JP2008063816A - 耐震補強構造、耐震補強工法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、騒音及び振動の発生源となるアンカーボルト打設工事を無くし、簡易な工程で、且つ工期の短縮及びコストの低減を図ることのできる構造物の耐震補強構造及び耐震補強工法を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明の耐震補強構造は、建築物を構成している柱１，２の柱脚及び柱頭に柱用鋼板５，６，７，８を設け、柱１，２の柱頭側に配された梁３の柱１，２側の端部に梁用鋼板９，１０を設け、柱１，２，及び梁３に囲まれる位置に鉄骨ブレース４を配置し、柱用鋼板５，６，７，８及び梁用鋼板９，１０と鉄骨ブレース４とを接合したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、構造物の耐震強度を鉄骨ブレースによって高める技術の分野に属し、特に、柱梁フレームの耐震補強として鉄骨ブレースを増設する技術に関する。

従来より、鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造の既存の構造物の耐震補強方法として、鉄骨ブレースを増設する方法が行われている。鉄骨ブレースによる耐震補強には枠付鉄骨ブレースを後付けするものが多く知られている。

従来の工法には、枠付鉄骨ブレースを既存の構造物の柱梁フレーム内に設置するには、既存の構造物の柱及び梁へのアンカーボルトの打設、スパイラル筋の敷設、型枠設置、モルタルの注入、モルタルの養生を待っての脱型枠等の工程を含む工法がある。

その他にも、特許文献１の工法では、既存の柱梁フレームとその面内へ組み入れた枠付鉄骨ブレースとの各接触面の間を接着剤で接着して枠付鉄骨ブレースを構造物の梁柱フレーム内に固定する。

さらに、特許文献２の工法では、建物架構と鉄骨ブレースとの間に、グラウト材（モルタル）を充填して、このグラウト材によって両者間の応力の伝達が行われる技術も知られている。
特開平１１−７１９０６号公報 特開２０００−３０３７０１号公報

しかしながら、上記した従来の工法では、既存の構造物の柱及び梁へのアンカーボルトの打設、スパイラル筋の敷設、型枠設置、モルタルの注入、モルタルの養生を待って脱型枠等の工程を必要としているため騒音や振動が伴い、さらには粉塵が発生してしまっていた。

そのため、構造物を利用しながら施工する補強工事には不向きであり、且つ工期やコストの面にも改善すべき点があった。

また、アンカーにより枠付鉄骨ブレースの枠体を固定する従来工法では、既存の柱梁のコンクリート強度が小さい場合、打設されたアンカーが所定の強度を発揮できなくなり、充分な耐震補強を行うことができなかった。

さらに、特許文献１の工法は、コストが高く、且つ専門職による精巧が必要であるという難点があり、特許文献２の工法は、型枠設置、モルタル養生、脱型等という工程があり、工期が長くなるという問題を残している。

そこで、本発明は、騒音及び振動の発生源となるアンカーボルト打設工事を無くし、簡易な工程で、且つ工期の短縮及びコストの低減を図ることのできる構造物の耐震補強構造及び耐震補強工法を提供することを課題とする。

本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、本発明は、建築物の柱梁架構の耐震補
強として枠付き鉄骨ブレースを増設する耐震補強構造において、建築物を構成している柱の柱脚及び柱頭に柱用鋼板を設け、その柱の柱頭側に配された梁の柱側の端部に梁用鋼板を設け、柱及び梁に囲まれる位置に鉄骨ブレースを配置し、柱用鋼板及び梁用鋼板と鉄骨ブレースとを接合したことを特徴とする。

本発明によれば、柱の柱頭および柱脚に巻かれた鋼板により、柱の横方向から加わる力に対する力（パンチングシア耐力）を増加させることができる。

さらに、本発明によれば、建築物の耐震補強のために枠付き鉄骨ブレースを増設する際にアンカーボルトを用いないため、アンカーボルト打設時における騒音，振動，粉塵が発生することがなくなる。

また、本発明に係る梁用鋼板は、互いに向かい合い前記梁端部の両側面を覆う長方形の第１面板と第２面板と、前記第１面板と前記第２面板との長手の端部を繋ぐ第３面板と、前記第１面板の短手の端部に設けられ、前記第３面板と反対側に向けて前記第１面板と直角を成す第４面板と、前記第２面板の短手の端部に設けられ、前記第３面板と反対に向かい前記第２面板と直角を成す第５面板とを有し、前記第４面板と前記第５面板とは、前記柱の側面に沿って配される構成とすることができる。尚、第１面板，第２面板，第３面板，第４面板，第５面板は一体に形成されているものとする。

本発明に係る梁用鋼板がこのような構成であるため、地震時の水平力を柱面との圧縮作用及び梁と鋼板との間の接着力や付着力により枠付き鉄骨ブレースに伝達させることができ、鋼板を配置する範囲や鋼板のサイズは伝達させる水平力に応じて任意に調節することができる。

さらに、本発明は、建築物の柱梁架構の耐震補強として枠付き鉄骨ブレースを増設する耐震補強工法であって、建築物を構成している柱の柱脚及び柱頭に柱用鋼板を設ける工法と、柱の柱頭側に配された梁の柱側の端部に梁用鋼板を設ける工法と、柱及び梁に囲まれる位置に所定の間隔を空けて鉄骨ブレースを配置する工法と、鉄骨ブレースの四隅に、柱用鋼板及び梁用鋼板に接続する接続部材を配する工法と、接続部材と柱用鋼板との間及び前記接続部材と前記梁用鋼板との間に充填材を充填する工法とを含む耐震補強工法である。

このように、本発明によれば、枠付き鉄骨ブレースは四隅のみで充填材により鋼板と接合されているため、鉄骨ブレースの増設にアンカーボルト打設工事を行う必要がなくなる。これにより、鉄骨ブレースの増設工事に伴う騒音，振動，粉塵を極力少なくすることができる。

また、本発明によれば、柱梁の仕上げモルタルの強度に問題が無い場合は、斫り作業を行う必要がないため、鉄骨ブレースの増設作業を簡易にすることができる。また、斫り作業を行う場合は、鉄骨ブレースの四隅に対応する柱梁架構の箇所のみを斫ればよいため、斫り作業を最小限にすることができ、鉄骨ブレースの増設作業を簡易化することができる。

本発明によれば、騒音及び振動の発生源となるアンカーボルト打設工事を無くし、簡易な工程で、且つ工期の短縮及びコストの低減を図ることのできる構造物の耐震補強構造及び耐震補強工法を提供することが可能となる。

以下、本実施形態における構造物の耐震補強構造について図面を参照し詳説する。尚、本実施形態の説明では、対向する二本の柱と、それらの柱の上部に張り渡された梁とから構成された既設の架構内に鉄骨ブレースを増設するものとして説明する。

図１に示すように、本実施形態の既設の架構は、所定の間隔を空けて立設する二本の柱１，２と、その柱１，２間に横架された梁３とからなっている。柱１，２及び梁３は、鉄筋コンクリート造又は鉄筋鉄骨コンクリート造からなり、柱１，２と梁３とで囲まれた空間に鉄骨ブレース４を設置する。

柱１，２の柱頭側の側面と柱脚側の側面とには、鋼板（以下、柱用鋼板と称す）５，６，７，８が巻き付けられている（図２参照）。柱用鋼板５，６，７，８は、柱の側面を覆うように配されている。

図２に示すように、柱１，２の側面と柱用鋼板５，６，７，８との間にはモルタル（充填材）Ｍが充填されている。このモルタルＭは、柱用鋼板５，６，７，８が柱１，２の側面に付着させる役割を果たす。

また、図１に示すように、柱１，２との接合部分の梁３にも、鋼板（以下、梁用鋼板）９，１０が設けられている。梁用鋼板９，１０は、図３に示すように、互いに向かい合う長方形の第１面板９ａ，１０ａと第２面板９ｂ，１０ｂと、その第１面板９ａ,１０ａと
第２面板９ｂ，１０ｂとの長手の端部を繋ぐ第３面板９ｃ，１０ｃと、第１面板９ａ，１０ａの短手の端部に設けられ、第３面板９ｃ，１０ｃと反対側に向かい第１面板９ａ，１０ａと直角を成す第４面板９ｄ，１０ｄと、第２面板９ｂ，１０ｂの短手の端部に設けられ、第３面板９ｃ，１０ｃと反対に向かい第２面板９ｂ，１０ｂと直角をなす第５面板９ｅ，１０ｅとを有している。

そのため、図４に示すように、第１面板９ａ，１０ａと第２面板９ｂ，１０ｂと第３面板９ｃ，１０ｃとは、梁３の側面を覆う。また、第４面板９ｄ，１０ｄと第５面板９ｅ，１０ｅとは、梁３が接合している柱１，２の側面側に設けられているため、柱１，２の側面の一部を覆うように配される。尚、本実施形態の梁用鋼板９，１０は、第１面板９ａ，１０ａと第２面板９ｂ，１０ｂと第３面板９ｃ，１０ｃと第４面板９ｄ，１０ｄと第５面板９ｅ，１０ｅとが一体に形成されているものとする。

また、本実施形態の梁用鋼板９，１０は、第１面板９ａ，１０ａと第４面板９ｄ，１０ｄとの間及び第２面板９ｂ，１０ｂと第５面板９ｅ，１０ｅとの間にスチフナ１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを更に有している。スチフナ１１ａ，１２ａは、第１面板９ａ，１０ａから第４面板９ｄ，１０ｄに向かって傾斜し、スチフナ１１ｂ，１２ｂは第２面板９ｂ，１０ｂから第５面板９ｅ，１０ｅに向かって傾斜した三角形の部材である。

そして、梁用鋼板９，１０と梁３との間には、柱用鋼板５，６，７，８と柱１，２との間と同様にモルタル等の充填材を充填して梁用鋼板９，１０と梁３とを固定してもよいし、接着材を用いて固定してもよい。尚、ここで接着材を用いると補強耐力を向上させることができる。

このような柱用鋼板５，６，７，８を設けた柱１，２と、梁用鋼板９，１０を設けた梁３とによる架構内に、耐震補強用の鉄骨ブレース４を配置する。本実施形態では、鉄骨ブレース４として四角形の枠付きＫ型の鉄骨ブレースを用いる。勿論、鉄骨ブレースの種類はＫ型に限定することなく、Ｘ型やその他のものとすることもできる。

そして、鉄骨ブレース４を架構内に設置する際には、架構内に所定の間隔を空けて鉄骨
ブレース４を配し、図１に示すようなＬ字型の板材１３を、図５（又は図２）に示すように、鉄骨ブレース４の枠の両側（Ｈ鋼の両長手面）に取り付ける。板材１３は、溶接又は高力ボルトにて鉄骨ブレース４の枠に取り付けられる。このようにして、板材１３を鉄骨ブレース４の枠の四隅に取り付けて、鉄骨ブレース４を柱１，２と梁３とによる架構内に設置する。

さらに、図２又は図５に示すように、鉄骨ブレース４に取り付けられた板材１３と柱用鋼板５，６，７，８（柱１，２）との間にはモルタル等の充填材が充填されている。この充填材により、柱１，２と鉄骨ブレース４との間で水平力により生じる圧縮力を伝達することができる。尚、充填材自体は、板材１３と柱用鋼板５，６，７，８とを接合するものではないので、柱用鋼板５，６，７，８と板材１３とを接合し、鉄骨ブレース４の引張力を柱１，２に伝達するために、柱用鋼板５，６，７，８と板材１３とは溶接又は高力ボルトによる結合或いはそれらを併用して接合する。

また、図示しないが、梁用鋼板９，１０と板材１３との間にも上記同様に充填材が充填されており、梁３と鉄骨ブレース４との間で圧縮力の伝達を行うことができる。そして、柱１，２の側面及び梁３からの水平力を鉄骨ブレース４に伝達させるため、梁用鋼板９，１０と板材１３との接合には、溶接又は高力ボルト結合、或いはそれらを併用し接合する。

以上のようにして、柱１，２と梁３とから構成された既存の架構内に、鉄骨ブレース４を設ける。

このように、本実施形態の耐震補強構造によれば、アンカーボルト打設工事を行うことなく、鉄骨ブレース４を架構内に設けることができる。これにより、耐震補強工事を行う際に発生する騒音，振動，粉塵を極力低減させることができると共に耐震補強工事を簡易な工程で行うことができる。

また、本実施形態の耐震補強構造によれば、柱１，２の柱頭及び柱脚に巻かれた柱用鋼板５，６，７，８により、地震等の外力が負荷されたときに柱１，２に生じるパンチングシアに対する耐力を増加させることができる。

また、各面板が一体に形成された梁用鋼板９，１０を梁３に設けたため、地震等による水平方向にかかる力を、柱１，２との圧縮作用及び梁用鋼板９，１０との間の接着力や付着力により、鉄骨ブレース４に伝達させることができる。水平方向にかかる力を鉄骨ブレース４に伝達させて分散させることができるため、架構にかかる負荷が少なくなり、結果耐震性を向上させることができる。

本実施形態における柱梁架構内に枠付き鉄骨ブレースを設けた状態の正面図である。 図１中のＡ−Ａ断面図である。 梁用鋼板の斜視図である。 梁用鋼板を梁に取り付けた状態での平面図。 図１中のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１，２ 柱
３ 梁
４ 鉄骨ブレース
５，６，７，８ 柱用鋼板
９，１０ 梁用鋼板
９ａ，１０ａ 第１面板
９ｂ，１０ｂ 第２面板
９ｃ，１０ｃ 第３面板
９ｄ，１０ｄ 第４面板
９ｅ，１０ｅ 第５面板
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ スチフナ
１３ 板材
Ｍ モルタル

Claims (4)

1. 建築物の柱梁架構の耐震補強として枠付き鉄骨ブレースを増設する耐震補強構造において、
   前記建築物を構成している柱の柱脚及び柱頭に柱用鋼板を設け、
   前記柱の柱頭側に配された梁の前記柱側の端部に梁用鋼板を設け、
   前記柱及び前記梁に囲まれる位置に前記鉄骨ブレースを配置し、
   前記柱用鋼板及び前記梁用鋼板と前記鉄骨ブレースとを接合したことを特徴とする耐震補強構造。
2. 前記梁用鋼板は、
   互いに向かい合い前記梁端部の両側面を覆う長方形の第１面板及び第２面板と、
   前記第１面板と前記第２面板との長手の端部を繋ぐ第３面板と、
   前記第１面板の短手の端部に設けられ、前記第３面板と反対に向けて前記第１面板と直角を成す第４面板と、
   前記第２面板の短手の端部に設けられ、前記第３面板と反対に向けて前記第２面板と直角を成す第５面板とを有し、
   前記第４面板と前記第５面板とは、前記柱の側面に沿って配されることを特徴とする請求項１に記載の耐震補強構造。
3. 前記第１面板，前記第２面板，前記第３面板，前記第４面板，前記第５面板は一体に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の耐震補強構造。
4. 建築物の柱梁架構の耐震補強として枠付き鉄骨ブレースを増設する耐震補強工法であって、
   前記建築物を構成している柱の柱脚及び柱頭に柱用鋼板を設ける工法と、
   前記柱の柱頭側に配された梁の前記柱側の端部に梁用鋼板を設ける工法と、
   前記柱及び前記梁に囲まれる位置に所定の間隔を空けて前記鉄骨ブレースを配置する工法と、
   前記鉄骨ブレースの四隅に、前記柱用鋼板及び前記梁用鋼板に接続する接続部材を配する工法と、
   前記接続部材と前記柱用鋼板との間、及び前記接続部材と前記梁用鋼板との間に充填材を充填する工法とを含む耐震補強工法。

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