JP2016217516A - 建築構造物の既存設備補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】吊ボルトの座屈を防止できる、建築構造物の既存設備補強構造を提供する。
【解決手段】建築構造物の躯体下方に吊下させた複数の吊ボルト５によって、建築構造内設置物８を支持する既存設備を対象として、前記吊ボルト５を補強する建築構造物の既存設備補強構造１であって、前記吊ボルト５に沿って補強鋼材９を配し、前記吊ボルト５及び前記補強鋼材９の上端部、及び下端部を、外方から挟んで固定する固定具１０により、それぞれ固定した、建築構造物の既存設備補強構造１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築構造物の既存設備補強構造に関するものである。

建築構造物の天井裏には、配管、ダクト、照明器具や、天井カセット型の空調機などの、様々な建築構造内設置物が、天井スラブから吊下される吊ボルトなどにより、支持されている。

このような建築構造内設置物の支持を補強するにあたり、天井が補強作業の邪魔となるため、天井を一旦解体し、建築構造内設置物の支持構造を補強し、天井を再構築するという手順が、一般には必要であった。

しかし、天井の解体と構築には工数がかかり、施工コストが嵩む。このため、天井を解体しなくとも建築構造内設置物の支持を補強できるような、建築構造物の既存設備補強構造が、提案されている。

特許文献１には、図３に示されるような、既設の吊ボルト３２の外周側面に挟着固定する固定金具３１が開示されている。固定金具３１は、拡開部３３を有し、拡開部３３のそれぞれにブレース３４を接続することにより、既設の吊ボルト３２を補強する。吊ボルト３２によって、既設の構造物が支持されている。

また、特許文献２には、図４に示されるような、上端に長孔４２を有する金具本体４１と、支持ボルト４３を備える金具４０が開示されている。支持ボルト４３は金具本体４１の長孔４２に挿通され、支持ボルト４３の下端に形成された回転支持部４４によって金具本体４１が搖動、回転可能に支持されている。天井スラブに設置した吊支持用のナットに、支持ボルト４３を螺合固定し、金具本体４１の下端に設置されたナット４５に吊ボルトを螺合し、更にこの吊ボルトの先を、既設の吊ボルトに吊下された既設の構造物に固定することで、構造物の振止め支持を行っている。

また、特許文献３には、図５に示されるような、２つのコの字形状の部材５２が、互いの開口部が向い合せになるように連結された金具５１が開示されている。天井スラブの下面に露出した床盤用プレートの、断面Ｉ型の補強部５３の両側面が、部材５２によって挟みつけて固定される。金具５１に接続された吊ボルト５４によって、構造物が支持されている。

特開２０１４−１２５８１２号公報 特開２００９−２８７６１５号公報 実開平０６−０１２６１６号公報

一般に、吊ボルトは、引張力には強いが、圧縮力には弱く、地震力などの外的な力が働いた場合、座屈する場合がある。特許文献１に記載の固定金具３１を用いた構造においては、既設の吊ボルト３２に圧縮力が働いた場合、吊ボルト３２が十分に圧縮力に対抗しうる構成とはなっておらず、吊ボルト３２が座屈する危険がある。

特許文献２に記載の固定金具４０を用いた構造においても、引用文献１と同様に、ナット４５に螺合された吊ボルトが座屈する危険がある。また、固定金具４０の設置の際に、支持ボルト４３を固定するための吊支持用のナットを、天井スラブに形成する必要があり、施工に手間がかかる。

特許文献３に記載の金具を用いた構造においても、引用文献１と同様に、吊ボルト５４が座屈する危険がある。また、金具の設置には、天井スラブ下面に露出した床盤用プレートの補強部５３が存在することが前提となっており、汎用性に欠ける。

本発明の課題は、既設の吊ボルトの座屈を防止する、施工の工数が少ない、建築構造物の既存設備補強構造を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、建築構造物の躯体下方に吊下させた複数の吊ボルトによって、建築構造内設置物を支持する既存設備を対象として、前記吊ボルトを補強する既築構造物の既存設備補強構造であって、前記吊ボルトに沿って補強鋼材を配し、前記吊ボルト及び前記補強鋼材の上端部、及び下端部を、外方から挟んで固定する固定具により、それぞれ固定した、建築構造物の既存設備補強構造を提供する。
上記のような構成によれば、吊ボルトに沿って補強鋼材が配されているため、吊ボルトの座屈を防止できる。
また、既設の吊ボルトに補強鋼材を沿わせ、固定具で固定するだけで、吊ボルトの補強ができるため、施工に手間がかからず、容易であり、また、点検口などの狭い空間からでも施工が可能である。
また、天井スラブ下面に露出した床盤用プレートの補強部などの、特殊な既設物を必要としないため、どのような構造においても、吊ボルトの補強が可能であり、施工に汎用性がある。

前記補強鋼材はＬ型鋼であり、該Ｌ型鋼は、その内側両側面に前記吊ボルトが接するように配置されてもよい。
このような構成によれば、補強鋼材として一般的な鋼材を使用するため、補強のための費用を低減することが可能である。
また、Ｌ型鋼の内側両側面に吊ボルトが接するように配置すると、吊ボルトとＬ型鋼を固定する前に、吊ボルトとＬ型鋼の相対的な移動を防止することが可能であり、施工が容易となる。

前記固定具は、蝶番によって開閉可能に接続された第１及び第２の部材を備え、開かれた該第１及び第２の部材間に前記吊ボルト及び前記補強鋼材を配した後、前記第１及び第２の部材を閉じることで、前記吊ボルト及び前記補強鋼材が固定されてもよい。
このような構成によれば、吊ボルトと補強鋼材の固定を、第１及び第２の部材を開閉する動作で行うことが可能であるので、施工が容易となる。

前記複数の吊ボルトのうち一の吊ボルトの上端に固定された前記固定具に、斜め部材の一端が接続され、前記複数の吊ボルトのうち二の吊ボルトの下端に固定された前記固定具に、別の斜め部材の一端が接続され、これら各斜め部材の他端間がターンバックルで接続されていてもよい。
このような構成によれば、既設の吊ボルト間を斜め部材、例えば鋼棒などの鋼材で締結することが可能となるため、吊ボルトの搖動を防ぐことが可能となり、建築構造物の既存設備補強構造をさらに強固にすることができる。

本発明によれば、吊ボルトの座屈を防止できる、建築構造物の既存設備補強構造を、提供することが可能となる。

好ましい様態では、施工を容易にすることが可能となる。

本発明の実施形態として示した建築構造物の既存設備補強構造の側面図である。 本発明の実施形態として示した建築構造物の既存設備補強構造において使用される固定具の設置状況を示した、一部断面視した（ａ）平面図と（ｂ）斜視図である。 従来の固定金具の斜視図である。 従来の金具の斜視図である。 従来の金具を用いた既存設備吊下構造の、一部断面視した側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態として示した建築構造物の既存設備補強構造１の側面図である。

建築構造物の天井スラブ２の下面には、天井４が、吊ボルト３などによって吊下されている。天井スラブ２と天井４との間の空間には、既存設備が設置されている。

既存設備は、配管、ダクト、照明器具や、天井カセット型の空調機などの、様々な建築構造内設置物８が、吊ボルト５によって支持されている構造体である。具体的には、建築構造内設置物８は、天井スラブ２から吊下された複数の吊ボルト５の下端部間に架設された支持鋼材６上に、設置されている。支持鋼材６は、例えばＬ型鋼であり、Ｌ型鋼の側面に開設された図示しない孔に吊ボルト５の下端部が挿通され、吊ボルト５の下端部にナット７が螺合されて、吊ボルト５に固定されている。

本発明の実施形態として示した補強構造１は、補強鋼材９と、固定具１０を備え、これらによって、既存設備の吊ボルト５が補強されている。

補強鋼材９は、既存設備の吊ボルト５に沿うように、配置される。補強鋼材９としては、例えば、Ｌ型鋼が使用される。すなわち、補強鋼材９は、図２に示されるように、同じ長さを有する第１板部９ａと第２板部９ｂを備え、第１及び第２板部９ａ、９ｂが互いの側辺において垂直に接合されて形成されている。Ｌ型鋼は、その内側両側面に吊ボルト５が接するように、吊ボルト５の上端近傍から下端近傍まで、吊ボルト５の略全長にわたって、沿うように配置されている。

固定具１０は、図１に示されるように、吊ボルト５及び補強鋼材９の上端部近傍に配置され、吊ボルト５及び補強鋼材９の上端部が、固定具１０によって、外方から挟まれて、固定されている。固定具１０はまた、吊ボルト５及び補強鋼材９の下端部近傍にも配置され、吊ボルト５及び補強鋼材９の下端部が、固定具１０によって、外方から挟まれて、固定されている。

図２は、吊ボルト５及び補強鋼材９の上端部近傍に配置された固定具１０の設置状況を示す図である。吊ボルト５及び補強鋼材９の下端部近傍に配置された場合、固定具１０は上下逆に設置される。固定具１０は、第１の部材１５と、第２の部材１６を備えている。

第１の部材１５は、同じ長さを有する第１板部１５ａと第２板部１５ｂを備え、第１及び第２板部１５ａ、１５ｂが互いの側辺において垂直に接合された、断面形状が略Ｌ字型の部材である。第１板部１５ａと第２板部１５ｂの内側両側面に、補強鋼材９の第１及び第２板部９ａ、９ｂの各外側両側面が接するように、補強鋼材９を配置した場合に、第１の部材１５の幅方向の端辺１５ｃは、補強鋼材９の幅方向の端辺９ｃの外側に位置するように、第１の部材１５は形成されている。

第１板部１５ａの、図２（ｂ）における上側の幅方向端部には、後述する第２の部材１６を開閉可能に接続する蝶番１７が設けられている。第２板部１５ｂの上側の端部には、図２（ａ）に図示される孔１９が開設されている。孔１９は、第１及び第２の部材１５、１６が閉じられたときに、第２の部材１６の後述する孔２１と貫通するように、図２（ｂ）においては、孔２１の裏側に位置している。第１及び第２板部１５ａ、１５ｂの下側の各端部には、孔２０が開設されている。

第２の部材１６は、蝶番１７とほぼ同じ長さを有する第１板部１６ａと第２板部１６ｂを備え、第１及び第２板部１６ａ、１６ｂが互いの側辺において、湾曲部１６ｄを介して垂直に接合された、断面形状が略Ｌ字型の部材である。第１板部１６ａと第２板部１６ｂの外側両側面に、補強鋼材９の第１及び第２板部９ａ、９ｂの各内側両側面が接するように、補強鋼材９を配置した場合に、第２の部材１６の幅方向の端辺１６ｃは、補強鋼材９の幅方向の端辺９ｃの外側に位置するように、第２の部材１６は形成されている。

第１板部１６ａの幅方向端部は、蝶番１７に接続されている。第２板部１６ｂの端部には、孔２１が開設されている。孔２１は、第１及び第２の部材１５、１６が閉じられたときに、第１の部材１５の孔１９と貫通するように、位置づけられている。

第２の部材１６の湾曲部１６ｄは、第１板部１６ａと第２板部１６ｂの接続部が内側に凹むように形成されている。この湾曲部１６ｄは、その凹みの内部に吊ボルト５を格納することができる程度の断面寸法を有する。また、第１及び第２の部材１５、１６は、これらの部材が閉じられたときに、第１の部材１５の内側側面と第２の部材１６の外側側面との間に、補強鋼材９の厚さ相当の間隔が空くように、互いの位置が調整されて、蝶番１７により開閉可能に接続されている。

この湾曲部１６ｄ、及び、第１及び第２の部材１５、１６間の間隔により、第１及び第２の部材１５、１６間に、補強鋼材９と吊ボルト５を設置した状態で、第１及び第２の部材１５、１６を蝶番１７により閉じることが可能となっている。図２の各図は、補強鋼材９が第１の部材１５の内側両側面に密接するように、かつ、吊ボルト５が補強鋼材９の内側両側面に密接するように、補強鋼材９と固定具１０を配置した後に、蝶番１７によって第２の部材１６を閉じた様子を示している。本図において、吊ボルト５は、第２の部材１６の湾曲部１６ｄの中に位置している。

第１及び第２の部材１５、１６は、蝶番１７によって閉じられた後に、図２（ａ）に示されるように、第１の部材１５の孔１９と、第２の部材１６の孔２１を挿通するように、ボルト・ナット１８によって固定されている。これにより、第１及び第２の部材１５、１６、補強鋼材９及び吊ボルト５は、互いに圧接固定される。

図１に示される補強構造１においては、左右の吊ボルト５のそれぞれ上下に、固定具１０が設置されている。各々の固定具１０の第１の部材１５の、一方の孔２０には、斜め部材（鋼棒）１１の一端が接続されている。左の吊ボルト５の上の固定具１０に接続された斜め部材１１の他端と、右の吊ボルト５の下の固定具１０に接続された斜め部材１１の他端には、雄ネジ部が形成され、これらの両他端は互いに向かい合うように位置されて、内部に雌ネジ部を有するターンバックル１２により螺合、固定されている。左の吊ボルト５の下の固定具１０に接続された斜め部材１１の他端と、右の吊ボルト５の上の固定具１０に接続された斜め部材１１の他端も、同様に、ターンバックル１２により固定されている。

固定具１０は、鉄に、クロムなどをメッキした部材により作製されるのが好適であるが、これに限られない。

次に、既存設備の吊ボルト５を、補強鋼材９と固定具１０によって補強する方法を説明する。

まず、既存設備を支持する吊ボルト５の、吊長さを測定する。次に、既存設備の重量を基に、想定する地震力に対する圧縮荷重、曲げ荷重を計算し、この圧縮荷重、曲げ荷重に耐えられる鋼材断面を算定する。更に、算定された断面仕様を満たす鋼材を、測定された吊長さに切断加工して、補強鋼材９を作製する。

次に、補強鋼材９を吊ボルト５に沿わせる。その後、斜め部材１１が接続された、第１及び第２の部材１５、１６が開いた状態の固定具１０を、補強鋼材９と吊ボルト５を挟み込むように配置した後、第１及び第２の部材１５、１６を閉じて、第１の部材１５の孔１９と、第２の部材１６の孔２１を挿通するように、ボルト・ナット１８によって固定する。

最後に、左の吊ボルト５の上の固定具１０に接続された斜め部材１１の他端と、右の吊ボルト５の下の固定具１０に接続された斜め部材１１の他端とを、また、左の吊ボルト５の下の固定具１０に接続された斜め部材１１の他端と、右の吊ボルト５の上の固定具１０に接続された斜め部材１１の他端とを、ターンバックル１２により接続し、固定する。

次に、上記のような、補強構造１の作用について説明する。

上記補強構造１においては、地震などにより吊ボルト５に圧縮力が働いたとしても、吊ボルト５に沿うように固定されている補強鋼材９が圧縮力を負担する。

このように、本補強構造１においては、吊ボルト５の座屈を、効果的に防止できる。

また、既設の吊ボルト５に補強鋼材９を沿わせ、固定具１０で固定するだけで、吊ボルト５の補強ができる。また、吊ボルト５の上方と下方に同じ固定具１０を使用しており、現場での誤った設置がなくなる。これにより、施工が容易であり、手間がかからない。また、天井点検口などの狭い空間からでも施工が可能である。

また、天井スラブ２下面に露出した床盤用プレートの補強部などの、特殊な既設物を必要としないため、どのような構造においても、吊ボルト５の補強が可能であり、施工に汎用性がある。

また、補強鋼材９として一般的な鋼材を使用するため、補強のための費用を低減することが可能である。

また、補強鋼材９であるＬ型鋼の内側両側面に吊ボルト５が接するように配置すると、吊ボルトとＬ型鋼を固定する前に、吊ボルト５とＬ型鋼の、相対的な移動を防止することが可能であり、施工が容易となる。

また、吊ボルト５と補強鋼材９の固定を、第１及び第２の部材１５、１６を開閉する動作で行うことが可能であるので、柔軟な施工が容易となる。

また、既設の吊ボルト５間を斜め部材１１で締結することが可能となるため、吊ボルト５の搖動を防ぐことが可能となり、補強構造１をさらに強固にすることができる。

なお、第１の部材１５と補強鋼材９、補強鋼材９と吊ボルト５、吊ボルト５と第２の部材１６の間、あるいは、これらのいずれかに、ゴムなどを介在させて、固定具１０による固定後の、互いの密着性を高めるようにしてもよい。

建築構造内設置物８の大きさや形状によっては、固定具１０間の斜め部材１１による接続が、建築構造内設置物８が干渉するために、難しいことがある。このような場合において、固定具１０間（吊ボルト５間）に力の伝達がなされる処置を施す場合には、水平部材等で、斜め部材１１の代替処置とすることがあってもよい。

図１に示される補強構造１に加えて、図１に記載される吊ボルト５と、紙面の手前あるいは奥行方向に位置する図示しない吊ボルトとの間にも、斜め部材１１とターンバックル１２による接続を行ってもよい。

上記の実施形態においては、既存設備は、建築構造内設置物８が吊ボルト５の下端部間に架設された支持鋼材６上に設置されている構造を有していたが、例えば建築構造内設置物８が天井カセット型の空調機である場合などにおいては、建築構造内設置物８が、支持鋼材６を介さずに、吊ボルト５が直接接続することによって、支持されている構造であってもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であればこれから様々な変形及び均等な実施の形態が可能であることが理解できるであろう。

よって、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載される本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形や改良形態も本発明に含まれる。

１ 建築構造物の既存設備補強構造
２ 天井スラブ
３、５ 吊ボルト
４ 天井
６ 支持鋼材
７ ナット
８ 建築構造内設置物
９ 補強鋼材
１０ 固定具
１１ 斜め部材
１２ ターンバックル
１５ 第１の部材
１６ 第２の部材
１７ 蝶番
１８ ボルト・ナット

Claims (4)

1. 建築構造物の躯体下方に吊下させた複数の吊ボルトによって、建築構造内設置物を支持する既存設備を対象として、前記吊ボルトを補強する建築構造物の既存設備補強構造であって、
   前記吊ボルトに沿って補強鋼材を配し、
   前記吊ボルト及び前記補強鋼材の上端部、及び下端部を、外方から挟んで固定する固定具により、それぞれ固定した、建築構造物の既存設備補強構造。
2. 前記補強鋼材はＬ型鋼であり、該Ｌ型鋼は、その内側両側面に前記吊ボルトが接するように配置される、請求項１に記載の建築構造物の既存設備補強構造。
3. 前記固定具は、蝶番によって開閉可能に接続された第１及び第２の部材を備え、
   開かれた該第１及び第２の部材間に前記吊ボルト及び前記補強鋼材を配した後、前記第１及び第２の部材を閉じることで、前記吊ボルト及び前記補強鋼材が固定される、請求項１または２に記載の建築構造物の既存設備補強構造。
4. 前記複数の吊ボルトのうち一の吊ボルトの上端に固定された前記固定具に、斜め部材の一端が接続され、
   前記複数の吊ボルトのうち二の吊ボルトの下端に固定された前記固定具に、別の斜め部材の一端が接続され、
   これら各斜め部材の他端間がターンバックルで接続されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の建築構造物の既存設備補強構造。

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