JP2014040754A - 既存建物の外部架構耐震補強工法及び外部架構耐震補強構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】低強度コンクリート建物のように、ひび割れが発生しやすく、既存建物の構造耐力が期待できない場合、既存建物の地震時の水平力と鉛直力の全てを負担できるようにする。
【解決手段】既存建物１０の外周に、該既存建物１０の外壁面及び屋根面に相対するブレース構面２２Ｎ、２２Ｓ、２２Ｗ、２２Ｅ、２２Ｃが設けられた箱型の外部架構２０を構築し、該外部架構２０の前記既存建物１０の屋根面に相対するブレース構面２２Ｃのみを前記既存建物１０と接続して、既存建物１０に地震時に作用する水平力と鉛直力の全てを支持させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、既存建物の外部架構耐震補強工法及び外部架構耐震補強構造物に係り、特に、既存の低強度コンクリート建物の耐震補強に用いるのに好適な、既存建物の外部架構耐震補強工法及び、これに用いる外部架構耐震補強構造物に関する。

既存建物の耐震補強では、低強度建物の場合は耐震補強の効果に限界があるため、建替えをせざるを得ないケースが多い。例えば、ある地域では、低強度コンクリート建物の耐震診断・補強計画について、耐震診断で採用するコンクリートの圧縮強度（以下、採用強度とも称する）Ｆｃ１３．５Ｎ／ｍｍ²未満、かつ設計基準強度×３／４以下の場合は、補強の効果に疑問が残ることを考慮して、改築を視野に入れた総合的な検討が必要であるとされている。

しかしながら、工場の場合、建て替え等の抜本的な対策は、機械の移設や配管、ケーブル類の盛り替え等、施設の操業継続に大きな影響を及ぼすという問題点を有する。

建て替えを行なわない従来の耐震補強の方法としては、例えば非特許文献１に、既存建物の補強を要する方向について、既存建物の外側両端部に対称的にバットレスを新設する方法、主として既存建物の外部に、新たに立体架構を増設することにより、既存建物の耐震強度の増大を中心とした改善を行なうフレームの増設による方法、梁の補強による方法、柱増設による方法等が記載されている。

又、特許文献１乃至３には、地震時の水平動を負担する目的で、外部に設ける新設架構の構造と既存建物との接続方法に関する技術が提案されている。

即ち、特許文献１には、平面上、既存建物と干渉しない領域に既存建物とは独立し、既存建物の外周面と平行で、既存建物の構面外に位置する平面架構、若しくは床が伴なわない立体架構の耐震架構を、その耐震架構がバイパスになり、既存建物と耐震架構が水平力を分担するように構築し、耐震架構を既存建物に連結する既存建物の耐震補強方法が記載されている。

又、特許文献２には、既存建築物の外側に、耐震補強用架構を建築し、この耐震補強用架構を既存建築物と連結してある耐震補強構造物において、耐震補強用架構に、既存建築物の上方に位置させた上方架構部を設け、上方架構部に既存建築物の上部と連結する連結部を設けることが記載されている。

又、特許文献３には、既存建物の２つの外壁面に沿って設けられ、該２つの外壁面に連結された一対の補強壁と、該一対の補強壁を、既存建物の屋根の上部で相互に連結し、該既存建物の屋根と連結された補強屋根を有する耐震補強構造であって、前記補強屋根は水平方向又は既存建物の屋根と平行な構面を形成する平面架構によって構成されている耐震補強構造が記載されている。

これらの特許文献１乃至３に記載の技術によれば、外部の新設架構で地震時の水平動を負担できるため、既存建物を使用状態のまま耐震補強工事を遂行することが可能である。

特許第３３６９３８７号公報 特開２００３−２８６７７３号公報 特開２００８−２０８６１２号公報

財団法人日本建築防災協会発行「改訂版 既存鉄筋コンクリート造建築物の耐震改修設計指針 同解説」平成２年１２月２６日、２４〜２５頁、５８〜５９頁、１７４〜１７７頁

しかしながら、従来の耐震補強方法は、いずれも、地震時の水平力のみを負担するもので、既存建物の強度がある程度、期待できることを前提としており、低強度コンクリート建物のように、ひび割れが発生しやすく、既存建物の構造耐力が期待できない場合には適用が難しかった。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、低強度コンクリート建物のように、ひび割れが発生しやすく、既存建物の構造耐力が期待できない場合、既存建物に地震時に作用する水平力と鉛直力の全てを負担可能な、既存建物の外部架構耐震補強工法及び、これに用いる外部架構耐震補強構造物を提供することを課題とする。

本発明は、既存建物の外周に、該既存建物の外壁面及び屋根面に相対するブレース構面が設けられた箱型の外部架構を構築し、該外部架構の前記既存建物の屋根面に相対するブレース構面のみを前記既存建物と接続して、既存建物に地震時に作用する水平力と鉛直力の全てを支持させることにより、前記課題を解決したものである。

本発明は、又、既存建物の外壁面及び屋根面に相対するブレース構面が設けられた箱型の外部架構を有する耐震補強構造物であって、前記外部架構は、前記既存建物の屋根面に相対するブレース構面のみで前記既存建物と接続して、既存建物に地震時に作用する水平力と鉛直力の全てを支持させることを特徴とする外部架構耐震補強構造物を提供するものである。

ここで、前記接続部は、前記既存建物の柱や梁の上部に設けることができる。

又、前記接続部が、前記既存建物の屋根面上に配設されるスペーサと、前記外部架構の該スペーサと相対する位置に配設された前記外部架構の梁と、前記スペーサを挟んで前記屋根面と前記外部架構の梁を連結する連結具と、を含むことができる。

又、前記既存建物の外壁面及び屋根面に相対するブレース構面の外側に外装板を取り付けることができる。

又、前記既存建物の屋根面に相対するブレース構面に外装板を取り付けない場合、前記接続部を防水構造とすることができる。

本発明によれば、既存建物の外周に相対する５面（屋根水平面−１面、鉛直側壁面−４面）にブレース構面を設けた十分な強度・剛性を持つ箱型形状の外部架構耐震補強構造物が十分な構造耐力を有し、更に、新設架構と既存建物を、屋根面において鉛直方向の応力伝達も可能なように接続したので、従来の水平動による慣性力（水平力）のみならず、既存建物の自重や地震時の上下動による慣性力（鉛直力）を、既存建物の強度を期待せずに安全に支持できる。更に、外部架構は、既存建物に手を加えることがなく、その中に収容されている機器や配管および電気計装ケーブル類の移動、盛替えが基本的に必要ないため、施設を一時的にでも休止させる必要がない。従って、既存建物を使用状態のまま耐震補強工事を遂行できるだけでなく、既存建物のコンクリート強度が低強度（Ｆｃ１３．５Ｎ／ｍｍ²未満、かつ設計基準強度×３／４以下）の場合で、ひび割れが発生しやすい鉄筋コンクリート造であっても、既存建物の構造強度に期待しない耐震補強が可能となる。

ここで、前記接続部は、前記既存建物の柱の上に設け、接続部の重量を既存建物の梁に作用させないことによって、既存建物の梁の強度を期待しないようにすることができる。
又、既存建物の梁の強度に余裕がある場合は、前記接続部を前記既存建物の梁の上にも設けることができる。

又、前記接続部が、前記既存建物の屋根面上に配設されるスペーサと、前記外部架構の該スペーサと相対する位置に配設された前記外部架構の梁と、前記スペーサを挟んで前記屋根面と前記外部架構の梁を連結する連結具と、を含むようにした場合は、鉛直力と水平力を確実に伝達することができる。

又、前記既存建物の外壁面及び屋根面に相対するブレース構面の外側に外装板を配設した場合は、外観をリニューアルすることができる。

又、前記既存建物の屋根面に相対するブレース構面に外装材を取り付けない場合、前記接続部を防水構造にすれば、既存建物の屋根防水性能を維持することができる。

本発明の基本的な構成を示す（Ａ）全体の断面図及び（Ｂ）接続部の拡大断面図 本発明の実施形態における既存建物の柱の位置を示す平面図 同じく屋根ブレース構面を示す平面図 同じく側壁ブレース構面を示す正面図 同じく外観を示す正面図

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態は、図１（Ａ）（全体を示す断面図）及び（Ｂ）（接続部の拡大断面図）に示す如く、既存建物１０の外壁面及び屋根面に相対する、例えば鉄骨で構成されたブレース構面が設けられた箱型の外部架構２０と、該外部架構２０の既存建物１０の屋根面に相対する屋根ブレース構面２２Ｃのみに設けられた接続部３０とを有する。

前記既存建物１０の中には、例えば制御盤１２や機器類１４等の既設設備が配設されている。

前記接続部３０は、図２に示す如く、前記既存建物１０の柱１１ａの上部に設けられているが、梁１１ｂの強度に余裕がある場合は、梁１１ｂの上部に設けることも可能である。

前記外部架構２０の屋根ブレース構面２２Ｃを図３に、南側側壁ブレース構面２２Ｓ、北側側壁ブレース構面２２Ｎ、東側側壁ブレース構面２２Ｅ、西側側壁ブレース構面２２Ｗを、それぞれ図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す。ここで各構面がブレース構造とされているのは、既存建物１０の水平変形を抑えて既設建物に作用する全ての水平力を支持可能にするためである。なお、ブレースの配置は、開口等に応じて適宜変更可能であり、図示の例に限定されない。又、既存建物１０の配置方向も、図示の方向に限定されない。

又、鉛直方向の地震動にも耐えられるように、屋根面の接続部３０で既存建物１０と屋根ブレース構面２２Ｃを構成する剛性の大きな梁を接続している。該接続部３０は、図１（Ｂ）に詳細に示す如く、前記既存建物１０の柱１１ａの上部の屋根面上に配設されるスペーサ３２と、前記外部架構２０の該スペーサ３２と相対する位置に配設された前記外部架構２０の梁２４と、前記スペーサ３２を挟んで前記屋根面と前記外部架構２０の梁２４を連結する連結具である接続用金物３４及び接続用吊ボルト３６を主に有する。

前記スペーサ３２は、例えば鉄筋コンクリート製とされ、その周囲にはアルミ押え金物３８とシーリング４０が設けられ、シーリング４０の外側には水切り用の溝３２Ａが形成され、スペーサ３２と外部架構２０の梁２４の間はグラウト４４が充填され、更にウレタン系塗装４６が施されて防水構造とされている。図において、１６は、既存建物１０の屋根面上に配設されている防水シートである。

前記側壁ブレース構面の外側には、図５（Ａ）（南側）、（Ｂ）（北側）、（Ｃ）（東側）、（Ｄ）（西側）に示すような外装板５０Ｓ、５０Ｎ、５０Ｅ、５０Ｗが、図１（符号５０で代表）に示す如く配設されている。

このような外部架構２０を設けるに際して、まず、既存建物１０の外周に、該既存建物１０の外壁面及び屋根面に相対するブレース構面が設けられた箱型の外部架構２０を構築する。次いで、該外部架構２０の前記既存建物１０の屋根面に相対するブレース構面のみを、接続部３０で前記既存建物１０と接続する。更に必要に応じて、外装板５０を配設する。

これにより、外部工事が主で既存設備の停止が不要で短工期であり、外装板５０により外観をリニューアルすることも可能となる。

本実施形態においては、接続部３０を防水構造とし、外部架構２０の屋根面を除く外周に外装板５０を設けているので、屋根の防水を維持しつつ、良好な外観を得ることができる。なお、外観に配慮する必要が無い場合には、外装板５０の一部又は全てを省略することが可能である。

本発明は、低強度コンクリートの平屋建物に用いるのに好適であるが、適用対象は、これに限定されず、コンクリート以外の建物や、２階建以上の建物にも同様に適用可能である。

１０…既存建物
１１ａ…柱
２０…外部架構
２２Ｃ…屋根ブレース構面
２２Ｓ、２２Ｎ、２２Ｅ、２２Ｗ…側壁ブレース構面
２４…外部架構の梁
３２…スペーサ
３４…接続用金物
３６…接続用吊ボルト
４０…シーリング
４４…グラウト
４６…ウレタン系塗装
５０、５０Ｓ、５０Ｎ、５０Ｅ、５０Ｗ…外装板

Claims (5)

1. 既存建物の外周に、該既存建物の外壁面及び屋根面に相対するブレース構面が設けられた箱型の外部架構を構築し、
   該外部架構の前記既存建物の屋根面に相対するブレース構面のみを前記既存建物と接続して、既存建物に地震時に作用する水平力と鉛直力の全てを支持させることを特徴とする既存建物の外部架構耐震補強工法。
2. 前記接続部は、前記既存建物の柱や梁の上部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の既存建物の外部架構耐震補強工法。
3. 既存建物の外壁面及び屋根面に相対するブレース構面が設けられた箱型の外部架構を有する耐震補強構造物であって、
   前記外部架構は、前記既存建物の屋根面に相対するブレース構面のみで前記既存建物と接続して、既存建物に地震時に作用する水平力と鉛直力の全てを支持させることを特徴とする外部架構耐震補強構造物。
4. 前記接続部は、前記既存建物の柱や梁の上部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の外部架構耐震補強構造物。
5. 前記接続部は、前記既存建物の屋根面上に配設されるスペーサと、前記外部架構の該スペーサと相対する位置に配設された前記外部架構の梁と、前記スペーサを挟んで前記屋根面と前記外部架構の梁を連結する連結具と、を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の外部架構耐震補強構造物。

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