JP5424761B2 - 既存建物の耐震補強方法 - Google Patents

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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 (3)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
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