既存建物の外フレーム式の耐震補強構造
【課題】 本発明は、外フレームの耐力を容易に高めることができる耐震補強構造を提供すること。
【解決手段】 既存建物の外側に配置される複数のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１および複数のプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２をＰＣ鋼材により組立て構成される外フレーム１４により既存建物を耐震補強する耐震補強構造において、外フレーム１４の一部に、プレキャストコンクリート製ブレース１ａが組み込まれていることを特徴とする耐震補強構造。また、プレキャストコンクリート製ブレース１ａが外フレーム１５の構面内に位置するように組み込まれて、前記外フレーム１４が補強されている。
【解決手段】 既存建物の外側に配置される複数のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１および複数のプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２をＰＣ鋼材により組立て構成される外フレーム１４により既存建物を耐震補強する耐震補強構造において、外フレーム１４の一部に、プレキャストコンクリート製ブレース１ａが組み込まれていることを特徴とする耐震補強構造。また、プレキャストコンクリート製ブレース１ａが外フレーム１５の構面内に位置するように組み込まれて、前記外フレーム１４が補強されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存建物の外部にプレキャストプレストレスコンクリート部材で新しい補強外フレームを構築し、既存建物とはせん断力伝達部材で接合する外フレーム式の耐震補強構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存建物の耐震改修工法は、大別すると次の（１）〜（１０）がある。
【０００３】
（１）耐震壁の増設（増設壁、増し打ち壁、開口部閉塞壁、そで（袖）壁等を構築する）。（２）鉄骨枠組補強（鉄骨ブレース、鋼板壁等を構築する）。（３）外付け鉄骨補強（外付けブレースを構築する）。（４）外部架構増設補強（コアの増設、メガ架構の増設、バットレスの増設）。（５）ＲＣ巻き立て補強（柱等に溶接金網・フ―プ筋などを配設）。（６）鋼板補強（柱等を角形鋼管、円形鋼板などで補強）。（７）連続繊維補強（柱等をシート貼り、成形板で補強）。（８）免震構造化（基礎免震、地下免震、中間免震など）。（９）制振機構の組込み（ＡＭＤ、ＴＭＤ，金属ダンパー、オイルダンパー等）。（１０）その他建物損傷集中の回避（Ｆｅｓの改善、壁スリット、破壊モードの改善）等があり、建物の用途、規模、構造、使用性、施工性などで選択されているのが現状である。
【０００４】
（１）〜（１０）の耐震補強工法のうち、既存建物を使用（居住）状態で補強施工可能なのは、（３）外付け鉄骨補強と、（４）外部架構増設補強であり、本発明は（４）の系列に属するものである。この種の従来例として、特許第３３６９３８７号公報（特許文献１）、特開平１０−１８６３９（特許文献２）などがある。
【０００５】
特許第３３６９３８７号に開示の技術は、既存建物と干渉しない領域にこれとは独立し、既存建物の構面外周と平行で、既存建物の構面外に位置する平面架構からなる耐震架構、もしくは床が伴わない立体架構の耐震架構を、その耐震架構が水平力を分担するように構築するもので、これにより既存建物に構造的改良を加えることなく、当該既存建物の架構に応力が集中することを回避するものである。
【０００６】
前記の従来技術は、公知の外フレーム補強工法に属する技術で具体的構造は開示されていないが、耐震架構なる記載から鋼材をトラスに組んで構築されるものと考えられる。
【０００７】
特開平１０−１８６３９号に開示の技術は、建物の外周面に位置する柱、梁に沿って、補強柱および補強梁とこれらの間に架設された補強ブレースからなる補強フレームを延在させるもので、既存の外フレーム補強構造を改良するものであり、Ｘ字状の前記補強フレームを全体にわたり千鳥状に配置すること、および建物の側面全体または壁面中心部から側端部に向けて漸次高くなるように構成するものである。これによる作用効果は、大きな水平外力により建物の側端部に位置する柱に作用する軸力を、従来の補強構造に比較して低減することや、建物の中心部における強度的な無駄を小さくすることなどである。
【０００８】
このように、既存建物の外部に新たにフレームを組み耐力を確保している。また、従来、耐震補強構造に利用できる技術として、コンクリートブレースをコンクリート柱とコンクリート梁の構面の外側に配置して補強する構造も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３３６９３８７号公報
【特許文献２】特開平１０−１８６３９号公報
【特許文献３】特許第３０９６６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記従来の場合は、外フレームの全体にブレースを密に配置形態であるので、低耐震性の既存建物に対して外フレームが高剛性となり、地震時に既存建物と外フレームとの接合部の既存建物側で破壊される恐れがあり、既存建物と外フレームとの剛性のバランスが図られていないという問題がある。
【００１０】
また、新たに外フレームを増設する場合、床面積の増加による確認申請に伴う制約、敷地の条件で新たな外フレームの増設が出来ないなど、様々な制約を受け必要なフレームの増設を行えない事がある。
【００１１】
そこで、本発明は、既存建物と外フレームとの剛性のバランスを容易に図ることができる耐震補強構造を提供することを目的とする。
また、本発明は、設計条件、敷地条件など様々な条件で充分な柱・梁による外フレームによる耐震補強が出来ない場合に、柱・梁による外フレームの耐力を容易に高めることができる耐震補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明の耐震補強構造においては、既存建物の外側に新設梁を介して配置される複数のプレキャストコンクリート製補強柱ユニットおよび複数のプレキャストコンクリート製補強梁ユニットをＰＣ鋼材により組立て構成される外フレームにより既存建物を耐震補強する耐震補強構造において、外フレームの一部に、プレキャストコンクリート製ブレースが組み込まれて外フレームが補強されていることを特徴とする。
第２発明では、第１発明の耐震補強構造において、プレキャストコンクリート製ブレースが外フレームの構面内に位置するように組み込まれて、前記外フレームが補強されていることを特徴とする。
第３発明では、第２発明の耐震補強構造において、プレキャストコンクリート製ブレースの一端部とコンクリート製補強梁ユニットの接合部において、前記各コンクリート部材の対抗面にはそれぞれ滑り部材が定着され、前記滑り部材どうしが当接するように前記各コンクリート部材は配置され、前記各滑り部材と前記各コンクリート部材とには貫通する孔が設けられ、その孔には充填材が注入されること無く緊張材が貫通されて、その緊張材に緊張力が導入されて、前記接合部が圧着されていることを特徴とする。
第４発明では、第１発明から第３発明のいずれかの耐震補強構造において、プレキャストコンクリート製ブレースは、その他端部が、プレキャストコンクリート製補強梁ユニットの断面と同形状とされたブロック状部分とされ、プレキャストコンクリート製補強梁ユニットに直列に接続する梁の一部を兼ねたプレキャストコンクリート製ブレースとされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明によると、外フレーム全体にブレースを配置する場合に比べて、外フレームの一部に部分的にプレキャストコンクリート製ブレースを組み込めばよいので、既存建物と剛性のバランスを図りながら、経済的に外フレームを補強して耐力を高めることができ、しかも既存建物の剛性に適した耐震性に高めることができる。
第２発明によると、プレキャストコンクリートコンクリート製ブレースを外フレームの構面内に位置するように組み込むので、外フレームを増設する場合の床面積の増加による確認申請に伴う制約を受けることなく、敷地の条件で新たな外フレームの増設が出来ない場合等、必要なフレームの増設を行えない場合でも、外フレームを増設することなく、外フレームの耐力を容易に高めることができる。
第３発明によると、プレキャストコンクリート製ブレースの一端部の接合部は、コンクリート製補強梁ユニットの下面側ですべり可動可能な圧着された接合部とされているので、地震時に既存建物から外フレームに水平力が作用した場合、すべり可動部の摺動により摩擦熱に変換してエネルギーを吸収して、既存建物の耐震性を高めることができる。
また、すべりを生じるため、プレキャストコンクリート製ブレースに作用する最大荷重が明確なので、耐震設計が容易になる。
第４発明によると、プレキャストコンクリート製ブレースの他端部のブロック状部分をＰＣ鋼材により確実に固定することができ、また、プレキャストコンクリート製ブレースにブロック状部分以外に別個に固定するための部分を設けることなく、しかも梁の一部を兼ねることができるので、プレキャストコンクリート製補強梁ユニットを短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
まず、本発明において使用されるプレキャストコンクリート製ブレースについて説明すると、図１３および図１４の（ａ）（ｂ）の各図は、本発明において使用されるプレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂの正面図および側面図を示すものであって、前記プレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂは、そのブレース本体２の一端部（上端部）に上部ブロック３を備えていると共に、他端部（下端部）に下部ブロック４を備えている。プレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂは、上下の梁幅内および左右の柱幅内に収まる寸法にされて、構面内に収まるようにされている。
【００１５】
前記の上部ブロック３と、下部ブロック４と、これらを接続する斜材としてのブレース本体２には、これらの内部に配筋されると共にこれらに渡って埋め込み配置されているＰＣ鋼材５の端部が上部ブロック３と下部ブロック４の端部付近で緊張定着されてプレストレスが導入され一体化されている。
【００１６】
図１３および図１４に示すプレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂの上部ブロック３の上端部の凹部には、その凹部表面にモルタルを介して定着され、滑り部材として機能する石板６が固定されている。また、前記上部ブロック３には、前記石板６と上部ブロック３の裏面に渡って貫通した縦ＰＣ鋼材挿通用孔７が、石板６の各楕円状孔と上部ブロック３本体に埋め込み配置されたシースにより形成されている。
【００１７】
また、前記上部ブロック３の一側面（対向されて内面側となる面）には、上下方向に間隔をおくと共に左右方向に連続した凹凸部８ａが形成されている。前記の凹凸部８ａは、対向配置される他方のプレキャストコンクリート製ブレース１ａの凹凸部８ｂに嵌合当接して上下方向のずれ止めが図られ、上下方向の一体化が図られる。なお、対向する他方の凹凸部８ｂの凹凸は、前記凹凸部８ａの凹凸と半ピッチ位置がずれて、凹凸の噛み合いが可能にされている。
【００１８】
図１３に示すプレキャストコンクリート製ブレース１ａの下部ブロック４は、梁の一部として組み込む形態で、前記下部ブロック４には、左右方向に貫通するようにシースが埋め込み配置されると共に上下方向に間隔をおいて平行に埋め込み配置されて、複数の横ＰＣ鋼材挿通用孔９が形成されている。
【００１９】
図１４に示すプレキャストコンクリート製ブレース１ｂの下部ブロック４は、地中梁等に固定するために、複数の縦ＰＣ鋼材挿通用孔１０がシースの埋め込み配置により形成されている。また、上部ブロック３の一側面（対向されて内面側となる面）は、前記と同様凹凸部８ａが形成され、対向配置されるプレキャストコンクリート製ブレース１ｂの凹凸部８ｂに嵌合当接して上下方向のずれ止め一体化が図られる。
【００２０】
図６および図７には、図１３および図１４に示すプレキャストコンクリート製ブレース１１ａ，１ｂを使用すると共にプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１およびプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２を使用して、地中梁からなる基礎梁１３上に補強柱２６および補強梁２７を備えた耐震補強用の外フレーム１４を組立て、外フレーム１４と鉄筋コンクリート製の既存建物１５との新設梁４８を介した連結を図り、既存建物１５を耐震補強した状態が示されている。外フレーム１４は、これを構成するいずれも高強度コンクリート製の部材により構築されている。
【００２１】
前記の既存建物１５の例としては、張間方向は耐震壁１５ａによる強度型の建物で、桁行方向は純ラーメン構造による靭性型の建物の場合が示され、その既存建物１５に平行に外フレーム１４を桁行方向に構築した形態が示されている。
【００２２】
図８と図１および図２には、本発明において使用されるプレキャストコンクリート製ブレース１ａを使用した部分が、また、図９と図３および図４には、他のプレキャストコンクリート製ブレース１ｂを使用した部分が、それぞれ拡大して示されている。
【００２３】
既存建物１５は、中高層などの鉄筋コンクリート造共同住宅、小中学校等の建物であり、その外壁に近接するように地盤１６に適宜鉄筋コンクリート製杭等の基礎杭が左右方向に間隔をおいて、既存建物１５と平行に設けられ、基礎杭の上部に前記基礎梁１３が設けられる。なお、基礎は、基礎杭を省略して直接基礎としてもよく、地盤条件および既設建物１５が低層・中高層であるかの条件により、布基礎または独立基礎にするかをも含めて適宜設定され、基礎梁１３の上に、無収縮モルタル等の高さ調整用モルタル１３ａが介在されて最下段のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１が間隔をおいて、かつ垂直に建て込まれる。
前記のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１の上端部は、基礎梁１３に埋め込み固定された縦ＰＣ鋼材１７の上端部に連結雌ねじ部材（カプラー）を介して連結される縦ＰＣ鋼材２３の上端部が緊張定着され、前記縦ＰＣ鋼材２３の上端部にはカプラーが接続可能にされている。
【００２４】
プレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１が建て込まれた後、図１４に示すようなプレキャストコンクリート製ブレース１ｂを一対逆Ｖ字状に配置すると共に、各プレキャストコンクリート製ブロック１ｂにおける上部ブロック３の対向する内側凹凸部８ａ，８ｂを嵌合当接して上下方向のずれ止めを図る。前記の凹凸部８ａ，８ｂの噛み合いにより一方のプレキャストコンクリート製ブレースに引張りが作用した場合に他方のプレキャストコンクリート製ブレースで圧縮力で負担する構造とされている。また、引張りが作用したプレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂはＰＣ鋼材５で抵抗できる構成とされている。
【００２５】
また、各プレキャストコンクリート製ブレース１ｂの下部ブロック４と、基礎梁１３と最下段のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１との間に無収縮モルタル１３ａを介在させ接合すると共に、基礎梁１３に下部を埋め込み配置されると共に上方に突出するように配置された複数の縦ＰＣ鋼材１７を、下部ブロック４の縦ＰＣ鋼材挿通孔１０に挿通して下部ブロック４に緊張定着し、下部ブロック４を基礎梁１３に固定する。また、前記各プレキャストコンクリート製ブレース１ｂは傾倒防止のため、適宜図示省略の仮支持手段により保持される。
【００２６】
前記の各プレキャストコンクリート製ブレース１ｂを組み合わせた逆Ｖ字状構造のブレース構造体２５は、全てのプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１間に配置されることなく、一つおきの間隔をおいて配置されている。逆Ｖ字状構造のブレース構造体２５の配置数は、既存建物１５の耐震性を考慮して適宜数配置される。
【００２７】
最下段のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１の上部側面に、１スパンおきに無収縮モルタルを介在させプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａを架設する。前記プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａの中央下面の接合部Ａには、無収縮モルタルを介在させて、下面を滑り面とした滑り部材として石板１８が固定され、その石板１８には間隔をおいて複数のすべり方向に長い楕円状の透孔が形成されている。
【００２８】
また、前記プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａの中央部には、シース等により形成された複数の縦ＰＣ鋼材挿通用孔１９が前記石板１８の楕円状孔に合致するように設けられており、前記プレキャストコンクリート製ブレース１ｂにおける上部ブロック３と、前記プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａの縦ＰＣ鋼材挿通孔１９とに渡って縦ＰＣ鋼材２０が挿通されて緊張定着され、石材６，１８相互の滑り面は圧着されている。また、前記の縦ＰＣ鋼材挿通孔１９は滑り方向に長い楕円形の縦ＰＣ鋼材挿通孔１９とされ、縦ＰＣ鋼材２０の傾斜を許容し、また、石板６，１８間の摩擦滑り挙動を可能にし、地震時に水平力を吸収可能にしている。
【００２９】
また、隣接するプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１の上部間には、図１３に示すようなプレキャストコンクリート製ブレース１ａが対称に配置されると共にその下部ブロック４が配置され、下部ブロック４間に短尺のプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２が配置されて適宜仮保持され、前記プレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１と、下部ブロック４と、各プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａ，１２との各横ＰＣ鋼材挿通孔２１に渡って配置された各横ＰＣ鋼材２２が桁行方向端部のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１に緊張定着されて一体化されている。
【００３０】
なお、前記のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１と下部ブロック４との間、および下部ブロック４とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２との間には、適宜無収縮モルタルが介在されて接合されている。また、前記プレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂの上部ブロック３相互の凹凸部８ａ，８ｂは嵌合当接されて上下方向のずれ止めを図り一体化される。
【００３１】
次いで、最下段のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１の上部に無収縮モルタルが介在されて２階のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１が建て込まれ、前記縦ＰＣ鋼材２３の上端部に接続したカプラー２４に接続するように縦ＰＣ鋼材２３が前記２階のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１に挿通されて、その上端部に緊張定着されている。
このように、下位のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１内に挿通配置された縦ＰＣ鋼材２３の上端部の接合カプラー２４に、上位のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１に挿通配置したＰＣ鋼材２３の下端部を連結して、上位のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１の上端部で緊張定着して、上位のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１は建て込まれている。
【００３２】
次いで、図１３に示すようなプレキャストコンクリート製ブレース１ａの一対の逆Ｖ字状のブレース構造体２５が千鳥配置になるように、下位のプレキャストコンクリート製ブレース１ｂに対して桁行方向に位置をずらすようにしてプレキャストコンクリート製ブレース１ａを配置し、プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａ単体または、プレキャストコンクリート製ブレース１ａとプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２とが組み合わされて組立配置される。
【００３３】
以下、同様に、縦ＰＣ鋼材２３により緊張定着するように、プレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１を建て込んだ後、下位のプレキャストコンクリート製ブレース１ａに対して桁行方向に１スパンのピッチ位置をずらして、図１３に示すようなプレキャストコンクリート製ブレース１ａの一対からなる逆Ｖ字状のブレース構造体２５が千鳥配置になるように、プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２または１２ａ単体または、プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２と一対のプレキャストコンクリート製ブレース１ａからなる逆Ｖ字状のブレース構造体２５とが組み合わされて組立配置されている。
【００３４】
また、横方向については、プレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２（または１２ａ）、あるいはプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１とプレキャストコンクリート製ブレース１ａの下部ブロック４とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２とに渡って挿通された横ＰＣ鋼材２２が適宜緊張定着され、また、端部のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１に緊張定着されている。
前記のようにして、上下方向の補強柱２６と横方向の補強梁２７とを備えた外フレーム１４が形成され、また、補強柱２６と既存建物１５とは、図１２に示すように、既存建物１５側の柱に連結するように新設梁筋が配筋されると共にコンクリートが打設されて構築される新設梁（新設の梁）４８を介して接合されている。
【００３５】
また、外フレーム１４は上方になるに従って、両端側のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２が少なくされて、階段状に組立構成され、既存建物１５側の採光、換気、景観等を含む居住空間を確保して耐震補強されている。
【００３６】
前記のように、プレキャストコンクリート製ブレース１ａの下部ブロック４は、下部のプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２と同断面とされ、プレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１間の各下部ブロック４の残りの長さ分を、プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２の梁ブロックとしている。
【００３７】
前記のように、プレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂの上部ブロック３は、上部補強梁２７を構成するプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａの下部中央で接合され、プレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂの上部ブロック３と上部補強梁２７を構成するプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａの下部は、滑り材としての石板６，１８を介して接している。またプレキャストコンクリート製ブレース１の上部ブロック３と上部補強梁２７には、縦ＰＣ鋼材２０の緊張材を貫通する縦ＰＣ鋼材挿通用孔１９が設けられ滑り材としての石板６，１８には地震時の移動に対応できるように楕円形の孔が明けられ、その孔に縦ＰＣ鋼材２０が緊張定着され、この部分の縦ＰＣ鋼材挿通孔には、充填材が充填されることなく、滑り摺動移動による縦ＰＣ鋼材２３の傾斜を許容している。
【００３８】
なお、縦ＰＣ鋼材２３によって上下段のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１を継ぎ足す例を図１０によって説明する。補強柱ユニット１１内にシース２８によって形成された縦ＰＣ鋼材挿通孔に縦ＰＣ鋼材２３が挿通され、この縦ＰＣ鋼材２３にカプラー２４が介在されて新たな縦ＰＣ鋼材２３ｇａ上方に継ぎ足され、補強柱ユニット１１の上端面に適宜高さ調整用モルタルが設けられる。縦方向のＰＣ鋼材２３の端部の雄ねじ軸部３３はナット等の定着金具２９による緊張定着を行い、最上段の補強柱ユニット１１に挿通された縦方向の縦ＰＣ鋼材２３の上端部は、緊張装置（図示省略）により縦方向のＰＣ鋼材２３の全体が所定の値に緊張された状態で、図１０の上部に示すように、縦ＰＣ鋼材２３の上端部の凹部３０内の上面に係合されたナット等の定着金具２９により定着され、前記凹部３０内に充填された防食材料３１により防食処理される。
【００３９】
また、横ＰＣ鋼材２２の端部の雄ねじ軸部は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、端部補強柱ユニット１１の側面の凹部３２において、ナット等の定着金具２９により定着され、凹部３２にモルタル等の防食材料３１を充填して埋め込まれ防錆処理が施される。
【００４０】
プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａ，１２と既存建物１５との接合は、図１２に示すように、既存建物１５の鉄筋コンクリート製外廊下３４の先端部小梁３５に、桁方向に多数のアンカー材３６を間隔をおいて外向きに固定し、既存建物１５側の各アンカー材３６と、プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２にねじ込み固定され突出する多数の間隔をおいたアンカー材３７とに桁方向にスパイラル鉄筋３８を配置して場所打ちコンクリート３９により一体化する。
【００４１】
また、前記小梁３５内側とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａ，１２または下部ブロック４とにＰＣ鋼材挿通孔を設けてこれらに渡ってＰＣ鋼材４０を挿通すると共にそのＰＣ鋼材４０の端部を緊張定着して、前記小梁３５とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２を一体化している。また、前記外廊下３４の下面凹部４１には、既存建物１５の梁４２にアンカー材４３の基端部を固定すると共にそのアンカー材４３を前記下面凹部４１内に配置し、下面凹部４１内に鉄筋４４を配筋して場所打ちコンクリート４５が充填硬化されて、外廊下３４の補強が図られている。なお、図中符号４６は型枠、４７は型枠支持部材である。
【００４２】
前記のように構成された外フレーム１４では、逆Ｖ字状のブレース構造体２５が、外フレーム１４における補強柱２６と補強梁２７によって形成される空間すべての部分に配置されることなく、一部に配置されているので、（１）限られた構面数でも、大きな補強耐力を得ることができ、また、（２）高強度コンクリートの外フレーム１４に取付けることで、プレキャストコンクリート製ブレース１，１ｂの耐力増加を効果的に計ることが可能で、（３）外フレーム１４全体にプレキャストコンクリート製ブレース１を配置する場合に比べて、外フレーム１４の一部に部分的にプレキャストコンクリート製ブレース１ａ、１ｂを組み込めばよいので、既存建物１５との剛性のバランスを図りながら、経済的に外フレーム１４を補強して耐力を高めることができ、しかも既存建物１５の剛性に適した耐震性に高めることができる。
【００４３】
また、前記のように構成された耐震補強構造では、プレキャストコンクリートコンクリート製ブレース１ａ，１ｂを外フレーム１４の構面内に位置するように組み込むので、外フレーム１４を増設する場合の床面積の増加による確認申請に伴う制約を受けることなく、敷地の条件で新たな外フレームの増設が出来ない場合等、必要なフレームの増設を行えない場合でも、外フレームを増設することなく、外フレームの耐力を容易に高めることができる。
【００４４】
また、前記のように構成された耐震補強構造では、地震時等に、図５および図８，９に示すように、矢印方向の過剰な水平力が作用した場合、この水平力を受けて上部の補強梁２７は、図の右方向に変位し、下部の補強梁２７は図の左方向に変位することになり、プレキャストコンクリート製ブレース１ａ、１ｂの上下部の接合構造にはせん断荷重が加わることになり。この場合、下部ブロック４の接合部Ｂは、自身が破断しないかぎり、下部の補強梁２７が受けた荷重をプレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂに伝達する。一方、上部の滑り接合部Ａでは、所定の荷重以上の過剰な荷重が加わると、石板６と石板６とが相互に摺動する。このため、柱の荷重がプレキャストコンクリート製ブレース１に伝達されず、摩擦熱に変換され、地震時エネルギーが消費され、耐震性が向上される。なお、図１３に示すように、下部ブロック４の接合部Ｂのせん断耐力が確保されるように横ＰＣ鋼材２２によるプレストレスが導入され、また、縦ＰＣ鋼材１７によるプレストレスが導入されている
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の耐震補強構造の一実施形態を示す一部縦断正面図である。
【図２】図１の一部縦断側面図である。
【図３】本発明の耐震補強構造の他の実施形態を示す一部縦断正面図である。
【図４】図２の一部縦断側面図である。
【図５】すべり接合部の作用を説明するための説明図である。
【図６】本発明の耐震補強構造を実施して耐震補強された既存建物を示す概略正面図である。
【図７】図６の平面図である。
【図８】図６の一部を拡大して示す正面図である。
【図９】図６の一部を拡大して示す正面図である。
【図１０】縦ＰＣ鋼材の上端部付近及び中間継手付近を示す縦断正面図である。
【図１１】（ａ）は、横ＰＣ鋼材の一端部付近を示す縦断正面図、（ｂ）は、防錆処理をした状態を示す縦断正面図である。
【図１２】既存建物と外フレームとの接合部を示す断面図である。
【図１３】本発明で使用するプレキャストコンクリート製ブレースの一例を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】本発明で使用するプレキャストコンクリート製ブレースの他の例を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ａ プレキャストコンクリート製ブレース
１ｂ プレキャストコンクリート製ブレース
２ ブレース本体
３ 上部ブロック
４ 下部ブロック
５ ＰＣ鋼材
６ 石板
７ 縦ＰＣ鋼材挿通用孔
８ａ 凹凸部
８ｂ 凹凸部
９ 横ＰＣ鋼材挿通用孔
１０ 縦ＰＣ鋼材挿通用孔
１１ プレキャストコンクリート製補強柱ユニット
１２ａ プレキャストコンクリート製補強梁ユニット
１２ プレキャストコンクリート製補強梁ユニット
１３ 基礎梁
１３ａ 高さ調整用モルタル
１４ 外フレーム
１５ 既存建物
１５ａ 耐震壁
１６ 地盤
１７ 縦ＰＣ鋼材
１８ 石板
１９ 縦ＰＣ鋼材挿通用孔
２０ 縦ＰＣ鋼材
２１ 横ＰＣ鋼材挿通用孔
２２ 横ＰＣ鋼材
２３ 縦ＰＣ鋼材
２４ カプラー
２５ 逆Ｖ字状のブレース構造体
２６ 補強柱
２７ 補強梁
２８ シース
２９ 定着金具
３０ 凹部
３１ 防食材料
３２ 凹部
３３ 雄ねじ軸部
３４ 外廊下
３５ 小梁
３６ アンカー材
３７ アンカー材
３８ スパイラル鉄筋
３９ 場所打ちコンクリート
４０ ＰＣ鋼材
４１ 下面凹部
４２ 既存建物の梁
４３ アンカー材
４４ 鉄筋
４５ 場所打ちコンクリート
４６ 型枠
４７ 型枠支持部材
４８ 新設梁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存建物の外部にプレキャストプレストレスコンクリート部材で新しい補強外フレームを構築し、既存建物とはせん断力伝達部材で接合する外フレーム式の耐震補強構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存建物の耐震改修工法は、大別すると次の（１）〜（１０）がある。
【０００３】
（１）耐震壁の増設（増設壁、増し打ち壁、開口部閉塞壁、そで（袖）壁等を構築する）。（２）鉄骨枠組補強（鉄骨ブレース、鋼板壁等を構築する）。（３）外付け鉄骨補強（外付けブレースを構築する）。（４）外部架構増設補強（コアの増設、メガ架構の増設、バットレスの増設）。（５）ＲＣ巻き立て補強（柱等に溶接金網・フ―プ筋などを配設）。（６）鋼板補強（柱等を角形鋼管、円形鋼板などで補強）。（７）連続繊維補強（柱等をシート貼り、成形板で補強）。（８）免震構造化（基礎免震、地下免震、中間免震など）。（９）制振機構の組込み（ＡＭＤ、ＴＭＤ，金属ダンパー、オイルダンパー等）。（１０）その他建物損傷集中の回避（Ｆｅｓの改善、壁スリット、破壊モードの改善）等があり、建物の用途、規模、構造、使用性、施工性などで選択されているのが現状である。
【０００４】
（１）〜（１０）の耐震補強工法のうち、既存建物を使用（居住）状態で補強施工可能なのは、（３）外付け鉄骨補強と、（４）外部架構増設補強であり、本発明は（４）の系列に属するものである。この種の従来例として、特許第３３６９３８７号公報（特許文献１）、特開平１０−１８６３９（特許文献２）などがある。
【０００５】
特許第３３６９３８７号に開示の技術は、既存建物と干渉しない領域にこれとは独立し、既存建物の構面外周と平行で、既存建物の構面外に位置する平面架構からなる耐震架構、もしくは床が伴わない立体架構の耐震架構を、その耐震架構が水平力を分担するように構築するもので、これにより既存建物に構造的改良を加えることなく、当該既存建物の架構に応力が集中することを回避するものである。
【０００６】
前記の従来技術は、公知の外フレーム補強工法に属する技術で具体的構造は開示されていないが、耐震架構なる記載から鋼材をトラスに組んで構築されるものと考えられる。
【０００７】
特開平１０−１８６３９号に開示の技術は、建物の外周面に位置する柱、梁に沿って、補強柱および補強梁とこれらの間に架設された補強ブレースからなる補強フレームを延在させるもので、既存の外フレーム補強構造を改良するものであり、Ｘ字状の前記補強フレームを全体にわたり千鳥状に配置すること、および建物の側面全体または壁面中心部から側端部に向けて漸次高くなるように構成するものである。これによる作用効果は、大きな水平外力により建物の側端部に位置する柱に作用する軸力を、従来の補強構造に比較して低減することや、建物の中心部における強度的な無駄を小さくすることなどである。
【０００８】
このように、既存建物の外部に新たにフレームを組み耐力を確保している。また、従来、耐震補強構造に利用できる技術として、コンクリートブレースをコンクリート柱とコンクリート梁の構面の外側に配置して補強する構造も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３３６９３８７号公報
【特許文献２】特開平１０−１８６３９号公報
【特許文献３】特許第３０９６６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記従来の場合は、外フレームの全体にブレースを密に配置形態であるので、低耐震性の既存建物に対して外フレームが高剛性となり、地震時に既存建物と外フレームとの接合部の既存建物側で破壊される恐れがあり、既存建物と外フレームとの剛性のバランスが図られていないという問題がある。
【００１０】
また、新たに外フレームを増設する場合、床面積の増加による確認申請に伴う制約、敷地の条件で新たな外フレームの増設が出来ないなど、様々な制約を受け必要なフレームの増設を行えない事がある。
【００１１】
そこで、本発明は、既存建物と外フレームとの剛性のバランスを容易に図ることができる耐震補強構造を提供することを目的とする。
また、本発明は、設計条件、敷地条件など様々な条件で充分な柱・梁による外フレームによる耐震補強が出来ない場合に、柱・梁による外フレームの耐力を容易に高めることができる耐震補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明の耐震補強構造においては、既存建物の外側に新設梁を介して配置される複数のプレキャストコンクリート製補強柱ユニットおよび複数のプレキャストコンクリート製補強梁ユニットをＰＣ鋼材により組立て構成される外フレームにより既存建物を耐震補強する耐震補強構造において、外フレームの一部に、プレキャストコンクリート製ブレースが組み込まれて外フレームが補強されていることを特徴とする。
第２発明では、第１発明の耐震補強構造において、プレキャストコンクリート製ブレースが外フレームの構面内に位置するように組み込まれて、前記外フレームが補強されていることを特徴とする。
第３発明では、第２発明の耐震補強構造において、プレキャストコンクリート製ブレースの一端部とコンクリート製補強梁ユニットの接合部において、前記各コンクリート部材の対抗面にはそれぞれ滑り部材が定着され、前記滑り部材どうしが当接するように前記各コンクリート部材は配置され、前記各滑り部材と前記各コンクリート部材とには貫通する孔が設けられ、その孔には充填材が注入されること無く緊張材が貫通されて、その緊張材に緊張力が導入されて、前記接合部が圧着されていることを特徴とする。
第４発明では、第１発明から第３発明のいずれかの耐震補強構造において、プレキャストコンクリート製ブレースは、その他端部が、プレキャストコンクリート製補強梁ユニットの断面と同形状とされたブロック状部分とされ、プレキャストコンクリート製補強梁ユニットに直列に接続する梁の一部を兼ねたプレキャストコンクリート製ブレースとされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明によると、外フレーム全体にブレースを配置する場合に比べて、外フレームの一部に部分的にプレキャストコンクリート製ブレースを組み込めばよいので、既存建物と剛性のバランスを図りながら、経済的に外フレームを補強して耐力を高めることができ、しかも既存建物の剛性に適した耐震性に高めることができる。
第２発明によると、プレキャストコンクリートコンクリート製ブレースを外フレームの構面内に位置するように組み込むので、外フレームを増設する場合の床面積の増加による確認申請に伴う制約を受けることなく、敷地の条件で新たな外フレームの増設が出来ない場合等、必要なフレームの増設を行えない場合でも、外フレームを増設することなく、外フレームの耐力を容易に高めることができる。
第３発明によると、プレキャストコンクリート製ブレースの一端部の接合部は、コンクリート製補強梁ユニットの下面側ですべり可動可能な圧着された接合部とされているので、地震時に既存建物から外フレームに水平力が作用した場合、すべり可動部の摺動により摩擦熱に変換してエネルギーを吸収して、既存建物の耐震性を高めることができる。
また、すべりを生じるため、プレキャストコンクリート製ブレースに作用する最大荷重が明確なので、耐震設計が容易になる。
第４発明によると、プレキャストコンクリート製ブレースの他端部のブロック状部分をＰＣ鋼材により確実に固定することができ、また、プレキャストコンクリート製ブレースにブロック状部分以外に別個に固定するための部分を設けることなく、しかも梁の一部を兼ねることができるので、プレキャストコンクリート製補強梁ユニットを短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
まず、本発明において使用されるプレキャストコンクリート製ブレースについて説明すると、図１３および図１４の（ａ）（ｂ）の各図は、本発明において使用されるプレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂの正面図および側面図を示すものであって、前記プレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂは、そのブレース本体２の一端部（上端部）に上部ブロック３を備えていると共に、他端部（下端部）に下部ブロック４を備えている。プレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂは、上下の梁幅内および左右の柱幅内に収まる寸法にされて、構面内に収まるようにされている。
【００１５】
前記の上部ブロック３と、下部ブロック４と、これらを接続する斜材としてのブレース本体２には、これらの内部に配筋されると共にこれらに渡って埋め込み配置されているＰＣ鋼材５の端部が上部ブロック３と下部ブロック４の端部付近で緊張定着されてプレストレスが導入され一体化されている。
【００１６】
図１３および図１４に示すプレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂの上部ブロック３の上端部の凹部には、その凹部表面にモルタルを介して定着され、滑り部材として機能する石板６が固定されている。また、前記上部ブロック３には、前記石板６と上部ブロック３の裏面に渡って貫通した縦ＰＣ鋼材挿通用孔７が、石板６の各楕円状孔と上部ブロック３本体に埋め込み配置されたシースにより形成されている。
【００１７】
また、前記上部ブロック３の一側面（対向されて内面側となる面）には、上下方向に間隔をおくと共に左右方向に連続した凹凸部８ａが形成されている。前記の凹凸部８ａは、対向配置される他方のプレキャストコンクリート製ブレース１ａの凹凸部８ｂに嵌合当接して上下方向のずれ止めが図られ、上下方向の一体化が図られる。なお、対向する他方の凹凸部８ｂの凹凸は、前記凹凸部８ａの凹凸と半ピッチ位置がずれて、凹凸の噛み合いが可能にされている。
【００１８】
図１３に示すプレキャストコンクリート製ブレース１ａの下部ブロック４は、梁の一部として組み込む形態で、前記下部ブロック４には、左右方向に貫通するようにシースが埋め込み配置されると共に上下方向に間隔をおいて平行に埋め込み配置されて、複数の横ＰＣ鋼材挿通用孔９が形成されている。
【００１９】
図１４に示すプレキャストコンクリート製ブレース１ｂの下部ブロック４は、地中梁等に固定するために、複数の縦ＰＣ鋼材挿通用孔１０がシースの埋め込み配置により形成されている。また、上部ブロック３の一側面（対向されて内面側となる面）は、前記と同様凹凸部８ａが形成され、対向配置されるプレキャストコンクリート製ブレース１ｂの凹凸部８ｂに嵌合当接して上下方向のずれ止め一体化が図られる。
【００２０】
図６および図７には、図１３および図１４に示すプレキャストコンクリート製ブレース１１ａ，１ｂを使用すると共にプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１およびプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２を使用して、地中梁からなる基礎梁１３上に補強柱２６および補強梁２７を備えた耐震補強用の外フレーム１４を組立て、外フレーム１４と鉄筋コンクリート製の既存建物１５との新設梁４８を介した連結を図り、既存建物１５を耐震補強した状態が示されている。外フレーム１４は、これを構成するいずれも高強度コンクリート製の部材により構築されている。
【００２１】
前記の既存建物１５の例としては、張間方向は耐震壁１５ａによる強度型の建物で、桁行方向は純ラーメン構造による靭性型の建物の場合が示され、その既存建物１５に平行に外フレーム１４を桁行方向に構築した形態が示されている。
【００２２】
図８と図１および図２には、本発明において使用されるプレキャストコンクリート製ブレース１ａを使用した部分が、また、図９と図３および図４には、他のプレキャストコンクリート製ブレース１ｂを使用した部分が、それぞれ拡大して示されている。
【００２３】
既存建物１５は、中高層などの鉄筋コンクリート造共同住宅、小中学校等の建物であり、その外壁に近接するように地盤１６に適宜鉄筋コンクリート製杭等の基礎杭が左右方向に間隔をおいて、既存建物１５と平行に設けられ、基礎杭の上部に前記基礎梁１３が設けられる。なお、基礎は、基礎杭を省略して直接基礎としてもよく、地盤条件および既設建物１５が低層・中高層であるかの条件により、布基礎または独立基礎にするかをも含めて適宜設定され、基礎梁１３の上に、無収縮モルタル等の高さ調整用モルタル１３ａが介在されて最下段のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１が間隔をおいて、かつ垂直に建て込まれる。
前記のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１の上端部は、基礎梁１３に埋め込み固定された縦ＰＣ鋼材１７の上端部に連結雌ねじ部材（カプラー）を介して連結される縦ＰＣ鋼材２３の上端部が緊張定着され、前記縦ＰＣ鋼材２３の上端部にはカプラーが接続可能にされている。
【００２４】
プレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１が建て込まれた後、図１４に示すようなプレキャストコンクリート製ブレース１ｂを一対逆Ｖ字状に配置すると共に、各プレキャストコンクリート製ブロック１ｂにおける上部ブロック３の対向する内側凹凸部８ａ，８ｂを嵌合当接して上下方向のずれ止めを図る。前記の凹凸部８ａ，８ｂの噛み合いにより一方のプレキャストコンクリート製ブレースに引張りが作用した場合に他方のプレキャストコンクリート製ブレースで圧縮力で負担する構造とされている。また、引張りが作用したプレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂはＰＣ鋼材５で抵抗できる構成とされている。
【００２５】
また、各プレキャストコンクリート製ブレース１ｂの下部ブロック４と、基礎梁１３と最下段のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１との間に無収縮モルタル１３ａを介在させ接合すると共に、基礎梁１３に下部を埋め込み配置されると共に上方に突出するように配置された複数の縦ＰＣ鋼材１７を、下部ブロック４の縦ＰＣ鋼材挿通孔１０に挿通して下部ブロック４に緊張定着し、下部ブロック４を基礎梁１３に固定する。また、前記各プレキャストコンクリート製ブレース１ｂは傾倒防止のため、適宜図示省略の仮支持手段により保持される。
【００２６】
前記の各プレキャストコンクリート製ブレース１ｂを組み合わせた逆Ｖ字状構造のブレース構造体２５は、全てのプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１間に配置されることなく、一つおきの間隔をおいて配置されている。逆Ｖ字状構造のブレース構造体２５の配置数は、既存建物１５の耐震性を考慮して適宜数配置される。
【００２７】
最下段のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１の上部側面に、１スパンおきに無収縮モルタルを介在させプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａを架設する。前記プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａの中央下面の接合部Ａには、無収縮モルタルを介在させて、下面を滑り面とした滑り部材として石板１８が固定され、その石板１８には間隔をおいて複数のすべり方向に長い楕円状の透孔が形成されている。
【００２８】
また、前記プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａの中央部には、シース等により形成された複数の縦ＰＣ鋼材挿通用孔１９が前記石板１８の楕円状孔に合致するように設けられており、前記プレキャストコンクリート製ブレース１ｂにおける上部ブロック３と、前記プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａの縦ＰＣ鋼材挿通孔１９とに渡って縦ＰＣ鋼材２０が挿通されて緊張定着され、石材６，１８相互の滑り面は圧着されている。また、前記の縦ＰＣ鋼材挿通孔１９は滑り方向に長い楕円形の縦ＰＣ鋼材挿通孔１９とされ、縦ＰＣ鋼材２０の傾斜を許容し、また、石板６，１８間の摩擦滑り挙動を可能にし、地震時に水平力を吸収可能にしている。
【００２９】
また、隣接するプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１の上部間には、図１３に示すようなプレキャストコンクリート製ブレース１ａが対称に配置されると共にその下部ブロック４が配置され、下部ブロック４間に短尺のプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２が配置されて適宜仮保持され、前記プレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１と、下部ブロック４と、各プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａ，１２との各横ＰＣ鋼材挿通孔２１に渡って配置された各横ＰＣ鋼材２２が桁行方向端部のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１に緊張定着されて一体化されている。
【００３０】
なお、前記のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１と下部ブロック４との間、および下部ブロック４とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２との間には、適宜無収縮モルタルが介在されて接合されている。また、前記プレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂの上部ブロック３相互の凹凸部８ａ，８ｂは嵌合当接されて上下方向のずれ止めを図り一体化される。
【００３１】
次いで、最下段のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１の上部に無収縮モルタルが介在されて２階のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１が建て込まれ、前記縦ＰＣ鋼材２３の上端部に接続したカプラー２４に接続するように縦ＰＣ鋼材２３が前記２階のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１に挿通されて、その上端部に緊張定着されている。
このように、下位のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１内に挿通配置された縦ＰＣ鋼材２３の上端部の接合カプラー２４に、上位のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１に挿通配置したＰＣ鋼材２３の下端部を連結して、上位のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１の上端部で緊張定着して、上位のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１は建て込まれている。
【００３２】
次いで、図１３に示すようなプレキャストコンクリート製ブレース１ａの一対の逆Ｖ字状のブレース構造体２５が千鳥配置になるように、下位のプレキャストコンクリート製ブレース１ｂに対して桁行方向に位置をずらすようにしてプレキャストコンクリート製ブレース１ａを配置し、プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａ単体または、プレキャストコンクリート製ブレース１ａとプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２とが組み合わされて組立配置される。
【００３３】
以下、同様に、縦ＰＣ鋼材２３により緊張定着するように、プレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１を建て込んだ後、下位のプレキャストコンクリート製ブレース１ａに対して桁行方向に１スパンのピッチ位置をずらして、図１３に示すようなプレキャストコンクリート製ブレース１ａの一対からなる逆Ｖ字状のブレース構造体２５が千鳥配置になるように、プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２または１２ａ単体または、プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２と一対のプレキャストコンクリート製ブレース１ａからなる逆Ｖ字状のブレース構造体２５とが組み合わされて組立配置されている。
【００３４】
また、横方向については、プレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２（または１２ａ）、あるいはプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１とプレキャストコンクリート製ブレース１ａの下部ブロック４とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２とに渡って挿通された横ＰＣ鋼材２２が適宜緊張定着され、また、端部のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１に緊張定着されている。
前記のようにして、上下方向の補強柱２６と横方向の補強梁２７とを備えた外フレーム１４が形成され、また、補強柱２６と既存建物１５とは、図１２に示すように、既存建物１５側の柱に連結するように新設梁筋が配筋されると共にコンクリートが打設されて構築される新設梁（新設の梁）４８を介して接合されている。
【００３５】
また、外フレーム１４は上方になるに従って、両端側のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２が少なくされて、階段状に組立構成され、既存建物１５側の採光、換気、景観等を含む居住空間を確保して耐震補強されている。
【００３６】
前記のように、プレキャストコンクリート製ブレース１ａの下部ブロック４は、下部のプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２と同断面とされ、プレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１間の各下部ブロック４の残りの長さ分を、プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２の梁ブロックとしている。
【００３７】
前記のように、プレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂの上部ブロック３は、上部補強梁２７を構成するプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａの下部中央で接合され、プレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂの上部ブロック３と上部補強梁２７を構成するプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａの下部は、滑り材としての石板６，１８を介して接している。またプレキャストコンクリート製ブレース１の上部ブロック３と上部補強梁２７には、縦ＰＣ鋼材２０の緊張材を貫通する縦ＰＣ鋼材挿通用孔１９が設けられ滑り材としての石板６，１８には地震時の移動に対応できるように楕円形の孔が明けられ、その孔に縦ＰＣ鋼材２０が緊張定着され、この部分の縦ＰＣ鋼材挿通孔には、充填材が充填されることなく、滑り摺動移動による縦ＰＣ鋼材２３の傾斜を許容している。
【００３８】
なお、縦ＰＣ鋼材２３によって上下段のプレキャストコンクリート製補強柱ユニット１１を継ぎ足す例を図１０によって説明する。補強柱ユニット１１内にシース２８によって形成された縦ＰＣ鋼材挿通孔に縦ＰＣ鋼材２３が挿通され、この縦ＰＣ鋼材２３にカプラー２４が介在されて新たな縦ＰＣ鋼材２３ｇａ上方に継ぎ足され、補強柱ユニット１１の上端面に適宜高さ調整用モルタルが設けられる。縦方向のＰＣ鋼材２３の端部の雄ねじ軸部３３はナット等の定着金具２９による緊張定着を行い、最上段の補強柱ユニット１１に挿通された縦方向の縦ＰＣ鋼材２３の上端部は、緊張装置（図示省略）により縦方向のＰＣ鋼材２３の全体が所定の値に緊張された状態で、図１０の上部に示すように、縦ＰＣ鋼材２３の上端部の凹部３０内の上面に係合されたナット等の定着金具２９により定着され、前記凹部３０内に充填された防食材料３１により防食処理される。
【００３９】
また、横ＰＣ鋼材２２の端部の雄ねじ軸部は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、端部補強柱ユニット１１の側面の凹部３２において、ナット等の定着金具２９により定着され、凹部３２にモルタル等の防食材料３１を充填して埋め込まれ防錆処理が施される。
【００４０】
プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａ，１２と既存建物１５との接合は、図１２に示すように、既存建物１５の鉄筋コンクリート製外廊下３４の先端部小梁３５に、桁方向に多数のアンカー材３６を間隔をおいて外向きに固定し、既存建物１５側の各アンカー材３６と、プレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２にねじ込み固定され突出する多数の間隔をおいたアンカー材３７とに桁方向にスパイラル鉄筋３８を配置して場所打ちコンクリート３９により一体化する。
【００４１】
また、前記小梁３５内側とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２ａ，１２または下部ブロック４とにＰＣ鋼材挿通孔を設けてこれらに渡ってＰＣ鋼材４０を挿通すると共にそのＰＣ鋼材４０の端部を緊張定着して、前記小梁３５とプレキャストコンクリート製補強梁ユニット１２を一体化している。また、前記外廊下３４の下面凹部４１には、既存建物１５の梁４２にアンカー材４３の基端部を固定すると共にそのアンカー材４３を前記下面凹部４１内に配置し、下面凹部４１内に鉄筋４４を配筋して場所打ちコンクリート４５が充填硬化されて、外廊下３４の補強が図られている。なお、図中符号４６は型枠、４７は型枠支持部材である。
【００４２】
前記のように構成された外フレーム１４では、逆Ｖ字状のブレース構造体２５が、外フレーム１４における補強柱２６と補強梁２７によって形成される空間すべての部分に配置されることなく、一部に配置されているので、（１）限られた構面数でも、大きな補強耐力を得ることができ、また、（２）高強度コンクリートの外フレーム１４に取付けることで、プレキャストコンクリート製ブレース１，１ｂの耐力増加を効果的に計ることが可能で、（３）外フレーム１４全体にプレキャストコンクリート製ブレース１を配置する場合に比べて、外フレーム１４の一部に部分的にプレキャストコンクリート製ブレース１ａ、１ｂを組み込めばよいので、既存建物１５との剛性のバランスを図りながら、経済的に外フレーム１４を補強して耐力を高めることができ、しかも既存建物１５の剛性に適した耐震性に高めることができる。
【００４３】
また、前記のように構成された耐震補強構造では、プレキャストコンクリートコンクリート製ブレース１ａ，１ｂを外フレーム１４の構面内に位置するように組み込むので、外フレーム１４を増設する場合の床面積の増加による確認申請に伴う制約を受けることなく、敷地の条件で新たな外フレームの増設が出来ない場合等、必要なフレームの増設を行えない場合でも、外フレームを増設することなく、外フレームの耐力を容易に高めることができる。
【００４４】
また、前記のように構成された耐震補強構造では、地震時等に、図５および図８，９に示すように、矢印方向の過剰な水平力が作用した場合、この水平力を受けて上部の補強梁２７は、図の右方向に変位し、下部の補強梁２７は図の左方向に変位することになり、プレキャストコンクリート製ブレース１ａ、１ｂの上下部の接合構造にはせん断荷重が加わることになり。この場合、下部ブロック４の接合部Ｂは、自身が破断しないかぎり、下部の補強梁２７が受けた荷重をプレキャストコンクリート製ブレース１ａ，１ｂに伝達する。一方、上部の滑り接合部Ａでは、所定の荷重以上の過剰な荷重が加わると、石板６と石板６とが相互に摺動する。このため、柱の荷重がプレキャストコンクリート製ブレース１に伝達されず、摩擦熱に変換され、地震時エネルギーが消費され、耐震性が向上される。なお、図１３に示すように、下部ブロック４の接合部Ｂのせん断耐力が確保されるように横ＰＣ鋼材２２によるプレストレスが導入され、また、縦ＰＣ鋼材１７によるプレストレスが導入されている
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の耐震補強構造の一実施形態を示す一部縦断正面図である。
【図２】図１の一部縦断側面図である。
【図３】本発明の耐震補強構造の他の実施形態を示す一部縦断正面図である。
【図４】図２の一部縦断側面図である。
【図５】すべり接合部の作用を説明するための説明図である。
【図６】本発明の耐震補強構造を実施して耐震補強された既存建物を示す概略正面図である。
【図７】図６の平面図である。
【図８】図６の一部を拡大して示す正面図である。
【図９】図６の一部を拡大して示す正面図である。
【図１０】縦ＰＣ鋼材の上端部付近及び中間継手付近を示す縦断正面図である。
【図１１】（ａ）は、横ＰＣ鋼材の一端部付近を示す縦断正面図、（ｂ）は、防錆処理をした状態を示す縦断正面図である。
【図１２】既存建物と外フレームとの接合部を示す断面図である。
【図１３】本発明で使用するプレキャストコンクリート製ブレースの一例を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】本発明で使用するプレキャストコンクリート製ブレースの他の例を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ａ プレキャストコンクリート製ブレース
１ｂ プレキャストコンクリート製ブレース
２ ブレース本体
３ 上部ブロック
４ 下部ブロック
５ ＰＣ鋼材
６ 石板
７ 縦ＰＣ鋼材挿通用孔
８ａ 凹凸部
８ｂ 凹凸部
９ 横ＰＣ鋼材挿通用孔
１０ 縦ＰＣ鋼材挿通用孔
１１ プレキャストコンクリート製補強柱ユニット
１２ａ プレキャストコンクリート製補強梁ユニット
１２ プレキャストコンクリート製補強梁ユニット
１３ 基礎梁
１３ａ 高さ調整用モルタル
１４ 外フレーム
１５ 既存建物
１５ａ 耐震壁
１６ 地盤
１７ 縦ＰＣ鋼材
１８ 石板
１９ 縦ＰＣ鋼材挿通用孔
２０ 縦ＰＣ鋼材
２１ 横ＰＣ鋼材挿通用孔
２２ 横ＰＣ鋼材
２３ 縦ＰＣ鋼材
２４ カプラー
２５ 逆Ｖ字状のブレース構造体
２６ 補強柱
２７ 補強梁
２８ シース
２９ 定着金具
３０ 凹部
３１ 防食材料
３２ 凹部
３３ 雄ねじ軸部
３４ 外廊下
３５ 小梁
３６ アンカー材
３７ アンカー材
３８ スパイラル鉄筋
３９ 場所打ちコンクリート
４０ ＰＣ鋼材
４１ 下面凹部
４２ 既存建物の梁
４３ アンカー材
４４ 鉄筋
４５ 場所打ちコンクリート
４６ 型枠
４７ 型枠支持部材
４８ 新設梁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建物の外側に新設梁を介して配置される複数のプレキャストコンクリート製補強柱ユニットおよび複数のプレキャストコンクリート製補強梁ユニットをＰＣ鋼材により組立て構成される外フレームにより既存建物を耐震補強する耐震補強構造において、外フレームの一部に、プレキャストコンクリート製ブレースが組み込まれて外フレームが補強されていることを特徴とする耐震補強構造。
【請求項２】
プレキャストコンクリート製ブレースが外フレームの構面内に位置するように組み込まれて、前記外フレームが補強されていることを特徴とする請求項１に記載の耐震補強構造。
【請求項３】
プレキャストコンクリート製ブレースの一端部とコンクリート製補強梁ユニットの接合部において、前記各コンクリート部材の対抗面にはそれぞれ滑り部材が定着され、前記滑り部材どうしが当接するように前記各コンクリート部材は配置され、前記各滑り部材と前記各コンクリート部材とには貫通する孔が設けられ、その孔には充填材が注入されること無く緊張材が貫通されて、その緊張材に緊張力が導入されて、前記接合部が圧着されていることを特徴とする請求項２に記載の耐震補強構造。
【請求項４】
プレキャストコンクリート製ブレースは、その他端部が、プレキャストコンクリート製補強梁ユニットの断面と同形状とされたブロック状部分とされ、プレキャストコンクリート製補強梁ユニットに直列に接続する梁の一部を兼ねたプレキャストコンクリート製ブレースとされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の耐震補強構造。
【請求項１】
既存建物の外側に新設梁を介して配置される複数のプレキャストコンクリート製補強柱ユニットおよび複数のプレキャストコンクリート製補強梁ユニットをＰＣ鋼材により組立て構成される外フレームにより既存建物を耐震補強する耐震補強構造において、外フレームの一部に、プレキャストコンクリート製ブレースが組み込まれて外フレームが補強されていることを特徴とする耐震補強構造。
【請求項２】
プレキャストコンクリート製ブレースが外フレームの構面内に位置するように組み込まれて、前記外フレームが補強されていることを特徴とする請求項１に記載の耐震補強構造。
【請求項３】
プレキャストコンクリート製ブレースの一端部とコンクリート製補強梁ユニットの接合部において、前記各コンクリート部材の対抗面にはそれぞれ滑り部材が定着され、前記滑り部材どうしが当接するように前記各コンクリート部材は配置され、前記各滑り部材と前記各コンクリート部材とには貫通する孔が設けられ、その孔には充填材が注入されること無く緊張材が貫通されて、その緊張材に緊張力が導入されて、前記接合部が圧着されていることを特徴とする請求項２に記載の耐震補強構造。
【請求項４】
プレキャストコンクリート製ブレースは、その他端部が、プレキャストコンクリート製補強梁ユニットの断面と同形状とされたブロック状部分とされ、プレキャストコンクリート製補強梁ユニットに直列に接続する梁の一部を兼ねたプレキャストコンクリート製ブレースとされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の耐震補強構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−２２５７２（Ｐ２００６−２２５７２Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０２２５９（Ｐ２００４−２０２２５９）
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【出願人】（０００１０３７６９）オリエンタル建設株式会社 (136)
【出願人】（５０４２６４４１４）株式会社札幌日総建 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【出願人】（０００１０３７６９）オリエンタル建設株式会社 (136)
【出願人】（５０４２６４４１４）株式会社札幌日総建 (1)
【Ｆターム（参考）】
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