JP2006083540A - 家屋内耐震ルームの鉄骨枠組構造体 - Google Patents

家屋内耐震ルームの鉄骨枠組構造体 Download PDF

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Abstract

【課題】木造建築の住宅において、耐震性に不安感を持つものが多い。このような家屋の一室に耐震性に優れた屋内耐震ルームを提供する。
【解決手段】 既存建物の一室において、その天井、床を撤去し、布基礎に囲われた地盤を掘り下げ、鉄筋を配し、必要なアンカーボルト7を立設した定規板3をその布基礎の内周縁に水平に設置し、その定規板3の一部が埋設するようにコンクリートを充填してベタ基礎を形成する。その定規板3上に少なくても4隅に補強柱11を立設して前記のアンカーボルト7で固定し、その補強柱の上端にも上梁13を固定して鉄骨立方体を構成する。この上梁13で囲われる方形空間に鉄骨で格子状の枠組の補強をし、その上梁13の上に制震部材を付設して既設建物の横組み梁材Hとの間で接触を保つ。この鉄骨組枠1aに工場生産に係る壁面パネル20を前記定規板3と上梁13との間に挿入して固定する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、既存木造建築物の室内に設置する耐震ルームの鉄骨組構造に関する。
従来、日本の木造家屋は逆T字型の布基礎(幅は12〜15cm)の上に置かれた木材からなる土台に柱が立設され、それに梁、壁、天井、屋根などが組み込まれて建築当初は十分な強度、安全性が確保されている。しかし、建物の投影面積が比較的小さく、かつ、該建物が老朽化した時点において大きな地震や台風に見舞われると倒壊の危機に直面することは、しばしば経験しているところである。
このような木造建築物において、地震、台風などの脅威に対応するには該建物の建直しが最も有効であるが、建物の設置面積その他の事情により実現し得ないものがあるのが実情である。
そこで、せめて家屋の一室だけでも安全な構造に改造したいとの思いがあり、これに応えるものが耐震ルームの室内設置である。その従来例1は、既設建物の一室の基床上に鉄骨組土台を設置し、その鉄骨組土台の少なくとも隅角部に結合された複数本の鉄骨柱と、この鉄骨柱の上端部に結合された鉄骨組梁とからなり、しかも、枠フレームにブレースを掛け渡し結合した複数枚の鉄骨組壁パネルを前記の鉄骨組土台と鉄骨組梁および鉄骨柱に連結固定しており、また、鉄骨組土台と鉄骨組梁がそれぞれ枠状フレームと補強桁で格子状空間を形成し、該空間にブレースを掛け渡し結合した鉄骨組パネルを固定して鉄骨組立構造体を形成したものである。しかして、この鉄骨組立構造体においては、単に基床に載せられているのみで、既存建物との間になんらの接点がなく、既存建物の補強にならない点に不満が感じられていた。
また、耐震ルームの従来例の2は、既存建物の一室内に鉄骨組構造体を構成することは前記と同様で、その構造体における補強柱の下部を既存の布基礎に固定し、かつ、その補強柱と既存柱をボルトナットで固定し、補強柱には横梁、補強組床、補強梁を組み込むと共にそれらにより形成される四角形の対角にブレースを掛け渡した構成であり、さらに、既存の二階の床、或いは屋根を新設の束を介して該鉄骨構造体により支持するものである。
特開平9−4275号公報(図5) 特開平11−303414号公報(図1)
従来の耐震ルームにおいては、鉄骨組立構造体を単に基床に載せた構成(従来例1)においても、また、既存の二階の床、或いは屋根を新設の束を介して該鉄骨構造体により支持するもの(従来例2)においても、殆ど家屋内における手作業の積み重ねで構築されるもので、したがって、長日時を要するという問題があった。また、経年により歪みの生じた既設建物において、その既設柱に新たな補強柱を固定して、これに横梁、補強組床、補強梁を組み込むという作業は、いわゆる現物合わせによって寸法が決定されることから能率が上がらないことはもとより、既設柱が傾斜しておれば新設の鉄骨構造体も共に傾斜する可能性もあるなどの問題があった。
前記の問題点を解決するために本発明は、既存木造建築物の一室内に設けられる耐震ルームにおいて、該室を地盤上に支持する布基礎の内側全面を掘削すると共に該布基礎内周縁近傍をその底部までより深く掘り下げて該掘削部全体に鉄筋を配し、次いで、逆L字型金属板からなる定規板を布基礎の上端面とほぼ同じ高さに、かつ、水平に周設すると共にアンカーボルトをその定規板に挿通立設してその基部が埋設するよう該掘削部にコンクリートを打設してベタ基礎を形成し、補強柱をその定規板上の四隅および所要位置のアンカーボルトに基部を固定することによって立設し、かつ、その補強柱上端に上梁を周設固定すると共に上梁に囲われた枠内に鉄骨組梁を形成し、前記上梁上の四隅等に制震部材を付設して既設建築物の床組み梁材との接触を保ち、さらに、前記定規板と上梁間の所要位置に壁面パネルを立設固定することを手段として剛構造の鉄骨組構造を実現した。
請求項2の発明は、耐震ルームの鉄骨枠組構造体において、壁面パネルの上下方向の長さを定規板と上梁との間隔と同一であるものとし、構造体を補強柱とこの壁面パネルとの協働により支持するものとした。
請求項3の発明は、鉄骨組構造の上梁上に設置する制震部材に関して、その本体の直角方向二側面に雌ねじを開口させ、これに螺合する雄ねじ付ロッドの先端には平板状のヘッドを設けて、そのヘッドを既設の床組み梁材に一定圧力で当接させ得る構造として、既設建物への補強とした。
請求項4の発明は、本体の直角方向二側面に開口された雌ねじに螺合する雄ねじ付ロッドの先端ヘッド板に弾性部材を装着する構成としたもので、地震等による建物の揺れ幅を減少させ作用が得られるものにした。
本発明に係る耐震ルールは、定規板およびそれに立設したアンカーボルトが強固な逆ベタ基礎に固定されており、その定規板上に立設される補強柱および壁面パネルはこのアンカーボルトによって逆ベタ基礎に固定されることにより非常に強固な鉄骨枠組みが得られる。また、水平状に定規板を埋設することにより、補強柱や壁面パネルの規格化、工場生産化が容易になり、したがって現場作業が減少し、工期が短縮される。
本発明においては、既存家屋のほぼ中心にある居間の柱および土台を支える布基礎の内側全面を150〜200mm程度に、さらに、その布基礎の内側面に添って該布基礎の下端に達する程度にまで共に掘削し、そこに枠状および格子状に組み立てた鉄筋を挿入する。そして、断面が逆L型鋼からなりその一方の縁辺に所定間隔でアンカーボルト挿通穴を設けた定規板を該アンカーボルト挿通穴が直立するように前記布基礎の上端内周面に周設し、その四隅および所要位置にアンカーボルトを挿通、立設して、前記掘削部にコンクリートを流し込み逆ベタ基礎が形成される。
補強柱は、その上端が既設家屋の床組み梁材の下面とほぼ同一高さとなるように、前記の定規板の四隅に設けたアンカーボルトによりその下端を固定して直立させる。次いで、その補強柱の上端に溝型鋼からなる上梁を周回状に取り付け、その上梁に囲われた空間を鋼材により格子を組み、ブレースを張って鉄骨組梁を形成し、そして、該上梁の上部に制震機材を付設してそのロッドヘッドを既設建物の床組み梁材に圧接させる。
次いで、前記定規材と新設の上梁間であって、かつ、既存部屋の壁面に相対する位置に工場で組み立てられた壁面パネルをはめ込むようにして立設し、その基部をアンカーボルトとナットで、上端を上梁にボルトナットで固定して耐震ルームの鉄骨枠組構造は完成する。その後は通例の内装を行う。
本発明の実施例について図面を参照して説明する。図は本発明の実施例を示すもので、図1は既設家屋の一室を示す平面図、図2はその室内に構築しようとする耐震ルームを示した斜視図、図3は逆ベタ基礎の配筋例を示す断面図、図4は定規板の一部省略の平面図、図5は定規板の設置方法を示した斜視図、図6は補強柱の固定方法例、図7は鉄骨組枠体を示す斜視図、図8は制震部材の斜視図、図9は壁面パネルの斜視図、図10は内装の一例を示したものである。
本発明に係る耐震ルームは原則として木造家屋の一室に設置するもので、図1に押入れCの付いた8畳の部屋を例示し、その内法に沿って一点鎖線で示した正方形の耐震ルーム1(図2)を設置するものとして説明する。なお、Fは襖である
先ず、耐震ルーム1を設置する室内の天井および床を撤去し、床下全面を15〜20cm程度まで土砂を取り去り、さらに布基礎Nに沿って四周を30〜40cm幅で該布基礎の底部近くまで掘り下げ、その掘削部にバラスBなどを入れてならし、その上に枠状および格子状に組み立てた鉄筋2を挿入する(図3)。次いで、予め該耐震ルーム設置の対象室内の計測に基づき四隅等の立設する補強柱および壁面パネルを取り付けるためのアンカーボルト挿通孔3a,3aと吊下用長孔3b、3b・・とを開設した逆L型鋼からなる定規板3(図4)がその穴あき面を上にして既設布基礎Nのほぼ上端と同一高さで水平に装着される。
その定規板3の取り付け方法を図5に示した。図のように、既存布基礎Nの上にある土台DにL型の吊り下げ用金具4を釘4aなどにより取り付ける。その吊り下げ用金具4に開口させたボルト挿通孔にボルト5と前記定規板3に開口させた長孔3bとにボルト5を連通させ、ナット6で締め付けることにより定規板3を四周水平に、かつ、布基礎の上面とほぼ同一高さに保つ。なお、この長孔3bは既存土台Dの歪曲に対応して定規板4の直線的設置を可能にしたものである。
次いで、後記の補強柱11や壁面パネル20を立設するためのアンカーボルト7、7が該定規板4のアンカーボルト挿通孔3aに挿通して立設される。そして、前記の掘削部にコンクリートKを充填し、逆ベタ基礎8(通常のベタ基礎において布基礎状部は上向きに突出しているが、この場合は下向きに突出しているので逆ベタ基礎と称した。以下同様。)を形成する。これによって、前記の配筋と共に該定規板4の一辺(縦辺)およびアンカーボルトの下部がコンクリートKに埋設固化される。その後、前記の吊り下げ用金具4は取り外される。
四隅等に立設する補強柱11,11・・は、通例によりその基部に設けたアンカーボルト孔(例えば図6の(b)、また、図6(a)の方法でもよい。)に、前記定規板4上に突出させたアンカーボルト7を挿通してナット12,12・・によりそれぞれを直立固定させる。さらに、該補強柱11,11・・の上端に予め開設しておいたボルト孔11aと、溝型鋼などからなる上梁13,13・・に開設したボルト孔13aとを重ねあわせ、ここにボルト5を連通してナットにより締め付ける(例えば図6の(a)。また、図6(b)の方法でもよい。)。これにより立方体骨格が形成される。この上梁13,13の下端面には前記定規板4に開口させたアンカーボルト挿通孔3a,3aと対向する位置にボルト挿通孔13a,13a・・が開口されている。また、この上梁13、13・・に囲われた四角形空間にはチャンネルまたは角パイプなどにより縦梁14a、横梁14bにより格子状枠組14が、さらにブレース14cを掛け渡して鉄骨組梁が形成され、耐震ルーム1の基本的な鉄骨組枠1a(図7)が完成する。
上記によって形成された鉄骨組枠1aは既設建物との間で接触がない。そこで、該補強柱11の上端または上梁13上面に突出量を可変にした押圧ヘッド15aを有する制震部材15が取り付けられる。この制震部材15は本体が取付板15a上に立設された例えば角柱15bで、その直角方向二側面に雌ねじ15cを形成したもので、この本体の雌ねじ15cに雄ねじからなるロッド15dが螺合されており、そのロッド15dの先端には緩衝材15eを介在させた(または緩衝材15eを介在させない)ヘッド板15fが付設されたものである(図8)。この制震部材15が前記により上梁13の上部に取り付けられており、そのロッドを回転させることによってヘッド板15fの先端面が既存建物の横組み梁材Hに任意の圧力で接触させられる。なお、このヘッド15fに付設の緩衝材15eは金属製スプリングやゴム、プラスチック発泡体等の弾性体が用いられる。また15fは取り付け孔である。
次に、図9に示す壁面パネル20は立設時の高さが定規板3の上面から上梁13の下面に達するもので、その両端の金属製角パイプからなる縦梁21,21を横梁22,22により梯子状に連接し、その縦梁21,横梁22により形成される方形空間にブレース23,23を掛け渡して補強され、さらに、その縦梁21の上下端面にはアンカーボルト挿通穴21a、21bを付設したもので(図9)、工場において一貫生産がなされる。この壁面パネル20におけるアンカーボルト挿通穴21a、21bの構成は特に選ぶものでないが、その1例として図9に示したものは、角パイプを数cmに切断してその一つの面にアンカーボルト挿通孔を開口し、前記縦梁21の上下端面に該ボルト挿通孔が端面側に位置するように溶接している。なお、この壁面パネル20における左右のアンカーボルト挿通穴21a、21aの間隔は、前記の定規板3に開設したアンカーボルト挿通孔3a,3aのピッチと同一にされる。また、この縦梁21の両端側面には透孔21cを有する数個の連結板21dが突設されているが必須のものではない。なお、前記の補強柱11の側面にも図示していないがこのような数個の連結板21dを付設しても良いことは勿論である。
上記、既存家屋の一室内に枠組みされた鉄骨組枠1a内において、既存家屋の壁面に対向する位置に前記壁面パネル20が定規板3と上梁13との間にはめ込まれ、その下端は定規板3と共にコンクリートKに埋設したアンカーボルト3aにより固定され、上端は上方のボルト挿通穴21bと上梁13に開口した孔13aとにボルトを連通してナットで固定される。壁面パネル20が連続して立設され、或いは補強柱11と隣接する場合には、前記の該壁面パネル20に突設した連結板21dと隣接の壁面パネル20または補強柱11に突設した連結板21dを互いに重ねあわせ、その孔21cにボルトを挿通しナットで一体的結合をすることになる。これにより、補強柱11と壁面パネル20等は一体化し該鉄骨枠組構造の強度はさらに向上する。
このように壁面パネル20を組み込んだ耐震ルーム1(図2)は、さらに、内装工事によって化粧される。すなわち、耐震ルーム1内で天井を張るために木材からなる野縁30を上梁13に取り付け、その下面のボード(石膏またはプラスターボードと称される。)およびクロスを張る。床面40は、逆べた基礎の上部に根太41を設け、その根太にボード42およびフロアーパネル43が張られ、或いは畳が並べられる。また、壁面パネル20の表面には胴縁21とボード22および壁クロス23が張られ、その他の開放部側面にも図示しない適当な化粧回しが施される(図10)。
以上により、耐震ルームは装飾され居室として違和感のないものになる。隣室との出入口および押入れは既存の敷居、鴨居が使用されるここに障子、襖が立てられる。
上記には、既存の木造住宅として二方に出入り口があり、一方に一間間口の押し入れが、他面には全面に壁のある居室を例とし、既設壁に対面する位置に壁面パネルを付設する構成を説明したが該壁面パネル20の装着により、該耐震ルームの強度が飛躍的に向上することは勿論である。これに対して、四方に壁が全くない室に耐震ルームを設置する場合には補強柱および上梁の強度をさらに大きくすることが必要であるが、本発明においては、定規板、および、アンカーボルトを逆ベタ基礎に一部埋設しており、そのアンカーボルトによって補強柱の基部を固定したこと、上梁もボルトナットで固定をした構成としたので、いわゆる剛構造体、すなわちラーメン構造体となり耐震強度は確保される。
今一つの実施例について説明する。前記のように補強柱11,11・・の上端には上梁13,13・・が差し渡し固定され、この上梁13,13・・によって囲われる空間にチャンネルまたは角パイプなどにより格子状枠組14がなされ、その各格子状枠組部14にブレースを掛け渡すなどにより補強したが、これは現場作業によるところが多くなる。この現場作業を減少するための方法として第二の実施例を説明する。すなわち、前記の上梁13,13・・によって囲われる空間に、図7に示す壁面パネル20と類似の図示していない天井パネルを工場生産し、この天井パネルを複数枚該空間に装着し固定するものである。これによって、現場作業がはるかに減少される。
耐震ルームは主として既存の現住木造建物内に建設するものであり、作業の速やか進捗が要求されるが、既存建物の間取りや寸法など種々雑多であることから100%現場作業で行なわれるのが通例であった。これに対して、本発明に係る耐震ルームは予め対象室内の計測による設計情報に基づき多数のアンカーボルト挿通孔3a,3a開口した定規板3が工場で作製されることから、家屋内の作業はこの定規板3にアンカーボルトを挿通して家屋の土台に周設し、逆ベタ基礎を打設する工程の後は工場で生産された部材がはこびこまれ、これを組み立てるだけになる。したがって、家屋内での作業日数は短縮され、人の現住家屋への利用が容易になる。
前記には主として現住木造建物としたが、店舗、事務所、倉庫など非現住家屋にも利用が可能であることは勿論である。
既設家屋の一室を示す平面図である。 耐震ハウスの斜視図である。 逆ベタ基礎の配筋例を示す断面図である。 定規板の部分平面図である。 定規板の設置方法を示した斜視図である。 補強柱の固定方法の一例を示した斜視図である。 耐震ハウスの鉄骨組枠を示した斜視図である。 制震部材の斜視図である。 壁面パネルの斜視図である。 内装を示した断面図である。
符号の説明
1 耐震ルーム
1a 鉄骨組枠
2 鉄筋
3 定規板
4 吊り下げ用金具
5 ボルト
6 ナット
7 アンカーボルト
8 逆ベタ基礎
11 補強柱
13 上梁
14 横梁
15 制震部材
20 壁面パネル
21 縦梁
22 横梁
23 ブレース
24 胴縁
25 ボード
26 壁クロス
30 野縁
40 床面
41 根太
42 ボード
43 フロアーパネル43
D 土台
H 既存建物の床組み梁材H
K コンクリート
P 既存柱

Claims (4)

  1. 既存木造建築物の一室内に設けられる耐震ルームにおいて、該対象室を地盤上に支持する布基礎の内側全面を掘削すると共に該布基礎内周縁近傍をその底部までより深く掘り下げて該掘削部全体に鉄筋を配し、かつ、アンカーボルトを挿通した逆L字型金属板からなる定規板を既存布基礎の上端面とほぼ同じ高さに周設し、該掘削部にコンクリートを打設して該定規板の一辺を埋設し、その定規板上の四隅および所要位置のアンカーボルトにその基部を固定することによって補強柱を立設し、その補強柱上端に上梁を周設固定し、その上梁に囲われた枠内に鉄骨組梁を形成し、前記の上梁上に制震部材15を付設し、前記定規板と上梁間の所要位置に壁面パネルを立設固定することを特徴とする家屋内耐震ルームの鉄骨枠組構造体。
  2. 壁面パネルの上下方向の長さが、定規板と上梁との間隔と同一であることを特徴とする請求項1記載の鉄骨枠組構造体。
  3. 本体の直角方向二側面に開口された雌ねじ(15c)に、ヘッド板(15f)を先端に有する雄ねじ付ロッド(15d)が螺合されたことを特徴とする請求項1記載の制震部材。
  4. 本体の直角方向二側面に開口された雌ねじ(15c)に螺合する雄ねじ付ロッド(15d)の先端ヘッド板(15f)に弾性部材が装着されていることを特徴とする請求項2記載の制震部材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009057791A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Sumitomo Fudosan Kk 木造建物のリフォーム工法
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