JP3482624B2 - 建物の補強構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば既設のビル
等を建て替えずに補強するとき等に用いて好適な建物の
補強構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、老朽化したビル等の既設建物を、
耐震性の向上などを目的として、建て替えずに補強する
場合には、例えば、図７（ａ）に示すように、既設の建
物１の、互いに隣接する柱２、２と、互いに上下に位置
する梁３，３との間に、例えばＸ形のブレース４ａ、４
ａを備えた鉄骨製の補強フレーム４を取り付ける補強構
造が用いられている。

【０００３】このような補強フレーム４の形状は、これ
以外にも種々のものがあり、例えば図７（ｂ）に示すよ
うに、Ｋ形のブレース４ｂ、４ｂを備えたもの、図７
（ｃ）に示すように、コーナー部にブレース４ｃ、４ｃ
を配したもの、図７（ｄ）に示すように、ハ形のブレー
ス４ｄ、４ｄを備えたもの等がある。

【０００４】また、図７（ｅ）に示すように、パネル材
５ａ、５ａ、…によって補強壁パネル５を形成し、この
補強壁パネル５によって補強を図る構造もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の建物の補強構造には、以下のような問題
が存在する。

【０００６】まず、図７（ａ）に示した補強構造では、
ブレース４ａ、４ａがＸ形となっているため、廊下や扉
等の開口部を確保することができない。また、図７
（ｂ）に示した補強構造では、ブレース４ｂ、４ｂがＫ
形となっているため、柱２、２間のスパンと階高の寸法
によっては有効な開口部を確保できない場合がある。一
方、図７（ｃ）および（ｄ）に示した補強構造では、開
口部を確保するのが容易ではあるが、ブレース４ｃ、４
ｄの配置によって十分な耐力を発揮するのが困難であ
り、建物１の補強強度に限界がある。

【０００７】また、図７（ｅ）に示した補強構造では、
補強壁パネル５で補強した壁の耐力が、梁３の耐力によ
って制限されるため、補強後の建物１の耐力の向上には
限界がある。

【０００８】さらには、補強フレーム４や補強壁パネル
５を用いた補強構造では、これらが、建物１の全体にお
いて上下に連続して一体化されているわけではないの
で、補強後の建物１の耐力の向上には限界がある。

【０００９】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、有効な開口部を確保したうえで、耐力を十
分に向上させることのできる建物の補強構造を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
柱と梁とから構成される建物を補強するための補強フレ
ームが隣接する二本の柱間に設置されてなり、該補強フ
レームが、前記二本の柱間に位置して上下方向複数階に
わたって連続するよう設けられた第一の補強柱と、前記
柱に沿って上下方向複数階にわたって連続するよう設け
られた第二の補強柱と、前記第一の補強柱と第二の補強
柱との間に架設された補強梁と、これら第一の補強柱と
第二の補強柱と補強梁との間で斜めに延在するよう設け
られた補強ブレースとからなる建物の補強構造におい
て、前記互いに隣接する二本の柱間には一方の柱側と他
方の柱側にそれぞれ前記補強フレームが設置され、一方
の側の前記補強フレームの第一の補強柱と他方の側の前
記補強フレームの第一の補強柱とが定められた寸法を隔
てて配置され、両側の前記補強フレームの前記第一の補
強柱の間の空間は開口部として用いられ、前記補強梁は
両側の前記補強フレームの前記第一の補強柱の間に連続
するように架設されていることを特徴としている。

【００１１】

【００１２】 請求項２に係る発明は、柱と梁とから構
成される建物を補強するための補強フレームが隣接する
二本の柱間に設置されてなり、該補強フレームが、前記
二本の柱間に位置して上下方向複数階にわたって連続す
るよう設けられた第一の補強柱と、前記柱に沿って上下
方向複数階にわたって連続するよう設けられた第二の補
強柱と、前記第一の補強柱と第二の補強柱との間に架設
された補強梁と、これら第一の補強柱と第二の補強柱と
補強梁との間で斜めに延在するよう設けられた補強ブレ
ースとからなる建物の補強構造において、前記第一の補
強柱と前記第二の補強柱が設けられていない側の柱との
間には開口部が確保され、前記補強フレームの下端部に
は、前記第一の補強柱から前記第二の補強柱が設けられ
ていない側の柱に向けて斜め上方に延出して該柱と前記
梁との接合部に接続された曲げ戻しブレースが配設され
ていることを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る建物の補強構
造の第一および第二の実施の形態を、図１ないし図６を
参照して説明する。

【００１４】［第一の実施の形態］ここでは、通路や扉
等のための開口部が、例えば柱間のスパンの中央部に位
置する場合の例を用いて説明する。図１に示すように、
既設の建物１０は、例えば鉄骨造で、柱１１、１１、…
と、梁１２、１２、…とからなるラーメン構造となって
いる。

【００１５】図２に示すように、このような建物１０を
補強するため、その断面両側には、それぞれ鉄骨製の補
強フレーム１５、１５が二組ずつ配設された構成となっ
ている。

【００１６】図２および図３に示すように、各補強フレ
ーム１５は、互いに隣接する柱１１、１１間に配置され
た二本の間柱（第一の補強柱）１６と、柱１１、１１に
沿うよう配設された添柱（第二の補強柱）１７と、各階
の床１８の下方に配設された補強梁１９と、斜めに延在
する補強ブレース２０とから概略構成されている。

【００１７】図３（ｂ）に示すように、間柱１６は、各
階の床１８に形成された穴１８ａを貫通し、上下方向複
数階にわたって連続するよう設けられている。

【００１８】一方、添柱１７は、各階の床１８に形成さ
れた穴１８ｂを貫通し、上下方向複数階にわたって連続
するよう設けられている。そして、図３（ａ）に示すよ
うに、この添柱１７は、平面視したときに梁１２の一方
の側に配置されており、他方の側に、剛性バランスをと
るための添柱２２が配設されている。図４に示すよう
に、これら添柱１７、２２は、それぞれに取り付けられ
たスタッドボルト２４と、既設の柱１１にアンカー２５
によって固定された鉄筋２６と、添柱１７、２２と柱１
１との間に充填された無収縮モルタル２７とによって柱
１１に一体化されている。

【００１９】図３（ｂ）に示したように、補強梁１９
は、添柱１７、間柱１６間に架設されており、さらに両
側の補強フレーム１５、１５の間柱１６、１６間にも連
続するよう架設されている。図５に示すように、この補
強梁１９は、各階の床１８の下面に位置する梁１２に沿
って、その一方の側に配置されており、スタッドボルト
２８と、床１８の下面に打設されたアンカー筋２９と、
スパイラル筋３０と、これらの間に充填された無収縮モ
ルタル３１とによって、梁１２に一体化されている。

【００２０】図３（ｂ）に示したように、補強ブレース
２０は、床１８に形成された穴１８ｂを通して、間柱１
６と補強梁１９との接合部と、添柱１７と直下階の補強
梁１９との接合部との間に架設されている。

【００２１】このようにして、建物１０の端部に位置す
る柱１１、１１間には、そのスパンの両側に補強フレー
ム１５、１５が設置された構成となっている。そして、
双方の補強フレーム１５、１５の間柱１６、１６間の空
間が通路や扉等の開口部３５として用いられるようにな
っている。

【００２２】このような構成の補強フレーム１５、１５
を既設の建物１０に設置するには、各階の床１８に穴１
８ａ、１８ｂを形成し、ここに間柱１６、添柱１７、補
強ブレース２０を通して各補強フレーム１５を組み立て
ればよい。

【００２３】上述した建物１０の補強構造では、補強フ
レーム１５が互いに隣接する二本の柱１１、１１間に設
置され、この補強フレーム１５が、二本の柱１１、１１
間に位置して上下方向に連続する間柱１６と、柱１１に
沿って上下方向に連続する添柱１７と、これら間柱１
６、添柱１７間に架設された補強梁１９と、これら間柱
１６、添柱１７、補強梁１９間に架設された補強ブレー
ス２０とからなる構成とされている。このようにして、
補強フレーム１５が上下方向に連続した構造となってい
るため、補強フレーム１５単体で高い耐力を有したもの
となり、したがって既設の建物１０を有効に補強してそ
の耐震性を向上させることができる。しかもこの補強フ
レーム１５が架構として閉じた構造となっているため、
既存の建物１０の躯体への強度的な影響が少ないという
利点もある。

【００２４】しかも、この補強フレーム１５は、平面視
すると梁１２の片側に設置された構成となっているが、
この補強フレーム１５を構成する添柱１７と梁１２を挟
んで対向する位置にも添柱２２が設置された構成となっ
ているので、その剛性バランスをとることができる。

【００２５】また、補強フレーム１５が、互いに隣接す
る一方の柱１１側と他方の柱１１側とに設置され、双方
の間柱１６、１６どうしが所定寸法隔てて配置された構
成となっている。これにより、柱１１、１１のスパンの
中央に通路や扉等の開口部３５を確保することができ
る。

【００２６】［第二の実施の形態］次に、例えば通路や
扉等のための開口部が柱間のスパンの端部に位置する場
合の例を用いて説明する。これらの図において、前記第
一の実施の形態と共通する構成については同一符号を付
し、その説明を省略する。

【００２７】図６に示すように、建物１０を補強するた
めの補強フレーム４０は、互いに隣接する柱１１、１１
間に位置して、上下方向複数階にわたって連続する間柱
（第一の補強柱）４１と、一方の柱１１に沿って延在す
る添柱（第二の補強柱）４２と、例えば２階毎に、間柱
４１と添柱４２との間に床１８の下面に沿うよう架設さ
れた補強梁４３と、これら間柱４１、添柱４２、補強梁
４３の間に例えばＸ形に架設された補強ブレース４４と
から構成されている。

【００２８】添柱４２は、前記添柱１７（図４参照）と
同様にして柱１１と一体化されている。また、補強梁４
３は、前記補強梁１９（図５参照）と同様にして梁１２
と一体化されている。

【００２９】そして、建物１０の使用上、最下層まで間
柱４１が架設できない場合には、このような補強フレー
ム４０の下端部において、間柱４１の下端部と、添柱４
２が設けられていない側の柱１１との間には、間柱４１
側から斜め上方に向けて延在する曲げ戻しブレース４５
が架設されている。

【００３０】このような補強フレーム４０においては、
間柱４１と、添柱４２が無い側の柱１１との間に、通路
や扉等の開口部５０が確保されるようになっている。

【００３１】上述した建物１０の補強構造では、補強フ
レーム４０が互いに隣接する二本の柱１１、１１間に設
置され、この補強フレーム４０が、互いに隣接する柱１
１、１１間に位置して上下方向に連続する間柱４１と、
一方の柱１１に沿って延在する添柱４２と、間柱４１、
添柱４２間に架設された補強梁４３と、これら間柱４
１、添柱４２、補強梁４３間に架設された補強ブレース
４４とからなる構成とされている。これにより、前記第
一の実施の形態における補強フレーム１５と同様に、補
強フレーム４０が上下方向に連続した構造となっている
ため、既設の建物１０を有効に補強してその耐震性を向
上させることができる。しかもこの補強フレーム４０が
架構として閉じた構造となっているため、既存の建物１
０の躯体への強度的な影響が少ないという利点もある。

【００３２】そして、補強フレーム４０の下端部には、
添柱４２が設けられていない側の柱１１に向けて斜め上
方に延出して柱１１と梁１２との接合部に接続された曲
げ戻しブレース４５が配設された構成となっている。こ
れにより、補強フレーム４０の上方から下方に向けて伝
わる軸力を曲げ戻しブレースを介して建物１０のメイン
フレームである柱１１に曲げ戻すことができる。したが
って、この補強フレーム４０を、建物１０の最下部にま
で連続させて設けることなく、途中階から上方にのみ設
置する構造とすることができる。

【００３３】なお、上記第一および第二の実施の形態に
おいて、補強フレーム１５、４０を設置する位置は、建
物１０の端部に限るものではなく、中央部、あるいは外
周部などであってもよい。また、これら補強フレーム１
５の構造、例えば補強梁１９、４３の設置間隔や、補強
ブレース２０、４４の形式については何ら限定するもの
ではない。

【００３４】さらに、これら補強フレーム１５、４０に
よって補強する建物１０については、その構造を問うも
のではなく、またもちろん新設の建物にも同様にして適
用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る建
物の補強構造によれば、補強フレームを互いに隣接する
二本の柱間に設置し、該補強フレームを、二本の柱間に
位置して上下方向に連続する第一の補強柱と、柱に沿っ
て上下方向に連続する第二の補強柱と、第一の補強柱と
第二の補強柱との間に架設した補強梁と、これら第一の
補強柱と第二の補強柱と補強梁との間に設けた補強ブレ
ースとからなる構成とした。このようにして、補強フレ
ームが上下方向に連続した構造となっているため、補強
フレーム単体で高い耐力を有し、したがって建物の既
設、新設を問わず、これを有効に補強してその耐震性を
向上させることができる。しかもこの補強フレームが架
構として閉じた構造となっているため、建物が既存のも
のである場合にも、既存の建物の躯体への強度的な影響
が少ないという利点もある。さらには、互いに隣接する
二本の柱間に、一方の柱側と他方の柱側にそれぞれ補強
フレームを設置し、双方の第一の補強柱どうしを所定寸
法隔てて配置する構成とした。これにより、柱間のスパ
ンの中央に通路や扉等の開口部を確保することができ
る。

【００３６】

【００３７】請求項２に係る建物の補強構造によれば、
補強フレームの下端部に、斜め上方に延出して、第二の
補強柱が設けられていない側の柱と梁との接合部に接続
した曲げ戻しブレースを配設する構成とした。これによ
り、補強フレームの上方から下方に向けて伝わる軸力を
曲げ戻しブレースを介して建物のメインフレームである
柱に曲げ戻すことができる。したがって、この補強フレ
ームを、建物の最下部にまで連続して設けることなく、
途中階から上方にのみ設置する構造とすることができ
る。また、補強フレームの第一の補強柱と、第二の補強
柱が沿っていない側の柱との間に通路や扉等の開口部を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建物の補強構造を適用する建物の
一例を示す立断面図である。

【図２】図１に示した建物に補強フレームを設置した状
態を示す立断面図である。

【図３】前記補強フレームの要部を示す平断面図および
立断面図である。

【図４】同補強フレームを構成する第二の補強柱と建物
の柱との取り合いを示す平断面図である。

【図５】同補強フレームを構成する補強梁と建物の床梁
との取り合いを示す立断面図である。

【図６】本発明に係る建物の補強構造の他の一例を示す
立断面図である。

【図７】従来の建物の補強構造の例を示す立面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 建物 １１ 柱 １２ 梁 １５、４０ 補強フレーム １６、４１ 間柱（第一の補強柱） １７、４２ 添柱（第二の補強柱） １９、４３ 補強梁 ２０、４４ 補強ブレース ４５ 曲げ戻しブレース

フロントページの続き (72)発明者 山中 昌一 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−7065（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−3886（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−136502（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04G 23/02 E04H 9/02 301,311

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱と梁とから構成される建物を補強する
   ための補強フレームが隣接する二本の柱間に設置されて
   なり、該補強フレームが、前記二本の柱間に位置して上
   下方向複数階にわたって連続するよう設けられた第一の
   補強柱と、前記柱に沿って上下方向複数階にわたって連
   続するよう設けられた第二の補強柱と、前記第一の補強
   柱と第二の補強柱との間に架設された補強梁と、これら
   第一の補強柱と第二の補強柱と補強梁との間で斜めに延
   在するよう設けられた補強ブレースとからなる建物の補
   強構造において、 前記互いに隣接する二本の柱間には一方の柱側と他方の
   柱側にそれぞれ前記補強フレームが設置され、一方の側
   の前記補強フレームの第一の補強柱と他方の側の前記補
   強フレームの第一の補強柱とが定められた寸法を隔てて
   配置され、両側の前記補強フレームの前記第一の補強柱
   の間の空間は開口部として用いられ、前記補強梁は両側
   の前記補強フレームの前記第一の補強柱の間に連続する
   ように架設されていることを特徴とする建物の補強構
   造。
2. 【請求項２】 柱と梁とから構成される建物を補強する
   ための補強フレームが隣接する二本の柱間に設置されて
   なり、該補強フレームが、前記二本の柱間に位置して上
   下方向複数階にわたって連続するよう設けられた第一の
   補強柱と、前記柱に沿って上下方向複数階にわたって連
   続するよう設けられた第二の補強柱と、前記第一の補強
   柱と第二の補強柱との間に架設された補強梁と、これら
   第一の補強柱と第二の補強柱と補強梁との間で斜めに延
   在するよう設けられた補強ブレースとからなる建物の補
   強構造において、前記第一の補強柱と前記第二の補強柱が設けられていな
   い側の柱との間には開口部が確保され、 前記補強フレー
   ムの下端部には、前記第一の補強柱から前記第二の補強
   柱が設けられていない側の柱に向けて斜め上方に延出し
   て該柱と前記梁との接合部に接続された曲げ戻しブレー
   スが配設されていることを特徴とする建物の補強構造。