JP2017036594A

JP2017036594A - 耐震構造および耐震化方法

Info

Publication number: JP2017036594A
Application number: JP2015158209A
Authority: JP
Inventors: 慎治高浦; Shinji Takaura
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-08-10
Also published as: JP6449115B2

Abstract

【課題】簡易に構築でき工期短縮および工費削減が可能な耐震構造等を提供する。
【解決手段】既存建物の下方の地盤１を掘削してマットスラブ１１を構築し、その際に、マットスラブ１１から突出するように複数の斜め筋１３を配置する。既存建物の基礎梁５の下方で型枠１７を設置し、コンクリートを打設して補強梁２５と耐震壁２３を形成する。耐震壁２３とマットスラブ１１との間にはスリット２４が形成され、斜め筋１３はスリット２４を通ってその両端部がマットスラブ１１と耐震壁２３にそれぞれ埋設される。斜め筋１３は、平面を見た場合に耐震壁２３の長手方向に対し傾斜して配置されており、側面を見た場合に、上下方向に対し傾斜して配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、耐震構造および耐震化方法に関する。

現在、既存建物に積層ゴムなどの免震装置を設置する免震改修工事が多く行われている。免震改修工事では、免震装置の設置作業を行うため既存建物の下方の地盤の掘削や支持杭の切断等を行うことがあるが、その際既存建物の地震対策を行っておく必要がある。

このような地震対策として、免震装置の設置前に図７に示すような仮設の耐震壁１１１を設けることがある。図７の例では、既存建物の床スラブ１０３や基礎梁１０５の下方を掘り下げた地盤１０１上にマットスラブ１０９を構築し、マットスラブ１０９の上に耐震壁１１１を設ける。

耐震壁１１１と基礎梁１０５の間にはスリット１１２が形成されており、スリット１１２を跨ぐようにしてプレート１１３が配置される。プレート１１３は耐震壁１１１と基礎梁１０５のそれぞれに取付けられる。プレート１１３の取付けは、上下方向の長孔１１３ａにボルト１１３ｂを通し、当該ボルト１１３ｂを耐震壁１１１や基礎梁１０５に設けたナット（不図示）に螺合させて行われる。

スリット１１２により耐震壁１１１は既存建物の鉛直荷重を負担しないようになっている。免震装置を設置するまではジャッキ（不図示）等によって既存建物を支持するが、スリット１１２があることで、免震装置取付け後のジャッキダウンなどの際にも既存建物の鉛直荷重が耐震壁１１１に加わることはなく、耐震壁１１１のひびわれ等が起こることもない。

その他の免震改修工事の例として、特許文献１には、特定の下層階の柱の途中を除去して代わりに支承装置を設置し、その側方の壁体のコンクリートをスリット状に破砕し縦筋を露出させてその下端部を切断し、縦筋の下端部をスリット下面に設けた鋼管に挿入するなどして水平振動に対するダンパとして機能させることが記載されている。

特開平9−235889号公報

図７に示す耐震壁１１１は、ボルト１１３ｂ等を用いたプレート１１３の取付作業等に手間がかかる。また、平面上直交する２方向の振動に対応させる目的から当該２方向のそれぞれに耐震壁を設置する必要もあり、これらは工期が延びる要因となっていた。またプレート１１３やボルト１１３ｂ等の費用がかさみ工費が大きくなる問題もあった。

また特許文献１の方法では、柱に加わっていた鉛直荷重を一時的に壁に移行することになるので、本来は構造検討が不可欠となるなど設計や施工が難しく、実施するには困難な面もあった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡易に構築でき工期短縮および工費削減が可能な耐震構造等を提供することである。

前述した目的を達成するための第１の発明は、上部構造と下部構造の間に壁体が設けられ、前記壁体と前記上部構造または前記下部構造との間に離隔部が設けられ、鋼材が、前記鋼材の一端が前記壁体に埋設され、他端が前記上部構造または前記下部構造に埋設されるように前記離隔部を通って配置され、前記鋼材が、上下方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする耐震構造である。

第２の発明は、上部構造と下部構造の間に壁体が設けられ、前記壁体を上下に分割する位置に離隔部が設けられ、鋼材が、前記鋼材の一端が上部の前記壁体に埋設され、他端が下部の前記壁体に埋設されるように前記離隔部を通って配置され、前記鋼材が、上下方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする耐震構造である。

平面を見たときに、前記鋼材が前記壁体の長手方向に対し傾斜して配置されていることが望ましい。また平面を見たときに、複数の前記鋼材が交差するように配置されていることも望ましい。さらに、側面を見たときに、複数の前記鋼材が交差するように配置されていることも望ましい。

第３の発明は、上部構造と下部構造との間に壁体を設ける工程（ａ）を有し、前記工程（ａ）において、前記壁体と前記上部構造または前記下部構造との間に離隔部が設けられ、鋼材が、前記鋼材の一端が前記壁体に埋設され、他端が前記上部構造または前記下部構造に埋設されるように前記離隔部を通って配置され、前記鋼材が、上下方向に対して傾斜して配置されることを特徴とする耐震化方法である。

第４の発明は、上部構造と下部構造との間に壁体を設ける工程（ａ）を有し、前記工程（ａ）において、前記壁体を上下に分割する位置に離隔部が設けられ、鋼材が、前記鋼材の一端が上部の前記壁体に埋設され、他端が下部の前記壁体に埋設されるように前記離隔部を通って配置され、前記鋼材が、上下方向に対して傾斜して配置されることを特徴とする耐震化方法である。

前記工程（ａ）によって既存建物の耐震化を行った後、免震装置を設置して前記免震装置により前記既存建物を支持させ、前記壁体を撤去する工程（ｂ）を更に有することが望ましい。

本発明では、壁体と上部構造または下部構造との間、もしくは壁体を上下に分割する位置に離隔部が設けられ、この離隔部を通るようにして上下方向に対し傾斜させた斜め方向の鋼材が設けられる。本発明の耐震構造はボルト固定のような手間もかからず簡易に構築できて工期短縮につながり、またプレートやボルト等の費用も軽減でき工費を削減できる。また斜め方向の鋼材は圧縮応力を一部曲げに変換し、鉛直荷重を上下方向に直接伝達しないので、本来想定しない応力を各部材に伝えることがなく、設計、施工が容易で建物の安全も好適に確保できる。

また鋼材を平面においても壁体の長手方向に対し傾斜させることで、１つの壁体で当該長手方向とこれに平面上直交する方向の両方向に効果が期待できる。そのため、各方向に沿った耐震壁を設置する必要がなく、更なる工期短縮や工費削減が可能である。また複数の鋼材を平面や側面において交差するように配置することで、省スペースで耐震構造を構築でき、上記と同様に工期短縮や工費削減が可能である。

また免震改修工事において免震装置の設置前に既存建物の地震対策として上記の耐震構造を形成し、免震装置の設置後壁体等を撤去することで、本発明を免震改修工事中の仮設の壁体による地震対策として適用できる。

本発明によれば、簡易に構築でき工期短縮および工費削減が可能な耐震構造等を提供することができる。

本実施形態の耐震化方法について説明する図本実施形態の耐震化方法について説明する図本実施形態の耐震化方法について説明する図鋼材１３の配置を示す図耐震壁２３ａ、２３ｂを示す図鋼材１３の配置を示す図仮設の耐震壁１１１を示す図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１〜図３は本発明の実施形態に係る耐震化方法について説明する図である。本実施形態では、既存建物に免震装置を設置する免震改修工事において、免震装置を設置するまでの間仮設の耐震壁により既存建物の地震対策を行う例を説明する。

すなわち本実施形態では、既存建物の免震改修工事として、まず図１（ａ）に示す既存建物の床スラブ３および基礎梁５の下方の地盤１を掘削し、図１（ｂ）に示すように既存建物の下方に作業空間６を形成する。この空間は、後述する免震装置の設置が行われることで免震層として機能する。図１（ｂ）の７は既存建物の支持杭であり、基礎梁５は平面上直交する２方向（X方向、Y方向）のそれぞれに沿って設けられているものとする。

続いて、図１（ｃ）に示すように支持杭７を切断して除去し、代わりにジャッキ８を配置して既存建物の鉛直荷重を支持させる。また、地盤１の上にはマットスラブ１１を構築し、この時マットスラブ１１の後述する耐震壁に対応する位置に複数の斜め筋１３を差し筋して配置する。斜め筋１３は、一端がマットスラブ１１に埋設され、他端がマットスラブ１１の上に突出するように設けられる。斜め筋１３としては鉄筋等の鋼材が用いられる。

そして、図２（ａ）に示すように基礎梁５の下方に耐震壁および後述する補強梁を形成するための型枠１７を設置し、基礎梁５の補強梁に対応する位置には後施工アンカー２１を打設する。その他、図示しないパイプ等で梁架台を設けて補強梁の梁配筋（不図示）も予め行っておく。マットスラブ１１と型枠１７との間には砂１５を敷き詰める。砂１５の厚みは後述するスリットの幅に応じて定められ、例えば60〜100mm程度の厚みとするがこれに限ることはない。

砂１５が動かないように型枠１７内にゆっくりとコンクリートを打設し、コンクリートの強度が発現した後、砂１５をエアーで吹き飛ばすなどして除去し型枠１７を撤去する。これにより図２（ｂ）に示すように補強梁２５および耐震壁２３が形成され、耐震構造２０が構築されて既存建物の耐震化が行われる。

補強梁２５（上部構造）は基礎梁５の下方で基礎梁５の長手方向に沿って設けられる補強用の梁部材である。耐震壁２３は補強梁２５の下方で補強梁２５の長手方向（基礎梁５の長手方向）に沿って設けられる地震対策用の壁体である。耐震壁２３とマットスラブ１１（下部構造）との間には離隔部として水平方向のスリット２４が設けられる。斜め筋１３はスリット２４を通って配置され、両端部がマットスラブ１１と耐震壁２３にそれぞれ埋設される。

図４は斜め筋１３の配置を簡単に示す図であり、斜め筋１３の配置範囲の斜視図、平面図および側面図を示したものである。

図４に示すように、本実施形態では斜め筋１３が三次元的に傾斜して配置される。すなわち、平面を見た場合に、各斜め筋１３は耐震壁２３の長手方向（図の左右方向）に対し傾斜して配置されており、側面を見た場合に、各斜め筋１３は上下方向に対し傾斜して配置されている。

また本実施形態では、複数の斜め筋１３が交差して配置される。すなわち、平面を見た場合に、複数（図の例では２本）の斜め筋１３がＸ字状に交差して配置されており、これらの斜め筋１３は、側面を見た場合にもＸ字状に交差して配置されている。

免震改修工事の説明に戻る。本実施形態では、耐震構造２０の構築後、図２（ｃ）に示すように支持杭７の位置でマットスラブ１１と基礎梁５の間に積層ゴム９（免震装置）とキャピタル部１０を設ける。

この後ジャッキダウンを行うと既存建物の鉛直荷重はキャピタル部１０を介して積層ゴム９により支持されるので、図３（ａ）に示すように、ジャッキ８を撤去するとともに補強梁２５の残りの部分を形成する。なお、スリット２４の幅はジャッキダウン時に耐震壁２３がマットスラブ１１に接触しないように定められている。

最後に図３（ｂ）に示すように耐震壁２３と斜め筋１３を撤去する。この際、補強梁２５と耐震壁２３の境界部分をワイヤーソー等で切断するとともに、ガス切断等によりスリット２４の位置で斜め筋１３を切断する。

このように、本実施形態では、耐震壁２３とマットスラブ１１の間にスリット２４が設けられ、スリット２４を通るようにして斜め筋１３が設けられる。本実施形態の耐震構造２０はボルト固定のような手間もかからず簡易に構築できて工期短縮につながり、プレート等の鋼材、ボルト等の費用も軽減でき工費を削減できる。斜め筋１３は圧縮応力を一部曲げに変換し、鉛直荷重を上下方向に直接伝達しないので、本来想定していない応力を各部材に伝えることがなく設計、施工が容易であり、水平方向の揺れに対する耐震効果を発揮して建物の安全も好適に確保できる。

また本実施形態では斜め筋１３が平面においても耐震壁２３の長手方向に対して傾斜しており、三次元的な傾斜を持っていることで、１つの耐震壁２３で耐震壁２３の長手方向とこれに平面上直交する方向（X方向、Y方向）の両方向に効果が期待できる。そのため、X方向とY方向のそれぞれに沿った耐震壁を設置する必要がなく、更なる工期短縮や工費削減が可能である。また複数の斜め筋１３を平面や側面において交差するように配置することで、省スペースで耐震構造２０を構築でき、上記と同様に工期短縮や工費削減が可能である。

なお、本実施形態では免震改修工事の一部として補強梁２５を設けており、耐震壁２３を補強梁２５と一体に構築することで工期短縮が図れる。しかしながら補強梁２５は省略することも可能であり、耐震壁２３の上部構造が補強梁２５に限ることはなく、下部構造もマットスラブ１１に限らない。耐震壁２５の上部構造や下部構造が何であるかは建物の構造や免震改修工事の目的、手法に応じて異なる。さらに免震装置も積層ゴム９に限らず、例えば滑り支承なども用いることができる。

また本実施形態では、免震改修工事において積層ゴム９の設置前に既存建物の地震対策として耐震構造２０を形成し、積層ゴム９の設置後耐震壁２３等を撤去することで、耐震構造２０を免震改修工事中の仮設の耐震壁２３による地震対策として適用できる。

しかしながら、場合によっては耐震壁２３を撤去せず本設の耐震構造２０として残存させておくことも可能である。また耐震構造２０は建物の新設時に構築し、新設建物の耐震構造としても適用できる。

その他、本実施形態ではマットスラブ１１と耐震壁２３との間にスリット２４を設けたが、図５（ａ）の耐震構造２０ａに示すように、マットスラブ１１上に耐震壁２３ａを設け、補強梁２５と耐震壁２３ａとの間にスリット２４を形成してもよい。斜め筋１３はスリット２４を通って配置され、その両端部が補強梁２５と耐震壁２３ａにそれぞれ埋設される。

また図５（ｂ）の耐震構造２０ｂに示すように、耐震壁２３ｂを上下に分割する位置にスリット２４を設けてもよい。下部の耐震壁２３ｂはマットスラブ１１上に設けられ、上部の耐震壁２３ｂは補強梁２５の下方に設けられる。斜め筋１３は上記と同じくスリット２４を通って配置され、その両端部が上下の耐震壁２３ｂにそれぞれ埋設される。

加えて、斜め筋１３の配置も本実施形態で説明したものに限らない。例えば図６（ａ）〜（ｃ）は斜め筋１３の配置の別の例であり、それぞれ斜め筋１３の配置を図４と同様の斜視図、平面図および側面図で示したものである。

例えば図６（ａ）の例では、平面を見た場合に、図４と同様２本の斜め筋１３がＸ字状に交差して配置されているが、これらの斜め筋１３は、側面を見た場合には交差せず略直線状に並んで配置される。また図６（ｂ）の例では、平面および側面を見た場合に、３本以上（図の例では４本）の斜め筋１３が交差して配置されている。図６（ｃ）の例では、側面を見た場合に２本の斜め筋１３がＸ字状に交差して配置されているが、これらの斜め筋１３は、平面を見た場合には交差せず略ハの字状に配置される。

このような斜め筋１３の配置によっても、図４の配置例と略同様の効果が得られる。斜め筋１３をどのように配置するかは、耐震効果や施工性、工費などを考慮して適宜定めることができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１０１；地盤
３、１０３；床スラブ
５、１０５；基礎梁
７；支持杭
８；ジャッキ
９；積層ゴム
１０；キャピタル部
１１、１０９；マットスラブ
１３；斜め筋
１５；砂
１７；型枠
２０、２０ａ、２０ｂ；耐震構造
２１；後施工アンカー
２３、２３ａ、２３ｂ、１１１；耐震壁
２４、１１２；スリット
２５；補強梁
１１３；プレート
１１３ａ；長孔
１１３ｂ；ボルト

Claims

上部構造と下部構造の間に壁体が設けられ、
前記壁体と前記上部構造または前記下部構造との間に離隔部が設けられ、
鋼材が、前記鋼材の一端が前記壁体に埋設され、他端が前記上部構造または前記下部構造に埋設されるように前記離隔部を通って配置され、
前記鋼材が、上下方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする耐震構造。
上部構造と下部構造の間に壁体が設けられ、
前記壁体を上下に分割する位置に離隔部が設けられ、
鋼材が、前記鋼材の一端が上部の前記壁体に埋設され、他端が下部の前記壁体に埋設されるように前記離隔部を通って配置され、
前記鋼材が、上下方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする耐震構造。
平面を見たときに、前記鋼材が前記壁体の長手方向に対し傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐震構造。
平面を見たときに、複数の前記鋼材が交差するように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の耐震構造。
側面を見たときに、複数の前記鋼材が交差するように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の耐震構造。
上部構造と下部構造との間に壁体を設ける工程（ａ）を有し、
前記工程（ａ）において、
前記壁体と前記上部構造または前記下部構造との間に離隔部が設けられ、
鋼材が、前記鋼材の一端が前記壁体に埋設され、他端が前記上部構造または前記下部構造に埋設されるように前記離隔部を通って配置され、
前記鋼材が、上下方向に対して傾斜して配置されることを特徴とする耐震化方法。
上部構造と下部構造との間に壁体を設ける工程（ａ）を有し、
前記工程（ａ）において、
前記壁体を上下に分割する位置に離隔部が設けられ、
鋼材が、前記鋼材の一端が上部の前記壁体に埋設され、他端が下部の前記壁体に埋設されるように前記離隔部を通って配置され、
前記鋼材が、上下方向に対して傾斜して配置されることを特徴とする耐震化方法。
前記工程（ａ）によって既存建物の耐震化を行った後、免震装置を設置して前記免震装置により前記既存建物を支持させ、前記壁体を撤去する工程（ｂ）を更に有することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の耐震化方法。