(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献1の補強ユニットは、スラブの下にある下側の梁とは直接接合されず、外周柱の外側まで設けられたスラブに固定されている。即ち、補強ユニットは、既存構造物の柱梁架構の構造部材の一部とは接合されていない。このため、既存構造物の変形抑制には改善の余地がある。
【0006】
本発明は、上記事実に鑑み、柱梁架構に沿って構造部材の全てと接合される耐震補強フレーム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】
【0007】
請求項1に記載の発明に係る耐震補強フレームは、外周柱と、前記外周柱に架設された梁と、前記梁に支持されて前記外周柱の外側まで設けられたスラブと、を備えた既存構造物を補強する耐震補強フレームであって、前記外周柱に側面が接合された一対の縦部材と、前記スラブの下に設けられ、両端に前記スラブを切り欠いた開口部を貫通した前記縦部材が接合されると共に、下側の前記梁の側面から張り出した連結部材に側面が接合された下側横部材と、両端に前記縦部材が接合されると共に、上側の前記梁の側面から張り出した連結部材に側面が接合された上側横部材と、を有する横部材と、前記縦部材と前記横部材で矩形状に形成され、前記既存構造物が水平力を受けたとき、前記既存構造物の変形を抑制する枠体と、を有することを特徴としている。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、縦部材と横部材を備えた枠体により、既存構造物の外周柱と梁で形成された柱梁架構が補強される。
即ち、枠体を構成する一対の縦部材は、既存構造物の外周柱の外側の側面にそれぞれ接合される。また、下側横部材は、両端がスラブを切り欠いた開口部を貫通した縦部材の下端と接合され、スラブの下で、既存構造物の下側の梁の側面から張り出した連結部材を介して下側の梁に接合される。上側横部材は、上側の梁の側面から張り出した連結部材を介して、既存構造物の上側の梁に接合される。これにより、既存構造物の変形を、柱梁の構造部材に接合された耐震補強フレームで抑制することができる。
【0009】
請求項2に記載の発明に係る耐震補強フレームは、外周柱と、前記外周柱に架設された梁と、前記梁に支持されて前記外周柱の外側まで設けられたスラブと、を備えた既存構造物を補強する耐震補強フレームであって、前記外周柱に側面が接合された一対の縦部材と、前記スラブの上に設けられ、両端に前記縦部材が接合されると共に、前記スラブを切り欠き露出させた下側の前記梁に接合されて前記スラブの上面まで延出された連結部材に側面が接合された下側横部材と、両端に前記縦部材が接合されると共に、上側の前記梁の側面から張り出した連結部材に側面が接合された上側横部材と、を有する横部材と、前記縦部材と前記横部材で矩形状に形成され、前記既存構造物が水平力を受けたとき、前記既存構造物の変形を抑制する枠体と、を有することを特徴としている。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、縦部材と横部材で構成された枠体により、既存構造物の外周柱と梁で形成された柱梁架構が補強される。
即ち、枠体を構成する一対の縦部材が、既存構造物の外周柱の外側の側面にそれぞれ接合される。また、下側横部材は、両端に縦部材が接合されると共に、スラブを切り欠き露出させた下側の梁に接合されてスラブの上面まで延出された連結部材を介して、既存構造物の下側の梁と接合される。上側横部材は、上側の梁の側面から張り出した連結部材を介して、既存構造物の上側の梁と接合される。これにより、既存構造物の変形を、柱梁の構造部材に接合された耐震補強フレームで抑制することができる。
【0011】
請求項3に記載の発明に係る耐震補強フレームは、外周柱と、前記外周柱に架設された梁と、前記梁に支持されて前記外周柱の外側まで設けられたスラブと、を備えた既存構造物を補強する耐震補強フレームであって、前記外周柱に側面が接合された一対の縦部材と、前記縦部材に両端が接合されると共に、上側の前記梁へ上面が接合された上側横部材と、前記縦部材に両端が接合されると共に、前記スラブを切り欠き露出させた下側の前記梁へ下面が接合された下側横部材と、を有する横部材と、前記縦部材と前記横部材で矩形状に形成され、前記既存構造物が水平力を受けたとき、前記既存構造物の変形を抑制する枠体と、を有することを特徴としている。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、縦部材と横部材で構成された枠体により、既存構造物の外周柱と梁で形成された柱梁架構が補強される。
即ち、枠体を構成する一対の縦部材が、既存構造物の外周柱の内側の側面にそれぞれ接合される。また、下側横部材は、両端に縦部材が接合されると共に、スラブを切り欠き露出させた下側の梁に下面が接合される。上側横部材は、上側の梁の側面から張り出した連結部材を介して、既存構造物の上側の梁と接合される。これにより、既存構造物の変形を、柱梁の構造部材に接合された耐震補強フレームで抑制することができる。
【0013】
請求項4に記載の発明に係る耐震補強フレームは、請求項1〜3のいずれか1項に記載の耐震補強フレームにおいて、前記枠体には、前記枠体が水平力を受けたとき、前記枠体の変形を抑制する枠体補強部材が設けられていることを特徴としている。
【0014】
請求項4に記載の発明によれば、枠体に設けられた枠体補強部材により、枠体が水平力を受けたとき枠体の変形が抑制される。これにより、枠体の補強強度をより高くすることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明は、上記構成としてあるので、柱梁架構に沿って構造部材の全てと接合される耐震補強フレームを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
(第1実施形態)
図1(A)〜3(B)を用いて、第1実施形態に係る耐震補強フレーム10について説明する。ここに、
図1(A)は耐震補強フレーム10を取付けた状態の正面図であり、(B)はY1−Y1線断面図である。
図2は
図1のX1−X1線断面図である。
図3(A)、(B)は補強部材の展開例を示す図である。
【0018】
図1(A)、
図2に示すように、耐震補強フレーム10は、既存構造物30を耐震補強する補強フレームであり、既存構造物30の一対の外周柱12R、12Lと、外周柱12R、12Lに架設された上下の梁14U、14Dで形成された、矩形状の柱梁架構44に取付けられている。
【0019】
既存構造物30の梁14U、14Dは、上下のスラブ16U、16Dをそれぞれ支持している。スラブ16U、16Dの一部は、外周柱12R、12Lの外側まで設けられ、スラブ16U、16Dの先端部には、既存構造物30の外壁64が形成されている。外壁64には、窓66が設けられている。即ち、スラブ16U、16Dの外周柱12R、12Lの外側まで設けられた部分は、室内側のスラブを構成している。
なお、外周柱12R、12Lの外側まで設けられたスラブ16U、16Dは、跳ね出しスラブ構造であっても良いし、跳ね出し大梁、小梁で支持されたスラブ構造であってもよい。
【0020】
外周柱12R、12Lは、断面形状が矩形の鉄骨鉄筋コンクリート柱(SRC柱)で形成され、梁14R、14Dは、いずれもH形鋼で形成されている。スラブ16U、16Dは、鉄筋コンクリートで形成されている。
【0021】
耐震補強フレーム10は、一対の縦枠材(縦部材)18R、18Lを有している。縦枠材18R、18Lは、いずれもH形鋼で形成され、外周柱12R、12Lの外側の側面に接合されている。縦枠材18R、18Lの上端部はスラブ16Uの下面に達し、下端部は、スラブ16Dに設けられた開口部22を通過して、スラブ16Dの下まで達している。
【0022】
図1(B)に示すように、外周柱12R、12Lと縦枠材18R、18Lは、アンカーボルト76で接合されている。また、縦枠材18R、18Lのウェブにはスタッド84が取付けられており、外周柱12R、12Lと縦枠材18R、18Lの間の空間にはモルタル78が充填されている。これにより、外周柱12R、12Lと縦枠材18R、18Lが強く接合され、一体化が図られている。
【0023】
また、耐震補強フレーム10は、横部材(下側横枠材20Dと上側横枠材20U)を有している。下側横枠材(下側横部材)20Dは、スラブ16Dの下に配置され、両端部が縦枠材18R、18Lの下端部と接合されている。即ち、縦枠材18R、18Lは、スラブ16Dを切り欠いた開口部22を貫通して、下端部がスラブ16Dの下部に達しており、スラブ16Dの下部で、下側横枠材20Dの両端が、縦枠材18R、18Lの下端と接合される。また、下側横枠材20Dは、梁14Dの側面から張り出した連結部(連結部材)24Dに側面が接合されている。
【0024】
耐震補強フレーム10は、上側横枠材(上側横部材)20Uを有している。上側横枠材20Uは、スラブ16Uの下に配置され、両端部が縦枠材18R、18Lの上端部と接合されている。更に、上側横枠材20Uは、上側の梁14Uの側面から張り出した連結部24Uに側面が接合されている。
【0025】
上側横枠材20Uと上側の梁14Uを接合する連結部(連結部材)24Uは、梁14Uのウェブから横に上側横枠材20Uへ向けて取付けられたスタッド86と、上側横枠材20Uのウェブから横に梁14Uへ向けて取付けられたスタッド88を有している。また、スタッド86、88の周囲には、鉄筋90が取付けられている。梁14Uと上側横枠材20Uの間には、スタッド86、88と鉄筋90の回りにモルタル92が打設されている。これにより、梁14Uと上側横枠材20Uが、強く接合される。
連結部(連結部材)24Dも、連結部24Uと同じ構成であり説明は省略する。
【0026】
また、耐震補強フレーム10は、縦枠材18R、18Lと上側横部材20U、下側横部材20Dで枠体32を構成している。枠体32は矩形状に形成され、枠体32の内部には、一対のブレース(枠体補強部材)26R、26Lが設けられている。
ブレース26R、26Lは、H形鋼で形成され、下端部が下側横枠材20Dの中央部に固定された板材28に固定されている。また、上端部が縦枠材18R、18Lと、上側横枠材20Uの接合部(角部)に固定されている。即ち、ブレース26R、26Lは、中央部が低く両端部が高い下に凸の形状に配置されている。
【0027】
これにより、枠体32が水平力を受けたとき、ブレース26R、26Lにより、枠体32の変形が抑制される。上述したように、枠体32の側面は、既存構造物30の柱梁架構44の側面と、全周囲に渡り全ての部材が接合されているので、柱梁架構44の変形を抑制することができる。更に、柱梁架構44の耐力を向上させることができる。
この結果、耐震補強フレーム10により、既存構造物30の構造部材である外周柱12R、12L、及び梁14U、14Lを補強することができる。更に、本実施形態によれば、枠体32が、外周柱12R、12Lの外側に固定され、下側横枠材20Dがスラブ16Dの下に設けられるので、室内空間を広く確保できる。
【0028】
なお、本実施形態では、外周柱12R、12Lが鉄骨鉄筋コンクリート柱(SRC柱)の場合について説明した。しかし、これに限定されることはなく、例えば鉄筋コンクリート柱(RC柱)や鉄骨柱(S柱)等、構造種別を問わず一般的な柱の全てに適用できる。
【0029】
次に、本実施形態に係る補強部材の展開例について説明する。
図3(A)に第1展開例を示す。第1展開例のブレース(補強部材)34R、34Lは、枠体32に対する取付け方向を、
図1で説明したブレース26R、26Lと上下を逆にした構成である。即ち、ブレース34R、34Lを、中央部が上側横枠材20Uの中央部に固定された板材28に固定されている。また、下端部が縦枠材18R、18Lと、下側横枠材20Dの接合部(角部)に固定されている。即ち、中央部が高く両端部が低い、上に凸の形状に配置している。
この構成においても、ブレース26R、26Lと同じ効果を得ることができる。なお、ブレース34R、34Lは、要求される横荷重が小さい場合には、角部にのみ設けてもよい。
【0030】
図3(B)に第2展開例を示す。第2展開例の補強部材36R、36Lは、枠体32に対する取付け方向を斜めでなく縦方向としている。これにより、補強部材36R、36Lの視覚に訴える安定感を増すことができる。
但し、この場合には、横荷重に対する枠体32の剛性を確保するため、補強部材36R、36Lの幅寸法は、ブレース26R、26Lより大きくする必要がある。
【0031】
(第2実施形態)
図4、
図5を用いて、第2実施形態に係る耐震補強フレーム40について説明する。
ここに、
図4は耐震補強フレーム40を取付けた状態の正面図であり、
図5は
図4のX1−X1線断面図である。
耐震補強フレーム40は、下側横枠材42Dをスラブ16Dの上に配置した点において、第1実施形態に係る耐震補強フレーム10と相違する。相違点を中心に説明する。
【0032】
図4、
図5に示すように、耐震補強フレーム40は、外周柱12R、12Lに接合される縦枠材46R、46L、及び、縦枠材46R、46Lの下端部に接合される下側横枠材42Dと、縦枠材46R、46Lの上端部に接合される上側横枠材42Uを有している。
縦枠材46R、46L、下側横枠材42D、及び上側横枠材42Uで、枠体50が形成され、枠体50の内部にはブレース64R、64Lが設けられている。
【0033】
縦枠材46R、46Lは、スラブ16Dの上面と、スラブ16Uの下面の間に設けられている。また、縦枠材46R、46Lは、外周柱12R、12Lの外側の側面に接合されている。
上側横枠材42Uは、両端部が縦枠材46R、46Lの上部と接合され、上側の梁14Uの側面から張り出した連結部24Uに側面が接合されている。
下側横枠材42Dは、両端部が縦枠材46R、46Lの下部と接合され、側面がスラブ16Dの上で連結部材62に連結されている。
【0034】
連結部材62は、下側の梁14Dと下側横枠材42Dを連結するための鋼材製の部材である。スラブ16Dの下側の梁14Dの上方には、梁14Dのフランジ幅より大きい開口部58が設けられている。
連結部材62は、H形鋼製の立上げ部材52を有し、立上げ部材52が、下側の梁14Dの上から開口部58を通り立ち上げられている。
【0035】
立上げ部材52は、梁14Dの上フランジに下フランジを接合して立ち上げられている。立上げ部材52のスラブ16Dからの立上げ高さは、下側横枠材42Dの高さにほぼ等しくされている。立上げ部材52の上フランジには、連結板54Uの一端が接合され、連結板54Uの他端は、下側横枠材42Dの上フランジと接合されている。
【0036】
また、立上げ部材52の下フランジは、平板をL字状に折り曲げた連結板54Dの一端(下端)と接合され、連結板54Dは開口部58から立ち上げられて、スラブ16Dに沿って下側横枠材42Dの方向へ延出されている。連結板54Dの他端は、下側横枠材42Dの下フランジと接合されている。連結部材62は、スラブ16Dから突出された部分が化粧カバー56で覆われている。
【0037】
これにより、下側横枠材42Dと梁14Dが連結板54Dで連結される。この結果、既存構造物30の柱梁架構44に沿って、構造部材の全てと接合できる耐震補強フレーム40を提供することができる。この結果、柱梁架構44の変形を抑制することができると共に、柱梁架構44の耐力を向上させることができる。
更に、本実施形態によれば、連結部材62がスラブ16Dの上に設けられ室内空間の一部が占められるが、下階の空間へ影響を及ぼさず補強工事を行うことができる。
【0038】
なお、図示は省略するが、本実施形態の補強部材もブレース64R、64Lに替えて、第1実施形態で説明した第1展開例、第2展開例を採用してもよい。
他の構成は、第1実施形態と同じであり説明は省略する。
【0039】
(第3実施形態)
図6、
図7を用いて、第3実施形態に係る耐震補強フレーム60について説明する。
ここに、
図6は耐震補強フレーム60を取付けた状態の正面図であり、
図7は
図6のX1−X1線断面図である。
耐震補強フレーム60は、縦部材68、横部材70で構成された枠体72を、柱梁架構44の内部に配置した点において、第1実施形態に係る耐震補強フレーム10と相違する。相違点を中心に説明する。
【0040】
図6、
図7に示すように、耐震補強フレーム60は、外周柱12R、12Lに接合される縦枠材68R、68L、縦枠材68R、68Lの下端部に接合される下側横枠材70Dと、上端部に接合される上側横枠材70Uを有している。
縦枠材68R、68L、下側横枠材70D、及び上側横枠材70Uで、枠体72が形成される。枠体72は、内部に設けられたブレース74R、74Lで補強されている。
【0041】
縦枠材68R、68Lは、下側の梁14Dの上面と、上側の梁14Uの下面の間に設けられ、外周柱12R、12Lの対向する側面に接合されている。また、上側横枠材70Uは、両端部が縦枠材68R、68Lの上部と接合され、上側の梁14Uの下フランジに上フランジの上面が接合されている。
【0042】
下側横枠材70Dは、両端部が縦枠材68R、68Lの下部と接合され、スラブ16Dを切り欠いた開口部94に配置され、下側横枠材70Dの下フランジを、下側の梁14Dの上フランジの上に連結させている。これにより、下側横枠材70Dと梁14Dが接合される。この結果、既存構造物30の柱梁架構44の全周囲を、枠体72で補強することができる。この結果、柱梁架構44の変形を抑制することができると共に、柱梁架構44の耐力を向上させることができる。
【0043】
本実施形態によれば、下側横枠材70Dがスラブ16Dの上に設けられ、室内空間の一部が占められるが、下階空間へ影響を及ぼさず補強工事を行うことができる。また、既存躯体や設備機器との取り合いが少ない。
なお、図示は省略するが、本実施形態の補強部材も、ブレース74R、74Lに替えて、第1実施形態で説明した第1展開例、第2展開例を採用してもよい。
他の構成は、第1実施形態と同じであり説明は省略する。
【0044】
(第4実施形態)
図8を用いて、第3実施形態に係る耐震補強フレーム80について説明する。
耐震補強フレーム80は、縦枠材18R、18L、上側横部材20U、下側横部材20Dで構成された枠体82の内部に、補強部材が取り付けられていない点において、第1実施形態に係る耐震補強フレーム10と相違する。相違点を中心に説明する。
【0045】
耐震補強フレーム80は、一対の縦枠材18R、18Lを有し、外周柱12R、12Lの外側の側面に接合されている。縦枠材18R、18Lの上端部はスラブ16Uの下面に達し、下端部は、スラブ16Dに設けられた開口部22を通過して、スラブ16Dの下まで達している。
また、耐震補強フレーム80の下側横枠材20Dは、スラブ16Dの下に配置され、両端部が縦枠材18R、18Lの下端部と、スラブ16Dの下で接合されている。下側横枠材20Dの側面は、梁14Dの側面から張り出した連結部24Dで接合されている(
図2参照)。
【0046】
また、上側横枠材20Uは、スラブ16Uの下に配置され、両端部が縦枠材18R、18Lの上端部と接合されている。上側横枠材20Uは、上側の梁14Uの側面から張り出した連結部24Uに側面が接合されている(
図2参照)。
【0047】
耐震補強フレーム80は、縦枠材18R、18Lと上側横部材20U、下側横部材20Dで矩形の枠体82を構成している。枠体82には、ブレース(補強部材)は設けられていない。枠体82は、補強部材が設けられていない分、横荷重に対する剛性は低下するが、大きな剛性を要求しない既存構造物30においては、既存構造物30の柱梁架構と全周囲が接合されているので、既存構造物30の変形を抑制することができる。更に、柱梁架構44の耐力を向上させることができる。
【0048】
なお、本実施形態は、第1実施形態の枠体32に適用した場合を例にとり説明した。しかしこれに限定されることはなく、第2実施形態の枠体50、及び第3実施形態の枠体72に適用してもよい。他の構成は、第1実施形態と同じであり説明は省略する。