JP2010070941A - 免震化工事における水平力拘束方法とその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、免震化工事における水平力拘束方法に関し、全方向に亘って拘束力を簡易な構成で発揮するようにするとともに、部材のコスト低減を図るようにすることが課題である。
【解決手段】既存建物の免震化工事において、下部基礎２と上部基礎４とに架設する筒状耐震プレート１を形成し、前記免震工事中に構築した下部基礎に前記筒状耐震プレート１をセットし、前記下部基礎の上位置に上部基礎を構築した後、前記筒状耐震プレート１を前記下部基礎２から上に持ち上げて前記上部・下部基礎の間に架設し、その後、この筒状耐震プレート１の内側壁面と前記上部・下部基礎の壁面との間にグラウト材を充填して一体化し、前記既存建物が地震時において水平方向に移動しないように拘束する、免震化工事における水平力拘束方法とするものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、既存建物を免震化させる工事において、既存建物が地震等によって水平方向に移動しないように拘束する免震化工事における水平力拘束方法とその装置に関するものである。

従来、既存建物を免震化させる場合に、その免震化工事中に地震があった場合、前記既存建物が水平に移動しないように、拘束する必要があるので、地震時水平力の拘束方法としての従来例１は、既存建物の既存基礎と、その上の既存基礎梁との間に、耐力壁を構築し、耐力壁を養生した後に、既存基礎若しくは既存基礎梁の真下位置に別途構築した新設基礎と既存基礎梁との間に免震装置を設置し、この免震装置の取り付けが完了した後に、耐力壁を解体するという方法が知られている。また、従来例２として、図５に示すように、免震ピット内に設置する水平拘束材は、上下のコンクリート基礎にアンカーボルト等を設置して、鉄板等で両側から締め付けて固定する方法が知られている。この拘束材は、Ｘ方向とＹ方向とに設けられるものである。
特開２００７−８５０２１号公報

しかし、従来の免震化工事における水平力拘束方法では、例えば、従来例１では耐力壁を構築するのに、コンクリート硬化までの時間が掛かり、免震化工事完了後の解体撤去工事に、狭いスペースでの工事なので手間が掛かるという課題がある。更に、解体したコンクリートブロックの廃棄にも、廃棄場所の確保とそこまでの運搬にも手間とコストが嵩むことになる。従来例２では、狭いピット内に多くの拘束材が設置されて、免震装置の取り付け工事に支障が出るとともに、点検やメンテナンス時にピット内空間を有効に使用することができないという課題がある。本発明に係る免震化工事における水平力拘束方法は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る免震化工事における水平力拘束方法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、既存建物の免震化工事において、下部基礎と上部基礎とに架設する筒状耐震プレートを形成し、前記免震工事中に構築した下部基礎に前記筒状耐震プレートをセットし、前記下部基礎の上位置に上部基礎を構築した後、前記筒状耐震プレートを前記下部基礎から上に持ち上げて前記上部・下部基礎の間に架設し、その後、この筒状耐震プレートの内側壁面と前記上部・下部基礎の壁面との間にグラウト材を充填して一体化し、前記既存建物が地震時において水平方向に移動しないように拘束することである。

前記下部基礎と上部基礎との間の隙間にグラウト材が侵入しないように、前記隙間を構成する前記下部基礎と上部基礎との周囲壁面に、封止材が設けられること、；
免震化工事の完了後に、筒状耐震プレートを下部基礎側に押し下げ、上部・下部基礎と筒状耐震プレートとの間に充填させたグラウト材を撤去して、前記上部・下部基礎における水平方向の拘束を解除し、既存建物を免震化させること、；
前記筒状耐震プレートは、筒体の下部開口部から上部開口部に至って開口面積が拡大するようにテーパ状に形成されていること、；
前記筒状耐震プレートは、免震化工事の完了後に下部基礎側に押し下げられてそのまま維持されること、；
を含むものである。

本発明に係る免震化工事における水平力拘束装置の要旨は、免震化工事をする既存建物に設けられた下部基礎の周囲を囲繞する大きさの剛性で一体的な筒体であって、この筒体の開口部を下位置から上位置に向けて拡開するようにテーパ状になっていることである。

本発明の免震化工事における水平力拘束方法によれば、筒状耐震プレートが水平方向の全方向において拘束力を発揮する。そして、一体的な筒体なので、地震の方向による水平拘束効果の差異が小さくバランスが良い。
従来の一方向用拘束部材の設置箇所に比較して、約半数の設置箇所で済むようになり、工期が短縮され、免震ピット内の空間を広く有効活用できる。
筒状の耐震プレートによってその筒体全体で水平力を拘束するので、従来のように鉄板とボルトとの剪断力のみで負担していた場合に比較して、鋼材料及びアンカーボルト等の使用量が削減されてコスト低減となる。

前記筒状耐震プレートは、上部開口に向かうに従って拡開してテーパ状になっているので、グラウト材の充填がし易く、また、この筒状耐震プレートを下に降ろす時も降ろしやすくなって作業能率が向上するものである。更に、この筒状耐震プレートを下に降ろした後は、そのまま置いておくので、撤去作業が簡略化され、後に再び使用することができる。
筒状耐震プレートは、グラウト材で基礎と一体にされるので、ボルトなどを使用して取り付けることがないので、取付作業に手間が掛からず大幅に作業が簡略化できる。

本発明に係る免震化工事における水平力拘束方法は、まず、図１に示すように、水平力拘束装置である筒状耐震プレート１を作成する。本発明に係る免震化工事における前記水平力拘束装置１は、免震化工事をする既存建物に設けられた下部基礎の周囲を囲繞する大きさの剛性で一体的な筒体１ａであって、この筒体の上下の開口部１ｂ，１ｃを下位置から上位置に向けて拡開するようにテーパ状になっていることである。

前記筒体１ａの大きさと、鉄板若しくは鋼材の板厚は、負担する水平力に適応する寸法とする。また、筒体１ａの高さは、多くても下部基礎の高さとする。それ以上高いと、上部基礎を構築する際に、作業の邪魔となるからである。

前記筒体１ａの上下の開口部１ｂ，１ｃを下位置から上位置に向けて拡開するようにテーパ状になっているのは、グラウト材の充填及び除去作業を簡易にするものである。尚、このテーパ状の傾斜角度については、適宜設定されるものである。更に、筒体１ａは、水平力拘束用の上部・下部の基礎の外径形状に合わせて形成されるものであって、通常は矩形状であり、円柱形状の基礎の場合には円柱状の形状となる。

上記筒状耐震プレート１を、免震化工事において、設置する前に予め形成しておく。図２（Ａ）に示すように、既存建物の基礎部において、ＳＴＥＰ−１で外周に山留め壁を構築し、内部土間コンクリートを撤去する。そして、ＳＴＥＰ−２に示すように基礎梁まで掘削し、束壁を解体し、既存基礎下端まで掘削する。

次に、図２（Ｂ）に示すように、ＳＴＥＰ−３でラップルコンクリートを打設して、既存の基礎を補強するとともに、擁壁を新設する。更に、ＳＴＥＰ−４に示すように、ジャッキ設置用に柱を補強する。また、地下１階レベルに、梁・スラブを新設する。

次に、図４（Ａ）に示すように、前記免震装置を設置する予定の柱の近くで予定した位置において、下部基礎２を基礎梁の上に構築する。型枠を組んでコンクリートを打設して下部基礎２を構築した後に、予め形成しておいた前記筒状耐震プレート１を、前記下部基礎２にセットする。その後、図３（Ａ）に示すように、ＳＴＥＰ−５において、免震装置を設置する予定の既存の柱に四隅に、荷重を受けるジャッキを配置する。

次に、図４（Ａ）に示すように、上述した前記ＳＴＥＰ−４で新設した梁３において、前記下部基礎２の上に、間隔を開けて上部基礎４を構築する。上部基礎用の配筋を行った後に、型枠を組み、コンクリートを打設して養生し硬化させる。その後、型枠を撤去する。

次に、図４（Ｂ）に示すように、前記下部基礎２にセットしておいた筒状耐震プレート１をジャッキ等で持ち上げて前記上部基礎４まで被せる。この筒状耐震プレート１を持ち上げた状態で支持部材で支持させておいて、この筒状耐震プレート１の内側壁面と前記上部・下部基礎４，２の壁面との間にグラウト材を充填する。これにより、前記筒状耐震プレート１を介して下部基礎２と上部基礎４とが一体化される。

尚、筒状耐震プレート１の下部開口部１ｂは、下部基礎２の外径寸法よりも若干大きい寸法であって、グラウト材が漏れでない程度の隙間に設定される。また、図４（Ｄ）に示すように、下部基礎２と上部基礎４との間の間隙６に、グラウト材が侵入しないように、前記隙間４を構成する前記下部基礎２と上部基礎４との周囲壁面に、封止材５が設けられる。この封止材５は、テープでも良いし、詰め物であっても良い。

このようにして、前記既存建物が地震時において水平全方向に移動しないように拘束することができる。そして、図３（Ａ）に示すように、ＳＴＥＰ−６において既存建物の変位や既存柱の軸力などを計測しながら、免震装置を取り付ける予定の既存柱の中間をワイヤーソーで切断する。

そして、図３（Ｂ）に示すように、ＳＴＥＰ−７で前記切断箇所に免震装置７を設置する。その免震装置の上下に型枠を組んでコンクリートを打設して免震装置用の基礎８ａ，８ｂを構築する。次に、ＳＴＥＰ−８で、前記免震装置用の上下基礎８ａ，８ｂが硬化した後、前記ＳＴＥＰ−５において既存梁等の四隅に設置したジャッキを撤去して、前記免震装置に荷重を移行させる。

こうして、免震化工事が既存建物における所要の複数カ所の既存柱に免震装置を設置した後に、前記筒状耐震プレート１による水平全方向の拘束力を解放する。これには、図４（Ｃ）に示すように、一体化された筒状耐震プレート１の上端部に、前記新設梁３やスラブに反力を取ったジャッキの端部を設置する。そして、このジャッキで筒状耐震プレート１を下に押し下げる。

筒状耐震プレート１を下部基礎２側に押し下げ、上部・下部基礎４，２と筒状耐震プレート１との間に充填させたグラウト材を撤去する。また、封止材５を撤去する。これを全箇所において行うことで、前記上部・下部基礎４，２における水平方向の拘束が解除される。既存建物が免震化させられる。

前記筒状耐震プレート１は、免震化工事の完了後に下部基礎２側に押し下げられてそのまま維持される。再度、水平力の拘束が必要になった場合に、この筒状耐震プレート１を持ち上げてグラウト材を充填することで再利用可能となる。

本発明に係る免震化工事における水平力拘束方法に使用する筒状耐震プレート１の斜視図である。 既存建物に免震化を施す工事の手順を示す説明図（Ａ），（Ｂ）である。 同既存建物に免震化を施す工事の手順を示す説明図（Ａ），（Ｂ）である。 本発明における水平力拘束方法の内容を示す説明図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）である。 従来例２における免震化工事における水平力拘束方法を示す説明図である。

符号の説明

１ 筒状耐震プレート、 １ａ 筒体、
１ｂ 下部開口、 １ｃ 上部開口、
２ 下部基礎、
３ 梁、
４ 上部基礎、
５ 封止材、
６ 間隙、
７ 免震装置、
８ａ，８ｂ 免震装置用の基礎。

Claims (6)

1. 既存建物の免震化工事において、下部基礎と上部基礎とに架設する筒状耐震プレートを形成し、前記免震工事中に構築した下部基礎に前記筒状耐震プレートをセットし、前記下部基礎の上位置に上部基礎を構築した後、前記筒状耐震プレートを前記下部基礎から上に持ち上げて前記上部・下部基礎の間に架設し、その後、この筒状耐震プレートの内側壁面と前記上部・下部基礎の壁面との間にグラウト材を充填して一体化し、前記既存建物が地震時において水平方向に移動しないように拘束すること、
   を特徴とする免震化工事における水平力拘束方法。
2. 下部基礎と上部基礎との間の隙間にグラウト材が侵入しないように、前記隙間を構成する前記下部基礎と上部基礎との周囲壁面に、封止材が設けられること、
   を特徴とする請求項１に記載の免震化工事における水平力拘束方法。
3. 免震化工事の完了後に、筒状耐震プレートを下部基礎側に押し下げ、上部・下部基礎と筒状耐震プレートとの間に充填させたグラウト材を撤去して、前記上部・下部基礎における水平方向の拘束を解除し、既存建物を免震化させること、
   をとする請求項１乃至２のいずれかに記載の免震化工事における水平力拘束方法。
4. 筒状耐震プレートは、筒体の下部開口部から上部開口部に至って開口面積が拡大するようにテーパ状に形成されていること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の免震化工事における水平力拘束方法。
5. 筒状耐震プレートは、免震化工事の完了後に下部基礎側に押し下げられてそのまま維持されること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の免震化工事における水平力拘束方法。
6. 免震化工事をする既存建物に設けられた下部基礎の周囲を囲繞する大きさの剛性で一体的な筒体であって、この筒体の開口部を下位置から上位置に向けて拡開するようにテーパ状になっていること、
   を特徴とする免震化工事における水平力拘束装置。

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