JP2009013579A - 建物建て替え工法 - Google Patents

Abstract

【課題】荷重伝達用構造物と免震装置とを介して既存杭に支持される新設建物を構築するにあたって、免震装置に充分な免震機能を発揮させ易くする。
【解決手段】既存建物を、少なくともその既存建物用の既存杭１を残して撤去し、既存建物の撤去後に、荷重伝達用構造物２と免震装置３とを介して既存杭に支持される新設建物Ｂを構築して、既存建物を新設建物に建て替える建物建て替え工法であって、荷重伝達用構造物を、新設建物に設けられる新設柱７を支持する第１柱状部８と、既存杭に支持される第２柱状部９と、第１柱状部と第２柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する耐力壁部１０とを設けて構築し、第２柱状部と既存杭との間、又は、新設柱と第１柱状部との間に免震装置を介在させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、既存建物を、少なくともその既存建物用の既存杭を残して撤去し、前記既存建物の撤去後に、荷重伝達用構造物と免震装置とを介して前記既存杭に支持される新設建物を構築して、前記既存建物を前記新設建物に建て替える建物建て替え工法に関する。

従来から、既存建物を既存杭を残して撤去し、その既存建物の撤去後に、荷重伝達用構造物を介して既存杭に支持される新設建物を構築して、既存建物を新設建物に建て替える建物建て替え工法があり、この建物建て替え工法では、新設建物の重量を既存杭に伝達するための荷重伝達用構造物として、多数の長尺部材により構成されたトラス構造体を設置している（例えば、特許文献１参照）。
このトラス構造体は、略水平に配置される上方水平鉄骨と下方水平鉄骨、及び、両水平鉄骨を連結する多数の斜め鉄骨により構成され、下方水平鉄骨と傾斜方向が互いに異なる複数の斜め鉄骨との連結部位が既存杭の上方に位置するように設置して、上方水平鉄骨の上に新設建物を構築している。
ところで、このような建物建て替え工法において、免震装置を介して既存杭に支持される新設建物を構築する場合、複数の斜め鉄骨と下方水平鉄骨との連結部において、既存杭との間に免震装置を介在させることが考えられる。

特開２００６−１６１４７６号公報

しかし、荷重伝達用構造物としてのトラス構造体は、新設建物が地震発生時に地盤に対して水平方向に変位しようとすると、各斜め鉄骨には、その新設建物の変位を阻止するべく、その変位に抗する力が作用するが、慣性力が作用する方向と斜め鉄骨が傾斜している方向とに応じて、圧縮力が作用する斜め鉄骨と、引っ張り力が作用する斜め鉄骨とがあり、これらの斜め鉄骨に作用する力によって、複数の斜め鉄骨と下方水平鉄骨との連結部の姿勢が水平から傾斜する姿勢に変化するおそれがある。
このため、前述のように、複数の斜め鉄骨と下方水平鉄骨との連結部と、既存杭との間に免震装置を介在させると、下方水平鉄骨を支持する免震装置における荷重支持面が前記連結部の姿勢変化に追従して変位し、免震装置に水平軸周りのモーメントが発生して、前記連結部に対する免震装置の接合部に回転角が生じ、充分な免震機能を発揮させ難い欠点がある。
尚、免震装置は、例えば、下方水平鉄骨側にボルト連結する上部フランジと、既存杭側にボルト連結する下部フランジとの間にゴム等からなる弾性層と鋼板等からなる剛性層とを交互に積層してあって、剛性層どうしが水平方向に相対変位するに伴う弾性層の変形で、少なくとも建物の振動周期が長周期になるように安定支持できるように構成してある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、荷重伝達用構造物と免震装置とを介して既存杭に支持される新設建物を構築するにあたって、免震装置に充分な免震機能を発揮させ易くすることを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、既存建物を、少なくともその既存建物用の既存杭を残して撤去し、前記既存建物の撤去後に、荷重伝達用構造物と免震装置とを介して前記既存杭に支持される新設建物を構築して、前記既存建物を前記新設建物に建て替える建物建て替え工法であって、前記荷重伝達用構造物を、前記新設建物に設けられる新設柱を支持する第１柱状部と、前記既存杭に支持される第２柱状部と、前記第１柱状部と前記第２柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する耐力壁部とを設けて構築し、前記第２柱状部と前記既存杭との間、又は、前記新設柱と前記第１柱状部との間に前記免震装置を介在させる点にある。

〔作用及び効果〕
荷重伝達用構造物を、新設建物に設けられる新設柱を支持する第１柱状部と、既存杭に支持される第２柱状部と、第１柱状部と第２柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する耐力壁部とを設けて構築するので、第１柱状部に作用した新設建物の荷重を、耐力壁部を介して第２柱状部に伝達して、免震装置を介して既存杭で支持し、新設建物が地震発生時に地盤に対して相対的に水平方向に変位しようとすると、荷重伝達用構造物の剛性が高く、横に連続しているために、従来の鉄骨造トラスのように、前記接合部における回転が生じない。そのために、免震装置の能力を効率良く発揮できる。
また、新設柱と第１柱状部との間に免震装置を介在させる場合も、免震装置を介して第１柱状部に作用した新設建物の荷重を、耐力壁部を介して第２柱状部に伝達して既存杭で支持しながら、新設建物が地震発生時に地盤に対して水平方向に変位しようとすると、免震装置との接合部に回転角が生じることなく、免震機能を効率良く発揮できる。
従って、荷重伝達用構造物と免震装置とを介して既存杭に支持される新設建物を構築するにあたって、第２柱状部と既存杭との間に免震装置を介在させる場合でも、新設柱と第１柱状部との間に免震装置を介在させる場合でも、免震装置に充分な免震機能を発揮させ易い。

本発明の第２特徴構成は、既存建物を、少なくともその既存建物用の既存杭を残して撤去し、前記既存建物の撤去後に、荷重伝達用構造物と免震装置とを介して前記既存杭に支持される新設建物を構築して、前記既存建物を前記新設建物に建て替える建物建て替え工法であって、前記荷重伝達用構造物として、前記新設建物に設けられる新設柱を支持する第１柱状部と、前記免震装置に支持される第３柱状部と、前記第１柱状部と前記第３柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する第１耐力壁部とを設けてある第１荷重伝達用構造物と、前記免震装置を支持する第４柱状部と、前記既存杭の夫々に各別に支持される複数の第２柱状部と、前記第２柱状部の夫々と前記第４柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する第２耐力壁部とを設けてある第２荷重伝達用構造物とを構築して、前記第３柱状部と前記第４柱状部との間に前記免震装置を介在させる点にある。

〔作用及び効果〕
既存建物の撤去後に、荷重伝達用構造物としての第１荷重伝達用構造物及び第２荷重伝達用構造物と、その第１荷重伝達用構造物と第２荷重伝達用構造物との間に介在させた免震装置とを介して、既存杭に支持される新設建物を構築できる。
第１荷重伝達用構造物は、新設建物に設けられる新設柱を支持する第１柱状部と、免震装置に支持される第３柱状部と、第１柱状部と第３柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する第１耐力壁部とを設けて構築するので、第１柱状部に作用した新設建物の荷重を、第１耐力壁部を介して第３柱状部に効率良く伝達できるとともに、地震発生時に伴う水平方向の力は、第１荷重伝達用構造物に作用しても、第１荷重伝達用構造物と免震装置との接合部に回転角は生じない。
第２荷重伝達用構造物は、免震装置を支持する第４柱状部と、既存杭の夫々に各別に支持される複数の第２柱状部と、第２柱状部の夫々と第４柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する第２耐力壁部とを設けて構築するので、第４柱状部に免震装置を介して作用した新設建物の荷重を、第２耐力壁部を介して第２柱状部に効率良く伝達できるとともに、地震発生時に伴う水平方向の力が第２荷重伝達用構造物に作用しても、第２荷重伝達用構造物と免震装置との接合部に回転角は生じない。
そして、第１荷重伝達用構造物の第３柱状部と第２荷重伝達用構造物の第４柱状部との間に免震装置を介在させるので、新設建物の荷重を、第１荷重伝達用構造物と免震装置と第２荷重伝達用構造物とを介して既存杭で支持しながら、新設建物が地震発生時に地盤に対して水平方向に変位しようとすると、第１荷重伝達用構造物と免震装置との接合部に回転角は生じない。
従って、荷重伝達用構造物と免震装置とを介して既存杭に支持される新設建物を構築するにあたって、免震装置に充分な免震機能を発揮させ易い。
その上、新設建物の荷重を第１荷重伝達用構造物の第３柱状部に伝達して、その第３柱状部を支持する免震装置と、第２荷重伝達用構造物とを介して既存杭に支持させるにあたって、第２荷重伝達用構造物は、免震装置を支持する第４柱状部と、既存杭の夫々に各別に支持される複数の第２柱状部と、第２柱状部の夫々と第４柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する第２耐力壁部とを設けて構築するので、複数の第２柱状部と第４柱状部とのスパンを適宜設定することにより、第４柱状部に伝達された建物荷重を、既存杭の耐力に応じた比率で複数の第２柱状部に分配して、それらの第２柱状部を支持する既存杭に伝達させることができ、既存杭をその耐力に応じて効率良く活用することができる。

〔第１実施形態〕
図１〜図４は、本発明の第１特徴構成に対応する建物建て替え工法の実施形態であって、既存建物Ａを、少なくともその既存建物用の既存杭１を残して撤去し、既存建物Ａの撤去後に、荷重伝達用構造物２と免震装置３とを介して複数の既存杭１に支持される新設建物Ｂを構築して、既存建物Ａを新設建物Ｂに建て替える実施形態を示す。

この建物建て替え工法では、図１に示す既存建物Ａにおいて、図２に示すように、例えば、地下に設置された既存基礎構造物のうち再利用可能なものとして、既存杭１と既存基礎梁４と既存底板５と既存外壁６などを残して上方の既存建物Ａを撤去する。
また、新設建物Ｂの平面計画に応じて、再利用する既存基礎構造物に対して増打ちや補強を行い、さらに、補強用の新設杭を新たに追加して必要な強度を確保するようにしても良い。

次に、図３に示すように、各既存杭１の上部における既存基礎梁４に免震装置３を設置して、それらの免震装置３の上に鉄筋コンクリート製の荷重伝達用構造物２を支持する。

前記免震装置３は、図５に示すように、荷重伝達用構造物２側にボルト連結する円形の上部フランジ３ａと、既存杭１側（既存基礎梁４）にボルト連結する円形の下部フランジ３ｂとの間にゴム等からなる弾性層３ｃと鋼板等からなる剛性層３ｄとを交互に積層してあって、剛性層３ｄどうしが水平方向に相対変位するに伴う弾性層３ｃの変形で、地震時の建物の振動周期を長周期にできる。

前記荷重伝達用構造物２は、新設建物Ｂに設けられる新設柱７の夫々を支持する複数の第１柱状部８と、既存杭１の夫々に支持される複数の第２柱状部９と、第１柱状部８と第２柱状部９とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する耐震壁などの耐力壁部１０とを設けて構築する。

尚、第１柱状部８のうちの、第２柱状部９に近接する８ａで示す第１柱状部８は、その第２柱状部９と一体に構築し、既存杭１の略直上の新設柱７を支持する第１柱状部８は、第２柱状部９で兼用させてある。

そして、第２柱状部９と既存杭１との間の夫々に免震装置３を介在させて、図５に示すように、上部フランジ３ａを第２柱状部９の下面側にボルト１５で連結するとともに、下部フランジ３ｂを既存杭１の略直上の既存基礎梁４側にボルト１５で連結して、図４に示すように、第１柱状部８の略直上に新設柱７を配置してある新設建物Ｂを構築する。

尚、下部フランジ３ｂを既存杭１の既存基礎梁４側に予めボルト連結して、免震装置３を各既存杭１の略直上に設置しておいても良い。
また、図示しないが、新設杭を新たに追加した場合は、その新設杭と第２柱状部９との間にも免震装置３を介在させる。

〔第２実施形態〕
図６，図７は、本発明の第１特徴構成に対応する建物建て替え工法の別実施形態を示し、図６に示すように、荷重伝達用構造物２を第２柱状部９の夫々が既存杭１に支持されるように既存底板５に一体に構築し、図７に示すように、新設柱７と第１柱状部８との間の夫々に免震装置３を介在させて、既存建物Ａの撤去後に、免震装置３と荷重伝達用構造物２とを介して既存杭１に支持される新設建物Ｂを構築する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔第３実施形態〕
図８〜図１２は、本発明の第２特徴構成に対応する建物建て替え工法の実施形態を示す。

この建物建て替え工法では、図８に示す既存建物Ａにおいて、図９に示すように、地下に設置された既存基礎構造物のうち再利用可能なものとして、既存杭１と既存基礎梁４と既存底板５と既存外壁６とを残して、その上方の既存建物Ａを撤去する。

次に、図１０，図１１に示すように、荷重伝達用構造物２として、既存杭１側に第２荷重伝達用構造物２ｂを構築した後、免震装置３を設置して、新設建物Ｂ側の第１荷重伝達用構造物２ａを構築する。

前記第２荷重伝達用構造物２ｂは、図１０に示すように、免震装置３を支持する第４柱状部１１と、既存杭１の夫々に各別に支持される複数の第２柱状部９と、第２柱状部９の夫々と第４柱状部１１とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する耐震壁などの第２耐力壁部１２とを設けて構築してある。

尚、第４柱状部１１のうちの、第２柱状部９に近接している第４柱状部１１ａは、その第２柱状部９と一体に構築し、既存杭１の略直上の第４柱状部１１（１１ｂ）は、第２柱状部９で兼用させてある。

前記第１荷重伝達用構造物２ａは、図１１に示すように、新設建物Ｂに設けられる新設柱７を支持する第１柱状部８と、免震装置３に支持される第３柱状部１３と、第１柱状部８と第３柱状部１３とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する耐震壁などの第１耐力壁部１４とを設けて構築してある。

尚、第３柱状部１３のうちの、新設柱７の略直下の第３柱状部１３（１３ａ）は、第１柱状部８で兼用させてある。

そして、上部フランジ３ａを第３柱状部１３側にボルト連結するとともに、下部フランジ３ｂを第４柱状部１１側にボルト連結して、第３柱状部１３と第４柱状部１１との間に免震装置３を介在させ、図１２に示すように、第１柱状部８の略直上に新設柱７を配置してある新設建物Ｂを構築する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
１．本発明による建物建て替え工法は、積層ゴム支承に限らず、滑り支承や転がり支承、また、減衰材としてオイルダンパーなどを適宜設置しても良い。
２．本発明による建物建て替え工法は、柱状部と耐力壁部の厚みを同一にして、表面が面一になるようにしても良い。

建物建て替え工法を示す縦断面図 建物建て替え工法を示す縦断面図 （イ）建物建て替え工法を示す縦断面図，（ロ）建物建て替え工法を示す要部の水平断面図 建物建て替え工法を示す縦断面図 要部の一部断面側面図 第２実施形態の建物建て替え工法を示す縦断面図 第２実施形態の建物建て替え工法を示す縦断面図 第３実施形態の建物建て替え工法を示す縦断面図 第３実施形態の建物建て替え工法を示す縦断面図 第３実施形態の建物建て替え工法を示す縦断面図 第３実施形態の建物建て替え工法を示す縦断面図 第３実施形態の建物建て替え工法を示す縦断面図

符号の説明

１ 既存杭
２ 荷重伝達用構造物
２ａ 第１荷重伝達用構造物
２ｂ 第２荷重伝達用構造物
３ 免震装置
７ 新設柱
８ 第１柱状部
９ 第２柱状部
１０ 耐力壁部
１１ 第４柱状部
１２ 第２耐力壁部
１３ 第３柱状部
１４ 第１耐力壁部
Ａ 既存建物
Ｂ 新設建物

Claims (2)

1. 既存建物を、少なくともその既存建物用の既存杭を残して撤去し、前記既存建物の撤去後に、荷重伝達用構造物と免震装置とを介して前記既存杭に支持される新設建物を構築して、前記既存建物を前記新設建物に建て替える建物建て替え工法であって、
   前記荷重伝達用構造物を、
   前記新設建物に設けられる新設柱を支持する第１柱状部と、前記既存杭に支持される第２柱状部と、前記第１柱状部と前記第２柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する耐力壁部とを設けて構築し、
   前記第２柱状部と前記既存杭との間、又は、前記新設柱と前記第１柱状部との間に前記免震装置を介在させる建物建て替え工法。
2. 既存建物を、少なくともその既存建物用の既存杭を残して撤去し、前記既存建物の撤去後に、荷重伝達用構造物と免震装置とを介して前記既存杭に支持される新設建物を構築して、前記既存建物を前記新設建物に建て替える建物建て替え工法であって、
   前記荷重伝達用構造物として、
   前記新設建物に設けられる新設柱を支持する第１柱状部と、前記免震装置に支持される第３柱状部と、前記第１柱状部と前記第３柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する第１耐力壁部とを設けてある第１荷重伝達用構造物と、
   前記免震装置を支持する第４柱状部と、前記既存杭の夫々に各別に支持される複数の第２柱状部と、前記第２柱状部の夫々と前記第４柱状部とを上下方向に沿う剪断力を伝達可能に一体に連結する第２耐力壁部とを設けてある第２荷重伝達用構造物とを構築して、
   前記第３柱状部と前記第４柱状部との間に前記免震装置を介在させる建物建て替え工法。

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