JP2015063802A - 既存構造物の免震構造化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存構造物の基礎等、柱と隣接する柱に接続する隔壁とで区画され、二重ピット構造のいずれかの層の閉鎖空間内に免震装置を設置し、既存構造物を免震構造化する上で、避難経路の確保の課題を解決しながら、既存の柱の位置に免震装置の設置する。
【解決手段】いずれかの層の屋外に面するいずれかの隔壁２に開口４を形成し、その開口４が形成された隔壁２が構成する閉鎖空間３から、その閉鎖空間３とそれに隣接する閉鎖空間３を隔てる隔壁２に開口４を形成する作業を繰り返して全閉鎖空間３を連通させた後、各柱１が負担している、いずれかの層上の上部構造７の鉛直荷重を隔壁２、もしくはジャッキ５に仮支持させた状態で、柱１の一部を切断して除去し、この柱１の除去区間に免震装置６を設置する。
【選択図】図２

Description

本発明は既存構造物の基礎等、いずれかの層に新たに免震装置を設置し、免震装置の設置層で下部構造から区分される上部構造を免震構造化する既存構造物の免震構造化方法に関するものである。

免震構造でない既存構造物の基礎等、いずれかの層の躯体の一部に免震装置を据え付け、免震装置を挟んだ下部構造から分離する上部構造を免震構造化する場合、既存構造物には、免震装置の設置層を挟んで上下に区分される上部構造の鉛直荷重を柱の周辺に設置されるジャッキ等に仮支持させた状態で、既存の柱の一部区間を除去することにより免震装置が設置される（特許文献１〜４参照）。免震装置は上部構造の耐震性能や地震時の安全性向上を目的として設置されるため、免震装置の設置層は基礎、もしくは地上階のいずれかになる。

特許文献１〜４のように免震装置が設置される柱の周囲の空間が開放し、柱が屋外に連通している場合には、柱の周囲で免震装置の設置作業をするための設備・機材の搬入と作業遂行のための空間が確保され、この空間は作業中の避難のための経路（空間）も兼ねるため、免震装置の設置作業中の安全性も確保されていると言える。

これに対し、例えば免震装置の設置層が柱と、隣接する柱に接続する隔壁とで区画される空間の上方に上部のスラブが存在し、下方に下部のスラブ（耐圧版）が存在する場合には、柱と隔壁とで区画される空間が上下のスラブに挟まれた閉鎖空間（二重ピット）になり、この閉鎖空間は屋外に連通しないため、そのままでは閉鎖空間内の柱周囲における作業中の安全性は確保されない。

このように柱と隔壁とで区画された空間が上下のスラブによって閉鎖空間になる場合、閉鎖空間内に免震装置を設置し、閉鎖空間を上部構造と下部構造に区分させるには、隔壁に少なくとも免震装置の設置に要する資機材と設備機器等の搬入のための経路としての開口を形成しなければならない。

但し、免震装置の設置が行われる閉鎖空間に面するいずれかの隔壁に開口が形成されるのみでは、避難経路の確保の面では十分ではなく、作業中に地震や火災に遭遇するような非常時（緊急時）での安全性が確保されたとは言えないため、閉鎖空間に免震装置を設置する事例は少ない。

閉鎖空間（二重ピット）に免震装置を設置する事例としては、柱に接続した隔壁に開口を形成し、開口に免震装置を設置する方法がある（特許文献５参照）。

特開平８−２７０２５５号公報（請求項１、段落００１０〜００１６、図１〜図６、図８〜図１２） 特開平８−３３８１５５号公報（請求項１、段落００１４〜００１８、図１〜図３） 特開平１０−２９９２６３号公報（段落００１３〜００１７、図２〜図５） 特開２００１−３１１３１４号公報（請求項１、段落００２２〜００３３、図１〜図３） 特開平１０−２９２６３７号公報（請求項１、段落０００９〜００２６、図１、図２、図１０〜図１３）

特許文献５では特許文献１〜４において免震装置の設置のために使用しているジャッキの使用を不要にする目的から（段落０００６）、免震装置の設置が終了するまでの上部構造の鉛直荷重を柱に負担させることで（段落００２８）、敢えて柱を外した隔壁（基礎梁）に免震装置を設置する方法を採用している（請求項１）。

しかしながら、この方法では分断された柱が負担していた鉛直荷重を柱周辺に配置された複数個の免震装置に均等に分担させる必要が生ずるため（段落００１２、図１−Ｂ、図２−Ｂ）、免震装置を柱の位置に設置する場合より免震装置の設置数が２倍以上になる新たな問題を抱えることになる。

また特許文献５では閉鎖空間（二重ピット）を構成する隔壁（基礎梁）の一部を免震装置の設置のために切断し、除去することをしているだけであるから（段落００２６、図１１）、閉鎖空間内への免震装置の設置が完了するまでの間、閉鎖空間内に留まる作業者が直面する避難経路の確保の課題は解決されていない。

本発明は上記背景より、閉鎖空間に免震装置を設置する上で、避難経路の確保の課題を解決しながら、既存の柱の位置に免震装置の設置することを可能にする既存構造物の免震構造化方法を提案するものである。

請求項１に記載の発明の既存構造物の免震構造化方法は、水平二方向に間隔を置いて配列する複数本の柱と、隣接する柱に接続する隔壁とで区画される閉鎖空間が前記水平二方向に配列する既存構造物のいずれかの層において、
前記いずれかの層の屋外に面するいずれかの前記隔壁に開口を形成し、その開口が形成された前記隔壁が構成する閉鎖空間から、その閉鎖空間とそれに隣接する閉鎖空間を隔てる前記隔壁に開口を形成する作業を繰り返して全閉鎖空間を連通させた後、前記各柱が負担している、前記いずれかの層上の上部構造の鉛直荷重を前記隔壁、もしくはジャッキに仮支持させた状態で、前記柱の一部を切断して除去し、この柱の除去区間に免震装置を設置することを構成要件とする。

「既存構造物のいずれかの層」とは、既存構造物の基礎を含めた全層の内、免震装置が設置される層を指す。閉鎖空間は柱と隣接する柱間に架設される隔壁と上下に対向するスラブから二重ピットとして構成されるため、基礎であることが多いが、地上の任意の階であることもある。既存構造物は免震装置を挟んで上部構造と下部構造とに区分される。

屋外から各閉鎖空間に向かって開口を形成していく際には、例えば図２−（ａ）に示すように屋外に面するいずれかの隔壁に開口が形成された後、その隔壁が構成する閉鎖空間とそれに隣接するいずれかの閉鎖空間とを隔てる隔壁に次の開口が形成される。この作業が繰り返されることで、全閉鎖空間が開口を通じて隣接する閉鎖空間と連通し、屋外とも連通する。屋外に面する隔壁を含む閉鎖空間はその隔壁に開口が形成されることで屋外に直接、連通するか、または最初に開口が形成された隔壁を含む閉鎖空間を介して間接的に屋外に連通する。屋外からの距離がある奥側の閉鎖空間は屋外寄りの閉鎖空間を通じて間接的に屋外に連通する。結果として全閉鎖空間が隔壁の開口を通じて直接、もしくは間接的に屋外に連通する。

全閉鎖空間が直接、もしくは間接的に屋外に連通することで、結果的に全閉鎖空間から屋外へ通じる避難経路が形成される。免震装置の柱への設置作業に先立ち、全閉鎖空間からの屋外への避難経路が形成されることで、各閉鎖空間内での免震装置の設置作業中での非常時（緊急時）の安全性が確保されるため、閉鎖空間内で、柱の一部に免震装置を設置するための、柱の切断と除去を含む作業を安全裡に遂行する環境が整う。この結果、水平二方向に複数の閉鎖空間が配列する既存構造物の特定の層に免震装置を設置する場合に直面する避難経路確保の課題が解決されるため、作業中の安全性が確保された状況下で、特定の層の柱の一部に免震装置を設置する作業に着手し、遂行することが可能になる。

全閉鎖空間を屋外に連通させるための開口の形成手順としては、例えば図２−（ａ）に示すように屋外に面するいずれかの閉鎖空間３から全閉鎖空間３を通過するまで一筆書きの要領で進行する場合が効率的に全閉鎖空間３を連通させる方法になるが、全閉鎖空間３を連通させるための開口４の形成手順はこれには限られない。例えば一筆書きによる経路上、屋外から最も遠い閉鎖空間３には、隣接する閉鎖空間３へ通じる、避難通路としての開口４が１箇所形成され、最初に開口４が形成される、隔壁２が屋外に面した閉鎖空間３にも開口４は１箇所形成され、中間の閉鎖空間３には屋外側へ向かう位置にある隔壁２と奥側へ向かう位置にある隔壁２の２箇所に開口４、４が形成される。

開口４が免震装置６の設置作業中、免震装置６を設置するために必要な資機材搬入のための通路としての役目と、緊急時の避難通路としての役目を果たす上では、隔壁２への開口４の形成位置は問われず、各閉鎖空間３に面する開口４の数も問われない。この場合の開口４は必ずしも柱１の周囲にジャッキ５を設置する場合を前提にしない。

屋外に面する閉鎖空間３から奥側の閉鎖空間３まで１経路の一筆書きで進行した場合には、最後に到達した閉鎖空間３を除き、各閉鎖空間３に面する開口は２個、形成され、図２−（ｂ）に示すように屋外に面する、異なる２箇所の隔壁２、２から奥側の異なる閉鎖空間３、３まで２経路の一筆書きで進行して開口４を形成した場合には、各閉鎖空間３に面する開口４は３個以上、形成される。図２−（ｂ）の場合で言えば、一筆書きで最後に到達した閉鎖空間３に面する開口４の数は３個であり、それ以外の閉鎖空間３に面する開口４の数は４個になっている。

図２−（ｂ）に示す手順の結果を見れば、屋外に面する少なくとも２枚の異なる隔壁２、２に開口４、４が形成され、各閉鎖空間３に面する開口４が少なくとも３個、形成されている（請求項２）。ここでの開口４は搬入路と避難通路としての役目を持つため、請求項１における柱１の切断前に形成される。この場合、最終的な屋外への出口は屋外に面する隔壁２に形成された開口４の２箇所になるが、その出口に到達するまでの経路の数は２通り以上になり、避難時に作業者が複数の経路に分散して避難できる状況が確保されるため、各閉鎖空間３内での免震装置６の設置作業中での安全性が向上する。

免震装置６の設置が終了するまでの間、柱１の切断によって下部構造８から分離する上部構造７の鉛直荷重をジャッキ５に支持させる場合には、柱１の周囲に形成される開口４はジャッキ５を設置するための空間として利用可能である（請求項４）。その場合、１本の柱１に接続する複数枚の隔壁２に開口４を形成することになる。例えば４枚の隔壁２が接続する中柱１ｃの周囲にジャッキ５を設置する場合、上部構造７側の柱１上の鉛直荷重を複数本のジャッキ５に均等に負担させる上では、ジャッキ５は柱１の断面上の中心に関して対称に配置されることが適切であるため、少なくとも２枚の隔壁２、２に開口４、４を形成する必要がある。

請求項１における「上部構造の鉛直荷重を隔壁に仮支持させる」とは、柱１に接続する隔壁２が耐力壁として十分な厚さを持ち、柱１に代わって上部構造７の鉛直荷重を負担する能力を持っている場合に、柱１周りの複数枚の隔壁２に上部構造７の鉛直荷重を柱１の切断から免震装置６の設置までの間、仮支持させることを言う。その場合、特開２０１２−１７７２８２号公報の新設壁のように隔壁２が上部構造７の鉛直荷重を負担し得、柱１が負担すべき上部構造７の鉛直荷重を仮支持することができるため、必ずしも柱１の周囲にジャッキ５を設置することは必要ではなく、前記のように隔壁２への開口４の形成位置は問われず、柱１周りに確保すべき開口４の位置と数も問われない。但し、安全を見込んで隔壁２の負担能力を増すために壁厚を増す等の補強を隔壁２に施すこともある他、隔壁２の鉛直荷重負担能力を補うために、ジャッキ５を併用することもある。

免震装置６の設置が終了するまで、切断される柱１より上の上部構造７の鉛直荷重を柱１の周辺に設置されるジャッキ５に仮支持させる場合には、開口４はジャッキ５を設置するための空間として利用されるため、開口４は柱１に接近した箇所に形成されることが適切である（請求項３）。

開口４が柱１に接近した箇所に形成されることで、柱１に接近した箇所にジャッキ５を設置することができるため、ジャッキ５の反力を受ける上部構造７と下部構造８の負担（曲げモーメント）が軽減される利点がある。ジャッキ５が負担する上部構造７の鉛直荷重の反力は上部構造７と下部構造８に作用するが、ジャッキ５の接触部分（脚部）に荷重が集中することから、閉鎖空間３を構成する上下のスラブ７１、８１間にジャッキ５を設置することが難しいため、ジャッキ５は開口４の形成によって残され、開口４の上下に分離した隔壁２の残部間に設置される（請求項４）。この点で、開口４は上記した搬入路と避難通路としての役目に加え、ジャッキ５の設置のための空間としての役目を持つことになる。「隔壁２の残部」とは、開口４の形成後に残された隔壁２のことであり、ジャッキ５は開口４に面する上部構造７側の隔壁２の下面と下部構造８側の隔壁２の上面間に設置されることになる。

「柱１に接近した箇所に形成」とは、図３−（ｂ）に示すように柱１の側面に接して開口４が形成されるか、柱１の側面に接近した位置を通過するように開口４が形成されることを言う。開口４が柱１に接した箇所に形成された場合には、柱１が切断されたときに、柱１に接続していた各隔壁２の開口４が柱１の除去部分を通じて連続する。開口４が柱１に接していない場合にも、柱１の切断時に開口４から柱１までを同時に切断し、除去することで、開口４が柱１に接していた場合と同様に、柱１の切断後に柱１に接続していた各隔壁２の開口４が連続する状態になる。

また開口４を柱１に接近した箇所に形成した場合、上部構造７の荷重を複数本のジャッキ５に均等に負担させる上では、ジャッキ５は柱１の断面上の中心に関して対称に配置されることが合理的であるため、開口４は隅柱１ａを除き、柱１の断面上の中心に関して対称位置にある隔壁２、２に形成され、例えば柱１の断面上の中心に関して対称位置の２箇所、もしくは４箇所に形成されることが適切である。「開口４が柱１の中心に関して２箇所形成されること」は柱１を挟んで対称に配置されている２枚の隔壁２、２に開口４、４が形成されることを言い、その柱１は側柱１ｂ、もしくは中柱１ｃになる。「開口４が４箇所形成されること」は図３−（ｂ）、図５−（ｃ）に示すように柱１を挟んで二方向に対称に配置されている４枚の隔壁２に開口４が形成されることを言い、その柱１は中柱１ｃになる。

柱１が側柱１ｂであれば、柱１には二方向に３枚の隔壁２が接続するが、屋外に面した一方向の２枚の隔壁２、２に開口４、４が形成されれば、柱１の断面上の中心に関して２箇所、開口４、４が形成されることになるため、ジャッキ５を柱１の中心に関して対称に配置することが可能である。中柱１ｃには二方向に４枚の隔壁４が接続するが、２箇所の開口４、４はいずれかの方向を向き、柱１を挟んで連続する２枚の隔壁２、２に形成される。中柱１ｃにおいては二方向の４枚の隔壁２に開口４が形成される場合に、開口４が４箇所形成されることになる。

隅柱１ａには二方向に２枚の隔壁２、２が接続するが、各方向の隔壁２の方向が相違するため、開口４を柱１の断面上の中心に関して対になる隔壁４に形成することができない。この場合、ジャッキ５は方向の相違する２枚の隔壁２、２の開口４、４に設置されることになるが、この２箇所のジャッキ５、５のみでは分断された柱１の付近において上部構造７の荷重を安定して支持できない場合には、図９−（ａ）に示すように少なくともいずれかの隔壁２と対になる屋外側の面の、下部構造８側と上部構造７側に、ジャッキ５を受けるための補助ブロック１５、１５が設置、もしくは構築される。隅柱１ａに接続する２枚の隔壁２、２と対になる位置に補助ブロック１５が設置等された場合、ジャッキ５は隅柱１ａの周囲の４箇所に設置可能になる。補助ブロック１５、１５は下部構造８側と上部構造７側とで上下に対になった状態でジャッキ５を受ける。

補助ブロック１５は図９−（ｂ）に示すように側柱１ｂに接続する屋外に面する隔壁２以外の隔壁２と対になる位置に設置されることもあり、その場合もジャッキ５は側柱１ｂの周囲の４箇所に設置可能になる。なお、上部構造７の荷重を隔壁２に負担させておく場合には、必ずしもジャッキ５は使用されないため、補助ブロック１５の設置等も必ずしも必要ではない。

隅柱１ａと側柱１ｂの屋外側の面に補助ブロック１５を設置する場合には、中柱１ｃにおけるジャッキ５の設置時の状況（図４、図５）と同様に、柱１の周方向に隣接する隔壁２、２間、隔壁２と補助ブロック１５間、及び補助ブロック１５、１５間に補強ブロック１１、１２が構築、もしくは設置される（請求項５）。

既存の柱を分断させて免震装置を設置する場合、通常、柱の周囲にはジャッキを設置すべき部位が存在しないため、ジャッキは分断された上部構造側の柱と下部構造側の柱の周囲に付加されるコンクリート等の上下のブロック間に設置されることになる（特許文献３、４）。これに対し、本発明では上記のように上部構造７の鉛直荷重をジャッキ５に支持させる場合に、ジャッキ５を隔壁２に形成された搬入路と避難通路を兼ねる開口４に設置することで（請求項４）、ジャッキ５を設置する場所を確保する上で、特許文献３、４のようなブロックを必ずしも構築する必要がない。

このため、ジャッキ５の設置箇所以外の空間を資機材の移動等のための空間として、またはジャッキ５の設置状態での隔壁２の安定性を確保するための空間として、あるいは免震装置設置後の上部構造と下部構造を補強する、例えば後述の補強ブロック１１、１２を設置等するための空間として利用することが可能になる。従って閉鎖空間３内に確保された限られた空間を、免震装置５の設置作業を効率的に進めるためと、免震装置５設置後の上部構造７と下部構造８の安定性と安全性確保のために有効に活用できる利点がある。

隔壁２への開口４の形成によって前記のように上部構造７側の隔壁２の下面と下部構造８側の隔壁２の上面が開口４側を向いた面になるため、ジャッキ５はこの上部構造７側の開口４に面する下面と下部構造８側の開口４に面する上面との間に設置され、各面に軸方向両端部（脚部）が仮固定される。ジャッキ５が開口４内に設置されることで、ジャッキ５全体が開口４の幅の範囲内に納まり、隔壁２内に収納される場合には、ジャッキ５自体が閉鎖空間３内に突出することがないため、閉鎖空間３内での免震装置６の設置作業の妨げになることがない。

免震装置６は開口４にジャッキ５が設置された状態で、開口４の空間を通じ、上部構造７側の柱１の下面と、下部構造８側の柱１の上面との間に差し込まれることになるが、図６、図７に示すように柱１を水平方向に挟んだ両側の開口４、４の幅と柱１の除去部分の幅を合わせた幅の大きさが免震装置６の幅より十分に大きい寸法を持っていれば、ジャッキ５が免震装置６の設置時の障害になることもない。

ジャッキ５を開口４に設置した場合に、隔壁２の幅（開口４内周面の幅）の程度に応じ、ジャッキ５の設置状態でのジャッキ５の安定性、またはジャッキ５を受ける隔壁２の安定性が十分に確保されないような場合、ジャッキ５、または隔壁２の安定性を確保するための補強ブロック１１、１２が隔壁２に付加される（請求項５）。具体例には図４、図５に示すように開口４の上下に分離した上部構造７側の、柱１の周方向に隣接する隔壁２、２間と、上部構造７から区分された下部構造８側の、柱１の周方向に隣接する隔壁２、２間に補強ブロック１１、１２を構築、もしくは設置することが行われる（請求項５）。

補強ブロック１１、１２は現場打ちコンクリート造で構築されるか、プレキャストコンクリート製、もしくは鋼製のブロックの接合等によって隔壁２に設置される。ブロックは例えばＰＣ鋼材等を用いた圧着接合等により隔壁２に接合される。いずれの場合も、補強ブロック１１、１２は隔壁２に接合されるが、同時に上部構造７側の上部スラブ７１と下部構造８側の下部スラブ８１にも接合され、上部構造７側の補強ブロック１１は隔壁２と上部スラブ７１に一体化し、下部構造８側の補強ブロック１２は隔壁２と下部スラブ８１に一体化する。

補強ブロック１１、１２は柱１の周方向に隣接する、開口４の形成された隔壁２、２間に跨ることで、開口４の形成によって分断した上部構造７側の柱１に接続する複数枚の隔壁２と上部スラブ７１を一体化させ、下部構造８側の柱１に接続する複数枚の隔壁２と下部スラブ８１を一体化させる。結果として上部構造７と下部構造８の各隔壁２の剛性を高めながら、上部構造７から免震装置６への鉛直荷重と水平荷重の伝達能力を高め、免震装置６から下部構造８への鉛直荷重と水平荷重の伝達能力を高める役目も果たす。この補強ブロック１１、１２の働きから、免震装置６の設置が完了するまでの間、上部構造７の鉛直荷重を隔壁２に負担させる場合にも補強ブロック１１、１２の構築等は行われることがある。

分断された上部構造７側の柱１の下面と、下部構造８側の柱１の上面との間に免震装置６を設置する際には、免震装置６の上下に例えば図６、図７に示すように免震装置６の上部フランジ６１と下部フランジ６２を定着させるための上部基礎９と下部基礎１０が構築、もしくは設置されることがある。この場合、ジャッキ５が隔壁２の開口４内に収納されることで、柱１を挟んだ両側の開口４、４と柱１の除去部分を合わせた分の開口全体の水平方向の長さとして上部基礎９と下部基礎１０の幅に対応した大きさを確保し、開口４内の柱１の反対側にジャッキ５を設置すれば、柱１の断面積より大きい断面積の上部基礎９と下部基礎１０を構築等することが可能である。それに伴い、柱１の断面積より大きい断面積を持つ免震装置６を設置することも可能になる。

屋外に面するいずれかの隔壁に開口を形成した後、その隔壁が構成する閉鎖空間とそれに隣接するいずれかの閉鎖空間とを隔てる隔壁に次の開口を形成する作業を繰り返すことにより全閉鎖空間を直接、もしくは間接的に屋外に連通させるため、免震装置の柱への設置作業に先立ち、全閉鎖空間から屋外へ通じる避難経路を形成することができる。この結果、各閉鎖空間内での非常時（緊急時）の安全性が確保された状況下で、免震装置を設置するための準備作業と設置作業を遂行することができる。

既存構造物のいずれかの層において水平二方向に閉鎖空間が配列している状況を示した平面図である。 （ａ）は図１に示す複数の閉鎖空間において隅柱に接続する隔壁から１経路の一筆書きの進路で全閉鎖空間を連通させる開口を形成した場合の経路を示した平面図、（ｂ）は側柱に接続する、異なる隔壁から２経路の一筆書きの進路で全閉鎖空間を連通させる開口を形成した場合の経路を示した平面図である。 （ａ）は中柱に接続した隔壁への開口の形成前の状態を示した隔壁の縦断面図、（ｂ）は（ａ）に示す隔壁の柱に接した箇所に開口を形成した様子を示した縦断面図である。 （ａ）は図３−（ｂ）の後、下部構造側となる下部スラブ（耐圧版）上の隔壁の周囲に補強ブロックを構築（設置）した様子を示した縦断面図、（ｂ）は上部構造側となる上部スラブ下の隔壁の周囲に補強ブロックを構築（設置）した様子を示した縦断面図、（ｃ）は（ａ）の補強ブロックの変形例として下部スラブの全面に亘って補強ブロックを構築した様子を示した縦断面図である。 （ａ）は図４−（ｂ）の後、図３で形成した隔壁の開口にジャッキを設置し、上部構造の鉛直荷重をジャッキに仮支持させた様子を示した縦断面図、（ｂ）は開口に囲まれた柱の一部の区間を切断し、除去する前の様子を示した縦断面図、（ｃ）は（ａ）のｘ−ｘ線断面図である。 （ａ）は図５−（ｂ）で切断した柱の一部を除去し、免震装置の下部フランジを受ける下部ベースプレートを下部構造側の柱上に設置した様子を示した縦断面図、（ｂ）は下部ベースプレートを下部構造側の柱に定着させるための下部基礎を構築し、下部ベースプレートのアンカーを下部基礎と補強ブロック中に埋設した様子を示した縦断面図である。 （ａ）は図６−（ｂ）の後、下部ベースプレート上に免震装置を設置した様子を示した縦断面図、（ｂ）は免震装置の上部フランジを受ける上部ベースプレートを定着させる上部基礎を上部構造側の柱の下に構築し、上部ベースプレートのアンカーを上部基礎と補強ブロック中に埋設した様子を示した縦断面図である。 （ａ）は図７−（ｂ）の後、ジャッキの仮支持状態を解除し、上部構造の鉛直荷重を免震装置に負担させた様子を示した縦断面図、（ｂ）は開口に連続する隔壁に水平にスリットを形成し、隔壁を上部構造側と下部構造側に切り離した様子を示した縦断面図である。 （ａ）は隅柱の屋外側に隅柱を挟んで隔壁と対になる補助ブロックを設置し、上下の補助ブロック間にジャッキを設置した様子を示した水平断面図、（ｂ）は側柱の屋外側に屋内側の隔壁と対になる補助ブロックを設置し、上下の補助ブロック間にジャッキを設置した様子を示した水平断面図である。

図１は水平二方向に間隔を置いて配列する複数本の柱１と、隣接する柱１、１に接続する隔壁２とで区画される閉鎖空間３が水平二方向に配列する既存構造物のいずれかの、免震装置６が設置される層の平面を示す。図１は既存構造物のいずれかの層の全平面の内、例えば１／４の領域等、一部の平面を示している。一個の閉鎖空間３は４本の柱１と隣接する柱１、１間に架設される隔壁２、及び柱１の頭部に接続する上部構造７の上部スラブ７１と柱１の脚部に接続する下部構造８の下部スラブ８１から構成される。隔壁２は柱１と上部スラブ７１及び下部スラブ８１に接続している。

図２−（ａ）、（ｂ）は図１に示すいずれかの層の屋外に面するいずれかの隔壁２に開口４を形成し、その開口４が形成された隔壁２が構成する閉鎖空間３から、その閉鎖空間３とそれに隣接する閉鎖空間３を隔てる隔壁２に開口４を形成する作業を繰り返して全閉鎖空間３を連通させ、屋外にも連通させた様子を示す。

図２−（ａ）は隅柱１ａに接続するいずれかの隔壁２を含む（隅柱１ａに面する）閉鎖空間３から開口４の形成を開始し、１経路の一筆書きの進路で全閉鎖空間３を連通させる開口４を形成した場合の経路を示す。１本の一筆書きの進路で全閉鎖空間３を連通させる経路は、隅柱１ａに面する閉鎖空間３から最後に到達する閉鎖空間３まで同一の閉鎖空間３を繰り返して通過することがないため、最短の経路で全閉鎖空間３を連通させる手順例であるが、一度の進行により１本の避難経路が形成されるため、免震装置６の設置前の段階で、効率的に非常時（緊急時）の安全性を確保する方法でもある。

図２−（ｂ）は異なる側柱１ｂ、１ｂに接続する、異なる隔壁２、２を含む（側柱１ｂ、１ｂに面する）異なる閉鎖空間３、３から開口４の形成を開始し、２通りの一筆書きの進路で全閉鎖空間３を連通させる開口４を形成した場合の経路を示す。２本の経路で全閉鎖空間３を連通させることで、複数本の避難経路が形成されるため、図２−（ａ）の状態より免震装置６の設置前の段階での安全性が向上する。図２−（ｂ）では屋外に面する少なくとも２枚の異なる隔壁２、２に開口３を形成し、各閉鎖空間３に面する開口３を少なくとも３個、形成した状況になっている。

全閉鎖空間３を互いに連通させ、屋外にも連通させた後、図３〜図８に示すように各柱１において柱１が負担している、いずれかの層上の上部構造７の鉛直荷重を各柱１に接続する複数枚の隔壁２、もしくはジャッキ５に仮支持させた状態で、柱１の一部を切断して除去し、この柱１の除去区間に免震装置６を設置する作業を行うことにより上部構造７が免震構造化される。

以下、図３〜図８により柱１周りにおいて開口４の形成から、免震装置６の設置後、上部構造７と下部構造８の分離までの作業手順を説明する。図３〜図８に示す柱１は中柱１ｃであるが、ジャッキ５に上部構造７の鉛直荷重を負担させる場合には、図９に示すように側柱１ｂと隅柱１ａにおいても図３〜図８に示す作業が行われる。隅柱１ａと側柱１ｂにおいては柱１を挟んで開口４、４が対にならないが、免震装置６を上部構造７と下部構造８に固定するための上部基礎９と下部基礎１０を上部構造７側の柱１の下面と、下部構造８側の柱１の上面に構築する必要があるため、その上部基礎９と下部基礎１０が柱１の断面積を超える断面積を必要とする場合には、上部構造７側と下部構造８側にそれぞれ補強ブロック１１、１２を設置（構築）することが必要になる。その場合、隅柱１ａと側柱１ｂにおいても中柱１ｃ周りでの作業と同じ作業が行われる。

図３−（ａ）は柱１に接続した隔壁２への開口４の形成前の状態を示しているが、図２−（ａ）、（ｂ）に示すように免震装置６の設置作業に移行する以前には、各閉鎖空間３に面するいずれかの隔壁２に避難経路としての開口４が１個、もしくは複数個形成されているため、避難経路の形成後にはほとんどの柱１に接続したいずれかの隔壁２には開口４が形成されている。図２−（ａ）の場合は一部の柱１を除き、柱１に接続するいずれかの隔壁２に既に開口４が形成されており、（ｂ）の場合は全柱１において柱１に接続するいずれかの隔壁２に既に開口４が形成されている。免震装置６の設置作業開始前の段階で、図２−（ｂ）に示す作業が完了している場合であれば、図３−（ａ）中、断面で示されている隔壁２の、柱１を挟んだ反対側の隔壁２に開口４が形成されていることになる。

図３−（ａ）の状態からは（ｂ）に示すように開口４が形成されている隔壁２以外の隔壁２に開口４が形成される。開口４は免震装置６の設置のための資機材、設備等の搬入路、及び非常時の避難路としての機能に加え、免震装置６の設置時に上部構造７の鉛直荷重を支持するジャッキ５を設置するための収納空間としての機能を持つ。以下では開口４がジャッキ５用の収納空間を兼ねる場合の作業手順を説明する。

上部構造７の鉛直荷重をジャッキ５に仮支持させる上では、開口４は基本的には柱１を挟んで対になって配置される。免震装置６は開口４内にジャッキ５が設置された状態で、上下に分離した上部構造７側の柱１と下部構造８側の柱１間に差し込まれるため、開口４は水平方向に柱１の両側にジャッキ５、５が配置された状態で免震装置６が水平方向に差し込めるだけの幅を持つ。柱１を切断したときには、柱１を挟んだ両側の開口４、４と柱１除去後の空間が水平方向に連続するため、開口４の水平方向の幅は両側の開口４、４の幅と柱１の幅の和になる。開口４の高さはジャッキ５をジャッキアップしたときの、ジャッキ５の高さに対応した大きさになる。

柱１の切断時に柱１の除去後の空間と両側の開口４、４を連続させるために、開口４は柱１の切断時に除去された柱１の存在した区間と、柱１を挟んだ両側の開口４、４が連続するよう、図３−（ｂ）に示すように柱１に接した箇所等、柱１に接近した箇所に形成される。中柱１ｃには隔壁２が二方向に４枚接続するため、上部構造７の鉛直荷重を柱１周辺のジャッキ５に均等に負担させるために、基本的には４枚の隔壁２に開口４が形成される。「基本的に」とは、一方向に配列する２枚の隔壁２、２への開口４の形成で済む場合には必ずしも４枚の隔壁２に開口４を形成する必要がない意味である。隅柱１ａと側柱１ｂにおいても同様に、柱１に接続する全隔壁２に開口４が形成され、図９−（ａ）、（ｂ）に示すように隔壁２が接続しない側にはジャッキ５を設置するための空間を形成する補助ブロック１５が設置、もしくは構築される。

柱１に接続する全隔壁２への開口４の形成後、図４−（ａ）、（ｂ）に示すように開口４の上下に、分離した上部構造７側の、柱１の周方向に隣接する隔壁２、２間と、下部構造８側の、柱１の周方向に隣接する隔壁２、２間に補強ブロック１１、１２を構築、もしくは設置することが行われる。図４では下部構造８側の補強ブロック１２の構築等を先行させ、補強ブロック１２の構築等の後に上部構造７側の補強ブロック１１を構築等しているが、各補強ブロック１１、１２の構築等の作業は逆になる場合と並行して行われる場合もある。

図４−（ａ）は閉鎖空間３を構成する下部構造８の下部スラブ（耐圧版）８１上に開口４の幅より大きめの幅の補強ブロック１２を構築等した場合であるが、図４−（ｃ）は下部スラブ８１の全面上に補強ブロック１２を連続させて構築等した場合の例を示す。図４−（ｃ）の例では下部スラブ８１の全体の板厚が増加する結果になるため、例えば下部スラブ８１の下面側に水圧等、上向きの荷重が作用するような場合に有効な補強ブロック１２の構築例になる。

補強ブロック１１、１２は図５−（ｃ）に示すように平面上は上部構造７側と下部構造８側のそれぞれにおいて柱１の周方向に隣接する隔壁２、２間に跨って設置、もしくは構築されて両隔壁２、２に一体化させられ、隣接する隔壁２、２を、すなわち柱１に接続する全隔壁２を一体構造化する。補強ブロック１１、１２は鋼製、もしくはプレキャストコンクリート製で予め製作されているか、現場打ちコンクリート造で構築される。予め製作されている場合は、搬入の便宜より分割されている場合もある。コンクリート製等の場合、補強ブロック１１、１２は例えばＰＣ鋼材等を用いた圧着接合により隔壁２に一体化させられる。図５−（ｃ）中、二点鎖線は後述の、免震装置６の下部フランジ６２を定着させる下部基礎１０を示す。下部基礎１０上にはそれと対になる上部基礎９が構築される。

下部構造８側の補強ブロック１２と上部構造７側の補強ブロック１１の構築等の完了後、図５−（ａ）に示すように開口４内にジャッキ５が設置される。ジャッキ５は開口４に面する上部構造７側の隔壁２の下面と、下部構造８側の隔壁２の上面との間に設置される。このとき、図７−（ａ）に示すように免震装置６の幅が柱１の幅より大きい場合には、分断している上部構造７側の柱１と下部構造８側の柱１との間への、免震装置６の挿入時に、免震装置６がジャッキ５に接触（衝突）しないよう、ジャッキ５は柱１から遠い側（柱１の反対側）に配置される。柱１周りの開口４内にジャッキ５を設置した様子を図５−（ｃ）に示す。

開口４へのジャッキ５の設置後、ジャッキ５をジャッキアップさせ、柱１を分断した後の、柱１が負担していた分の上部構造７の鉛直荷重を柱１周りの複数本のジャッキ５に分担させる。その後、図５−（ｂ）に示すように前記した上部基礎９と下部基礎１０を含む、免震装置５の設置に要する空間の高さ分の区間に亘り、柱１を切断し、除去することが行われる。柱１の除去により開口４を挟んだ上下の隔壁２は上部構造７側の柱１と下部構造８側の柱１に接続した状態になる。

切断した柱１の一部の除去後、図６−（ａ）に示すように下部構造８側の柱１上に免震装置６の下部フランジ６２を受ける下部ベースプレート１４が設置され、続いて（ｂ）に示すように下部ベースプレート１４を下部構造８側の柱１と補強ブロック１２に定着させるための下部基礎１０が下部構造８側の柱１上に構築、もしくは設置される。図面では免震装置６の幅が柱１の幅より大きい場合の例を示しているため、下部ベースプレート１４と下部基礎１０の幅が図５−（ａ）〜（ｃ）に示すように柱１を挟んで構築等されている補強ブロック１２、１２間に亘る大きさになっているが、下部ベースプレート１４は柱１の水平断面内に納まることもある。

下部基礎１０は現場打ちコンクリート造で構築されるか、または予めプレキャストコンクリート、もしくは鋼材で製作された状態で現場に搬入され、設置される。下部基礎１０は免震装置６が負担する水平荷重を負担しながら下部構造８に伝達するために、下部構造８側の柱１に、または柱１と補強ブロック１２に定着され、一体化させられる。下部基礎１０の構築等時には下部ベースプレート１４のアンカー１４ａが下部基礎１０中に埋設され、定着される。下部基礎１０中のアンカー１０ａは補強ブロック１２中に、または補強ブロック１２と下部構造８側の柱１中に埋設され、定着される。

下部基礎１０の下部構造８への定着後、あるいは下部基礎１０のコンクリートの硬化後、図７−（ａ）に示すように下部基礎１０上の、上部構造７側の柱１の下面との間に免震装置６が差し込まれ、下部フランジ６２が下部ベースプレート１４に接合される。図面では免震装置６の設置作業の効率化を図り、狭小空間での接合作業を省略するために、免震装置６の上部フランジ６１に上部ベースプレート１３が予め接合されている様子を示しているが、必ずしもその必要はない。

分離した上下の柱１、１間への免震装置６の設置後、図７−（ｂ）に示すように上部ベースプレート１３上の上部構造７側の柱１の下面側に、上部ベースプレート１３を上部構造７側の柱１に定着させるための上部基礎９が構築、もしくは設置される。上部基礎９も現場打ちコンクリート造で構築されるか、または予めプレキャストコンクリート等で製作された状態で搬入された後に現場で設置される。上部基礎９も上部構造７からの水平荷重を免震装置６に伝達するために、上部構造７側の柱１に、または柱１と補強ブロック１１に定着され、一体化させられる。上部基礎９の構築等時には上部ベースプレート１３のアンカー１３ａが上部基礎９中に埋設され、定着される。上部基礎９中のアンカー９ａは補強ブロック１１中に、または補強ブロック１１と上部構造７側の柱１中に埋設され、定着される。

上部基礎９の上部構造７への定着後、あるいはコンクリートの硬化後、図８−（ａ）に示すようにジャッキ５をジャッキダウンさせ、上部構造７の鉛直荷重を免震装置６に負担させる。その後、図８−（ｂ）に示すように上部構造７と下部構造８に接続している隔壁２に全長に亘って水平方向等にスリット２ａを入れ、隔壁２を上部構造７側と下部構造８側に分離させる。前記にように柱１の除去時に隔壁２は柱１から分離しているため、スリット２ａの形成によって上下に互いに分離し、それぞれ上部スラブ７１と下部スラブ８１に接続した状態になる。隔壁２が上部構造７側と下部構造８側に分離することにより上部構造７の免震構造化が終了する。ジャッキ５の役目はジャッキダウン時に終えるため、図８−（ａ）の時点でジャッキ５を回収することができる。

図５−（ｂ）に示す柱１の切断から、図８−（ａ）に示す免震装置の設置までの間、上部構造７の鉛直荷重を隔壁２に負担させておくことができる場合には、予備的に、あるいは補助的に使用される場合以外、ジャッキ５は必要とされないが、免震装置６設置後の上部構造７側の柱１周りと下部構造８側の柱１周りの剛性を確保する等のために、上部構造７側と下部構造８側に補強ブロック１１、１２を構築等する作業は行われる。

１……柱、１ａ……隅柱、１ｂ……側柱、１ｃ……中柱、
２……隔壁、２ａ……スリット、３……閉鎖空間、４……開口、
５……ジャッキ、６……免震装置、６１……上部フランジ、６２……下部フランジ、
７……上部構造、７１……上部スラブ、８……下部構造、８１……下部スラブ、
９……上部基礎、９ａ……アンカー、１０……下部基礎、１０ａ……アンカー、
１１……補強ブロック、１２……補強ブロック、
１３……上部ベースプレート、１３ａ……アンカー、
１４……下部ベースプレート、１４ａ……アンカー、
１５……補助ブロック。

Claims (5)

1. 水平二方向に間隔を置いて配列する複数本の柱と、隣接する柱に接続する隔壁とで区画される閉鎖空間が前記水平二方向に配列する既存構造物のいずれかの層において、
   前記いずれかの層の屋外に面するいずれかの前記隔壁に開口を形成し、その開口が形成された前記隔壁が構成する閉鎖空間から、その閉鎖空間とそれに隣接する閉鎖空間を隔てる前記隔壁に開口を形成する作業を繰り返して全閉鎖空間を連通させた後、前記各柱が負担している、前記いずれかの層上の上部構造の鉛直荷重を前記隔壁、もしくはジャッキに仮支持させた状態で、前記柱の一部を切断して除去し、この柱の除去区間に免震装置を設置することを特徴とする既存構造物の免震構造化方法。
2. 前記柱の切断前に、屋外に面する少なくとも２枚の異なる前記隔壁に前記開口を形成し、前記各閉鎖空間に面する開口を少なくとも３個、形成することを特徴とする請求項１に記載の既存構造物の免震構造化方法。
3. 前記開口を前記隔壁の前記柱に接近した箇所に形成することを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の既存構造物の免震構造化方法。
4. 前記開口に前記上部構造の鉛直荷重を仮支持するジャッキを設置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の既存構造物の免震構造化方法。
5. 前記開口の上下に分離した前記上部構造側の、前記柱の周方向に隣接する前記隔壁間と、前記上部構造から区分された下部構造側の、前記柱の周方向に隣接する前記隔壁間に補強ブロックを構築、もしくは設置することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の既存構造物の免震構造化方法。
   

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