(57)【要約】      （修正有）【課題】長期間に亘って強度を保持できるとともに既存建物の補強工事における施工手間を低減できる建物補強構造を提供する。【解決手段】建物の角部の二つの壁面に沿って外側から覆うように配置される一対の柱構造体１０，１０と、柱構造体１０と建物の構造躯体とを連結する連結部材３０とを備え、柱構造体１０は、縦方向に延在する複数の縦弦材１１と、これら縦弦材１１間に架け渡される複数の斜材１２とを備えてなる金属製のトラス構造体であり、連結部材３０は、柱構造体１０の上下にそれぞれ固定されており、角部の二面に沿ったＬ字平面を呈し、構造躯体にボルト固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の角部の二つの壁面に沿って外側から覆うように配置される一対の柱構造体と、前記柱構造体と前記建物の構造躯体とを連結する連結部材とを備え、
前記柱構造体は、縦方向に延在する複数の縦弦材と、これら縦弦材間に架け渡される複数の斜材とを備えてなる金属製のトラス構造体であり、
前記連結部材は、前記柱構造体の上下にそれぞれ固定されており、前記角部の二面に沿ったＬ字平面を呈し、前記構造躯体にボルト固定されている
ことを特徴とする建物補強構造。
【請求項２】
前記連結部材の各辺の長手寸法は、前記柱構造体の幅寸法よりも長く、
前記連結部材の各辺の先端部は、前記壁面に沿って前記柱構造体の幅方向端部より延出している。
ことを特徴とする請求項１に記載の建物補強構造。
【請求項３】
前記柱構造体の上部に位置する連結部材は、鉄骨材にて構成されて前記建物内の既存の梁に沿って配置されており、
前記鉄骨材が固定される前記構造躯体は、前記梁である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建物補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築物における補強構造としては、木造の柱や梁に構造用合板を固定する構造（例えば特許文献１参照）などがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２６１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の補強構造では、構造用合板などの補強部材は、木製の柱や梁の表面に固定されているので、柱や梁から外れ易い。さらに、補強部材は、釘やラグスクリューなどの固定治具によって木製の柱や梁の表面に固定されているので、完成から長年経過すると、柱や梁の材木が乾いた状態となり、材木と固定治具との摩擦力が極度に低下する場合がある。このような状態で大地震が発生すると固定部材が材木から外れ易くなり、耐力壁としての強度を喪失してしまう虞があるという問題があった。
【０００５】
さらに、前記の補強構造では、既存の建物において補強を行う際に、内装や外装を改装する必要があるため、施工に多くの手間と時間を要する問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであり、長期間に亘って強度を保持できるとともに既存建物の補強工事における施工手間を低減できる建物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】
【０００７】
前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、建物の角部の二つの壁面に沿って外側から覆うように配置される一対の柱構造体と、前記柱構造体と前記建物の構造躯体とを連結する連結部材とを備え、前記柱構造体は、縦方向に延在する複数の縦弦材と、これら縦弦材間に架け渡される複数の斜材とを備えてなる金属製のトラス構造体であり、前記連結部材は、前記柱構造体の上下にそれぞれ固定されており、前記角部の二面に沿ったＬ字平面を呈し、前記構造躯体にボルト固定されていることを特徴とする建物補強構造である。
【０００８】
このような構成によれば、強度が大きい金属製の柱構造体が、建物の構造躯体とボルト固定されているので、完成から長年経過した後に地震が発生したとしても柱構造体が構造躯体から外れ難く、また、柱構造体自体の強度も大きいので、長期間に亘って強度を保持できる。さらに、柱構造体は建物の二つの壁面に沿って設けられているので、複数方向の揺れに対抗できる。柱構造体を、外部に配置し、構造躯体にボルト固定するだけであるので、既存建物の補強工事における施工手間を低減できる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記連結部材の各辺の長手寸法が、前記柱構造体の幅寸法よりも長く、前記連結部材の各辺の先端部は、前記壁面に沿って前記柱構造体の幅方向端部より延出していることを特徴とする。このような構成によれば、連結部材と構造躯体とを固定する連結ボルトを多く設けることができるので、柱構造体と構造躯体の連結強度を大きくすることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記柱構造体の上部に位置する連結部材が、鉄骨材にて構成されて前記建物内の既存の梁に沿って配置されており、前記鉄骨材が固定される前記構造躯体は、前記梁であることを特徴とする。このような構成によれば、ボルト固定の施工作業は、室内の天井板を取り外すだけで行うことができるので、補強工事の施工手間を大幅に低減できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る建物補強構造によれば、長期間に亘って壁の強度を保持できるとともに既存建物の補強工事における施工手間を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る建物補強構造を用いて建物を補強した状態を示した斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る建物補強構造を示した斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る建物補強構造を示した側面図である。
【図４】建物補強構造と梁との接続状態を示した断面図である。
【図５】建物補強構造と基礎との接続状態を示した断面図である。
【図６】斜材とガセットプレートを示した分解斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る建物補強構造を示した断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る建物補強構造の下端部を示した断面図である。
【図９】変形例に係る柱構造体を用いたときの建物補強構造と基礎との接続状態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る建物補強構造１は、建物２の角部に設けられるものである。本実施形態では、建物２の出隅角部を覆うように設けられた場合を例に挙げて説明する。建物補強構造１は、柱構造体１０と連結部材３０とを備えて構成されている。
【００１４】
柱構造体１０は、建物２の角部３の二つの壁面４，４に沿って一対設けられ、外側から壁面４，４の端部を覆うように配置されている。柱構造体１０は、各階ごとに一対ずつ多段に設けられている。図２および図３に示すように、柱構造体１０は、縦方向に延在する一対の縦弦材１１，１１と、これら縦弦材１１，１１間に架け渡される複数の斜材１２，１２・・とを備えてなる金属製のトラス構造体である。
【００１５】
図５に示すように、縦弦材１１は、一対のみぞ型鋼の背面同士を接合してなり、断面Ｈ形状を呈している。図３に示すように、縦弦材１１は、それぞれ垂直に配置されており、一対の縦弦材１１，１１は、互いに平行に配置されている。縦弦材１１は、みぞ型鋼の背面が壁面４に沿うように配置されており、一方のフランジ面（みぞ型鋼の側面同士を並べてなる面）１１ａが、隣り合う縦弦材１１に対向している。縦弦材１１の上端および下端には、連結部材３０に連結するためのベースプレート１４，１４がそれぞれ溶接されている。連結部材３０とベースプレート１４は、ボルトＢおよびナットＮによって締め付けられて固定されている。ベースプレート１４は、縦弦材１１の端部を覆うとともに、建物２寄りの部分が縦弦材１１の端部から両外側に延出しており、平面視Ｔ字状を呈している（図４参照）。外側に延出した部分には、それぞれボルトＢが挿通され、ナットＮによって締め付けられている。これは建物２と縦弦材１１との隙間が小さく、建物２寄り部分のみぞ型鋼の内側ではナットを締め付けることができないからである。建物２から離れた部分では、みぞ型鋼の内側でボルトＢがベースプレート１４に挿通され、ナットＮによって締め付けられている。なお、ベースプレート１４の建物２寄りのみぞ型鋼の内側でナットを締付け可能である場合は、ベースプレート１４を外側に広げる必要はなく、建物２から離れた部分と同様にみぞ型鋼の内側でボルトＢ、ナットＮを締め付ける。
【００１６】
互いに対向するフランジ面１１ａには、斜材１２または水平材１３を接合するためのガセットプレート１５が溶接されている。ガセットプレート１５は、複数設けられており、斜材１２または水平材１３の取付位置にそれぞれ設けられている。複数のガセットプレート１５のうち、上端および下端に配置されるガセットプレート１５の一方には、一本の斜材１２と水平材１３が接合され、他方には、１本の水平材１３が接合される。上端と下端のガセットプレート１５，１５以外の中間部に設けられるガセットプレート１５には、二本の斜材１２が接合される。ガセットプレート１５は、縦弦材１１の長手方向に沿うとともに、フランジ面１１ａに対して直交して突出している。ガセットプレート１５は、矩形形状を呈しており、取り付けられる斜材１２および水平材１３を接合可能な高さ寸法（縦長さ）と突出寸法（横長さ）を有している。
【００１７】
図２に示すように、斜材１２および水平材１３は、縦弦材１１，１１を連結する連結材を構成している。水平材１３は、縦弦材１１の上端部および下端部にそれぞれ配置されており、水平方向に延在している。斜材１２は、上下の水平材１３，１３間に配置されており、水平材１３，１３と同じ構面に配置されている。斜材１２は、水平材１３に対して４５度の傾斜角を成して配置されている。斜材１２および水平材１３は、ともに鋼製の丸型パイプにて構成されている。なお、斜材１２および水平材１３の材質は丸型パイプに限定されるものではない。
【００１８】
図６に示すように、斜材１２および水平材１３の両端部には、スリット１６が形成されている（図６では、斜材１２の端部のみ図示）。スリット１６は、ガセットプレート１５が挿通される部分であって、ガセットプレート１５が挿通可能な幅寸法（ガセットプレート１５の厚さ寸法より若干大きい寸法）を有している。スリット１６は、丸型パイプの端部の外周縁部で、互いに対向する二箇所に形成されている。スリット１６は、斜材１２および水平材１３をガセットプレート１５に取り付けた状態で、外周縁部の上側と下側に位置する。斜材１２および水平材１３は、スリット１６，１６にガセットプレート１５を挿通させて、スリット１６の内周面とガセットプレート１５の表面とが付き合わされた部分を溶接することで、ガセットプレート１５に接合されている。溶接は、スリット１６の内周面の全周に渡って施されている。
【００１９】
図１および図２に示すように、連結部材３０は、柱構造体１０の上端と下端に固定されている。連結部材３０は、柱構造体１０と建物２の構造躯体５とを連結する部材であって、建物２の角部の二面に沿ったＬ字平面を呈している。連結部材３０は、設置される位置によって、材質が異なる。上階に位置する連結部材３０（以下、設置位置を区別する場合は「上部連結部材３０ａ」という）は、鉄骨材にて構成されており、基礎６に接する部分に位置する連結部材３０（以下、設置位置を区別する場合は「基礎部連結部材３０ｂ」という）は、鉄筋コンクリートにて構成されている。
【００２０】
図３および図４に示すように、上部連結部材３０ａは、断面コ字状を呈するみぞ型鋼にて構成されている。上部連結部材３０ａは、その背面部３１が建物２の壁面４に対向しており、背面部３１の上端および下端のフランジ部３２がそれぞれ壁面４に直交して且つ壁面４から離反する方向に突出している。上部連結部材３０ａは、二本のみぞ型鋼を平面視Ｌ字状に組み合わせてなり、その連結部分ではみぞ型鋼同士が溶接されている。上部連結部材３０ａの各みぞ型鋼（各辺）の長手寸法は、柱構造体１０の幅寸法よりも長く、上部連結部材３０ａの各みぞ型鋼の先端部は、壁面４に沿って柱構造体１０の幅方向端部よりも延出している。本実施形態では、各みぞ型鋼の長手寸法は、柱構造体１０の幅寸法の略２倍である。なお、各みぞ型鋼の長手寸法は、建物補強構造１と建物２との必要接合強度に応じて適宜決定される。つまり、補強度合いに応じて、前記必要接合強度が大きい場合はみぞ型鋼の長手寸法が大きくなり、前記必要接合強度が小さい場合はみぞ型鋼の長手寸法が小さくなる。
【００２１】
図４に示すように、上部連結部材３０ａは、背面部３１が構造躯体５である梁５ａに通しボルトＢａを介して固定されている。通しボルトＢａは、梁５ａの長手方向に沿って所定間隔で複数設けられている。通しボルトＢａは、梁５ａの内側面から水平に挿通されており、外壁材７を貫通して壁面４の外側に突出している。外側に突出した通しボルトＢａの先端部は、背面部３１に形成されたボルト孔（図示せず）を貫通しており、その先端部にはナットＮが装着されている。このナットＮを回転させて締め付けることで、梁５ａ，外壁材７および背面部３１が、通しボルトＢａの頭部とナットＮで挟持されて、上部連結部材３０ａが梁５ａに固定される。通しボルトＢａは、建物２内の天井裏から設置することができるので、内装を取り外す必要がなく、容易に施工を行える。
【００２２】
上部連結部材３０ａのフランジ部３２には、ボルト孔（図示せず）が形成されている。ボルト孔は、柱構造体１０のベースプレート１４の設置位置に形成されており、ベースプレート１４に貫通するボルトＢが挿通する。なお、建物補強構造１の最上部に位置する上部連結部材３０ａでは、下側のフランジ部３２のみに柱構造体１０が固定される。建物補強構造１の中間部に位置する上部連結部材３０ａでは、上側のフランジ部３２に、上方に位置する柱構造体１０が固定され、下側のフランジ部３２に、下方に位置する柱構造体１０が固定される。
【００２３】
図３および図５に示すように、基礎部連結部材３０ｂは、断面矩形を呈する鉄筋コンクリート製の棒状部材にて構成されている。基礎部連結部材３０ｂは、基礎６の立上り部に沿って一体化して形成されている。基礎部連結部材３０ｂは、平面視Ｌ字状に形成されている。基礎部連結部材３０ｂの各棒状部材（各辺）の長手寸法は、柱構造体１０の幅寸法よりも長く、基礎部連結部材３０ｂの各棒状部材の先端部は、基礎６の立上り部に沿って柱構造体１０の幅方向端部よりも延出している。本実施形態では、各棒状部材の長手寸法は、柱構造体１０の幅寸法の略２倍である。なお、各棒状部材の長手寸法は、建物補強構造１と建物２との必要接合強度に応じて適宜決定される。つまり、補強度合いに応じて、前記必要接合強度が大きい場合は棒状部材の長手寸法が大きくなり、前記必要接合強度が小さい場合は棒状部材の長手寸法が小さくなる。
【００２４】
図５に示すように、基礎部連結部材３０ｂは、構造躯体５である基礎６の立上り部に接して設けられており、アンカーボルトＢｂを介して連結されている。アンカーボルトＢｂは、基礎６の長手方向に沿って所定間隔で複数設けられている。アンカーボルトＢｂは、立上り部の外側面に後付けされ、立上り部から突出したアンカーボルトＢｂの先端部はコンクリート打設時に基礎部連結部材３０ｂ内に埋設される。これによって、基礎部連結部材３０ｂが基礎６に一体化される。
【００２５】
基礎部連結部材３０ｂの上面には、柱構造体１０の下端のベースプレート１４が固定される。ベースプレート１４は、上方のベースプレート１４と同様に、縦弦材１１の端部を覆うとともに、建物２寄りの部分が縦弦材１１の端部から両外側に延出しており、平面視Ｔ字状を呈している（図４参照）。ベースプレート１４は、基礎部連結部材３０ｂ上に設けられた高さ調整モルタル８上に設置されている。ベースプレート１４は、基礎部連結部材３０ｂの上面から上方に延出するアンカーボルトＢｃを介して固定される。高さ調整モルタル８はアンカーボルトＢｃを囲うように設けられている。アンカーボルトＢｃの上端部は、ベースプレート１４のボルト孔を貫通しており、その上部にナットＮを締め付けることで、ベースプレート１４が基礎６に固定されている。建物２寄り部分では、外側に延出した部分には、それぞれアンカーボルトＢｃが挿通され、ナットＮによって締め付けられている。建物２から離れた部分では、みぞ型鋼の内側でアンカーボルトＢｃがベースプレート１４に挿通され、ナットＮ（ダブルナット）によって締め付けられている。
【００２６】
以上のような構成の建物補強構造１によれば、強度が大きい金属製の柱構造体１０が、建物２の梁５ａ（構造躯体５）とボルト・ナットで固定されているので、完成から長年経過した後に地震が発生したとしても柱構造体１０が構造躯体５から外れ難く、柱構造体１０自体の強度も大きいので、長期間に亘って耐力壁としての強度を保持できる。また、柱構造体１０はトラス構造であるので、小さい幅寸法で必要強度が確保できる。これによって、角部の近くに窓が設けられている場合でも、窓に干渉することなく柱構造体１０を設けることができる。さらに、柱構造体１０は建物２の二つの壁面４，４に沿って平面視Ｌ字状に設けられているので、複数方向の揺れに対抗できる。
【００２７】
また、柱構造体１０を、建物２の外部に配置し、構造躯体５にボルト・ナットで固定するだけで容易に建物補強構造１を固定できる。さらに、通しボルトＢａは、梁５ａの内側の天井裏から固定できるので、内装を取り外す必要がない。したがって、既存建物の補強工事における施工手間を大幅に低減できる。
【００２８】
さらに、上部連結部材３０ａの各辺（みぞ型鋼）の長手寸法が、柱構造体１０の幅寸法よりも長く、各辺の先端部は、壁面４に沿って柱構造体１０の幅方向端部より延出しているので、上部連結部材３０ａと梁５ａとを固定する通しボルトＢａを多く設けることができる。これによって、上部連結部材３０ａと構造躯体５（梁５ａ）の連結強度を大きくすることができる。
【００２９】
一方、基礎部連結部材３０ｂの各辺（棒状部材）の長手寸法が、柱構造体１０の幅寸法よりも長く、各辺の先端部は、基礎６に沿って柱構造体の幅方向端部より延出しているので、基礎部連結部材３０ｂと基礎６とを固定するアンカーボルトＢｂを多く設けることができるので、基礎部連結部材３０ｂと構造躯体５（基礎６）の連結強度を大きくすることができる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る建物補強構造１によれば、長期間に亘って壁の強度を保持できるとともに既存建物の補強工事における施工手間を低減することができる。
【００３１】
次に、他の実施形態に係る建物補強構造１ａについて説明する。前記実施形態の建物補強構造１では、互いに直交する方向に配置された柱構造体１０，１０はそれぞれ一対の縦弦材１１，１１を備えているのに対して、本実施形態に係る建物補強構造１ａは、図７に示すように、柱構造体１０，１０の連結部分に位置する縦弦材１１が共用されている。
【００３２】
共用される縦弦材１１（以下、端部の縦弦材１１と区別する場合は「共用縦弦材１１ｂ」という場合がある）は、角パイプにて構成されており、連結部材３０の角部に設けられている。共用縦弦材１１ｂの直交する２つの側面それぞれにガセットプレート１５が取り付けられている。
【００３３】
共用縦弦材１１ｂの角パイプの上端および下端には、図８に示すように、断面十字状の脚部ブラケット１７がそれぞれ溶接されており、さらに脚部ブラケット１７の端部にはベースプレート１４が溶接されている。脚部ブラケット１７は、ベースプレート１４を締め付けるボルトナットの設置スペースを確保するためのものである。脚部ブラケット１７は、縦方向に延在しており、互いに直交する一対のプレートで４つに分割された空間にボルトＢおよびナットＮがそれぞれ設けられる。脚部ブラケット１７の高さは、角パイプとベースプレート１４との間に、ボルトＢを挿入してナットＮを締め付けることができるスペースを確保できるように設定されている。
【００３４】
角部とは逆側の端部の縦弦材１１は、前記実施形態と同様に、一対のみぞ型鋼の背面同士を接合してなるが、角パイプにて構成してもよい。縦弦材１１を一対のみぞ型鋼で構成した場合は、ベースプレート１４は、みぞ型鋼の上端部および下端部に直接溶接される。縦弦材１１を角パイプで構成した場合は、脚部ブラケットを介してベースプレートが溶接される。
【００３５】
その他の構成は、前記実施形態と同等の構成であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３６】
このような構成によれば、前記実施形態と同等の作用効果を得られる他に、以下のような作用効果を得られる。柱構造体１０，１０を平面視Ｌ字状に一体形成したことによって、建物補強構造１ａの剛性を高めることができ、補強効率をより一層向上させることができる。
【００３７】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記実施形態では、縦弦材１１を一対のみぞ型鋼の背面同士を接合して構成しているが、これに限定されるものではなく、必要な剛性を有していれば、例えばＨ形鋼や鋼管などの他の形状の形鋼にて構成してもよい。このような縦弦材によれば、みぞ型鋼を接合する手間が省略される。
【００３８】
また、前記実施形態では、建物補強構造１は、建物２の出隅角部に設けられているが、入隅角部に設けてもよい。この場合、連結部材３０の背面部３１の位置がＬ字の内外逆にすればよい。また、角部の角度は、９０度に限定されるものではなく、鈍角または鋭角であっても本発明は適用可能である。
【００３９】
前記実施形態では、縦弦材１１は、断面コ字状のみぞ型鋼の背面同士を接合して構成されているがこれに限定されるものではない。図９に示すように、リップみぞ型鋼の背面同士を接合して縦弦材１１’を形成してもよい。このようにリップみぞ型鋼を用いれば、軽量で断面剛性の強い縦弦材１１’を提供できる。その他にも、Ｈ型鋼をそのまま用いて縦弦材を構成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１      建物補強構造
１ａ    建物補強構造
２      建物
３      角部
４      壁面
５      構造躯体
５ａ    梁
６      基礎
１０    柱構造体
１１    縦弦材
１２    斜材
１３    水平材
１４    ベースプレート
１５    ガセットプレート
１６    スリット
３０    連結部材
３０ａ  上部連結部材
３０ｂ  基礎部連結部材
Ｂ      ボルト
Ｂａ    ボルト
Ｂｂ    アンカーボルト
Ｂｃ    アンカーボルト
Ｎ      ナット
【図１】
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【図２】
2016031000.tif 000004
【図３】
2016031000.tif 000005
【図４】
2016031000.tif 000006
【図５】
2016031000.tif 000007
【図６】
2016031000.tif 000008
【図７】
2016031000.tif 000009
【図８】
2016031000.tif 000010
【図９】
2016031000.tif 000011