(57)【要約】【課題】  既存建物を上方へと増築する場合において、増築部分に非常に高い耐震性を付与することが可能であって、結果として既存建物部分を含む増築後の建物全体に優れた耐震性をもたせることができる建築物の増築方法を提供すること。【解決手段】  既存建物の基礎の外側近傍に夫々該既存建物の上方にまで至るように柱を立設し、既存建物の上方において柱に梁を接合して隣り合う柱同士を梁で接続し、該梁の上部に床部材及び屋根部材を設けて既存建物の上方に新たな階を増築する場合において、柱と梁を接合するに際して、該梁の高さと同等の高さを有すると共に上端及び下端の外形寸法が該柱の外形寸法と同等である中実直方体を使用し、該直方体に接合される前記柱と梁の溶接部が一体化するように、該梁と該直方体側面及び該柱と該直方体鉛直方向側面とを溶接により接合する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建物の基礎の外側近傍に夫々該既存建物の上方にまで至るように柱を立設し、前記既存建物の上方において前記柱に梁を接合して隣り合う柱同士を梁で接続し、該梁の上部に床部材及び屋根部材を設けて既存建物の上方に新たな階を増築する方法であって、前記柱と梁を接合するに際して、該梁の高さと同等の高さを有すると共に上端及び下端の外形寸法が該柱の外形寸法と同等である中実直方体を使用し、該直方体に接合される前記柱と梁の溶接部が一体化するように、該梁と該直方体側面及び該柱と該直方体鉛直方向側面とを溶接により接合することを特徴とする建築物の増築方法。
【請求項２】
既存建物の基礎の外側近傍に夫々新たな基礎を設けるとともに、該新たな基礎を既存建物の基礎と一体化し、該一体化された基礎の上部に夫々前記既存建物の上方にまで至るように柱を立設することを特徴とする請求項１記載の建築物の増築方法。
【請求項３】
既存建物の基礎の外側近傍に夫々杭を支持層に達する深さまで打設し、該打設された杭の断面よりも大きな中空断面を有する管状カバーを前記杭の上端部に被せて立設し、次いで前記管状カバー内に前記柱の下端部を配置するとともに、該管状カバーの内部にコンクリート又は高強度樹脂モルタルを打設することにより前記杭と柱とを一体化することを特徴とする請求項１記載の建築物の増築方法。
【請求項４】
前記管状カバーを杭の上端部に被せて立設した後、前記管状カバーの内部にアンカーを設置し、次いで該管状カバー内にコンクリートを打設して前記アンカーを杭の周囲に固定し、該アンカーと前記柱の下端部に設けられたベースプレートを接続し、しかる後に前記管状カバー内の柱の周囲にコンクリート又は高強度樹脂モルタルを打設することにより、杭と柱を一体に固定することを特徴とする請求項３記載の建築物の増築方法。
【請求項５】
四角形断面を有する前記管状カバーの側面に基礎梁を接合する工程を含み、該管状カバーと基礎梁を接合するに際し、該基礎梁の高さと同等の高さを有すると共に上端及び下端の外形寸法が該管状カバーの外形寸法と同等である中実直方体を使用し、該直方体に接合される前記管状カバーと基礎梁の溶接部が一体化するように、該基礎梁と該直方体側面及び該管状カバーと該直方体鉛直方向側面とを溶接により接合することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の建築物の増築方法。
【請求項６】
既存建物の基礎の外側近傍に夫々該既存建物の上方にまで至るように柱が立設され、前記既存建物の上方において前記柱に梁が接合されて隣り合う柱同士が梁で接続され、該梁の上部に床部材及び屋根部材を設けて既存建物の上方に新たな階が増築されてなる建築物であって、前記柱と梁の接合部が、該梁の高さと同等の高さを有すると共に上端及び下端の外形寸法が該柱の外形寸法と同等である中実直方体を使用し、該直方体に接合される前記柱と梁の溶接部が一体化するように、該梁と該直方体側面及び該柱と該直方体鉛直方向側面とが溶接により接合されてなることを特徴とする増築建築物。
【請求項７】
既存建物の基礎の外側近傍に夫々新たな基礎が設けられ、該新たな基礎と既存建物の基礎とが一体化され、該一体化された基礎の上部に夫々前記既存建物の上方にまで至るように柱が立設されてなることを特徴とする請求項６記載の増築建築物。
【請求項８】
既存建物の基礎の外側近傍に夫々杭が支持層に達する深さまで打設され、該打設された杭の断面よりも大きな中空断面を有する管状カバーの下方部が前記杭の上端部に被せて立設され、前記管状カバーの上方部に前記柱の下端部が配置されるとともに、該管状カバーの内部にコンクリート又は高強度樹脂モルタルが打設されて前記杭と柱とが一体化されてなることを特徴とする請求項７記載の増築建築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建築物の増築方法及び増築建築物に関し、より詳しくは既存建物を高い耐震性を有する建物へと増築することができる方法及びこの方法により得られる増築建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば２階建ての建物を３階建てにするためには、柱や壁、梁等の強度の関係から、２階の上部に更に新規の３階部分を構築することはできず、先ず既存の２階建ての建物を全て撤去し、その跡地に３階建ての建物を構築する他はなかったが、このような従来の方法は、不経済であるばかりでなく、産業廃棄物の増加を引き起こし、また居住者は新規建物が完成するまで転居を強いられることとなっていた。
【０００３】
そこで、このような実情に鑑みて、本願発明者は、既存の建物を活用し、居住者が一時的にせよ転居することなく、そのまま鉛直方向上方に増築が可能な建築方法および建築物を提案している（特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の発明は、既存の建物の周囲を囲うように新たな基礎を設け、新たな基礎の上部に鉄骨柱を立設して既設建物の上方に新規建物を構築するという斬新な発想に基づいたものであり、従来の増築方法に関わる問題点の多くを解決することができる非常に斬新で優れたものである。しかもこの発明に開示された方法は、戸建て住宅等だけではなく中高層建築物にも応用可能であり、応用範囲の広さという点でも非常に優れたものであった。
【０００４】
しかしながら、この特許文献１に記載の発明では、既存の建物の周囲を囲うように構築される増築部分は、基本的に在来の工法をそのまま用いて構築されているため、耐震性の点でやや問題があった。
すなわち、在来の工法では、柱と梁の接合部は、短い角形鋼管と薄板状のダイアフラムとの間で溶接を施すことにより直方体（サイコロ）を形成し、この直方体とＨ形鋼からなる梁のフランジを溶接接合し、更に該直方体と角形鋼管柱とを裏当金やエンドタブ等を介して溶接接合することにより形成されているのが一般的である。
ところが、このような方法では、溶接量が多いために残留応力が大きく、しかも裏当金を用いると切欠部ができるために応力集中が発生し、その結果として、柱と梁の接合強度が大きく低下するという問題があった。
先の阪神淡路大震災においても、柱と梁の接合部の破壊を原因とする建築物の倒壊が多く見られており、柱と梁の接合強度の低下は建物の耐震性を大きく低下させる原因となる。
【０００５】
このように、上記特許文献１の発明では在来工法をそのまま用いた増築部分の構造の耐震性にやや懸念すべき点があり、その結果、既存建物を含む増築建物全体の耐震性について、特に中高層建築物に応用した場合の耐震性について若干の不安があることは否めなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８２６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、既存建物を上方へと増築する場合において、増築部分に非常に高い耐震性を付与することが可能であって、結果として既存建物部分を含む増築後の建物全体に優れた耐震性をもたせることができる建築物の増築方法及び増築建築物を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、既存建物の基礎の外側近傍に夫々該既存建物の上方にまで至るように柱を立設し、前記既存建物の上方において前記柱に梁を接合して隣り合う柱同士を梁で接続し、該梁の上部に床部材及び屋根部材を設けて既存建物の上方に新たな階を増築する方法であって、前記柱と梁を接合するに際して、該梁の高さと同等の高さを有すると共に上端及び下端の外形寸法が該柱の外形寸法と同等である中実直方体を使用し、該直方体に接合される前記柱と梁の溶接部が一体化するように、該梁と該直方体側面及び該柱と該直方体鉛直方向側面とを溶接により接合することを特徴とする建築物の増築方法に関する。
請求項２に係る発明は、既存建物の基礎の外側近傍に夫々新たな基礎を設けるとともに、該新たな基礎を既存建物の基礎と一体化し、該一体化された基礎の上部に夫々前記既存建物の上方にまで至るように柱を立設することを特徴とする請求項１記載の建築物の増築方法に関する。
請求項３に係る発明は、既存建物の基礎の外側近傍に夫々杭を支持層に達する深さまで打設し、該打設された杭の断面よりも大きな中空断面を有する管状カバーを前記杭の上端部に被せて立設し、次いで前記管状カバー内に前記柱の下端部を配置するとともに、該管状カバーの内部にコンクリート又は高強度樹脂モルタルを打設することにより前記杭と柱とを一体化することを特徴とする請求項１記載の建築物の増築方法に関する。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記管状カバーを杭の上端部に被せて立設した後、前記管状カバーの内部にアンカーを設置し、次いで該管状カバー内にコンクリートを打設して前記アンカーを杭の周囲に固定し、該アンカーと前記柱の下端部に設けられたベースプレートを接続し、しかる後に前記管状カバー内の柱の周囲にコンクリート又は高強度樹脂モルタルを打設することにより、杭と柱を一体に固定することを特徴とする請求項３記載の建築物の増築方法に関する。
請求項５に係る発明は、四角形断面を有する前記管状カバーの側面に基礎梁を接合する工程を含み、該管状カバーと基礎梁を接合するに際し、該基礎梁の高さと同等の高さを有すると共に上端及び下端の外形寸法が該管状カバーの外形寸法と同等である中実直方体を使用し、該直方体に接合される前記管状カバーと基礎梁の溶接部が一体化するように、該基礎梁と該直方体側面及び該管状カバーと該直方体鉛直方向側面とを溶接により接合することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の建築物の増築方法に関する。
【００１０】
請求項６に係る発明は、既存建物の基礎の外側近傍に夫々該既存建物の上方にまで至るように柱が立設され、前記既存建物の上方において前記柱に梁が接合されて隣り合う柱同士が梁で接続され、該梁の上部に床部材及び屋根部材を設けて既存建物の上方に新たな階が増築されてなる建築物であって、前記柱と梁の接合部が、該梁の高さと同等の高さを有すると共に上端及び下端の外形寸法が該柱の外形寸法と同等である中実直方体を使用し、該直方体に接合される前記柱と梁の溶接部が一体化するように、該梁と該直方体側面及び該柱と該直方体鉛直方向側面とが溶接により接合されてなることを特徴とする増築建築物に関する。
請求項７に係る発明は、既存建物の基礎の外側近傍に夫々新たな基礎が設けられ、該新たな基礎と既存建物の基礎とが一体化され、該一体化された基礎の上部に夫々前記既存建物の上方にまで至るように柱が立設されてなることを特徴とする請求項６記載の増築建築物に関する。
請求項８に係る発明は、既存建物の基礎の外側近傍に夫々杭が支持層に達する深さまで打設され、該打設された杭の断面よりも大きな中空断面を有する管状カバーの下方部が前記杭の上端部に被せて立設され、前記管状カバーの上方部に前記柱の下端部が配置されるとともに、該管状カバーの内部にコンクリート又は高強度樹脂モルタルが打設されて前記杭と柱とが一体化されてなることを特徴とする請求項７記載の増築建築物に関する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び６に係る発明によれば、増築部分の柱と梁の接合部において、溶接量を減少させて残留応力を低下させることができるとともに、切欠部による応力集中の発生も防止することができるので、柱と梁の接合強度を高くすることが可能となり、増築部分の耐震性が高められ、ひいては増築建築物全体の耐震性も向上させることができる。また、従来の柱梁接合構造に比べて、部品点数や溶接量を減らすことができ、柱や梁のサイズも小さくできるので、作業性の向上、工期の短縮、コストの削減という効果も得ることができる。
請求項２及び７に係る発明によれば、既存建物の基礎と増築部分の基礎とが一体化され、その一体化された基礎の上に柱が立設されるので、既存建物部分と増築部分の耐震性を共に高めることができるとともに、増築部分の柱と梁の接合強度が高められていることと相俟って、増築建物全体の剛性を高めて耐震性を一層向上させることが可能となる。
【００１２】
請求項３及び８に係る発明によれば、増築部分の柱が支持層まで打ち込まれた杭と一体化されて立設されるので、増築部分の耐震性を大きく向上させることができ、増築部分の柱と梁の接合強度が高められていることと相俟って、増築部分の剛性を高めて耐震性を高めることが可能となり、ひいては増築建物全体の耐震性も向上させることができる。また、基礎や基礎梁が不要となるので、敷地にスペースが無い場合であっても上方への増築を可能とすることができる。また、残土の発生も少なくでき、工期も短縮することができる。
請求項４に係る発明によれば、杭と柱とを確実且つ強固に一体化することが可能となり、高い耐震性を得ることができる。
請求項５に係る発明によれば、増築部分の柱と杭との剛接点接合部となる管状カバーの側面に基礎梁が接合されるとともに、この管状カバーと基礎梁との間に高い接合強度を得ることができるので、耐震性をより一層向上させることが可能となる。また、例えば敷地の一方側のスペースが狭くて新たな基礎や柱を設けられない場合に、該スペースに地中梁を設けて柱同士を接合し、耐震性を高めることができる。さらに、基礎梁が接合される部分が剛接点であるため、地上、地下を問わず自由に位置を選定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る建築物の増築方法及び増築建築物の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１乃至図４は本発明に係る建築物の増築方法の第一実施形態を示す概略図であって、施工の工程順に示している。尚、これらの図においては建物の骨組みのみを示している。
この第一実施形態に係る方法は、木造住宅等の低層建築物を増築する方法であり、図示例では２階建ての既存建物を３階建てに増築する場合が示されている。
【００１４】
図１は第一実施形態に係る方法の施工前の状態を示す図であって、木造の２階建て住宅からなる既設建物を示している。但し、この第一実施形態は、既設建物が１階或いは３階建て以上の場合にも適用可能である。
第一実施形態に係る方法では、先ず図２に示すように、既設建物（１）の柱を支持する既設基礎（２）の外側近傍に増築用の新規基礎（３）を設ける。
このとき、新規基礎（３）と既設基礎（２）とを一体化することが好ましい。一体化の方法としては、例えば、既設基礎（２）のコンクリートをはつって鉄筋を露出させた後、露出した鉄筋を新規基礎（３）用の鉄筋と接続し、最後に露出した既設基礎（２）の鉄筋と新規基礎用の鉄筋を一緒にコンクリートで被覆する方法を例示することができる。
【００１５】
このように既設基礎（２）と新規基礎（３）とを完全に一体化した１つの基礎とすることで、既設建物（１）の基礎が大幅に強化され、既設建物（１）の耐震性を大きく向上させることができる。また、新規基礎（３）は、増築される鉄骨造の建物を支持するための基礎であり、既設基礎（２）よりも大きくて強固なものとされるため、新規基礎（３）と一体化されることで既設建物（１）の基礎は非常に安定したものとなる。
【００１６】
次いで、図３に示すように、新規基礎（３）の上部に増築用の鉄骨柱（５）を立設し、既存建物（１）の上方において、増築用柱（５）の上部に梁（４）を接合して隣り合う柱（５）同士を梁（４）で接続し、その上部に屋根を構築することにより、既設建物（１）の上方に新規屋根（６）を設けた後、既設建物（１）の屋根（小屋組み及び瓦）を撤去する。
このように、既設建物（１）の屋根を撤去することで、既設建物（１）の積載荷重が減少し、既設建物（１）部分の耐震性を大きく向上させることができる。また、既設建物の屋根の撤去を新規屋根（６）の構築後に行うことにより、既設建物内の居住者は工事中もそのまま住み続けることができる。
【００１７】
続いて、図４に示すように、既設建物（１）の屋根の撤去部分において、隣り合う増築用柱（５）に梁（４）を接合して隣り合う柱（５）同士を梁（４）で接合し、この梁（４）の上部に新規床（７）を設ける。
これにより、既設建物（１）の上方において、新規床（７）と新規屋根（６）との間に新たな階（８）が形成される。図示例では、新たな階（８）が３階の居住空間となっている。
そして、既設建物（１）の周囲を囲うように増築用柱（５）の外側に新たな壁を設けることにより、３階に増築された増築建築物が完成する。
【００１８】
図５乃至図７は本発明に係る既設建物の増築方法の第二実施形態を示す図であって、施工の工程順に示している。尚、これらの図においても建物の骨組みのみを示している。
この第二実施形態は、中高層建築物を増築する方法であり、図示例では５階建ての既存建物を７階建てに増築する場合が示されている。
【００１９】
図５は第二実施形態に係る方法の施工前の状態を示す図であって、５階建ての中層建築物からなる既設建物を示している。但し、この第二実施形態は、既設建物が４階以下或いは６階建て以上の場合にも適用可能である。
第二実施形態に係る方法では、先ず図６に示すように、既設建物（１）の柱を支持する既設基礎（２）の外側近傍に増築用の新規基礎（３）を設ける。
このとき、新規基礎（３）と既設基礎（２）とを一体化することが好ましい。一体化の方法としては、例えば、既設基礎（２）のコンクリートをはつって鉄筋を露出させた後、露出した鉄筋を新規基礎（３）用の鉄筋と接続し、最後に露出した既設基礎（２）の鉄筋と新規基礎用の鉄筋を一緒にコンクリートで被覆する方法を例示することができる。
【００２０】
このように既設基礎（２）と新規基礎（３）とを完全に一体化した１つの基礎とすることで、既設建物（１）の基礎が大幅に強化され、既設建物（１）の耐震性を大きく向上させることができる。また、新規基礎（３）は、増築される鉄骨造の建物を支持するための基礎であり、既設基礎（２）よりも大きくて強固なものとされるため、新規基礎（３）と一体化されることで既設建物（１）の基礎は非常に安定したものとなる。
【００２１】
次いで、図７に示すように、新規基礎（３）の上部に増築用柱（鉄骨柱、鉄筋コンクリート柱、鉄筋鉄骨コンクリート柱等）（５）を立設し、既存建物（１）の上方において、増築用柱（５）の上部に梁（４）を接合して隣り合う柱（５）同士を梁（４）で接続し、その上部に新規屋根（６）及び新規床（７）を設ける。このとき、既設建物（１）の屋根は撤去せずに、既設建物（１）の上方に新規屋根（６）及び新規床（７）を構築する。
これにより、既設建物（１）の上方において、新規床（７）と新規屋根（６）との間に新たな階（８）が形成される。図示例では、新たな階（８）が６階及び７階の居住空間となっている。
そして、既設建物（１）の周囲の全体又は一部を囲うように増築用柱（５）の外側に新たな壁を設けることにより、７階に増築された増築建築物が完成する。
【００２２】
上記第一及び第二実施形態において用いられる増築用柱（５）と梁（４）との接合方法について以下に説明する。
図８は接合方法の一例を示す図であって、柱（４）の中途部に鋼製の中実直方体（２３）を介在させ、この中実直方体（２３）の側面に梁（４）を、上下面に柱（５）をそれぞれ溶接接合するものである。尚、図中（２０）、（２１）、（２５）は溶接部である。
この方法では、中実直方体（２３）の高さ（２３Ａ）を該直方体（２３）に接合する梁の高さ（４Ａ）と同等にすると共に、該直方体（２３）の上端及び下端の外形寸法（２３Ｂ）を該直方体（２３）に接合する柱（５）の外形寸法（５Ａ）と同等にして、図９又は図１０に示すように該直方体（２３）に接合する柱（５）と梁（４）のそれぞれの溶接部（２４）、（２５）が一体化するように、該梁（４）と該直方体側面及び該柱（５）と該直方体鉛直方向端面とを溶接接合する。
【００２３】
図１１及び図１２は接合方法の別の実施例を示す図であり、図１１は外観斜視図、図１２は縦断面図である。
この方法は、圧延鋼を熱加工又は機械加工することにより製作された中実の直方体（２３）、又は、鍛造により製作された中実の直方体（２３）、又は、鋳造により製作された中実の直方体（２３）に、Ｈ形鋼からなる梁（４）のフランジ（４１）を裏当金付きの従来公知の方法で溶接（２５）した後に、この溶接部（２５）に重ねて角形鋼管からなる柱（５）を溶接接合（２４）したものである。
【００２４】
図９は、柱（５）の溶接部（２４）及び梁（４）のフランジの溶接部（２５）の重なり状態、即ち溶接部の一体化状態を示している。
図９から分かるように、柱（５）の溶接熱影響部と梁（４）の溶接熱影響部とは直方体（２３）の外表面では重なっていない。このような施工方法は、図１０に示すように、柱（５）の端部裏面に肉盛溶接（１４）したり、梁（４）のフランジ（４１）の端部裏面及び側面に肉盛溶接（１４）した後にそれぞれ継手溶接（２４）、（２５）をする場合にも適用できる。このように、柱（５）及び梁（４）の端部の裏面に肉盛溶接した後に、本発明に係る施工を実施した場合の状況を断面図で図１３に示している。
【００２５】
図１４は接合方法の更に別の実施例を示す図である。
この実施例では、中実直方体（２３）に標準高さの梁（４）の他に、高さの低い梁（４Ａ）を接合している。
図１４から分かるように、本発明によれば、高さの低い梁（４Ａ）を直方体（２３）の任意の高さ位置に直方体の強度上問題なく溶接接合出来るので、鉄骨構造物の設計及び施工の自由度が増加する。
【００２６】
圧延鋼、鍛鋼又は鋳鋼により一体化した直方体（２３）に、柱（５）及び梁（４）を溶接したときに、直方体外表面と梁又は柱表面との間にずれがある場合に、図１５及び図１６に示すように、梁接合の場合のずれ（ａ）即ち（３１）は、梁フランジ（４１）の板厚の２５％＋７ｍｍ以下で、柱接合の場合のずれ（ｂ）即ち（３１Ａ）は柱（５）の板厚の２５％＋７ｍｍ以下が望ましい。
ずれ（ａ、ｂ）がこれらの値以上になる場合は、一体化のため溶接部が大きくなりすぎて溶接残留応力が大きくなると共に溶着量が増加し製作コスト増加の要因となる。従って、図８に示す直方体（２３）の上下方向の全長（２３Ａ）は、該直方体（２３）に接合する梁（４）のせい即ち高さ（４Ａ）にフランジ板厚の５０％＋１４ｍｍを加えた長さ以下が望ましい。また、直方体（２３）の上端及び下端の外形寸法即ち直方体の辺の長さ（２３Ｂ）は、柱（５）の辺の長さ（５Ａ）に柱板厚の５０％＋１４ｍｍを加えた長さ以下が望ましい。
このように、柱や梁が既定寸法であれば、溶接部を一体化することにより、該直方体の水平と垂直の辺の長さを最小にできるので、該直方体の製作コストの低減と鉄骨構造物の製作の容易性が増加する。
【００２７】
圧延鋼から中実の直方体を取り出す方法としては、図１７に示す厚板の圧延鋼板から切断線（２８）に従ってガス切断、レーザ切断、鋸切断等が可能である。
また、図１８に示すように、中実の直方体は、圧延により長い棒又は帯を製作し切断線（２８）に従ってガス切断、レーザ切断、鋸切断等により切断することによっても得られる。このようにすれば、直方体は圧延鋼から大量生産で容易に安価に入手できる。
また、該直方体は、圧延鋼から採取した直方体から鍛造により所定の形状に成型した鍛鋼からも得られる。
【００２８】
図１９は接合方法の別の実施形態を示す図である。
この方法は、中心軸位置で鉛直方向に貫通した筒状の空間（２６）を設けた中実直方体（２３）に梁（４）及び柱（５）を接合したものである。
図１９の方法においては、直方体（２３）を、圧延鋼を熱加工又は機械加工することにより製作される中実の直方体、又は、鍛造により製作される中実の直方体、又は、鋳造により製作される中実の直方体とする。
そして、該直方体の上下方向の全長（２３Ａ）を該直方体に接合する梁の高さ（４Ａ）と同等にすると共に、該直方体（２３）の上端及び下端の外形寸法即ち辺の長さ（２３Ｂ）を該直方体（２３）に接合する柱（５）の外形寸法即ち辺の長さ（５Ａ）と同等にして、該直方体（２３）の鉛直中心軸に鉛直方向に貫通する筒状の空間（２６）を設ける。
更に、図２０に示すように、該直方体（２３）の上端面又は下端面の中実部分断面最小幅（ｃ，ｄ）を、それぞれ梁フランジ幅（ｅ）の２５％以上、即ち（ｃ）０．２５ｅ、（ｄ）０．２５ｅとして、図９及び図１５に示すように、該直方体（２３）に接合する梁（４）のフランジ（４１）と柱（５）の溶接部が重なるようにし、該梁フランジ（４）と該直方体側面、及び該柱（５）と該直方体上下端を溶接接合させて図２１に示す接合構造を得る。
同様に、図１０及び図１６に示すように、柱端部裏面に肉盛溶接した場合及び梁フランジ端部裏面と側面に肉盛溶接した場合は、該直方体（２３）に接合する梁と柱の溶接部が重なるようにし、該梁と該直方体側面及び該柱と該直方体上下端を溶接接合させて図２２に示す接合構造を得ることもできる。
【００２９】
図２１における筒状の空間（２６）の形状は円形だけでなく、楕円や多角形等にすることもできる。また、筒状の空間を中膨れにして、直方体の体積及び重量を更に削減させることもできる。また、これらの筒状の空間はコンクリート等の柱内への充填に使用できることは自明のことである。
【００３０】
図２３及び図２４はそれぞれ、鉛直方向中間部（３０）を上下部よりも細くした中実直方体（２３）を用い、この直方体（２３）に、梁（４）及び柱（５）を裏当金（１０）を使用して溶接接合した場合の外観斜視図及び縦断面図を示す。
図２３及び図２４において、直方体（２３）は、圧延鋼を熱加工又は機械加工することにより製作する中実の直方体、又は、鍛造により製作する中実の直方体、又は、鋳造により製作する中実の直方体とする。
そして、該直方体（２３）の上下方向の全長（２３Ａ）を該直方体（２３）に接合する梁の高さ（４Ａ）と同等にすると共に、該直方体（２３）の上端及び下端の外形寸法即ち辺の長さ（２３Ｂ）を該直方体（２３）に接合する柱（５）の外形寸法即ち辺の長さ（５Ａ）と同等にする。
さらに、中実直方体（２３）の鉛直方向中間部（３０）を上下部よりも細くして、該中間部（３０）の断面２次モーメントを、該中実直方体（２３）に接合する上部柱（５）又は下部柱（５）の断面２次モーメント以上になるようにして、更に、図９又は図１５に示すように、該直方体（２３）に接合する梁フランジ（４１）と柱（５）の溶接部が重なるように一体化する。
同様に、図２５に示すように、柱端部裏面に肉盛溶接（１４）した場合及び梁（４）のフランジ端部（４１）の裏面と側面に肉盛溶接（１４）した場合も、本発明に係る方法が適用できる。このように、肉盛溶接した場合は、溶接部の断面積が増大するので、一体化溶接部の強度が更に向上するという利点がある。なお、梁フランジ（４１）の裏面と側面への肉盛の有無に拘わらす、梁フランジ（４１）を直方体（２３）に溶接で取り付ける場合、溶接（２５）の実施前にウエブ（９）を直方体（２３）と溶接接合又はボルト接合することで柱梁組立が容易になる。
【００３１】
図２６は、上下部中央及び側面に空間（２６）を開けて製作した鋳鋼製直方体（３６）を示す。尚、図２６において、上図は断面図（下図のＡ−Ａ線断面）、下図は正面図である。
先ず、図２６に示すように、鋳造により製作される直方体（３６）の鉛直中心軸に上下鉛直方向に貫通した空間（２６）を設けて、図２０に示したように、該直方体（２３）の上端面又は下端面の中実部分断面最小幅（ｃ又はｄ）がそれぞれ接合する梁フランジ幅（ｅ）の２５％以上になるようにする。
そして、図２６の直方体（３６）の側面部に水平方向に貫通した空間（３７Ａ）を設けて、該直方体中間部（３７）の断面２次モーメントを該直方体（３６）に接合する上部柱又は下部柱の断面２次モーメント以上になるように該直方体（３６）を製作する。
直方体（３６）の上下方向の全長は、該直方体に接合する梁の高さと同等にすると共に、該直方体の上端及び下端の外形寸法即ち水平辺の長さを該直方体に接合する柱の外形寸法即ち水平辺の長さと同等にして、図９及び図１５に示すように該直方体（２３）に接合する梁フランジ（４１）と柱（５）の溶接部を重ねて一体化する。
このように、梁（４）のフランジ（４１）と直方体（３６）の側面、及び柱（５）と直方体（３６）の上下端を溶接接合する。
同様に、図２７に示すように、柱端部裏面に肉盛溶接（１４）した場合及び梁フランジ端部（４１）の裏面と側面に肉盛溶接（１４）した場合にも、この方法が適用できる。なお、図２７で、梁フランジ（４１）の裏面と側面への肉盛の有無に拘わらず、梁フランジ（４１）を直方体（２３）に溶接で取り付ける場合、溶接（２５）の実施前にウエブ（９）を直方体（２３又は３６）と溶接接合又はボルト接合することで柱梁の接合を容易にすることができる。
【００３２】
上記した柱と梁の接合構造は、例えば以下の様にして建築物の構築に用いられる。
工場において、図２８に示すように、先ず梁を仮組みするためのボルト締め用の穴（３９）を有する小板（３８）を直方体（２３）に溶接で取り付け、図２９に示すように、直方体（２３）と柱（５）を溶接接合（２４）して柱直方体構造物（４４）を製作する。そして、該小板（３８）付きの柱直方体構造物（４４）を建設現場へ運んで図３０に示すように直立させた後、図３１に示すように梁のＨ形鋼ウエブ（９）を小板（３８）にボルト（４０）等で仮止めして柱直方体構造物（４４）とＨ形鋼梁（４）の仮組を行い、最終的に直方体（２３）と梁（４）とを溶接接合し、図３０に示すように鉄骨構造物を建設する。
なお、ボルト締め用の穴（３９）を有する小板（３８）を直方体（２３）の側面に溶接で取り付ける工程と、該直方体（２３）と柱（５）とを溶接接合する工程はどちらが先でも良い。
【００３３】
図３２は、直方体（２３）を円筒形にして鉛直中心軸方向に円筒状の空間（２６）を設けた場合の例を示す。梁フランジ（４１）と直方体（２３）の溶接部は、図９、１５、１０又は１６に示すように一体化される。
【００３４】
本発明では、増築部分の柱（５）と梁（４）の接合部において、従来のダイアフラムを用いる方法に代えて上記した中実直方体を使用した接合方法を用いることによって、溶接量を減少させて残留応力を低下させることができるとともに、切欠部による応力集中の発生も防止することができるので、柱と梁の接合強度を高くすることが可能となり、増築部分の耐震性が高められ、ひいては増築建築物全体の耐震性も向上させることができる。
また、従来の柱梁接合構造に比べて、柱や梁を小さくすることができ、部品点数や溶接量も減らすことができるため、作業性の向上、工期の短縮、コストの削減という効果も得ることができる。
【００３５】
また、本発明においては、上記第一及び第二実施形態において、新たな基礎（５）の上部に増築用柱（５）を立設する方法に代えて、増築用柱（５）を以下のような方法で立設する方法を採用することもできる。
【００３６】
図３３乃至図４１は、増築用柱（５）の立設方法の好適な変更形態を工程順に示した概略図である。また、図４２乃至図４４は第一実施形態においてこの方法を用いた場合を工程順に示した概略図、図４５乃至図４６は第二実施形態においてこの方法を用いた場合を工程順に示した概略図である。尚、施工前の状態は図１及び図５と同じであるため省略している。
図４２乃至図４６に示す増築方法は、増築用柱（５）の立設方法のみが前述の工程と異なっているため、異なる工程である増築用柱（５）の立設方法について図３３乃至図４１を参照しつつ説明する。
【００３７】
先ず、既存建物（１）の柱を支持する既設基礎（２）の外側近傍にそれぞれ、図３３に示すように、杭（３３）を地中の支持層（３４）に達する深さまで打設する（図４２及び図４５参照）。この杭（３３）は鋼管杭が好適に用いられるが、場所打ち杭を用いることも可能である。
杭（３３）が鋼管杭である場合には、図３４に示すように、該打設された杭（３３）の内部にコンクリート（３５）を充填する。
【００３８】
それから、図３５に示すように、杭（３３）の断面よりも大きな中空断面を有する管状カバー（３６）を杭（３３）の上端部に被せるように立設する。このとき、図示の如く、杭（３３）の上端部周囲の土を予め除去しておき、この除去部分に管状カバー（３６）を入れて立設させるようにするとよい。
管状カバー（３６）としては、杭（３３）よりも大きい肉厚（例えば３〜５倍程度）を有する四角鋼管が好適に用いられる。
杭（３３）の上端部は地面よりもやや下方位置となるようにし、管状カバー（３６）は杭（３３）の上端部から所定深さ（例えば杭の外径の１〜３倍程度）まで達するように地中に打ち込み、その後で管状カバー（３６）の周囲に土を埋め戻す（図３６参照）。このとき、管状カバー（３６）の上端部は地面からやや露出するようにするとよい。
【００３９】
次いで、図３７に示すように、管状カバー（３６）の内部にベースパック等のアンカー（３７）を設置し、管状カバー（３６）内にコンクリート（３８）を打設してアンカー（３７）を管状カバー（３６）内に固定する。このとき、アンカー（３７）の上端部は管状カバー（３６）の上端面よりも下方位置となるようにし、コンクリート（３８）の上面はアンカー（３７）の上端部よりも下方位置となるようにするとよい。
【００４０】
そして、アンカー（３７）の上部に、スタッドジベル（３９）とベースプレート（４０）とが設けられた増築用柱（５）を建てて（図３８参照）、アンカー（３７）と柱（５）の下端部に設けられたベースプレート（４０）とをボルト止めにより固定した後、管状カバー（３６）内の上端部に更に別の管状カバー（３６）を設置して柱（５）の下方部周囲を覆い、上部と下部の管状カバー（３６）を溶接又は補強プレートにより接合一体化する（図３９参照）。
そして、上部の管状カバー（３６）からコンクリート又は高強度樹脂モルタル（３８）を管状カバー内全体に充填することにより、杭（３３）と柱（５）が強固に一体化固定される（図４０参照）。
【００４１】
このような方法によれば、増築部分の柱（５）が支持層まで打ち込まれた杭（３３）と一体化されて立設されるので、増築部分の耐震性を大きく向上させることができ、増築部分の柱と梁の接合強度が高められていることと相俟って、増築部分の剛性を高めて耐震性を高めることが可能となり、ひいては増築建物全体の耐震性も向上させることができる。
また、増築用の新たな基礎を設ける必要がないので、敷地に基礎を設けるスペースが無い場合であっても該スペースに柱を立設することが可能となる。
【００４２】
また、上記杭（３３）と柱（５）を一体に固定する方法を採用した場合において、構造計算上、基礎梁を入れた方がよい場合には、鉄骨又は鉄骨コンクリートからなる基礎梁を設けることができる。
図４１は基礎梁（４１）を設けた状態を示す図であって、図示の如く、角形管状カバー（３６）の側面に基礎梁（４１）が固定され、これにより隣り合う角形管状カバー（３６）同士、即ち隣り合う柱（５）同士が基礎梁（４１）により接続される。尚、この基礎梁（４１）は、実線で示すように地上に設けてもよいし、破線で示すように地中梁としてもよい。
【００４３】
この基礎梁（４１）と管状カバー（３６）と接合する際には、上記説明した柱と梁の接合構造、即ち中実直方体を用いた接合構造を使用すると、管状カバーと基礎梁、即ち杭及び柱と基礎梁とを確実且つ強固に一体化することが可能となり、高い耐震性を得ることができるため、より一層好ましい。
また、例えば敷地の一方側のスペースが狭くて新たな基礎や柱を設けられないが、該スペースに地中梁程度は入る幅がある場合に、そのスペースに地中梁（基礎梁）（４１）を設けて該スペース外にある柱同士を接合することで、耐震性を高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、戸建て木造住宅等の低層建築物からマンション等の中高層建築物まで幅広い既存建物を上方に増築するために適用可能であり、特に高い耐震性を有する増築建築物を構築することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る建築物の増築方法の第一実施形態を示す概略図であって、施工前の状態を示している。
【図２】本発明に係る建築物の増築方法の第一実施形態を示す概略図であって、施工途中の状態を示している。
【図３】本発明に係る建築物の増築方法の第一実施形態を示す概略図であって、施工途中の状態を示している。
【図４】本発明に係る建築物の増築方法の第一実施形態を示す概略図であって、施工完了状態を示している。
【図５】本発明に係る建築物の増築方法の第二実施形態を示す概略図であって、施工前の状態を示している。
【図６】本発明に係る建築物の増築方法の第二実施形態を示す概略図であって、施工途中の状態を示している。
【図７】本発明に係る建築物の増築方法の第二実施形態を示す概略図であって、施工完了状態を示している。
【図８】本発明において用いられる柱と梁の接合構造を示す図であって、中実直方体に梁及び柱を接合した外観斜視図である。
【図９】圧延鋼板、鍛鋼又は鋳鋼により一体化した中実直方体に柱及び梁を従来の裏当金付きの溶接を実施し、溶接部を一体化した場合の断面図である。
【図１０】圧延鋼板、鍛鋼又は鋳鋼により一体化した中実直方体に、裏面肉盛溶接を実施した柱及び梁を溶接し、継手溶接部を一体化した場合の断面図である。
【図１１】中実直方体に梁及び柱を接合した外観斜視図である。
【図１２】中実直方体に梁及び柱を接合した断面図である。
【図１３】中実直方体に、柱及び梁の溶接部を一体化させて溶接接合した状態の仕口部断面図である。
【図１４】中実直方体に高さの低い梁を接合した断面図である。
【図１５】圧延鋼板、鍛鋼又は鋳鋼により一体化した中実直方体に、柱及び梁を溶接し、中実直方体外表面と梁又は柱表面との間にずれがある場合に、継手溶接部を一体化した場合の断面図である。
【図１６】圧延鋼板、鍛鋼又は鋳鋼により一体化した中実直方体に、裏面肉盛溶接を実施した柱及び梁を溶接し、中実直方体外表面と梁又は柱表面との間にずれがある場合に、継手溶接部を一体化した場合の断面図である。
【図１７】厚板圧延鋼板から切り出される中実直方体の外観斜視図である。
【図１８】圧延棒から切り出される中実直方体の外観斜視図である。
【図１９】鉛直方向に貫通した筒状の空間を設けた中実直方体に梁及び柱を接合した外観斜視図である。
【図２０】一体化した中実直方体中央にその軸心に沿って貫通穴をあけ、梁を溶接接合した場合の中実幅と梁幅の関係を示す上面図である。
【図２１】鉛直方向に貫通した筒状の空間を設けた中実直方体に梁及び柱を接合した断面図である。
【図２２】鉛直方向に貫通した筒状の空間を設けた中実直方体に柱及び梁を、溶接部を一体化させて溶接接合した状態の仕口部断面図である。
【図２３】上下の中間部を細くした中実直方体に梁及び柱を接合した外観斜視図である。
【図２４】上下の中間部を細くした中実直方体に梁及び柱を接合した断面図である。
【図２５】中間部を絞った中実直方体に柱及び梁を、溶接部を一体化させて溶接接合した状態の仕口部断面図である。
【図２６】中実直方体の中央及び側面に空間をあけて鋳鋼で製作した中実直方体の一例である。
【図２７】中央及び側面に空間をあけて鋳鋼で製作した一体化中実直方体に柱及び梁を、溶接部を一体化させて溶接接合した状態の仕口部断面図である。
【図２８】一体化中実直方体の側面にボルト締め用の穴を有する小板を取付けた外観図である。
【図２９】工場において小板を取り付けた一体化中実直方体と柱とを溶接し柱直方体構造物を製作する状況を示す外観斜視図である。
【図３０】建設現場において柱直方体構造物と梁とをボルト接合を省略して接合して建設した鉄骨構造物の外観図である。
【図３１】鉛直方向に貫通した筒状の空間を設けた直方体の側面部に仮組用小板を取付けて、該直方体に柱を溶接した後、該直方体に梁を溶接接合し、両溶接部を一体化させた状態の仕口部断面図である。
【図３２】円筒形中実直方体に梁を溶接接合した状態の外観斜視図である。
【図３３】増築用柱の立設方法の好適な変更形態を工程順に示した概略図である。
【図３４】増築用柱の立設方法の好適な変更形態を工程順に示した概略図である。
【図３５】増築用柱の立設方法の好適な変更形態を工程順に示した概略図である。
【図３６】増築用柱の立設方法の好適な変更形態を工程順に示した概略図である。
【図３７】増築用柱の立設方法の好適な変更形態を工程順に示した概略図である。
【図３８】増築用柱の立設方法の好適な変更形態を工程順に示した概略図である。
【図３９】増築用柱の立設方法の好適な変更形態を工程順に示した概略図である。
【図４０】増築用柱の立設方法の好適な変更形態を工程順に示した概略図である。
【図４１】増築用柱の立設方法の好適な変更形態を工程順に示した概略図である。
【図４２】第一実施形態において図３３乃至図４１に示した方法を用いた場合を工程順に示した概略図である。
【図４３】第一実施形態において図３３乃至図４１に示した方法を用いた場合を工程順に示した概略図である。
【図４４】第一実施形態において図３３乃至図４１に示した方法を用いた場合を工程順に示した概略図である。
【図４５】第二実施形態において図３３乃至図４１に示した方法を用いた場合を工程順に示した概略図である。
【図４６】第二実施形態において図３３乃至図４１に示した方法を用いた場合を工程順に示した概略図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      既存建物
２      既設基礎（既設建物の基礎）
３      新規基礎
４      梁
５      増築用柱
６      新規屋根（屋根部材）
７      新規床（床部材）
８      新たな階
２３，３６  中実直方体
３３    杭
３４    支持層
３５    コンクリート
３６    管状カバー
３７    アンカー
３８    コンクリート又は高強度樹脂モルタル
４１    基礎梁
【図１】
2005282089.tif 000003
【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】
2005282089.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005282089.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005282089.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2005282089.tif 000019
【図１８】
2005282089.tif 000020
【図１９】
2005282089.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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