JP3731682B2 - 既存建物の免震化工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存の建物に免震装置を介装して免震建物にする際に適用される、既存建物の免震化工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、耐震性に対する意識の高まりから、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造、ＳＲＣ造あるいは鉄骨造等の各種の既に存在する建物において、免震装置を特定の階に増設することにより、建物全体あるいはその一部を免震建物にしたいといった要請が増加しつつある。このような既存建物の免震化は、一般に建物の基礎部分（軸力材）や特定の階層の柱（軸力材）の柱頭、中間あるいは柱脚に、免震装置を新たに挿入することによってなされるために、上記柱等を一旦切断する必要がある。
ところが、上記既存建物の内部においては、常時一般業務や作業が行なわれているために、当該建物を免震化させるに際しては、極力上記平常業務を妨げないようにしてその施工を行なうことが強く要望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、このような既存建物の免震化工法として、例えば免震化施工を行なうべき特定の階層間、例えば上下階の梁や床スラブ間に仮設の軸力支持部材を多数本配設して、当該軸力支持部材によって上記階層における軸力を一旦支持させた後に、上記階層の柱を免震装置を介装すべき位置で切断し、次いで上記柱の切断部位に免震装置を挿入して据え付けた後に、上記軸力支持部材を撤去する工法が提案されている。
しかしながら、上記従来の既存建物の免震化工法にあっては、仮設する軸力支持部材として一階層間分の長さ寸法を有する長尺のものを使用する必要があるために、座屈を防止するためには外径寸法も大きなものとせざるを得ず、この結果各々の軸力支持部材が大型となってその搬入および仮設等の作業が大掛かりとなり、施工に多大の手間を要するという問題点があった。
【０００４】
また、柱の切断工事を考慮すると、上記軸力支持部材を柱から充分に離間した位置に仮設する必要があり、よってこれらの軸力支持部材が上述した建物内における平常業務の妨げになるとともに、上記軸力支持部材の柱頭部と柱脚部におけるパンチングシャーを防止するために、当該部分に別途周辺補強を行なわなければならず、この結果上記軸力支持部材を仮設するための補強工事にも、多くの手間を必要とするといった問題点があった。
さらに、柱の切断部位に免震装置を挿入した後には、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業を行なう必要があり、さらには上記周辺補強の撤去に伴う駄目工事も発生するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の既存建物の免震化工法が有する課題を有効に解決すべくなされたもので、建物内における平常業務の妨げとなることなく、簡易な作業で容易かつ短期間に当該建物の免震化を図ることが可能となる既存建物の免震化工法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る既存建物の免震化工法は、免震装置を挿入すべき範囲に、当該免震装置が挿通可能な開口部が形成されるとともに周方向に分割された管状部材によって上記軸力材を囲繞し、次いで上記管状部材の分割部分を互いに接合した後に、上記免震装置を挿入すべき範囲を残して上記軸力材と上記管状部材との間に硬化性充填剤を注入して固化させ、次いで上記免震装置を挿入すべき範囲の上記軸力材を切断し、上記軸力材の切断部位に上記免震装置および当該免震装置と上記軸力材の切断面との間に押圧手段を挿入し、上記押圧手段によって上記管状部材に作用する応力を低減化させた後に、さらに上記管状部材の上記硬化性充填剤が充填されていない部分の外周を切断することにより、上記管状部材を上下方向に分離させることを特徴とするものである。
【０００８】
この際に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の既存建物の免震化工法において管状部材を切断した後に、さらに当該切断部を間に挟む上記管状部材の上下端部に、それぞれ隙間を介して対向するフランジを接合することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１に記載の発明にあっては、軸力材の周囲に配設された管状部材によって、上記軸力を仮支持させることにより、上記軸力材を切断して免震装置を挿入することができる。ここで、上記管状部材は、予め周方向に分割されているために、現場への搬入や既存の上記軸力材への据え付けが容易であり、また免震装置を挿入した後は、外周を切断して上下方向に分離させるのみでよいために、撤去作業が不要となる。
そして、上記免震装置の挿入後に、上記管状部材の外周を切断して上下方向に分離させることにより、上記軸力材の所望箇所に免震装置が介装された耐震建物になる。
【００１１】
また特に、軸力材の切断部位に免震装置を挿入した後に、上記免震装置と軸力材の切断面との間に押圧手段を介装して上記管状部材に作用する応力を低減化させているので、一時的に管状部材に過度の応力が作用して軸変形を生じたり、あるいは作業途上において上記管状部材に局部座屈が生じたりするおそれがない。
さらに、請求項２に記載の発明にあっては、上記請求項１に記載の既存建物の免震化工法において管状部材を切断した後に、さらに切断部の管状部材の上下端部に、それぞれ隙間を介して対向するフランジを接合しているので、万一激しい地震が発生した際に免震装置が軸力材から外れるようなことがあっても、上記フランジ同士が当接して軸力を支持することができるため、いわゆるフェールセーフ機能を有することになって好適である。
【００１３】
このように、上記請求項１または２に記載の発明によれば、免震装置を介装する作業が極めて容易であり、しかも短期間にこれを行なうことが可能となる。また、いずれも免震装置を介装すべき軸力材の周囲で上記作業を行なうことができるため、従来の工法のように上記軸力材から充分に離間した位置に軸力支持部材を仮設する必要が全く無く、よって建物内における平常業務の妨げとなることがないうえに、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業も不要となる。さらに、追加の補強作業や、当該周辺補強の撤去に伴う駄目工事も必要無くなるために、作業の大幅な省力化も達成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態１】
図１および図２は、本発明に係る既存建物の免震化工法を、ＲＣ造の既存建物の柱の中間部に免震装置を介装する場合に適用した第１の実施形態を説明するための工程図である。
この免震化工法においては、先ず図１に示すように、既存建物１のＲＣ造の柱（軸力材）２の外周の全周に、免震装置を挿入すべき位置に上記免震装置の高さ寸法よりも幾分大きな間隙Ｗを残して増し打ちコンクリート３、３を打設する。この際に、予め上記柱２の外周面に目荒らし処理を施しておくことにより、上記増し打ちコンクリート３、３との付着性を向上させる。また、この目荒らしに代えて、柱２にシアコネクターを取付けてもよく、さらにはこのシアコネクターと上記目荒らしとを併用してもよい。
また、上記増し打ちコンクリート３、３を打設する際に、間隙Ｗを形成する型枠プレート６、６に上記間隙Ｗ側に開口する多数の袋ナット（アンカー）７…を立設しておき、また上記プレート６、６間に複数本の仮設サポート（支持部材）４を介装しておく。このようにして、上記増し打ちコンクリート３を固化させることにより、上記柱２に作用する軸力を、増し打ちコンクリート３およびプレート６を介して仮設サポート４によって支持させる。
【００１５】
そこで次に、図中点線で示すように、上記免震装置を挿入すべき範囲の柱２を切断し、図２に示すように、上記間隙Ｗから柱２の切断部位に例えば積層ゴムからなる免震装置５を挿入した後に、そのフランジ側から挿通させたボルト８を上記袋ナット７に螺合させることにより、上記免震装置５を柱２に据え付ける。このようにして、上記免震装置５を挿入すべき階層の全ての柱２に対して、上記免震装置５を挿入して定位置に据え付けた後に、上記仮設サポート４を切断して撤去する。そして、上記柱の周囲に、図示されない外壁等を施工することにより、上記既存建物に対する免震化工事が完了する。
なお、上記仮設サポート４に代えて、増し打ちコンクリート３の打設後に、上記プレート６、６間に油圧ジャッキ（支持部材）等を介装してもよく、これによれば、免震装置５を挿入した後の支持部材の撤去作業を一層容易に行なうことが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態２】
また、図３〜図５は、本発明に係る既存建物の免震化工法の第２の実施形態における工程を示すもので、図１および図２に示したものと同一構成部分については、同一符号を付して、その説明を簡略化する。
この実施形態の免震化工法においては、先ず図３に示すように、予め免震装置を挿入すべき柱（軸力材）２の外周面に目荒らし処理を施し、次いでこの柱２の外周に、周方向に２分割された分割部材１０’、１０’を配設して柱２を囲繞した後に、互いの接合部１１を溶接によって接合、一体化させることにより円管（管状部材）１０とする。ここで、上記円管１０の免震装置を介装すべき高さ位置には、この免震装置が挿通可能な開口部１２が形成されており、さらに上記円管１０の所定位置には、後述する免震装置５の据え付け用ボルト１７を締めつけるための開口部１８が形成されている。また、上記円管１０には、この開口部１２の上下位置に、それぞれ円環状のモルタル封鎖板１３、１４が接合されており、これらモルタル封鎖板１３の上面およびモルタル封鎖板１４の下面には、それぞれ上記開口部１２側に開口する複数本の袋ナット（アンカー）１５…が立設されている。
【００１７】
次いで、上記モルタル封鎖板１３上方の柱２と円管１０との間、および上記モルタル封鎖板１４下方の柱２と円管１０との間に、それぞれ高強度モルタル（硬化性充填剤）１６を注入して硬化させることにより、上記高強度モルタル１６を介して柱２と円管１０とを一体化させる。このようにして、柱２に作用する軸力を、上記高強度モルタル１６を介して円管１０によって支持した後に、上記開口部１２から図中点線で示す柱２の免震装置を挿入すべき部位を切断する。
そして次に、図４および図５に示すように、上記柱２の切断部位に上記免震装置５を挿入し、開口部１２、１８から同様にしてそのフランジ側から挿通させたボルト１７を上記袋ナット１５に螺合させて締め付けることにより、免震装置５を固定する。そして、上記免震装置５を挿入すべき階層の全ての柱２に対して当該免震装置５を挿入して据え付けた後に、図６に示すように、上記円管１０の上記高強度モルタル１６が充填されていない部分の外周を帯状に切断して、切断端部１０ａ、１０ｂを互いに離間させることにより、上記円管１０を上下方向に分離させる。
次いで、上記柱の周囲に、同様にして図示されない外壁等を施工することにより、上記既存建物に対する免震化工事が完了する。
【００１８】
このように、第１の実施形態に示した既存建物の免震化工法によれば、柱２の外周に打設した増し打ちコンクリート３およびこの増し打ちコンクリート３の上下面間に介装した仮設サポート４によって上記柱２に作用する軸力を仮支持させることにより、上記柱２を切断してその切断部位に免震装置５を挿入することができるために、上記仮設サポート４としては、上記免震装置５の高さ寸法よりも幾分長い程度のもので足り、よって小径の仮設サポート４や油圧ジャッキといった簡便で搬送が容易なものを用いることができるために、柱２の切断作業、仮設サポート４等の支持部材の取付けおよびその撤去作業等が極めて容易である。
また、第２の実施形態における免震化工法にあっては、柱２の周囲に配設された円管１０によって、上記柱２に作用する軸力を仮支持させることにより、上記柱２を切断して免震装置５を挿入することができる。この際に、上記円管１０は、予め周方向に２分割されているために、現場への搬入が容易であり、また免震装置５を挿入した後は、外周を切断して上下方向に分離させるのみでよいために、撤去作業が不要となるといった利点がある。
【００１９】
そして、いずれの場合においても、上記免震装置５の挿入後に、上記仮設サポート４を撤去するか、あるいは上記円管１０の外周を切断して上下方向に分離させることにより、容易に、かつ短期間で上記柱２の中間位置に免震装置が介装された耐震建物に改装することができる。また、いずれも免震装置５を介装すべき柱２の周囲において、当該柱２の補強作業も含めた全ての作業を行なうことができるため、従来の工法のように上記柱２から離間した位置に、多数本の大径かつ長尺な軸力支持部材を仮設する必要が全く無く、よって建物内における平常業務の妨げとなることがないうえに、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業も不要となり、さらに追加の補強作業や、当該周辺補強の撤去に伴う駄目工事も必要無くなるために、作業の大幅な省力化も達成することができる。
【００２０】
加えて、免震装置５を挿入すべき全ての柱２に対して免震装置５を挿入した後に、上記仮設サポート４の撤去または上記円管１０の切断を行なっているので、仮に免震化の作業中に地震が発生したような場合においても、一部の柱２の仮設サポート４や円管１０に過度な軸力が作用するといったことがなく、よって免震化の作業途上における万全の安全性が得られる。
【００２１】
また、図７は、上記第２の実施形態の変形例を示すもので、この免震化工法においては、上述した柱２の切断部位に免震装置５を挿入した後に、上記免震装置５と柱２の切断面との間にモルタル注入装置（押圧手段）２０を介装して、注入ホース２０ａから上記モルタル注入装置２０内に高圧のモルタルを注入する。これにより、上記円管１０に作用する応力を解除したうえで、図６に示すように、上記円管１０の高強度モルタル１６が充填されていない部分の外周を切断して上記円管１０を上下方向に分離させる。
したがって、この免震化工法によれば、上記第２の実施形態が奏する作用効果に加えて、さらに柱２の切断部位に免震装置５を挿入した後に、上記免震装置５と柱２の切断面との間にモルタル注入装置２０を介装して上記円管１０に作用する応力を解除しているので、一時的に円管１０に過度の応力が作用することによって軸変形を生じたり、あるいは作業途上において上記円管１０に局部座屈が生じたりするおそれがない。
【００２２】
さらに、図８は、上記第２の実施形態における他の変形例を示すもので、この免震化工法は、上記円管１０を切断した後に、さらにその切断部を間に挟む上記円管１０の上下端部１０ａ、１０ｂに、それぞれ隙間を介して対向するフランジ２１、２１を接合したものである。
このような既存建物の免震化工法によれば、円管１０を切断した後に、さらに切断部の上下端部１０ａ、１０ｂに、それぞれ隙間を介して対向するフランジ２１、２１を接合しているので、万一激しい地震が発生した際に免震装置５が柱２から外れるようなことがあっても、上記フランジ２１、２１同士が当接して軸力を支持することができるため、フェールセーフ機能を奏することができる。
【００２３】
なお、上記第１の実施形態においては、免震装置５を挿入するための間隙Ｗを残した柱２の全周にわたって増し打ちコンクリート３、３を打設した場合についてのみ説明したが、これに限るものではなく、例えば図９に示す変形例のように、柱２の一対の側面２ａ、２ａに、免震装置を挿入すべき範囲を残して当該側面に立設した多数のアンカー２２…を介して増し打ちコンクリート２３を打設するとともに、これら増し打ちコンクリート２３の両側部間に、それぞれ支持部材２４を介装して柱２の軸力を支持させた後に、上記柱２の所定位置を切断して、図中矢印で示すように、上記柱２の増し打ちコンクリート２３が打設されていない側面２ｂ側から上記免震装置５を挿入するようにしてもよい。
ちなみに、このような免震化工法によれば、増し打ちコンクリート２３の打設作業や、免震装置５の挿入作業等が一層容易になるという利点がある。
【００２４】
また、上記実施の形態の説明においては、いずれも免震装置５を柱２の中間部に介装する場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、上記柱２の柱頭あるいは脚柱に介装する場合にも、同様に適用することが可能であり、さらには柱２に限らず、各種の軸力材に免震装置を挿入する際に、広く使用することができる。
さらに、円管１０を構成する分割部材１０’についても、２分割のみならず３分割や４分割のものでもよく、対象とする既存建物についても、ＲＣ造のもののみならず、ＳＲＣ造や鉄骨造等の各種の既存建物の免震化にも同様に適用することが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２に記載の本発明に係る既存建物の免震化工法によれば、免震装置を介装すべき軸力材の周囲において、当該軸力材の補強作業も含めた全ての作業を行なうことができるため、従来の工法のように上記柱等から離間した位置に軸力支持部材を仮設する必要が全く無く、よって建物内における平常業務の妨げとなることがないうえに、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業も不要となり、さらに追加の補強作業や、当該周辺補強の撤去に伴う駄目工事も必要無くなるために、作業の大幅な省力化を図ることができて、容易にかつ短期間で既存の建物を上記軸力材の所望位置に免震装置が介装された耐震建物に改装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態において柱の周囲に増し打ちコンクリートを打設した状態を示す縦断面図である。
【図２】図１の柱を切断して免震装置を挿入した状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態において柱の周囲に円管を配設した状態を示す縦断面図である。
【図４】図３の柱を切断して免震装置を挿入した状態を示す縦断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線視断面図である。
【図６】図５の円管を切断した状態を示す側面図である。
【図７】上記第２実施形態の変形例において、柱と免震装置との間に押圧手段を介装した状態を示す要部の縦断面図である。
【図８】上記第２実施形態の他の変形例において、円管にフランジを接合した状態を示す要部の縦断面図である。
【図９】上記第１実施形態の変形例を示す平断面図である。
【符号の説明】
１ 既存建物
２ 柱（軸力材）
３、２３ 増し打ちコンクリート
４ 仮設サポート（支持部材）
５ 免震装置
１０ 円管（管状部材）
１０ａ、１０ｂ 円管の端部
１２ 開口部
１６ 高強度モルタル（硬化性充填剤）
２０ モルタル注入装置（押圧手段）
２１ フランジ
２４ 支持部材

Claims (2)

1. 既存建物の軸力材の所望の部位に、免震装置を介装するための工法であって、上記免震装置を挿入すべき範囲に、当該免震装置が挿通可能な開口部が形成されるとともに周方向に分割された管状部材によって上記軸力材を囲繞し、次いで上記管状部材の分割部分を互いに接合した後に、上記免震装置を挿入すべき範囲を残して上記軸力材と上記管状部材との間に硬化性充填剤を注入して固化させ、次いで上記免震装置を挿入すべき範囲の上記軸力材を切断し、上記軸力材の切断部位に上記免震装置および当該免震装置と上記軸力材の切断面との間に押圧手段を挿入し、上記押圧手段によって上記管状部材に作用する応力を低減化させた後に、さらに上記管状部材の上記硬化性充填剤が充填されていない部分の外周を切断することにより、上記管状部材を上下方向に分離させることを特徴とする既存建物の免震化工法。
2. 請求項１に記載の既存建物の免震化工法において、上記管状部材を切断した後に、さらに当該切断部を間に挟む上記管状部材の上下端部に、それぞれ隙間を介して対向するフランジを接合することを特徴とする既存建物の免震化工法。

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