特許 6552887 耐震補強方法

(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】6552887

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】耐震補強方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20190722BHJP

【ＦＩ】

   E04G23/02 F

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-128398(P2015-128398)

(22)【出願日】2015年6月26日

(65)【公開番号】特開2017-8684(P2017-8684A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2018年3月27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】熊野 豪人

(72)【発明者】

【氏名】佐分利 和宏

(72)【発明者】

【氏名】福垣 哲朗

(72)【発明者】

【氏名】和田 佳奈美

(72)【発明者】

【氏名】藤井 康平

(72)【発明者】

【氏名】甲斐 隆範

【審査官】 村田 泰利

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１４２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２３８１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０３７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２１３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｇ ２３／００−２３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

既存建物の柱梁架構の複数の開口部の外側に、表面にボルト接合部がない枠付耐震補強体を配置する工程と、
前記柱梁架構の梁の外面に補強鉄筋を配筋する工程と、
前記補強鉄筋を型枠で囲み、梁増打空間を仕切る工程と、
前記梁増打空間に充填材を充填して梁増打補強部を形成し、前記梁増打補強部に前記枠付耐震補強体を固定する工程と、
を有する耐震補強方法。

【請求項2】

複数の前記枠付耐震補強体は、いずれも同じ高さに形成され、
前記梁増打補強部の上面位置を調整して、前記梁増打補強部に前記枠付耐震補強体を固定する、
請求項１に記載の耐震補強方法。

【請求項3】

上側の前記枠付耐震補強体の下面と、下側の前記枠付耐震補強体の上面は、前記梁の外面に固定された連結部材に連結されている、
請求項１又は２に記載の耐震補強方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐震補強方法に関する。

【背景技術】

【0002】

既存建物を耐震改修する際には、柱梁架構の開口部を、建物の外側から枠付ブレースで補強する方法が広く採用されている。このとき、一般的には、運搬等施工条件の制約等から、枠付ブレースを現場でボルト接合していた。このため、ブレース表面のボルト接合部が建物の外側から見えることとなり、建物の外観デザイン的な観点から改善が望まれていた。
ボルト接合部を見せなくする枠付ブレースの取付け方法には、例えば、枠付ブレースの接合部を、現場で溶接接合する方法がある。しかし、この方法では、溶接作業が増えて工期が長くなる。
工期の短縮を図るため、一体化された枠付ブレースを現場へ運搬し、既存建物の柱梁架構の開口部に取り付ける方法が検討されている。
枠付ブレースで既存建物を耐震補強する技術には、例えば特許文献１がある。

【0003】

特許文献１は、ブレースと枠材が一体化された枠付ブレースを、既存建物の柱と梁で区画された開口部の内周面に枠体ごと嵌め込んで、柱及び梁の側面から内側へ突出させたアンカー筋で、枠付ブレースを柱と梁に接合する技術である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−２２１３３１号公報

【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は、開口部の内周面に、枠付ブレースを枠体ごと嵌め込む構成のため、高さが異なる開口部が存在する建物の場合には、サイズの異なる枠付ブレースを、それぞれ準備する必要がある。即ち、枠付ブレースの多様な品揃えが必要となる。
また、枠付ブレースの寸法を大きくし過ぎると、運搬時の寸法制約等から、枠付ブレースをトラックで運搬できなくなる場合がある。

【0006】

本発明は、上記事実に鑑み、一定サイズの枠付ブレースで多様な高さの開口部に取付けることができると共に、外観デザインを向上させる耐震補強方法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方法は、既存建物の柱梁架構の複数の開口部の外側に、表面にボルト接合部がない枠付耐震補強体を配置する工程と、前記柱梁架構の梁の外面に補強鉄筋を配筋する工程と、前記補強鉄筋を型枠で囲み、梁増打空間を仕切る工程と、前記梁増打空間に充填材を充填して梁増打補強部を形成し、前記梁増打補強部に前記枠付耐震補強体を固定する工程とを有している。

【0008】

請求項１に記載の発明によれば、既存建物の柱梁架構の複数の開口部の外側に、ボルト接合部がない枠付耐震補強体がそれぞれ配置される。また、梁の外面の梁増打空間には、補強鉄筋が取付けられ、補強鉄筋を囲む型枠の内部に充填された充填材で、梁増打補強部が形成される。
これにより、梁増打補強部で、既存建物の柱梁架構が耐震補強されると共に、枠付耐震補強体が梁増打補強部に固定される。また、表面にボルト接合部がない枠付耐震補強体で、既存建物が耐震補強されるので、従来の補強方法に比べ、耐震補強された建物の外観デザインを向上させることができる。

【0009】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の耐震補強方法において、複数の前記枠付耐震補強体は、いずれも同じ高さに形成され、前記梁増打補強部の上面位置を調整して、前記梁増打補強部に前記枠付耐震補強体を固定している。

【0010】

請求項２に記載の発明によれば、複数の枠付耐震補強体は、いずれも同じ高さに形成されている。そして、複数の開口部の中に、他の開口部と高さが異なる開口部があっても、梁増打補強部の上面位置を調整することで、梁増打補強部に枠付耐震補強体を固定することができる。
これにより、一定サイズの枠付耐震補強体で、開口部の多様な高さに対応することができる。

【0011】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の耐震補強方法において、上側の前記枠付耐震補強体の下面と、下側の前記枠付耐震補強体の上面は、前記梁の外面に固定された連結部材に連結されている。

【0012】

請求項３に記載の発明によれば、梁の外面に固定された連結部材により、上側の枠付耐震補強体の下面と、下側の枠付き耐震補強体の上面が連結された状態で、梁の外面に固定される。
これにより、枠付耐震補強体を、建物の外壁に複数取付けておき、その後、枠付耐震補強体の間を増し打ち補強することができる。即ち、枠付耐震補強体の取付け工程と、梁の増打補強の工程を分けることができるので、施工性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明は、上記構成としてあるので、一定サイズの枠付ブレースで多様な高さの開口部に取付けることができると共に、外観デザインを向上させる耐震補強方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る耐震補強方法による施工工程を示す正面図である。

【図2】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る柱梁架構を示す正面図であり、（Ｂ）は、図２（Ａ）のＺ１−Ｚ１線断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る柱梁架構を示す、図２（Ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図である。

【図4】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る耐震補強方法の施工段階を示す正面図であり、（Ｂ）は、図４（Ａ）のＺ１−Ｚ１線断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る図４（Ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図である。

【図6】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る耐震補強方法の施工段階を示す正面図であり、（Ｂ）は、図６（Ａ）のＺ１−Ｚ１線断面図である。

【図7】本発明の実施形態に係る図１（Ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。

【図8】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る耐震補強方法の施工段階を示す正面図であり、（Ｂ）は、図８（Ａ）のＺ１−Ｚ１線断面図である。

【図9】本発明の実施形態に係る耐震補強方法による施工工程を示す図８のＸ３−Ｘ３線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施形態に係る耐震補強方法について、図１〜図９を用いて説明する。
ここで、図１は、既存建物１４の柱梁架構２０を外側から見た正面図であり、耐震補強方法で構築された耐震補強体１０の複数の施工工程を、上部から下部へ順に示している。
図２（Ａ）、（Ｂ）、及び図３は、柱梁架構２０の基本構成を示している。
図４（Ａ）、（Ｂ）、及び図５は、柱梁架構２０に枠付ブレース１２を取付けた状態を示し、図６（Ａ）、（Ｂ）、及び図７は、柱梁架構２０に補強鉄筋２８、枠付ブレース１２を取付けた状態を示している。
図８（Ａ）、（Ｂ）、及び図９は、柱梁架構２０の外側にコンクリートを打設し、梁増打補強部３２を構築し、耐震補強体１０を完成させた状態を示している。

【0016】

本実施形態に係る耐震補強方法による耐震補強体１０の構築を、以下、工程順に説明する。耐震補強方法は、先ず、既存建物１４の柱梁架構２０の複数の開口部２１の外側に、表面にボルト接合部がない枠付ブレース（枠付耐震補強体）１２を配置する。

【0017】

図１、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３に柱梁架構２０を示す。
既存建物１４は、鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造とされ、複数階を有している。柱梁架構２０は、既存建物１４の外周部の柱梁架構である。
柱梁架構２０は、既存の柱１６と既存の梁１７で構成されている。梁１７には、壁体１９が、所定の高さで梁１７の上方及び下方へ構築され、梁１７と壁体１９で外壁構造体１８を構成している。壁体１９は、梁１７の建物外側に設けられている。

【0018】

図２（Ａ）、（Ｂ）、図３に、耐震補強体１０が補強する開口部２１を示す。開口部２１は、隣り合う柱１６の間（内法寸法Ｗ１）と、上下の梁１７の間（内法寸法Ｈ３）に形成された空間である。開口部２１を耐震補強することで、柱梁架構２０の耐震強度を高めることができる。

【0019】

また、上下の外壁構造体１８の間には、内法寸法Ｈ１で窓開口部２２が設けられている。窓開口部２２は、開口部２１より小さな開口部であり（Ｈ３＞Ｈ１）、上下の壁体１９の間に、図示しない窓部材が取付けられる。
既存建物１４の柱梁架構２０は、平面視において、外壁構造体１８の外面１８Ｆより、柱１６の外面１６Ｆが、距離Ｙ１だけ突出した構成である（図２（Ｂ）参照）。

【0020】

図１の施工工程に示すように、耐震補強体１０は、内法寸法Ｗ１をあけて建てられた既存の柱１６の側面１６Ｓと、外壁構造体１８の外面１８Ｆとで形成された凹部（段差部）を利用して、凹部を埋める構成で構築されている。
なお、図１には、耐震補強体１０の一部分しか表示されていない。耐震補強体１０は、必要に応じて、高さ方向には、既存建物１４の最下部から最上階まで構築され、横方向には、既存建物１４の周囲を囲んで構築されている。

【0021】

耐震補強体１０は、枠付ブレース１２と、後述する梁増打補強部３２を有している。
図１、図４（Ａ）、（Ｂ）に枠付ブレース１２の外観、及び柱梁架構２０への取付状態を示す。

【0022】

枠付ブレース１２は、矩形状に形成された枠体（縦枠材２６Ｖ、横枠材２６Ｈ）２６の内周面に、一対のブレース（耐震要素）２４を取付けた構成である。
枠体２６は鋼材製とされ、高さＨ２は、窓開口部２２の高さＨ１より大きく、幅Ｗ２は、窓開口部２２の内法寸法Ｗ１より小さい外形寸法で形成されている。

【0023】

ブレース２４は鋼材製とされ、一対のブレース２４が、枠体２６の内周面に斜めに固定されている。ブレース２４は、途中で切断されることなく、枠体２６に固定されている。この結果、ブレースの表面には、ボルト接合部は設けられていない。

【0024】

枠付ブレース１２は、窓開口部２２の外側であり窓開口部２２を覆う位置に、外壁構造体１８の外面１８Ｆと並行に配置されている。枠付ブレース１２は、窓開口部２２からの眺望を極力確保して、開口部２１を耐震補強する。

【0025】

一対のブレース２４の下端部は、枠体２６の下側の両方の角部にそれぞれ固定され、上端部は、上側の横枠材２６Ｈの中央部に、それぞれ固定されている。これにより、一対のブレース２４と下側の横枠材２６Ｈで、上に凸の三角形が形成されている。
なお、ブレース２４の固定形状は、上に凸の三角形に限定されることはなく、耐震強度が確保できれば、例えば、下に凸の三角形等、他の取付け形状であってもよい。

【0026】

枠付ブレース１２は、中央部が窓開口部２２を覆い、枠付ブレース１２の下側の横枠材２６Ｈが、下側の既存の外壁構造体１８の外面１８Ｆと距離をあけて平行に配置され、上側の横枠材２６Ｈが、上側の既存の外壁構造体１８の外面１８Ｆと距離をあけて平行に配置されている。
また、縦枠材２６Ｖは、柱１６の側面１６Ｓと並行に、柱１６の側面１６Ｓと距離Ｗ４をあけて配置されている。

【0027】

即ち、枠体２６の幅Ｗ２は、隣り合う柱１６の側面１６Ｓの距離Ｗ１より小さく、柱１６の側面１６Ｓとの間には、両側に、それぞれ距離Ｗ４の隙間が設けられている。また、枠体２６の高さＨ２は、窓開口部２２の高さ（上下の外壁構造体１８間の距離）Ｈ１より大きくされている。
これにより、枠付ブレース１２は、幅方向を、隣り合う柱１６の側面１６Ｓの間に挿入し、高さ方向を、上側の外壁構造体１８の下端部、及び下側の外壁構造体１８の上端部と重複させることができる（図９参照）。

【0028】

この結果、開口部２１の高さＨ３が、既存建物１４の場所により、他の場所と高さが異なっていても、同じ寸法（高さＨ２）で形成された枠付ブレース１２を、窓開口部２２の高さＨ１を利用して、全ての窓開口部２２に配置することができる。即ち、開口部２１の高さが異なっても、それぞれの高さに合わせた枠付ブレース１２を必要としない。

【0029】

枠付ブレース１２は、高さ方向に、柱１６に沿って複数個が配置された状態で、支柱（連結部材）３０で仮止めされる。
図１、図５に示すように、支柱３０は、上側の枠付ブレース１２と下側の枠付ブレース１２との間に、柱１６に沿って鉛直方向の２カ所に配置される。
支柱３０は、Ｈ形鋼等の支持剛性が高い部材で形成され、外壁構造体１８の外面１８Ｆから、距離Ｙ４だけ離れた位置に外面１８Ｆと平行に固定される。

【0030】

支柱３０は、梁１７にアンカーボルト３６で取付けられたベースプレート６０と、支柱３０に取付けられたガセットプレート６２を、自由端側で重ね合わせ、図示しない貫通孔を一致させて、高力ボルト６４で接合することで梁１７に固定される。

【0031】

支柱３０は、枠付ブレース１２と同じＹ軸上の平面上であり、上側の枠付ブレース１２と、下側の枠付ブレース１２の枠体２６の、縦枠材２６Ｖの延長線上に設けられている。
上側の枠付ブレース１２の下端部と下側の枠付ブレース１２の上端部は、梁１７に固定された支柱３０の上端部と下端部に、それぞれ軸線を一致させて連結される。
これにより、外壁構造体１８の外側に、枠付ブレース１２が取付けられる。

【0032】

次に、柱梁架構２０の梁１７の外面１８Ｆに補強鉄筋２８を配筋する。

【0033】

図１、図６（Ａ）、（Ｂ）、図７に、補強鉄筋２８が配筋された状態を示す。なお、図７は、コンクリート（充填材）３４を打設した状態を示している。補強鉄筋２８は、梁１７の外面１８Ｆと、上側に配置された枠付ブレース１２の下面と、下側に配置された枠付ブレース１２の上面との間の梁増打空間に配筋される。
補強鉄筋２８は、所定の間隔で横方向に複数本が渡された主筋４２と、所定の間隔で縦方向に複数本が渡され、主筋４２を囲んで固定するあばら筋４４と、を有している。

【0034】

主筋４２の両端部は、支柱３０を横方向に貫通して、柱１６の側面１６Ｓの間に渡される（図３参照）。ここに、支柱３０は、フランジ面を梁１７の外面１８Ｆと並行に向け、ウェブ５２には、高さ方向に複数の開口部５４が設けられている。即ち、横方向にはしご状にウェブ５２が切り残されているので、主筋４２は、はしご状に切り残されたウェブ５２を利用して、主筋４２とあばら筋４４を配筋することができる。これにより、配筋作業の効率を高めることができる。

【0035】

梁１７には、複数のアンカーボルト３８が埋め込まれ、補強鉄筋２８はアンカーボルト３８と接合されている。また、上側に配置された枠付ブレース１２の下面と、下側に配置された枠付ブレース１２の上面との間には、定着筋６８が渡されている。
なお、図示は省略するが、柱１６の側面１６Ｓにはアンカーボルトが埋め込まれ、枠付ブレース１２の縦枠材２６Ｖと、柱１６の側面１６Ｓとの間には、スパイラル筋６６が配筋される。これにより、枠付ブレース１２と柱梁架構２０との接合をより強くすることができる。

【0036】

次に、補強鉄筋２８を型枠４６、４８で囲み、梁増打空間を仕切る。

【0037】

図１、図７に示すように、補強鉄筋２８の配筋後に型枠４６、４８を取付ける。型枠４６は補強鉄筋２８の外側に取付けられ、型枠４８は補強鉄筋２８の下側に取付けられる。型枠４６、４８により、周囲の空間と梁増打空間５８が仕切られる。
型枠４６、４８は、いずれも、柱１６の側面１６Ｓの間に横方向（Ｘ軸方向）に渡されている。型枠４６の上端部は、上側の枠付ブレース１２の下面とラップされ、型枠４６の下端部は、下側の枠付ブレース１２の上面とラップされる。また、型枠４８のＹ軸方向の一方の端部は、外壁構造体１８の底面とラップされ、型枠４８の他方の端部は、下側の枠付ブレース１２の側面と当接させて取付けられている。

【0038】

なお、下側の枠付ブレース１２の横枠材２６Ｈの上面と、上側の枠付ブレース１２の横枠材２６Ｈの下面には、それぞれスタッド（シアコネクタ）４０が接合されている。型枠４６は、スタッド４０がコンクリートに埋設されるよう、枠体２６の横枠材２６Ｈの外側に、一部をラップさせて設けられる。

【0039】

なお、開口部２１の高さが、他の位置の開口部２１の高さＨ１と異なる場合には、梁増打補強部３２の上面３２Ｕの位置を上下方向に調整して、補強強度を確保する。これにより、窓開口部２２の高さが、枠付ブレース１２の高さＨ２より小さければ、同じ高さＨ２の枠付ブレース１２を用いて、開口部２１の高さの違いを吸収することができる。

【0040】

型枠４６、４８は、柱１６と縦枠材２６Ｖとの間の隙間にも取付けられる。型枠４６、４８は、内部に、上方の打設口からコンクリート３４が打設されても、型枠４６、４８の位置が移動しないよう、図示しない固定部材で外側から力が加えられている。

【0041】

最後に、梁増打空間にコンクリート（充填材）３４を充填して梁増打補強部３２を形成し、梁増打補強部３２に枠付ブレース１２を固定する。

【0042】

図１、図７、図８（Ａ）、（Ｂ）、９に示すように、型枠４６、４８、外壁構造体１８の外面１８Ｆ、及び柱１６の側面１６Ｓで囲まれた梁増打空間５８に、所定高さまでコンクリート３４を打設する。これにより、コンクリート３４が打設された梁増打補強部３２が形成される。梁増打補強部３２の外面３２Ｆは、枠付ブレース１２の外面１２Ｕと、ほぼ同じ面となる。

【0043】

この結果、梁１７は、梁増打補強部３２で補強された増打梁５０となり、既存建物１４が補強されると共に、上側の枠付ブレース１２と下側の枠付ブレース１２が、梁増打補強部３２と一体化され、既存建物１４に固定される。

【0044】

以上、説明したように、本実施形態の耐震補強方法によれば、開口部２１の高さが、他の開口部２１の高さＨ３と異なる高さであっても、窓開口部２２の高さＨ１が、枠付ブレース１２の高さ寸法Ｈ２より小さければ、梁増打補強部３２の天端位置を調整することで、同じ高さに形成された複数の枠付ブレース１２を、既存建物１４の外壁構造体１８と一体化することができる。
即ち、一定サイズの枠付ブレース１２を、多様な高さの窓開口部２２に取付けることができる。この結果、耐震補強体１０の施工性の向上、美観の向上を図ることができる。

【0045】

また、枠付ブレース１２を、施工現場から離れた作業所や工場等で製作し、完成品をトラック等で取付け現場へ搬入することができる。これにより、枠付ブレース１２の寸法精度を高め、現場での作業を低減できる。
また、完成品の枠付ブレース１２を、そのまま窓開口部２２に取付けるので、枠付きブレース１２から、ボルト接合部をなくすことができ、外観デザインを向上させることができる。

【0046】

また、枠付ブレース１２の、全ての外形寸法を等しくすることで、製造効率を高めることができる。このとき、枠付ブレース１２の高さ寸法を、トラックで運搬可能な寸法（例えば、最大高さ２４００ｍｍ〜２７００ｍｍ程度）以下に統一することで、トラック等による搬送効率を高めることができる。

【0047】

また、施工時に、枠付ブレース１２を、既存建物１４の窓開口部２２の高さ方向に複数取付けて、支柱３０で仮止めしておき、その後、型枠４６、４８と枠付ブレース１２で囲まれた梁増打空間５８にコンクリート３４を打設して、梁増打補強部３２を形成するので、枠付ブレース１２の取付け工程と、外壁構造体１８の補強工程が分離され、施工性の向上、工期の短縮を図ることができる。

【0048】

なお、耐震補強体１０の構築方法は、本実施形態で説明した方法のみでなく、既存建物１４の下層階から、上層へ向けて、枠付ブレース１２と、梁増打補強部３２を順次構築する方法でもよい。
また、梁増打空間へのコンクリート３４の打設は、枠付ブレース１２の下側の横枠材２６Ｈに注入孔をあけておき、注入孔からコンクリート３４を注入してもよい。

【0049】

また、本実施形態では、耐震要素としてブレース２４を用いる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、ブレース２４に代えて、波形鋼鈑を含む鋼板を枠材に取付けた、鋼板耐震壁を採用した構成であってもよい。

【符号の説明】

【0050】

１０ 耐震補強体
１２ 枠付ブレース（枠付耐震補強体）
１４ 既存建物
１６ 柱（柱梁架構）
１７ 梁（柱梁架構）
１７Ｆ 梁の外面
１８ 外壁構造体
１８Ｆ 外壁構造体の外面
２０ 柱梁架構
２２ 開口部
２４ ブレース（耐震要素）
２６ 枠体
２８ 補強鉄筋
３０ 支柱（連結部材）
３２ 梁増打補強部
３４ コンクリート（充填材）
４６ 型枠
４８ 型枠
５８ 梁増打空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】