JP5983425B2 - 既存建物の耐震耐津波補強構造物 - Google Patents

Description

本発明は、外部架構を用いた既存建物の耐震耐津波補強構造物に関する。

近年、耐震性の向上等を目的とする既存建物の補強に対するニーズが高まっている。例えば既存建物が工場の建屋の場合、建て替えのためには機械の移設、配管やケーブルの撤去及び再設置、或いは交換が必要であることに加え操業継続に影響するため、建て替えによらない補強に対するニーズが高い。このように建て替えによらずに既存建物を補強する手法として、既存建物の外側に外部架構を設置して既存建物を外側から支持する手法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。又、外部架構に角波鋼板等の外装板を配設することにより既存建物の外観をリニューアルすることも可能である。

特許第３３６９３８７号公報 特開２００３−２８６７７３号公報 特開２００８−２０８６１２号公報

しかしながら、既存建物が津波浸水想定エリアに存在する場合、外部架構によって既存建物が大地震の揺れに耐えることはできたとしても、津波によるダメージを受ける可能性があった。尚、外部架構に角波鋼板等の外装板が配設されていれば建物への浸水を抑制する一定の効果は期待できるが、大きな津波に対しては角波鋼板等の外装板では強度が充分でなく、外装板が破壊されて建物に浸水したり、津波により建物が破壊されてしまう可能性があった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、建て替えによらずに既存建物の耐震性の向上を図ることができると共に、既存建物を津波から保護することができる既存建物の耐震耐津波補強構造物を提供することを課題とする。

本発明は、既存建物の外側に設置される外部架構と、前記既存建物を少なくとも上方から支持するための、前記外部架構と前記既存建物の少なくとも屋根を連結する連結構造と、前記外部架構の柱及び梁の少なくとも一方に接し、且つ、スタッドコネクタを用いて前記外部架構と連結された鉄筋コンクリートの外壁とを備える既存建物の耐震耐津波補強構造物により上記課題を解決するものである。

ここで、前記連結構造を、前記既存建物の柱上に配設することができる。
又、前記既存建物の上方を覆う鉄筋コンクリートの屋根を更に備えることができる。

鉄筋コンクリートの外壁はそれ自体の強度が角波鋼板等の外装板の強度に比べれば大きいことに加え外部架構の柱や梁に接し、且つ、連結された構造であるため、津波に対しても耐えられる外壁を実現できる。又、外部架構も鉄筋コンクリートの外壁にスタッドコネクタを用いて連結されることで、外部架構だけが設置される構造よりも耐震性が向上する。即ち、外部架構と鉄筋コンクリートの外壁との組み合わせによる有利な相乗効果が得られ、本発明によれば、建て替えによらずに既存建物の耐震性の向上を図ることができると共に、既存建物を津波から保護することができる。又、既存建物の上方を覆う鉄筋コンクリートの屋根を更に備えることにより、鉄筋コンクリートの外壁よりも高い津波に対しても既存建物への浸水を防止又は抑制したり、既存建物の破壊を防止又は抑制する効果が得られる。

本発明の第１実施形態に係る既存建物及び補強構造物の概略構成を模式的に示す側方から見た断面図 同補強構造物の平面図 上方から見た同既存建物及び補強構造物の断面図 同補強構造物の南側の側面図 同補強構造物の北側の側面図 同補強構造物の東側の側面図 同補強構造物の西側の側面図 同補強構造物の外部架構の南側の側面図 同外部架構の北側の側面図 同外部架構の東側の側面図 同外部架構の西側の側面図 図１のVI部分を拡大して示す断面を含む側面図 図１のVII部分の連結構造を拡大して示す断面を含む側面図 図７におけるVIII−VIIIに沿う断面図 図１のIX部分の連結構造を拡大して示す断面を含む側面図 本発明の第２実施形態に係る既存建物及び補強構造物の概略構成を模式的に示す側方から見た断面図

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の第１実施形態は図１（側方から見た断面図）、２（平面図）、３（上方から見た断面図）、４Ａ（南側の側面図）、４Ｂ（北側の側面図）、４Ｃ（東側の側面図）及び４Ｄ（西側の側面図）に示されるような、既存建物の補強構造物１０に関する。既存建物の補強構造物１０は、既存建物１２の外側に設置されて既存建物１２を外側から支持する外部架構１４と、外部架構１４の柱５０ａ及び梁５０ｃに接し、且つ、連結された鉄筋コンクリートの外壁１６とを備えている。

既存建物１２は工場の建屋で直方体の箱状であり、柱１８、梁２０、壁（図示省略）等により構成されている。既存建物１２の内部には制御盤２２、機械２４等が設置されている。

外部架構１４は図２、５Ａ（南側の側面図）、５Ｂ（北側の側面図）、５Ｃ（東側の側面図）及び５Ｄ（西側の側面図）に示されるように既存建物１２の屋根及び４方向の側面に沿って形成されており、柱５０ａ、中央部の梁５０ｂ、外周部の梁５０ｃ、ブレース５０ｄ等の鉄骨材で構成されている。外部架構１４は既存建物１２の屋根に沿って形成された上面部において既存建物１２と連結されて既存建物１２を外側から支持している。より詳細には外部架構１４は既存建物１２の屋根の中央近傍において中央連結構造２６によって既存建物１２の柱１８及び／又は梁２０と連結され、又、既存建物１２の屋根の周縁近傍において周縁連結構造２８によって既存建物１２の柱１８及び／又は梁２０と連結されている。図６（図１のVI部分を示す断面を含む側面図）に示されるように、中央連結構造２６は既存建物１２と外部架構１４の上面部の中央部の梁５０ｂとの間に配置されたスペーサ３２と、連結用金物３４と、吊りボルト３６と、ナット３８と、スペーサ３２と梁５０ｂとの間に充填されたグラウト４４と、ウレタン系塗装４６とを有して構成されている。尚、符号４８は既存建物１２の屋根上に配設された防水シートである。スペーサ３２は例えば鉄筋コンクリート製であり、その外周部にはシーリング４０が設けられ、シーリング４０の外側には水切り用の溝３２Ａが形成されている。

鉄筋コンクリートの外壁１６は、内面が外部架構１４の外面に接して打設されている。より詳細には図７（図１のVII部分を示す断面を含む側面図）、８（図７におけるVIII−VIIIに沿う断面図）及び９（図１のIX部分を示す断面を含む側面図）に示されるように、外部架構１４を構成する柱５０ａ及び外周部の梁５０ｃにはスタッドコネクタ５２が、その頭部が外壁１６の方へ突出する姿勢で溶接されており、スタッドコネクタ５２の頭部が鉄筋コンクリートの外壁１６の中に埋め込まれている。尚、符号５４は外壁１６を構成する鉄筋である。図３に示されるように鉄筋コンクリートの外壁１６は既存建物１２を四方から取り囲むように形成されている。又、図４Ａ〜４Ｄに示されるように、外壁１６には扉や窓に相当する開口部が形成されている。

次に、既存建物の補強構造物１０の作用について説明する。鉄筋コンクリートの外壁１６はそれ自体の強度が角波鋼板等の外装板の強度に比べて大きいことに加え外部架構１４の柱５０ａ及び外周部の梁５０ｃに接すると共にスタッドコネクタ５２によって外部架構１４の柱５０ａ及び梁５０ｃに連結されているため、津波に対しても耐えることができる。又、外部架構１４も鉄筋コンクリートの外壁１６に連結されているため、外部架構だけが設置される構造よりも耐震性が高い。従って、既存建物の補強構造物１０によれば、建て替えによらずに既存建物１２の耐震性の向上を図ることができると共に、既存建物１２を津波から保護することが可能である。又、鉄筋コンクリートの外壁１６が外部架構１４の外側に形成されているので鉄筋コンクリートの外壁１６による、外観をリニューアルする効果も得られる。尚、鉄筋コンクリートの外壁１６に更に角波鋼板等の外装板を配設して外観をリニューアルしてもよい。

次に、既存建物の補強構造物１０の建設方法（既存建物の補強工法）について簡単に説明する。まず既存建物１２の外側に外部架構１４を設置する。尚、外部架構１４の設置前に外部架構１４を構成する柱５０ａ及び梁５０ｃに予めスタッドコネクタ５２を溶接しておく。又、外部架構１４の設置後に外部架構１４を構成する柱５０ａ及び梁５０ｃにスタッドコネクタ５２を溶接してもよい。次に、鉄筋コンクリートの外壁１６をその内面が外部架構１４の外面に接するように打設する。これにより鉄筋コンクリートの外壁１６の中にスタッドコネクタ５２の頭部が埋め込まれて外壁１６と外部架構１４とがスタッドコネクタ５２によって強固に連結される。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。前記第１実施形態に係る既存建物の補強構造物１０は鉄筋コンクリートの外壁１６が既存建物１２を四方から取り囲むだけで上方には開放されているのに対し、図１０（側方から見た断面図）に示されるように本第２実施形態に係る既存建物の補強構造物６０は鉄筋コンクリートの外壁１６が既存建物１２を四方から取り囲むだけではなく、既存建物１２の上方を覆う鉄筋コンクリートの屋根６２を更に備えている。鉄筋コンクリートの屋根６２は鉄筋コンクリートの外壁１６と一体で打設されている。他の構成は前記第１実施形態に係る既存建物の補強構造物１０と同じであるので同じ構成要素については図１〜９と同一符号を付することとして説明を省略する。

このように鉄筋コンクリートの外壁１６が既存建物１２を四方から取り囲むだけではなく、既存建物１２の上方を覆う鉄筋コンクリートの屋根６２を更に備える構造とすることにより、鉄筋コンクリートの外壁１６よりも高い津波に対しても既存建物１２への浸水を防止又は抑制したり、既存建物１２の破壊を防止又は抑制する効果が得られる。

尚、図１０において鉄筋コンクリートの屋根６２は外部架構１４の上面部から上方に離れて形成されているが、鉄筋コンクリートの屋根６２を、その内面（下面）が外部架構１４の上面部の外面（上面）に接するように形成していてもよい。この場合も、鉄筋コンクリートの屋根６２と外部架構１４の上面部をスタッドコネクタで連結するとよい。このようにすることで補強構造物６０の剛性や強度を更に高めることができる。

又、前記第１及び第２実施形態において鉄筋コンクリートの外壁１６は外部架構１４の柱５０ａ及び梁５０ｃの両方に接して連結されているが、補強構造物１０、６０の充分な強度や剛性が得られれば、鉄筋コンクリートの外壁１６は外部架構１４の柱５０ａだけに接して連結されていてもよく、又、梁５０ｃだけに接して連結されていてもよい。又、鉄筋コンクリートの外壁１６は柱５０ａ及び梁５０ｃの両方に接しており、柱５０ａだけにスタッドコネクタ５２で連結されていてもよい。又、鉄筋コンクリートの外壁１６は柱５０ａ及び梁５０ｃの両方に接しており、梁５０ｃだけにスタッドコネクタ５２で連結されていてもよい。

又、前記第１及び第２実施形態において外部架構１４の上面部及び４つの側面部はいずれもブレース５０ｄを有してなるブレース構面であるが、鉄筋コンクリートの外壁１６や屋根６２との連結によって充分な剛性や強度が得られれば、外部架構１４の上面部及び４つの側面部のいずれか或いは全部はブレースを有していない非ブレース構面であってもよい。

又、前記第１及び第２実施形態において外部架構１４は上面部のみにおいて既存建物１２に連結されているが、外部架構１４は既存建物１２と側面部において連結されていてもよいし、上面部及び側面部の両方で既存建物１２と連結されていてもよい。

又、前記第１及び第２実施形態において既存建物１２は工場の建屋であるが、例えば住宅、校舎、公共施設の建屋等の工場以外の既存建物に対しても本発明は適用可能である。

１０、６０…既存建物の補強構造物
１２…既存建物
１４…外部架構
１６…鉄筋コンクリートの外壁
５０ａ…柱
５０ｂ…中央部の梁
５０ｃ…外周部の梁
５０ｄ…ブレース
５２…スタッドコネクタ
５４…鉄筋
６２…鉄筋コンクリートの屋根

Claims (3)

1. 既存建物の外側に設置される外部架構と、
   前記既存建物を少なくとも上方から支持するための、前記外部架構と前記既存建物の少なくとも屋根を連結する連結構造と、
   前記外部架構の柱及び梁の少なくとも一方に接し、且つ、スタッドコネクタを用いて前記外部架構と連結された鉄筋コンクリートの外壁とを備えることを特徴とする既存建物の耐震耐津波補強構造物。
2. 前記連結構造が、前記既存建物の柱上に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の既存建物の耐震耐津波補強構造物。
3. 前記既存建物の上方を覆う鉄筋コンクリートの屋根を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の既存建物の耐震耐津波補強構造物。

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