JP6087680B2 - 既存建物の免震化方法 - Google Patents

Description

本発明は、既存建物の免震化方法および免震化システムに関する。

従来より、既存建物を免震化する免震レトロフィット工事が知られている。この免震レトロフィット工事は、既存建物の基礎部分や特定の階層の柱に免震装置を設置し、外観、内装、設備などを損なうことなく、既存建物を免震建物に変更する方法である（特許文献１参照）。

この免震レトロフィット工事によれば、免震化することで、地震による強い揺れをゆっくりとした揺れに変えて加速度を抑えるので、免震化されたレベルより上の部分の補強は不要になるか、あるいは大幅に少なくできる、というメリットがある。

ところで、このような免震レトロフィット工事を行った場合、既存建物の免震化されたレベルより上の部分の水平変位が大きくなるので、障害が無く水平移動可能な空間（免震クリアランス）を既存建物の免震化されたレベルより上の部分の周囲に確保する必要がある。しかしながら、既存建物の外壁面が隣地との境界線に接近している場合、この免震クリアランスを確保できない、という問題があった。

この問題を解決するため、免震レトロフィット工事と同時に免震装置を取り付けた既存建物の上部躯体を水平移動する、いわゆる曳き家が提案されている（特許文献２参照）。
具体的には、上部躯体の下面に、免震装置の上端面を取り付けるとともに、この免震装置の下端面を上端面から水平方向にずれた位置に仮固定する。すると、この免震装置の変形から復元力が生じる。この復元力により上部躯体を水平移動させる。このような作業を繰り返すことで、上部躯体を所定の位置まで水平移動する。

特開２０００−２５７２７３号公報 特開２００５−２９０８０９号公報

しかしながら、以上のような方法では、免震装置を変形させた状態で維持するためのロック機構を設置したり、免震装置の変形量を厳密に管理したりする必要があるため、かなりの手間がかかる、という問題があった。

本発明は、既存建物を容易に水平移動して免震化できる、既存建物の免震化方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の既存建物の免震化方法（例えば、後述の既存建物の免震化方法１）は、既存建物（例えば、後述の既存建物１０）を水平移動して免震化する既存建物の免震化方法であって、前記既存建物は、下部躯体（例えば、後述の下部躯体１１）と、当該下部躯体から上方に延びる柱（例えば、後述の既存柱１２）と、当該柱に支持される上部躯体（例えば、後述の上部躯体１３）と、を有し、前記柱に隣接して新設躯体（例えば、後述の新設躯体２０）を構築するとともに、前記柱を切断して当該切断した箇所（例えば、後述の間隙１４）に免震装置（例えば、後述の免震装置３０）を設置して当該免震装置に前記上部躯体を支持させる工程（例えば、後述のステップＳ１〜Ｓ９）と、前記免震装置を、前記上部躯体とともに前記切断した柱（例えば、後述の下側既存柱１５）の上から前記新設躯体の上に向かって水平移動させる工程（例えば、後述のステップＳ１０）と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の既存建物の免震化方法は、前記柱を切断して当該切断した箇所に前記免震装置を設置する工程では、前記柱の側面にプレート（例えば、後述の支持プレート１７）を取り付ける工程（例えば、後述のステップＳ２）と、前記柱を切断して前記プレートを介して前記上部躯体を前記下部躯体に仮支持させる工程（例えば、後述のステップＳ３）と、当該切断した箇所に免震装置を設置する工程（例えば、後述のステップＳ６〜Ｓ８）と、前記プレートを取り外して仮支持を解除し、前記上部躯体を前記免震装置に支持させる工程（例えば、後述のステップＳ９）と、を備えることを特徴とする。

本発明の既存建物の免震化システムは、既存建物を水平移動して免震化する既存建物の免震化システムであって、前記既存建物は、下部躯体と、当該下部躯体から上方に延びる柱と、当該柱に支持される上部躯体と、を有し、前記柱に隣接して構築された新設躯体と、前記柱を切断して当該切断した箇所に設置されて前記上部躯体を支持する免震装置と、前記免震装置を水平方向に押圧して、前記免震装置および前記上部躯体を前記切断した柱の上から前記新設躯体の上に向かって水平移動させるジャッキと、を備えることが好ましい。

本発明によれば、免震装置で上部躯体を支持した状態で、この免震装置をジャッキで水平移動させる。これにより、既存建物を容易に水平移動して免震化できる。

本発明の一実施形態に係る既存建物の免震化方法の適用対象となる既存建物の一部の縦断面図である。 前記実施形態に係る既存建物の免震化方法により免震化された既存建物の一部の縦断面図である。 前記実施形態に係る既存建物の免震化方法に用いられる免震装置の縦断面図である。 前記実施形態に係る既存建物の免震化方法のフローチャートである。 前記実施形態に係る既存建物の免震化方法を説明するための縦断面図（その１）である。 前記実施形態に係る既存建物の免震化方法を説明するための縦断面図（その２）である。 前記実施形態に係る既存建物の免震化方法を説明するための横断面図（その３）である。 図７のＡ−Ａ断面図である。 図７のＢ−Ｂ断面図である。 前記実施形態に係る既存建物の免震化方法を説明するための縦断面図（その４）である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る既存建物の免震化方法１の適用対象となる既存建物１０の一部の縦断面図である。

既存建物の免震化方法１は、既存建物１０の一部を水平移動して免震化する方法である。
既存建物１０は、下部躯体１１と、この下部躯体１１から上方に延びる断面矩形状の既存柱１２と、この既存柱１２に支持される上部躯体１３と、を有する。この既存柱１２の柱芯を一点鎖線Ｃで示す。
下部躯体１１および上部躯体１３は、複数のフロアで構成されている。つまり、既存柱１２は、既存建物１０の中間階に位置していることになる。

図２は、既存建物の免震化方法１により免震化された既存建物１０の一部の縦断面図である。
免震化された既存建物１０では、既存柱１２は、２箇所で略水平に切断されて、中間部分が撤去されて間隙１４が形成されている。この既存柱１２の残る下側の部分を、下側既存柱１５とし、既存柱１２の残る上側の部分を、上側既存柱１６とする。
上部躯体１３は、上側既存柱１６とともに水平移動しており、上側既存柱１６の柱芯は、ＣからＣ´に移動している。

下部躯体１１上には、下側既存柱１５に隣接して新設躯体２０が構築されており、この新設躯体２０の高さは、下側既存柱１５の高さと略同一となっている。
また、下側既存柱１５および新設躯体２０の上面には、下側免震基礎２１が構築されて、この下側免震基礎２１の上には、免震装置３０が設置されている。
一方、上側既存柱１６の下面には、上側免震基礎２２が構築され、免震装置３０は、この上側免震基礎２２を支持している。

図３は、免震装置３０の縦断面図である。
免震装置３０は、下側フランジ３１と、この下側フランジ３１の上に設けられた積層ゴム３２と、この積層ゴム３２の上に設けられた上側フランジ３３と、を備える。
積層ゴム３２は、鋼板とゴムとが交互に積層されたものである。
上下のフランジ３１、３３には、周縁部に沿って所定間隔おきに、ボルトを挿通するためのボルト挿通孔３１１、３３１が設けられている。

下側免震基礎２１の上面には、下側ベースプレート４０が打ち込まれており、上側免震基礎２２の下面には、上側ベースプレート４１が打ち込まれている。
これらベースプレート４０、４１の周縁部には、円環状の所定間隔おきに、雌ねじ４２、４３が設けられている。

免震装置３０の下側フランジ３１は、下側ベースプレート４０の上に載置される。この状態で、下側のフランジ３１のボルト挿通孔３１１にボルト３４を挿通して、このボルト３４を下側のベースプレート４０の雌ねじ４２に締め付けて固定する。これにより、免震装置３０が下側免震基礎２１に接合される。

また、免震装置３０の上側フランジ３３は、下側フランジ３１と同様に、ボルト３５により上側ベースプレート４１に固定される。

この下側ベースプレート４０の雌ねじ４２の下端面から上側ベースプレート４１の雌ねじ４３の上端面までの高さ寸法をＨ１とする。

図４は、既存建物の免震化方法１のフローチャートである。
ステップＳ１では、図５に示すように、既存柱１２に隣接して、新設躯体２０を新たに構築する。このとき、既存柱１２の新設躯体２０に接合される面には、目荒らし処理を施しておく。

ステップＳ２では、図５に示すように、一対の支持プレート１７を既存柱１２に取り付ける。
具体的には、まず、既存柱１２の高さ方向中間部分に間隙１４の位置決めを行う。この間隙１４の高さ寸法は、上述の寸法Ｈ１よりも僅かに大きいＨ２である。

次に、この間隙１４を上下に挟んで一対の支持プレート１７を取り付けて、既存柱１２を補強する。ここで、一対の支持プレートは、既存柱１２の４つの側面のうち既存柱１２の移動方向に沿って延びる２つの側面に取り付けられる。ここで、図示しないＰＣ鋼棒を既存柱１２に貫通して、このＰＣ鋼棒の両端を支持プレート１７に係止する。そして、このＰＣ鋼棒に緊張力を導入することで、支持プレート１７は、既存柱１２の側面に強く押し付けられて、この既存柱１２の側面との摩擦力により、既存柱１２に取り付けられる。

ステップＳ３では、図５に示すように、既存柱１２を２箇所で切断して、間隙１４を形成する。これにより、上部躯体１３の荷重は、上側既存柱１６、支持プレート１７、および下側既存柱１５を介して、下部躯体１１に伝達される。つまり、上部躯体１３は、下部躯体１１に仮支持される。

ステップＳ４では、図６に示すように、下側既存柱１５および新設躯体２０に跨って、鋼製で矩形枠状のフレーム５０を設置する（図７参照）。
このフレーム５０は、矩形枠状で下側既存柱１５および新設躯体２０の上に設けられた基部５１と、この基部５１に立設された矩形枠状の壁部５２と、壁部５２を基部５１に補強する補強プレート５３と、を備える。
基部５１は、下側既存柱１５および新設躯体２０にアンカー５４で固定されている。
壁部５２のうちの移動方向に沿って延びる部分の上端には、内側に向かって略水平に延びる係止部５２１が設けられている。

ステップＳ５では、図６に示すように、支持架台６０を設置する。
具体的には、まず、フレーム５０の壁部５２内側に樹脂製のシート２３を敷設する。この樹脂製のシート２３は、表面が平滑となっている。
次に、このシート２３の上に支持架台６０を配置する。この支持架台６０は、シート２３の上に配置された鋼板６１と、この鋼板６１の上に設置されて下側ベースプレート４０を支持するサポートジャッキ６２と、を備える。

ステップＳ６では、図７〜図９に示すように、既存柱１２の間隙１４に免震装置３０を設置する。これにより、免震装置３０は、下側既存柱１５の上に位置することになる。
具体的には、まず、ボルト３４、３５を用いて、ベースプレート４０、４１を免震装置３０に取り付けておく。
次に、支持架台６０の上に、ベースプレート４０、４１が一体化した免震装置３０を載せて、支持架台６０のサポートジャッキ６２で免震装置３０の下側ベースプレート４０を支持させる。このとき、免震装置３０の下側ベースプレート４０の端縁が、フレーム５０の係止部５２１の直下に入り込むように配置する（図９参照）。

ステップＳ７では、図７〜図９に示すように、推進ジャッキ７０および拘束ジャッキ７１を配置する。
具体的には、フレーム５０内で支持架台６０の移動方向と反対側に、推進ジャッキ７０を配置し、支持架台６０の移動方向側に、拘束ジャッキ７１を配置する。
そして、これら推進ジャッキ７０および拘束ジャッキ７１のピストンロッドの先端面を、下側ベースプレート４０および支持架台６０の鋼板６１に当接させておく。

ステップＳ８では、図７〜図９に示すように、上側既存柱１６の下面に上側免震基礎２２を構築して、免震装置３０を上側既存柱１６に一体化させる。

ステップＳ９では、図７〜図９に示すように、支持プレート１７を取り外す。これにより、上部躯体１３は免震装置３０に支持されて、上部躯体１３の荷重は、上側既存柱１６、上側免震基礎２２、免震装置３０、支持架台６０、および下側既存柱１５を介して、下部躯体１１に伝達される。

ステップＳ１０では、図１０に示すように、推進ジャッキ７０および拘束ジャッキ７１を駆動して、免震装置３０を、上部躯体１３とともに下側既存柱１５の上から新設躯体２０の上に水平移動する。
具体的には、推進ジャッキ７０により、フレーム５０に反力をとって、下側ベースプレート４０および支持架台６０の鋼板６１を新設躯体２０に向かって押圧するとともに、拘束ジャッキ７１により、フレーム５０に反力をとって、下側ベースプレート４０および支持架台６０の鋼板６１を、推進ジャッキ７０よりも弱い力で押圧する。

なお、既存建物１０に複数本の柱１２がある場合には、各柱１２に設置されたジャッキ７０、７１を同期して駆動する。

これにより、支持架台６０、免震装置３０、上側既存柱１６、および上部躯体１３が、シート２３上を滑って、水平移動する。
このとき、フレーム５０の係止部５２１の直下に免震装置３０の下側ベースプレート４０の端縁が入り込んでいるので、免震装置３０の浮き上がりを防止できる。さらに、移動中に地震が発生しても、免震建物として機能する。また、拘束ジャッキ７１により下側ベースプレート４０および支持架台６０の鋼板６１を適宜押圧しているので、移動方向に対して免震装置３０の向きが傾斜するのを防止できる。

ステップＳ１１では、推進ジャッキ７０および拘束ジャッキ７１を取り外す。
ステップＳ１２では、下側免震基礎２１を構築する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）免震装置３０で上部躯体１３を支持した状態で、この免震装置３０を推進ジャッキ７０および拘束ジャッキ７１で水平移動させる。これにより、既存建物１０を容易に水平移動して免震化できる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、下側ベースプレート４０を免震装置３０に取り付けた状態で、免震装置３０を水平移動したが、これに限らない。例えば、予め免震装置３０の移動先に下側ベースプレート４０を設置しておき、免震装置３０を水平移動した後に、免震装置３０を下側ベースプレート４０に取り付けるようにしてもよい。

なお、本実施形態では、免震装置３０を柱１２の中間部に介装したが、これに限らず、本発明は、中間階の柱の柱頭、中央部および柱脚、さらには基礎部分等の各種軸力材における様々な位置に対して免震装置を介装する場合にも、同様に適用することが可能である。

また、本実施形態では、免震装置３０を新設躯体２０に向かって水平移動して、新設躯体２０の直上に配置したが、これに限らない。すなわち、免震装置３０を新設躯体２０に向かって水平移動して、下側既存柱１５および新設躯体２０の両方に跨るように配置してもよいし、依然として下側既存柱１５の上であるが新設躯体２０寄りに配置してもよい。

１…免震化方法
１０…既存建物
１１…下部躯体
１２…既存柱
１３…上部躯体
１４…間隙
１５…下側既存柱
１６…上側既存柱
１７…支持プレート
２０…新設躯体
２１…下側免震基礎
２２…上側免震基礎
２３…シート
３０…免震装置
３１…下側フランジ
３２…積層ゴム
３３…上側フランジ
３４、３５…ボルト
４０…下側ベースプレート
４１…上側ベースプレート
４２、４３…雌ねじ
５０…フレーム
５１…基部
５２…壁部
５３…補強プレート
５４…アンカー
６０…支持架台
６１…鋼板
６２…サポートジャッキ
７０…推進ジャッキ
７１…拘束ジャッキ
３１１、３３１…ボルト挿通孔
５２１…係止部

Claims (1)

1. 既存建物を水平移動して免震化する既存建物の免震化方法であって、
   前記既存建物は、下階のフロアを含む下部躯体と、当該下部躯体から上方に延びる柱と、当該柱に支持されて上階のフロアを含む上部躯体と、を有し、
   前記柱に隣接して新設躯体を構築するとともに、前記柱を切断して当該切断した箇所に免震装置を設置して当該免震装置に前記上部躯体を支持させる工程と、
   前記免震装置を、前記上部躯体とともに前記切断した柱の上から前記新設躯体の上に向かって水平移動させる工程と、を備え、
   前記柱を切断して当該切断した箇所に前記免震装置を設置する工程では、前記柱の側面のうち前記既存建物の移動方向に沿って延びる２つの側面に一対のプレートを取り付ける工程と、
   当該柱を切断して前記一対のプレートを介して前記上部躯体の柱を前記下部躯体の柱に仮支持させ、この状態で当該切断した箇所に免震装置を設置する工程と、
   前記プレートを取り外して仮支持を解除し、前記上部躯体を前記免震装置に支持させる工程と、を備えることを特徴とする既存建物の免震化方法。

Images