耐震補強構造
【課題】既存建物の保有耐力を効率よく向上させることが可能で、しかも、耐震改修後の垂直動線を比較的自由に計画することが可能な耐震補強構造を提供することを課題とする。
【解決手段】既存建物Ｔに補強構造体Ｒを後付けしてなる耐震補強構造であって、補強構造体Ｒが、既存建物Ｔの補強すべき構面に沿って延在する補強スラブ４を具備しており、補強スラブ４は、既存建物Ｔに形成された凹部Ｔ１に挿入される差込部４２を有し、差込部４２の両側縁部が、それぞれ凹部Ｔ１の壁面に接合されていることを特徴とする。
【解決手段】既存建物Ｔに補強構造体Ｒを後付けしてなる耐震補強構造であって、補強構造体Ｒが、既存建物Ｔの補強すべき構面に沿って延在する補強スラブ４を具備しており、補強スラブ４は、既存建物Ｔに形成された凹部Ｔ１に挿入される差込部４２を有し、差込部４２の両側縁部が、それぞれ凹部Ｔ１の壁面に接合されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存建物の耐震補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存建物に対する耐震補強を行いつつバリアフリー化を図ることが可能な耐震補強構造が特許文献１に開示されている。これは、高度経済成長期に建築された階段室型共同住宅（団地型集合住宅）に対する耐震補強を目的とするものであり、柱と梁とからなる外フレームを階段室型共同住宅の外側に構築し、階段室型共同住宅と外フレームとの間に廊下を新設することで、階段室型共同住宅と外フレームとの一体化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２４５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の耐震補強構造は、その外フレーム（架構）が正面視矩形枠状を呈していることから、せん断剛性が低く、既存建物の保有耐力を効率よく向上させることができない。
【０００５】
このような観点から、本発明は、既存建物の保有耐力を効率よく向上させることが可能な耐震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】
【０００６】
このような課題を解決する本発明は、既存建物に補強構造体を後付けしてなる耐震補強構造であって、前記補強構造体が、前記既存建物の補強すべき構面に沿って延在する補強スラブを具備しており、前記補強スラブは、前記既存建物に形成された凹部に挿入される差込部を有し、前記差込部の両側縁部が、それぞれ前記凹部の壁面に接合されていることを特徴とする。なお、本発明は、階段室のない既存建物にも適用することができるが、階段室が設けられている場合には、階段室を前記凹部として利用するとよい。
【０００７】
本発明によれば、補強スラブの面内せん断抵抗によって、既存建物に作用するせん断力を確実に負担することが可能となり、ひいては、既存建物の保有耐力を効率よく向上させることが可能となる。すなわち、既存建物の凹部に補強スラブの差込部を挿入すると、補強スラブの面内せん断力が凹部と差込部の圧縮力として伝達されることになり、また、偏心モーメントが凹部と差込部のせん断力として伝達されることになるので、接合部に引張力が生じない仕組みとなる。
【０００８】
前記補強構造体が、前記既存建物の補強すべき構面に沿って斜めに延在する補強階段を具備している場合には、前記補強階段がブレースとして機能し、前記既存建物に作用した地震時せん断力が前記補強スラブを介して前記補強階段に伝達され、前記補強階段によって、地震時せん断力が上階側から下階側へと伝達される。補強階段を設けると、補強階段がブレースとなって地震時せん断力を下層階へ伝達するので、既存建物の保有耐力を効率よく向上させることが可能となる。また、既存建物の補強すべき構面に沿って補強階段を設置しているので、耐震改修後の垂直動線を、既存建物の階段室の位置や数等にとらわれることなく比較的自由に計画することが可能となる。なお、前記補強スラブは、前記階段室から前記補強階段に至る廊下として利用するとよい。
【０００９】
ところで、耐震補強のみを目的とする補強部材（例えば、枠付きブレースなど）を用いて既存建物を改修すると、補強部材の存在が際立ってしまい、耐震改修を行ったことが一目で明らかになってしまうことから、既存建物の古さや強度不足であったことなどが露呈してしまうが、補強階段をブレースとして利用すれば、補強階段の存在に目を奪われるので、耐震補強を行ったことが認識され難く、改修後のファサードに違和感がなくなる。
【００１０】
補強階段の平面形式に制限はないが、ブレースとして機能させることを考慮すると、折返し部のない「直階段」であることが望ましい。また、補強階段の構造形式に制限はなく、複数の踏板を連続させてなる「スラブ階段」としてもよいが、好適には、階段勾配で傾斜して前記既存建物の躯体に接合される支持桁と、前記支持桁に支持される踏板とを備える「側桁階段」や「ささら桁階段」であることが望ましい。なお、補強階段が支持桁を具備している場合には、支持桁によって、地震時せん断力が上階側から下階側へと伝達されることになる。
【００１１】
前記既存建物と前記補強階段との間に補強スラブを介設してもよい。このようにすると、前記既存建物と前記補強階段との間の力のやり取りが補強スラブを介して行われることになる。また、補強スラブの高さを既存のスラブと合せて設置すると、より力の伝達が円滑になって合理的である。更にこの補強スラブを前記既存建物の補強すべき構面に沿う廊下として用いることで、新たな水平動線が付加されて、利用者の利便性が向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るによれば、既存建物の保有耐力を効率よく向上させることが可能となり、しかも、耐震改修後の垂直動線を比較的自由に計画することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る耐震補強構造を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係る耐震補強構造を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】補強構造体を示す拡大斜視図である。
【図４】（ａ）は図２の（ａ）のＹ−Ｙ線断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図５】（ａ）は図４のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は図４のＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】耐震改修前の既存建物を示す断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ１−Ｗ１線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ１−Ｚ１線断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る耐震補強構造の構築方法を説明するための断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ２−Ｗ２線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ２−Ｚ２線断面図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ３−Ｗ３線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ３−Ｚ３線断面図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ４−Ｗ４線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ４−Ｚ４線断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ５−Ｗ５線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ５−Ｚ５線断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ６−Ｗ６線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ６−Ｚ６線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施形態に係る耐震補強構造は、図１に示すように、既存建物Ｔと、この既存建物Ｔに後付けされた補強構造体Ｒと、この補強構造体Ｒの後側に設けられたエレベータＥとを備えて構成されている。なお、以下の説明における「前」「後」は図１の状態を基準とし、既存建物Ｔのベランダ側を「前側」とし、階段室Ｔ１側を「後側」とする。
【００１５】
既存建物Ｔは、供用を開始している多層階建ての階段室型共同住宅であり、後側の外壁面に開口する複数の階段室（凹部）Ｔ１，Ｔ１，…を備えている。階段室Ｔ１に設置されていた既存の折返し階段（図示略）は撤去されている。
【００１６】
既存建物Ｔの躯体は、その構成に制限はないが、鉄筋コンクリート製の壁式ラーメン構造であり、桁行方向（長手方向）に沿って形成された柱梁構造（ラーメン構造）と、梁間方向（短手方向）に沿って形成された構造壁（耐震壁）とを備えて構成されている。なお、以下の実施形態では、桁行方向の耐震強度が不足していることで既存不適格となっている既存建物Ｔを想定し、桁行方向の耐震強度を補強する場合を例示する。つまり、既存建物Ｔの補強すべき構面（以下、「補強構面」という。）が既存建物Ｔの桁行方向に沿って形成された外壁面に沿っている場合を例示する。
【００１７】
補強構造体Ｒは、既存建物Ｔに作用した地震力の一部を負担するものであり、既存建物Ｔの桁行方向に間隔をあけて並設された複数の基礎１，１，…と、基礎１，１，…から立ち上がる複数の鉛直構造要素２，２，…と、既存建物Ｔの補強構面に沿って延在する複数の補強階段３，３，…と、上下方向に間隔をあけて並設された複数段の補強スラブ４，４，…と、この補強スラブ４，４，…の桁行方向の両端部に設けられた妻柱５，５と、を具備している。なお、補強階段３や補強スラブ４には、図示せぬ防護柵が設置される。
【００１８】
基礎１は、耐震改修のために新設されたものであり、図２の（ｂ）に示すように、既存建物Ｔの基礎Ｔ２の後方に構築されている。基礎１の構造形式に特に制限はないが、本実施形態では、杭１１と、その杭頭部に形成されたフーチング１２とを備えて構成されている。杭１１は、現場打ち杭であってもよいし、既製杭であってもよい。
【００１９】
鉛直構造要素２は、補強階段３と補強スラブ４とを支持するものであり、既存建物Ｔの補強構面に沿って立設されていて、本実施形態では、既存建物Ｔの天端と略同じ高さ位置にまで達している。図２の（ａ）に示すように、鉛直構造要素２，２，…のうち、桁行方向の両端部に位置する鉛直構造要素２は、一本の補強柱２１からなり、その他の鉛直構造要素２は、下端部において互いに連結された一対の補強柱２１，２１からなる。補強柱２１は、基礎１に接合されており、鉛直構造要素２の下端部には、根巻き２２が施されている。補強柱２１の構造形式等に特に制限はなく、鋼管、鉄骨、鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリート、充填型鋼管コンクリートなどの中から適宜なものを選択すればよい。なお、基礎１と補強柱２１とは、剛接合としてもよいし、半剛接合としてもよい。
【００２０】
補強階段３は、上下階の移動手段（垂直動線）としての役割に加えて、既存建物Ｔの保有耐力（せん断耐力）を向上させるブレースとしての役割を担うものであり、桁行方向に隣り合う鉛直構造要素２，２の一方に上端部が接続され、他方に下端部が接続されていて、既存建物Ｔ（図２の（ｂ）参照）に作用した地震時せん断力を上階側から下階側へと伝達する。本実施形態の補強階段３は、隣接階を直線状に繋ぐ直階段であり、補強柱２１と補強スラブ４とで形成された正面視矩形状の枠体の対角線に沿って配置されていて、下階の踊場４３とその斜め上方に位置する上階の踊場４３とに通じている（図３参照）。
【００２１】
補強階段３の位置、個数、向き（傾斜方向）などに制限はないが、本実施形態では、複数の補強階段３，３，…が、最上階（最上層）を除く各階（各層）において左右対称となるように配置されている。なお、いずれの補強階段３も、既存建物Ｔの外側に向かう方向が「上り」となるように配置されている。また、本実施形態では、一階の中央部に配置された補強階段３が、上階（本実施形態では、二階および三階）に配置された補強階段３と踊場４３を介して直線状に連なっており、多層階に跨る直階段を形成している。複数の補強階段３，３，…により形成された直階段は、中央の鉛直構造要素２の左右に一組ずつ形成されており、Ｖ字状に対向している。また、補強構造体Ｒの両端部には、最上階を除く各階に補強階段３が配置されている。
【００２２】
図３を参照して、補強階段３の構成をより詳細に説明する。この図に示すように、補強階段３は、階段勾配で傾斜する第一支持桁３１および第二支持桁３２と、この両支持桁３１，３２に支持される踏板３３，３３，…とを備えて構成されている。支持桁３１，３２は、いずれもＨ形鋼からなり、踏板３３，３３，…を挟んで対向している。
【００２３】
第一支持桁３１は、桁行方向に隣り合う補強柱２１，２１を含む構面（補強構面に平行な構面）内に配置されており、桁行方向に隣り合う補強柱２１，２１の一方に第一支持桁３１の上端部が接続され、他方に第一支持桁３１の下端部が接続されている。より詳細に、第一支持桁３１は、補強柱２１，２１と補強スラブ４の梁材４１ｂ，４１ｂとで形成された正面視矩形状の架構の対角線に沿って配置されている。補強柱２１と第一支持桁３１の接合方法に制限はなく、例えば、溶接やボルト接合等の方法を用いることができる。第二支持桁３２は、第一支持桁３１と平行に設けられており、その上下端が踊場４３に接続されている。
【００２４】
図１に示すように、補強スラブ４，４，…は、最上段の補強スラブ４を除き、既存建物Ｔと補強階段３との間に介設されている。図４を参照して、補強スラブ４の構成をより詳細に説明する。なお、図４に示す補強スラブ４は、五階の補強スラブ４である。
【００２５】
補強スラブ４は、図４の（ａ）に示すように、既存建物Ｔの補強構面に沿って横方向に延在する廊下部４１と、既存建物Ｔの既存の階段室（凹部）Ｔ１に挿入される差込部４２と、廊下部４１から後方に向かって張り出す踊場４３とを備えて構成されている。補強スラブ４は、既存建物Ｔのスラブと同じレベル（高さ）に設置される（図２の（ｂ）参照）。
【００２６】
廊下部４１は、差込部４２と補強階段３とを繋ぐ水平動線を形成するものであり、既存建物Ｔと鉛直構造要素２との間に配置されており、かつ、既存建物Ｔおよび鉛直構造要素２に接合されている。なお、以下の説明においては、廊下部４１のうち、差込部４２または踊場４３と交差する部位（鉛直構造要素２の前側に位置する部位）を交差部４１Ａと称し、桁行方向に隣り合う交差部４１Ａ，４１Ａを繋ぐ部位を渡り部４１Ｂと称する。
【００２７】
廊下部４１は、既存建物Ｔの補強構面に沿って延在していて、第一接合部Ｓ１，Ｓ１および第二接合部Ｓ２，Ｓ２において既存建物Ｔの躯体に接合されている。第一接合部Ｓ１は、廊下部４１の桁行方向の端部に設けられており、第二接合部Ｓ２は、差込部４２，４２の間に位置する鉛直構造要素２の前側（既存建物Ｔ側）に設けられている。なお、廊下部４１は、図５の（ａ）に示すように、既存建物Ｔの躯体に打ち込まれたアンカー４４と、既存建物Ｔと廊下部４１との間に充填された充填材４５とを利用して、既存建物Ｔに接合されている。
【００２８】
廊下部４１の構成に制限はないが、本実施形態では、図４の（ｂ）に示すように、既存建物Ｔの補強構面に沿って配置される第一の梁材４１ａと、鉛直構造要素２，２に架設される第二の梁材４１ｂと、梁材４１ａ，４１ｂに架設される床板４１ｃ（図５の（ａ）および（ｂ）参照）と、この床板４１ｃ上に敷設される表層材４１ｄとを備えて構成されている。図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、梁材４１ａ，４１ｂは、Ｈ形鋼からなり、床板４１ｃは、リブ付き鋼板からなる。また、表層材４１ｄは、モルタルなどのセメント系材料からなる。なお、図示は省略するが、廊下部４１を鉄筋コンクリートスラブなどとしても差し支えない。
【００２９】
図４の（ａ）に示すように、差込部４２は、既存建物Ｔの出入口Ｔ３と廊下部４１とを繋ぐ水平動線を形成するとともに、既存建物Ｔと補強構造体Ｒとの間の力のやり取りを確実ならしめるためのものであり、鉛直構造要素２の前側において廊下部４１（交差部４１Ａ）に接続されている。差込部４２は、廊下部４１から階段室Ｔ１の奥に向かって張り出していて、その突端に設けられた第三接合部Ｓ３において階段室Ｔ１に残置された床スラブＴ５（既存建物Ｔの躯体）に接合され、両側縁部に設けられた第四接合部Ｓ４，Ｓ４において階段室Ｔ１の壁面（既存建物Ｔの躯体）に接合されている。なお、水平力は、主として第四接合部Ｓ４における圧縮力とせん断力（階段室Ｔ１の壁面と差込部４３の間の圧縮力とせん断力）を介して伝達されるため、第三接合部Ｓ３を省略してもよい。
【００３０】
差込部４２の構成に制限はないが、本実施形態では、図４の（ｂ）に示すように、廊下部４１から張り出す一対の第一の梁材４２ａ，４２ａと、第一の梁材４２ａ，４２ａを連結するように設けられた一対の第二の梁材４２ｂ，４２ｂと、梁材４２ａ，４２ｂに架設される床板４２ｃ（図５の（ｃ）および（ｄ）参照）と、この床板４２ｃ上に敷設される表層材４２ｄとを備えて構成されている。図５の（ｃ）に示すように、廊下部４１の上面と差込部４２の上面とは、面一になっている。また、図５の（ｃ）および（ｄ）に示すように、差込部４２は、アンカー４４と充填材４５とを利用して既存建物Ｔの躯体に接合されている。また、差込部４２を鉄筋コンクリートスラブとしても勿論差し支えない。
【００３１】
図４の（ａ）に示すように、踊場４３は、補強階段３と廊下部４１またはエレベータＥとを繋ぐ水平動線を形成するものであり、鉛直構造要素２の位置において廊下部４１（交差部４１Ａ）から後方に向かって張り出している。なお、補強構造体Ｒの桁行方向の中央部に位置する踊場４３は、エレベータＥの接続床版６３（図１参照）に接続され、その他の踊場４３は、補強階段３に接続される。踊場４３の構成に制限はないが、本実施形態では、図４の（ｂ）に示すように、廊下部４１から張り出す一対の第一の梁材４３ａ，４３ａと、第一の梁材４３ａ，４３ａを連結するように設けられた第二の梁材４３ｂと、梁材４３ａ，４３ｂに架設される床板４３ｃ（図５の（ｃ）参照）と、この床板４３ｃ上に敷設される表層材４３ｄとを備えて構成されている。なお、図５の（ｃ）に示すように、廊下部４１の上面と踊場４３の上面とは、面一になっている。
【００３２】
図１に示す妻柱５は、既存建物Ｔの桁行方向の端部と補強構造体Ｒとの間の力のやり取りを確実ならしめるために設けられたものであり、補強スラブ４，４，…の前側（既存建物Ｔ側）において補強スラブ４，４，…を上下に連結し、かつ、既存建物Ｔの妻壁面に接合される（図４の（ａ）参照）。なお、図示は省略するが、妻柱５は、既存建物Ｔの妻壁面に打ち込まれたアンカーを利用して既存建物Ｔに接合される。また、妻柱５の下端部は、方立５１を介して鉛直構造要素２に接続されている。
【００３３】
エレベータＥは、既存建物Ｔのバリアフリー化を実現するとともに、既存建物Ｔの外部に新たな垂直動線を付加するものであり、補強構造体Ｒを挟んで既存建物Ｔと対峙するような位置に設けられていて、その出入口が廊下部４１に面している。エレベータＥの設置位置は、補強構造体Ｒに接続可能な範囲で自由に計画することができるが、本実施形態のエレベータＥは、既存建物Ｔの桁行方向の中央部に設置されており、中央の階段室Ｔ１に対峙している。エレベータＥの構成にも制限はないが、本実施形態では、エレベータシャフトを形成する柱梁架構６１と、この柱梁架構６１を支持するエレベータ基礎６２と、補強構造体Ｒの中央部に位置する踊場４３，４３，…に接続される接続床版６３，６３，…と、エレベータシャフトの中を昇降する籠体６４と、この籠体６４を昇降させる図示せぬ昇降装置と、を備えて構成されている。
【００３４】
このように構成された耐震補強構造においては、既存建物Ｔに作用した地震力が、補強構造体Ｒによって負担されることになる。また、既存建物Ｔに桁行方向に作用した地震時水平力や地震時せん断力は、補強スラブ４を介して鉛直構造要素２と補強階段３とに伝達され、さらに、補強階段３によって上階側から下階側へと伝達されるとともに、鉛直構造要素２によって基礎１に伝達されることになる。ちなみに、桁行方向の地震時水平力が既存建物Ｔに作用した場合の補強構造体Ｒとの力のやり取りは、廊下部４１の接合部Ｓ１，Ｓ２（図４の（ａ）参照）におけるせん断力と、差込部４２の接合部Ｓ４（図４の（ａ）参照）における圧縮力とを介して行われることになる。なお、補強階段３等を介して１階の基礎スラブ４まで伝達された地震力は、接合部Ｓ１，Ｓ２におけるせん断力と、接合部Ｓ４における圧縮力とを介して既存建物Ｔに伝達されることになる。
【００３５】
また、既存建物Ｔの端部に位置する鉛直構造要素２（補強柱２１）に発生した引抜力は、方立５１を介して妻柱５に伝達され、さらに、既存建物Ｔに伝達される。
【００３６】
次に、本実施形態に係る耐震補強構造の施工方法を、図６〜図１１を参照して詳細に説明する。なお、図６は、耐震改修前の既存建物Ｔを示す図である。
【００３７】
本実施形態に係る耐震補強構造の施工方法は、凹部形成工程（図７）と、補強構造体構築工程（図８〜図１０）と、エレベータ設置工程（図１１）とを含んでいる。
【００３８】
凹部形成工程は、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、既存建物Ｔに、補強構造体Ｒの差込部４２を挿入するための凹部を形成する工程である。本実施形態では、既存建物Ｔの階段室Ｔ１に設置された既存の折返し階段Ｔ６（図６参照）を撤去することで、既存建物Ｔに凹部を形成する（図７参照）。本実施形態では、既存の階段室Ｔ１を凹部としているので、既存建物Ｔに対する改築工事を小規模にすることが可能となる。
【００３９】
補強構造体構築工程は、既存建物Ｔの既存基礎Ｔ２の後方に基礎１を新設する基礎構築工程（図８参照）と、基礎１上に補強構造体Ｒの地上部分を構築する地上部構築工程（図９，図１０参照）とを備えている。
【００４０】
基礎構築工程では、図８の（ｂ）に示すように、既存建物Ｔから所定距離だけ離れた位置に杭１１を構築し、その後、杭１１の杭頭部にフーチング１２を構築する。また、エレベータＥの設置位置に合せて、エレベータ基礎６２を構築する。
【００４１】
地上部構築工程では、図１０の（ａ）および（ｂ）に示すように、基礎１上に鉛直構造要素２を立設するとともに、補強階段３および補強スラブ４を既存建物Ｔと鉛直構造要素２とに接合する。本実施形態では、まず、図９の（ａ）および（ｂ）に示すように、工場等において予め構築した差込部４２を階段室Ｔ１に設置する。具体的には、階段室Ｔ１の壁面に予め打ち込んでおいたアンカー４４（図５の（ｃ）および（ｄ）参照）に合せて差込部４２を階段室Ｔ１に挿入し、その後、差込部４２の先端部と階段室Ｔ１の床スラブＴ５との間および差込部４２の両側縁部と階段室Ｔ１の壁面との間に充填材４５（図５の（ｃ）および（ｄ）参照）を充填して、差込部４２を既存建物Ｔに接合すればよい。なお、階段室Ｔ１の壁面等に設けた受け材に差込部４２を仮支持させておき、表層材４２ｄを打設する際や他の接合部Ｓ１，Ｓ２に充填材を充填する際に充填材４５を充填してもよい。
【００４２】
既存建物Ｔの階数に対応する数の差込部４２を階断室Ｔ１に設置したら、鉛直構造要素２と廊下部４１の交差部４１Ａと踊場４３とを含むユニットＵを立設し、交差部４１Ａを差込部４２または既存建物Ｔの躯体に接合する。ユニットＵは、鉛直構造要素２に交差部４１Ａと踊場４３とを接合したものであり、工場等において構築される。なお、図５の（ａ）に示すアンカー４４は、ユニットＵを設置する前に既存建物Ｔの躯体に打ち込んでおく。また、既存建物Ｔの桁行方向の端部に位置するユニットＵには、妻柱５（図１参照）を取り付けておき、ユニットＵを基礎１上に立設した後に、既存建物Ｔの妻壁面に妻柱５を接合する。
【００４３】
続いて、図１０の（ａ）に示すように、隣り合うユニットＵ，Ｕ間に、補強階段３と、廊下部４１の渡り部４１Ｂとを架設する。補強階段３の上端部および下端部は、それぞれ、鉛直構造要素２と踊場４３とに接合する。
【００４４】
その後、図５の（ａ）に示すように、廊下部４１の床板４１ｃ、差込部４２の床板４２ｃおよび踊場４３の床板４３ｃの上面に、それぞれ、表層材４１ｄ，４２ｄ，４３ｄを敷設する。
【００４５】
エレベータ設置工程は、図１１の（ａ）および（ｂ）に示すように、補強構造体ＲにエレベータＥを付設する工程である。具体的には、エレベータ基礎６２上に柱梁架構６１を立設する工程、柱梁架構６１と補強構造体Ｒの踊場４３との間に接続床版６３を架設する工程、柱梁架構６１の内部に籠体６４（図１参照）を設置する工程などを備えている。なお、既存建物Ｔの外部にエレベータＥを設置すると、既存建物Ｔに機械室等を設ける工事が不要になるので、既存建物Ｔに対する改築工事を小規模にすることが可能となる。
【００４６】
なお、本実施形態で例示した施工手順は、施工現場の状況、既存建物Ｔの形状や構造、補強構造体Ｒの規模や構造などに応じて適宜変更することが可能である。
【００４７】
以上説明した耐震補強構造によれば、既存建物Ｔに作用した地震力の一部を補強構造体Ｒが負担するようになり、さらに、補強階段３がブレースとして機能することになるので、既存建物Ｔの保有耐力（せん断耐力）を効率よく向上させることが可能となる。
【００４８】
しかも、既存建物Ｔに作用した地震力の一部が補強階段３および補強スラブ４を介して鉛直構造要素２に伝達され、さらに、鉛直構造要素２を介して基礎１に伝達されることになるので、既存建物Ｔにかかる負担を低減することが可能となる。
【００４９】
本実施形態においては、既存建物Ｔに階段室Ｔ１に補強スラブ４の一部（差込部４２）を差し込んでいるので、既存建物Ｔと補強構造体Ｒとの間の力のやり取りが確実なものとなり、さらには、補強階段３が廊下部４１の幅の分だけ既存建物Ｔから離れているために生じる廊下部４１の面内せん断力および当該面内せん断力に起因して発生する偏心モーメントを、既存建物Ｔに伝達することが可能となるので、既存建物Ｔの保有耐力を効率よく向上させることが可能となる。
【００５０】
一方、補強階段３の存在が際立つことになるが、補強階段３がブレースの機能を兼ね備えていることについては認識され難くなるので、改修後のファサードに違和感がなくなり、耐震補強を行ったことを公言したくないという消費者のニーズに応えることが可能となる。また、複数の補強階段３，３，…をバランスよく配置しているので、景観に溶け込み易い外観となる。
【００５１】
また、既存建物Ｔの外部において補強構面に沿うように補強階段３を設置しているので、耐震改修後の垂直動線を、既存建物Ｔの既存の階段室Ｔ１の位置や数等にとらわれることなく比較的自由に計画することが可能となる。加えて、本実施形態においては、補強スラブ４の廊下部４１によって新たな水平動線が付加されることになるので、建物利用者の利便性も向上する。
【００５２】
さらに、廊下部４１の上面、差込部４２の上面および踊場４３の上面を面一にしてフラットな水平動線を形成しているので、既存建物Ｔのバリアフリー化を実現することが可能となる。
【００５３】
本実施形態のように、既存建物Ｔの外部にエレベータＥを設置すれば、既存の階段室Ｔ１の位置とは無関係に新たな垂直動線を付加することが可能となり、ひいては、建物利用者の利便性が向上する。
【００５４】
前記した耐震補強構造の構成は、適宜変更しても差し支えない。
例えば、本実施形態では、既存建物Ｔの外部に補強構造体ＲやエレベータＥを設置したが、例えば、建物の内部に吹き抜け空間が設けられている場合や床を壊して吹き抜けを設けた場合には、既存建物の内部に補強構造体ＲやエレベータＥを設置してもよい。
【００５５】
また、新設した基礎１上に鉛直構造要素２を立設した場合を例示したが、既存の基礎Ｔ２を利用できる場合には、既存の基礎Ｔ２上に鉛直構造要素２を立設してもよい。なお、地震力を基礎１に伝達する必要がない場合には、鉛直構造要素２を省略してもよい。
【００５６】
また、補強階段３の形態を鋼製の「側桁階段（ささら桁階段）」としたが、複数の踏板を連続させてなる鉄筋コンクリート製の「スラブ階段」としてもよい。
【００５７】
本実施形態では、既存建物Ｔの階段室Ｔ１に補強スラブ４の差込部４２を差し込む場合を例示したが、階段室Ｔ１を利用できない場合などにおいては、差込部４２を省略してもよい。なお、階段室Ｔ１が存在していない場合や利用できない場合には、耐震改修の際に、差込部４２を挿入可能な凹部を既存建物Ｔに新設すればよい。
【００５８】
なお、既存建物Ｔが、階段室型共同住宅である場合を例示したが、本発明の適用範囲を限定する趣旨ではなく、これ以外の形態の既存建物にも適用することができる。また、鉄筋コンクリート製の壁式ラーメン構造に限らず、例えば、壁式鉄筋コンクリート構造、コンクリート系ラーメン構造（ＲＣ造）、鉄骨系ラーメン構造（Ｓ造）、鉄骨系複合構造（ＳＲＣ造、ＣＦＴ造）の既存建物にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
Ｔ 既存建物
Ｔ１ 階段室（凹部）
Ｒ 補強構造体
１ 基礎
２ 鉛直構造要素
３ 補強階段
４ 補強スラブ
４１ 廊下部
４２ 差込部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存建物の耐震補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存建物に対する耐震補強を行いつつバリアフリー化を図ることが可能な耐震補強構造が特許文献１に開示されている。これは、高度経済成長期に建築された階段室型共同住宅（団地型集合住宅）に対する耐震補強を目的とするものであり、柱と梁とからなる外フレームを階段室型共同住宅の外側に構築し、階段室型共同住宅と外フレームとの間に廊下を新設することで、階段室型共同住宅と外フレームとの一体化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２４５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の耐震補強構造は、その外フレーム（架構）が正面視矩形枠状を呈していることから、せん断剛性が低く、既存建物の保有耐力を効率よく向上させることができない。
【０００５】
このような観点から、本発明は、既存建物の保有耐力を効率よく向上させることが可能な耐震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】
【０００６】
このような課題を解決する本発明は、既存建物に補強構造体を後付けしてなる耐震補強構造であって、前記補強構造体が、前記既存建物の補強すべき構面に沿って延在する補強スラブを具備しており、前記補強スラブは、前記既存建物に形成された凹部に挿入される差込部を有し、前記差込部の両側縁部が、それぞれ前記凹部の壁面に接合されていることを特徴とする。なお、本発明は、階段室のない既存建物にも適用することができるが、階段室が設けられている場合には、階段室を前記凹部として利用するとよい。
【０００７】
本発明によれば、補強スラブの面内せん断抵抗によって、既存建物に作用するせん断力を確実に負担することが可能となり、ひいては、既存建物の保有耐力を効率よく向上させることが可能となる。すなわち、既存建物の凹部に補強スラブの差込部を挿入すると、補強スラブの面内せん断力が凹部と差込部の圧縮力として伝達されることになり、また、偏心モーメントが凹部と差込部のせん断力として伝達されることになるので、接合部に引張力が生じない仕組みとなる。
【０００８】
前記補強構造体が、前記既存建物の補強すべき構面に沿って斜めに延在する補強階段を具備している場合には、前記補強階段がブレースとして機能し、前記既存建物に作用した地震時せん断力が前記補強スラブを介して前記補強階段に伝達され、前記補強階段によって、地震時せん断力が上階側から下階側へと伝達される。補強階段を設けると、補強階段がブレースとなって地震時せん断力を下層階へ伝達するので、既存建物の保有耐力を効率よく向上させることが可能となる。また、既存建物の補強すべき構面に沿って補強階段を設置しているので、耐震改修後の垂直動線を、既存建物の階段室の位置や数等にとらわれることなく比較的自由に計画することが可能となる。なお、前記補強スラブは、前記階段室から前記補強階段に至る廊下として利用するとよい。
【０００９】
ところで、耐震補強のみを目的とする補強部材（例えば、枠付きブレースなど）を用いて既存建物を改修すると、補強部材の存在が際立ってしまい、耐震改修を行ったことが一目で明らかになってしまうことから、既存建物の古さや強度不足であったことなどが露呈してしまうが、補強階段をブレースとして利用すれば、補強階段の存在に目を奪われるので、耐震補強を行ったことが認識され難く、改修後のファサードに違和感がなくなる。
【００１０】
補強階段の平面形式に制限はないが、ブレースとして機能させることを考慮すると、折返し部のない「直階段」であることが望ましい。また、補強階段の構造形式に制限はなく、複数の踏板を連続させてなる「スラブ階段」としてもよいが、好適には、階段勾配で傾斜して前記既存建物の躯体に接合される支持桁と、前記支持桁に支持される踏板とを備える「側桁階段」や「ささら桁階段」であることが望ましい。なお、補強階段が支持桁を具備している場合には、支持桁によって、地震時せん断力が上階側から下階側へと伝達されることになる。
【００１１】
前記既存建物と前記補強階段との間に補強スラブを介設してもよい。このようにすると、前記既存建物と前記補強階段との間の力のやり取りが補強スラブを介して行われることになる。また、補強スラブの高さを既存のスラブと合せて設置すると、より力の伝達が円滑になって合理的である。更にこの補強スラブを前記既存建物の補強すべき構面に沿う廊下として用いることで、新たな水平動線が付加されて、利用者の利便性が向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るによれば、既存建物の保有耐力を効率よく向上させることが可能となり、しかも、耐震改修後の垂直動線を比較的自由に計画することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る耐震補強構造を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係る耐震補強構造を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】補強構造体を示す拡大斜視図である。
【図４】（ａ）は図２の（ａ）のＹ−Ｙ線断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図５】（ａ）は図４のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は図４のＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】耐震改修前の既存建物を示す断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ１−Ｗ１線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ１−Ｚ１線断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る耐震補強構造の構築方法を説明するための断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ２−Ｗ２線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ２−Ｚ２線断面図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ３−Ｗ３線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ３−Ｚ３線断面図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ４−Ｗ４線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ４−Ｚ４線断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ５−Ｗ５線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ５−Ｚ５線断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図であって、（ａ）は（ｂ）のＷ６−Ｗ６線断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ６−Ｚ６線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施形態に係る耐震補強構造は、図１に示すように、既存建物Ｔと、この既存建物Ｔに後付けされた補強構造体Ｒと、この補強構造体Ｒの後側に設けられたエレベータＥとを備えて構成されている。なお、以下の説明における「前」「後」は図１の状態を基準とし、既存建物Ｔのベランダ側を「前側」とし、階段室Ｔ１側を「後側」とする。
【００１５】
既存建物Ｔは、供用を開始している多層階建ての階段室型共同住宅であり、後側の外壁面に開口する複数の階段室（凹部）Ｔ１，Ｔ１，…を備えている。階段室Ｔ１に設置されていた既存の折返し階段（図示略）は撤去されている。
【００１６】
既存建物Ｔの躯体は、その構成に制限はないが、鉄筋コンクリート製の壁式ラーメン構造であり、桁行方向（長手方向）に沿って形成された柱梁構造（ラーメン構造）と、梁間方向（短手方向）に沿って形成された構造壁（耐震壁）とを備えて構成されている。なお、以下の実施形態では、桁行方向の耐震強度が不足していることで既存不適格となっている既存建物Ｔを想定し、桁行方向の耐震強度を補強する場合を例示する。つまり、既存建物Ｔの補強すべき構面（以下、「補強構面」という。）が既存建物Ｔの桁行方向に沿って形成された外壁面に沿っている場合を例示する。
【００１７】
補強構造体Ｒは、既存建物Ｔに作用した地震力の一部を負担するものであり、既存建物Ｔの桁行方向に間隔をあけて並設された複数の基礎１，１，…と、基礎１，１，…から立ち上がる複数の鉛直構造要素２，２，…と、既存建物Ｔの補強構面に沿って延在する複数の補強階段３，３，…と、上下方向に間隔をあけて並設された複数段の補強スラブ４，４，…と、この補強スラブ４，４，…の桁行方向の両端部に設けられた妻柱５，５と、を具備している。なお、補強階段３や補強スラブ４には、図示せぬ防護柵が設置される。
【００１８】
基礎１は、耐震改修のために新設されたものであり、図２の（ｂ）に示すように、既存建物Ｔの基礎Ｔ２の後方に構築されている。基礎１の構造形式に特に制限はないが、本実施形態では、杭１１と、その杭頭部に形成されたフーチング１２とを備えて構成されている。杭１１は、現場打ち杭であってもよいし、既製杭であってもよい。
【００１９】
鉛直構造要素２は、補強階段３と補強スラブ４とを支持するものであり、既存建物Ｔの補強構面に沿って立設されていて、本実施形態では、既存建物Ｔの天端と略同じ高さ位置にまで達している。図２の（ａ）に示すように、鉛直構造要素２，２，…のうち、桁行方向の両端部に位置する鉛直構造要素２は、一本の補強柱２１からなり、その他の鉛直構造要素２は、下端部において互いに連結された一対の補強柱２１，２１からなる。補強柱２１は、基礎１に接合されており、鉛直構造要素２の下端部には、根巻き２２が施されている。補強柱２１の構造形式等に特に制限はなく、鋼管、鉄骨、鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリート、充填型鋼管コンクリートなどの中から適宜なものを選択すればよい。なお、基礎１と補強柱２１とは、剛接合としてもよいし、半剛接合としてもよい。
【００２０】
補強階段３は、上下階の移動手段（垂直動線）としての役割に加えて、既存建物Ｔの保有耐力（せん断耐力）を向上させるブレースとしての役割を担うものであり、桁行方向に隣り合う鉛直構造要素２，２の一方に上端部が接続され、他方に下端部が接続されていて、既存建物Ｔ（図２の（ｂ）参照）に作用した地震時せん断力を上階側から下階側へと伝達する。本実施形態の補強階段３は、隣接階を直線状に繋ぐ直階段であり、補強柱２１と補強スラブ４とで形成された正面視矩形状の枠体の対角線に沿って配置されていて、下階の踊場４３とその斜め上方に位置する上階の踊場４３とに通じている（図３参照）。
【００２１】
補強階段３の位置、個数、向き（傾斜方向）などに制限はないが、本実施形態では、複数の補強階段３，３，…が、最上階（最上層）を除く各階（各層）において左右対称となるように配置されている。なお、いずれの補強階段３も、既存建物Ｔの外側に向かう方向が「上り」となるように配置されている。また、本実施形態では、一階の中央部に配置された補強階段３が、上階（本実施形態では、二階および三階）に配置された補強階段３と踊場４３を介して直線状に連なっており、多層階に跨る直階段を形成している。複数の補強階段３，３，…により形成された直階段は、中央の鉛直構造要素２の左右に一組ずつ形成されており、Ｖ字状に対向している。また、補強構造体Ｒの両端部には、最上階を除く各階に補強階段３が配置されている。
【００２２】
図３を参照して、補強階段３の構成をより詳細に説明する。この図に示すように、補強階段３は、階段勾配で傾斜する第一支持桁３１および第二支持桁３２と、この両支持桁３１，３２に支持される踏板３３，３３，…とを備えて構成されている。支持桁３１，３２は、いずれもＨ形鋼からなり、踏板３３，３３，…を挟んで対向している。
【００２３】
第一支持桁３１は、桁行方向に隣り合う補強柱２１，２１を含む構面（補強構面に平行な構面）内に配置されており、桁行方向に隣り合う補強柱２１，２１の一方に第一支持桁３１の上端部が接続され、他方に第一支持桁３１の下端部が接続されている。より詳細に、第一支持桁３１は、補強柱２１，２１と補強スラブ４の梁材４１ｂ，４１ｂとで形成された正面視矩形状の架構の対角線に沿って配置されている。補強柱２１と第一支持桁３１の接合方法に制限はなく、例えば、溶接やボルト接合等の方法を用いることができる。第二支持桁３２は、第一支持桁３１と平行に設けられており、その上下端が踊場４３に接続されている。
【００２４】
図１に示すように、補強スラブ４，４，…は、最上段の補強スラブ４を除き、既存建物Ｔと補強階段３との間に介設されている。図４を参照して、補強スラブ４の構成をより詳細に説明する。なお、図４に示す補強スラブ４は、五階の補強スラブ４である。
【００２５】
補強スラブ４は、図４の（ａ）に示すように、既存建物Ｔの補強構面に沿って横方向に延在する廊下部４１と、既存建物Ｔの既存の階段室（凹部）Ｔ１に挿入される差込部４２と、廊下部４１から後方に向かって張り出す踊場４３とを備えて構成されている。補強スラブ４は、既存建物Ｔのスラブと同じレベル（高さ）に設置される（図２の（ｂ）参照）。
【００２６】
廊下部４１は、差込部４２と補強階段３とを繋ぐ水平動線を形成するものであり、既存建物Ｔと鉛直構造要素２との間に配置されており、かつ、既存建物Ｔおよび鉛直構造要素２に接合されている。なお、以下の説明においては、廊下部４１のうち、差込部４２または踊場４３と交差する部位（鉛直構造要素２の前側に位置する部位）を交差部４１Ａと称し、桁行方向に隣り合う交差部４１Ａ，４１Ａを繋ぐ部位を渡り部４１Ｂと称する。
【００２７】
廊下部４１は、既存建物Ｔの補強構面に沿って延在していて、第一接合部Ｓ１，Ｓ１および第二接合部Ｓ２，Ｓ２において既存建物Ｔの躯体に接合されている。第一接合部Ｓ１は、廊下部４１の桁行方向の端部に設けられており、第二接合部Ｓ２は、差込部４２，４２の間に位置する鉛直構造要素２の前側（既存建物Ｔ側）に設けられている。なお、廊下部４１は、図５の（ａ）に示すように、既存建物Ｔの躯体に打ち込まれたアンカー４４と、既存建物Ｔと廊下部４１との間に充填された充填材４５とを利用して、既存建物Ｔに接合されている。
【００２８】
廊下部４１の構成に制限はないが、本実施形態では、図４の（ｂ）に示すように、既存建物Ｔの補強構面に沿って配置される第一の梁材４１ａと、鉛直構造要素２，２に架設される第二の梁材４１ｂと、梁材４１ａ，４１ｂに架設される床板４１ｃ（図５の（ａ）および（ｂ）参照）と、この床板４１ｃ上に敷設される表層材４１ｄとを備えて構成されている。図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、梁材４１ａ，４１ｂは、Ｈ形鋼からなり、床板４１ｃは、リブ付き鋼板からなる。また、表層材４１ｄは、モルタルなどのセメント系材料からなる。なお、図示は省略するが、廊下部４１を鉄筋コンクリートスラブなどとしても差し支えない。
【００２９】
図４の（ａ）に示すように、差込部４２は、既存建物Ｔの出入口Ｔ３と廊下部４１とを繋ぐ水平動線を形成するとともに、既存建物Ｔと補強構造体Ｒとの間の力のやり取りを確実ならしめるためのものであり、鉛直構造要素２の前側において廊下部４１（交差部４１Ａ）に接続されている。差込部４２は、廊下部４１から階段室Ｔ１の奥に向かって張り出していて、その突端に設けられた第三接合部Ｓ３において階段室Ｔ１に残置された床スラブＴ５（既存建物Ｔの躯体）に接合され、両側縁部に設けられた第四接合部Ｓ４，Ｓ４において階段室Ｔ１の壁面（既存建物Ｔの躯体）に接合されている。なお、水平力は、主として第四接合部Ｓ４における圧縮力とせん断力（階段室Ｔ１の壁面と差込部４３の間の圧縮力とせん断力）を介して伝達されるため、第三接合部Ｓ３を省略してもよい。
【００３０】
差込部４２の構成に制限はないが、本実施形態では、図４の（ｂ）に示すように、廊下部４１から張り出す一対の第一の梁材４２ａ，４２ａと、第一の梁材４２ａ，４２ａを連結するように設けられた一対の第二の梁材４２ｂ，４２ｂと、梁材４２ａ，４２ｂに架設される床板４２ｃ（図５の（ｃ）および（ｄ）参照）と、この床板４２ｃ上に敷設される表層材４２ｄとを備えて構成されている。図５の（ｃ）に示すように、廊下部４１の上面と差込部４２の上面とは、面一になっている。また、図５の（ｃ）および（ｄ）に示すように、差込部４２は、アンカー４４と充填材４５とを利用して既存建物Ｔの躯体に接合されている。また、差込部４２を鉄筋コンクリートスラブとしても勿論差し支えない。
【００３１】
図４の（ａ）に示すように、踊場４３は、補強階段３と廊下部４１またはエレベータＥとを繋ぐ水平動線を形成するものであり、鉛直構造要素２の位置において廊下部４１（交差部４１Ａ）から後方に向かって張り出している。なお、補強構造体Ｒの桁行方向の中央部に位置する踊場４３は、エレベータＥの接続床版６３（図１参照）に接続され、その他の踊場４３は、補強階段３に接続される。踊場４３の構成に制限はないが、本実施形態では、図４の（ｂ）に示すように、廊下部４１から張り出す一対の第一の梁材４３ａ，４３ａと、第一の梁材４３ａ，４３ａを連結するように設けられた第二の梁材４３ｂと、梁材４３ａ，４３ｂに架設される床板４３ｃ（図５の（ｃ）参照）と、この床板４３ｃ上に敷設される表層材４３ｄとを備えて構成されている。なお、図５の（ｃ）に示すように、廊下部４１の上面と踊場４３の上面とは、面一になっている。
【００３２】
図１に示す妻柱５は、既存建物Ｔの桁行方向の端部と補強構造体Ｒとの間の力のやり取りを確実ならしめるために設けられたものであり、補強スラブ４，４，…の前側（既存建物Ｔ側）において補強スラブ４，４，…を上下に連結し、かつ、既存建物Ｔの妻壁面に接合される（図４の（ａ）参照）。なお、図示は省略するが、妻柱５は、既存建物Ｔの妻壁面に打ち込まれたアンカーを利用して既存建物Ｔに接合される。また、妻柱５の下端部は、方立５１を介して鉛直構造要素２に接続されている。
【００３３】
エレベータＥは、既存建物Ｔのバリアフリー化を実現するとともに、既存建物Ｔの外部に新たな垂直動線を付加するものであり、補強構造体Ｒを挟んで既存建物Ｔと対峙するような位置に設けられていて、その出入口が廊下部４１に面している。エレベータＥの設置位置は、補強構造体Ｒに接続可能な範囲で自由に計画することができるが、本実施形態のエレベータＥは、既存建物Ｔの桁行方向の中央部に設置されており、中央の階段室Ｔ１に対峙している。エレベータＥの構成にも制限はないが、本実施形態では、エレベータシャフトを形成する柱梁架構６１と、この柱梁架構６１を支持するエレベータ基礎６２と、補強構造体Ｒの中央部に位置する踊場４３，４３，…に接続される接続床版６３，６３，…と、エレベータシャフトの中を昇降する籠体６４と、この籠体６４を昇降させる図示せぬ昇降装置と、を備えて構成されている。
【００３４】
このように構成された耐震補強構造においては、既存建物Ｔに作用した地震力が、補強構造体Ｒによって負担されることになる。また、既存建物Ｔに桁行方向に作用した地震時水平力や地震時せん断力は、補強スラブ４を介して鉛直構造要素２と補強階段３とに伝達され、さらに、補強階段３によって上階側から下階側へと伝達されるとともに、鉛直構造要素２によって基礎１に伝達されることになる。ちなみに、桁行方向の地震時水平力が既存建物Ｔに作用した場合の補強構造体Ｒとの力のやり取りは、廊下部４１の接合部Ｓ１，Ｓ２（図４の（ａ）参照）におけるせん断力と、差込部４２の接合部Ｓ４（図４の（ａ）参照）における圧縮力とを介して行われることになる。なお、補強階段３等を介して１階の基礎スラブ４まで伝達された地震力は、接合部Ｓ１，Ｓ２におけるせん断力と、接合部Ｓ４における圧縮力とを介して既存建物Ｔに伝達されることになる。
【００３５】
また、既存建物Ｔの端部に位置する鉛直構造要素２（補強柱２１）に発生した引抜力は、方立５１を介して妻柱５に伝達され、さらに、既存建物Ｔに伝達される。
【００３６】
次に、本実施形態に係る耐震補強構造の施工方法を、図６〜図１１を参照して詳細に説明する。なお、図６は、耐震改修前の既存建物Ｔを示す図である。
【００３７】
本実施形態に係る耐震補強構造の施工方法は、凹部形成工程（図７）と、補強構造体構築工程（図８〜図１０）と、エレベータ設置工程（図１１）とを含んでいる。
【００３８】
凹部形成工程は、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、既存建物Ｔに、補強構造体Ｒの差込部４２を挿入するための凹部を形成する工程である。本実施形態では、既存建物Ｔの階段室Ｔ１に設置された既存の折返し階段Ｔ６（図６参照）を撤去することで、既存建物Ｔに凹部を形成する（図７参照）。本実施形態では、既存の階段室Ｔ１を凹部としているので、既存建物Ｔに対する改築工事を小規模にすることが可能となる。
【００３９】
補強構造体構築工程は、既存建物Ｔの既存基礎Ｔ２の後方に基礎１を新設する基礎構築工程（図８参照）と、基礎１上に補強構造体Ｒの地上部分を構築する地上部構築工程（図９，図１０参照）とを備えている。
【００４０】
基礎構築工程では、図８の（ｂ）に示すように、既存建物Ｔから所定距離だけ離れた位置に杭１１を構築し、その後、杭１１の杭頭部にフーチング１２を構築する。また、エレベータＥの設置位置に合せて、エレベータ基礎６２を構築する。
【００４１】
地上部構築工程では、図１０の（ａ）および（ｂ）に示すように、基礎１上に鉛直構造要素２を立設するとともに、補強階段３および補強スラブ４を既存建物Ｔと鉛直構造要素２とに接合する。本実施形態では、まず、図９の（ａ）および（ｂ）に示すように、工場等において予め構築した差込部４２を階段室Ｔ１に設置する。具体的には、階段室Ｔ１の壁面に予め打ち込んでおいたアンカー４４（図５の（ｃ）および（ｄ）参照）に合せて差込部４２を階段室Ｔ１に挿入し、その後、差込部４２の先端部と階段室Ｔ１の床スラブＴ５との間および差込部４２の両側縁部と階段室Ｔ１の壁面との間に充填材４５（図５の（ｃ）および（ｄ）参照）を充填して、差込部４２を既存建物Ｔに接合すればよい。なお、階段室Ｔ１の壁面等に設けた受け材に差込部４２を仮支持させておき、表層材４２ｄを打設する際や他の接合部Ｓ１，Ｓ２に充填材を充填する際に充填材４５を充填してもよい。
【００４２】
既存建物Ｔの階数に対応する数の差込部４２を階断室Ｔ１に設置したら、鉛直構造要素２と廊下部４１の交差部４１Ａと踊場４３とを含むユニットＵを立設し、交差部４１Ａを差込部４２または既存建物Ｔの躯体に接合する。ユニットＵは、鉛直構造要素２に交差部４１Ａと踊場４３とを接合したものであり、工場等において構築される。なお、図５の（ａ）に示すアンカー４４は、ユニットＵを設置する前に既存建物Ｔの躯体に打ち込んでおく。また、既存建物Ｔの桁行方向の端部に位置するユニットＵには、妻柱５（図１参照）を取り付けておき、ユニットＵを基礎１上に立設した後に、既存建物Ｔの妻壁面に妻柱５を接合する。
【００４３】
続いて、図１０の（ａ）に示すように、隣り合うユニットＵ，Ｕ間に、補強階段３と、廊下部４１の渡り部４１Ｂとを架設する。補強階段３の上端部および下端部は、それぞれ、鉛直構造要素２と踊場４３とに接合する。
【００４４】
その後、図５の（ａ）に示すように、廊下部４１の床板４１ｃ、差込部４２の床板４２ｃおよび踊場４３の床板４３ｃの上面に、それぞれ、表層材４１ｄ，４２ｄ，４３ｄを敷設する。
【００４５】
エレベータ設置工程は、図１１の（ａ）および（ｂ）に示すように、補強構造体ＲにエレベータＥを付設する工程である。具体的には、エレベータ基礎６２上に柱梁架構６１を立設する工程、柱梁架構６１と補強構造体Ｒの踊場４３との間に接続床版６３を架設する工程、柱梁架構６１の内部に籠体６４（図１参照）を設置する工程などを備えている。なお、既存建物Ｔの外部にエレベータＥを設置すると、既存建物Ｔに機械室等を設ける工事が不要になるので、既存建物Ｔに対する改築工事を小規模にすることが可能となる。
【００４６】
なお、本実施形態で例示した施工手順は、施工現場の状況、既存建物Ｔの形状や構造、補強構造体Ｒの規模や構造などに応じて適宜変更することが可能である。
【００４７】
以上説明した耐震補強構造によれば、既存建物Ｔに作用した地震力の一部を補強構造体Ｒが負担するようになり、さらに、補強階段３がブレースとして機能することになるので、既存建物Ｔの保有耐力（せん断耐力）を効率よく向上させることが可能となる。
【００４８】
しかも、既存建物Ｔに作用した地震力の一部が補強階段３および補強スラブ４を介して鉛直構造要素２に伝達され、さらに、鉛直構造要素２を介して基礎１に伝達されることになるので、既存建物Ｔにかかる負担を低減することが可能となる。
【００４９】
本実施形態においては、既存建物Ｔに階段室Ｔ１に補強スラブ４の一部（差込部４２）を差し込んでいるので、既存建物Ｔと補強構造体Ｒとの間の力のやり取りが確実なものとなり、さらには、補強階段３が廊下部４１の幅の分だけ既存建物Ｔから離れているために生じる廊下部４１の面内せん断力および当該面内せん断力に起因して発生する偏心モーメントを、既存建物Ｔに伝達することが可能となるので、既存建物Ｔの保有耐力を効率よく向上させることが可能となる。
【００５０】
一方、補強階段３の存在が際立つことになるが、補強階段３がブレースの機能を兼ね備えていることについては認識され難くなるので、改修後のファサードに違和感がなくなり、耐震補強を行ったことを公言したくないという消費者のニーズに応えることが可能となる。また、複数の補強階段３，３，…をバランスよく配置しているので、景観に溶け込み易い外観となる。
【００５１】
また、既存建物Ｔの外部において補強構面に沿うように補強階段３を設置しているので、耐震改修後の垂直動線を、既存建物Ｔの既存の階段室Ｔ１の位置や数等にとらわれることなく比較的自由に計画することが可能となる。加えて、本実施形態においては、補強スラブ４の廊下部４１によって新たな水平動線が付加されることになるので、建物利用者の利便性も向上する。
【００５２】
さらに、廊下部４１の上面、差込部４２の上面および踊場４３の上面を面一にしてフラットな水平動線を形成しているので、既存建物Ｔのバリアフリー化を実現することが可能となる。
【００５３】
本実施形態のように、既存建物Ｔの外部にエレベータＥを設置すれば、既存の階段室Ｔ１の位置とは無関係に新たな垂直動線を付加することが可能となり、ひいては、建物利用者の利便性が向上する。
【００５４】
前記した耐震補強構造の構成は、適宜変更しても差し支えない。
例えば、本実施形態では、既存建物Ｔの外部に補強構造体ＲやエレベータＥを設置したが、例えば、建物の内部に吹き抜け空間が設けられている場合や床を壊して吹き抜けを設けた場合には、既存建物の内部に補強構造体ＲやエレベータＥを設置してもよい。
【００５５】
また、新設した基礎１上に鉛直構造要素２を立設した場合を例示したが、既存の基礎Ｔ２を利用できる場合には、既存の基礎Ｔ２上に鉛直構造要素２を立設してもよい。なお、地震力を基礎１に伝達する必要がない場合には、鉛直構造要素２を省略してもよい。
【００５６】
また、補強階段３の形態を鋼製の「側桁階段（ささら桁階段）」としたが、複数の踏板を連続させてなる鉄筋コンクリート製の「スラブ階段」としてもよい。
【００５７】
本実施形態では、既存建物Ｔの階段室Ｔ１に補強スラブ４の差込部４２を差し込む場合を例示したが、階段室Ｔ１を利用できない場合などにおいては、差込部４２を省略してもよい。なお、階段室Ｔ１が存在していない場合や利用できない場合には、耐震改修の際に、差込部４２を挿入可能な凹部を既存建物Ｔに新設すればよい。
【００５８】
なお、既存建物Ｔが、階段室型共同住宅である場合を例示したが、本発明の適用範囲を限定する趣旨ではなく、これ以外の形態の既存建物にも適用することができる。また、鉄筋コンクリート製の壁式ラーメン構造に限らず、例えば、壁式鉄筋コンクリート構造、コンクリート系ラーメン構造（ＲＣ造）、鉄骨系ラーメン構造（Ｓ造）、鉄骨系複合構造（ＳＲＣ造、ＣＦＴ造）の既存建物にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
Ｔ 既存建物
Ｔ１ 階段室（凹部）
Ｒ 補強構造体
１ 基礎
２ 鉛直構造要素
３ 補強階段
４ 補強スラブ
４１ 廊下部
４２ 差込部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建物に補強構造体を後付けしてなる耐震補強構造であって、
前記補強構造体が、前記既存建物の補強すべき構面に沿って延在する補強スラブを具備しており、
前記補強スラブは、前記既存建物に形成された凹部に挿入される差込部を有し、
前記差込部の両側縁部が、それぞれ前記凹部の壁面に接合されていることを特徴とする耐震補強構造。
【請求項２】
前記補強構造体が、前記既存建物の補強すべき構面に沿って斜めに延在する補強階段を具備しており、
前記補強階段は、ブレースとして機能し、
前記既存建物に作用した地震時せん断力が前記補強スラブを介して前記補強階段に伝達され、
前記補強階段によって、地震時せん断力が上階側から下階側へと伝達され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】
前記凹部が、前記既存建物の階段室であり、
前記補強スラブは、前記階段室から前記補強階段に至る廊下として利用される廊下部を有す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】
前記補強スラブは、前記既存建物のスラブと同じ高さに設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の耐震補強構造。
【請求項１】
既存建物に補強構造体を後付けしてなる耐震補強構造であって、
前記補強構造体が、前記既存建物の補強すべき構面に沿って延在する補強スラブを具備しており、
前記補強スラブは、前記既存建物に形成された凹部に挿入される差込部を有し、
前記差込部の両側縁部が、それぞれ前記凹部の壁面に接合されていることを特徴とする耐震補強構造。
【請求項２】
前記補強構造体が、前記既存建物の補強すべき構面に沿って斜めに延在する補強階段を具備しており、
前記補強階段は、ブレースとして機能し、
前記既存建物に作用した地震時せん断力が前記補強スラブを介して前記補強階段に伝達され、
前記補強階段によって、地震時せん断力が上階側から下階側へと伝達され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】
前記凹部が、前記既存建物の階段室であり、
前記補強スラブは、前記階段室から前記補強階段に至る廊下として利用される廊下部を有す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】
前記補強スラブは、前記既存建物のスラブと同じ高さに設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項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２０１２−９７５６５（Ｐ２０１２−９７５６５Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３７１８８（Ｐ２０１２−３７１８８）
【出願日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【分割の表示】特願２００７−１７５７９７（Ｐ２００７−１７５７９７）の分割
【原出願日】平成１９年７月４日（２００７．７．４）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【分割の表示】特願２００７−１７５７９７（Ｐ２００７−１７５７９７）の分割
【原出願日】平成１９年７月４日（２００７．７．４）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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