JP5379581B2

JP5379581B2 - 耐震補強部材

Info

Publication number: JP5379581B2
Application number: JP2009164418A
Authority: JP
Inventors: 憲英今川
Original assignee: Tis&partners
Current assignee: Tis&partners
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2029-07-13
Also published as: JP2011021313A

Description

本発明は、建築物の壁面と、主柱と、梁（構造によっては床となることもある）、からなる構面に設けられた柱に補強用のプレートを巻装して耐震補強する構造および壁面にフロートガラスを嵌め込む鉄製格子を装備した壁構造に関し、特に構面における内壁面の縦柱材にコの字柱巻き立てプレートを装着することにより高いオーセンティシティの保持と耐震性を備えた耐震構造を実現する耐震補強部材に関する。

近年、建築物の耐震構造および地震対策が大きな関心事となっている。
従来、耐震性の問題から既存の建築物の極短柱となる既存の縦柱材を補強し、十分な強度を維持しながら構面にガラスを嵌込する耐震補強を行うことは困難であり、既存の極短柱と、梁（構造によっては床となることもある）、から構成される構面の耐震補強は外装の変化を伴う大掛りな耐震補強工事となっていた。
これに対し、近年ではデザイン性や作業性の観点から、容易に内壁面から施工可能な耐震補強部材を用いた外装のオーセンティシティーを保持することが可能な耐震補強システムの需要が高まっている。

壁面と、主柱となる縦柱材と、梁（構造によっては床となることもある）、からなる建築物の構面にフロートガラスを嵌込する構造では、該構面に作用する外側からの応力が集中し易く、横方向の力が柱材の無い部分に集中して、応力集中による歪および破損が起こりやすいという問題がある。この観点から建築物の外観の保持を必要とする壁構造では、耐震補強として利用することや強度を確保することが困難であり、一般的な家庭やオフィスでは外観を変更しない耐震補強が難しいという問題があった。
その為、一般的には既存の建築物の耐震性に対する強度を確保するために、外壁を剥離して内部に補強部材を付設する方法や、建築物内部に壁、柱を増設する構造により耐震強度を確保する構造が採用されていた。しかし、剥離後の壁の改修、または壁や柱の増設により、建築物の一部を取り壊す大掛りな耐震補強工事となるという点に問題があった。

この要求を満たすために、建築物の外観を既存のままにし、外壁、または、内壁面の柱材と、梁（構造によっては床となることもある）、からなる構面に、ブレース等の補強部材を付設する方法により耐震強度を確保する構造が利用されている。この構造により、建築物の一部を破壊することなく既存の建築物を保持したまま、耐震性を備えた壁構造が実現されている。しかし、外壁、または、内壁面にブレース等の補強部材を付加増設することにより、既存の建築物を保持することは可能となるが、建築物の外観を含めたオーセンティシティの保持を実現することが困難であるという二律背反の問題があった。

また、既存の建築物の構造を活かした施工改築では、構造の改変に制限があるため耐震性を考慮して大掛かりな構造改築をすることも出来ず、更に、施工に必要な時間およびコストが高くなるという点も問題であり、低廉なコストで実現できる耐震補強が望まれていた。

特開２００８−１９６２８８号公報特開２００９−０５２２２７号公報

この要求を満たすために、本発明は壁面と、縦柱材と、梁（構造によっては床となることもある）、からなる建築物の構面の縦柱材を補強する耐震補強構造に関し、特に、極短柱となる既存の縦柱材にコの字型に形成した柱巻き立てプレートを固定装着することにより、高い外観保持性を維持するとともに、耐震性を備えた補強壁構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る耐震補強構造は、壁面と、縦柱材と、梁または床と、からなる建築物の構造が、前記縦柱材に装着する柱巻き立てプレート部材と、前記壁面に嵌装するフロートガラスからなる窓部と、該フロートガラスを嵌め込む鉄製格子と、からなり、
前記柱巻き立てプレート部材は、両側縁を直角に屈曲した長板プレート材からなり、前記縦柱材の外面の室内側の全長に亘って半周面に巻き付けられるように断面コの字状に形成されている構造であるとともに、
室内側の上下両端が梁または床に固定用アンカーボルトで固定され、さらに横壁と縦柱材との接合面がエポキシ樹脂により堅固に固定されている構造でもある。

さらに、本発明の耐震補強構造は、建築物の構面の室内側に装着される鋼板耐震壁部材が、該鋼板耐震壁部材の側端縁と結合する縦柱材と、梁または床と、からなり、前記縦柱材および前記梁または床とを接合固着する構成であるとともに、該鋼板耐震壁部材の底部に補強用の細長板からなる座屈防止用プレートが装着されている構造である。
また、鋼板耐震壁部材は、接合部がエポキシ樹脂により接着固定されており、装着した鋼板耐震壁部材と装着された壁との一体性を強化し、剥離による耐震力の低下を防ぐためシアーコネクタを装備する構造でもある。

本発明に係る耐震補強構造は、上述した通りの構成であるので、以下のような効果が得られる。
１．上部の梁（構造によっては床となることもある）と下部の梁（または床と）の間の縦柱材にかかる圧縮荷重を、コの字型の柱巻き立てプレート部材を接着固定して分散軽減することにより、耐震性能を向上させている。また、フロートガラスを鋼製格子に嵌め込むことにより、より耐圧縮強度の増した耐震補強構造としているので、ガラス部分であっても耐震性が維持できるので安心である。
また、柱巻き立てプレート部材は、断面コの字状に形成された長板プレートからなり、縦柱材の外面の室内側の全長の半周面に巻き付けられるので十分に耐震強度が保たれるという利点があり、更に、柱巻き立てプレート部材は、固定用アンカーボルトで室内側の壁にエポキシ樹脂により上下両端が固定されるので、十分な耐震構造となる。

２．構面の室内側に鋼板耐震壁部材を装着することにより、より耐震強度を付加することが可能となり、さらに、鋼板耐震壁部材の基部に補強用の細長板からなる座屈防止用プレートを装着しているのでより耐震強度が強くなる。
３．接合部がエポキシ樹脂で接着固定されているので安定している。
４．鋼板耐震壁部材は、さらにシアーコネクタを装備することにより、装着した鋼板耐震壁部材と装着された壁との一体性が強化され、剥離による耐震力の低下を防ぐことができる。

以下、本発明に係る耐震補強部材および鋼板耐震壁構造を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る耐震補強部材を用いた柱と、梁（構造によっては床となることもある）、からなる構面構造の実施例を示す斜視図である。また、図２は本発明に係る耐震補強部材を既存の柱に装着した状態の図１におけるＡ−Ａ断面図であり、図３は本発明に係る耐震補強部材を既存の柱に装着した状態の図１のＣ−Ｃ断面図であり、図４は本発明に係る耐震補強部材を既存の柱に装着した状態の図１のＢ−Ｂ断面図である。図５ａは、本発明に係る耐震補強部材を既存の柱に装着した状態の図１のＤ−Ｄ断面図であり、図５ｂはボルトの装着状態を示すフランジ部分の断面図である。図６ａおよび図６ｂは、本発明に係る鋼板耐震壁構造の実施例を示す分解斜視図と座屈防止プレートの拡大斜視図である。

図１に示す本発明の実施例に示すように、本発明にかかる建築物の構面構造は、壁面１２と、縦柱材１４と、床または梁１６と、からなる構成であり、縦柱材１４には、耐震補強部材である柱巻き立てプレート部材２０が装着され、これにより縦柱材１４の耐震機能が強化される。
壁面１２にフロートガラス５０を嵌め込んだ窓部１３とするとともに、フロートガラスを嵌め込む鉄製の格子６０を装備することにより窓の設けられた構面の強度を補強し、耐震性を高めた地震の振動に耐えられる補強窓枠構面構造を形成している。

耐震補強部材である柱巻き立てプレート部材２０（耐震補強構造１０）は、図１に示すように縦柱部材に装着されるもので、図４のＢ−Ｂ断面図に示すように金属製の長板プレート部材の両側縁を直角に屈曲して断面コの字型に形成した形状からなり、その下端に後述する固定ボルト３０を装着する固定ボルト用フランジ２２が図５ａの平面図が示すように延設されている構成である。フランジ２２には、固定用ボルト穴２４が穿設されており、図５ｂに示すように固定ボルト３０が堅固に螺着される構成である。図４に示す実施例では耐震補強部材である柱巻き立てプレート部材２０はコの字型に形成されているが、形状はこれに限定されるものではなく、縦柱部材を囲む形状であれば各種の形状が可能となる。また、柱の形状に合わせて多角形または半円筒形の耐震補強部材を装着固定して使用することも可能である。

図２に示す別の実施例では、既存の壁１８を挟んでＬ字型に形成されており、この実施例では、Ｌ字型に形成された２枚の柱巻き立てプレート部材２１ａ，２１ｂが既存の壁を囲むように両側から装着される構造が開示されている。
これらの実施例では、保護すべき縦柱材の内側の上下の全長に亘って柱巻き立てプレート部材が装着され、これにより、縦柱部材の荷重に対する強度は補強され、耐震性を十分に強化している。

フランジ２２は、柱巻き立てプレート部材２０を補強するために下端部に延設された張り出した固定部で、直角に張り出した部分に固定用ボルト３０を螺着して、柱巻き立てプレート部材２０を床または梁に固着して耐震強度を補強する構成である。そのためにフランジ２２には、ボルト３０を嵌入する穴２４が穿設されている。
フランジ２２は、柱巻き立てプレート部材２０と同一の金属製のプレートからなり、柱巻き立てプレート部材の下端部に直角に溶接等で固着接合される。

固定用のアンカーボルトは、固定用のアンカーボルトからなり、梁（構造によっては床となることもある）柱巻き立てプレート部材とを堅固に締結する部材である。図１では水平方向部材として、床１６を使用しているが、床の代わりに枠を構成する梁とすることも可能である。フランジ２２部分に穿設された固定用ボルト穴２４に固定用のアンカーボルトを嵌入させ床または梁に螺着させて、柱巻き立てプレート部材２０の上下両端を上下の床（または梁）１６に螺着固定させる。フランジ２２に旋設される穴２４の数は任意であり、コの字柱巻き立てプレートの全幅、全長により自由に選択することができる。コの字柱巻き立てプレートのフランジ２２を床または梁へ固定するには、上下両端でなくて上下のどちらか一端のみでも固定可能である。このフランジ２２は、コの字柱巻き立てプレートを縦柱材に固定する部位であるが、同時に長板プレートの圧縮強度を増し更なる耐震効果を奏する効果もある。図２に示す例では、Ｌ字型に形成された２枚の柱巻き立てプレート部材２１ａ，２１ｂの夫々にフランジ２２が形成される。

フランジ２２とコの字柱巻き立てプレート部材とを屈曲工作することにより一体的に形成することも可能であるが、フランジ２２部分は、コの字柱巻き立てプレートとは別体で搬入され現場で簡便に溶接により装着することができる。分割して搬入し適宜に現場溶接することにより、コストを抑えることが可能である。

更に、コの字柱巻き立てプレートと、壁面と縦柱材との接合面は、接着性に優れたエポキシ樹脂２８により堅固に接着固定されるため、既存の縦柱にかかる負担が軽減することが可能であり、また、ずれ、剥離、座屈を防止し建築物の耐震性を大きく確保できる。また、エポキシ樹脂２８は、耐食性、耐久性、耐熱性、電気絶縁性に優れているため、耐震補強部材の長期の使用に耐えることが可能である。本実施例では、コの字柱巻き立てプレート２０はエポキシ樹脂２８で接着固定されるが、接着媒体はこれに限定されるものではない。

本発明にかかる別の実施例に示す耐震補強構造１００は、鋼板耐震壁部材１１０と、内壁面１２ａと、座屈防止用プレート１８０と、シアーコネクタ１９０と、からなる構成である。
本発明にかかる別の実施例の建築物の構面構造は、内壁面１２ａと縦柱材１４と床１６とからなる。内壁面１２ａには、耐震補強部材である鋼板耐震壁部材１１０が装着される。これにより内壁面１２ａと縦柱材１４と床（または梁）１６とからなる構面の耐震機能が強化されるように補強し、地震の振動に耐えられる補強構造を形成している。

耐震補強部材としての鋼板耐震壁部材１１０は、金属製のプレートからなり、底部を直角に屈曲して断面Ｌ字型に形成した部材である。本実施例では耐震補強部材である鋼板耐震壁部材１１０はＬの字型に形成されるが、形状はこれに限定されるものではない。
この実施例では、保護すべき構面の縦柱材１４と床１６とからなる内壁面１２ａの全面に亘って鋼板耐震壁部材１１０が接合固着されているが、一部に限定して装備することも可能である。また、鋼板耐震壁部材１１０を装着する部分は壁面の室内側面であるが、室外側面および室内側面の両方に装着することも構造的には可能である。また、既存の窓枠を除去した壁面に装着することも可能である。
内壁面の形状に合わせて半円筒形等の鋼板耐震補壁を装着固定して使用することも可能である。

更に、鋼板耐震壁部材１１０の底部の直角に屈曲した部分に座屈防止用プレートを装着することにより、鋼板耐震壁部材の強度を向上することが可能であり、建築物の重量から生ずる圧縮荷重により座屈現象を引き起こすのを防止し安定状態を作り出すことが出来る。

鋼板耐震壁部材１１０と接合する内壁面と縦柱材と床の接合面は、接着性に優れたエポキシ樹脂２８により堅固に接着固定されるため、既存躯体に負担をかけることなく耐震補強することが可能であり、また、ずれ、剥離、座屈を防止し建築物の耐震性を大きく確保できる。また、エポキシ樹脂は、耐食性、耐久性、耐熱性、電気絶縁性に優れているため、耐震補強部材の長期の使用に耐えることが可能である。本実施例では、鋼板耐震壁部材コの字柱巻き立てプレート２０はエポキシ樹脂で接着固定されるが、接着媒体はこれに限定されるものではない。
また、縦主柱と床で囲まれた内壁面のサイズに適合するよう、鋼板耐震壁１１０は、生産、移動、搬入が容易である大きさで分割して搬入され現場溶接される。分割搬入し製作工程にて適宜に裏当てを用いて現場溶接することにより、大きな構面であっても、クレーンなどの重機を使用することなく耐震補強を施すことが可能である。

シアーコネクタ１９０は、内壁面１２ａと接合固着する鋼板耐震壁１１０が面外方向に剥離することを防止するための部材である。鋼板と既存壁などの２つの部材を接合して一体化するための部材であり、既存壁にシアーコネクタとしてのアンカー部材を打設する構造である。シアーコネクタ１９０を設置することにより、接合部に生ずる剪断力によって増打ちした耐震補強壁６０と既存の内壁面１２ａが剥離して耐力低下が発生するのを防止することが可能である。
また、鋼板耐震壁部材を既存壁の一側面に装着する場合には鋼板耐震壁を設置した面からシアーコネクタを打設し、既存壁の両面に装着する場合には鋼板耐震壁を設置した両面からシアーコネクタが打設される。
シアーコネクタ１９０には、合成鉄筋・スタッド・ジベルなどの既存の技術が用いられる。また、数量及び埋込み長さなどは構面のサイズによる鋼板耐震壁の面積、板厚により任意に決定されるため、限定されるものではない。

本発明に係る耐震補強部材を用いた柱と床とからなる構面構造の実施例を示す斜視図本発明に係る耐震補強部材を既存の柱に装着した状態の図１のＡ−Ａ断面図本発明に係る耐震補強部材を既存の柱に装着した状態の図１のＣ−Ｃ断面図本発明に係る耐震補強部材を既存の柱に装着した状態の図１のＢ−Ｂ断面図本発明に係る耐震補強部材を既存の柱に装着した状態の図１のＤ−Ｄ断面図ボルトを装着した状態のフランジ部分の断面図本発明に係る鋼板耐震壁構造の実施例を示す斜視図本発明に係る鋼板耐震壁構造の座屈防止用プレート部分の拡大図

１０耐震補強構造
１２壁面
１２ａ内壁面
１３窓部
１４縦柱材
１６床または梁
２０柱巻き立てプレート部材
２２固定ボルト用フランジ
２４固定用ボルト穴２４
３０固定ボルト３０
５０フロートガラス
６０鉄製格子
１００耐震補強構造
１１０鋼板耐震壁
１８０座屈防止用プレート
１９０シアーコネクタ

Claims

壁面と、縦柱材と、梁または床と、からなる建築物の構造が、前記縦柱材に装着する柱巻き立てプレート部材と、前記壁面に嵌装するフロートガラスからなる窓部と、該フロートガラスを嵌め込む鉄製格子と、からなり、
前記柱巻き立てプレート部材は、両側縁を直角に屈曲した長板プレート材からなり、前記縦柱材の外面の室内側の全長に亘って半周面に巻き付けられるように断面コの字状に形成されている構造であるとともに、
室内側の上下両端が梁または床に固定用アンカーボルトで固定され、さらに横壁と縦柱材との接合面がエポキシ樹脂により堅固に固定されていることを特徴とする耐震補強構造。
前記耐震補強構造は、建築物の構面の室内側に装着される鋼板耐震壁部材が、該鋼板耐震壁部材の側端縁と結合する縦柱材と、梁または床と、からなり、前記縦柱材および前記梁または床とを接合固着する構成であるとともに、該鋼板耐震壁部材の底部に補強用の細長板からなる座屈防止用プレートが装着されていることを特徴とする請求項１記載の耐震補強構造。
前記鋼板耐震壁部材は、接合部がエポキシ樹脂により接着固定されていることを特徴とする請求項１記載の耐震補強構造。
前記鋼板耐震壁部材は、装着した鋼板耐震壁部材と装着された壁との一体性を強化し、剥離による耐震力の低下を防ぐためシアーコネクタを装備することを特徴とする請求項１記載の耐震補強構造。