(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築構造物の開口部にそれぞれ設けられるもので、建築構造物の開口部の水平方向の上下内側面にそれぞれ外側方向に外力が加わった状態で密着できるように第１加圧部材によって加圧された第１、第２水平補強部材と、
前記開口部の垂直方向側の左右内側面にそれぞれ外側方向に外力が加わった状態で密着できるように第２加圧部材により加圧状態で密着される第１、第２垂直補強部材と、
前記開口部の上下内側面に密着される前記第１、第２水平補強部材と開口部の垂直方向の左右側面に密着される前記第１、第２垂直補強部材の端部をそれぞれ連結して開口部の内側面に加圧状態で維持できるように固定して、第１、第２加圧部材を除去できるようにする連結ブラケットを備え、
前記第１、第２水平補強部材は、建築構造物の開口部の水平方向の内側に弾性力を有したまま密着できるように設定された曲率半径を有するようにベンディングされることを特徴とする建築構造物の開口部の耐震補強装置。
【請求項２】
建築構造物の開口部にそれぞれ設けられるもので、建築構造物の開口部の水平方向の上下内側面にそれぞれ外側方向に外力が加わった状態で密着できるように第１加圧部材によって加圧された第１、第２水平補強部材と、
前記開口部の垂直方向側の左右内側面にそれぞれ外側方向に外力が加わった状態で密着できるように第２加圧部材により加圧状態で密着される第１、第２垂直補強部材と、
前記開口部の上下内側面に密着される前記第１、第２水平補強部材と開口部の垂直方向の左右側面に密着される前記第１、第２垂直補強部材の端部をそれぞれ連結して開口部の内側面に加圧状態で維持できるように固定して、第１、第２加圧部材を除去できるようにする連結ブラケットを備え、
前記第１加圧部材は、前記第１、第２水平補強部材に端部が密着される第１加圧ロッドまたは第１加圧ロッドと第１水平補強部材との間に設けられ、第１水平補強部材を建築構造物の開口部の内側面に密着させるアクチュエータまたはスクリュージャッキを備え、
前記第２加圧部材は、前記第１、第２垂直補強部材に端部が密着される第２加圧ロッドまたは第２加圧ロッドと第１水平補強部材との間に設けられ、第１水平補強部材を建築構造物の開口部の内側面に密着させるアクチュエータまたはスクリュージャッキを備えることを特徴とする建築構造物の開口部の耐震補強装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の開口部の耐震補強装置及びこれを用いた耐震補強工法に係り、さらに詳しくは、多数の建具や窓枠などを設置するための開口部の形成によって、耐震性が劣ることを防止できる構造物の開口部の耐震補強装置及びこれを用いた耐震補強工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に建築構造物または土木構造物には窓(建具)、出入り口、間仕切などを設置するための開口部が設けられている。かかる開口部には、一定サイズ以上の開口空間(void space)を確保した後、開口空間の内側面に建具、アルミニウムサッシ、付帯設備などを挿入して固定することが普通である。
【０００３】
かかる開口部は、コンクリート建物や組積式建物などの多様な建築構造物において、他の部分に比べて応力集中が激しいことが知られている。特に、地震や台風などによって振動が発生する場合、建築構造物の開口部から引張り割れが発生するので、多くの開口部を有する建物は、地震や強風に極めて弱いものと知られている。
【０００４】
耐震設計が反映されていないコンクリート建物の場合、耐震性能が不十分なことから、開口部から起因する構造の損傷によって、地震の発生時に多大な被害を引き起こすことが確認されている。
【０００５】
かかる地震から人的被害及び物的被害を最小化するために、建物の開口部または柱や梁のような構造部材には、多様な制震装置が設けられている。制震装置を用いた耐震補強工法は現在建物構造物の新築工事及びリモデリング工事に一般的に活用されている。例えば、前記制震装置は構造部材であるフレームに対角方向のブレース型ダンパーを設けて、地震によって反復的に荷重を受ける間、焼成履歴挙動によってエネルギーを消散させることによって建物の損傷を最小化するようになる。
【０００６】
しかし、かかる一般の制震装置は、ダンパーを設けるために柱や梁のような大きな剛性を有する構造部材(ダンパー保持用)を必要とするので、施工が煩雑化するのみならず、別の設置空間を確保する必要があるという問題点があった。また、鉄筋コンクリート建物は、ダンパーのための別の設置空間を確保し難いので、制震装置の設置が難しく、特に耐震性能に劣る低い建物には適していないとの問題点がある。
【０００７】
かかる点に鑑みて、韓国特許登録第０３４８５７７号には、建物の開口部に設けられた水平梁型ダンパーを用いた耐震補強工法が開示されている。
【０００８】
上記耐震補強工法は、梁の中央部の底面に中央ジグを固定させて地震荷重による梁の撓み変形が中央Ｔ字形ジグに伝達されるようにし、前記柱部の内側面にダンパーフレームを設け、前記中央Ｔ字形ジグとダンパーフレームとの間に水平梁型ダンパーを設け、前記水平梁型ダンパーを開口部の上部に位置させる工程を含む。
【０００９】
韓国特許登録第１１６１７８５号には、耐震性能を有する一体型の建具システムが開示されている。この特許の技術的構成には、開口された空間の一部をブレースとダンパーが遮られる問題点があり、地震に対して十分なダンピング力の確保が難しい。
【００１０】
韓国特許登録第１１６５３２０号には、鉄筋コンクリート建物の開口部の耐震補強方法が開示されている。この耐震補強方法は、開口部の鉄骨フレームに設けられるダンパーを用いずに、地震による水平力を鉄筋コンクリートの下部壁体に埋め込まれた鉄骨フレームで抵抗するようになる。
【００１１】
上記耐震補強方法は、鉄筋コンクリートの下部壁体に埋め込まれた鉄骨フレームに角補強材をさらに備え、単に構造的強度を補ったものであって、建物の設計によるコストアップの原因になり、角補強材が設けられている点によって建物の開口部が沈みこむ問題がある。
【００１２】
韓国特許登録第１２９７７９４号には構造物の開口部の耐震補強工事のための外部飛階設置構造及びその設置方法を適用した耐震補強工法が開示されており、韓国特許登録第１２８１２０６号には建物の開口部用の免震装置及びその製造方法が開示されており、韓国特許登録第１３７９８９２号には可変型鉄骨フレームによる構造物の開口部の耐震補強構造及びその施工方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的とするところは、水平荷重によって変形し、特に変形する間、耐力が弾性的に維持し続けられて建築構造物の損傷防止及び耐震性能をアップすることのできる建物の開口部の耐震補強装置及びこれを用いた耐震補強工法を提供するところにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、多数の開口部による建物の弱化が原因となって地震、強風などによって建物が壊れることを防止できる建物の開口部の耐震補強装置及びこれを用いた耐震補強工法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前述した従来の技術の諸問題点を解決するための本発明に係る建築構造物の開口部の耐震補強装置は、建築構造物の開口部にそれぞれ設けられるものであって、建築構造物の開口部の水平方向の上下内側面にそれぞれ外側方向に外力が加わった状態で密着できるように第１加圧部材によって加圧される第１、第２水平補強部材と、
前記開口部の垂直方向側の左右内側面にそれぞれ外側方向へ外力が加わった状態で密着できるように第２加圧部材によって加圧される第１、第２垂直補強部材と、
前記開口部の上下内側面に密着される前記第１、第２水平補強部材と開口部の垂直方向の左右側面に密着される前記第１、第２垂直補強部材の端部をそれぞれ連結して開口部の内側面に加圧された状態で保持できるように固定して第１、第２加圧部材を除去できるようにする連結ブラケットを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明において、前記第１、第２水平補強部材は建築構造物の開口部の水平方向の内側に弾性力を有した状態で密着できるように設定された曲率半径を有するようにベンディングされる。
【００１７】
前記第１加圧部材は、前記第１、第２水平補強部材に端部が密着される第１加圧ロッドまたは第１加圧ロッドと第１水平補強部材との間に設けられ、第１水平補強部材を建物開口部の内側面に密着させるアクチュエータまたはスクリュージャッキを備え、前記第２加圧部材は前記第１、第２垂直補強部材に端部が密着される第２加圧ロッドまたは第２加圧ロッドと第１水平補強部材との間に設けられて第１水平補強部材を建築構造物の開口部の内側面に密着させるアクチュエータまたはスクリュージャッキを備える。そして、前記第１加圧部材と第２加圧部材には第１水平補強部材に加わる圧力を測定するための計測手段であるロードセルが設けられている。
【００１８】
また、前述した技術的課題を解決するための建築構造物の開口部の耐震補強装置を用いた耐震補強工法は、建築構造物の開口部の水平方向の上下内側面に第１水平補強部材と第２水平補強部材をそれぞれ設け、第１、第２水平補強部材の間に第１加圧部材を設けて、第１、第２水平補強部材を建築構造物の開口部の上下側面に加圧状態で密着させる第１、第２水平補強部材の設置工程と、建築構造物の開口部の垂直方向の左右内側面に第１垂直補強部材と第２垂直補強部材をそれぞれ設け、第１、第２垂直補強部材の間に第２加圧部材を設けて第１、第２垂直補強部材を建物開口部の上下側面に加圧状態で密着させる第１、第２垂直補強部材の設置工程と、前記第１、第２水平補強部材の端部と第１、第２垂直補強部材の端部を第１、第２水平補強部材と第１、第２垂直補強部材にそれぞれ建築構造物の開口部の内側面に圧力が加わる状態で連結ブラケットを用いて固定する連結ブラケットの設置工程と、前記連結ブラケットにより第１、第２水平補強部材と第１、第２垂直補強部材が建物構造物の開口部の内側面に加圧状態で前記第１、第２加圧部材を除去する第１、第２加圧部材の撤去工程とを含む。
【００１９】
前記連結ブラケットの設置工程において、前記第１、第２水平補強部材と第１、第２垂直補強部材が建築構造物の開口部を水平方向及び垂直方向に保持する梁の役割を果たすように前記第１、第２水平補強部材と第１、第２垂直補強部材の長手方向の一側に外力を加えた状態で連結ブラケットによって固定させる長手方向加圧工程をさらに含む。
【００２０】
そして、第１、第２水平補強部材の設置工程において、前記第１、第２水平補強部材を曲率半径の中心が開口部の建築構造物の開口部の設けられる部位に位置するように所定の曲率でベンディングするベンディング工程をさらに含む。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したような本発明によれば、建物、特にコンクリート建物の開口部に設けられて、地震及び台風などによる水平荷重に起因した変形力による耐力をアップすることができ、さらには建築構造物の弱化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明に係る建築構造物の開口部の耐震補強装置を示した分離斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係る建築構造物の開口部の耐震補強装置を示した正面図である。
【図３】図３は、図１に示された第１、第２加圧部の他の実施形態を示した正面図である。
【図４】図４は、連結ブラケットの実施形態を抜粋して示した斜視図である。
【図５】図５は、連結ブラケットの実施形態を抜粋して示した斜視図である。
【図６】図６は、耐震補強装置の設置方法を示した斜視図である。
【図７】図７は、耐震補強装置の設置方法を示した斜視図である。
【図８】図８は、建築構造物の開口部の耐震補強装置の作用状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る建築構造物の開口部の耐震補強装置の実施形態を、図１ないし図４に示した。
【００２４】
同図に示す本発明に係る建築構造物の開口部の耐震補強装置１０は、マンション、住居商店複合建物のような共同住宅、土木構造物、橋梁、港湾構造物、造形物などのような建築構造物１００の開口部１１０に備えられて、地震または強風などによって建築構造物に働く水平荷重によって建物が損傷したり、建具または窓枠、付帯設備が損傷することを防ぐことができる。
【００２５】
前記建築構造物１００の開口部１１０に設けられる建築構造物の開口部の耐震補強装置１０は、開口部１１０の水平方向の上下部の内側面１１１、１１２にそれぞれ外側方向に外力が加わった状態で密着できるように第１加圧部材２１０により加圧される第１、第２水平補強部材２０、３０を備える。前記第１、第２水平補強部材２０、３０はＨビーム、四角パイプ、チャンネルなどのような形鋼からなりうるが、これに限らず、構造的な強度が補強可能な部材であればいずれの部材でもよく、弾性変形力が相対的に大きな部材を使用するのが望ましい。
【００２６】
前記第１、第２水平補強部材２０、３０は、前記上下部の内側面１１１、１１２に密着力を高めるために設定された曲率半径を有するようにベンディングするのが好ましい。この際、前記曲率半径の中心は設けられる上下側面と対応する前面に位置するようにするのが望ましい。そして、前記対応する第１、第２水平補強部材２０、３０は、建築構造物１００の開口部１１０の特性によって複合曲率半径を有するようにベンディング可能である。
【００２７】
前記第１、第２水平補強部材２０、３０を建築構造物１００に形成された開口部１１０の上部内側面１１１と下部内側面１１２に加圧するための第１加圧部材２１０は、第１、第２水平補強部材２０、３０の端部間に設けられ、第１水平補強部材２０、３０と第２水平補強部材を上下部の内側面に設定された力で加圧して密着できるものであって、前記第１、第２水平補強部材２０、３０に端部が密着される第１加圧ロッド２１１または第１加圧ロッド２１１と第１水平補強部材２０の間、第１加圧ロッド２１１と第２水平補強部材３０の間に加圧手段２１２が設けられる。前記加圧手段２１２はアクチュエータ、スクリュージャッキ、油圧シリンダ、油圧ジャッキのうちから選択的に一つが使用できる。
【００２８】
前記第１加圧部２１０には、第１、第２水平補強部材２０、３０を設定された圧力で加圧するために、加圧手段２１２による加圧力を測定するための第１圧力測定部２１３がさらに備えられる。前記第１圧力測定部２１３は、第１加圧手段と第１加圧部材２１１に設けられるロードセル、ストレインゲージなどからなる。しかし、これに限定されない。
【００２９】
前記建築構造物１００に形成された開口部１１０の垂直方向側の左右内側面１１３、１１４には、それぞれ外側に外力が加わった状態で密着できるように第２加圧部材２２０により加圧状態で密着される第１、第２垂直補強部材４０、５０が設けられるが、前記第１、第２垂直補強部材４０、５０は、前述した第１、第２水平補強部材２０、４０の構成と実質的に類似している。すなわち、第１、第２垂直補強部材４０、５０は、開口部１１０の左右内側面１１３、１１４に密着力を高めるために所定の曲率半径でベンディングされたり、複合曲率半径を有するようにベンディングすることができる。
【００３０】
前記第１、第２垂直補強部材４０、５０を建築構造物１００に形成された開口部１１０の左右内側面１１３、１１４に加圧して密着させるための第２加圧部材２２０は、前記第１加圧部材２１０の技術的構成と実質的に同様である。第２加圧部材２２０には、前記第１、第２垂直補強部材４０、５０に端部が密着される第２加圧ロッド２２１と、第２加圧ロッド２２１に設けられて第１、第２垂直補強部材４０、５０を外側に加圧するための加圧手段２２２と第２圧力測定部２２３とが設けられる。
【００３１】
前記第１、第２加圧部材２１０、２２０は、図３に示したように、保持フレーム２３０の上部側と側面に設けられて構成することもできる。
【００３２】
前述したように外側に建築構造物の開口部１１０の上下内側面及び左右内側面に設置される第１、第２水平補強部材２０、３０と、第１、第２垂直補強部材４０、５０の端部は連結ブラケット６０により連結され、第１、第２水平補強部材２０、３０と第１、第２垂直補強部材４０、５０が開口部の上下部の内側面と左右内側面に加圧状態で密着される。
【００３３】
前記連結ブラケット６０は、図３及び図４に示したように、第１、第２水平補強部材２０、３０と第１、第２垂直補強部材４０、５０が開口部１１０の内側面に密着状態で第１水平補強部材２０と第１、第２垂直補強部材４０、５０の端部及び第２水平補強部材３０と第１、第２垂直補強部材４０、５０の端部の側面にボルトなどのような締結部材によって固設でき、図５に示したように角部に設置できる。
【００３４】
前述したように連結ブラケット６０により第１、第２垂直補強部材４０、５０と第１、第２水平補強部材２０、３０の固定が完了すれば、前記第１、第２加圧部材２１０、２２０を除去する。
【００３５】
一方、図６乃至図８を参照して、本発明に係る建築構造物の開口部の耐震補強装置を用いた耐震補強工法を前述したような耐震補強装置の設置と関連づけて説明すれば、次の通りである。
【００３６】
建築構造物の開口部１１０の水平方向の上下内側面に第１水平補強部材２０と第２水平補強部材３０をそれぞれ設け、第１、第２水平補強部材２０、３０の間に第１加圧部材２１０を設けて第１、第２水平補強部材２０、３０を建築構造物の開口部の上下側面に加圧状態で密着させる第１、第２水平補強部材の設置工程と、建築構造物の開口部１１０の垂直方向の左右内側面１１３、１１４に第１垂直補強部材４０と第２垂直補強部材５０をそれぞれ設け、第１、第２垂直補強部材４０、５０の間に第２加圧部材２２０を設けて、第１、第２垂直補強部材４０、５０を建築構造物の開口部の上下側面に加圧状態で密着させる第１、第２垂直補強部材の設置工程を行う。
【００３７】
前記第１、第２水平補強部材２０、３０の端部と第１、第２垂直補強部材４０、５０の端部を、第１、第２水平補強部材２０、３０と第１、第２垂直補強部材４０、５０にそれぞれ建築構造物の開口部の内側面に圧力が加わる状態で連結ブラケット６０を用いて固定する連結ブラケットの設置工程を行う。
【００３８】
前記連結ブラケット６０によって第１、第２水平補強部材２０、３０と第１、第２垂直補強部材４０、５０が建築構造物の開口部の内側面に加圧状態で前記第１、第２加圧部材２１０、２２０を除去する第１、第２加圧部材の撤去工程を行う。
【００３９】
一方、前記連結ブラケット６０の設置工程において、前記第１、第２水平補強部材２０、３０と第１、第２垂直補強部材４０、５０が建築構造物の開口部を水平方向及び垂直方向に保持する梁の役割を果たすように、前記第１、第２水平補強部材２０、３０と第１、第２垂直補強部材４０，５０の長手方向の一側に外力を加えた状態で連結ブラケット６０により固定されるようにする長手方向加圧工程をさらに含む。
【００４０】
前述したように構成された本発明に係る建築構造物の開口部の耐震補強装置が施工された建築構造物に、地震、強風などによって水平荷重が加わった時、建築構造物の開口部１１０側に応力分布が集中されるが、この際前記水平荷重による応力は第１、第２水平補強部材２０、４０及び第１、第２垂直補強部材４０、５０に働くようになる。
【００４１】
前記第１、第２水平補強部材２０、４０及び第１、第２垂直補強部材４０、５０は開口部１１０の内周面に既定の圧力が加わった状態で密着固定されているので、建築構造物の開口部１１０側に働く場合、第１、第２水平補強部材２０、４０及び第１、第２垂直補強部材４０、５０が弾性変形しつつ、地震のエネルギーを吸収して建築構造物構造体の損傷を防止する役割を果たす。
【００４２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明にかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【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】
0006442050.tif 000009