(57)【要約】【課題】外壁を有する既設の建物において、建物内での建物の使い勝手や室内の意匠に悪影響を及ぼすことなく、更に、内装材の撤去や復旧作業が不要な耐震補強工法を提供する。【解決手段】既設の鉄骨柱２の外側に外壁６が取付けられている既設の建物において、  前記外壁６とは別にプレキャストコンクリート製の耐震壁１０を用意するとともに該耐震壁１０の上部の裏面側に連結突部１１を一体に突設し、  前記外壁６に、前記耐震壁１０の連結突部１１が嵌合する嵌合穴７を、前記鉄骨柱２が位置する部分において、その外壁６の表裏に貫通して形成し、  前記耐震壁１０を、その連結突部１１を前記外壁６の嵌合穴７に嵌合して前記外壁６の外側に配置し、  前記耐震壁１０の連結突部１１を、その耐震壁１０の外側から前記鉄骨柱２に連結し、該耐震壁１０の下部を基礎側へ連結する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の鉄骨柱の外側に外壁が取付けられている既設の建物において、
前記外壁とは別にプレキャストコンクリート製の耐震壁を用意するとともに該耐震壁の上部の裏面側に連結突部を一体に突設し、
前記外壁に、前記耐震壁の連結突部が嵌合する嵌合穴を、前記鉄骨柱が位置する部分において、その外壁の表裏に貫通して形成し、
前記耐震壁を、その連結突部を前記外壁の嵌合穴に嵌合して前記外壁の外側に配置し、
前記耐震壁の連結突部を、その耐震壁の外側から前記鉄骨柱に連結し、該耐震壁の下部を基礎側へ連結することを特徴とする既設建物の耐震補強工法。
【請求項２】
前記連結突部と該連結突部が位置する鉄骨柱に、相互に連通する連結穴を形成し、片側から連結操作ができる連結具を前記耐震壁の外側から前記両連結穴に挿入し、その連結具を耐震壁の外側から操作して、前記連結突部と鉄骨柱とを連結することを特徴とする請求項１記載の既設建物の耐震補強工法。
【請求項３】
前記連結具としてワンサイドボルトを用いることを特徴とする請求項２記載の既設建物の耐震補強工法。
【請求項４】
前記の耐震壁を複数個、前記外壁の外側において積み上げ、これらの耐震壁を、基礎との間においてプレストレスをかけて連結することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の既設建物の耐震補強工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は既設建物の耐震補強工法に関するもので、より詳しくは、鉄骨系で、かつ、外壁を有する既設の建物において、その既存の外壁を残して耐震補強をする工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外壁を有する既設の鉄骨系の建物を耐震補強する方法は、既設の外壁を有することから、該外壁の内側、すなわち室内側において、既設の鉄骨柱間にブレースを架設するブレース工法や、既設の鉄骨柱と既設の鉄骨梁間に方杖を架設する方杖工法が一般的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記のブレース工法や方杖工法は、前記のように既設の外壁の内側、すなわち室内側で行うことから、その付設される耐震部材が、既設建物の使い勝手に制約を及ぼしたり、室内の意匠にも悪影響を及ぼす問題がある。
【０００４】
更に、施工をする際には、柱に付設された既存の内装材の撤去及び復旧が必要となり、また、住人の一時的な引越しが必要になる場合もあり、本来の耐震補強工事以外の作業が発生する問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、前記の課題を解決する既設建物の耐震補強工法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、既設の鉄骨柱の外側に外壁が取付けられている既設の建物において、
前記外壁とは別にプレキャストコンクリート製の耐震壁を用意するとともに該耐震壁の上部の裏面側に連結突部を一体に突設し、
前記外壁に、前記耐震壁の連結突部が嵌合する嵌合穴を、前記鉄骨柱が位置する部分において、その外壁の表裏に貫通して形成し、
前記耐震壁を、その連結突部を前記外壁の嵌合穴に嵌合して前記外壁の外側に配置し、
前記耐震壁の連結突部を、その耐震壁の外側から前記鉄骨柱に連結し、該耐震壁の下部を基礎側へ連結することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記連結突部と該連結突部が位置する鉄骨柱に、相互に連通する連結穴を形成し、片側から連結操作ができる連結具を前記耐震壁の外側から前記両連結穴に挿入し、その連結具を耐震壁の外側から操作して、前記連結突部と鉄骨柱とを連結することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記連結具としてワンサイドボルトを用いることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記の耐震壁を複数個、前記外壁の外側において積み上げ、これらの耐震壁を、基礎との間においてプレストレスをかけて連結することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、既存の外壁が取付けられている既設の建物において、その既存の外壁の外側に耐震壁を配置して耐震補強を行うようにしたので、耐震補強による既設の建物内での建物の使い勝手や室内の意匠に悪影響を及ぼすことがない。
【００１１】
更に、耐震補強の施行を外壁の外側から行うため、施工の際には、内装材の撤去やその復旧作業が不要となり、既設建物内部での作業を極力少なくできるとともに、更に、住人の一時的な引越しも不要となる。
【００１２】
更に、プレキャストコンクリート製の耐震壁を、その上部において鉄骨柱に取付け、下部を基礎側へ連結するため、鉄骨柱の揺れを抑制し、十分な耐震機能を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の耐震補強を施す既設の建物を示す要部の斜視図。
【図２】図１の既設建物において、その外壁に嵌合穴を形成するとともに鉄骨柱に連結穴を形成し、かつ、基礎を増設した斜視図。
【図３】図１に示す鉄骨柱を示すもので、（ａ）は平断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡーＡ線断面図。
【図４】本発明の耐震壁を示す斜視図。
【図５】図４の耐震壁の中央上部縦断面図。
【図６】図２の既設の建物に図４の耐震壁を配置した斜視図。
【図７】図６における耐震壁と鉄骨柱との取付部を示す縦断面図。
【図８】図６の状態において、連結具で耐震壁と鉄骨柱とを連結した縦断面図。
【図９】図８の状態において上階の外壁と上階の耐震壁を配置した状態を示す縦断面図。
【図１０】本発明を２階建の既設建物に適用した状態の縦断面図。
【図１１】本発明の１枚の耐震壁を鉄骨柱に取付けた状態の平面図。
【図１２】本発明における隣接する耐震壁と隣接する鉄骨柱の関係を示す略平面図。
【図１３】本発明に使用するワンサイドボルトの１例を示す側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図に示す実施例に基づいて説明する。
本発明は鉄骨系の建物で、かつ、その鉄骨柱間の外側に既存の仕上材等の外壁（以下外壁という）を有する既設の建物に耐震補強を施すもので、先ず、この既設の建物について図１により説明する。
【００１５】
図１において、既存の基礎１上には既設建物の躯体を構成する既存の鉄骨柱２が立設されている。この鉄骨柱２は、建物の外周りに複数本、適宜間隔を有して配置されているが、図１乃至図１１では、１本の鉄骨柱２と該部での取付構造のみを示し、他の鉄骨柱部の構造は、図１乃至図１１と同様の構造であるため省略した。なお、図１２において、隣接する鉄骨柱２，２と該部での取付構造の概略を示した。
【００１６】
また、図の実施例では、既存の鉄骨柱２としてＨ型鋼を用い、その一方のフランジ２ａが建物の外側（図のＺ側）に位置するように配置されている。なお、この既存の鉄骨柱２は、その建物の外側部に取付面を有するものであればよく、Ｈ型鋼以外に、横断面が口形の型鋼を用いてもよい。
【００１７】
また、図の実施例は、２階建の既設建物を示すもので、前記鉄骨柱２，２間には２階部分の鉄骨梁３が架設されており、該鉄骨梁３上に２階の床板４が載置されている。
【００１８】
前記鉄骨柱２の両側には、図１に示すように取付プレート５が固設されており、該取付プレート５の外面に既存の外壁６が、ボルト及びナット等の適宜な取付手段５ａにより取付けられている。これにより、外壁６は、鉄骨柱２の外面に近接又は接して配置されている。
【００１９】
図１に示す１階部分の外壁６は、その下端面６ａが、前記基礎１上に載置され、上端面６ｂが２階の鉄骨梁３の近傍に位置するように、その高さが設定されている。
【００２０】
なお、図１において、２階部分の外壁６Ａは、一部を鎖線として表わして詳細は省略したが、前記１階部分の外壁６と同様の外壁を用い、その下端面６ａを前記１階部分の外壁６の上端面６ｂに載置するとともに２階部分の取付プレート５に前記と同様に取付けて配置されている。この１階部分の外壁６と２階部分の外壁６Ａは図１０に示されている。
【００２１】
次に、前記のように、既存の外壁６を有する既設の建物に、耐震壁を外付けする工法について説明する。
【００２２】
先ず、図２に示すように、前記既存の外壁６におけるその上部であって、かつ、前記鉄骨柱２のフランジ２ａに位置する部分を、現場において切断機等により切断除去して、該部に、外壁６の上端部と表裏側が開口する嵌合穴７を、建物の内外方向（Ｘ−Ｘ方向）に貫通形成する。
【００２３】
また、前記鉄骨柱２における、前記嵌合穴７が位置する部分のフランジ２ａに連結穴８を、現場において外側からドリル等によって貫通形成する。この連結穴８を図３に示す。実施例では図３に示すように４個形成されている。更に、連結穴８の周囲におけるフランジ２ａの外面Ｐ（図３の点線部）の塗料を落として錆を発生させる。
【００２４】
更に、図２に示すように、前記の基礎１（ベース部）上に、前記外壁６の外側に位置して耐震壁用のコンクリート基礎１ａを打設して増設する。また、該基礎１ａに、後述する耐震壁１０と連結する連結筋９を、その基部を基礎１ａ内に埋設し、上部を基礎１ａより上方へ突出して設ける。
【００２５】
次に、耐震壁１０を、前記鉄骨柱２に外付けして前記外壁６の外側（図のＺ側）に配置するが、この耐震壁１０について説明する。
【００２６】
耐震壁１０は、図４乃至図１２に示すように、プレキャストコンクリート（ＰＣ）製の板材で形成されており、その主体部１０ａの左右方向（Ｙ−Ｙ方向）の幅Ｗ１と高さＨ１は所定の寸法に設定されている。図の実施例では、幅Ｗ１が、図１２に示すように、各耐震壁１０を柱列方向に配置し、かつ、各耐震壁１０を後述するように鉄骨柱２に取付けた際に、隣接する耐震壁１０，１０の対向端面（小口面）１０ｂ，１０ｂが所定の間隔Ｄで離間するように、すなわち、耐震壁１０の左右方向の幅Ｗ１が隣接する鉄骨柱２，２間の幅Ｗ２より短く設定されている。図に示す実施例では、耐震壁１０の左右方向の幅Ｗ１が２ｍで、鉄骨柱２相互間Ｗ２が６ｍに設定されている。
【００２７】
また、耐震壁１０の高さＨ１は、外壁６の高さＨ２より短く設定されて、図６に示すように、その上端面１０ｃが、前記外壁６の上端面６ｂより下方に位置するように、すなわち、耐震壁１０の上端面１０ｃが、前記外壁６における嵌合穴７の上下方向の略中央に位置するように設定されている。
【００２８】
前記耐震壁１０における主体部１０ａの上部における左右方向の中央部で、かつ、裏面側には、連結突部１１が、コンクリートにより主体部１０ａと一体に成形されている。該連結突部１１は、図７に示すように、主体部１０ａから裏側へ一体に突出した下部突部１１ａと、該下部突部１１ａから上方へ、すなわち、主体部１０ａの上端部１０ｃよりも上方へ突出した上部突部１１ｂとを一体成形して形成されている。該下部突部１１ａと上部突部１１ｂとからなる連結突部１１は、その上下方向の長さＬ１が、前記外壁６に形成した嵌合穴７の上下方向の長さＬ４と略同等か若干短い長さに設定され、左右方向の幅Ｌ２が、前記嵌合穴７の左右方向の幅Ｌ５と略同等か若干短い長さに設定され、表裏方向の長さＬ３が、前記嵌合穴７の表裏方向の長さ（板厚）Ｌ６と同等に設定されて形成されており、連結突部１１を嵌合穴７に、その外側から嵌入できるようになっている。
【００２９】
前記耐震壁１０の連結突部１１における上部突部１１ｂの裏側には、板厚が比較的厚い金属製の取付プレート１２が配置されており、該取付プレート１２は、耐震壁１０の主体部１０ａにおける主筋等に対して、連結鉄筋１３等を介して連結固定されている。なお、前記の連結突部１１の各長さは、前記取付プレート１２を含めた長さであり、この取付プレート１２を含めて連結突部１１を構成している。
【００３０】
前記上部突部１１ｂには、連結穴１４が表裏方向に貫通形成されており、この連結穴１４は、取付プレート１２に形成した小径の連結穴１４ａと、該連結穴１４ａと同芯でコンクリート部に形成した大径の連結穴１４ｂからなる。そして、前記小径の連結穴１４ａは、連結突部１１を嵌合穴７に嵌合した際に、前記鉄骨柱２のフランジ２ａに形成した連結穴８と合致する位置に同数形成されている。該両連結穴８と連結穴１４ａとは同径に形成されている。
【００３１】
前記耐震壁１０内には、その左右部において図４，図１０に示すように、連結筋１５が埋設され、該連結筋１５の下端には、スリーブジョイント等からなる継手部１６が固設されている。該継手部１６内へは、図４，図６に示す注入孔１０ｇにより、グラウト（モルタル）等の接合剤が注入できるようになっている。該継手部１６の下側における耐震壁１０内には、下方から前記基礎１ａの連結筋９を継手部１６内に挿入できる挿入孔１７が、その下方を拡径してラッパ状に形成されている。
【００３２】
更に、耐震壁１０の前記連結筋１５の上部は、耐震壁１０の上端面１０ｃより上方へ突出している。
【００３３】
次に、前記耐震壁１０の取付方法について説明する。
先ず、１階用の１枚の耐震壁１０をクレーン等で吊り上げて、図２に示す既存の外壁６の外側（図のＺ側）で、かつ、その耐震壁１０の連結突部１１が、外壁６の嵌合孔７と対向するように位置させる。
【００３４】
次で、前記耐震壁１０の下端に形成した挿入穴１７を、基礎１ａから突出した連結筋９に位置させて耐震壁１０を下降して、その挿入穴１７に連結筋９を挿入するとともに、耐震壁１０の下端面１０ｅを基礎１ａ上に載置し、次で、耐震壁１０の上部を鉄骨柱２側へ移動して、耐震壁１０の連結突部１１を前記嵌合穴７内に嵌合する。これにより、耐震壁１０は、図６に示すように、外壁６の外側に近接して垂直に配置され、かつ、連結突部１１が嵌合穴７内に嵌合した状態に建込まれる。
【００３５】
また、前記のように、耐震壁１０を基礎１ａ上に載置することにより、基礎１ａの連結筋９は継手部１６内に挿入される。そして注入孔１０ｇより接合剤を注入し、耐震壁１０側の連結筋１５と基礎１ａ側の連結筋９を接合する。
【００３６】
また、前記連結突部１１と鉄骨柱２とを次のようにして連結する。
図７は、連結突部１１を連結穴７に嵌合した状態である。この状態で図８に示すように、連結具であるワンサイドボルト２０により、連結突部１１の取付プレート１２と鉄骨柱２のフランジ２ａとを連結する。このワンサイドボルト２０は市販のものを使用できる。
【００３７】
このワンサイドボルト２０は、例えば図１３に示すようなものを使用し、これによる連結は、図８に示すように、先ず、前記取付プレート１２側の小径穴１４ａ、及び鉄骨柱２の取付穴８と略同径のスリーブ２０ａの中に頭付きボルト２０ｂを貫通したものを、耐震壁１０の外側から小径穴１４ａと取付穴８に貫通配置して、その頭部２０ｃとスリーブ２０ａの先部２０ｆをフランジ２ａの内側に配置し、次で、そのボルト２０ｂの外側部のねじにナット２０ｄを螺合し、このナット２０ｄを電動シャーレンチで回転して締付ける。これにより、ボルト２０ｂの頭部２０ｃが、スリーブ２０ａにおけるフランジ２ａの内側に突出した先部２０ｆを軸方向に圧縮して図８に示すように径方向に膨出させ、該膨出部２０ｅをフランジ２ａの内面に係合させて、該膨出部２０ｅとナット２０ｄとの間で、取付プレート１２と鉄骨柱２のフランジ２ａを高力摩擦接合により連結する。
【００３８】
これにより、耐震壁１０は、その下部での基礎１ａとの結合と、上部での鉄骨柱２との結合により、左右方向に変形することなく強固に配置され、鉄骨柱２の振れを抑制し、耐震機能を発揮する。
【００３９】
次に、２階部分の耐震壁１０Ａとその取付方法について説明する。
先ず、図１０に示すように、２階部分の外壁６Ａに、前記１階部分の外壁６の嵌合穴７と同様の嵌合穴７を形成する。更に、前記嵌合穴７に位置する前記鉄骨柱２のフランジ２ａに、前記と同様の連結穴８を形成する。
【００４０】
次に、２階部分の耐震壁１０Ａを用意する。該２階部分の耐震壁１０Ａは、前記１階部分の耐震壁１０と同様の構造のＰＣ板で形成されている。すなわち、その上部における左右方向の中央部の裏側に前記連結突部１１と同様の連結突部１１を有し、該連結突部１１に前記と同様な取付プレート１２と、各連結穴１４，１４ａ，１４ｂを有し、主体部１０ａ内には前記と同様の連結筋１５を有し、該連結筋１５の下部には、前記と同様の継手部１６を有する。その他の構造についても前記１階部分の耐震壁１０と同様である。なお、該２階部分の耐震壁１０Ａの主体部１０ａの上下長は、前記１階部分の耐震壁１０における主体部１０ａの上下長より若干長く形成されている。
【００４１】
次に前記２階部分の耐震壁１０Ａの取付方法について説明する。
先ず、２階用の１枚の耐震壁１０Ａをクレーン等で吊り上げて、図１０に示す２階部分の既存の外壁６Ａの外側で、かつ、その耐震壁１０Ａの連結突部１１が外壁６Ａの嵌合穴７と対向するように位置させる。
【００４２】
次で、前記耐震壁１０Ａの下端に形成した挿入穴１７を、１階部分の耐震壁１０の上端面１０ｃから突出した連結筋１５に位置させて耐震壁１０Ａを下降して、その挿入穴１７に連結筋１５を挿入するとともに、耐震壁１０Ａの下端面１０ｅを、図９に示すように、１階部分の耐震壁１０の上端面１０ｃ上に載置し、次で、耐震壁１０Ａの上部を鉄骨柱２側へ移動して、耐震壁１０Ａの連結突部１１を前記嵌合穴７内に嵌合する。これにより２階部分の耐震壁１０Ａは、図９及び図１０に示すように、２階部分の外壁６Ａの外側に近接して垂直に配置され、かつ、連結突部１１が嵌合穴７内に嵌合した状態に建込まれる。
【００４３】
また、前記のように耐震壁１０Ａを耐震壁１０上に載置することにより、耐震壁１０の連結筋９は継手部１６内に挿入される。そして注入孔１０ｇより接合剤を注入し、耐震壁１０Ａ側の連結筋１５と耐震壁１０側の連結筋１５を接合する。
【００４４】
また、前記２階部分の耐震壁１０Ａの連結突部１１を、前記１階部分の耐震壁１０の連結突部１１と鉄骨柱２のフランジ２ａとの連結方法と同様に、ワンサイドボルト２０により２階部分の鉄骨柱２のフランジ２ａに連結する。
【００４５】
これにより、２階部分の耐震壁１０Ａは、その下部での１階部分の耐震壁１０との結合と、上部での鉄骨柱２との結合により、左右方向に変形することなく強固に配置され、鉄骨柱２の振れを抑制し、耐震機能を発揮する。
【００４６】
また、１階部分の外壁６に形成した嵌合穴７と、１階部分の耐震壁１０の連結突部１１は、２階部分の耐震壁１０Ａの下部により隠されて外視されない。
【００４７】
なお、既設の建物が３階以上の場合には、前記工法により、前記の耐震壁１０Ａを順次積み上げるとともに前記のように鉄骨柱２と下階の耐震壁とに連結して、耐震補強する。
【００４８】
また、下階の耐震壁１０と上階の耐震壁１０Ａとの相互の連結方法は、前記実施例以外に、例えば、前記連結筋１５をプレストレストコンクリート用の鋼棒とし、これを基礎１ａから所望の上階まで立上げ（複数本をスリーブジョイント等の適宜継手部で連結する）、また、各耐震壁１０，１０Ａを、そのシース内に前記鋼棒を挿通して前記ように建込むとともに、前記のように、各連結突部１１と鉄骨柱２を連結し、その後、最上階の耐震壁１０Ａより突出した前記鋼棒を、緊張器にて上方へ緊張して各耐震壁１０，１０Ａにプレストレスをかけるとともに、前記シース内に無収縮モルタルを注入して、各耐震壁１０，１０Ａを一体化してもよい。
【００４９】
このように、各耐震壁１０，１０Ａをプレストレスにより一体化することにより、耐震壁の曲げ耐力を確保し、一層耐震効果を向上させることができる。
【００５０】
前記実施例によれば、既設の建物において、その既存の外壁６の外側にＰＣ板からなる耐震壁を配置することにより、この耐震壁が耐力壁となり、既設建物の外側から耐震補強を施すことができるため、従来のブレースや方杖を増設することにより、既設建物の使い勝手を悪くしたり、室内の意匠に悪影響を及ぼすような不都合がない。更に、既設建物の外側から耐震補強を施すため、内装材の撤去や、その復旧作業が不要となり、既設建物内部での作業を極力少なくすることができ、かつ、住人の一時的な引越しも不要となる。更に、ＰＣ板からなる耐震壁に意匠性をもたせ、既設の建物の意匠性を高めることもできる。
【符号の説明】
【００５１】
１，１ａ  基礎
２        鉄骨柱
２ａ      フランジ
６        外壁
７        嵌合穴
８，１４  連結穴
１０，１０Ａ  耐震壁
１１      連結突部
２０      連結具
【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５】
2011052475.tif 000007
【図６】
2011052475.tif 000008
【図７】
2011052475.tif 000009
【図８】
2011052475.tif 000010
【図９】
2011052475.tif 000011
【図１０】
2011052475.tif 000012
【図１１】
2011052475.tif 000013
【図１２】
2011052475.tif 000014
【図１３】
2011052475.tif 000015