(57)【要約】【課題】建物内における平常業務の妨げとなることなく、既存建物の中間階に免震装置を設置することができ、しかも簡易な作業で短期間に当該建物の免震化を図ることできる既存建物の免震化工法を提供する。【解決手段】各既存外周柱２の外側にそれぞれ新設柱１１を一体化するように設け、それら新設柱１１の予め設定された部位に免震装置１５をそれぞれ介装するとともに、既存建物１の屋上面に沿って少なくとも一以上の新設梁１２を設けて、その両端部を新設柱１１の何れかに接合することで、既存建物の外周部に、新設柱と新設梁とからなる外部フレーム１０を構築する。その後、各既存内部柱３の内部に、その切断予定位置近傍から新設梁１２に至る範囲に亘って支承部材１８をそれぞれ埋設して、それら支承部材１８を介して、各既存内部柱に作用している荷重を新設梁１２で吊り支持した状態で、既存内部柱３および既存外周柱２をそれぞれ切断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建物の中間階に免震装置を介装することにより免震層を設ける免震化工法であって、
各既存外周柱の外側にそれぞれ新設柱を一体化するように設け、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置をそれぞれ介装するとともに、既存建物の屋上面に沿って少なくとも一以上の新設梁を設けて、その両端部を上記新設柱の何れかに接合することで、既存建物の外周部に、上記新設柱と上記新設梁とからなる外部フレームを構築した後、各既存内部柱の内部に、その切断予定位置近傍から上記外部フレームの新設梁に至る範囲に亘って支承部材をそれぞれ埋設して、それら支承部材を介して、各既存内部柱に作用している荷重を上記外部フレームの新設梁で吊り支持した状態で、既存内部柱および既存外周柱をそれぞれ切断するようにしたことを特徴とする既存建物の免震化工法。
【請求項２】
既存建物の中間階に免震装置を介装することにより免震層を設ける免震化工法であって、
上記免震層を跨ぐように各既存外周柱の外側にそれぞれ新設柱を設け、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置をそれぞれ介装するとともに、上記新設柱を既存外周柱に一体化した状態で、上記免震層にて各既存外周柱を切断するようにしたことを特徴とする既存建物の免震化工法。
【請求項３】
上記免震装置に予め想定される軸力を導入した状態で、既存外周柱を切断するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の既存建物の免震化工法。
【請求項４】
中間階に免震装置が介装されることにより免震層が設けられた免震建物であって、
各外周柱の外側にそれぞれ新設柱が一体化されるように設けられて、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置がそれぞれ介装されるとともに、屋上面に沿って少なくとも一以上の新設梁が設けられて、その両端部が上記新設柱の何れかに接合されることにより、当該建物の外周部に、上記新設柱と上記新設梁とからなる外部フレームが構築され、
各内部柱の内部には、上記免震層から上記外部フレームの新設梁に至る範囲に亘って支承部材がそれぞれ埋設されて、それら支承部材を介して、各内部柱に作用している荷重が上記外部フレームの新設梁で吊り支持された状態で、内部柱および外周柱がそれぞれ上記免震層にて切断されていることを特徴とする免震建物。
【請求項５】
中間階に免震装置が介装されることにより免震層が設けられた免震建物であって、
上記免震層を跨ぐように各外周柱の外側にそれぞれ新設柱が設けられて、それら新設柱が外周柱に一体化されるとともに、新設柱の予め設定された部位に上記免震装置がそれぞれ介装されて、上記免震層で各外周柱が切断されていることを特徴とする免震建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存の建物の中間階に免震装置を介装することによって、当該既存建物を免震化する既存建物の免震化工法およびこれを適用した免震建物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造あるいは鉄骨（Ｓ）造等の各種の既存建物において、免震装置を特定の階に増設することにより、建物全体あるいはその一部を免震建物とする要請が高まりつつある。このような既存建物の免震化は、一般に建物の基礎部分や特定の階層の柱の柱頭、中間あるいは柱脚に、免震装置を新たに挿入することによってなされるために、上記柱等を一旦切断する必要がある。
【０００３】
このため、別途梁や床スラブ間に仮設の軸力支持部材を多数本配設することにより、上記柱等の軸力材に作用している荷重を仮支持する工法が知られているが、上記既存建物の内部においては、常時一般業務や作業が行なわれているために、それら平常業務を極力妨げることなく、既存建物を使用しながら免震改修を可能とする免震化工法の開発が強く要望されている。
【０００４】
一方、上述したような免震化工法とは異なる構造技術ではあるが、既存建物を使用しながら制震補強を可能にする方法として、例えば、特許文献１に示す制震補強方法が知られている。この制震補強方法においては、既存建物の柱および梁の外側に増設柱および増設梁を一体化するように取り付け、増設柱の中間或いは柱頭に免震装置を挿入するという構造が採られている。この制震補強方法によれば、地震時における建物の揺れを抑制することができるとともに、既存建物の居住性を損なうことなく、居ながらにして施工することができるという利点が得られる。
【特許文献１】特開平１１−２２９６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、そもそも制震補強を目的とする工法であることから、これを既存建物の免震化工法にそのまま適用することはできない。すなわち、既存建物の免震化工法においては、上述したように、特定階の既存柱等を切断して地盤から既存建物に伝わる振動を絶縁する必要があることから、それら既存柱等に作用している荷重を切断時および切断後に支持できるように構造上の措置を別途講じる必要がある。また、既存建物の中間部に配置される内部柱については、これと一体化する増設柱を建物の外側に設けることができないため、当該内部柱に対して増設柱を取り付けるとすれば建物内部に配置するしかなく、その場合、建物内部の居住空間や執務空間を減少させるばかりか、増設柱を施工する際の騒音が平常業務を妨げる懸念もある。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、建物内における平常業務の妨げとなることなく、既存建物の中間階に免震装置を設置することができ、しかも簡易な作業で短期間に当該建物の免震化を図ることできる既存建物の免震化工法および免震建物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、既存建物の中間階に免震装置を介装することにより免震層を設ける免震化工法であって、既存建物の外周部に沿って配置された柱を既存外周柱、中間部に配置された柱を既存内部柱として、各既存外周柱の外側にそれぞれ新設柱を一体化するように設け、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置をそれぞれ介装するとともに、既存建物の屋上面に沿って少なくとも一以上の新設梁を設けて、その両端部を上記新設柱の何れかに接合することで、既存建物の外周部に、上記新設柱と上記新設梁とからなる外部フレームを構築した後、各既存内部柱の内部に、その切断予定位置近傍から上記外部フレームの新設梁に至る範囲に亘って支承部材をそれぞれ埋設して、それら支承部材を介して、各既存内部柱に作用している荷重を上記外部フレームの新設梁で吊り支持した状態で、既存内部柱および既存外周柱をそれぞれ切断するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、既存建物の中間階に免震装置を介装することにより免震層を設ける免震化工法であって、上記免震層を跨ぐように各既存外周柱の外側にそれぞれ新設柱を設け、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置をそれぞれ介装するとともに、上記新設柱を既存外周柱に一体化した状態で、上記免震層にて各既存外周柱を切断するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の既存建物の免震化工法において、上記免震装置に予め想定される軸力を導入した状態で、既存外周柱を切断するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、中間階に免震装置が介装されることにより免震層が設けられた免震建物であって、各外周柱の外側にそれぞれ新設柱が一体化されるように設けられて、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置がそれぞれ介装されるとともに、屋上面に沿って少なくとも一以上の新設梁が設けられて、その両端部が上記新設柱の何れかに接合されることにより、当該建物の外周部に、上記新設柱と上記新設梁とからなる外部フレームが構築され、各内部柱の内部には、上記免震層から上記外部フレームの新設梁に至る範囲に亘って支承部材がそれぞれ埋設されて、それら支承部材を介して、各内部柱に作用している荷重が上記外部フレームの新設梁で吊り支持された状態で、内部柱および外周柱がそれぞれ上記免震層にて切断されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、中間階に免震装置が介装されることにより免震層が設けられた免震建物であって、上記免震層を跨ぐように各外周柱の外側にそれぞれ新設柱が設けられて、それら新設柱が外周柱に一体化されるとともに、新設柱の予め設定された部位に上記免震装置がそれぞれ介装されて、上記免震層で各外周柱が切断されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１または４に記載の発明によれば、既存外周柱の外側に新設柱を一体化するように設けて、それら新設柱の各々に免震装置を介装するとともに、既存建物の屋上に、両端部が新設柱に接合された新設梁を設けて、その新設梁によって既存内部柱に作用している荷重を吊り支持した状態で、既存内部柱および既存外周柱をそれぞれ切断するようにしたので、既存建物の免震化に関わる工事のうち、既存柱の切断を除く大部分の工事を既存建物の外部で行うことが可能になる。
また、外周柱のみで内部柱の無い既存建物においては、請求項２または５に記載の発明のように、免震層を跨ぐように各既存外周柱の外側にそれぞれ新設柱を設け、それら新設柱の予め設定された部位に免震装置をそれぞれ介装するとともに、新設柱を既存外周柱に一体化した状態で、免震層にて各既存外周柱を切断することにより、上記と同様、大部分の工事を既存建物の外部で行うことが可能である。
したがって、本発明によれば、建物内における平常業務の妨げとなることなく、既存建物を使用しながら免震改修を行うことが可能になる。すなわち、従来の免震化工法では、免震層を構築する階（免震階）が工事中使用不可となり、一時移転するなどの対応が必要であったのに対して、本発明に係る免震化工法によれば、工事中であっても免震階の使用を継続できることから、上記移転などにかかる手間や費用を省くことができる。
【００１３】
また、既存内部柱や既存外周柱を切断する際に、別途梁や床スラブ間に仮設の軸力支持部材を多数本配設して既存建物における軸力を仮支持する場合と比較して、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業が不要になるために、作業の大幅な省力化を図ることができ、短期間に既存建物の免震改修を行うことができる。
また、外部フレームを既存建物の外周部に構築して、当該外部フレームの新設梁により既存内部柱を吊り支持するとともに、当該外部フレームの新設柱により既存外周柱の軸力を負担するようにしたので、既存建物内の有効スペースを減少させることなく、既存建物の免震化を図ることができる。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、免震装置に予め想定される軸力を導入した状態で、既存外周柱を切断するようにしたので、既存柱の切断時に、荷重を確実に外部フレームに伝達して支承させることができ、既存柱の切断後の荷重移行による歪みを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１〜図３は、本発明に係る既存建物の免震化工法を適用した免震建物の一実施形態を示すもので、図中符号１が既存建物、符号２が既存建物１の外周部に配置された既存外周柱、符号３が中間部に配置された既存内部柱である。
この免震化工法は、ＲＣ造等の既存建物において、その中間階に免震装置を介装して免震層を設ける場合に適用したもので、先ず、図１〜図３に示すように、既存建物１の外周側に大型の外部フレーム１０を構築する。
【００１６】
ここで、上記外部フレーム１０は、各既存外周柱２の外側に既存外周柱２と一体化するように設けられた新設柱１１と、既存建物１の屋上面に沿って設けられその両端部が新設柱１１（１１Ａ）に接合された新設梁１２とによって構成されている。この外部フレーム１０の構造形態は、ＲＣ造、ＳＲＣ造あるいはＳ造など、既存建物１の構造形態等に応じて適宜に選択することが可能である。
【００１７】
新設柱１１は、何れも免震階となる中間階（本実施形態では１階）を跨ぐように設けられ、その免震階に対応する位置に、鉛プラグ入り積層ゴム等からなる免震装置１５が介装されている。この新設柱１１には、図２および図３に示すように、柱頭が屋上にまで達する第１新設柱１１Ａと、柱頭が屋上と免震階との中間に位置する第２新設柱１１Ｂとが含まれ、ここでは、既存内部柱３が存在する通り芯上に配置される新設柱１１の組合せのうち、新設柱１１間の距離が最も短くなるような組合せの新設柱１１がそれぞれ第１新設柱１１Ａとされて、それら第１新設柱１１Ａの柱頭間に新設梁１２が架設されている。なお、新設柱１１は、免震装置１５が介装される部位において、一体化される既存外周柱２よりも断面が大きくなるように設定されており、当該新設柱１１と既存外周柱２との一体化には、両者の構造形態に応じて周知の一体化工法を適宜に採用することが可能であり、例えば、両者がＲＣ構造の場合には、後施工アンカーを利用して両者を一体化することにより、施工に伴う振動・騒音を抑制することが可能である。また、免震装置１５の設置に際しては、免震装置１５に予め想定される軸力を導入しておき、既存外周柱２の切断後の荷重移行が安定した状態で行われるようにする。この免震装置１５の据え付け方法は、免震装置１５に軸力を作用させながら工事を進める先付け方式であっても、免震装置１５の取付後にジャッキ等を利用して免震装置１５に軸力を作用させる後付け方式であってもよい。
【００１８】
以上の構成からなる外部フレーム１０を構築した後に、各既存内部柱３の中心部を上部よりコア抜きして、屋上の新設梁１２から既存内部柱３の切断位置近傍に至る挿通孔を穿設する。そして、図３に示すように、各既存内部柱３の挿通孔にＰＣ鋼棒（支承部材）１８をそれぞれ通し、これにプレストレスを導入したうえで、両端を固定治具で固定することによって、各既存内部柱３に作用している荷重を外部フレーム１０の新設梁１２で吊り支持できるようにする。
また、上記外部フレーム１０の構築と並行して若しくはその前後に、免震階の内外装壁、階段、エレベータ、設備配管等の免震化対応工事を行い、それら設備が地震時の相対変位に追従できるように対処しておく。
【００１９】
そして、以上の工事が完了したら、予め想定される軸力が免震装置１５に導入され、かつＰＣ鋼棒１８の緊張により外部フレーム１０の新設梁１２で既存内部柱３を吊り支持し得る状態で、既存外周柱２および既存内部柱３を免震階の所定高さ位置で一斉に切断する。これにより、各既存外周柱２に作用していた荷重が、これと一体化された新設柱１１の免震装置１５に移行するとともに、各既存内部柱３に作用していた荷重がＰＣ鋼棒１８を介して新設梁１２に吊り支持されることとなる。この既存柱２，３から外部フレーム１０への荷重移行により、既存建物１の免震化工事が完了となる。なお、既存内部柱３は切断状態のまま保持される。
【００２０】
以上のように、上記既存建物の免震化工法によれば、既存外周柱２の外側に新設柱１１を一体化するように設けて、それら新設柱１１の各々に免震装置１５を介装するとともに、既存建物１の屋上に、両端部が新設柱１１Ａに接合された新設梁１２を設けて、その新設梁１２によって既存内部柱３に作用している荷重を吊り支持した状態で、既存外周柱２および既存内部柱３をそれぞれ切断するようにしたので、既存建物１の免震化に関わる工事のうち、既存柱２，３の切断を除く大部分の工事を既存建物１の外部で行うことが可能になる。したがって、建物内における平常業務の妨げとなることなく、既存建物１を使用しながら免震改修を行うことが可能になる。
【００２１】
また、既存外周柱２および既存内部柱３を切断する際に、別途梁や床スラブ間に仮設の軸力支持部材を多数本配設して既存建物１における軸力を仮支持する場合と比較して、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業無しの免震改修を行うことができる。
また、外部フレーム１０を既存建物１の外周部に構築して、当該外部フレーム１０の新設梁１２により既存内部柱３を吊り支持するとともに、当該外部フレーム１０の新設柱１１により既存外周柱２の軸力を負担するようにしたので、既存建物内の有効スペースを減少させることなく、既存建物１の免震化を図ることができる。
【００２２】
さらに、本実施形態では、免震装置１５の装着部位において新設柱１１の断面を既存外周柱２の断面よりも大きくし、且つ免震装置１５に予め想定される軸力を導入した状態で、既存外周柱２を切断するようにしたので、既存柱２，３の切断時において、荷重を確実に外部フレーム１０に伝達して支承させることができ、既存柱２，３の切断後の荷重移行による歪みを抑制することができる。
【００２３】
なお、本実施形態においては、各新設柱１１の脚部を地下に延ばして、各新設柱１１を地上レベルより上方の上部構造と下方の上部構造とにより構成するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図４に示すように、１階の既存梁の何れかに補強梁１９を一体化するように設け、その補強梁１９の両端を新設柱１１に接合するようにすれば、上記補強梁１９に接合された一部の新設柱１１Ｃについて下部構造を省略することも可能である。この場合、下部構造を省略した新設柱１１Ｃにおいては、その脚部と既存外周柱２との間にＰＣ鋼線２０等を通し、これにプレストレスを導入して両端を固定することによって、既存外周柱２との一体性の向上を図ることが望ましい。
【００２４】
また、本実施形態においては、外部フレーム１０の新設梁１２によって各既存内部柱３を吊り支持するようにしたが、例えば、図５に示すように、一部の既存内部柱３に対しても新設柱１１Ｄを一体化するように設け、その新設柱１１Ｃに、弾性滑り支承等の免震装置１６を介装するようにしてもよい。
【００２５】
さらに、本実施形態においては、内部柱３を有する既存建物１に対して、本発明に係る免震化工法を適用する場合について例示したが、これに限られるものではなく、例えば、外周柱２のみで内部柱３の無い既存建物に対しても、本発明に係る免震化工法を適用することが可能である。その場合には、新設梁１２を省略して新設柱１１のみで外部フレームを構成し、既存外周柱２に作用している荷重を新設柱１１によって支承するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る既存建物の免震化工法を適用した免震建物の一実施形態を示す平面図で、免震階を示している。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】外部フレームの変形例を示す図である。
【図５】外部フレームの他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    既存建物
２    既存外周柱
３    既存内部柱
１０  外部フレーム
１１  新設柱
１２  新設梁
１５  免震装置
１８  ＰＣ鋼棒（支承部材）
【図１】
2005171659.tif 000003
【図２】
2005171659.tif 000004
【図３】
2005171659.tif 000005
【図４】
2005171659.tif 000006
【図５】
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