外付けブレース使用耐震補強構造および耐震補強方法
【課題】 既存建物の室内を使用しながら施工が可能で、かつ施工時の騒音、振動、粉塵の問題がなく、また既存建物の躯体に対する応力伝達が圧縮力のみで行えて、既存躯体のコンクリート強度が低い場合にも適用できる耐震補強構造を提供する。
【解決手段】 柱3が外壁面5aより突出している既存建物1へ、屋外側に位置して補強用の鉄骨ブレース2を設置する。柱梁接合部3aに設置する接合金物6を設ける。この接合金物6は、柱3の外壁面5aから突出した部分に合する溝形鋼板7、およびこれに重ねて固定されるブレース接合板8を有する。溝形鋼板7と柱3との嵌合部の隙間に、接着樹脂や無機系グラウト等の接着用充填剤を充填する。
【解決手段】 柱3が外壁面5aより突出している既存建物1へ、屋外側に位置して補強用の鉄骨ブレース2を設置する。柱梁接合部3aに設置する接合金物6を設ける。この接合金物6は、柱3の外壁面5aから突出した部分に合する溝形鋼板7、およびこれに重ねて固定されるブレース接合板8を有する。溝形鋼板7と柱3との嵌合部の隙間に、接着樹脂や無機系グラウト等の接着用充填剤を充填する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、RC造、SRC造であって、柱が外壁面より突出している既存建物に対して、耐震補強を行う外付けブレース使用耐震補強構造および補強方法に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄筋コンクリート造(RC造)または鉄骨鉄筋コンクリート造(SRC造)の既存建物に対し、水平耐力を増大させる耐震改修工法として、鉄骨ブレースによる補強が多く用いられている。これは、耐震壁増設による補強と比較すると、閉塞感や重量の点において優れている。
【0003】
鉄骨ブレースによる耐震補強法には、既存フレーム内に増設する工法(内付け)と、既存フレーム外部に増設する工法(外付け)がある。外付けブレースの場合、工事中の室内の利用が可能であり、サッシュの取り替えが不要になるなどの利点がある。
従来、外付けブレースを用いた耐震改修法においては、後施工アンカー、またはPC鋼棒による既存躯体との一体化が図れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−70329号公報
【特許文献2】特開平11−71906号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来用いられている後施工アンカーまたはPC鋼棒による接合法では、次のような問題点がある。すなわち、アンカー打設時に騒音、振動、粉塵の発生がある。また、型枠組立、無収縮モルタルの充填・養生、型枠解体作業による施工期間の長期化が生じる。
内付け補強では、後施工アンカーの代わりにエポキシ樹脂を用いた接合方法が提案されている。しかし、内付け補強であるため、室内を利用しながらの施工が困難であり、工事中の退去等が必要となる。また、内外装の仕上げ材に対する取り壊し工事を要し、工事費が高くなる。
【0006】
この発明の目的は、外付け補強として既存建物の室内を使用しながらの施工が可能で、かつ施工時の騒音、振動、粉塵の問題がなく、取り壊しに要する工事も削減され、また既存建物の躯体に対する応力伝達が圧縮力のみで行えて、既存躯体のコンクリート強度が低い場合にも適用できる外付けブレース使用耐震補強構造および耐震補強方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の外付けブレース使用耐震補強構造は、柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強構造であって、
前記柱の外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、前記両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合したことを特徴とする。
【0008】
この構成によると、外付け補強であるため、既存建物の室内を居住等に使用しながら、施工することができる。また、既存柱に嵌合する溝形鋼板およびブレース接合板を有する接合金物を用いるため、鉄骨ブレースに作用する引っ張り応力は、鉄骨ブレースと反対側の柱面で、前記溝形鋼板を介し、既存柱に伝達される。そのため、既存柱への応力伝達は圧縮力のみで行われることになる。したがって、既存柱を部分的に剥がすように引っ張る応力が作用しない。そのため、既存柱のコンクリート強度が低い場合でも、柱強度が不足することなく適用することができる。また、前記溝形鋼板と柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填して溝形鋼板を固定するため、アンカー打設時のような騒音、振動、粉塵の問題が発生しない。流動性を持つ硬化性の接着用充填剤は、硬化養生が必要であるが、充填の範囲が溝形鋼板と柱間の薄い隙間だけであるため、養生時間が短くて済み、また型枠解体作業も不要で、施工期間を短期間にできる。
【0009】
この発明の耐震補強構造において、前記既存建物が、前記柱梁接合部において梁が前記外壁面から突出している場合、前記接合金物の前記溝形鋼板は、前記梁の外壁面から突出した部分に充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の梁嵌合部を、前記柱嵌合部と一体に有し、この梁嵌合部と前記梁との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填するのが良い。
鉄骨ブレースに作用する引っ張り力は斜め方向となるが、溝形鋼板に梁嵌合部が設けられていると、鉄骨ブレースと反対側の柱面および梁面で、鉄骨ブレースの引っ張り力を圧縮応力として柱と梁との両方で受けることができる。そのため、より一層堅固に、鉄骨ブレースの支持が行える。
【0010】
この発明の外付けブレース使用耐震補強方法は、柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強方法であって、前記柱の外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合することを特徴とする。
この耐震補強方法によると、この発明の耐震補強構造につき述べたと同様に、外付け補強として既存建物の室内を使用しながらの施工が可能で、かつ施工時の騒音、振動、粉塵の問題がなく、取り壊しに要する工事も削減され、また既存建物の躯体に対する応力伝達が圧縮力のみで行えて、既存躯体のコンクリート強度が低い場合にも適用できる。
【発明の効果】
【0011】
この発明の外付けブレース使用耐震補強構造は、柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強構造であって、前記柱の前記外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、前記両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合したため、外付け補強として既存建物の室内を使用しながら施工が可能で、かつ施工時の騒音、振動、粉塵の問題がなく、取り壊しに要する工事も削減され、また既存建物の躯体に対する応力伝達が圧縮力のみで行えて、既存躯体のコンクリート強度が低い場合にも適用することができる。
【0012】
この発明の外付けブレース使用耐震補強方法は、柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強方法であって、前記柱の前記外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、前記両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合するため、外付け補強として既存建物の室内を使用しながら施工が可能で、かつ施工時の騒音、振動、粉塵の問題がなく、取り壊しに要する工事も削減され、また既存建物の躯体に対する応力伝達が圧縮力のみで行えて、既存躯体のコンクリート強度が低い場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】この発明の第1の実施形態に係る外付けブレース使用耐震補強構造の正面図である。
【図2】図1のII-II 線断面図である。
【図3】同耐震補強構造における既存建物の柱梁接合部と接合金物の関係を示す分解斜視図である。
【図4】図2のIV部の拡大図である。
【図5】同耐震補強構造における接合金物の変形例の正面図および平面図である。
【図6】同耐震補強構造の作用説明図である。
【図7】この発明の他の他の実施形態に係る外付けブレース使用耐震補強構造の部分正面図である。
【図8】この発明の他のさらに他の実施形態に係る外付けブレース使用耐震補強構造の部分正面図である。
【図9】この発明の他のさらに他の実施形態に係る外付けブレース使用耐震補強構造の部分正面図である。
【図10】この発明の他のさらに他の実施形態における接合金物と柱との関係を示す破断平面図である。
【図11】この発明の他のさらに他の実施形態における接合金物と柱との関係を示す破断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
この発明の第1の実施形態を図1ないし図6と共に説明する。この外付けブレース使用耐震補強構造は、既存建物1へ補強用の鉄骨ブレース2を設置する耐震補強構造である。補強対象となる既存建物1は、鉄筋コンクリート造(RC造)または鉄骨鉄筋コンクリート造(SRC造)の建物であって、図3のように柱3が外壁面5aより突出している建物である。この実施形態では、梁4も外壁面5aより突出している。柱3と梁4の外壁面5aからの突出高さについては、図示の例では柱3の方が僅かに大きく突出する例を示したが、互いに同じ突出高さであっても、また突出高さが大きく異なっていても良い。また、梁4は必ずしも外壁面5aから突出していなくても良い。既存建物1は、集合住宅であっても、事務所ビル、商業施設等であっても良い。外壁面5aは、鉄筋コンクリート造の外壁5の屋外面である。
【0015】
図1に示すように、この耐震補強構造は、一対の接合金物6を、隣合う2本の柱3,3の互いに異なる高さの柱梁接合部3a,3bにそれぞれ配置して固定し、両接合金物6,6に鉄骨ブレース2の両端をそれぞれ接合する。
【0016】
図4に図2の一部を拡大して示すように、各接合金物6は、柱3の外壁面5aから突出した部分に、充填用隙間dを介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部7aを有する溝形鋼板7、およびこの溝形鋼板7の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板7から側方へ張り出すブレース接合板8を有する。溝形鋼板7とブレース接合板8とは溶接等で互いに固定される。
溝形鋼板7は、柱嵌合部7aの他に、梁4の外壁面5aから突出した部分に充填用隙間(図示せず)を介して嵌合する断面溝形の梁嵌合部7bを有し、柱嵌合部7aと梁嵌合部7bとで正面形状が十字状に形成されている。接合金物6は、例えば平板状の鋼板をプレス加工して前記正面形状が十字状で、各部が溝形断面とされた一体物に成形される。
ブレース接合板8は、溝形鋼板7に重なる十字状の重なり部8a、および溝形鋼板7から張り出す張出部8bを有し、張出部8bは、十字状の重なり部8aの直交する2辺間のうち、鉄骨ブレース2を接合する部位に設けられる。張出部8bには、鉄骨ブレース2の接合用のボルト挿通穴9が設けられる。
【0017】
ブレース接合板8には、図5のように外面に鋼板等からなるリブ10を、溶接等で接合して設けても良い。このリブ10は、補強と鉄骨ブレース2の接合相手部を兼ねたものであり、十字状の溝形鋼板7に対して斜め方向に、つまり接合する鉄骨ブレース2の延びる方向に沿って設けられる。
【0018】
接合金物6は、既存建物1の柱梁接合部3a,3bにおいて、溝形鋼板7の柱嵌合部7aを柱3に、梁嵌合部7bを梁4に、それぞれ充填用隙間dを介して嵌合させ、これら柱3と柱嵌合部7aとの間の充填用隙間d、および梁嵌合部7bと梁4との間の充填用隙間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤11(図4)を充填し、この接着用充填剤11によって接合金物6と柱3および梁4とを固着させる。接着用充填剤11は、エポキシ樹脂等の接着用樹脂、または無機系グラウト、または他の接着剤等を用いる。
【0019】
このように既存建物1に固定した接合金物6に、鉄骨ブレース2を接合する。鉄骨ブレース2には、例えば座屈拘束ブレースを用いる。鉄骨ブレース2の接合金物6への接合は、鉄骨ブレース2の端部に設けられた継手板部2aを接合金物6のブレース接合板8に重ね、これら継手板部2aに設けられたボルト挿通穴とブレース接合板8に設けられたボルト挿通穴9とに渡ってボルト12を挿通し、ナット締めする摩擦ボルト接合とされる。鉄骨ブレース2の継手板部2aは、2枚を平行に設け、ブレース接合板8の表裏に重ねて前記ボルト12で接合しても良い。また、ブレース接合板8に図5のようにリブ10を設けた場合は、継手板部2aを断面L字状とすることなどによって、継手板部2aにリブ10と重なる部分を設け、その重なり部分をリブ10と共にボルト12で接合する。その場合、継手板部2aは、リブ10の両側に別れた二叉状に、または2枚に形成される。
【0020】
この構成によると、鉄骨ブレース2および接合金物6等を全て屋外に設置する外付け補強であるため、既存建物1の室内を居住等に使用しながら、施工することができる。また、既存の柱3および梁4に嵌合する溝形鋼板7およびブレース接合板8を有する接合金物6を用いるため、図6のように鉄骨ブレース2に作用する引っ張り力Fは、鉄骨ブレース2と反対側の柱面および梁面で、溝形鋼板7の前記柱面および梁面に接するフランジ部分7aa,7baを介し、柱3や梁4に圧縮応力Cとして伝達される。そのため、柱3や梁4への応力伝達は圧縮力のみで行われることになる。したがって、柱3や梁4を部分的に剥がすように引っ張る応力が作用しない。そのため、柱3や梁4等の既存躯体のコンクリート強度が低い場合でも、柱強度が不足することなく適用することができる。
【0021】
また、接合金物6は、溝形鋼板7と柱3との間および梁4との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤11を充填して固定するため、アンカー打設時のような騒音、振動、粉塵の問題が発生しない。しかも、従来のような既存建物1の仕上げ材等の取り壊しも不要であるため、仕上げ材等の取り壊しに要する工事費が削減され、コスト削減が図れる。流動性を持つ硬化性の接着用充填剤11は、硬化養生が必要であるが、充填の範囲が溝形鋼板と柱間の薄い隙間だけであり、また型枠解体等の作業が不要であるため、養生時間が短くて済み、施工期間を短縮できる。
【0022】
上記実施形態は、接合金物6に対して1方向にのみ鉄骨ブレース2が取付く構成の場合につき説明したが、図7〜図9に示すように、2〜4方向に鉄骨ブレース2を取付けるようにしても良い。
図7は、2方向に鉄骨ブレース2が取り付く例であり、接合金物6のブレース接合板8は、溝形鋼板7から張り出す張出部8bを、十字状の溝形鋼板7に形成される4箇所の柱嵌合部・梁嵌合部間部分うち、2箇所に設けている。
図8は、3方向に鉄骨ブレース2が取り付く例であり、接合金物6のブレース接合板8は、溝形鋼板7から張り出す張出部8bを、十字状の溝形鋼板7に形成される4箇所の柱嵌合部・梁嵌合部間部分うち、3箇所に設けている。
図9は、4方向に鉄骨ブレース2が取り付く例であり、接合金物6のブレース接合板8は、溝形鋼板7から張り出す張出部8bを、十字状の溝形鋼板7に形成される4箇所の柱嵌合部・梁嵌合部間部分うち、4箇所の全てに設けている。
なお、図7〜図9の接合金物6は、張出部8bの個数が異なる他は、第1の実施形態につき説明した接合金物6、特に図5と共に説明したリブ10を有する接合金物6と同じである。
【0023】
なお、上記各実施形態は、接合金物6の溝形鋼板7が梁嵌合部7bを有する例につき説明したが、溝形鋼板7は必ずしも梁嵌合部7bを有していなくても良い。梁嵌合部7bを有しない場合は、鉄骨ブレース2に作用する引っ張り力は、鉄骨ブレース2と反対側の柱3の側面で、溝形鋼板7の柱嵌合部7aを介して圧縮応力して柱3により受けられる。鉄骨ブレース2に作用する引っ張り力の上下方向の分力は、接着用充填剤11を介して柱3により受けられる。
【0024】
また、図10に示すように、接合金物6には、ブレース接合板8の裏面と溝形鋼板7の側面との間に裏面側補強リブ14を設け、かつブレース接合板8の表側の面に表面側補強リブ15を設けても良い。これら裏面側補強リブ14および表面側補強リブ15は、鋼板の切断片をブレース接合板8に対して立ち姿勢で溶接等により接合したものである。表面側補強リブ15は、図5の例のリブ10のように鉄骨ブレース2の接合用の相手部材を兼ねるものであっても、また補強専用のものであっても良い。補強専用である場合、接合相手部材兼用のリブ10と併用して設けても良い。なお、図10の例は、図3の例における梁嵌合部7bがなく、溝形鋼板7を柱嵌合部7aのみからなる直線状としたものであるが、図3または図5に示す梁嵌合部7bを有する溝形鋼板7の場合も、図10の例の裏面側補強リブ14のような、溝形鋼板7とブレース接合板8間に接合される補強リブを設けても良い。
【0025】
図11のように、ブレース接合板8を厚くして剛性が確保されるようにした場合は、図10の裏面側補強リブ14および表面側補強リブ15は不要となる。図11の例では、ブレース接合板8を溝形鋼板7の板厚の2倍以上の板厚としている。
【符号の説明】
【0026】
1…既存建物
2…鉄骨ブレース
3…柱
3a,3b…柱梁接合部
4…梁
5…外壁
5a…外壁面
6…接合金物
7a…柱嵌合部
7b…梁嵌合部
8…ブレース接合板
10…リブ
11…接着用充填剤
d…充填用隙間
【技術分野】
【0001】
この発明は、RC造、SRC造であって、柱が外壁面より突出している既存建物に対して、耐震補強を行う外付けブレース使用耐震補強構造および補強方法に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄筋コンクリート造(RC造)または鉄骨鉄筋コンクリート造(SRC造)の既存建物に対し、水平耐力を増大させる耐震改修工法として、鉄骨ブレースによる補強が多く用いられている。これは、耐震壁増設による補強と比較すると、閉塞感や重量の点において優れている。
【0003】
鉄骨ブレースによる耐震補強法には、既存フレーム内に増設する工法(内付け)と、既存フレーム外部に増設する工法(外付け)がある。外付けブレースの場合、工事中の室内の利用が可能であり、サッシュの取り替えが不要になるなどの利点がある。
従来、外付けブレースを用いた耐震改修法においては、後施工アンカー、またはPC鋼棒による既存躯体との一体化が図れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−70329号公報
【特許文献2】特開平11−71906号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来用いられている後施工アンカーまたはPC鋼棒による接合法では、次のような問題点がある。すなわち、アンカー打設時に騒音、振動、粉塵の発生がある。また、型枠組立、無収縮モルタルの充填・養生、型枠解体作業による施工期間の長期化が生じる。
内付け補強では、後施工アンカーの代わりにエポキシ樹脂を用いた接合方法が提案されている。しかし、内付け補強であるため、室内を利用しながらの施工が困難であり、工事中の退去等が必要となる。また、内外装の仕上げ材に対する取り壊し工事を要し、工事費が高くなる。
【0006】
この発明の目的は、外付け補強として既存建物の室内を使用しながらの施工が可能で、かつ施工時の騒音、振動、粉塵の問題がなく、取り壊しに要する工事も削減され、また既存建物の躯体に対する応力伝達が圧縮力のみで行えて、既存躯体のコンクリート強度が低い場合にも適用できる外付けブレース使用耐震補強構造および耐震補強方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の外付けブレース使用耐震補強構造は、柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強構造であって、
前記柱の外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、前記両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合したことを特徴とする。
【0008】
この構成によると、外付け補強であるため、既存建物の室内を居住等に使用しながら、施工することができる。また、既存柱に嵌合する溝形鋼板およびブレース接合板を有する接合金物を用いるため、鉄骨ブレースに作用する引っ張り応力は、鉄骨ブレースと反対側の柱面で、前記溝形鋼板を介し、既存柱に伝達される。そのため、既存柱への応力伝達は圧縮力のみで行われることになる。したがって、既存柱を部分的に剥がすように引っ張る応力が作用しない。そのため、既存柱のコンクリート強度が低い場合でも、柱強度が不足することなく適用することができる。また、前記溝形鋼板と柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填して溝形鋼板を固定するため、アンカー打設時のような騒音、振動、粉塵の問題が発生しない。流動性を持つ硬化性の接着用充填剤は、硬化養生が必要であるが、充填の範囲が溝形鋼板と柱間の薄い隙間だけであるため、養生時間が短くて済み、また型枠解体作業も不要で、施工期間を短期間にできる。
【0009】
この発明の耐震補強構造において、前記既存建物が、前記柱梁接合部において梁が前記外壁面から突出している場合、前記接合金物の前記溝形鋼板は、前記梁の外壁面から突出した部分に充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の梁嵌合部を、前記柱嵌合部と一体に有し、この梁嵌合部と前記梁との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填するのが良い。
鉄骨ブレースに作用する引っ張り力は斜め方向となるが、溝形鋼板に梁嵌合部が設けられていると、鉄骨ブレースと反対側の柱面および梁面で、鉄骨ブレースの引っ張り力を圧縮応力として柱と梁との両方で受けることができる。そのため、より一層堅固に、鉄骨ブレースの支持が行える。
【0010】
この発明の外付けブレース使用耐震補強方法は、柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強方法であって、前記柱の外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合することを特徴とする。
この耐震補強方法によると、この発明の耐震補強構造につき述べたと同様に、外付け補強として既存建物の室内を使用しながらの施工が可能で、かつ施工時の騒音、振動、粉塵の問題がなく、取り壊しに要する工事も削減され、また既存建物の躯体に対する応力伝達が圧縮力のみで行えて、既存躯体のコンクリート強度が低い場合にも適用できる。
【発明の効果】
【0011】
この発明の外付けブレース使用耐震補強構造は、柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強構造であって、前記柱の前記外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、前記両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合したため、外付け補強として既存建物の室内を使用しながら施工が可能で、かつ施工時の騒音、振動、粉塵の問題がなく、取り壊しに要する工事も削減され、また既存建物の躯体に対する応力伝達が圧縮力のみで行えて、既存躯体のコンクリート強度が低い場合にも適用することができる。
【0012】
この発明の外付けブレース使用耐震補強方法は、柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強方法であって、前記柱の前記外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、前記両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合するため、外付け補強として既存建物の室内を使用しながら施工が可能で、かつ施工時の騒音、振動、粉塵の問題がなく、取り壊しに要する工事も削減され、また既存建物の躯体に対する応力伝達が圧縮力のみで行えて、既存躯体のコンクリート強度が低い場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】この発明の第1の実施形態に係る外付けブレース使用耐震補強構造の正面図である。
【図2】図1のII-II 線断面図である。
【図3】同耐震補強構造における既存建物の柱梁接合部と接合金物の関係を示す分解斜視図である。
【図4】図2のIV部の拡大図である。
【図5】同耐震補強構造における接合金物の変形例の正面図および平面図である。
【図6】同耐震補強構造の作用説明図である。
【図7】この発明の他の他の実施形態に係る外付けブレース使用耐震補強構造の部分正面図である。
【図8】この発明の他のさらに他の実施形態に係る外付けブレース使用耐震補強構造の部分正面図である。
【図9】この発明の他のさらに他の実施形態に係る外付けブレース使用耐震補強構造の部分正面図である。
【図10】この発明の他のさらに他の実施形態における接合金物と柱との関係を示す破断平面図である。
【図11】この発明の他のさらに他の実施形態における接合金物と柱との関係を示す破断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
この発明の第1の実施形態を図1ないし図6と共に説明する。この外付けブレース使用耐震補強構造は、既存建物1へ補強用の鉄骨ブレース2を設置する耐震補強構造である。補強対象となる既存建物1は、鉄筋コンクリート造(RC造)または鉄骨鉄筋コンクリート造(SRC造)の建物であって、図3のように柱3が外壁面5aより突出している建物である。この実施形態では、梁4も外壁面5aより突出している。柱3と梁4の外壁面5aからの突出高さについては、図示の例では柱3の方が僅かに大きく突出する例を示したが、互いに同じ突出高さであっても、また突出高さが大きく異なっていても良い。また、梁4は必ずしも外壁面5aから突出していなくても良い。既存建物1は、集合住宅であっても、事務所ビル、商業施設等であっても良い。外壁面5aは、鉄筋コンクリート造の外壁5の屋外面である。
【0015】
図1に示すように、この耐震補強構造は、一対の接合金物6を、隣合う2本の柱3,3の互いに異なる高さの柱梁接合部3a,3bにそれぞれ配置して固定し、両接合金物6,6に鉄骨ブレース2の両端をそれぞれ接合する。
【0016】
図4に図2の一部を拡大して示すように、各接合金物6は、柱3の外壁面5aから突出した部分に、充填用隙間dを介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部7aを有する溝形鋼板7、およびこの溝形鋼板7の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板7から側方へ張り出すブレース接合板8を有する。溝形鋼板7とブレース接合板8とは溶接等で互いに固定される。
溝形鋼板7は、柱嵌合部7aの他に、梁4の外壁面5aから突出した部分に充填用隙間(図示せず)を介して嵌合する断面溝形の梁嵌合部7bを有し、柱嵌合部7aと梁嵌合部7bとで正面形状が十字状に形成されている。接合金物6は、例えば平板状の鋼板をプレス加工して前記正面形状が十字状で、各部が溝形断面とされた一体物に成形される。
ブレース接合板8は、溝形鋼板7に重なる十字状の重なり部8a、および溝形鋼板7から張り出す張出部8bを有し、張出部8bは、十字状の重なり部8aの直交する2辺間のうち、鉄骨ブレース2を接合する部位に設けられる。張出部8bには、鉄骨ブレース2の接合用のボルト挿通穴9が設けられる。
【0017】
ブレース接合板8には、図5のように外面に鋼板等からなるリブ10を、溶接等で接合して設けても良い。このリブ10は、補強と鉄骨ブレース2の接合相手部を兼ねたものであり、十字状の溝形鋼板7に対して斜め方向に、つまり接合する鉄骨ブレース2の延びる方向に沿って設けられる。
【0018】
接合金物6は、既存建物1の柱梁接合部3a,3bにおいて、溝形鋼板7の柱嵌合部7aを柱3に、梁嵌合部7bを梁4に、それぞれ充填用隙間dを介して嵌合させ、これら柱3と柱嵌合部7aとの間の充填用隙間d、および梁嵌合部7bと梁4との間の充填用隙間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤11(図4)を充填し、この接着用充填剤11によって接合金物6と柱3および梁4とを固着させる。接着用充填剤11は、エポキシ樹脂等の接着用樹脂、または無機系グラウト、または他の接着剤等を用いる。
【0019】
このように既存建物1に固定した接合金物6に、鉄骨ブレース2を接合する。鉄骨ブレース2には、例えば座屈拘束ブレースを用いる。鉄骨ブレース2の接合金物6への接合は、鉄骨ブレース2の端部に設けられた継手板部2aを接合金物6のブレース接合板8に重ね、これら継手板部2aに設けられたボルト挿通穴とブレース接合板8に設けられたボルト挿通穴9とに渡ってボルト12を挿通し、ナット締めする摩擦ボルト接合とされる。鉄骨ブレース2の継手板部2aは、2枚を平行に設け、ブレース接合板8の表裏に重ねて前記ボルト12で接合しても良い。また、ブレース接合板8に図5のようにリブ10を設けた場合は、継手板部2aを断面L字状とすることなどによって、継手板部2aにリブ10と重なる部分を設け、その重なり部分をリブ10と共にボルト12で接合する。その場合、継手板部2aは、リブ10の両側に別れた二叉状に、または2枚に形成される。
【0020】
この構成によると、鉄骨ブレース2および接合金物6等を全て屋外に設置する外付け補強であるため、既存建物1の室内を居住等に使用しながら、施工することができる。また、既存の柱3および梁4に嵌合する溝形鋼板7およびブレース接合板8を有する接合金物6を用いるため、図6のように鉄骨ブレース2に作用する引っ張り力Fは、鉄骨ブレース2と反対側の柱面および梁面で、溝形鋼板7の前記柱面および梁面に接するフランジ部分7aa,7baを介し、柱3や梁4に圧縮応力Cとして伝達される。そのため、柱3や梁4への応力伝達は圧縮力のみで行われることになる。したがって、柱3や梁4を部分的に剥がすように引っ張る応力が作用しない。そのため、柱3や梁4等の既存躯体のコンクリート強度が低い場合でも、柱強度が不足することなく適用することができる。
【0021】
また、接合金物6は、溝形鋼板7と柱3との間および梁4との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤11を充填して固定するため、アンカー打設時のような騒音、振動、粉塵の問題が発生しない。しかも、従来のような既存建物1の仕上げ材等の取り壊しも不要であるため、仕上げ材等の取り壊しに要する工事費が削減され、コスト削減が図れる。流動性を持つ硬化性の接着用充填剤11は、硬化養生が必要であるが、充填の範囲が溝形鋼板と柱間の薄い隙間だけであり、また型枠解体等の作業が不要であるため、養生時間が短くて済み、施工期間を短縮できる。
【0022】
上記実施形態は、接合金物6に対して1方向にのみ鉄骨ブレース2が取付く構成の場合につき説明したが、図7〜図9に示すように、2〜4方向に鉄骨ブレース2を取付けるようにしても良い。
図7は、2方向に鉄骨ブレース2が取り付く例であり、接合金物6のブレース接合板8は、溝形鋼板7から張り出す張出部8bを、十字状の溝形鋼板7に形成される4箇所の柱嵌合部・梁嵌合部間部分うち、2箇所に設けている。
図8は、3方向に鉄骨ブレース2が取り付く例であり、接合金物6のブレース接合板8は、溝形鋼板7から張り出す張出部8bを、十字状の溝形鋼板7に形成される4箇所の柱嵌合部・梁嵌合部間部分うち、3箇所に設けている。
図9は、4方向に鉄骨ブレース2が取り付く例であり、接合金物6のブレース接合板8は、溝形鋼板7から張り出す張出部8bを、十字状の溝形鋼板7に形成される4箇所の柱嵌合部・梁嵌合部間部分うち、4箇所の全てに設けている。
なお、図7〜図9の接合金物6は、張出部8bの個数が異なる他は、第1の実施形態につき説明した接合金物6、特に図5と共に説明したリブ10を有する接合金物6と同じである。
【0023】
なお、上記各実施形態は、接合金物6の溝形鋼板7が梁嵌合部7bを有する例につき説明したが、溝形鋼板7は必ずしも梁嵌合部7bを有していなくても良い。梁嵌合部7bを有しない場合は、鉄骨ブレース2に作用する引っ張り力は、鉄骨ブレース2と反対側の柱3の側面で、溝形鋼板7の柱嵌合部7aを介して圧縮応力して柱3により受けられる。鉄骨ブレース2に作用する引っ張り力の上下方向の分力は、接着用充填剤11を介して柱3により受けられる。
【0024】
また、図10に示すように、接合金物6には、ブレース接合板8の裏面と溝形鋼板7の側面との間に裏面側補強リブ14を設け、かつブレース接合板8の表側の面に表面側補強リブ15を設けても良い。これら裏面側補強リブ14および表面側補強リブ15は、鋼板の切断片をブレース接合板8に対して立ち姿勢で溶接等により接合したものである。表面側補強リブ15は、図5の例のリブ10のように鉄骨ブレース2の接合用の相手部材を兼ねるものであっても、また補強専用のものであっても良い。補強専用である場合、接合相手部材兼用のリブ10と併用して設けても良い。なお、図10の例は、図3の例における梁嵌合部7bがなく、溝形鋼板7を柱嵌合部7aのみからなる直線状としたものであるが、図3または図5に示す梁嵌合部7bを有する溝形鋼板7の場合も、図10の例の裏面側補強リブ14のような、溝形鋼板7とブレース接合板8間に接合される補強リブを設けても良い。
【0025】
図11のように、ブレース接合板8を厚くして剛性が確保されるようにした場合は、図10の裏面側補強リブ14および表面側補強リブ15は不要となる。図11の例では、ブレース接合板8を溝形鋼板7の板厚の2倍以上の板厚としている。
【符号の説明】
【0026】
1…既存建物
2…鉄骨ブレース
3…柱
3a,3b…柱梁接合部
4…梁
5…外壁
5a…外壁面
6…接合金物
7a…柱嵌合部
7b…梁嵌合部
8…ブレース接合板
10…リブ
11…接着用充填剤
d…充填用隙間
【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強構造であって、
前記柱の外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の前記溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、前記両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合したことを特徴とする外付けブレース使用耐震補強構造。
【請求項2】
請求項1において、前記既存建物は、前記柱梁接合部において梁が前記外壁面から突出していて、前記接合金物の前記溝形鋼板は、前記梁の外壁面から突出した部分に充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の梁嵌合部を、前記柱嵌合部と一体に有し、この梁嵌合部と前記梁との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填した外付けブレース使用耐震補強構造。
【請求項3】
柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強方法であって、
前記柱の外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の前記溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、前記両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合することを特徴とする外付けブレース使用耐震補強方法。
【請求項1】
柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強構造であって、
前記柱の外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の前記溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、前記両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合したことを特徴とする外付けブレース使用耐震補強構造。
【請求項2】
請求項1において、前記既存建物は、前記柱梁接合部において梁が前記外壁面から突出していて、前記接合金物の前記溝形鋼板は、前記梁の外壁面から突出した部分に充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の梁嵌合部を、前記柱嵌合部と一体に有し、この梁嵌合部と前記梁との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填した外付けブレース使用耐震補強構造。
【請求項3】
柱が外壁面より突出している既存建物へ、前記外壁面の屋外側に位置する補強用の鉄骨ブレースを設置する外付けブレース使用耐震補強方法であって、
前記柱の外壁面から突出した部分に、充填用隙間を介して嵌合する断面溝形の柱嵌合部を有する溝形鋼板、およびこの溝形鋼板の外底面に重ねて設けられて前記溝形鋼板から張り出すブレース接合板を有する接合金物を、隣合う2本の柱の互いに異なる高さの柱梁接合部にそれぞれ配置し、これら各接合金物の前記溝形鋼板における前記柱嵌合部と前記柱との間に、流動性を持つ硬化性の接着用充填剤を充填し、前記両接合金物のブレース接合板に、前記補強用の鉄骨ブレースの両端を接合することを特徴とする外付けブレース使用耐震補強方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−1881(P2012−1881A)
【公開日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−134704(P2010−134704)
【出願日】平成22年6月14日(2010.6.14)
【出願人】(390037154)大和ハウス工業株式会社 (946)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年6月14日(2010.6.14)
【出願人】(390037154)大和ハウス工業株式会社 (946)
【Fターム(参考)】
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