(57)【要約】【課題】基礎の周囲の地盤を掘削することなく前記基礎の上の建物の耐震性を高められるようにすること及び前記基礎を補強することなく前記建物の耐震性を高められるようにすること。【解決手段】基礎の上の建物の補強構造は、前記基礎から水平方向に間隔を置いて地盤の中に設けられ、該地盤から上方へ伸びる少なくとも１本の杭を含み、該杭は前記建物に連結されている。前記地盤の表層は地盤改良されており、前記杭は、既製のコンクリート杭又は鋼杭である。【選択図】図１
2011021404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎の上の建物の補強構造であって、
前記基礎から水平方向に間隔を置いて地盤の中に設けられ、該地盤から上方へ伸びる少なくとも１本の杭を含み、
前記杭は前記建物に連結されている、建物の補強構造。
【請求項２】
基礎の上の建物の補強構造であって、
前記建物の周方向に間隔を置かれた複数の杭であってそれぞれが前記基礎から水平方向に間隔を置いて地盤の中に設けられ、該地盤から上方へ伸びる複数の杭を含み、
各杭は前記建物に連結されており、
隣接する２つの杭は連結されている、建物の補強構造。
【請求項３】
前記地盤の表層は地盤改良されている、請求項１又は２に記載の建物の補強構造。
【請求項４】
前記杭はダンパーを介して前記建物に連結されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の建物の補強構造。
【請求項５】
前記杭は、既製のコンクリート杭又は鋼杭である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の建物の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎の上の建物の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の建物の耐震性を高めるため、前記建物の補強が行われる。従来、基礎の上の既存の建物を補強するとき、まず、前記基礎の周囲の地盤を掘削し、次に、前記基礎の周囲に、該基礎に接合された構造物を設ける。その後、前記構造物の上に、前記建物の周方向に間隔を置かれた複数の柱を設け、各柱を前記建物に連結する（特許文献１参照）。前記柱は、前記建物が地震時に受ける水平力の一部を負担する。これにより、前記建物が負担する荷重は低減され、前記建物の耐震性は高められる。
【０００３】
しかし、前記基礎の周囲の地盤の掘削に多くの手間と時間とを要する。また、前記柱が、前記基礎に接合された前記構造物の上に設けられているため、前記柱が負担する前記水平力の一部は前記構造物を介して前記基礎に伝わり、前記基礎が負担する荷重は低減されない。このため、前記基礎の耐震性を高めるために該基礎の補強を要することがある。前記基礎の補強は、広範囲の地盤の掘削、基礎スラブの大型化、基礎梁の追加等を伴い、多くの手間と時間とを要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２０３２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、基礎の周囲の地盤を掘削することなく前記基礎の上の建物の耐震性を高められるようにすることである。また、本発明の他の目的は、前記基礎を補強することなく前記建物の耐震性を高められるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記建物が地震時に受ける水平力の一部を、前記基礎から水平方向に間隔を置いて地盤の中に設けられた杭に負担させる。これにより、従来のように前記基礎の周囲の地盤を掘削することなく、前記建物の耐震性を高めることができるようにする。また、前記建物から前記基礎に伝わる水平力が低減されるようにし、前記基礎を補強することなく前記建物の耐震性を高めることができるようにする。
【０００７】
本発明に係る、基礎の上の建物の補強構造は、前記基礎から水平方向に間隔を置いて地盤の中に設けられ、該地盤から上方へ伸びる少なくとも１本の杭を含み、該杭は前記建物に連結されている。前記杭は、前記建物が地震時に受ける水平力の一部を負担する。これにより、前記建物が負担する荷重は低減され、前記建物の耐震性は高められる。
【０００８】
前記建物が地震時に受ける水平力の一部を、前記基礎から水平方向に間隔を置いて前記地盤の中に設けられた前記杭に負担させるため、従来必要とされた前記基礎の周囲の地盤の掘削を要しない。また、前記水平力の一部を前記杭に負担させることにより、前記水平力の一部を、前記基礎を介することなく前記地盤に伝えることができる。これにより、前記建物から前記基礎に伝わる水平力を低減させることができ、前記基礎を補強することなく前記建物の耐震性を高めることができる。このため、前記建物の補強を効率的に行うことができる。
【０００９】
前記補強構造は、前記建物の周方向に間隔を置かれた複数の杭であってそれぞれが前記基礎から水平方向に間隔を置いて前記地盤の中に設けられ、該地盤から上方へ伸びる複数の杭を含み、各杭が前記建物に連結され、隣接する２つの杭が連結されたものとすることができる。これにより、前記杭の剛性を高めることができ、前記杭が負担できる水平力を増大させることができる。このため、前記建物が負担する荷重をより一層低減させることができ、前記建物の耐震性を効果的に高めることができる。
【００１０】
前記地盤の表層は地盤改良されている。これにより、前記地盤の表層の前記杭に対する支持力を高めることができ、前記杭に負担させる水平力を増大させることができる。このため、前記建物の耐震性をより効果的に高めることができる。
【００１１】
前記補強構造は、前記杭がダンパーを介して前記建物に連結されたものとすることができる。前記ダンパーは、地震時に生じる振動エネルギーを吸収する。地震時に前記建物が水平力を受けて振動しているとき、前記ダンパーにより前記建物の振動を減衰させることができる。
【００１２】
前記杭は、既製のコンクリート杭又は鋼杭とすることができる。この場合、前記杭が設けられる場所に打設されるコンクリートの量が比較的少なく、前記建物の補強を比較的短期間に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基礎の上の建物が、前記基礎から間隔を置いて地盤の中に設けられた杭に連結されているため、前記建物が地震時に受ける水平力の一部を前記杭に負担させることができる。このため、従来のように前記基礎の周囲の地盤を掘削することなく、前記建物の耐震性を高めることができる。また、前記水平力の一部を前記杭に負担させることにより、前記水平力の一部を、前記基礎を介することなく前記地盤に伝えることができる。このため、前記建物から前記基礎に伝わる水平力を低減させることができ、前記基礎を補強することなく前記建物の耐震性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例に係る建物の補強構造の正面図。
【図２】本発明の第１実施例に係る建物の補強構造の平面図。
【図３】図２の線３における連結手段の側面図。
【図４】本発明の第２実施例に係る連結手段の側面図。
【図５】本発明の第３実施例に係る連結手段の側面図。
【図６】本発明の第４実施例に係る建物の補強構造の正面図。
【図７】本発明の第４実施例に係る建物の補強構造の平面図。
【図８】本発明の第５実施例に係る建物の補強構造の正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示すように、基礎１０の上に構築された既存の建物１２が補強構造１４により補強されている。補強構造１４は、基礎１０から水平方向に間隔を置いて地盤１６の中に設けられた少なくとも１本の杭１８を含む。杭１８は、地盤１６から上方へ伸びており、建物１２に連結されている。
【００１６】
建物１２は、基礎１０の上に水平方向に間隔を置いて設けられた複数の柱２０と、該柱の間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁２２とを有する。柱２０及び梁２２のそれぞれは、鉄筋コンクリート製でもよいし、鋼製でもよい。基礎１０は地盤１６の中に設けられている。杭１８は、梁２２の高さとほぼ同じ高さにおいて柱２０に連結されている。
【００１７】
補強構造１４は、図２に示すように、建物１２の周方向に間隔を置かれた複数の杭１８を有する。各杭１８は、基礎１０から水平方向に間隔を置いて地盤１６の中に設けられ、該地盤から上方へ伸び、建物１２に連結されている。杭１８は既製コンクリート杭である。補強構造１４は、複数の杭１８を有する図２に示した例に代え、１本の杭１８を有するものでもよい。
【００１８】
地盤１６の表層１６ａ（図１）は地盤改良されている。前記地盤改良は、地表から約１ｍの深さまでの範囲においてなされており、これにより、地盤１６の表層１６ａの、杭１８に対する支持力が高められている。前記地盤改良は、例えば、地盤１６の表層１６ａの中へセメント系の固化剤を注入することによりなされている。
【００１９】
杭１８は、地盤１６の上方において建物１２に連結されており、図１に示した例では、杭１８の上端部が建物１２に連結されている。杭１８の建物１２への連結は連結手段２４によりなされている。連結手段２４は、図３に示すように、杭１８に固定された第１部材２６と、該第１部材に結合され、建物１２に固定された第２部材２８とからなる。図３に示した例では、第１部材２６は、杭１８を取り巻く鋼管３０と、該鋼管に固定され、該鋼管からその径方向における外方へ伸びるＨ形鋼３２とからなる。鋼管３０は、該鋼管と杭１８との間に注入されたグラウト（図示せず）により、杭１８に固定されている。この場合、鋼管３０は杭１８の製作後に該杭に固定されるが、これに代え、鋼管３０は杭１８の製作時に該杭に固定されるものでもよい。第２部材２８は、建物１２に取り付けられた鋼板３４と、該鋼板に固定された、該鋼板に垂直なＨ形鋼３６とからなる。鋼板３４は、それぞれが該鋼板を貫く、該鋼板の一方の側において建物１２に固定された複数のボルト３８と、各ボルトに螺合され、鋼板３４の他方の側に配置されたナット４０とにより、建物１２に取り付けられている。
【００２０】
第１部材２６及び第２部材２８のＨ形鋼３２、３６は鋼板３８を介して連結されている。鋼板３８は、その一端部が第１部材２６のＨ形鋼３２のウェブに平行であり、その他端部が第２部材２８のＨ形鋼３６のウェブに平行である。鋼板３８の前記一端部は、それぞれが鋼板３８の前記一端部及び第１部材２６のＨ形鋼３２の前記ウェブを貫く、該ウェブの一方の側に頭部が配置された複数のボルト４２と、各ボルトに螺合され、前記ウェブの他方の側に配置されたナット（図示せず）とにより、前記ウェブに固定されている。鋼板３８の前記他端部は、それぞれが鋼板３８の前記他端部及び第２部材２８のＨ形鋼３６の前記ウェブを貫く、該ウェブの一方の側に頭部が配置された複数のボルト４４と、各ボルトに螺合され、前記ウェブの他方の側に配置されたナット（図示せず）とにより、前記ウェブに固定されている。
【００２１】
建物１２を補強するとき、まず、基礎１０から水平方向に間隔を置かれた少なくとも１本の杭１８を、該杭の一部が地盤１６の上方に位置するように該地盤の中に設ける。図２に示した例では、建物１２の周方向に間隔を置かれた複数の杭１８を、各杭が建物１２から水平方向に間隔を置かれ、杭１８の一部が地盤１６の上方に位置するように、該地盤の中に設ける。その後、杭１８を建物１２に連結する。杭１８の建物１２への連結の前に杭１８及び建物１２にそれぞれ第１部材２６及び第２部材２８を固定し、杭１８の建物１２への連結時に第１部材２６と第２部材２８とを結合する。その後、地盤１６の表層１６ａを地盤改良する。杭１８の建物１２への連結の後に前記地盤改良を行う上記の例に代え、杭１８を地盤１６の中に設けた後、杭１８の建物１２への連結の前に前記地盤改良を行ってもよいし、杭１８を地盤１６の中に設ける前に前記地盤改良を行ってもよい。
【００２２】
基礎１０の上の建物１２が、基礎１０から間隔を置いて地盤１６の中に設けられた杭１８に連結されていることから、建物１２が地震時に受ける水平力の一部を杭１８に負担させることができる。これにより、建物１２が負担する荷重は低減され、建物１２の耐震性は高められる。前記水平力の一部を杭１８に負担させるため、従来のように基礎１０の周囲の地盤を掘削し、基礎１０の周囲に構造物の設けることを要しない。また、前記水平力の一部を杭１８に負担させることにより、前記水平力の一部を、基礎１０を介することなく地盤１６に伝えることができる。これにより、建物１２から基礎１０に伝わる水平力を低減させることができ、基礎１０を補強することなく建物１２の耐震性を高めることができる。このため、建物１２の補強を効率的に行うことができる。
【００２３】
地盤１６の表層１６ａが地盤改良され、地盤１６の表層１６ａの杭１８に対する支持力が高められていることにより、杭１８に負担させる水平力を増大させることができ、建物１２の耐震性をより効果的に高めることができる。前記地盤改良がなされる範囲は、杭１８が負担すべき水平力の大きさ、地盤１６の表層１６ａの支持力等に応じて変更することができる。なお、地盤１６の表層１６ａは、杭１８を支持するために十分な支持力を既に有している場合、地盤改良されていなくてもよい。
【００２４】
杭１８は、既製のコンクリート杭である上記の例に代え、既製の鋼杭でもよいし、場所打ちコンクリート杭でもよい。杭１８が既製のコンクリート杭又は鋼杭である場合、杭１８が場所打ちコンクリート杭である場合に比べて、杭１８が設けられる場所に打設されるコンクリートの量が少なく、建物１２の補強を短期間に行うことができる。
【００２５】
図４に示す例では、杭１８に固定された第１部材２６と、建物１２に固定された第２部材２８とが直接結合されている図３に示した例に代え、第１部材２６と第２部材２８とがダンパー４６を介して結合されている。連結手段２４は、杭１８に固定された第１部材２６と、該第１部材から水平方向に間隔を置いて配置され、建物１２に固定された第２部材２８と、一端部が第１部材２６に取り付けられ、他端部が第２部材２８に取り付けられたダンパー４６とからなる。このように杭１８はダンパー４６を介して建物１２に連結されている。
【００２６】
ダンパー４６はオイルダンパーである。前記オイルダンパーは、液圧シリンダーからなり、該液圧シリンダーの中にオイルが収容されている。地震時に建物１２が水平力を受けて振動しているとき、建物１２は杭１８に対して水平方向に動き、前記液圧シリンダーは建物１２及び杭１８から外力を受けて伸縮する。このとき、前記オイルは、前記液圧シリンダーの中で流れ、粘性抵抗を受ける。これにより建物１２の振動は減衰される。
【００２７】
図５に示す例では、ダンパー４６は、前記オイルダンパーである図４に示した例に代え、鋼製ダンパーである。第１部材２６は第２部材２８から下方へ間隔を置かれており、第１部材２６及び第２部材２８にそれぞれ前記鋼製ダンパーの下端部及び上端部が取り付けられている。第１部材２６は、第２部材２８から下方へ間隔を置かれている図５に示した例に代え、第２部材２８から上方へ間隔を置かれていてもよい。この場合、第１部材２６及び第２部材２８にそれぞれ前記鋼製ダンパーの上端部及び下端部が取り付けられている。
【００２８】
前記鋼製ダンパーは、それぞれが上下方向に伸びる、互いに平行な複数のスリット４８を有する鋼板５０からなる。地震時に建物１２が水平力を受けて振動しているとき、建物１２は杭１８に対して水平方向に動き、鋼板５０は建物１２及び杭１８からせん断力を受けて変形する。これにより、地震時に生じた振動エネルギーが吸収され、建物１２の振動は減衰される。
【００２９】
図６、７に示す例では、隣接する２つの杭１８は連結されている。杭１８の連結は連結部材５２によりなされている。連結部材５２は、図６、７に示した例では、Ｈ形鋼のような鋼製の部材であるが、これに代え、鉄筋コンクリート製の部材でもよい。隣接する２つの杭１８が連結されていることにより、杭１８の剛性を高めることができ、杭１８が負担できる水平力を増大させることができる。これにより、建物１２が負担する荷重をより一層低減させることができ、建物１２の耐震性をより効果的に高めることができる。
【００３０】
杭１８は、図１に示した例では、１つの連結手段２４により建物１２に連結されているが、これに代え、図８に示すように、上下方向に間隔を置かれた複数の連結手段２４により建物１２に連結されていてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０    基礎
１２    建物
１４    補強構造
１６    地盤
１８    杭
４６    ダンパー
【図１】
2011021404.tif 000003
【図２】
2011021404.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011021404.tif 000006
【図５】
2011021404.tif 000007
【図６】
2011021404.tif 000008
【図７】
2011021404.tif 000009
【図８】
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