(57)【要約】【課題】既存構造物の外部に設けられた耐震構造物により、既存構造物内部の補強工事、及び既存構造物を支持する支持杭の新設を行なわず、さらに、悪い地盤においても、耐震構造物のための大きな断面の支持杭や多くの本数の支持杭を新設せずに既存構造物の耐震補強ができる耐震補強構造を提供する。【解決手段】既存構造物２０の両側に、この既存構造物２０の基礎とは異なる基礎部３０、３６上に一対の耐震構造物２２、２４が構築されている。また、耐震構造物２２、２４と既存構造物２０とは連結部３８によって連結されている。よって、地震等による水平力Ｆが既存構造物２０に作用したとき、既存構造物２０の端部に発生する引抜き力Ｐ３と、耐震構造物２２の端部に発生する押込み力Ｔ４とが連結部を介して伝わって引去り合うので、これらの力を低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存構造物の両側に、前記既存構造物の基礎とは異なる基礎上に構築され、上層部よりも下層部が前記既存構造物から離れる方向へ張り出した一対の耐震構造物と、
前記耐震構造物と前記既存構造物を連結する連結部と、
を有することを特徴とする既存構造物の耐震補強構造。
【請求項２】
前記耐震構造物の少なくとも一方は、立体架構であることを特徴する請求項１に記載の既存構造物の耐震補強構造。
【請求項３】
前記耐震構造物の少なくとも一方には、床が設けられていることを特徴する請求項１又は請求項２に記載の既存構造物の耐震補強構造。
【請求項４】
前記耐震構造物は、前記既存構造物の各階において、前記連結部により連結されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の既存構造物の耐震補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存構造物の外部に設けられた耐震構造物により、既存構造物を耐震補強する耐震補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存建物を耐震補強するために、既存建物内に鉄骨ブレースや耐力壁を設けたり、耐力壁厚や柱、梁の断面を増す方法等が一般に用いられている。
【０００３】
しかし、既存建物内の補強工事になるので、補強部材によって居住空間が狭くなり、また、居住者が建物内に居住したまま工事を遂行することは困難である。
【０００４】
また、図８に示すように、地盤２００中に設けられた支持杭２０１、２０２、２０３を基礎とする既存建物２０４に、地震等による水平力Ｆが既存建物２０４の左側から右側へ向う方向に作用したとき、既存建物２０４全体が右側に傾く時計回りのモーメントを受けるので、既存建物２０４左側の端部の直下に位置する支持杭２０１には引抜き力Ｐが発生し、既存建物２０４右側の端部の直下に位置する支持杭２０３には押込み力Ｔが発生する。
【０００５】
特に古い建物の支持杭では、この引抜き力Ｐを負担できないことが多く、既存建物２０４の基礎として多くの支持杭を新たに施工しなければならない。また、既存建物２０４内を耐震補強して既存建物２０４全体を強固な構造にすると、地震等による水平力Ｆを既存建物２０４が吸収しなくなるので、引抜き力Ｐがさらに大きくなってしまい、より多くの支持杭を新設しなければならない場合がある。
【０００６】
特許文献１の耐震補強構造では、図９に示すように、２棟の既存構造物２０６、２０８が隣接し、既存構造物２０６、２０８の隣り合う外柱同士が各階で連結部材２１０によって連結されている。
【０００７】
地震等による水平力Ｆが既存構造物２０６の左側から右側へ向う方向に作用したとき、図８と同様の原理で、既存構造物２０６、２０８左側の端部に位置する外柱の直下に設けられた杭２１２、２１４にはそれぞれ引抜き力Ｐ１、Ｐ２が発生し、既存構造物２０６、２０８右側の端部に位置する外柱の直下に設けられた杭２１６、２１８にはそれぞれ押込み力Ｔ１、Ｔ２が発生する。
【０００８】
このとき押込み力Ｔ１と引抜き力Ｐ２は引去り合うので、これらの力が低減され、杭２１４の引き抜けを回避することができる。
【０００９】
しかし、特許文献１は、隣接した既存構造物同士を連結する補強構造なので、隣接する既存構造物が存在しない既存構造物には適用できない。
【００１０】
特許文献２の耐震補強方法では、図１０に示すように、地盤２００上に建てられた既存建物２２０両側の外周面に平行になるように、耐震架構となる立体架構２２２が構築されている。そして、立体架構２２２は、既存建物２２０の各階又は任意の階で連結されている。
【００１１】
よって、地震等により既存建物２２０に作用する水平力を立体架構２２２も分担するため、既存建物２２０の架構に応力が集中することが回避されるので、既存建物２２０に対して耐震補強を施さなくてよい。
【００１２】
しかし、立体架構２２２を支持する地盤２００が悪い場合には、立体架構２２２のための杭基礎を構築しなければならず、そのための施工費用がかかってしまう。
【特許文献１】特開２００２−１３２９６号公報
【特許文献２】特開平９−２０３２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は係る事実を考慮し、既存構造物の外部に設けられた耐震構造物により、既存構造物内部の補強工事、及び既存構造物を支持する支持杭の新設を行なわず、さらに、悪い地盤においても、耐震構造物のための大きな断面の支持杭や多くの本数の支持杭を新設せずに既存構造物の耐震補強ができる耐震補強構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、既存構造物の両側に、前記既存構造物の基礎とは異なる基礎上に構築され、上層部よりも下層部が前記既存構造物から離れる方向へ張り出した一対の耐震構造物と、前記耐震構造物と前記既存構造物を連結する連結部と、を有することを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載の発明では、既存構造物の両側に一対の耐震構造物が構築されている。そして、この一対の耐震構造物は、既存構造物の基礎とは異なる基礎上に建てられている。また、耐震構造物と既存構造物とは連結部によって連結されている。
【００１６】
このため、一対の耐震構造物の一方（以下、耐震構造物Ａと記載）から他方（以下、耐震構造物Ｂと記載）へ向う方向に、地震等による水平力が既存構造物に作用したとき、既存構造物全体が水平力の向う方向に傾く回転モーメントを受けるので、既存構造物の耐震構造物Ａ側の端部には鉛直方向の引抜き力が発生し、既存構造物の耐震構造物Ｂ側の端部には鉛直方向の押込み力が発生する。
【００１７】
また、同様にして、耐震構造物Ａの既存構造物側の端部、耐震構造物Ｂ下層の既存構造物と離れた側の端部には押込み力が、耐震構造物Ａ下層の既存構造物と離れた側の端部、耐震構造物Ｂの既存構造物側の端部には引抜き力が発生する。
【００１８】
このとき、耐震構造物と既存構造物とは連結部により連結されているので、既存構造物の耐震構造物Ａ側の端部に発生する引抜き力と、耐震構造物Ａの既存構造物側の端部に発生する押込み力とが連結部を介して伝わって引去り合うので、これらの力を低減することができる。
【００１９】
また、既存構造物の耐震構造物Ｂ側の端部に発生する押込み力と、耐震構造物Ｂの既存構造物側の端部に発生する引抜き力も同様に引去り合い、これらの力を低減することができる。
【００２０】
よって、既存構造物内部の補強工事、及び既存構造物を支持する支持杭の新設を行なわずに、既存構造物の耐震補強ができる。
【００２１】
また、耐震構造物を支持する地盤が弱い場合においても、耐震構造物の既存構造物側の端部に発生する引抜き力又は押込み力は低減されるので、直接基礎とすることができ、耐震構造物の既存構造物側の端部の直下に支持杭の新設をしなくてよい。
【００２２】
耐震構造物の既存構造物側の端部の直下付近には、既存構造物の支持杭が既に構築されているので、この付近への耐震構造物の支持杭の新設は、施工位置の制限を受け、施工性も悪くなる。
【００２３】
よって、耐震構造物の既存構造物側の端部の直下に支持杭の新設をしなくて済むことにより、従来に比べて、工期短縮及びコスト低減を図ることができる。
【００２４】
また、一対の耐震構造物のそれぞれの下層は、上層よりも既存構造物から離れる方向に張り出している。
【００２５】
よって、耐震構造物下層の張り出す長さを大きくすることによって、耐震構造物下層の既存構造物と離れた側の端部に発生する引抜き力又は押込み力は小さくなる。よって、耐震構造物を支持する地盤が悪い場合においても、耐震構造物下層の既存構造物と離れた側の端部の直下に大きな断面の支持杭や多くの本数の支持杭を新設しなくてよい。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、前記耐震構造物の少なくとも一方は、立体架構であることを特徴としている。
【００２７】
請求項２に記載の発明では、耐震構造物の少なくとも一方が立体架構なので、構造的に十分な強度を有する耐震構造物を構築することができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、前記耐震構造物の少なくとも一方には、床が設けられていることを特徴としている。
【００２９】
請求項３に記載の発明では、耐震構造物の少なくとも一方には床が設けられているので、
この床上に、既存構造物の設備機器や設備配管等を設けることによって、既存構造物内の床高を低く抑えることができる。このため、既存構造物の室内部を天井の高い広い居住空間にすることができる。
【００３０】
請求項４に記載の発明は、前記耐震構造物は、前記既存構造物の各階において、前記連結部により連結されていることを特徴としている。
【００３１】
請求項４に記載の発明では、耐震構造物が既存構造物の各階において、連結部により連結されているので、耐震構造物及び既存構造物の隣り合う端部に発生する引抜き力又は押し込み力が、連結部を介してより確実に伝達される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は上記構成としたので、既存構造物内部の補強工事、及び既存構造物を支持する支持杭の新設を行なわず、さらに、悪い地盤においても、耐震構造物のための大きな断面の支持杭や多くの本数の支持杭を新設せずに既存構造物の耐震補強ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る既存構造物の耐震補強構造を説明する。なお、本実施形態では、ＲＣ造の集合住宅の例を説明するが、あらゆる建物への適用が可能である。図１、２には、本実施形態の既存構造物の耐震補強構造１０が示されている。
【００３４】
地盤１２中に設けられたＰＨＣ杭１４、１６、１８に支持されて既存構造物としてのＲＣ造の集合住宅２０が建てられている。
【００３５】
この集合住宅２０の左右両側には、集合住宅２０の基礎とは異なる基礎部３０、３６上に建てられた耐震構造物としての立体架構２２、２４が隣接している。立体架構２２、２４は、柱、梁、及び補強部材としてのブレースから構成されている。
【００３６】
立体架構２２下層の集合住宅２０から離れた側の端部に位置する柱２６の直下にはＰＨＣ杭２８が設けられ、立体架構２２を支持するが、このＰＨＣ杭２８が設けられていない基礎部３０は直接基礎となっている。
【００３７】
また、立体架構２４下層の集合住宅２０から離れた側の端部に位置する柱３２の直下にはＰＨＣ杭３４が設けられ、立体架構２４を支持するが、このＰＨＣ杭３４が設けられていない基礎部３６は直接基礎となっている。立体架構２２、２４は共に、その上層部よりも下層部の方が集合住宅２０から離れる方向の外側に張り出している。
【００３８】
また、立体架構２２、２４は、集合住宅２０の４階〜７階、及び屋上で、連結部材３８により連結されている。
【００３９】
ここで、立体架構２２の集合住宅２０側の端部に位置する外柱４０と、集合住宅２０の立体架構２２側の端部に位置する外柱４２とを連結する連結部材３８について説明する。図３の平面図、図４の側面図に示すように、鉄板をＴ字状に接合してリブ４５で補強された、平面視にて四角形状の支圧板４４の側面４４Ａが外柱４２に固定され、支圧板４４が外柱４０側に片持状に張り出している。
【００４０】
集合住宅２０の躯体壁４６と、躯体壁４６に対向する支圧板４４の側面４４Ａには、ネジ切り通しアンカー４８が貫通する固定孔５０、５２が形成されており、ネジ切り通しアンカー４８の両端に形成された雄ネジにナット５４を螺合することによって、支圧板４４を外柱４２に固定している。
【００４１】
また、ネジ切り通しアンカー４８と直交するように、接着系アンカー５６が外柱４２内に挿入及び接着されている。そして、ネジ切り通しアンカー４８と接着系アンカー５６が接触した状態で、これらのアンカーを覆うように、躯体壁４６、外柱４２、及び支圧板４４の側面４４Ａによりコの字状に囲まれた隙間がグラウトモルタル５８で充填されている。
【００４２】
また、平面視にて略台形状の鉄板からなり、リブ６１で補強された支圧板６０が外柱４０に固定されて、外柱４２側に片持状に張り出している。
【００４３】
そして、支圧板４４の張り出した端部の上面４４Ｂに、支圧板６０の張り出した端部の下面６０Ａを重ねた状態で、６個のボルト６２、ナット６４で連結されている。また、立体架構２４の集合住宅２０側の端部に位置する外柱６６と、集合住宅２０の立体架構２４側の端部に位置する外柱６８についても、同様の方法で連結されている。
【００４４】
よって、外柱４０に発生した引抜き力や押込み力は、外柱４０、支圧板６０、支圧板４４、ネジ切り通しアンカー４８、接着系アンカー５６、外柱４２の順に伝わり、外柱４２に発生した引抜き力や押込み力は、この逆の順に伝わる。
【００４５】
また、立体架構２２、２４の１〜３階の一部には床部７０が形成されており、この上に、集合住宅２０の設備機器７２、設備配管７４や太陽光発電システムのソーラーパネル７６が設けられている。
【００４６】
次に、本発明の実施形態に係る既存構造物の耐震補強構造の作用及び効果について説明する。
【００４７】
図１に示すように、立体架構２２から立体架構２４へ向う方向に、地震等による水平力Ｆが集合住宅２０に作用したとき、集合住宅２０全体が立体架構２４側に傾く回転モーメントを受けるので、集合住宅２０の立体架構２２側の端部に位置する外柱４２には鉛直方向の引抜き力Ｐ３が発生し、集合住宅２０の立体架構２４側の端部に位置する外柱６８には鉛直方向の押込み力Ｔ３が発生する。
【００４８】
また、同様にして、立体架構２２の集合住宅２０側の端部の外柱４０、立体架構２４下層の集合住宅２０と離れた側の端部の外柱３２には押込み力Ｔ４、Ｔ５が、立体架構２４の集合住宅２０側の端部の外柱６６、立体架構２２下層の集合住宅２０と離れた側の端部の外柱２６には引抜き力Ｐ５、Ｐ４が発生する。
【００４９】
このとき立体架構２２、２４と集合住宅２０とは連結部材３８により連結されているので、集合住宅２０の外柱４２に発生する引抜き力Ｐ３と、立体架構２２の外柱４０に発生する押込み力Ｔ４とが連結部材３８を介して伝わって引去り合うので、これらの力を低減することができる。
【００５０】
また、集合住宅２０の外柱６８に発生する押込み力Ｔ３と、立体架構２４の外柱６６に発生する引抜き力Ｐ５も同様に引去り合い、これらの力を低減することができる。
【００５１】
よって、集合住宅２０内部の補強工事、及び集合住宅２０を支持する支持杭の新設を行なわずに、集合住宅２０の耐震補強ができる。
【００５２】
また、立体架構２２、２４を支持する地盤が弱い場合においても、立体架構２２、２４の外柱４０、６６に発生する押込み力又は引抜き力は低減されるので、直接基礎とすることができ、立体架構２２、２４の外柱４０、６６の直下に支持杭の新設をしなくてよい。
【００５３】
立体架構２２、２４の外柱４０、６６の直下付近には、集合住宅２０の支持杭が既に構築されているので、この付近への立体架構２２、２４の支持杭の新設は、施工位置の制限を受け、施工性も悪くなる。
【００５４】
よって、立体架構２２、２４の外柱４０、６６の直下に支持杭を新設しなくて済むことにより、従来に比べて、工期短縮及びコスト低減を図ることができる。
【００５５】
また、立体架構２２の１階部分、及び立体架構２４の１、２階部分は、他の階よりも集合住宅２０から離れる方向に張り出している。
【００５６】
よって、これらの張り出す長さを大きくすることによって、立体架構２２、２４の外柱２６、３２に発生する引抜き力又は押込み力は小さくなる。よって、立体架構２２、２４を支持する地盤が悪い場合においても、立体架構２２、２４の外柱２６、３２の直下に大きな断面の支持杭や多くの本数の支持杭を新設しなくてよい。
【００５７】
また、立体架構２２、２４は、柱、梁、及びブレースから構成されているので、構造的に十分な強度を有する耐震構造物を構築できると共に、集合住宅２０への太陽光Ｓの採光を妨げずに、立体架構２２、２４を建てることができる。
【００５８】
また、立体架構２２、２４に設けられた床部７０上に、集合住宅２０の設備機器７２、設備配管７４を設けることによって、集合住宅２０内の床高を低く抑えることができる。このため、集合住宅２０の室内部を天井の高い広い居住空間にすることができる。また、ソーラーパネル７６を設けることによって、設備機器７２等の省エネルギー化を図ることができる。
【００５９】
図５〜７は、本実施形態の図１、２の変形例を示したものである。
【００６０】
図５の耐震補強構造７８は、集合住宅２０の平面視において長辺方向の略中央部に一対の立体架構８０、８２が構築された例である。
【００６１】
図６の耐震補強構造８４は、集合住宅２０の平面視において四隅付近に立体架構８６、８８、９０、９２が構築された例である。
【００６２】
図７の耐震補強構造９４は、集合住宅２０よりも高さの低い一対の立体架構９６、９８が構築された例である。
【００６３】
図５〜７共に、図１、２と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６４】
本実施形態では、支持杭１４、１６、１８、２８、３４をＰＨＣ杭としたが、構造物を支持できる杭であればよく、場所打ちコンクリート杭、既成コンクリート杭、鋼管杭等を用いることができる。
【００６５】
また、耐震構造物を柱、梁、及びブレースから構成された立体架構としたが、耐震可能な強度を有する構造であればよく、壁を有するようにしてもよいし、人が居住する通常の建築建物としてもよい。
【００６６】
また、床部７０を立体架構２２、２４の１〜３階の一部に設けたが、必要に応じて適宜設ければよいし、床部７０がなくてもよい。
【００６７】
また、集合住宅２０の４階〜７階、及び屋上で、立体架構２２、２４が連結部材３８で連結された例を示したが、連結する階は、必要に応じて適宜決めればよい。全ての階で連結すれば、集合住宅２０及び立体架構２２、２４の隣り合った外柱に発生する引抜き力又は押し込み力が、連結部材３８を介してより確実に伝達することができる。また、連結方法は連結部材３８の方法に限らず、外柱の軸力を伝達できるものであればよい。
【００６８】
また、立体架構２２の１階と、立体架構２４の１、２階が外側に張り出した例を示したが、１階部分が張り出していればよく、任意の階までを張り出すようにすることができる。また、張り出す長さは、立体架構２２、２４の立地条件に合わせて適宜決めればよい。より長く張り出させた方が、ＰＨＣ杭２８、３４の本数をより少なく、また、杭断面をより小さくすることができる。
【００６９】
なお、集合住宅２０のＰＨＣ杭１４、１８に発生する押込み力に対しては、集合住宅２０の杭基礎をパイルドラフト基礎として考えることができるので、本実施形態を適用することによって、より安全な杭基礎となる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係る既存構造物の耐震補強構造を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る既存構造物の耐震補強構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る連結部を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る連結部を示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る既存構造物の耐震補強構造の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る既存構造物の耐震補強構造の変形例を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る既存構造物の耐震補強構造の変形例を示す斜視図である。
【図８】従来の既存構造物に作用する力を示す説明図である。
【図９】従来の既存構造物の耐震補強構造を示す概略図である。
【図１０】従来の既存建物の耐震補強方法を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  耐震補強構造
２０  集合住宅（既存構造物）
２２  立体架構（耐震構造物）
２４  立体架構（耐震構造物）
３８  連結部材（連結部）
７０  床部（床）
７８  耐震補強構造
８０  立体架構（耐震構造物）
８２  立体架構（耐震構造物）
８４  耐震補強構造
８６  立体架構（耐震構造物）
８８  立体架構（耐震構造物）
９０  立体架構（耐震構造物）
９２  立体架構（耐震構造物）
９４  耐震補強構造
９６  立体架構（耐震構造物）
９８  立体架構（耐震構造物）
【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】
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【図９】
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【図１０】
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