JP6913486B2 - 建物の改修方法 - Google Patents

Description

本発明は、既存建物にある既存ＣＦＴ柱を切断し、当該切断された切断箇所の上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしを直接的に再接合して、又は、当該切断された切断箇所の上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしの間に中間ＣＦＴ柱部分を介在させて間接的に再接合して新たなＣＦＴ柱を構築する建物の改修方法に関する。

このような建物の改修方法としては、既存建物にある既存鉄骨柱を切断し、上下に残存する既存鉄骨柱部分の切断端部どうしを離間させ、その切断端部どうしの間に鉄骨製の連結部材を介在させて、上下に残存する既設鉄骨柱部分の切断端部どうしを間接的に再接合して新たな鉄骨柱を構築することで階高を高くする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２３１７１８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の改修方法は、改修の対象が鉄骨柱に限られており、しかも、切断により上下に残存する鉄骨柱部分の切断端部どうしの再接合に関して具体的な方法が記載されていない。

本発明は、内部にコンクリートが充填された鋼管柱、つまり、ＣＦＴ柱に注目したもので、本発明の目的は、ＣＦＴ柱の構造を有効に利用することによって、切断箇所の上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしを強固に再接合して新たなＣＦＴ柱を構築する建物の改修方法を提供することにある。

本発明の第１特徴構成は、既存建物にある既存ＣＦＴ柱を切断し、当該切断された切断箇所の上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしを直接的に再接合して、又は、当該切断された切断箇所の上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしの間に中間ＣＦＴ柱部分を介在させて間接的に再接合して新たなＣＦＴ柱を構築する建物の改修方法であって、
前記再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部間に亘ってグラウト充填用空間を形成する空間形成工程と、
当該空間形成工程後に、前記再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部の鋼管どうしを溶接する溶接工程と、
当該溶接工程後に、前記グラウト充填用空間にグラウトを充填するグラウト充填工程と、を実行して前記新たなＣＦＴ柱を構築し、
前記溶接工程において、前記再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部間に通しダイアフラムを介在設置して、各端部における鋼管と前記通しダイアフラムを溶接し、
前記グラウト充填工程において、前記通しダイアフラムの上方側と下方側の前記グラウト充填用空間にグラウトを充填する点にある。

本構成によれば、既存建物にある既存ＣＦＴ柱を切断した後、再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部間に亘ってグラウト充填用空間を形成しておき、その後、上下のＣＦＴ柱部分の端部の鋼管どうしを溶接するので、ＣＦＴ柱が備えている鋼管を有効に利用して、上下のＣＦＴ柱部分どうしを溶接により強固に接合することができると共に、その後、ＣＦＴ柱部分の端部間に亘るグラウト充填用空間にグラウトを充填するので、ＣＦＴ柱部分間における内部充填性も確保され、上下のＣＦＴ柱部分どうしが一層強固に接合されて新たなＣＦＴ柱が構築される。
更に、本構成によれば、再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部間に通しダイアフラムを介在設置して、各端部における鋼管と通しダイアフラムを溶接するので、通しダイアフラムの介在設置により上下のＣＦＴ柱部分の目違いを修正することができ、その通しダイアフラムの上方側と下方側のグラウト充填用空間にグラウトを充填するので、上下のＣＦＴ柱部分の接合も強固となる。

本発明の第２特徴構成は、前記既存ＣＦＴ柱を上下２箇所で切断し、当該切断により切り離された中間柱部分を撤去して、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしを近接させて直接的に再接合する点にある。

本構成によれば、切断により切り離された中間柱部分を撤去し、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしを直接的に再接合するので、改修前よりも階高の低い新たなＣＦＴ柱を構築することが可能となる。

本発明の第３特徴構成は、前記既存ＣＦＴ柱を切断して、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしを離間させ、当該切断端部どうしの間に前記中間ＣＦＴ柱部分を介在させて間接的に再接合する点にある。

本構成によれば、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしの間に中間ＣＦＴ柱部分を介在させて間接的に再接合するので、改修前よりも階高の高い新たなＣＦＴ柱を構築することが可能となる。

本発明の第４特徴構成は、前記空間形成工程において、前記再接合の対象となる上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部のそれぞれに、柱内部に充填されたコンクリートを斫って前記グラウト充填用空間を形成する点にある。

本構成によれば、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部のそれぞれに、柱内部に充填されたコンクリートを斫ってグラウト充填用空間を形成するので、ＣＦＴ柱が備えている内部充填コンクリートを有効に利用して、そのコンクリートを斫るだけで済み、グラウト充填用空間の形成を簡単かつ容易に行うことができ、しかも、ＣＦＴ柱部分どうしを強固に接合することができる。

本発明の第５特徴構成は、前記溶接工程において、前記通しダイアフラムとして上下方向への貫通孔を複数分散形成したダイアフラムを使用し、前記グラウト充填工程において、前記通しダイアフラムの下方側の前記グラウト充填用空間に外部からグラウトを注入し、当該注入されたグラウトを前記通しダイアフラムの複数の貫通孔を通じて前記通しダイアフラムの上方側の前記グラウト充填用空間に注入する点にある。

本構成によれば、上下方向への貫通孔を複数分散形成したダイアフラムを使用し、その通しダイアフラムの下方側のグラウト充填用空間に外部からグラウトを注入し、そのグラウトを通しダイアフラムの複数の貫通孔を通じて通しダイアフラムの上方側のグラウト充填用空間に注入するので、通しダイアフラムの下方側のグラウト充填用空間にグラウトを注入するだけで、通しダイアフラムに分散形成された複数の貫通孔を通じて上方側のグラウト充填用空間にほぼ万遍なくグラウトを注入することができ、グラウトの注入を容易に、かつ、万遍なく確実に行うことができる。

本発明の第６特徴構成は、前記空間形成工程において、前記再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部のそれぞれに、各鋼管端部の内周面に沿って柱内部に充填されたコンクリートを斫って残存するコンクリートへの熱伝導を抑制する熱伝導抑制空間を前記グラウト充填用空間として形成する点にある。

本構成によれば、再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部のそれぞれに、各鋼管端部の内周面に沿って柱内部に充填されたコンクリートを斫って残存するコンクリートへの熱伝導を抑制する熱伝導抑制空間を形成するので、溶接工程実行時において、残存する内部充填コンクリートへの熱影響を効果的に抑制することができ、しかも、その熱伝導抑制空間をグラウト充填用空間として形成するので、上下のＣＦＴ柱部分の内部充填性も確保され、上下のＣＦＴ柱部分どうしを強固に接合することができる。

第１実施形態による建物の改修方法を示す縦断正面図 第１実施形態による建物の改修方法を示す縦断正面図 第１実施形態による改修方法の要部を示す縦断正面図 第１実施形態による改修方法の要部を示す横断平面図 第２実施形態による建物の改修方法を示す縦断正面図

本発明による建物の改修方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る建物の改修方法は、図１及び図５に示すように、既存建物（図示せず）にある多数本の既存ＣＦＴ柱（コンクリート充填鋼管柱）１のそれぞれを切断し、図２に示すように、その切断箇所の上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部どうしを直接的に再接合して新たなＣＦＴ柱を構築するか、又は、図５に示すように、切断箇所の上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部どうしの間に中間ＣＦＴ柱部分５を介在させて間接的に再接合して新たなＣＦＴ柱を構築する建物の改修方法に関する。
なお、以下の実施形態では、断面形状が正方形の既存ＣＦＴ柱１を例示して説明するが、断面形状が長方形や円形の既存ＣＦＴ柱１など、各種断面形状の既存ＣＦＴ柱１に適用可能である。

［第１実施形態］
第１実施形態は、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分２、３を直接的に再接合する態様で、図１（ａ）に示すように、既存ＣＦＴ柱１を上下２箇所で切断し、その切断により切り離された中間柱部分４を撤去する。
なお、図示はしないが、既存ＣＦＴ柱１を切断する際、上方に位置する既存ＣＦＴ柱部分２を含む建物の躯体部分を予めジャッキにより支持した状態で切断し、中間柱部分４を撤去した後、ジャッキダウンにより上方の既存ＣＦＴ柱部分２を降下させ、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部どうしを近接させて直接的に再接合する。
この上下の既存ＣＦＴ柱部分２、３の再接合に際しては、まず、再接合の対象となる上下の既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部間に亘ってグラウト充填用空間を形成する空間形成工程を実行する。

空間形成工程では、図１（ｂ）及び図３に示すように、再接合の対象となる上下の既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部のそれぞれにおいて、各切断端部から所定の深さに亘って柱内部に充填されたコンクリート６を斫って、上方の既存ＣＦＴ柱部分２には、下方に開口する上方側のグラウト充填用空間２ａを形成し、下方の既存ＣＦＴ柱部分３には、上方に開口する下方側のグラウト充填用空間３ａを形成する。
更に、上方の既存ＣＦＴ柱部分２の切断端部においては、既存ＣＦＴ柱部分２の鋼管７の切断端部の内周面に沿ってグラウト充填用空間２ａよりも更に深く環状にコンクリート６を斫って、残存するコンクリート６への熱伝導を抑制する上方側の熱伝導抑制空間２ｂをグラウト充填用空間の一部として形成する。同様に、下方の既存ＣＦＴ柱部分３の切断端部においても、鋼管７の切断端部の内周面に沿う環状の下方側の熱伝導抑制空間３ｂをグラウト充填用空間の一部として形成する。

この空間形成工程後、図１（ｂ）に示すように、再接合の対象となる上下の既存ＣＦＴ柱部分２、３の鋼管７の切断端部のそれぞれ外周面にエレクションピース８を複数取り付け、図２（ａ）に示すように、既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部どうしを近接させ、上下のエレクションピース８をそれぞれ連結治具９により互いに連結した状態で既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部の鋼管７どうしを溶接する溶接工程を実行する。
この溶接工程では、図１（ｂ）に示すように、再接合の対象となる既存ＣＦＴ柱部分２、３の鋼管７の切断端部のそれぞれに溶接用の開先１０を形成すると共に、図３及び図４に示すように、上下方向への貫通孔１１ａを複数分散形成した正方形の通しダイアフラム１１を使用し、図２（ａ）（ｂ）及び図３に示すように、その通しダイアフラム１１を既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部間に介在設置して、上下の既存ＣＦＴ柱部分２、３の鋼管７の切断端部と通しダイアフラム１１とを鋼管７の全周に亘ってそれぞれ溶接する。
なお、通しダイアフラム１１には、図４に示すように、中央に１個とその周りに４個の合計５個の同じ直径を有する円形の貫通孔１１ａを設けた例を示したが、この貫通孔１１ａに関しては種々の変更が可能である。すなわち、後述するように、下方側のグラウト充填用空間３ａに注入されたグラウトが、複数の貫通孔１１ａを通じて上方側のグラウト充填用空間２ａに充填されることになるため、この貫通孔１１ａに関しては、上方側のグラウト充填用空間２ａに対してグラウトを万遍なく充填するのに適した大きさ、形状、及び、個数などを実際の実情に即して設定するのが好ましい。

この溶接工程の実行後に、グラウト充填工程を実行するのであり、グラウト充填工程では、図３に示すように、予め下方側の既存ＣＦＴ柱部分３の鋼管７に熱伝導抑制空間３ｂに連通するグラウト注入口１２を穿設し、かつ、上方側の既存ＣＦＴ柱部分２の鋼管７に熱伝導抑制空間２ｂに連通するグラウト充填確認口１３を穿設しておき、図３中に矢印で示すように、下方側のグラウト注入口１２に外部からグラウト１４（図２（ｂ）参照）を注入する。
グラウト注入口１２から注入されたグラウト１４は、熱伝導抑制空間３ｂからグラウト充填用空間３ａに注入され、通しダイアフラム１１の複数の貫通孔１１ａを通じて上方側のグラウト充填用空間２ａに万遍なく充填されて熱伝導抑制空間２ｂに至り、グラウト充填確認口１３に到達して流出する。グラウト充填確認口１３からのグラウト１４の流出を目視することで、グラウト１４が、下方の熱伝導抑制空間３ｂとグラウト充填用空間３ａ、通しダイアフラム１１の貫通孔１１ａ、及び、上方のグラウト充填用空間２ａと熱伝導抑制空間２ｂに充填されたことを確認することができる。

このようにして、空間形成工程、溶接工程、及び、グラウト充填工程を順次実行することにより、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分２、３を直接的に再接合して新たなＣＦＴ柱を構築する。
このような再接合の工程を既存建物の特定の階にある多数本の既存ＣＦＴ柱１に対してそれぞれ実行して新たなＣＦＴ柱を構築し、図２（ｂ）に示すように、最終的にエレクションピース８をそれぞれ撤去すると共に、ジャッキを取り外して作業を完了するのであり、それによって、既存建物の特定の階における階高を低くする改修が可能となる。

［第２実施形態］
第２実施形態は、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分２、３を間接的に再接合する態様であるが、多くの点で第１実施形態と重複するため、重複する点については説明を省略し、主として第１実施形態と異なる点について説明する。
この第２実施形態では、図５（ａ）に示すように、既存ＣＦＴ柱１を上下１箇所で切断し、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部どうしを離間させ、その切断端部どうしの間に新たな中間ＣＦＴ柱部分５を介在させて再接合する。
そのため、必要な長さの中間ＣＦＴ柱部分５を必要な本数用意しておく必要があり、各中間ＣＦＴ柱部分５には、その上方側にグラウト充填用空間５ａと熱伝導抑制空間５ｂが、下方側にもグラウト充填用空間５ｃと熱伝導抑制空間５ｄがそれぞれ形成され、かつ、グラウト注入口１５とグラウト充填確認口１６も設けられ、エレクションピース８も取り付けられ、溶接用の開先１０も設けられている。

空間形成工程では、既存ＣＦＴ柱１を上下１箇所で切断した後、第１実施形態と同様に、上方の既存ＣＦＴ柱部分２にグラウト充填用空間２ａと熱伝導抑制空間２ｂを形成し、下方の既存ＣＦＴ柱部分３にグラウト充填用空間３ａと熱伝導抑制空間３ｂを形成する。
この空間形成工程後、図５（ａ）に示すように、上方に位置する既存ＣＦＴ柱部分２を含む建物の躯体部分をジャッキにより上昇させ、再接合の対象となる上下の既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部どうしを離間させて、その切断端部どうしの間に中間ＣＦＴ柱部分５を介在させて溶接工程を実行する。
溶接工程では、図５（ｂ）に示すように、再接合の対象となる既存ＣＦＴ柱部分２、３と中間ＣＦＴ柱部分５との間、つまり、上方の既存ＣＦＴ柱部分２の切断端部と中間ＣＦＴ柱部分５の上方端部との間、及び、中間ＣＦＴ柱部分５の下方端部と下方の既存ＣＦＴ柱部分３の切断端部との間に貫通孔１１ａを有する通しダイアフラム１１をそれぞれ介在設置して、上方の既存ＣＦＴ柱部分２の鋼管７の切断端部と通しダイアフラム１１、通しダイアフラム１１と中間ＣＦＴ柱部分５の鋼管７の上方端部、中間ＣＦＴ柱部分５の鋼管７の下方端部と通しダイアフラム１１、及び、通しダイアフラム１１と下方の既存ＣＦＴ柱部分３の鋼管７の切断端部とを各鋼管７の全周に亘ってそれぞれ溶接する。

グラウト充填工程では、中間ＣＦＴ柱部分５のグラウト注入口１５からグラウト１４を注入し、かつ、下方の既存ＣＦＴ柱部分３のグラウト注入口１２からもグラウト１４を注入する。
グラウト注入口１５から注入されたグラウト１４は、中間ＣＦＴ柱部分５の熱伝導抑制空間５ｂからグラウト充填用空間５ａに注入され、通しダイアフラム１１の貫通孔１１ａを通じて上方側のグラウト充填用空間２ａから熱伝導抑制空間２ｂに至り、グラウト充填確認口１３に到達して流出する。同様に、下方の既存ＣＦＴ柱部分３のグラウト注入口１２から注入されたグラウト１４は、下方側の熱伝導抑制空間３ｂからグラウト充填用空間３ａに注入され、通しダイアフラム１１の貫通孔１１ａを通じて中間ＣＦＴ柱部分５のグラウト充填用空間５ｃから熱伝導抑制空間５ｄに至り、グラウト充填確認口１６に到達して流出する。
このような再接合の工程を既存建物の特定の階にある多数本の既存ＣＦＴ柱１に対してそれぞれ実行して新たなＣＦＴ柱を構築することで、既存建物の特定の階における階高を高くする改修が可能となる。

［第３実施形態］
第３実施形態は、特に図示はしないが、１本の既存ＣＦＴ柱１に対して第１実施形態と第２実施形態に係る改修方法を実行して新たなＣＦＴ柱を構築する態様である。
すなわち、第１実施形態では、既存建物の特定の階における階高を低くする改修方法を示し、第２実施形態では、逆に階高を高くする改修方法を示した。したがって、これら第１と第２の実施態様に係る改修方法を１本の既存ＣＦＴ柱１に対して実行することにより、既存建物の最上階の天井高さを変えることなく、ある特定の階における階高を低くし、別の階における階高を高くする改修が可能となる。

〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分２、３、５にグラウト充填用空間２ａ、３ａ、５ａ、５ｃに加えて環状の熱伝導抑制空間２ｂ、３ｂ、５ｂ、５ｄを設けた例を示したが、この熱伝導抑制空間２ｂ、３ｂ、５ｂ、５ｄに関しては、特に環状である必要はなく、柱内部に残存するコンクリート６への熱伝導を抑制する空間であれば、いかなる形状の空間であってもよい。
更に、この熱伝導抑制空間２ｂ、３ｂ、５ｂ、５ｄは絶対に必要なものではなく、熱伝導抑制空間２ｂ、３ｂ、５ｂ、５ｄを設けることなく、グラウト充填用空間２ａ、３ａ、５ａ、５ｃのみを設けて実施することもできる。

（２）先の実施形態では、再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部間、つまり、上下の既存ＣＦＴ柱部分２、３の切断端部間、上方の既存ＣＦＴ柱部分２の切断端部と中間ＣＦＴ柱部分５の上端部との間、及び、中間ＣＦＴ柱部分５の下端部と下方の既存ＣＦＴ柱部分３の切断端部との間に貫通孔１１ａを有する通しダイアフラム１１を介在させた例を示したが、貫通孔１１ａを有しない無孔の通しダイアフラム１１を介在させて実施することもできる。その場合には、通しダイアフラム１１の上方側と下方側のグラウト充填用空間２ａ、３ａ、５ａ、５ｃにグラウト１４を別々に充填することになる。
更に、通しダイアフラム１１を使用せずに、上下の既存ＣＦＴ柱部分２、３の鋼管７の切断端部どうし、上方の既存ＣＦＴ柱部分２の鋼管７の切断端部と中間ＣＦＴ柱部分５の鋼管７の上端部どうし、及び、中間ＣＦＴ柱部分５の鋼管７の下端部と下方の既存ＣＦＴ柱部分３の鋼管７の切断端部どうしを直接溶接することも可能である。

１ 既存ＣＦＴ柱
２ 上方の既存ＣＦＴ柱部分
２ａ 上方の既存ＣＦＴ柱部分のグラウト充填用空間
２ｂ 上方の既存ＣＦＴ柱部分熱伝導抑制空間
３ 下方の既存ＣＦＴ柱部分
３ａ 下方の既存ＣＦＴ柱部分グラウト充填用空間
３ｂ 下方の既存ＣＦＴ柱部分熱伝導抑制空間
４ 中間柱部分
５ 中間ＣＦＴ柱部分
５ａ、５ｃ 中間ＣＦＴ柱部分のグラウト充填用空間
５ｂ、５ｄ 中間ＣＦＴ柱部分の熱伝導抑制空間
６ コンクリート
７ 鋼管
１１ 通しダイアフラム
１１ａ 通しダイアフラムの貫通孔
１４ グラウト

Claims (6)

1. 既存建物にある既存ＣＦＴ柱を切断し、当該切断された切断箇所の上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしを直接的に再接合して、又は、当該切断された切断箇所の上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしの間に中間ＣＦＴ柱部分を介在させて間接的に再接合して新たなＣＦＴ柱を構築する建物の改修方法であって、
   前記再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部間に亘ってグラウト充填用空間を形成する空間形成工程と、
   当該空間形成工程後に、前記再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部の鋼管どうしを溶接する溶接工程と、
   当該溶接工程後に、前記グラウト充填用空間にグラウトを充填するグラウト充填工程と、を実行して前記新たなＣＦＴ柱を構築し、
   前記溶接工程において、前記再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部間に通しダイアフラムを介在設置して、各端部における鋼管と前記通しダイアフラムを溶接し、
   前記グラウト充填工程において、前記通しダイアフラムの上方側と下方側の前記グラウト充填用空間にグラウトを充填する建物の改修方法。
2. 前記既存ＣＦＴ柱を上下２箇所で切断し、当該切断により切り離された中間柱部分を撤去して、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしを近接させて直接的に再接合する請求項１に記載の建物の改修方法。
3. 前記既存ＣＦＴ柱を切断して、上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部どうしを離間させ、当該切断端部どうしの間に前記中間ＣＦＴ柱部分を介在させて間接的に再接合する請求項１に記載の建物の改修方法。
4. 前記空間形成工程において、前記再接合の対象となる上下に残存する既存ＣＦＴ柱部分の切断端部のそれぞれに、柱内部に充填されたコンクリートを斫って前記グラウト充填用空間を形成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の建物の改修方法。
5. 前記溶接工程において、前記通しダイアフラムとして上下方向への貫通孔を複数分散形成したダイアフラムを使用し、
   前記グラウト充填工程において、前記通しダイアフラムの下方側の前記グラウト充填用空間に外部からグラウトを注入し、当該注入されたグラウトを前記通しダイアフラムの複数の貫通孔を通じて前記通しダイアフラムの上方側の前記グラウト充填用空間に注入する請求項１〜４のいずれか１項に記載の建物の改修方法。
6. 前記空間形成工程において、前記再接合の対象となる上下のＣＦＴ柱部分の端部のそれぞれに、各鋼管端部の内周面に沿って柱内部に充填されたコンクリートを斫って残存するコンクリートへの熱伝導を抑制する熱伝導抑制空間を前記グラウト充填用空間として形成する請求項１〜５のいずれか１項に記載の建物の改修方法。

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