(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物を構成する柱と梁で囲まれた構面内に構築される耐震補強構造であって、
前記構面内に組み込まれて四角形に枠組みされた外フレームと、
前記外フレームの内周の全体又は一部から所定間隔を空けて配置され、内側に四角形の領域を形成するように枠組みされた内フレームと、
前記内フレームと前記外フレームとの角部同士を連結させて、斜め方向に配置した斜め連結材と、
を備え、
前記内フレームと前記斜め連結材とによって、前記外フレームに作用する水平力に対抗する水平耐力が与えられる構成としたことを特徴とする建築物の耐震補強構造。
【請求項２】
前記外フレーム及び前記内フレームの夫々の縦材が略平行に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の建築物の耐震補強構造。
【請求項３】
前記内フレームの内側に板状のパネル又は網目状をなす網目部材が組み込まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の建築物の耐震補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物における柱と梁で囲まれた構面内に構築される耐震補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既存建築物の耐震補強において、柱と梁に囲まれた構面内に耐震壁を構築し、既存建築物の保有水平耐力の増大を図ることが行われている。その構造として、耐震強度を考慮して構面内にＫ型やマンサード型など様々な形状の鉄骨ブレースを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１は、二本の鉄骨ブレースを構面内で略ハの字又は上下逆の略ハの字型となるように斜めに配置させて、上部或いは下部の梁の略中間で互いに連結させ、この連結部で二本の鉄骨ブレースを鋼板などからなるはさみ部材によって挟持させ、このはさみ部材を梁に沿って水平方向に摺動可能に設けた耐震補強構造である。このような摺動構造としたことで、構面内において、地震時に鉄骨ブレースに伝達される力を減衰させるダンパー機能をもたせることができ、水平剛性を向上させたものである。
【特許文献１】特開２００３−１５５８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１や従来の鉄骨ブレースでは、効果的な耐震性能を発揮させるために、鉄骨ブレースが構面内全体にわたって斜めに配置されていている。このとき、構面内の鉄骨ブレース同士に囲まれてなる開口部は、建築物としての用途上、有効活用しにくい略三角形状となる場合が多く、例えば窓のような用途に制限されてしまうという欠点があった。すなわち、構面内に出入口や通路といった用途に必要な四角形のスペースを確保してデザインすることが困難であるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、構面内において出入口や通路などの用途に合わせてデザインできるようにした建築物の耐震補強構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る建築物の耐震補強構造では、建築物を構成する柱と梁で囲まれた構面内に構築される耐震補強構造であって、構面内に組み込まれて四角形に枠組みされた外フレームと、外フレームの内周の全体又は一部から所定間隔を空けて配置され内側に四角形の領域を形成するように枠組みされた内フレームと、内フレームと外フレームとの角部同士を連結させて斜め方向に配置した斜め連結材とを備え、内フレームと斜め連結材とによって、外フレームに作用する水平力に対抗する水平耐力が与えられる構成としたことを特徴としている。
本発明では、外フレームの内側で斜め連結材を斜め方向に配置することで、従来の鉄骨ブレースと同様の耐震構造を実現することができる。そして、例えば内フレームの枠材を外フレームに平行となるように配列させることで、内フレームの内側及びその外側に形成される開口部には、用途として有効活用できる開口率の大きな四角形をなす領域を確保することができる。
【０００６】
また、本発明に係る建築物の耐震補強構造では、外フレーム及び内フレームの夫々の縦材が略平行に配設されていることが好ましい。
本発明では、外フレームと内フレームとの各縦材が所定の間隔をもって略平行に配設されることから、内フレームの内側及びその隣に縦方向に平行した開口部が形成され、有効活用できる領域を確保することができる。
【０００７】
また、本発明に係る建築物の耐震補強構造では、内フレームの内側に板状のパネル又は網目状をなす網目部材が組み込まれていることが好ましい。
本発明では、内フレームの内側にパネル又は網目部材が介在するため、受ける水平力に対して内フレームの剛性、耐力を向上させることができる。また、パネル又は網目部材の材質や配置などを任意に設定することによってデザイン性が向上する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の建築物の耐震補強構造によれば、内フレームの内側及びその外側の開口部に、用途として有効活用できる開口率の大きな四角形をなす領域を確保することができる。このため、構面内において、例えば出入口、廊下（通路）、大きな窓部などの用途に合わせた有効的なデザインを行うことができ、デザインの幅を広げることができる。
また、要求される耐震補強の耐力や性能などの条件に合わせて、内フレームの大きさや配置、鋼材の断面の大きさ、部材の種類などを検討変更することができ、フレキシブルな設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の第一の実施の形態による建築物の耐震補強構造について、図１に基づいて説明する。
図１は第一の実施の形態による耐震補強体１を示す立面図である。
図１に示すように、本第一の実施の形態による建築物の耐震補強構造は、柱や梁からなる架構２０に囲まれた構面Ｒ内に耐震補強体１を構築するものである。
【００１０】
図１に示すように、耐震補強体１は、構面Ｒ内に組み込まれて四角形に枠組みされた外フレーム２と、外フレーム２の内周から所定の間隔を空けて四角形に枠組みされた内フレーム３と、一端４ａを外フレーム２の角部２ａに他端４ｂを内フレーム３の角部３ａに固定させて斜め方向に配置した斜め連結材４とから概略構成されている。このとき耐震補強体１は、鉛直方向をなす中心線に対して線対称に形成されている。
なお、斜め連結材４は、Ｈ型鋼材やＬ型鋼材などの一般的な鋼材のほか、ＰＣ鋼棒や高耐力鋼などの高耐力、高剛性を有する部材を使用してもよい。
そして、斜め連結材４と外、内フレーム２、３との固定は、例えば繋ぎ材として鋼板（図示省略）を設けて、ボルト締結又は溶接などによる固定手段によって行われている。
【００１１】
また、図１に示すように、耐震補強体１と架構２０との接続は、外フレーム２と架構２０との間に隙間２１を設け、この隙間２１に例えば図示しないアンカーボルト或いはアンカーボルト無しの無収縮モルタルによる施工によって行われる。このような構造により、架構２０に作用する水平力は、隙間２１を介して耐震補強体１に伝達されることになる。
【００１２】
図１に示すように、耐震補強体１は、外フレーム２の内側において、内フレーム３を介して斜め方向に配置される斜め連結材４が従来のブレースと同等の機能をなしている。つまり、地震時に水平力が建築物に作用するとき、外フレーム２には架構２０より水平力が伝達され、外フレーム２の内側には、この水平力に対抗する水平耐力が斜め連結材４と内フレーム３とによって与えられている。
そして、斜め連結材４にＰＣ鋼棒や高耐力鋼などを使用した場合には、部材内にプレストレスを導入させて初期張力（引張力）を予め与えておくことができ、より耐震性を向上させた耐震補強構造を実現することができる。
【００１３】
また、図１に示すように、構面Ｒ内には内外フレーム２、３及び斜め連結材４に囲われた開口部５が形成されている。そして、内フレーム３の内側及びその両隣の開口部５には、内フレーム３の縦材３ｂと外フレーム２の縦材２ｂとが略平行に配設されることで、有効領域Ｍ１、Ｍ２が形成されている。この有効領域Ｍ１、Ｍ２は、従来の耐震補強構造と比較して大きな開口率をなす四角形のスペースであり、用途上、有効活用できるスペースとなっている。なお、この有効領域Ｍ１、Ｍ２の大きさは、内フレーム３の縦横材の長さを変えることで任意に変更することができる。
【００１４】
上述した本第一の実施の形態による建築物の耐震補強構造では、外フレーム２の内側で斜め連結材４を斜め方向に配置して内フレーム３に連結することで、従来の鉄骨ブレースと同様の耐震構造を実現できると共に、用途として有効活用できる有効領域Ｍ１、Ｍ２を確保することができる。このため、構面Ｒ内において、例えば出入口や廊下（通路）、大きな窓といった用途に合わせてデザインすることができ、デザインの幅を広げることができる。
また、要求される耐震補強の耐力や性能などの条件に合わせて、内フレーム３の大きさや配置、鋼材の断面の大きさ、部材の種類などを検討変更することができ、フレキシブルな設計が可能となる。
【００１５】
次に、本発明の第二の実施の形態及び第一、第二変形例について、図２乃至図４に基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図２は本発明の第二の実施の形態による耐震補強体を示す立面図である。
第二の実施の形態は、図２に示すように第一の実施の形態の耐震補強体１（図１参照）を上下方向の略中間で二分割した形状をなし、水平方向の中心線に対して線対称をなしている。
内フレーム３は、コの字型の開口部を下側に向けてなり、その下端３ｃを外フレーム２の下部横材２ｃに接合されている。そして、内フレーム３の上部の角部３ａ、３ａのみに斜め連結材４、４が設けられている。これにより、内フレーム３の内側及びその両隣の開口部５に、第一の実施の形態よりも大きな面積の有効領域Ｍ３、Ｍ４を確保することができる。
このように、第二の実施の形態による耐震補強体１は、第一の実施の形態と同様の効果に加え、この有効領域Ｍ３、Ｍ４が外フレーム２の下部横材２ｃの上面に形成されていることから、不要な段差などを少なくすることができ、より適用性の高いスペースを実現することができる。
【００１６】
次に、第一及び第二の実施の形態の第一変形例、第二変形例について図面に基づいて説明する。
図３（ａ）、（ｂ）は本第一及び第二の実施の形態の第一変形例による耐震補強体を示す立面図、図４（ａ）、（ｂ）は同じく第二変形例による耐震補強体を示す立面図である。
図３（ａ）、（ｂ）に示す第一変形例は、内フレーム３の内側に、例えばガラスブロック、鋼板、コンクリート、プラスチック、そのほか新素材などの平板状をなすパネル６が組み込まれている。このパネル６は、剛性を有する部材であることが好ましく、複数に分割されていてもよい。また、デザイン性の高い透過性のものや予め開口が形成されたパネルであってもよい。なお、第一変形例では、内フレーム３の両隣に有効領域Ｍ２、Ｍ４を確保することができる。
【００１７】
また、図４（ａ）、（ｂ）に示す第二変形例は、上述した第一変形例のパネル６（図３参照）に代えて鋼線、鋼棒、繊維性を有する部材などからなる線状部材を網目状に形成させた網目部材７を内フレーム３の内側に組み込んだものである。
この第二変形例では、網目部材７自体が隙間を有しているため、閉塞感がなく開放的なデザイン性の高い構造を実現できる。
【００１８】
以上、本発明による建築物の耐震補強構造の第一及び第二の実施の形態とその第一、第二変形例について説明したが、本発明は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本第一及び第二の実施の形態では内フレーム３を外フレーム２の内側において左右方向で略中央に設けているため、内フレーム３の両隣の有効領域Ｍ２、Ｍ２（第二の実施の形態ではＭ４、Ｍ４）が同形状となっているが、これに限定されることはない。例えば、用途に合わせて内フレーム３の位置を左右方向の何れか一方に寄せて、有効領域を調整してもかまわない。
また、本第一及び第二変形例では内フレームの内側のみにパネル６又は網目部材７を設けているが、これに限定されず、例えば外観のデザインを考慮して内フレーム３の両隣の有効領域Ｍ２、Ｍ４やその他開口部５にパネル６又は網目部材７を設けてもよい。さらに、パネル６と網目部材７とを任意に組み合わせることでデザイン性を向上させてもよい。
さらに、本第一及び第二の実施の形態では長方形の内フレーム３でその縦材３ｂと外フレーム２の縦材２ｂとが略平行に設けられているが、必ずしもこの形状に限定されることなく、例えば内フレーム３は、縦材３ｂが斜めに配置された台形であってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一の実施の形態による耐震補強体を示す立面図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態による耐震補強体を示す立面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は本第一及び第二の実施の形態の第一変形例による耐震補強体を示す立面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本第一及び第二の実施の形態の第二変形例による耐震補強体を示す立面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  耐震補強体
２  外フレーム
３  内フレーム
４  斜め連結材
５  開口部
６  パネル
７  網目部材
２０  架構
Ｒ  構面
Ｍ１〜Ｍ４  有効領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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