JPH02128035A - Ｒｃ造躯体開口部の耐震補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鉄筋コンクリート造躯体開口部の耐震性能を向
上させる耐震補強方法に関する。

（従来の技術） 鉄筋コンクリートで建物を構成する場合、耐震性能の向
上を図る目的で柱や梁の断面積を大きくしていた。また
耐震壁を設置することも行なわれていた。

（発明が解決しようとする課題） 柱や梁の断面積を太き（すれば居住空間が狭くなり、更
に重量も増える。また耐震壁は靭性能が高くないので強
度を高める必要性から重量が増え、特に耐震壁内の開口
部の補強には留意しているが、靭性の高い補強方法が期
待されている。

耐震壁によって開口部が塞がれ、開口がなくなることに
よる使い勝手の悪化もあった。耐震壁に開口を設けると
、補強効率が低下するからである。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その
目的は上記従来の諸問題を解消することにある。即ち、
既存の鉄筋コンクリート躯体について、あるいは新設鉄
筋コンクリート躯体の開口部の耐震性能を向上させるこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明に係るＲＣ造躯体開口
部の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート造躯体の被補強
開口部内周面に沿うように形鋼などで該開口内に収まる
四角形な枠を構成し、該枠部材の任意の一辺を三角形の
一辺として、これから斜めに立ち上げ、該三角形の他辺
を形成して該一辺と相俟った三角形状を構成するブレー
スを設け、該ブレース同士が突き合う該三角形状の頂点
と前記枠部材の任意の一辺の対岸側にある該枠部材の他
辺との間を剪断パネルで連結してなる金属系耐震構造を
構成し、その該枠部材の外周面と該開口部内周面との間
を適宜な手段で接続することにより、該被補強開口部内
に該金属系耐震構造を固定するのである。また、既存Ｒ
Ｃ造ではなく、新設のＲＣ造躯体に関しては鉄筋コンク
リート造躯体およびその開口部を新築形成するに際し、
該開口部内周面に密着一体化させて枠部材を構成し、該
枠部材の任意の一辺を三角形の一辺として、これから斜
めに立ち上げ、該三角形の他辺を形成して該一辺と相俟
った三角形状を構成するブレースを設け、該ブレース同
士が突き合う該三角形状の頂点と前記枠部材の任意の一
辺の対岸側にある該枠部材の他辺との間を剪断パネルで
連結してなる金属系耐震構造を構成し、予め鉄筋コンク
リート造枢体の開口部と一体に施工するのである。

（作　用） ブレースと剪断パネルとで四角形枠部材内にＹ型の靭性
抵抗型ブレースを構成し、四角形枠部材で応力の分散を
計り、ＲＣ躯体および枠部材とＲＣ躯体との接合部分の
損傷低減を得るとともに、ブレースの強度と剛性を十分
に高めておくことによって過大な地震力を受けたときに
は剪断パネルに損傷が集中する。すなわち、剪断パネル
には枠部材やブレースに先立って座屈する程度の適度な
強度と大きな靭性能を確保できるので、これにより剪断
パネルは地震時に大きなエネルギー吸収を行ない、建物
の応答変形を小さくして建物の被害を低減させるダンパ
ーとしての機能を発揮するため、制振効果をもつ。

枠部材において剪断パネルの一側面からその反対方向の
棒部材外端面までの部分で剪断パネルのモーメントによ
る引張力を負担するとともに、剪断パネルの一側面から
その側面正面方向に延びる枠部材部分で剪断力を負担す
る。

そして、ブレースの基端部を接続した枠部材部分がブレ
ースの引張軸力および圧縮力を負担し、開口部の変形応
力に枠部材とＹ型ブレースとによる金属系耐震構造で抵
抗する。

（実　施　例） 以下、本発明の好適な実施例について図面を参照にして
詳細に説明する。

第１図は鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）の柱１と梁２と
で囲まれた四角形の開口３に鉄骨系耐震構造４を適用し
た場合を示す。

開口３よりも小さな相似形にＨ形鋼を組むことにより枠
部材５を構成している。そして、枠部材５の上辺に位置
する上横枠の中央部分ウェブ及び下辺に位置する下横枠
の両端部分ウェブをスチフナー６で補強している。さら
に、枠部材５の上横枠中央部分に剪断パネル７を垂下固
定し、下横枠の両端部から各々斜め上方に立ち上げたブ
レース８を剪断パネル７の垂下端部に接続固定している
。

上記構成による鉄骨系耐震構造４は枠部材５内にブレー
ス８を「ハ」の字型に直結せず、束状の剪断パネル７を
介したｒＹＪ字型になっており、剪断パネル７の弾力で
靭性を高めている。この鉄骨系耐震構造４を開口３に取
り付けるに際しては、第２図の如く柱１．梁２にアンカ
ー９を打ち、枠部材５の外周面にスタッド１０を取付け
た後、枠部材５を開口３内に収め、開口３内のアンカー
９とスタッド１０との間に無収縮モルタル１１を打設し
て取り付は固定が完了する。

なお、鉄骨系耐震構造４のブレース８についての構成は
第３図の如く、二つの剪断パネル７−７ａを枠部材５ａ
内において、互いに離して並設し、それぞれの剪断パネ
ル７ａ−７ａからブレース８ａを斜めに降ろすこともよ
い。即ち、Ｙ字型に組んだブレース８ａが四角形に構成
した枠部材５ａ内に横並びになっている。

こうすると、剪断パネル７ａ−７ａの位置が両端方向に
ずれ、開口３内にブレース８ａ、８ａを張設したときに
設ける窓開口１２の位置や高さ及び幅を変更することが
できる。

第４図以下は別の実施例を示す。これは柱１゜梁２とと
もにＲＣ造躯体を新築する場合で、ＲＣ造躯体にコンク
リートを打設するときに鉄骨系耐震構造４を一体に組み
込むものである。

すなわち、第５図の如く枠部材５の外周面側にスタッド
１０を打ち、柱１（梁２も同じ）のコンクリートを打設
する。したがって、枠部材５と柱１、梁２との間は密実
一体に構成される。

（効　果） 以上詳細に説明したように本発明によるＲＣ造の耐震補
強方法はコンクリートよりも強度が高い金属等で構成す
るので、鉄筋コンクリート耐震壁に較べて軽く、建物重
量を増やさない点で有利である。

この事によって基礎の補強は一般に施工が困難であるが
、基礎補強工事の必要がなく、建物の重量に比例して地
震入力が増加するが、補強後も地震入力がほとんど変わ
らず、建物重量が増える他の従来補強工法に較べ、補強
効率が高い。

同様に補強効率の点で言えば、鉄筋コンクリート耐震壁
を増設する補強工法では、窓や扉などを設けると耐震性
能が低下したが、本発明は耐震性能を落さずに開口部の
設定が可能である。

また、四角形金属枠部材で開口の内周面を押さえ、剪断
パネルとブレースとで変形応力をこの枠部材に分散伝達
するとともに、一定の地震力以上で剪断パネルによる剪
断部材がＲＣ造躯体よりも先に降伏するように設定し、
ブレースに座屈や降伏を生じさせずに済ませ得る。

したがって、従来の強度抵抗型のブレースと比べて、本
発明では靭性能がよいため、同一の耐震性能を得るには
、枠部材の強度を低下させてもよい。

そのため、部材断面を小さくでき、経済的であり、また
重量増が小さくなり、補強効率が向上するのである。さ
らに、鉄筋コンクリート躯体との接合応力も小さくなる
ので、接合部分の強度も低くてよく、既存コンクリート
躯体との接合のために必要なアンカーやスタッドなどの
接合補強材の量を低減することが可能で、施工が容易と
なり、工期や工費の縮減を計ることができる。また、新
設ＲＣ造に補強構造を予め組み込む場合にも、枠部付側
に通常のスタッドを設けることで充分であり、同様の効
果を奏する。剪断パネルは適度な強度と大きな靭性能を
もっているので、地震時に大きなエネルギー吸収が可能
であり、剪断パネルに損傷を集中させることによって、
建物全体に加わる地震エネルギーの大部分を剪断パネル
に吸収させることが可能であり、その結果、建物の応答
変形を小さくして被害を低減するダンパーとして機能さ
せる割振効果も保有しており、鉄筋コンクリート躯体の
地震後の補修も容易になる。

即ち、剪断パネルの交換で足りるので、補修が容易にな
る効果がある。

さらに、大地震が予知されたときにのみ金属系耐震要素
（鉄骨系耐震構造等）をＲＣＣ開開口部取り付け、普通
はオーブンスペースとして使用することもできる。

また、枠部材と開口部との接続を断てば枠部材を容易に
取り外せるので、ブレースの傾斜角度や剪断パネルの取
り付は位置を異にした耐震構造との取り換えも簡単であ
り、窓開口の位置や寸法の変更も行うことができる。

ＲＣ造躯体の靭性能が良好であれば、金属系耐震構造の
挙動に無駄がなくなり、特に有効である。

枠部材とＹ型ブレースとから成る耐震構造をＲＣ造躯体
のコンクリート打ち時に一体に取付ける場合には、上記
耐震構造とＲＣ造躯体が密に接続一体化するので、互い
の力の伝達が良好であるほか、格別の接続一体化作業を
要せず、その良好な靭性能が地震力をよく受は流す。し
たがって、ＲＣ造躯体の断面積もかなり小さく構成する
ことが可能である。

本発明は補強効率が高いため、施工箇所の縮減が可能で
ある。すなわち、工期や工費の縮減のみならず、建物使
用中の施工に対しても柔軟に対応することが可能であり
、特に建物の使用が中断できない病院、旅館などの建物
の施工には有利である。

なお、鉄骨鉄筋コンクリート造建物にも、同様に耐震要
素として組み込むことができ、鉄道橋および道路橋など
の土木構造物に対しても応用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＲＣ造の鉄骨系耐震構造を例示し
た正面図、第２図は鉄骨系耐震構造の取付状態を示す断
面図、第３図は鉄骨系耐震構造の別態様を示す正面図、
第４図は別の実施例に係る正面図、第５図はその取付状
態を示す断面図である。 １・・・・・・柱 ３・・・・・・開　口 ５・・・・・・枠部材 ７・・・・・・剪断パネル ９・・・・・・アンカー １１・・・モルタル ２・・・・・・梁 ４・・・・・・鉄骨系耐震構造 ６・・・・・・スチフナ− ８・・・・・ブレース １０・・・スタッド １２・・・窓開口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄筋コンクリート造躯体の被補強開口部内周面に
   沿うように形鋼などで該開口内に収まる四角形な枠を構
   成し、該枠部材の任意の一辺を三角形の一辺として、こ
   れから斜めに立ち上げ、該三角形の他辺を形成して該一
   辺と相俟った三角形状を構成するブレースを設け、該ブ
   レース同士が突き合う該三角形状の頂点と前記枠部材の
   任意の一辺の対岸側にある該枠部材の他辺との間を剪断
   パネルで連結してなる金属系耐震構造を構成し、その該
   枠部材の外周面と該開口部内周面との間を適宜な手段で
   接続することにより、該被補強開口部内に該金属系耐震
   構造を固定することを特徴とするＲＣ造躯体開口部の耐
   震補強方法。
2. （２）鉄筋コンクリート造躯体およびその開口部を新設
   形成するに際し、該開口部内周面に密着一体化させて枠
   部材を構成し、該枠部材の任意の一辺を三角形の一辺と
   して、これから斜めに立ち上げ、該三角形の他辺を形成
   して該一辺と相俟った三角形状を構成するブレースを設
   け、該ブレース同士が突き合う該三角形状の頂点と前記
   枠部材の任意の一辺の対岸側にある該枠部材の他辺との
   間を剪断パネルで連結してなる金属系耐震構造を構成し
   、予め鉄筋コンクリート造躯体の開口部と一体に施工す
   るＲＣ造躯体開口部の耐震補強方法。