特許 5978069 補強構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5978069

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】補強構造

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20160817BHJP

【ＦＩ】

   E04G23/02 D

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-189704(P2012-189704)

(22)【出願日】2012年8月30日

(65)【公開番号】特開2014-47488(P2014-47488A)

(43)【公開日】2014年3月17日

【審査請求日】2015年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100129067

【弁理士】

【氏名又は名称】町田 能章

(72)【発明者】

【氏名】藤村 太史郎

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕美

【審査官】 西村 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２８３４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３１７１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０３２３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０９７０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１２９９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５６１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００２０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３６２８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｅ０４Ｈ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

既存建物の外周部に位置する既存水平部材と、前記既存水平部材の上下にそれぞれ配設された一対の補強梁と、上下階の前記既存水平部材の間に立設された補強柱と、前記既存水平部材を貫通する複数本の貫通鉄筋と、を備える補強構造であって、
前記一対の補強梁は、前記既存水平部材を挟んで対向する位置に配設されており、
前記複数の貫通鉄筋は、前記一対の補強梁の間に配設されており、
前記既存水平部材と前記各補強梁との間には、固化材が充填されており、
前記補強柱の両側面から前記補強梁が延設されていることを特徴とする、補強構造。

【請求項2】

前記補強梁の前記既存水平部材側の面には、スタッド材が立設されており、
前記補強柱の上下端には、それぞれエンドプレートが一体に固定されていて、
上下階の前記補強柱は、前記エンドプレートを貫通した接合部材によって前記既存水平部材に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、補強構造に関する。
詳しくは、既存建物の外周部に取り付く水平部材と、水平部材の上面および下面に配設された一対の補強梁とを、水平部材を貫通させた貫通鉄筋を介して緊結して一体化する補強構造に関する。

【背景技術】

【0002】

既存建物の耐震補強構造として、既存建物の外部に補強架構を増設する場合がある（非特許文献１参照）。
補強架構を既存建物へ接合する手段としては、既存建物の外周に形成されたバルコニー等の床スラブや先端小梁等の既存の躯体に後施工アンカー等を打ち込み、これに補強架構の梁を固定することにより行うのが一般的である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】「既存鉄筋コンクリート造建築物の『外側耐震改修マニュアル』−枠付鉄骨ブレースによる補強−」、財団法人日本建築防災協会、平成１４年９月、第４４−４６頁、７７頁

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

後施工アンカーは、その軸径に基いて必要な埋め込み長さや配設ピッチ等が規定されている。
ところが、既存の躯体の部材厚が、後施工アンカーに必要な埋め込み長さを確保するための大きさを備えていない場合には、前記従来の施工方法により耐震補強構造を構築することができなかった。

【0005】

また、後施工アンカーの躯体構造への打ち込みは、騒音や振動が伴うため、後施工アンカーを多数打ち込む必要がある従来の耐震補強構造は、供用中の既存建物に適用すると、建物利用者に不快感を与える場合があった。

【0006】

なお、後施工アンカーを採用できない場合には、一対の鋼板により躯体を挟むとともに、緊張材を介してこれらの鋼板を躯体に圧着させる場合があるが、緊張材へ緊張力を導入する作業に手間がかかる。

【0007】

本発明は、前記の問題点を解決するものであり、低コストで、かつ、既存の躯体構造の部材厚等に制限されることなく施工することが可能な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】

【0008】

前記課題を解決するために、本発明の補強構造は、既存建物の外周部に位置する既存水平部材と、前記既存水平部材の上下にそれぞれ配設された一対の補強梁と、上下階の前記既存水平部材の間に立設された補強柱と、前記既存水平部材を貫通する複数本の貫通鉄筋とを備えるものであって、前記一対の補強梁は前記既存水平部材を挟んで対向する位置に配設されており、前記複数の貫通鉄筋は前記一対の補強梁の間に配設されており、前記既存水平部材と前記各補強梁との間には固化材が充填されており、前記補強柱の両側面から前記補強梁が延設されていることを特徴としている。

【0009】

かかる補強構造によれば、既存水平部材の部材厚が小さい場合であっても、補強架構と既存水平部材とを一体化することができる。そのため、緊張材への緊張作業等を要しないため、作業が容易である。

【0010】

なお、前記補強梁の前記既存水平部材側の面にスタッド材が立設されており、前記補強柱の上下端には、それぞれエンドプレートが一体に固定されていて、上下階の前記補強柱は、前記エンドプレートを貫通した接合部材によって前記既存水平部材に固定されていれば、補強梁と既存水平部材との接合性がより高まる。

【発明の効果】

【0011】

本発明の補強構造によれば、鋼板で躯体を補強する事無く、または、躯体をコンクリートで増打ちする事無く、低コストで、かつ、既存の躯体構造の部材厚等に限定されることなく、水平部材と上下面から挟み込むように配設された補強梁とを、水平部材を貫通させた貫通鉄筋を介することで一体化させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る補強構造を示す斜視図である。

【図2】図１に示す補強構造の一部を示す正面図である。

【図3】図１に示す補強構造の一部を示す断面図である。

【図4】図２のＡ−Ａ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本実施形態の補強構造１は、図１に示すように、既存建物３０の外周部に位置する既存水平部材３１と、既存建物３０の外周部の外側に設置される補強架構１０と、既存水平部材３１を貫通する複数本の貫通鉄筋２０（図２参照）とを備えている。

【0014】

補強架構１０は、補強柱１１と、補強柱１１と直交する方向に補強柱１１の側面から延設された補強梁１２とを備えて構成されている。

【0015】

補強架構１０には、階毎（上下の既存水平部材３１，３１の間）に上下２段の補強梁１２が形成されていて、左右の補強柱１１，１１と上下の補強梁１２，１２とにより、矩形状の枠体が階毎に形成されている。

【0016】

補強架構１０は、既存建物３０の各階のバルコニーにおいて、外壁面または窓枠に隣接して形成されている。
補強架構１０（補強柱１１および補強梁１２）を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態ではＨ形鋼により構成している。

【0017】

補強柱１１は、図２に示すように、上下の既存水平部材３１，３１の間に配置されている。補強柱１１の上端は、接合部材５０を介して上階の既存水平部材３１に固定されており、補強柱１１の下端は、接合部材５０を介して下階の既存水平部材３１に固定されている。

【0018】

補強柱１１の上下端には、それぞれエンドプレート１３，１３が一体に固定されている。
エンドプレート１３には、補強柱１１の軸心（本実施形態ではＨ形鋼のウェブ）に隣接して、ボルト孔が形成されている。

【0019】

ボルト孔は、接合部材５０を挿通するための貫通孔であって、補強柱１１のウェブを挟んで対向する位置に形成されている。

【0020】

本実施形態の接合部材５０は、ボルト５１とボルト５１に螺着されるナット５２とを有している。なお、接合部材５０の構成は限定されない。また、接合部材５０は、必要に応じて配設すればよい。

【0021】

ボルト５１の軸部は、既存水平部材３１を貫通しているとともに、既存水平部材３１の上下に配設された補強柱１１，１１のエンドプレート１３のボルト孔をそれぞれ貫通している。

【0022】

ボルト５１の頭部は、下階の補強柱１１のエンドプレート１３の下面に当接している。
また、ボルト５１の先端部は、上階の補強柱１１のエンドプレート１３の上方に突出しており、この突出部分にナット５２が螺着されている。

【0023】

この状態でナット５２を締め付けることで、上下のエンドプレート１３，１３を既存水平部材３１に固定している。
なお、下階の補強柱１１のエンドプレート１３の上面にはナット５３が溶接されていて、ナット５３にはボルト５１の軸部が貫通している。

【0024】

なお、エンドプレート１３と既存水平部材３１との間には、モルタル等の高さ調整材が介設されている。

【0025】

補強梁１２は、補強柱１１の上部および下部の側面から補強柱１１と直交する方向に延設されている。つまり、階毎に上下２段の補強梁１２，１２が配設されている。
また、上階の下側の補強梁１２と下階の上側の補強梁１２は、既存水平部材３１を挟んで対向している。

【0026】

上下の補強梁１２は、それぞれ上下の既存水平部材３１との間に隙間あけて配設されている。
補強梁１２と既存水平部材３１との隙間には、固化材４０が充填されている。固化材４０を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態では、無収縮モルタルを使用する。

【0027】

図２に示すように、同一階に配設された上下の補強梁１２，１２同士の間隔は、上階の既存水平部材３１と上段の補強梁１２との間隔よりも大きく、かつ、下階の既存水平梁３１と下段の補強梁１２との間隔よりも大きくなっているので、室内からの視界が補強梁１２により遮られることがない。

【0028】

本実施形態の補強梁１２は、左右に配設された梁部材１２ａ同士を連結することにより形成されている。
梁部材１２ａは、各階（上下の既存水平部材３１の間）の補強柱１１の側面から補強柱１１と直交する方向（左右）に延設されている。

【0029】

左右に隣り合う梁部材１２ａ同士の連結は、梁部材１２ａの端面同士を突き合わせた状態でスプライスプレート１４を介して梁部材１２ａのウェブ同士を接合することにより行う。
つまり、左右の梁部材１２ａの境界を跨ぐように配設された前後一対のスプライスプレート１４によりウェブを前後から挟むとともに、スプライスプレート１４およびウェブを貫通したボルトにより締着すると、梁部材１２ａ同士が連結される。

【0030】

本実施形態では、図１に示すように、左右に隣接する梁部材１２ａ同士の接合位置を、補強梁１２に作用する曲げモーメントが小さくなる位置（左右の補強柱１１，１１の中間となる位置）としている。なお、梁部材１２ａ同士の接合箇所は限定されない。

【0031】

図２に示すように、補強梁１２の既存水平部材３１側の面には、複数のスタッド材１５，１５，…が立設されている。
スタッド材１５は、固化材４０に埋設された状態で、固化材４０に定着している。

【0032】

本実施形態では、図４に示すように、複数のスタッド材１５，１５，…が千鳥状に配置されているが、スタッド材１５の配置は限定されるものではなく、例えば１列に配置されていてもよい。また、スタッド材１５を構成する材料は限定されるものではない。

【0033】

既存水平部材３１は、図３に示すように、既存建物３０の躯体構造の一部を構成するものであって、柱３３および梁３４に一体に接続されている。
本実施形態の既存水平部材３１は、既存建物３０内のスラブから片持ち状に張り出すスラブであり、既存建物３０の室外に形成されたバルコニーの床部分を構成している。

【0034】

既存水平部材３１には、図２に示すように、複数本の貫通鉄筋２０，２０，…が貫通している。
貫通鉄筋２０は、既存水平部材３１の上下に配設された一対の補強梁１２，１２の間に配設されている。

【0035】

貫通鉄筋２０は、図４に示すように、既存水平部材３１に形成された貫通孔３２を貫通している。
貫通鉄筋２０と貫通孔３２との隙間には、無収縮モルタル等の固化材５１が充填されている。

【0036】

貫通鉄筋２０の上端部は、既存水平部材３１の上面から上方に突出しているとともに、既存水平部材３１の上面と補強梁１２との間の固化材４０に定着されている。
本実施形態の貫通鉄筋２０の上端部には、ナットが固定されていることで、定着部２１が形成されている。なお、定着部２１の形成方法は限定されるものではなく、例えば貫通鉄筋２０の端部に板材を接合してもよい。

【0037】

また、貫通鉄筋２０の下端部は、既存水平部材３１の下面から下方に突出しているとともに、既存水平部材３１の下面と補強梁１２との間の固化材４０に定着されている。
本実施形態の貫通鉄筋２０の下端部には、ナットが固定されていることで、定着部２１が形成されている。なお、定着部２１の形成方法は限定されるものではない。

【0038】

次に、本実施形態の補強構造の構築方法について説明する。
補強構造の構築方法は、削孔工程と、第一梁配置工程と、配筋工程と、第一充填工程と、第二梁配置工程と、第二充填工程とを備えている。

【0039】

削孔工程は、既存水平部材３１に貫通孔３２を形成する工程である。
貫通孔３２は、予定されている補強梁１２の配置に沿って形成する。
貫通孔３２のピッチや箇所数は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。

【0040】

第一梁配置工程は、既存水平部材３１の下面に沿って下側の補強梁１２を配置する工程である。

【0041】

既存水平部材３１の下方に補強梁１２を配置する際には、既存水平部材３１の下側において、補強柱１１を立設するとともに、隣り合う補強柱１１，１１の間に補強梁１２を横架する。

【0042】

補強梁１２を横架するには、隣り合う補強柱１１，１１に一体に形成された梁部材１２ａ，１２ａ同士を連結すればよい。
なお、補強梁１２は、現地において補強柱１１に接合することより横架してもよい。

【0043】

配筋工程は、貫通孔３２に貫通鉄筋２０を挿通する工程である。
貫通鉄筋２０は、貫通孔３２に挿通させた状態で仮固定しておき、落下することのないようにしておく。

【0044】

第一充填工程は、既存水平部材３１の下面と下側の補強梁１２の上面との間に固化材４０を充填する工程である。

【0045】

固化材４０の注入方法は限定されるものではないが、本実施形態では、補強梁１２と既存水平部材３１との隙間の前面と背面（図４において左右）に型枠を設置した状態で、貫通孔３２から固化材４０を注入する。こうすることで、既存水平部材３１と下側の補強梁１２との隙間への固化材４０の充填と、貫通孔３２への固化材５１の充填を同時に行う。なお、貫通孔３２への固化材の充填は、配筋工程において行ってもよい。

【0046】

第二梁配置工程は、既存水平部材３１の上面に沿って上側の補強梁１２を配置する工程である。

【0047】

既存水平部材３１の上方に補強梁１２を配置する際には、既存水平部材３１の上側において、補強柱１１を立設するとともに、隣り合う補強柱１１，１１の間に補強梁１２を横架することにより行う。

【0048】

補強梁１２を横架するには、隣り合う補強柱１１，１１に一体に形成された梁部材１２ａ，１２ａ同士を連結すればよい。
なお、補強梁１２は、現地において補強柱１１に接合することより横架してもよい。

【0049】

第二充填工程は、既存水平部材３１と上側の補強梁１２との間に固化材４０を充填する工程である。

【0050】

本実施形態の補強構造１によれば、貫通鉄筋２０が、既存水平部材３１を貫通して、上下の固化材５１に定着されているため、必要な定着長が確保されている。そのため、既存水平部材３１の部材厚が小さい場合であっても、鋼板を配置したり、既存水平部材３１を増厚させたりすることなく、補強架構１０と既存水平部材３１とを一体化することができる。故に、従来に比べて作業が容易である。

【0051】

また、貫通鉄筋２０は、既存水平部材３１を貫通しているため、固定度が高く、従来の接合方法で使用する後施工アンカーよりも設置間隔を大きく確保することが可能である。そのため、本数を低減することが可能となり、施工時の手間を低減することができるとともに、居住環境に及ぼす影響も最小限に抑えることができる。

【0052】

また、補強梁１２の既存水平部材３１側の面にスタッド材１５が立設されているため、
補強梁１２と固化材４０との固定度が高まり、ひいては、補強梁１２と既存水平部材３１との接合性がより高まる。

【0053】

地震時の水平力を、既存水平部材３１を介して伝達するため、既存建物３０の構造体との位置関係に制限されることなく、補強架構１０を配置することができる。
補強架構１０と既存建物３０との間で、地震時のせん断力を互いに伝達するように構成されているため、所望の補強効果を確保することができる。

【0054】

既存建物３０の外部において補強を行うため、施工時に居住環境に及ぼす影響も最小限に抑えることができる。

【0055】

各階において補強梁１２を２段配置しているため、補強梁１２の梁せいの縮小化が可能となり、その結果、補強架構１０の軽量化が可能となる。
また、各階において上下２段に配設された補強梁１２の高さを調節することで、既存建物３０の内部からの視界を妨げることのないように配置することができる。

【0056】

また、補強構造１は、既存水平部材３１を有するあらゆる建物に採用することが可能である。
さらに、既存建物３０を使用しながら施工を行うことが可能であるので、施工について時期的・時間的な制約を受けづらく、全体として短期施工が可能となり、費用の低減化を図ることもできる。

【0057】

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、貫通鉄筋が１列に配筋されている場合について説明したが、貫通鉄筋の配置は、１対の補強梁の間であれば限定されるものではない。

【0058】

前記実施形態では、既存建物の外周部に片持ち状に張り出すスラブである既存水平部材を補強する場合について説明したが、既存水平部材の構成は限定されるものではない。つまり、既存水平部材は、例えば、既存の梁であってもよい。

【0059】

前記実施形態では、補強柱と補強梁とを備えて構成された補強架構を形成する場合について説明したが、補強構造は、補強梁を備えていればよく、必ずしも補強柱を備えていなくてもよい。

【符号の説明】

【0060】

１ 補強構造
１０ 補強架構
１１ 補強柱
１２ 補強梁
１５ スタッド材
２０ 貫通鉄筋
３０ 既存建物
３１ 既存水平部材
３２ 貫通孔
４０ 固化材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】