(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建物に免震装置を設置して免震化するための免震化工法であって、
既存建物の複数本ある柱のうち所定本数の柱毎に、該柱が負担する既存建物の重量分を仮設材で受け、該柱を切断するとともにその切断箇所に免震装置を設置し、その後設置した免震装置に前記柱が負担する既存建物の重量分を前記仮設材から移し換えて該仮設材を撤去する作業を繰り返し行うことにより、前記複数本の柱全てに対して免震装置を順次設置するとともに前記仮設材を順次撤去していき、
しかも、それら柱全てに対して免震装置を順次設置していきかつ仮設材を順次撤去していく工程中には、既存建物の重量分を仮設材から各免震装置に移し換えるに先立って、各免震装置の周囲にそれぞれ個別水平変位拘束手段を順次設置していくことにより、該個別水平変位拘束手段によって、既存建物の免震装置を設置する箇所より上側の部分の水平変位を拘束することを特徴とする免震化工法。
【請求項２】
前記個別水平変位拘束手段として、柱の切断部の上下にそれぞれ固定されて個々の免震装置の上下にそれぞれ設置されている取付板部の相対的な水平変位を拘束する個別水平変位拘束ユニットを用いるとともに、
該個別水平変位拘束ユニットは、上下の取付板部にまたがって係合する一対の台座と、それら台座どうしを所定荷重で互いに近づくように引っ張る緊張棒材とにより構成され、 該個別水平変位拘束ユニットを、それらの軸線が互いに直交する２方向を指向する状態で各免震装置を取り囲むようにしてその周囲に複数組配置することを特徴とする請求項１記載の免震化工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存建物を免震化するための免震化工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既存建物の耐震性能を向上させるために、積層ゴム等の免震装置を既存建物の基礎もしくは中間階に設置し、この設置した免震装置によってその上側部分を免震支持する免震化工法が行われている。
【０００３】
ところで、上記免震化工法の一つとして、仮設材で既存建物の免震化しようとする部分全体を一時的に仮受けし、免震装置を設置した後ジャッキを用いて仮設材から免震装置に建物重量を移し換える方法が考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の免震化工法にあっては、既存建物の免震化しようとする部分全体を仮設材で一旦支持するため、その間は、既存建物の免震装置を設置しようとする各柱の直下近傍に多くの仮設材を配置する必要があり、使用する仮設材の数量が多くなるという問題があった。
【０００５】
また、特に、中間階以上を免震化する場合には、図１０、図１１に示すように、例えば免震装置１００が設置される柱１０１と接続される梁１０２を支持するために、階高分の比較的長いサポート１０３が必要になる場合があり、しかもそのときのサポート１０３の数量が多くなり、かつ、サポート１０３を固定するための固定部材を含めた、サポート設置のための工事が大がかりになるという新たな問題が生じるおそれがあった。加えて、足場１０４もフロア全面に設置しなければならないという問題も生じるおそれがあった。
【０００６】
また、仮受け時の地震対策として、既存建物の全重量に一定値（例えば、１５パーセント）を乗じた水平力に抵抗するだけの仮設材を設置する必要があるが、この水平力抵抗のための仮設材は、建物周辺部数ヶ所にまとめて設置する場合が多く、このため、１箇所当たりの水平力抵抗のための仮設材が大がかりになるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、使用する仮設材の数量を減少でき、また、中間階以上を免震化する場合であっても、大がかりで多量のサポートを必要とせず、加えて、大規模な足場も不要となる免震化工法を提供することにある。
また、免震装置の設置工程中の地震対策として水平力抵抗のための大がかりな仮設材を不要とすることができる免震化工法を提供することも目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため請求項１にかかる発明は、既存建物に免震装置を設置して免震化するための免震化工法であって、既存建物の複数本ある柱のうち所定本数の柱毎に、該柱が負担する既存建物の重量分を仮設材で受け、該柱を切断するとともにその切断箇所に免震装置を設置し、その後設置した免震装置に前記柱が負担する既存建物の重量分を前記仮設材から移し換えて該仮設材を撤去する作業を繰り返し行うことにより、前記複数本の柱全てに対して免震装置を順次設置するとともに前記仮設材を順次撤去していき、しかも、それら柱全てに対して免震装置を順次設置していきかつ仮設材を順次撤去していく工程中には、既存建物の重量分を仮設材から各免震装置に移し換えるに先立って、各免震装置の周囲にそれぞれ個別水平変位拘束手段を順次設置していくことにより、該個別水平変位拘束手段によって、既存建物の免震装置を設置する箇所より上側の部分の水平変位を拘束することを特徴としている。
請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記個別水平変位拘束手段として、柱の切断部の上下にそれぞれ固定されて個々の免震装置の上下にそれぞれ設置されている取付板部の相対的な水平変位を拘束する個別水平変位拘束ユニットを用いるとともに、該個別水平変位拘束ユニットは、上下の取付板部にまたがって係合する一対の台座と、それら台座どうしを所定荷重で互いに近づくように引っ張る緊張棒材とにより構成され、該個別水平変位拘束ユニットを、それらの軸線が互いに直交する２方向を指向する状態で各免震装置を取り囲むようにしてその周囲に複数組配置することを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、既存建物の所定本数の柱毎に、既存建物の垂直荷重を仮設材で支えながら柱を切断して免震装置を設置しつつ、その設置した免震装置に荷重を移し換えて仮設材を速やかに撤去していく作業を繰り返し行うことにより、全ての免震装置を設置するのと同時に既存建物の重量の移し換えを完了する。
また、順次撤去した垂直荷重用の仮設材を繰り返し使用できるので、その使用量は従来の工法に比べて大幅に減少する。
【００１０】
また、上述のように、設置した免震装置に荷重を順次移し換えて仮設材を速やかに撤去していくことにより、全ての免震装置を設置するのと同時に既存建物の重量の移し換えが完了するので、従来別途行っていた、免震設置後のジャッキを用いた仮設材から免震装置への建物全体の重量を一括して移し換える工程が不要になり、その分工期が短縮する。
また、建物全体のバランスを考慮しながら、例えば既存建物の左右両側の２方あるいは前後左右の４方等の複数箇所から同時に免震装置の設置工事を進めることができ、この点においても工期の短縮が図れる。
【００１１】
しかも、各免震装置のそれぞれに対してその周囲に個別水平変位拘束手段を順次設置していくので、建物周辺部に地震時の水平力抵抗のための大がかりな仮設材を設置する必要がなく、スペースが節約できる。なお、個別水平変位拘束手段としては、一対の台座を緊張棒材により緊張することで免震装置の上下の取付板部の相対的な水平変位を拘束する構成の個別水平拘束ユニットを採用して、それを各免震装置を取り囲むようにしてその周囲に水平２方向を指向するように設置することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の免震化工法の実施の形態を説明する。
図１〜図９は本発明の実施の形態を示すものであって、図１は既存建物の免震装置を設置する部分を示す横断面図、図２〜図５は、免震装置の具体的な設置方法を説明する断面図、図６は免震装置の上下の取付板部の相対的な水平変位を拘束する個別水平変位拘束手段を説明する側面図、図７は同個別水平変位拘束手段を説明する平面図、図８は個別水平拘束手段の他の例を示す側面図、図９は個別水平変位拘束手段のさらに他の例を示す側面図である。
【００１３】
図１において符号１は既存建物を示し、この既存建物１の複数本ある柱２にそれぞれ積層ゴム等の免震装置３を設置する（図４、５参照）。免震装置３が設置する柱は、既存建物１の基礎部分でもあるいは中間階でもいずれであってもよい。
本発明の免震化工法の最も大きな特徴は、柱の荷重を仮設材４で受けて柱２に加わる荷重をゼロとして免震装置３を設置し、その後荷重を仮設材４から免震装置に移し換えて仮設材４を取り除く作業を、既存建物１の複数本ある柱２のうち所定本数の柱２毎に繰り返し行うことにある。
【００１４】
すなわち、本発明の免震化工法では、既存建物１の複数本ある柱２のうち所定本数の柱２毎に、該柱２が負担する既存建物１の重量分のみを仮設材４で受け、該柱２を切断するとともにその切断箇所に免震装置３を設置し、その後設置した免震装置３に前記柱２が負担する既存建物１の重量分を前記仮設材４から移し換えて該仮設材４を取り除く作業を繰り返し行いながら、前記複数本の柱２全てに対して免震装置３を設置する点に最も大きな特徴がある。
【００１５】
既存建物１への免震装置３の設置方法は、この実施の形態の場合、施工中に発生する地震等を考慮し、既存建物１の左右両側からバランス良く免震装置３を設置していく。図１は既存建物１の全体のうち略左半分しか示していないが、実際にはこの図１で示す右方向にも建物は延びている。そして、この図において、符号Ａー１、Ｂー１（図示略）、…Ａーｎ、Ｂーｎ、…（ｎは１６以下の整数）はそれぞれ柱２の番号を示しており、これらの柱２の番号順に、建物の左右両側から２本の柱２毎に免震装置３を設置していく。
なお、同時に免震装置３を設置する柱の本数は、２本に限られることなく、１本毎、あるいは３本毎または４本毎でも良く、その本数は既存建物１の規模や設置されている柱２の本数等によって決定する。
【００１６】
柱２への免震装置３の具体的な設置方法について説明すると、例えば、柱２（Ａー７）に免震装置３を設置するには、まず、柱２（Ａー７）と接続される前後左右の大梁６とその下側の小梁７との間に仮設材４としてジャッキ４ａを取り付ける（図１、図２参照）。そして、これら取り付けられたジャッキ４ａに柱２（Ａー７）が負担する既存建物１の重量分を受けさせる。ジャッキ４ａの本数はこの図では４本としているが、これに限られることなく、ジャッキ４ａが受けもつ荷重が少ない場合には、例えば３本であってもあるいは２本であってもよい。
【００１７】
次に、柱２の一部分であって免震装置３を設置しようとする部分を切り取る（図３参照）。柱２（Ａー７）の切り取った端部である、切断下端部８および切断上端部９にそれぞれベースプレート１０（取付板部）を溶接等の適宜固定手段で取り付ける。ベースプレート１０は、柱の端部に直接取り付けてもよいが、図４に示すようにアンカー６ａを介して大梁６あるいは小梁７に固定して取り付けてもよい。そして、これら上下のベースプレート１０間に免震装置３を設置して固定する。
【００１８】
次に、柱２（Ａー７）の端部とベースプレート１０との間の隙間に無収縮モルタル等のグラウト材を注入する。この注入したグラウト材が固化し十分な強度を発揮するようなった時点で、ジャッキダウンし、ジャッキ４ａから設置した免震装置３へ、柱２（Ａー７）が負担する既存建物１の重量分を移し換える。その後、ジャッキ４ａを取り除く。
以上のジャッキセット→柱切断→ベースプレート取付→免震装置の設置→グラウト材注入→ジャッキ撤去といった一連の作業を、仮設材４であるジャッキ４ａを移動させながら所定数の柱２毎に繰り返し行い、既存建物１の複数本ある柱２全てに対して免震装置３を設置する。
【００１９】
なお、上記ジャッキセットからジャッキ撤去までの間は、複数日（例えば、４日程度）要し、その間は柱２が切断された状態となっていて、ジャッキ４ａによる支持では主に該柱２に加わる鉛直荷重しか受けもたない。このため、施工中の柱２は水平方向の抵抗力をほとんど有しないこととなる。したがって、施工時の水平荷重に対する安全性を考慮し、柱２の同時切断本数は所定本数（例えば４本）以下に保つものとする。
【００２０】
この実施の形態では、既存建物１の左右からそれぞれ１本ずつ合計２本ずつの柱２毎に免震装置３の設置工事を進めることとしているが、片側から進める柱２の切断状態が重なるオーバーラップ本数は２本までとする。つまり、建物の左側の柱２を例に挙げて説明すれば、免震装置３の設置工事開始時期を２日ずらして施工する場合には、前述したようにジャッキセットからジャッキ撤去までの間は４日程度要するので、柱２（Ａー１）と柱２（Ａー２）、あるいは柱２（Ａー２）と柱２（Ａー３）というように２本の柱２が同時に切断状態になり、なんら支障は生じないが、免震装置３の設置工事開始時期を１日しかずらさない場合には、例えば柱２（Ａー１）と柱２（Ａー２）と柱２（Ａー３）と柱２（Ａー４）の合計４本の柱が同時に切断状態となるため、好ましくない。このような事態を避けるため、柱２の同時切断本数は所定本数（例えば４本）以下に保つものとする。
【００２１】
ところで、上述のように複数ある柱２に対し免震装置３を順に設置するが、ある程度の数設置が完了した時点で例えば地震が発生すると、未だ施工していない柱２へ水平力が集中することとなり、未施工柱２を損傷しかねない。
このため、免震装置３の全ての柱２への設置が完了するまでは、水平変位拘束手段１２によって、既存建物１の免震装置３を設置する箇所より上側の部分の水平変位を拘束する。
【００２２】
水平変位拘束手段１２としては、個々の免震装置３に対し該免震装置３の免震部３ａを挟んだ上下のベースプレート１０の相対的な水平変位を拘束する個別水平変位拘束手段１２Ａ（図５〜図７、図８、図９参照）を用いる。
【００２３】
図５〜図７は個別水平変位拘束手段１２Ａの例を示している。すなわち、この例では、上側のベースプレート１０と下側のベースプレート１０との間に、またがってそれらに係合する台座１４が一対互いに離間して設けられ、それら対をなす台座１４がＰＣ鋼材等からなる緊張棒材１５によって所定荷重で互いに近づくように引っ張られる構造になっている。
さらに、この例では、前記一対の台座１４並びに前記緊張棒材１５からなる個別水平変位拘束ユニット１６がそれらの軸線を水平面に沿う互いに直交するＸ、Ｙ方向に指向して２組、合計一つの柱２に４組配置されている（図７参照）。
【００２４】
そして、この個別水平変位拘束手段１２Ａによれば、対をなす台座１４が緊張棒材１５によって互いに引っ張られており、このため、これら対をなす台座１４は、下側のベースプレート１０を両側から強く挟み込むことで、下側のベースプレート１０に固定される一方、該台座１４は上側のベースプレート１０を両側から強く挟み込んでおり、これにより、上側ベースプレート１０の緊張棒材１５の長手方向に沿った変位を拘束している。この結果、個別水平拘束ユニット１６は、上下のベースプレート１０の緊張棒材１５の長手方向に沿う相対的な水平変位を拘束できる。また、個別水平拘束ユニット１６は、水平面に沿う互いに直交するＸ、Ｙ方向に指向して配置されており、したがって、上下のベースプレート１０はあらゆる方向の相対的な水平変位を拘束されることとなる。
【００２５】
個別水平変位拘束手段１２Ａは、必ずしも図５〜図７に示すものに限られることなく、他の構造のものを用いてもよく、要は、個々の免震装置３に対し免震装置３の上下に配されるベースプレート１０の相対的な水平変位を拘束する構造であればよい。
例えば、図８に示すものは、免震装置３が設置される柱２に接続される大梁６と小梁７の間にそれぞれ上下にＨ形鋼１８が取り付けられ、これら上下のＨ形鋼１８に鋼板１９が固定的に取り付けられた構造になっている。
また、図９に示すものは、同大梁６と小梁７の間にそれぞれ溝形鋼２０が取り付けられ、これら上下の溝型鋼２０に複数の鋼板２１が固定的に取り付けられた構造になっている。
このような構造では、個別水平変位拘束手段１２Ａを構成する部材が、直接ベースプレート１０に接触することなく、大梁６および小梁７を介して上下のベースプレートの水平変位を拘束しているが、このような構成であってもよく、要は、免震装置３の上下に配されるベースプレート１０の相対的な水平変位を拘束すればよい。
【００２６】
上述のような個別水平変位拘束手段１２Ａが免震装置３に組み付けられる時期は、前記柱２に免震装置３が取り付けられ、柱２の端部とベースプレート１０との間の隙間に注入されるグラウト材が硬化した後であって、ジャッキ４ａから免震装置３へ既存建物１の重量分が移し換えられる前である。
【００２９】
上述した免震装置３の柱２への取付手順Ａー１，Ｂー１→Ａー２，Ｂー２→Ａー３，Ｂー３→……は、事前に十分な応力解析を行った上で決定し、施工中は所要箇所に監視用カメラ等を設置し、既存建物１の挙動を２４時間監視する体制とするのが好ましい。
【００３０】
次の、上記の構成の免震化工法の作用について説明する。
上述の免震化工法によれば、既存建物１の所定本数の柱２毎に、該柱２が負担する既存建物１の重量分をジャッキ４ａ等の仮設材４で支え、この状態で免震装置３を柱２の切断部分に設置する作業を、仮設材４を移動しながら繰り返し行い、これにより、全ての柱２に対して免震装置３を設置する工法であり、このように垂直荷重用の仮設材４を繰り返し使用できるので、これら仮設材４の使用量は従来考えられている工法にに比べて大幅に減少する。
【００３１】
また、全ての免震装置３を設置するのと同時に既存建物１の重量の免震装置３への移し換えが完了するので、従来別途行っていた、免震設置後のジャッキを用いた仮設材から免震装置３への建物重量の移し換え工程が不要になり、その分工期が短縮する。
また、建物全体のバランスを考慮しながら、例えば既存建物１の左右両側の２方あるいは前後左右の４方等の複数箇所から同時に免震装置３の設置工事を進めることができ、この点においても工期の短縮が図れる。
【００３２】
また、たとえ、施工途中に地震が発生しても、水平変位拘束手段１２によって既存建物１の免震装置３が設置する個所より上側の部分の水平変位を拘束しているので、未施工柱２に水平力が集中して、未施工柱２を損傷するといった事態を回避できる。
【００３３】
さらに、水平変位拘束手段１２として、個々の免震装置３に対し上下のベースプレート１０の相対的な水平変位を拘束する個別水平拘束手段１２Ａ、特に一対の台座１４を上下のベースプレート１０に係合させて緊張棒材１５によって緊張する構成の個別水平変位拘束ユニット１６を採用し、それを免震装置を取り囲むようにしてその周囲に水平２方向を向くように設置することにより、施工中の水平変位を有効に拘束できることはもとより、建物周辺部に地震時の水平力抵抗のための大がかりな仮設材や免震ピット等を設置する必要がなくなり、スペースが節約でき、かつコストも低減できる。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、長方形状の既存建物１を免震化する場合を例に挙げて説明したが、勿論、断面正方形状の既存建物であってもあるいは断面円形の既存建物であっても勿論免震化できるのは言うまでもない。
また、免震化に用いる免震装置についても積層ゴムに限られることなく、他の構成の免震装置を用いてもかまわない。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１にかかる発明によれば、既存建物の所定本数の柱毎に、該柱が負担する既存建物の重量分をジャッキ等の仮設材で支え、この状態で免震装置を柱の切断部分に設置する作業を、仮設材を移動しながら繰り返し行い、これにより、全ての柱に対して免震装置を設置する工法であり、垂直荷重用の仮設材を繰り返し使用できるので、これら仮設材の使用量を、従来考えられていた工法に比べて大幅に減少することができる。
【００３６】
また、全ての免震装置を設置するのと同時に既存建物の重量の免震装置への移し換えが完了するので、従来別途行っていた、免震設置後のジャッキを用いた仮設材から免震装置への建物重量の移し換え工程が不要になり、その分工期が短縮する。
建物全体のバランスを考慮しながら、例えば既存建物の左右両側の２方あるいは前後左右の４方等の複数箇所から同時に免震装置の設置工事を進めることができ、この点においても工期の短縮が図れる。
また、中間階以上を免震化する場合でも、大がかりで多量のサポートを必要とせず、また、足場も移動しながら使用できるので、ごく小規模の足場があれば足りる。
【００３７】
しかも、免震装置の設置工程中においては個々の免震装置の周囲にそれぞれ個別水平変位拘束手段を順次設置していくので、施工中の水平変位を有効に拘束できることはもとより、建物周辺部に地震時の水平力抵抗のための大がかりな仮設材や免震ピット等を設置する必要がなくなり、スペースが節約でき、かつコストも大幅に低減できる。
【００３８】
請求項２にかかる発明によれば、個別水平変位拘束手段として、一対の台座を緊張棒材により緊張することで免震装置の上下の取付板部の相対的な水平変位を拘束する構成の個別水平拘束ユニットを採用し、それを各免震装置を取り囲むようにしてその周囲に水平２方向を指向するように設置することにより、上下の取付板部のあらゆる方向の相対的な水平変位を有効に拘束することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の免震化工法の実施の形態を示すもので、既存建物の免震装置を設置する部分を表す横断面図である。
【図２】  本発明の免震化工法の実施の形態を示すもので、免震装置の具体的な設置工程を説明する断面図である。
【図３】  本発明の免震化工法の実施の形態を示すもので、免震装置の具体的な設置工程を説明する断面図である。
【図４】  本発明の免震化工法の実施の形態を示すもので、免震装置の具体的な設置工程を説明する断面図である。
【図５】  本発明の免震化工法の実施の形態を示すもので、免震装置の具体的な設置工程を説明する断面図である。
【図６】  本発明の免震化工法の実施の形態を示すもので、個別水平変位拘束手段を説明する側面図である。
【図７】  本発明の免震化工法の実施の形態を示すもので、免震装置の具体的な設置工程を説明する平面図である。
【図８】  本発明の免震化工法の実施の形態を示すもので、個別水平拘束手段の他の例を示す側面図である。
【図９】  本発明の免震化工法の実施の形態を示すもので、個別水平変位拘束手段のさらに他の例を示す側面図である。
【図１０】  従来の免震化工法を示す建物全体の側面図である。
【図１１】  図１０のＸ円部の拡大図である。
【符号の説明】
１  既存建物
２  柱
３  免震装置
４  仮設材
４ａ  ジャッキ
６  大梁
７  小梁
１０  ベースプレート（取付板部）
１２  水平変位拘束手段
１２Ａ  個別水平変位拘束手段
１４  台座
１５  緊張棒材
１６  個別水平変位拘束ユニット
【図１】
0003760306.tif 000002
【図２】
0003760306.tif 000003
【図３】
0003760306.tif 000004
【図４】
0003760306.tif 000005
【図５】
0003760306.tif 000006
【図６】
0003760306.tif 000007
【図７】
0003760306.tif 000008
【図８】
0003760306.tif 000009
【図９】
0003760306.tif 000010
【図１０】
0003760306.tif 000011
【図１１】
0003760306.tif 000012