JP2010189925A - Seismic strengthening structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既設建物に設置される耐震補強構造に関する。 The present invention relates to a seismic reinforcement structure installed in an existing building.
既設建物の耐震補強構造として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。
特許文献1の耐震補強構造は、既設の架構(柱や梁など)の前面にコンクリート造の補強架構を増設する、というものである。特許文献1の耐震補強構造では、既設架構の前面に植設された後施工アンカーを利用して補強架構を既設架構の前面に固着しているので、補強された既設建物の保有耐力の大小は、後施工アンカーのせん断耐力の大小に依存する。
As an earthquake-proof reinforcement structure for an existing building, for example, one disclosed in
The earthquake-proof reinforcement structure of
特許文献1の耐震補強構造において補強効率を向上させるためには、非常に多くの後施工アンカーを植設する必要があるところ、後施工アンカーの植設作業には、振動や騒音を伴うことがあるので、後施工アンカーの本数が多くなるに従って、建物利用者に与える不快感が増大する虞がある。
In order to improve the reinforcement efficiency in the earthquake-proof reinforcement structure of
このような観点から、本発明は、既設架構と増設架構との間に介在させる後施工アンカーを省略もしくは削減することが可能な耐震補強構造を提供することを課題とする。 From such a viewpoint, an object of the present invention is to provide a seismic reinforcement structure capable of omitting or reducing a post-installed anchor interposed between an existing frame and an additional frame.
このような課題を解決する本発明は、PCa柱とPCa梁とを具備した耐震補強構造であって、前記PCa柱は、既設柱の前面に沿って配置される柱本体部と、前記柱本体部から側方に向って張り出す張出部とを有し、前記PCa梁は、既設梁の前面に沿って配置される梁本体部と、前記張出部の前側または後側に重ね合わされる接合端部とを有し、前記張出部、前記接合端部および前記既設梁を貫く緊張材に引張力を付与することにより、前記柱本体部が前記既設柱の前面に圧着される、ことを特徴とする。 The present invention that solves such a problem is an earthquake-proof reinforcement structure including a PCa column and a PCa beam, and the PCa column includes a column main body disposed along a front surface of an existing column, and the column main body. The PCa beam is overlapped with a beam main body portion arranged along the front surface of the existing beam and the front side or the rear side of the overhanging portion. The column main body portion is pressure-bonded to the front surface of the existing column by applying a tensile force to the tension member penetrating the overhanging portion, the bonding end portion, and the existing beam. It is characterized by.
要するに、本発明は、PCa柱の張出部、PCa梁の接合端部および既設梁に緊張材を貫設することにより、PCa柱を既設架構に圧着する、というものである。本発明によれば、既設架構に作用した地震時せん断力が、PCa柱と既設架構との間に働く摩擦力(圧着力)を介して増設架構(PCa柱およびPCa梁)に伝達されるようになるので、せん断伝達部材である後施工アンカーを省略もしくは削減することが可能となる。また、本発明によれば、現場打ちコンクリートからなる梁やスラブを増設せずとも、既設架構を補強することが可能となる。なお、梁本体部は、既設梁の前面に圧着してもよいし、既設梁の前面との間に隙間をあけた状態で配置してもよい。 In short, according to the present invention, the PCa column is pressure-bonded to the existing frame by penetrating a tension material through the overhanging portion of the PCa column, the joint end of the PCa beam, and the existing beam. According to the present invention, the shearing force at the time of earthquake acting on the existing frame is transmitted to the additional frame (PCa column and PCa beam) via the frictional force (crimping force) acting between the PCa column and the existing frame. Therefore, it becomes possible to omit or reduce the post-construction anchor which is a shear transmission member. Further, according to the present invention, it is possible to reinforce an existing frame without adding a beam or a slab made of cast-in-place concrete. Note that the beam main body may be pressure-bonded to the front surface of the existing beam, or may be arranged with a gap between the front surface of the existing beam.
通常の柱梁架構においては、柱梁接合部(パネルゾーン)に応力が集中する傾向にあり、鉄筋コンクリート製の柱梁架構にあっては、多くの鉄筋が柱梁接合部に配筋されていることから、柱梁接合部への削孔や後施工アンカーの打ち込み等は慎重に行う必要があるところ、本発明においては、パネルゾーン(柱梁接合部)を避けた位置に緊張材を貫設しているので、構造上重要な柱梁接合部への削孔等を避けることが可能となる。 In ordinary beam-column frames, stress tends to concentrate at the beam-column joints (panel zones). In a beam-frame frame made of reinforced concrete, many reinforcing bars are arranged at the beam-column joints. Therefore, it is necessary to carefully drill holes and post-installed anchors in the beam-column joint. In the present invention, a tension material is provided at a position avoiding the panel zone (column-beam joint). Therefore, it is possible to avoid drilling or the like in the beam-column joint that is structurally important.
前記PCa柱に、前記柱本体部から側方に向って張り出す支持部を設け、前記PCa梁の前記接合端部を、前記支持部の上面に載置してもよい。このようにすると、緊張材に引張力を付与する前においても、PCa梁をPCa柱に支持させておくことが可能となるので、PCa梁を仮支持する支保工等を省略もしくは削減することが可能となる。 The PCa column may be provided with a support portion that protrudes laterally from the column main body, and the joint end portion of the PCa beam may be placed on the upper surface of the support portion. In this way, the PCa beam can be supported on the PCa column even before the tensile force is applied to the tendon, so that the support work for temporarily supporting the PCa beam can be omitted or reduced. It becomes possible.
前記PCa梁の接合端部を、前記張出部の後側に重ね合わせた場合には、前記接合端部の端面を、前記PCa柱の側面および既設柱の側面に突き合わせるとよい。このようにすると、既設架構に作用した地震時せん断力の一部が直接的にPCa梁に伝わるようになるので、緊張材に掛かる負荷を低減することが可能となる。 When the joint end portion of the PCa beam is overlapped on the rear side of the overhanging portion, the end surface of the joint end portion may be abutted against the side surface of the PCa column and the side surface of the existing column. If it does in this way, since a part of shear force at the time of the earthquake which acted on the existing frame will be transmitted directly to a PCa beam, it will become possible to reduce the load concerning a tension material.
本発明によれば、既設架構と増設柱梁架構との間に介在させるせん断伝達部材の数を削減することが可能になるので、例えば建物の供用を継続しつつ耐震補強を行う場合には、建物利用者に与える不快感を緩和することが可能になる。 According to the present invention, since it becomes possible to reduce the number of shear transmission members interposed between the existing frame and the additional column beam frame, for example, when performing seismic reinforcement while continuing to use the building, It is possible to alleviate discomfort given to building users.
実施形態に係る耐震補強構造は、図1に示すように、既設柱Pの前面(外面)が既設梁Bの前面(外面)よりも前側に位置している既設架構に適用される。なお、以下の説明においては、既設建物の室外側を「前側」とし、既設建物の室内側を「後側」とする。 As shown in FIG. 1, the seismic reinforcement structure according to the embodiment is applied to an existing frame in which the front surface (outer surface) of the existing column P is positioned in front of the front surface (outer surface) of the existing beam B. In the following description, the outdoor side of the existing building is referred to as “front side”, and the indoor side of the existing building is referred to as “rear side”.
耐震補強の対象となる既設柱Pおよび既設梁Bは、鉄筋コンクリート構造からなる。本実施形態で例示した既設梁Bは、所謂ウォールガーダであるが、既設梁Bの形態を限定する趣旨ではない。 The existing pillar P and the existing beam B, which are subject to seismic reinforcement, have a reinforced concrete structure. The existing beam B exemplified in the present embodiment is a so-called wall girder, but is not intended to limit the form of the existing beam B.
本実施形態に係る耐震補強構造は、上下方向に配置されたPCa柱1と、PCa柱1に交差する方向に配置されたPCa梁2と、PCa柱1、PCa梁2および既設梁Bに貫設された緊張材3,3,…を具備している。
The seismic reinforcement structure according to the present embodiment penetrates the
PCa柱1は、プレキャストコンクリート部材(PCa部材)からなる。本実施形態のPCa柱1は、既設柱Pの前面に沿って配置される柱本体部11と、柱本体部11から側方に向って張り出す張出部12と、同じく柱本体部11から側方に向って張り出す支持部13とを備えている。張出部12および支持部13は、柱本体部11の両側に設けられている。
The
柱本体部11は、既設柱Pの前側に位置していて、既設柱Pの前面に圧着されている。図2にも示すように、柱本体部11の幅寸法は、既設柱Pの幅寸法と同じである。本実施形態では、柱本体部11の後面11rを既設柱Pの前面Pfに当接させているが、柱本体部11と既設柱Pとの間に充填材(無収縮モルタルやエポキシ樹脂など)を介在させても差し支えない。
The column
張出部12は、PCa梁2に重ね合わされる部位である。図1に示すように、本実施形態では、一のPCa柱1に接続される四つのPCa梁2,2,…に対応して、合計四つの張出部12,12,…が設けられている。なお、複数の張出部12,12,…は、柱本体部11に偏荷重が作用しないようにバランス良く(例えば、左右対称に)配置することが望ましいが、既設架構の現況等に応じて適宜変更しても差し支えない。
The
張出部12は、正面視長方形を呈する鉄筋コンクリート造のコーベル(スパンの短い片持ち梁)であり、柱本体部11と一体に成形されている。張出部12の上下面は、PCa梁2の上下面と面一になっていて、張出部12の前面は、柱本体部11の前面と面一になっている。図2に示すように、本実施形態の張出部12は、柱本体部11の前半部の側面から側方に向って張り出していて、PCa梁2の前側に重ね合わされている。
The
張出部12の中央部には、前後方向に貫通する貫通孔12aが形成されている。貫通孔12aには、緊張材3が挿通される。
A through
図1に示す支持部13は、PCa梁2の長手方向の端部を下から支持する部位であり(図3参照)、張出部12の後側において柱本体部11の側面から側方に向って張り出している(図4参照)。本実施形態では、一のPCa柱1に接続される四つのPCa梁2,2,…に対応して、合計四つの支持部13,13,…が設けられている。本実施形態の支持部13は、鉄筋コンクリート造であり、柱本体部11および張出部12と一体に成形されている。図3に示すように、支持部13の後端部は、柱本体部11の後面11rよりも既設梁B側に突出していて、既設梁Bの前面Bfに当接している。図示は省略するが、支持部13と既設梁Bとの間に充填材(無収縮モルタルやエポキシ樹脂など)を介在させてもよい。
The
図1に示すPCa梁2は、鉄筋コンクリート製のプレキャスト部材(PCa部材)からなる。本実施形態のPCa梁2は、その軸方向にプレストレス(圧縮力)が導入されたプレキャスト・プレストレストコンクリート部材(PCaPC部材)である。
The
PCa梁2は、既設梁Bの前面に沿って配置される梁本体部21と、PCa柱1の張出部12の後側に重ね合わされる接合端部22,22とを有する。
The
梁本体部21は、既設梁Bの前側に位置し、図2にも示すように、既設梁Bの前面Bfに圧着されている。本実施形態では、梁本体部21の後面21rを既設梁Bの前面Bfに当接させているが、梁本体部21と既設梁Bとの間に充填材(無収縮モルタルやエポキシ樹脂など)を介在させても差し支えない。
The beam
接合端部22は、PCa柱1の張出部12に重ね合わされる部位であるとともに、PCa柱1の支持部13に載置される部位であり(図3参照)、PCa梁2の長手方向の端部に形成されている。本実施形態の接合端部22は、図4に示すように、梁本体部21の上半部分をPCa柱1に向けて延出させたものであり、梁本体部21と一体に成形されている。接合端部22における梁せい(高さ寸法)は、梁本体部21における梁せいよりも小さく、接合端部22における梁幅は、梁本体部21における梁幅と同じになっている。また、接合端部22の上面は、張出部12の上面と面一になっている。
The
図3に示すように、接合端部22は、PCa柱1の張出部12と既設梁Bとに挟持されていて、接合端部22の前面22fがPCa柱1の張出部12の後面12rに当接し、接合端部22の後面22rが既設梁Bの前面Bfに当接している。図示は省略するが、張出部12と接合端部22との間、および、接合端部22と既設梁Bとの間に、充填材(無収縮モルタルやエポキシ樹脂など)を介在させても差し支えない。
As shown in FIG. 3, the joining
図2に示すように、接合端部22の端面22tは、PCa柱1の柱本体部11の側面および既設柱Pの側面に突き合わされている。本実施形態では、接合端面22の端面22tを柱本体部11の側面および既設柱Pの側面に直に突き合わせているが、充填材(無収縮モルタルやエポキシ樹脂など)を介して突き合わせても差し支えない。
As shown in FIG. 2, the
接合端部22には、張出部12の貫通孔12aと対応する位置に、前後方向に貫通する貫通孔22aが形成されている。貫通孔22aには、緊張材3が挿通される。
A through
緊張材3は、張出部12、接合端部22および既設梁Bを貫いていて、引張力が導入された状態で張出部12と既設梁Bとに定着される。緊張材3の材質等に制限はないが、本実施形態のものは、PC鋼材(例えば、PC鋼棒)からなる。緊張材3の両端部には、雄ねじが形成されている。
The
次に、本実施形態に係る耐震補強構造の構築方法を説明する。
図4に示すように、まず、既設梁Bの所定位置に貫通孔Baを形成する。続いて、PCa柱1の張出部12とPCa梁2の接合端部22とを既設梁Bの梁幅方向に重ね合わせつつ、PCa柱1およびPCa梁2を既設架構(既設柱Pおよび既設梁B)の前側に仮組みする。仮組みすべきPCa柱1の下側に他のPCa柱1が既に設置されている場合には、仮組みすべきPCa柱1を、下側のPCa柱1の上面に載置し、両者を接合する。
Next, the construction method of the seismic reinforcement structure according to this embodiment will be described.
As shown in FIG. 4, first, a through hole Ba is formed at a predetermined position of the existing beam B. Subsequently, the
PCa柱1およびPCa梁2の設置順序に特に制限はなく、既設梁Bの前側にPCa梁2を仮置きした後に、左右のPCa柱1,1を仮置きしてもよいが、左右のPCa柱1,1を仮置きした後に、PCa柱1,1の支持部13,13間にPCa梁2を架設するとよい。PCa柱1,1を仮置きした後にPCa梁2を架設すると、PCa梁2をPCa柱1に仮支持させておくことが可能となるので、PCa梁2を支持する支保工等を省略もしくは削減することが可能となる。
There are no particular restrictions on the installation order of the
続いて、図2および図3にも示すように、張出部12の貫通孔12a、接合端部22の貫通孔22aおよび既設梁Bの貫通孔Baに緊張材3を挿通し、緊張材3の両端のそれぞれに定着板3bやナット等の雌ねじ部材3aを装着する。
Subsequently, as shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、PCa柱1と既設柱Pとの間、PCa梁2と既設梁Bとの間、PCa柱1の張出部12とPCa梁2の接合端部22との間などに隙間が存在している場合には、当該隙間に充填材を充填する。
There are gaps between the
その後、複数の緊張材3,3,…のそれぞれに引張力を付与し、かかる状態で各緊張材3の両端をPCa柱1の張出部12および既設梁Bに定着する。引張力の導入方法に制限はないが、例えば、緊張材3の一端をセンターホールジャッキ等で引っ張り、かかる状態で雌ねじ部材3aを増締めすればよい。
Thereafter, a tensile force is applied to each of the plurality of
引張力を付与した緊張材3,3,…を張出部12,12,…および既設梁Bに定着すると、柱本体部11が既設柱Pの前面Pfに圧着され、さらに、張出部12と既設梁Bとに接合端部22が挟持される結果、梁本体部21および接合端部22が既設梁Bの前面Bfに圧着される。
When the
以上のように構成された本実施形態の耐震補強構造によれば、既設架構(既設柱Pおよび既設梁B)に作用した地震時せん断力が、増設架構(PCa柱1およびPCa梁2)と既設架構との間に働く摩擦力(圧着力)を介して増設架構に伝達されるようになるので、せん断伝達部材である後施工アンカーを省略もしくは削減することが可能となる。
According to the seismic strengthening structure of the present embodiment configured as described above, the shear force acting on the existing frame (the existing column P and the existing beam B) is the same as that of the additional frame (
また、本実施形態の耐震補強構造によれば、既設架構のパネルゾーン(柱梁接合部)を避けた位置に緊張材3,3,…を貫設しているので、構造上重要な柱梁接合部への削孔等を避けることが可能となる。
In addition, according to the seismic reinforcement structure of the present embodiment, the
また、本実施形態では、PCa梁2の長手方向の端面(接合端部22の端面22t)を、PCa柱1の側面および既設柱Pの側面に突き合わせているので、既設架構に作用した地震時せん断力の一部が直接的にPCa梁2に伝わるようになる。つまり、本実施形態の耐震補強構造によれば、増設架構(PCa柱1およびPCa梁2)と既設柱Pとの物理的な噛み合い作用によってせん断伝達機構が形成され、地震時せん断力の一部が直接的に増設架構へ伝わるようになるので、緊張材3に掛かる負荷を低減することが可能となる。
In the present embodiment, the end face in the longitudinal direction of the PCa beam 2 (the
また、本実施形態の耐震補強構造によれば、PCa柱1の張出部12の上下面とPCa梁2の上下面とが面一になっているので、正面から見た形状がすっきりとしたものになる。また、PCa柱1およびPCa梁2を、それぞれ既設柱Pおよび既設梁Bの前側に沿わせているので、窓開口等の開口面積を狭める虞もない。
Moreover, according to the seismic reinforcement structure of this embodiment, since the upper and lower surfaces of the overhanging
なお、本実施形態では、PCa梁2の接合端部22をPCa柱1の張出部12の後側に重ね合わせた場合を例示したが、図5に示すように、PCa柱1の張出部12の前側に重ね合わせてもよい。この場合には、引張力を付与した緊張材3の両端部を接合端部22と既設梁Bとに定着すればよい。このようにすると、梁本体部21が既設梁Bの前面に圧着され、さらに、接合端部22と既設梁Bとに張出部12が挟持される結果、柱本体部11および張出部12が既設柱Pおよび既設梁Bの前面に圧着されることになる。
In this embodiment, the case where the joining
本実施形態では、PCa梁2の梁本体部21を既設梁Bの前面に圧着した場合を例示したが、既設梁Bの前面から離間した状態で梁本体部21を配置してもよい。
In this embodiment, the case where the beam
また、本実施形態では、PCa柱1の張出部12を正面視長方形とした場合を例示したが、他の形状に成形しても勿論差し支えない。また、本実施形態では、PCa柱1に支持部13を設けた場合を例示したが、支持部13を省略してもよい。
Moreover, although the case where the overhang |
また、本実施形態では、PCa梁2の接合端部22の梁せいを、梁本体部21の梁せいよりも小さくした場合を例示したが、PCa梁2の形態を限定する趣旨ではない。図6に示すように、PCa梁2の接合端部22の梁せいを、梁本体部21の梁せいと同等にしても差し支えない。この場合には、例えば、接合端部22の下半部の梁幅を上半部の梁幅よりも小さくして接合端部22を断面逆L字状に成形し、接合端部22の上半部をPCa柱1の支持部13に載置するとよい。また、図示は省略するが、PCa梁2の接合端部22の断面形状を、梁本体部21の断面形状と同一にしてもよい。
In the present embodiment, the case where the beam cause of the
本実施形態では、一の張出部12につき一本の緊張材3を貫設した場合を例示したが、一の張出部12につき複数本の緊張材3を貫設してもよい。また、図示は省略するが、引張力を付与した緊張材を柱本体部11と既設柱Pとに貫設して、柱本体部11をより強固に既設柱Pに圧着してもよい。同様に、引張力を付与した緊張材を梁本体部21と既設梁Bとに貫設して、梁本体部21をより強固に既設梁Bに圧着してもよい。なお、既設柱Pに緊張材を貫設する場合には、既設梁Bとの接合部(パネルゾーン)を避けることが望ましい。
In this embodiment, although the case where the one
本実施形態では、張出部12や接合端部22に形成した貫通孔12a,22aに緊張材3を挿通する場合を例示したが、張出部12や接合端部22に緊張材3を埋設しておいてもよい。
In this embodiment, the case where the
1 PCa柱
11 柱本体部
12 張出部
13 支持部
2 PCa梁
21 梁本体部
22 接合端部
3 緊張材
P 既設柱
B 既設梁
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記PCa柱は、既設柱の前面に沿って配置される柱本体部と、前記柱本体部から側方に向って張り出す張出部とを有し、
前記PCa梁は、既設梁の前面に沿って配置される梁本体部と、前記張出部の前側または後側に重ね合わされる接合端部とを有し、
前記張出部、前記接合端部および前記既設梁を貫く緊張材に引張力を付与することにより、前記柱本体部が前記既設柱の前面に圧着される、ことを特徴とする耐震補強構造。 A seismic reinforcement structure comprising a PCa column and a PCa beam,
The PCa column has a column main body portion arranged along the front surface of the existing column, and an overhang portion projecting sideways from the column main body portion,
The PCa beam has a beam main body portion arranged along the front surface of the existing beam, and a joining end portion superimposed on the front side or the rear side of the overhanging portion,
A seismic reinforcement structure characterized in that the column main body portion is pressure-bonded to the front surface of the existing column by applying a tensile force to a tension member that penetrates the overhanging portion, the joining end portion, and the existing beam.
前記PCa梁の前記接合端部は、前記支持部の上面に載置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。 The PCa pillar has a support part that protrudes laterally from the pillar body part,
The seismic reinforcement structure according to claim 1, wherein the joint end portion of the PCa beam is placed on an upper surface of the support portion.
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