JP2013122159A - 建物の倒壊防止構造。 - Google Patents

Abstract

【課題】 ピロティ型建物の１階の柱近傍の梁下部を利用し、地震により破壊した柱の代わりをする倒壊防止の構造を提供する。
【解決手段】既存のピロティ型建物の柱近傍の梁下部面に複数の箱状体を吊り下げ、あと施工アンカーボルトで固定し、前記箱状体の左右に接する箱状体の面を一体的に連結すると共に、前記箱状体の下部面に箱状体を基礎部面近くまで下方向へと次々に一体的に連結し、梁下部面より吊り下げ、前記連結した箱状体下部となる建物の基礎部分には梁と平行な平面部を設け、該平面部の上部にある箱状体の下部面に金具を取付け、該金具の頭部が、平面部を全方向に摺動する。
【選択図】図２

Description

本発明は、建物の倒壊防止構造に関する。

既存の鉄筋コンクリート造でピロティ型と呼ばれ、低層階の建物に多く採用され、駅付近、幹線道路沿いにおける店舗、店舗併用住宅などに多く見られる。ピロティ型は、１階は柱のみあるいは少ない壁による耐力の偏圧による偏芯率の悪さにより大きな地震があると通り面の柱のせん断破壊が起き、柱と壁のある剛性率が高い上層階は損傷が無くても、結果的に建物の全倒壊となり大きな問題があった。しかし、次のような理由により耐震補強や地震対策は進んでいなかった。店舗として長く休めない、人通りが多く大がかりな重機、生コン車の出入りが難しい、騒音を伴う発電機、コンクリートの破砕に用いる削岩機の使用が難しい、店舗としての外観の意匠性を損なうことができない、費用が高額となり負担が大きい。

特許文献１のように、既存の柱４の外周部と全周に亘って箱状体７を用い囲む建物の補強工事では、既存の柱４のまわりの建物内部も一部壊す必要あり、常時、客の出入りのある店舗では柱の補強工事が大掛りとなり問題がある。又、特許文献２のように建物の外部から行うことが可能な既設柱１の補強は、多くの増設主筋３１や増設せん断補強筋３２などを使用し、穿孔する多数の孔も必要であり、工事が大がかりとなり、穿孔する穴を開ける際に発生する騒音も問題となる。更に又、特許文献３のように既存柱部材１１の側面を削って凹部２０を形成する補強工事は、凹部２０を削るのはウォータージェットのような大きな機械を使うので、機械の設置場所、騒音、水処理等の問題がある。

特開２００１−１９７５５２ 特開２０１０−１５９５４３ 特開２０１１−２１３７９

既存の鉄筋コンクリート造で、ピロティ型と呼ばれる１階は柱のみあるいは柱と少くない壁の組合せは、地震時の外力で偏心捩れが発生し、柱のせん断破壊により１階部分が上層階の重量により押し潰されたり、あるいは建物全体が倒壊する場合が見られるが、本発明は、既存の柱のせん断破壊が生じても、せん断破壊した柱の負担する軸力を肩代りすることで建物全体の倒壊を防ぎ、居住者を圧死から守り意匠性も考慮した構造を提供しようとするものである。

課題を解決しようとするための手段

上記目的を達成するため、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。

以下の説明の図において、同一符号で示す場合は、いずれの図において説明する同一符号の部分と同一機能を持つ部分である。更に、同一符号の後にハイフンを付け、ハイフンの後に付けた番号は、施工順の説明上付けた番号で、同一番号で、同一符号と、形状機能は同じである。

請求項１の発明は、既存のピロティ型建物の柱近傍の梁下部面に複数の箱状体を並べ、あと施工アンカーボルトで固定し、箱状体の左右に接する箱状体の面を一体的に連結すると共に、箱状体の下部面に箱状体を基礎部面近くまで下方向へ次々に一体的に連結し、梁下部面より吊り下げ、連結した箱状体下部となる建物の基礎部分には梁と平行な平面部を設け、該平面部の上部にある箱状体の下部面に金具を取付け、該金具の頭部が、平面部を全方向に摺動可能であることを特徴としている。上記のような構造なので、図２の柱２の近傍の梁３下部面より基礎部４近くまで吊り下げられた連続した一体的な箱状態の集合体は、地震により梁３が動くと箱状体５の集合体も連動して動き、基礎部４の上に設けた平面部８に対し垂直を保持し、箱状体５−３に取付けた金具頭部１１が平面部８を摺動し、柱２が損傷し、上層階の重量を負担できなくなった時、損傷した柱２の軸力を箱状体５の集合体が負担し、建築物全体の倒壊を防止し、居住者を圧死から守ることができる。
請求項２の発明は、基礎部分の平面部はステンレス板あるいは鋼板に硬質クロムメッキを施していることを特徴としている。
図２において、平面部８はステンレス板あるいは鋼板に硬質クロムメッキを施しているので、平面部上を摺動する図５の金具頭部１１も材質の硬い材質同士なので、喰い込むことなく摺動することができる。更に又、建物の外側に施工されるので、雨にも当たるが、防錆上の効果が高い。
請求項３の発明は、金具頭部形状は、半球形状に近い丸頭形状であることを特徴としている。
図５に示すように金具頭部１１形状は、半球形状に近い丸頭形状なので、平面部に喰い込むことなく摺動することができる。
請求項４の発明は、金具は角根丸頭ボルトの形状で、ステンレス製あるいは鋼製の金具にクロムメッキを施していることを特徴としている。図５に示すように、金具頭部１１は平面部を摺動するため摺動しやすいように半球形状に近い丸頭形状とし、金具全体をステンレス製あるいは鋼製の金具に硬質クロムメッキを施し、防錆効果も上げている。
請求項５の発明は、箱状体は角形鋼管を切断した４面より成る箱状体であることを特徴としている。
図４の箱状態５は、規格化された角形鋼管を切断して用いるので、形状・材質の品質が安定している。又、箱状体の重量は、実施例１では、１体１１．７ｋｇｆと軽く、取り扱い易く、連結もし易い。
請求項６の発明は、箱状体の連結は、ボルト、ナットを用いることを特徴としている。ボルト、ナットを用いて箱状体を連結することは、溶接などの作業とちがい、歪の発生する恐れは無く、作業もしやすく、締付はトルクレンチを用いることにより、締付強度が安定し、箱状体全体の剛性が上がる。

発明の効果

請求項１の効果は、ピロティ型と呼ばれ、低層階の建築物において柱の近傍の梁下部面より基礎部までに連続した一体的な箱状体は、箱状体を取付けた梁が地震により動いた方向に箱状体も連動して動き、箱状体の最下部に取付けた金具頭部が平面部を摺動し、柱が損傷し、上層階の重量を負担できなくなった時、柱の軸力を箱状体の集合体が負担し、建物全体の倒壊を防止し、居住者を圧死から守ることができる。又、本発明に用いる箱状体は、実施例１では、４辺を囲む１辺が２５０ミリの立方体で、鋼板厚さは６ミリなので、箱状体の１体あたりの重さは１１．７ｋｇｆなので、人手で運搬及び箱状態同士の連結も出来、更に又、本発明の工事で用いる機械は、梁下に箱状体を固定するためのコンクリート部の穿孔と、同孔への接着系アンカーボルトの施工に用いるハンマードリルであるが、同一のハンマードリルで済み、電源は１００Ｖなので、一般的な耐震工事で用いる大型重機や、独立した２００Ｖ仕様の発電機の必要は無く、従い、騒音の発生も低く、短時間で施工が出来る。更に又、箱状体の連続には、上下面と横面の左又は右なので、建物の内側面と外側面は空洞となるので、採光に良く、箱状体にカラーのペイントを塗れば、色彩も良く、建物の意匠性も良く、箱状体の空洞部へ花とか、飾り等を入れることにより更に意匠性は増す。
請求項２の効果は、平面部はステンレス製板あるいは鋼板に硬質クロムメッキを施しているので、防錆が良く、又、表面が硬く、金具頭部が摺動しやすい。
請求項３の効果は、平面部に摺動する金具頭部形状は、半球形状に近い丸頭形状であるから、摺動する時、平面部に金具頭部は喰い付くことなく、摺動することができる。
請求項４の効果は、金具は、角根丸頭ボルトなので、高さを調整する時、角根部の二面巾を工具で回転できるので、使い易く、又、ステンレス製あるいは鋼の金具に硬質のクロムメッキを施しているので防錆が良く、又、硬いので、金具自体が金属なので硬く、平面部を摺動しやすい。
請求項５の効果は、箱状体は、市販で入手でき、規格化された角形鋼管より切断して用いているので、品質は安定し、取り扱い易い。実施例１では、一辺が２５０ミリの立方体で板厚６ミリなので、箱状体１体当たりの重量は１１．７ｋｇｆなので、人手で運搬、箱状体同士の連結がしやすい。
請求項６の効果は、箱状体の連結は、ボルトとナットを用いているので、溶接などの作業とちがい、歪による変形も無く、取り扱い易く、作業がし易い。トルクレンチを用いることにより、締付強度が安定し、箱状体全体の剛性が上がる。

ピロティ型建物全体の１階へ本発明による倒壊防止構造を取付けた正面図 図１（ａ）の左側面図 図１（ａ）の建物の１階部分の倒壊防止構造の要部を拡大した図 図２のＡ−Ａ矢視図で要部を示す図 箱状体の斜視図 金具の正面図 図３のＢ−Ｂ矢視図で要部を示す拡大図 地震により柱が破損し、箱状体が摺動して、下部の箱状体が変形して、地震の力を吸収した状態を示す図 図７の箱状体の要部を拡大した図

図１（ａ）は、本発明の実施例１を示し、既存のピロティ型建物の全体を示し、１階の柱２の近傍へ箱状体を組んだ集合体による倒壊防止構造を施工したもので、本図は正面図、図（ｂ）は図（ａ）の左側面図である。図２は、図１（ａ）の建物の倒壊防止構造の要部拡大図である。図３は、図２のＡ−Ａ矢視図で、図３上で柱２の上方向と柱２の柱方向に平行に並んだステンレス板の平面部８上に、箱状体の梁３の上部より連結した最下部の箱状体５−３の位置関係を示した図である。図４は、本発明に用いる箱状体５の斜視図である。箱状体５は、４辺を鋼板で囲む、一辺の長さが２５０ミリの立方体で、鋼板の厚さは６ミリ、１体当たりの重さは１１．７ｋｇｆである。図５は、金具１０の正面図で、ねじサイズはＭ１２である。

本発明の建物への倒壊防止構造を組付けるには、図２において、先ず、梁３の下部面に取付ける箱状体５に対応する基礎部４上に無収縮モルタルのベース１３を施工し、養生し、硬化を待つ。次に、梁３の下部面と箱状体５−１の間に後から無収縮モルタル１２を注入するため３０ミリの空間を設けて、箱状体５−１の３体をアンカーボルト７にナット１４を用いて取付け、同時に箱状態同士が横方向で接する面をボルト・ナット６を用いて締付ける。そして、箱状体５−１の各下面に次の箱状体５−２を縦方向と横方向が、ずれないように取付け、更に次々と箱状体５を最下方の箱状体５−３まで連結し吊り下げる。次に基礎部４の上に施工した無収縮モルタルのベース１３上に取付けた平行部８のステンレス板に対し、箱状体５−３の平行を調べ、アンカーボルト７に箱状体５−１を取付けたナット１４で平行を調整する。アンカーボルト７は１２本あり、吊り下げた３０体の箱状体５と締付けているボルト・ナット６と金具１２本の合計の重さとして荷重約３７５ｋｇｆが加わる。アンカーボルト１本当り３１ｋｇｆの荷重が加わるが、偏荷重が加わっても、ナット１４による回転調整は容易に出来る。
次に箱状体５−３の下部面に設けられた孔に金具１０を金具頭部１１を下にして、下部より差し込み、金具頭部１１は、平行部８のステンレス板に接している状態にして、図６の如く、金具１０を箱状体５−３に締付ける。
次に図２において、梁３の下部面と箱状体５−１の間に設けている空間部に無収縮モルタル１２を注入し、梁３の下部面と箱状体５−１の上部面を密着し、養生する。無収縮モルタル１２が硬化すると、箱状体の集合体は、梁３の下部面より吊り下げられた状態となる。

図７は、右から左方向へ地震力Ｆが加わった時、柱２が破損し、箱状体５の集合体が、破損した柱２の左方向へ金具頭部１１により移動した状態を示している。又、図７は、地震により柱２が破損し、箱状体の集合体が柱２の代りに軸力を受け、箱状体５−３で急激に受けた力を吸収している状態を示し、図８は、その要部拡大図である。

１．建物
２．柱
３．梁
４．基礎部
５．５−１，５−２、５−３ 箱状体
６．ボルト，ナット
７−１，７−２ 接着系アンカーボルト
８．平面部
９．ボルトの通し穴
１０．金具
１１．金具の頭部形状
１２．１３．無収縮モルタル

Claims (6)

1. 既存のピロティ型建物の柱近傍の梁下部面に複数の箱状体を並べ、あと施工アンカーボルトで固定し、前記箱状体の左右に接する箱状体の面を一体的に連結すると共に、前記箱状体の下部面に箱状体を基礎部面近くまで下方向へと次々に一体的に連結し、梁下部面より吊り下げ、前記連結した箱状体下部となる建物の基礎部分には梁と平行な平面部を設け、該平面部の上部にある箱状体の下部面に金具を取付け、該金具の頭部が、前記平面部を全方向に摺動可能であることを特徴とする建物の倒壊防止構造。
2. 基礎部分の平面部はステンレス板あるいは鋼板に硬質クロム・メッキを施していることを特徴とする請求項１に記載の建物の倒壊防止構造。
3. 金具頭部形状は、半球形状に近い丸頭形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建物の倒壊防止構造。
4. 金具は角根丸頭ボルトで、ステンレス製あるいは鋼製の金具に硬質クロムメッキを施した金具であることを特徴とする請求項１から３に記載の建物の倒壊防止構造。
5. 箱状体は角形鋼管を切断した４面より成る箱状であることを特徴とする請求項１から４に記載の建物の倒壊防止構造。
6. 箱状態の連結は、ボルトとナットを用いることを特徴とする請求項１から５に記載の建物の倒壊防止構造。

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