JP5424761B2

JP5424761B2 - 既存建物の耐震補強方法

Info

Publication number: JP5424761B2
Application number: JP2009172460A
Authority: JP
Inventors: 敏弘清永; 真裕大塚
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: JP2011026811A

Description

本発明は、既存建物の耐震補強方法に関する。

耐震強度が不足している既存建物は、一般に、柱の打ち増しや、柱の周囲を鋼板や炭素繊維で取り囲む等の手段で耐震補強が行われている。特に、既存建物の外周部柱を従来の補強方法で補強する場合、外壁に影響が及ぶため大掛かりな工事となり、長い養生期間が必要となる等の問題が生じる。

このとき、外壁にウォールガーダー形式の梁が採用されている場合には、外周部柱のせん断スパン比が小さくなり、外周部柱がせん断破壊を生じやすくなるため、十分な配慮が必要となる。
このため、簡易で施工性の良い耐震補強方法が求められている。
そこで、外周部柱を簡易に補強する耐震補強方法が提案されている（特許文献１）。

特許文献１によれば、図５に示すように、鉄筋コンクリート造ラーメン構造の既存建物８０には、外周部柱８２の外側に、外周部柱８２の外側壁面に沿わせて補強柱８６を設けている。

補強柱８６は、柱鉄骨９０の内部にコンクリート８８を充填させたいわゆるＣＦＴ柱とされ、既存建物８０の場所に応じて、補強が必要な高さで設けられている。補強柱８６と外周部柱８２の接合は、外周部柱８２に植設したシアキー８４をアンカーとして使用し、補強柱８６のコンクリート８８に定着させて接合している。

また、外周部梁９４の外側には、鉄骨梁９２が、既存建物８０の場所に応じて、補強が必要な補強柱８６の間に横方向に架けられている。鉄骨梁９２の両端面は、補強柱８６の柱鉄骨９０の側壁と接合されている。これにより、既存建物８０の外周部柱８２が耐震補強される。

しかし、特許文献１の補強方法は、補強柱８６に常に軸力が伝達されるので、大きな地震が発生した時に、外周部梁９４と補強柱８６が一緒にせん断破壊する恐れがある。また、既存建物８０の外部での工事となるため、隣地との境界制限もある。

特開２００７−１３８４７２号公報

本発明は、上記事実に鑑み、地震時に外周部柱がせん断破壊しても建物を支持できる、耐震補強方法を提供することを目的とする。

請求項1に記載の発明に係る既存建物の耐震補強方法は、既存建物の内部に設けられた内部柱の周囲を、鉛直方向に分割された補強部材で取り囲んだ後、分割位置を接合して補強し、前記既存建物の前記内部柱と対面する外周部柱の側面へ、地震時に軸力が伝達される添え柱を設けて補強することを特徴としている。

請求項1に記載の発明によれば、内部柱は、鉛直方向に分割された補強部材で周囲を取り囲まれて接合され、耐震補強される。また、外周部柱は、内部柱と対面する外周部柱の側面に、地震時に軸力が伝達される添え柱を設けて耐震補強される。

これにより、内部柱のみならず、外周部柱も外部での工事を必要とせずに耐震補強できる。このとき、外周部柱には何ら直接に加工を施す必要がなく、内部柱と対面する側面に添え柱を追加する作業のみとなり、施工性が良い。この結果、短期間で既存建物の耐震補強ができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の既存建物の耐震補強方法において、前記添え柱は、前記既存建物の床スラブから上階の梁に至る長さとされ、前記添え柱の上端部には、前記外周部柱が支持する前記梁と接合される上側フランジが設けられ、下端部には、前記床スラブと接合される下側フランジが設けられ、前記梁と前記上側フランジの接合部の間、及び前記床スラブと前記下側フランジの接合部の間には、充填材を充填することを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、添え柱は、既存建物の床スラブから上階の梁に至る長さを有し、添え柱の上端部には上側フランジが設けられ、添え柱の下端部には下側フランジが設けられている。そして、梁と上側フランジの接合部の間、及び床スラブと下側フランジの接合部の間には、充填材が充填されている。
これにより、梁が充填材を介して添え柱で支持される。

この結果、地震時以外は、充填材の収縮作用で、既存建物の荷重が添え柱に伝達されることはなく、内部柱と外周部柱が従来通り既存の建物を支持する。一方、地震時には、内部柱の損傷が、内部柱を取り囲む補強部材で抑制される。また、外周部柱が破損しても、添え柱が、外周部柱に替わり引き続き梁を支持する。これにより、既存建物の倒壊が防止される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の耐震補強方法において、前記添え柱は、内部にコンクリートが充填されたコンクリート充填柱であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、添え柱が内部にコンクリートが充填されたコンクリート充填柱とされている。

添え柱をコンクリート充填柱とすることで、添え柱の支持強度を強くでき、既存建物の耐震強度をより高くできる。

本発明は、上記構成としてあるので、地震時に外周部柱がせん断破壊しても、既存建物を支持できる。

本発明の第１の実施の形態に係る既存建物の耐震補強方法の基本概念を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る既存建物の耐震補強方法における、外周部柱を補強する添え柱の構成を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る既存建物の耐震補強方法における、内部柱を補強する補強鋼板の構成を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る既存建物の耐震補強方法における、外周部柱を補強する添え柱の構成を示す図である。従来例の既存建物の耐震補強方法の基本概念を示す図である。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態に係る既存建物の耐震補強方法は、既存建物１０の柱を補強して耐震強度を高くする方法である。
既存建物１０の柱には、大別すると既存建物１０の内部に位置する内部柱１２と、外周部に位置する外周部柱１４の２種類がある。いずれも鉄筋コンクリート柱である。

先ず、外周部柱１４の補強について説明する。
外周部柱１４の側面のうち、内部柱１２と対面する側面１４Ｎには、補強用の添え柱１６が設けられている。

添え柱１６は、図２に示すように、中空の鋼管柱（外形寸法Ｄ）とされ、外周部柱１４の側面１４Ｎから距離Ｓだけ離されて設けられている。また、添え柱１６は、既存建物の床スラブ１８から上階の梁２０に至る長さとされている。

なお、添え柱１６の外形寸法Ｄと外周部柱１４からの距離Ｓは、既存建物１０が目標とする耐震強度を確保するために必要とする強度から決定される。即ち、既存の外周部柱１４のせん断強度、添え柱１６のせん断強度、添え柱１６の取付け位置等により定まる値である。

添え柱１６は、上側の添え柱１６Ａと下側の添え柱１６Ｂに２分割され、接合部１６Ｃで接合されている。そして、上側の添え柱１６Ａの上端部には上側フランジ２２が設けられ、上側フランジ２２と上階の梁２０がアンカーボルト３０で接合されている。また、下側の添え柱１６Ｂの下端部には下側フランジ２４が設けられ、下側フランジ２４と床スラブ１８がアンカーボルト３０で接合されている。

梁２０と上側フランジ２２の接合部の間、及び床スラブ１８と下側フランジの接合部の間には、モルタル２６が充填されている。これにより、添え柱１６が上階の梁２０を支持できる。なお、既存建物１０の外壁３８は、壁梁（ウオールガーダー）とされている。

このように、外周部柱１４に添え柱１６を設けることで、既存建物１０の外部に、足場を組むことを必要とせずに、外周部柱１４を耐震補強できる。更に、外周部柱１４には何ら直接に加工を施す必要がなく、内部柱１２と対面する側面１４Ｎに添え柱１６を追加する作業のみとなり施工性が良い。なお、外周部柱１４のうち、隅柱１５には添え柱１６は設けられていない。

次に、内部柱１２の補強について説明する。
図３に示すように、内部柱１２は、床スラブ１８から上階の梁２０の下面までの範囲に渡り、板厚Ｔ１の補強鋼板２８で周囲を取り囲まれている。

補強鋼板２８は、上側の補強鋼板２８Ａと下側の補強鋼板２８Ｂに２分割され、更にそれぞれは、側方から内部柱１２を囲めるように左右方向に２分割されている。そして、上側の補強鋼板２８Ａと下側の補強鋼板２８Ｂで、内部柱１２を側方から囲んだ後、接合部２８Ｃ、２８Ｄ、２８Ｅで接合されている。

なお、板厚Ｔ１は、内部柱１２のせん断強度と既存建物１０が目標とする耐震強度を確保するために必要とする強度から決定される。
内部柱１２と補強鋼板２８の隙間には、モルタル３２が厚さＴ２で充填されている。これにより、内部柱１２が補強鋼板２８で耐震補強される。

以上説明したように、外周部柱１４と内部柱１２をそれぞれ補強することで、地震時以外は、モルタル２６の収縮作用で、既存建物１０の荷重が添え柱１６に伝達されることはなく、内部柱１２と外周部柱１４が従来通り既存建物１０を支持する。一方、地震時には、内部柱１２の損傷が、内部柱１４を取り囲む補強鋼板２８で抑制される。

また、外周部柱１４が破損しても、添え柱１６が、外周部柱１４に替わり引き続き梁２０を支持する。これにより、既存建物１０の倒壊が防止される。
本実施の形態は、既存建物１０の各階毎に採用することができる。

なお、内部柱１２が所要のせん断強度を備えていないため、板厚Ｔ１の補強鋼板２８で周囲を取り囲む構成としても、既存建物１０が目標とする耐震強度を確保できないときは、外周部柱１４と同じように、内部柱１２の側壁に添え柱１６を設けてもよい。

（第２の実施の形態）
図４に示すように、第２の実施の形態に係る既存建物の耐震補強方法は、第１の実施の形態で説明した添え柱１６を、コンクリート充填添え柱３６としている。

コンクリート充填添え柱３６は、添え柱１６の内部にコンクリート３４を充填している。これにより、コンクリート充填添え柱３６の支持強度を強くできる。この結果、既存建物１０の耐震強度をより高くできる。
他の構成は、第１の実施の形態と同一であり説明は省略する。

１０既存建物
１２内部柱
１４外周部柱
１６添え柱
１８床スラブ
２０梁
２２上側フランジ
２４下側フランジ
２６モルタル（充填材）
２８補強鋼板（補強部材）
３４コンクリート
３６コンクリート充填添え柱（コンクリート充填柱）

Claims

既存建物の内部に設けられた内部柱の周囲を、鉛直方向に分割された補強部材で取り囲んだ後、分割位置を接合して補強し、
前記既存建物の前記内部柱と対面する外周部柱の側面へ、地震時に軸力が伝達される添え柱を設けて補強する既存建物の耐震補強方法。
前記添え柱は、前記既存建物の床スラブから上階の梁に至る長さとされ、
前記添え柱の上端部には、前記外周部柱が支持する前記梁と接合される上側フランジが設けられ、下端部には、前記床スラブと接合される下側フランジが設けられ、
前記梁と前記上側フランジの接合部の間、及び前記床スラブと前記下側フランジの接合部の間には、充填材を充填する請求項１に記載の既存建物の耐震補強方法。
前記添え柱は、内部にコンクリートが充填されたコンクリート充填柱である請求項１又は２に記載の既存建物の耐震補強方法。