JP2015081467A

JP2015081467A - 免震構造

Info

Publication number: JP2015081467A
Application number: JP2013220396A
Authority: JP
Inventors: 俊久石田; Toshihisa Ishida; 賢越山; Masaru Koshiyama; 耕治川越; Koji Kawagoe
Original assignee: Taisei Corp; Mase Kensetsu KK
Current assignee: Taisei Corp; Mase Kensetsu KK
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-04-27

Abstract

【課題】免震基礎を容易に構築できる免震構造を提供すること。
【解決手段】免震構造１は、既存柱１０の中間高さに免震装置２０を設けたものである。免震構造１は、既存柱１０の免震装置２０を設ける部分より下側を下部柱躯体１０Ａとして、この下部柱躯体１０Ａを含んで構築された下部免震基礎３０を備える。この下部免震基礎３０の上面には、免震装置２０の下面が固定される下部ベースプレート３１が設けられる。下部ベースプレート３１は、ベースプレート５１が打ち込まれたプレキャストコンクリート部材５０が、下部柱躯体１０Ａに上から被せられて、下部免震基礎３０に設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、既存構造物の既存柱に免震装置を設ける免震構造に関する。

従来より、既存建物を免震化する免震レトロフィット工事が知られている。この免震レトロフィット工事は、既存建物の基礎部分や特定の階層の柱に免震装置を設置し、外観、内装、設備などを損なうことなく、既存建物を免震建物に変更する方法である。

この免震レトロフィット工事によれば、免震化することで、地震による強い揺れをゆっくりとした揺れに変えて加速度を抑えるので、免震化されたレベルより上の部分の補強は不要になるか、あるいは大幅に少なくできる、というメリットがある。

この免震装置を特定の階層の柱に設置する場合、例えば、以下のような免震構造となる（特許文献１参照）。
まず、この特定の柱の免震装置を設置する部分より下側を下部柱躯体とし、免震装置を設置する部分より上側を上部柱躯体とする。

下部柱躯体を含んで下部免震基礎が構築されており、この下部免震基礎には、下部ベースプレートが打ち込まれる。
また、上部柱躯体を含んで上部免震基礎が構築されており、この上部免震基礎には、上部ベースプレートが打ち込まれる。

免震装置は、下部フランジと、この下部フランジの上に設けられた積層ゴムと、この積層ゴムの上に設けられた上部フランジと、を備える。
免震装置の下部フランジは、下部ベースプレートにボルト固定され、免震装置の上部フランジは、上部ベースプレートにボルト固定される。

以上の免震構造を構築する免震レトロフィット工事では、例えば、以下の手順で、免震装置を設置する。
すなわち、まず、免震装置を設置する柱の上部を仮受ジャッキなどで床面から仮支持し、この状態で、この柱を切断して、免震装置を設置する部分のコンクリート躯体を撤去する。

次に、下部柱躯体を含んで下部免震基礎を構築する。具体的には、下部柱躯体にあと施工アンカーを打設して、この下部柱躯体の周囲に配筋し、型枠を建て込む。その後、この型枠内に下部ベースプレートを仮固定して、この型枠内にコンクリートを流し込む。
次に、この下部ベースプレート上に免震装置を取り付けて、その後、この免震装置上に上部ベースプレートを取り付ける。

次に、上部柱躯体を含んで上部免震基礎を構築する。具体的には、上部ベースプレートの位置は既に決まっているので、上部柱躯体にあと施工アンカーを打設して、この上部柱躯体の周囲に配筋する。その後、型枠を建て込んで、この型枠内にコンクリートを流し込む。
このコンクリートが硬化するまで養生した後、仮受ジャッキを撤去する。

特開２０００−２５７２７３号公報

しかしながら、以上のような方法では、下部免震基礎を構築する際、配筋して入り組んだ鉄筋の中に、下部ベースプレートの高さ位置や水平方向の位置を調整して仮固定するため、この下部ベースプレートの設置に手間がかかる、という問題があった。
また、下部免震基礎を構築する際、流し込んだコンクリートが乾燥収縮して、このコンクリートと下部ベースプレートとの間に空隙が発生する場合がある。よって、この空隙を探し出してグラウト材を充填する必要があり、下部免震基礎の品質を確保するのに手間がかかる、という問題があった。

本発明は、免震基礎を容易に構築できる免震構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の免震構造（例えば、後述の免震構造１）は、既存柱（例えば、後述の既存柱１０）に免震装置（例えば、後述の免震装置２０）を設ける免震構造であって、前記既存柱の前記免震装置を設ける部分より下側を下部柱躯体（例えば、後述の下部柱躯体１０Ａ）として、当該下部柱躯体を含んで構築された下部免震基礎（例えば、後述の下部免震基礎３０）を備え、当該下部免震基礎の上面には、前記免震装置の下面が固定される下部ベースプレート（例えば、後述の下部ベースプレート３１）が設けられ、当該下部ベースプレートは、ベースプレート（例えば、後述のベースプレート５１）が打ち込まれたプレキャストコンクリート部材（例えば、後述のプレキャストコンクリート部材５０）が、前記下部柱躯体に上から被せられて、前記下部免震基礎に設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、ベースプレートが打ち込まれたプレキャストコンクリート部材を用意し、下部柱躯体にこのプレキャストコンクリート部材を上から被せることで、下部ベースプレートを下部免震基礎に設ける。
よって、下部免震基礎を構築する際、配筋して入り組んだ鉄筋の中に、下部ベースプレートの高さ位置や水平方向の位置を調整して仮固定する必要がなく、下部ベースプレートを容易かつ高精度で設置できる。

また、プレキャストコンクリート部材を製作する際、ベースプレートを底板としてコンクリートを打設する。そして、コンクリートが硬化した後、このプレキャストコンクリート部材の上下をひっくり返して、ベースプレートをプレキャストコンクリート部材の上面に露出させ、この状態で、下部柱躯体に上から被せる。このようにすれば、流し込んだコンクリートが乾燥収縮しても、このコンクリートとベースプレートとの間に空隙が発生しにくくなるから、下部免震基礎の品質を容易に確保できる。

また、プレキャストコンクリート部材を工場で製作しておき、現場に搬入して下部柱躯体に取り付けることで、従来のように現場でベースプレート設置してコンクリート躯体を構築する手間がかからないうえに、コンクリート躯体の養生期間を確保する必要がないので、下部免震基礎を短工期で構築できる。

請求項２に記載の免震構造は、前記既存柱の前記免震装置を設ける部分より上側を上部柱躯体（例えば、後述の上部柱躯体１０Ｂ）として、当該上部柱躯体を含んで構築された上部免震基礎（例えば、後述の上部免震基礎４０）をさらに備え、当該上部免震基礎の下面には、前記免震装置の上面が固定される上部ベースプレート（例えば、後述の上部ベースプレート４１）が設けられ、当該上部ベースプレートは、前記上部柱躯体に前記プレキャストコンクリート部材が下から被せられて、前記上部免震基礎に設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、ベースプレートが打ち込まれたプレキャストコンクリート部材を用意し、上部柱躯体にこのプレキャストコンクリート部材を下から被せることで、上部ベースプレートを上部免震基礎に設ける。
よって、上部免震基礎を構築する際に、上部ベースプレートを容易に設置できる。

また、プレキャストコンクリート部材を工場で製作しておき、現場に搬入して上部柱躯体に取り付けることで、従来のように現場でベースプレート設置してコンクリート躯体を構築する手間がかからないうえに、コンクリート躯体の養生期間を確保する必要がないので、上部免震基礎を短工期で構築できる。

請求項３に記載の免震構造は、前記プレキャストコンクリート部材は、前記ベースプレートが打ち込まれた平板状の本体（例えば、後述の本体５２）と、当該本体の周縁に沿って立設されて前記柱躯体の側面に係合する係合部（例えば、後述の係合部５３）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、プレキャストコンクリート部材に、柱躯体の側面に係合する係合部を設けたので、免震装置の積層ゴムが変形することにより、下部ベースプレートや上部ベースプレートに水平力が作用しても、この水平力を下部免震基礎や上部免震基礎に確実に伝達するので、免震性能を確保できる。

本発明によれば、ベースプレートが打ち込まれたプレキャストコンクリート部材を用意し、下部柱躯体にこのプレキャストコンクリート部材を上から被せることで、下部ベースプレートを下部免震基礎に設ける。よって、下部免震基礎を構築する際、配筋して入り組んだ鉄筋の中に、下部ベースプレートの高さ位置や水平方向の位置を調整して仮固定する必要がなく、下部ベースプレートを容易かつ高精度で設置できる。また、プレキャストコンクリート部材を製作する際、ベースプレートを底板としてコンクリートを打設する。そして、コンクリートが硬化した後、このプレキャストコンクリート部材の上下をひっくり返して、ベースプレートをプレキャストコンクリート部材の上面に露出させ、この状態で、下部柱躯体に上から被せる。このようにすれば、流し込んだコンクリートが乾燥収縮しても、このコンクリートとベースプレートとの間に空隙が発生しにくくなるから、下部免震基礎の品質を容易に確保できる。また、プレキャストコンクリート部材を工場で製作しておき、現場に搬入して下部柱躯体に取り付けることで、従来のように現場でベースプレート設置してコンクリート躯体を構築する手間がかからないうえに、コンクリート躯体の養生期間を確保する必要がないので、下部免震基礎を短工期で構築できる。

本発明の一実施形態に係る免震構造の適用対象となる既存柱の側面図である。前記実施形態に係る免震構造が適用された状態の既存柱の側面図である。図２の一部を拡大した断面図である。前記実施形態に係る免震構造を既存建物に構築する手順のフローチャートである。前記実施形態に係る免震構造を既存建物に構築する手順を説明するための図（その１）である。前記実施形態に係る免震構造を既存建物に構築する手順を説明するための図（その２）である。前記実施形態に係る免震構造を既存建物に構築する手順を説明するための図（その３）である。前記実施形態に係る免震構造を既存建物に構築する手順を説明するための図（その４）である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る免震構造１の適用対象となる既存柱１０の側面図である。
既存柱１０は、例えば、既存建物２の地下１階の柱である。この既存柱１０の柱脚部は、地下１階床１１に接合されている。また、この既存柱１０の柱頭部は、１階梁１２および１階床１３に接合されている。

図２は、免震構造１が適用された状態の既存柱１０の側面図である。図３は、図２の一部を拡大した断面図である。
本発明は、この既存柱１０に免震装置２０を設置することで、既存建物２の１階床レベルから上の部分を免震化するものである。

この免震装置２０は、既存柱１０の中間高さに設置されている。以下、この既存柱１０の免震装置２０を設置する部分より下側を下部柱躯体１０Ａとし、免震装置を設置する部分より上側を上部柱躯体１０Ｂとする。

免震構造１は、上述の免震装置２０と、下部柱躯体１０Ａを含んで構築された下部免震基礎３０と、上部柱躯体１０Ｂを含んで構築された上部免震基礎４０と、を備える。

下部免震基礎３０の上面には、下部ベースプレート３１が打ち込まれる。この下部免震基礎３０は、下部柱躯体１０Ａと、この下部柱躯体１０Ａを囲んで構築された補強躯体３２と、これら下部柱躯体１０Ａおよび補強躯体３２に上から被せられたプレキャストコンクリート部材５０と、このプレキャストコンクリート部材５０を下部柱躯体１０Ａおよび補強躯体３２に固定する固定部材６０Ａと、を備える。

プレキャストコンクリート部材５０は、ベースプレート５１が打ち込まれた平板状の本体５２と、この本体５２の周縁に沿って立設された係合部５３と、を備える。
ベースプレート５１には、複数の雌ねじ部５４が円環状に配置されている。

プレキャストコンクリート部材５０は、予め工場で製作されたものであり、工場にて、ベースプレート５１を底板としてコンクリートを打設することで製作される。そして、コンクリートが硬化した後、このプレキャストコンクリート部材５０の上下をひっくり返して、ベースプレート５１をプレキャストコンクリート部材５０の上面に露出させ、この状態で、係合部５３が補強躯体３２の側面に係合するように、下部柱躯体１０Ａおよび補強躯体３２に上から被せられる。これにより、ベースプレート５１は、下部ベースプレート３１として、下部免震基礎３０に設けられることになる。

固定部材６０Ａは、互いに対向する係合部５３および補強躯体３２を貫通するＰＣ鋼棒６１と、このＰＣ鋼棒６１の両端に挿通されたプレート６２と、ＰＣ鋼棒６１の両端に螺合されたナット６３と、を備える。
また、プレキャストコンクリート部材５０と下部柱躯体１０Ａおよび補強躯体３２との隙間には、グラウト材５５が充填されている。

上部免震基礎４０の下面には、上部ベースプレート４１が打ち込まれる。この上部免震基礎４０は、上部柱躯体１０Ｂと、この上部柱躯体１０Ｂを囲んで構築された補強躯体４２と、これら上部柱躯体１０Ｂおよび補強躯体４２に下から被せられたプレキャストコンクリート部材５０と、このプレキャストコンクリート部材５０を上部柱躯体１０Ｂおよび補強躯体４２に固定する固定部材６０Ｂと、を備える。

上述のプレキャストコンクリート部材５０は、本体５２のベースプレート５１が下面に露出し、かつ、係合部５３が補強躯体４２の側面に係合するように、上部柱躯体１０Ｂおよび補強躯体４２に下から被せられる。これにより、ベースプレート５１は、上部ベースプレート４１として、上部免震基礎４０に設けられる。

固定部材６０Ｂは、互いに対向する係合部５３および補強躯体４２を貫通するＰＣ鋼棒６１と、このＰＣ鋼棒６１の両端に挿通されたプレート６２と、ＰＣ鋼棒６１の両端に螺合されたナット６３と、を備える。
また、プレキャストコンクリート部材５０と上部柱躯体１０Ｂおよび補強躯体４２との隙間には、グラウト材５５が充填されている。

免震装置２０は、下部フランジ２１と、この下部フランジ２１の上に設けられた積層ゴム２２と、この積層ゴム２２の上に設けられた上部フランジ２３と、を備える。
下部フランジ２１は、下部免震基礎３０の下部ベースプレート３１にボルト２４で固定される。
上部フランジ２３は、上部免震基礎４０の上部ベースプレート４１にボルト２４で固定される。

以下、免震構造１を既存建物２に構築する手順を、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ステップＳ１では、図１に示す状態から、補強躯体３２、４２を構築する。
すなわち、図５に示すように、下部柱躯体１０Ａを囲んで補強躯体３２を構築するとともに、上部柱躯体１０Ｂを囲んで補強躯体４２を構築する。
また、後述の仮受ジャッキ７０を取り付けるため、１階梁１２に補強躯体１４を構築する。

ステップＳ２では、図５に示すように、免震装置２０を設置する既存柱１０の近傍に仮受ジャッキ７０を設置して、この仮受ジャッキ７０により、１階梁１２および補強躯体１４を地下１階床１１から仮支持する。
ステップＳ３では、図６に示すように、既存柱１０をワイヤーソーなどで切断して、免震装置２０を設置する部分のコンクリート躯体を撤去する。

ステップＳ４では、図７に示すように、プレキャストコンクリート部材５０を取り付けて、下部免震基礎３０および上部免震基礎４０を構築する。
すなわち、予めプレキャストコンクリート部材５０を工場で製作しておき、このプレキャストコンクリート部材５０を現場まで運搬して、下部柱躯体１０Ａおよび補強躯体３２に上から被せる。そして、固定部材６０Ａにより、下部柱躯体１０Ａおよび補強躯体３２にプレキャストコンクリート部材５０を仮固定する。これにより、下部免震基礎３０を構築する。

また、プレキャストコンクリート部材５０を上部柱躯体１０Ｂおよび補強躯体４２に下から被せて、固定部材６０Ｂにより、上部柱躯体１０Ｂおよび補強躯体４２にプレキャストコンクリート部材５０を仮固定する。これにより、上部免震基礎４０を構築する。
この状態では、上下のプレキャストコンクリート部材５０同士の間隔、つまり、下部免震基礎３０と上部免震基礎４０との間隔は、免震装置の高さ寸法よりもわずかに大きくなっている。

ステップＳ５では、図８に示すように、免震装置２０を設置する。
すなわち、免震装置２０を下部免震基礎３０と上部免震基礎４０との間に挿入する。
次に、固定部材６０Ｂのナット６３を緩めて、この状態で、免震装置２０の下部フランジ２１を、下部免震基礎３０の下部ベースプレート３１にボルト固定するとともに、免震装置２０の上部フランジ２３を、上部免震基礎４０の上部ベースプレート４１にボルト固定する。

次に、上部免震基礎４０のナット６３を再度締め付ける。そして、下部柱躯体１０Ａおよび補強躯体３２と下側のプレキャストコンクリート部材５０との隙間に、グラウト材５５を充填するとともに、上部柱躯体１０Ｂおよび補強躯体４２と上側のプレキャストコンクリート部材５０との隙間に、グラウト材５５を充填する。

ステップＳ６では、仮受ジャッキ７０を撤去する。これにより、図２に示す状態となる。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ベースプレート５１が打ち込まれたプレキャストコンクリート部材５０を用意し、下部柱躯体１０Ａおよび補強躯体３２にこのプレキャストコンクリート部材５０を上から被せることで、下部ベースプレート３１を下部免震基礎３０に設ける。
よって、下部免震基礎３０を構築する際、配筋して入り組んだ鉄筋の中に、下部ベースプレートの高さ位置や水平方向の位置を調整して仮固定する必要がなく、下部ベースプレート３１を容易かつ高精度で設置できる。

また、プレキャストコンクリート部材５０を製作する際、ベースプレート５１を底板としてコンクリートを打設する。そして、コンクリートが硬化した後、このプレキャストコンクリート部材５０の上下をひっくり返して、ベースプレート５１をプレキャストコンクリート部材５０の上面に露出させ、この状態で、下部柱躯体１０Ａおよび補強躯体３２に上から被せる。したがって、流し込んだコンクリートが乾燥収縮しても、このコンクリートとベースプレート５１との間に空隙が発生しにくくなるから、下部免震基礎３０の品質を容易に確保できる。

また、プレキャストコンクリート部材５０を工場で製作しておき、現場に搬入して下部柱躯体１０Ａおよび補強躯体３２に取り付けることで、従来のように現場でベースプレート設置してコンクリート躯体を構築する手間がかからないうえに、コンクリート躯体の養生期間を確保する必要がないので、工期を短縮できる。

（２）ベースプレート５１が打ち込まれたプレキャストコンクリート部材５０を用意し、上部柱躯体１０Ｂおよび補強躯体４２にこのプレキャストコンクリート部材５０を下から被せることで、上部ベースプレート４１を上部免震基礎４０に設ける。
よって、上部免震基礎４０を構築する際に、上部ベースプレート４１を容易に設置できる。

また、プレキャストコンクリート部材５０を工場で製作しておき、現場に搬入して上部柱躯体１０Ｂおよび補強躯体４２に取り付けることで、従来のように現場でベースプレート設置してコンクリート躯体を構築する手間がかからないうえに、コンクリート躯体の養生期間を確保する必要がないので、上部免震基礎４０を短工期で構築できる。

（３）プレキャストコンクリート部材５０に、柱躯体１０Ａ、１０Ｂおよび補強躯体３２、４２の側面に係合する係合部５３を設けたので、免震装置２０の積層ゴム２２が変形することにより、下部ベースプレート３１や上部ベースプレート４１に水平力が作用しても、この水平力を下部免震基礎３０や上部免震基礎４０に確実に伝達するので、免震性能を確保できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、固定部材６０Ａ、６０Ｂとして、ＰＣ鋼棒６１、プレート６２、およびナット６３を用いて、上下のプレキャストコンクリート部材５０を補強躯体３２、４２に固定したが、これに限らず、固定部材としてファスナー金物を用いてもよい。

１…免震構造
２…既存建物
１０…既存柱
１０Ａ…下部柱躯体
１０Ｂ…上部柱躯体
１１…地下１階床
１２…１階梁
１３…１階床
１４…補強躯体
２０…免震装置
２１…下部フランジ
２２…積層ゴム
２３…上部フランジ
２４…ボルト
３０…下部免震基礎
３１…下部ベースプレート
３２…補強躯体
４０…上部免震基礎
４１…上部ベースプレート
４２…補強躯体
５０…プレキャストコンクリート部材
５１…ベースプレート
５２…本体
５３…係合部
５４…雌ねじ部
５５…グラウト材
６０Ａ、６０Ｂ…固定部材
６１…ＰＣ鋼棒
６２…プレート
６３…ナット
７０…仮受ジャッキ

Claims

既存柱に免震装置を設ける免震構造であって、
前記既存柱の前記免震装置を設ける部分より下側を下部柱躯体として、当該下部柱躯体を含んで構築された下部免震基礎を備え、
当該下部免震基礎の上面には、前記免震装置の下面が固定される下部ベースプレートが設けられ、
当該下部ベースプレートは、ベースプレートが打ち込まれたプレキャストコンクリート部材が、前記下部柱躯体に上から被せられて、前記下部免震基礎に設けられていることを特徴とする免震構造。
前記既存柱の前記免震装置を設ける部分より上側を上部柱躯体として、当該上部柱躯体を含んで構築された上部免震基礎をさらに備え、
当該上部免震基礎の下面には、前記免震装置の上面が固定される上部ベースプレートが設けられ、
当該上部ベースプレートは、前記上部柱躯体に前記プレキャストコンクリート部材が下から被せられて、前記上部免震基礎に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
前記プレキャストコンクリート部材は、前記ベースプレートが打ち込まれた平板状の本体と、当該本体の周縁に沿って立設されて前記柱躯体の側面に係合する係合部と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の免震構造。