特許 6543143 既設建物の免震改修構造、及び既設建物の免震改修方法

(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】6543143

(24)【登録日】2019年6月21日

(45)【発行日】2019年7月10日

(54)【発明の名称】既設建物の免震改修構造、及び既設建物の免震改修方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20190628BHJP

   E04B 1/36 20060101ALI20190628BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20190628BHJP

【ＦＩ】

   E04G23/02 F

   E04B1/36 B

   E04H9/02 331A

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-176652(P2015-176652)

(22)【出願日】2015年9月8日

(65)【公開番号】特開2017-53115(P2017-53115A)

(43)【公開日】2017年3月16日

【審査請求日】2018年6月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】待永 崇宏

(72)【発明者】

【氏名】山本 俊司

(72)【発明者】

【氏名】佐分利 和宏

(72)【発明者】

【氏名】竹内 満

【審査官】 西村 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−３３８１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９１９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８４８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１２１７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０８３７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２０９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８８２４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｅ０４Ｂ １／３６

Ｅ０４Ｈ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

既設建物の中間層にある既設柱を切り残して設けられた下側の下柱と、
前記既設柱を切り残して設けられた上側の上柱と、
前記下柱上に設置され前記上柱を支持した免震装置と、
前記下柱に支持され既設床スラブの上方に設けられた下補強梁と、
前記上柱に支持され既設上梁の下方に設けられた上補強梁と、
を有する既設建物の免震改修構造。

【請求項2】

既設建物の中間層の下部にある既設床スラブの上方に下補強梁を配置し、既設柱の下部に支持させる工程と、
前記既設建物の前記中間層の上部にある既設上梁の下方に上補強梁を配置し、前記既設柱の上部に支持させる工程と、
前記下補強梁の上にジャッキを設置して、前記上補強梁を支持させる工程と、
前記既設柱を切断して、前記既設柱の下部を下柱とし、前記既設柱の上部を上柱として切り残す工程と、
前記下柱上に免震装置を設置し、前記上柱を支持させる工程と、
前記下補強梁と前記上補強梁の間から前記ジャッキを撤去する工程と、
を有する既設建物の免震改修方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、既設建物の中間層を免震層に改修することにより構築される既設建物の免震改修構造、及び既設建物の中間層を免震層に改修する既設建物の免震改修方法に関する。

【背景技術】

【0002】

建物の中間層を免震層にした中間層免震建物がある。例えば、特許文献１には、建物の中間層に免震支承と制震部材を設置して構成された既存建物の中間免震構造が開示されている。

【0003】

また、既設建物の中間層を免震層に改修して既設建物の免震化を図る既設建物の免震化工法がある。既設建物の中間層を免震層に改修して構築される中間層免震建物においては、地震時に、免震層の上下部に配置された梁に大きな水平力が掛かるので、既設建物の中間層を免震層に改修する際に、この中間層の上下部に位置する既設の梁の強度を高める補強を施さなければならない。

【0004】

しかし、中間層の下部に位置する梁（以下、「下梁」とする）の下面に添え梁を一体に設けて下梁を補強するには、この中間層直下の階で施工を行わなければならず、また、この階の階高が低くなってしまう。また、下梁の上面に添え梁を一体に設けて下梁を補強するには、この下梁上に設けられている床スラブを取り壊さなければならず、この中間層直下の階の使用を停止して施工を行わなければならない。すなわち、下梁を直接補強して下梁の強度を高めることは難しい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−９４７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は係る事実を考慮し、中間層の下部に位置する既設の下梁を直接補強せずに、既設建物の中間層を免震層に改修することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１態様の発明は、既設建物の中間層にある既設柱を切り残して設けられた下側の下柱と、前記既設柱を切り残して設けられた上側の上柱と、前記下柱上に設置され前記上柱を支持した免震装置と、前記下柱に支持され既設床スラブの上方に設けられた下補強梁と、前記上柱に支持され既設上梁の下方に設けられた上補強梁と、を有する既設建物の免震改修構造である。

【0008】

第１態様の発明では、既設床スラブの上方に下補強梁を設け、既設上梁の下方に上補強梁を設けることにより、地震時に中間層の下部に作用する水平力を、中間層の下部にある既設下梁と下補強梁とによって負担させ、地震時に中間層の上部に作用する水平力を、中間層の上部にある既設上梁と上補強梁とによって負担させることができる。

【0009】

すなわち、中間層の下部にある既設下梁を直接補強せずに、既設建物の中間層を免震層に改修し、既設建物の免震化を図ることができる。

【0010】

また、免震層となる中間層内での施工によって、この中間層を免震層に改修できるので、この中間層以外の階を使用した状態で既設建物の免震改修ができる。

【0011】

第２態様の発明は、既設建物の中間層の下部にある既設床スラブの上方に下補強梁を配置し、既設柱の下部に支持させる工程と、前記既設建物の前記中間層の上部にある既設上梁の下方に上補強梁を配置し、前記既設柱の上部に支持させる工程と、前記下補強梁の上にジャッキを設置して、前記上補強梁を支持させる工程と、前記既設柱を切断して、前記既設柱の下部を下柱とし、前記既設柱の上部を上柱として切り残す工程と、前記下柱上に免震装置を設置し、前記上柱を支持させる工程と、前記下補強梁と前記上補強梁の間から前記ジャッキを撤去する工程と、を有する既設建物の免震改修方法である。

【0012】

第２態様の発明では、第１態様と同様の効果を得ることができる。また、免震装置を設置するために用いるジャッキの支持部材と受け部材として、下補強梁と上補強梁を利用することができ、ジャッキの支持部材や受け部材を別途設ける必要がない。

【発明の効果】

【0013】

本発明は上記構成としたので、中間層の下部に位置する既設の下梁を直接補強せずに、既設建物の中間層を免震層に改修することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る既設建物の免震改修構造を示す正面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る既設建物の中間層を示す正面図である。

【図3】図３（ａ）〜（ｆ）は、既設建物の免震改修方法を示す正面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るエレベータ設備のエレベータガイドレールの固定方法を示す正面図である。

【図5】図５（ａ）は、本発明の実施形態に係るエレベータ設備のエレベータガイドレールの固定点間距離が短い場合のエレベータガイドレールの傾きを示す正面図であり、図５（ｂ）は、本発明の実施形態に係るエレベータ設備のエレベータガイドレールの固定点間距離が長い場合のエレベータガイドレールの傾きを示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る既設建物の免震改修構造、及び既設建物の免震改修方法について説明する。

【0016】

図１の正面図には、図２の正面図に示す鉄骨造の既設建物１２の中間層１４を免震層１６に改修することによって構築された既設建物の免震改修構造１０が示されている。

【0017】

図２に示すように、中間層１４は既設建物１２の中間階の１つの階であり、中間層１４の下部には、既設柱としての角形鋼管からなる既設の柱１８間に架設された、既設下梁としてのＨ形鋼からなる既設の下梁２０が配置され、中間層１４の上部には、柱１８間に架設された、既設上梁としてのＨ形鋼からなる既設の上梁２２が配置されている。

【0018】

また、下梁２０上には、既設床スラブとしての鉄筋コンクリート製の既設の床スラブ２４が設けられ、上梁２２上には、既設床スラブとしての鉄筋コンクリート製の既設の床スラブ２６が設けられている。

【0019】

図１に示すように、既設建物の免震改修構造１０は、下柱２８、上柱３０、免震装置としての積層ゴム支承３２、Ｈ形鋼からなる下補強梁３４、及びＴ形鋼からなる上補強梁３６を有して構成されている。

【0020】

下柱２８は、中間層１４にある柱１８（図２において柱１８の中間層１４に配置されている部分、以下、「柱１８Ａ」とする）を切り残して設けられた下側の部分（柱１８Ａの下部３８）であり、上柱３０は、柱１８Ａを切り残して設けられた上側の部分（柱１８Ａの上部４０）である。

【0021】

積層ゴム支承３２は、下柱２８上に設置され、上柱３０を支持している。

【0022】

下補強梁３４は、左右端部が下柱２８に接合されて支持されている。また、下補強梁３４は、床スラブ２４の上面に載置されて、床スラブ２４と一体に設けられている。すなわち、下補強梁３４は、下梁２０と分離して床スラブ２４の上方に設けられている。なお、下補強梁３４は、床スラブ２４と一体に設けなくてもよいし、床スラブ２４の上面から離して床スラブ２４の上方に設けてもよい。

【0023】

上補強梁３６は、左右端部が上柱３０に接合されて支持されている。また、上補強梁３６は、上梁２２の下面に接合されて、上梁２２と一体に設けられている。すなわち、上補強梁３６は、上梁２２の下方に設けられている。なお、上補強梁３６は、上梁２２と一体に設けなくてもよいし、上梁２２の下面から離して上梁２２の下方に設けてもよい。

【0024】

このように、既設建物の免震改修構造１０では、既設建物１２の中間階の１階分全てが、免震層１６となっている。

【0025】

ここで、既設建物の免震改修構造１０を構築する既設建物の免震改修方法の一例について説明する。

【0026】

まず、図３（ａ）の正面図に示すように、既設建物１２の中間層１４の下部にある床スラブ２４の上面に下補強梁３４を載置し、床スラブ２４の上面に下補強梁３４の下端部を接合して下補強梁３４を床スラブ２４と一体にするとともに、下補強梁３４の左右端部を柱１８Ａの下部３８に接合して支持させる。すなわち、床スラブ２４の上方に下補強梁３４を配置し、柱１８Ａの下部３８に下補強梁３４の左右端部を接合して支持させる（下補強梁設置工程）。

【0027】

次に、図３（ｂ）の正面図に示すように、既設建物１２の中間層１４の上部にある上梁２２の下面に上補強梁３６の上端部を接合して上補強梁３６を上梁２２と一体にするとともに、上補強梁３６の左右端部を柱１８Ａの上部４０に接合して支持させる。すなわち、上梁２２の下方に上補強梁３６を配置し、柱１８Ａの上部４０に上補強梁３６の左右端部を接合して支持させる（上補強梁設置工程）。

【0028】

次に、図３（ｃ）の正面図に示すように、下補強梁３４の上にジャッキとしての油圧ジャッキ４２を設置した後に、油圧ジャッキ４２をジャッキアップして上補強梁３６を若干持ち上げる。これにより、柱１８Ａが支えていた鉛直荷重を油圧ジャッキ４２に移し替えて、油圧ジャッキ４２により上補強梁３６を支持させる（ジャッキ設置工程）。

【0029】

次に、図３（ｄ）の正面図に示すように、柱１８Ａを切断して、柱１８Ａの下部３８を下柱２８とし、柱１８Ａの上部４０を上柱３０として切り残す（柱切断工程）。

【0030】

次に、図３（ｅ）の正面図に示すように、下柱２８上に積層ゴム支承３２を設置した後に、油圧ジャッキ４２をジャッキダウンして、油圧ジャッキ４２が支えていた鉛直荷重を積層ゴム支承３２に移し替えて、積層ゴム支承３２により上柱３０を支持させる（免震装置設置工程）。

【0031】

次に、図３（ｆ）の正面図に示すように、下補強梁３４と上補強梁３６の間から油圧ジャッキ４２を撤去する（ジャッキ撤去工程）。

【0032】

次に、本発明の実施形態に係る既設建物の免震改修構造、及び既設建物の免震改修方法の作用と効果について説明する。

【0033】

本実施形態の既設建物の免震改修構造１０では、図１に示すように、既設の床スラブ２４の上方に下補強梁３４を設け、既設の上梁２２の下方に上補強梁３６を設けることにより、地震時に中間層１４の下部に作用する水平力を、中間層１４の下部にある既設の下梁２０と下補強梁３４とによって負担させ、地震時に中間層１４の上部に作用する水平力を、中間層１４の上部にある既設の上梁２２と上補強梁３６とによって負担させることができる。すなわち、中間層１４の下部にある既設の下梁２０を直接補強せずに、既設建物１２の中間層１４を免震層１６に改修し、既設建物１２の免震化を図ることができる。

【0034】

また、本実施形態の既設建物の免震改修構造１０では、図１に示すように、免震層１６となる中間層１４内での施工によって、この中間層１４を免震層１６に改修できるので、中間層１４以外の階を使用した状態で既設建物１２の免震改修ができる。

【0035】

さらに、免震改修が行われるのが既設建物１２の１階分の中間階（中間層１４）のみなので、アスベスト工事などの耐火工事を１か所に集中させて行うことができる。

【0036】

また、既設建物１２の１階分の中間階（中間層１４）を免震層１６に改修するので、高い強度を有する大きな梁せいの下補強梁３４や上補強梁３６を設けることができる。

【0037】

さらに、本実施形態の既設建物の免震改修構造１０では、図３（ｃ）に示すように、積層ゴム支承３２を設置するために用いる油圧ジャッキ４２の支持部材と受け部材として、下補強梁３４と上補強梁３６を利用することができ、油圧ジャッキ４２の支持部材や受け部材を別途設ける必要がない。

【0038】

また、一般に、塔状比が大きい既設建物の基礎部に免震層を設けて既設建物を基礎免震化しようとすると、免震層に備えられる免震装置に作用する引き抜き力が地震時に過大になるので、これに耐え得る免震層を設計するのは難しい。これに対して、本発明の既設建物の免震改修構造１０では、既設建物１２を中間免震化することによって免震層１６に支持される上部構造物の塔状比を小さくし、免震層１６に備えられる免震装置（本例では、積層ゴム支承３２）に作用する地震時の引き抜き力を低減することができる。このように、本発明の既設建物の免震改修構造１０は、塔状比が高い超高層建物への適用が有効となる。

【0039】

以上、本発明の実施形態について説明した。

【0040】

なお、本実施形態では、図１に示すように、下補強梁３４をＨ形鋼とし、上補強梁３６をＴ形鋼とした例を示したが、下補強梁３４及び上補強梁３６は、どのような構造のものでもよい。例えば、下補強梁３４及び上補強梁３６は、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造の梁部材であってもよい。

【0041】

また、本実施形態では、図３（ａ）〜（ｆ）に示すように、鉄骨造の既設建物１２の中間層１４を免震層１６に改修することによって既設建物の免震改修構造１０を構築する例を示したが、免震改修する既設建物は、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）、それらの混合構造など、さまざまな構造のものであってもよい。すなわち、本実施形態の既設建物１２の中間層１４を構成する下梁２０、上梁２２、柱１８は、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）など、どのような構造のものであってもよい。

【0042】

さらに、本実施形態では、図１に示すように、免震装置を積層ゴム支承３２とした例を示したが、免震装置は、下柱２８上に上柱３０を免震支持できるものであればよい。例えば、免震装置を、高減衰積層ゴム支承、鉛プラグ入り積層ゴム支承、弾性すべり支承等としてもよい。

【0043】

また、本実施形態では、図１に示すように、既設建物１２の中間層１４を免震層１６に改修した例を示したが、免震層１６の直下の階には、地震時に大きな加速度の振動が発生するので、免震層１６の直下の階にダンパー等の減衰手段を設置するのが好ましい。

【0044】

さらに、本実施形態では、図１に示すように、既設建物１２の中間層１４を免震層１６に改修した例を示したが、免震層にエレベータ設備のエレベータシャフトが介在するような場合には、図４の正面図に示すような対策を施すのが好ましい。

【0045】

図４では、エレベータ設備のエレベータガイドレール４６が、免震層１６の上下階の床スラブ２６、４４に固定されて支持され（床スラブ２４には固定されていない）、固定点間距離Ｌを長くしている。床スラブ４４は、鉄筋コンクリートによって形成され、免震層１６の下階に配置されたＨ形鋼からなる既設の梁４８上に設けられている。

【0046】

このようにしてエレベータガイドレール４６の固定点間距離Ｌを長くすることにより、地震時に生じるエレベータガイドレール４６の傾きを所定値内に抑えることができる。

【0047】

例えば、図５（ａ）に示すように、固定点間距離Ｌが４００ｃｍとなるようにエレベータガイドレール４６をＡ点とＢ点で固定し、Ａ点とＢ点の地震時に生じる水平方向の相対移動量Ｓを５０ｃｍとした場合、Ａ点とＢ点の間のエレベータガイドレール４６の傾きθは１／８（＝５０ｃｍ／４００ｃｍ）となり、エレベータガイドレール４６がＡ点やＢ点で大きく折れてエレベータ設備の乗りかご（不図示）をガイドできなくなってしまうことが懸念される。

【0048】

これに対して、図５（ｂ）に示すように、固定点間距離Ｌが８００ｃｍとなるようにエレベータガイドレール４６をＡ点とＢ点で固定し、Ａ点とＢ点の地震時に生じる水平方向の相対移動量Ｓを５０ｃｍとした場合、Ａ点とＢ点の間のエレベータガイドレール４６の傾きθは１／１６（＝５０ｃｍ／８００ｃｍ）となり、エレベータガイドレール４６のＡ点やＢ点での折れ量を小さくすることができる。

【0049】

なお、エレベータガイドレール４６の固定点間距離Ｌが長過ぎるとエレベータガイドレール４６が座屈してしまうので、エレベータガイドレール４６を、免震層１６の上下階の床スラブ２６、４４に固定するのが好ましい。

【0050】

さらに、図４では、免震層１６の床スラブ２４に形成するエレベータシャフトの開口部５０を、床スラブ２６、４４に形成するエレベータシャフトの開口部５２、５４よりも大きくしている。これにより、地震時に免震層１６が変形した場合においても、エレベータ設備の乗りかごの所定の軌道を確保することができる。

【0051】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0052】

１０ 既設建物の免震改修構造
１２ 既設建物
１４ 中間層
１８、１８Ａ 柱（既設柱）
２２ 上梁（既設上梁）
２４ 床スラブ（既設床スラブ）
２８ 下柱
３０ 上柱
３２ 積層ゴム支承（免震装置）
３４ 下補強梁
３６ 上補強梁
３８ 下部
４０ 上部
４２ 油圧ジャッキ（ジャッキ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】