JP3851563B2 - Frame reinforcement structure and its construction method - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設建物における梁柱架構の剛性と耐力を増加させる架構補強構造及びその施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
耐震性が不充分であると判定された既設建物に対して、梁と柱とから形成される梁柱架構の架構内面に面材である枠付きの鉄骨ブレースや補強壁を増設し、各層の剛性と耐力を増加させる架構補強構造が一般的に存在している。
【0003】
例えば、図4に示すように、従来の架構補強構造1’’では、梁柱架構10’’と鉄骨ブレース20’’の枠組21’’との間を充填材7’’により充填するとともに、当該梁柱架構10’’と鉄骨ブレース20’’との間で地震時等に発生するせん断応力等を十分に伝達させるために所定間隔でアンカー鉄筋8’’を既存躯体に打設し、梁柱架構10’’と充填材7’’の接合性を高めている構造が採用されている。なお、符号31’’は、枠組21’’と充填材7’’の接合性を高めるためのスタッドボルトであり、符号32’’は、梁柱架構10’’と鉄骨ブレース20’’との接合部に発生する割裂を防止するためのスパイラル筋を示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の架構補強構造1’’は、既設建物の梁柱架構10’’に多数のアンカー鉄筋8’’を打設することから、次のような問題を有していた。
(1)架構補強構造1’’の構築作業は、既設建物を使用しながらの作業となるが、アンカー鉄筋8’’を打設する際に、騒音、振動、粉塵が発生するため、当該既設建物の使用者の生活環境に与える影響が非常に大きい。
また、梁柱架構10’’の架構内面にモルタル等の仕上げ材が塗布されている場合があるが、仕上げ材を残したままであると、充填材7’’の付着力及び摩擦力が低減するため、当該仕上げ材を除去する必要があり、この場合にも騒音、振動、粉塵が発生してしまう。
(2)梁柱架構10’’のコンクリート強度が小さい場合には、打設したアンカー鉄筋8’’が所定のせん断耐力や引抜耐力を発揮できないため、梁柱架構10’’と鉄骨ブレース20’’との間における応力伝達が不十分となることがある。
(3)梁柱架構10’’に多数のアンカー鉄筋8’’を打設することは、多少なりとも柱や梁に損傷を与えることになり、柱や梁の断面が小さい場合には特に深刻な影響を及ぼすことになる。
(4)梁柱架構10’’と鉄骨ブレース20’’の間隙に充填されている充填材7’’にブリージングや気泡が発生し、施工後における当該梁柱架構10’’と鉄骨ブレース20’’の接合部に隙間が形成されることで一体性が損なわれ、付着力及び摩擦力が低減することがある。
【0005】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、梁柱架構と面材との接合部の強度と剛性を高めて確実に接合することが可能であり、かつ容易に施工を行うことが可能となる架構補強構造及びその施工方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の架構補強構造は、立設する2本の柱と前記2本の柱に横設されている上下の梁とを備えている梁柱架構の架構内面に、面材を固着した架構補強構造であって、前記梁柱架構を構成する前記上下の梁及び前記2本の柱の少なくとも一部における架構内面側には所定数の凹部が穿設され、かつ、前記凹部には前記面材と接合されている連結部材が挿設されており、前記面材と前記梁柱架構の間の目地部及び前記凹部に固化材が充填されることにより、前記梁柱架構と前記面材とが一体化されていることを特徴としている。
【0007】
ここで、面材とは、高い剛性を有するブレース及び壁等の部材であり、枠付きの鉄骨ブレース、鉄筋コンクリート壁、プレキャストコンクリート壁等を用いることが好適である。
また、凹部の形状、寸法及び数等は、面材と梁柱架構の接合部における要求性能に依存し、梁柱架構から面材へのせん断力の伝達に必要となる接合力に対して定められるものである。なお、凹部は、梁柱架構を構成する前記上下の梁及び前記2本の柱の少なくとも一部に設けるものであればよく、2本の柱の側面(架構内面)、下梁の上面又は上梁の下面に設けてもよい。
【0008】
また、連結部材は、梁柱架構と面材を連結して、ダボ効果を発揮させるために設けるものであり、ネジ部が形成されている鉄筋や、全ネジ鋼棒等を用いることが、施工作業を行う上で好適である。
さらに、固化材は、充填後に硬化して面材と梁柱架構を接合することができる材料であればよく、モルタル、コンクリート及びプレミックスタイプのセメント系グラウト材、又は、エポキシ樹脂等の樹脂製の接着剤などを用いることが好適である。
【0009】
本発明の架構補強構造では、凹部内に挿設された連結部材の周囲で硬化した固化材と当該連結部材とが一体となることにより、梁柱架構と面材の間でせん断力を伝達するためのシアキーが形成されると共に、固化材を周囲に纏った連結部材がダボ筋として機能する。そして、このシアキーにより、梁柱架構と面材との接合部における摩擦効果及び付着効果が高められ、接合部での変位が大きくなるにつれて連結部材のダボ効果が発揮される。従って、本発明によれば、シアキーとダボ筋の複合効果で、梁柱架構と面材との一体性を確保することができることから、終局時においても良好なせん断伝達特性を確保することができる。
【0010】
また、前記架構補強構造において、前記面材は、H形鋼を前記梁柱架構の構面内強軸方向となるように配置した四周枠組と、前記四周枠組に接合された斜材とを備えており、前記四周枠組におけるH形鋼を所定数に分割して形成するとともに、分割形成されている前記H形鋼を接合するために前記梁柱架構の架構内面と向い合うフランジ面に設けられている添板と、前記添板を前記H形鋼に定着させるための定着具とをシアキーとして兼用するものであってもよい。
ここで、添板にはスプライスプレート、定着具にはボルトやリベット等を用いることが好適である。
【0011】
本発明によれば、H形鋼を接合するために梁柱架構の架構内面と向い合うフランジ面に設けられている添板と、前記添板を前記H形鋼に定着させるための定着具とが凹凸を形成し、シアキーとして作用することから、当該フランジ面における変位の発生が防止され、確実に梁柱架構と面材との一体性を確保することが可能となる。
【0012】
また、前記架構補強構造において、前記面材は、四周枠組と前記四周枠組に接合された斜材とを備えており、前記四周枠組における、前記梁柱架構の架構内面と向い合う面に、所定数のシアキーを設けるものであってもよい。
ここで、シアキーは、鉄筋、アングル材、あるいは、フラットバーなどを四周枠組における、梁柱架構の架構内面と向い合う面に、所定間隔等で溶接することにより設けることができる。
また、四周枠組の形状には特に制限はなく、H形鋼、I形鋼、溝形鋼或いは箱形断面形状の鋼材等を用いることができる。
【0013】
本発明によれば、四周枠組における、梁柱架構の架構内面と向い合う面に、所定数のシアキーが設けられていることから、四周枠組のシアキーが設けられている面での変位の発生が防止され、確実に梁柱架構と面材との一体性を確保することができる。
【0014】
さらに、本発明の架構補強構造の施工方法は、立設する2本の柱と前記2本の柱に横設されている上下の梁とを備えている梁柱架構の架構内面に、面材を固着することにより両者を一体とする、以下の工程を含むことを特徴とするものであり、本施工方法を採用することにより、容易にその施工を行うことができる。
(1)前記梁柱架構を構成する前記上下の梁及び前記2本の柱の少なくとも一部における架構内面側に、所定数の凹部を穿設する凹部穿設工程。
(2)前記梁柱架構の架構内面に沿って面材を配置する面材配置工程。
(3)連結部材を前記凹部に挿設して前記面材と接合するとともに、前記面材と前記梁柱架構の間の目地部及び前記凹部に固化材を充填する固化材充填工程。
【0015】
また、本発明の架構補強構造の施工方法は、立設する2本の柱と前記2本の柱に横設されている上下の梁とを備えている梁柱架構の架構内面に、面材を固着することにより両者を一体とする、以下の工程を含むことを特徴とするものであり、本施工方法を採用することにより、容易にその施工を行うことができる。
(1)前記梁柱架構を構成する前記上下の梁及び前記2本の柱の少なくとも一部における架構内面側に、所定数の凹部を穿設する凹部穿設工程。
(2)予め前記面材と接合されている連結部材を前記凹部に挿設しながら、前記梁柱架構の架構内面に沿って面材を配置する面材配置工程。
(3)前記面材と前記梁柱架構の間の目地部及び前記凹部に固化材を充填する固化材充填工程。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明において正面視とは、図1の方向から見た場合をいう。
また、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
【0017】
[架構補強構造]
図1及び図2に示すように、架構補強構造1は、既設建物の梁柱架構10と、その架構内面に固着されている枠付きの鉄骨ブレース20(面材)とから構成されている。
【0018】
梁柱架構10は、既存建物の柱11,12及び梁13,14から構成されており、所定間隔で立設されている左右の柱11,12と上下に横設されている梁13,14とが剛接合されたラーメン構造となっている。
そして、下梁14の上面における中央部近傍の所定位置には複数の円柱状の凹部14aが穿設されており、上梁13の下面には、所定間隔で丸穴13aが穿設されている。
なお、前記凹部14aの孔径は後記ダボ鉄筋5(連結部材)の径の2.5倍〜3倍、孔の深さは、ダボ鉄筋5の3倍〜4倍程度に形成することが好適である。
【0019】
鉄骨ブレース20は、梁柱架構10の剛性および耐力を増加させるための構造部材であり、枠組21と斜材27とから構成されている。この枠組21は、上下及び左右のH形鋼からなる枠部材22〜25を、正面視で口字形状となるように四周枠組として形成したものである。
前記枠組21における下枠部材23の下フランジ23aにおける所定位置には、梁柱架構10の前記凹部14aに挿設されるダボ鉄筋5を挿通するための貫通孔23bが穿設されている。
【0020】
また、前記斜材27もH形鋼であり、枠組21を形成する上枠部材22の中央部と、当該枠組21の左右の下隅角部の間にそれぞれ接合されており、正面視で倒立したV字形状を呈している。
なお、前記枠組21において、枠組21を形成する各枠部材22〜25の所定位置にスタッドボルトを溶接して設けてもよい。
【0021】
前記架構補強構造1では、前記枠組21の梁柱架構10の架構内面側のフランジ22a〜25aが、当該梁柱架構10の架構内面に当接するように配設されており、当該枠組21を構成する各枠部材22〜25が梁柱架構10の構面内強軸方向に配置されている。そして、ネジが切られている複数のダボ鉄筋5が、枠組21における下枠部材23の複数の貫通孔23bを通って、梁柱架構10における下梁14の凹部14aに挿設されており、当該下枠部材23の下フランジ23aにナット6により定着されている。さらに、前記梁柱架構10の架構内面と鉄骨ブレース20を形成する各枠部材22〜25の架構内面側のフランジ22a〜25aの間における目地部29、及び、前記凹部14aには、固化材7が介装及び充填されており、これにより両者が一体化されている。
【0022】
また、図3に示すように、本発明の架構補強構造1’は、前記鉄骨ブレース20’を構成する枠部材22’〜25’(符号21’は枠組)と斜材27’のH形鋼を所定数に分割して形成するとともに、継手を構成するスプライスプレート31〜35(添板)と高力ボルト36〜38(定着具)により接合する構造とするものであってもよい(斜材27’は、V字形状に設けられている)。分割して形成されているH形鋼の接合部の両部材間に跨って設けられている前記スプライスプレート31〜35は、ウエブ22c’の両側面及び上下のフランジ面22a’,22b’を挟持するようにそれぞれ設けられている。
その中の前記梁柱架構10の架構内面と向い合うフランジ22a’〜25a’面に設けられているスプライスプレート31と、当該スプライスプレート31を前記H形鋼に定着させるための高力ボルト36は凹凸部を形成し、シアキーとしての作用を果たしている。そのため、この架構補強構造1’により、当該H形鋼のフランジ22a’〜25a’面での変位の発生が防止され、確実に梁柱架構10’と鉄骨ブレース20’との一体性を確保することができる。
【0023】
なお、前記H形鋼において、梁柱架構10’の架構内面と向い合うフランジ22a’〜25a’面に、鉄筋、アングル材、あるいは、フラットバーなどを所定間隔で溶接することによっても、当該H形鋼のフランジ22a’〜25a’面での変位の発生が防止され、確実に梁柱架構10’と鉄骨ブレース20’との一体性を確保することができる(図示せず)。
【0024】
[施工方法]
次に、本発明に係る前記架構補強構造1の施工方法を図1等を参照して説明する。
本施工方法は、(1)凹部穿設工程、(2)面材配置工程及び(3)固化材充填工程から構成されている。
【0025】
(1)凹部穿設工程
本工程は、梁柱架構10を構成する下梁14の上面に複数の凹部14aを穿設する作業を行う工程であり、既存の方法で行うことができる。
【0026】
(2)面材配置工程
本工程は、梁柱架構10の架構内面に沿って鉄骨ブレース20を配置する作業を行う工程である。
具体的には、梁柱架構10の架構内面に沿って枠組21を設け、斜材27を当該枠組21に接合することで、当該梁柱架構10の架構内面に鉄骨ブレース20を配置する作業を行う。
【0027】
(3)固化材充填工程
本工程は、ダボ鉄筋5を凹部14a部に挿設することにより鉄骨ブレース20と接合するとともに、当該鉄骨ブレース20と梁柱架構10の間の目地部29及び前記凹部29に固化材7を充填する作業を行う工程である。
具体的には、枠組21における下枠部材23の貫通孔23bを通して、梁柱架構10の下梁14の凹部14aにダボ鉄筋5を挿通し、当該下枠部材23の下フランジ23aにナット6により定着させる。
そして、梁柱架構10と鉄骨ブレース20の目地部29の周囲に型枠(図示せず)を設置し、当該目地部29及び凹部14aに固化材7を充填して両者を一体化する。
その後、所定期間養生を行い、型枠を脱型することにより作業を終了する。
【0028】
なお、前記面材配置工程において、予め所定数のスタッドボルト(連結部材)が溶接されている鉄骨ブレースを用い、当該スタッドボルトを凹部に挿設しながら、梁柱架構の架構内面に沿って鉄骨ブレースを配置した後に、固化材充填工程において、前記鉄骨ブレースと梁柱架構の間の目地部等に固化材を充填することもできる。
【0029】
以上のように、本発明の架構補強構造1では、凹部14aに挿設されたダボ鉄筋5の周囲で硬化した固化材7と当該ダボ鉄筋5とが一体となり、梁柱架構10と鉄骨ブレース20の間でせん断力を伝達するためのシアキーが形成される。そして、このシアキーにより、梁柱架構10と鉄骨ブレース20との接合部における摩擦効果及び付着効果が高められ、接合部での変位が大きくなるにつれてダボ鉄筋5のダボ効果が発揮される。従って、本発明によれば、シアキーとダボ鉄筋5の複合効果で、梁柱架構10と鉄骨ブレース20との一体性を確保することができることから、終局時においても、良好なせん断伝達特性を確保することができる。
従って、アンカー鉄筋を打設することなく、梁柱架構10の架構内面に仕上材が塗布されている場合であっても除去する必要がないことから、作業時において、騒音、振動、粉塵が発生することを防止することができ、既設建物を使用しながら作業を行うことができる。また、仕上材を除去する必要がないことから、作業に伴って発生する廃棄物を減少させることができる。
【0030】
また、多数のアンカー鉄筋を打設しないため、既設の梁柱架構の架構内面に損傷を与えることを防止できるとともに、工期の短縮及び作業費用の低減を実現することができる。
また、梁柱架構10の下梁14に凹部14aを形成して、当該凹部14aにダボ鉄筋5を挿設することにより作業が可能となるため、施工時の精度が厳格に要求されないため、施工性を大幅に改良することができる。
さらに、鉄骨ブレース20の枠組21を構成する枠部材22〜25が梁柱架構10の構面内強軸方向に配置されているため、当該枠組21の面内剛性が高くなり、変形を小さくすることができる。従って、梁柱架構10と鉄骨ブレース20を接合した状態において、枠組21の変形により両者が離間することを防止することができる。その結果、梁柱架構10と鉄骨ブレース20との接合部におけるせん断伝達性能を高めることが可能となる。
【0031】
なお、本発明の架構補強構造1において、梁柱架構10の架構内面に増設される面材は、前記実施形態の鉄骨ブレース20に限定されるものではなく、鉄筋コンクリート造の耐震壁(以下、「RC耐震壁」という、図示せず)を用いることが可能である。
例えば、RC耐震壁を設ける場合には、以下の施工手順で行うことができる。
まず、梁柱架構の凹部に、ダボ鉄筋を仮固定し、当該凹部に固化材注入用のホースを配設する。
次に、前記RC耐震壁の配筋を通常の手順で行い、その周囲に型枠を設置して、コンクリートを打設する。
そして、コンクリートの充填が不十分である未充填箇所及び前記凹部に固化材を注入する(凹部への固化材の注入は前記ホースにより行う)。
【0032】
さらに、前記の場合において、RC耐震壁は、プレキャストコンクリート部材を用い(分割して形成されているものでもよい)、既存の方法で、梁柱架構10の架構内面に増設することもできる。
【0033】
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。特に、梁柱架構、面材、連結部材及び固化材の形状、寸法、材質(材料)等は、施工現場の状況に応じて適切に定める必要があることは言うまでもない。
【0034】
【発明の効果】
本発明の架構補強構造によれば、梁柱架構と面材との接合部の強度と剛性を高めて確実に接合することにより、地震時等に発生するせん断応力等を十分に伝達させることが可能となるとともに、容易に施工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の架構補強構造を示す正面断面図である。
【図2】図1におけるX−X断面図である。
【図3】本発明の架構補強構造の他の実施形態を示す正面断面図である。
【図4】従来の架構補強構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
1,1’ 架構補強構造
5 ダボ鉄筋(連結部材)
6 ナット
7 固化材
10 梁柱架構
11,12 柱
13,14 梁
14a 凹部
20,20’ 鉄骨ブレース(面材)
21,21’ 枠組
22〜25,22’〜25’ 枠部材
22a〜25a,22a’〜25a’ フランジ
27,27’ 斜材
31〜35 スプライスプレート(添板)
36〜38 高力ボルト(定着具)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a frame reinforcement structure that increases the rigidity and proof stress of a beam-column frame in an existing building, and a construction method thereof.
[0002]
[Prior art]
For existing buildings that have been judged to be insufficient in earthquake resistance, steel braces with frames and reinforcement walls, which are face materials, will be added to the inner surface of the beam column structure formed from beams and columns. There are generally frame reinforcement structures that increase stiffness and yield strength.
[0003]
For example, as shown in FIG. 4, in the conventional frame reinforcing structure 1 ″, the space between the beam column frame 10 ″ and the frame 21 ″ of the steel brace 20 ″ is filled with the filler 7 ″. In order to sufficiently transmit the shear stress generated in the event of an earthquake or the like between the beam column frame 10 ″ and the steel brace 20 ″, anchor reinforcing bars 8 ″ are driven into the existing frame at predetermined intervals, and the beam A structure is adopted in which the bondability between the column frame 10 ″ and the filler 7 ″ is enhanced. Reference numeral 31 ″ denotes a stud bolt for improving the joining property of the frame 21 ″ and the filler 7 ″, and reference numeral 32 ″ denotes the beam column frame 10 ″ and the steel brace 20 ″. The spiral muscle for preventing the splitting which generate | occur | produces in a junction part is shown.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional frame reinforcing structure 1 '' has the following problems because a large number of anchor reinforcing bars 8 '' are placed on the beam column frame 10 '' of the existing building.
(1) The construction work of the frame reinforcement structure 1 '' is performed while using the existing building, but noise, vibration, and dust are generated when the anchor rebar 8 '' is placed. The impact on the living environment of building users is very large.
Also, a finishing material such as mortar may be applied to the inner surface of the beam column frame 10 ″, but if the finishing material remains, the adhesion and frictional force of the filler 7 ″ will be reduced. Therefore, it is necessary to remove the finishing material, and in this case, noise, vibration, and dust are generated.
(2) When the concrete strength of the beam column frame 10 ″ is low, the anchor reinforcing bar 8 ″ that has been placed cannot exhibit the predetermined shear strength or pullout strength, so the beam column frame 10 ″ and the steel brace 20 ′ 'Stress transfer to and from may be insufficient.
(3) Placing a large number of anchor rebars 8 ″ on the beam column 10 ″ will damage the column or beam to some extent, especially when the cross section of the column or beam is small. Will have a significant impact.
(4) Breathing or bubbles are generated in the filler 7 '' filled in the gap between the beam column frame 10 '' and the steel brace 20 '', and the beam column frame 10 '' and the steel brace 20 'after construction are formed. By forming a gap at the joint of ', the integrity may be impaired, and the adhesion and frictional force may be reduced.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and it is possible to increase the strength and rigidity of the joint portion between the beam column frame and the face material, and to perform the construction with ease. It is an object of the present invention to provide a frame reinforcing structure and a construction method thereof.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a frame reinforcing structure of the present invention is provided on a frame inner surface of a beam column frame including two columns to be erected and upper and lower beams horizontally disposed on the two columns. A frame reinforcing structure in which a face member is fixed, and a predetermined number of recesses are formed on the inner surface side of the upper and lower beams and at least a part of the two columns constituting the beam column frame, and A connecting member joined to the face material is inserted into the concave portion, and the joint portion between the face material and the beam pillar frame and the concave portion are filled with a solidifying material, whereby the beam The column frame and the face material are integrated.
[0007]
Here, the face material is a member such as a brace and a wall having high rigidity, and it is preferable to use a steel brace with a frame, a reinforced concrete wall, a precast concrete wall, or the like.
In addition, the shape, size, number, etc. of the recesses depend on the required performance at the joint between the face member and the beam column frame, and are determined for the bond force necessary for transmitting the shear force from the beam column frame to the frame member. It is what The concave portion may be provided in at least a part of the upper and lower beams and the two columns constituting the beam column frame, the side surfaces (frame inner surface) of the two columns, the upper surface of the lower beam, or the upper side. You may provide in the lower surface of a beam.
[0008]
In addition, the connecting member is provided to connect the beam column frame and the face material to exert the dowel effect, and it is possible to use a reinforcing bar with a threaded portion or a fully threaded steel bar. It is suitable for performing work.
Further, the solidifying material may be any material that can be cured after filling and can join the face material and the beam column structure, and is made of a resin such as mortar, concrete and premix type cement grout material, or epoxy resin. It is preferable to use an adhesive or the like.
[0009]
In the frame reinforcing structure of the present invention, the solidified material hardened around the connecting member inserted in the recess and the connecting member are integrated to transmit a shear force between the beam column frame and the face member. For this reason, a shear key is formed, and a connecting member around the solidified material functions as a dowel bar. The shear key enhances the friction effect and the adhesion effect at the joint between the beam column frame and the face material, and exhibits the dowel effect of the connecting member as the displacement at the joint increases. Therefore, according to the present invention, it is possible to ensure the integrity of the beam column frame and the face material by the combined effect of the shear key and the dowel reinforcement, and therefore it is possible to ensure a good shear transmission characteristic even at the final time. .
[0010]
Further, in the frame reinforcing structure, the face material includes a four-frame frame in which H-shaped steel is arranged so as to be in the strong axis direction in the frame surface of the beam column frame, and a diagonal member joined to the four-frame frame. The H-shaped steel in the four-frame frame is divided into a predetermined number and formed on a flange surface facing the frame inner surface of the beam column frame for joining the divided H-shaped steel. The accessory plate and the fixing tool for fixing the accessory plate to the H-shaped steel may also be used as a shear key.
Here, it is preferable to use a splice plate for the accessory plate and a bolt or a rivet for the fixing tool.
[0011]
According to the present invention, a joining plate provided on a flange surface facing a frame inner surface of a beam column frame for joining H-section steel, and a fixing tool for fixing the attachment plate to the H-section steel, Since it forms irregularities and acts as a shear key, the occurrence of displacement on the flange surface is prevented, and it is possible to ensure the integrity of the beam column frame and the face material.
[0012]
Further, in the frame reinforcing structure, the face material includes a four-frame frame and a diagonal member joined to the four-frame frame, and a predetermined surface is provided on a surface facing the frame inner surface of the beam column frame in the four-frame frame. A number of shear keys may be provided.
Here, the shear key can be provided by welding a reinforcing bar, an angle member, a flat bar, or the like to a surface of the quadruple frame frame facing the frame inner surface of the beam column frame at a predetermined interval.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the shape of a quadrilateral frame frame, H-section steel, I-section steel, a channel-shaped steel, or steel materials with a box-shaped cross section shape etc. can be used.
[0013]
According to the present invention, since a predetermined number of shear keys are provided on the surface facing the frame inner surface of the beam column frame in the four-frame frame, the occurrence of displacement on the surface on which the shear key of the four-frame frame is provided. Thus, the integrity of the beam column frame and the face material can be ensured.
[0014]
Furthermore, the construction method of the frame reinforcing structure according to the present invention includes a surface material on a frame inner surface of a beam column frame including two columns to be erected and upper and lower beams horizontally disposed on the two columns. It is characterized by including the following steps to unite both by fixing, and by employing this construction method, the construction can be easily performed.
(1) A recess drilling step of drilling a predetermined number of recesses on the inner surface side of the frame in at least a part of the upper and lower beams and the two columns constituting the beam column frame.
(2) A face material arrangement step of arranging a face material along the frame inner surface of the beam column frame.
(3) A solidifying material filling step in which a connecting member is inserted into the recess and joined to the face material, and the joint material between the face material and the beam column frame and the recess are filled with a solidifying material.
[0015]
Further, according to the construction method of the frame reinforcing structure of the present invention, a surface material is provided on a frame inner surface of a beam column frame including two columns to be erected and upper and lower beams horizontally disposed on the two columns. It is characterized by including the following steps to unite both by fixing, and by employing this construction method, the construction can be easily performed.
(1) A recess drilling step of drilling a predetermined number of recesses on the inner surface side of the frame in at least a part of the upper and lower beams and the two columns constituting the beam column frame.
(2) A face material arrangement step of arranging a face material along a frame inner surface of the beam column frame while inserting a connecting member, which is previously bonded to the face material, into the recess.
(3) A solidifying material filling step of filling a joint material between the face material and the beam column frame and the concave portion with a solidifying material.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the following description, the front view refers to a case when viewed from the direction of FIG.
In the description of each embodiment, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
[0017]
[Reinforcement structure]
As shown in FIGS. 1 and 2, the frame reinforcing structure 1 includes a beam column frame 10 of an existing building, and a steel brace 20 (face material) with a frame fixed to the inner surface of the frame.
[0018]
The beam column frame 10 is composed of columns 11 and 12 and beams 13 and 14 of an existing building, and left and right columns 11 and 12 standing upright at predetermined intervals, and beams 13 and 14 horizontally installed vertically. The frame structure is rigidly joined.
A plurality of cylindrical recesses 14a are drilled at a predetermined position near the center of the upper surface of the lower beam 14, and round holes 13a are drilled at a predetermined interval on the lower surface of the upper beam 13. .
In addition, the hole diameter of the recess 14a is preferably 2.5 to 3 times the diameter of the dowel reinforcing bar 5 (connecting member) described later, and the hole depth is preferably about 3 to 4 times that of the dowel reinforcing bar 5. is there.
[0019]
The steel brace 20 is a structural member for increasing the rigidity and proof stress of the beam post frame 10 and is composed of a frame 21 and a diagonal member 27. This frame 21 is formed by forming frame members 22 to 25 made of top and bottom and left and right H-shaped steels as a quadrilateral frame so as to form a mouth shape when viewed from the front.
A through-hole 23b is formed at a predetermined position on the lower flange 23a of the lower frame member 23 in the frame 21 for inserting the dowel reinforcing bar 5 inserted into the recess 14a of the beam column structure 10.
[0020]
The diagonal member 27 is also an H-shaped steel, and is joined between the center portion of the upper frame member 22 forming the frame 21 and the left and right lower corners of the frame 21 and is inverted in front view. It has a V shape.
In the frame 21, stud bolts may be provided by welding at predetermined positions of the frame members 22 to 25 forming the frame 21.
[0021]
In the frame reinforcing structure 1, flanges 22 a to 25 a on the frame inner surface side of the beam column frame 10 of the frame 21 are disposed so as to contact the frame inner surface of the beam column frame 10. The frame members 22 to 25 are arranged in the strong axis direction in the composition plane of the beam column structure 10. The plurality of dowel reinforcing bars 5 that are threaded are inserted into the recesses 14 a of the lower beam 14 in the beam column frame 10 through the plurality of through holes 23 b of the lower frame member 23 in the frame 21. The lower frame member 23 is fixed to the lower flange 23 a by the nut 6. Further, the solidified material 7 is provided in the joint portion 29 between the frame inner surface of the beam column frame 10 and the flanges 22a to 25a on the frame inner surface side of the frame members 22 to 25 forming the steel brace 20, and the recess 14a. Are interposed and filled so that both are integrated.
[0022]
Further, as shown in FIG. 3, the frame reinforcing structure 1 'of the present invention includes frame members 22' to 25 '(reference numeral 21' is a frame) constituting the steel brace 20 'and an H-section steel of an oblique member 27'. May be divided into a predetermined number and joined with splice plates 31 to 35 (attachment plates) and high-strength bolts 36 to 38 (fixing tools) constituting the joint (oblique material). 27 'is provided in a V-shape). The splice plates 31 to 35 provided between both members of the H-shaped steel joint portion formed in a divided manner sandwich both side surfaces of the web 22c ′ and the upper and lower flange surfaces 22a ′ and 22b ′. Each is provided.
Among them, a splice plate 31 provided on the surfaces of the flanges 22a ′ to 25a ′ facing the frame inner surface of the beam column frame 10, and a high-strength bolt 36 for fixing the splice plate 31 to the H-shaped steel are as follows. Concave and convex portions are formed to serve as a shear key. Therefore, the frame reinforcing structure 1 ′ prevents the occurrence of displacement on the flanges 22a ′ to 25a ′ of the H-shaped steel, and ensures the integrity of the beam column frame 10 ′ and the steel brace 20 ′. be able to.
[0023]
In addition, in the H-shaped steel, a steel bar, an angle member, a flat bar, or the like is welded to the flanges 22a ′ to 25a ′ facing the frame inner surface of the beam column frame 10 ′ at a predetermined interval. Generation of displacement on the flanges 22a ′ to 25a ′ of the shape steel is prevented, and the integrity of the beam column frame 10 ′ and the steel brace 20 ′ can be reliably ensured (not shown).
[0024]
[Construction method]
Next, a construction method of the frame reinforcing structure 1 according to the present invention will be described with reference to FIG.
This construction method is composed of (1) a recess drilling step, (2) a face material arranging step, and (3) a solidifying material filling step.
[0025]
(1) Concave drilling process This process is a process of drilling a plurality of recesses 14a on the upper surface of the lower beam 14 constituting the beam column frame 10, and can be performed by an existing method.
[0026]
(2) Face Material Arrangement Step This step is a step of performing an operation of arranging the steel brace 20 along the frame inner surface of the beam column frame 10.
Specifically, the frame 21 is provided along the frame inner surface of the beam column frame 10, and the work of placing the steel brace 20 on the frame inner surface of the beam column frame 10 is performed by joining the diagonal member 27 to the frame frame 21. Do.
[0027]
(3) Solidifying material filling step In this step, the dowel reinforcing bar 5 is joined to the steel brace 20 by inserting it into the concave portion 14a, and the joint portion 29 and the concave portion between the steel brace 20 and the beam column frame 10 are joined. 29 is a step of performing an operation of filling the solidified material 7 in 29.
Specifically, the dowel reinforcing bar 5 is inserted into the recess 14 a of the lower beam 14 of the beam column frame 10 through the through hole 23 b of the lower frame member 23 in the frame 21, and the nut 6 is inserted into the lower flange 23 a of the lower frame member 23. Let it settle.
Then, a formwork (not shown) is installed around the joints 29 of the beam pillar frame 10 and the steel brace 20, and the joints 29 and the recesses 14a are filled with the solidifying material 7 to integrate them.
Thereafter, curing is performed for a predetermined period, and the work is completed by removing the mold.
[0028]
In the face material arranging step, a steel brace to which a predetermined number of stud bolts (connecting members) are welded in advance is used, and the steel frame is installed along the inner surface of the beam column frame while inserting the stud bolt into the recess. After the braces are arranged, in the solidifying material filling step, the solidifying material can be filled in the joints between the steel braces and the beam column frame.
[0029]
As described above, in the frame reinforcing structure 1 of the present invention, the solidified material 7 hardened around the dowel reinforcing bar 5 inserted in the recess 14a and the dowel reinforcing bar 5 are integrated, and the beam column frame 10 and the steel brace 20 are integrated. A shear key is formed to transmit a shear force between the two. The shear key enhances the friction effect and the adhesion effect at the joint between the beam column frame 10 and the steel brace 20, and the dowel effect of the dowel reinforcing bar 5 is exhibited as the displacement at the joint increases. Therefore, according to the present invention, the combined effect of the shear key and the dowel reinforcing bar 5 can ensure the integrity of the beam column frame 10 and the steel brace 20, so that good shear transmission characteristics can be ensured even at the end. can do.
Therefore, it is not necessary to remove the finishing material even when the finishing material is applied to the inner surface of the beam column frame 10 without placing anchor reinforcing bars, so noise, vibration, and dust are generated during work. Can be prevented and work can be performed while using an existing building. In addition, since it is not necessary to remove the finishing material, waste generated with the work can be reduced.
[0030]
In addition, since a large number of anchor reinforcing bars are not placed, it is possible to prevent damage to the inner surface of the existing beam column frame, and it is possible to shorten the construction period and reduce the work cost.
In addition, since a recess 14a is formed in the lower beam 14 of the beam column frame 10 and the dowel reinforcing bar 5 is inserted into the recess 14a, the work can be performed. Can greatly improve the performance.
Further, since the frame members 22 to 25 constituting the frame 21 of the steel brace 20 are arranged in the strong axial direction in the frame of the beam column frame 10, the in-plane rigidity of the frame 21 is increased and deformation is reduced. be able to. Accordingly, in a state where the beam column frame 10 and the steel brace 20 are joined, it is possible to prevent the two from separating due to the deformation of the frame 21. As a result, the shear transmission performance at the joint between the beam column frame 10 and the steel brace 20 can be enhanced.
[0031]
In the frame reinforcing structure 1 of the present invention, the face material added to the frame inner surface of the beam column frame 10 is not limited to the steel brace 20 of the above embodiment, but is a reinforced concrete earthquake resistant wall (hereinafter referred to as “ It is possible to use “RC seismic wall” (not shown).
For example, when providing an RC earthquake-resistant wall, it can be performed by the following construction procedure.
First, dowel reinforcing bars are temporarily fixed in the recesses of the beam column frame, and a solidifying material injection hose is disposed in the recesses.
Next, the RC seismic wall is laid out in a normal procedure, and a formwork is installed around the RC wall to place concrete.
And a solidification material is inject | poured into the unfilled location where concrete filling is inadequate, and the said recessed part (injection of the solidified material to a recessed part is performed with the said hose).
[0032]
Further, in the above case, the RC earthquake-resistant wall can be added to the inner surface of the beam column frame 10 by an existing method using a precast concrete member (may be divided and formed).
[0033]
As mentioned above, although an example about a suitable embodiment was explained about the present invention, the present invention is not restricted to the embodiment concerned, and a design change is possible suitably in the range which does not deviate from the meaning of the present invention. In particular, it is needless to say that the shapes, dimensions, materials (materials), etc. of the beam column frame, the face material, the connecting member, and the solidifying material need to be appropriately determined according to the situation at the construction site.
[0034]
【The invention's effect】
According to the frame reinforcing structure of the present invention, the strength and rigidity of the joint between the beam column frame and the face material are increased and securely bonded, thereby sufficiently transmitting shear stress generated during an earthquake or the like. It becomes possible and construction can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing a frame reinforcing structure of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
FIG. 3 is a front sectional view showing another embodiment of the frame reinforcing structure of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view showing a conventional frame reinforcing structure.
[Explanation of symbols]
1,1 'Frame reinforcement structure 5 Dowel reinforcement (connecting member)
6 Nut 7 Solidified material 10 Beam column frame 11, 12 Column 13, 14 Beam 14a Recess 20, 20 'Steel brace (face material)
21, 21 ′ Frames 22 to 25, 22 ′ to 25 ′ Frame members 22 a to 25 a, 22 a ′ to 25 a ′ Flange 27, 27 ′ Diagonal materials 31 to 35 Splice plate (attachment plate)
36-38 High-strength bolt (fixing tool)

Claims (5)

立設する2本の柱と前記2本の柱に横設されている上下の梁とを備えている梁柱架構の架構内面に、面材を固着した架構補強構造であって、
前記梁柱架構を構成する前記上下の梁及び前記2本の柱の少なくとも一部における架構内面側には所定数の凹部が穿設され、かつ、前記凹部には前記面材と接合されている連結部材が挿設されており、
前記面材と前記梁柱架構の間の目地部及び前記凹部に固化材が充填されることにより、前記梁柱架構と前記面材とが一体化されていることを特徴とする架構補強構造。
A frame reinforcing structure in which a face material is fixed to a frame inner surface of a beam column frame including two columns to be erected and upper and lower beams horizontally disposed on the two columns,
A predetermined number of recesses are formed on the inner surface side of the upper and lower beams and at least a part of the two columns constituting the beam column frame, and the recess is joined to the face material. A connecting member is inserted,
A frame reinforcing structure characterized in that the beam column frame and the face material are integrated by filling the joints and the recesses between the face material and the beam column frame with a solidifying material.
前記面材は、H形鋼を前記梁柱架構の構面内強軸方向となるように配置した四周枠組と、前記四周枠組に接合された斜材とを備えており、
前記四周枠組におけるH形鋼を所定数に分割して形成するとともに、
分割形成されている前記H形鋼を接合するために前記梁柱架構の架構内面と向い合うフランジ面に設けられている添板と、前記添板を前記H形鋼に定着させるための定着具とをシアキーとして兼用することを特徴とする請求項1記載の架構補強構造。
The face material includes a four-frame frame in which H-shaped steel is arranged so as to be in the strong axial direction of the beam column frame, and a diagonal member joined to the four-frame frame,
While forming the H-section steel in the four-frame framework by dividing it into a predetermined number,
A joining plate provided on a flange surface facing the inner surface of the frame of the beam column frame for joining the H-shaped steel formed separately, and a fixing tool for fixing the accessory plate to the H-shaped steel The frame reinforcing structure according to claim 1, wherein the frame is also used as a shear key.
前記面材は、四周枠組と前記四周枠組に接合された斜材とを備えており、
前記四周枠組における、前記梁柱架構の架構内面と向い合う面に、所定数のシアキーを設けたことを特徴とする請求項1記載の架構補強構造。
The face material includes a quadrilateral frame and a diagonal member joined to the quadruple frame,
The frame reinforcing structure according to claim 1, wherein a predetermined number of shear keys are provided on a surface of the four-frame frame facing a frame inner surface of the beam column frame.
立設する2本の柱と前記2本の柱に横設されている上下の梁とを備えている梁柱架構の架構内面に、面材を固着することにより両者を一体とする、以下の工程を含むことを特徴とする架構補強構造の施工方法。
(1)前記梁柱架構を構成する前記上下の梁及び前記2本の柱の少なくとも一部における架構内面側に、所定数の凹部を穿設する凹部穿設工程。
(2)前記梁柱架構の架構内面に沿って面材を配置する面材配置工程。
(3)連結部材を前記凹部に挿設して前記面材と接合するとともに、
前記面材と前記梁柱架構の間の目地部及び前記凹部に固化材を充填する固化材充填工程。
The followings are integrated by fixing the face material to the inner surface of the frame of the beam column frame comprising two columns to be erected and the upper and lower beams horizontally disposed on the two columns. A method for constructing a frame reinforcement structure, comprising a step.
(1) A recess drilling step of drilling a predetermined number of recesses on the inner surface side of the frame in at least a part of the upper and lower beams and the two columns constituting the beam column frame.
(2) A face material arrangement step of arranging a face material along the frame inner surface of the beam column frame.
(3) A connecting member is inserted into the recess and joined to the face material;
A solidifying material filling step of filling a joint material between the face material and the beam column frame and the concave portion with a solidifying material;
立設する2本の柱と前記2本の柱に横設されている上下の梁とを備えている梁柱架構の架構内面に、面材を固着することにより両者を一体とする、以下の工程を含むことを特徴とする架構補強構造の施工方法。
(1)前記梁柱架構を構成する前記上下の梁及び前記2本の柱の少なくとも一部における架構内面側に、所定数の凹部を穿設する凹部穿設工程。
(2)予め前記面材と接合されている連結部材を前記凹部に挿設しながら、前記梁柱架構の架構内面に沿って面材を配置する面材配置工程。
(3)前記面材と前記梁柱架構の間の目地部及び前記凹部に固化材を充填する固化材充填工程。
The followings are integrated by fixing the face material to the inner surface of the frame of the beam column frame comprising two columns to be erected and the upper and lower beams horizontally disposed on the two columns. A method for constructing a frame reinforcement structure, comprising a step.
(1) A recess drilling step of drilling a predetermined number of recesses on the inner surface side of the frame in at least a part of the upper and lower beams and the two columns constituting the beam column frame.
(2) A face material arrangement step of arranging a face material along a frame inner surface of the beam column frame while inserting a connecting member, which is previously bonded to the face material, into the recess.
(3) A solidifying material filling step of filling a joint material between the face material and the beam column frame and the concave portion with a solidifying material.
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