(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の柱と梁で囲まれる構面の内部に設けられて、耐震性能を補強する耐震補強装置であって、
少なくともいずれかの一辺に構面の内方に屈曲されてくの字型に成形された屈曲部材を用いて形成する前記構造物の構面より小さいフレーム、及び該フレームの内方に複数配置されるブレースにより構成される耐震補強装置本体と、
前記構造物の構面と、前記屈曲部材の両端部各々との隙間に配される２個のくさびと、
２個のくさびの間に配されて、両者を軸方向に押圧して構造物の構面と屈曲部材の両端部との隙間に各々固定する固定部材とにより構成され、
前記くさびが、前記構造物の構面の内周面と前記フレームを構成する屈曲部材の両者に面どうしで接する形状に成形されることを特徴とする耐震補強装置。
【請求項２】
請求項１に記載の耐震補強装置において、
前記固定部材に、部材長を調整する長さ調整装置が設けられることを特徴とする耐震補強装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の耐震補強装置において、
前記フレームを構成する屈曲部材の外側面が、粗面状に形成されることを特徴とする耐震補強装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の耐震補強装置において、
前記フレームを構成する屈曲部材の外側面に、応力ゲージが取り付けられることを特徴とする耐震補強装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の耐震補強装置を用いた耐震補強方法であって、
少なくともいずれかの一辺に屈曲部材が用いられたフレームの内方に、複数のブレースを組み込み耐震補強装置本体を製作し、構造物の構面に配置する第１の工程と、
前記構面と前記耐震補強装置本体のフレームを構成する屈曲部材の両端部各々との隙間に２個のくさびを配置した上で、２個のくさびの間に固定部材を配して前記構面と前記屈曲部材の両端部各々との隙間にくさびを固定する第２の工程とによりなることを特徴とする耐震補強方法。
【請求項６】
請求項５に記載の耐震補強方法において、
第２の工程で、前記固定部材に設けられた長さ調整装置を用いて固定部材の長さを変化させて、前記くさびの軸方向の押圧力を調整することを特徴とする耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設構造物の耐震性能を補強する耐震補強装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、耐震補強構法の１つとして、図７に示すように、ブレース８を内方に配した鉄骨フレーム１６を組み立て、構造物１の構面２に嵌合する方法が一般的に用いられている。このような鉄骨フレーム１６は、後施工アンカーや接着剤等の固着手段１７を用いて構造物１の構面２に固着されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷凍倉庫や寒冷地に立設する構造物に前記鉄骨フレーム１６を適用する際には、接着剤等の固着手段１７を用いることが困難である。また、既設の構造物１では、居住者が構造物１を利用している状況で鉄骨フレーム１６の取り付け施工を行うため、無臭、かつ無騒音等、利用者の生活環境に配慮した施工が要求される。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明は、簡略な構成で施工性が良い耐震補強装置、及び耐震補強方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の耐震補強装置は、構造物の柱と梁で囲まれる構面の内部に設けられて、耐震性能を補強する耐震補強装置であって、少なくともいずれかの一辺に構面の内方に屈曲されてくの字型に成形された屈曲部材を用いて形成する前記構造物の構面より小さいフレーム、及び該フレームの内方に複数配置されるブレースにより構成される耐震補強装置本体と、前記構造物の構面と、前記屈曲部材の両端部各々との隙間に配される２個のくさびと、２個のくさびの間に配されて、両者を軸方向に押圧して構造物の構面と屈曲部材の両端部との隙間に各々固定する固定部材とにより構成され、前記くさびが、前記構造物の構面の内周面と前記フレームを構成する屈曲部材の両者に面どうしで接する形状に成形されることを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載の耐震補強装置は、前記固定部材に、部材長を調整する長さ調整装置が設けられることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載の耐震補強装置は、前記フレームを構成する屈曲部材の外側面が、粗面状に形成されることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載の耐震補強装置は、前記フレームを構成する屈曲部材の外側面に、応力ゲージが取り付けられることを特徴としている。
【０００９】
請求項５に記載の耐震補強方法は、少なくともいずれかの一辺に屈曲部材が用いられたフレームの内方に、複数のブレースを組み込み耐震補強装置本体を製作し、構造物の構面に配置する第１の工程と、前記構面と前記耐震補強装置本体のフレームを構成する屈曲部材の両端部各々との隙間に２個のくさびを配置した上で、２個のくさびの間に固定部材を配して前記構面と前記屈曲部材の両端部各々との隙間にくさびを固定する第２の工程とによりなることを特徴としている。
【００１０】
請求項６に記載の耐震補強方法は、第２の工程で、前記固定部材に設けられた長さ調整装置を用いて固定部材の長さを変化させて、前記くさびの軸方向の押圧力を調整することを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の耐震補強装置、及び耐震補強方法を図１から図６に示す。本発明の耐震補強装置は、構造物の柱と梁で囲まれる構面内に固着することなく、嵌合されるのみの構成とし、施工性を向上させたものである。
【００１２】
図１に示すように、構造物１の柱１ａと梁１ｂで囲まれる構面２に設けられている耐震補強装置３は、耐震補強装置本体４と、固定部材１２、くさび１１とにより構成される。前記耐震補強装置本体４は、前記構造物１の構面２より略小さい閉合領域を有する外形を有しており、外郭を構成するフレーム５と該フレーム５の内方に設けられたブレース８とにより構成されている。
【００１３】
前記フレーム５は、鉄骨材を組み合わせて構造物１の構面２よりやや小さい長方形を形成しており、下辺と左辺に直線部材６、上辺と右辺にくの字型に屈曲した屈曲部材７が用いられている。該屈曲部材７は、２本の直線部材６を連結しても、直線部材６を屈曲させて成形しても良く、屈曲部７ａがフレーム５の内方に位置するように配されている。なお、本実施の形態では、構造物１の構面２が長方形であるため、フレーム５もほぼ長方形に形成されているが、これにこだわるものではなく、フレーム５は構造物１の構面２に応じた外形であれば、何れの形状としても良い。
【００１４】
該フレーム５の内方には、フレーム５を構成する何れか２辺と組み合わさって三角形が形成できる位置に、ブレース８がガセットプレート１０を介してボルト等の締結手段により固定されている。これら該ブレース８には、Ｈ形鋼を用いているが、これにこだわるものではなく、外力による変形のない剛性を有する部材であれば、何れを用いても良い。また、ブレース８の配置位置は、前記フレーム５に水平方向及び鉛直方向の力が作用した際に、フレーム５の形状を保持できる位置であれば、何れに設けても良い。なお、前記屈曲部材７の屈曲部７ａには、応力が集中しやすいことから、屈曲部７ａにガセットプレート１０を設け、ブレース８の端部が配置される構成としている。
【００１５】
本実施の形態では、２箇所存在する屈曲部７ａ各々にブレース８の端部が固定されることを配慮し、フレーム５の内方に菱形状にブレース８を配置したが、これにこだわるものではなく、例えば、図２に示すように、屈曲部７ａの１箇所にブレース８の端部が固定されるように、２本のブレース８をハの字型に配置しても良い。このような場合には、ブレース８の端部が配されていない屈曲部７ａに、ブレース補助部材９の一方の端部を固定手段を介して固定し、他方の端部を前記ブレース８の中央部近傍に固定して補強するものである。なお、ブレース補助部材９には、本実施の形態において板状の鋼材を用いているが、外力による変形のない剛性を有する部材であれば、何れを用いても良い。
【００１６】
このようなブレース８が取り付けられたフレーム５を有する耐震補強装置本体４は、図１に示すように、構造物１の構面２より外形が小さく構築されているため、２個のくさび１１、及び固定部材１２を介して構面２に固定されている。該くさび１１は、外力により変形することのない剛性の高い部材によりなり、一端を厚く他端に至るに従って薄く成形されたもので、長さ方向に前記構造物１の構面２の内周面に面どうしで接する第１の面１１ａと、前記フレーム５の屈曲部材７の外側面に面どうしで接する第２の面１１ｂを有している。また、固定部材１２は一般に支保工として用いられる柱状の鋼棒で、中央部近傍に長さ調整装置１２ａとして機械式ネジが配されており、部材長の調節が自在な構成となっている。
【００１７】
したがって、２個の該くさび１１を構造物１の構面２と、前記フレーム５の屈曲部材７の両端部各々との間に差し入れることで、耐震補強装置本体４は構造物１の構面２に仮固定される。このように配された隣り合うくさび１１の向かい合う端面を平行に仕上げて、これらの間に前記固定部材１２を介在させることにより、くさび１１の軸方向に押圧力が生じて、前記くさび１１は、前記フレーム５の屈曲部材７の端部と、構造物１の構面２との間にさらに強固に差し込まれる。これにより、くさび１１は、第１の面１１ａと構面２の内周面、及び第２の面１１ｂと屈曲部材７の外側面の各々に面どうしで強固に押しつけられて、構造物１の構面２と耐震補強装置本体４とを接合する接合力が生じ、耐震補強装置３は構造物１の構面２に強固に固定されることとなる。
【００１８】
なお、前記くさび１１は、その大きさにより固定部材１２により生じる押圧力に直交する断面方向に複数のくさび部材１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、・・・として分割し、構造物１の構面２と耐震補強装置本体４との間に差し入れる際に、連結しても良い。
【００１９】
このような構成により、前記耐震補強装置３は、耐震補強装置本体４のフレーム５の直線部材６が、前記構面２の内周面に直接的に面どうしで接するように押しつけられるとともに、前記屈曲部材７が、前記くさび１１を介して前記構面２の内周面に押しつけられているため、構造物１の構面２に固着部材を介して固着されることなく、押圧力で固定されることとなる。このような前記耐震補強装置３は、地震等により建築物１の構面２に水平力及び鉛直力が生じると、直接、もしくはくさび１１を介してこれらの力がスムーズに耐震補強装置本体４のフレーム５に伝達されて、前記ブレース８で負担されることとなる。
【００２０】
なお、本実施の形態において、耐震補強装置３には、上辺と右辺に屈曲部材７が配されたフレーム５を例に取り詳述したが、これにこだわるものではなく、１辺のみに屈曲部材７が用いられるものや、図３に示すように４辺全てに屈曲部材７を用いる構成としても良い。何れの場合にも、屈曲部材７と前記構造物１の構面２との間には、前記くさび１１、及び該くさび１１の軸方向に押圧する固定部材１２が配されるものである。
【００２１】
また、前記屈曲部材７とくさび１１との接合力を強化することを目的に、屈曲部材７の外側面を粗面状とするような構成として、例えば図４（ａ）（ｂ）に示すような複数の凸部１３ａまたは凹部１３ｂを並列配置、もしくは千鳥配置する構成や、図５（ａ）（ｂ）に示すような凸線１４ａまたは凹線１４ｂを屈曲部材７の断面方向に配し、これを長さ方向に並列に複数配置する構成を用いても良い。
【００２２】
さらに、前記くさび１１による屈曲部材７への押圧力による接合力を把握することを目的に、図６に示すように、前記屈曲部材７の外側面におけるくさび１１との接合面に圧力ゲージ１５を設ける構成としても良い。
【００２３】
上述する構成による耐震補強装置３を用いた耐震補強方法を以下に示す。
第１の工程として、あらかじめ、屈曲部材７と直線部材６を組み合わせたフレーム５を構築し、その内方にブレース８を固定した耐震補強装置本体４を製作しておき、耐震補強したい構造物１の所望の構面２に配置する。このとき、フレーム５を構成する直線部材６と構面２との内周面が面どうしで接するように配置しておく。
【００２４】
第２の工程として、フレーム５を構成する屈曲部材７の両端部各々と構面２の内周面との間に２個のくさび１１を配置し、第１の面１１ａが構面２の内周面に、第２の面１１ｂが屈曲部材７の外側面に接するまで差し入れ、耐震補強装置本体４を構面２に仮固定する。この後、向かい合うくさび１１の間に固定部材１２を介在させて、くさび１１の軸方向の押圧力を発生させて、耐震補強装置本体４と構面２との間にくさび１１を強固に差し入れて耐震補強装置本体４を構面２に確実に固定する。必要に応じて、固定部材１２に設けられた長さ調整装置１２ａを用いて固定部材１２の部材長を変化させて、くさび１１の軸方向の押圧力を調整し、前記耐震補強装置本体４と構面２との間に働くくさび作用を調整する。
【００２５】
上述する構成によれば、前記耐震補強装置３は、構面２の内周面より外形がやや小さいフレーム５を有する耐震補強装置本体４をくさび１１及び固定部材１２によるくさび作用を利用して構造物１の構面２に嵌合することから、簡略な構成で施工性が良いとともに、騒音等を発生することが無いため、耐震補強を実施したい構造物を使用しながらの耐震補強施工が可能となる。
【００２６】
また、施工は、耐震補強装置本体４と構造物１の構面２へのくさび１１の差し込みと固定部材１２による押圧のみであるため、施工が単純で熟練工を必要とせず、工期短縮及び工費削減に大きく寄与することが可能となる。
【００２７】
前記固定部材１２に長さ調整装置１２ａを組み込んだことから、耐震補強装置本体４と構造物１の構面２の間に差し込むくさび１１のくさび作用を調整することが可能となるため、構造物１の構面２に対して耐震補強装置本体４を確実に固定することが可能となるとともに、地震等により構造物１の構面２に水平力や鉛直力が作用した際にも、確実に耐震補強装置本体４で水平力や鉛直力を負担することが可能となる。
【００２８】
前記フレーム５を構成する屈曲部材７の外側面には、凸部１３ａや凹部１３ｂ、複数の凸線１４ａや凹線１４ｂが設けられていることから、前記くさび１１から伝達される構造物１の構面２に作用する水平力や鉛直力を確実に耐震補強装置本体４に伝達することが可能となる。
【００２９】
前記フレーム５を構成する屈曲部材７の外側面でくさび１１との接合面には、応力ゲージ１５が設けられることから、前記くさび１１からフレーム５に作用する接合力を把握することができ、くさび作用の機能状況を確認することが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１に記載の耐震補強装置によれば、構造物の柱と梁で囲まれる構面の内部に設けられて、耐震性能を補強する耐震補強装置であって、少なくともいずれかの一辺に構面の内方に屈曲されてくの字型に成形された屈曲部材を用いて形成する前記構造物の構面より小さいフレーム、及び該フレームの内方に複数配置されるブレースにより構成される耐震補強装置本体と、前記構造物の構面と、前記屈曲部材の両端部各々との隙間に配される２個のくさびと、２個のくさびの間に配されて、両者を軸方向に押圧して構造物の構面と屈曲部材の両端部との隙間に各々固定する固定部材とにより構成され、前記くさびが、前記構造物の構面の内周面と前記フレームを構成する屈曲部材の両者に面どうしで接する形状に成形されることから、接着剤等の固着手段を用いる必要が無く、簡略な構成で施工性が良いとともに、何れの環境に立設する建築物にも適用が可能であり、また、騒音等を発生することが無いため、耐震補強を実施したい構造物を使用しながらの耐震補強施工が可能となる。
【００３１】
請求項２に記載の耐震補強装置によれば、前記固定部材に、部材長を調整する長さ調整装置が設けられることから、耐震補強装置本体と構造物の構面の間に差し込むくさびのくさび作用を調整することが可能となるため、構造物の構面に対して耐震補強装置本体を確実に固定することが可能となるとともに、地震等により構造物の構面に水平力や鉛直力が作用した際にも、確実に耐震補強装置本体で力を負担することが可能となる。
【００３２】
請求項３に記載の耐震補強装置によれば、前記フレームを構成する屈曲部材の外側面が、粗面状に形成されることから、前記くさびから伝達される構造物の構面に作用する水平力や鉛直力を確実にフレームに伝達することが可能となる。
【００３３】
請求項４に記載の耐震補強装置によれば、前記フレームを構成する屈曲部材の外側面に、応力ゲージが取り付けられることから、前記くさびからフレームに作用する接合力を把握することができ、くさび作用の機能状況を確認することが可能となる。
【００３４】
請求項５に記載の耐震補強方法によれば、少なくともいずれかの一辺に屈曲部材が用いられたフレームの内方に、複数のブレースを組み込み耐震補強装置本体を製作し、構造物の構面に配置する第１の工程と、前記構面と前記耐震補強装置本体のフレームを構成する屈曲部材の両端部各々との隙間に２個のくさびを配置した上で、２個のくさびの間に固定部材を配して前記構面と前記屈曲部材の両端部各々との隙間にくさびを固定する第２の工程とによりなることから、施工は、耐震補強装置本体と構造物の構面へのくさびの差し込みと固定部材による締め付けのみであるため、施工が単純で熟練工を必要とせず、工期短縮及び工費削減に大きく寄与することが可能となる。
【００３５】
請求項６に記載の耐震補強方法によれば、第２の工程で、前記固定部材に設けられた長さ調整装置を用いて固定部材の長さを変化させて、前記くさびの軸方向の押圧力を調整することから、耐震補強装置本体と構造物の構面の間に差し込むくさびのくさび作用を調整することが可能となるため、構造物の構面に対して耐震補強装置本体を確実に固定することが可能となり、地震等により構造物の構面に水平力や鉛直力が作用した際にも、確実に耐震補強装置本体で力を負担することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐震補強装置の詳細を示すものである。
【図２】本発明の耐震補強装置本体の他の事例を示すものである。
【図３】本発明の耐震補強装置の他の事例を示すものである。
【図４】本発明のフレームに用いる屈曲部材のフランジの事例を示すものである。
【図５】本発明のフレームに用いる屈曲部材のフランジの他の事例を示すものである。
【図６】本発明のフレームに用いる応力ゲージの設置例を示すものである。
【図７】従来の耐震補強構法を示すものである。
【符号の説明】
１  構造物
１ａ  柱
１ｂ  梁
２  構面
３  耐震補強装置
４  耐震補強装置本体
５  フレーム
６  直線部材
７  屈曲部材
８  ブレース
９  ブレース補助部材
１０  ガセットプレート
１１  くさび
１１ａ  第１の面
１１ｂ  第２の面
１１ｃ  くさび部材
１１ｄ  くさび部材
１１ｅ  くさび部材
１２  固定部材
１２ａ  長さ調整装置
１３ａ  凸部
１３ｂ  凹部
１４ａ  凸線
１４ｂ  凹線
１５  圧力ゲージ
１６  鉄骨フレーム
１７  固着手段
【図１】
0003826350.tif 000002
【図２】
0003826350.tif 000003
【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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