JP4124031B2 - 既存柱への免震装置の設置方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は既存柱の軸方向の一部の区間を除去してその除去部分に免震装置を設置するための免震装置の設置方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
既存柱の軸方向の一部の区間に免震装置を設置することにより既存建物を免震構造化する場合、免震装置の設置が完了するまでの間、免震装置の設置層を挟んで上下に区分される下部構造と上部構造との間にジャッキ等の仮設の荷重受け（仮受け材）を設置し、上部構造の荷重を一時的に仮受け材に支持させる必要があるため、上下に区分された上部既存柱と下部既存柱のそれぞれにブラケット等の反力台を固定するか、上部既存柱と下部既存柱の回りにコンクリートを増打ちし、上下の反力台間やコンクリート間に跨って仮受け材を設置し、仮受け材に上部構造の鉛直荷重を負担させた状態で柱を切断し、除去することが行われる（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
柱の除去後、免震装置の設置に際し、免震装置の上下のフランジを上部既存柱と下部既存柱に定着させなければならないが、免震装置の設置精度の確保と作業性の面から、免震装置のフランジを直接既存柱に定着させることはできないため、免震装置のフランジを既存柱に定着させる上で、上部既存柱の下面と下部既存柱の上面にフランジを受けるベースプレートを固定することが必要になる。
【０００４】
ここで、各ベースプレートを既存柱に固定するにはベースプレートに一体化しているアンカーボルトを既存柱やそれに一体化するコンクリート等に埋め込むことが必要になる（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−２３１５５０号公報
【特許文献２】
特開平９−２７３１６３号公報
【特許文献３】
特開２００１−３１１３１４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献３のように上部既存柱２の下面側と下部既存柱３の上面側に充填され、既存柱１に一体化するコンクリートやモルタル等のグラウト１４中にアンカーボルト８を定着させる方法によれば、図４−(d)〜(f)に示すように免震装置１１の設置に当たり、(c)に示すように少なくとも免震装置11の高さにベースプレート６、７の厚さとアンカーボルト８の定着長さを加えた大きさの区間に亘って既存柱１を除去することが不可欠になるため、除去すべき既存柱１の区間の距離が免震装置11自体の高さより極端に大きくなり、グラウト１４の充填量も多くなる。上部既存柱２の下面側と下部既存柱３の上面側の各グラウト１４の充填高さはベースプレート６（７）の厚さとアンカーボルト８の定着長さを加えた距離となる。
【０００７】
既存柱１の除去から免震装置11の設置までの間の、仮受け材９による上部構造の支持状態での安定性と安全性の面からは仮受け材９の両端間距離（ジャッキのストローク）が小さい方がよいため、除去すべき既存柱１の区間の距離は小さい方がよいが、除去区間の距離と免震装置11の高さとの差の半分がアンカーボルト８の定着長さになるため、除去区間の距離を小さくすれば、アンカーボルト８の定着長さを十分に確保することができなくなる。
【０００８】
逆に除去区間の距離を免震装置11の高さより大きめに取れば、アンカーボルト８の定着長さを確保することが可能になるが、グラウト14の充填量も多くなり、不経済である。またグラウト14が硬化し、強度を発現するまでは下部構造側のグラウト14上に免震装置11を設置することができないのであるから、グラウト14の量が多くなれば、その硬化までに要する時間が長くなり、免震装置の設置作業が遅れ、施工能率が低下する。
【０００９】
この発明は上記背景より、免震装置のフランジを上部既存柱と下部既存柱に定着させる上で、除去すべき既存柱の区間を短縮しながら、アンカーボルトその他の定着体の十分な定着長さを確保できる免震装置の設置方法を提案するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る既存柱への免震装置の設置方法は、既存柱の軸方向の一部の区間を除去し、その除去部分に免震装置を設置する方法であり、前記既存柱の除去すべき一部の区間を挟んだ上部既存柱と下部既存柱の各周囲のそれぞれに補強部材を付加すると共に、下部の補強部材の上面に、複数枚のプレートに分割されているアンカーボルトが付属したベースプレートを、既存柱を包囲し、その側の補強部材に前記アンカーボルトを定着させた状態で固定し、上部の補強部材の下面に、複数枚のプレートに分割されているアンカーボルトが付属したベースプレートを、既存柱を包囲し、その側の補強部材に対して隙間をおいてレベル調整した状態で定着させ、前記ベースプレートと補強部材の下端との間の空隙にグラウトを充填した後、上部の補強部材の下端部と下部の補強部材の上端部にＰＣ鋼材を水平方向に挿通させ、ＰＣ鋼材を挿通させた補強部材に水平方向にプレストレスを与え、上部の補強部材と下部の補強部材の外周に上部の補強部材と下部の補強部材との間に跨って、前記除去すべき一部の区間より上の荷重を負担する仮受け材を設置し、仮受け材に前記除去すべき一部の区間より上の荷重を負担させた状態で、前記一部の区間を除去し、その除去部分に免震装置を設置することを特徴とするものである。
【００１１】
補強部材はコンクリートの場合と鋼材の場合があり、コンクリートの場合には現場打ちコンクリートで上部既存柱と下部既存柱の周囲に構築される場合と、プレキャストコンクリートを上部既存柱と下部既存柱の周囲に接合して形成される場合がある。
【００１２】
この発明では上部の補強部材の下面と下部の補強部材の上面のうち、少なくとも下部の補強部材の上面または両者に固定されるベースプレートが複数枚に分割されていることで、除去前の既存柱との衝突を回避しながらベースプレートを配置することができ、グラウトの充填に関係なく免震装置を設置することができるため、グラウトの硬化を待つ必要がなくなる結果として一免震装置当たりの設置完了までの作業時間が短縮され、作業効率が上昇する。
【００１３】
また、免震装置のフランジを受けるベースプレートがその側の補強部材に定着させられることで、少なくとも下側の補強部材に定着された側のベースプレートと補強部材との間、及びベースプレートと下側の既存柱との間にはベースプレートを定着させるためのグラウトを充填する必要がなくなるため、その側のグラウトの充填高さだけ、除去すべき既存柱の区間を短縮することが可能になり、グラウト材料費の低減が図られる。
【００１４】
上側のベースプレートは補強部材ではなく、グラウトに定着させ、除去すべき既存柱の区間の距離は免震装置の高さに、その他方のベースプレートの定着に必要なグラウトの充填高さを加えた程度の大きさとなるが、免震装置の高さに、その設置時の余裕高さを加えた程度の大きさまで短縮することが可能になる。
【００１５】
この発明では補強部材に定着されたベースプレート側にグラウトを充填する必要がなく、それだけ除去すべき既存柱の区間の距離が短縮されるため、図４に示す従来方法より既存柱の除去から免震装置の設置までの間の、仮受け材による、除去部分より上の上部構造を支持した状態での安定性と安全性が向上する。
【００１６】
また、アンカーボルトをグラウトに定着させる場合のようにグラウトの充填高さの範囲にアンカーボルト等の定着体の定着長さが制限されることがないため、補強部材において十分な定着体の定着長さを確保することが可能になる。
【００１７】
また、上部の補強部材の下端部と下部の補強部材の上端部にＰＣ鋼材を水平方向に挿通させ、ＰＣ鋼材を挿通させた補強部材に水平方向にプレストレスを与えることで、上部の補強部材と下部の補強部材の外周にこれらに跨って設置した仮受け材が除去すべき区間より上の荷重を負担することによる補強部材の外側への変形を防止することができる。
【００１８】
請求項２では両ベースプレート側にグラウトを充填する必要がなく、グラウトに定着させる従来方法における両側のグラウトの充填高さ分だけ、除去すべき既存柱の区間の距離が短縮されるため、除去すべき既存柱の区間が可能な限り小さくなり、既存柱の除去から免震装置の設置までの間の、仮受け材による上部構造の支持状態での安定性と安全性が一層向上する。グラウト充填量の大幅な削減によりグラウト材料費も一層低減される。
【００１９】
また請求項１において少なくとも下部の補強部材にベースプレートを定着させる場合と、請求項２においてはアンカーボルトをグラウトに定着させる場合のようにグラウトの硬化を待つことなく、補強部材の付加後、免震装置の設置作業に移行することが可能であるため、施工能率の向上が図られる。
【００２０】
補強部材に定着させられるベースプレートは、ベースプレートに付属したアンカーボルトにおいて、補強部材に定着させられるが、アンカーボルトをグラウトに定着させる場合を示す図４のようにグラウトの充填高さによって定着長さが制限されることがなくなるため、アンカーボルトの定着長さを確保できなくなる事態は発生せず、補強部材に十分な定着長さを確保することが可能になる。
【００２１】
また、アンカーボルトの長さを大きく取ることが可能であることから、１本当たりの引き抜き抵抗力を増大させることができるため、アンカーボルトの本数を節減することが可能になる。
【００２２】
アンカーボルトは補強部材がコンクリートの場合にはコンクリート中に埋設されることにより、鋼材の場合は溶接やボルト等で接合されることにより補強部材に定着される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に基づき、請求項１に記載の発明を説明する。なお、図１は具体的な構成においては本願発明の範囲ではなく、本願発明の概要を説明する目的で用いる。
【００２４】
図１−(a)〜(c）に示すように既存柱１の除去すべき区間を挟んだ上部既存柱２と下部既存柱３の各周囲のそれぞれに上部の補強部材４と下部の補強部材５を付加すると共に、上部の補強部材４の下面と下部の補強部材５の上面に、それぞれ複数枚に分割されている上部のベースプレート６と下部のベースプレート７を、既存柱１を包囲し、補強部材４、５に定着させた状態で固定する。
【００２５】
図面では補強部材４、５を現場打ちコンクリートで構築する場合を示しているが、プレキャストコンクリートや鋼板等の組み合わせからなる鋼材を上部既存柱２と下部既存柱３に接合する場合もある。
【００２６】
ベースプレート６、７にはそれぞれアンカーボルト８が付属し、アンカーボルト８はその側の補強部材４、５に定着させられる。ベースプレート６、７の定着側の面には図２に示すようにナット6ａ、7ａが溶接等により接合されており、ナット6ａ、7ａに螺入する等によりアンカーボルト８がベースプレート６、７に接続されている。
【００２７】
上部のベースプレート６と下部のベースプレート７は既存柱１を除去する前で、上部の補強部材４と下部の補強部材５を付加する際に設置することができるよう、図１−(b)に示すように複数枚のプレート61、71に分割されており、補強部材４、５の付加時に上部既存柱２と下部既存柱３を包囲した形で補強部材４、５に固定される。
【００２８】
図１では上部のベースプレート６と下部のベースプレート７を構成する複数枚のプレート61、71を共に、既存柱１の角形の断面形状に対応し、既存柱１を包囲する形状のロの字形のプレートを対称に２分割した形のコの字形に形成しているが、プレート61、71が組み合わせられて既存柱１を包囲する形状のベースプレート６、７を構成できれば、ベースプレート６、７の分割数とプレート61、71の形状は問われない。既存柱１の断面形状が円形であれば、ベースプレート６、７はリング状の形状に形成される。
【００２９】
アンカーボルト８は補強部材４、５がコンクリートの場合にはコンクリート中に埋設されることにより、鋼材の場合は溶接やボルト等で接合されることにより補強部材４、５に定着される。
【００３０】
上部の補強部材４と下部の補強部材５はコンクリート造の場合には図２に示すようにそれぞれ上部既存柱２と下部既存柱３の周囲に主筋とせん断補強筋等の鉄筋51を配筋し、現場打ちコンクリートで上部既存柱２と下部既存柱３の周囲に構築される場合と、鉄筋を内蔵したプレキャストコンクリートを上部既存柱２と下部既存柱３の周囲に接合して形成される場合がある。前者の場合は上部既存柱２と下部既存柱３の回りに鉄筋と型枠を組み立て、ベースプレート６、７のアンカーボルト８をコンクリート中に埋設するように構築される。
【００３１】
後者の場合は例えばアンカーボルト８挿入用の孔を有するプレキャストコンクリートを上部既存柱２と下部既存柱３のそれぞれに接合した後にアンカーボルト８をプレキャストコンクリートの孔内に落とし込み、グラウトや接着剤等の充填材を充填することにより、もしくはアンカーボルト８をプレキャストコンクリートの孔内に落とし込み、グラウトや接着剤等の充填材を充填した状態で、プレキャストコンクリートを上部既存柱２と下部既存柱３のそれぞれに接合することにより、補強部材５、６の付加と、ベースプレート６、７の補強部材４、５への定着が同時期に行われる。
【００３２】
鋼材の場合の補強部材４、５は上部既存柱２と下部既存柱３の周囲に、アンカーボルト８定着用のプレート等が突設された鋼板等を上部既存柱２と下部既存柱３を包囲するように配置し、隣接する鋼板、もしくは対向する鋼板を互いに接合して上部既存柱２と下部既存柱３の表面に密着させることにより形成される。
【００３３】
上部のベースプレート６は、図２に示すように免震装置11の高さに合わせ、上部の補強部材４に対して隙間をおいてレベル調整された状態で補強部材４に定着され、ベースプレート６と補強部材４の下端との間の空隙にグラウト14が充填される。
【００３４】
ベースプレート６、７は上部の補強部材４の下面、及び下部の補強部材５の上面が平滑に均された状態で配置され、分割されているプレート61，61同士、及びプレート71，71同士はプレート61、71の接合側の端部に一体化させたフランジ同士をボルト接合することにより、またはフランジ同士、あるいはフランジを一体化させることなくプレート61，61(71，71)同士を直接溶接することにより接合される。
【００３５】
補強部材４、５の構築、もしくは接合後、図１−(d)に示すように上部の補強部材４と下部の補強部材５と間に、除去すべき区間より上の荷重を負担するジャッキや鋼材等、圧縮力を負担できる仮受け材９を設置し、両端部を補強部材４、５に接続する。仮受け材９は免震装置１１設置時の障害とならない位置に配置する。
【００３６】
このとき、仮受け材９が圧縮力を負担することに伴い、ベースプレート６、７を構成するプレート61，61間、及びプレート71，71間に開きが生じないようにするために、仮受け材９の上端部は上部の補強部材４の下端部寄りに、下端部は下部の補強部材５の上端部寄りに接合される。
【００３７】
図１では仮受け材９が除去すべき区間より上の荷重を負担することによる補強部材４、５の外側への変形を防止するために、上部の補強部材４の下端部と下部の補強部材５の上端部にＰＣ鋼材10を挿通させ、補強部材４と補強部材５に水平方向にプレストレスを与えている。ＰＣ鋼材10は補強部材４、５のみを貫通する場合と、補強部材４と上部既存柱２、補強部材５と下部既存柱３を貫通する場合がある。
【００３８】
仮受け材９を上部と下部の補強部材４、５に接続した後、図１−(d)に示すように既存柱１の除去すべき区間を除去し、引き続き、(e)に示すようにその除去部分に免震装置11を設置し、その上下のフランジ12、12をベースプレート６、７にボルト13により接合する。
【００３９】
フランジ12、12のベースプレート６、７への接合後、図２に示すように、上部のベースプレート６が上部の補強部材４に対して隙間をおいてレベル調整された状態で、ベースプレート６と補強部材４の下端との間の空隙にグラウト14が充填される。
【００４０】
図２に示すように上部の補強部材４がコンクリートで、上部のベースプレート６が上部の補強部材４に対して隙間をおいてレベル調整された状態で補強部材４に定着されている場合にはナット6aをグラウト14中に埋設するために、補強部材４の下端の型枠15に、ナット6aを包囲し、グラウト14が充填されるための箱形のケース16が取り付けられる。
【００４１】
グラウト14の硬化後、仮受け材９を撤去して免震装置11の設置作業が終了する。ＰＣ鋼材10は補強部材４、５の表面への仕上げ上の障害になる場合は撤去され、そうでない場合は残される。撤去される場合はＰＣ鋼材10が挿通していた孔にグラウトが充填される。図３は免震装置11の設置が完了した様子を示す。
【００４２】
【発明の効果】
この発明では免震装置を受けるベースプレートとして複数枚のプレートに分割されているベースプレートを用いた上で、下部の補強部材の上面および上部の補強部材４に対して隙間をおいてレベル調整された状態でベースプレートを固定してその側の補強部材に定着させることで、除去前の既存柱との衝突を回避しながらベースプレートを配置し、グラウトの充填に関係なく免震装置を設置することができるため、一免震装置当たりの設置完了までの作業時間が短縮され、作業効率が上昇する。
【００４３】
また、免震装置のフランジを受けるベースプレートを補強部材に定着させることで、下側のベースプレートと補強部材との間にグラウトを充填する必要がなくなるため、下側のグラウトの充填高さだけ、除去すべき既存柱の区間を短縮することができ、グラウト材料費の低減が図られる。
【００４４】
下側のグラウト充填高さ分、除去すべき既存柱の区間の距離が短縮されることで、従来方法より既存柱の除去から免震装置設置までの間の、仮受け材による上部構造を支持した状態での安定性と安全性が向上する。
【００４５】
また、アンカーボルト等の定着体の定着長さが制限されることがないため、補強部材において十分な定着体の定着長さを確保することができる。
【００４６】
加えて少なくとも下部の補強部材について、グラウトの硬化を待つことなく、補強部材を付加した時点で免震装置の設置作業に移行することができるため、施工能率の向上が図られる。
【００４７】
また、上部の補強部材の下端部と下部の補強部材の上端部にＰＣ鋼材を水平方向に挿通させ、ＰＣ鋼材を挿通させた補強部材に水平方向にプレストレスを与えることで、上部の補強部材と下部の補強部材の外周にこれらに跨って設置した仮受け材が除去すべき区間より上の荷重を負担することによる補強部材の外側への変形を防止することができる。
【００４８】
補強部材に十分な定着長さを確保することが可能な状況で、ベースプレートに付属したアンカーボルトをその側の補強部材に定着させるため、１本当たりの引き抜き抵抗力を増大させることができ、アンカーボルトをグラウトに定着させる場合よりアンカーボルトの本数を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a)、(c)〜(f)は施工手順を示した立面図、(b)は(a)の水平断面図である。
【図２】 この発明による免震装置の設置部分の詳細を示した立面図である。
【図３】 免震装置の設置が完了した様子を示した立面図である。
【図４】 (a)〜(f)はベースプレートのアンカーをグラウトに定着させる従来方法の施工手順を示した立面図である。
【符号の説明】
１……既存柱、２……上部既存柱、３……下部既存柱、４……（上部）補強部材、５……（上部）補強部材、51……鉄筋、６……（上部）ベースプレート、61……プレート、6a……ナット、７……（下部）ベースプレート、71……プレート、7a……ナット、８……アンカーボルト、９……仮受け材、 10……ＰＣ鋼材、11……免震装置、12……フランジ、13……ボルト、14……グラウト、15……型枠、16……ケース。
【発明の属する技術分野】
この発明は既存柱の軸方向の一部の区間を除去してその除去部分に免震装置を設置するための免震装置の設置方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
既存柱の軸方向の一部の区間に免震装置を設置することにより既存建物を免震構造化する場合、免震装置の設置が完了するまでの間、免震装置の設置層を挟んで上下に区分される下部構造と上部構造との間にジャッキ等の仮設の荷重受け（仮受け材）を設置し、上部構造の荷重を一時的に仮受け材に支持させる必要があるため、上下に区分された上部既存柱と下部既存柱のそれぞれにブラケット等の反力台を固定するか、上部既存柱と下部既存柱の回りにコンクリートを増打ちし、上下の反力台間やコンクリート間に跨って仮受け材を設置し、仮受け材に上部構造の鉛直荷重を負担させた状態で柱を切断し、除去することが行われる（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
柱の除去後、免震装置の設置に際し、免震装置の上下のフランジを上部既存柱と下部既存柱に定着させなければならないが、免震装置の設置精度の確保と作業性の面から、免震装置のフランジを直接既存柱に定着させることはできないため、免震装置のフランジを既存柱に定着させる上で、上部既存柱の下面と下部既存柱の上面にフランジを受けるベースプレートを固定することが必要になる。
【０００４】
ここで、各ベースプレートを既存柱に固定するにはベースプレートに一体化しているアンカーボルトを既存柱やそれに一体化するコンクリート等に埋め込むことが必要になる（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−２３１５５０号公報
【特許文献２】
特開平９−２７３１６３号公報
【特許文献３】
特開２００１−３１１３１４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献３のように上部既存柱２の下面側と下部既存柱３の上面側に充填され、既存柱１に一体化するコンクリートやモルタル等のグラウト１４中にアンカーボルト８を定着させる方法によれば、図４−(d)〜(f)に示すように免震装置１１の設置に当たり、(c)に示すように少なくとも免震装置11の高さにベースプレート６、７の厚さとアンカーボルト８の定着長さを加えた大きさの区間に亘って既存柱１を除去することが不可欠になるため、除去すべき既存柱１の区間の距離が免震装置11自体の高さより極端に大きくなり、グラウト１４の充填量も多くなる。上部既存柱２の下面側と下部既存柱３の上面側の各グラウト１４の充填高さはベースプレート６（７）の厚さとアンカーボルト８の定着長さを加えた距離となる。
【０００７】
既存柱１の除去から免震装置11の設置までの間の、仮受け材９による上部構造の支持状態での安定性と安全性の面からは仮受け材９の両端間距離（ジャッキのストローク）が小さい方がよいため、除去すべき既存柱１の区間の距離は小さい方がよいが、除去区間の距離と免震装置11の高さとの差の半分がアンカーボルト８の定着長さになるため、除去区間の距離を小さくすれば、アンカーボルト８の定着長さを十分に確保することができなくなる。
【０００８】
逆に除去区間の距離を免震装置11の高さより大きめに取れば、アンカーボルト８の定着長さを確保することが可能になるが、グラウト14の充填量も多くなり、不経済である。またグラウト14が硬化し、強度を発現するまでは下部構造側のグラウト14上に免震装置11を設置することができないのであるから、グラウト14の量が多くなれば、その硬化までに要する時間が長くなり、免震装置の設置作業が遅れ、施工能率が低下する。
【０００９】
この発明は上記背景より、免震装置のフランジを上部既存柱と下部既存柱に定着させる上で、除去すべき既存柱の区間を短縮しながら、アンカーボルトその他の定着体の十分な定着長さを確保できる免震装置の設置方法を提案するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る既存柱への免震装置の設置方法は、既存柱の軸方向の一部の区間を除去し、その除去部分に免震装置を設置する方法であり、前記既存柱の除去すべき一部の区間を挟んだ上部既存柱と下部既存柱の各周囲のそれぞれに補強部材を付加すると共に、下部の補強部材の上面に、複数枚のプレートに分割されているアンカーボルトが付属したベースプレートを、既存柱を包囲し、その側の補強部材に前記アンカーボルトを定着させた状態で固定し、上部の補強部材の下面に、複数枚のプレートに分割されているアンカーボルトが付属したベースプレートを、既存柱を包囲し、その側の補強部材に対して隙間をおいてレベル調整した状態で定着させ、前記ベースプレートと補強部材の下端との間の空隙にグラウトを充填した後、上部の補強部材の下端部と下部の補強部材の上端部にＰＣ鋼材を水平方向に挿通させ、ＰＣ鋼材を挿通させた補強部材に水平方向にプレストレスを与え、上部の補強部材と下部の補強部材の外周に上部の補強部材と下部の補強部材との間に跨って、前記除去すべき一部の区間より上の荷重を負担する仮受け材を設置し、仮受け材に前記除去すべき一部の区間より上の荷重を負担させた状態で、前記一部の区間を除去し、その除去部分に免震装置を設置することを特徴とするものである。
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補強部材はコンクリートの場合と鋼材の場合があり、コンクリートの場合には現場打ちコンクリートで上部既存柱と下部既存柱の周囲に構築される場合と、プレキャストコンクリートを上部既存柱と下部既存柱の周囲に接合して形成される場合がある。
【００１２】
この発明では上部の補強部材の下面と下部の補強部材の上面のうち、少なくとも下部の補強部材の上面または両者に固定されるベースプレートが複数枚に分割されていることで、除去前の既存柱との衝突を回避しながらベースプレートを配置することができ、グラウトの充填に関係なく免震装置を設置することができるため、グラウトの硬化を待つ必要がなくなる結果として一免震装置当たりの設置完了までの作業時間が短縮され、作業効率が上昇する。
【００１３】
また、免震装置のフランジを受けるベースプレートがその側の補強部材に定着させられることで、少なくとも下側の補強部材に定着された側のベースプレートと補強部材との間、及びベースプレートと下側の既存柱との間にはベースプレートを定着させるためのグラウトを充填する必要がなくなるため、その側のグラウトの充填高さだけ、除去すべき既存柱の区間を短縮することが可能になり、グラウト材料費の低減が図られる。
【００１４】
上側のベースプレートは補強部材ではなく、グラウトに定着させ、除去すべき既存柱の区間の距離は免震装置の高さに、その他方のベースプレートの定着に必要なグラウトの充填高さを加えた程度の大きさとなるが、免震装置の高さに、その設置時の余裕高さを加えた程度の大きさまで短縮することが可能になる。
【００１５】
この発明では補強部材に定着されたベースプレート側にグラウトを充填する必要がなく、それだけ除去すべき既存柱の区間の距離が短縮されるため、図４に示す従来方法より既存柱の除去から免震装置の設置までの間の、仮受け材による、除去部分より上の上部構造を支持した状態での安定性と安全性が向上する。
【００１６】
また、アンカーボルトをグラウトに定着させる場合のようにグラウトの充填高さの範囲にアンカーボルト等の定着体の定着長さが制限されることがないため、補強部材において十分な定着体の定着長さを確保することが可能になる。
【００１７】
また、上部の補強部材の下端部と下部の補強部材の上端部にＰＣ鋼材を水平方向に挿通させ、ＰＣ鋼材を挿通させた補強部材に水平方向にプレストレスを与えることで、上部の補強部材と下部の補強部材の外周にこれらに跨って設置した仮受け材が除去すべき区間より上の荷重を負担することによる補強部材の外側への変形を防止することができる。
【００１８】
請求項２では両ベースプレート側にグラウトを充填する必要がなく、グラウトに定着させる従来方法における両側のグラウトの充填高さ分だけ、除去すべき既存柱の区間の距離が短縮されるため、除去すべき既存柱の区間が可能な限り小さくなり、既存柱の除去から免震装置の設置までの間の、仮受け材による上部構造の支持状態での安定性と安全性が一層向上する。グラウト充填量の大幅な削減によりグラウト材料費も一層低減される。
【００１９】
また請求項１において少なくとも下部の補強部材にベースプレートを定着させる場合と、請求項２においてはアンカーボルトをグラウトに定着させる場合のようにグラウトの硬化を待つことなく、補強部材の付加後、免震装置の設置作業に移行することが可能であるため、施工能率の向上が図られる。
【００２０】
補強部材に定着させられるベースプレートは、ベースプレートに付属したアンカーボルトにおいて、補強部材に定着させられるが、アンカーボルトをグラウトに定着させる場合を示す図４のようにグラウトの充填高さによって定着長さが制限されることがなくなるため、アンカーボルトの定着長さを確保できなくなる事態は発生せず、補強部材に十分な定着長さを確保することが可能になる。
【００２１】
また、アンカーボルトの長さを大きく取ることが可能であることから、１本当たりの引き抜き抵抗力を増大させることができるため、アンカーボルトの本数を節減することが可能になる。
【００２２】
アンカーボルトは補強部材がコンクリートの場合にはコンクリート中に埋設されることにより、鋼材の場合は溶接やボルト等で接合されることにより補強部材に定着される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に基づき、請求項１に記載の発明を説明する。なお、図１は具体的な構成においては本願発明の範囲ではなく、本願発明の概要を説明する目的で用いる。
【００２４】
図１−(a)〜(c）に示すように既存柱１の除去すべき区間を挟んだ上部既存柱２と下部既存柱３の各周囲のそれぞれに上部の補強部材４と下部の補強部材５を付加すると共に、上部の補強部材４の下面と下部の補強部材５の上面に、それぞれ複数枚に分割されている上部のベースプレート６と下部のベースプレート７を、既存柱１を包囲し、補強部材４、５に定着させた状態で固定する。
【００２５】
図面では補強部材４、５を現場打ちコンクリートで構築する場合を示しているが、プレキャストコンクリートや鋼板等の組み合わせからなる鋼材を上部既存柱２と下部既存柱３に接合する場合もある。
【００２６】
ベースプレート６、７にはそれぞれアンカーボルト８が付属し、アンカーボルト８はその側の補強部材４、５に定着させられる。ベースプレート６、７の定着側の面には図２に示すようにナット6ａ、7ａが溶接等により接合されており、ナット6ａ、7ａに螺入する等によりアンカーボルト８がベースプレート６、７に接続されている。
【００２７】
上部のベースプレート６と下部のベースプレート７は既存柱１を除去する前で、上部の補強部材４と下部の補強部材５を付加する際に設置することができるよう、図１−(b)に示すように複数枚のプレート61、71に分割されており、補強部材４、５の付加時に上部既存柱２と下部既存柱３を包囲した形で補強部材４、５に固定される。
【００２８】
図１では上部のベースプレート６と下部のベースプレート７を構成する複数枚のプレート61、71を共に、既存柱１の角形の断面形状に対応し、既存柱１を包囲する形状のロの字形のプレートを対称に２分割した形のコの字形に形成しているが、プレート61、71が組み合わせられて既存柱１を包囲する形状のベースプレート６、７を構成できれば、ベースプレート６、７の分割数とプレート61、71の形状は問われない。既存柱１の断面形状が円形であれば、ベースプレート６、７はリング状の形状に形成される。
【００２９】
アンカーボルト８は補強部材４、５がコンクリートの場合にはコンクリート中に埋設されることにより、鋼材の場合は溶接やボルト等で接合されることにより補強部材４、５に定着される。
【００３０】
上部の補強部材４と下部の補強部材５はコンクリート造の場合には図２に示すようにそれぞれ上部既存柱２と下部既存柱３の周囲に主筋とせん断補強筋等の鉄筋51を配筋し、現場打ちコンクリートで上部既存柱２と下部既存柱３の周囲に構築される場合と、鉄筋を内蔵したプレキャストコンクリートを上部既存柱２と下部既存柱３の周囲に接合して形成される場合がある。前者の場合は上部既存柱２と下部既存柱３の回りに鉄筋と型枠を組み立て、ベースプレート６、７のアンカーボルト８をコンクリート中に埋設するように構築される。
【００３１】
後者の場合は例えばアンカーボルト８挿入用の孔を有するプレキャストコンクリートを上部既存柱２と下部既存柱３のそれぞれに接合した後にアンカーボルト８をプレキャストコンクリートの孔内に落とし込み、グラウトや接着剤等の充填材を充填することにより、もしくはアンカーボルト８をプレキャストコンクリートの孔内に落とし込み、グラウトや接着剤等の充填材を充填した状態で、プレキャストコンクリートを上部既存柱２と下部既存柱３のそれぞれに接合することにより、補強部材５、６の付加と、ベースプレート６、７の補強部材４、５への定着が同時期に行われる。
【００３２】
鋼材の場合の補強部材４、５は上部既存柱２と下部既存柱３の周囲に、アンカーボルト８定着用のプレート等が突設された鋼板等を上部既存柱２と下部既存柱３を包囲するように配置し、隣接する鋼板、もしくは対向する鋼板を互いに接合して上部既存柱２と下部既存柱３の表面に密着させることにより形成される。
【００３３】
上部のベースプレート６は、図２に示すように免震装置11の高さに合わせ、上部の補強部材４に対して隙間をおいてレベル調整された状態で補強部材４に定着され、ベースプレート６と補強部材４の下端との間の空隙にグラウト14が充填される。
【００３４】
ベースプレート６、７は上部の補強部材４の下面、及び下部の補強部材５の上面が平滑に均された状態で配置され、分割されているプレート61，61同士、及びプレート71，71同士はプレート61、71の接合側の端部に一体化させたフランジ同士をボルト接合することにより、またはフランジ同士、あるいはフランジを一体化させることなくプレート61，61(71，71)同士を直接溶接することにより接合される。
【００３５】
補強部材４、５の構築、もしくは接合後、図１−(d)に示すように上部の補強部材４と下部の補強部材５と間に、除去すべき区間より上の荷重を負担するジャッキや鋼材等、圧縮力を負担できる仮受け材９を設置し、両端部を補強部材４、５に接続する。仮受け材９は免震装置１１設置時の障害とならない位置に配置する。
【００３６】
このとき、仮受け材９が圧縮力を負担することに伴い、ベースプレート６、７を構成するプレート61，61間、及びプレート71，71間に開きが生じないようにするために、仮受け材９の上端部は上部の補強部材４の下端部寄りに、下端部は下部の補強部材５の上端部寄りに接合される。
【００３７】
図１では仮受け材９が除去すべき区間より上の荷重を負担することによる補強部材４、５の外側への変形を防止するために、上部の補強部材４の下端部と下部の補強部材５の上端部にＰＣ鋼材10を挿通させ、補強部材４と補強部材５に水平方向にプレストレスを与えている。ＰＣ鋼材10は補強部材４、５のみを貫通する場合と、補強部材４と上部既存柱２、補強部材５と下部既存柱３を貫通する場合がある。
【００３８】
仮受け材９を上部と下部の補強部材４、５に接続した後、図１−(d)に示すように既存柱１の除去すべき区間を除去し、引き続き、(e)に示すようにその除去部分に免震装置11を設置し、その上下のフランジ12、12をベースプレート６、７にボルト13により接合する。
【００３９】
フランジ12、12のベースプレート６、７への接合後、図２に示すように、上部のベースプレート６が上部の補強部材４に対して隙間をおいてレベル調整された状態で、ベースプレート６と補強部材４の下端との間の空隙にグラウト14が充填される。
【００４０】
図２に示すように上部の補強部材４がコンクリートで、上部のベースプレート６が上部の補強部材４に対して隙間をおいてレベル調整された状態で補強部材４に定着されている場合にはナット6aをグラウト14中に埋設するために、補強部材４の下端の型枠15に、ナット6aを包囲し、グラウト14が充填されるための箱形のケース16が取り付けられる。
【００４１】
グラウト14の硬化後、仮受け材９を撤去して免震装置11の設置作業が終了する。ＰＣ鋼材10は補強部材４、５の表面への仕上げ上の障害になる場合は撤去され、そうでない場合は残される。撤去される場合はＰＣ鋼材10が挿通していた孔にグラウトが充填される。図３は免震装置11の設置が完了した様子を示す。
【００４２】
【発明の効果】
この発明では免震装置を受けるベースプレートとして複数枚のプレートに分割されているベースプレートを用いた上で、下部の補強部材の上面および上部の補強部材４に対して隙間をおいてレベル調整された状態でベースプレートを固定してその側の補強部材に定着させることで、除去前の既存柱との衝突を回避しながらベースプレートを配置し、グラウトの充填に関係なく免震装置を設置することができるため、一免震装置当たりの設置完了までの作業時間が短縮され、作業効率が上昇する。
【００４３】
また、免震装置のフランジを受けるベースプレートを補強部材に定着させることで、下側のベースプレートと補強部材との間にグラウトを充填する必要がなくなるため、下側のグラウトの充填高さだけ、除去すべき既存柱の区間を短縮することができ、グラウト材料費の低減が図られる。
【００４４】
下側のグラウト充填高さ分、除去すべき既存柱の区間の距離が短縮されることで、従来方法より既存柱の除去から免震装置設置までの間の、仮受け材による上部構造を支持した状態での安定性と安全性が向上する。
【００４５】
また、アンカーボルト等の定着体の定着長さが制限されることがないため、補強部材において十分な定着体の定着長さを確保することができる。
【００４６】
加えて少なくとも下部の補強部材について、グラウトの硬化を待つことなく、補強部材を付加した時点で免震装置の設置作業に移行することができるため、施工能率の向上が図られる。
【００４７】
また、上部の補強部材の下端部と下部の補強部材の上端部にＰＣ鋼材を水平方向に挿通させ、ＰＣ鋼材を挿通させた補強部材に水平方向にプレストレスを与えることで、上部の補強部材と下部の補強部材の外周にこれらに跨って設置した仮受け材が除去すべき区間より上の荷重を負担することによる補強部材の外側への変形を防止することができる。
【００４８】
補強部材に十分な定着長さを確保することが可能な状況で、ベースプレートに付属したアンカーボルトをその側の補強部材に定着させるため、１本当たりの引き抜き抵抗力を増大させることができ、アンカーボルトをグラウトに定着させる場合よりアンカーボルトの本数を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a)、(c)〜(f)は施工手順を示した立面図、(b)は(a)の水平断面図である。
【図２】 この発明による免震装置の設置部分の詳細を示した立面図である。
【図３】 免震装置の設置が完了した様子を示した立面図である。
【図４】 (a)〜(f)はベースプレートのアンカーをグラウトに定着させる従来方法の施工手順を示した立面図である。
【符号の説明】
１……既存柱、２……上部既存柱、３……下部既存柱、４……（上部）補強部材、５……（上部）補強部材、51……鉄筋、６……（上部）ベースプレート、61……プレート、6a……ナット、７……（下部）ベースプレート、71……プレート、7a……ナット、８……アンカーボルト、９……仮受け材、 10……ＰＣ鋼材、11……免震装置、12……フランジ、13……ボルト、14……グラウト、15……型枠、16……ケース。
Claims (1)
- 既存柱の軸方向の一部の区間を除去し、その除去部分に免震装置を設置する方法であり、前記既存柱の除去すべき一部の区間を挟んだ上部既存柱と下部既存柱の各周囲のそれぞれに補強部材を付加すると共に、下部の補強部材の上面に、複数枚のプレートに分割されているアンカーボルトが付属したベースプレートを、既存柱を包囲し、その側の補強部材に前記アンカーボルトを定着させた状態で固定し、上部の補強部材の下面に、複数枚のプレートに分割されているアンカーボルトが付属したベースプレートを、既存柱を包囲し、その側の補強部材に対して隙間をおいてレベル調整した状態で定着させ、前記ベースプレートと補強部材の下端との間の空隙にグラウトを充填した後、上部の補強部材の下端部と下部の補強部材の上端部にＰＣ鋼材を水平方向に挿通させ、ＰＣ鋼材を挿通させた補強部材に水平方向にプレストレスを与え、上部の補強部材と下部の補強部材の外周に上部の補強部材と下部の補強部材との間に跨って、前記除去すべき一部の区間より上の荷重を負担する仮受け材を設置し、仮受け材に前記除去すべき一部の区間より上の荷重を負担させた状態で、前記一部の区間を除去し、その除去部分に免震装置を設置する既存柱への免震装置の設置方法。
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