(57)【要約】【課題】地震時応力の増大に対する耐震補強工事をほとんど省力化できることは勿論、増築部分の長期鉛直荷重に対する補強工事を既存建物のコア部分のみに集中的に行うことにより、補強工事の範囲と分量を最小限に抑え、更なる工費削減、工期の短縮化を図ることができる、既存建物の上部増築工法を提供する。【解決手段】既存建物のコア部を、増築部分の長期鉛直荷重を負担できるように補強し、増築部分のコア部柱を連結する。増築部分の梁及びスラブは当該増築部分のコア部に片持ちされた跳ね出し架構として構築する。増築部分の外周部柱と既存架構との間にダンパー等の減衰装置を設ける。【選択図】図１
2004353351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建物の屋上部に階数を増やすなどの増築を行う工法において、
既存建物のコア部を、増築部分の長期鉛直荷重を負担できるように補強し、増築部分のコア部柱を連結すること、
増築部分の梁及びスラブは当該増築部分のコア部に片持ちされた跳ね出し架構として構築すること、
増築部分の外周部柱と既存架構との間にダンパー等の減衰装置を設けることを特徴とする、既存建物の上部増築工法。
【請求項２】
増築部分のコア部は、その上端にほぼ水平な繋ぎ材を設けて補強することを特徴とする、請求項１に記載した既存建物の上部増築工法。
【請求項３】
増築部分の骨組構造は、増築部分のコア部の上端部と外周部柱の下端部とを吊り材で連結して補強した跳ね出し架構とすることを特徴とする、請求項１又は２に記載した既存建物の上部増築工法。
【請求項４】
増築部分の骨組構造は、各階の梁及びスラブとコア部との間にブレース及び間柱を設けて補強した跳ね出し架構とすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した既存建物の上部増築工法。
【請求項５】
増築部分のコア部は、建物に内包されるセンターコア形式又はコアが四周のうち対面する二面を含むセンターコア形式とすることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した既存建物の上部増築工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、既存建物の屋上部に階数を増やすなどの増築を行う際に好適な、既存建物の上部増築工法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
既存建物の規模拡大や用途変更をするに際し、既存建物の屋上部より上方に階数を増やすなどの増築を行いたい場合がある。
【０００３】
既存建物の屋上部に増築工事を行う場合には通常、当該既存建物に、増築部分の重量増加に伴う長期鉛直荷重に対する補強工事だけでなく、地震時応力の増大に対する耐震補強工事も併せて行う必要がある。
【０００４】
そのため補強工事が大掛かりになり、工費の増大や工期の長期化を招く虞があった。また、補強工事に伴う既存建物の壁厚の増大、補強フレームの追加などにより既存建物の居住空間を減損する虞もあった。
【０００５】
そこで従来、前記問題点を踏まえて開発された既存建物の上部増築工法が、種々開示されて公知である（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
特許文献１に開示された技術は、既存建物の躯体と基礎とを補強し、当該躯体と基礎との間に免震装置を設置した後、既存建物の屋上部に増築工事を施す既存建物の上部増築工法である。
【０００７】
この技術によると、免震装置の免震作用により、地震時応力の増大に対する耐震補強工事の必要性がほとんどなく、既存建物の補強を増築分の重量増加に伴う長期鉛直荷重に対する補強工事程度にとどめることが可能になる。その分だけ工費削減、工期の短縮化を図ることができ、居住空間を減損する虞が少なくなった。
【０００８】
前記特許文献２に開示された技術は、既存部分又は増築部分の任意の層、特には増築部分の最下層に、他の層よりも相対的に低剛性となり地震時の変形が集中し地震エネルギーの大半を吸収する中間免震層を設ける、既存建物の上部増築工法である。
【０００９】
この技術によると、前記地震エネルギーの大半を吸収する中間免震層の作用により、増築部分には地震エネルギーが殆ど伝播されず、増築部分の振動により既存部分の地震エネルギーが低減されるので、前記特許文献１と同様に、地震時応力の増大に対する耐震補強工事の必要性がほとんどない。既存建物の補強を増築分の重量増加に伴う長期鉛直荷重に対する補強工事程度にとどめることが可能になり、その分だけ工費削減、工期の短縮化を図ることができ、居住空間を減損する虞が少なくなった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−６２８９６号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２５３４号公報
【００１１】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び２に開示された技術はともに、地震時応力の増大に対する耐震補強工事はほとんど省力化できるものの、増築部分の長期鉛直荷重に対する補強工事は依然として必要である。
【００１２】
そのため補強部材点数は減るものの、既存建物外周部における各層の柱や建物基礎の補強工事を既存建物全体に行うことに変わりがなく、補強工事に伴う工費削減、工期の短縮化については改善の余地が多く残されている。
【００１３】
本発明の目的は、地震時応力の増大に対する耐震補強工事をほとんど省力化できることは勿論、増築部分の長期鉛直荷重に対する補強工事を既存建物のコア部分のみに集中的に行うことにより、補強工事の範囲と分量を最小限に抑え、さらなる工費削減、工期の短縮化を図ることができる、既存建物の上部増築工法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明に係る既存建物の上部増築工法は、
既存建物の屋上部に階数を増やすなどの増築を行う工法において、
既存建物のコア部を、増築部分の長期鉛直荷重を負担できるように補強し、増築部分のコア部柱を連結すること、
増築部分の梁及びスラブは当該増築部分のコア部に片持ちされた跳ね出し架構として構築すること、
増築部分の外周部柱と既存架構との間にダンパー等の減衰装置を設けることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した既存建物の上部増築工法において、増築部分のコア部は、その上端にほぼ水平な繋ぎ材を設けて補強することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した既存建物の上部増築工法において、増築部分の骨組構造は、増築部分のコア部の上端部と外周部柱の下端部とを吊り材で連結して補強した跳ね出し架構とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した既存建物の上部増築工法において、増築部分の骨組構造は、各階の梁及びスラブとコア部との間にブレース及び間柱を設けて補強した跳ね出し架構とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した既存建物の上部増築工法において、増築部分のコア部は、建物に内包されるセンターコア形式又はコアが四周のうち対面する二面を含むセンターコア形式とすることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態及び実施例】
図１と図２は、請求項１に記載した発明に係る既存建物の上部増築工法の実施形態を示している。
【００２０】
この既存建物の上部増築工法は、既存建物の屋上部に階数を増やすなどの増築（既存建物の１０〜２０％程度の重量の増築）を行う際に、当該増築部分の長期鉛直荷重に対する補強工事を既存建物のコア部のみに集中的に行うことにより、補強工事の範囲と分量を最小限に抑え、構造力学上安定して増築できる技術思想に立脚している。
【００２１】
前記既存建物の上部増築工法は、既存建物１のコア部２を、増築部分１１の長期鉛直荷重を負担できるように補強し、増築部分１１のコア部柱１２と連結する。前記増築部分１１の梁及びスラブ１３は当該増築部分１１のコア部１２に片持ちされた跳ね出し架構として構築する。前記増築部分１１の外周部柱１１ａと既存架構１との間にダンパー等の減衰装置３を設ける（請求項１記載の発明）。
【００２２】
図１は、鉄筋コンクリート造の地下１階、地上９階建ての既存建物１を対象としてその上に４階分の増築部分１１を設け、全体として地下１階、地上１３階建てとする増築工法を示している。
【００２３】
前記既存建物１のコア部２は、建物に内包されるセンターコア形式で実施しているがこれに限定されず、例えば、図６に示したように、コアが四周のうち対面する二面を含むセンターコア形式で実施することもできる（請求項５記載の発明）。
【００２４】
前記既存建物１のコア部２の補強手段は、図２に示したように、各階のコア部２における隣接するコア部柱２ａの間に、補強耐力壁５をバランス良く設置することにより実施する。もちろん当該補強耐力壁５の設置箇所は、図示例に限定されない。また、前記コア部２の補強手段は補強耐力壁５を使用することに限定されず、コア部柱２ａをふとらせて実施してもよい。さらに、必ずしもコア部分２の各階に補強手段を施す必要はなく、増築部分１１の長期鉛直荷重（増築する階数）に応じて構造設計上必要な部位を補強すれば足りる。
【００２５】
本実施形態に係る増築部分１１は、平面方向に見て、既存建物１の構成部材とほぼ一致する位置、すなわち、既存建物１のコア部柱２ａ、コア壁２ｂを含むコア部分２、および外周部柱１ａを含む外周部４とほぼ一致する配置に、コア部柱、コア壁を含むコア部分１２、および外周部柱１１ａを含む外周部１４を設けて増築している。
【００２６】
増築部分１１のコア部１２と既存建物１のコア部２とは、図１のＸ部の位置で、当該増築部分１１の長期鉛直荷重を既存建物１のコア部２に直接伝達できる構成で実施している。
【００２７】
また、本実施形態に係る増築部分１１のコア部１２は、その上端にほぼ水平な繋ぎ材１５を設けて補強している（請求項２記載の発明）。
【００２８】
前記コア部１２から片持ちされた跳ね出し架構として構築する増築部分１１は、その骨組構造を、ゆがみや不均等荷重、振動荷重による破壊を起こさないように補強することに留意する。例えば、本実施形態では、増築部分１１の骨組構造を、増築部分１１のコア部１２の上端部の繋ぎ材１５と外周部柱１１ａの下端部とを、バランスよく配置された複数の吊り材１６で連結して補強した跳ね出し架構としている（請求項３記載の発明）。なお、増築部分１１の骨組構造の補強手段は勿論これに限定されず、前記吊り材１６を、増築部分１１の各階の外周部柱１１ａと連結して補強してもよいし、図５に示したように、各階の梁及びスラブ１３とコア部１２との間にブレース１７及び間柱１９を設けて補強することもできる（請求項４記載の発明）。
【００２９】
本実施形態においては、増築部分１１に作用する水平力の一部が跳ね出し架構の上下運動となり、本実施形態に係る減衰装置３は、図３に示したように、増築部分１１の外周部柱１１ａと、既存建物１の外周部柱１ａとの間にピン１８で接合して設置してあり、当該上下運動のエネルギーを吸収する役割と当該既存建物１の外周部柱１ａに過大な力が作用しないような役割を併せ持っている。
【００３０】
なお、本実施形態のダンパー３は、図２のＹ部分に配設した外周部柱１ａの部位にそれぞれ計８体、バランスよく設けて実施しているが設置箇所はこれに限定されず、増築部分１１に生じる振動エネルギーを十分に吸収できる配置で実施すればよい。また、前記減衰装置３は、ダンパー３に限定されないことは勿論で、増築部分１１に生じる振動エネルギーを吸収可能な装置であれば、粘性体ダンパーやオイルダンパーなどでも好適に実施できる。
【００３１】
したがって、既存建物１の外周部４と増築部分１１の外周部１４とは、相対変位可能に切り離された形態で実施しているので、既存建物１の外周部（外周フレームや外周壁）４へ過大な振動エネルギーの入力を回避できると共に、その間に設置した減衰装置（ダンパー）３の作用により、前記振動エネルギーを制御することができる。
【００３２】
上記構成の既存建物１の上部増築工法は、地震などの短期荷重に対しては、増築部分１１の外周部１４に取り付けられた減衰装置（ダンパー）３で制御することにより、伝達される振動エネルギーを制御できる。よって、既存建物１の外周部柱１ａなどの補強を一切必要とせず、当該増築部分１１の長期鉛直荷重に対する補強工事を既存建物１のコア部２のみに集中的に行えば良いので、補強工事の範囲及び分量を必要最小限に抑えることができ、補強工事の工費削減、工期の短縮化に貢献する。
【００３３】
既存建物１のコア部２の補強による剛性の高い既存建物１と柔軟性が大きい跳ね出し架構の増築部分１１が組み合わされることにより、地震時において、図４に示したように、地震時の短期荷重に伴い増築部分１１が鞭振り現象を起こすので、増築しない既存建物１のみの場合と比して、振動エネルギーの入力を大幅に低減することができる（ＴＭＤ効果）。
【００３４】
地震時の短期荷重に伴う増築部分１１の鞭振り現象の水平力の一部を、増築部分１１の外周部１４において鉛直変位に変え、減衰装置（ダンパー）３で振動エネルギーを制御・吸収する架構としているため、前記ＴＭＤ効果の作用効率をより高めることができる。
【００３５】
【本発明が奏する効果】
請求項１〜５に記載した発明に係る既存建物の上部増築工法によれば、
１）既存建物の外周部と増築部分の外周部とは、相対変位可能に切り離された形態で実施しているので、既存建物の外周部（外周フレームや外周壁）へ過大な振動エネルギーの入力を回避できると共に、その間に設置した減衰装置（ダンパー）の作用により、振動エネルギーを制御することができる。
２）地震などの短期荷重に対しては、増築部分の外周部に取り付けられた減衰装置（ダンパー）で制御することにより、伝達される振動エネルギーを制御できる。よって、既存建物の外周部柱などの補強を一切必要とせず、当該増築部分の長期鉛直荷重に対する補強工事を既存建物のコア部のみに集中的に行えば良いので、補強工事の範囲及び分量を必要最小限に抑えることができ、補強工事の工費削減、工期の短縮化に貢献する。
３）既存建物のコア部の補強による剛性の高い既存建物と柔軟性が大きい跳ね出し架構の増築部分が組み合わされるので、地震時において、図４に示したように、地震時の短期荷重に伴い増築部分が鞭振り現象を起こすので、増築しない既存建物のみの場合と比して、振動エネルギーの入力を大幅に低減することができる（ＴＭＤ効果）。
４）地震時の短期荷重に伴う増築部分の鞭振り現象の水平力の一部を、増築部分の外周部において鉛直変位に変え、減衰装置（ダンパー）で振動エネルギーを制御・吸収する架構としているため、前記ＴＭＤ効果の作用効率をより高めることができる。
５）その他、増築部の外周部柱の変位及び作用する振動エネルギーは、減衰装置により制御されているので、コア部からの跳ね出し形式は比較的制約を受けることなく施工状況に応じて実施でき、外周部柱とコア部柱との取り合いを、剛接合もしくはピン接合又はそれらの組み合わせなどでフレキシブルに実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載した既存建物の上部増築工法の実施形態を示した立面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】減衰装置を示した立面図である。
【図４】増築部分の鞭振り現象を概略的に示した立面図である。
【図５】異なる実施形態を示した立面図である。
【図６】異なる実施形態を示した平面図である。
【符号の説明】
１      既存建物
１ａ    外周部柱
２      コア部
２ａ    コア部柱
２ｂ    コア壁
３      減衰装置
４      外周部
５      補強耐力壁
１１      増築部分
１１ａ    外周部柱
１２      コア部
１３      スラブ及び梁
１４      外周部
１５      繋ぎ材
１６      吊り材
１７      ブレース
１８      ピン
１９      間柱
【図１】
2004353351.tif 000003
【図２】
2004353351.tif 000004
【図３】
2004353351.tif 000005
【図４】
2004353351.tif 000006
【図５】
2004353351.tif 000007
【図６】
2004353351.tif 000008