JP5780912B2 - 建物の耐震補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、建物の耐震補強構造に関する。

既存建物を耐震補強する場合には、柱梁架構に耐震壁やブレース等を設けるのが一般的である。
供用中の建物に対して、耐震壁やブレース等を設置すると、居住空間を狭める場合や、視界を遮る場合がある。そのため、居住者や利用者からの理解が得られ難い場合がある。

一方、階段室は共有部分であるため、補強部材を設置する際に、居住者等からの理解が得られやすく、また、階段室を補強することで、建物の他の部分での耐震補強量の低減化を図ることができる。

そのため、特許文献１には、階段室の踊り場上面や階段の底面に板状の補強部材を取り付けることで、階段室を耐震要素として利用する耐震補強構造が開示されている。

特開２００５−７６２６２号公報

一般的に、階段室部分は、床面に開口があいたものとして、せん断伝達能力に乏しく、補強効果に限界があると評価されていた。

本発明は、前記の問題点を解決するものであり、階段室のせん断伝達能力を高めることを可能とした建物の耐震補強構造を提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、請求項１の建物の耐震補強構造は、折り返し階段を構成する上下の階段部をせん断伝達部材として利用するものであって、前記階段部の昇降方向と直交する補強梁を備え、前記補強梁は、前記階段部と踊り場との接合部において、前記踊り場の下面に沿って横架されているとともに、前記上下の階段部を挟んで対向する一対の耐震壁に両端が接続されていて、前記補強梁と直交する外力が建物に作用した際に、一方の前記耐震壁からのせん断力を、一方の前記階段部から前記補強梁へと伝達し、当該補強梁から他方の前記階段部を経由して他方の前記耐震壁へと伝達させることを特徴としている。

かかる建物の耐震補強構造によれば、上下の階段部が、補強梁を介して連結されることで、せん断力伝達部材として機能する。そのため、階段室のせん断伝達能力が向上する。

また、請求項２の建物の耐震補強構造は、折り返し階段を構成する上下の階段部をせん断伝達部材として利用するものであって、上側の前記階段部と下側の前記階段部との間に形成された耐震壁である補強壁と、一方の前記階段部を挟んで前記補強壁と対向する耐震壁である側壁と、他方の前記階段部を挟んで前記補強壁と対向する耐震壁である境界壁と、を備え、前記側壁の壁面に沿った外力が建物に作用した際に、前記側壁からのせん断力を、前記一方の階段部から前記補強壁へと伝達し、当該補強壁から前記他方の階段部を経由して前記境界壁へと伝達させることを特徴としている。

かかる建物の耐震補強構造によれば、上下の階段部が、耐震壁を介して連結されることで、せん断力伝達部材として機能する。そのため、階段室のせん断伝達能力が向上する。

さらに、請求項３の建物の耐震補強構造は、折り返し階段を構成する上下の階段部をせん断伝達部材として利用するものであって、前記折り返し階段を挟んで居住空間の反対側に形成された耐震壁と、前記耐震壁側の踊り場の下面を覆う第一の補強スラブと、前記居住空間側の踊り場の下面を覆う第二の補強スラブと、を備え、前記耐震壁の壁面に沿った外力が建物に作用した際に、前記耐震壁からのせん断力を、前記第一の補強スラブから前記上下の階段部へと伝達し、前記上下の階段部のうちのいずれか一方を経由して前記第二の補強スラブへと伝達させることを特徴としている。

かかる建物の耐震補強構造によれば、上下の階段部が、補強スラブにより補強された踊り場を介して連結されることで、せん断力伝達部材として機能する。そのため、階段室のせん断伝達能力が向上する。

本発明の建物の耐震補強構造によれば、階段室のせん断伝達能力を高めることが可能となる。

第一の実施の形態に係る建物の耐震補強構造を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。 （ａ）は図１の耐震補強構造を備える既存建物の平断面図、（ｂ）は従来の耐震構造を備える既存建物の平断面図である。 第二の実施の形態に係る建物の耐震補強構造を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。 （ａ）は図３の耐震補強構造を備える既存建物の平断面図、（ｂ）は従来の耐震構造を備える既存建物の平断面図である。 第三の実施の形態に係る建物の耐震補強構造を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。 （ａ）は図５の耐震補強構造を備える既存建物の平断面図、（ｂ）は従来の耐震構造を備える既存建物の平断面図である。 第四の実施の形態に係る建物の耐震補強構造を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図、（ｃ）は型枠治具の詳細図である。

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態の建物の耐震補強構造は、図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、既存建物１の階段室２内に横架された補強梁１１を備えている。

本実施形態の既存建物１は、図２の（ａ）に示すように、平面視矩形状のコンクリート系建物であって、内部が階段室２と居住空間３とに分割されている。
なお、既存建物１の平面形状は矩形状に限定されるものではない。また、階段室２の配置や設置箇所も限定されるものではない。

既存建物１は、前後左右が側壁４，４，…に囲まれて、階段室２と居住空間３との境界部には境界壁５が形成されている。

既存建物１の左右（Ｘ方向両端）の側壁４，４および境界壁５は、耐震補強が施された耐震壁１０である。なお、耐震壁１０（側壁４，４および境界壁５）は、既存の壁を補強することで構築してもよいし、既存の壁を撤去して新たに構築してもよい。
居住空間３は、各階層が床版６により区切られている。

階段室２の内部には折り返し階段２０が形成されている。
折り返し階段２０は、図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、上側の階段部（以下、単に「上階段」という）２１と、下側の階段部（以下、単に「上階段」という）２２と、上階段２１および下階段２２が接続する踊り場２３とを備えて構成されている。
踊り場２３と側壁４との接合部には、梁２４が形成されている。

補強梁１１は、階段部２１，２２と踊り場２３との接合部において、踊り場２３の下面に沿って横架されている。
補強梁１１は、階段部２１，２２の昇降方向と直交しており、上階段２１の下端と下階段２２の上端とを連結している。

補強梁１１の一端は側壁４に接続されており、他端は境界壁５に接続されている。つまり、本実施形態の補強梁１１は、両端が耐震壁１０に接続された状態で横架されている。

なお、図１には表われていないが、上階段２１の上端および下階段２２の下端にも補強梁１１が横架されている。つまり、各階の床につながる踊り場２３の他、上階と下階の中間高さに形成される踊り場２３にも補強梁１１が横架されている。

補強梁１１の形成方法は限定されるものではないが、本実施形態では、踊り場２３の下面にアンカーを植設し、補強梁１１の配筋を行った後、型枠を設置するとともにコンクリートを打設することにより形成する。
なお、補強梁１１として、プレキャスト部材を使用してもよい。また、ハーフプレキャスト部材や捨て型枠を利用して補強梁１１を形成してもよい。

本実施形態の建物の耐震補強構造によれば、補強梁１１により上階段２１と下階段２２とを連結しているため、上階段２１および下階段２２をせん断伝達部材として利用することが可能となり、したがって、上階段２１に隣接する側壁４（階段室２を挟んで境界壁５の反対側に位置する外壁）を耐震壁１０とした場合に、その補強効果を期待することができる。

つまり、Ｙ方向の外力が既存建物１に作用した際に、側壁４（耐震壁１０）からのせん断力は、下階段２２を経て補強梁１１へと伝わり、補強梁１１から上階段２１を経由して境界壁５（耐震壁１０）へと伝達される（図２の（ａ）参照）。

このように、階段室２を耐震補強部位として利用することが可能となるため、従来の耐震補強構造（図２の（ｂ）参照）と比較して、他の部位への補強量を低減させることができる。
なお、従来の耐震補強構造は、図２の（ｂ）に示すように、階段室１０２は床面に開口が開いたものと評価されるため、階段室１０２に隣接する側壁１０４を補強しても、建物本体部に対する補強効果を期待することができず、したがって、居住空間１０３の左右に形成された耐震壁１１０，１１０（側壁１０４，境界壁１０５）の補強量を増加させる必要がある。その結果、居住空間１０３を狭めることとなる。

階段室２は、共有部分であるため、区分所有された建物においても補強の理解が得やすい。また、階段室２以外の部分への補強量を低減させることで、利用者への負担も軽減することが可能となる。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態の建物の耐震補強構造は、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、既存建物１の階段室２内に形成された補強壁１２を備えている。

本実施形態の既存建物１は、図４の（ａ）に示すように、平面視矩形状のコンクリート系建物であって、内部が階段室２と居住空間３とに分割されている。
なお、既存建物１の詳細は、第一の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

階段室２の内部には折り返し階段２０が形成されている。
折り返し階段２０は、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、上側の階段部（以下、単に「上階段」という）２１と、下側の階段部（以下、単に「上階段」という）２２と、上階段２１および下階段２２が接続する踊り場２３とを備えて構成されている。
踊り場２３と側壁４との接合部には、梁２４が形成されている。

補強壁１２は、いわゆる耐震壁であって、左側の側壁４および境界壁５と平行となるように（Ｙ方向に沿って）、上階段２１と下階段２２との間に形成されている。つまり、補強壁１２は、上下に配置された上階段２１と下階段２２とを連結している。補強壁１２の端面は、踊り場２３に接続されているとともに、踊り場２３の斜め上方に位置する他の踊り場（上階と下階との間に位置する踊り場）および踊り場２３の斜め下方に位置する他の踊り場（上階と下階との間に位置する踊り場）にも接続されている。

補強壁１２は、階段室２に形成された既存の手すり部分を利用して形成する。つまり、手すり部分を耐震補強するとともに、必要に応じて壁部を増築することにより形成する。
なお、補強壁１２の形成方法は限定されるものではなく、例えば、既存の手すり部分を撤去して、新たに構築してもよい。

本実施形態の建物の耐震補強構造によれば、補強壁１２により、上階段２１と下階段２２とを連結しているため、上階段２１および下階段２２をせん断伝達部材として利用することが可能となり、したがって、上階段２１に隣接する側壁４（階段室２を挟んで境界壁５の反対側に位置する外壁）を耐震壁１０とした場合に、その補強効果を期待することができる。

つまり、Ｙ方向の外力が既存建物１に作用した際に、側壁４（耐震壁１０）からのせん断力は、下階段２２を経て補強壁１２へと伝わり、補強壁１２から上階段２１を経由して境界壁５（耐震壁１０）へと伝達される（図４の（ａ）参照）。

このように、階段室２を耐震補強部位として利用することが可能となるため、従来の耐震補強構造（図４の（ｂ）参照）と比較して、他の部位への補強量を低減させることができる。
従来の耐震補強構造は、図４の（ｂ）に示すように、階段室１０２は床面に開口が開いたものと評価されるため、居住空間１０３の左右に形成された耐震壁１１０，１１０（側壁１０４，境界壁１０５）の補強量を増加させる必要がある。その結果、居住空間１０３を狭めることとなる。

階段室２は、共有部分であるため、区分所有された建物においても補強の理解が得やすい。また、階段室２以外の部分への補強量を低減させることで、利用者への負担も軽減することが可能となる。

＜第三の実施形態＞
第三の実施形態の建物の耐震補強構造は、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、既存建物１の階段室２内に形成された補強スラブ１３を備えている。

本実施形態の既存建物１は、コンクリート系建物であって、図６の（ａ）に示すように、２箇所の階段室２，２と居住空間３とを備えている。階段室２，２は、建物本体（居住空間３）の後側面（図面において上側の面）に接続されている。
なお、既存建物１の平面形状は限定されるものではない。また、階段室２の配置や設置箇所も限定されるものではない。

既存建物１は、外周囲が側壁４，４，…に囲まれている。
本実施形態の既存建物１の前側（図面において下側）の側壁４の一部（角部）には、耐震補強が施されており、耐震壁１０が形成されている。
また、階段室２の後側（図面において上側）の側壁４は、耐震補強が施されていて、耐震壁１０により構成されている。

居住空間３は、各階層が床版６により区切られている。

階段室２の内部には折り返し階段２０が形成されている。
折り返し階段２０は、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、上側の階段部（以下、単に「上階段」という）２１と、下側の階段部（以下、単に「上階段」という）２２と、上階段２１および下階段２２が接続する踊り場２３とを備えて構成されている。
踊り場２３と側壁４との接合部には、梁２４が形成されている。

補強スラブ１３は、踊り場２３の下面を覆うように形成されている。
補強スラブ１３は、上階段２１の下端および下階段２２の上端に踊り場２３を介して連結されている。
なお、図５の踊り場２３は、上階と下階との間に形成された踊り場２３であるが、各階の床につながる踊り場２３の下面にも、補強スラブ１３を形成する。

補強スラブ１３の形成方法は限定されるものではないが、本実施形態では、踊り場２３の下面にアンカーを植設し、補強スラブ１３の配筋を行った後、型枠を設置するとともに型枠の内部にコンクリートを打設することにより形成する。
なお、補強スラブ１３として、プレキャスト部材を踊り場２３の下面に固定してもよい。

本実施形態の建物の耐震補強構造によれば、踊り場２３の下面に設けられた補強スラブ１３が、上階段２１および下階段２２に連結されているため、上階段２１および下階段２２をせん断伝達部材として利用することが可能となり、したがって、階段室２に隣接する側壁４（階段室２を挟んで居住空間３の反対側に位置する外壁）を耐震壁１０とした場合に、その補強効果を期待することができる。

つまり、Ｘ方向の外力が既存建物１に作用した際に、側壁４（耐震壁１０）からのせん断力は、補強スラブ１３から上階段２１および下階段２２へと伝わり、上階段２１または下階段２２を経由して反対側の補強スラブ１３へと伝達される（図６の（ａ）参照）。

このように、階段室２を耐震補強部位として利用することが可能となるため、従来の耐震補強構造（図６の（ｂ）参照）と比較して、他の部位への補強量を低減させることができる。
従来の耐震補強構造は、図６の（ｂ）に示すように、階段室１０２は床面に開口が開いたものと評価されるため、Ｘ方向の外力に対して、居住空間１０３の各角部に耐震壁１１０，１１０，…を形成して、建物全体の補強量を増加させる必要がある。その結果、居住空間１０３を狭めることとなる。

階段室２は、共有部分であるため、区分所有された建物においても補強の理解が得やすい。また、階段室２以外の部分への補強量を低減させることで、利用者への負担も軽減することが可能となる。

＜第四の実施形態＞
第四の実施形態に係る建物の耐震補強構造は、図７に示すように、踊り場２３を貫通する柱２５を備えている点で、第一の実施形態の建物の耐震補強構造と異なっている。

柱２５は、踊り場２３の上階段２１および下階段２２との接合部において、踊り場２３と補強梁１１を貫通する。柱２５は、支持部材として機能するとともに、手すりとしても機能する。

本実施形態の柱２５は、鋼管により構成するが、柱２５を構成する材料は限定されるものではない。

柱２５は、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、取付部材２６を介して踊り場２３に固定されている。

取付部材２６は、踊り場２３を上下から挟むように配設されたベースプレート２６ａ，２６ａと上下のベースプレート２６ａ，２６ａを固定するアンカーボルト２６ｂ，２６ｂ，２６ｂとを備えて構成されている。

ベースプレート２６ａは、略三角形の鋼板であって、柱２５が貫通する貫通孔が中央に形成されており、アンカーボルト２６ｂが貫通する貫通孔が各角部に形成されている。
なお、ベースプレート２６ａの形状は限定されるものではない。

アンカーボルト２６ｂは、踊り場２３を貫通して、上下のベースプレート２６ａ，２６ａを固定している。
なお、アンカーボルト２６ｂに代えてケミカルアンカーを採用してもよく、ベースプレート２６ａの固定方法は限定されるものではない。また、アンカーボルト２６ｂの配置や本数は限定されるものではない。

この他の第四の実施形態の建物の耐震補強構造の構成は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

補強梁１１の形成方法は限定されるものではないが、本実施形態では、柱２５に固定した型枠治具２７を介して型枠３０を設置するとともに補強梁１１の配筋を行った後、型枠３０内にコンクリートを打設することにより形成する。

型枠治具２７は、図７の（ｃ）に示すように、固定部材２７ａと、セパレータ２７ｂとを備えている。

本実施形態の固定部材２７ａは、アングル（形鋼材）からなり、柱２５に溶接されている。なお、固定部材２７ａを構成する材料は、柱２５に固定することが可能であれば、形鋼材に限定されるものではない。また、固定部材２７ａの固定方法は限定されない。

セパレータ２７ｂは、上端が形鋼２７ａに固定されるとともに、下端において型枠３０を保持する。
セパレータ２７ｂの下端部には、型枠３０の上面を保持するためのコーン２７ｃが固定されている。
型枠３０は、上面に配設されたコーン２７ｃと下面に配設された締め具２７ｄとにより把持される。

なお、柱２５を構成する鋼管の補強梁１１に対応する位置に充填穴２５ａを形成しておけば、補強梁１１のコンクリートを打設する際に、柱２５を利用することができる。また、充填穴２５ａを介して柱２５と補強梁１１とが一体に接合される。

柱２５を利用することで、補強梁１１の型枠３０の設置が容易となるため、施工性が向上する。
また、柱２５による補強効果も期待できる。

この他の本実施形態の建物の耐震補強構造による作用効果は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
なお、本実施形態の建物の耐震補強構造において、補強梁１１に代えて補強スラブ（図５参照）を採用してもよい。

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

１ 既存建物
１１ 補強梁
１２ 補強壁（耐震壁）
１３ 補強スラブ
２ 階段室
２０ 折り返し階段
２１ 上階段（階段部）
２２ 下階段（階段部）
２３ 踊り場

Claims (3)

1. 折り返し階段を構成する上下の階段部をせん断伝達部材として利用する建物の耐震補強構造であって、
   前記階段部の昇降方向と直交する補強梁を備え、
   前記補強梁は、前記階段部と踊り場との接合部において、前記踊り場の下面に沿って横架されているとともに、前記上下の階段部を挟んで対向する一対の耐震壁に両端が接続されていて、
   前記補強梁と直交する外力が建物に作用した際に、一方の前記耐震壁からのせん断力を、一方の前記階段部から前記補強梁へと伝達し、当該補強梁から他方の前記階段部を経由して他方の前記耐震壁へと伝達させることを特徴とする、建物の耐震補強構造。
2. 折り返し階段を構成する上下の階段部をせん断伝達部材として利用する建物の耐震補強構造であって、
   上側の前記階段部と下側の前記階段部との間に形成された耐震壁である補強壁と、
   一方の前記階段部を挟んで前記補強壁と対向する耐震壁である側壁と、
   他方の前記階段部を挟んで前記補強壁と対向する耐震壁である境界壁と、を備え、
   前記側壁の壁面に沿った外力が建物に作用した際に、前記側壁からのせん断力を、前記一方の階段部から前記補強壁へと伝達し、当該補強壁から前記他方の階段部を経由して前記境界壁へと伝達させることを特徴とする、建物の耐震補強構造。
3. 折り返し階段を構成する上下の階段部をせん断伝達部材として利用する建物の耐震補強構造であって、
   前記折り返し階段を挟んで居住空間の反対側に形成された耐震壁と、
   前記耐震壁側の踊り場の下面を覆う第一の補強スラブと、
   前記居住空間側の踊り場の下面を覆う第二の補強スラブと、を備え、
   前記耐震壁の壁面に沿った外力が建物に作用した際に、前記耐震壁からのせん断力を、前記第一の補強スラブから前記上下の階段部へと伝達し、前記上下の階段部のうちのいずれか一方を経由して前記第二の補強スラブへと伝達させることを特徴とする、建物の耐震補強構造。

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