(57)【要約】【課題】本発明は、簡略な構成で安全性が高く安価な、既存外壁構造体を該新設構造物に連結して保存するための、既存外壁の支持構造を提供する。【解決手段】補強フレーム２は、前記既存外壁構造体１を支持するに際し、裏面側に一体的に取り付けられるのではなく、補強フレーム２に備えられた支持部材２ｂを介して線的もしくは点的に支持しており、面外方向の力が作用し、面外の曲げ変形が生じた際にも、大きな曲げモーメントが生じることはなく、該既存外壁構造体１の損傷を抑制する。また、補強フレーム２は新設構造物４に、水平方向の移動及び回転を自在とするピンローラー支承付き連結部材７を介して支持され、両者の異なる挙動を阻害することのないよう、両者を連結しながら絶縁している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存構造物の解体に際し、該既存構造物を構成する既存外壁構造体の一部を保存して自立させるとともに、既存構造物の解体跡地に新設構造物を構築し、該新設構造物に前記既存外壁構造体を支持する既存外壁の支持構造であって、
保存したい既存外壁構造体は、その裏面側に所定の離間間隔をもって平行に配される補強フレームに支持されており、
該補強フレームが、前記既存外壁と同様の大きさの鉛直面を有する補強フレーム本体と、
該補強フレーム本体の一方の鉛直面に、高さ方向に所定の間隔をもって複数設けられ、前記既存外壁構造体に向けて水平に突出する支持部材とを備えてなり、
該支持部材の端部が、前記既存外壁構造体の裏面に固定手段を介して固定されることを特徴とする既存構造体の支持構造。
【請求項２】
請求項１に記載の既存構造体の支持構造において、
前記既存外壁構造体を支持する補強フレームには、他方の鉛直面で前記補強フレーム本体の頂部近傍で前記新設構造物の所定の階層の床面と同一の高さ位置に、水平移動及び回転を自在にするピンローラー支承を備えたピンローラー支承付き連結部材の一方の端部が取り付けられているとともに、
前記新設構造物には、所定の階層に前記補強フレームに向けて張出し床が水平に設けられており、
該張り出し床の端部に、ピンローラー支承付き連結部材の他方の端部が締結手段を介して締結されて、既存外壁構造体を支持する補強フレームが新設構造物に一点支持されることを特徴とする既存構造体の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存構造物を構成する既存外壁構造体の一部を保存して自立させるとともに、既存構造物の解体跡地に新設構造物を構築し、該新設構造物に前記既存外壁構造体を支持する既存外壁の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、近代的な名建築物は、老朽化の進行や耐震性の問題等を理由に取り壊しを余儀なくされる場合が多い。しかし、これらの建築物は、歴史的に価値が高いことから、建築物自身もしくは建築物を構成する構造部材の一部を保存しようとするニーズが高まりつつある。
このような中、特許文献１に示すように、既存建築物の外壁面を保存するに際し、外壁面を鉄筋コンクリート版と一体化した上で任意の大きさに切りだし、これを外装版として新たな構造物に用いる方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５４−７７４２４号公報（第４図参照）
【０００４】
一方で、既存建築物の外壁面を、既存外柱を含めた既存外壁構造体として自立させた上で、新設構造物に用いる場合には、既存外壁構造体の裏面側に、独立して立設する補強フレームを構築し、該補強フレームと前記壁面とを一体化させた上で、該補強フレームと新設構造物をエキスパンション・ジョイント等を用いて連結する構成が一般に用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述する構成では、前記補強フレームと既存外壁構造体とを一体化することにより剛性が向上し、基礎構造との取り合い部となる脚部に大きな曲げモーメントが生じやすく、ひび割れ等が発生しやすい。また、既存外壁構造体を自立させるためには、補強フレームが大規模構造となり易く、新設構造物と既存外壁構造体との間に利用できないスペースが生じる場合が多い。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は、簡略な構成で安全性が高く安価な、既存外壁構造体を該新設構造物に連結して保存するための、既存外壁の支持構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の既存外壁構造体の支持構造は、既存構造物の解体に際し、該既存構造物を構成する既存外壁構造体の一部を保存して自立させるとともに、既存構造物の解体跡地に新設構造物を構築し、該新設構造物に前記既存外壁構造体を支持する既存外壁の支持構造であって、保存したい既存外壁構造体は、その裏面側に所定の離間間隔をもって平行に配される補強フレームに支持されており、該補強フレームが、前記既存外壁と同様の大きさの鉛直面を有する補強フレーム本体と、該補強フレーム本体の一方の鉛直面に、高さ方向に所定の間隔をもって複数設けられ、前記既存外壁構造体に向けて水平に突出する支持部材とを備えてなり、該支持部材の端部が、前記既存外壁構造体の裏面に固定手段を介して固定されることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の既存外壁構造体の支持構造は、前記既存外壁構造体を支持する補強フレームには、他方の鉛直面で前記補強フレーム本体の頂部近傍で前記新設構造物の所定の階層の床面と同一の高さ位置に、水平移動及び回転を自在にするピンローラー支承を備えたピンローラー支承付き連結部材の一方の端部が取り付けられているとともに、前記新設構造物には、所定の階層に前記補強フレームに向けて張出し床が水平に設けられており、該張り出し床の端部に、ピンローラー支承付き連結部材の他方の端部が締結手段を介して締結されて、既存外壁構造体を支持する補強フレームが新設構造物に一点支持されることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の既存外壁構造体の支持構造は、保存したい既存外壁構造体が自立できるよう、既存外壁構造体の裏面側に近接して補強フレームを構築して支持部材を介して支持するとともに、該補強フレームの頂部近傍と前記新設構造物から補強フレームに向けて設けられた張出し床とを、水平移動及び回転の自在なピンローラー支承を備えたピンローラー支承付き連結部材を介して１点支持することにより、前記補強フレームに支持された既存外壁構造体の構造的な安全性を確保するものである。
【００１０】
図１に示すように、既存構造物を構成する構造体の中で、保存の対象となった既存外壁構造体１は、既存外壁本体１ａと該既存外壁本体１ａの両側部各々に立設する対をなす既存柱１ｂにより構成されている。これら既存外壁構造体１は、補強された既存基礎部３に支持されるとともに、裏面側に設けられて、補強された既存基礎部３と一体的に構築される補強フレーム２とにより支持されている。
なお、本実施の形態では、既存外壁構造体１の補強フレーム２を挟んだ裏面側に新設構造物４が構築されて、該新設構造物４の外壁として既存外壁構造体１を再利用しており、既存外壁構造体１を支持する補強フレーム２が新設構造物４にを支持される構成を示している。したがって、補強された既存基礎部３は、新設構造物４の新設基礎部５と一体化されており、これにより既存外壁構造体１及び補強フレーム２を支持する既存基礎部３は、新設構造物４の新設基礎部５に支持されることなり、構造物全体が安定し不同沈下を生じることのない構成を有している。
【００１１】
前記既存外壁構造体１の裏面側に設けられた補強フレーム２は、補強フレーム本体２ａと、支持部材２ｂとを備えている。該補強フレーム本体２ａは、鉄骨造よりなり、前記既存外壁構造体１の鉛直面とほぼ同様の大きさを有する枠組み状に形成されている。本実施の形態では、図２に示すように、補強フレーム本体２ａの開口部には、前記既存外壁構造体１に内包された梁１ｃが配されている位置と同様の高さ位置に水平部材２ｃが架け渡されているが、必ずしもこれにこだわるものではなく、独立して立設でき、面内方向に力が作用した際に、この力を負担できるラーメン構造としての性能を有する構成であれば、何れの形状を用いてもよい。
【００１２】
該補強フレーム本体２ａには、一方の鉛直面に所定の離間間隔を持って複数の支持部材２ｂが固着手段を介して固着されている。該支持部材２ｂは、剛性の高い部材よりなり、前記補強フレーム本体２ａの一方の面から突出するように設けられて、突端部を前記既存外壁構造体１の裏面に固定手段を介して固定することにより、前記既存外壁構造体１を補強フレーム２に支持させるものである。本実施の形態では支持部材２ｂに、補強フレーム本体２ａの長さと同程度もしくは略短いスラブ材を用いており、これを前記水平部材２ｃと同様の高さ位置に各々配置し、前記既存外壁構造体１を、内包された梁１ｃ位置で支持する構成としている。これにより、該支持部材２は、より安全に既存外壁構造体１を支持することができるものである。
このように本実施の形態では、補強フレーム２が既存外壁構造体１を線で支持する構成としたが、必ずしもこれにこだわるものではなく、支持部材２ｂに突起形状の部材を用いて、これらを補強フレーム本体２ａの両側端部近傍に対して高さ方向に所定の離間間隔を持って複数配置することにより、既存外壁構造体１を点で支持する等、既存外壁構造体１を補強フレーム２で支持できる部材であれば、何れを用いてもよい。
【００１３】
上述する構成の補強フレーム２は、前記既存外壁構造体１を支持するに際し、裏面側に一体的に取り付けられるのではなく、補強フレーム２に備えられた支持部材２ｂを介して線的もしくは点的に支持することから、補強フレーム２に支持されることにより前記既存外壁構造体１の剛性が高まり過ぎることがないため、面外方向の力が作用し、面外の曲げ変形が生じた際にも、既存外壁構造体１の下部で補強した既存基礎部３との取り合い部近傍に、大きな曲げモーメントが生じることはなく、該既存外壁構造体１の損傷を抑制することができるものである。
【００１４】
次に、上述する補強フレーム２に支持された既存外壁構造体１を新設構造物４の外壁として利用する場合の既存外壁の支持構造を以下に示す。
【００１５】
図１に示すように、既存外壁構造体１の補強フレーム２を挟んだ裏面側に構築される新設構造物４は、前記補強フレーム２の他方の面に向かい合う側面より、各階高毎に張出し床６が構築されている。該張り出し床６は、その張り出し長さを、前記既存外壁構造体１よりも上方に位置するものについては、その制限を与えないものの、前記既存外壁構造体１が存在する高さ位置に配されるものについては、前記補強フレーム２に支持された既存外壁構造体１が面外方向の力を受けて変形を生じた際にも、干渉することのないクリアランスＬを確保する長さに形成されている。
【００１６】
一方で、該新設構造物４と向かい合う前記補強フレーム本体２ａの他方の面には、前記ピンローラー支承付き連結部材７が突出して設けられている。
図２に示すように、該ピンローラー支承付き連結部材７は、丸棒状の軸部材８と、該軸部材８に貫通され軸部材８の長さ方向に自在にスライドするとともに、周方向にも自在に回転する回転部材９と、該回転部材９に備えられるブラケット１３と、前記軸部材８に平行に配され、軸部材８の両端部に固着された連結部材１０を介して連結される固定部材１１とにより構成されている。このような構成により、前記固定部材１１は、前記軸部材８に対して平行な位置に固定されているが、前記回転部材９に備えられたブラケット１３は、軸部材８に対して回転自在であり、また水平方向への移動も自在となるものである。
【００１７】
本実施の形態では、図３に示すように、２本の前記軸部材８を同一直線を形成する位置に離間して配置し、前記固定部材１１の側面に連結部材１０を介して連結する構成を示した。これに伴い、前記回転部材９も２本の前記軸部材８各々に設けられており、軸部材８を貫通する開口面を向かい合わせて２個配置されている。これら回転部材９は、軸部材８に平行に配置される棒状のつなぎ部材１２により連結されて、該つなぎ部材１２に前記ブラケット１３が所定の数量取り付けられる構成となっている。しかし、ピンローラー支承付き連結部材７は、必ずしもこれにこだわるものではなく、前記軸部材８と、該軸部材に固定される固定部材１１と、軸部材８に対して回転及び水平方向の移動を自在にする回転部材９と、該回転部材９ににブラケット１３を備える構成を有しており、ブラケット１３が固定部材１１に対して回転及び水平方向の移動を自在にする構成を有していれば、何れの形状を用いてもよい。
【００１８】
このようなピンローラー支承付き連結部材７は、図４に示すように、前記軸部材８が補強フレーム本体２ａの他方の面側に水平に突出するように、一方の端部である前記固定部材９を補強フレーム本体２ａに締結手段を介して締結されている。このとき、前記補強フレーム２に対するピンローラー支承付き連結部材７の高さ位置は、頂部近傍で、かつ隣接して設けられている新設構造物４の張出し床６ａと同様の高さ位置に設置されている。なお、固定部材９の下部には頬杖部材１４が設けられており、該頬杖部材１４を補強フレーム本体２ａに固定手段を介して固定することにより、固定部材９の水平性は維持されている。
【００１９】
一方で、図１に示すように、該ピンローラー支承付き連結部材７と同様の高さ位置に設けられている新設構造物４の張出し床６ａは、その張り出し長さが、他よりも短く形成されており、前記固定部材９とブラケット１３を水平に配置した際の、ピンローラー支承付き連結部材７の長さと張り出し床６の長さを合わせたものが、前記補強フレーム本２と新設構造物４との離間距離となるように、長さが調整されている。
また、図４に示すように、ピンローラー支承付き連結部材７と同様の高さ位置に設けられている張り出し床６ａには、端部上面に前記ブラケット１３の端部と嵌合する切り欠きが設けられており、該切り欠き部にブラケット１３を嵌合させた上で、両者を締結手段を介して締結している。これにより、前記補強フレーム２に支持された既存外壁構造体４は、前記ピンローラー支承付き連結部材７を介して新設構造物４に連結されることとなる。
【００２０】
このように、補強フレーム２に支持された既存外壁構造体１を、補強フレーム２の頂部近傍にのみ設けられたピンローラー支承付き連結部材７を介して新設構造物４に支持する構成は、既存外壁構造体１が補強フレーム２に支持されることにより剛性の高い構造となっており、一方、前記新設構造物４が、耐震性能をあらかじめ考慮されて既存外壁構造体１と比較しても剛性の低い構造に構築されていることから、両者の剛性が異なることにより生じる挙動の違いを吸収することを目的とするものである。
【００２１】
例えば、図５に示すように、地震等が発生し既存外壁構造体１の面外方向の力が作用すると、新設構造物４は、層間変形を生じるような挙動を示すこととなるが、剛性の高い既存外壁構造体１の頂部とピンローラー支承付き連結部材７を介して連結されていることから、該既存外壁構造体１の面外方向の曲げ剛性により、新設構造物４に作用する面外方向の力を吸収し、新設構造物４の層間変形を抑制するものである。これらの挙動を図６に示す。
図６（ａ）は、前記新設構造物４に、既存外壁構造体１の裏面向き面外方向の力が作用している状況である。このような場合には、新設構造物４から既存外壁構造体１に裏面向き面外方向の力が作用され、既存外壁構造体１の下部近傍に曲げモーメントを生じることとなるが、前記既存外壁構造体１はこれを支持する補強フレーム２と一体化されていないことからその剛性は低いため、発生する曲げモーメントは小さく、ひび割れ等の損傷を生じることはない。
また、図６（ｂ）は、前記新設構造物４に、既存外壁構造体１の表面向き面外方向の力が作用している状況である。ここでは、前記ピンローラー支承付き連結部材７の軸部材８を中心に、回転部材９を介してブラケット１３が回転することにより、新設構造物４が自身の耐力のみ面外方向の力に対向することとなるため、既存外壁構造体１に過大な面外方向の力を伝達しない構成となっている。
【００２２】
なお、ブラケット１３が回転するような挙動が生じた際には、前記固定部材１１にも、鉛直方向に変位を与えるような力が生じている。本実施の形態では、図３に示すように、固定部材１１に既存外壁構造体１の面外方向に形成されたトラス部材を用いており、該トラス部材の面外方向（鉛直方向）の剛性を適宜調整しておき、先に述べた固定部材１１に対して鉛直方向に変位を与えるような力が生じた際にも追従できる構成としている。このとき、固定部材１１に用いるトラス部材の曲げ剛性の評価には、一般に用いられている連成解析モデルを用いた地震応答解析を行い、前記軸部材８に作用する上下方向の応力、変位に対して検討することとしている。
【００２３】
一方で、図５に示すように、地震等が発生し既存外壁構造体１の面内方向の力が作用すると、新設構造物４は、この力に追随して変形し、建物が受ける力を緩和しようとする。また、前記既存外壁構造体１は、変形することなくラーメン構造に形成された補強フレーム２によりこの力を負担する。これらの挙動を図７に示す。
図７（ａ）は、既存外壁構造体１の面内方向の挙動を示すものであり、図７（ｂ）は、新設構造物４の面内方向の挙動を示すものである。これらは、互いに異なる挙動を示すものの、既存外壁構造体１に固定されているピンローラー支承付き連結部材７の固定部材１１に対し、新設構造物４に固定されているブラケット１３は、固定部材１１に固定されている軸部材８を中心に、回転部材９を介して水平方向に自在に移動するため、ピンローラー支承付き連結部材７が両者を絶縁しており、両者の挙動を阻害することのない構成となっている。
【００２４】
上述する構成によれば、前記既存外壁構造体１の補強構造は、補強フレーム２が前記既存外壁構造体１を支持するに際し、裏面側に一体的に取り付けられるのではなく、補強フレーム２に備えられた支持部材２ｂを介して線的もしくは点的に支持することから、補強フレーム２に支持されることにより前記既存外壁構造体１の剛性が高まり過ぎることがないため、面外方向の力が作用し、面外の曲げ変形が生じた際にも、既存外壁構造体１の下部で補強した既存基礎部３との取り合い部近傍に、大きな曲げモーメントが生じることはなく、該既存外壁構造体１の損傷を抑制することが可能となる。
【００２５】
また、新設構造物４と補強フレーム２に支持された既存外壁構造体１とを、補強フレーム２の頂部近傍にのみ設けられたピンローラー支承付き連結部材７で連結する既存外壁構造体１の補強構造は、剛性の異なる既存既存外壁構造体１と新設構造物４とを連結しても挙動に応じて、両者を絶縁することが可能となる。
また、地震等が発生し既存外壁構造体１の面外方向の力が作用した場合には、新設構造物４は、層間変形を生じるような挙動を示すこととなるが、剛性の高い既存外壁構造体１の頂部とピンローラー支承付き連結部材７を介して連結されていることから、該既存外壁構造体１の面外方向の曲げ剛性により、新設構造物４に作用する面外方向の力を吸収し、新設構造物４の層間変形を抑制することが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の既存外壁構造体の支持構造によれば、既存構造物の解体に際し、該既存構造物を構成する既存外壁構造体の一部を保存して自立させるとともに、既存構造物の解体跡地に新設構造物を構築し、該新設構造物に前記既存外壁構造体を支持する既存外壁の支持構造であって、保存したい既存外壁構造体は、その裏面側に所定の離間間隔をもって平行に配される補強フレームに支持されており、該補強フレームが、前記既存外壁と同様の大きさの鉛直面を有する補強フレーム本体と、該補強フレーム本体の一方の鉛直面に、高さ方向に所定の間隔をもって複数設けられ、前記既存外壁構造体に向けて水平に突出する支持部材とを備えてなり、該支持部材の端部が、前記既存外壁構造体の裏面に固定手段を介して固定されることから、補強フレームに支持されることにより前記既存外壁構造体の剛性が高まり過ぎることがないため、面外方向の力が作用し、面外の曲げ変形が生じた際にも、既存外壁構造体の下部で補強した既存基礎部との取り合い部近傍に、大きな曲げモーメントが生じることはなく、該既存外壁構造体の損傷を抑制することが可能となる。
【００２７】
請求項２記載の既存外壁構造体の支持構造によれば、前記既存外壁構造体を支持する補強フレームには、他方の鉛直面で前記補強フレーム本体の頂部近傍で前記新設構造物の所定の階層の床面と同一の高さ位置に、水平移動及び回転を自在にするピンローラー支承を備えたピンローラー支承付き連結部材の一方の端部が取り付けられているとともに、前記新設構造物には、所定の階層に前記補強フレームに向けて張出し床が水平に設けられており、該張り出し床の端部に、ピンローラー支承付き連結部材の他方の端部が締結手段を介して締結されて、既存外壁構造体を支持する補強フレームが新設構造物に一点支持されることから、剛性の異なる既存既存外壁構造体と新設構造物とを連結しても挙動に応じて、両者を絶縁することが可能となる。
【００２８】
地震等が発生し既存外壁構造体の面外方向の力が作用した場合には、新設構造物は、層間変形を生じるような挙動を示すこととなるが、剛性の高い既存外壁構造体の頂部とピンローラー支承付き連結部材を介して連結されていることから、該既存外壁構造体の面外方向の曲げ剛性により、新設構造物に作用する面外方向の力を吸収し、新設構造物の層間変形を抑制することが可能となる。また、両者がほぼ同様な挙動を示すことから、両者間のクリアランスＬを大きくとる必要がなく、ピンローラー支承付き連結部材を取り付けていない張出し床と既存外壁構造体との間に、エキスパンション・ジョイントを取り付ける際にも小型化することができるため、意匠性を向上することができるとともに、コストを大幅に削減することが可能となる。
【００２９】
さらに、最小限のスペースで前記既存外壁構造体を新設構造物に利用保存できるとともに、両者の間に生じる空間に張出し床が配されるため、空間を有効利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る既存外壁構造体と新設構造物の支持構造の側面を示す図である。
【図２】本発明に係る補強フレームとピンローラー支承付き連結部材の取り付け状況を示す図である。
【図３】本発明に係るピンローラー支承付き連結部材の平面を示す図である。
【図４】本発明に係るピンローラー支承付き連結部材の側面を示す図である。
【図５】本発明に係る地震時の既存外壁構造体と新設構造物の全体の挙動を示す図である。
【図６】本発明に係る地震時の既存外壁構造体と新設構造物の面外方向の挙動を示す図である。
【図７】本発明に係る地震時の既存外壁構造体と新設構造物の面内外方向の挙動を示す図である。
【符号の説明】
１  既存外壁構造体
２  補強フレーム
３  既存基礎部
４  新設構造物
５  新設基礎部
６  張出し床
７  ピンローラー支承付き連結部材
８  軸部材
９  回転部材
１０  連結部材
１１  固定部材
１２  つなぎ部材
１３  ブラケット
１４  頬杖部材
【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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