JPH0988240A - 既設建物の補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既設建物を効率良く補強することができ、か
つその外観や眺望を損なうことのない既設建物の補強構
造を提供することを課題とする。 【解決手段】 補強フレーム１３を、梁１２ａと交差す
る位置に立設されて柱１１ａに接合された補強柱１４
と、互いに隣接する二本の補強柱１４，１４間に架設さ
れて梁１２ａに接合された補強梁１５と、補強柱１４と
補強梁１５との間に架設された補強ブレース１６とから
構成し、補強柱１４の梁１２ａと交差する部分を、梁１
２ａを挟んでその両側に位置する平板状の接合プレート
１９，プレート部２０からなる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば老朽化した
ビル等の既設建物を、建て替えずに補強するときに用い
て好適な既設建物の補強構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、老朽化したビル等の既設建物を、
耐震性の向上などを目的として、建て替えずに補強する
場合には、例えば、図６に示すように、既設建物１の、
互いに隣接する柱２，２と、互いに上下に位置する梁
３，３との間に、鉄骨ブレース４を有した補強フレーム
５を取り付ける補強構造が用いられている。このような
補強フレーム５と、周囲の柱２，２および梁３，３と
は、これらの間隙にモルタルを注入するとともに、応力
伝達のためのアンカー部材やスタッドを配設することに
よって一体化されている。

【０００３】また、これ以外にも、既設建物の外周に、
ブレースを備えた鉄骨造のブレース架構を設け、この架
構によって既設建物の補強を図るといった構造も用いら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の既設建物の補強構造には、以下のような
問題が存在する。まず、図６に示したように、補強フレ
ーム５を用いた構造では、補強フレーム５，５，…が、
既設建物１の全体にわたって一体化されているわけでは
ないので、補強後の既設建物１の耐力の向上には限界が
ある。

【０００５】一方、既設建物の外周にブレース架構を設
ける補強構造では、既設建物の柱，梁と、架構との間に
おける力の伝達機構が不明解であり、ブレース架構から
既設建物の柱に働く軸力を処理するために、既設建物の
柱の補強や、ブレース架構とは別に付設柱を新設しなけ
ればならない等の問題がある。さらにこの補強構造は、
既設建物とブレース架構とを連結するために、既設建物
の外周に柱が面していないと適用することが困難であ
る。加えて、ブレース架構を既設建物の外周に設ける
と、建物の外観デザインが大きく変わってしまううえ、
室内からの眺望も悪くなるという問題も存在する。

【０００６】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、既設建物を効率良く補強することができ、
かつその外観や眺望を損なうことのない既設建物の補強
構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
既設建物を補強する構造であって、該既設建物の柱に接
合されている梁と交差する位置に立設されて前記柱に接
合された補強柱と、互いに隣接する二本の前記補強柱間
に架設されて前記梁に接合された補強梁と、前記補強柱
と前記補強梁との間に架設された補強ブレースとから構
成され、前記補強柱の前記梁と交差する部分が、該梁を
挟んでその両側に位置する平板状のプレート部からなる
ことを特徴としている。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１記載の既
設建物の補強構造において、前記梁の両側に位置する双
方のプレート部どうしが、前記梁を貫通する連結部材に
よって一体に連結されていることを特徴としている。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の既設建物の補強構造において、前記柱を挟んでそ
の両側に前記補強柱が位置するときに、これら補強柱と
前記柱とが一体化されていることを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る既設建物の補
強構造の実施の形態の一例を、図１ないし図５を参照し
て説明する。図１に示すように、補強すべきビル（既設
建物）１０は、例えば鉄筋コンクリート造で、互いに直
交する水平２方向においてそれぞれ所定間隔毎に立設さ
れた柱１１，１１，…と、これら柱１１間に架設された
梁１２からなるラーメン構造とされている。

【００１１】そして、ビル１０の各外側面において、所
定位置の柱１１ａ，１１ａ，…と、各階の梁１２ａ，１
２ａ，…とには、このビル１０を補強するため、上下方
向において地下部から最上階部までの高さを有した補強
フレーム１３，１３，…が配設されている。

【００１２】図２に示すように、補強フレーム１３は、
各柱１１ａに沿って延在する補強柱１４と、補強柱１
４，１４間に架設された補強梁１５と、これら補強柱１
４，補強梁１５間に斜めに配設された補強ブレース１６
とから構成されている。

【００１３】補強柱１４は、各柱１１ａの側面に沿って
延在し、該柱１１ａに接合されている各梁１２ａと交差
するように立設されている。補強柱１４は、それぞれ一
階高分の長さを有した複数の補強柱ユニット１４ａが上
下方向に連続して接続された構成となっている。

【００１４】図３に示すように、各補強柱ユニット１４
ａは、各梁１２ａの下端側に配設された下側補強部材１
７と、各梁１２ａの天端側に配設された上側補強部材１
８と、梁１２ａの一方の側に配設されて下側補強部材１
７の下端部から上側補強部材１８の上端部にまで延在す
る平板状の接合プレート（プレート部）１９とから構成
されている。下側補強部材１７は、梁１２ａの下端から
下方の一定長の部分がＨ型鋼からなり、その一方のフラ
ンジ１７ａが、梁１２ａの側面（接合プレート１９が配
設されている側とは反対側）に沿ってその天端近傍にま
で延出するよう形成されており、これによってプレート
部２０が形成された構成となっている。上部補強部材１
８は、梁１２ａの天端から上方に延びる一定長を有した
Ｈ型鋼から構成されている。そして、その一方のフラン
ジ１８ａの下端部に、前記下側補強部材１７のプレート
部２０の上端部が溶接等の接合手段によって一体に接合
されている。

【００１５】接合プレート１９は、下部補強部材１７の
他方のフランジ１７ｂと、上部補強部材１８の他方のフ
ランジ１８ｂとに、それぞれボルト接合されている。

【００１６】そして、梁１２ａの両側面に位置するプレ
ート部２０と接合プレート１９は、梁１２ａを貫通する
ボルト・ナット（連結部材）２１によって一体に接合さ
れており、これによって接合プレート１９，プレート部
２０の座屈を防止するようになっている。

【００１７】さらに、互いに上下に位置する補強柱ユニ
ット１４ａ，１４ａどうしは、上方の補強柱ユニット１
４ａの下側補強部材１７のウェブ１７ｃと、下方の補強
柱ユニット１４ａの上側補強部材１８のウェブ１８ｃと
が継手板２２によって接合されている。このようにして
補強柱ユニット１４ａ，１４ａ，…を上下に連続させて
接続することによって補強柱１４が形成されるようにな
っている。そして、補強柱１４は、柱１１（図２参照）
に沿って延在し、梁１２ａと交差する部分において平板
状のプレート部２０と接合プレート１９とで梁１２ａを
挟みこんだ形態となっている。

【００１８】図４に示すように、下側補強部材１７のウ
ェブ１７ｃ，上側補強部材１８のウェブ１８ｃには所定
数のスタッドジベル２４が溶接され、一方、これと対向
する柱１１ａの側面にはアンカー２５が後打ち施工され
て設けられ、さらにこれらウェブ１７ｃ，１８ｃと柱１
１ａとの間には無収縮モルタル２６が打設充填されてい
る。これによって各補強柱１４が柱１１ａに一体化され
た構成となっている。さらに、柱１１ａを挟んでその両
側に位置する補強フレーム１３，１３の補強柱１４，１
４どうしは、無収縮モルタル２７によって柱１１ａに一
体化されており、これによってビル１０の外側に位置す
る面が一体に覆われている。

【００１９】図５に示すように、補強梁１５は、Ｈ型鋼
のフランジの一方の側を切り落とした例えば断面視略Ｊ
字状の鋼材から形成されている。そして、補強梁１５の
ウェブ１５ａには所定数のスタッドジベル２８が溶接さ
れ、これと対向する梁１２ａの下端面あるいは天端面に
は後打ち施工されたアンカー２９が設けられ、さらにこ
れら補強梁１５と梁１２ａとの間に無収縮モルタル３０
が打設充填されている。これによって補強梁１５が梁１
２ａに一体化された構成となっている。

【００２０】図２に示したように、補強ブレース１６，
１６は、互いに隣接する柱１１ａ，１１ａ間、および互
いに上下に位置する梁１２ａ，１２ａ間において、略逆
Ｖ字状に配置されている。各補強ブレース１６は、その
一端１６ａが補強柱１４と梁１２ａの天端に沿って延在
する補強梁１５との接合部に、ガセットプレート３１を
介して接合され、他端１６ｂは梁１２ａの下端に沿って
延在する補強梁１５の中間部にガセットプレート３２を
介して接合されている。またこの図において、符号３３
に示すものは、Ｈ型鋼からなる補強ブレース１６の一方
のフランジと他方のフランジとをカバーするカバープレ
ートである。

【００２１】上述したビル１０の補強構造では、補強フ
レーム１３が、梁１２ａと交差する位置に立設されて柱
１１ａに接合された補強柱１４と、互いに隣接する二本
の補強柱１４，１４間に架設されて梁１２ａに接合され
た補強梁１５と、補強柱１４と補強梁１５との間に架設
された補強ブレース１６とから構成され、補強柱１４の
梁１２ａと交差する部分が、梁１２ａを挟んでその両側
に位置する平板状の接合プレート１９，プレート部２０
とされている。この補強フレーム１３によって柱１１
ａ，梁１２ａを補強することができるので、ビル１０が
補強されてその耐力を増強させ耐震性等を高めることが
できる。しかも、補強柱１４が梁１２ａと干渉すること
なく上下方向に連続して柱１１ａに一体化された構造と
なっている。これにより、ビル１０と補強フレーム１３
との間で力の伝達を確実に行うことができるので、ビル
１０の補強を効率良く実施することができ、補強後の耐
力を従来よりも大幅に向上させることができる。また、
補強柱１４が梁１２ａと交差する位置に立設されている
ので、例えばこれを梁１２ａと交差しない位置に立設し
た場合に比較して、補強後の柱断面積を抑さえることが
でき、スペースの有効利用化を図ることができる。

【００２２】また、梁１２ａの両側に位置する接合プレ
ート１９，プレート部２０どうしが、梁１２ａを貫通す
るボルト・ナット２１によって一体に連結された構成と
なっている。これにより、上下方向に作用する応力によ
って接合プレート１９，プレート部２０が座屈するのを
防止することができる。

【００２３】さらに、柱１１ａを挟んでその両側に補強
フレーム１３，１３が配設されて柱１１ａの両側に補強
柱１４，１４が位置するときに、これら補強柱１４，１
４と柱１１ａとを無収縮モルタル２７で一体化する構成
となっている。これにより、補強後に補強柱１４，１４
と柱１１ａとを一体に覆うことができ、ビル１０の外観
が損なわれるのを防止することができる。

【００２４】加えて、補強柱１４がユニット化されて、
各補強柱ユニット１４ａが上側補強部材１７，下側補強
部材１８，接合プレート１９とから構成されている。こ
のようにユニット化を図ることによって、補強柱１４の
組立を容易に行うことができるだけでなく、各部材の製
造も容易かつ低コストで行うことができる。

【００２５】さらには、柱１１ａと補強柱１４，梁１２
ａと補強梁１５をそれぞれ一体に接合するために、これ
らの間に無収縮モルタル２７，３０を打設充填する構成
となっている。これにより、場所によって柱１１ａや梁
１２ａの間隔が異なる場合にも、無収縮モルタル２７，
３０の厚さを調整することによってこれに容易に対応す
ることが可能である。

【００２６】なお、上記実施の形態において、接合プレ
ート１９，プレート部２０の座屈防止のために梁１２ａ
をボルト・ナット２１でこれらを連結する構成とした
が、これに代えて、貫通しないアンカーボルト等を用い
る，接合プレート１９，プレート部２０に補強リブを形
成する，スチフナを入れる，その板厚を上げる等の構成
を採用してもよい。また、補強柱１４を柱１１ａに一体
化する構成としたが、この一体化する部分は、ビル１０
と補強フレーム１３との間の応力伝達状況に応じて、補
強柱１４の全長にわたっても良いし、一部、例えばパネ
ルゾーンのみとしてもよい。また、補強フレーム１３の
補強柱１４，補強梁１５，補強ブレース１６に、例えば
高張力鋼や引張材、圧縮材等を用いてもよい。そして補
強ブレース１６の配置については、逆Ｖ字状以外の、例
えばＷ型、Ｘ型、Ｋ型等とすることも可能である。さら
に、補強すべき既設建物は、上記実施の形態で示した鉄
筋コンクリート造のビル１０以外の、例えば鉄骨鉄筋コ
ンクリート造、プレキャストコンクリート造、鉄骨造
等、他の構造であっても、同様の効果を奏することが可
能である。加えて、補強フレームを、既設建物の内方に
位置する柱と梁とに沿って配設することも可能である。
これにより、既設建物の外観や眺望，採光が損なわれる
のを防ぐことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る既
設建物の補強構造によれば、梁と交差する位置に立設し
て柱に接合した補強柱と、互いに隣接する二本の補強柱
間に架設して梁に接合した補強梁と、補強柱と補強梁と
の間に架設した補強ブレースとから構成し、補強柱の梁
と交差する部分を、梁を挟んでその両側面に位置する平
板状のプレート部からなる構成とした。これら補強柱，
補強梁，補強ブレースによって、既設建物の補強耐力を
大幅に向上させて耐震性等を高めることができる。しか
も、補強柱を既設建物の柱や梁と干渉することなく上下
方向に連続させて柱に一体化する構造となっているの
で、既設建物と補強柱との間で力の伝達を確実に行うこ
とができ、補強を効率良く実施するとともに補強後の耐
力を従来よりも大幅に向上させることができる。また、
補強柱を梁と交差する位置に立設したので、例えばこれ
を梁と交差しない位置に立設した場合に比較して、補強
後の柱断面積を抑さえることができ、スペースの有効利
用化を図ることができる。

【００２８】請求項２に係る既設建物の補強構造によれ
ば、梁の両側に位置する双方のプレート部どうしを、梁
を貫通する連結部材によって一体に連結する構成となっ
ている。これにより、上下方向に作用する応力によって
双方のプレート部が座屈するのを防止することができ
る。

【００２９】請求項３に係る既設建物の補強構造によれ
ば、柱の両側に補強柱が位置するときに、これら補強柱
と柱とを一体化する構成とした。このとき例えばコンク
リート等で補強柱と柱とを一体に覆えば、補強柱が既設
建物の外周部に位置するときにも、既設建物の外観を損
なうことなく既設建物を補強することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る既設建物の補強構造の一例を示す
平断面図である。

【図２】前記補強構造を示す立断面図である。

【図３】図２の側断面図である。

【図４】前記補強構造において柱と補強柱との接合構造
を示す平断面図である。

【図５】同補強構造において梁と補強梁との接合構造を
示す平断面図である。

【図６】従来の既設建物の補強構造の一例を示す立面図
である。

【符号の説明】

１０ ビル（既設建物） １１ 柱 １２ 梁 １４ 補強柱 １５ 補強梁 １６ 補強ブレース １９ 接合プレート（プレート部） ２０ プレート部 ２１ ボルト・ナット（連結部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永見 一夫 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設建物を補強する構造であって、該既
   設建物の柱に接合されている梁と交差する位置に立設さ
   れて前記柱に接合された補強柱と、互いに隣接する二本
   の前記補強柱間に架設されて前記梁に接合された補強梁
   と、前記補強柱と前記補強梁との間に架設された補強ブ
   レースとから構成され、 前記補強柱の前記梁と交差する部分が、該梁を挟んでそ
   の両側に位置する平板状のプレート部からなることを特
   徴とする既設建物の補強構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の既設建物の補強構造にお
   いて、前記梁の両側に位置する双方のプレート部どうし
   が、前記梁を貫通する連結部材によって一体に連結され
   ていることを特徴とする既設建物の補強構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の既設建物の補強
   構造において、前記柱を挟んでその両側に前記補強柱が
   位置するときに、これら補強柱と前記柱とが一体化され
   ていることを特徴とする既設建物の補強構造。