JP6269242B2 - 建物補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、建物補強構造に関する。

既存建物の耐震性を向上させる需要が高まっている。但し、既存建物の耐震補強工事は、建物を使用しながらの施工が基本となるため、人体に有害な溶接ヒュームの発生や火災発生の危険性がある溶接作業を出来る限り行わずに施工することが望まれている。そこで、例えば、屋根トラスの斜材に補鋼材を溶接するのではなく、接着材を用いて補強用鋼板を斜材に貼設し、更に、補強用鋼板が斜材と一体化するように、補強用繊維シートを巻き付ける方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００９−２３５７３０号公報

上述のように、既存の斜材を補強するだけでなく、既存建物の柱梁架構内に、新たに、斜材や制振部材等を設ける耐震補強工事においても、溶接作業を出来る限り行わないことが望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、溶接作業を低減した工事により既存の柱梁架構内に補強部材が設けられた建物補強構造を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するための建物補強構造は、既存建物における一対の柱と一対の梁とで囲われた架構内に補強部材が設けられた建物補強構造であって、前記柱の前記架構内側の鉛直面に当接して設けられ、前記補強部材の端部が締結部材を用いて連結された補強柱と、前記柱の前記架構内側の鉛直面の反対側の鉛直面に当接して設けられた外側当接部材と、前記補強柱と前記外側当接部材とを締結部材を用いて連結する連結部材と、を備え、前記補強部材から前記補強柱に伝達された鉛直方向の力は、前記補強柱から前記梁に伝達され、前記補強部材から前記補強柱に伝達された前記補強柱を水平方向に圧縮する力は、前記補強柱から前記柱の前記架構内側の鉛直面に伝達され、前記補強部材から前記補強柱に伝達された前記補強柱を水平方向に引っ張る力は、前記補強柱から前記連結部材と前記外側当接部材とを順に介して前記柱の前記反対側の鉛直面に伝達されることを特徴とする建物補強構造である。
このような建物補強構造によれば、溶接作業を低減した工事により既存の柱梁架構内に補強部材を設けることができ、また、補強部材から補強柱に伝達された鉛直方向の力や水平方向の力（圧縮力，引張力）を柱や梁に伝達でき、既存建物の耐震性を向上させることができる。

かかる建物補強構造であって、前記補強柱は、前記柱の前記架構内側の鉛直面に当接する第１の鉛直面と、前記第１の鉛直面に交差する方向に沿う第２の鉛直面と、を備え、前記外側当接部材は、前記柱の前記反対側の鉛直面に当接する第３の鉛直面と、前記第３の鉛直面に交差する方向に沿う第４の鉛直面と、を備え、前記第２の鉛直面に交差する方向に沿って前記補強柱及び前記連結部材に通された前記締結部材により、前記連結部材が前記補強柱に連結され、且つ、前記第４の鉛直面に交差する方向に沿って前記外側当接部材及び前記連結部材に通された前記締結部材により、前記連結部材が前記外側当接部材に連結されることによって、前記補強柱と前記外側当接部材とが連結されていることを特徴とする建物補強構造である。
このような建物補強構造によれば、補強部材から補強柱に伝達された水平方向の力が柱に伝達されるように、溶接作業を低減した工事によって、補強柱、外側当接部材、及び、連結部材を柱に取り付けることができる。

かかる建物補強構造であって、前記補強柱は、前記柱の前記架構内側の鉛直面に当接する第５の鉛直面を備え、前記外側当接部材は、前記柱の前記反対側の鉛直面に当接する第６の鉛直面を備え、前記連結部材は、ボルト及びナットを有する前記締結部材であり、前記架構の構面に交差する方向における前記柱の両側面よりも外側の各位置において、前記第５の鉛直面及び前記第６の鉛直面に交差する方向に沿って前記補強柱及び前記外側当接部材に通された前記ボルトに前記ナットが締結されることによって、前記補強柱と前記外側当接部材とが連結されていることを特徴とする建物補強構造である。
このような建物補強構造によれば、補強部材から補強柱に伝達された水平方向の力が柱に伝達されるように、溶接作業を低減した工事によって、補強柱、外側当接部材、及び、連結部材を柱に取り付けることができる。

かかる建物補強構造であって、鉛直方向における下側の前記補強柱の端部に前記補強部材の端部が連結され、前記鉛直方向における下側の前記梁上に打設されている既存コンクリートにアンカーが埋設され、前記既存コンクリート面に沿って設けられ、前記連結部材と前記補強柱とのうちの少なくとも一方と一体化されている板状部材に、前記アンカーが固定されていることを特徴とする建物補強構造である。
このような建物補強構造によれば、補強部材から補強柱に伝達された水平方向の力を、既存コンクリートや下側の梁に伝達させることができ、既存建物の耐震性（水平方向の力に対する耐力）を向上させることができる。

かかる建物補強構造であって、鉛直方向における一方側の前記補強柱の端部に前記補強部材の端部が連結され、前記鉛直方向における前記一方側の前記補強柱の端部と、他方側の前記補強柱の端部との間に、締結部材を用いて前記補強柱が前記柱に連結されている部位が設けられていることを特徴とする建物補強構造である。
このような建物補強構造によれば、溶接作業を低減した工事により、補強柱の曲がりや座屈を抑制できる。

本発明によれば、溶接作業を低減した工事により既存の柱梁架構内に補強部材が設けられた建物補強構造を提供することができる。

第１実施形態の建物補強構造１を説明する図である。 図２Ａは図１の位置ＡＡにおける既存柱周辺の概略断面図であり、図２Ｂは補強柱の上端部周辺を説明する図であり、図２Ｃは外側当接部材を説明する図である。 図３Ａから図３Ｃは、図１の位置ＢＢ、位置ＣＣ、位置ＤＤにおける既存柱周辺の概略断面図である。 第２実施形態の建物補強構造を説明する図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、図４の位置ＡＡ、位置ＢＢにおける既存柱周辺の概略断面図である。 図６Ａは第３実施形態の建物補強構造１を説明する図であり、図６Ｂは既存柱周辺を上方から見た概略平面図である。 第４実施形態の建物補強構造を説明する図である。 図８Ａは梁補強部材の概略斜視図であり、図８Ｂ及び図８Ｃは図７の位置ＡＡ，位置ＢＢにおける既存梁周辺の概略断面図である。

以下、建物補強構造の実施形態について図を用いて説明する。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図１は、第１実施形態の建物補強構造１を説明する図（柱梁架構の構面に直交するＹ方向から見た図）である。図２Ａは、図１の位置ＡＡにおける既存柱２周辺の概略断面図であり、図２Ｂは、補強柱１０の上端部周辺を説明する図であり、図２Ｃは、外側当接部材２０を説明する図である。図３Ａから図３Ｃは、それぞれ、図１の位置ＢＢ、位置ＣＣ、位置ＤＤにおける既存柱２周辺の概略断面図である。なお、本願の図面では、図の錯綜を防ぐために、断面部等に示すべきハッチングを一部省略している。

耐震補強工事の対象となる既存建物は、鉛直方向に延び、Ｘ方向に間隔を空けて設けられた一対の既存柱２（例えばＨ型鋼）と、一対の既存柱２間をＹ方向に延び、鉛直方向に間隔を空けて設けられた一対の既存梁３（例えばＨ型鋼）とを備え、鉛直方向下側の既存梁３上にコンクリート床４（例えばＲＣスラブ）が構築された建物とする。そのような既存建物における一対の既存柱２と一対の既存梁３とで囲われた架構内に、ブレース材５を設けることによって、建物補強構造を構築する。第１実施形態では、図１に示すように、１本のブレース材５の一端が柱梁架構の右上に取り付けられ、他端が柱梁架構の左下に取り付けられる場合を例に挙げる。なお、ブレース材５の途中に制振部材（例えばオイルダンパーや摩擦ダンパー）を組み込んでもよい。

一般に、鉄骨系の建物の柱梁架構内にブレース材を設ける場合、柱梁架構の角部に、ブレース材の端部を取り付けるための部材（例えばガセットプレート）が溶接で取り付けられる。しかし、溶接作業には、人体に有害な溶接ヒュームの発生や、火災発生の危険性が伴う。そのため、既存建物の耐震補強工事で溶接作業を行う場合には、例えば、建物の使用者を一時的に移転させたり、作業エリアを区画して排気装置を設け、作業場周辺の人に防塵マスクを着用させたりする必要がある。また、既存建物での溶接作業は、無理な姿勢での作業になる等、高度な溶接技術が必要となり、品質を保つことが難しい。そこで、本願では、溶接作業を低減した工事によって、既存の柱梁架構内に、ブレース材５や制振部材等の補強部材が設けられた建物補強構造を提供することを目的とする。

そのために、第１実施形態の建物補強構造１は、図２Ａに示すように、既存柱２のＸ方向内側（架構内側）の鉛直面２ａに当接して設けられ、ブレース材５の端部が締結部材ＢＮ（例えばボルト及びナット）を用いて連結された「補強柱１０」と、既存柱２のＸ方向外側（反対側）の鉛直面２ｂに当接して設けられた「外側当接部材２０」と、補強柱１０と外側当接部材２０とを締結部材ＢＮ（例えばボルト及びナット）を用いて連結する「連結部材３０」と、を備えたものとする。

補強柱１０は、長手方向が鉛直方向に沿い、上端が上側の既存梁３の下面に当接し、下端がコンクリート床４の上面（コンクリート床４が無い場合には下側の既存梁３の上面）に当接するように設けられ、柱梁架構内に、Ｘ方向右側の既存柱２の左側側面に当接する補強柱１０と、Ｘ方向左側の既存柱２の右側側面に当接する補強柱１０と、の２本が設けられる。第１実施形態では、図２Ａに示すように、補強柱１０の主体となる鋼材をＨ型鋼１１とし、補強柱１０のフランジ面と既存柱２のフランジ面とが共にＹ方向に沿うように設けられている。また、補強柱１０（Ｈ型鋼１１）の断面は既存柱２の断面より小さく、補強柱１０のウェブと既存柱２のウェブの各Ｙ方向の位置が揃うように設けられている。

また、鉛直方向における補強柱１０の端部のうち、ブレース材５の端部が取り付けられる端部（Ｘ方向右側の補強柱１０の場合は上端部）では、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、Ｈ型鋼１１のフランジの端部からそれぞれＹ方向延びた「４つの延長板部１２」と、延長板部１２のＹ方向の両側面をそれぞれ覆う「一対の連結板部１３」と、延長板部１２の鉛直方向中央部においてＨ型鋼１１と延長板部１２と連結板部１３とで囲われる領域を覆う「補強板部１４」とが、Ｈ型鋼１１に固定して取り付けられている。なお、上記板部１２〜１４は、施工現場に搬入される前の工場等で予めＨ型鋼１１に溶接で取り付けられたものとし、補強柱１０の一部である。また、Ｘ方向内側の延長板部１２、及び、連結板部１３には、ボルトを通す孔ｈが形成されている。また、延長板部１２や連結板部１３はＨ型鋼１１の鉛直方向の一部にだけ取り付けられるため、例えば図１の位置ＢＢの補強柱１０周辺の断面は、図３Ａに示すようになっている。

外側当接部材２０は、既存柱２のＸ方向外側の面２ｂのうち、ブレース材５の端部が取り付けられる高さの位置に取り付けられる。第１実施形態（図１）の場合、柱梁架構のうち、Ｘ方向右側の既存柱２の右側側面の上端部と、Ｘ方向左側の既存柱２の左側側面の下端部とに、それぞれ外側当接部材２０が設けられる。外側当接部材２０は、図２Ａ，図２Ｃに示すように、既存柱２のＸ方向外側の面２ｂに当接する「当接板部２１」と、当接板部２１と成す角度が９０度であり、当接板部２１のＹ方向の両端部からＸ方向の外側に延びる「一対の連結板部２２」と、連結板部２２と同様に当接板部２１のＹ方向の中央部からＸ方向の外側に延びる「縦補強板部２３」と、縦補強板部２３の鉛直方向中央部で縦補強板部２３と直交する「横補強板部２４」と、を有する。なお、連結板部２２には、ボルトを通す孔ｈが形成されている。

連結部材３０は、板状部材であり、補強柱１０（連結板部１３）、既存柱２、及び、外側当接部材２０（連結板部２２）の、各Ｙ方向の両側面を覆うように、Ｘ方向に沿って取り付けられる。そのため、既存柱２毎に連結部材３０が２つ設けられる。また、連結部材３０には、補強柱１０と外側当接部材２０にそれぞれ当接する位置に、ボルトを通す孔が形成されている。

そして、既存の柱梁架構内にブレース材５を設ける耐震補強工事では、図２Ａに示すように、まず、既存柱２のＸ方向内側の面２ａに、補強柱１０のＸ方向外側の面１０ａ（第１の鉛直面）を当接させると共に、既存柱２のＸ方向外側の面２ｂに、外側当接部材２０（当接板部２１）のＸ方向内側の面２０ａ（第３の鉛直面）を当接させる。次に、補強柱１０（連結板部１３）のＹ方向の側面１０ｂ（第２の鉛直面）、既存柱２のＹ方向の側面２ｃ、及び、外側当接部材２０（連結板部２２）のＹ方向の側面２０ｂ（第４の鉛直面）に、連結部材３０を沿わせる。そして、補強柱１０の連結板部１３と連結部材３０とに各々形成された孔ｈに、Ｙ方向に沿ってボルトを通し、当該ボルトにナットを締結することにより、連結部材３０を補強柱１０に連結し、また、外側当接部材２０の連結板部２２と連結部材３０とに各々形成された孔ｈに、Ｙ方向に沿ってボルトを通し、当該ボルトにナットを締結することにより、連結部材３０を外側当接部材２０に連結する。その結果、補強柱１０、外側当接部材２０、及び、連結部材３０は、既存柱２を囲んだ状態で位置が規制され、既存柱２に固定して取り付けられる。

その後、図２Ａに示すように、ブレース材５の端部に設けられた取り付け用の治具５ａを補強柱１０のＸ方向内側の面に沿わせ、取り付け用治具５ａと補強柱１０の延長板部１２とに各々形成された孔ｈに、Ｘ方向に沿ってボルトを通し、当該ボルトにナットを締結することにより、補強柱１０にブレース材５の端部を連結する。なお、各部材を連結する締結部材は、ボルト及びナットに限らず、例えば、一方側からの締め込みだけて締結可能なワンサイドボルト等でもよい。

以上のように、第１実施形態の建物補強構造１では、補強柱１０、外側当接部材２０、及び、連結部材３０により、現場で溶接作業を行うことなく、既存の柱梁架構にブレース材５を設けることができる。そのため、前述のように、建物の使用者を移転させる等の対策を講じる必要がなくなる。また、溶接作業に比べて容易なボルトの締結作業で施工できるため、簡便に短工期で工事を行える。また、補強柱１０を設けることにより、既存柱２に直接ブレース材５が取り付けられない。つまり、施工現場において、ブレース材５の取り付け用治具５ａを連結するボルトを通す孔を、既存柱２に形成する作業がなくなる。このことからも、工事が簡便になるといえる。更に、既存柱２に孔を形成しないことで、既存柱２の耐力低下を防止できる。

また、地震発生時等に、ブレース材５をその長手方向に引っ張る力Ｆ１（図１参照）が作用したとする。その場合にも、補強柱１０の上端が上側の既存梁３の下面に当接しているため、ブレース材５から補強柱１０に伝達される力Ｆ１の鉛直方向の分力Ｆ１ｚ（上向きの力）は、補強柱１０から上側の既存梁３に伝達される。また、補強柱１０と既存柱２とが当接しているため、力Ｆ１の水平方向の分力Ｆ１ｘ（補強柱１０を水平方向に圧縮する力）は、補強柱１０から既存柱２のＸ方向内側の面２ａ、つまり、既存柱２に伝達される。

一方、地震発生時等に、ブレース材５をその長手方向に圧縮する力Ｆ２が作用した場合にも、補強柱１０の下端がコンクリート床４の上面に当接しているため、ブレース材５から補強柱１０に伝達される力Ｆ２の鉛直方向の分力Ｆ２ｚ（下向きの力）は、補強柱１０からコンクリート床４及び下側の既存梁３に伝達される。また、補強柱１０と外側当接部材２０は連結部材３０により連結されているため、力Ｆ２の水平方向の分力Ｆ２ｘ（補強柱１０を水平方向に引っ張る力）は、補強柱１０から連結部材３０と外側当接部材２０とを順に介して、既存柱２のＸ方向外側の面２ｂ、つまり、既存柱２に伝達される。そのため、補強柱１０が既存柱２に溶接されていない状態で、補強柱１０に引張力が作用しても、補強柱１０の曲がりや転倒を防止できる。

以上のように、第１実施形態の建物補強構造１では、地震発生時等にブレース材５に作用した力を、既存柱２や既存梁３に伝達できる。従って、局所的な力の集中を抑制し、既存建物の耐震性を向上させることができる。

なお、この実施形態では、既存柱２や補強柱１０の主体となる鋼材をＨ型鋼としているが、これに限らず、例えば、角形鋼管などでもよい。また、Ｈ型鋼のウェブがＹ方向に沿うように配置されていてもよい。但し、図２Ａのように、既存柱２と補強柱１０のフランジ面同士を当接させることで、補強柱１０が受けた水平力を効率よく既存柱２に伝達できる。

また、連結部材３０は、既存柱２のＹ方向の両側面に設けられているが、片側の側面に設けるだけでもよく、形状も板状形状に限らない。但し、図２Ａのように、連結部材３０を、Ｘ方向及び鉛直方向に沿う面を有する板状部材とすることで、Ｘ方向に沿う引張力を効率よく外側当接部材２０に伝達できる。

また、補強柱１０や外側当接部材２０の形状も図２に示す形状に限らない。補強柱１０は、ブレース材５の端部が取り付け可能であり、且つ、既存柱２に当接する面と、連結部材３０に連結する面と、を備えた部材であればよい。但し、例えば、補強柱１０に図２Ｂに示す補強板部１４を設けることで、Ｈ型鋼１１のフランジや延長板部１２の変形を抑制できる。同様に、外側当接部材２０は、既存柱２に当接する面と、連結部材３０に連結する面と、を備えた部材であればよく、例えば、直方体形状の部材や、当接板部２１と一対の連結板部２２のみから構成される部材であってもよい。但し、例えば、既存柱２を構成するＨ型鋼が図２Ａのように配置される場合、縦板補強部２３や横板補強部２４を設けることで、Ｘ方向に沿う引張力を効率よく既存柱２のウェブに伝達できる。

また、第１実施形態の建物補強構造１では、鉛直方向における補強柱１０の端部のうち、ブレース材５の端部が取り付けられる側（一方側）とは反対側（他方側）の端部（以下、反対側端部）、及び、鉛直方向における補強柱１０の中央部が、既存柱２に、締結部材ＢＮ（例えばボルト及びナット）を用いて連結されている。そうすることで、現場で溶接作業を行うことなく、補強柱１０の曲がりや座屈を抑制できる。

具体的には、補強柱１０の反対側端部、及び、中央部では、図３Ｂに示すように、Ｈ型鋼１１のＸ方向外側のフランジの端部からそれぞれＹ方向に延びた「２つの延長板部１５」と、図３Ｃに示すように、Ｈ型鋼１１のフランジ間を連結する断面が台形形状である「補強板部１６」とが、施工現場に搬入される前に、予めＨ型鋼１１に溶接で取り付けられている。そして、既存柱２よりもＹ方向の両外側に突出した延長板部１５のＸ方向外側の面に、断面Ｌ字状の第１取り付け金具６の一方の面を当接させ、締結部材ＢＮにより連結する。一方、既存柱２のＸ方向内側のフランジのＸ方向外側の面に、断面Ｌ字状の第２取り付け金具７の一方の面を当接させると共に、第１取り付け金具６と第２取り付け金具７の他方の面同士を当接させた状態で、締結部材ＢＮにより連結する。その結果、補強柱１０は既存柱２に固定して取り付けられる。なお、補強板部１６は、図１に示すように、延長板部１５等の鉛直方向中央部に位置し、補強板部１６の上下に締結部材ＢＮが設けられる。補強板部１６を設けることで、Ｈ型鋼１１のフランジや延長板部１５の変形を抑制できる。

なお、補強柱１０の反対側端部及び中央部を既存柱２に連結する方法は、上記方法に限らず、例えば、ブレース材５の端部が取り付けられる位置と同様の方法（図２Ａ参照）や、後述の第２実施形態（図５参照）と同様の方法でもよい。また、補強柱１０と既存柱２の連結位置も上記位置に限らず、ブレース材５が取り付けられる補強柱１０の鉛直方向の端部と、反対側端部との間に、補強柱１０が締結部材ＢＮを用いて既存柱２に連結されている部位が設けられていればよい。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図４は、第２実施形態の建物補強構造１を説明する図である。図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、図４の位置ＡＡ、位置ＢＢにおける既存柱２周辺の概略断面図である。第２実施形態では、補強柱１０と外側当接部材４０とを連結する連結部材が、ボルト４１Ｂ（例えば高力ボルトやＰＣ鋼棒）、及び、ナット４１Ｎを有する締結部材とする。

具体的には、第１実施形態と同様に、既存柱２のＸ方向内側の面２ａに、補強柱１０のＸ方向外側の面１０ａ（第５の鉛直面）が当接するように、補強柱１０が設けられる。そして、ブレース材５の端部が取り付けられる補強柱１０の端部では、図５Ａに示すように、Ｈ型鋼１１のフランジの端部からそれぞれＹ方向延びた「４つの延長板部１７」と、図４及び図５Ｂに示すように、Ｈ型鋼１１と延長板部１７とで囲われる領域を覆い、鉛直方向に間隔を空けた４箇所にそれぞれ設けられる「４つの補強板部１８」とが、施工現場に搬入される前に予めＨ型鋼１１に溶接で取り付けられている。延長板部１７は、既存柱２のＹ方向の両側面よりもそれぞれ外側に突出し、その突出した各位置に、ボルト４１Ｂを通す孔が形成されている。この実施形態では、図４に示すように、補強板部１８の間に３本のボルト４１Ｂが設けられるため、ボルト４１Ｂを通す孔は鉛直方向に３個並んで形成されるが、ボルト４１Ｂの本数は３本に限らない。また、Ｘ方向内側の延長板部１７には、ブレース材５を連結するためのボルトを通す孔も形成され、補強柱１０にブレース材５の端部が連結される。

また、既存柱２のＸ方向外側の面２ｂに、板形状である外側当接部材４０のＸ方向内側の面４０ａ（第６の鉛直面）が当接するように、外側当接部材４０が設けられる。外側当接部材４０は、既存柱２のＹ方向の両側面よりもそれぞれ外側に突出し、その突出した各位置に、ボルト４１Ｂを通す孔が形成されている。また、図５Ｂに示すように、補強板部１８と同じ鉛直方向の高さの位置であり、既存柱２のＹ方向の両側面よりも外側の各位置に、補強柱１０の延長板部１７と外側当接部材４０との間をＸ方向に延びた補強棒材４２が設けられている。

そして、図５Ａに示すように、Ｙ方向（架構の構面に交差する方向）における既存柱２の両側面よりも外側の各位置において、Ｘ方向に沿って、補強柱１０（延長板部１７）、及び、外側当接部材４０に通されたボルト４１Ｂに、ナット４１Ｎが締結されることによって、補強柱１０と外側当接部材４０とが連結されている。その結果、補強柱１０、及び、外側当接部材４０は、既存柱２を挟んだ状態で位置が規制され、既存柱２に固定して取り付けられる。以上のように、第２実施形態の建物補強構造１でも、現場で溶接作業を行うことなく、既存の柱梁架構にブレース材５が設けられ、簡便に短工期で工事を行える。

また、地震発生時等に、ブレース材５をその長手方向に引っ張る力Ｆ１（図１参照）が作用した場合にも、力Ｆ１の鉛直方向の分力Ｆ１ｚを、補強柱１０から上側の既存梁３に伝達できる。また、力Ｆ１の水平方向の分力Ｆ１ｘ（補強柱１０を水平方向に圧縮する力）を、補強柱１０から既存柱２のＸ方向内側の面２ａ、つまり、既存柱２に伝達できる。

一方、地震発生時等に、ブレース材５をその長手方向に圧縮する力Ｆ２が作用した場合にも、力Ｆ２の鉛直方向の分力Ｆ２ｚ（下向きの力）を、コンクリート床４や下側の既存梁３に伝達できる。また、力Ｆ２の水平方向の分力Ｆ２ｘ（補強柱１０を水平方向に引っ張る力）は、補強柱１０からボルト４１Ｂ及びナット４１Ｎと外側当接部材４０とを順に介して、既存柱２のＸ方向外側の面２ｂ、つまり、既存柱２に伝達される。詳しくは、図５Ａのように、Ｘ方向の内側からボルト４１Ｂが通される場合、ボルト４１Ｂの頭部が延長板部１７によりＸ方向の内側に押され、それにより外側当接部材４０がナット４１ＮによりＸ方向の内側に押された結果、外側当接部材４０が既存柱２のＸ方向外側の面２ｂをＸ方向の内側に押すことで、力が伝達される。

また、補強板部１８や補強棒材４２を設けることで、補強柱１０に引張力や圧縮力が作用しても、Ｈ型鋼１１のフランジや延長板部１７や外側当接部材４０の変形を抑制できる。その他、ボルト４１Ｂ及びナット４１Ｎの締め込み過ぎを防ぎ、既存柱２を必要以上に圧縮してしまうことを抑制できる。

＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図６Ａは、第３実施形態の建物補強構造１を説明する図であり、図６Ｂは、既存柱２周辺を上方から見た概略平面図である。第３実施形態では、ブレース材５が連結される補強柱１０の下端部に作用する水平力（引張力，圧縮力）を、コンクリート床４や下側の既存梁３に伝達する。そのために、補強柱１０と外側当接部材２０とを連結する「連結部材５０」を、補強柱１０、既存柱２、及び、外側当接部材２０の各Ｙ方向の側面を覆う「連結板部５０１（例えば第１実施形態の連結部材３０）」と、コンクリート床４（既存コンクリート）の面に沿って設けられる板状の「床板部５０２」とが、一体化された部材とする。なお、Ｘ方向から見た連結部材５０の形状（不図示）はＬ字状となっており、連結板部５０１は締結部材ＢＮにより既存柱２に固定されるとする。また、床板部５０２には、コンクリート床４に埋設される複数のアンカー５１をそれぞれ通す複数の孔が形成されている。補強柱１０及び外側当接部材２０は、第１実施形態と同じ部材とする。

そして、既存の柱梁架構内にブレース材５を設ける耐震補強工事では、補強柱１０、外側当接部材２０、及び、連結部材５０を既存柱２に固定し、補強柱１０にブレース材５を連結することに加えて、以下の作業が行われる。まず、床板部５０２に形成されたアンカー５１用の孔の位置に合わせて、コンクリート床４に、アンカー５１を埋設するための鉛直方向に沿う孔を形成する。その後、床板部５０２とコンクリート床４の各孔にアンカー５１を通し、コンクリート床４内にアンカー５１を接着剤等で固定する。そして、床板部５０２から上方に突出したアンカー５１の端部に、ナット５２を締結し、アンカー５１を床板部５０２に固定する。

そうすることで、ブレース材５から補強柱１０、連結部材５０の順に伝達された水平力（引張力，圧縮力）により、アンカー５１がコンクリート床４を圧縮することになる。その圧縮力で、水平力が負担されたり、下側の既存梁３に水平力が伝達されたりする。よって、水平力に対する既存建物の耐力を高めることができ、既存建物の耐震性を向上できる。

なお、アンカー５１の数は、コンクリート床４や下側の既存梁３に伝達したい水平力の大きさに応じて決定するとよい。また、コンクリート床４の面に沿って設けられアンカー５１が固定される板部材（床板部５０２）は、補強柱１０と外側当接部材２０を連結する連結部材と一体化するに限らず、補強柱１０と一体化してもよいし、補強柱１０と連結部材の両方と一体化してもよい。また、図６Ｂでは、既存柱２よりもＹ方向の外側にだけアンカー５１が設けられているが、例えば、外側当接部材２０よりもＸ方向の外側のコンクリート床４にもアンカー５１を設けてもよい。また、第２実施形態の建物補強構造１においても、コンクリート床４や下側の既存梁３に水平力が伝達されるようにしてもよい。

＝＝＝第４実施形態＝＝＝
図７は、第４実施形態の建物補強構造１を説明する図である。図８Ａは、梁補強部材６１の概略斜視図であり、図８Ｂ及び図８Ｃは、図７の位置ＡＡ，位置ＢＢにおける既存梁３周辺の概略断面図である。上記実施形態では、柱梁架構内にブレース材５が１本設けられる場合を例に挙げているが、これに限らず、例えば、複数本のブレース材５をＸ字状やＫ字状等に配置してもよい。第４実施形態では、柱梁架構内に２本のブレース材５を逆Ｖ字状に配置する場合を例に挙げる。この場合、ブレース材５の一端は、柱梁架構の右下又は左下に取り付けられ、ブレース材５の他端は、上側の既存梁３の中央部に取り付けられる。そのため、ブレース材５の一端は、第１〜第３実施形態で示した方法（図７では第１実施形態の方法）により、現場で溶接作業を行うことなく既存柱２に取り付けられる。

一方、ブレース材５の他端は、ガセットプレート６０を介して、上側の既存梁３に連結するとよい。ガセットプレート６０は、上側の既存梁３（Ｈ型鋼）の下面（フランジ）に当接する当接板部６０１と、当接板部６０１のＹ方向の中央部から鉛直方向の下方に延び、柱梁架構の構面に沿う連結板部６０２と、を備えたものとする。そして、ブレース材５を設ける際には、既存梁３のフランジに現場で形成された孔と、ガセットプレート６０の当接板部６０１に形成されている孔とに、締結部材ＢＮ２（例えばボルト及びナット）を鉛直方向に通して締結することで、既存梁３にガセットプレート６０を連結する。そして、ガセットプレート６０の連結板部６０２に形成されている孔と、ブレース材５の端部に形成されている孔とに、締結部材ＢＮ１をＹ方向に通して締結することで、ガセットプレート６０にブレース材５を連結する。そうすることで、現場での溶接作業を行うことなく、既存梁３にもブレース材５を取り付けられる。

但し、地震発生時等には、ブレース材５からガセットプレート６０を介して上側の既存梁３に、鉛直方向上向きの力（圧縮力）や下向きの力（引張力）が作用することがある。そうすると、ガセットプレート６０や既存梁３が変形してしまう虞がある。そこで、図８Ｃに示すように、Ｘ方向に沿う側面が当接板部６０１と連結板部６０２とに連結され、当接板部６０１と連結板部６０２の連結角度を保持する補強板部６０３を、ガセットプレート６０に設けるとよい。そうすることで、ガセットプレート６０の変形を抑制できる。

更に、既存梁３に、梁補強部材６１を設けてもよい。梁補強部材６１は、図８Ａに示すように、Ｙ方向の一方側の側面が開口した箱形状の部材とし、既存梁３のウェブの両側にそれぞれ設けられる。また、梁補強部材６１は、図８Ｂに示すように、既存梁３の上側フランジの内側面に当接する第１当接板部６１１と、既存梁３のウェブに当接する第２当接板部６１２と、既存梁３の下側フランジの内側面に当接する第３当接板部６１３と、図８Ｃに示すように、Ｘ方向に沿う側面が第１〜第３当接板部６１１〜６１３に連結され、第１，第２当接板部６１１，６１２の連結角度と第２，第３当接板部６１２，６１３の連結角度を保持する補強板部６１４と、を有する。

そして、梁補強部材６１の第３当接板部６１３とガセットプレート６０の当接板部６０１とで既存梁３の下フランジを挟んだ状態で、各部材に形成された孔に締結部材ＢＮ１を鉛直方向に通して締結する。そうすることで、現場での溶接作業を行うことなく、既存梁３に梁補強部材６１を設けることができ、既存梁３の変形を抑制できる。なお、既存梁３に鉛直方向の力が作用した際に、既存梁３のウェブから第２当接板部６１２が離れてしまうことを防ぐために、既存梁３のウェブと第２当接板部６１２とを締結部材ＢＮ２で固定するとよい。

但し、これに限らず、ガセットプレート６０や梁補強部材６１を溶接で既存梁３に取り付けてもよく、その場合でも、既存柱２にはブレース材５が現場での溶接を行うことなく取り付けられるため、溶接作業を低減できる。また、梁補強部材６１の形状は図８Ａに示す形状に限らない。また、既存梁３に梁補強部材６１を設けなくてもよい。

以上、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１ 建物補強構造、２ 既存柱（柱）、２ａ Ｘ方向内側の面（架構内側の鉛直面）、
２ｂ Ｘ方向外側の面（反対側の鉛直面）、２ｃ Ｙ方向の側面、３ 既存梁（梁）、４ コンクリート床（既存コンクリート）、５ ブレース材（補強部材）、６ 第１取り付け金具、７ 第２取り付け金具、１０ 補強柱、１０ａ Ｘ方向外側の面（第１の鉛直面，第５の鉛直面）、１０ｂ Ｙ方向の側面（第２の鉛直面）、１１ Ｈ型鋼、
１２ 延長板部、１３ 連結板部、１４ 補強板部、１５ 延長板部、１６ 補強板部、１７ 延長板部、１８ 補強板部、２０ 外側当接部材、２０ａ Ｘ方向内側の面（第３の鉛直面）、２０ｂ Ｙ方向の側面（第４の鉛直面）、２１ 当接板部、２２ 連結板部、２３ 縦補強板部、２４ 横補強板部、３０ 連結部材、４０ 、外側当接部材、４０ａ Ｘ方向内側の面（第６の鉛直面）、４１Ｂ ボルト、４１Ｎ ナット、
４２ 補強棒材、５０ 連結部材、５０１ 連結板部、５０２ 床板部（板状部材）、
５１ アンカー、５２ ナット、６０ ガセットプレート、６０１ 当接板部、
６０２ 連結板部、６０３ 補強板部、６１ 梁補強部材、６１１ 第１当接板部、
６１２ 第２当接板部、６１３ 第３当接板部、６１４ 補強板部、ＢＮ 締結部材

Claims (5)

1. 既存建物における一対の柱と一対の梁とで囲われた架構内に補強部材が設けられた建物補強構造であって、
   前記柱の前記架構内側の鉛直面に当接して設けられ、前記補強部材の端部が締結部材を用いて連結された補強柱と、
   前記柱の前記架構内側の鉛直面の反対側の鉛直面に当接して設けられた外側当接部材と、
   前記補強柱と前記外側当接部材とを締結部材を用いて連結する連結部材と、
   を備え、
   前記補強部材から前記補強柱に伝達された鉛直方向の力は、前記補強柱から前記梁に伝達され、
   前記補強部材から前記補強柱に伝達された前記補強柱を水平方向に圧縮する力は、前記補強柱から前記柱の前記架構内側の鉛直面に伝達され、
   前記補強部材から前記補強柱に伝達された前記補強柱を水平方向に引っ張る力は、前記補強柱から前記連結部材と前記外側当接部材とを順に介して前記柱の前記反対側の鉛直面に伝達されることを特徴とする建物補強構造。
2. 請求項１に記載の建物補強構造であって、
   前記補強柱は、前記柱の前記架構内側の鉛直面に当接する第１の鉛直面と、前記第１の鉛直面に交差する方向に沿う第２の鉛直面と、を備え、
   前記外側当接部材は、前記柱の前記反対側の鉛直面に当接する第３の鉛直面と、前記第３の鉛直面に交差する方向に沿う第４の鉛直面と、を備え、
   前記第２の鉛直面に交差する方向に沿って前記補強柱及び前記連結部材に通された前記締結部材により、前記連結部材が前記補強柱に連結され、且つ、前記第４の鉛直面に交差する方向に沿って前記外側当接部材及び前記連結部材に通された前記締結部材により、前記連結部材が前記外側当接部材に連結されることによって、前記補強柱と前記外側当接部材とが連結されていることを特徴とする建物補強構造。
3. 請求項１に記載の建物補強構造であって、
   前記補強柱は、前記柱の前記架構内側の鉛直面に当接する第５の鉛直面を備え、
   前記外側当接部材は、前記柱の前記反対側の鉛直面に当接する第６の鉛直面を備え、
   前記連結部材は、ボルト及びナットを有する前記締結部材であり、
   前記架構の構面に交差する方向における前記柱の両側面よりも外側の各位置において、前記第５の鉛直面及び前記第６の鉛直面に交差する方向に沿って前記補強柱及び前記外側当接部材に通された前記ボルトに前記ナットが締結されることによって、前記補強柱と前記外側当接部材とが連結されていることを特徴とする建物補強構造。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の建物補強構造であって、
   鉛直方向における下側の前記補強柱の端部に前記補強部材の端部が連結され、
   前記鉛直方向における下側の前記梁上に打設されている既存コンクリートにアンカーが埋設され、
   前記既存コンクリート面に沿って設けられ、前記連結部材と前記補強柱とのうちの少なくとも一方と一体化されている板状部材に、前記アンカーが固定されていることを特徴とする建物補強構造。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載の建物補強構造であって、
   鉛直方向における一方側の前記補強柱の端部に前記補強部材の端部が連結され、
   前記鉛直方向における前記一方側の前記補強柱の端部と、他方側の前記補強柱の端部との間に、締結部材を用いて前記補強柱が前記柱に連結されている部位が設けられていることを特徴とする建物補強構造。