JP6190292B2 - 既存構造物の免震構造化方法 - Google Patents

Description

本発明は既存構造物の基礎等、いずれかの層に新たに免震装置を設置し、免震装置を挟んで下部構造から区分される上部構造を免震装置に支持させるために柱の周囲に形成される補強部と柱に対する、柱の切断に伴う補強を軽減する既存構造物の免震構造化方法に関するものである。

免震構造でない既存構造物の基礎等、いずれかの層の躯体の一部に新たに免震装置を設置し、免震装置を挟んで下部構造から分離する上部構造を免震構造化する場合、免震装置が設置される柱の周囲には、免震装置の設置のための柱の切断時以降、柱に代わって上部構造を支持するジャッキに上部構造の鉛直荷重を伝達するための補強部が構築、もしくは設置される（特許文献１〜３）。

補強部は免震装置の設置後には残存した柱と共に上部構造の荷重を免震装置に伝達する働きをするため、柱とは一体になった形で免震装置の上に存在する必要がある。ここで、免震装置の設置のために補強部の下にジャッキを設置した状態で柱を切断したとき、柱が負担していた上部構造の鉛直荷重は残存した柱から補強部を経てジャッキに伝達されるため、柱の上側の切断面側と補強部の下面側には曲げモーメントによる引張力が作用する。従って柱の切断面と補強部の下面にはこの引張力に対する抵抗力を持たせる必要がある（特許文献２、３）。

特許文献２では柱の切断面と補強部の下面に跨るプレートを両者に接合することにより、特許文献３では柱と補強部に亘って鉄筋やＰＣ鋼材等の引張材を挿通させることにより残存した柱と補強部の下面側に引張抵抗力を持たせている。特許文献１では補強部の、柱を貫通しない下方寄りの位置にＰＣ鋼材を挿通させているが、ＰＣ鋼材への張力導入によりＰＣ鋼材に上記曲げモーメントによる引張力を負担させていると考えられる（段落００１３）。

図７〜図１０、及び図１１は既存の柱の周囲に補強部を構築する他の従来方法の例を示す。図７〜図１０は柱に接続する梁の一部を取り込んで補強部を構築する場合の免震装置設置までの作業手順を示す。図１１は梁の一部を除去して補強部を構築する場合の補強部の構築の要領を示す。

図７〜図１０は柱寄りの区間において梁の上階側スラブ寄りの部分の幅方向両面にアンカーを突設すると共に、その下方部分を除去し、除去部分に柱を貫通する補強筋を配筋し、アンカーと補強筋を取り込むようにコンクリートを打設することにより補強部を構築する方法である（図８）。図１１は上階側のスラブの下端から梁における補強部の構築部分を除去し、その除去部分にアンカーと補強筋を配置し、コンクリートを打設して補強部を構築する方法である。いずれの方法においても補強部の構築（形成）後、残存する梁との干渉のない補強部の下にジャッキを設置した状態で、柱の一部区間を切断して除去し（図９）、柱と補強部の下に免震装置を設置した後、残存する梁に長さ方向にスリットを入れ、梁を上部構造側と下部構造側に分離させることにより免震装置の設置作業が終了する（図１０）。

図７〜図１０、図１１に示す例では梁の一部を取り込みながら柱の周囲に補強部を構築し、梁における補強部の下の部分を除去した後、特許文献２と同様に補強部の、梁以外の領域の下にジャッキを設置し、ジャッキに上部構造の鉛直荷重を負担させた状態で、免震装置の高さ分、柱を切断して除去し、柱の除去区間に免震装置を設置している。

特開平１０−２９９２６３号公報（請求項１、段落００１３〜００１７、図２〜図５） 特開２００１−３１１３１４号公報（請求項１、段落００２２〜００３３、図１〜図３） 特開２００３−１６１０４４号公報（請求項１、段落００３３〜００６０、図１〜図５、図１０、図１２）

特許文献２、３、及び図７〜図１０、図１１に示す例のいずれにおいても柱の切断面と補強部の下面に跨った範囲に対し、上部構造の鉛直荷重をジャッキに負担させている間に作用する曲げモーメントに抵抗させるための引張抵抗材の設置を要している。また柱を切断し、上部構造の鉛直荷重をジャッキに負担させるときに、柱の中心に作用する上部構造の鉛直荷重をジャッキ上の補強部に伝達させるために、柱の切断面と補強部の下面以外の両断面内においても柱と補強部との間で引張力が伝達される状態にする必要があるため、柱の内部と補強部の内部に両者間に跨る鉄筋等の引張抵抗材を配置しなければならない等、補強部を柱に一体化させる作業も伴っている。

このように既存の柱の下に免震装置を設置するには、上部構造の鉛直荷重を補強部に伝達するための一体化の作業と、鉛直荷重を補強部に伝達するときに柱と補強部の下面に生じる曲げモーメントに対する補強が不可欠であるため、補強部の形成作業が複雑化しており、工期の長期化が避けられない状況にある。

本発明は上記背景より、残存した柱の切断面側と補強部の下面側への補強と両者の一体化を不要にし得る、補強部の形成作業を含む既存構造物の免震構造化方法を提案するものである。

請求項１に記載の発明の既存構造物の免震構造化方法は、二方向に梁が接続した既存の柱の周囲に、この柱の下に新たに設置される免震装置を挟んで下部構造から分離する上部構造を前記免震装置に支持させるための補強部を形成する方法であり、
前記梁の前記柱寄りの区間において、前記梁の下方側から上方側へかけ、前記柱寄りの側から前記柱から離れた側へ向かって傾斜した面より下方の領域を切断して除去し、この梁の除去部分を含む前記柱の周囲に、前記柱を包囲する前記補強部を形成することを構成要件とする。

既存構造物は免震装置を挟んで下方側の構造体が下部構造になり、上方側の構造体が上部構造になることから、補強部は免震装置の設置層において柱の上部構造寄りの区間の柱の周囲に構築等により形成される。免震装置の設置層は構造物の基礎であることが多いが、地上の任意の階であることもある。

補強部は梁の除去部分を含む柱の周囲に、柱を包囲するように構築、もしくは設置されることにより形成される。除去部分の傾斜した面をなす梁の切断面は下方側から上方側へかけ、柱寄りの位置から柱から離れた位置へ向かって傾斜した面をなすことで、梁の柱寄りの部分は三角形状、または台形状等の立面形状をなして柱に接続したまま、柱の一部の張出部として残される。補強部５は図６−（ａ）、（ｂ）に示すように除去部分２０内と、張出部２２を含む柱１の外周側に、柱１の周方向に連続して形成される。補強部５は主に鉄筋コンクリート造で構築されることにより、またはプレキャストコンクリートのブロックや鋼材が設置され、互いに接合されることにより、あるいはこれらの組み合わせにより形成される。

補強部５は梁２の傾斜した切断面２ａと共に、張出部２２を含む柱１の外周面に少なくとも接触（密着）することにより柱１から伝達される上部構造４の鉛直荷重と水平荷重を負担する状態になる。梁２の切断面２ａが図１−（ｂ）に示すように梁２の下方側から上方側へかけて柱１から遠ざかる向きに傾斜し、鉛直面と水平面に対して傾斜した面をなすことで、補強部５には上部構造４の鉛直荷重と水平荷重が柱１から切断面２ａを通じて支圧力として伝達される。梁２の切断面２ａは上部構造４の鉛直荷重と水平荷重を補強部５に伝達する働きをする。

図１−（ｂ）では梁２の傾斜した切断面２ａが柱１の外周面（表面）から梁２の上方側へ向かって開始している場合の例を示しているが、切断面２ａは図１−（ｃ）に示すように柱１の外周面から梁２の中間部側へ離れた位置から梁２の上方側へ向かって開始することもある。図１−（ｂ）ではまた、梁２の切断面２ａの上端が梁２の上端（スラブの下端）に一致し、除去部分２０を梁２の上端に接続するスラブ（床スラブ４１）の下端から形成しているが、除去部分２０の上端は梁２の上端より下方に位置することもある。また図面では梁２が地中梁である場合の例を示しているため、梁２の下端が下部構造３の基礎スラブ３１に接続しているが、梁２の下端は下階のスラブから分離している場合もある。

梁２の切断面２ａが柱１寄りの位置から、柱１から遠ざかる側へ向かって傾斜した面をなすことで、補強部５の形成後、図３−（ａ）に示すように例えば補強部５より下の梁２以外の領域にジャッキ６を設置し、補強部５より下の区間の柱１を切断したときには、図５に示すように上部構造４の鉛直荷重Ｐは切断面２ａから補強部５に作用し、補強部５に伝達される。補強部５の内、各梁２の除去部分２０内に存在する部分からは切断面２ａに垂直に反力（垂直抗力）Ｒが作用し、各切断面２ａには摩擦力Ｆ（＝μＲ）が作用する。このため、図１−（ａ）に示すように柱１に二方向に４本の梁２が接続しているとすれば、上部構造４の鉛直荷重Ｐは四方の梁２の除去部分２０内に存在する補強部５からの反力Ｒと摩擦力Ｆの各鉛直成分の和（Ｒｓｉｎθ＋μＲｃｏｓθ）と釣り合う状態になる（Ｐ＝４Ｒ（ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ））。

補強部５下にジャッキ６が設置され、補強部５が上部構造４を支持したときに、補強部５の、切断面２ａに接触している面に垂直に作用する反力Ｒは鉛直成分Ｒｓｉｎθと水平成分Ｒｃｏｓθに分解されるが、鉛直成分Ｒｓｉｎθは補強５部の下に設置されたジャッキ６が負担し、水平成分Ｒｃｏｓθは柱１に関して補強部５の外周側に位置する梁２の残存区間、または補強部５自体が負担する。上部構造４の鉛直荷重Ｐが補強部５の、切断面２ａに接触している面に作用し、その鉛直成分が補強部５の下のジャッキ６が負担することで、ジャッキ６が補強部５を支持する結果として柱１の上側の切断面１ａに曲げモーメントが作用することはなく、補強部５の下面にも曲げモーメントはほとんど作用しなくなり、例えば特許文献２のように補強部の下面と柱の切断面に亘って補強プレート等の引張抵抗材を配置する必要がなくなる。

補強部５が上部構造４の鉛直荷重Ｐを負担することによる反力Ｒの水平成分Ｒｃｏｓθは、例えば補強部５内に補強部５の周方向に配筋される拘束筋が負担することが可能であり、その場合、反力Ｒの水平成分は補強部５内で処理されるため、必ずしも梁２の残存区間に水平成分の負担能力を持たせる必要はない。

補強部５が上部構造４の鉛直荷重Ｐによる反力の鉛直成分Ｒｓｉｎθを負担し、ジャッキ６に伝達するときには、図３−（ａ）に示すように梁２の傾斜した切断面２ａの中心から梁２以外の領域に設置されているジャッキ６の軸までの区間に曲げモーメントが発生する程度であるから、補強部５の下面に生じる曲げモーメントは、補強部５が柱１の外周面に鉛直面を介して接合されている場合より大幅に低減される。

ここで、特に図５に示すようにジャッキ６の軸（中心）を梁２の切断面２ａの中心の延長線上に位置させることができれば（請求項４）、上部構造４の鉛直荷重の作用線とジャッキ６からの反力の作用線が一致することで、柱１の切断面１ａに加え、補強部５の下面にも曲げモーメントが生じさせることがなくなる利点がある。

梁２が図１等に示すような、基礎スラブ３１と床スラブ４１に跨る地中梁である場合で、梁２の除去部分２０の下に梁（残存部分２１）が残存する場合には、除去部分２０の下に残存部分２１がある限り、除去部分２０に形成される補強部５の下にジャッキ６を設置することはできない。但し、梁２を全成に亘って除去する場合には、平面上、補強部５下の、除去部分２０の領域内にジャッキ６を設置することができるため、梁２の切断面２ａ上の上部構造４の鉛直荷重の作用線をジャッキ６の反力の作用線に一致させることができる。梁２が下階のスラブに接続しない場合にも、除去部分２０に形成される補強部５の下にジャッキ６を設置することは可能であるため、上部構造４の鉛直荷重の作用線とジャッキ６の反力の作用線を一致させることができ、補強部５の下面に曲げモーメントを生じさせない状態を得ることが可能である。

柱１の上側の切断面１ａに曲げモーメントが生ぜず、補強部５の下面にも曲げモーメントが生じない状態が得られることで、柱１の切断面１ａと補強部５の下面に対しては曲げモーメントに対する引張抵抗材を配置する必要性がなくなるか、軽減される。また柱１から伝達される鉛直荷重と水平荷重は補強部５に、梁２の切断面（傾斜面）２ａにおける垂直抗力（支圧力）として伝達されて負担され、切断面２ａにはその面に垂直な方向の引張力は作用しないため、必ずしも補強部５と柱１との間で引張力の伝達が可能になるように補強部５を柱１に一体化させる必要がなくなり、補強部５を切断面２ａにおいて柱１に単純に接触（密着）させた状態にしておくことも可能である。

加えて、柱１の切断面１ａの下方に免震装置７を設置するまでの間に上部構造４に作用する水平荷重は柱１を挟んだ両側に位置する補強部５に伝達され、補強部５の外周側に位置する梁２の残存区間で負担されるため、梁２が柱１側と補強部５側とに分離することに伴い、柱１と梁２間での水平力伝達のための、特許文献２における耐震プレートのような部材を柱１と梁２間に跨設する必要は生じない。

但し、上部構造４からの鉛直荷重と水平荷重が補強部５に伝達されるときの、鉛直方向のずれに対する安全性を高めるために、柱１に接続する梁２の張出部２２と補強部５との間に鉄筋やアンカー等の引張材を渡し、補強部５と張出部２２を両者間で引張力が伝達可能な状態に接合することもある。また梁２の傾斜した切断面２ａに凹部や凸部を形成し、補強部５と張出部２２を切断面２ａにおける凹部と凸部を介して接合し、切断面２ａに平行な方向に滑りが生じず、せん断力が伝達可能に接合することもある。

以上のように補強部５は梁２の除去部分２０を含む柱１の周囲に柱１を包囲するように形成されることで、補強部５の形成のために梁２の一部の除去を要するが、梁２の傾斜した切断面２ａに接触した状態で形成されることで、柱１から伝達される上部構造４の鉛直荷重と水平荷重を負担することができるため、柱１の上側の切断面１ａと補強部５の下面に実質的に曲げモーメントが生じない状態を得ることが可能である。この結果、柱１の切断面１ａと補強部５の下面への曲げモーメントに対する引張抵抗材の配置が不要になる上、柱１と補強部５との一体化も不要になり、補強部５の形成に付随する、補強と一体化のための作業が必要でなくなるため、補強部５の形成作業の効率が向上し、新たな免震装置設置のための工期の大幅な短縮化が図られる。

補強部５の内、梁２の除去部分２０内に存在する部分（梁２下部）の上端部は図６−（ａ）に示すように梁２の長さ方向（軸方向）に距離が確保されない場合と、（ｂ）に示すように梁２の長さ方向に距離が確保される場合（請求項２）がある。図６−（ａ）の場合、梁２の除去部分２０内における補強部５の上側の外形線は梁２の切断面２ａの上端に一致し、補強部５の除去部分２０内に存在する部分は三角柱状になる。図６−（ｂ）の場合、除去部分２０内における補強部５の上側の外形線は梁２の梁２の切断面２ａの上端との間に梁２の長さ方向に距離が確保された四角形状になり、補強部５の除去部分２０内に存在する部分は四角柱状になる。

図６−（ｂ）の場合、補強部５の内、梁２下部の上端部が梁２の長さ方向に距離を有することで、（ａ）との対比では梁２の長さ方向からの圧縮力による破損を生じにくい形状になる上、梁２下部の上端部の剛性が高まるため、上部構造４からの鉛直荷重と水平荷重を負担するときの損傷に対する安全性が向上する利点がある。

梁２の除去部分２０を含む柱１の周囲への補強部５の形成後には、図３に示すように補強部５の下にジャッキ６が設置され、柱１の、補強部５以下の区間が切断されて除去され、この柱１の上下の切断面１ａ、１ｂの内、上側の切断面１ａの下方（上下の切断面１ａ、１ｂ間）に免震装置７が設置される（請求項３）。「補強部５以下の区間」とは、補強部５の下面以下の区間であり、柱１の上側の切断面１ａが補強部５の下面に揃えられる場合と、補強部５の下面より下方に位置する場合を含む。

補強部５の内、平面上のジャッキ６の配置位置は梁２の除去部分２０以外の残存区間との干渉がない位置に限られ、また隣接するジャッキ６、６間には新たに設置される免震装置５が差し込めるだけの間隔が確保される必要があるため、ジャッキ６の位置は梁２の形態と免震装置７設置までの施工要領、免震装置７の幅等の条件に制約を受ける。

例えば前記のように梁２が地中梁である場合のように梁２の下端が下階のスラブに接続している場合に、図１−（ｂ）に示すように梁２の上端寄りの部分を除去し、除去部分２０の下に梁（残存部分２１）を残存させる場合には、梁２の除去部分２０に形成される補強部５の下にジャッキ６を設置することはできないため、ジャッキ６は図３−（ａ）に示すように補強部５の下の、梁２以外の領域に設置されることになる。但し、前記のように梁２が地中梁である場合にも梁２の全成を除去する場合と、梁２が地中梁でない場合には梁２の除去部分２０に形成される補強部５の下にジャッキ６を設置することが可能であり、ジャッキ６に上部構造４の鉛直荷重を負担させたときに、梁２の除去部分２０に面する傾斜した切断面２ａの中心の延長線上にジャッキ６の軸を位置させ（請求項４）、補強部５の下面に曲げモーメントを発生させない状態を得ることができる。

図１〜図４に示す例では柱１の補強部５以下の区間を切断するときに、図３−（ｂ）に示すように梁２の除去部分２０の下に残されていた残存部分２１も除去し、補強部５の下方から梁２の全成分を除去している。このように最終的に図１−（ｂ）における除去部分２０の下の残存部分２１も除去するのであれば、図１での除去部分２０の形成時に梁２の全成に亘って除去部分２０を形成することもできるため、その場合には、梁２の傾斜した切断面２ａの下にジャッキ６を設置することが可能である（請求項４）。

梁の柱寄りの区間において、梁の下方側から上方側へかけ、柱寄りの側から柱から離れた側へ向かって傾斜した面より下方の領域を切断して除去し、この梁の除去部分を含む柱の周囲に、柱を包囲する補強部を形成することで、補強部の内、梁の除去部分内に存在する部分を梁の傾斜した切断面に接触した状態にするため、柱から伝達される上部構造の鉛直荷重と水平荷重を切断面を通じて補強部に伝達することができ、柱の切断面と補強部の下面に実質的に曲げモーメントが生じない状態を得ることができる。この結果、柱の切断面と補強部の下面への曲げモーメントに対する引張抵抗材の配置と、柱と補強部との一体化が不要になるため、補強部の形成作業の効率が向上し、新たな免震装置設置のための工期の短縮化を図ることができる。

（ａ）は梁が地中梁である場合に、免震装置設置方法の最初の工程として梁の柱寄りの、上端寄りの部分を補強部の形成のために除去した様子を示した梁の上端を通る水平断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は梁の、柱から離れた位置に除去部分を形成した場合の縦断面図である。 （ａ）は図１の次の工程として図１における梁の除去部分を含む柱の周囲に補強部を形成した様子を示した水平断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。 （ａ）は図２の次の工程として図２における柱の、補強部以下の区間を切断して除去し、補強部の梁以外の領域にジャッキを設置した様子を示した水平断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。 （ａ）は図３の次の工程として柱の除去区間に免震装置を設置した様子を示した水平断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。 柱に作用する上部構造の鉛直荷重Ｐと補強部からの反力Ｒの梁の切断面における釣り合いの様子を示した概要図である。 （ａ）は梁の除去部分内に存在する補強部の上端部に梁の長さ方向に距離が確保されない場合の補強部の形成例を示した斜視図、（ｂ）は梁の除去部分内に存在する補強部の上端部に梁の長さ方向に距離が確保された場合の補強部の形成例を示した斜視図である。 （ａ）は従来方法の最初の工程として補強部形成位置の梁の両側面に補強部との一体化のためのアンカーを突設し、梁の下面側に補強部用の引張抵抗材としての鉄筋を配筋した様子を示した水平断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。 （ａ）は図７の次の工程として柱の周囲に補強部を形成した様子を示した水平断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。 （ａ）は図８の次の工程として図８における柱の、補強部以下の区間を切断して除去し、補強部の梁以外の領域にジャッキを設置した様子を示した水平断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。 （ａ）は図９の次の工程として柱の除去区間に免震装置を設置した様子を示した水平断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。 （ａ）は他の従来方法の最初の工程として補強部形成位置の梁を除去し、除去部分に補強部との一体化のためのアンカーを突設し、下方側に補強部用の引張抵抗材としての鉄筋を配筋した様子を示した水平断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。

図１は二方向に梁２が接続した既存の柱１の周囲に、柱１の下に新たに設置される免震装置７を挟んで下部構造３から分離する上部構造４を免震装置７に支持させるための補強部５を形成する方法を示す。図２〜図４は補強部５の形成後、補強部５の下にジャッキ６を設置した状態で、柱１の、補強部以下の区間を切断して除去し、柱１の上側の切断面１ａの下方に免震装置７を設置する方法の作業手順を示す。

図面では梁２が下部構造３の一部である基礎スラブ３１とその直上の、上部構造４の一部である床スラブ４１に接続した地中梁である場合の例を示しているが、梁２は下階のスラブに接続しない地上の梁である場合もある。柱１の一部区間が除去されるときには切断面１ａ、１ｂは上下に形成されるが、免震装置７は上側の切断面１ａと下側の切断面１ｂとの間に差し込まれる。免震装置７には後述の上部基礎７１と下部基礎７２を含む場合がある。

補強部５の形成に際しては、梁２の柱１寄りの区間において、梁２の下方側から上方側へかけ、柱１寄りの側から柱１から離れた側へ向かって傾斜した面より下方の領域を切断し、除去することが行われ、この梁２の除去部分２０を含む柱１の周囲に、柱１を包囲する補強部５が形成される。梁２の除去部分２０の形成時に梁２に切り込みとして入れられる、水平と鉛直に対して傾斜した面は柱１に作用する上部構造４の鉛直荷重と水平荷重を補強部５に伝達する切断面２ａになる。

図１は梁２の柱１寄りの、上端寄りの部分に除去部分２０を形成した様子を示す。除去部分２０の下に残された残存部分２１は補強部５を形成するときとその後に補強部５の荷重を負担し、下部構造３に伝達するサポート（支柱）の役目を果たす。この残存部分２１が免震装置７の設置時に障害になる場合には、図３−（ｂ）、図４−（ｂ）に示すように免震装置７設置空間を確保するための柱１の切断時に、少なくとも残存部分２１の免震装置７の障害になる区間が除去される。図３、図４では残存部分２１を除去部分２０の区間に沿って除去しているが、必ずしもその必要はない。各図の（ｂ）中、ハッチングを入れた領域は梁２が残存していることを示している。

梁２の残存部分２１の除去時には補強部５を支持しているサポートが不在になるため、残存部分２１に代わるサポート、またはジャッキ６が図３−（ａ）に示すように補強部５の下の梁２（残存部分２１）以外の領域に設置される。図面では免震装置７の設置が完了するまで、補強部５を含む上部構造４の荷重を支持し、上部構造４をジャッキアップできるよう、柱１の切断時からジャッキ６を設置している。

補強部５の形成時に補強部５がその内周側に位置する柱１に、アンカー等の跨設により一体化させられる場合には、柱１を切断するまでの間、補強部５の荷重が柱１に負担されることで、残存部分２１はサポートとしての役目を果たす必要はなくなる。但し、補強部５は梁２の傾斜した切断面２ａから上部構造４の荷重を受けることで、柱１に一体化させられる必要がないため、柱１に一体化させられない場合には、ジャッキ６が設置されるまでの間、残存部分２１はサポートとして機能する。

図３−（ａ）では補強部５の下の、残存部分２１以外の領域にジャッキ６を設置した場合の例を示しているが、例えば残存部分２１以外の領域に一時的にサポートを設置し、その状態で残存部分２１を除去し、この残存部分２１を除去した部分、すなわち平面上、梁２が存在していた領域にジャッキ６を設置することもできる。その場合、切断面２ａから伝達される上部構造４の鉛直荷重の作用線をジャッキ６からの反力の作用線に一致させることができるため、上部構造４の鉛直荷重をジャッキ６に負担させるときに柱１の切断面１ａと補強部５の下面に曲げモーメントを発生させない状態を得ることができる。

梁２の除去部分２０は図６−（ａ）に示すように鉛直面と水平面に対して傾斜した上記の切断面２ａと、切断面２ａの下端から水平に入れられる水平な切断面２ｂと、切断面２ａの上端から下方に向かって入れられる鉛直面等をなす切断面２ｃから形成される。または図６−（ｂ）、図１−（ｂ）に示すようにこれらの切断面２ａ〜２ｃに加え、切断面２ａの上端から切断面２ｃまで水平に入れられる切断面２ｄから形成される。図６−（ａ）の場合、除去部分２０の立面形状は三角形状になり、（ｂ）の場合には台形状になる。除去部分２０の形状は傾斜した切断面２ａを含んでいれば任意であり、如何なる立面形状の除去部分２０を形成するかは、補強部５に期待する上部構造４の荷重支持能力、免震装置７の形態、規模等に応じて決められる。

除去部分２０の形成により除去部分２０の柱１側には図１、図６に示すように柱１に接続した、切断面２ａを持つ張出部２２が梁２の名残として残され、この張出部２２は柱１に一体化していることで、上部構造４の鉛直荷重と水平荷重を補強部５に伝達する働きをする。

図２は梁２の除去部分２０の形成後、除去部分２０を含む柱１の周囲に補強部５を形成した様子を示す。補強部５は例えば除去部分２０を含む柱１の周囲に鉄筋を配筋し、せき板を組み立てた状態でせき板内にコンクリートを打設することにより柱１の回りに構築されるか、またはプレキャストコンクリート製や鋼製のブロックを組み合わせ、互いにボルトやＰＣ鋼材等により連結することにより柱１の回りに設置される。

補強部５は上部構造４の鉛直荷重と水平荷重が張出部２２の切断面２ａから伝達されるときに、張出部２２の切断面２ａに接触する面に垂直に反力が作用することで、上部構造４の鉛直荷重と水平荷重を負担することができるため、補強部５は必ずしも柱１に引張力の伝達が可能な状態に接合される必要はない。但し、補強部５と柱１との鉛直方向の相対移動（ずれ）の発生を防止する目的で、張出部２２を含む柱１の内部に柱１の外周面側からアンカーや鉄筋を埋設しながら、これらのアンカー等を補強部５内にも埋設することで、柱１との間で引張力の伝達が可能な状態に補強部５を柱１に接合することもある。この他、柱１の表面に凹部、もしくは凸部を形成して補強部５を鉄筋コンクリート造で構築することにより柱１と補強部５との間で切断面２ａに平行な方向のせん断力が伝達可能な状態に接合することもある。

図３は補強部５の形成後、柱１の、補強部５より下の区間を切断して除去し、補強部５のいずれかの領域の下にジャッキ６を設置した様子を示す。柱１は例えば免震装置７が積層ゴム支承等の場合には図４−（ｂ）に示すように免震装置７自体の高さに、その上下のフランジを、切断後に残された柱１に定着させるための上部基礎７１と下部基礎７２の高さを加えた分の区間に亘って切断され、この区間が除去される。この除去区間の上端面が上側の切断面１ａであり、下端面が下側の切断面１ｂである。

梁２の除去部分２０の下の残存部分２１は補強部５の形成時に補強部５の鉛直荷重を負担するサポートの役目をしているが、免震装置７の設置上の障害になる場合には、図３−（ｂ）に示すように残存部分２１の少なくとも上部基礎７１と下部基礎７２を含む免震装置７の障害になる部分が柱１の除去部分と共に除去される。残存部分２１の切断、除去時には残存部分２１に代わるサポートが補強部５の下の梁２以外の領域に設置されるが、図３では残存部分２１に代わるサポートとして、補強部５を上部構造４と共にジャッキアップするためのジャッキ６を補強部５下の梁２以外の領域に設置している。

この他、補強部５より下の梁２以外の領域に一時的にサポートを設置し、その状態で残存部分２１を除去し、補強部５より下の、残存部分２１があった領域にジャッキ６を設置した後、サポートを撤去することもある。

図４は柱１の除去区間に免震装置７とその上下のフランジを除去区間の上下に定着させるための上部基礎７１と下部基礎７２を設置した様子を示す。免震装置７が積層ゴム支承等の場合には、免震装置７の上部フランジを柱１の上側の切断面１ａより上の部分に定着させるための上部基礎７１と、下部フランジを柱１の下側の切断面１ｂより下の部分に定着させるための下部基礎７２が柱１の除去区間に設置される。免震装置７の設置前には上部構造４の鉛直荷重が均等に免震装置７に作用するよう、上部構造４をジャッキアップすることが行われる。

免震装置７の上部フランジと下部フランジは例えばそれぞれの上面側と下面側に突設されたアンカーを鉄筋コンクリート造の上部基礎７１と下部基礎７２中に埋設することにより上部基礎７１と下部基礎７２に一体化する。上部基礎７１と下部基礎７２はそれぞれに埋設されたアンカーを柱１内に定着させることにより柱１の上下の切断面１ａ、１ｂに密着した状態で柱１に接合される。上部基礎７１と下部基礎７２は上部フランジと下部フランジが一体化した形でプレキャストで製作されることもあり、その場合、上部フランジと下部フランジは積層ゴム支承の上下の鋼板に現場でボルト等により接合される。

免震装置７の設置完了後、上部構造４をジャッキダウンさせ、上部構造４の鉛直荷重を免震装置７に作用させることが行われる。上部構造４の鉛直荷重が免震装置７に負担された後、ジャッキ６が撤去される。併せて図４−（ｂ）に示すように柱１の中心に関して補強部５の外周側に位置する梁２にその長さ方向（水平方向）にスリット２３が形成され、梁２が上部構造４側と下部構造３側に分離させられる。梁２の分離により免震装置７の設置作業が終了する。

柱１が側柱、もしくは隅柱である場合には、上部構造４からの鉛直荷重と水平荷重が柱１の中心に関して均等に補強部５に伝達される必要から、柱１の、梁２が接続しない側にも補強部５が形成される。

１……柱、１ａ……切断面（上側）、１ｂ……切断面（下側）、
２……梁、２ａ……切断面（傾斜面）、２ｂ……切断面、２ｃ……切断面、２ｄ……切断面、
２０……除去部分、２１……残存部分、２２……張出部、２３……スリット、
３……下部構造、３１……基礎スラブ、
４……上部構造、４１……床スラブ、
５……補強部、
６……ジャッキ、
７……免震装置、７１……上部基礎、７２……下部基礎。

Claims (4)

1. 二方向に梁が接続した既存の柱の周囲に、この柱１の下に新たに設置される免震装置を挟んで下部構造から分離する上部構造を前記免震装置に支持させるための補強部を形成する方法であり、
   前記梁の前記柱寄りの区間において、前記梁の下方側から上方側へかけ、前記柱寄りの側から前記柱から離れた側へ向かって傾斜した面より下方の領域を切断して除去し、この梁の除去部分を含む前記柱の周囲に、前記柱を包囲する前記補強部を形成することを特徴とする既存構造物の免震構造化方法。
2. 前記梁の除去部分の上端側に、前記梁の長さ方向に距離が確保されていることを特徴とする請求項１に記載の既存構造物の免震構造化方法。
3. 請求項１、もしくは請求項２に記載の補強部の形成後、前記補強部の下にジャッキを設置した状態で、前記柱の、前記補強部以下の区間を切断して除去し、この柱の上側の切断面の下方に前記免震装置を設置することを特徴とする既存構造物の免震構造化方法。
4. 前記梁の除去部分に面する傾斜した切断面中心の延長線上に前記ジャッキの軸を位置させることを特徴とする請求項３に記載の既存構造物の免震構造化方法。
   

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