(57)【要約】【課題】十分な耐震性を有すると共に設置費用を抑え、構造が簡単で溶接等の作業が不要な耐震補強構造体を提供する。【解決手段】既設家屋の一室に設置される耐震補強構造体であって、Ｈ形鋼からなる鉄骨土台１１と、角形パイプ鋼からなり下端が鉄骨土台の隅部に配置される鉄骨柱３と、Ｈ形鋼からなり各鉄骨柱の上端に配置される鉄骨梁１２と、厚板鋼板により直角二等辺三角形状をなし直角部を挟む二辺部が一側に直角に折曲されて締結部５ａ，５ｂが形成され一側の締結部が鉄骨土台又は鉄骨梁に他側の締結部が鉄骨柱に締結される締結第１の部材５と、厚板鋼板により直角二等辺三角形状に形成され直角部を挟む二辺部が一側に直角に折曲されて締結部６ａ，６ｂが形成され各締結部が隣り合う鉄骨土台又は鉄骨梁同士に締結される第２の締結部材６と、第１、第２の締結部材と鉄骨土台、鉄骨梁、鉄骨柱を締結するボルト１５とナット１６とを備えている。【選択図】図１
2007303105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の家屋の所望の一室に設置されて補強する耐震補強構造体であって、
Ｈ形鋼からなり水平な上側部両端及び中央の垂直部両端にボルト挿通孔が形成され、前記一室に形成された基礎に設置されて鉄骨組土台を構成する鉄骨土台と、
角形パイプ鋼からなり前記鉄骨組土台の隅部に垂直に配置され隣り合う前記鉄骨土台の端部と対向する側面の下端に前記上側部のボルト挿通孔と対応してボルト挿通孔が形成された鉄骨柱と、
Ｈ形鋼からなり水平な下側部両端及び中央の垂直部両端に前記鉄骨柱の対向する側面に形成されたボルト挿通孔と対応してボルト挿通孔が形成され前記各鉄骨柱の上端に配置されて鉄骨組梁を構成する鉄骨梁と、
厚板鋼板により直角二等辺三角形状に形成され直角部を挟む二辺部が一側に直角に折曲されて二つの締結部が形成され、各締結部に前記鉄骨土台及び鉄骨梁及び鉄骨柱のボルト挿通孔と対応してボルト挿通孔が形成され、一側の締結部が前記鉄骨土台の上側部端部又は鉄骨梁の下側部端部に締結され、他側の締結部が前記鉄骨柱の対応する側面に締結される第１の締結部材と、
厚板鋼板により直角二等辺三角形状に形成され直角部を挟む二辺部が一側に直角に折曲されて二つの締結部が形成され、かつ前記直角部が前記鉄骨柱に対応して切り欠かれ、各締結部に前記鉄骨土台及び鉄骨梁のボルト挿通孔と対応してボルト挿通孔が形成され、一側の締結部が前記鉄骨土台又は鉄骨梁の垂直部端部に締結され、他側の締結部が前記鉄骨土台又は鉄骨梁と直交する鉄骨土台又は鉄骨梁の垂直部端部に締結される第２の締結部材と、
前記第１、第２の締結部材の締結部と前記鉄骨土台及び鉄骨梁及び鉄骨柱を締結するボルトとナットとを備えたことを特徴とする耐震補強構造体。
【請求項２】
前記鉄骨組土台を構成する鉄骨土台同士を締結する第２の締結部材は、前記基礎に植設されているアンカーボルトに固定されることを特徴とする、請求項１に記載の耐震補強構造体。
【請求項３】
前記鉄骨組梁は対角線上に位置する第２の締結部材同士が筋違いで締結されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の耐震補強構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設木造家屋の所望の一室に設置して耐震強度を補強する耐震補強構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本の家屋は伝統的に軸組構造の木造家屋であり、特に築後かなりの年数が経ち老朽化して来ると大きな地震が発生したときに梁、桁、柱等に耐震度を超える荷重が加わって損傷したり破壊されて屋根の荷重により家屋全体が倒壊するのおそれがある。この対策として、現状の家屋の土台、梁、柱投を耐震構造に改造することが必要であるが多額の費用と時間が掛かるという問題がある。
【０００３】
そこで、既設建屋の所望の室内に、隣室と連絡する開口部を有する鉄骨組立構造の避難室を設置し、この避難室は、設置すべき室の基床上に設置される鉄骨組土台と、この鉄骨組土台の少なくとも隅角部に結合された複数本の鉄骨柱と、鉄骨柱の上端部に結合された鉄骨組梁と、鉄骨組土台と鉄骨柱及び鉄骨梁間に固定された複数本の鉄骨組壁パネルを備えた構造の耐震避難室付家屋が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
或いは、既設建屋の所望の室内に、隣室と連絡する開口部を有する鉄骨組立構造の耐震室を設置し、この耐震室は、設置すべき室に対応する形状、寸法を持ち当該室の基床上に設置される鉄骨組土台と、この鉄骨組土台の各辺に結合された複数本づつの鉄骨柱と、それらの鉄骨柱の上端部に結合された鉄骨組梁と、隣接する鉄骨柱間及び鉄骨柱間の鉄骨組土台及び鉄骨組梁間とを結合する鉄骨壁を備え、鉄骨組土台の上には床が設けられ、鉄骨柱と鉄骨壁の室内側表示面には表装壁が張設され、鉄骨組梁の下面には表装天井が張設される構造の耐震室付家屋が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】実用新案登録第３０１９５０２号公報（１０〜１３頁、図４）
【特許文献２】実用新案登録第３０２５９８５号公報（１３〜１８頁、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
耐震避難室や耐震室付家屋は、その有効性が認識されてきており徐々に普及しつつある。しかしながら、上記提案されている耐震避難室や耐震室付家屋は、構造が複雑であるために部品点数が多く、これに伴い組み付け箇所が多くなり、施工現場における組み付けに手間が掛かる。また、コストが高いという問題がある。
【０００６】
耐震補強体は、強度を有することは必要不可欠であるが、設置費用を安くするも大切である。従って、十分な強度を有しかつ設置費用を抑えることが耐震構造体を普及させる上で大きな課題である。
【０００７】
設置費用を安くする構造として、天井板と４本の支柱と床板と一面の側板からなる鉄骨溶接構造の避難箱を建物内に配置することも考えられるが、接合部を現場（家屋内）で溶接することが必要となり、溶接に伴う火災等の発生の問題があり木造家屋内に設置することは困難である。
【０００８】
本発明の目的は、十分な耐震性を有すると共に設置費用を抑え、構造が簡単でしかも溶接等の作業を全く不要とした耐震補強構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明に係わる耐震補強構造体は、既設家屋の所望の一室に設置されて補強する耐震補強構造体であって、
Ｈ形鋼からなり水平な上側部両端及び中央の垂直部両端にボルト挿通孔が形成され、前記一室に形成された基礎に設置されて鉄骨組土台を構成する鉄骨土台と、
角形パイプ鋼からなり前記鉄骨組土台の隅部に垂直に配置され隣り合う前記鉄骨土台の端部と対向する側面の下端に前記上側部のボルト挿通孔と対応してボルト挿通孔が形成された鉄骨柱と、
Ｈ形鋼からなり水平な下側部両端及び中央の垂直部両端に前記鉄骨柱の対向する側面に形成されたボルト挿通孔と対応してボルト挿通孔が形成され前記各鉄骨柱の上端に配置されて鉄骨組梁を構成する鉄骨梁と、
厚板鋼板により直角二等辺三角形状に形成され直角部を挟む二辺部が一側に直角に折曲されて二つの締結部が形成され、各締結部に前記鉄骨土台及び鉄骨梁及び鉄骨柱のボルト挿通孔と対応してボルト挿通孔が形成され、一側の締結部が前記鉄骨土台の上側部端部又は鉄骨梁の下側部端部に締結され、他側の締結部が前記鉄骨柱の対応する側面に締結される第１の締結部材と、
厚板鋼板により直角二等辺三角形状に形成され直角部を挟む二辺部が一側に直角に折曲されて二つの締結部が形成され、かつ前記直角部が前記鉄骨柱に対応して切り欠かれ、各締結部に前記鉄骨土台及び鉄骨梁のボルト挿通孔と対応してボルト挿通孔が形成され、一側の締結部が前記鉄骨土台又は鉄骨梁の垂直部端部に締結され、他側の締結部が前記鉄骨土台又は鉄骨梁と直交する鉄骨土台又は鉄骨梁の垂直部端部に締結される第２の締結部材と、
前記第１、第２の締結部材の締結部と前記鉄骨土台及び鉄骨梁及び鉄骨柱を締結するボルトとナットとを備えたことを特徴としている。
【００１０】
既設家屋の耐震補強すべき一室に施工したべた基礎に４本の鉄骨土台を四角形を形成するように配置して隣り合う鉄骨土台の各垂直部の両端を第２の締結部材によりボルトとナットで固定して鉄骨組土台を形成する。この鉄骨組土台の隅部に鉄骨柱を配置して各鉄骨土台の端部とこの鉄骨土台の端部と対向する鉄骨柱の側面とを第１の締結部材によりボルトとナットで固定して垂設する。そして、鉄骨組土台の隅部に垂設した鉄骨柱の対向する側面の上端と鉄骨梁の両端をそれぞれ第１の締結部材によりボルトとナットで固定すると共に、隣り合う鉄骨梁の垂直部の両端を第２の締結部材によりボルトとナットで固定する。
【００１１】
鉄骨組土台を形成する鉄骨土台同士、及び鉄骨組梁を形成する鉄骨梁同士を直角二等辺三角形をなす第２の締結部材により締結し、鉄骨組土台及び鉄骨組梁と鉄骨柱とを直角二等辺三角形をなす第１の締結部材により締結することで、上下左右方向及び斜め方向からの荷重に対する強度が確保される。また、各締結部をボルトとナットで締結することで溶接作業を全く不要とし木造建屋における屋内作業を安全に行うことができる。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載の耐震補強構造体は、請求項１に係わる耐震補強構造体において、前記鉄骨組土台を構成する鉄骨土台同士を締結する第２の締結部材は、前記基礎に植設されているアンカーボルトに固定されることを特徴としている。
【００１３】
鉄骨組土台を形成する第２の締結部材を基礎のアンカーボルトに固定して鉄骨組土台を固定する。これにより、耐震補強構造体を所望の室内に強固に設置することが可能である。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の耐震補強構造体は、請求項１又は請求項２に係わる耐震補強構造体において、前記鉄骨組梁は対角線上に位置する第２の締結部材同士が筋違いで結合されていることを特徴としている。
【００１５】
耐震補強構造体の鉄骨組梁に筋違いを設けることで更なる強度の向上を図ることが可能となり、十分な耐久力を得ることが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、鉄骨土台及び鉄骨梁をＨ形鋼で、鉄骨柱を角形パイプ鋼で形成し、これらを直角二等辺三角形状の第１、第２の締結部材で締結することにより、十分な強度を持たせることが出来る。特に、第１、第２の締結部材を直角二等辺三角形とすることで斜め方向の加重に対して極めて有効であり、耐震強度の向上を図ることができる。また、各締結部をボルトで締結することにより溶接を全く使用する必要がなく、木造建屋における屋内作業を安全に行うことが可能である。更に構造が極めて簡単でありコストの低減を図ることが可能であり、組付作業が簡単であることと相俟って設置費用を大幅に安価にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係わる耐震補強構造体について図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる耐震補強構造体の斜視図を示し、耐震補強構造体１は、既設家屋の所望の一室に設置されて補強するためのもので、前記一室に形成された図示しないべた基礎に設置される鉄骨組土台２、下端部が鉄骨組土台２の四隅に垂設される４本の鉄骨柱３、これら４本の鉄骨柱の上端部に配設される鉄骨組梁４、及び鉄骨組土台２と鉄骨柱３、鉄骨柱３と鉄骨組梁４をそれぞれ締結する第１の締結部材５、鉄骨組土台の鉄骨土台１１同士、鉄骨組梁の鉄骨梁１２同士をそれぞれ締結する第２の締結部材６、及び鉄骨組梁４に設けられた筋違い（筋交い）７からなる。
【００１８】
鉄骨組土台２は、４本の鉄骨土台１１の各両端部を第２の締結部材６により締結して形成される。図２に示すように鉄骨土台１１は、Ｈ形鋼により形成されており、水平な上側部１１ａ、下側部１１ｂ、及び中央の垂直部１１ｃからなる。上側部１１ａの一側（内側）縁部の両端にボルト挿通孔１１ｄが例えば２つ長手方向に沿って所定の間隔で形成されており、垂直部１１ｃの両端にボルト挿通孔１１ｅが例えば２つ長手方向に沿って所定の間隔で形成されている。
【００１９】
鉄骨柱３は、角形パイプ鋼により形成されており、内側の隣り合う側面３ａ，３ｂの下端かつ鉄骨土台１１の高さよりも上方所定位置にそれぞれボルト挿通孔３ｄ，３ｅが例えば２つずつ上下方向に沿って所定の間隔で形成されている。同様に側面３ａ，３ｂの図示しない上端に鉄骨組梁３の高さ（鉄骨梁１２の高さ）よりも下側の所定位置にボルト挿通孔が上下方向に沿って所定の間隔で形成されている。即ち、鉄骨柱３は、内側の隣り合う側面３ａ，３ｂの上下両端所定位置に前記ボルト挿通孔が対称に穿設されている。これにより、鉄骨柱３は、上下の区別無く使用することが可能となる。
【００２０】
鉄骨組梁４は、４本の鉄骨梁１２の各両端部を第２の締結部材６により締結して形成される。鉄骨梁１２は、図２に示す鉄骨土台１１と全く同様に形成されており、図２に示す鉄骨土台１１の上下を入れ替えた状態で使用することができるため詳細な図面は省略する。また、図１において鉄骨梁１２の鉄骨土台１１と対応する各部位に対応する符号を付してある。
【００２１】
図２に示すように第１の締結部材５は、直角二等辺三角形状をなし直角部を挟む二辺部が一側（内側）に直角に折曲されて締結部５ａ，５ｂとされている。そして、各締結部５ａ，５ｂには鉄骨土台１１の上側部１１ａのボルト挿通孔１１ｄ、鉄骨柱３のボルト挿通孔３ｄ，３ｅと対応する位置にボルト挿通孔５ｄ，５ｅが形成されている。これらのボルト挿通孔５ｄ，５ｅは、対称位置に形成されており、上下左右の区別無く使用可能とされている。この第１の締結部材５は、厚板（６ｍｍ程度）鋼板をプレス加工して形成されている。
【００２２】
図２に示すように第２の締結部材６は、直角二等辺三角形状をなし直角部を挟む二辺部が一側（内側）に直角に折曲されて締結部６ａ，６ｂとされかつ直角部が鉄骨柱３の側面３ａ，３ｂと対応して直角に切り欠かれた形状とされている。そして、各締結部６ａ，６ｂに鉄骨土台１１の垂直部１１ｃのボルト挿通孔１１ｅと対応する位置にそれぞれボルト挿通孔６ｄ，６ｅが形成されている。これらのボルト挿通孔６ｄ，６ｅは、対称位置に形成されており、上下左右の区別無く使用可能とされている。また、三角形状の平板部６ｃの略中央に穴６ｆが形成されている。この穴６ｆは、アンカーボルト又は筋違いと締結するためのものである。この第２の締結部材６は、第１の締結部材５と同様に厚板（６ｍｍ程度）鋼板をプレス加工して形成されている。
【００２３】
以下に上述した耐震補強構造体１を既設の木造家屋の一室に設置する場合について説明する。既設木造家屋の耐震補強すべき一室の床及び天井を解体して取り除き、べた基礎を施工する。そして、図１に示すように前記べた基礎に４本の鉄骨土台１１を、隣り合う鉄骨土台１１の各端部間に鉄骨柱３が入る隙間をあけて直角をなすようにして四角形を形成するように配置し、図２に示すように隣り合う鉄骨土台１１の各垂直部１１ｃ間に第２の締結部材６を配置し、平面状の三角部６ｃの穴６ｆに前記べた基礎に植設されている図示しないアンカーボルトを挿入する。
【００２４】
そして、図２及び図３に示すように締結部６ａ，６ｂを各垂直部１１ｃ、１１ｃの内側面に当接させて対応する各ボルト挿通孔１１ｅ，１１ｅと６ｄ，６ｅにそれぞれ締結用のボルト１５を垂直部１１ｃの外側から挿通し内側でナット１６を螺合して仮止めする。また、前記アンカーボルトにもナットを螺合して仮止めする。このようにして、４本の鉄骨土台１１を組み付けた後各ボルト１５をトルクレンチで所定のトルクで強固に締め付けて締結部材６と鉄骨土台１１とを強固に締結固定する。また、前記アンカーボルトにナットを締め付けて締結部材６を前記べた基礎に固定する。このようにして鉄骨組土台２が形成される。なお、ボルト１５は、ハイテンションボルト又は構造用トレーシア形高力ボルト（ＪＦＥトルクボルト、通称シャーボルト）と称されるボルトが使用される。
【００２５】
次に、鉄骨柱３の側面３ａ，３ｂの下端部にそれぞれ第１の締結部材５の締結部５ｂを当接して対応するボルト挿通孔３ｄ，３ｅと５ｅ，５ｅにボルト１５を挿通してナット１６を螺合して仮止めしておく。この場合、ボルト１５は、鉄骨柱３の開口端３ｃから挿入して軸部を外側に突出させてナット１６を螺合させる。ボルト１５を鉄骨柱３の内側から挿入して外側にナット１６を螺合させることでボルト１５の締め付け作業が容易となる。同様にして鉄骨柱３の側面３ａ，３ｂの上端にもそれぞれ締結部材５の締結部５ｂを仮止めしておく。
【００２６】
次に、前記鉄骨柱３を隣り合う鉄骨土台１１の各端部間の隙間に配置して側面３ａ，３ｂにそれぞれ仮止めした第１の締結部材５の締結部５ａを鉄骨土台１１，１１の上側部１１ａ，１１ａに載置し、各上側部１１ａのボルト挿通孔１１ｄと締結部５ａのボルト挿通孔５ｄとを合致させて下方からボルト１５を挿入して上側にナット１６を螺合させて仮止めする。上側部１１ａの下方からボルト１５を挿通し上側からナット１６を螺合することでボルト１５の締め付け作業が容易となる。このようにして鉄骨組土台２の四隅に鉄骨柱３を組み付ける。
【００２７】
そして、各鉄骨柱３の垂直を確認しながら各締結部材５のボルト１５をトルクレンチで締め付けて垂直に固定する。このようにして、鉄筋組土台２の四隅に鉄骨柱３を垂設する。各鉄骨柱３は、前記一室の四隅の柱の内側に隣接して配置される。これにより、前記一室の喪失面積が既設の柱の近傍隅部分のみとなり、略従来の室内空間を確保することができる。
【００２８】
次に、図１に示す鉄骨梁１２の下側部１２ａの両端を両側の鉄骨柱３に仮止めされた第１の締結部材５の締結部５ａ（図３参照）に載置し、各ボルト挿通孔に上側からボルト１５を挿通して下側にナット１６を螺合して仮止めする。このようにして４本の鉄骨柱３の上端に４本の鉄骨梁１２を組み付ける。次いで、図３に示す場合と同様に隣り合う鉄骨梁１２の垂直部１２ｃ間に第２の締結部材を配置してボルト１５とナット１６とにより仮止めする。
【００２９】
次いで、各鉄骨梁１２の水平を確認しながら各ボルト１５とナット１６をトルクレンチで締め付けて固定して鉄骨組梁４を形成する。そして、図１に示すように鉄骨組梁４の対角線上に対向する隅部の第２の締結部材６間にそれぞれ筋違い７，７を取り付ける。筋違い７は、両端部がそれぞれ対向する締結部材６の三角部６ｃの穴６ｆを介してこれらの締結部材６に張設され、ターンバックル７ａにより緊締される。
【００３０】
耐震補強構造体１は、鉄骨組土台２を形成する４本の鉄骨土台１１同士、鉄骨組梁４を形成する４本の鉄骨梁１２同士を直角二等辺三角形をなし平板部６ｃを有する第２の締結部材６により締結し、鉄骨組土台２及び鉄骨組梁４と鉄骨柱３とを直角に等辺三角形をなし平板部５ｃを有する第１の締結部材５により締結することで、上下左右方向及び斜め方向からの荷重に対する強度が確保され、更に、鉄骨組梁４に筋違い７を設けることで更に強度が向上して十分な耐久力を得ることが可能である。しかも、各締結部をボルト１５とナット１６で締結することで溶接作業を全く不要とし木造建屋における屋内作業を安全に行うことができる。
【００３１】
上述したようにして既設家屋の一室に耐震補強構造体１を設置する。そして、図１に示すように鉄筋土台１１の上側部１１ａに固設した複数の留め金具１３を前記一室の図示しない土台に固定し、鉄筋梁１２の上側部１２ａに固設した複数の留め金具１４を前記一室の図示しない梁に固定する。これにより、耐震補強構造体１を設置した前記一室の隣室も補強することが可能となり、家屋全体の耐震強度が向上する。そして、地震発生の際に耐震補強構造体１により補強した前記一室に避難することで被害を免れることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係わる耐震補強構造体の斜視図である。
【図２】図１に示した耐震補強構造体の鉄骨土台と鉄骨柱と締結部材との締結部の組立斜視図である。
【図３】図２に示した耐震補強構造体の鉄骨土台と鉄骨柱と締結部材とを組み付けた状態の斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    耐震補強構造体
２    鉄骨組土台
３    鉄骨柱
３ａ，３ｂ    側面
３ｃ    開口端
３ｄ，３ｅ    ボルト挿通孔
４    鉄骨組梁
５    第１の締結部材
５ａ，５ｂ    締結部
５ｃ    平板部
５ｄ，５ｅ    ボルト挿通孔
６    第２の締結部材
６ａ，６ｂ    締結部
６ｃ    平板部
６ｄ，６ｅ    ボルト挿通孔
６ｆ    穴
７    筋違い
７ａ    ターンバックル
１１    鉄骨土台
１１ａ    上側部
１１ｂ    下側部
１１ｃ    垂直部
１１ｄ，１１ｅ    ボルト挿通孔
１２    鉄骨梁
１２ａ    下側部
１２ｂ    上側部
１２ｃ    垂直部
１３，１４    留め金具
１５    ボルト
１６    ナット
【図１】
2007303105.tif 000003
【図２】
2007303105.tif 000004
【図３】
2007303105.tif 000005