JP6240425B2 - 耐震補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、耐震補強構造に関する。

ＲＣ造の既存架構に、既存壁とは別体に補強壁を設けた既存壁の補強構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ＲＣ造の既存架構に枠付きの鉄骨ブレースを設けた耐震補強構造が知られている（例えば、特許文献２，３参照）。

特開２０１０−１２７０００号公報 特開２００４−２３８８０１号公報 特開２００８−０１４０６５号公報

ところで、補強壁やブレース等の耐震補強部材は、既存架構を構成する下側梁に、アンカー等によって応力を伝達可能に接合することが望ましい。

しかしながら、耐震補強部材の設置位置が下側梁に対して既存架構の面外方向へずれる場合や、耐震補強部材の厚み（既存架構の面外方向の長さ）が下側梁の梁幅よりも厚くなる場合には、アンカー等によって耐震補強部材を下側梁に十分に応力を伝達可能に接合することが困難になる。

この対策として、下側梁の側部を増し打ち等し、梁幅を広げることが考えられるが、この場合、耐震補強部材の設置階だけなく、その下階にも工事が及ぶため、下階の利用が制限される可能性がある。

本発明は、上記の事実を考慮し、耐震補強部材と既存架構との間で応力を伝達可能にしつつ、当該耐震補強部材の下階の工事を不要にすることができる耐震補強構造を得ることを目的とする。

第１態様に係る耐震補強構造は、一対の柱と、前記一対の柱に架設された上側梁及び下側梁と、を有する既存架構と、前記既存架構に設けられた耐震補強部材と、前記下側梁に支持された既存スラブよりも上側で、前記一対の柱、前記既存架構に設けられた一対の間柱、若しくは前記一対の柱の何れかと前記既存架構に設けられた間柱とに架設されると共に、少なくとも一部が前記下側梁よりも前記既存架構の面外方向外側に位置し、前記耐震補強部材を支持する補強逆梁と、を備えている。

第１態様に係る耐震補強構造によれば、下側梁に支持された既存スラブよりも上側には、耐震補強部材を支持する補強逆梁が配置されている。この補強逆梁は、既存架構を構成する一対の柱、既存架構に設けられた一対の間柱、若しくは一対の柱の何れかと既存架構に設けられた間柱とに架設されている。この補強逆梁によって耐震補強部材を支持することにより、補強逆梁を介して耐震補強部材と既存架構との間で応力が伝達される。

また、補強逆梁は、その少なくとも一部が下側梁よりも既存架構の面外方向の外側に位置している。そのため、耐震補強部材が下側梁に対して既存架構の面外方向外側にずれた位置に設置される場合や、耐震補強部材の厚み（既存架構の面外方向の長さ）が下側梁の梁幅よりも厚い場合であっても、補強逆梁によって耐震補強部材を支持することができる。

しかも、補強逆梁によって耐震補強部材を支持することにより、下側梁に対する増し打ち等を不要することができる。したがって、耐震補強部材の下階の工事を不要にすることができる。

第２態様に係る耐震補強構造は、第１態様に係る耐震補強構造において、前記補強逆梁が、鉄筋コンクリート造であり、該補強逆梁には、コンクリートを拘束する拘束筋が材軸方向に埋設されている。

第２態様に係る耐震補強構造によれば、鉄筋コンクリート造の補強逆梁には、拘束筋が材軸方向に埋設されている。この拘束筋によって補強逆梁のコンクリートを拘束することにより、拘束筋を備えない構成と比較して、耐震補強部材と既存架構との間の応力の伝達効率を向上させることができる。

第３態様に係る耐震補強構造は、第１態様または第２態様に係る耐震補強構造において、前記既存架構に設けられた既存壁を備え、前記耐震補強部材が、前記既存壁の片側に前記上側梁と前記補強逆梁とに亘って設けられた耐震補強壁である。

第３態様に係る耐震補強構造によれば、耐震補強部材が、既存架構の片側に設けられた耐震補強壁とされている。この場合、耐震補強壁が下側梁に対して既存架構の面外方向外側へずれ易くなる。このような場合に本発明は特に有効であり、補強逆梁によって、下側梁よりも既存架構の面外方向外側で耐震補強壁を支持することにより、耐震補強壁と既存架構との間で応力を伝達可能にしつつ、当該耐震補強壁の下階の工事を不要にすることができる。

以上説明したように、本発明に係る耐震補強構造によれば、耐震補強部材と既存架構との間で応力を伝達可能にしつつ、当該耐震補強部材の下階の工事を不要にすることができる。

本発明の一実施形態に係る耐震補強構造が適用された既存架構を示す立面図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３−３線断面図である。 図１の４−４線断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る耐震補強構造の変形例を示す図２に対応する断面図である。 本発明の一実施形態に係る耐震補強構造が適用された既存架構を示す図１に対応する立面図である。 本発明の一実施形態に係る耐震補強構造が適用された既存架構を示す図１に対応する立面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る耐震補強構造について説明する。なお、各図において適宜示される矢印Ｒは、既存架構の面外方向を示している。

図１には、本実施形態に係る耐震補強構造１０が適用された既存架構１２が示されている。既存架構１２は、一対の柱１４と、一対の柱１４に架設された上側梁１６及び下側梁１８とを有している。この一対の柱１４、上側梁１６及び下側梁１８は、鉄筋コンクリート（以下、「ＲＣ」という）造とされている。また、各柱１４には、上側梁１６及び下側梁１８の各々と略直交するＲＣ造の上側直交梁２０及び下側直交梁２２が接合されている。

上側梁１６及び上側直交梁２０の上には、ＲＣ造の上側既存スラブ２４が構築されており、下側梁１８及び下側直交梁２２の上には、ＲＣ造の下側既存スラブ２６が構築されている。上側既存スラブ２４は上側梁１６及び上側直交梁２０によって支持され、既存スラブとしての下側既存スラブ２６は下側梁１８及び下側直交梁２２によって支持されている。

また、図２に示されるように、既存架構１２には、ＲＣ造の既存壁２８が設けられている。既存壁２８は、既存架構１２の面外方向（矢印Ｒ方向）の一方側に寄せて配置されており、その裏面（補強逆梁３０と反対側の面）２８Ｂが一対の柱１４の側面１４Ｂと略面一となっている。なお、既存壁２８の裏面２８Ｂと一対の柱１４の側面１４Ｂとは、必ずしも略面一になっていなくても良く、その間に段差を形成しても良い。

このように既存壁２８を有する既存架構１２には、耐震改修時に、補強逆梁３０及び耐震補強壁５０が設けられている。補強逆梁３０は、図１に示されるように、下側既存スラブ２６の上側で一対の柱１４の柱脚部に架設されており、耐震補強壁５０を支持している。この補強逆梁３０は、図２に示されるように、既存架構１２の面外方向の他方側に、既存壁２８の表面２８Ａ及び下側既存スラブ２６の上面２６Ａ（図３参照）に沿って設けられている。

補強逆梁３０の材軸方向の両端部には、後述する逆梁主筋３４に沿って複数のアンカー３２がそれぞれ埋設されている。アンカー３２の先端部は柱１４の内部へ延びており、このアンカー３２によって補強逆梁３０の両端部が一対の柱１４と応力（せん断力等）を伝達可能に接合されている。なお、補強逆梁３０の側面３０Ａは、一対の柱１４の側面１４Ａ（図２参照）と略面一になっている。ただし、補強逆梁３０の側面３０Ａと柱１４の側面１４Ａとは、必ずしも略面一になっていなくても良く、その間に段差を形成しても良い。

また、図３に示されるように、補強逆梁３０には、複数の逆梁主筋３４及び拘束筋としての複数のせん断補強筋３６が埋設されている。複数の逆梁主筋３４は、補強逆梁３０の材軸方向に沿って配筋されている。複数のせん断補強筋３６は、補強逆梁３０の材軸方向に間隔を空けて配筋されており、複数の逆梁主筋３４を囲んでいる。これらのせん断補強筋３６によって補強逆梁３０の中央部のコンクリートを拘束することにより、当該補強逆梁３０の中央部に応力の伝達経路が形成されている。

ここで、補強逆梁３０における既存壁２８側は、平面視にて下側梁１８と上下方向に重なっている。一方、補強逆梁３０における既存壁２８と反対側（側面３０Ａ側）の側部３０Ａ１は、下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向外側（他方側）に位置している。これにより、下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向外側で、耐震補強壁５０を支持可能になっている。また、補強逆梁３０は、アンカー３８によって下側梁１８、下側既存スラブ２６、及び既存壁２８と応力を伝達可能に接合されている。なお、アンカー３８は適宜省略可能である。また、下側梁１８及び上側梁１６には、複数の梁主筋４０及び複数のせん断補強筋４２が埋設されている。

図３及び図４に示されるように、耐震補強壁５０は、補強逆梁３０と一体に形成されると共に、補強逆梁３０と上側梁１６とに亘って設けられている。この耐震補強壁５０の表面５０Ａは補強逆梁３０の側面３０Ａと略面一となっており、補強逆梁３０の梁型が現れないようになっている。また、耐震補強壁５０における既存壁２８と反対側（表面５０Ａ側）の表層部５０Ａ１は、補強逆梁３０の側部３０Ａ１と同様に、下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向外側（他方側）に位置している。

なお、耐震補強壁５０の表面５０Ａには、ひび割れ誘発目地を形成しても良いが、補強逆梁３０の側面３０Ａにはひび割れ誘発目地を形成する必要がない。したがって、ひび割れ誘発目地の有無によって、耐震補強壁５０と補強逆梁３０とを外観から見分けられる場合がある。また、耐震補強壁５０の表面５０Ａと補強逆梁３０の側面３０Ａとの間には段差等を形成しても良い。

耐震補強壁５０には、複数の縦壁筋５２及び複数の横壁筋５４が埋設されている。複数の縦壁筋５２の下端部は補強逆梁３０の内部へ延出しており、これらの縦壁筋５２によって耐震補強壁５０と補強逆梁３０とが応力を伝達可能に接合されている。

また、図４に示されるように、耐震補強壁５０の上部は、上側梁１６の梁型に応じて形成されており、上側梁１６の下面１６Ｌ及び側面１６Ａを覆っている。この耐震補強壁５０の上部は、アンカー５６によって上側梁１６と応力を伝達可能に接合されている。また、上側梁１６の側面１６Ａを覆う耐震補強壁５０の上端部５０Ｕは、上側梁１６を増し打ちすることにより形成されている。なお、アンカー５６は、適宜省略可能である。

耐震補強壁５０の上端部５０Ｕには、複数のせん断補強筋５８が埋設されており、補強逆梁３０と同様に内部に応力の伝達経路が形成されている。また、図示を省略するが、耐震補強壁５０の上端部５０Ｕと一対の柱１４とは、補強逆梁３０と同様に、アンカーによって応力を伝達可能に接合されている。これにより、耐震補強壁５０の上端部５０Ｕが一対の柱１４の間に架設された梁として機能するようになっている。なお、せん断補強筋５８は適宜省略可能であり、また、耐震補強壁５０の上端部５０Ｕと一対の柱１４とは必ずしもアンカー等によって接合しなくても良い。

次に、本実施形態の作用について説明する。

図３に示されるように、既存架構１２には、既存壁２８が設けられている。この既存壁２８の片側（既存架構１２の面外方向の他方側）には耐震補強壁５０及び補強逆梁３０が設けられており、これらの耐震補強壁５０及び補強逆梁３０によって既存架構１２が耐震補強されている。

ここで、耐震補強壁５０の表層部５０Ａ１は、下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向外側に位置しており、その下方に下側梁１８が存在していない。このような場合、耐震補強壁５０の表層部５０Ａ１を下側梁１８にアンカー等によって接合することができず、耐震補強壁５０の応力を下側梁１８に十分に伝達することができない可能性がある。

この対策として二点鎖線で示されるように、下側梁１８を増し打ちし、下側梁１８の梁幅を広げることが考えられる。しかしながら、この場合、下側既存スラブ２６の下側の階に、すなわち耐震補強壁５０の設置階の下階にも工事が及ぶため、当該下階の利用が制限されてしまう。

これに対して本実施形態では、既存架構１２に補強逆梁３０を設けている。補強逆梁３０は、下側梁１８に支持された下側既存スラブ２６の上側で一対の柱１４の柱脚部に架設されている。つまり、補強逆梁３０は、耐震補強壁５０の設置階に設けられている。この補強逆梁３０によって耐震補強壁５０を支持することにより、地震時に、補強逆梁３０を介して耐震補強壁５０と一対の柱１４との間で応力を伝達させることができる。

しかも、補強逆梁３０によって耐震補強壁５０を支持することにより、下側梁１８に対する増し打ちが不要になる。したがって、耐震補強壁５０の設置階の下階の工事を不要にすることができる。

このように本実施形態に係る耐震補強構造１０によれば、耐震補強壁５０と既存架構１２との間で応力を伝達可能にしつつ、耐震補強壁の下階の工事を不要にすることができる。

また、補強逆梁３０には、複数のせん断補強筋３６が材軸方向に埋設されている。これらのせん断補強筋３６によって補強逆梁３０の中央部のコンクリートを拘束することにより、補強逆梁３０の中央部に応力の伝達経路が形成される。したがって、せん断補強筋３６を備えない構成と比較して、地震時における耐震補強壁５０と一対の柱１４との間の応力の伝達効率を向上させることができる。

さらに、補強逆梁３０はアンカー３８によって下側梁１８、下側既存スラブ２６、及び既存壁２８に接合されている。したがって、地震時に、補強逆梁３０を介して耐震補強壁５０から下側梁１８、下側既存スラブ２６、及び既存壁２８にも応力を伝達することができる。

また、図４に示されるように、本実施形態では、耐震補強壁５０の上端部５０Ｕには、せん断補強筋５８が埋設されている。さらに、耐震補強壁５０の上端部５０Ｕは、アンカー５６によって上側梁１６と応力を伝達可能に接合されると共に、図示しないアンカーによって一対の柱１４と応力を伝達可能に接合されている。したがって、地震時に、耐震補強壁５０の上端部５０Ｕ及び上側梁１６を介して、耐震補強壁５０と一対の柱１４との間で応力を伝達させることができる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、補強逆梁３０が一対の柱１４の間に収まる例を示したが、例えば、図５（Ａ）に示されるように、補強逆梁３０の側部３０Ａ１が一対の柱１４よりも既存架構１２の面外方向外側に位置する場合は、柱１４の側面１４Ａに増し打ち部６０を設け、当該増し打ち部６０に補強逆梁３０の両端部をアンカー３２によって応力を伝達可能に接合しても良い。なお、増し打ち部６０は、アンカー６２によって柱１４に接合されている。

また、上記実施形態では、既存壁２８を有する既存架構１２に補強逆梁３０及び耐震補強壁５０を設けた例を示したが、これに限らない。例えば、既存壁２８が存在しない既存架構１２に補強逆梁３０及び耐震補強壁５０を設けても良い。

また、例えば、既存壁２８が存在しない既存架構１２において、耐震補強壁５０の厚み（既存架構１２の面外方向の長さ）が下側梁１８よりも厚く、耐震補強壁５０の両側の表層部が下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向両側に位置する場合には、次のようにしても良い。

すなわち、図５（Ｂ）に示されるように、補強逆梁７０の梁幅を下側梁１８の梁幅よりも広くし、補強逆梁７０における両側（側面７０Ａ側及び側面７０Ｂ側）の側部７０Ａ１，７０Ｂ１を下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向外側にそれぞれ位置させる。これにより、上記のように耐震補強壁５０の両側の表層部が下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向外側に位置する場合であっても、耐震補強壁５０を補強逆梁７０によって支持することができる。

さらに、補強逆梁３０の全体を下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向外側に位置させることも可能である。すなわち、補強逆梁３０は、その少なくとも一部（例えば、側部３０Ａ１）が下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向外側に位置していれば良い。

また、上記実施形態では、補強逆梁３０に拘束筋としてのせん断補強筋３６を埋設した例を示したが、これに限らない。拘束筋としては、例えば、ループ筋や螺旋状のスパイラル筋等を用いても良い。

また、上記実施形態では、補強逆梁３０を一対の柱１４に架設した例を示したが、これに限らない。例えば、図６に示されるように、耐震改修時に、既存架構１２に一対の間柱７２を設け、この一対の間柱７２に補強逆梁３０を架設しても良い。また、図示を省略するが、一対の柱１４の何れか一方と既存架構１２に設けた間柱７２との間に補強逆梁３０を架設することも可能である。

また、上記実施形態では、既存壁２８に耐震補強壁５０を接合した例を示したが、これに限らない。例えば、既存壁２８と耐震補強壁５０とを接合せずに別体としても良い。さらに、既存壁２８及び耐震補強壁５０は、ＲＣ造に限らず、例えば、鋼板等で形成された鋼製耐震壁であっても良い。

さらに、耐震補強部材としては、耐震補強壁５０に限らず、ブレース等を用いても良い。また、補強逆梁３０はＲＣ造に限らず、鉄骨コンクリート造や鉄骨造であっても良い。例えば、図７に示される既存架構１２には、耐震補強部材としての一対の鉄骨ブレース８０が設けられると共に、鉄骨造の補強逆梁８６が設けられている。

一対の鉄骨ブレース８０はＨ形鋼等によって形成されており、各々の上端部がガセットプレート８２を介して上側梁１６に接合されている。一方、一対の鉄骨ブレース８０の下端部は、ブラケット８４を介して補強逆梁８６の材軸方向の中央部に接合されている。

補強逆梁８６はＨ形鋼によって形成されており、下側既存スラブ２６の上面に沿って配置されている。この補強逆梁３０の両端部には、複数のスタッド８８が突設された端部プレート９０が設けられている。これらのスタッド８８を一対の柱１４の柱脚部に埋設することにより、補強逆梁８６が一対の柱１４の柱脚部に架設されている。また、図示を省略するが、補強逆梁８６の一方の側部は、下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向外側に位置している。これにより、下側梁１８よりも既存架構１２の面外方向外側で、一対の鉄骨ブレース８０を支持することができる。なお、補強逆梁８６は、下側既存スラブ２６と接合しても良い。

さらに、既存架構１２を構成する一対の柱１４、上側梁１６及び下側梁１８は、ＲＣ造に限らず、鉄骨コンクリート造や鉄骨造であっても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 耐震補強構造
１２ 既存架構
１４ 柱
１６ 上側梁
１８ 下側梁
２６ 下側既存スラブ（既存スラブ）
２８ 既存壁
３０ 補強逆梁
３０Ａ１ 側部（補強逆梁の一部）
３６ せん断補強筋（拘束筋）
５０ 耐震補強壁（耐震補強部材）
７０ 補強逆梁
７０Ａ１ 側部（補強逆梁の一部）
７０Ｂ１ 側部（補強逆梁の一部）
７２ 間柱
８０ 鉄骨ブレース（耐震補強部材）
８６ 補強逆梁

Claims (3)

1. 一対の柱と、前記一対の柱に架設された上側梁及び下側梁と、を有する既存架構と、
   前記既存架構に設けられた耐震補強部材と、
   前記下側梁に支持された既存スラブよりも上側で、前記一対の柱、前記既存架構に設けられた一対の間柱、若しくは前記一対の柱の何れかと前記既存架構に設けられた間柱とに架設されると共に、少なくとも一部が前記下側梁よりも前記既存架構の面外方向外側に位置し、前記耐震補強部材を支持する補強逆梁と、
   を備え、
   前記耐震補強部材は、前記上側梁の側面に接合される、
   耐震補強構造。
2. 前記補強逆梁が、鉄筋コンクリート造であり、該補強逆梁には、コンクリートを拘束する拘束筋が材軸方向に埋設されている、
   請求項１に記載の耐震補強構造。
3. 前記既存架構に設けられた既存壁を備え、
   前記耐震補強部材が、前記既存壁の片側に前記上側梁と前記補強逆梁とに亘って設けられた耐震補強壁である、
   請求項１または請求項２に記載の耐震補強構造。

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