JP6968047B2 - 耐震補強体 - Google Patents

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本発明は、耐震補強体に関する。
下記特許文献1には、既存建物を耐震補強するために、既存建物の外周面に沿って、補強柱と補強梁とで形成された耐震補強フレームを構築する工法が示されている。
特開2015−98780号公報
既存建物の改修工事においては、上記特許文献1に示されたように耐震補強フレームを新設することで既存建物の耐震性能を向上できる。しかし、建物の用途変更に伴う利便性の向上に寄与することは難しい。
本発明は上記事実を考慮して、建物の利便性を向上できる耐震補強体を提供することを目的とする。
請求項1の耐震補強体は、既存建物の外周面に固定された新設柱と、前記外周面及び前記新設柱に固定された新設梁と、前記新設梁及び前記新設柱と一体的に形成され、前記外周面の外側へ跳ね出した新設スラブと、を備えている。
請求項1の耐震補強体によると、既存建物が新設柱、新設梁及び新設スラブによって補強される。新設スラブは、新設梁及び新設柱と一体的に形成されている。このため、新設柱及び新設梁だけで補強する場合と比較して、梁の断面積として算定できる有効断面積が大きくなる。また、既存建物の外周面の面外剛性が向上する。
また、新設スラブは既存建物の外周面の外側へ跳ね出しているため、このスラブをバルコニーや外廊下として利用できる。このため、例えば建物の用途変更に伴うプランの変更に対応し易い。これにより、建物の利便性を向上できる。
請求項2の耐震補強体は、請求項1の耐震補強体において、前記新設スラブに配筋された鉄筋の端部が、前記新設柱及び前記新設梁の内部で折り曲げて定着されている。
請求項2の耐震補強体によると、新設スラブに配筋された鉄筋が、新設柱及び新設梁の内部で折り曲げられて定着されている。これにより、折り曲げられていない場合と比較して定着長が長くなり、新設柱及び新設梁と、新設スラブとの一体性が高くなる。このため、例えば新設スラブの下部を片持ち梁で補強する必要がない。
請求項3の耐震補強体は、請求項2の耐震補強体において、前記新設スラブの跳ね出し方向と直交する方向の端部を支持する支持柱を備え、前記新設スラブには前記鉄筋と交わる方向の交差鉄筋が配筋され、前記交差鉄筋の端部が、前記支持柱の内部で折り曲げて定着されている。
請求項3の耐震補強体によると、新設スラブの端部が支持柱で支持されている。また、新設スラブに埋設された鉄筋の端部が新設柱及び新設梁に定着される他、交差鉄筋の端部が支持柱に定着される。このため、新設梁の強度が高くなる。
本発明に係る耐震補強体によると、建物の利便性を向上できる。
本発明の実施形態に係る耐震補強体を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係る耐震補強体を示す平面図である。 (A)は図2におけるA−A線断面図であり、(B)は図2におけるB−B線断面図である。 本発明の実施形態に係る耐震補強体において引張力の伝達状態を示す平面図である。
(耐震補強体)
本発明の実施形態に係る耐震補強体20は、図1、図2に示すように、既存建物10における外周面10A、10Bに固定することで、既存建物10の耐震強度を向上させる鉄筋コンクリート製の補強構造である。耐震補強体20は、新設柱22と、新設梁24と、新設スラブ26と、を備えて形成されている。
図2に示すように、新設柱22は、既存建物10の外周面10Aに固定された扁平柱であり、長辺がアンカーボルト30によって外周面10Aに固定されている。外周面10Aは、既存建物10における開口部V間に形成された袖壁の外側面である。
図1に示すように、新設梁24は、既存建物10の外周面10Bに固定された梁であり、側面がアンカーボルト30によって外周面10Bに固定されている。外周面10Bは、既存建物10における開口部Vの上方に形成された垂れ壁の外側面である。なお、外周面10Aを形成する袖壁と、外周面10Bを形成する垂れ壁とは連続した1枚の壁体であり、外周面10A、10Bは互いに面一とされている。
新設スラブ26は、新設梁24及び新設柱22と一体的に形成され、外周面10A、10Bの外側へ跳ね出したバルコニーである。新設スラブ26は、新設梁24と上端面を揃えて形成されている。また、新設スラブ26の先端には、手摺(不図示)が設置されている。なお、新設スラブ26の上端面は、防水の納まり等を考慮して、新設梁24の上端面より低い位置に形成してもよい。
新設柱22、新設梁24及び新設スラブ26は、現場打ちコンクリートによって形成されている。既存建物10の外周面10A、10Bへ後施工アンカーボルトであるアンカーボルト30を施工した後、外周面10A、10Bに沿って鉄筋を配筋し、型枠を組立ててコンクリートを打設することで、新設柱22、新設梁24及び新設スラブ26が一体的に形成される。
図3(A)には、新設梁24及び新設スラブ26の接合部の断面が示されている。新設梁24の内部には、梁主筋24Aと、せん断補強筋としてのあばら筋24Bとが配筋されている。あばら筋24Bは、梁主筋24Aを取り囲むようにしてループ状に配筋され、新設梁24の延設方向(横方向)に沿って所定の間隔を空けて配置されている。
また、新設スラブ26の内部には、スラブ筋26A、26Bが配筋されている。スラブ筋26Aは、梁主筋24Aと同じ方向へ延設された鉄筋である。また、スラブ筋26Bは、スラブ筋26Aと直交する方向で、かつ、あばら筋24Bと同方向に延設された鉄筋である。また、スラブ筋26Bは、新設梁24の延設方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。スラブ筋26Bの端部(梁側端部)は新設梁24の内部で下向きに折り曲げられて、新設梁24の内部で定着している。
図3(B)には、新設柱22及び新設スラブ26の接合部の断面が示されている。新設柱22の内部には、柱主筋22Aと、せん断補強筋としての帯筋22Bとが配筋されている。帯筋22Bは、柱主筋22Aを取り囲むようにしてループ状に配筋され、新設柱22の延設方向(上下方向)に沿って所定の間隔を空けて配置されている。
上述したスラブ筋26Bの端部(柱側端部)は新設柱22の内部においても下向きに折り曲げられて、新設柱22の内部で定着している。
(作用・効果)
本発明の実施形態に係る耐震補強体20によると、図1、図2に示すように、既存建物10が新設柱22、新設梁24及び新設スラブ26によって補強される。新設スラブ26は、図3(A)、(B)に示すように、新設梁24及び新設柱22と一体的に形成されている。このため、新設柱22及び新設梁24だけで補強する場合と比較して、梁の断面積として算定できる有効断面積が大きくなる。
すなわち、地震時において耐震補強体20に水平力が作用すると、新設梁24には曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントによって生じる圧縮力に対しては、新設梁24及び新設スラブ26を形成するコンクリートが抵抗する。
一方、曲げモーメントによって生じる引張力に対しては、新設梁24及び新設スラブ26に埋設された梁主筋24A及びスラブ筋26Aが抵抗する。梁主筋24Aに作用する引張力は、図4に矢印T1で示すように、新設柱22へ伝達される。一方、スラブ筋26Aに作用する引張力は、矢印T2で示すように、スラブ筋26Bを介して、新設柱22へ伝達される。このように、耐震補強体20は新設スラブ26が設けられていることにより、耐震強度を向上できる。
なお、スラブ筋26Aは、既存建物10の端部であり新設スラブ26の端部において終端している(端部26AE)。このため、図4において網掛けで表示した領域Mにおいては、スラブ筋26Aによる引張力抵抗効果が得られにくい。このため、領域Mは、新設梁24及び新設スラブ26による複合梁の有効断面積の算定からは除外することが好ましい。
なお、領域Mを複合梁の有効断面積に算入するために、例えば新設スラブ26の端部(図4にハッチングで表した領域)に鉄筋コンクリート製の支持柱29を立設し、この支持柱29にスラブ筋26Aの端部を定着させてもよい。定着に際しては、スラブ筋26Aの端部を、支持柱29の内部で下向きまたは上向きに折り曲げることが好適である。これにより、新設スラブ26の強度を高くすることができる。
また、図3に示すように、新設スラブ26に荷重P(新設スラブ26の自重や積載荷重等)が作用した際、当該荷重Pによる新設スラブ26の撓み変形により、スラブ筋26Bには引張力が作用する。スラブ筋26Bの端部は新設梁24、新設柱22の内部で下向きに折り曲げられて定着されているため、この定着力により新設スラブ26の変形を抑制できる。すなわち、スラブ筋26Bが折り曲げられていない場合と比較して定着長が長くなり、新設柱22及び新設梁24と、新設スラブ26との一体性が高くなる。
また、新設スラブ26は、耐震補強体20及び既存建物10の外周面10A、10Bの面外剛性を高めることができる。このため、例えば既存建物10の改修に伴って、外周面10A、10Bを形成する外壁に隣接して吹き抜けを設ける場合等において、当該外壁が風荷重を受けた際や、地震時に捩り変形を受けた際に、面外変形することを抑制できる。
また、新設スラブ26は既存建物10の外周面10A、10Bの外側へ跳ね出しているため、この新設スラブ26をバルコニーや外廊下として利用できる。このため、例えば建物の用途変更に伴うプランの変更に対応し易い。これにより、建物の利便性を向上できる。
さらに、耐震補強体20は、既存建物10の外側に構築されるので、既存建物10の内側から作業する必要がない。このため、耐震補強体20の構築中に、既存建物10の内側で別の工事ができる。または既存建物10を使用しながら耐震補強体20を構築することができる。
なお、図1において開口部Vは、既存建物10の屋内側から新設スラブ26へ移動可能な掃き出し窓とされている。但し本発明の実施形態において、「改修前」の既存建物10における開口部は掃き出し窓である必要はなく、腰窓であってもよい。あるいは開口部が形成されていなくてもよい。すなわち、既存建物10の改修に際して適宜壁体をはつり取り、耐震補強体20によって補強された「改修後」の状態において掃き出し窓とされていればよい。また、新設スラブ26は、バルコニーや外廊下として用いず、窓の庇として用いることもできる。この場合、既存建物10の「改修後」の状態においても、開口部Vは掃き出し窓ではなく、腰窓とすることができる。
また、本実施形態において、新設柱22及び新設梁24と、新設スラブ26との一体性を高めるために、図3(A)、(B)に示すように、スラブ筋26Bの端部を新設柱22及び新設梁24の内部で下向きに折り曲げているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばスラブ筋26Bの端部に機械式定着部材を設けてもよいし、スラブ筋26Bの端部を180度折り曲げたフック式定着部としてもよい。さらに、新設スラブ26の下方に、図3(A)に二点鎖線で示すように補強用の片持ち梁28を設けてもよい。
また、本実施形態において、新設柱22、新設梁24及び新設スラブ26は現場打ちコンクリートで形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば新設柱22、新設梁24及び新設スラブ26はプレキャストコンクリートで形成してもよい。これにより建設現場における耐震補強体20の施工期間を短縮できる。
この場合、新設梁24及び新設スラブ26を一体的に形成し、この複合梁を、別体で形成した新設柱22に機械式継ぎ手などを用いて接合することが好ましい。これにより、プレキャスト部材の運搬に支障が生じ難い。
また、既存建物10に対するプレキャストコンクリート製の新設柱22、新設梁24の接合にあたっては、図1、図2に示すアンカーボルト30に対応した位置に挿入孔を形成しておき、この挿入孔にアンカーボルト30を挿入することができる。アンカーボルトの挿入後、グラウト材を注入することで既存建物10と、新設柱22及び新設梁24とを接合できる。
また、本実施形態において既存建物10の外周面10Aは、図2に示すように既存建物10の構造躯体である既存柱12と離れた位置に配置されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図2に二点鎖線で示す外周面12Aのように、既存柱12と離れていない位置に設けてもよい。この場合、新設柱22及び新設梁24を、既存柱12と一体化できるので、さらに耐震強度を向上させることができる。このように、本発明は様々な態様で実施できる。
10 既存建物
10A 外周面
10B 外周面
12A 外周面
22 新設柱
24 新設梁
26 新設スラブ
26B スラブ筋(鉄筋)
26A スラブ筋(交差鉄筋)
29 支持柱

Claims (3)

  1. 既存建物の外周面に固定された新設柱と、
    前記外周面及び前記新設柱に固定された新設梁と、
    前記新設梁及び前記新設柱と一体的に形成され、前記外周面の外側へ跳ね出した新設スラブと、を備えた耐震補強体。
  2. 前記新設スラブに配筋された鉄筋の端部が、前記新設柱及び前記新設梁の内部で折り曲げて定着されている、請求項1に記載の耐震補強体。
  3. 前記新設スラブの跳ね出し方向と直交する方向の端部を支持する支持柱を備え、
    前記新設スラブには前記鉄筋と交わる方向の交差鉄筋が配筋され、
    前記交差鉄筋の端部が、前記支持柱の内部で折り曲げて定着されている、請求項2に記載の耐震補強体。
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