、補強梁ユニット７と各補強柱ユニット６を挿通する横ＰＣ鋼材により各ユニットを横方向に結合して外フレーム５を構築し、外フレーム５と既存建物１の間は、現場打ちコンクリートで構築する接合スラブで結合する。
【選択図】図２

Description

本発明は、既存建物の外部にプレキャストプレストレスコンクリート部材で新しい補強フレームを構築し、既存建物とはせん断力伝達部材で接合する耐震補強外フレーム構造及びその構築工法に関する。

既存建物の耐震改修工法は、大別すると次の（１）〜（１０）がある。

（１）耐震壁の増設（増設壁、増し打ち壁、開口部閉塞壁、そで（袖）壁等を構築する）。（２）鉄骨枠組補強（鉄骨ブレース、鋼板壁等を構築する）。（３）外付け鉄骨補強（外付けブレースを構築する）。（４）外部架構増設補強（コアの増設、メガ架構の増設、バットレスの増設）。（５）ＲＣ巻き立て補強（柱等に溶接金網・フ―プ筋などを配設）。（６）鋼板補強（柱等を角形鋼管、円形鋼板などで補強）。（７）連続繊維補強（柱等をシート貼り、成形板で補強）。（８）免震構造化（基礎免震、地下免震、中間免震など）。（９）制振機構の組込み（ＡＭＤ、ＴＭＤ，金属ダンパー、オイルダンパー等）。（１０）その他建物損傷集中の回避（Ｆｅｓの改善、壁スリット、破壊モードの改善）等があり、建物の用途、規模、構造、使用性、施工性などで選択されているのが現状である。

（１）〜（１０）の耐震補強工法のうち、既存建物を使用（居住）状態で補強施工可能なのは、（３）外付け鉄骨補強と、（４）外部架構増設補強であり、本発明は（４）の系列に属するものである。この種の従来例として、特許第３３６９３８７号公報（特許文献１）、特開平１０−１８６３９（特許文献２）などがある。

特許第３３６９３８７号に開示の技術は、既存建物と干渉しない領域にこれとは独立し、既存建物の構面外周と平行で、既存建物の構面外に位置する平面架構からなる耐震架構、もしくは床が伴わない立体架構の耐震架構を、その耐震架構が水平力を分担するように構築するもので、これにより既存建物に構造的改良を加えることなく、当該既存建物の架構に応力が集中することを回避するものである。

前記の従来技術は、公知の外フレーム補強工法に属する技術で具体的構造は開示されていないが、耐震架構なる記載から鋼材をトラスに組んで構築されるものと考えられる。

特開平１０−１８６３９号に開示の技術は、建物の外周面に位置する柱、梁に沿って、補強柱および補強梁とこれらの間に架設された補強ブレースからなる補強フレームを延在させるもので、既存の外フレーム補強構造を改良するものであり、前記補強フレームを千鳥状に配置すること、および建物の側面全体または壁面中心部から側端部に向けて漸次高くなるように構成するものである。これによる作用効果は、大きな水平外力により建物の側端部に位置する柱に作用する軸力を、従来の補強構造に比較して低減することや、建物の中心部における強度的な無駄を小さくすることなどである。
特許第３３６９３８７号公報 特開平１０−１８６３９号公報

外フレーム補強工法において、特許第３３６９３８７号や特開平１０−１８６３９号に開示されるものは、鋼材により補強柱および補強梁とこれらの間に架設された補強ブレース等をトラスに組んで補強フレーム耐震架構を構築するものであって、鋼材によって補強フレーム耐震架構を組むのに多くの手間が掛り、材料費の低減、施工性、補強強度、外観などの点において未だ改良すべき点が残されていた。

本発明は前記の点に鑑みて提案されたもので、外フレーム補強工法において、従来の鋼材をトラスに組む耐震架構に代えて、ユニット化したプレキャストプレストレスコンクリート部材を組立てることで新しい補強外フレームを構成するもので、これにより既存建物に居住しながら補強が可能で工期の短縮、また、工事騒動・振動・建築廃材の縮減、外観などの点で従来技術を改良することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明既存建物の耐震補強外フレーム構造とその構築工法は次のように構成する。

第１発明は、縦長断面の扁平な厚みを持つプレキャストコンクリート製の複数の補強柱ユニットが、その扁平な面を既存建物と平行に配置して上方に継ぎ足し、各補強柱ユニットを挿通する縦ＰＣ鋼材によりプレストレスを導入して補強柱が構成されていると共に、縦長断面の扁平な厚みを持つプレキャストコンクリート製の複数の補強梁ユニットが、その扁平な面を既存建物と平行に配置して、隣り合う補強柱ユニットによって所定の高さ位置に支持し、各補強梁ユニットと各補強柱ユニットを挿通する横ＰＣ鋼材によりプレストレスを導入して補強梁が構成されており、前記補強柱と補強梁からなる外フレームと既存建物の間は、現場打ちコンクリートによる接合スラブで接合されていることを特徴とする。

第２発明は、第１発明における補強梁ユニットは、前記補強柱ユニットに設けた側方出張部によって位置決め支持されていることを特徴とする。

第３発明は、第１または第２発明において、既存建物と外フレームとの間隔（スパン）は、既存建物の柱の間隔（スパン）の１／２よりも小さいことを特徴とする。

第４発明は、第１〜３発明において、外フレームと既存建物を繋ぐ接合スラブの厚さ（Ｔ）は、既存建物の梁の厚さ（ｔ）よりも小さく設けられていることを特徴とするとする。

第５発明は、第１〜４発明において、外フレームと既存建物の間を繋ぐ接合スラブは、補強梁ユニットに固着した継手鉄筋と既存建物に設けた後施工アンカー筋と現場打ちコンクリートで構築されていることを特徴とする。

第６発明は、第１〜５発明において、前記補強柱ユニットと補強梁ユニットから構成される外フレームは、既存建物の１側面または対向する２側面に沿って設けられ、かつ、側面全体またはその一部に設置されていることを特徴とする。

第７発明は、次の（１）〜（５）の工程からなる既存建物の耐震補強外フレーム構築工法を特徴とする。
（１） 既存建物の外側に現場打ち鉄筋コンクリート造の基礎を構築すると共に、基礎に固定した縦ＰＣ鋼材を、当該基礎から立ち上げる。
（２） 前記基礎に横方向に間隔をおいて、縦長断面で扁平な厚みを持ち、側方出張部を有するプレキャストコンクリート製の補強柱ユニット（最下端）を、その扁平な面を既存建物と平行に設置すると共に、該補強柱ユニットの肉厚断面を挿通して当該補強柱ユニットの下端から挿入した前記縦ＰＣ鋼材をユニット上端から立ち上げる。
（３） 隣合う補強柱ユニット間に、縦長断面で扁平な補強柱ユニットと略同じ厚みを持つ補強梁ユニットを吊り降ろして、補強柱ユニットの側方出張部に位置決め支持し、かつ、補強柱ユニットと補強梁ユニットの肉厚断面に設けた水平方向のＰＣ鋼材挿通孔を合致させ、各挿通孔に横ＰＣ鋼材を挿通する。
（４） （２）、（３）の工程を繰り返し、縦方向に設置した複数の補強柱ユニットを挿通する縦ＰＣ鋼材にプレストレスを導入する工程Ａと、補強柱ユニットと補強梁ユニットを挿通する横ＰＣ鋼材にプレストレスを導入する工程Ｂを、Ａ、Ｂ又はＢ、Ａ何れかの順序で実施して外フレームを構成する。
（５） 外フレームに取り付けた継手鉄筋と既存建物に取り付けた後施工アンカーを介してコンクリートを打設して接合スラブを構築する。

本発明に係る既存建物の外フレーム補強構造およびその構築工法では、従来の鋼材をトラスに組んでなる耐震架構に代えて、縦長断面の扁平な厚みを持つプレキャストコンクリート製補強柱ユニットと補強梁ユニットを組立てて外フレームを構築するものであるから、従来の多数の鋼材で補強フレーム耐震架構を組むものに較べて施工性が向上すると共に、施工費、材料費も低減できる。

また、プレキャストコンクリート製補強柱ユニットと補強梁ユニットは工場で量産できコスト低減できると共に、現場での組立ては容易であって、既存建物に居住しながら補強が可能で工期の短縮、また、工事騒動・振動・建築廃材の縮減、外観向上などが実現できる。

さらに、プレキャストコンクリート製補強柱ユニットと補強梁ユニットは、縦長断面の扁平な厚みを有した構造で、厚みが薄いので角（正方形）断面に較べて材料費が低減すると共に軽量化でき、さらに、補強柱・梁ユニットの厚みが薄いので、その分既存建物の外方に出張ることによるデッドスペースを低減でき、かつ外観もスマートになる。しかも、補強用柱・梁ユニットは厚みを薄くしたにもかかわらず、縦ＰＣ鋼材と横ＰＣ鋼材によって堅牢に接合されており、大きな水平外部応力に耐えることができる。

また、補強柱ユニットの間隔（スパン）は、既存建物の柱の間隔（スパン）のよりも小さく設けることにより、柱、基礎が増えるので外フレームの剛性が一層向上する。また、既存建物の梁に対応して設けられる接合スラブの厚さ（Ｔ）は、既存建物の梁の梁せい高さ（ｈ）よりも小さく設けることで、外フレームと既存建物との接合強度を抑えて水平応力による既存建物を損壊を制御できる。

また、外フレームと既存建物の間を繋ぐ接合スラブは、補強梁ユニットに取り付けた継手鉄筋と既存建物に設けた後施工アンカー部材と現場打ちコンクリートで構築されているので、現場施工で効率よく外フレームと既存建物を接合できる。

次に本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１〜図３は、本発明に係る耐震補強外フレーム構築工法のステップ１〜ステップ３を示す斜視図である。

図１は、既存建物１の対向する側面の外側に、耐震補強用の外フレーム（図３に示す）５における新基礎２、基礎梁３、土間スラブ４等の基礎部コンクリートを打設するステップ１を示す。図２は、プレキャストコンクリート製の補強柱ユニット６と補強梁ユニット７を架設するステップ２を示す。図３は、補強柱・梁ユニット６、７の組立が完了し、既存建物１と外フレーム５を一体化したステップ３を示す。

図４は、図２に示すステップ２の詳細説明図で、外フレーム５の主構成要素であるプレキャストコンクリート製の補強柱ユニット６と、同じくプレキャストコンクリート製の補強梁ユニット７を縦ＰＣ鋼材８と横ＰＣ鋼材１０により結合する状態を示す拡大斜視図、図５は、既存建物１と外フレーム５を一体化した状態における縦断側面図、図６は、図５の補強基礎部の拡大断面図、図７（ａ）、（ｂ）、図８（ａ）、（ｂ）は、既存建物１と外フレーム５との水平せん断力伝達用の接合スラブ１１による取り合い部の４例を示す断面図、図９は、縦ＰＣ鋼材８の上端部付近及び中間継手付近を示す一部縦断側面図、図１０（ａ）は、横ＰＣ鋼材１０の一端部付近を示す縦断正面図、（ｂ）は、防錆処理をした状態を示す縦断正面図である。

本発明の概要を説明すると、図１に示すように既存建物１の外側に近接して補強基礎部１３を構築する。次に、図２に示すように補強基礎部１３に所定の間隔をあけて補強柱ユニット６を最下段から順次上方に継ぎ足すとともに、補強柱ユニット６の肉厚部を挿通する縦ＰＣ鋼材８（図４）によって上下多段の複数の補強柱ユニット６を結合して補強柱６ａを構築する。補強柱ユニット６の設置はクレーンで吊り降ろして行う。

こうして横方向に間隔をおいて最下段の補強柱ユニット６を複数設置した後、補強梁ユニット７をクレーンで吊り降ろし、隣り合う補強柱ユニット６によって所定の高さに位置決め支持させる。次に、補強梁ユニット７と補強柱ユニット６の肉厚部を水平方向に挿通する横ＰＣ鋼材１０によって、上下の各段ごとに補強柱ユニット６と補強梁ユニット７を一体的に接合し各段の補強梁７ａを構築する。

前記のようにして上下左右に設置される複数の補強柱ユニット６と補強梁ユニット７を縦ＰＣ鋼材８と横ＰＣ鋼材１０で接合して外フレーム５を構成した後、外フレーム５と既存建物１との間を水平せん断力伝達用の基礎部接合スラブ２４と接合スラブ１１（図５〜図８に示す）により接合して既存建物１の耐震補強を完成する。

本発明の主な特徴は、（１）補強外フレーム５は、コンクリート製の補強柱６ａと補強梁７ａが上下左右に複数分割されたユニットとしたことにより比較的単純で機械的な繰り返し作業により手際よく効率的に組立てて構成される。（２）補強柱ユニット６と補強梁ユニット７が工場で大量生産できるプレキャストコンクリート製である。（３）補強柱ユニット６と補強梁ユニット７は、断面縦長の扁平な構造であり、角断面に較べて薄く軽量で取り扱いが容易、材料が少なくてすみ、さらに、既存建物１の外方への出張を少なくできる。（４）補強柱ユニット６と補強梁ユニット７は扁平で薄いにも拘わらず、相互間は縦ＰＣ鋼材８と横ＰＣ鋼材１０によって一体化されることで十分な剛性を付与されている。（５）プレキャストコンクリート製であるので既存建物１との調和に優れ、違和感がなく周囲とも調和する、などの利点を有していることである。

各部の構造形態を順に説明する。

図５と図６を参照して、補強基礎部１３の構造形態を説明する。既存建物１は、中高層などの鉄筋コンクリート造共同住宅等であり、その外壁１４に近接するように地盤１５に鉄筋コンクリート製杭等の基礎杭１６が左右方向に間隔をおいて、既存建物１と平行に設けられ、基礎杭１６の上部に新基礎２が設けられる。なお、新基礎２は、基礎杭１６を省略して直接基礎としてもよく、地盤条件および既設建物１が低層・中高層であるかの条件により、布基礎または独立基礎にするかをも含めて適宜設定され、新基礎２の上に基礎梁３が設けられ、基礎梁３の上に最下段の補強柱ユニット６が間隔をおいて、かつ垂直に建て込まれる。

さらに説明すると、図６において、新基礎２の上面全体に、無収縮モルタル等の高さ調整用モルタル１７が設けられ、隣り合う新基礎２の高さ調整用モルタル１７の上面に渡って、断面ほぼ縦長の長方形のプレキャスト鉄筋コンクリート製の基礎梁３が載置される。基礎梁３には左右方向に間隔をおいてＰＣ鋼棒からなる縦ＰＣ鋼材８の下部が縦シースによって形成される縦ＰＣ鋼材挿通孔１８に配置され、縦ＰＣ鋼材８の下端部が鋼製支圧部材１９に係合する雌ねじ部材からなる鋼製係止金具２０により係止されて、新基礎２に埋め込み固定されている。

縦ＰＣ鋼材８は、基礎梁３の上面から所定の距離上方に突出させる。縦ＰＣ鋼材８は多段に積載する補強柱ユニット６の上下同士を一体化するためのもので、１本の縦ＰＣ鋼材６を使用する場合は、この縦ＰＣ鋼材８は複数の補強柱ユニット６の全長に渡り挿通できる長さに設けてもよく、または、図９に示すように複数本の縦ＰＣ鋼材８を継ぎ足すときは、少なくとも下段側の補強柱ユニット６の上端面から突出する長さに設ける。

本実施形態では、図９に示すように、縦ＰＣ鋼材８の上端部に設けられている雄ねじ部２１に後記のカラー２２により適宜ＰＣ鋼材が接続されて、一つの補強柱ユニット６の上端から突出するような寸法に適宜設定される。

さらに図６において、基礎梁３と既存建物１との間には鉄筋コンクリート製の土間スラブ２３が構築され、その上部に現場打ちコンクリート造による基礎部接合スラブ２４が構築される。基礎部接合スラブ４は、例えば、鉄筋コンクリート製の基礎梁３の側に現場施工で設置したインサート金具２５に継手鉄筋２６が固着され、既存建物１の側には横孔を穿設して設けた後施工アンカー（ケミカルアンカー）筋２７が結合され、両鉄筋２６、２７の間に連結鉄筋２８を配置したうえ、コンクリートを現場打ちで施工することで構築される。そして、この基礎部接合スラブ２４介して、基礎梁３と既存建物１の間は水平力によるせん断力を伝達可能に結合される。

基礎梁３の上面には、無収縮モルタル等の高さ調整用モルタル２９を介して、最下段の補強柱ユニット６がその扁平な面を既存建物１の外面と平行にして建て込まれる。補強柱ユニット６は、図４に示すように断面ほぼ縦長の長方形のプレキャスト鉄筋コンクリート製であって、かつ、頭部６ｂと胴部６ｃおよび、その肩部に側方出張部６ｄを有した短尺部材（例えば、既存建物の各階の高さに対応する高さ寸法）であり、この補強柱ユニット６を複数段積み重ねて全体で縦列の補強柱６ａを構成する。端部補強柱ユニット６ｅには、一方側のみに側方出張部６ｄが設けられる。

補強柱ユニット６は、その厚みの断面内部に縦シースと横シースを厚み方向に位置をずらして埋設することによって、縦ＰＣ鋼材の挿通孔３０と横ＰＣ鋼材の挿通孔３１を上下左右に貫通させている。そして、最下段の補強柱ユニット６を基礎梁３に設置したとき、縦ＰＣ鋼材挿通孔３０を挿通して縦ＰＣ鋼材８をユニットの上部に突出させ、以下同様に下段側の補強柱ユニット６の上端面から縦ＰＣ鋼材８を突出させる。

クレーンなどの重機を用いて基礎梁３上に所定の間隔で最下段列の補強柱ユニット６を建て込みながら、隣り合う補強柱ユニット６間に同じくクレーンなどの重機を用いて補強梁ユニット７を吊り降ろし、補強柱ユニット６の出張部６ｄに架設する。最下段列の補強柱ユニット６と補強梁ユニット７の建て込みが終わったら、第２段目の補強柱ユニット６と補強梁ユニット７の建て込みを行う。以後、その工程を繰り返して順次補強柱ユニット６と補強梁ユニット７を組み上げ、縦ＰＣ鋼材８と横ＰＣ鋼材１０で一体化する。

図４に示すように補強梁ユニット７は、補強柱ユニット６と略同じ厚みを有し、断面ほぼ縦長の長方形のプレキャスト鉄筋コンクリート製であって、その厚みの断面内部に横シースを埋め込むことによって横ＰＣ鋼材の挿通孔３１を貫通している。

補強梁ユニット７の幅寸法は、隣り合う補強柱ユニット６の間隔と均しく設けられていると共に、せいの高さ（ｈ）は、補強柱ユニット６の頭部６ｂの高さ（Ｈ）と均しく設けられている。また、補強梁ユニット７の端部には上部側が出張った係合部７ｂが設けられ、係合部７ｂの下面の曲面は、補強柱ユニット６の側方出張部６ｄの上面の曲面に合致するように設けられている。

したがって、図２、図４に示すように、隣り合う補強柱ユニット６の側方出張部６ｄに補強梁ユニット７の係合部７ｂを載置することで、その当接部材に隙間を所持させることなく補強柱ユニット６に補強梁ユニット７を位置決めし支持させることができる。このとき補強梁ユニット７と補強柱ユニット６のそれぞれを貫通する横ＰＣ鋼材挿通孔３１、３２は合致する。

補強梁ユニット７のせいの高さ（ｈ）は、補強柱ユニット６の頭部６ｂの高さ（Ｈ）とほぼ同じであり、かつ、補強梁ユニット７は上下に段積みした各段の補強柱ユニット６に対応して設けられるので、横方向に延長する複数の補強梁ユニット７からなる上下段の補強梁７ａの間には採光空間が形成され、この採光空間を介して既存建物１内に十分な外部光を取り入れることができる。

各段（補強柱ユニット６の頭部６ｂの高さ（Ｈ）を一段とする）ごとに、横方向に配置の補強柱ユニット６と補強梁ユニット７の横ＰＣ鋼材挿通孔３１、３２に横ＰＣ鋼材１０を挿通し、プレストレスを導入することで各段の補強柱ユニット６と補強梁ユニット７が一体化される。

補強柱ユニット６と補強梁ユニット７の各段を組立てる施工順と、これらに縦ＰＣ鋼材８と横ＰＣ鋼材１０を挿通しプレストレスを導入する施工手順は現場での最適の施工手順を選択して実施して構わない。

次に、複数の縦ＰＣ鋼材８によって上下段の補強柱ユニット６を継ぎ足す例を図９によって説明する。補強柱ユニット６内にシース３８によって形成された縦ＰＣ鋼材挿通孔３０に縦ＰＣ鋼材８が挿通され、この縦ＰＣ鋼材８にカプラー２２が介在されて新たなＰＣ鋼材８上方に継ぎ足され、補強柱ユニット６の上端面に適宜高さ調整用モルタル２９が設けられる。縦方向のＰＣ鋼材８はナット等の定着金具３４による緊張定着を行い、最上段の補強柱ユニット６に挿通された縦方向のＰＣ鋼材８の上端部は、緊張装置（図示省略）により縦方向のＰＣ鋼材６の全体が所定の値に緊張された状態で、図９の上部に示すように、縦ＰＣ鋼材８の上端部の凹部３５内の上面に係合されたナット等の定着金具３６により定着され、前記凹部３５内に充填された防食材料３７により防食処理される。

また、横ＰＣ鋼材１０の端部は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、端部補強柱ユニット６ｅの側面の凹部３９において、ナット等の定着金具３６により定着され、凹部３９にモルタル等の防食材料３７を充填して埋め込まれ防錆処理が施される。

基礎梁３において多数の補強柱ユニット６と補強梁ユニット７とが組まれ、縦ＰＣ鋼材８と横ＰＣ鋼材１０でプレストレスを導入して一体化されて補強柱６ａと補強梁７ａが構成され、これらによって外フレーム５を構築した後、補強基礎部１３の上方部位において、外フレーム５と既存建物１の間は現場打ち鉄筋コンクリートで構築される接合スラブ１１（図５）で接合される。この接合スラブ１１の４つの例を図７、図８に示す。

図７（ａ）に示す第１例の接合スラブ１１にあっては、補強梁ユニット７の側に現場施工で設置したインサート金具２５に継手鉄筋２６が固着され、既存建物１の側には横孔を穿設して後施工の後施工アンカー筋（ケミカルアンカー筋）２７が結合され、両鉄筋２５、２７の間に連結鉄筋２８を配置したうえ、コンクリートを現場打ちで施工することで接合スラブ１１が構築される。したがって、接合スラブ１１介して外フレーム５と既存建物１の間は水平力によるせん断力伝達可能に結合される。コンクリートの打設に際して組立てる仮設型枠は図示省略する。

さらに、接合スラブ１１の厚み（Ｔ）は、既存建物１の梁４０の厚み（ｔ）よりも少なく、望ましくは１／２以下に設ける。これにより地震による揺れに際し、外フレーム５と既存建物１の間にせん断力伝達が可能にして、かつ接合スラブ１１と既存建物１との取り合い部に無理な応力が作用するのを回避し破損するおそれをなくすことができる。接合スラブ１１の厚み（Ｔ）を既存建物１の梁４０の厚み（ｔ）よりも少なくすることは、以下に説明の第２例〜第４例の接合スラブ１１についても同じである。

図７（ｂ）に示す第２例の接合スラブ１１にあっては、既存建物１のベランダなど建物躯体から突出する既存スラブ４１と場所打ちコンクリートとの組合わせで接合スラブを構築した例を示す。この第２例では、補強梁ユニット７の側に現場施工で設置したインサート金具２５に継手鉄筋２６が固着され、既存建物１の側には横孔を穿設して後施工のアンカー筋（ケミカルアンカー筋）２７が結合され、両鉄筋２６、２７の間に連結鉄筋２８を配置したうえ、既存スラブ４１に開設したコンクリート打設用孔４２から既存スラブ４１の下側に場所打ちコンクリートスラブを施工して接合スラブ１１が構築される。この接合スラブ１１介して、外フレーム５と既存建物１の間は水平力によるせん断力伝達可能に結合される。コンクリートの打設に際して組立てる仮設型枠は、図示省略する。

図８（ａ）に示す第３例の接合スラブ１１にあっては、補強梁ユニット７の側面から該接合スラブ１１の一部と型枠を兼ねるプレキャスト板４３を、既存建物１の梁４０に近接する長さに一体に成形し、この型枠兼用プレキャスト板４３の上にせん断力伝達用スラブを打設して該接合スラブ１１を構築する。補強梁ユニット７の側に現場施工で設置したインサート金具２５に継手鉄筋２６が固着され、既存建物１の側には横孔を穿設して後施工のアンカー筋（ケミカルアンカー筋）２７が結合され、両鉄筋２６、２７の間に連結鉄筋２８を配置し結合し、これらの配筋が接合スラブ１１内に埋設されることは、第１〜第３例と同じである。

図８（ｂ）に示す第４例の接合スラブ１１にあっては、補強梁ユニット７の側面と既存建物１の梁４０の側面に横孔を穿設して後施工の仮設ケミカルアンカー筋４４を設置し、この仮設アンカー筋２７にアングル材からなる仮受け金具（仮設材）４５を取り付け、この仮受け金具４５にプレキャスト板または鋼製床材からなる仮設型枠４６を支持させる。仮設型枠４６の上部において、補強梁ユニット７の側に現場施工で設置したインサート金具２５に継手鉄筋２６を固着し、既存建物１の側には後施工アンカー筋２７を結合し、両鉄筋２６、２７の間に連結鉄筋２８を配置し結合したうえ、せん断力伝達用のコンクリートを現場打ちして接合スラブ１１を構築する。また、図を省略するが、外フレーム５と既存建物１の間にＰＣ鋼材を配置し、スラブコンクリートにプレストレスを導入して構築することもある。

第１〜第４例において、接合スラブ１１の上面を流れる雨水が既存建物１の側に流れないように、接合スラブ１１の両端部に壁を形成するのがよく、さらに、第２例〜第４例に示すように接合スラ１１の上面を雨水が外フレーム５に流れるように外側を下り傾斜させるのがよい。

本実施形態においては、既存建物１と外フレーム５間隔（スパン）は、既存建物１の柱４７の間隔（スパン）の１／２程度に小さく設けてもよく、それにより外フレーム５の既存建物１からの出張りを極力少なくして敷地の有効を図る上で有利である。また、図３に示すように、外フレーム５の端部と既存建物１の間は端部垂直壁４８で接合して閉じると共に、外フレーム５の上端部と既存建物１の間は最上部水平スラブ壁４９で接合しておく。端部垂直壁４８を設けることで外フレーム５と既存建物１の間隙に側方から物や人が入り込まない。また、最上部水平スラブ壁４９を設けることで外フレーム５と既存建物１の間隙に雨水が降込むことがない。

また、補強柱ユニット６と補強梁ユニット７から構成されるプレキャストプレストレスコンクリート製の外フレーム５は、既存建物１の１側面または対向する２側面に沿って設けられ、かつ、既存建物１の側面全体またはその一部に設置してもよい。

既存建物の対向する側面の外側に外フレームのコンクリート基礎部を打設するステップ１の斜視図である。 プレキャストコンクリート製の補強柱ユニットと補強梁ユニットを架設するステップ２の斜視図である。 外フレームと既存建物を一体化したステップ３の斜視図である。 外フレームの主構成要素であるプレキャストコンクリート製の補強柱ユニットと補強梁ユニットを縦ＰＣ鋼材と横ＰＣ鋼材によりプレストレスを導入しながら結合する状態を示す拡大斜視図である。 既存建物と外フレームを一体化した状態における縦断側面図である。 図５の補強基礎部の拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、既存建物と外フレームとの接合スラブによる取り合い部の第１例と第２例を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、既存建物と外フレームとの接合スラブによる取り合い部の第３例と第４例を示す断面図である。 縦ＰＣ鋼材の上端部付近及び中間継手付近を示す一部縦断側面図である。 （ａ）は、横ＰＣ鋼材の一端部付近を示す縦断正面図、（ｂ）は、防錆処理をした状態を示す縦断正面図である。

符号の説明

１ 既存建物
２ 新基礎
３ 基礎梁
４ 土間スラブ
５ 外フレーム
６ 補強柱ユニット
６ａ 補強柱
６ｂ 補強柱ユニットの頭部
６ｃ 補強柱ユニットの胴部
６ｄ 出張部
６ｅ 端部補強ユニット
７ 補強梁ユニット
７ａ 補強梁
８ 縦PC鋼材
１０ 横PC鋼材
１１ 接合スラブ
１３ 補強基礎
１４ 外壁
１５ 地盤
１６ 基礎杭
１７ 高さ調整モルタル
１８ 縦ＰＣ鋼材挿通孔
２０ 鋼製係止金具
２１ 雄ねじ部
２２ カラー
２４ 基礎部接合スラブ
２５ インサート金具
２６ 継手鉄筋
２７ 後施工アンカー筋
２８ 連結鉄筋
２９ 高さ調整モルタル
３０ 縦ＰＣ鋼材挿通孔
３１ 横ＰＣ鋼材挿通孔
３２ 横ＰＣ鋼材挿通孔
３４ 定着金具
３５ 凹部
３６ 定着金具
３７ 防食材料
３８ シース
３９ 凹部
４０ 既存建物の梁
４１ 既存スラブ
４２ コンクリート打設孔
４３ プレキャスト板
４４ 仮設ケミカルアンカー筋
４５ 仮受け金具
４６ 仮設型枠
４７ 柱
４８ 端部垂直壁
４９ 最上部水平スラブ壁

Claims (7)

1. 縦長断面の扁平な厚みを持つプレキャストコンクリート製の複数の補強柱ユニットが、その扁平な面を既存建物と平行に配置して上方に継ぎ足し、各補強柱ユニットを挿通する縦ＰＣ鋼材によりプレストレスを導入して補強柱が構成されていると共に、縦長断面の扁平な厚みを持つプレキャストコンクリート製の複数の補強梁ユニットが、その扁平な面を既存建物と平行に配置して、隣り合う補強柱ユニットによって所定の高さ位置に支持し、各補強梁ユニットと各補強柱ユニットを挿通する横ＰＣ鋼材によりプレストレスを導入して補強梁が構成されており、前記補強柱と補強梁からなる外フレームと既存建物の間は、現場打ちコンクリートによる接合スラブで接合されていることを特徴とする既存建物の耐震補強外フレーム構造。
2. 前記補強梁ユニットは、前記補強柱ユニットに設けた側方出張部によって位置決め支持されていることを特徴とする請求項１記載の既存建物の耐震補強構造。
3. 既存建物と外フレームとの間隔（スパン）は、既存建物の柱の間隔（スパン）の１／２よりも小さいことを特徴とする請求項１または２記載の既存建物の耐震補強外フレーム構造。
4. 外フレームと既存建物を繋ぐ接合スラブの厚さ（Ｔ）は、既存建物の梁の厚さ（ｔ）よりも小さく設けられていることを特徴とするとする請求項１〜３の何れか１項記載の既存建物の耐震補強外フレーム構造。
5. 外フレームと既存建物の間を繋ぐ接合スラブは、補強梁ユニットに固着した継手鉄筋と既存建物に設けた後施工アンカー筋と現場打ちコンクリートで構築されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の既存建物の耐震補強外フレーム構造。
6. 前記補強柱ユニットと補強梁ユニットから構成される外フレームは、既存建物の１側面または対向する２側面に沿って設けられ、かつ、側面全体またはその一部に設置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の既存建物の耐震補強外フレーム構造。
7. 次の（１）〜（５）の工程からなる既存建物の耐震補強外フレーム構築工法。
   （１） 既存建物の外側に現場打ち鉄筋コンクリート造の基礎を構築すると共に、基礎に固定した縦ＰＣ鋼材を、当該基礎から立ち上げる。
   （２） 前記基礎に横方向に間隔をおいて、縦長断面で扁平な厚みを持ち、側方出張部を有するプレキャストコンクリート製の補強柱ユニット（最下端）を、その扁平な面を既存建物と平行に設置すると共に、該補強柱ユニットの肉厚断面を挿通して当該補強柱ユニットの下端から挿入した前記縦ＰＣ鋼材をユニット上端から立ち上げる。
   （３） 隣合う補強柱ユニット間に、縦長断面で扁平な補強柱ユニットと略同じ厚みを持つ補強梁ユニットを吊り降ろして、補強柱ユニットの側方出張部に位置決め支持し、かつ、補強柱ユニットと補強梁ユニットの肉厚断面に設けた水平方向のＰＣ鋼材挿通孔を合致させ、各挿通孔に横ＰＣ鋼材を挿通する。
   （４） （２）、（３）の工程を繰り返し、縦方向に設置した複数の補強柱ユニットを挿通する縦ＰＣ鋼材にプレストレスを導入する工程Ａと、補強柱ユニットと補強梁ユニットを挿通する横ＰＣ鋼材にプレストレスを導入する工程Ｂを、Ａ、Ｂ又はＢ、Ａ何れかの順序で実施して外フレームを構成する。
   （５） 外フレームに取り付けた継手鉄筋と既存建物に取り付けた後施工アンカーを介してコンクリートを打設して接合スラブを構築する。

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