JP2009074268A - 建造物の耐震補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 安価なコストで建造物を構造的に補強して地震発生時における建造物の倒壊を防止するとともに、建造物が倒壊した時には避難シェルターとしても機能する建造物の耐震補強構造を提供する。
【解決手段】 本発明に係る建造物の耐震補強構造１は、骨組みたるフレーム９間にパネル１０，１１，１２が組み付けられてなる略立方体形状の特殊コンテナ３が、建造物２を構成する基礎５の上面及び建物躯体６の双方にそれぞれ固定されたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建造物の地震に対する強度を高めるための建造物の耐震補強構造に関し、特に、略立方体形状の特殊コンテナを建造物の一部に組み込んだ建造物の耐震補強構造に関するものである。

地震多発地域にある我が国では、地震によって倒壊した建造物の下敷きになって多くの死傷者が発生する。このような建造物の倒壊から身を守る手段としては、建造物に対して倒壊を防止し得るような耐震補強構造を施す方法がある。しかし、建造物が倒壊するような大地震は、数十年或いは数百年に一度の確率でしか発生しないにもかかわらず、このような大地震に耐え得るような耐震補強構造を全ての建造物に採用することは、費用対効果の面から必ずしも好適ではない。一方、建造物の倒壊から身を守る他の手段としては、十分な強度を有する避難用シェルターを建造物の内部に設ける方法がある（例えば、特許文献１参照）。図５は、従来例に係る避難用シェルター８０を示す概略斜視図である。避難用シェルター８０は、略直方体形状を有する金属製の本体８１の壁面に、人の出入り可能な扉８２が設けられたものである。この避難用シェルター８０によれば、地震発生時に扉８２を介してその内部に避難することにより、建造物が倒壊した場合でも、生命の安全だけは最低限確保することができる。この場合、建造物の倒壊を防止し得るような耐震補強構造を建造物全体に採用する場合と比較して、比較的安価なコストで建造物の倒壊から身を守ることができる。

特開２００５−３１５０３９号公報

しかし、従来の建造物の耐震補強構造は、前述のように、費用対効果の面から全ての建造物に採用するには適していないという問題がある。また、建造物の内部に避難用シェルター８０を設ける方法では、避難用シェルター８０が建造物を構造的に補強する役目を果たしておらず、建造物の倒壊を防止するためには、耐震補強構造を別途導入する必要があった。また、図５に示すように、従来の避難用シェルター８０は、長手寸法が短手寸法の倍以上あるような略直方体形状なので、地震の縦揺れに対して、長手方向中間部で折れるような変形が生じやすいという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、安価なコストで建造物を構造的に補強して地震発生時における建造物の倒壊を防止するとともに、建造物が倒壊した時には避難シェルターとしても機能する建造物の耐震補強構造を提供する。

上記目的を達成するための本発明に係る建造物の耐震補強構造は、建造物の地震に対する強度を高めるための建造物の耐震補強構造において、骨組みたるフレーム間にパネルが組み付けられてなる略立方体形状のコンテナが、前記建造物を構成する基礎の上面及び建物躯体の双方にそれぞれ固定されたものである。

また、本発明に係る建造物の耐震補強構造は、前記コンテナを構成する前記パネルに、開口部が形成されたものである。

また、本発明に係る建造物の耐震補強構造は、前記コンテナを構成する前記パネルが、断熱層を備えたものである。

また、本発明に係る建造物の耐震補強構造は、前記コンテナの内部に、岩盤浴手段が設けられたものである。

本発明に係る建造物の耐震補強構造によれば、建物躯体が特殊コンテナを介して基礎に固定されるので、建物躯体が構造的に補強される。これにより、地震等の揺れによって建造物が倒壊するのを防止することができる。また、特殊コンテナは立方体形状を有しており、それ自体が地震等の揺れによって変形しにくいので、より確実に建物躯体を補強することができる。

また、本発明に係る建造物の耐震補強構造によれば、開口部を通って特殊コンテナの内部と外部とを行き来できるようになっているので、地震発生時にはこの開口部から特殊コンテナの内部へ避難することができる。これにより、地震によって建造物が倒壊した場合でも、生命の安全を確保することができる。

また、本発明に係る建造物の耐震補強構造によれば、パネルの断熱層によって特殊コンテナの内部と外部とが熱的に遮断されているので、特殊コンテナの外部で火災が発生してもその熱が内部まで伝わらず、火災から身を守ることができる。

また、本発明に係る建造物の耐震補強構造によれば、特殊コンテナの内部に岩盤浴手段が設けられているので、地震等の災害発生時以外にも有効利用することができる。

以下、本発明の実施例に係る建造物の耐震補強構造について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施例に係る建造物の耐震補強構造１を示す概略斜視図である。建造物の耐震補強構造１は、建造物２の一部に、特殊形状を有する特殊コンテナ３が組み込まれてなるものである。

建造物２は、図１に示すように、土地４に敷設された基礎５の上に、建物躯体６が設けられたものである。ここで、建物躯体６は、基礎５の上面に所定間隔で立設された複数本の柱７と、この柱７の上部を互いに接続するようにして水平方向に架設された複数本の梁８とを備えている。尚、建物躯体６は本実施例の構成に限定されず、従来公知の他の部材を含んで構成してもよい。また、図１では木造建築の場合を例に図示しているが、これに代えて鉄筋コンクリート建築とすることも可能である。

図２は、特殊コンテナ３の構成を示す概略斜視図である。特殊コンテナ３は、中空の箱型部材であって、縦横に延びる骨組みとしてのフレーム９と、フレーム９間の空間を覆うように組み付けられた床パネル１０，天井パネル１１，壁パネル１２とを備えている。ここで、これらフレーム９，床パネル１０，天井パネル１１，及び壁パネル１２は、ステンレスや特殊鋼からなるものである。また、特殊コンテナ３は、幅寸法が約２．４メートル、長さ寸法が約２．２メートル、高さ寸法が約２．２メートルの略立方体形状を有している。一般的な貨物運搬用のコンテナとしては、いわゆる２０フィートコンテナと呼ばれ、長さ寸法が約６メートルのものと、いわゆる４０フィートコンテナと呼ばれ、長さ寸法が約１２メートルのものとがあり、そのいずれもが、幅寸法に比べて長さ寸法が格段に大きく形成されている。この点、本実施例に係る特殊コンテナ３は、その長さ寸法が幅寸法と略等しい大きさに形成されているので、上下方向や水平方向に作用する外力に対し、２０フィートコンテナや４０フィートコンテナと比べて、長さ方向中間部で曲折するような変形が生じにくくなっている。

また、図２に示すように、特殊コンテナ３を構成する壁パネル１２には、略矩形の開口部１３が形成されており、この開口部１３を通って特殊コンテナ３の内部と外部を行き来することが可能となっている。尚、この開口部１３の形状、形成位置、個数等は、本実施例に限定されず適宜設計変更が可能である。また、図に詳細は示さないが、この開口部１３に、ヒンジ部材を介して開閉自在な扉を設けてもよい。

また、特殊コンテナ３は、いわゆる冷凍用コンテナとして構成されている。すなわち、図２に詳細は示さないが、特殊コンテナ３を構成する床パネル１０，天井パネル１１，壁パネル１２の内部には、硬質ポリウレタンフォーム等の断熱材からなる断熱層が設けられており、その内部と外部とが熱的に遮断されている。

尚、図に詳細は示さないが、特殊コンテナ３の内部に貯水槽を設け、これを建造物２の水道経路に接続してその内部に常に新しい水が供給されるようにしておけば、災害発生後の水不足に対応することができる。また、貯水槽と水道経路との接続箇所に逆流防止弁を設けておけば、地震等によって水道経路が破損しても、貯水槽１杯分の水を最低限確保することができ、建造物２の倒壊によって特殊コンテナ３の内部に閉じ込められても、救助を待つ間の飲み水を確保することができる。更に、特殊コンテナ３の内部には岩盤浴手段１４が設けられている。

図３と図４は、岩盤浴手段１４の構成を示す図であり、図３は図２におけるＡ−Ａ線断面図、図４はＢ−Ｂ線断面図である。岩盤浴手段１４は、特殊コンテナ３を構成する床パネル１０の上に設けられ、断熱材１５と、ワイヤーメッシュ１６と、温水パイプ１７と、エキスパンドメタル１８と、複数の岩盤石１９と、モルタル２０と、ボイラ２１と、散水ノズル２２とを備えている。

断熱材１５は、図４に示すように、床パネル１０の上に敷設されている。断熱材１５としては、硬質ポリウレタンフォーム等が挙げられる。ワイヤーメッシュ１６は、図４に示すように、縦方向の複数の線材２３と横方向の複数の線材２３とで格子状に形成されており、断熱材１５の上に敷設されている。

温水パイプ１７は、図３及び図４に示すように、ワイヤーメッシュ１６の上に蛇行するように例えば２本設置されている。温水パイプ１７の数は、特に限定されるものではなく、１本又は３本以上であってもよい。温水パイプ１７同士の間隔も、特に限定されるものではないが、例えば１００ｍｍ程度にすることができる。

ここで、図３及び図４に示すように、温水パイプ１７を、ワイヤーメッシュ１６を構成する縦方向の線材２３又は横方向の線材２３の長さ方向に沿って配置し、かつ縦方向の線材２３又は横方向の線材２３に番線（結束線）２４等で固定しておけば、温水パイプ１７同士の間隔を縦方向の線材２３同士の間隔又は横方向の線材２３同士の間隔にほぼ合わせることができるので、温水パイプ１７の設置作業を簡単に行えるという利点がある。

岩盤石１９は、板状に形成されており、エキスパンドメタル１８の上に複数枚設置されている。なお、ここでいう岩盤石とは、温水パイプ１７等の加熱手段による加熱で遠赤外線を放射する石であって、遠赤外線の放射率が比較的高いか、あるいは加熱によりマイナスイオンも発生する石をいう。このような岩盤石１９としては、天照石、ラジウム鉱石、トルマリン鉱石、天寿石、麦飯石、ゲルマニウム板石、角閃石、神天石（ブラックシリカ）、合成窯石等が挙げられる。

モルタル２０は、図４に示すように、ワイヤーメッシュ１６、温水パイプ１７、エキスパンドメタル１８、及び岩盤石１９を埋め込むように、かつ岩盤石１９の上面が露出するように、断熱材１５の上に打設されている。硬化後のモルタル２０の上面又は岩盤石１９の上面により、施工床面が構成される。このように、断熱材１５と温水パイプ１７との間にワイヤーメッシュ１６を介在させておけば、ワイヤーメッシュ１６がモルタル２０に埋め込まれるので、モルタル層の強度を向上できるという利点がある。

特殊コンテナ３の内部で岩盤浴をするためには、電気や石油等を熱源とするボイラ２１により温水パイプ１７の内部を通る温水を循環させ、温水パイプ１７によりモルタル２０及び岩盤石１９を加熱すると共に、散水ノズル２２によりモルタル２０の上に蒸発用の水をまく。この際、モルタル２０及び岩盤石１９の温度が４５℃程度、特殊コンテナ３の内部の気温が４０℃程度、特殊コンテナ３の内部の湿度が６０％以上となるようにするのが望ましい。そして、温水パイプ１７により岩盤石１９が加熱されれば、岩盤石１９から遠赤外線が放射されるので、入浴者が岩盤石１９の上に寝たり、座ったりすることにより岩盤浴をすることができる。

尚、岩盤浴手段１４は、本実施例に限定されず、従来公知の他の岩盤浴手段を採用してもよい。また、岩盤浴手段１４は本発明に必須の構成要件ではなく、岩盤浴手段１４のない構成とすることも可能であるし、或いは岩盤浴以外の他のサウナ設備等を設けることも可能である。尚、図に詳細は示さないが、特殊コンテナ３の内部に岩盤浴手段１４を設ける場合には、特殊コンテナ３の内部の熱が外部に逃げないよう、前記開口部１３に開閉扉を設けると好適である。

以上のように構成される特殊コンテナ３は、図１に示すように、その底部を構成する床パネル１０やフレーム９の一部が、基礎５の上面に固定される。更に、特殊コンテナ３は、壁パネル１２や天井パネル１１やフレーム９の一部が建物躯体６に固定される。尚、図１では、壁パネル１２や天井パネル１１やフレーム９を柱７にだけ固定する場合を例に図示したが、これに加えて或いはこれに代えて、壁パネル１２や天井パネル１１やフレーム９を、建物躯体６を構成する梁８やその他の部材に固定することも可能である。尚、特殊コンテナ３の基礎５や建物躯体６に対する固定は、図示しない例えば銅製の金具を介して行う。

次に、本発明に係る建造物の耐震補強構造１の作用効果について説明する。本発明に係る建造物の耐震補強構造１によれば、特殊コンテナ３が建造物２を構成する基礎５の上面と建物躯体６の双方に固定されるので、建物躯体６が特殊コンテナ３を介して基礎５に固定され、建物躯体６が構造的に補強される。これにより、地震等の揺れによって建造物２が倒壊するのを防止することができる。また、前述のように、特殊コンテナ３自体も略立方体形状を有することで外力の作用に対して変形しにくくなっているので、より確実に建物躯体６を補強することができる。

また、特殊コンテナ３は、前述のように開口部１３を通って内部と外部とを行き来できるようになっているので、地震発生時にはこの開口部１３から特殊コンテナ３の内部へ避難することができる。ここで、ステンレスや特殊鋼からなる特殊コンテナ３は、地震によって建造物２が倒壊した場合でも、その下敷きになって押し潰されないので、生命の安全を確保することができる。更に、特殊コンテナ３を構成するパネルは断熱層を有しているので、特殊コンテナ３の外部で火災が発生してもその熱が内部に達することがなく、火災から身を守ることができる。また、特殊コンテナ３は基礎５の上面に固定されているので、地震の影響で津波が発生して建物躯体６が押し流されても、基礎５が残存する限りこれとともに特殊コンテナ３も残存し、生命の安全を確保することができる。

また、建造物２が倒壊した場合には、特殊コンテナ３を当面の仮設住宅として使用することにより、その後の余震等から身を守ることができる。更に、特殊コンテナ３は、その内部に岩盤浴手段が設けられているので、地震や津波等の災害発生時以外でも有効利用することができる。

本発明に係る建造物の耐震補強構造は、建造物の１階の一部に特殊コンテナを組み込んだが、２階やそれ以上の階に特殊コンテナを組み込むことも可能である。

本発明の実施例に係る建造物の耐震補強構造１を示す概略斜視図。 本発明の実施例に係る特殊コンテナ３を示す概略斜視図。 図２におけるＡ−Ａ線断面図。 図２におけるＢ−Ｂ線拡大部分断面図。 従来例に係る避難用シェルター８０を示す概略斜視図。

符号の説明

１ 建造物の耐震補強構造
２ 建造物
３ 特殊コンテナ
５ 基礎
６ 建物躯体
９ フレーム
１０ 床パネル
１１ 天井パネル
１２ 壁パネル
１３ 開口部

Claims (4)

1. 建造物の地震に対する強度を高めるための建造物の耐震補強構造において、
   骨組みたるフレーム間にパネルが組み付けられてなる略立方体形状のコンテナが、前記建造物を構成する基礎の上面及び建物躯体の双方にそれぞれ固定されたことを特徴とする建造物の耐震補強構造。
2. 前記コンテナを構成する前記パネルに、開口部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の建造物の耐震補強構造。
3. 前記コンテナを構成する前記パネルが、断熱層を備えたことを特徴とする請求項２に記載の建造物の耐震補強構造。
4. 前記コンテナの内部に、岩盤浴手段が設けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の建造物の耐震補強構造。

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