JPH11200637A - 既存建物の制震補強 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲にわたる長期間の補強工事、工事期間
中における建物の機能破壊及び構造躯体断面の大型化と
耐震要素の追加による建物の使いにくさを改善し、既存
構造体と制震装置との取り合いの簡便な、既存建物の制
震補強構造及び制震補強方法を提供する。 【解決手段】 既存の建物の切断した既存柱の上下間に
可動支承を挟み、該既存柱と同一レベルで切断した既存
壁にまたがらせて減衰装置を取り付ける制震補強構造で
あり、その施工方法は、既存壁に軸力を負担させながら
既存柱を切断し、切断した既存柱の上下間に可動支承を
挟んで再び軸力を負担させ、次いで該既存柱と同一レベ
ルで既存壁を切断し、切断した既存壁にまたがらせて減
衰装置を取り付けるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既存建築物の制震
補強に関し、特に、建物を使用しながら機能を維持しつ
つ既存建物に制震補強をして耐震リニューアルをする既
存建物の制震補強構造及び制震補強方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最新の「耐震基準」は、大震災の被害状
況を勘案したことからそれまでのものと比較してより耐
震性能の高いものになっている。このため、既存の建物
の耐震安全性がクローズアップされてきており、既存の
建物に対する新「耐震基準」を満たす耐震性能の確保が
求められている。

【０００３】耐震性能の向上策としては、所定の水平力
に対して建物の耐力を確保すべく、耐震壁の追加、柱補
強及び重量削減等の耐震補強技術が用いられてきた。し
かし、この方法は広範囲にわたる補強工事を長期間行う
ことになり、その間は建物の機能が満足に維持されなく
なっていた。又、構造躯体断面の増大と耐震要素の追加
のために建物として使い難くなる場合が多かった。

【０００４】さらに、地震力を低減して耐震性能を向上
させる工法として制震構造が採用されていたが、この工
法ではダンパーを上下階の間に設けて層間変位に応じて
エネルギーを吸収するものであるから、既存構造体と制
震装置との取り合いが難しく、施工上からも問題になっ
ていた。

【０００５】制震構造を採用した最近の例としては、図
３に示すように、既存の建物の耐震要素である既存壁９
の左右両端の柱際に柱に沿った縦スリット１０を設け、
又壁中間部に水平スリット１１を設けて壁を独立した垂
れ壁１２と腰壁１３とし、両者の間に制震装置１４を配
置して構成するものが公表されている。この例では、結
果として柱、壁のような耐震要素を増設することなく、
さらに柱、梁に追加補強をせずに容易に耐震補強ができ
る効果があるとしている。しかし、説明では省略されて
いるが、この方法では、既存の壁付柱は元々曲げ及び剪
断力が小さいために既存の柱に剪断補強をする必要があ
り、さらに壁の左右両端では横筋と縦筋が切断されてし
まうために壁の曲げ及び剪断耐力が低下してしまう問題
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の耐震
補強技術が避けることのできなかった、広範囲にわたる
長期間の補強工事、工事期間中における建物の機能破壊
及び構造躯体断面の大型化と耐震要素の追加による建物
の使いにくさを改善し、既存構造体と制震装置との取り
合いの簡便な、既存建物の制震補強構造及び制震補強方
法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による既存の建物
の制震補強構造は、基本的に切断した１対の既存柱の上
下間に可動支承を挟み、該既存柱と同一レベルで切断し
た既存柱間の既存壁にまたがらせて減衰装置を取り付け
るものであり、減衰装置の配置は、複数系統のものを同
一階もしくは階毎に随時組み合わせて配置してもよく、
上記制震補強も複数の特定階のみに実施することを特徴
にしている。

【０００８】又、本発明による既存の建物の制震補強方
法は、既存柱間の既存壁に軸力を負担させながら既存柱
を切断し、切断した既存柱の上下間に可動支承を挟んで
再び軸力を負担させ、次いで該既存柱と同一レベルで該
既存壁を切断し、切断した既存壁にまたがらせて減衰装
置を取り付けるものであり、既存柱の切断及び可動支承
の取り付けに際しては、既存柱の一部をくり抜いて該く
り抜きに可動支承を挟んでから既存柱の残りを切断する
ことを特徴にしている。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による既存の建物
の制震補強構造を説明するためのものであり、（イ）
は、制震補強を施した壁の正面図であって、（ロ）は
（イ）の立面図であり、（ハ）は減衰装置の断面図であ
る。本発明による既存の建物の制震補強構造は、図示の
ように、既存の壁付柱１，１を切断して形成させた上柱
２と下柱３との間に可動支承４を挟み込んである。切断
した壁付柱１，１の間に可動支承４を挟み込むことによ
って、柱の負担する剪断応力が小さくなることから柱へ
の補強は不要になる。しかも、可動支承に要求される変
形性能は層間変位に対応した高々数ｃｍで済むから免震
装置と比較しても装置はより軽微なものでよい。

【００１０】又、切断した既存の壁付柱１，１と同一レ
ベルで、前記柱間の既存壁５を切断、分割して上壁６と
下壁７を形成する。形成された両壁には、同図（ハ）に
断面で示すように、減衰装置８をまたがらせて取り付け
てあり、壁の負担する剪断力は制震装置に作用する力に
なることから、既存の壁及びそれに取り合う柱は、全体
として制震補強構造の機能を形成している。従って、建
物に加えられる水平力は、制震装置でそのエネルギーを
吸収するために応答が大きく低減し、既存躯体の負担を
軽減できる。また、地震時の加速度も大きく低減し、建
物内部の什器や備品、設備機器などの損傷を防止でき
る。

【００１１】図１の構造では、既存の柱１，１は元々負
担していた柱軸力を負担するものであるから、特別の補
強を必要としていないし、可動支承４としては、テフロ
ン系の滑り支承や積層ゴム等の水平剛性の小さい装置で
充分である。減衰装置８は、アンカーボルト等によって
上下の壁間にまたがってそれぞれ取り付けられる。減衰
装置としては、鋼材ダンパー、摩擦ダンパー、鉛ダンパ
ー等の履歴系ダンパー、もしくは、粘弾性体ダンパー、
粘性体ダンパー等の粘性系ダンパーの中から適宜選択し
て使用することができる。

【００１２】減衰装置として使用するダンパーの種類
は、建物内で全て同一のものにする必要はなく履歴系と
粘性系とを同一階で混ぜて使用したり、階によって使い
分けることもできる。又、制震補強のための制震装置
は、全ての階に設置することも複数の特定階にだけに設
置することも自由に選択することが可能である。

【００１３】次に、本発明による既存建物の制震補強方
法を図２に基づいて説明する。図２（イ）に示す、本発
明による制震補強方法の第１段階は、柱間の既存壁５に
軸力を負担させながら既存の壁付柱１，１を水平に切断
し、上柱２と下柱３とを形成する。この段階では、壁付
柱１，１の軸力を一時的に既存壁５で受ける形であるか
ら、既存建物の中間階免震補強のように柱軸力を全て仮
設材で受ける形式と比較して、鉛直方向の剛性が確保さ
れ変形が小さいために施工時の安全性が向上し、コスト
ダウンも図れる。

【００１４】この際に、既存の壁５のみでは切断する柱
１，１の軸力を負担しきれない場合、壁の増し打ちや仮
設サポートを行って一時的に補強処置をとるが、施工全
体としては、既存躯体を有効に活用して自重を負担する
ために、施工時の変形が小さくなり仮設も少なくて済む
ためにコストダウンが図れることになる。なお、既存の
壁付柱の切断位置は、既存構造物の実測状況に応じて設
定できるので、構造躯体内の埋込配管などの障害物を回
避することもできる。

【００１５】次に、図２（ロ）で示すように、切断した
既存の壁付柱１，１の上柱２と下柱３との間に可動支承
４を挟んで元々負担していた軸力を再び負担させる。な
お、柱断面が大きい場合には、既存の壁付柱１，１の切
断及び可動支承４の取り付けを、既存柱の一部をくり抜
いて置き、このくり抜きに可動支承を挟んでから既存柱
の残りを切断することも考慮されるところである。

【００１６】その後、図２（ハ）に示すように既存の壁
付柱と同一レベルで、柱間の既存壁５を水平に切断、分
割して上壁６と下壁７を形成する。このように、本発明
による既存壁の切断は、水平方向の切断スリットのみで
あるから既存壁の曲げ耐力は保持することができ、既存
壁が先行破壊することを回避できる。

【００１７】最後に、図２（ニ）に示すように、切断し
て形成した上壁６と下壁７とにまたがらせて減衰装置８
を配置し、アンカーボルト等で上下それぞれの壁に取付
け固定する。従って、既存壁に加えられる水平力に対応
する剪断耐力は、減衰装置８の調整で任意に設定できる
ために既存壁に過大な応力をかけることがない。以上、
詳細に説明した本発明による既存建物の制震補強構造及
び制震補強方法は、既存建物の各階の柱壁毎に任意の順
序で施工することができるから、建物を使用しながら部
分的に範囲を限定しての制震補強工事を可能にしてい
る。なお、本発明を適用する説明を、既存の部材を有効
に活用する場合のみについて行ってきたが、本発明は決
してこれに限定されるものでなく、既存の建物に壁を新
築もしくは増設する場合にも、同様にして適用できるこ
とは当然である。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、基本的に切断した１対の既存
柱の上下間に可動支承を挟み、該既存柱と同一レベルで
切断した既存柱間の既存壁にまたがらせて減衰装置を取
り付ける既存建物の制震補強構造及び制震補強方法であ
るから、総合的には、既存の壁を生かしながら地震エネ
ルギーの吸収効率がより大きい制震壁とすることがで
き、既存建物の耐震性能を短工期で容易に向上させるこ
とができることになり、既存の建物を使用しながらの制
震補強工事ができるようにしていることから、既存の建
物のリニューアル化が可能になり、良好な社会ストック
を早急に整備して行くという社会ニーズにも応える効果
も奏するものである。さらに具体的な効果としては、粘
性系の制震装置を採用した場合に顕著であるが、構造全
体として地震時の加速度の大幅な低減によって建物内部
の損傷を防止することができる。又、施工の段階におい
ても、既存躯体を有効に生かして自重を負担して既存柱
の負担応力を小さくするために、施工時の変形防止用の
仮設や柱への補強が必要でなくなり、補強完了後の応力
関係においても、柱には曲げや剪断応力がほとんどかか
ることがなく、壁に対する剪断力も最終的に制震装置が
負担するために、いずれの部材にも特別の補強を必要と
せず使用する装置も小型のもので済むことからコストダ
ウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による制震補強構造の正面図と立面図及
び減衰装置の断面図

【図２】本発明による制震補強方法の施工段階図

【図３】従来の制震補強構造の正面図と立面図

【符号の説明】

１ 壁付柱 ２ 上柱 ３ 下柱 ４ 可動支承 ５ 既存壁 ６ 上壁 ７ 下壁 ８ 減衰装置 ９ 既存壁 １０ 縦スリット １１ 水平スリット １２ 垂れ壁 １３ 腰壁 １４ 制震装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断した１対の既存柱の上下間に可動支
   承を挟み、該既存柱と同一レベルで切断した既存柱間の
   既存壁にまたがらせて減衰装置を取り付けることを特徴
   とする既存建物の制震補強構造。
2. 【請求項２】 複数系統の減衰装置を同一階もしくは階
   毎に随時組み合わせて配置することを特徴とする請求項
   １に記載の既存建物の制震補強構造。
3. 【請求項３】 複数の特定階のみに上記制震補強をする
   ことを特徴とする請求項１，２に記載の既存建物の制震
   補強構造。
4. 【請求項４】 既存柱間の既存壁に軸力を負担させなが
   ら既存柱を切断し、切断した既存柱の上下間に可動支承
   を挟んで再び軸力を負担させ、次いで該既存柱と同一レ
   ベルで該既存壁を切断し、切断した既存壁にまたがらせ
   て減衰装置を取り付けることを特徴とする既存建物の制
   震補強方法。
5. 【請求項５】 該既存柱の切断及び可動支承の取り付け
   を、既存柱の一部をくり抜いて該くり抜きに可動支承を
   挟んでから既存柱の残りを切断することを特徴とする請
   求項４に記載の既存建物の制震補強方法。