JP3104679U - Braceless reinforced concrete construction - Google Patents

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Abstract

【課題】 鉄骨枠組を外付け補強した場合でも、ブレースの取りつけを避けて窓等の開放
感を阻害しなく、建物の外観もすっきりさせること、さらに、地震等によって大きな水平
荷重が繰り返して作用した場合でも、既存RC造と鉄骨枠組とが一体化した状態を可及的
に長く維持できるようにする。
【解決手段】 H形鋼フレーム3が外壁面に位置する既存RC柱5および既存RC梁8に
取りつけられる。しかし、その枠組にはブレースが設けられない。既存RC柱5に取りつ
けられるH形鋼柱4には、既存RC柱5と略同等の曲げ剛性を有するものが選定される。
これによって、地震などにより既存RC梁8やH形鋼梁6から水平荷重を受けたとき既存
RC柱5とH形鋼柱4とを同程度に変形させ、両者の接合部位で付加的に発生する応力を
可及的に小さく抑える。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a feeling of openness of windows and the like and to make the appearance of a building clear even when a steel frame is externally reinforced and externally reinforced, and that a large horizontal load is repeatedly applied due to an earthquake or the like. Even in this case, the state where the existing RC structure and the steel frame are integrated can be maintained as long as possible.
SOLUTION: An H-shaped steel frame 3 is attached to an existing RC column 5 and an existing RC beam 8 located on the outer wall surface. However, the framework is not provided with braces. The H-shaped steel column 4 attached to the existing RC column 5 is selected to have a bending rigidity substantially equal to that of the existing RC column 5.
As a result, when a horizontal load is applied from the existing RC beam 8 or the H-shaped steel beam 6 due to an earthquake or the like, the existing RC column 5 and the H-shaped steel column 4 are deformed to the same extent, and additionally generated at a joint portion between the two. Stress as small as possible.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

本考案はブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造に係り、詳しくは、窓等の開口部を備えた鉄筋コンクリート造に鉄骨枠組を取りつけて一体化し、耐震性能の劣るRC建築物を強化するようにした鉄骨ラーメン外付け耐震補強建造物に関するものである。   The present invention relates to a braceless reinforced concrete reinforced concrete structure. More specifically, a steel frame is attached to a reinforced concrete structure having an opening such as a window by integrating a steel frame to strengthen a RC building with poor seismic performance. It is related to a seismic retrofit building.

耐震性能の劣るRC建物を補強しようとする場合、柱サイズを大きくする方法がしばしば採用される。これは図12の(a)に示す既存RC柱50に対して、(b)のように鉄筋コンクリート51で取り巻いたり、(c)のように鉄板52を巻くという要領で行われる。しかし、これは橋脚のように全側面に対して施工できる場合に限られる。   When reinforcing RC buildings with poor seismic performance, a method of increasing the column size is often adopted. This is performed in such a manner that an existing RC column 50 shown in FIG. 12A is surrounded by reinforced concrete 51 as shown in FIG. 12B or an iron plate 52 is wound as shown in FIG. 12C. However, this is limited to cases where the construction can be performed on all sides, such as a pier.

他の補強法として、すじかいを使用する方法が挙げられる。この補強法は、全側面取り巻き施工不可能な柱を有した校舎や集合住宅もしくはオフィスビルなどを外壁面から補強する場合に適用することができる。すなわち、柱と柱およびその間の左右に連なる梁で構成される格子構造をブレースで強化しようとするものである。   As another reinforcing method, a method using a braid is used. This reinforcing method can be applied to a case where a school building, an apartment house, an office building, or the like having columns that cannot be encircled on all sides is reinforced from the outer wall surface. That is, a lattice structure composed of columns and columns and beams connected to the right and left between the columns is intended to be strengthened by braces.

しかし、既存のRC造では、RC柱とRC梁にブレースを直接掛け渡すことは不可能であるので、枠組構造が導入される。図13の(a)はブレース53の取りついた鉄骨枠組54を使用する内付けタイプであり、(b)は壁面外側に鉄骨枠組55を取りつける外付けタイプである。このような鉄骨ブレース枠組は工期が短いことや重量増加が少ないことなどの理由で、現在では主流となっている。そのうち、既設建物の窓、腰壁、たれ壁等の撤去を伴わない外付け工法が大幅な工期短縮を実現することもあって著しく増えてきている。   However, in the existing RC structure, it is impossible to directly bridge the brace between the RC column and the RC beam, so a frame structure is introduced. FIG. 13A shows an internal type using a steel frame 54 having a brace 53 attached thereto, and FIG. 13B shows an external type in which a steel frame 55 is mounted on the outside of a wall surface. Such steel frame braces are currently mainstream due to the short construction period and little increase in weight. Among them, the external construction method without removing the windows, waist walls, and sagging walls of the existing building has been remarkably increasing due to the fact that the construction period can be significantly shortened.

特開平11−193639号公報にはその種の外付け工法が開示され、施工の便の図られることが説明されている。このような補強構造においては、ブレースを配することにより鉄骨枠組の安定を得ている。すなわち、既存RC柱と既存RC梁に鉄骨枠組を外側から当てがって一体化し、これにブレースを取りつけておいて、ブレースによる補強効果がRC造に及ぶようにしている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 11-193639 discloses an external construction method of this kind, and describes that the construction is facilitated. In such a reinforcement structure, the stability of the steel frame is obtained by arranging the braces. That is, the steel frame is applied to the existing RC columns and the existing RC beams by applying them from the outside, and the braces are attached to the steel frames, so that the reinforcing effect of the braces extends to the RC structure.

これによれば、居ながら施工も可能となる利点がある。また、外面が単調なことの多い古い集合住宅等では、H形鋼フレームが外壁面に現れ却ってシャープな印象を与えたり、施色により適度なアクセントを持たせることになって、デザイン改質に寄与する場合もある。さらに、外径を著しく小さくした二重管鋼管ブレース(例えば特開平11−193570号公報を参照)を採用するなどすれば、そのスマートな外観から建物に軽快感を発現させることもできる。   According to this, there is an advantage that construction can be performed while living. Also, in old apartment buildings where the outer surface is often monotonous, an H-shaped steel frame appears on the outer wall to give a sharp impression, or to give a moderate accent to the color, and to modify the design. May also contribute. Further, if a double-pipe steel pipe brace having an extremely small outer diameter (for example, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-193570) is adopted, a light feeling can be exhibited in the building from its smart appearance.

このように鉄骨枠組にブレースを入れているのは、鉄骨が既存RC柱等よりも柔らかい(変形しやすい)ため、ブレースのない枠組ではRC造の補強として効き目が極めて弱いとの認識に立っているからに外ならない。すなわち、現在の建築業界では、RC造の補強にブレースは絶対に欠かせないという思想が広く行き渡っている。   The reason that the braces are inserted into the steel frame is that the steel frame is softer (easy to deform) than the existing RC columns and the like. Therefore, it is recognized that the framework without the braces has an extremely weak effect as the reinforcement of the RC structure. It does not come off because there is. That is, in the building industry at present, there is a widespread idea that braces are absolutely indispensable for reinforcing RC structures.

ところで、ブレースを使用するなら枠組を形成する鉄骨は強いものである必要がなく、従って敢えて小断面としておいても差し支えない。その一方で、組み込むべきブレースの性能を如何に上げるかということが重要となり、その点の工夫や開発に力が注がれているのが現状であると言える。   By the way, if a brace is used, the steel frame forming the frame does not need to be strong, and therefore a small cross section may be used. On the other hand, it is important to improve the performance of the brace to be incorporated, and it can be said that the present situation is that efforts are being made to devise and develop this point.

これから分かるように、枠組はブレースを取りつけるための足掛かり的なものであり、強いて言えばブレースを取りつけるための補助材として機能しているに過ぎない。鉄骨骨組はRC骨組に比べれば柔らかいものであり、その鉄骨骨組ではRC造を補強するというようなことはできず、上記したように、補強のためにブレースを介在させることは欠かせないとするのが常識となっている。   As can be seen, the framework is a foothold for the attachment of the brace and, at best, only functions as an aid for the attachment of the brace. The steel frame is softer than the RC frame, and it is not possible to reinforce the RC structure with the steel frame. As described above, it is indispensable to interpose a brace for reinforcement. It is common sense.

ところで、ブレース構造とした場合、ブレースの応力はそれが取りつけられている鉄骨の柱や梁へと移っていくが、ブレース構造は水平剛性がラーメン型構造に比べて例えば50ないし100倍と極めて高い。ところで、通常、建物では床スラブが梁を拘束しているので、水平荷重を受けたRC造56の変形は、図14の(a)に示すように、主としてRC柱57で起こる。   By the way, in the case of the brace structure, the stress of the brace is transferred to the steel column or beam to which the brace is attached. However, the brace structure has extremely high horizontal rigidity, for example, 50 to 100 times as compared with the rigid frame type structure. . By the way, in a building, since a floor slab usually restrains a beam in a building, deformation of the RC structure 56 subjected to a horizontal load mainly occurs at the RC column 57 as shown in FIG.

しかし、図13の(b)に示すように、そのRC造56に鉄骨枠組55を取りつけた場合、鉄骨枠組の方がRC造より剛性が高いため、RC造より多くの水平力を負担することになる。ちなみに、図15から分かるように、柱・梁交差部以外の箇所、例えば鉄骨梁58にのみに固定されたガセットプレート59aのところでは集中的に水平力をRC梁60に伝達することになる。この場合、鉄骨枠組55からRC梁60への応力伝達はそのガセットプレート59aを基点に矢印Bのような分布となり、次に述べるスタッドジベル等の負担が局部的に大きくなることが分かる。   However, as shown in FIG. 13B, when the steel frame 55 is attached to the RC frame 56, the steel frame frame has higher rigidity than the RC frame, so that it bears more horizontal force than the RC frame. become. By the way, as can be seen from FIG. 15, the horizontal force is intensively transmitted to the RC beam 60 at a portion other than the column / beam intersection, for example, at the gusset plate 59 a fixed only to the steel beam 58. In this case, the stress transmission from the steel frame 55 to the RC beam 60 has a distribution as indicated by the arrow B starting from the gusset plate 59a, and it is understood that the load on the stud dowel or the like described below locally increases.

鉄骨枠組55とRC柱57やRC梁60とは、その対面する接合空間にケミカルアンカーやスタッドジベルが配された後に、モルタルやコンクリートを打設して一体化が図られる。ブレース53で補強された鉄骨枠組55の鉄骨柱61とRC造56のRC柱57の水平剛性差により負担する水平力の差が大きいと、接合空間を埋めるコンクリートなどに無理な力が掛かる。すなわち、ケミカルアンカー等による力のやり取りが大きくなって接合部位が損傷し、それが損壊すれば枠組による補強機能は減殺されてしまう。   The steel frame 55 and the RC columns 57 and the RC beams 60 are integrated by placing a mortar or concrete after the chemical anchors and the stud dowels are arranged in the joint spaces facing each other. If the difference in the horizontal force borne by the difference in the horizontal rigidity between the steel frame column 61 of the steel frame frame 55 reinforced by the brace 53 and the RC column 57 of the RC structure 56 is large, an unreasonable force is applied to concrete or the like filling the joint space. That is, the exchange of force by the chemical anchor or the like becomes large, and the joint site is damaged. If the joint site is damaged, the reinforcing function of the framework is diminished.

そのブレース自体は、集合住宅の補強のために使用される場合、工業的には洗練されたように仕上げられていても、窓の直ぐ外にあれば目障りとなり開放感が阻害されることは言うまでもない。一つの建物の中でブレースが取りつかない区画の戸との間に不公平が出るのは避けられず、集合住宅の耐震補強がほとんどの場合手つかずとなっているのはこの点にもあると言われている。   The brace itself, when used to reinforce a multi-family housing, is of course industrially refined, but if it is just outside the window, it will be annoying and hinder the sense of openness. No. It is inevitable that unfairness will occur between the doors of a single building and a section where a brace cannot be attached, and it is also in this respect that seismic retrofitting of apartment buildings is mostly untouched. Has been done.

ちなみに、ブレースを鉄骨枠組に組み込む場合、ガセットプレート59の使用は避けられない。その際、鉄骨梁58に対するガセットプレート59aの取付部近傍は、交差部のガセットプレート59bより多くの鋼材を使用するなどしてより強く補強しておかなければならない。耐震補強を必要とするのは古い建物でスパンの短いものが多いために枠組は小さくなることが多い。その場合鉄骨の使用量の割りにはガセットプレートや補強プレート等の鋼材の二次的使用率が増大するという不経済な面もあることは否定できない。
特開平11−193639号公報
Incidentally, when the brace is incorporated into the steel frame, the use of the gusset plate 59 is inevitable. At this time, the vicinity of the attachment portion of the gusset plate 59a to the steel beam 58 must be reinforced more strongly by using more steel than the gusset plate 59b at the intersection. Older buildings that require seismic reinforcement are often short-span, so the framework is often smaller. In that case, it cannot be denied that there is an uneconomical aspect in that the secondary usage rate of the steel material such as the gusset plate and the reinforcing plate is increased in the division of the amount of steel frame used.
JP-A-11-193639

本考案は上記した問題に鑑みなされたもので、その目的は、鉄骨枠組によって外付け補強した場合でも、ブレースの取りつけを避けて窓等の開放感を阻害しなく、建物の外観もすっきりしたものにできること、地震等によって大きな水平荷重が繰り返して作用した場合でも、既存RC造と鉄骨枠組とが一体化した状態を可及的に長く維持させ、それによって倒壊に到るまで鉄骨枠組による補強効果で水平耐力を倍加し、大地震時の早期倒壊を回避すると共に二次的な鋼材の使用を可及的に少なくし、耐震補強工事の簡便化や低廉化を促すことができるようにしたブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to avoid the installation of braces, to prevent the opening feeling of windows and the like, and to make the appearance of the building clear even when externally reinforced by a steel frame. Even if a large horizontal load is repeatedly applied due to an earthquake or the like, the existing RC structure and the steel frame are maintained as integrated as long as possible, thereby reinforcing the steel frame until it collapses. Brace that doubles the horizontal strength, avoids early collapse in the event of a large earthquake, minimizes the use of secondary steel materials, and promotes simplification and cost reduction of seismic reinforcement work. The purpose is to provide a reinforced concrete structure without seismic reinforcement.

本考案は、窓等の開口部を備える外面に一体化される鉄骨枠組により、爾後的に強化された鉄筋コンクリート造に適用される。その特徴とするところは、図1を参照して、鉄骨枠組はブレースを備えることなく、外壁面に位置した既存RC柱5および既存RC梁8に取りつけられるH形鋼フレーム3である。そのH形鋼フレームは、既存RC柱5の30%ないし300%の大きさにしかならない曲げ剛性、すなわちブレースを備える同等サイズの鉄骨枠組が持つ曲げ剛性に比べれば格段に小さな曲げ剛性を有したH形鋼柱4を備えている。地震などにより既存RC梁8やH形鋼梁6から水平荷重を受けたとき既存RC柱5とH形鋼柱4とが同程度に変形し、両者の接合部位9(図2を参照)で付加的に発生する応力を可及的に抑えるとともに、既存RC柱5が降伏してもその後の変形を抑制しつつ、既存RC柱・H形鋼柱複合体10の擬弾性変形域をH形鋼柱4のそれに匹敵するまで確保し、かつその水平耐力が増大されている。   The present invention is applied to a reinforced concrete structure which is subsequently reinforced by a steel frame integrated with an outer surface having an opening such as a window. The feature of this is that, with reference to FIG. 1, the steel frame is an H-shaped steel frame 3 attached to existing RC columns 5 and existing RC beams 8 located on the outer wall surface without braces. The H-shaped steel frame had a flexural rigidity that was only 30% to 300% of the size of the existing RC column 5, that is, a flexural rigidity that was much smaller than that of an equivalent-sized steel frame having braces. An H-shaped steel column 4 is provided. When a horizontal load is applied from the existing RC beam 8 or the H-shaped steel beam 6 due to an earthquake or the like, the existing RC column 5 and the H-shaped steel column 4 are deformed to the same extent, and at the joint 9 between the two (see FIG. 2). In addition to suppressing the additional stress as much as possible, while suppressing the subsequent deformation even if the existing RC column 5 yields, the pseudoelastic deformation region of the existing RC column / H-shaped steel column composite 10 is H-shaped. The steel column 4 is secured to a level comparable to that of the steel column 4 and its horizontal strength is increased.

図2の(a)に示すように、H形鋼柱4を、そのウエブ4wが既存RC柱側へ寄せられた溶接H形材としておくことが好ましい。また、(b)に示すように、既存RC柱5に取りつけられるH形鋼柱4にはそのウエブ4wの外面側にフープ筋22が溶接され、主筋23を組んでモルタルまたはコンクリート24を打設することにより、曲げ剛性が増強される。   As shown in FIG. 2A, it is preferable that the H-shaped steel column 4 be a welded H-shaped material whose web 4w is moved to the existing RC column side. Further, as shown in (b), the H-shaped steel column 4 attached to the existing RC column 5 is welded with a hoop reinforcement 22 on the outer surface side of the web 4w, and a mortar or concrete 24 is cast with the main reinforcement 23 assembled. By doing so, the bending rigidity is enhanced.

H形鋼柱4には低降伏点鋼が採用され、補強柱の曲げ剛性を低下させることなく降伏曲げ耐力のみを低減し、既存RC柱5の2ないし4倍程度で降伏を開始させることにより、大地震時の塑性化を促して応答応力を小さくできるようにしておく。   The low yield point steel is adopted for the H-shaped steel column 4, and only the yield strength is reduced without lowering the bending rigidity of the reinforcing column, and the yield starts by about 2 to 4 times of the existing RC column 5. In addition, it is necessary to reduce the response stress by promoting plasticization during a large earthquake.

図9に示すように、H形鋼柱4のウエブ4wの外面側には、このH形鋼柱4が取りつけられる既存RC柱5に連なり外壁面に直交して前後方向へ延びる室内RC梁26Aもしくは耐震壁26Bと芯合わせされる位置で、平面矢視T形をしたT形鋼材25の脚25aの端が全階上下に連なるように接続され、建物の三次元的補強をしておく。   As shown in FIG. 9, on the outer surface side of the web 4 w of the H-shaped steel column 4, an indoor RC beam 26 </ b> A connected to the existing RC column 5 to which the H-shaped steel column 4 is attached and extending in the front-rear direction perpendicular to the outer wall surface. Alternatively, the ends of the legs 25a of the T-shaped steel member 25 having a T-shape when viewed in a plan view are connected so as to be continuous above and below all floors at a position where they are aligned with the earthquake-resistant wall 26B, and three-dimensional reinforcement of the building is performed.

T形鋼材25Aの張り出し量は、各戸のベランダ27の幅と同じ長さとされる。   The overhang amount of the T-shaped steel material 25A is set to the same length as the width of the veranda 27 of each house.

図11の(c)に示すように、室内RC梁26Aもしくは既存耐震壁上のRC梁は、その側面でアンボンドPC鋼棒31を高強度流動化コンクリート30またはモルタルに埋設させることにより幅を大きくされた拡幅梁32としておき、アンボンドPC鋼棒にポストテンションを与えて所望する梁端曲げモーメントを確保することにより水平耐力の増強を図っておく。   As shown in FIG. 11C, the width of the indoor RC beam 26A or the RC beam on the existing earthquake-resistant wall is increased by embedding the unbonded PC steel bar 31 in the high-strength fluidized concrete 30 or mortar on the side surface. The expanded beam 32 is provided, and a post-tension is applied to the unbonded PC steel bar to secure a desired beam end bending moment, thereby enhancing horizontal strength.

本考案によれば、既存RC柱に取りつけられるH形鋼柱として既存RC柱と略同等の大きさの曲げ剛性を有するものを選定しているので、両者を同程度に水平変形させることができる。既存RC柱とH形鋼柱との接合空間で相互の変形の違いに伴う付加的な応力の発生が可及的に抑えられ、ケミカルアンカー等を介してやり取りされる力は最小限にとどめられる。   According to the present invention, since an H-shaped steel column to be attached to the existing RC column is selected to have a bending rigidity substantially equal to that of the existing RC column, both can be horizontally deformed to the same extent. . In the joint space between the existing RC column and the H-shaped steel column, the generation of additional stress due to the difference in mutual deformation is suppressed as much as possible, and the force exchanged via chemical anchors etc. is minimized. .

これによって、既存RC造と鉄骨枠組とを一体化した状態を可及的に長く維持させ、建物倒壊に到るまで鉄骨枠組による補強作用で水平耐力を倍加しておき、大地震時の早期倒壊を回避することができる。付け加えて言うなら、H形鋼柱は弾性挙動を呈する変形範囲が既存RC柱より大きく、このH形鋼が降伏するまでは既に降伏しているはずの既存RC柱の損傷の進行も抑制される。このようにして、コンクリート側の壊れながらの地震エネルギ吸収を遅らせることができればRC造の破損は少なくでき、その補修程度も軽減される。   As a result, the state where the existing RC structure and the steel frame are integrated is maintained as long as possible, and the horizontal strength is doubled by the reinforcing action by the steel frame until the building collapses. Can be avoided. In addition, the deformation range of the H-shaped steel columns exhibiting elastic behavior is larger than that of the existing RC columns, and the progress of damage to the existing RC columns that should have already yielded is suppressed until the H-beams yield. . In this manner, if the seismic energy absorption while the concrete side is broken can be delayed, the damage to the RC structure can be reduced, and the degree of repair can be reduced.

ブレースの使用を回避できるので目障りなものが窓に現れることはなくなり、また既存の柱と梁の各幅内にH形鋼フレームを納めて建物の外観もすっきりしたものにしておくことができる。フレームの存否による不公平感は取り払われ、集合住宅やテナントビルの耐震補強工事に対する賛同が得られやすくなり、その着工を早めることができる。   The use of braces can be avoided so that no obtrusive objects appear in the windows, and the appearance of the building can be kept clean by placing H-shaped steel frames within the existing widths of the columns and beams. The feeling of unfairness due to the presence or absence of the frame is removed, and it becomes easier to obtain approval for seismic retrofitting of apartment buildings and tenant buildings, and the construction can be started earlier.

ブレースをガセットプレートにピン接合している場合には、ガセットプレートにかなりの厚みが要求されるが、ブレースが無くなるので、そのようなガセットプレートは必要でなくなる。ガセットプレートがなければ、それを取りつけていたH形鋼梁のウエブの補強も不要となる。スパンの短い古い建物からは、高比率に使用されていたこの種二次的な鋼材は排除され、耐震補強の低廉化を促すことにもなる。   If the brace is pinned to the gusset plate, the gusset plate may require a significant thickness, but such a gusset plate is not required because the brace is eliminated. If the gusset plate is not provided, it is not necessary to reinforce the web of the H-shaped steel beam to which the gusset plate is attached. Older buildings with shorter spans will eliminate this kind of secondary steel, which has been used in high proportions, which will help to reduce the cost of seismic reinforcement.

H形鋼柱のウエブを既存RC柱側へ寄せて配置すれば、既存RC柱の曲げ剛性に合わせやすくなる。これによって接合空間が狭くなれば、断面がH形鋼柱より小さいものが選定されることの多いH形鋼梁のウエブとの芯合わせも容易となり、H形鋼フレームに作用する水平力の伝達のためにも優れた構造となる。   If the web of the H-shaped steel column is arranged close to the existing RC column, it becomes easier to match the bending rigidity of the existing RC column. As a result, if the joint space becomes narrower, it is easy to align the H-shaped steel beam with the web of the H-shaped steel beam whose cross section is smaller than that of the H-shaped steel column, and the horizontal force acting on the H-shaped steel frame is transmitted. It also has an excellent structure.

接合空間の対面距離が小さくなるほど接合部位での力のやり取りの距離は短くなり、接合部位の構造材に過分な力が作用しにくくなる。力の負担が減れば接合用のアンカー等二次的な資材の使用量も節減できる。また極めて高価な高強度無収縮モルタルの打設量も大幅に抑えられ、この部分での構造の簡素化、投入資材の節減といった工事遂行上欠かせない合理化やコストダンが図られる。   As the facing distance of the joint space becomes smaller, the distance of the exchange of the force at the joint part becomes shorter, and it becomes difficult for an excessive force to act on the structural material at the joint part. If the burden of power is reduced, the use of secondary materials such as anchors for joining can also be reduced. In addition, the amount of extremely expensive high-strength non-shrink mortar to be cast is greatly reduced, and simplification of the structure in this area and reduction of input materials are required, and rationalization and cost reduction, which are indispensable for work execution, are achieved.

H形鋼柱のウエブ外面側にフープ筋を溶接し、主筋を組んでモルタルまたはコンクリートを打設すれば、ウエブを既存RC柱側へ寄せたことによって曲げ剛性が不足気味になる場合でも、それを補って既存RC柱に合わせることができる。   If hoop reinforcement is welded to the outer surface of the web of the H-shaped steel column and mortar or concrete is cast with the main reinforcement, even if the bending rigidity seems to be insufficient due to the web being moved to the existing RC column, Can be added to the existing RC columns.

H形鋼柱に低降伏点鋼を採用すれば、H形鋼柱の曲げ剛性を低下させることなく降伏曲げ耐力のみを低減し、既存RC柱の例えば2ないし4倍程度で降伏を開始させることができる。その結果、大地震時の塑性化を促して応答応力を小さくすることができる。   If a low yield point steel is adopted for the H-shaped steel column, only the yield strength is reduced without lowering the bending stiffness of the H-shaped steel column, and the yield starts at about 2 to 4 times that of the existing RC column. Can be. As a result, plasticization during a large earthquake can be promoted to reduce the response stress.

H形鋼柱のウエブの外面側中央にT形鋼材の脚端を溶接し、これを全階上下に連なるように設ければ、前後方向に対しての耐震補強、ならびに上下方向の補強もなされ、外壁面に沿った水平方向の補強とあいまってx,y,z三軸方向に対する補強が一挙に達成される。   If the leg end of T-shaped steel is welded to the center of the outer surface of the web of the H-shaped steel column, and it is provided so as to be connected vertically on all floors, seismic reinforcement in the front-rear direction and reinforcement in the vertical direction are also made. Combined with the horizontal reinforcement along the outer wall surface, reinforcement in the x, y, z triaxial directions can be achieved at once.

T形鋼材の脚長を集合住宅等の階ごとに連続するベランダ等の張り出し量に合わせておけば、ベランダの空間を利用して建物前後方向により一層強力な耐震補強を施すことができる。   If the leg length of the T-shaped steel material is adjusted to the amount of overhang of a veranda that is continuous for each floor of an apartment house or the like, more powerful seismic reinforcement can be applied in the front-back direction of the building using the space of the veranda.

耐震壁に連なる既存RC梁の両側に高強度流動化コンクリートまたはモルタルを打設して拡幅梁としておき、アンボンドPC鋼棒によりポストテンションを与えれば、所望する梁端曲げモーメントを確保することができ、建物の前後方向における水平耐力を倍加させることができる。   A high-strength fluidized concrete or mortar is cast on both sides of the existing RC beam connected to the earthquake-resistant wall to form a wide beam and post tension is applied with an unbonded PC steel bar to secure the desired beam end bending moment. Thus, the horizontal strength in the front-rear direction of the building can be doubled.

以下に、本考案に係るブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造を、その実施の形態に基づて詳細に説明する。これは、窓等の開口部を備えた鉄筋コンクリート造の外壁面に鉄骨枠組を取りつけて一体化し、これによってRC造を爾後的に強化するようにしたものである。このような補強形態によれば居ながら施工が可能となることは言うまでもないが、本考案において特筆すべきは、H形鋼フレームのH形鋼柱にコンクリート造の既存RC柱と略同等の大きさの曲げ剛性を有するものが選定される。   Hereinafter, the braceless reinforced concrete structure according to the present invention will be described in detail based on its embodiments. In this method, a steel frame is attached to an outer wall surface of a reinforced concrete structure having an opening such as a window and integrated, thereby strengthening the RC structure later. It is needless to say that the construction can be carried out while using such a reinforcing form, but it should be particularly noted in the present invention that the H-shaped steel column of the H-shaped steel frame has a size substantially equal to that of the existing RC column made of concrete. A material having a high bending rigidity is selected.

すなわち、既存RC柱の30%ないし300%内の大きさの曲げ剛性を持たせ、曲げ剛性が既存RC柱の50ないし100倍にも当たる極端に大きいブレース構造を採用しなくてよいようにしたことである。従って、既存RC柱に取りつけられるH形鋼柱には、ブレース構造が持つ曲げ剛性に比べれば既存RC柱と略同等の大きさとみなすことができる曲げ剛性を有するに過ぎない。   That is, the bending rigidity within the range of 30% to 300% of the existing RC column is provided, and it is not necessary to employ an extremely large brace structure whose bending rigidity is 50 to 100 times that of the existing RC column. That is. Therefore, the H-shaped steel column attached to the existing RC column has only a bending rigidity that can be regarded as substantially the same size as the existing RC column as compared with the bending rigidity of the brace structure.

図1はRC造1の中間の或る階における窓2の存在する区画の外壁面にH形鋼フレーム3を取りつけた状態を示す。これには、上記したごとくブレースが配されていない。そのH形鋼フレーム3のうち柱を形成する鉄骨4は外壁面に位置する既存RC柱5に取りつけられ、梁を形成する鉄骨6は既存RC柱5の左右方向に延び外壁7などからの鉛直荷重を含めて支持する既存RC梁8に取りつけられているのみである。   FIG. 1 shows a state in which an H-shaped steel frame 3 is attached to an outer wall surface of a section where a window 2 is present at a certain floor in the middle of RC structure 1. It has no braces as described above. Of the H-shaped steel frame 3, a steel frame 4 forming a column is attached to an existing RC column 5 located on an outer wall surface, and a steel frame 6 forming a beam extends in the left-right direction of the existing RC column 5 and extends vertically from an outer wall 7 or the like. It is only attached to the existing RC beam 8 that supports it including the load.

このH形鋼柱4とH形鋼梁6とからなるH形鋼フレーム3は、ブレースを備えないからと言って、ブレースで補強されたのと同じくらいの強さを備えた剛強な鉄骨枠にしようとするものではない。既存RC柱5に取りつけられるH形鋼柱4は、既存RC柱と略同等の大きさの曲げ剛性を有する程度のものが選定されるという特異な配慮が払われているのであり、既存RC柱と同程度の変形を呈する鉄骨柱(これはブレース骨組に比べれば格段に柔らかい)でRC造を補強しようとしている点に注目すべきである。   The H-shaped steel frame 3 composed of the H-shaped steel columns 4 and the H-shaped steel beams 6 is a rigid steel frame having the same strength as that reinforced by the braces just because it does not have the braces. It is not what you are trying to do. The special consideration is taken that the H-shaped steel column 4 attached to the existing RC column 5 is selected to have a bending rigidity of substantially the same size as the existing RC column. It should be noted that the steel column (which is much softer than the braced frame) that is deformed to the same degree as that of the RC frame is trying to reinforce the RC structure.

概要を述べれば、地震などにより既存RC梁8やH形鋼梁6から水平荷重を受けたとき既存RC柱5とH形鋼柱4とを同程度に変形させ、すなわち、既存RC柱5に生じる曲げ変形とH形鋼柱4に生じる曲げ変形との差を小さくして、図2の(a)に示す両者の接合部位9で付加的に発生する応力を可及的に小さく抑えることができるようにしている。   In summary, when a horizontal load is applied from the existing RC beam 8 or the H-shaped steel beam 6 due to an earthquake or the like, the existing RC column 5 and the H-shaped steel column 4 are deformed to the same extent. The difference between the resulting bending deformation and the bending deformation generated in the H-shaped steel column 4 is reduced, and the stress additionally generated at the joint portion 9 shown in FIG. 2A is suppressed as small as possible. I can do it.

それのみならず、RC柱5が図3の(a)に表したδRCなる水平変位量で降伏してもその後の変形を抑え、H形鋼柱4の弾性水平変形δH に匹敵するまで既存RC柱・H形鋼柱複合体10の折れ線とはなっているがほぼ直線とみなすことができる擬弾性変形域Sを大きく確保させている。加えて、水平耐力を後で述べるように飛躍的に増大させようにしている。 Not only that, even if the RC column 5 yields at the horizontal displacement of δ RC shown in FIG. 3A, the deformation after that is suppressed and the elastic horizontal deformation δ H of the H-shaped steel column 4 becomes comparable. A large pseudoelastic deformation region S which is a polygonal line of the existing RC column / H-shaped steel column composite 10 but can be regarded as a substantially straight line is secured. In addition, the horizontal proof stress is drastically increased as described later.

すなわち、曲げ剛性の同じ既存RC柱5と鉄骨柱4とでは、降伏曲げ応力は鉄骨の方がかなり大きいので、補強後の耐震性能を少なくとも3ないし4倍に上げることができる。通常の補強では既存RC柱の水平耐力が2倍近くにも上がれば良い方であるが、本考案においてはそれを遙かに凌ぎ、なおかつブレースを省いて開口部を従前通り確保する。H形鋼フレームは既存のコンクリートの柱と梁の各幅内に納められ、それ以外はほとんど何もないというスッキリとした纏め方ができるという実用性の極めて優れたものになる。   That is, in the existing RC columns 5 and the steel columns 4 having the same bending rigidity, the yield strength bending stress of the steel frame is considerably larger, so that the seismic performance after reinforcement can be increased at least three to four times. In normal reinforcement, it is better if the horizontal strength of the existing RC column is nearly doubled, but in the present invention, it far exceeds that and the brace is omitted to secure the opening as before. The H-section steel frame is housed within the width of existing concrete columns and beams, and there is almost nothing else.

図2の(a)を参照して、H形鋼フレーム3はケミカルアンカー11、スタッドジベル12、スパイラルフープ13や高強度無収縮モルタル14を用いて既存RC柱5や既存RC梁8と一体化される。ところで、通常の建物では、床スラブが梁を拘束しているので、水平荷重を受けたときの変形は、図14の(a)で述べたように主として柱で起こる。   Referring to FIG. 2A, the H-section steel frame 3 is integrated with the existing RC columns 5 and existing RC beams 8 by using chemical anchors 11, stud dowels 12, spiral hoops 13 and high-strength non-shrink mortar 14. Is done. By the way, in a normal building, since a floor slab restrains a beam, deformation when a horizontal load is applied mainly occurs on a column as described in FIG.

H形鋼梁6が既存RC梁8と一体化され、上記のごとくH形鋼柱4の曲げ剛性が既存RC柱5のそれに合わされるか近づけられていれば、図14の(b)に示すように、H形鋼柱4も既存RC柱5と同様に変形し、両者の変形量の差を極小化しておくことができる。このようになっていれば、接合部位9(図2を参照)でのケミカルアンカーやスタッドジベルを介してやり取りされる応力は最小値にとどめられる。   If the H-shaped steel beam 6 is integrated with the existing RC beam 8 and the bending stiffness of the H-shaped steel column 4 is matched to or close to that of the existing RC column 5 as described above, it is shown in FIG. As described above, the H-shaped steel column 4 is also deformed in the same manner as the existing RC column 5, and the difference between the two deformation amounts can be minimized. If this is the case, the stress exchanged via the chemical anchor and the stud dowel at the joint 9 (see FIG. 2) is kept to a minimum.

すなわち、地震などにより水平荷重を受けてもこの接合部位に付加的な応力が大きく発生することは避けられ、鉄骨フレームとRC枠組との間で一方に作用する水平荷重が他方へ、またその逆へと無理なく伝達されることになる。このようなラーメン鉄骨であると、従来技術で述べたブレース構造とは違って梁全長にわたり剪断力をやりとりすることができるからで、スタッドジベル等への負荷は均されたものとなる。   That is, even if a horizontal load is applied due to an earthquake or the like, a large additional stress is prevented from being generated at this joint, and a horizontal load acting on one side between the steel frame and the RC frame is applied to the other and vice versa. Will be transmitted without difficulty. With such a ramen steel frame, unlike the brace structure described in the related art, the shear force can be exchanged over the entire length of the beam, so that the load on the stud dowel or the like is evened out.

これを図で示せば、柔らかいとされる鉄骨枠組フレーム3といえども、図14の(b)のようにRC枠組1とほとんど同じ変形をする。接合構造の簡素化が可能となり、設計から施工に到る工事全般にわたっての合理化を図りやすくなる。なお、既存RC柱5に取りつけられるH形鋼柱4には、既存RC柱5の30%ないし300%内の大きさ、好ましくは40%ないし250%の曲げ剛性を持たせておけば、上記したごとくほとんど同じ変形を与えられることが、考案者の研究において確認することができた。   If this is shown in the figure, the steel frame 3 which is considered to be soft will undergo almost the same deformation as the RC frame 1 as shown in FIG. The joining structure can be simplified, and it becomes easy to rationalize the entire construction from design to construction. In addition, if the H-shaped steel column 4 attached to the existing RC column 5 has a size within 30% to 300% of the existing RC column 5, preferably 40% to 250%, the above rigidity can be obtained. It was confirmed in the study of the inventor that almost the same deformation was given as described above.

鉄骨のように柔らかいものではコンクリート構造物を補強することがでず、従って現在ではブレースは絶対に欠かせないという考えが建設業界には浸透している。しかし、本考案は敢えてそのブレースを無くそうとするものである。ブレースは二重鋼管形などの採用によりスマートに仕上げることができるようになってきているとはいえ、目障りであることに変わりがない。そういう意味では、ブレースが無くなれば耐震補強も世に受け容れられやすくなり、手つかずな建物における耐震補強工事が促進されることになる。   The idea that braces are indispensable is now pervasive in the construction industry, as soft structures like steel cannot reinforce concrete structures. However, the present invention aims to eliminate the brace. Although the brace can be finished smartly by adopting a double steel tube shape, it is still an obstacle. In that sense, the elimination of braces will make it easier for the world to accept seismic retrofitting, and will promote seismic retrofitting in untouched buildings.

ブレースが無くなれば、それを取りつけるためのガセットプレートは必要でない。見た目のスマートなブレースはしばしばピン結合形式を採用しているが、ピン支持構造とした場合に使用されるガセットプレートは勢い厚いものとなる。また、そのようなガセットプレートが取りつけられるH形鋼側のウエブには当て板形式にしろ補強が余儀なくされる。ブレースが無ければ、そのような補強材も不要となる。   If the brace is gone, you don't need a gusset plate to attach it. Smart brace appearances often use a pinned configuration, but the gusset plate used in the pin-supported configuration is thicker. Further, the web on the side of the H-shaped steel to which such a gusset plate is attached must be reinforced even in the form of a backing plate. Without braces, no such reinforcement is needed.

ましてや、古い建物、特に図4の(a)に平面的に示した旧式の集合住宅15などでは一般にスパンが短く、耐震用鉄骨枠組も小さいので、それを幾つも採用することになる。その耐震補強にブレース構造が適用されると、主補強材であるH形鋼に対して上記した補強材の使用比率が無視し得なくなるほど高くなる。   In particular, an old building, particularly an old-type apartment house 15 shown in a plan view in FIG. 4A, generally has a short span and a small steel frame for earthquake resistance. When the brace structure is applied to the seismic reinforcement, the use ratio of the above-mentioned reinforcing material to the H-shaped steel as the main reinforcing material becomes so high that it cannot be ignored.

すなわち、至る処に二次的手だての跡が現れることになるが、ブレースレス構造であれば、そのような補強材の使用比率は極端に言って限りなく0に近づき、構造がシンプルで見栄えは向上する。場合によっては、補強を施したものであるかどうかの見極めもつかないほどに外観をまとめあげることができる。   In other words, secondary hand marks will appear everywhere. However, in the case of a braceless structure, the use ratio of such a reinforcing material is extremely close to 0 without limit, and the structure is simple and looks good. improves. In some cases, the appearance can be summarized so that it is difficult to determine whether or not it is reinforced.

本考案は、既存RC造・鉄骨枠組複合体の一体変形・一体挙動を実現し、接合部位に無用な力が作用しないようにしつつ、結果として既存RC柱の変形を抑制しながら弾性変形域を大きく確保する。そして、元来大きい耐力を有する鉄骨によって補強構造物の水平耐力を飛躍的に増大させる。このような鉄骨枠組にはもはやブレースを介在させておく意味がなく、この知見が得られたことによって初めてRC造のブレースレス補強が達成されるのである。   The present invention realizes the integral deformation and integral behavior of the existing RC structure / steel frame composite, preventing unnecessary force from acting on the joint, and consequently suppressing the deformation of the existing RC column while increasing the elastic deformation area. Secure large. In addition, the horizontal strength of the reinforcing structure is dramatically increased by a steel frame having a large strength by nature. There is no point in having a brace interposed in such a steel frame any longer, and the braceless reinforcement of RC structures is achieved only after this knowledge is obtained.

ここで、上に述べた既存RC柱に等しい曲げ剛性を持つH形鋼柱の実現の裏づけ、ならびに耐力の増強程度について、図5のモデル16をもとにしてその一計算例を示す。既存RC柱5の断面を60cm×60cmとすると、その断面二次モーメントIは、次のようになる。
I=60×603 /12=1,080,000cm4
Here, one calculation example based on the model 16 in FIG. 5 will be described based on the model 16 in FIG. 5 to support the realization of the H-shaped steel column having the bending rigidity equal to that of the existing RC column described above and to enhance the strength. Assuming that the cross section of the existing RC column 5 is 60 cm × 60 cm, the second moment of area I is as follows.
I = 60 × 60 3/12 = 1,080,000cm 4

地震時設計では、小さなクラックの発生により、許容耐力(弾性限)時でも断面二次モーメントはIの70%程度を確保できることが知られている。従って、そのIRCは次のようになる。
RC =1,080,000cm4 ×0.7=756,000cm4
It is known that, in the design at the time of an earthquake, a small crack can generate a secondary moment of area of about 70% of I even at an allowable proof stress (elastic limit). Therefore, its IRC is:
I RC = 1,080,000 cm 4 × 0.7 = 756,000 cm 4

これをもとに既存RC柱の降伏曲げ耐力(降伏モーメント)を求めると、次のようになる。使用されている鉄筋は、総断面積at が17.02cm2 であり、許容応力度ft は2.4t/cm2 とする。この場合の応力中心距離jおよび降伏曲げ耐力RCy は、次のようになる。
j=7d/8=7/8・(60−5.0)=48.1cm
RCy =at ・ft ・j
=17.02×2.4×48.1=19.65t・m
Based on this, the yield strength (yield moment) of the existing RC column is obtained as follows. Reinforcing bars are used, the total cross-sectional area a t is 17.02Cm 2, allowable stress f t is a 2.4t / cm 2. Stress center distance j and bending yield strength RC M y in this case is as follows.
j = 7d / 8 = 7/8. (60-5.0) = 48.1 cm
∴ RC M y = a t · f t · j
= 17.02 x 2.4 x 48.1 = 19.65 tm

次に、H形鋼柱4について求める。その縦横は40cm×40cm、フランジ厚みtf =2.5cm、ウエブ厚みtw =1.6cmとすると、断面二次モーメントIS は以下のようになる。
S =202 ×2.5×40×2+1.6×403 /12
=88,533cm4
鋼とコンクリートのヤング係数比を10とすると、コンクリートに等価な断面二次モーメントeqS は、次のようになる。
eqS =88,533×10=885,330cm4
これは、上で求めたIRC=756,000cm4 に略等しい。
Next, the H-shaped steel columns 4 will be determined. Its aspect is 40 cm × 40 cm, the flange thickness t f = 2.5 cm, when the web thickness tw = 1.6 cm, the second moment I S is as follows.
I S = 20 2 × 2.5 × 40 × 2 + 1.6 × 40 3/12
= 88,533cm 4
When steel and concrete Young's modulus ratio and 10, equivalent moment of inertia of eq I S concrete is as follows.
eq I S = 88,533 × 10 = 885,330 cm 4
This is approximately equal to I RC = 756,000 cm 4 determined above.

これからH形鋼柱4の降伏曲げ耐力を求める。断面係数Zs および降伏曲げ耐力 Sy さらには Sy RCy は、次のとおりとなる。
S =88,533/20=4,427cm3
Sy =4,427×2.4=106.2t・m
Sy RCy =106.2/19.65=5.4
従って、このH形鋼柱の耐力を伝えるに十分なスタッドジベルやケミカルアンカーを設置すれば、柱の水平耐力を既存RC柱の1.0に上記の5.4を加えた6.4倍にも上げることが理論上可能となるのである。
From this, the yield strength of the H-shaped steel column 4 is determined. S M y / RC M y section modulus Z s and bending yield strength S M y further becomes as follows.
Z S = 88,533 / 20 = 4,427 cm 3
S M y = 4,427 × 2.4 = 106.2t · m
S M y / RC M y = 106.2 / 19.65 = 5.4
Therefore, if sufficient stud dowels and chemical anchors are installed to transmit the strength of this H-shaped steel column, the horizontal strength of the column will be increased to 6.4 times that of the existing RC column by adding the above 5.4 to 5.4. Can be raised theoretically.

鉄のヤング係数はコンクリートの約10倍あるから、算定例から分かるようにコンクリートと同じ曲げ剛性の柱を得ることに特に問題は生じない。コンクリートとH形鋼とは資質が大いに異なるが、弾性範囲においての挙動は同じである。曲げ剛性を同じにするとH形鋼の方がRCよりも降伏曲げ耐力が高いから、基本的にほとんど弾性強度ということになる。   Since the Young's modulus of iron is about ten times that of concrete, there is no particular problem in obtaining a column having the same flexural rigidity as concrete, as can be seen from the calculation examples. Although concrete and H-beams have very different qualities, their behavior in the elastic range is the same. When the bending stiffness is the same, the H-shaped steel has a higher yield strength in bending than RC, and thus basically has almost elastic strength.

図3の(a)から分かるように、既存RC柱5の水平耐力を1とすれば、補強フレームのH形鋼柱4を普通鋼として5.6くらいになる。そこまでは少なくとも弾性である。それに対応する水平変位量δH まで鉄が負担することになり、コンクリートの損傷はその範囲にとどまる。この降伏曲げ耐力が低いとコンクリートが力を分担しなければならなくなるので、変位が大きくRC柱の損傷は酷くなる。本考案においては、鉄骨がコンクリートの損傷をコンクリートの降伏後も進みにくくなるように抑える。 As can be seen from FIG. 3A, if the horizontal strength of the existing RC column 5 is 1, the H-shaped steel column 4 of the reinforcing frame is about 5.6 as ordinary steel. At least it is elastic. It will be iron borne to the horizontal displacement amount [delta] H corresponding thereto, damage to the concrete remains in that range. If the yield strength is low, concrete has to share the force, so the displacement is large and the RC column is severely damaged. In the present invention, the steel frame suppresses the damage of the concrete so that it does not easily progress even after yielding of the concrete.

逆に言うと、H形鋼は弾性挙動であるから、これにつられてコンクリートの破壊が進みにくくなるという大きなメリットが出る。従来の構造ではコンクリートも含めて損傷を受けながら地震エネルギを吸収していたが、本考案ではコンクリートの損傷が可及的に抑制され、従ってその後の補修も楽なものになる。   Conversely, since the H-section steel has an elastic behavior, there is a great merit that the concrete is less likely to break down due to this. In the conventional structure, the seismic energy was absorbed while being damaged, including the concrete. However, in the present invention, the damage of the concrete is suppressed as much as possible, and the subsequent repair is also easy.

上記したように、既存RC柱に取りつけられるH形鋼柱の曲げ剛性は、既存RC柱の30%ないし300%の大きさとしておけばよい。とりわけ、既存RC柱の曲げ剛性よりも大きい方がよいが、鋼材消費の抑制を考慮すれば250%でも十分である。このように大きい側でその程度にしておけば、RC柱5の弾性限界を超えてからでも、コンクリートにひび割れの発生することを抑制できる効果が発揮される。   As described above, the bending rigidity of the H-shaped steel column attached to the existing RC column may be set to 30% to 300% of the existing RC column. In particular, it is better that the bending stiffness of the existing RC column is larger, but 250% is sufficient if suppression of steel consumption is considered. If the degree is set to such an extent on the large side, the effect of suppressing the occurrence of cracks in concrete even after exceeding the elastic limit of the RC column 5 is exhibited.

一方、小さい側すなわち0%に近づけると補強していないことになるので、精々30%に止めておく必要がある。既存RC柱の30%程度の曲げ剛性しか有しない鉄骨による補強であっても、RC造の老朽化が軽い場合には十分なこともあるからである。いずれにしても、鉄骨の曲げ耐力はコンクリートより著しく大きいのでRC柱の補強に大きく貢献する。これによって、コンクリートの損傷を軽減して荷重を基礎にまで導くことができ、建物の早期不安定化の抑止が図られる。   On the other hand, if it approaches the smaller side, that is, 0%, it means that there is no reinforcement, so it is necessary to keep it at 30% at most. This is because even the reinforcement by the steel frame having only about 30% of the bending rigidity of the existing RC column may be sufficient when the RC structure is lightly aged. In any case, since the bending strength of the steel frame is significantly larger than that of concrete, it greatly contributes to reinforcement of RC columns. As a result, it is possible to reduce the damage to the concrete and guide the load to the foundation, thereby suppressing early instability of the building.

ところで、H形鋼柱4に低降伏点鋼(σy =1.5t/cm2 )を用いれば、補強柱の曲げ剛性を低下させることなく、図3の(b)に示すように、降伏曲げ耐力のみを1/2程度に下げることができる。上記した計算例による降伏モーメントをRC柱5の5.4倍から2.7倍程度に落とすことができる。 By the way, if a low yield point steel (σ y = 1.5 t / cm 2 ) is used for the H-section steel column 4, the yield strength is not reduced as shown in FIG. Only the bending strength can be reduced to about 1/2. The yield moment according to the above calculation example can be reduced from about 5.4 times to about 2.7 times the RC column 5.

そうなれば、既存RC柱の2ないし4倍程度で降伏を開始させることができ、大地震時の塑性化は促され、地震に対する応答応力を小さくすることができる。すなわち、過大な力に対しては大きな塑性変形で地震エネルギを吸収し、その際に耐力を急激に低下させないようにして、一気に倒壊することを可及的に少なくしておくことができる。   In that case, the yield can be started about two to four times the existing RC column, plasticization at the time of a large earthquake is promoted, and the response stress to the earthquake can be reduced. That is, the seismic energy is absorbed by a large plastic deformation with respect to an excessive force, and the proof strength is not suddenly reduced at that time, so that collapse at a stretch can be reduced as much as possible.

と言うのは、H形鋼柱の降伏曲げ耐力が過度に高い場合、多くの中低層建物に適用される強度形補強では何ら問題が生じないが、高層建物を対象とした靱性形補強では問題となることが多い。後者の場合の問題をクリヤする意味で、上記したごとく降伏曲げ耐力を減らしておくことは意義のあることである。   This is because, if the yield strength of H-shaped steel columns is excessively high, there is no problem with the strength-type reinforcement applied to many low-rise buildings, but there is no problem with the toughness reinforcement for high-rise buildings. Often becomes. In order to clear the problem in the latter case, it is significant to reduce the yield strength as described above.

図3は、RC柱と補強H形柱の曲げ剛性が同じ場合の水平方向における荷重−変位の関係を表しているが、上の説明からも分かるように、普通鋼のH形鋼柱4では(a)のごとく弾性的挙動を示す範囲が著しく大きく、大地震を受けて塑性化するまでには大きい変位を要する。   FIG. 3 shows the load-displacement relationship in the horizontal direction when the RC column and the reinforced H-column have the same bending stiffness. As can be seen from the above description, the ordinary steel H-shaped column 4 has As shown in (a), the range in which the elastic behavior is exhibited is extremely large, and a large displacement is required before plasticizing after receiving a large earthquake.

これに比べて、図3の(b)では既存RC柱の3倍程度で降伏し始め、大地震時には比較的早期に塑性化を促すことができる。地震に対する応答は適切に塑性化させることにより著しく小さくなることが知られており、応答応力が小さいということは建物の基礎をはじめ構造各部の設計が容易となり、経済性の高い設計を推進するうえで大きなプラス要因となる。   On the other hand, in FIG. 3B, yielding starts about three times as much as the existing RC columns, and plasticization can be promoted relatively early in the case of a large earthquake. It is known that the response to an earthquake can be significantly reduced by appropriately plasticizing, and the low response stress makes it easy to design the building foundation and other structural parts, and promotes highly economical design. Is a big positive factor.

前述したように曲げ剛性を等価にすることは本考案の根幹をなすところであるが、これが接合部位の合理化をも促す。図6はH形鋼柱4の曲げ剛性をRC柱5のそれとは極端に違えた場合の図3に相当する水平方向における荷重−変位の関係を参考までに但し線4とNとは軸スケールを大きく圧縮して表している。この場合、既存RC柱・H形鋼柱複合体は形成されず、それぞれが独立して変位・変形することを表している。従って、図3の破線に似せてRC柱の荷重−変位にH形鋼柱の荷重−変位を被せて描いた二点鎖線Nのようなものは得られるはずもない。   As mentioned above, making the bending stiffness equivalent is the basis of the present invention, but this also promotes the rationalization of the joining portion. FIG. 6 shows the relationship between the load and displacement in the horizontal direction corresponding to FIG. 3 when the bending rigidity of the H-shaped steel column 4 is extremely different from that of the RC column 5. Is largely compressed. In this case, the existing RC column / H-section steel column composite is not formed, which indicates that each of them is displaced and deformed independently. Therefore, there is no way to obtain a two-dot chain line N drawn by applying the load-displacement of the H-shaped steel column to the load-displacement of the RC column in a manner similar to the broken line in FIG.

次に、本考案の思想をさらに延長して考える。図7のように、RC柱5にケミカルアンカー11を打ち込んでおき、そのケミカルアンカーにH形鋼柱4を取りつける。(a)のごとくRC柱5の出ている部分をH形鋼柱で覆うように、または(b)のごとく表面にH形鋼柱4を対面させることもできる。H形鋼柱の出っ張りが最小限にくい止められ、狭い対面空間9Aだけに高強度無収縮モルタルが充填される。   Next, the idea of the present invention is further extended. As shown in FIG. 7, the chemical anchor 11 is driven into the RC column 5, and the H-shaped steel column 4 is attached to the chemical anchor. The portion where the RC column 5 is exposed may be covered with an H-shaped steel column as shown in (a), or the H-shaped steel column 4 may face the surface as shown in (b). The protrusion of the H-shaped steel column is minimized, and only the narrow facing space 9A is filled with the high-strength non-shrink mortar.

このように、H形鋼柱4を既存RC柱5に接近させる場合、スタッドジベルは必要でない。張り出し量が僅かな補強構造でも曲げ剛性を等価にできることがあり、その場合にはラーメン構造に多くの資材を費やすことになるが二次的な資材の消費量が著しく抑えられる。しかも、鉄骨構造がシンプルになるから工事費は半減し、極めて安価な施工を実現する。   As described above, when the H-shaped steel column 4 approaches the existing RC column 5, the stud dowel is not required. In some cases, the bending rigidity can be made equivalent even with a reinforcement structure having a small amount of overhang, in which case a large amount of material is consumed for the rigid frame structure, but the consumption of secondary materials is significantly reduced. Moreover, the construction cost is reduced by half since the steel frame structure is simplified, and extremely low-cost construction is realized.

ちなみに、H形鋼柱4の材軸方向の接続は、図8に示すRC柱5の曲げモーメントM5 が0となる位置(反曲点位置)で行えばよい。すなわち、上の梁6uと下の梁6dとの中間の位置は曲げモーメントがRC柱5と同じくH形鋼柱4にとってもM4 =0となるからである。H形鋼柱4の下端部に溶接止めされた板材17が他のH形鋼柱の上端部に取りつけられた板材17と対面され、両板材が高張力ボルト18で締結される。 Incidentally, the connection axis of member direction of H-section steel column 4, the bending moment M 5 of RC Columns 5 shown in FIG. 8 may be carried out at 0 and a position (inflection point position). That is, the bending moment at the intermediate position between the upper beam 6u and the lower beam 6d is M 4 = 0 for the H-shaped steel column 4 like the RC column 5. The plate 17 welded to the lower end of the H-shaped steel column 4 faces the plate 17 attached to the upper end of the other H-shaped steel column, and both plates are fastened with high tension bolts 18.

図7に戻って、RC柱5に固定したケミカルアンカー11にH形鋼柱4を固定しようとする場合、例えば(c)に示すように、H形鋼柱4のウエブ4wに馬鹿穴19があけられる。これは、H形鋼柱に対するケミカルアンカーの相対的な位置ずれを吸収できる隙間19aを確保しておくためである。H形鋼柱4をRC柱に対して位置決めし、ナット20で締めつけた後に外側のワッシャ21をウエブ4wに溶接し、H形鋼柱4のずれを防ぐようにしておくことができる。   Returning to FIG. 7, when the H-shaped steel column 4 is to be fixed to the chemical anchor 11 fixed to the RC column 5, for example, as shown in (c), a stupid hole 19 is formed in the web 4 w of the H-shaped steel column 4. Can be opened. This is to ensure a gap 19a capable of absorbing a relative displacement of the chemical anchor with respect to the H-shaped steel column. After positioning the H-shaped steel column 4 with respect to the RC column and tightening it with the nut 20, the outer washer 21 can be welded to the web 4w to prevent the H-shaped steel column 4 from shifting.

今まで説明した構造においては、H形鋼フレーム3が図2の(a)中に二点鎖線で描いたウエブ4Wを持つ圧延ロール成形のH形鋼でも、3枚の長い鋼板をH形に溶接した組み立て材のいずれであっても差し支えはない。しかし、後者の場合にはウエブ4wの位置や長さを自由に選定することができるので、圧延H形鋼の規格外品の形も容易に得ることができる。   In the structure described so far, even if the H-shaped steel frame 3 is a roll-formed H-shaped steel having a web 4W drawn by a two-dot chain line in FIG. Any of the welded assembly materials can be used. However, in the latter case, since the position and length of the web 4w can be freely selected, the shape of a non-standard rolled H-section steel can be easily obtained.

そこで、H形鋼梁に大量生産される圧延H形鋼の規格品を採用するとしても、H形鋼柱には溶接H形材を使用してウエブ選定の自由度を上げれば、取りつけの対象となるRC柱5と等価な曲げ剛性をもったH形鋼柱が得られやすくなる。図2の(a)に示すように、ウエブ4wをRC柱側へ寄せれば対面空間9Aは狭くなり、高価な高強度無収縮モルタル14の消費量を抑えることができる。   Therefore, even if standard products of rolled H-beams mass-produced for H-beams are adopted, if the flexibility of web selection is increased by using welded H-beams for the H-beams, the mounting target is It becomes easy to obtain an H-shaped steel column having a bending rigidity equivalent to that of the RC column 5. As shown in FIG. 2A, if the web 4w is moved toward the RC column, the facing space 9A becomes narrower, and the consumption of the expensive high-strength non-shrink mortar 14 can be suppressed.

RC柱5とH形鋼柱4との対面距離が小さくなるほど接合部位の耐力も曲げ剛性も大きく発揮され、極めて都合がよい。それだけでなく、H形鋼梁6のウエブ6wとの芯合わせもでき、無用な剪断力やモーメントを伴うことなく他のH形鋼に水平力を伝達することができる。しかし、曲げ剛性に不足の生じるおそれがあれば、図2の(b)のように、ウエブ4wの外面側にフープ筋22を溶接し、主筋23を組んでモルタルまたはコンクリート24を打設することにより、曲げ剛性を増強する余地も確保できる。   As the facing distance between the RC column 5 and the H-shaped steel column 4 decreases, the strength and bending stiffness of the joining portion are increased, which is extremely convenient. In addition, the H-shaped steel beam 6 can be centered with the web 6w, and the horizontal force can be transmitted to other H-shaped steel beams without unnecessary shearing force or moment. However, if there is a possibility that the bending rigidity becomes insufficient, as shown in FIG. 2B, the hoop reinforcement 22 is welded to the outer surface side of the web 4w, and the mortar or concrete 24 is cast with the main reinforcement 23 assembled. Thereby, room for enhancing the bending rigidity can be secured.

以上の補強は、図4の(a)に示すように水平力が建物のx方向から作用する場合が対象である。しかし、補強の対象となる古い建物では内部がy方向に延びる壁で区切られ、居住空間としての広さが十分でない場合が多い。y方向すなわち建物の前後方向は、室内RC梁もしくは耐震壁により水平力に対抗するように設計されている例が多いので、壁を撤去して部屋を大きくすることはできないことが多い。   The above reinforcement is applied to the case where the horizontal force acts from the x direction of the building as shown in FIG. However, in an old building to be reinforced, the interior is separated by a wall extending in the y direction, and the area as a living space is often insufficient. In many cases, the y-direction, that is, the front-back direction of the building, is designed so as to oppose the horizontal force by an indoor RC beam or a shear wall, so that it is often impossible to remove the wall to enlarge the room.

前後方向の補強は、通常耐震壁を増設したり既存の壁を増厚することによって行われるが、そうすれば部屋はますます小さくなる。そこで、本考案においては、図9のように、H形鋼柱4のウエブ4wの外面側に、平面矢視T形をした鋼材25を全階上下に連なるように設ける。そのT形鋼材は、脚25aが既存RC柱5に連なり外壁面に直交した室内RC梁26Aもしくは耐震壁26Bと芯合わせされる位置でH形鋼柱4に溶接される。   Front-to-back reinforcement is usually done by adding shear walls or thickening existing walls, which makes the room even smaller. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 9, on the outer surface side of the web 4w of the H-shaped steel column 4, a steel material 25 having a T-shape as viewed in a plan view is provided so as to be continuous on all floors. The T-shaped steel member is welded to the H-shaped steel column 4 at a position where the leg 25a is continuous with the existing RC column 5 and is aligned with the indoor RC beam 26A or the earthquake-resistant wall 26B orthogonal to the outer wall surface.

このT形鋼材25が設けられると、H形鋼柱4のウエブ4wとT形鋼材25で形成されるH形が前後方向(図4の(a)中のy方向)の耐震補強柱として機能するようになる。H形鋼柱4自体は左右方向(x方向)の耐震補強柱として機能していること、T形鋼材25は継ぎ足し構造となるとはいえ地上から最上階まで通されることから、結局建物のx,y,zの三方向をカバーした三次元的補強が達成される。なお、T形鋼材25は、図4の(b)に示すように、建物の前面外壁のみならず後面外壁にも取りつけられる。   When the T-shaped steel member 25 is provided, the H-shaped formed by the web 4w of the H-shaped steel column 4 and the T-shaped steel member 25 functions as a seismic reinforcing column in the front-rear direction (y direction in FIG. 4A). I will do it. Since the H-shaped steel column 4 itself functions as a seismic strengthening column in the left-right direction (x direction), and the T-shaped steel material 25 is passed from the ground to the top floor although it has a reinforced structure, the x , Y, z are achieved in three dimensions. In addition, as shown in FIG. 4B, the T-shaped steel member 25 is attached to not only the front outer wall but also the rear outer wall of the building.

集合住宅等の各階で連続したベランダが備わっている場合には、各戸の仕切り部などにおいて、前後方向の補強をベランダの空間幅を利用して行うことができる。すなわち、図4の(b)に示すように、T形鋼材25Aの脚25aをベランダ27の幅と同じ長さにして、T形鋼材25Aを耐震壁等の延長線上に手摺り27a(図9も参照)まで張り出させておけばよい。   In a case where a continuous veranda is provided on each floor of an apartment house or the like, reinforcement in the front-rear direction can be performed by using the space width of the veranda in a partition portion of each door or the like. That is, as shown in FIG. 4 (b), the legs 25a of the T-shaped steel material 25A are set to the same length as the width of the veranda 27, and the T-shaped steel material 25A is placed on a handrail 27a (FIG. See also).

この場合、RC柱5の外面にH形鋼柱4を張りつけるだけでは十分でないことが多く、室内RC梁26Aや耐震壁26Bも補強しておくことが望ましい。図10は、一つの階における居住空間28に対して、前(図の左側)と後(図の右側)にT形鋼材25がそれぞれ取りつけられていることを示している。このような場合に、図11の(c)に示すように、床スラブ29を支持する室内RC梁26Aに対して補強が必要に応じて施される。   In this case, it is often not enough to simply attach the H-shaped steel column 4 to the outer surface of the RC column 5, and it is desirable to reinforce the indoor RC beam 26A and the earthquake-resistant wall 26B. FIG. 10 shows that T-shaped steel members 25 are attached to the front (left side in the figure) and the rear (right side in the figure) of the living space 28 on one floor, respectively. In such a case, as shown in FIG. 11C, reinforcement is applied to the indoor RC beam 26A that supports the floor slab 29 as necessary.

図11の(a)は同図(c)中のA−A線矢視断面に相当し、(b)はB−B線矢視断面に相当する。(c)のように室内RC梁26Aの側面に高強度流動化コンクリート30またはモルタルを増し打ちして拡幅梁32を形成しておく。養生後にアンボンドPC鋼棒31で締め上げて室内RC梁26Aにポストテンションを与えれば、所望する梁端曲げモーメントが確保され、結果として必要な水平耐力も得られる。このような補強により耐震壁の一つでも除去することができれば、内部空間の拡大も可能となる。   11A corresponds to a cross section taken along line AA in FIG. 11C, and FIG. 11B corresponds to a cross section taken along line BB in FIG. As shown in (c), the high-strength fluidized concrete 30 or mortar is additionally struck on the side surface of the indoor RC beam 26A to form the widened beam 32. If post-tension is applied to the indoor RC beam 26A by tightening with the unbonded PC steel bar 31 after curing, a desired beam end bending moment is secured, and as a result, a necessary horizontal strength is obtained. If even one of the earthquake-resistant walls can be removed by such reinforcement, the internal space can be expanded.

本考案に係るブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造を適用したH形鋼フレームによる鉄骨枠組を建物の外壁に適用した施工完成図。The completion drawing which applied the steel frame of the H-shaped steel frame which applied the braceless seismic reinforcement reinforced concrete construction concerning this invention to the outer wall of a building. H形鋼フレームの取付構造を示し、(a)は溶接H形鋼を鉄骨柱とした断面図、(b)はその鉄骨柱の曲げ剛性を増強した場合の断面図。The mounting structure of an H-shaped steel frame is shown, (a) is a sectional view in which a welded H-shaped steel is used as a steel column, and (b) is a cross-sectional view when the bending rigidity of the steel column is increased. 柱の水平変形を水平荷重に対して表したもので、(a)はH形鋼柱として普通鋼を使用した場合の荷重−変位図、(b)はH形鋼柱に低降伏点鋼を使用した場合の荷重−変位図。The horizontal deformation of the column is expressed with respect to the horizontal load. (A) is a load-displacement diagram when ordinary steel is used as the H-shaped steel column, and (b) is a low yield point steel for the H-shaped steel column. Load-displacement diagram when used. 耐震壁で仕切られた幾つもの部屋を備える既存集合住宅の平面矢視であり、(a)は、左右方向の水平荷重に対処させたRC造用ブレースレス耐震補強構造例、(b)はT形鋼材を用いて前後方向の水平荷重にも対処したRC造用ブレースレス耐震補強構造例。FIG. 2 is a plan view of an existing apartment house having a number of rooms partitioned by earthquake-resistant walls, where (a) is an example of a braceless seismic retrofitting structure for RC construction adapted to horizontal loads in the left and right direction, and (b) is T This is an example of a brace-less seismic retrofitting structure for RC construction that uses a shaped steel material to cope with horizontal loads in the longitudinal direction. RC造用ブレースレス耐震補強構造による強度計算モデル。A strength calculation model based on a braceless RC structure for RC construction. 既存RC柱に曲げ剛性の異なるH形鋼柱を取りつけた場合の水平方向の荷重−変位図。The load-displacement diagram in the horizontal direction when H-shaped steel columns with different bending stiffness are attached to existing RC columns. H形鋼柱と既存RC柱とを接近させた場合の一体化構造で、(a)はH形鋼柱をRC柱に被せた場合の構造図、(b)はH形鋼柱をRC柱に対面させただけの場合の構造図、(c)はケミカルアンカーに対するH形鋼柱の固定要領図。This is an integrated structure when the H-shaped steel column and the existing RC column are approached. (A) is a structural diagram when the H-shaped steel column is covered on the RC column. (B) is an H-shaped steel column. And (c) is a view showing how to fix an H-shaped steel column to a chemical anchor. 反曲点にH形鋼柱の接続部分を配置することの説明図。Explanatory drawing of arrangement | positioning of the connection part of an H-shaped steel column at a reflex point. T形鋼材をH形鋼柱のウエブ外面側に設けた取付構造断面図。Sectional drawing of the mounting structure in which a T-shaped steel material is provided on the outer surface of the web of an H-shaped steel column. T形鋼材を取りつけた場合の居住空間を取り囲む耐震壁補強構造図。The seismic wall reinforcement structure figure which surrounds the living space when a T-shaped steel material is attached. (a)は室内RC梁における端部構造詳細であって(c)中のA−A線矢視断面図、(b)は(c)中のB−B線矢視断面図、(c)は床スラブを支持している室内RC梁の断面図。(A) is a cross-sectional view taken along line AA in (c), (b) is a cross-sectional view taken along line BB in (c), and (c) is a cross-sectional view taken along line BB in (c). Is a sectional view of an interior RC beam supporting a floor slab. 柱の補強形態を表し、(a)はRC柱の断面図、(b)はRC柱の周囲を鉄筋コンクリートで補強した断面図、(c)は鉄板巻き構造とした断面図。4A and 4B are cross-sectional views of a RC column, FIG. 4B is a cross-sectional view of the RC column in which the periphery thereof is reinforced with reinforced concrete, and FIG. (a)は鉄骨枠組を内付けした場合の取付図、(b)は外付けした場合の取付図。(A) is an installation drawing when a steel frame is internally attached, and (b) is an installation drawing when it is externally attached. 既存RC造とそれに取りつけた鉄骨枠組の水平荷重による変形を示し、(a)はRC造におけるRC柱とRC梁の挙動説明図、(b)は既存RC柱と鉄骨柱とが同じように変形した場合の挙動説明図。The deformation due to the horizontal load of the existing RC structure and the steel frame attached to it is shown, (a) is an explanatory diagram of the behavior of the RC column and the RC beam in the RC structure, and (b) is the same deformation of the existing RC column and the steel column. FIG. RC造にブレース付き鉄骨枠組を外付けしたときの応力伝達を表した挙動図。The behavior diagram showing the stress transmission when the steel frame with the brace is externally attached to the RC structure.

符号の説明Explanation of reference numerals

1…RC造(RC枠組)、2…窓、3…H形鋼フレーム(鉄骨枠組フレーム)、4…柱を形成する鉄骨(H形鋼柱)、4W,4w…ウエブ、5…既存RC柱、6…梁を形成する鉄骨(H形鋼梁)、7…外壁、8…既存RC梁、9…接合部位、10…既存RC柱・H形鋼柱複合体、22…フープ筋、23…主筋、24…コンクリート、25,25A…T形鋼材、25a…脚、26A…室内RC梁、26B…耐震壁、27…ベランダ、30…高強度流動化コンクリート、31…アンボンドPC鋼棒、32…拡幅梁。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... RC construction (RC frame), 2 ... Window, 3 ... H-shaped steel frame (steel frame frame), 4 ... Steel frame (H-shaped steel column) to form a column, 4W, 4w ... Web, 5 ... Existing RC column , 6 ... steel frame (H-shaped steel beam) forming beam, 7 ... outer wall, 8 ... existing RC beam, 9 ... joining site, 10 ... existing RC column / H-shaped steel column composite, 22 ... hoop bar, 23 ... Main bar, 24 ... concrete, 25, 25A: T-shaped steel, 25a: leg, 26A: indoor RC beam, 26B: earthquake-resistant wall, 27: veranda, 30: high-strength fluidized concrete, 31: unbonded PC steel rod, 32 ... Widening beam.

Claims (7)

窓等の開口部を備える外面に一体化される鉄骨枠組により、爾後的に強化された鉄筋コンクリート造において、
前記鉄骨枠組は、ブレースを備えることなく、外壁面に位置した既存RC柱および既存RC梁に取りつけられるH形鋼フレームであり、
該H形鋼フレームは、既存RC柱の30%ないし300%の大きさにしかならない曲げ剛性、すなわちブレースを備える同等サイズの鉄骨枠組が持つ曲げ剛性に比べれば格段に小さな曲げ剛性を有したH形鋼柱を備え、
地震などにより既存RC梁やH形鋼梁から水平荷重を受けたとき既存RC柱とH形鋼柱とが同程度に変形し、両者の接合部位で付加的に発生する応力を可及的に抑えると共に、既存RC柱が降伏してもその後の変形を抑制しつつ、既存RC柱・H形鋼柱複合体の擬弾性変形域をH形鋼柱のそれに匹敵するまで確保し、かつその水平耐力が増大されていることを特徴とするブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造。
In a reinforced concrete structure reinforced afterwards by a steel framework integrated into the outer surface having an opening such as a window,
The steel frame is an H-shaped steel frame attached to existing RC columns and existing RC beams located on the outer wall surface without brace,
The H-shaped steel frame has a flexural rigidity that is only 30% to 300% of the existing RC column, that is, an H-shaped steel frame having a much smaller flexural rigidity than that of an equivalent-sized steel frame having braces. With shaped steel columns,
When a horizontal load is applied from an existing RC beam or H-shaped steel beam due to an earthquake or the like, the existing RC column and the H-shaped steel column are deformed to the same extent, and the additional stress generated at the joint between them is minimized. In addition to suppressing the deformation, even if the existing RC column yields, the subsequent deformation is suppressed, and the pseudoelastic deformation area of the existing RC column / H-shaped steel column composite is secured until it is comparable to that of the H-shaped steel column. Braceless seismic reinforced concrete structure with increased strength.
前記H形鋼柱は、そのウエブが既存RC柱側へ寄せられた溶接H形材であることを特徴とする請求項1に記載されたブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造。   The braceless seismic reinforced concrete structure according to claim 1, wherein the H-shaped steel column is a welded H-shaped material whose web is brought to the existing RC column side. 前記既存RC柱に取りつけられるH形鋼柱にはそのウエブの外面側にフープ筋が溶接され、主筋を組んでモルタルまたはコンクリートを打設することにより、曲げ剛性が増強されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載されたブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造。   The H-shaped steel column attached to the existing RC column is welded with a hoop reinforcement on the outer surface side of the web, and the bending rigidity is enhanced by driving mortar or concrete with the main reinforcement assembled. The braceless seismic retrofit reinforced concrete structure according to claim 1 or 2. 前記H形鋼柱は低降伏点鋼であり、補強柱の曲げ剛性を低下させることなく降伏曲げ耐力のみが低減され、既存RC柱の2ないし4倍程度の曲げ耐力で降伏を開始して大地震時の塑性化を促し、その際の応答応力を小さくしたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載されたブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造。   The H-shaped steel column is a low yield point steel, and only the yield strength is reduced without lowering the bending stiffness of the reinforcing column, and the yield starts when the bending strength is about 2 to 4 times that of the existing RC column. The braceless seismic reinforced concrete structure according to any one of claims 1 to 3, wherein plasticity during an earthquake is promoted, and response stress at that time is reduced. 前記H形鋼柱のウエブの外面側には、該H形鋼柱が取りつけられる既存RC柱に連なり外壁面に直交して前後方向へ延びる室内RC梁もしくは耐震壁と芯合わせされる位置で、平面矢視T形をしたT形鋼材の脚端が全階上下に連なるように接続され、建物の三次元的補強がなされていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載されたブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造。   On the outer surface side of the web of the H-shaped steel column, at a position where the H-shaped steel column is aligned with an interior RC beam or an earthquake-resistant wall that is connected to an existing RC column and extends in the front-rear direction orthogonal to the outer wall surface, The T-shaped steel member having a T-shape in a plan view is connected so as to be continuous above and below all floors, and the building is three-dimensionally reinforced. Braceless seismic reinforced concrete reinforced concrete construction described in section. 前記T形鋼材の張り出し量は、各戸のベランダ等の幅と同じ長さであることを特徴とする請求項5に記載されたブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造。   The reinforced concrete structure according to claim 5, wherein the overhang amount of the T-shaped steel material is the same as the width of a veranda or the like of each house. 前記室内RC梁もしくは既存耐震壁上のRC梁は、その側面でアンボンドPC鋼棒を高強度流動化コンクリートまたはモルタルに埋設させることにより幅を大きくされた拡幅梁としておき、アンボンドPC鋼棒にポストテンションを与えて所望する梁端曲げモーメントを確保することにより水平耐力の増強が図られていることを特徴とする請求項6に記載されたブレースレス耐震補強鉄筋コンクリート造。   The indoor RC beam or the RC beam on the existing earthquake-resistant wall is a widened beam whose width is increased by embedding an unbonded PC steel rod in high-strength fluidized concrete or mortar on the side surface, and posts the post on the unbonded PC steel rod. 7. The braceless seismic reinforced concrete structure according to claim 6, wherein the horizontal strength is enhanced by providing a desired beam end bending moment by applying tension.
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