JP3513731B2 - 既設建物の補強構造 - Google Patents

既設建物の補強構造

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【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
等の耐震性を向上させるときに用いて好適な既設建物の
補強構造に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、既設のビル等の建物を補強するに
は、柱梁間に鉄骨製の補強ユニットを配設したり、柱梁
に沿って鉄骨製の補強フレームを配する等、種々の補強
構造が用いられている。 【0003】このような補強構造の一種として、補強す
べき建物が耐震壁等のコンクリート壁を備えているもの
である場合には、既設のコンクリート壁の一面側あるは
両面側に鉄筋を配筋してコンクリートを増打ちすること
によって、コンクリート壁を補強するものがある。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の既設建物の補強構造には、以下のような
問題が存在する。すなわち、図5に示すように、耐震壁
等のコンクリート壁を鉄筋コンクリートで補強しても、
コンクリート壁と、柱梁からなるフレームとを比較する
と、その変形性能が合わないという問題がある。これ
は、地震等により過大な水平外力が作用したときには、
フレーム(図中線イ)よりもコンクリート壁(図中線
ロ)の方が少ない変形量δで最大耐力Qに達してしまう
ために、コンクリート壁が先行して崩壊してしまう。こ
の結果、既設建物全体の耐震性能を有効に向上させるこ
とが困難となってしまっている。本発明は、以上のよう
な点を考慮してなされたもので、耐震性能を大幅に向上
させることのできる既設建物の補強構造を提供すること
を課題とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
既設建物を補強するため、鋼板が、前記建物を構成する
コンクリート壁の両面に沿って、それぞれその外周部を
該コンクリート壁の周囲に位置する柱梁に固定されて配
設され、かつ前記各鋼板には、その上部および下部を除
く中間部に上下方向に延在するスリットが一以上形成さ
れ、前記鋼板間に挟まれた前記コンクリート壁には、そ
の上部および下部を除く中間部に、上下方向に延在しか
つ前記鋼板に形成されている前記スリットと対応する位
置に、スリットが一以上形成されていることを特徴とし
ている。 【0006】 【0007】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る既設建物の補
強構造の実施の形態の一例を、図1ないし図4を参照し
て説明する。図1ないし図3において、符号1は例えば
鉄筋コンクリート造のラーメン構造からなる既設建物、
2は柱、3は梁、4は耐震壁(コンクリート壁)であ
る。 【0008】これらの図に示すように、このような既設
建物1を補強するために、耐震壁4にはその両面に鋼板
5、5が配設されている。 【0009】図2および図3に示すように、各鋼板5
は、その外周部の四辺が断面L字状のアングル材6、
6、…を介して柱2、梁3に固定されている。耐震壁4
を挟んでその両側に位置するアングル材6、6どうし
は、鋼板5、5および耐震壁4を貫通する貫通ボルト・
ナット7によって一体に連結されている。そして、各ア
ングル材6の鋼板5と直交する面には、その長手方向に
沿って所定間隔毎にスタッド9、9、…が一体に設けら
れ、これと対向する柱2、梁3には例えばエポキシアン
カー10、10、…等のアンカー部材が打ち込まれてい
る。さらにこれら各アングル材6と柱2、梁3との間に
はモルタル11等が充填されており、これによって各鋼
板5がアングル材6、6、…を介して周囲の柱2、梁3
に固定されている。 【0010】図3に示したように、各鋼板5には、水平
方向所定間隔、例えば250mm毎に、上下方向に延在す
るスリット13、13、…が形成されている。各スリッ
ト13は、鋼板5の上下方向において中央部近傍に形成
されている。そして、スリット13、13、…の上端
部、下端部、および中間部には、それぞれ水平方向に延
在する補強プレート15が取り付けられている。耐震壁
4および鋼板5、5を挟んで対向するこれら補強プレー
ト15、15も、アングル材6と同様、貫通ボルト・ナ
ット7によって一体に連結されている。 【0011】なお、ここで、耐震壁4の両側の柱2、2
に沿って位置する前記アングル材6は、スリット13に
対応した位置を除いたその上下部分のみがスタッド9、
エポキシアンカー10、モルタル11によって固定され
ている。 【0012】このようにして設けられた鋼板5、5間に
挟まれた既設の耐震壁4には、水平方向所定間隔、例え
ば1000〜1200mm毎に、上下方向に延在するスリ
ット17、17が形成されている。各スリット17は、
上下方向において鋼板5のスリット13と対応する位置
に形成されており、その耐震壁4の両面側に貫通して形
成されている。 【0013】このような構成からなる既設建物1の耐震
壁4の補強構造において、耐震壁4は、その中間部4A
がスリット17、17、…によりいわば短冊状の柱が複
数並設された形態となっており、いわゆる一枚物となっ
ている上部4B、下部4Cに比較してその耐力が低くな
っている。また、各鋼板5についても同様に、スリット
13、13、…が形成されている中間部5Aが短冊状の
板材が複数並設された形態となっており、その上部5
B、下部5Cに比較してその耐力が低くなっている。 【0014】上記補強構造を既設建物1に施すには、ま
ず耐震壁4にスリット17、17、…を形成した後、予
めスリット13、13、…を形成しておいた鋼板5、5
をアングル材6、6、…で柱2、梁3に固定し、さらに
補強プレート15、15、…を取り付ければよい。した
がって、その施工を容易に行うことができる。 【0015】上記補強構造を適用して補強した既設建物
1に、地震等により過大な外力が入力された場合、その
水平方向の荷重により、まず、鋼板5、5、間に挟まれ
た耐震壁4がスリット17、17、…の形成されている
中間部4Aから先行降伏してその耐力を失う。しかし、
この耐震壁4は鋼板5、5間に挟まれているので、降伏
した後においても、これがいわば鋼板5、5間に充填さ
れているかのごとく作用して、各鋼板5がその厚さ方向
に変形して座屈するのを抑えるようになっている。さら
に水平方向荷重が増大すると、鋼板5、5が、スリット
13、13、…の形成されている中間部5Aから先行降
伏しその耐力を失う。 【0016】図4に示すように、このようなメカニズム
で降伏する耐震壁4は、その耐力が、柱2および梁3か
らなるフレームと比較すると、その変形性能、すなわち
変形量δと最大耐力Qとの関係がマッチしたものとな
る。ここで、図4において符号ハで示す線は鋼板5、5
で補強した耐震壁の変形性能、符号ニで示す線は柱2お
よび梁3からなるフレームの変形性能を示している。 【0017】上述した既設建物1の補強構造では、耐震
壁4の両面に沿って鋼板5、5が設けられ、かつ各鋼板
5には上下方向に延在するスリット13、13、…が所
定間隔ごとに形成された構成となっている。このように
して既設の耐震壁4を鋼板5、5で挟み込むことによ
り、その耐力および靭性を向上させることができ、この
結果、耐震壁4と、柱2および梁3からなるフレームと
の変形性能のマッチングを図って、既設建物1全体の耐
震性を従来よりも大幅に向上させることができる。この
ときに、鋼板5に形成されているスリット13、13、
…によって、鋼板5の中間部5Aの剛性を上部5B、下
部5Cよりも低く設定することができ、これによって、
地震等により過大な水平荷重が作用したときには中間部
5Aを先行降伏させることができる。このようなスリッ
ト13の間隔や長さ等を適宜に設定することによって、
鋼板5、5で補強する耐震壁4と、柱2および梁3から
なるフレームとのバランスを最適に設定することが可能
となり、既設建物1の耐震性をより効果的に向上させる
ことができる。 【0018】また、鋼板5、5間に挟まれた耐震壁4に
上下方向に延在するスリット17、17、…が形成され
た構成となっている。このように耐震壁4にもスリット
17を形成することによって、地震等により過大な水平
荷重が作用したときには、この耐震壁4をスリット17
が形成されている中間部4Aから先行降伏させることが
でき、この点においても補強後の耐震壁4の剛性を調整
することができる。さらに、降伏した後の耐震壁4は、
鋼板5、5間に挟み込まれているので、これがいわば鋼
板5、5間に充填されているかのごとく作用し、各鋼板
5がその厚さ方向に変形して座屈するのを抑えることが
できる。 【0019】なお、上記実施の形態において、鋼板5、
5による補強は、既設建物1の全ての耐震壁4に施して
もよいし、また例えば既設建物1のコア部のみ、あるい
は外周部のみ等、一部の耐震壁4に施すようにしてもよ
い。また、耐震壁4だけでなく、通常のコンクリート壁
についても、同様にして補強することができるのはいう
までもない。さらに、鋼板5に形成するスリット13、
耐震壁4に形成するスリット17については、その間隔
や長さを限定するものではなく、補強後の耐震壁4の剛
性を調整するために適宜設定すればよい。加えて、図3
中、二点鎖線で示すように、耐震壁4だけでなく柱2や
梁3にも例えば鋼板20等を巻き付けて補強を施す場合
には、エポキシアンカー10に代えてスタッドを設ける
ようにする。 【0020】 【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る既
設建物の補強構造によれば、既設建物のコンクリート壁
の両面に沿ってそれぞれ鋼板を取り付け、かつ各鋼板に
上下方向に延在するスリットを一以上形成する構成とし
た。このようにして既設のコンクリート壁を鋼板で挟み
込むことにより、コンクリート壁の耐力および靭性を向
上させることができ、コンクリート壁と、柱梁からなる
フレームとの変形性能のマッチングを図って既設建物全
体としての耐震性を向上させることができる。このとき
に、鋼板にスリットが形成されているので、鋼板のこの
部分の剛性を他の部分よりも低く設定することができ、
地震等により過大な水平荷重が作用したときには、鋼板
のスリットを形成した部分を先行降伏させることができ
る。このようなスリットの間隔や長さ等を適宜に設定す
ることによって、鋼板で補強するコンクリート壁とフレ
ームとのバランスを最適に設定することが可能となり、
この結果、既設建物の耐震性をより効果的に向上させる
ことができる。 【0021】また、鋼板間に挟まれたコンクリート壁
に、上下方向に延在するスリットを一以上形成し、その
スリットの位置を鋼板に形成したスリットに対応させる
構成となっている。このようにコンクリート壁にもスリ
ットを形成することによって、地震等により過大な水平
荷重が作用したときには、このコンクリート壁のスリッ
トの部分から先行降伏させることができ、この点におい
ても補強後のコンクリート壁の剛性を調整することがで
きる。さらに、降伏した後のコンクリートは、鋼板間に
挟み込まれているので、これがいわば鋼板間に充填され
ているかのごとく作用し、各鋼板がその厚さ方向に変形
して座屈するのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る既設建物の補強構造の一例を示す
立面図である。 【図2】図1の側断面図である。 【図3】図1の一部を拡大して示す立面図および平面図
である。 【図4】前記補強構造におけるコンクリート壁とフレー
ムの変形性能を示す図である。 【図5】従来の既設建物の補強構造におけるコンクリー
ト壁とフレームの変形性能を示す図である。 【符号の説明】 1 既設建物 4 耐震壁(コンクリート壁)4A 中間部 4B 上部 4C 下部 5 鋼板5A 中間部 5B 上部 5C 下部 13、17 スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04G 23/02 E04B 2/56 643 E04B 2/86 611 E04H 9/02 321

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 既設建物を補強するため、鋼板が、前記
    建物を構成するコンクリート壁の両面に沿って、それぞ
    れその外周部を該コンクリート壁の周囲に位置する柱梁
    に固定されて配設され、かつ前記各鋼板には、その上部
    および下部を除く中間部に上下方向に延在するスリット
    が一以上形成され、 前記鋼板間に挟まれた前記コンクリート壁には、その上
    部および下部を除く中間部に、上下方向に延在しかつ前
    記鋼板に形成されている前記スリットと対応する位置
    に、スリットが一以上形成されていることを特徴とする
    既設建物の補強構造。
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