JP2008101357A - 既設構造物の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】補強作業時に既設構造物の内部の使用状態を維持できるとともに、補強作業にかかる使用材料量を削減でき、費用を削減できる既設構造物の補強構造を提供すること。
【解決手段】既設構造物に対する外力の作用時に、既設構造物に生じる水平力を伝達する水平力伝達部材４００と、一端が水平力伝達部材４００に結合され、他端が地盤Ｇに固定されるよう傾斜配置され、水平力伝達部材４００からの水平力伝達により生じる圧縮力及び引張力を処理可能な高剛性の補強軸材１００、２００と、を含むことを特徴とする、既設構造物の補強構造が提供される。かかる構成によれば、補強軸材１００、２００は、水平力を、軸方向に伝達させ、地盤Ｇに伝達することができ、水平力伝達部４００材及び補強軸材１００、２００は、既設構造物に対して適切に耐震補強等の補強を施すことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、既設構造物の補強構造に関する。

近年、地震等によって既設構造物が崩壊等するという被害が多発し、既設構造物の耐震強度が問題となっている。また、既設構造物の耐震強度だけでなく、既設構造物を拡張する際や、既設構造物に重量の大きな装置や物品等を積載する際にも、耐震強度が問題となる。そこで、耐震強度を増す既設構造物の補強が、盛んに行われている。

鉄骨で構成された既設構造物の耐震補強の場合、従来の一般的な既設構造物の補強として、既設部材であるブレース、柱、及び梁等の補強が、行われている。この補強は、例えば、ブレース、柱、及び梁等の構造部材に補強部材を接合し、構造部材の断面積を増加させ、耐震強度を高めるというものがある。この補強として、例えば、構造部材がＨ型鋼などの場合、Ｈ型鋼のフランジ間に外板を溶接等で接合したり、構造部材が等辺山形鋼である場合、構造部材の等辺山形鋼に同一の等辺山形鋼を溶接等で接合したり、柱に外板等を接合する等の、補強がされる。

このような構造部材に補強部材を取付ける補強では、既設構造物の内部の補強をする必要がある。よって、当該補強をする際に、既設構造物内での作業が発生するため、既設構造物内部の使用状態を維持できない。

また、他の補強方法として、特許文献１〜３に開示された方法がある。

特許文献１に開示された耐震補強構造は、地震等による外力（以下、地震力という。）によって、木造建築の柱等が浮き上がることを防止するものである。また、特許文献２に開示された耐震補強構造は、既設構造物に対して免振レトロフィットを施す場合又は曳家等を行う場合の耐震補強をおこなうものである。また、特許文献３に開示された耐震補強構造は、既設構造物の外部に設置された架構等によって、耐震補強を行うものである。

特開２００３−２６８９８５号公報 特開２００３−２７８３９１号公報 特開２００３−２８６７７３号公報

しかし、上述の構造部材に補強部材を取付ける補強には、既設構造物の内部の使用状態を維持できないという問題があり、多くの構造部材に溶接等を施すために多くの労力及び費用がかかるという問題があり、また、多くの構造部材に補強部材を取付けるため、使用鋼材量が多くなり、多額の費用がかかるという問題があった。

また、特許文献１に開示された耐震補強構造は、柱等の浮き上がりを防止するためのものであり、柱等に加わる地震力を軽減することは、できない。また、当該補強構造は、地震力により既設構造物から伝達された引張力は処理できるが、圧縮力は処理できず、適切な補強効果が得られないという問題があった。

また、特許文献２に開示された耐震補強構造は、既設構造物に対して永久的に耐震補強を施すものではないという問題があった。また、当該補強構造は、補強に伴い、支持体、プレキャストコンクリートブロック、プレストレスを導入したＰＣ鋼棒、及びクリアランス調整用のジャッキ等が必要であるため、構造部材及び使用器具が多く、それらの管理が複雑で、労力及びコストがかかるという問題があった。

また、特許文献３に開示された耐震補強構造は、既設構造物の外部に設置した架構で補強等を行う。よって、架構の柱に地震力を伝達させる部材が必要であった。また、地震力を処理するために当該柱は、軸方向と垂直な方向に高い強度が要求され、部材が大きくなった。したがって、使用鋼材量が多くなり、コストが増すという問題があった。また、当該補強構造は、補強架構を４方向に設置するため、極低降伏点鋼を使用し、その表面に対し鏡面仕上げ又はフッ素樹脂層を貼り付ける等の必要があった。そのために、労力及びコストが増加するという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、補強作業時に既設構造物の内部の使用状態を維持できるとともに、補強作業にかかる使用材料量を削減可能で、費用を削減可能な、新規かつ改良された既設構造物の補強構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、既設構造物に対する外力の作用時に既設構造物に生じる水平力を伝達する水平力伝達部材と、一端が水平力伝達部材に結合され、他端が地盤に固定されるよう傾斜配置され、水平力伝達部材からの水平力伝達により生じる圧縮力及び引張力を処理可能な高剛性の補強軸材と、を含むことを特徴とする、既設構造物の補強構造が提供される。

かかる構成によれば、水平力伝達部材は、地震等により既設構造物に外力（地震力等）が作用したときに既設構造物に生じる水平力を、補強軸材に伝達することができる。すなわち、構造部材を伝達する力は高い剛性を有する部材に集中するという特性により、水平力を補強軸材に伝達することができる。また、補強軸材は、水平力伝達部材から伝達された水平力を、軸方向に伝達させ、地盤に伝達することができる。すなわち、補強軸材は、水平力を軸力として処理することができる。よって、水平力伝達部材及び補強軸材は、既設構造物に対して適切に耐震補強等の補強を施すことができる。

また、補強軸材の一端は、水平力伝達部材の端部に連結され、補強軸材の他端は、既設構造物の屋外において地盤に固定されてもよい。かかる構成によれば、補強軸材は、既設構造物の屋外に配置することができる。よって、当該補強を成す補強工事中及び補強工事後において、工事前の既設構造物の使用状態を維持することができる。

また、水平力伝達部材は、既設構造物の既設部材又は既設部材に結合された追加補強梁であってもよい。かかる構成によれば、既設部材が水平力を伝達可能な強度を有さない場合等において、外部鉄骨梁が当該水平力を補強軸材に伝達することができる。

また、既設構造物に複数の水平力伝達部材が互いに略平行に配設され、複数の水平力伝達部材のうちの少なくとも１つ以上に、補強軸材がそれぞれ結合されてもよい。かかる構成によれば、水平力を複数の水平力伝達部材に分配することができ、複数の水平力伝達部材それぞれに接続された補強軸材に伝達することができる。よって、複数の補強軸材は、水平力を分担して地盤に伝達することができる。

また、複数の水平力伝達部材にそれぞれ結合された複数の補強軸材を相互に連結する第１連結材をさらに含んでもよい。かかる構成によれば、第１連結材は、各補強軸材の支点間距離を短縮し、各補強軸材の面外方向への「はらみ現象」すなわち、座屈を防止することができる。

また、補強軸材の略中間部と、既設構造物又は地盤とを連結する第２連結材をさらに含んでもよい。かかる構成によれば、第２連結材は、既設構造物と接続された場合、既設構造物から水平力の伝達を受け、この水平力を補強軸材に伝達することができる。よって、既設構造物からの水平力は、第２連結材、補強軸材を順次に介して、地盤又は既設構造物へと伝達されて処理されうる。また、第２連結材は、補強軸材の支点間距離を短縮し、補強軸材の面外方向への「はらみ現象」すなわち、座屈を防止することができる。

以上説明したように本発明によれば、補強作業時に既設構造物の内部の使用状態を維持できるとともに、補強作業にかかる使用材料量を削減でき、費用を削減できる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物の補強構造について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物の補強構造を示す平面図である。

図１に示すように、本実施形態は、既設構造物１０と、３機のタンク２０と、第１補強軸材１００と、第２補強軸材２００と、第１連結材３１０〜３４０と、水平力伝達部材４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃと、を含む。

既設構造物１０は、一例として、以下では、主要構造部材を鉄骨で構成された工場等の大型建築物であるとする。また、既設構造物１０は、略３層構造を成すとして以下では説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。既設構造物１０は、例えば、マンション等の一般の構造物であってもよい。尚、既設構造物１０のｘ軸方向の位置を、ｘ軸正の方向（紙面左方）から、順次、ａ〜ｌ通と区画して、以下では説明する。

タンク２０は、既設構造物１０の最上層である第３層内部に配置される。タンク２０は、Ａ−Ａ線とＢ−Ｂ線との間において、Ｂ−Ｂ線よりＡ−Ａ線に近い位置に配置される。また、タンク２０は、相当な重量を有し、既設構造物１０に新たに積載される。よって、既設構造物１０は、当該タンク２０を最上層内部に新たに積載することにより、地震等の外力に対する強度を増す必要があるとして、以下では説明する。

すなわち、本実施形態では、説明の便宜上、補強を施す既設構造物１０として、新たに相当な荷重を有するタンク２０を積載することにより、耐震補強が必要となった既設構造物１０であるとして、以下では説明する。すなわち、タンク２０を積載しない状態において既設構造物１０は、十分な耐震強度を有するが、タンク２０を積載することにより、地震等の外力が加わった際に発生する水平力を処理できず、耐震強度を増す補強が必要となったものとして、以下では説明する。

しかし、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、新たに積載する物品は、その重量により耐震補強等が必要となる物ならばよい。すなわち、本発明は、新たな物品の積載、拡張や外装の変更等に伴い耐震補強が必要となった既設構造物にも適用できる。また、新たにタンク２０等を積載せずに、単に耐震補強の必要性が生じた既設構造物であればよい。また、本発明の既設構造物１０の補強構造は、既設構造物にのみ施されるものではなく、新たに新設される構造物にも、適用されうる。また、既設構造物１０に作用する外力としては、地震等の地震力に限られず、クレーン等の走行や、積載物の移動等に伴い発生する反作用力等であってもよい。

また、ここで、水平力とは、上記地震等の外力が既設構造物１０に作用した際に、タンク２０、既設構造物１０及び他の積載物等により発生する水平方向の力を意味する。以下では、説明の便宜上、この水平力としてタンク２０により発生するものを中心に説明する。

本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造は、第１補強軸材１００と、第２補強軸材２００と、第１連結材３１０〜３４０と、水平力伝達部材４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃと、を含む。

尚、本実施形態において、既設構造物１０の補強構造は、地震等による外力が加わった際に、タンク２０及び既設構造物１０によって生じた水平力を、図１のｘ軸正の方向に伝達させ、地盤Ｇに逃がす。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。すんわち、本発明は、図１のｘ軸負の方向、ｙ軸正負の方向、又は任意の方向に、水平力を伝達させてもよい。また、水平力を伝達させる方向は、１方向以上でもよい。

水平力伝達部材４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃは、水平力を伝達するための構造物である水平力伝達部材の一例であり、ｘ軸方向に沿って略水平方向に、互いに略平行となるよう延設される。水平力伝達部材４００Ａは、Ａ−Ａ線上に、配置され、一端をｂ通において第１補強軸材１００に接続される。水平力伝達部材４００Ｂ、４００Ｃは、Ｂ−Ｂ線上に配置される。また、水平力伝達部材４００Ｃは、一端をｂ通において第２補強軸材２００に接続される。

第１補強軸材１００は、ｂ通において一端を水平力伝達部材４００Ａの端部に接続され、ａ通において他端を地盤Ｇと固定され、傾斜配置される。また、第２補強軸材２００は、ｂ通において一端を第１層中段の既設部材により構成された水平力伝達部材４００Ｃの端部に接続され、ａ通において他端を地盤Ｇと固定され、傾斜配置される。第１補強軸材１００と第２補強軸材２００とは、略平行となるように配置される。尚、ａ通は、既設構造物１０の屋外を通る地点に設定される。

また、第１連結材３１０〜３４０は、それぞれ、一端を第１補強軸材１００に連結され、他端を第２補強軸材２００に連結される。

以上が、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造の上方からの概要構成である。また、次に、図２を参照して、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造の概要構成を、既設構造物の側面から説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造を示す側面図である。尚、図２は、既設構造物１０の補強構造を図１のｙ軸負の方向から見た側面図である。また、既設構造物１０は、地表の高さをＦＬ０とし、地表からの高さをＦＬ１〜ＦＬ６（図４参照）の高さに分けて、以下では説明する。すなわち、図２において、既設構造物１０の第１層は、ＦＬ０からＦＬ２の上方までの高さを有し、第２層は、ＦＬ２の上方からＦＬ３までの高さを有し、第３層は、ＦＬ３からＦＬ４までの高さを有する。尚、第１層の一部は、ＦＬ２までの高さを有する（図６参照）。

既設構造物１０は、上述のように、第３層（ＦＬ３上）に、３機のタンク２０を有する。また、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造は、更に、第２連結材１１０〜１３０を含む。

第２連結材１１０は、ＦＬ１の第１補強軸材の略中間部と、既設構造物１０のＦＬ１に備えられた既設の水平力伝達部材（図３参照）と、に接続される。また、第２連結材１２０は、ＦＬ１の第１補強軸部材の略中間部と、ＦＬ０の既設構造物１０とに接続される。また、第２連結材１３０は、第２連結材１２０の略中間部と、既設構造物１０のＦＬ１に備えられた既設の水平力伝達部材と、に接続される。

水平力伝達部材４００Ａは、ｂ〜ｄ通においてＦＬ２に配置され、ｄ〜ｅ通においてＦＬ２とＦＬ３との間を連結し、ｅ〜ｋ通においてＦＬ３に配置され、ｋ〜ｌ通においてＦＬ３とＦＬ２との間に傾斜配置される。また、ｂ通〜ｌ通において、水平力伝達部材４００Ｂは、第１層の屋根部に配置され、水平力伝達部材４００Ｃは、ＦＬ５に配置される。

第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００は、補強軸材の一例であり、角型鋼管で形成される。また、第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００は、既設構造物１０の主要な構造部材のうちで最も高い剛性を有する。また、荷重は、剛性の高い構造部材に集中するという特性により、水平力は、第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００に集中して伝達される。また、第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００は、水平力を軸方向に伝達し、地盤Ｇに伝達することができる。よって、第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００は、この水平力を軸方向の軸力（圧縮力及び引張力）として処理できる高い剛性を有する。尚、このような補強軸材をバットレスとよぶ。

水平力伝達部材４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃは、水平力伝達部材の一例であり、既設部材または追加補強梁で構成される。すなわち、水平力伝達部材４００Ａは、一部を追加補強梁で構成され、残りを既設部材で構成される。また、水平力伝達部材４００Ｂは、既設部材である既設の梁で構成される。そして、水平力伝達部材４００Ｂは、複数の既設部材（梁、柱、ブレース等）が一体形成されて構成される。

このような水平力伝達部材は、水平力を補強軸材に伝達する部材である。つまり、地震等の外力が加わることで、タンク２０等によって生じた水平力を、第１補強軸材１００又は第２補強軸材２００等の補強軸材に伝達（処理）可能な部材である。よって、既設部材がこの水平力を伝達するのに十分な強度を有していれば、水平力伝達部材は、当該既設の部材等であってよく、新たに追加補強部材を配置しなくてもよい。のなお、追加補強梁及び既設の梁は、傾斜配置されてもよい。

第１連結材３１０〜３４０は、第１補強軸材１００と第２補強軸材２００とに接続されることで、第１補強軸材１００と第２補強軸材２００とのそれぞれの支点間距離を短縮し、座屈を防止する座屈防止材の役割を担う。

第２連結材１１０、１２０は、第１補強軸材１００と既設構造物１０とに接続されることで、第１補強軸材１００の支点間距離を短縮し、座屈を防止する座屈防止材の役割を担う。また、第２連結材１３０は、第２連結材１２０と既設構造物１０とに接続されることで、第２連結材１２０の支点間距離を短縮し、座屈を防止する座屈防止材の役割を担う。

尚、ここで、座屈とは、軸方向に垂直荷重を受ける補強軸材等の部材に圧縮応力を加えると、その部材が、細長比の大きさによって面外方向にはらみ、荷重分担能力を失ってしまう現象を言う。但し、部材の長さ（支点間距離）が短い場合は、面外方向へのはらみが拘束されるため、長い部材の場合にのみ発生する現象である。よって、ここでは、当該支点間距離を短縮することにより座屈を防止することができる。このような座屈を防止しうる部材のことを、ここでは、横補剛材と呼ぶ。

本実施形態では、第２連結材１１０〜１３０は、図２のように配置されるが、本発明は、これに限定されるものではない。第２連結材が、第１補強軸材１００の略中間部と、既設構造物１０とを、任意の本数及び任意の位置で繋ぐことにより、本発明は、第１補強軸材１００の支点間距離を短縮し、座屈を防止することができる。また、第２連結材１１０〜１３０は、他の部材、既設構造物、及び地表（ＦＬ０）によって、略三角形（トラス）を成すように、所定の位置に所定の本数配置することができる。

よって、例えば、第２連結材は、本実施形態における第１補強軸材１００の略中間部と、既設構造物１０のＦＬ０の位置とに接続された、第２連結材１２０のみでもよく、第１補強軸材１００の略中間部と、既設構造物１０のＦＬ１に備えられた既設の水平力伝達部材（図３参照）とに接続された、第２連結材１１０のみでのよい。

以上が、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造の上方及び側方における概要構成である。このような構成を有する既設構造物１０の補強構造のより詳細な構成及び作用等は、以下で説明する。また、次に、図３を参照して、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造の構成を、詳しく説明する。

（既設構造物１０の補強構造のＡ−Ａ線における構成）
図３は、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造を、Ａ−Ａ線で切断した構成を示す断面図である。上述のように、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造は、第１補強軸材１００と、第２連結材１１０〜１３０と、水平力伝達部材４００Ａと、を含む。タンク２０が、既設構造物１０の内部に配置される。

既設構造物１０は、Ａ−Ａ線において、第１荷重支持既設梁３１〜第３荷重支持既設梁３３と、第１既設梁４１〜第５既設梁４５と、を含む。

第１荷重支持既設梁３１〜第３荷重支持既設梁３３は、ＦＬ３において第３層の床面に配置される。第１荷重支持既設梁３１は、ｈ通とｉ通との間に配置される。第２荷重支持既設梁３２は、ｈ通で第１荷重支持既設梁３１に接続され、ｈ通とｇ通との間に配置される。第３荷重支持既設梁３３は、ｉ通で第２荷重支持既設梁３２に接続され、ｉ通とｊ通との間に配置される。尚、第１荷重支持既設梁３１〜第３荷重支持既設梁３３は、水平力伝達部材４００Ａに含まれる既設部材の一例である。

第１既設梁４１及び第２既設梁４２は、ＦＬ３下方において第２層の屋根に配置される。第１既設梁４１は、ｇ通で第２荷重支持既設梁３２に接続され、ｇ通とｆ通との間に配置される。第２既設梁４２は、ｆ通で第１既設梁４１に接続され、ｆ通とｅ通との間に配置される。また、第３既設梁４３、第４既設梁４４、及び第５既設梁４５は、ＦＬ２下方において第１層の屋根に配置される。第３既設梁４３は、ｅ通でｅ通に設置された柱を介して第２既設梁４２と接続され、ｅ通とｄ通との間に配置される。第４既設梁４４は、ｄ通で第３既設梁４３と接続され、ｄ通とｃ通との間に配置される。第５既設梁４５は、ｃ通で第４既設梁４４と接続され、ｃ通とｂ通との間に配置される。

なお、第１荷重支持既設梁３１及び第２荷重支持既設梁３２と、第１既設梁４１〜第５既設梁４５とのそれぞれは、各端部の各通（例えば、第１荷重支持既設梁３１の場合、ｈ通及びｉ通。）に配置された、既設の柱及びブレース等によって支持される。当該既設の構造については、一般的な既設構造物１０の構造であってよいので、ここでは省略する。

また、タンク２０は、ｊ通とｉ通との間、i通とｈ通との間、ｈ通とｇ通との間において第３層に配置される。すなわち、タンク２０は、第１荷重支持既設梁３１〜第３荷重支持既設梁３３それぞれの上方近傍に積載される。

以下では、第３荷重支持既設梁３３の上方近傍に配置されたタンク２０の荷重についての説明は、他のタンク２０と同様であるため省略する。

第１補強軸材１００は、既設構造物１０の端部（ｂ通）の第２層上端（ＦＬ２）において、水平力伝達部材４００Ａの端部の一例である第５外部鉄骨梁４５０の端部に、一端を接続される。また、第１補強軸材１００の他端は、ａ通においてＦＬ０の地盤Ｇと固定される。この第１補強軸材１００の他端の地盤Ｇに対する固定については、後に後述する。また、第１補強軸材１００は、傾斜配置される。

第２連結材１１０は、一端をＦＬ１の高さで既設構造物１０の第１層の端部（ｂ通）と結合される。すなわち、一端は、既設構造物１０のＦＬ１に配置された既設部材（梁）に接続される。この既設部材（梁）は、ＦＬ１に備えられた既設の水平力伝達部材の一例である。また、第２連結材１１０の他端は、第１補強軸材１００の略中間部に接続される。また、第２連結材１２０は、一端をＦＬ０の高さで既設構造物１０の第１層端部（ｂ通）と連結される。すなわち、一端は、既設構造物１０のｂ通に配置された既設柱に接続される。また、第２連結材１２０の他端は、ＦＬ１の第１補強軸材１００の略中間部と第２連結材１１０の他端とに連結される。また、第２連結材１３０は、一端をＦＬ１の高さで既設構造物１０の第１層の端部（ｂ通）と、第２連結材１１０の一端と、に連結される。また、第２連結材１３０の他端は、第２連結材１２０の略中間部に接続される。

水平力伝達部材４００Ａは、一例として、追加補強梁である第１外部鉄骨梁４１０〜第５外部鉄骨梁４５０、外部鉄骨斜梁４６０、及び梁連結材４６１、４６２と、既設部材である上記の第１荷重支持既設梁３１及び第２荷重支持既設梁３２と、を含む。

第１外部鉄骨梁４１０は、ｇ通とｆ通との間のＦＬ３において第１既設梁４１の上方に配置される。また、第１外部鉄骨梁４１０は、一端をｇ通において第１荷重支持既設梁３１に接続され、ｇ通とｆ通との間で適宜第１既設梁４１に接続される。第２外部鉄骨梁４２０は、ｆ通とｅ通との間のＦＬ３において第２既設梁４２の上方に配置される。また、第２外部鉄骨梁４２０は、一端をｆ通において第１外部鉄骨梁４１０に接続され、ｆ通とｅ通との間で適宜第２既設梁４２に接続される。

第３外部鉄骨梁４３０は、ｅ通とｄ通との間のＦＬ２において第３既設梁４３の上方に配置される。また、第３外部鉄骨梁４３０は、一端をｅ通においてｅ通に設置された既設の柱を介して第２外部鉄骨梁４２０に接続され、ｆ通とｅ通との間で適宜第３既設梁４３に接続される。第４外部鉄骨梁４４０は、ｄ通とｃ通との間のＦＬ２において第４既設梁４４の上方に配置される。また、第４外部鉄骨梁４４０は、一端をｄ通において第３外部鉄骨梁４３０に接続され、ｆ通とｅ通との間で適宜第４既設梁４４に接続される。第５外部鉄骨梁４５０は、ｃ通とｂ通との間のＦＬ２において第５既設梁４５の上方に配置される。また、第５外部鉄骨梁４５０は、一端をｃ通において第４外部鉄骨梁４４０に接続され、ｃ通とｂ通との間で適宜第５既設梁４５に接続される。第５外部鉄骨梁４５０は、上述のように、ｂ通において他端を第１補強軸材１００の一端に接続される。

尚、各外部鉄骨梁４１０〜４５０とそれに対応する各既設梁４１〜４５（既設部材）との接続は、任意の方法で接続されてもよい。すなわち、この接続は、各既設梁４１〜４５上に直接、各外部鉄骨梁４１０〜４５０を溶接結合により成されてもよく、一定の間隔を空けて配置された１つ以上の柱が、各既設梁４１〜４５と各外部鉄骨梁４１０〜４５０との間に配置され、両者に溶接等によって結合されることで成されてもよい。

外部鉄骨斜梁４６０は、一端をｅ通のＦＬ３において第２外部鉄骨梁４２０の端部に接続され、他端をｄ通のＦＬ２において第３外部鉄骨梁４３０の端部と第４外部鉄骨梁４４０の端部とに接続される。

梁連結材４６１は、一端を外部鉄骨斜梁４６０の略中間部に接続され、他端をｅ通のＦＬ２において第３外部鉄骨梁４３０の端部に接続される。また、梁連結材４６１は、傾斜配置される。梁連結材４６２は、一端を外部鉄骨斜梁４６０の略中間部と梁連結材４６１の一端とに接続され、他端を第３外部鉄骨梁４３０の略中間部に接続される。また、梁連結材４６２は、外部鉄骨斜梁４６０の略中間部と第３外部鉄骨梁４３０の略中間部とを垂直に結合する柱状に形成される。

また、上述の構成において、第１補強軸材１００は、水平力伝達部材４００Ａから水平力の伝達を受けて、当該水平力を地盤Ｇに逃がす（伝達させる）役割を担う。また、第１補強軸材１００は、水平力（応力）の伝達によって生じる圧縮力及び引張力を軸力によって処理することができ、水平力を軸方向に伝達することができる。このような役割を担う第１補強軸材１００をバットレスという。

また、水平力伝達部材４００Ａは、タンク２０等によって発生した水平力を、第２荷重支持既設梁から伝達され、第１補強軸材１００に伝達する役割を担う。そして、第２連結材１１０〜第２連結材１３０は、第１補強軸材１００の横補剛材として働き、第１補強軸材１００の座屈を防止することができる。また、第２連結材１１０は、既設構造物１０のＦＬ１に設置された既設部材である梁から水平力の伝達を受け、その水平力を水平力伝達部材４００Ａに伝達することができる。

以上、図３を参照して、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造のＡ−Ａ線における構成について詳しく説明した。次に、以下では、図３を参照して、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造のＡ−Ａ線における各構成の作用について、詳しく説明する。

（既設構造物１０の補強構造のＡ−Ａ線における作用）
まず、地震等の外力が既設構造物１０に作用した際、タンク２０及び既設構造物１０により上記水平力が生じる。この水平力は、ｉ通からｂ通へと水平力伝達部材４００Ａを順次に伝達され、第１補強軸材１００に伝達される。そして、水平力は、第１補強軸材１００を軸方向に伝達され、地盤Ｇに伝達される。

すなわち、この水平力は、ｉ通とｈ通との間のタンク２０の場合、第１荷重支持既設梁３１に伝達され、ｈ通とｇ通との間のタンク２０の場合、第２荷重支持既設梁３２に伝達される。また、第１荷重支持既設梁３１に伝達された水平力は、ｈ通において第２荷重支持既設梁３２に伝達される。なお、ｊ通とｉ通との間のタンク２０による水平力は上記同様に伝達されるため、ここでの詳しい説明は、省略する。

尚、第１荷重支持既設梁３１と第２荷重支持既設梁３２とは、タンク２０による水平力、および、通常時のタンク２０の荷重を処理可能（伝達可能）な強度を有するため、補強が成されていない。

第２荷重支持既設梁３２に伝達された水平力は、ｇ通において第１外部鉄骨梁４１０に伝達される。第１外部鉄骨梁４１０に伝達された水平力は、第１外部鉄骨梁４１０を水平に伝達し、ｆ通において第２外部鉄骨梁４２０に伝達される。第２外部鉄骨梁４２０に伝達された水平力は、第２外部鉄骨梁４２０を水平に伝達し、ｅ通において外部鉄骨斜梁４６０に伝達される。外部鉄骨斜梁４６０に伝達された水平力は、外部鉄骨斜梁４６０を斜めの軸方向に伝達し、ｄ通において第４外部鉄骨梁４４０に伝達される。第４外部鉄骨梁４４０に伝達さえれた水平力は、第４外部鉄骨梁４４０を水平に伝達し、ｃ通において第５外部鉄骨梁４５０に伝達される。第５外部鉄骨梁４５０に伝達された水平力は、第５外部鉄骨梁４５０を水平に伝達し、ｂ通において第１補強軸材１００に伝達される。第１補強軸材１００に伝達された水平力は、第１補強軸材１００の軸方向（斜め方向）に伝達し、ａ通において地盤Ｇに伝達され、処理されうる。

ここで、水平力伝達部材４００Ａは、追加補強部材（第１外部鉄骨梁４１０〜第５外部鉄骨梁４５０、外部鉄骨斜梁４６０、及び梁連結材４６１、４６２）を含むとした。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、既設部材によって、水平力が処理可能な場合、追加補強部材は、配置しなくてもよい。すなわち、例えば、第１荷重支持既設梁３１及び第２荷重支持既設梁３２に加え、既設部材（例えば、第１既設梁４１〜第５既設梁４５）が、水平力を伝達してもよい。

また、ここで、梁連結材４６１及び梁連結材４６２は、外部鉄骨斜梁４６０の支点間距離を短縮し、外部鉄骨斜梁４６０が座屈するのを防止することができる。すなわち、梁連結材４６１及び梁連結材４６２は、外部鉄骨斜梁４６０の略中間部を下方から支持することによって、外部鉄骨斜梁４６０の支点間距離を短縮することができる。

そして、第２連結材１１０及び第２連結材１２０は、第１補強軸材１００の支点間距離を短縮し、第１補強軸材１００が座屈するのを防止することができる。すなわち、第２連結材１１０及び第２連結材１２０は、第１補強軸材１００の略中間部を下方から支持することによって、第１補強軸材１００の支点間距離を短縮することができる。また、第２連結材１１０は、既設構造物１０のＦＬ１に設置された既設の梁を伝達する水平力の伝達を受け、この水平力を第１補強軸材１００に伝達することができる。また、第２連結材１３０は、第２連結材１２０の支点間距離を短縮し、第２連結材１２０が座屈するのを防止することができる。すなわち、第２連結材１３０は、第２連結材１２０の略中間部を下方から支持することによって、第２連結材１２０の支点間距離を短縮することができる。

上述のように、梁連結材４６１、４６２は、外部鉄骨斜梁４６０の座屈防止材の一例であり、第２連結材１１０及び第２連結材１２０は、第１補強軸材１００の座屈防止材の一例であり、第２連結材１３０は、第２連結材１２０の座屈防止材の一例である。また、これらの座屈防止材は、第１補強軸材１００と既設構造物１０と第２連結材１１０〜１３０と、又は、外部鉄骨斜梁４６０と第３外部鉄骨梁４３０とｅ通の既設構造物１０とによって、略三角形（トラス）を形成するように配置されうる。本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造は、このように略三角形の形状を形成することにより、印加される荷重を効率よく分配することができる。

よって、例えば、第１補強軸材１００等が座屈する恐れがない場合、すなわち、第１補強軸材１００等が伝達される水平力に対して十分な軸力強度を有する場合、当該座屈防止材（第２連結材１１０〜１３０、梁連結材４６１、４６２）は、無くてもよい。また、例えば、第１補強軸材１００の座屈防止材は、第２連結材１２０のみであってもよい。また、第２連結材１２０は、略垂直に形成され、第１補強軸材１００の略中間部と地表とに直接接続されてもよい。すなわち、第２連結材１２０は、第１補強軸材１００の略中間部を下方から垂直に支持することで、第１補強軸材１００の支点間距離を短縮し、座屈を防止してもよい。

以上、図３を参照して、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造のＡ−Ａ線における構成及び作用について、詳しく説明した。次に、図４を参照して、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造のＢ−Ｂ線における構成について、詳しく説明する。

（既設構造物１０の補強構造のＢ−Ｂ線における構成）
図４は、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造を、Ｂ−Ｂ線で切断した構成を示す断面図である。上述のように、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造は、第２補強軸材２００と、水平力伝達部材４００Ｂ、４００Ｃと、を含む。また、既設構造物１０の補強構造は、更に、補強ブレース５００と、ブレース連結材５１０と、を含む。また、タンク２０が、既設構造物１０の内部に配置され、既設構造物１０は、更に、第１上段既設梁５１〜第７上段既設梁５７と、第１下段既設梁６１〜第７下段既設梁６７と、を含む。

また、水平力伝達部材４００Ｂは、一例として、既設構造物１０の既設部材、すなわち第１上段既設梁５１〜第７上段既設梁５７を含む。また、水平力伝達部材４００Ｃは、一例として、既設構造物１０の既設部材、すなわち第１下段既設梁６１〜第７下段既設梁６７を含む。

第１上段既設梁５１〜第７上段既設梁５７は、ＦＬ６上方において第１層の屋根に配置される。第１上段既設梁５１は、ｉ通とｈ通との間に配置される。第２上段既設梁５２は、ｈ通において第１上段既設梁５１に接続され、ｈ通とｇ通との間に配置される。第３上段既設梁５３は、ｇ通において第２上段既設梁５２に接続され、ｇ通とｆ通との間に配置される。第４上段既設梁５４は、ｆ通において第３上段既設梁５３に接続され、ｆ通とｅ通との間に配置される。第５上段既設梁５５は、ｅ通において第４上段既設梁５４に接続され、ｅ通とｄ通との間に配置される。第６上段既設梁５６は、ｄ通において第５上段既設梁５５に接続され、ｄ通とｃ通との間に配置される。第７上段既設梁５７は、ｃ通において第６上段既設梁５６に接続され、ｂ通とｃ通との間に配置される。また、第６上段既設梁５６のｃ通における端部と、第７上段既設梁５７のｃ通及びｂ通における両端部及び略中間部とは、補強ブレース５００に接続される。

第１下段既設梁６１〜第７下段既設梁６７は、ＦＬ５上方において第１層の中間層部に配置される。第１下段既設梁６１は、ｉ通とｈ通との間に配置される。第２下段既設梁６２は、ｈ通において第１下段既設梁６１に接続され、ｈ通とｇ通との間に配置される。第３下段既設梁６３は、ｇ通において第２下段既設梁６２に接続され、ｇ通とｆ通との間に配置される。第４下段既設梁６４は、ｆ通において第３下段既設梁６３に接続され、ｆ通とｅ通との間に配置される。第５下段既設梁６５は、ｅ通において第４下段既設梁６４に接続され、ｅ通とｄ通との間に配置される。第６下段既設梁６６は、ｄ通において第５下段既設梁６５に接続され、ｄ通とｃ通との間に配置される。第７下段既設梁６７は、ｃ通において第６下段既設梁６６に接続され、ｂ通とｃ通との間に配置される。また、第６下段既設梁６６のｃ通における端部と、第７下段既設梁６７のｃ通及びｂ通における両端部及び略中間部とは、補強ブレース５００に接続される。そして、第７下段既設梁６７のｂ通における端部は、第２補強軸材２００に接続される。

なお、第１上段既設梁５１〜第７上段既設梁５７と第１下段既設梁６１〜第７下段既設梁６７とのそれぞれは、各端部の各通の間（例えば、第１上段既設梁５１の場合、ｈ通とｉ通と野間。）に配置された、既設の柱及びブレース等によって支持される。当該既設の構造については、一般的な既設構造物１０の構造であってよいので、ここでは省略する。

また、本実施形態において第１上段既設梁５１〜第７上段既設梁５７は、既設部材である複数の梁、複数の柱、複数のブレース等が一体形成されて構成される。

第２補強軸材２００は、既設構造物１０の端部（ｂ通）の第１層の中間層部（ＦＬ５）において、水平力伝達部材４００Ｃである第７下段既設梁６７に一端を接続される。また、第２補強軸材２００の他端は、ａ通においてＦＬ０の地盤Ｇと固定される。この第２補強軸材２００の他端の地盤Ｇに対する固定については、後に後述する。また、第２補強軸材２００は、図４に示すように、傾斜配置される。そして、第２補強軸材２００は、第１補強軸材１００に対して略平行となるように配置される。

補強ブレース５００は、ｂ通とｃ通との間で、ＦＬ５とＦＬ６との間に配置される。また、補強ブレース５００は、第６上段既設梁５６のｃ通における端部と、第７上段既設梁５７のｃ通及びｂ通における両端部及び略中間部と、に接続される。そして、補強ブレース５００は、第６下段既設梁６６のｃ通における端部と、第７下段既設梁６７のｃ通及びｂ通における両端部及び略中間部と、に接続される。

このような補強ブレース５００は、新たに新設された補強用ブレースであってもく、当該箇所に設置された既設のブレース等に対して断面積を増やす補強を行うことにより、構成されてもよい。

また、上述の構成において、第２補強軸材２００は、水平力伝達部材４００Ｃから水平力の伝達を受けて、当該水平力を地盤Ｇに逃がす（伝達させる）役割を担う。また、第２補強軸材２００は、水平力（応力）の伝達によって生じる圧縮力及び引張力を軸力によって処理することができ、水平力を軸方向に伝達することができる。このような役割を担う第２補強軸材２００をバットレスという。

補強ブレース５００は、第６上段既設梁５６及び第７上段既設梁５７を伝達した水平力を、第６下段既設梁６６及び第７下段既設梁６７に伝達させる役割を担う。

以上、図４を参照して、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造のＢ−Ｂ線における構成について詳しく説明した。次に、以下では、図４を参照して、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造のＢ−Ｂ線における各構成の作用について、詳しく説明する。

（既設構造物１０の補強構造のＢ−Ｂ線における作用）
まず、地震等の外力が既設構造物１０に作用した際、タンク２０及び既設構造物１０により上記水平力が生じる。この水平力の大半は、上述のようにＡ−Ａ線において水平力伝達部材４００Ａと、第１補強軸材１００とによって、地盤Ｇに伝達され処理されうる。しかし、この水平力（以下、単に水平力という。）は、図１においてｙ軸方向に伸びる既設構造物１０の既設の構造部材（柱、梁、ブレース等）によって、Ｂ−Ｂ線上の水平力伝達部材４００Ｂに伝達される。この水平力は、ｉ通からｂ通へと水平力伝達部材４００Ｂを順次に伝達され、補強ブレース５００を介して水平力伝達部材４００Ｃに伝達され、第２補強軸材２００に伝達される。そして、水平力は、第２補強軸材２００を軸方向に伝達され、地盤Ｇに伝達される。

すなわち、この水平力は、ｉ通とｈ通との間のタンク２０の場合、第１上段既設梁５１に伝達され、ｈ通とｇ通との間のタンク２０の場合、第２上段既設梁５２に伝達される。また、第１上段既設梁５１に伝達された水平力は、ｈ通において第２上段既設梁５２に伝達される。なお、ｊ通とｉ通との間のタンク２０による水平力についての説明は、同様に伝達されるため、ここでは省略する。

尚、第１上段既設梁５１と第２上段既設梁５２とは、タンク２０による水平力、および、通常時のタンク２０の荷重を処理可能（伝達可能）な強度を有するため、補強が成されていない。また、同様に、第３上段既設梁５３〜第７上段既設梁５７と、第１下段既設梁６１〜第７下段既設梁６７とも、同様の理由により、補強の必要が無く、補強が成されていない。

よって、水平力伝達部材４００Ｂ、４００Ｃは、既設部材である第１上段既設梁５１〜第７上段既設梁５７及び第１下段既設梁６１〜第７下段既設梁６７を含み構成される。

すなわち、本実施形態における水平力伝達部材は、地震等の外力が加わることで、タンク２０等によって生じた水平力を、第１補強軸材１００又は第２補強軸材２００等の補強軸材に伝達（処理）可能な部材であればよい。よって、既設の部材等がこの水平力を伝達するのに十分な強度を有していれば、水平力伝達部材は、当該既設の部材等であってよく、新たに補強部材を配置しなくてもよい。

第２上段既設梁５２に伝達された水平力は、上述のＡ−Ａ線上の水平力の伝達のように、第３上段既設梁５３〜第６上段既設梁５６を介して、第７上段既設梁５７に伝達される。また、第７上段既設梁５７に伝達された水平力は、補強ブレース５００を介して、第７下段既設梁６７に伝達される。

また、第１上段既設梁５１〜第７上段既設梁５７を伝達する水平力の一部は、各梁の端部（ｉ通〜ｂ通）に配置された既設の柱及びブレース等を介して、それぞれの下方に配置された第１下段既設梁６１〜第７下段既設梁６７に伝達される。そして、第１下段既設梁６１〜第７下段既設梁６７に伝達された水平力は、順次、隣接した下段既設梁に伝達され、第７下段既設梁６７に伝達される。

そして、第７下段既設梁６７に伝達された水平力は、ｂ通のＦＬ５において第２補強軸材２００に伝達される。第２補強軸材２００に伝達された水平力は、第２補強軸材２００の軸方向（斜め方向）に伝達し、ａ通において地盤Ｇに伝達され、処理されうる。

以上、図４を参照して、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造のＢ−Ｂ線における構成及び作用について、詳しく説明した。次に、図５を参照して、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造の第１補強軸材１００のａ通における地盤Ｇに対する固定について説明する。

（第１補強軸材１００の地盤固定）
図５は、本発明の第１の実施形態にかかる第１補強軸材１００の地盤固定を示す概略図である。なお、図５は、説明の便宜上、ａ通からｂ通において、第１補強軸材１００および基礎６００の構成を概略的に示す。よって、他の構成要素については、上記で詳しく説明したので、ここでは省略し、図５においても、省略する。また、図５において、（Ａ）図は、第１補強軸材１００の地盤固定を示し、（Ｂ）図は、第１補強軸材１００の地盤固定の変形例を示す。

図５の（Ａ）に示すように、本実施形態にかかる第１補強軸材１００は、基礎６００に接続されることにより、地盤Ｇに固定される。

基礎６００は、複数の杭６１０と、基礎台６２０と、を含む。複数の杭６１０はそれぞれ、一端を基礎台６２０に接続され、他端を地中に埋められて地盤Ｇに固定される。また、基礎台６２０は、下方を地中に埋設され、杭６１０と接続される。また、基礎台６２０の上方は、地上に露出し、第１補強軸材１００が連結される。

基礎６００は、第１補強軸材１００から軸力として伝達した水平力の伝達を受けて、この水平力を地盤Ｇに伝達して処理する。すなわち、水平力は、水平力伝達部材４００Ａから第１補強軸材１００を介して基礎６００の基礎台６２０に伝達される。そして水平力は、基礎台６２０から複数の杭６１０に分散して伝達され、地盤Ｇへと伝達される。

ここで、基礎６００は、基礎台６２０と杭６１０と、を含むとした。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、基礎６００は、例えば、一般的な深い基礎（上記のような杭基礎、ケーソン基礎、地中連続壁基礎、鋼管矢板基礎等）、直接基礎（フーチング基礎、ベタ基礎等）、又は併用基礎（パイル・ドラフト基礎等）等によって、構成されてもよい。この基礎６００は、第１補強軸材１００から伝達される水平力の大きさ、地盤条件、施工条件等によって、選択的に構成されうる。

また、第１補強軸材１００は、変形例として、以下のように地盤Ｇに固定されてもよい。上記基礎６００による地盤固定の変わりに、図５の（Ｂ）に示すように、第１補強軸材１００の一端は、直接地中深く打ち込まれ、地盤Ｇと固定されてもよい。すなわち、ＦＬ０以下の第１補強軸材１００が基礎となるため、第１補強軸材１００は、水平力を地盤Ｇに伝達することができる。つまり、本変形例によれば、水平力は、水平力伝達部材４００Ａから第１補強軸材１００に伝達され、第１補強軸材１００を軸方向に軸力として伝達し、直接地盤Ｇに伝達されてもよい。

以上、第１補強軸材１００を地盤Ｇに固定する構成について説明した。なお、第２補強軸材２００と、後述する第３補強軸材７００及び第４補強軸材８００と、を地盤Ｇに固定する構成についても同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

次に、図６を参照して、本実施形態にかかる第１連結材３１０〜３４０について詳しく説明する。

（第１連結材３１０〜３４０）
図６は、本発明の第１の実施形態にかかる第１連結材３１０〜３４０を示す概略平面図である。なお、図５は、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造の前方（図１のＣ−Ｃ線、ｘ軸正の方向）からの前面図である。

図６に示すように、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造は、更に、第１連結材３１０〜３４０を含む。

第１連結材３１０〜３４０は、それぞれ、第１補強軸材１００と第２補強軸材２００との間に配置され、第１補強軸材１００と第２補強軸材２００とに接続される。第１連結材３１０〜３４０は、上方より順次、一端が隣接する第１連結材３１０〜３４０に結合されるよう、傾斜配置される。また、第１連結材３１０〜３４０と、第１補強軸材１００と、第２補強軸材２００とは、略トラス構造を成す。

すなわち、第１連結材３１０は、一端が第１補強軸材１００の上端に結合され、当該一端が上方になるよう傾斜配置され、他端が第２補強軸材２００の上方の略中間部に結合される。第１連結材３２０は、一端が第２補強軸材２００と第１連結材３１０の他端とに結合され、当該一端が上方になるよう傾斜配置され、他端が第１補強軸材１００の略中間部に結合される。第１連結材３３０は、一端が第１補強軸材１００と第１連結材３２０の他端とに結合され、当該一端が上方になるよう傾斜配置され、他端が第２補強軸材２００の下方の略中間部に結合される。そして、第１連結材３４０は、一端が第２補強軸材と第１連結材３３０の他端とに結合され、当該一端が上方になるよう傾斜配置され、他端が第１補強軸材１００の下端に結合される。

このような構成を有することにより、第１連結材３１０〜３４０は、第２連結材１１０〜１３０と同様に、第１補強軸材１００と第２補強軸材２００との支点間距離を短縮し、両者の座屈を防止することができる。

尚、この際、第２連結材１１０〜１３０と同じように、第１連結材３１０〜３４０は、略三角形の略トラス構造を成すように配置される。このように、各連結材によってトラス構造を成すことにより第１補強軸材１００と第２補強軸材２００とは、効率よく荷重を分配し、処理することができる。よって、第１補強軸材１００と第２補強軸材２００とは、より大きな荷重を処理することができる。

以上、図６を参照して説明したように、第１連結材３１０〜３４０は、第１補強軸材１００と第２補強軸材２００との座屈防止材としての役割を担う。

以上、図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造について詳しく説明した。

上記において、本実施形態における既設構造物１０は、主要構造部材を鉄骨で構成された鉄骨既設構造物１０であるとした。よって、上記の各構造部材は、それぞれ、同様に鉄骨で構成されてもよい。各構造部材は、例えば、角型鋼管、等辺山形鋼、Ｈ型鋼、溝型鋼、ＣＴ型鋼等の一般的な鋼材であってもよい。また、各構造部材は、それぞれが受け持つ荷重の大きさに応じ、当該荷重を処理可能な鋼材によって形成されてもよい。

また、各構造部材の接続は、上述のように、溶接等でおこなわれてもよく、他の一般的な鉄骨の接続方法でおこなわれてもよい。例えば、各構造部材の接続は、ボルトとナットと等による締結によって成されてもよい。

また、本実施形態において、上述のように、第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００は、既設構造物１０を構成するどの主要構造部材よりも、高い剛性を有するとした。第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００は、高い剛性を有するため、外力が加わった際に、タンク２０及び既設構造物１０により発生する水平力のうち、４〜５割程度の水平力の伝達を受け、地盤Ｇに伝達して処理することができる。すなわち、第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００は、水平力を軸方向に伝達し、軸力すなわち引張力と圧縮力を処理できるよう高い剛性を有する。ここで、第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００がどの構造部材よりも高い剛性を有するとしたのは、荷重は高い剛性の構造部材に集中するという特性を利用し、水平力を第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００に集中するためである。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００は、水平力が集中し処理できる程度に高い剛性を有していればよい。すなわち、第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００は、当該水平力を伝達する主要構造部材の中で、最も高い剛性を有していればよい。よって、既設構造物１０は、第１補強軸材１００及び第２補強軸材よりも高い剛性を有する部材を含んでもよい。また、上記のように、第１補強軸材１００及び第２補強軸材は、水平力が集中するように高い剛性を有すればよいので、第１補強軸材１００及び第２補強軸材の剛性及び材質等は、既設構造物１０等によって違ってくる。尚、これは、後述する第１、第２の変形例における第３補強軸材７００及び第４補強軸材８００でも同様である。

尚、上記水平力の伝達する経路は、上述のように、荷重が高い剛性の部材に集中するという特性を利用して形成される。しかし、全ての水平力が、上述の第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００に伝達されなくてもよい。すなわち、水平力の一部は、既設構造物１０の既設の構造部材を介して、地盤Ｇに伝達されてもよい。尚、これも、後述する第１、第２の変形例でも同様である。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造によれば、地震等の外力（地震力等）が既設構造物１０に作用した際に発生する水平力を、水平力伝達部材４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ等が、補強軸材（第１補強軸材１００又は第２補強軸材２００）に伝達する。そして当該補強軸材は、水平力を軸方向に伝達し、地盤Ｇに伝達する。よって、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造によれば、既設構造物１０に対し、適切に耐震補強等の補強をすることができる。

また、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造によれば、新たに設置する補強材（第１補強軸材１００、第２補強軸材２００、水平力伝達部材４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、第１連結材３１０〜３４０及び第２連結材１１０〜１３０等）が既設構造物１０の外部に配置される。よって、補強工事中及び補強工事後において、既設構造物１０内部の使用状態を維持することができる。

また、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造によれば、従来の耐震補強に比べて、新たに設置する補強部材の数を少なくすることができ、使用鋼材量を削減することができる。また、補強部材の数を少なくできるため、容易に設置することができ、補強工事に要する労力を軽減することができる。よって、全体の補強工事にかかる費用を削減することができる。

そして、本実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造によれば、水平力（応力）は、上記補強軸材に、圧縮力又は引張力（軸力）として伝達される。よって、補強軸材は、水平力を軸方向の軸力として処理することができる。よって、補強軸材に必要とされる剛性を軽減することができるため、補強軸材の鋼材量を削減することができる。

以上、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造について、詳しく説明した。また、以下では、図７及び図８を参照して、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造の第１の変形例及び第２の変形例について、概略的に説明する。

（第１の変形例）
図７は、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造の第１の変形例をを示す側面図である。本変形例における既設構造物１０の補強構造は、第１の実施形態の構成に加え、更に、第３補強軸材７００を含む。また、水平力伝達部材４００Ａは、更に、外部鉄骨梁７１０と、外部鉄骨斜梁７２０と、を含む。そして、既設構造物１０は、更に第３荷重支持既設梁３３を含む。本変形例における第３補強軸材７００と、外部鉄骨梁７１０及び外部鉄骨斜梁７２０と、第３荷重支持既設梁３３と、以外の構成は、上記の第１の実施形態と同様であるため、その詳しい説明は省略する。

第３補強軸材７００は、補強軸材の一例であり、一端をｌ通のＦＬ２において水平力伝達部材４００Ａの外部鉄骨斜梁７２０の端部に接続され、他端をｍ通のＦＬ０において地盤Ｇと固定される。また、第３補強軸材７００は、既設構造物１０の右方側面に傾斜配置される。

外部鉄骨梁７１０及び外部鉄骨斜梁７２０は、追加補強梁の一例であり、ｊ通からｌ通の間に、延設される。外部鉄骨梁７１０は、ＦＬ３に配置され、一端をｊ通において第３荷重支持既設梁３３に接続され、他端をｋ通において外部鉄骨斜梁７２０に接続される。また、外部鉄骨斜梁７２０は、ＦＬ３とＦＬ２との間に傾斜配置され、一端をｋ通において外部鉄骨梁７１０と接続され、他端をｌ通において第３補強軸材７００の端部に接続される。

第３荷重支持既設梁３３は、ｉ通とｊ通との間のＦＬ３に設置される。また、第３荷重支持既設梁３３は、一端をｉ通のＦＬ３において第１荷重支持既設梁３１と接続され、他端をｊ通のＦＬ３において外部鉄骨梁７１０と接続される。

また、ｉ通とｊ通との間の第３層に配置されたタンク２０は、この第３荷重支持既設梁３３の上近傍に配置される。よって、タンク２０の水平力は、第３荷重支持既設梁３３に伝達される。そして、第３荷重支持既設梁３３は、第１荷重支持既設梁３１からの水平力の伝達も受ける。

よって、水平力は、第３荷重支持既設梁３３から、外部鉄骨梁７１０及び外部鉄骨斜梁７２０を介して第３補強軸材７００に伝達される。そして、第３補強軸材７００は、伝達された水平力を軸方向に軸力として伝達し、ｍ通において地盤Ｇに伝達することができる。

本変形例にかかる既設構造物１０の補強構造によれば、上記構成を有することにより、第１の実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。また、本変形例は、上記第１補強軸材１００及び第２補強軸材２００に加え、第３補強軸材７００を備えることにより、効率的に水平力を両側（ｂ通とｌ通）分散することができ、各補強軸材の使用鋼材量を削減することができる。これは、既設構造物１０の両側において水平力を地盤Ｇに伝達させることにより、各補強軸材が伝達させる水平力が減少し、各補強軸材が必要とする強度を下がることができるためである。

以上、図７を参照して、第１の変形例について、概略的に説明した。また、以下では、図８を参照して、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造の第２の変形例について、概略的に説明する。

（第２の変形例）
図８は、本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物１０の補強構造の第２の変形例示す側面図である。なお、既設構造物１０の構成についての説明は、上記第１の実施形態と同様であるため、ここでは省略する。

本変形例において、既設構造物１０の補強構造は、第４補強軸材８００と、水平力伝達部材４００Ｄと、を含む。

第４補強軸材８００は、一端をｃ通のＦＬ２において水平力伝達部材４００Ｄの端部と接続され、他端をｂ’通のＦＬ０において地盤Ｇに固定される。すなわち、第４補強軸材８００の一端は、第４外部鉄骨梁４４０の端部に接続される。は、また、第４補強軸材８００は、既設構造物１０の内部に傾斜配置される。

水平力伝達部材４００Ｄは、上記の第１外部鉄骨梁４１０と、第２外部鉄骨梁４２０と、外部鉄骨斜梁４６０と、第４外部鉄骨斜梁４６０と、第１〜第３荷重支持既設梁と、外部鉄骨梁７１０と、外部鉄骨斜梁７２０と、を含む。

かかる構成を有する本変形例によれば、水平力は、タンク２０から水平力伝達部材４００Ｄをｘ軸方向に伝達し、第４補強軸材８００に伝達される。そして、第４補強軸材８００は、伝達された水平力を軸方向に伝達し、ｂ’通において地盤Ｇに伝達することができる。

本変形例にかかる既設構造物１０の補強構造によれば、第１の実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。また、第４補強軸材８００を外部に設置しないため、既設構造物１０に隣接して他の構造物等があった場合でも、補強することができる。そして、第４補強軸材８００が既設構造物１０の内部に配置されるが、従来の耐震補強に比べて新たに設置する補強部材の数を少なくできるので、内部の使用状態に大きな影響を与えずに済む。

以上、図７を参照して、第１の変形例について、概略的に説明した。尚、第１の変形例及び第２の変形例において、既設構造物１０の構造部材及び各既設構造物１０の補強構造の詳細な配置等は、第１の実施形態で詳しく説明したので、ここでは省略した。

また、第１の変形例及び第２の変形例において、第３補強軸材７００及び第４補強軸材８００の地盤Ｇへの固定は、上記第１補強軸材１００の地盤固定と同様の構成により成されるので、ここでの詳細な説明は省略する。

また、第１の変形例及び第２の変形例において、第３補強軸材７００及び第４補強軸材８００のそれぞれは、上記第１補強軸材１００と同様の構成により形成されてもよい。また、第３補強軸材７００及び第４補強軸材８００のそれぞれは、上記第１の実施形態体の第１補強軸材１００と第２補強軸材２００との様に、複数本、略平行に備えられてもよい。

また、第１の変形例及び第２の変形例において、説明した各構造部材は、第１の実施形態で説明した構造部材により構成されてもよく、各構造部材の接続（結合）は、第１の実施形態で説明した方法によって成されてもよい。

また、第１の変形例及び第２の変形例において、各既設構造物１０の補強構造は、第１の実施形態の第１連結材３１０〜３４０及び第２連結材１１０〜１３０と同様に、連結材を含んでもよい。尚、この連結材は、各補強軸材（第３補強軸材７００又は第４補強軸材８００）の座屈を防止するよう、第１連結材３１０〜３４０又は第２連結材１１０〜１３０と同様に構成することができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、既設構造物１０の主要構造部材は、鉄骨であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、既設構造物１０は、鉄骨で構成されず木材等で構成された木製の構造物であってもよい。尚、既設構造物１０が木材等で構成された場合、第１の実施形態に記載された各構造部材は、木材等であってもよい。

また、上記実施形態では、第１の実施形態において、各補強軸材は、既設構造物１０の１方向（ｂ通）にのみ設置されるとして説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、補強軸材は、第１の変形例のように既設構造物１０の両側（ｂ通とｌ通）に配置されてもよく、３方向又は４方向に配置されてもよい。

また、上記実施形態では、各補強軸材に接続される水平力伝達部材は、既設部材（既設の梁、柱、ブレース等）又は新たに設置された追加補強梁であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、この水平力伝達部材は、構造部材に補強部材を取付ける従来の補強をすることで形成されてもよい。

本発明の第１の実施形態にかかる既設構造物の補強構造を示す平面図である。 同実施形態にかかる既設構造物の補強構造を示す側面図である。 同実施形態にかかる既設構造物の補強構造を、Ａ−Ａ線で切断した構成を示す断面図である。 同実施形態にかかる既設構造物の補強構造を、Ｂ−Ｂ線で切断した構成を示す断面図である。 同実施形態にかかる第１補強軸材の地盤固定を示す概略図である。 同実施形態にかかる第１連結材を示す概略平面図である。 同実施形態にかかる既設構造物の補強構造の第１の変形例を示す側面図である。 同実施形態にかかる既設構造物の補強構造の第２の変形例を示す側面図である。

符号の説明

１０ 既設構造物
２０ タンク
３１〜３３ 第１〜第３荷重支持既設梁
４１〜４５ 第１〜第５既設梁
５１〜５７ 第１〜第７上段既設梁
６１〜６７ 第１〜第７下段既設梁
１００ 第１補強軸材
１１０、１２０、１３０ 第２連結材
２００ 第２補強軸材
３１０、３２０、３３０、３４０ 第１連結材
４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ 水平力伝達部材
４１０〜４５０ 第１〜第５外部鉄骨梁
４６０ 外部鉄骨斜梁
４６１、４６２ 梁連結材
５００ 補強ブレース
５１０ ブレース連結材
６００ 基礎
６１０ 杭
６２０ 基礎台
７００ 第３補強軸材
７１０ 外部鉄骨梁
７２０ 外部鉄骨斜梁
８００ 第４補強軸材
４００Ｄ 水平力伝達部材

Claims (6)

1. 既設構造物に対する外力の作用時に前記既設構造物に生じる水平力を伝達する水平力伝達部材と、
   一端が前記水平力伝達部材に結合され、他端が地盤に固定されるよう傾斜配置され、前記水平力伝達部材からの前記水平力伝達により生じる圧縮力及び引張力を処理可能な高剛性の補強軸材と、
   を含むことを特徴とする、既設構造物の補強構造。
2. 前記補強軸材の一端は、前記水平力伝達部材の端部に連結され、
   前記補強軸材の他端は、前記既設構造物の屋外において前記地盤に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の既設構造物の補強構造。
3. 前記水平力伝達部材は、前記既設構造物の既設部材又は前記既設部材に結合された追加補強梁であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の補強構造。
4. 前記既設構造物に複数の前記水平力伝達部材が互いに略平行に配設され、
   前記複数の水平力伝達部材のうちの少なくとも１つ以上に、前記補強軸材がそれぞれ結合されたことを特徴とする、請求項１〜３に記載の既設構造物の補強構造。
5. 前記複数の水平力伝達部材にそれぞれ結合された複数の前記補強軸材を相互に連結する第１連結材をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の既設構造物の補強構造。
6. 前記補強軸材の略中間部と、前記既設構造物又は前記地盤とを連結する第２連結材をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の既設構造物の補強構造。

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