(57)【要約】【課題】建物を新設するにあたり、柱梁架構に小さな変形が生じた場合であっても耐力の低下が生じず、鋼板をまかなくても十分なせん断耐力を有する耐震構造を提供する。【解決手段】柱梁架構１０の耐震構造２０は、柱梁架構１０により囲まれた開口内にコンクリート部材内に上下方向に延びる主筋と、主筋を取り囲むように設けられたせん断補強筋とが埋設されてなる柱体２０が複数設けられてなる。柱梁架構１０に変形が生じた場合には、柱体２０の破壊形式が靭性のある曲げ破壊モードが主となるため、柱梁架構１０に大きな変形が生じた場合であっても、この変形に追従することができ、耐力の低下を防止できる。また、柱体２０にせん断補強筋が埋設されているため、柱体２０の柱頭部又は柱脚部が曲げ降伏しても、せん断耐力の低下を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の柱梁架構内に設けられる耐震構造であって、
柱梁架構により囲まれた開口内に、コンクリート部材内に上下方向に延びる主筋と、当該主筋を取り囲むように設けられたせん断補強筋とが埋設されてなる複数の柱体が横並びに設けられたことを特徴とする耐震構造。
【請求項２】
請求項１記載の耐震構造であって、
前記柱体は高さをＨ、幅をＤとした場合に、Ｈ／２Ｄが１を超える値であることを特徴とする耐震構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の耐震構造であって、
前記複数の柱体は前記柱梁架構の開口内を閉鎖するように、配置されていることを特徴とする耐震構造。
【請求項４】
請求項１から３のうち何れか１項に記載の耐震構造であって、
前記柱梁架構を構成する梁の両側面に当接するように鋼板が配置され、
これら鋼板は離間しないように拘束されていることを特徴とする耐震構造。
【請求項５】
請求項１から４のうち何れか１項に記載の耐震構造であって、
前記コンクリート部材を囲繞するように拘束部材が取り付けられていることを特徴とする耐震構造。
【請求項６】
建築物の耐震方法であって、
前記建築物の柱梁架構により囲まれた開口内に、コンクリート部材内に上下方向に延びる主筋と、当該主筋を取り囲むように設けられたせん断補強筋とが埋設されてなる複数の柱体を横並びに設けることを特徴とする耐震方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の柱梁架構の開口内に設けられる耐震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建築物を耐震補強するため、柱梁架構により囲まれた開口内に、せん断耐力の大きい耐震壁を構築することが行われている。また、例えば、特許文献１には、既存建物の壁を幅方向に複数に分割し、分割した壁に鋼板を巻き付けることにより、既存建物を耐震補強する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６４０１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように柱梁架構に設けられる耐震壁は、せん断耐力が高いものの、変形に対する追従性が低く、柱梁架構に小さな変形が生じただけでも、耐震壁にせん断破壊が生じて耐力が低下してしまう。
【０００５】
また、特許文献１記載の方法では、既存建物の壁にスリットを形成して壁を分割しており、このスリットにより壁筋が切断されてしまうため、各分割部分を鋼板で巻くことが必須となる。このため、壁の分割や鋼板の巻き付けに施工の手間がかかり、また、鋼板のコストがかさむ。
また、鋼板で拘束されることによりコンクリート寄与分のせん断強度が増加することが推察されるが、横筋が切断されるためにせん断力に対する横筋効果が望めない。さらに、曲げに有効な壁長さがスリットにより分断するため小さくなるとともに、既存の壁縦筋量が決定しているため曲げ強度が小さくなり、スリットを設ける壁よりも耐力が低下する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、建物を新設するにあたり、柱梁架構に小さな変形が生じた場合であっても耐力の低下が生じず、設計上必要な耐力を確保することが可能な、鋼板をまかなくても十分なせん断耐力を有する耐震構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の耐震構造は、建築物の柱梁架構内に設けられる耐震構造であって、柱梁架構により囲まれた開口内に、コンクリート部材内に上下方向に延びる主筋と、当該主筋を取り囲むように設けられたせん断補強筋とが埋設されてなる複数の柱体が横並びに設けられたことを特徴とする。
上記の耐震構造において、前記柱体は高さをＨ、幅をＤとした場合に、Ｈ／２Ｄが１を超える値であってもよい。
【０００８】
また、前記複数の柱体は前記柱梁架構の開口内を閉鎖するように、配置されていてもよい。
また、前記柱梁架構を構成する梁の両側面に当接するように鋼板が配置され、これら鋼板は離間しないように拘束されていてもよい。
また、前記コンクリート部材を囲繞するように拘束部材が取り付けられていてもよい。
【０００９】
また、本発明の耐震方法は、建築物の耐震方法であって、前記建築物の柱梁架構により囲まれた開口内に、コンクリート部材内に上下方向に延びる主筋と、当該主筋を取り囲むように設けられたせん断補強筋とが埋設されてなる複数の柱体を横並びに設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐震構造を柱体により構成することで、柱梁架構に変形が生じた際の破壊形式は靭性のある曲げ破壊モードが主となるため、柱梁架構に大きな変形が生じた場合であっても、この変形に追従することができ、鋼板をまかなくても十分な耐力をもたせることができる。また、柱体にせん断補強筋が埋設されているため、せん断耐力を確保することができる。さらに、これらの柱体を鋼板により外周部より囲むことにより、より大きな変形に追随することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の耐震構造を示す正面図である。
【図２】各柱体の水平断面図である
【図３】（Ａ）は、図１におけるI―I断面図、同図（Ｂ）は（Ａ）におけるII―II断面図である。
【図４】柱梁架構に水平力が作用した状態を示す正面図である。
【図５Ａ】耐震構造を備えた柱梁架構の構築方法を説明するための図（その１）である。
【図５Ｂ】耐震構造を備えた柱梁架構の構築方法を説明するための図（その２）である。
【図５Ｃ】耐震構造を備えた柱梁架構の構築方法を説明するための図（その３）である。
【図５Ｄ】耐震構造を備えた柱梁架構の構築方法を説明するための図（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の耐震構造の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の耐震構造１００を示す正面図である。同図に示すように、耐震構造１００は、建築物の柱梁架構１０内に複数の柱体２０が水平方向に並ぶように構築されてなる。各柱体２０は、高さをＨ、幅をＤとした場合に、例えば、Ｈ／２Ｄ＞１となるような形状に形成されている。なお、耐震構造１００の両側の柱１２は、夫々、外周を鋼管により囲繞してもよい。
【００１３】
図２は、各柱体２０の水平断面図である。同図に示すように、各柱体２０は、四角柱状に形成されたコンクリートの内部に、複数の主筋２３が鉛直方向に延びるように埋設されるとともに、せん断補強筋２４がこれら主筋２３を外側から取り囲むように埋設されたプレキャスト（ＰＣ）の鉄筋コンクリート部材２２からなる。
【００１４】
図３（Ａ）は、図１におけるI―I断面図、同図（Ｂ）は（Ａ）におけるII―II断面図である。なお、同図（Ｂ）では、説明のため、一の柱体２０のみを示し、隣接する柱体２０は図示を省略している。同図に示すように、柱体２０の主筋２３の上端部は、コンクリート部材２２の上面から突出して、梁１１，１３を貫通し、梁１１、１３の上面から突出している。そして、主筋２３の梁１１、１３の上面から突出した部分が、上階の柱体２０に埋設されたスリーブ継手２５により、上階の柱体２０の主筋２３と接続されている。かかる構成により、柱体２０はその上端及び下端が上下の梁１１，１３に夫々接続されている。
【００１５】
また、同図に示すように、梁１１、１３の両側面には鋼板３０が配置さており、これら鋼板３０は梁１１、１３を貫通するボルト３１及びナット３２により、梁１１、１３の側面から離間しないように締め付けられている。
【００１６】
このように、耐震構造１００を、柱梁架構１０内に水平方向に並べて配置された柱体２０により構成することにより、Ｈ／２Ｄの値が大きくなり、柱梁架構１０に大きな変形が生じると、各柱体２０の柱頭及び柱脚が曲げ降伏することとなる。このため、柱梁架構１の開口内に耐震壁を構築する場合には耐震壁は破壊形式がせん断破壊のモードであったが、柱体２０は靭性の大きな曲げ破壊のモードが主となる。特に、Ｈ／２Ｄが１を超えると曲げ破壊のモードが卓越する。
【００１７】
柱体２０はこのような曲げ降伏を生じても、耐力低下が起こることがない。このため、柱梁架構１０に大きなせん断変形が生じたとしても、その変形に追従することができ、さらに、せん断破壊を生じることがないため、耐力の低下を防止できる。
【００１８】
また、柱梁架構１０に水平力が作用してせん断変形が生じ、柱体２０の柱頭及び柱脚が曲げ降伏して、柱体２０に圧縮力が作用しても、鉄筋コンクリート部材２２にせん断補強筋２４が埋設されていることにより圧縮抵抗力が向上しているため、柱体２０はこの圧縮力に抵抗することができる。
【００１９】
また、図４に示すように、柱梁架構１０の変形時に、各柱体２０の柱頭部、柱脚部が曲げ降伏すると、柱体２０は面内方向に回転しようとするため、隣接する柱体２０のうち一方の柱体２０の他方の柱体２０側の側部には上方に向かう力が、他方の柱体２０の一方の柱体２０側の側部には下方に向かう力が作用する。このため、上下の梁１１、１３の柱体２０の間に相当する位置には局所的に大きなせん断力が作用することとなる。このようにせん断力が作用すると、梁１１、１３は側方に広がるような変形を生じるが、本実施形態では、上下の梁１１、１３を鋼板３０により挟みこむことによりこの変形を拘束し、梁１１、１３にせん断破壊が生じるのを防止できる。
【００２０】
以下、耐震構造１００を備えた柱梁架構１０の構築方法を図５Ａ〜５Ｄを参照しながら説明する。
まず、図５Ａに示すように、下階に設置された柱体２０の主筋２３の上端が梁１１の上面から突出するように下方の梁１１を構築する。そして、梁１１の両側面に鋼板３０を当接させ、これら鋼板３０を梁１１を貫通するボルト３１及びナット３２により締め付ける。
【００２１】
次に、図５Ｂに示すように、揚重機（不図示）により柱体２０を建て込む。この際、下方の梁１１の上面から突出する下階に設置された柱体２０の主筋２３が、新たに建て込む柱体２０の下端に接続されたスリーブ継手２５内に挿入されるように、柱体２０を建て込む。そして、スリーブ継手２５内にグラウトを充填することにより、上下階の柱体２０の主筋２３を接続する。
【００２２】
次に、図５Ｃに示すように、側方の柱１２に相当する位置に柱筋を配筋し、柱筋が内部に収容されるように鋼管を設置し、鋼管内にコンクリートを打設し、側方の柱１２を構築する。
【００２３】
次に、図５Ｄに示すように、柱体２０の主筋２３の部材上面から突出した部分が、上下方向に貫通し、部材上面から突出するように上方の梁１３を構築する。そして、下方の梁１１と同様に、梁１３の両側面に鋼板３０を当接させ、これら鋼板３０をボルト３１及びナット３２により締め付ける。
以上の工程により、耐震構造１００を備えた柱梁架構１０を構築することができる。
【００２４】
本実施形態によれば、耐震構造１００を柱梁架構１０内に並べられた複数の柱体２０により構成したため、柱梁架構１に変形を生じた際の破壊形式がせん断破壊のモードから靭性のある曲げ破壊モードとなるため、柱梁架構１０に大きな変形が生じた場合であっても、この変形に追従することができ、耐力の低下を防止できる。
【００２５】
また、各柱体２０を構成するコンクリート部材２２にせん断補強筋２４が埋設されているため、柱梁架構１０に変形が生じ、コンクリート部材２２の柱頭部又は柱脚部が曲げ降伏しても、耐力の低下を防止することができる。さらに、柱体２０に大きな圧縮力が生じた場合であっても、コンクリート部材２２にせん断補強筋２４が埋設されているため、コンクリート部材２２の圧縮耐力が向上され、圧縮力に抵抗することができる。
【００２６】
また、柱梁架構１０が変形すると、梁１１、１３の柱体２０の間に相当する位置にはせん断力が作用することとなるが、梁１１、１３の両側面に鋼板３０を当接させ、これら鋼板３０をボルト３１及びナット３２により離間しないように拘束することにより、梁１１、１３のせん断耐力が向上したため、柱体２０から作用するせん断力に抵抗することができる。
【００２７】
また、従来用いられていた柱梁架構の開口内に耐震壁を構築する場合には、壁厚を調整することにより耐震壁の剛性を調整しており、剛性を小さくする場合には壁厚を小さくするため、同時にせん断耐力も低下していた。これに対して、本実施形態によれば、柱体２０の幅を小さくし、柱体２０の数を増やすことで、せん断耐力は略一定なまま、剛性を小さくすることができる。また、コンクリート部材２２のせん断補強筋２４の量を増やしたり、例えば、柱体２０を構成するコンクリート部材２２の外周を鋼管により囲繞したりすることにより、せん断耐力や変形性能を向上することができる。このため、耐震構造１００に十分なせん断耐力と靭性を持たせつつ、剛性の調整を行うことができる。
【００２８】
また、従来用いられていた柱梁架構内に設置された耐震壁は重量が大きいため、ＰＣ化したとしても、揚重のために大型の揚重機が必要となる。これに対して、本実施形態では、複数の柱体２０により構成しているため、小型の揚重機でも揚重することが可能である。
【００２９】
なお、本実施形態では、柱梁架構１０の開口を全面封鎖するように柱体２０を設けるものとしたが、これに限らず、例えば、中央の柱体２０を省略して開口を設けたり、柱梁架構１０の開口の中央にのみ柱体２０を設ける構成としてもよく、要するに、柱梁架構１０の開口内に柱体２０が配置されていれば、本発明に含まれる。
【００３０】
また、柱体２０のせん断強度や圧縮強度を更に向上させたい場合には、鋼管やＦＲＰなどによりコンクリート部材２２の周囲を囲繞して、コンクリート部材２２の変形を拘束してもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、柱体２０を構成するコンクリート部材２２をＰＣ部材により構成したがこれに限らず、コンクリートを現場打ちして構築してもよい。この場合、コンクリート部座を囲繞する鋼管２１を型枠として用いることができる。
また、柱体２０は四角柱状に限らず、円柱状など他の形状としてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０  柱梁架構                          １１、１３  梁
１２  柱                                ２０  柱体
２２  コンクリート部材                  ２３  主筋
２４  せん断補強筋                      ２５  スリーブ継手
３０  鋼板                              ３１  ボルト
３２  ナット                            １００  耐震構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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