JP2018048475A - 制震リフォーム方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の建物の耐震性能の低下及び耐震構造のバランスの悪化を抑制しつつ、制震性能を向上させることが可能な制震リフォーム方法を提供する。【解決手段】制震リフォーム方法は、制震壁要素を準備する準備ステップと、１階壁７において交換対象となる１階壁要素３を選定する選定ステップと、１階壁要素３と制震壁要素とを交換する交換ステップと、を備える。選定ステップは、制震壁要素と交換可能な空軸要素２０の有無を確認するステップと、空軸要素２０が無い場合に、制震壁要素と交換可能な開口軸要素２０Ａの有無を確認するステップと、空軸要素２０及び開口軸要素２０Ａが無い場合に、制震壁要素と交換可能な耐力壁要素３０の有無を確認するステップと、を有する。選定ステップでは、制震壁要素と交換可能な空軸要素２０が有ることを確認した場合に、空軸要素２０を制震壁要素との交換対象として選定する。【選択図】図１

Description

本発明は、制震リフォーム方法に関する。

従来、既存の建物の制震性能を向上させるためのリフォームにおいて、ダンパーを有する制震壁と建物の壁の一部とを交換することが知られている。これにより、地震時における建物の揺れを抑え、躯体や内外装への被害を軽減することが可能になるため、地震に強い建物を実現することができる。このような既存の建物の制震リフォームの例が下記特許文献１〜３に開示されている。

下記特許文献１には、その図１に示されるように、既存の建物の低層階における耐震要素１を撤去し、そこにダンパー３，４を有する制震機構２を新たに設置する方法が開示されている。下記特許文献２には、その図１，４，５に示されるように、既存の建物１において１階と２階との間の梁２ａを撤去し、そこにダンパー８を有する制震装置４を設置する方法が開示されている。下記特許文献３には、その図１１に示されるように、建物の躯体１の耐力壁３ｂとダンパーを有する耐震軸組１１とを交換する方法が開示されている。

特開２０１０−２６１２４０号公報 特開２００５−１３９７２２号公報 特開２００１−９０３５２号公報

上述のような既存の建物の制震リフォームにおいては、基本的に１階壁の一部と制震壁とを交換することにより、建物の揺れを抑制する効果を高めることができる。ここで、上記特許文献１，３のように、ダンパーを有する制震壁との交換対象として耐力壁を初めから選定するリフォームにおいては、多数の耐力壁を取り外し又は移動させることになる。その結果、これらの従来の制震リフォームにおいては、既存の建物の耐震性能の低下や耐震構造のバランスの悪化を招く虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、既存の建物の耐震性能の低下及び耐震構造のバランスの悪化を抑制しつつ、制震性能を向上させることが可能な制震リフォーム方法を提供することである。

本発明の一局面に係る制震リフォーム方法は、基礎と、前記基礎上で水平方向に並べられた複数の１階壁要素を有する１階壁と、を備えた既存の建物において、ダンパーを有する制震壁要素と前記１階壁要素とを交換する建物の制震リフォーム方法である。この制震リフォーム方法は、前記制震壁要素を準備する準備ステップと、前記１階壁において交換対象となる前記１階壁要素を選定する選定ステップと、前記選定ステップにおいて選定された前記１階壁要素と前記制震壁要素とを交換する交換ステップと、を備える。前記選定ステップは、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な空軸要素の有無を確認するステップと、前記空軸要素が無い場合に、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な開口軸要素の有無を確認するステップと、前記空軸要素及び前記開口軸要素が無い場合に、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な耐力壁要素の有無を確認するステップと、を有する。前記選定ステップでは、前記制震壁要素と交換可能な前記空軸要素が有ることを確認した場合に、前記空軸要素を前記制震壁要素との交換対象として選定する。

上記制震リフォーム方法によれば、ダンパーを有する制震壁要素と既存の建物の１階壁要素とを交換することにより、建物の制震性能を向上させることができる。ここで、上記制震リフォーム方法では、制震壁要素との交換対象となる１階壁要素を選定するステップにおいて、空軸要素、開口軸要素、耐力壁要素の優先順位で交換対象を探し、交換可能な空軸要素が有る場合にはそれを交換対象として選定する。このため、既存の建物の耐力壁要素を可能な限り取り外し又は移動させることなく、制震壁要素を設置することが可能になる。従って、上記制震リフォーム方法によれば、既存の建物の耐震性能の低下及び耐震構造のバランスの悪化を抑制しつつ、制震性能を向上させることができる。

ここで、「空軸要素」とは、建物において窓やドアなどの開放部分が設けられない部分に設置される壁要素である。一方、「開口軸要素」とは、建物において窓やドアなどの開放部分が設けられる部分に設置される壁要素であり、当該開放部分の形状に応じた開口形状を有する。空軸要素及び開口軸要素は、「耐力壁」と異なり、建物に加わる水平荷重に対して抵抗する能力が小さい「非耐力壁」である。

上記制震リフォーム方法において、前記選定ステップでは、前記制震壁要素と交換可能な前記開口軸要素が有り且つ所定の条件が満たされることを確認した場合に、前記開口軸要素を交換対象として選定してもよい。

これにより、空軸要素が無い場合でも開口軸要素を制震壁要素との交換対象として選定することで、既存の建物の耐力壁要素に手を加えることなく制震リフォームを行うことができる。

上記制震リフォーム方法において、前記１階壁は、前記建物の外周に設けられると共に水平方向に互いに対向する一対の１階外周壁部であって、前記複数の１階壁要素により各々構成された前記一対の１階外周壁部を有していてもよい。前記選定ステップでは、前記一対の１階外周壁部の各々において交換対象となる前記１階壁要素を選定してもよい。

これにより、水平方向に互いに対向する１階外周壁部の各々に制震壁要素を設置することができるため、制震壁要素をバランス良く設置することができる。その結果、リフォーム後における建物の偏心（即ち、水平方向に互いに対向する１階外周壁部において制震性能が異なることに起因する捻じれ）を抑制することができる。

上記制震リフォーム方法において、前記１階壁は、前記一対の１階外周壁部の間に配置されると共に前記１階外周壁部と同じ方向に延在し、少なくとも１つの前記１階壁要素を有する１階内側壁部を有していてもよい。前記選定ステップは、一方の前記１階外周壁部において前記空軸要素又は前記開口軸要素が交換対象として選定され且つ他方の前記１階外周壁部において前記耐力壁要素が交換対象として選定された場合に、前記１階内側壁部において前記耐力壁要素と交換可能な一の前記１階壁要素を選定するステップをさらに有していてもよい。前記交換ステップは、前記１階内側壁部において選定された前記一の１階壁要素と前記耐力壁要素とを交換するステップをさらに有していてもよい。

これにより、他方の１階外周壁部において制震壁要素との交換により耐力壁要素の数が減少しても、１階内側壁部に耐力壁要素を新たに設置することで、リフォーム前後における耐力壁要素の数を維持することができる。このため、リフォーム後における建物の耐震性能の低下を防ぐことができる。

上記制震リフォーム方法において、前記選定ステップは、前記１階内側壁部において前記耐力壁要素と交換可能な他の前記１階壁要素を選定するステップをさらに有していてもよい。前記交換ステップは、前記一方の１階外周壁部を構成する前記耐力壁要素を取り外すと共に、前記他の１階壁要素と前記耐力壁要素とを交換するステップをさらに有していてもよい。

これにより、一方及び他方の１階外周壁部の各々から耐力壁要素が取り外されるため、リフォーム後における耐震構造のバランスの悪化を防ぐことができる。しかも、１階外周壁部から耐力壁要素を取り外した後、建物の重心に対して一対の１階外周壁部よりも近い１階内側壁部に耐力壁要素を設置することで、耐震性能を維持しつつ建物の偏心を効果的に抑制することができる。

上記制震リフォーム方法において、前記建物は、前記耐力壁要素を含むと共に水平方向に並べられた複数の２階壁要素を有し、前記１階壁上に配置された２階壁をさらに備えていてもよい。前記準備ステップでは、第１制震壁要素と、前記第１制震壁要素よりも低いダンパー性能を有する第２制震壁要素と、を前記制震壁要素として準備してもよい。前記選定ステップ後であって前記交換ステップ前に、前記選定ステップにおいて選定された前記１階壁要素と前記制震壁要素とを交換した場合に、前記制震壁要素の柱と２階の前記耐力壁要素の柱とが鉛直方向に互いに重なると共に、前記建物に水平方向の震動力が加わることにより両柱に対して同じ向きに鉛直方向の力が加わる、という条件が満たされるか否かを判断する判断ステップをさらに備えていてもよい。前記交換ステップでは、前記条件が満たされると判断した場合、前記第２制震壁要素と前記１階壁要素とを交換してもよい。

上記条件が満たされる場合には、２階の耐力壁要素がそれより上の部分から受ける力を負担し、この力が２階の耐力壁要素の柱及び制震壁要素の柱を介して基礎に伝わるため、制震壁要素による交換後に基礎に加わる負荷が過大になる。このため、上記条件が満たされると判断した場合には、第１制震壁要素よりもダンパー性能が低く、基礎に対する負荷がより小さい第２制震壁要素と１階壁要素とを交換する。これにより、制震壁要素の柱の傾きが許容されることで基礎に対する負荷が軽減される。このため、リフォーム後において建物の基礎に対する負担の増加を抑えることができる。

上記制震リフォーム方法では、前記判断ステップにおいて前記条件が満たされないと判断した場合、前記交換ステップでは前記第１制震壁要素と前記１階壁要素とを交換してもよい。

上記条件が満たされず、リフォーム後に基礎に対して過大な負担が加わる虞が少ない場合には、ダンパー性能がより高い第１制震壁要素と１階壁要素とを交換することで、建物の制震性能をさらに改善することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、既存の建物の耐震性能の低下及び耐震構造のバランス悪化を抑制しつつ制震性能を向上させることが可能な制震リフォーム方法を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る制震リフォーム方法の対象となる建物の外観を示す模式図である。 上記建物の１階平面図である。 本発明の実施形態１に係る制震リフォーム方法の手順を示すフローチャートである。 上記制震リフォーム方法における選定ステップの手順を示すフローチャートである。 制震壁要素の構成を示す模式図である。 制震壁要素の柱と２階の耐力壁要素の柱とが鉛直方向に重なると共に、両柱に対して同じ向きに鉛直方向の力が加わる様子を示す模式図である。 制震壁要素の柱と２階の耐力壁要素の柱とが鉛直方向に重なると共に、両柱に対して逆向きに鉛直方向の力が加わる様子を示す模式図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。

（実施形態１）
まず、本発明の一実施形態である実施形態１に係る制震リフォーム方法について説明する。図１は、この制震リフォーム方法の対象となる既存の建物１の外観を模式的に示している。まず、この建物１の全体構造について説明する。図１に示すように、建物１は、基礎２と、基礎２上に配置された１階壁７と、１階壁７上に配置された２階壁８と、２階壁８上に配置された屋根６と、を備える。

基礎２は、１階壁７、２階壁８及び屋根６を支持するための部分であり、例えば鉄筋コンクリートなどからなる。１階壁７は、基礎２上で水平方向に並べられた複数の１階壁要素３を有する。図１に示すように、１階壁要素３は、矩形の枠体からなり、矩形状の主面が外側に向くよう鉛直方向に起立した姿勢で配置されている。また各１階壁要素３は、アンカーボルト９１などの締結部材により基礎２上に固定されている。

２階壁８は、水平方向に並べられた複数の２階壁要素４を有する。図１に示すように、２階壁要素４は、１階壁要素３と同様に矩形の枠体からなり、矩形状の主面が外側に向くよう鉛直方向に起立した姿勢で配置されている。２階壁要素４は、図略のボルトなどの締結部材により梁９上に固定されている。本実施形態に係る制震リフォーム方法においては、ダンパーを有する制震壁要素と１階壁要素３とを交換することにより、建物１の制震性能を向上させる。

１階壁要素３及び２階壁要素４は、空軸要素２０、開口軸要素２０Ａ及び耐力壁要素３０のいずれかである。本実施形態では、１階壁７は、空軸要素２０（以下、「１階空軸要素」とも称する）、開口軸要素２０Ａ（以下、「１階開口軸要素」とも称する）及び耐力壁要素３０（以下、「１階耐力壁要素」とも称する）をいずれも有する。また２階壁８は、空軸要素２０（以下、「２階空軸要素」とも称する）、開口軸要素２０Ａ（以下、「２階開口軸要素」とも称する）及び耐力壁要素３０（以下、「２階耐力壁要素」とも称する）をいずれも有する。

図１に示すように、空軸要素２０は、鉛直方向に延びる２本の柱２１と、水平方向に延びると共に柱２１の上下端に組み付けられた２本の梁２２と、２本の柱２１及び２本の梁２２よりなる矩形の枠体の内側において水平に配置された中間梁２３と、を有する。開口軸要素２０Ａは、空軸要素２０と同様に、２本の柱２１と、２本の梁２２と、を有し、窓やドアの開放部分に対応した開口部を有する。耐力壁要素３０は、鉛直方向に延びる２本の柱３１と、水平方向に延びると共に柱３１の上下端に組み付けられた２本の梁３２と、２本の柱３１及び２本の梁３２よりなる矩形の枠体の対角線上に配置された２本のブレース３３と、を有する。

図２は、建物１の１階平面図であり、各１階壁要素３が破線四角により示されている。図２に示すように、１階壁７は、建物１の外周に設けられると共に水平方向に互いに対向する一対の１階外周壁部として、北側壁部７Ａ及び南側壁部７Ｂと、東側壁部７Ｃ及び西側壁部７Ｄと、を有する。また１階壁７は、北側壁部７Ａと南側壁部７Ｂの間及び東側壁部７Ｃと西側壁部７Ｄの間に配置されると共に、北側壁部７Ａ及び南側壁部７Ｂと同じ方向に延在する１階内側壁部７Ｅを有する。この１階内側壁部７Ｅは、例えば建物１における間仕切り壁であり、１階外周壁部７Ａ〜７Ｄよりも建物１の重心Ｇ（図２の平面図における重心）に近い位置に配置されている。より具体的には、１階内側壁部７Ｅは、重心Ｇを通過する線（図２中一点鎖線）上に配置されている。この重心Ｇは、建物１における荷重の中心であって、地震時において当該重心Ｇを中心に建物１が変形する。図２に示すように、１階外周壁部７Ａ〜７Ｄ及び１階内側壁部７Ｅは、複数の１階壁要素３を水平方向に並べることにより各々構成されている。

次に、本実施形態に係る制震リフォーム方法について、図３及び図４のフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、制震壁要素１０を準備する準備ステップＳ１０が行われる。制震壁要素１０は、地震動エネルギーを熱エネルギーに変換して吸収する機能を有する。図５に示すように、制震壁要素１０は、２本の柱１１と、２本の柱１１の上下端に組み付けられた２本の梁１２と、２本の柱１１及び２本の梁１２よりなる矩形の枠体の内側に配置された複数（２つ）のダンパー１３と、を有する。

ダンパー１３は、伸縮可能な高減衰ゴムを有する。図５に示すように、地震時に制震壁要素１０に対して水平方向に震動力Ｆ１が加わると、制震壁要素１０の枠体が水平方向に変形する。これにより、ダンパー１３に対して圧縮力又は引張力が加わることで高減衰ゴムが伸縮し、その結果ダンパー１３において温度上昇（例えば２〜３℃）が起こる。このように、制震壁要素１０によれば、ダンパー１３が有する高減衰ゴムの伸縮により制震壁要素１０に加わる地震動エネルギーを熱エネルギーに変換することができる。

この準備ステップＳ１０では、ダンパー性能が互いに異なる２種類の制震壁要素１０（第１制震壁要素４０及び第２制震壁要素５０）がそれぞれ準備される。図５に示すように、第１制震壁要素４０及び第２制震壁要素５０は、互いに同じ大きさ及び形状を有するが、第２制震壁要素５０のダンパー性能が第１制震壁要素４０のそれよりも低くなっている。即ち、第２制震壁要素５０による地震動エネルギーの吸収能力は、第１制震壁要素４０のそれよりも低くなっており、具体的には第１制震壁要素４０の１／２となっている。

次に、１階壁７において交換対象となる１階壁要素３を選定する選定ステップＳ２０が行われる。この選定ステップＳ２０では、１階外周壁部７Ａ〜７Ｄの各々において制震壁要素１０との交換対象となる１階壁要素３を選定する。

具体的には、図４のフローチャートに沿って、以下のようにして交換対象の１階壁要素３を選定する。まず、１階壁７において制震壁要素１０と交換可能な空軸要素２０の有無を確認するステップＳ２１が行われる。このステップＳ２１において、制震壁要素１０と交換可能な空軸要素２０が有ることが確認された場合（ＹＥＳ）、空軸要素２０が交換対象として選定される（Ｓ２２）。

一方、ステップＳ２１において制震壁要素１０と交換可能な空軸要素２０が無いことが確認された場合（ＮＯ）、１階壁７において制震壁要素１０と交換可能な開口軸要素２０Ａの有無を確認するステップＳ２３が行われる。このステップＳ２３において、制震壁要素１０と交換可能な開口軸要素２０Ａが有ることが確認された場合（ＹＥＳ）、続いて所定の条件を満たすか否かを判断するステップＳ２４が行われる。具体的には、開口軸要素２０Ａと制震壁要素１０とを交換した後の建物１の採光面積が所定の基準を満たすか否かを判断する。この採光面積の基準については、建築基準法第２８条の規定に準じ、建物１のような住宅において、「居室の床面積に対して採光に有効な部分の面積が１／７以上である」、という基準を採用する。そして、交換後の建物１の採光面積が上記基準を満たすと判断された場合（ＹＥＳ）、開口軸要素２０Ａが交換対象として選定される（Ｓ２５）。

一方、ステップＳ２３において、制震壁要素１０と交換可能な開口軸要素２０Ａが無いことが確認された場合（ＮＯ）、又はステップＳ２４において交換後の建物１の採光面積が所定の基準を満たさないと判断された場合（ＮＯ）、１階壁７において制震壁要素１０と交換可能な耐力壁要素３０の有無を確認するステップＳ２６が行われる。このステップＳ２６において、制震壁要素１０と交換可能な耐力壁要素３０が有ることが確認されると（ＹＥＳ）、耐力壁要素３０が交換対象として選定される（Ｓ２７）。

そして、全ての１階外周壁部７Ａ〜７Ｄについて交換対象となる１階壁要素３の選定が完了したか否かを確認する（Ｓ２８）。未選定の１階外周壁部７Ａ〜７Ｄが有る場合（ＮＯ）には、上述した選定プロセスＳ２１〜Ｓ２７を繰り返す。そして、全ての１階外周壁部７Ａ〜７Ｄについて交換対象の選定が完了すると（ＹＥＳ）、次のステップＳ２９に移行する。

ここで、図２を参照して、北側壁部７Ａ、南側壁部７Ｂ、東側壁部７Ｃ及び西側壁部７Ｄの各々における交換対象の選定について詳細に説明する。図２に示すように、北側壁部７Ａには、２つの空軸要素２０が当該北側壁部７Ａの両側に配置されている。従って、北側壁部７Ａでは、ステップＳ２１において「ＹＥＳ」と判断され、１つの空軸要素２０（図２中斜線）が制震壁要素１０との交換対象として選定される。また東側壁部７Ｃ及び西側壁部７Ｄにも１つの空軸要素２０が各々配置されている。このため、これらの空軸要素２０（図２中斜線）が制震壁要素１０との交換対象として各々選定される。

一方、南側壁部７Ｂには、図２に示すように、開口軸要素２０Ａ及び耐力壁要素３０が複数配置されている一方で、空軸要素２０が配置されていない。従って、南側壁部７Ｂでは、ステップＳ２１において「ＮＯ」と判断され、ステップＳ２３において「ＹＥＳ」と判断される。

次に、ステップＳ２４における建物１の採光面積の判断について、本実施形態では交換後の建物１の採光面積が所定の基準を満たさない場合を例示する。このため、ステップＳ２４において「ＮＯ」と判断され、１つの耐力壁要素３０（図２中斜線）が制震壁要素１０との交換対象として選定される。従って、本実施形態では、一方の１階外周壁部である北側壁部７Ａにおいて空軸要素２０が制震壁要素１０との交換対象として選定され、且つ、他方の１階外周壁部である南側壁部７Ｂにおいて耐力壁要素３０が制震壁要素１０との交換対象として選定される。

ステップＳ２９では、一方の１階外周壁部において空軸要素２０又は開口軸要素２０Ａが交換対象として選定され、且つ、他方の１階外周壁部において耐力壁要素３０が交換対象として選定される、という条件が満たされるか否かを判断する。上述の通り、本実施形態では、北側壁部７Ａにおいて空軸要素２０が交換対象として選定され、且つ、南側壁部７Ｂにおいて耐力壁要素３０が交換対象として選定されるため、上記条件を満たすと判断される（ＹＥＳ）。そのため、ステップＳ３１に移行する。一方、上記条件を満たさないと判断した場合（ＮＯ）、選定ステップＳ２０は終了する。

ステップＳ３１では、１階内側壁部７Ｅにおいて耐力壁要素３０と交換可能な一の１階壁要素３を選定する。図２に示すように、本実施形態では、１階内側壁部７Ｅが２枚の１階壁要素３（空軸要素２０）により構成されているため、その一方（右側）が耐力壁要素３０との交換対象として選定される。図２中矢印Ｓ１で示すように、この一方の空軸要素２０は、後述する交換ステップにおいて南側壁部７Ｂから取り外される耐力壁要素３０（図２中斜線）と交換されるものである。

次に、ステップＳ３２では、１階内側壁部７Ｅにおいて耐力壁要素３０と交換可能な他の１階壁要素３を選定する。具体的には、１階内側壁部７Ｅにおける他方（左側）の１階壁要素３（空軸要素２０）が耐力壁要素３０との交換対象として選定される。図２中矢印Ｓ２で示すように、この他方の空軸要素２０は、後述する交換ステップにおいて北側壁部７Ａから取り外される耐力壁要素３０と交換されるものである。以上のプロセスＳ２１〜Ｓ３２により、１階壁７において交換対象となる１階壁要素３（図２中斜線）が選定される。

次に、選定ステップＳ２０において選定された１階壁要素３と制震壁要素１０とを交換した場合に、制震壁要素１０の柱１１と２階の耐力壁要素３０の柱３１とが鉛直方向に互いに重なると共に、建物１に水平方向の震動力Ｆ１が加わることにより両柱１１，３１に対して同じ向きに鉛直方向の力が加わる、という条件が満たされるか否かを判断する判断ステップＳ３０が行われる。

図６，７は、１階壁要素３と制震壁要素１０とを交換した後における、２階の耐力壁要素３０と制震壁要素１０との位置関係を示している。

図６では、制震壁要素１０の左右の柱１１と２階の耐力壁要素３０の左右の柱３１とが、それぞれ鉛直方向において互いに重なっている。また図６に示すように、建物に水平方向の震動力Ｆ１が加わることにより、鉛直方向に重なる両柱１１，３１に対して同じ向きに鉛直方向の力Ｆ２，Ｆ３が加わる。具体的には、図６の左から右に向かって震動力Ｆ１が加わることにより、右側の両柱１１，３１に対して鉛直方向下向きの力Ｆ２が加わると共に、左側の両柱１１，３１に対して鉛直方向上向きの力Ｆ３が加わる。

一方、図７では、２階の耐力壁要素３０の左側の柱３１と制震壁要素１０の右側の柱１１とが鉛直方向に互いに重なっているが、震動力Ｆ１が加わることにより両柱１１，３１に対して互いに逆向きに鉛直方向の力Ｆ２，Ｆ３が加わる。具体的には、２階の耐力壁要素３０の左側の柱３１に対して鉛直方向上向きの力Ｆ２が加わると共に、制震壁要素１０の右側の柱１１に対して鉛直方向下向きの力Ｆ３が加わる。

この判断ステップＳ３０では、図６のような場合には「上記条件が満たされる」と判断し、図７のような場合には「上記条件が満たされない」と判断する。上記条件が満たされる場合には、２階の耐力壁要素３０がそれよりも上の部分（例えば屋根６（図１））から受ける力が、２階の耐力壁要素３０の柱３１及び制震壁要素１０の柱１１を介して基礎２に伝わる。このため、上記条件が満たされない場合に比べて、制震壁要素１０による交換後に基礎２に加わる負荷が大きくなる。そこで、以下に説明する通り、上記条件が満たされる場合には、基礎２に対する負荷を軽減するため、ダンパー性能が相対的に低い第２制震壁要素５０と１階壁要素３とを交換する。本実施形態では、北側壁部７Ａ、南側壁部７Ｂ及び西側壁部７Ｄにおいては上記条件が満たされず、東側壁部７Ｃにおいてのみ上記条件が満たされる。

次に、選定ステップＳ２０において選定された１階壁要素３と制震壁要素１０とを交換する交換ステップＳ４０が行われる。この交換ステップＳ４０では、まず、建物１の外周に設けられた１階壁要素３が、第１制震壁要素４０及び第２制震壁要素５０のうち一方の制震壁要素１０と交換される。

この交換ステップＳ４０では、基本的に、判断ステップＳ３０において上記条件が満たされると判断した場合には（図６）、ダンパー性能が低い第２制震壁要素５０と１階壁要素３とを交換する。一方で、判断ステップＳ３０において上記条件が満たされないと判断した場合には（図７）、ダンパー性能が高い第１制震壁要素４０と１階壁要素３とを交換する。従って、本実施形態では、北側壁部７Ａ及び南側壁部７Ｂにおいては、１階壁要素３（空軸要素２０、耐力壁要素３０）と第１制震壁要素４０とを交換する。一方で、東側壁部７Ｃにおいては、１階壁要素３（空軸要素２０）と第２制震壁要素５０とを交換する。

ここで、西側壁部７Ｄにおいては、上記条件が満たされないが、例外的に第２制震壁要素５０と１階壁要素３（空軸要素２０）とを交換してもよい。これにより、水平方向に互いに対向する東側壁部７Ｃ及び西側壁部７Ｄにおいて同じ種類の制震壁要素１０を設置することができるため、リフォーム後における建物１の偏心を抑制することができる。なお、本実施形態のように、西側壁部７Ｄに第２制震壁要素５０を設置する場合に限定されず、第１制震壁要素４０を設置してもよい。

次に、１階内側壁部７Ｅにおいて選定された一の１階壁要素３（図２中右側）と耐力壁要素３０とを交換するステップが行われる。具体的には、南側壁部７Ｂにおいて第１制震壁要素４０と交換する際に取り外された耐力壁要素３０を、１階内側壁部７Ｅにおける一方（右側）の１階壁要素３と交換する。続いて、北側壁部７Ａを構成する耐力壁要素３０を取り外すと共に、これを１階内側壁部７Ｅにおいて選定された他の１階壁要素３（図２中左側）と交換するステップが行われる。

これにより、北側壁部７Ａ及び南側壁部７Ｂから耐力壁要素３０が１枚ずつ削除される一方で、１階内側壁部７Ｅに２枚の耐力壁要素３０が新たに追加される。このため、制震リフォームの前後において耐力壁要素３０の数が維持され、既存の建物１の耐震性能を維持することができる。しかも、北側壁部７Ａ及び南側壁部７Ｂから取り外した耐力壁要素３０を、建物１の重心Ｇにより近い１階内側壁部７Ｅに移動させることにより、リフォーム後における建物１の耐震構造のバランスが維持され、建物１の偏心を抑制することができる。また、このように耐力壁要素３０の削除及び追加を行った後、再び建物１の耐震構造の確認が行われる。

なお、本実施形態のように、北側壁部７Ａ及び南側壁部７Ｂから取り外された耐力壁要素３０を１階内側壁部７Ｅに移動させる場合に限定されず、別途準備された耐力壁要素３０を、１階内側壁部７Ｅを構成する１階壁要素３と交換してもよい。また１階内側壁部７Ｅに新たに設置される耐力壁要素３０の壁量は、北側壁部７Ａ及び南側壁部７Ｂに設置されていた耐力壁要素３０の壁量と同じであってもよいし、それよりも小さくてもよい。つまり、耐力壁要素３０の性能が等しくても良いし、異なっていてもよい。以上のような手順で本実施形態に係る制震リフォーム方法が終了する。

次に、上述した本実施形態に係る制震リフォーム方法の特徴及びその作用効果について説明する。

本実施形態に係る制震リフォーム方法は、基礎２と、基礎２上で水平方向に並べられた複数の１階壁要素３を有する１階壁７と、を備えた既存の建物１において、ダンパー１３を有する制震壁要素１０と１階壁要素３とを交換する方法である。この制震リフォーム方法は、制震壁要素１０を準備する準備ステップＳ１０と、１階壁７において交換対象となる１階壁要素３を選定する選定ステップＳ２０と、選定ステップＳ２０において選定された１階壁要素３と制震壁要素１０とを交換する交換ステップＳ４０と、を備える。選定ステップＳ２０は、１階壁７において制震壁要素１０と交換可能な空軸要素２０の有無を確認するステップＳ２１と、空軸要素２０が無い場合に、１階壁７において制震壁要素１０と交換可能な開口軸要素２０Ａの有無を確認するステップＳ２３と、空軸要素２０及び開口軸要素２０Ａが無い場合に、１階壁７において制震壁要素１０と交換可能な耐力壁要素３０の有無を確認するステップＳ２６と、を有する。選定ステップＳ２０では、制震壁要素１０と交換可能な空軸要素２０が有ることを確認した場合に、空軸要素２０を制震壁要素１０との交換対象として選定する。

この制震リフォーム方法によれば、ダンパー１３を有する制震壁要素１０と既存の建物１の１階壁要素３とを交換することにより、建物１の制震性能を向上させることができる。ここで、制震壁要素１０との交換対象となる１階壁要素３を選定するステップＳ２０において、空軸要素２０、開口軸要素２０Ａ、耐力壁要素３０の優先順位で交換対象を探し、交換可能な空軸要素２０が有る場合にはそれを交換対象として選定する（Ｓ２２）。このため、既存の建物１の耐力壁要素３０を可能な限り取り外し又は移動させることなく、制震壁要素１０を設置することが可能になる。

上記制震リフォーム方法において、選定ステップＳ２０では、制震壁要素１０と交換可能な開口軸要素２０Ａが有り且つ建物１の採光面積の基準が満たされることを確認した場合に、開口軸要素２０Ａを交換対象として選定する（Ｓ２５）。これにより、空軸要素２０が無い場合でも開口軸要素２０Ａを制震壁要素１０との交換対象として選定することで、既存の建物１の耐力壁要素３０に手を加えることなく制震リフォームを行うことができる。

上記制震リフォーム方法において、１階壁７は、建物１の外周に設けられると共に水平方向に互いに対向する一対の１階外周壁部７Ａ〜７Ｄであって、複数の１階壁要素３により各々構成された一対の１階外周壁部７Ａ〜７Ｄを有する。選定ステップＳ２０では、一対の１階外周壁部７Ａ〜７Ｄの各々において交換対象となる１階壁要素３を選定する。これにより、水平方向に互いに対向する１階外周壁部７Ａ〜７Ｄの各々に制震壁要素１０を設置することができるため、制震壁要素１０をバランス良く設置することができる。その結果、リフォーム後における建物１の偏心を抑制することができる。

上記制震リフォーム方法において、１階壁７は、一対の１階外周壁部７Ａ〜７Ｄの間に配置されると共に１階外周壁部７Ａ〜７Ｄと同じ方向に延在し、複数の１階壁要素３を有する１階内側壁部７Ｅを有する。選定ステップＳ２０は、一方の１階外周壁部（北側壁部７Ａ）において空軸要素２０が交換対象として選定され且つ他方の１階外周壁部（南側壁部７Ｂ）において耐力壁要素３０が交換対象として選定された場合に、１階内側壁部７Ｅにおいて耐力壁要素３０と交換可能な一の１階壁要素３を選定するステップＳ３１をさらに有する。交換ステップＳ４０は、１階内側壁部７Ｅにおいて選定された当該一の１階壁要素３と耐力壁要素３０とを交換するステップをさらに有する。

これにより、南側壁部７Ｂにおいて制震壁要素１０との交換により耐力壁要素３０の数が減少しても、１階内側壁部７Ｅに耐力壁要素３０を新たに設置することで、リフォーム前後における耐力壁要素３０の数を維持することができる。このため、リフォーム後における建物１の耐震性能の低下を防ぐことができる。

上記制震リフォーム方法において、選定ステップＳ２０は、１階内側壁部７Ｅにおいて耐力壁要素３０と交換可能な他の１階壁要素３を選定するステップＳ３２をさらに有する。交換ステップＳ４０は、一方の１階外周壁部（北側壁部７Ａ）を構成する耐力壁要素３０を取り外すと共に、当該他の１階壁要素３と耐力壁要素３０とを交換するステップをさらに有する。

これにより、北側壁部７Ａ及び南側壁部７Ｂの各々から耐力壁要素３０が取り外されるため、リフォーム後における耐震構造のバランスの悪化を防ぐことができる。しかも、耐力壁要素３０を取り外した後、建物１の重心Ｇに対してより近い１階内側壁部７Ｅに耐力壁要素３０を設置することで、耐震性能を維持しつつ建物１の偏心を効果的に抑制することができる。

上記制震リフォーム方法において、建物１は、２階耐力壁要素３０を含むと共に水平方向に並べられた複数の２階壁要素４を有し、１階壁７上に配置された２階壁８をさらに備える。準備ステップＳ１０では、第１制震壁要素４０と、第１制震壁要素４０よりも低いダンパー性能を有する第２制震壁要素５０と、を制震壁要素１０として準備する。上記制震リフォーム方法は、選定ステップＳ２０において選定された１階壁要素３と制震壁要素１０とを交換した場合に、制震壁要素１０の柱１１と２階耐力壁要素３０の柱３１とが鉛直方向に互いに重なると共に、建物１に水平方向の震動力Ｆ１が加わることにより両柱１１，３１に対して同じ向きに鉛直方向の力Ｆ２，Ｆ３が加わる、という条件が満たされるか否かを判断する判断ステップＳ３０を備える。交換ステップＳ４０では、上記条件が満たされると判断した場合、第２制震壁要素５０と１階壁要素３とを交換する。

上記条件が満たされる場合には、２階耐力壁要素３０がそれより上の部分から受ける力を負担し、この力が２階耐力壁要素３０の柱３１及び制震壁要素１０の柱１１を介して基礎２に伝わるため、制震壁要素１０による交換後に基礎２に加わる負荷が過大になる。このため、上記条件が満たされると判断した場合には、第１制震壁要素４０よりもダンパー性能が低く、基礎２に対する負荷がより小さい第２制震壁要素５０と１階壁要素３とを交換する。これにより、制震壁要素１０の柱１１の傾きが許容されることで基礎２に対する負荷が軽減される。このため、リフォーム後において建物１の基礎２に対する負担の増加を抑えることができる。

上記制震リフォーム方法では、判断ステップＳ３０において上記条件が満たされないと判断した場合、交換ステップＳ４０では第１制震壁要素４０と１階壁要素３とを交換してもよい。上記条件が満たされず、リフォーム後に基礎２に対して過大な負担が加わる虞が少ない場合には、ダンパー性能がより高い第１制震壁要素４０と１階壁要素３とを交換することで、建物１の制震性能をさらに改善することができる。

（その他実施形態）
最後に、本発明のその他実施形態について説明する。

上記実施形態１では、ステップＳ２４（図４）において、建物１の採光面積を基準に開口軸要素２０Ａを交換対象として選定するか否かを決定する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、リフォーム注文主の要求に応じて、交換可能な開口軸要素２０Ａが有り且つ採光面積の基準を満たすにも関わらず、窓の数をより多く確保したい等の要望がある場合には、開口軸要素２０Ａを交換対象として選択しなくてもよい。つまり、注文主の要望を開口軸要素２０Ａの選定の可否の条件として設定してもよい。

上記実施形態１では、２種類の制震壁要素１０（第１及び第２制震壁要素４０，５０）を準備し、２階耐力壁要素３０と制震壁要素１０との位置関係に基づいてこれらを使い分ける場合について説明したが、これに限定されない。１種類のみの制震壁要素１０が用いられてもよい。また本発明の制震リフォームの対象は、上記実施形態１のような２階建構造の建物１に限定されず、１階構造の建物であってもよい。

上記実施形態１では、重心Ｇを通過する線上に配置された間仕切壁である１階内側壁部７Ｅに耐力壁要素３０を新たに設置する場合について説明したが、これに限定されない。耐力壁要素３０を設置する場所は、既存の建物１の構造に依存し、例えば、重心Ｇを通過する線上には配置されていないが北側壁部７Ａ及び南側壁部７Ｂよりも重心Ｇに近い位置にある他の間仕切壁等に耐力壁要素３０が配置されてもよい。

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 建物
２ 基礎
３ １階壁要素
４ ２階壁要素
７ １階壁
７Ａ 北側壁部（１階外周壁部）
７Ｂ 南側壁部（１階外周壁部）
７Ｃ 東側壁部（１階外周壁部）
７Ｄ 西側壁部（１階外周壁部）
７Ｅ １階内側壁部
８ ２階壁
１０ 制震壁要素
１１ 柱
１３ ダンパー
２０ 空軸要素
２０Ａ 開口軸要素
３０ 耐力壁要素
３１ 柱
４０ 第１制震壁要素
５０ 第２制震壁要素
Ｆ１ 震動力
Ｆ２，Ｆ３ 力
Ｓ１０ 準備ステップ
Ｓ２０ 選定ステップ
Ｓ３０ 判断ステップ
Ｓ４０ 交換ステップ

本発明の一局面に係る制震リフォーム方法は、基礎と、前記基礎上で水平方向に並べられた複数の１階壁要素を有する１階壁と、を備えた既存の建物において、ダンパーを有する制震壁要素と前記１階壁要素とを交換する建物の制震リフォーム方法である。この制震リフォーム方法は、前記制震壁要素を準備する準備ステップと、前記１階壁において交換対象となる前記１階壁要素を選定する選定ステップと、前記選定ステップにおいて選定された前記１階壁要素と前記制震壁要素とを交換する交換ステップと、を備える。前記選定ステップは、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な空軸要素の有無を確認するステップと、前記空軸要素が無い場合に、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な開口軸要素の有無を確認するステップと、前記空軸要素及び前記開口軸要素が無い場合に、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な耐力壁要素の有無を確認するステップと、を有する。前記選定ステップでは、前記制震壁要素と交換可能な前記空軸要素が有ることを確認した場合に、前記空軸要素を前記制震壁要素との交換対象として選定する。前記１階壁は、前記建物の外周に設けられると共に水平方向に互いに対向する一対の１階外周壁部であって、前記複数の１階壁要素により各々構成された前記一対の１階外周壁部を有している。前記選定ステップでは、前記一対の１階外周壁部の各々において交換対象となる前記１階壁要素を選定する。前記１階壁は、前記一対の１階外周壁部の間に配置されると共に前記１階外周壁部と同じ方向に延在し、少なくとも１つの前記１階壁要素を有する１階内側壁部を有している。前記選定ステップは、一方の前記１階外周壁部において前記空軸要素又は前記開口軸要素が交換対象として選定され且つ他方の前記１階外周壁部において前記耐力壁要素が交換対象として選定された場合に、前記１階内側壁部において前記耐力壁要素と交換可能な一の前記１階壁要素を選定するステップをさらに有している。前記交換ステップは、前記１階内側壁部において選定された前記一の１階壁要素と前記耐力壁要素とを交換するステップをさらに有している。

上記制震リフォーム方法によれば、ダンパーを有する制震壁要素と既存の建物の１階壁要素とを交換することにより、建物の制震性能を向上させることができる。ここで、上記制震リフォーム方法では、制震壁要素との交換対象となる１階壁要素を選定するステップにおいて、空軸要素、開口軸要素、耐力壁要素の優先順位で交換対象を探し、交換可能な空軸要素が有る場合にはそれを交換対象として選定する。このため、既存の建物の耐力壁要素を可能な限り取り外し又は移動させることなく、制震壁要素を設置することが可能になる。従って、上記制震リフォーム方法によれば、既存の建物の耐震性能の低下及び耐震構造のバランスの悪化を抑制しつつ、制震性能を向上させることができる。また水平方向に互いに対向する１階外周壁部の各々に制震壁要素を設置することができるため、制震壁要素をバランス良く設置することができる。その結果、リフォーム後における建物の偏心（即ち、水平方向に互いに対向する１階外周壁部において制震性能が異なることに起因する捻じれ）を抑制することができる。また他方の１階外周壁部において制震壁要素との交換により耐力壁要素の数が減少しても、１階内側壁部に耐力壁要素を新たに設置することで、リフォーム前後における耐力壁要素の数を維持することができる。このため、リフォーム後における建物の耐震性能の低下を防ぐことができる。

本発明の他局面に係る制震リフォーム方法は、基礎と、前記基礎上で水平方向に並べられた複数の１階壁要素を有する１階壁と、を備えた既存の建物において、ダンパーを有する制震壁要素と前記１階壁要素とを交換する建物の制震リフォーム方法である。この制震リフォーム方法は、前記制震壁要素を準備する準備ステップと、前記１階壁において交換対象となる前記１階壁要素を選定する選定ステップと、前記選定ステップにおいて選定された前記１階壁要素と前記制震壁要素とを交換する交換ステップと、を備える。前記選定ステップは、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な空軸要素の有無を確認するステップと、前記空軸要素が無い場合に、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な開口軸要素の有無を確認するステップと、前記空軸要素及び前記開口軸要素が無い場合に、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な耐力壁要素の有無を確認するステップと、を有する。前記選定ステップでは、前記制震壁要素と交換可能な前記空軸要素が有ることを確認した場合に、前記空軸要素を前記制震壁要素との交換対象として選定する。前記建物は、前記耐力壁要素を含むと共に水平方向に並べられた複数の２階壁要素を有し、前記１階壁上に配置された２階壁をさらに備えている。前記準備ステップでは、第１制震壁要素と、前記第１制震壁要素よりも低いダンパー性能を有する第２制震壁要素と、を前記制震壁要素として準備する。前記選定ステップ後であって前記交換ステップ前に、前記選定ステップにおいて選定された前記１階壁要素と前記制震壁要素とを交換した場合に、前記制震壁要素の柱と２階の前記耐力壁要素の柱とが鉛直方向に互いに重なると共に、前記建物に水平方向の震動力が加わることにより両柱に対して同じ向きに鉛直方向の力が加わる、という条件が満たされるか否かを判断する判断ステップをさらに備えている。前記交換ステップでは、前記条件が満たされると判断した場合、前記第２制震壁要素と前記１階壁要素とを交換する。

Claims (7)

1. 基礎と、前記基礎上で水平方向に並べられた複数の１階壁要素を有する１階壁と、を備えた既存の建物において、ダンパーを有する制震壁要素と前記１階壁要素とを交換する建物の制震リフォーム方法であって、
   前記制震壁要素を準備する準備ステップと、
   前記１階壁において交換対象となる前記１階壁要素を選定する選定ステップと、
   前記選定ステップにおいて選定された前記１階壁要素と前記制震壁要素とを交換する交換ステップと、を備え、
   前記選定ステップは、
   前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な空軸要素の有無を確認するステップと、
   前記空軸要素が無い場合に、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な開口軸要素の有無を確認するステップと、
   前記空軸要素及び前記開口軸要素が無い場合に、前記１階壁において前記制震壁要素と交換可能な耐力壁要素の有無を確認するステップと、を有し、
   前記選定ステップでは、前記制震壁要素と交換可能な前記空軸要素が有ることを確認した場合に、前記空軸要素を前記制震壁要素との交換対象として選定することを特徴とする、制震リフォーム方法。
2. 前記選定ステップでは、前記制震壁要素と交換可能な前記開口軸要素が有り且つ所定の条件が満たされることを確認した場合に、前記開口軸要素を交換対象として選定することを特徴とする、請求項１に記載の制震リフォーム方法。
3. 前記１階壁は、前記建物の外周に設けられると共に水平方向に互いに対向する一対の１階外周壁部であって、前記複数の１階壁要素により各々構成された前記一対の１階外周壁部を有し、
   前記選定ステップでは、前記一対の１階外周壁部の各々において交換対象となる前記１階壁要素を選定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の制震リフォーム方法。
4. 前記１階壁は、前記一対の１階外周壁部の間に配置されると共に前記１階外周壁部と同じ方向に延在し、少なくとも１つの前記１階壁要素を有する１階内側壁部を有し、
   前記選定ステップは、一方の前記１階外周壁部において前記空軸要素又は前記開口軸要素が交換対象として選定され且つ他方の前記１階外周壁部において前記耐力壁要素が交換対象として選定された場合に、前記１階内側壁部において前記耐力壁要素と交換可能な一の前記１階壁要素を選定するステップをさらに有し、
   前記交換ステップは、前記１階内側壁部において選定された前記一の１階壁要素と前記耐力壁要素とを交換するステップをさらに有することを特徴とする、請求項３に記載の制震リフォーム方法。
5. 前記選定ステップは、前記１階内側壁部において前記耐力壁要素と交換可能な他の前記１階壁要素を選定するステップをさらに有し、
   前記交換ステップは、前記一方の１階外周壁部を構成する前記耐力壁要素を取り外すと共に、前記他の１階壁要素と前記耐力壁要素とを交換するステップをさらに有することを特徴とする、請求項４に記載の制震リフォーム方法。
6. 前記建物は、前記耐力壁要素を含むと共に水平方向に並べられた複数の２階壁要素を有し、前記１階壁上に配置された２階壁をさらに備え、
   前記準備ステップでは、第１制震壁要素と、前記第１制震壁要素よりも低いダンパー性能を有する第２制震壁要素と、を前記制震壁要素として準備し、
   前記選定ステップ後であって前記交換ステップ前に、前記選定ステップにおいて選定された前記１階壁要素と前記制震壁要素とを交換した場合に、前記制震壁要素の柱と２階の前記耐力壁要素の柱とが鉛直方向に互いに重なると共に、前記建物に水平方向の震動力が加わることにより両柱に対して同じ向きに鉛直方向の力が加わる、という条件が満たされるか否かを判断する判断ステップをさらに備え、
   前記交換ステップでは、前記条件が満たされると判断した場合、前記第２制震壁要素と前記１階壁要素とを交換することを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の制震リフォーム方法。
7. 前記判断ステップにおいて前記条件が満たされないと判断した場合、前記交換ステップでは前記第１制震壁要素と前記１階壁要素とを交換することを特徴とする、請求項６に記載の制震リフォーム方法。

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