(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架構の上端部分に設けられ、両端部が前記架構に接合される上側鉄骨部材と、
前記架構の下端部分に設けられ、両端部が前記架構に接合される下側鉄骨部材と、
前記上側鉄骨部材と前記下側鉄骨部材とに両端部が接合され、上下方向に沿って設けられた一又は複数の鉄骨間柱と、
を備え、
前記上側鉄骨部材の両端部及び前記下側鉄骨部材の両端部は、前記架構を構成する柱にピン接合される、
耐震補強フレーム。
【請求項２】
前記鉄骨間柱は上下方向の中央部で分割された構造とされると共に、前記中央部でピン接合された請求項１に記載の耐震補強フレーム。
【請求項３】
前記上側鉄骨部材及び前記下側鉄骨部材は、前記架構を構成する梁の側面に接合される、
請求項１又は請求項２に記載の耐震補強フレーム。
【請求項４】
架構の上端部分に設けられ、両端部が前記架構に接合される上側鉄骨部材と、
前記架構の下端部分に設けられ、両端部が前記架構に接合される下側鉄骨部材と、
前記上側鉄骨部材と前記下側鉄骨部材とに両端部が接合され、上下方向に沿って設けられた一又は複数の鉄骨間柱と、
を備え、
前記鉄骨間柱は上下方向の中央部で分割された構造とされると共に、前記中央部でピン接合されている、
耐震補強フレーム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の耐震補強フレームが架構に設置され、
前記架構に設けられた壁には、横方向に並ぶ複数の窓開口が設けられ、
前記耐震補強フレームの前記鉄骨間柱は、面外方向から見た正面視において前記窓開口と前記窓開口との間の部位に重なるように配置された耐震補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震補強フレーム及び耐震補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、既存建物の架構面内に組み込まれる耐震補強用架構に関する技術が開示されている。この先行技術では、架構面内において分割可能な間柱および／または中間梁が、ボルト接合されることにより全体として格子状に組み立てられている。更に間柱と中間梁との交差部が、間柱および中間梁よりも降伏点が低い低降伏点鋼材等で構成されていると共に既存建物の架構にボルト接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４０２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、架構の変形を抑える耐震補強としては、Ｖ字状やＸ字状の鉄骨ブレースを架構に架設する方法が知られている。しかし、このようなＶ字状やＸ字状の鉄骨ブレースは、架構を面外方向から見た正面視において、斜めに配置されているので、例えば、窓開口からの採光や通行が遮られる等の問題が生じる場合がある。
【０００５】
また、特許文献１の技術では、全体として格子状に組み立てられた間柱と中間梁との交差部を低降伏点鋼材等で構成することで、交差部が地震時に降伏して地震エネルギーを吸収し、制振効果を発揮する。よって、間柱と中間梁とを格子状に組み立てることが必須である。したがって、上下方向の中間部分に水平方向に配置された中間梁によって、例えば、窓開口からの採光や通行が遮られる等の問題が生じる場合がある。
【０００６】
このように架構に設置する耐震補強フレームは、正面視において、上下方向の中間部分に中間梁のような水平方向に配置された水平部材及び鉄骨ブレースのような斜めに配置された斜部材が無い構造が望ましい。
【０００７】
本発明は、上記事実を鑑み、正面視において上下方向の中間部分に水平部材及び斜部材を配置することなく架構の耐震性能を向上することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一態様は、架構の上端部分に設けられ、両端部が前記架構に接合される上側鉄骨部材と、前記架構の下端部分に設けられ、両端部が前記架構に接合される下側鉄骨部材と、前記上側鉄骨部材と前記下側鉄骨部材とに両端部が接合され、上下方向に沿って設けられた一又は複数の鉄骨間柱と、を備える耐震補強フレームである。
【０００９】
第一態様では、耐震補強フレームの上側鉄骨部材と下側鉄骨部材との間は、これらに両端部が接合され上下方向に沿って設けられた一又は複数の鉄骨間柱のみが配置されている。つまり、正面視において上下方向の中間部分には、水平部材及び斜部材が配置されていない。
【００１０】
そして、地震時の架構の変形が上側鉄骨部材及び下側鉄骨部材を介して一又は複数の鉄骨間柱に伝達され、せん断力に抵抗する。
【００１１】
よって、正面視において上下方向の中間部分に水平部材及び斜部材を配置することなく耐震補強フレームを設置する架構の耐震性能が向上する。
【００１２】
第二態様は、前記鉄骨間柱は上下方向の中央部で分割された構造とされると共に、前記中央部でピン接合された第一態様に記載の耐震補強フレームである。
【００１３】
第二態様では、鉄骨間柱の中央部で分割された構造とすることで、例えば施工時の耐震補強フレームの運搬が容易となる。
【００１４】
また、耐震補強フレームの曲げモーメントを負担しない鉄骨間柱の中央部をピン接合することで納まりが簡略化される。
【００１５】
第三態様は、第一態様又は第二態様に記載の耐震補強フレームが架構に設置され、前記架構に設けられた壁には、横方向に並ぶ複数の窓開口が設けられ、前記補強フレームの前記鉄骨間柱は、面外方向から見た正面視において前記窓開口と前記窓開口との間の部位に重なるように配置された耐震補強構造である。
【００１６】
第三態様では、耐震補強フレームの上側鉄骨部材と下側鉄骨部材との間は、これらに両端部が接合された上下方向に沿って設けられた一又は複数の鉄骨間柱のみが配置されている。つまり、正面視において上下方向の中間部分に水平部材及び斜部材が配置されていない。
【００１７】
そして、地震時の架構の変形が上側鉄骨部材及び下側鉄骨部材を介して一又は複数の鉄骨間柱に伝達され、せん断力に抵抗する。
【００１８】
よって、正面視において上下方向の中間部分に水平部材及び斜部材を配置することなく耐震補強フレームが設置された架構の耐震性能が向上する。
【００１９】
また、正面視において窓開口と窓開口との間の部位に重なるように鉄骨間柱を配置することで、窓開口からの採光を維持しつつ、架構を耐震補強することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、正面視において上下方向の中間部分に水平部材及び斜部材を配置することなく架構の耐震性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態の耐震補強フレーム及びこの耐震補強フレームによって耐震補強された架構を室内側から見た正面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】図１の耐震補強フレームによって耐震補強された架構を室内側から見た斜視図である。
【図４】図３の耐震補強フレームによって耐震補強された架構に内壁を設けた状態の室内側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１〜図４を用いて、本発明の一実施形態の耐震補強フレーム及びこの耐震補強フレームによって耐震補強された架構について説明する。なお、各図中の矢印Ｚは鉛直方向を示し、矢印Ｙは架構の面外方向を示し、矢印Ｘは矢印Ｚ及び矢印Ｙに直交する架構の水平方向を示している。また、図２中に示されている符号１２は室内（屋内）を表し、符号１４は室外（屋側）を表している。
【００２３】
＜構造＞
先ず、実施形態の耐震補強フレーム１００及びこの耐震補強フレーム１００によって耐震補強された架構１０の構造について説明する。
【００２４】
図１及び図３に示すように、鉄筋コンクリート製の架構１０は、図の左右の柱２２、上側の梁３２及び下側の梁３４で構成されている。また、架構１０には建物外壁を構成する壁５０が設けられている。柱２２には柱主筋及びせん断補強筋が配筋され、梁３２，３４には梁主筋及びせん断補強筋が配筋されている。なお、架構１０は鉄筋コンクリート製に限定されない。例えば、架構１０は、鉄骨鉄筋コンクリート製や鉄骨製などであってもよい。
【００２５】
図１及び図３に示すように、壁５０には、左右方向に間隔をあけて窓開口５２、窓開口５４及び窓開口５６が形成されている。そして、この架構１０の壁５０の室内１２側（図２参照）に耐震補強フレーム１００が設置されることで、架構１０が耐震補強されている。
【００２６】
耐震補強フレーム１００は、上側鉄骨部材１１２、下側鉄骨部材１１４、鉄骨間柱１３２及び鉄骨間柱１３４を備えている。本実施形態では、上側鉄骨部材１１２、下側鉄骨部材１１４及び鉄骨間柱１３２、１３４は、いずれもＨ形鋼で構成されている。なお、上側鉄骨部材１１２、下側鉄骨部材１１４及び鉄骨間柱１３２、１３４は、Ｈ形鋼以外の鉄骨材で構成されていてもよい。
【００２７】
上側鉄骨部材１１２は、架構１０の上端部分に水平又は略水平に配置され、左右の端部１１２Ａが架構１０を構成する柱２２の側面２２Ａに接合されている。下側鉄骨部材１１４は、架構１０の下端部分に水平又は略水平に配置され、同様に左右の端部１１４Ａが架構１０を構成する柱２２の側面２２Ａに接合されている。また、鉄骨間柱１３２及び鉄骨間柱１３４は、左右方向に間隔をあけて配置されていると共に上下方向に沿って設けられ、それぞれの上下の端部１３２Ａ、１３４Ａが、それぞれ上側鉄骨部材１１２と下側鉄骨部材１１４とに接合され、一体化されている。
【００２８】
上側鉄骨部材１１２の端部１１２Ａ及び下側鉄骨部材１１４の端部１１４Ａは、それぞれ接合部材６０を介して柱２２の側面２２Ａにピン接合されている。接合部材６０は、鉄骨側プレート６２と柱側プレート６４とで構成された平面視Ｔ字形状とされている。
【００２９】
各接合部材６０の鉄骨側プレート６２は上側鉄骨部材１１２の端部１１２Ａ及び下側鉄骨部材１１４の端部１１４Ａにボルト接合され、接合部材６０の柱側プレート６４は柱２２に設けられた後施工の接着系のアンカー６６によって柱２２の側面２２Ａに接合されている。なお、本実施形態においては、接合部材６０の柱側プレート６４と柱２２の側面２２Ａとの間には、無収縮モルタル６８が設けられている。なお、無収縮モルタル６８が設けられていなくてもよい。
【００３０】
図２に示すように、上側鉄骨部材１１２のウエブ１１２Ｂと梁３２との間にはウエブ１１２Ｂに形成された充填孔１１１（図１参照）からモルタル７０が充填されると共に、Ｘ方向に沿ってスパイラル７２が配筋されている。上側鉄骨部材１１２のウエブ１１２Ｂの梁３２側にはスタッド１１６が設けられている。また、モルタル７０には、梁３２に打ち込まれた後施工の接着系のアンカー７４が埋設されている。よって、上側鉄骨部材１１２は、スタッド１１６、モルタル７０及びアンカー７４によって梁３２の側面３２Ａに接合されていると共に、上側鉄骨部材１１２と梁３２との間で応力が伝達される。
【００３１】
同様に、下側鉄骨部材１１４のウエブ１１４Ｂと梁３４との間にはウエブ１１４Ｂに形成された充填孔１１３（図１参照）からモルタル７０が充填されると共に、Ｘ方向に沿ってスパイラル７２が配筋されている。下側鉄骨部材１１４のウエブ１１４Ｂの梁３４側にはスタッド１１７が設けられている。また、モルタル７０には、梁３４に打ち込まれた後施工の接着系のアンカー７４が埋設されている。よって、下側鉄骨部材１１４は、スタッド１１７、モルタル７０及びアンカー７４によって梁３４の側面３４Ａに接合されていると共に、下側鉄骨部材１１４と梁３４との間で応力が伝達される。
【００３２】
図１に示すように、鉄骨間柱１３２は、面外方向から見た正面視において、窓開口５２と窓開口５４との間の部位５１に重なるように配置されている。また、鉄骨間柱１３４は、面外方向から見た正面視において窓開口５４と窓開口５６との間の部位５９に重なるように配置されている。更に、本実施形態では、鉄骨間柱１３２、１３４は、正面視において、窓開口５２，５４，５６に重ならないように配置されている。
【００３３】
図１及び図３に示すように、鉄骨間柱１３２は、上下方向の中央部で分割され、上側間柱１２２と下側間柱１２３とで構成されている。同様に、鉄骨間柱１３４は、上下方向の中央部で分割され、上側間柱１２４と下側間柱１２５とで構成されている。
【００３４】
そして、上側間柱１２２，１２４と下側間柱１２３，１２５とは、それぞれ板状の継手部材８０をボルト接合することで、ピン接合されている。なお、図３に示すように、上側間柱１２２のフランジ１２２Ａ，下側間柱１２３のフランジ１２３Ａ、上側間柱１２４のフランジ１２４Ａ及び下側間柱１２５のフランジ１２５Ａには、それぞれボルト接合する際に作業者が手を入れる切欠部８２が形成されている。
【００３５】
（施工方法）
次に、施工方法の一例について説明する。
【００３６】
耐震補強する架構１０の建物外で、上側鉄骨部材１１２と上側間柱１２２、１２４とを接合し、下側鉄骨部材１１４と下側間柱１２３，１２５とを溶接接合する。
【００３７】
接合された上側鉄骨部材１１２及び上側間柱１２２、１２４と、下側鉄骨部材１１４及び下側間柱１２３，１２５と、を耐震補強する架構１０の部屋に搬送し、上側鉄骨部材１１２及び下側鉄骨部材１１４を架構１０に接合する。なお、接合の詳細は、既に説明したので、省略する。
【００３８】
また、上側間柱１２２，１２４と下側間柱１２３、１２５とを継手部材８０を介してボルト接合する。なお、このとき切欠部８２（図３参照）から作業者が手をいれて作業する。
【００３９】
このようにして、耐震補強フレーム１００を架構１０に設置したのち、図４に示すように、窓開口５２、５４、５６に、それぞれ窓５３，５５，５７を設けると共に、耐震補強フレーム１００の室内１２（図２参照）側に化粧壁材で構成された内壁９０を設ける。
【００４０】
＜作用及び効果＞
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４１】
耐震補強フレーム１００の上側鉄骨部材１１２と下側鉄骨部材１１４との間は、これらに端部１３２Ａ、１３４Ａが接合され上下方向に沿って設けられた鉄骨間柱１３２，１３４のみが配置されている。つまり、正面視において上下方向の中間部分には水平部材及び斜部材が配置されていない。
【００４２】
そして、地震時の架構１０の変形が上側鉄骨部材１１２及び下側鉄骨部材１１４を介して鉄骨間柱１３２，１３４に伝達され、せん断力に抵抗する。よって、正面視において架構１０の上下方向の中間部分に水平部材及び斜部材を配置することなく、耐震補強フレーム１００を設置する架構の耐震性能が向上する。
【００４３】
なお、前述の正面視において架構１０の上下方向の中間部分に配置される水平部材及び斜部材とは、Ｖ字状やＸ字状のブレース材及び格子状の補強部材の中間梁等である。
【００４４】
本実施形態の耐震補強フレーム１００における鉄骨間柱１３２、１３４は、上下方向の中央部で分割され、上側間柱１２２、１２４と下側間柱１２３、１２５とで構成されている。そして、これら上側間柱１２２，１２４と下側間柱１２３，１２５とは、それぞれ板状の継手部材８０を介してボルト接合することで、ピン接合されている。このように、地震時等の架構１０の変形時に曲げモーメントを負担しない鉄骨間柱１３２，１３４の中央部をピン接合することで納まりが簡略化されている。
【００４５】
更に、本実施形態では、地震時等の架構１０の水平変形時に曲げモーメントを負担しない耐震補強フレーム１００の上側鉄骨部材１１２の端部１１２Ａ及び下側鉄骨部材１１４の端部１１４Ａの架構１０との接合部位は、それぞれ接合部材６０を介して柱２２の側面２２Ａにピン接合することで、納まりが簡略化されている。
【００４６】
また、耐震補強する架構１０の建物外で上側鉄骨部材１１２と上側間柱１２２、１２４とを接合し、下側鉄骨部材１１４と下側間柱１２３，１２５とを溶接接合し、接合された上側鉄骨部材１１２及び上側間柱１２２、１２４と、下側鉄骨部材１１４及び下側間柱１２３，１２５と、を耐震補強する架構１０の部屋に搬送する。よって、耐震補強フレーム１００全体を搬送する場合と比較し、搬送が容易である。
【００４７】
更に、鉄骨間柱１３２は、面外方向から見た正面視において窓開口５２と窓開口５４との間の部位５１に重なるように配置されている。また、鉄骨間柱１３４は、面外方向から見た正面視において窓開口５４と窓開口５６との間の部位５９に重なるように配置されている。更に、本実施形態では、鉄骨間柱１３２、１３４は、正面視において、窓開口５２，５４，５６に重ならないように配置されている。したがって、架構１０に耐震補強フレーム１００を設置することで、窓開口５２，５４，５６からの採光を維持しつつ、架構１０が耐震補強されている。
【００４８】
＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００４９】
例えば、上記形態では、壁５０には窓開口５２，５４，５６が形成されていたが、これに限定されない、窓開口以外の開口部、例えばドア開口が形成されていてもよい。なお、ドア開口などは開口部の下端部分に下側鉄骨部材１１４が配置される場合があるが、下側鉄骨部材１１４を跨ぐことで容易に通行することができる。或いは、下側鉄骨部材１１４の前後にスロープやステップを設けることで、開口部を更に容易に通行することができる。このように、耐震補強フレーム１００を設置しても開口部の通行は容易に可能である。
つまり、上下方向の中間部分に配置された水平部材及び斜部材とは異なり、下側鉄骨部材１１４は通行を遮らない。
【００５０】
また、例えば、上記実施形態では、耐震補強フレーム１００は、二本の鉄骨間柱１３２及び鉄骨間柱１３４を備えているが、これに限定されない。一本又は三本以上の鉄骨間柱を備えていてもよい。
【００５１】
なお、一本又は三本以上の鉄骨間柱を備える場合であっても、鉄骨間柱は、面外方向から見た正面視において開口部（窓開口やドア開口等）と開口部との間の部位に重なるように配置する。更に正面視において開口部に重ならないように配置する。別の観点から説明すると、開口部の数や配置に応じて、鉄骨間柱が開口部に干渉しないように適宜配置する。
【００５２】
しかし、鉄骨間柱は、一部又は全部が正面視において開口部（窓開口やドア開口等）に重なっていてもよい。また、鉄骨間柱が正面視において開口部と開口部との間の部位に重ならない位置に配置されていてもよい。例えば、正面視において、大きな開口部の左右方向の中央部に、一本の鉄骨間柱が配置された構成であってもよい。
【００５３】
また、壁には開口部（窓開口やドア開口等）がない架構や壁が設けられていない架構に設置する耐震補強フレームにも本発明を適用することができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、架構１０の室内１２側に耐震補強フレーム１００を設置し、架構１０を耐震補強していたが、これに限定されない。架構１０の屋外１４側に耐震補強フレーム１００を設置し、架構１０を耐震補強してもよい。また、建物内の架構に耐震補強フレーム１００を設置し、耐震補強してもよい。
【００５５】
更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない
【符号の説明】
【００５６】
１０      架構
５２      窓開口
５４      窓開口
５６      窓開口
１００      耐震補強フレーム
１１２      上側鉄骨部材
１１４      下側鉄骨部材
１３２      鉄骨間柱
１３４      鉄骨間柱
【図１】
0006630520.tif 000002
【図２】
0006630520.tif 000003
【図３】
0006630520.tif 000004
【図４】
0006630520.tif 000005