(57)【要約】      （修正有）【課題】既存建物に後付けされる補強部材と地盤アンカーとを用いて既存建物に加わる水平力を当該補強部材及び地盤アンカーの両方に負担させるようにすることで既存建物が負担する水平力をより減少させることが可能な既存建物の耐震補強方法等を提供する。【解決手段】既存建物１の耐震補強方法は、既存建物１に補強部材（フレーム２）を後付けにて連結し、補強部材２と既存建物１の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤３に設置された地盤アンカー４とを引張材５で連結して引張材５を緊張させることによって、既存建物１に加わる水平力を補強部材１及び地盤アンカー４の両方に負担させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建物に補強部材を後付けにて連結し、当該補強部材と前記既存建物の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤に設置された地盤アンカーとを引張材で連結して当該引張材を緊張させることによって、既存建物に加わる水平力を前記補強部材及び地盤アンカーの両方に負担させるようにしたことを特徴とする既存建物の耐震補強方法。
【請求項２】
一端が建物の基礎に連結されて既存建物の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤に設置された中空の斜杭の中空を通過するように引張材を設け、斜杭と地盤アンカーとが互いに接触しないように間隔を隔てて配置したことを特徴とする請求項１に記載の既存建物の耐震補強方法。
【請求項３】
地盤アンカーに連結された引張材の末端と既存建物に後付けされた補強部材に連結された引張材の末端とを連結する連結具を操作することで各引張材を同時に引張って各引張材を緊張させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の既存建物の耐震補強方法。
【請求項４】
一方方向を向く水平力を負担する地盤アンカーの下端と一方方向とは逆方向である他方方向を向く水平力を負担する地盤アンカーの下端とが互いに近づく方向にこれら地盤アンカーを設置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の既存建物の耐震補強方法。
【請求項５】
既存建物と、既存建物に後付けにて連結された補強部材と、既存建物の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤に設置された地盤アンカーと、地盤に設置された地盤アンカーと既存建物に連結された補強部材とを連結するとともに緊張力が導入された引張材とを備え、既存建物に加わる水平力を補強部材及び地盤アンカーの両方に負担させるように構成されたことを特徴とする既存建物の耐震補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存建物に後付けされる補強部材と地盤アンカーとを用いた既存建物の耐震補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物と当該建物の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤に設置された地盤アンカーとを引張材で連結して当該引張材を緊張させることによって、建物が負担する水平力を減少させるようにした架構構造が知られている（例えば特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２５４６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の架構構造では、引張材が建物に直接に連結されているので、建物に加わる水平力を建物自体と地盤アンカーとで負担することになるため、当該既存建物の耐震補強効果は少ない。特に、既存建物自体の耐久性が劣化している場合、既存建物に加わる水平力に既存建物が耐え切れなくなる可能性がある。
本発明は、既存建物に後付けされる補強部材と地盤アンカーとを用いて既存建物に加わる水平力を当該補強部材及び地盤アンカーの両方に負担させるようにすることで既存建物が負担する水平力をより減少させることが可能な既存建物の耐震補強方法等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る既存建物の耐震補強方法は、既存建物に補強部材を後付けにて連結し、当該補強部材と前記既存建物の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤に設置された地盤アンカーとを引張材で連結して当該引張材を緊張させることによって、既存建物に加わる水平力を前記補強部材及び地盤アンカーの両方に負担させるようにしたので、既存建物が負担する水平力をより減少させることができる。
また、一端が建物の基礎に連結されて既存建物の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤に設置された中空の斜杭の中空を通過するように引張材を設け、斜杭と地盤アンカーとが互いに接触しないように間隔を隔てて配置したので、地表付近の地盤が軟弱な地盤であっても、斜杭が摩擦杭として機能して、補強部材と斜杭と地盤アンカーとによる水平力負担効果が大きくなる。また、斜杭と地盤アンカーとが互いに接触しないように間隔を隔てて配置したため、斜杭と地盤アンカーとが接触している場合のように両者が緩衝して引抜き抵抗力が低下してしまうことを抑制できる。
また、地盤アンカーに連結された引張材の末端と既存建物に後付けされた補強部材に連結された引張材の末端とを連結する連結具を操作することで各引張材を同時に引張って各引張材を緊張させたので、連結具を地表面近くに位置させることで地表面近くで引張材に緊張力を導入する作業を行うことが可能となり、緊張力導入作業を簡単に行えるようになる。
また、一方方向を向く水平力を負担する地盤アンカーの下端と一方方向とは逆方向である他方方向を向く水平力を負担する地盤アンカーの下端とが互いに近づく方向にこれら地盤アンカーを設置したので、既存建物の敷地外にはみ出さないように地盤アンカーを設置することが可能となる。
本発明に係る既存建物の耐震補強構造は、既存建物と、既存建物に後付けにて連結された補強部材と、既存建物の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤に設置された地盤アンカーと、地盤に設置された地盤アンカーと既存建物に連結された補強部材とを連結するとともに緊張力が導入された引張材とを備え、既存建物に加わる水平力を補強部材及び地盤アンカーの両方に負担させるように構成されたので、既存建物が負担する水平力をより減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】既存建物の耐震補強構造を示し、（ａ）は耐震補強構造の平面図、（ｂ）は耐震補強構造の正面図。
【図２】既存建物の耐震補強構造を示す分解斜視図。
【図３】既存建物の耐震補強構造を示す斜視図。
【図４】既存建物の耐震補強構造の具体例を示し、（ａ）は耐震補強構造の平面図、（ｂ）は耐震補強構造の正面図。
【図５】既存建物の耐震補強構造の具体例を示し、（ａ）は耐震補強構造の平面図、（ｂ）は耐震補強構造の正面図。
【図６】既存建物の耐震補強構造の具体例を示し、（ａ）は耐震補強構造の平面図、（ｂ）は耐震補強構造の正面図。
【図７】既存建物の耐震補強構造の具体例を示し、（ａ）は耐震補強構造の平面図、（ｂ）は耐震補強構造の正面図。
【図８】既存建物の耐震補強構造の具体例を示し、（ａ）は耐震補強構造の平面図、（ｂ）は耐震補強構造の正面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
実施形態１の既存建物の耐震補強方法は、図１乃至図３に示すように、既存建物１に補強部材としてのフレーム２を後付け（外付け）にて連結し、当該後付けにて既存建物１に連結されたフレーム２と既存建物１の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤３に設置された地盤アンカー４とを引張材５で連結して当該引張材５を緊張させることによって、既存建物１に加わる水平力をフレーム２及び地盤アンカー４の両方に負担させるようにした方法である。
また、実施形態１の既存建物の耐震補強構造は、図１乃至図３に示すように、既存建物１と、既存建物１に後付け（外付け）にて連結された補強部材としてのフレーム２と、既存建物１の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤３に設置された地盤アンカー４と、地盤３に設置された地盤アンカー４と既存建物１に連結されたフレーム２とを連結するとともに緊張力が導入された引張材５とを備え、既存建物１に加わる水平力をフレーム２及び地盤アンカー４の両方に負担させるように構成された構造である。
【０００８】
フレーム２は、例えば、鉄筋コンクリート、あるいは、鉄骨により形成され、連結手段６によって既存建物１に連結される。フレーム２は、例えば柱部と梁部とを有した矩形枠体と、当該矩形枠体を補強する図外の補強部材と、を備えた構成である。例えば、矩形枠体の上下の梁部同士を連結するＴ字状やＩ字状の連結部材、矩形枠体の左右の柱部同士を連結する連結部材、矩形枠体の対角同士を連結するブレース、矩形枠体の一方の梁部の中央部と他方の梁部の両方の梁端部とを連結するブレース、矩形枠体の一方の柱部の中央部と他方の柱部の上下の端部とを連結するブレース等の補強部材によって矩形枠体が補強された構成のフレーム２を用いれば良い。
既存建物１が鉄筋コンクリート建物である場合には、当該鉄筋コンクリート建物に連結手段６としての例えばあと施工アンカーボルトを設け、当該あと施工アンカーボルトを利用してフレーム２と既存建物１とが連結される。
また、フレーム２及び既存建物１が共に鉄骨等の金属である場合は、両者を連結手段６としての溶接等で連結すればよい。
尚、フレーム２の形状は特に限定されない。当該フレーム２を既存建物１の耐力の弱い箇所に連結することによって、既存建物１の補強効果及び既存建物１に加わる水平力を負担する効果が得られる。
【０００９】
引張材５としては、例えば、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼より線等を用いる。
引張材５に緊張力を導入する方法としては、例えば、既存建物１に後付けされたフレーム２と地盤アンカー４とを連結する１本の引張材５を用いて、当該引張材５の一端部とフレーム２との連結部２４で当該引張材５に緊張力を導入して引張材５を緊張させる方法、あるいは、地盤アンカー４に連結されたアンカー側引張材５ａと、フレーム２に連結されたフレーム側引張材５ｂと、を備えた引張材５を用いて、アンカー側引張材５ａの末端部（地盤アンカー４に連結された側とは反対側の端部）とフレーム側引張材５ｂの末端部（フレーム２に連結された側とは反対側の端部）とを連結する連結具７を操作することで各引張材５ａ；５ｂを連結具７で同時に引張って各引張材５ａ；５ｂを緊張させる方法を採用すればよい。
連結具７としては、例えば筒の両端部のうちの一方の端部に右ねじが形成され他方の端部に左ねじ（逆ねじ）が形成されて、筒を一方向に回転させることによって、筒の両端部に連結された各引張材５ａ；５ｂを同時に引っ張ることが可能なターンバックル（turnbuckle）を用いれば良い。
この場合、連結具７を地表面近くに位置させることで、地表面近くで引張材５に緊張力を導入する作業を行うことが可能となり、引張材５の一端部とフレーム２との連結部２４で当該引張材５に緊張力を導入する場合のように既存建物１の高所で作業を行う場合と比べて、緊張力導入作業を簡単に行えるようになる。
尚、連結具７を操作して、アンカー側引張材５ａ及びフレーム側引張材５ｂにより構成された引張材５の緩みを除去した後に、当該引張材５の一端部とフレーム２との連結部２４で当該引張材５に緊張力を導入しても良い。
【００１０】
図４乃至図６に基づいて、実施形態１による既存建物１の耐震補強構造の具体例を説明する。尚、図４乃至図６において、１０ａは既存建物の柱、１０ｂは既存建物の梁である。
図４は、既存建物１の外面１ｆの一部にフレーム２を後付けした具体例を示す。即ち、既存建物１の階数、スパン数等に応じて既存建物１の外面１ｆの必要な箇所にフレーム２を連結するとともに、地盤アンカー４を設置し、フレーム２と地盤アンカー４とを引張材５で連結して引張材５に緊張力を導入することによって、既存建物１の耐震補強構造を構築できる。
図５は、既存建物１の外側にフレーム２を後付けした具体例を示す。即ち、既存建物１の外周端１ｓにフレーム２を連結し、フレーム２が既存建物１の外面１ｆの前方に位置されないように設けられる。この場合、フレーム２及び引張材５を既存建物１の外面１ｆの前方に位置させないようにできるため、既存建物１の外観、既存建物１内からの景観を損ない難い耐震補強構造を構築できる。
図６は、既存建物１の外側にフレーム２を後付けするとともに、一方方向を向く水平力Ａを負担する地盤アンカー４ａの下端４ｅと一方方向とは逆方向である他方方向を向く水平力Ｂを負担する地盤アンカー４ｂの下端４ｅとが互いに近づく方向にこれら地盤アンカー４ａ；４ｂを設置した具体例を示す。この場合、既存建物１の敷地外にはみ出さないように地盤アンカー４ａ；４ｂを設置することが可能となる。
【００１１】
実施形態１による既存建物１の耐震補強方法及び耐震補強構造によれば、地震時において、例えば、図１の矢印Ａに示す水平力が既存建物１に加わった場合、当該水平力を、フレーム２及び図１の左側に位置している地盤アンカー４の両方で負担し、かつ、図１の矢印Ｂに示す水平力が既存建物１に加わった場合、当該水平力を、フレーム２及び図１の右側に位置している地盤アンカー４の両方で負担することが可能で、かつ、既存建物１が負担する水平力をより小さくすることができる既存建物１の耐震補強方法及び耐震補強構造が得られる。
この場合、既存建物１に引張材５の緊張力以下の水平力が作用する場合には、当該水平力をフレーム２で負担する耐震補強構造となり、既存建物１に引張材５の緊張力以上の水平力が作用する場合には、当該水平力をフレーム２及び地盤アンカー４の両方で負担できるようになる。
また、水平力をフレーム２及び地盤アンカー４の両方で負担する構成としたことで、フレーム２が負担する分担力及び地盤アンカー４が負担する分担力を調整することが可能となる。
また、引張材５に緊張力を導入したことにより、引張材５の緩みを取り除くことができるとともに水平力を地盤アンカー４に先行してフレーム２で負担させることができるので、耐震補強効果の高い構造が得られる。
【００１２】
また、補強部材としてのフレーム２を既存建物１に後付けする方法であるので、既存建物１の強度の弱い部分にフレーム２を連結することで当該既存建物１の強度の弱い部分を補強できるとともに、フレーム２及び地盤アンカー４の両方で地震時の水平力を負担できて既存建物１が負担する水平力をより小さくすることができる既存建物１の耐震補強方法及び耐震補強構造が得られる。
また、特許文献１に記載された方法では、引張材５の一端を既存建物１の柱や梁に連結しなければならないが、実施形態１の方法及び構造では、フレーム２の形状を自由にできて、フレーム２を既存建物１の柱や梁に限らずに、既存建物１の耐力の弱い所に連結することができるため、耐震補強の自由度が増す。
【００１３】
実施形態２
図７に示すように、既存建物１の杭基礎８にフレーム２を後付け（外付け）にて連結し、当該後付けにて既存建物１の杭基礎８に連結されたフレーム２と既存建物１の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤３に設置された地盤アンカー４とを引張材５で連結して当該引張材５を緊張させることによって、既存建物１の杭基礎８に加わる水平力をフレーム２及び地盤アンカー４の両方に負担させるようにした。フレーム２は、例えば、杭基礎８を形成する杭の頭部と杭の周面とに連結される。
実施形態２では、杭基礎８をフレーム２で補強できるとともに、フレーム２及び地盤アンカー４の両方で地震時の水平力を負担できるようになるため、杭基礎８に加わる水平力をより小さくすることができるとともに、杭基礎補強効果が高い耐震補強構造を得ることができる。
【００１４】
実施形態３
図８に示すように、既存建物１が、フーチング等の基礎１１に一端が連結されて既存建物１の水平面に対して中心軸が斜めに延長するように地盤３に設置された中空１３の斜杭１２を備えており、この斜杭１２の中空１３を通過するように引張材５を設け、斜杭１２と地盤アンカー４とが互いに接触しないように間隔を隔てて配置された構成としても良い。
実施形態３の場合、地表付近の地盤３が軟弱な地盤３であったとしても、斜杭１２が摩擦杭として機能して、フレーム２と斜杭１２と地盤アンカー４とによる水平力負担効果の大きい耐震補強構造が得られる。
また、斜杭１２と地盤アンカー４とが互いに接触しないように間隔を隔てて配置されているため、斜杭１２と地盤アンカー４とが接触している場合のように両者が緩衝して引抜き抵抗力が低下してしまうことを抑制できる。
【００１５】
尚、本発明による既存建物の耐震補強方法及び耐震補強構造においては、地盤アンカー４の向きは特に限定されない。
また、一方方向を向く水平力を負担する地盤アンカー４と一方方向とは逆方向である他方方向を向く水平力を負担する地盤アンカー４とを一対で設けることが好ましい。
また、水平力Ａ；Ｂが作用する方向と引張材５及び地盤アンカー４が延長する方向とが同一平面上で延在する方向となることが好ましい。
また、地盤アンカー４の設置角度、即ち、地盤アンカー４の中心軸と水平面とのなす角度は、小さい方が好ましい。即ち、地盤アンカー４の中心軸が水平に近くなるように設置される方がより大きな水平力を負担できるようになって好ましい。
【符号の説明】
【００１６】
１  既存建物、２  フレーム（補強部材）、３  地盤、４  地盤アンカー、
５  引張材、７  連結具、１１  基礎、１２  斜杭、１３  中空。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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