(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建物の軸力材の所望の部位に、免震装置を介装するための工法であって、上記軸力材の外周に、少なくとも上記免震装置を挿入すべき範囲を残して当該免震装置を挿入すべき範囲の上下に増し打ちコンクリートを打設するとともに、当該増し打ちコンクリート打設時にその内部に上記軸力材の外面に沿って上記増し打ちコンクリートを貫通するように緊張材挿入用のシース管を埋設し、次いで上下の上記増し打ちコンクリート間に支持板を渡して、その上下端部を上記シース管に挿通した緊張材にプレストレスを導入することにより、上記増し打ちコンクリートに圧接させ、次いで、上記軸力材の上記免震装置を挿入すべき範囲を切断した後に、上記軸力材の切断部位に上記免震装置を挿入し、上記緊張材のプレストレスを解除して上記支持板を撤去することを特徴とする既存建物の免震化工法。
【請求項２】
上下の上記増し打ちコンクリートを角柱状に形成し、これら増し打ちコンクリートの、少なくとも上記免震装置挿入用の開口部となる面を除いた他の面間に、上記支持材を配設することを特徴とする請求項１に記載の既存建物の免震化工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存の建物に免震装置を介装して免震建物にする際に適用される、既存建物の免震化工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造、ＳＲＣ造あるいは鉄骨造等の各種の既に存在する建物において、免震装置を特定の階に増設することにより、建物全体あるいはその一部を免震建物とする要請が高まりつつある。このような既存建物の免震化は、一般に建物の基礎部分（軸力材）や特定の階層の柱（軸力材）の柱頭、中間あるいは柱脚に、免震装置を新たに挿入することによってなされるために、上記柱等を一旦切断する必要がある。
【０００３】
このため、別途梁や床スラブ間に仮設の軸力支持部材を多数本配設することにより、軸力材に作用している荷重を仮支持する工法が知られているが、上記既存建物の内部においては、常時一般業務や作業が行なわれているために、当該建物を免震化させるに際して、極力上記平常業務を妨げることなく、しかも万一作業中に地震が発生した場合においても、既存建物の安全性を確保し得る免震化工法の開発が強く要望されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、先に特開平９−２７３３１４号にみられるような既存建物の免震化工法を提案した。
この免震化工法は、先ず図７に示すように、既存建物の中間階における柱１の外周を、免震装置を挿入すべき範囲に開口部２ａが形成されるとともに周方向に２分割された鋼管２によって囲繞し、次いで鋼管２の分割部分を互いに接合した後に、免震装置を挿入すべき範囲を残して柱１と鋼管２との間に増し打ちコンクリート３、３を打設する。次いで、図８および図９に示すように、免震装置を挿入すべき範囲の柱１を切断し、開口部２ａから当該切断部位に免震装置４を挿入した後に、さらに図１０に示すように、鋼管２を、増し打ちコンクリート３が打設されていない免震装置４の外方位置において切断することにより、鋼管２を上下方向に分離させて、柱１の軸力を免震装置４に移行させるようにしたものである。
【０００５】
このような既存建物の免震化工法にあっては、免震装置を介装すべき柱１の周囲において、この柱１の補強作業も含めた全ての作業を行なうことができるため、柱１から離間した位置に軸力支持部材を仮設する必要が全く無く、よって建物内における平常業務の妨げとなることがないうえに、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業も不要となり、さらに追加の補強作業や、当該周辺補強の撤去に伴う駄目工事も必要無くなるために、作業の大幅な省力化を図ることができて、容易にかつ短期間で既存の建物を耐震建物に改装することができるという優れた利点がある。
【０００６】
ところで、上記既存建物の免震化工法においては、柱１を切断して免震装置４によって柱１の軸力を支承するまでの間、増し打ちコンクリート３と鋼管２との接触面における摩擦力によって、柱１に作用する軸力を鋼管２を介して支承しているため、鋼管２と増し打ちコンクリート３との間に大きな接触面積を確保する必要がある。したがって、既存建物の柱１の中間部に免震装置４を介装する場合には問題ないものの、当該既存建物の構造上、柱頭あるいは柱脚に免震装置４を介装する必要が生じた場合には、上方または下方の円管の高さ寸法が小さくなり、よって柱と円管との接触面積が小さくなるために、充分な軸力の伝達が難しくなるおそれがあった。
【０００７】
また、鋼管２と増し打ちコンクリート３との接触面積を確保するために、増し打ちコンクリート３の厚さ寸法も大きく設定する必要があり、この結果最終的な柱寸法が大きくなるという傾向もあった。さらに、既存建物内において、分割した鋼管２の溶接作業や、免震装置４を設置した後の鋼管２の切断作業が生じる結果、周囲や免震装置４に対する養生が必要であった。このため、上記課題を解決することができる上記免震化工法の改良が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、建物内における平常業務の妨げとなることなく、軸力材のいかなる位置に対しても容易に免震装置を設置することができ、しかも簡易な作業で短期間に当該建物の免震化を図ることが可能となる既存建物の免震化工法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る既存建物の免震化工法は、既存建物の軸力材の所望の部位に、免震装置を介装するための工法であって、上記軸力材の外周に、少なくとも免震装置を挿入すべき範囲を残して当該免震装置を挿入すべき範囲の上下に増し打ちコンクリートを打設するとともに、当該増し打ちコンクリート打設時にその内部に上記軸力材の外面に沿って増し打ちコンクリートを貫通するように緊張材挿入用のシース管を埋設し、次いで上下の増し打ちコンクリート間に支持板を渡して、その上下端部をシース管に挿通した緊張材にプレストレスを導入することにより増し打ちコンクリートに圧接させ、次いで、軸力材の免震装置を挿入すべき範囲を切断した後に、軸力材の切断部位に免震装置を挿入し、緊張材のプレストレスを解除して支持板を撤去することを特徴とするものである。
【００１０】
この際に、請求項２に記載の発明は、上下の上記増し打ちコンクリートを角柱状に形成し、これら増し打ちコンクリートの、少なくとも上記免震装置挿入用の開口部となる面を除いた他の面間に、上記支持材を配設することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１または２に記載の発明によれば、既存の柱の周囲に構築した増し打ちコンクリートが、免震化完了後においては、地震時等に免震装置が水平方向に変形した際に生じる応力に対して、上記柱の補強として機能する。また、上記免震装置の取付けに際しては、一般に免震装置の大きさが柱の断面積よりも大きいために、上記増し打ちコンクリートが免震装置取付けのための基礎として利用される。
【００１２】
さらに、軸力材を切断して免震装置を設置する際には、当該軸力材に作用する軸力を、上下の増し打ちコンクリート間に架け渡され、上下端部が緊張材にプレストレスを導入することにより増し打ちコンクリートに圧接された支持材によって仮支持させることができるとともに、万一施工時に地震が発生して水平力が作用した場合には、支持材の耐力によって、これに抵抗することにより、施工中の安全性が確保される。
【００１３】
この際に、上記緊張材によってプレストレスを導入することにより、既存の軸力材と増し打ちコンクリートとの間、および増し打ちコンクリートと支持材との間の摩擦力が増加するために、上記軸力材に作用する軸力を、より少ない接触面積によって確実に伝達させることが可能になる。
この結果、例えば中間階の柱の柱頭あるいは柱脚に免震装置を設置する場合にも、そのまま適用させることができるとともに、施工後の柱寸法も小さくすることが可能になるため、柱周りの使用スペースの自由度が増加する。
【００１４】
また、軸力材を切断する際に、別途梁や床スラブ間に仮設の軸力支持部材を多数本配設して既存建物における軸力を仮支持する場合と比較して、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業が不要になり、しかも追加の補強作業や、当該周辺補強の撤去に伴う駄目工事も必要無くなるために、作業の大幅な省力化も達成することができる。
さらに、図７〜図１０に示した方法と比較しても、鋼管２の溶接や切断作業、さらには周囲の養生等が不要になって作業が容易になるうえ、支持材や緊張材は再利用が可能であるため、工期の短縮化および施工費の低減化を図ることが可能になる。
【００１５】
この際に、特に請求項２に記載の発明によれば、増し打ちコンクリート間の、少なくとも一部に、支持材が配設されていない開口部が形成されるために、当該開口部から軸力材の切断や、免震装置の取付台の構築、さらには免震装置の挿入等の施工を行なうことができ、作業性が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態１】
図１〜図６は、本発明に係る既存建物の免震化工法を、ＲＣ造の既存建物の基礎上に立設された柱の中間部に、免震装置を介装して免震化する場合に適用した一実施形態を説明するための工程図である。
この免震化工法においては、先ず図１に示すように、既存建物の基礎１０に立設された柱（軸力材）１１の外周の全周に、目荒らし処理を施した後、免震装置を挿入すべき位置に免震装置の高さ寸法よりも幾分大きな間隙Ｗを残して、四角柱状に増し打ちコンクリート１２を打設する。この際に、増し打ちコンクリート１２の、対向する端部付近にＰＣ鋼棒（緊張材）挿入用のシース管１３を埋設しておく。このシース管１３は、柱１１の外周４面に沿って、それぞれ増し打ちコンクリート１２を貫通するように、上下に２本ずつ埋設するとともに、さらに各シース管１３には、コンクリート補強のための補強筋１３ａを配筋しておく（図４参照）。
【００１７】
次いで、図２に示すように、上下の上記増し打ちコンクリートの側面１２ａ間に、間隙Ｗを跨ぐようにして、各々２枚の長方形の鋼板からなる支持板１４を渡し、その上下端部に穿設された孔部をシース管１３に一致させる。そして、これら支持板１４およびシース管１３にＰＣ鋼棒（緊張材）１５を通し、これにプレストレスを導入したうえで、両端をナット１６によって固定する。これにより、支持板１４は、増し打ちコンクリート１２の側面１２ａに圧接される。
【００１８】
他方、上下の増し打ちコンクリート１２の側面１２ｂに対しては、図中裏面側の側面１２ｂに同様の支持板１７を、上記間隙Ｗを跨ぐようにして架け渡すとともに、図中表面側の側面１２ｂには、各々上方および下方のシース管１３周りにのみ、定着板１８を配設することにより、当該側面１２ｂに免震装置挿入用の開口部Ｓを形成しておく。そして同様に、支持板１７、シース管１３および定着板１８にＰＣ鋼棒１５を通し、これにプレストレスを導入して両端をナット１９で固定することにより、支持板１７および定着板１８を増し打ちコンクリート１２の側面１２ｂに圧接させる。なお、上記支持板１４、１７としては、図示した長方形の鋼板の他、Ｈ形鋼、チャンネル材、カットＴ鋼あるいはアングル材等が使用可能である。
【００１９】
このようにして、柱１１に作用する軸力を、増し打ちコンクリート１２を介して、その側面１２ａ、１２ｂの三面に仮設した支持板１３、１７によって仮支持させた後に、開口部Ｓ側から図中点線で示す柱１１の免震装置を挿入すべき部位を切断する。
そして次に、図３〜図５に示すように、増し打ちコンクリート１２の対向面に、それぞれ免震装置２０の上下部取付台２１、２２を構築し、開口部Ｓ側から上下部取付台２１、２２間に免震装置２０を挿入して据え付ける。なお、図示の免震装置２０は、滑り支承によるものであり、下部取付台２２上にステンレス等からなる滑り板２０ａを固定し、上部取付台２１に滑り材本体２０ｂを、下面に取り付けられたテフロン等の滑り材２０ｃが上記滑り板２０ａ上を摺動自在となるように固定する。
【００２０】
なお、上記免震装置２０は、これとは逆に、上部取付台２１に滑り板２０ａを固定し、下部取付台２２に滑り材本体ｂを取り付けてもよい。また、この既存建物において、積層ゴム等を用いた弾性支承による免震装置を介装すべき柱に対しては、同様に増し打ちコンクリート１２の対向面に、各々取付台を構築し、これら取付台間に、上記積層ゴム等を用いた免震装置を据え付ければよい。
次いで、ＰＣ鋼棒１５を緊張させた状態で、ナット１６、１９を緩めることにより、当該ＰＣ鋼棒１５を抜出し、支持板１４、１７および定着板１８を取り外すことにより、図６に示すように、上記既存の柱１１に対する免震化が完了する。
【００２１】
このように、上記既存建物の免震化工法によれば、既存の柱１１の周囲に構築した増し打ちコンクリート１２によって、柱１１を切断する際の軸力の保持および切断後における安全性の確保、免震装置２０設置のための基礎、並びに免震化後における既存柱１１の補強を、同時に実現することができる。
特に、柱１１を切断して免震装置２０を設置する際に、上下の増し打ちコンクリート１２間に架け渡され、上下端部がＰＣ鋼棒１５にプレストレスを導入することにより増し打ちコンクリート１２に圧接された支持材１４、１７によって上記軸力を仮支持させているので、既存の柱１１と増し打ちコンクリート１２との間、および増し打ちコンクリート１２と支持材１４、１７との間の摩擦力を大幅に増加させることができ、よって柱１１に作用する軸力を、従来よりも一層少ない接触面積によって確実に伝達させることができる。
【００２２】
この結果、例えば中間階の柱の柱頭あるいは柱脚に免震装置を設置する場合にも、そのまま適用させることができるとともに、施工後の柱寸法も小さくすることが可能になるため、柱周りの使用スペースの自由度を増加させることができる。
加えて、柱１１を切断する際に、別途梁や床スラブ間に仮設の軸力支持部材を多数本配設して既存建物における軸力を仮支持する場合と比較して、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業が不要になり、しかも追加の補強作業や、当該周辺補強の撤去に伴う駄目工事も必要無くなるために、作業の大幅な省力化も達成することができる。
【００２３】
さらに、図７〜図１０に示した方法と比較しても、鋼管２の溶接や切断作業、周囲の養生等が不要になって作業が容易になるうえ、支持材１４、１７やＰＣ鋼棒１５は再利用が可能であるため、工期の短縮化および施工費の低減化を図ることができる。
また、万一施工時に地震が発生して上下の増し打ちコンクリート１２間に水平力が作用した場合にも、支持材１４、１７の耐力によって、これに抵抗することにより、施工中の安全性を確保することができる。
【００２４】
しかも、増し打ちコンクリート１２間の、一面に、支持材が配設されていない開口部Ｓを形成しているので、この開口部Ｓから柱１１の切断や、免震装置２０の取付台２１、２２の構築、および免震装置２０の挿入等の施工を行なうことができ、作業性が向上する。
【００２５】
なお、上記実施の形態の説明においては、免震装置２０を柱１１の中間部に介装する、いわゆる中間階免震化の場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、中間階の柱の柱頭、中央部および柱脚、さらには基礎部分等の各種軸力材における様々な位置に対して免震装置を介装する場合に、同様に適用することが可能である。
また、上記実施の形態においては、シース管１３を、増し打ちコンクリート１２内に、柱１１の外周４面に沿って、上下に２本ずつ埋設した場合について説明したが、これに限るものではなく、外周４面に沿って各１本ずつ、あるいは上下に３本以上埋設したり、さらには水平方向にも複数本埋設するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２に記載の本発明に係る既存建物の免震化工法によれば、免震装置を介装すべき軸力材の周囲において、当該軸力材の補強作業も含めた全ての作業を行なうことができるため、上記柱等から離間した位置に軸力支持部材を仮設する必要が全く無く、よって建物内における平常業務の妨げとなることがないうえに、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業も不要となり、さらに追加の補強作業や、当該周辺補強の撤去に伴う駄目工事も必要無くなるために、作業の大幅な省力化を図ることができて、容易にかつ短期間で既存の建物を上記軸力材の所望位置に免震装置が介装された耐震建物に改装することができる。
【００２７】
加えて、軸力材の外周に打設した増し打ちコンクリート間に支持材を渡し、緊張材によってプレストレスを導入することにより、増し打ちコンクリートに圧接させているので、上記軸力材と増し打ちコンクリートとの間、および増し打ちコンクリートと支持材との間の摩擦力を増加させて、上記軸力材に作用する軸力を、より少ない接触面積によって確実に伝達させることができ、よって中間階の柱の柱頭あるいは柱脚に免震装置を設置する場合にも、そのまま適用させることができるとともに、施工後の柱寸法も小さくすることが可能になるため、柱周りの使用スペースの自由度を増加させることができる。
【００２８】
また、特に請求項２に記載の発明によれば、増し打ちコンクリート間の、少なくとも一部に、支持材が配設されていない開口部が形成されるために、当該開口部から軸力材の切断や、免震装置の取付台の構築、さらには免震装置の挿入等の施工を行なうことができ、作業性を一層向上させることができるといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態において柱の周囲に増し打ちコンクリートを打設した状態を示す側面図である。
【図２】図１の増し打ちコンクリート間に支持板を取付けた状態を示す側面図である。
【図３】図２の柱を切断して免震装置を挿入した状態を示す側面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線視断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線視断面図である。
【図６】図３の支持板等を撤去した状態を示す側面図である。
【図７】従来の免震化工法において柱の外周を円管および増し打ちコンクリートで保興じた状態を示す縦断面図である。
【図８】図７に柱を切断して免震装置を据え付けた状態を示す縦断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線視断面図である。
【図１０】図８の円管を切断した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１１  柱（軸力材）
１２  増し打ちコンクリート
１２ａ、１２ｂ  側面
１３  シース管
１４、１７  支持板
１５  ＰＣ鋼棒（緊張材）
１８  定着板
２０  免震層
２０ａ  滑り板
２０ｃ  滑り材
Ｓ  開口部
【図１】
0003551816.tif 000002
【図２】
0003551816.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003551816.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
0003551816.tif 000009
【図９】
0003551816.tif 000010
【図１０】
0003551816.tif 000011