特開 2023-92880 煙突の補強方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023092880

(43)【公開日】2023-07-04

(54)【発明の名称】煙突の補強方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20230627BHJP

   E04H 12/28 20060101ALI20230627BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 F

E04H12/28 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021208153

(22)【出願日】2021-12-22

(71)【出願人】

【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】100154726

【弁理士】

【氏名又は名称】宮地 正浩

(72)【発明者】

【氏名】奥 伸之

(72)【発明者】

【氏名】山本 俊司

(72)【発明者】

【氏名】爰野 将児

【テーマコード（参考）】

2E176

【Ｆターム（参考）】

2E176AA01

2E176AA07

2E176AA13

2E176BB29

2E176BB36

(57)【要約】

【課題】既存の建物に備えられた煙突の外観を変えることなく、地震などに起因した煙突の崩壊を防止する。
【解決手段】既存の建物１に備えられた煙突４の崩壊を防止する煙突の補強方法において、補強鉄骨５を、煙突４の上方から煙突４内に挿入して煙突４内に配置するとともに、補強鉄骨５を建物１に固定して、補強鉄骨５を建物１に支持させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

既存の建物に備えられた煙突の崩壊を防止する煙突の補強方法であって、
補強鉄骨を、前記煙突の上方から前記煙突内に挿入して前記煙突内に配置するとともに、前記補強鉄骨を前記建物に固定して、前記補強鉄骨を前記建物に支持させる煙突の補強方法。

【請求項2】

前記補強鉄骨を、前記煙突の略全長にわたる長さに形成して、当該補強鉄骨の下端部を前記煙突の支持部に受け止め支持させるとともに、前記補強鉄骨の上下中間部を前記建物に固定する請求項１に記載の煙突の補強方法。

【請求項3】

前記支持部は前記煙突の支持基盤部であり、
前記補強鉄骨の下端部を前記支持基盤部に受け止め支持させた後、当該支持基盤部上にコンクリートを打設して前記補強鉄骨の下端部を固定する請求項２に記載の煙突の補強方法。

【請求項4】

前記補強鉄骨の上下中間部を前記建物に固定するにあたり、タップ加工が施された鋼板を前記補強鉄骨に溶接し、前記鋼板に対向する前記建物の壁部に開口を形成し、前記建物の室内側から前記開口を通って前記鋼板にわたるアンカーボルトの鋼板側端部を前記鋼板のネジ穴にねじ込み連結し、前記開口を硬化性充填材で塞いだ後、前記アンカーボルトの室内側端部を抜け止め固定する請求項２又は３に記載の煙突の補強方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、既存の建物に備えられた煙突の崩壊を防止する煙突の補強方法に関する。

【背景技術】

【0002】

本発明の背景技術としては、煙突の上部を除去することで、地震時応力を小さくして耐震強度を増大させる既設煙突の改造工法がある（例えば特許文献１参照）。
又、既存の煉瓦煙突の上方から既存の煉瓦煙突内に煙道となる不燃性筒体を配置し、煉瓦煙突と不燃性筒体との隙間に無機自硬性発泡組成物を充填し硬化させて、煉瓦煙突を補強するとともに不燃性筒体を固定することで、煉瓦煙突の外観を変えることなく既存の煉瓦煙突を改修する煉瓦煙突の改修施工法がある（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公平０８－００３２９１号公報

【特許文献2】特開平０４－１８９９７６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に記載の既設煙突の改造工法では、煙突の上部を除去することで煙突の外観が大幅に変わることから、外観の変更が厳しく制限される既存の建物に備えられた煙突に適用するには問題がある。

【0005】

特許文献２に記載の煉瓦煙突の改修施工法では、煙突の外観を変えることなく既存の煉瓦煙突を補強することができるが、この補強は、既存の煉瓦煙突と不燃性筒体との隙間に充填した無機自硬性発泡組成物を硬化させるものであることから、地震などが発生した場合に、既存の煉瓦煙突が無機自硬性発泡組成物とともに倒壊する虞があり、地震などに起因した煙突の崩壊を防止する上において改善の余地がある。

【0006】

上記の実情に鑑み、本発明の主たる課題は、既存の建物に備えられた煙突の外観を変えることなく、地震などに起因した煙突の崩壊を防止する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１特徴構成は、既存の建物に備えられた煙突の崩壊を防止する煙突の補強方法であって、
補強鉄骨を、前記煙突の上方から前記煙突内に挿入して前記煙突内に配置するとともに、前記補強鉄骨を前記建物に固定して、前記補強鉄骨を前記建物に支持させる点にある。

【0008】

本構成によると、補強鉄骨をクレーンなどの揚重機で揚重して煙突の上方から煙突内に挿入した後、既存の建物を利用して、補強鉄骨を既存の建物に固定するだけで、煙突内の補強鉄骨を既存の建物に支持させることができ、既存の建物に備えられた煙突を、既存の建物に支持された補強鉄骨にて補強することができる。そして、この補強により、地震などに起因して煙突が倒壊するなどの煙突の崩壊を防止することができる。
その結果、施工性の向上などを図りながら、既存の建物に備えられた煙突の外観を変えることなく、地震などに起因した煙突の崩壊を防止することができる。

【0009】

本発明の第２特徴構成は、前記補強鉄骨を、前記煙突の略全長にわたる長さに形成して、当該補強鉄骨の下端部を前記煙突の支持部に受け止め支持させるとともに、前記補強鉄骨の上下中間部を前記建物に固定する点にある。

【0010】

本構成によると、補強鉄骨が煙突の略全長にわたることで、煙突の略全体を補強鉄骨にて補強することができる。そして、補強鉄骨が煙突の略全長にわたることで重くなる補強鉄骨の重量は、補強鉄骨の下端部を受け止め支持する煙突の支持部に負担させることができる。更に、補強鉄骨の上下中間部が建物に固定されることにより、補強鉄骨の下部側が建物に固定される場合に比較して、煙突の略全長にわたる補強鉄骨を、地震による揺れなどが抑制されたより安定した状態で建物に支持させることができる。
その結果、既存の建物に備えられた煙突の外観を変えることなく、地震などに起因した煙突の崩壊をより好適に防止することができる。

【0011】

本発明の第３特徴構成は、前記支持部は前記煙突の支持基盤部であり、
前記補強鉄骨の下端部を前記支持基盤部に受け止め支持させた後、当該支持基盤部上にコンクリートを打設して前記補強鉄骨の下端部を固定する点にある。

【0012】

本構成によると、煙突の上方から煙突内に挿入した補強鉄骨の下端部を建物の基礎部や支持地盤などの煙突の支持基盤部に到達させた後、暖炉などの煙突と室内との連通箇所や建物の壁部に形成した開口などから煙突の支持基盤部にコンクリートを打設することにより、作業者が煙突内に立ち入ることなく、補強鉄骨の下端部を煙突の支持基盤部に固定することができ、補強鉄骨を煙突内で安定性良く自立させることができる。
これにより、補強鉄骨の重量を煙突の支持基盤部に負担させることができ、既存の建物にかかる負担を軽減しながら、補強鉄骨をより安定性良く既存の建物に支持させることができ、このように安定性良く支持された補強鉄骨にて煙突をより好適に補強することができる。
その結果、既存の建物にかかる負担を軽減しながら、既存の建物に備えられた煙突の外観を変えることなく、地震などに起因した煙突の崩壊をより確実に防止することができる。

【0013】

本発明の第４特徴構成は、前記補強鉄骨の上下中間部を前記建物に固定するにあたり、タップ加工が施された鋼板を前記補強鉄骨に溶接し、前記鋼板に対向する前記建物の壁部に開口を形成し、前記建物の室内側から前記開口を通って前記鋼板にわたるアンカーボルトの鋼板側端部を前記鋼板のネジ穴にねじ込み連結し、前記開口を硬化性充填材で塞いだ後、前記アンカーボルトの室内側端部を抜け止め固定する点にある。

【0014】

本構成によると、既存の建物の室内側に大幅な改良を施すことなく、又、作業者が煙突内に立ち入ることなく、補強鉄骨の上下中間部を既存の建物に固定して支持させることができる。
その結果、施工性の向上などを更に図りながら、既存の建物に備えられた煙突の外観を変えることなく、地震などに起因した煙突の崩壊を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】煙突を補強鉄骨にて補強する前の状態を示す要部の垂直断面図

【図2】煙突を補強鉄骨にて補強した状態を示す要部の垂直断面図

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視断面図

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ矢視断面図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態の一例として、本発明に係る煙突の補強方法を、建物外壁の一部を利用して建物の横側部から上方に延びる形態で建物に備えられた煙突に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
尚、本発明に係る煙突の補強方法は、建物外壁の一部を利用して建物の横側部から上方に延びる煙突に限らず、建物に近接して自立する煙突などに適用することができる。

【0017】

図１～２に示すように、既存の建物１は、地下１階Ｂ１Ｆと地上１階１Ｆと地上２階２Ｆと屋上階ＲＬとを有する鉄筋コンクリート造で、この建物１には、建物１の地下基礎部を支持基盤部（支持部）２として、この支持基盤部２から外壁３の一部を利用して建物１の上方に延びる煙突４が備えられている。図３に示すように、煙突４は、外壁３の一部を利用することで水平断面形状が矩形に形成されている。
尚、建物１に備えられる煙突４としては、外壁３の一部を利用せずに建物１に近接して備えられたものであってもよく、又、水平断面形状が正方形や円形などに形成されたものであってもよい。

【0018】

図１～２に示すように、煙突４には、地下階の外壁３Ａを利用して形成された下部側の煙突基部４Ａと、地上階の外壁３Ｂを利用して形成された上部側の煙突本体部４Ｂとが備えられている。煙突基部４Ａは、その内部空間４ａの水平断面での面積が、煙突本体部４Ｂにおける内部空間４ｂの水平断面での面積よりも狭くなるように形成されている。煙突本体部４Ｂには、地上階の外壁３Ｂに沿う下側本体部分４Ｂａと、屋上階ＲＬから上方に突出する上側本体部分４Ｂｂとが備えられている。

【0019】

図１～４に示すように、煙突４は、その内部に配置されて建物１に支持された補強鉄骨５にて補強され、この補強により、地震などに起因した煙突４の崩壊が防止されている。

【0020】

煙突４の補強方法について説明すると、煙突４の補強方法には、補強鉄骨５を製作する補強鉄骨製作工程と、製作した補強鉄骨５を煙突４の上方から煙突４内に挿入して煙突４内に配置する補強鉄骨配置工程と、煙突４内に配置した補強鉄骨５の下端部を煙突４の支持部となる支持基盤部２に固定する補強鉄骨下端部固定工程と、煙突４内に配置した補強鉄骨５の上下中間部を建物１に支持させる補強鉄骨中間部支持工程とが含まれている。

【0021】

補強鉄骨製作工程では、図１に示すように、補強鉄骨５を構成する複数（本実施形態では５本）の鉄骨材５Ａ～５Ｅを一列に突き合わせ溶接して、煙突４の略全長にわたる長さを有する補強鉄骨５を製作する。複数の鉄骨材５Ａ～５Ｅのうち、煙突４の煙突基部４Ａと煙突本体部４Ｂとにわたる最下部の鉄骨材５Ａは、煙突基部４Ａと煙突本体部４Ｂとの各内部空間４ａ，４ｂの水平断面での面積が異なることから、煙突基部４Ａの内部空間４ａに応じた外径サイズの小さい第１角鋼管５Ａａと、煙突本体部４Ｂの内部空間４ｂに応じた外径サイズの大きい第２角鋼管５Ａｂとを、それらの外径サイズに応じた角錐台鋼管５Ａｃと上下一対のダイアフラム５Ａｄ，５Ａｅとを介して溶接接合することで構成される。そして、最下部の鉄骨材５Ａにおける上部の第２角鋼管５Ａｂには、補強鉄骨５の上下中間部を建物１に支持させるためのタップ加工が施された鋼板６（図３～４参照）が溶接される。他の各鉄骨材５Ｂ～５Ｅは、第２角鋼管５Ａｂと同じ外径サイズの角鋼管で構成され、最上部の鉄骨材５Ｅの上端部には、クレーンなどの揚重機（図示せず）を使用して補強鉄骨５を揚重する際に、玉掛用のワイヤーロープ７（図１参照）などを介して揚重機のフック（図示せず）に玉掛けされる左右一対の玉掛け部５Ｅａ（図１～２参照）が溶接接合される。

【0022】

補強鉄骨配置工程では、図１～２に示すように、揚重機のフックを、玉掛用のワイヤーロープ７などを介して、補強鉄骨５の玉掛け部５Ｅａに玉掛けした後、揚重機にて補強鉄骨５を煙突４の上方まで揚重し、揚重した補強鉄骨５を煙突４の上方から煙突４内に挿入して、補強鉄骨５の下端部が支持基盤部２の煙突内部分に受け止め支持されるように煙突４内に配置する。

【0023】

補強鉄骨下端部固定工程では、図２に示すように、地下階の外壁３Ａにおける煙突基部４Ａの形成箇所に、煙突基部４Ａの内部空間４ａに連通する開口（図示せず）を形成し、この開口から、煙突基部４Ａの内部空間４ａに位置する支持基盤部２の煙突内部分上にコンクリート８を打設して補強鉄骨５の下端部を固定する。そして、開口に無収縮モルタルなどの硬化性充填材（図示せず）を充填して開口を塞ぐ。
尚、煙突４が例えば建物１の室内に備えられた暖炉（図示せず）などからの煙を屋外に導くものである場合には、煙突４と室内との連通箇所となる暖炉を利用して、煙突基部４Ａの内部空間４ａに位置する支持基盤部２の煙突内部分上にコンクリート８を打設するようにすれば、地下階の外壁３Ａなどにコンクリート打設用の開口を形成する手間や、コンクリートの打設後に開口を塞ぐ手間を省くことができる。

【0024】

補強鉄骨中間部支持工程では、図２～４に示すように、建物１における地上階の外壁３Ｂのうち、補強鉄骨５に溶接された鋼板６に対向する地上１階１Ｆの壁部３Ｂａに矩形の開口９を形成し、この開口９に内接する矩形の型枠１０を、建物１の室内側から開口９を通って補強鉄骨５にわたるように挿入する。又、建物１の室内側から開口９を通って鋼板６にわたる４本のアンカーボルト１１（図３～４参照）の鋼板側端部を鋼板６の４つのネジ穴６Ａ（図３～４参照）にねじ込み連結する。そして、開口９に無収縮モルタルなどの硬化性充填材１２（図３参照）を充填して開口９を硬化性充填材１２で塞いだ後、アンカーボルト１１挿通用の４つの貫通孔が形成された鋼板１３を、各貫通孔に各アンカーボルト１１の室内側端部を通した状態で硬化性充填材１２の室内側端面に面接触させ、各貫通孔から突出する各アンカーボルト１１の室内側端部にナット１４（図３参照）をねじ込み連結して、各アンカーボルト１１の室内側端部を抜け止め固定する。このようにして、補強鉄骨５の上下中間部を、建物１における地上階の外壁３Ｂのうちの地上１階１Ｆの壁部３Ｂａに固定して支持させる。

【0025】

以上の通り、前述した煙突４の補強方法では、補強鉄骨５を、クレーンなどの揚重機で揚重し、煙突４の上方から煙突４内に挿入して煙突４内に配置した後、既存の建物１を利用して、補強鉄骨５を既存の建物１に固定するだけで、煙突４内の補強鉄骨５を既存の建物１に支持させることができ、既存の建物１に備えられた煙突４を、既存の建物１に支持された補強鉄骨５にて補強することができる。そして、補強鉄骨５が、煙突４の略全長にわたる長さに形成されることにより、煙突４の略全体を補強鉄骨５にて好適に補強することができる。

【0026】

又、前述した煙突４の補強方法では、煙突４の略全長にわたる補強鉄骨５を、煙突４の上方から煙突４内に挿入して補強鉄骨５の下端部を煙突４の支持基盤部２に受け止め支持させた後、補強鉄骨５の下端部を支持基盤部２の煙突内部分に固定し、かつ、補強鉄骨５の上下中間部を建物１に固定することにより、補強鉄骨５を煙突４内で自立させて補強鉄骨５の重量を煙突４の支持基盤部２に負担させるようにしながら、自立させた補強鉄骨５の上下中間部を建物１に安定性良く支持させることができる。これにより、例えば、補強鉄骨５を自立させずに、その上下中間部を建物１に支持させる場合に比較して、既存の建物１にかかる負担を軽減することができ、又、補強鉄骨５の下端部のみを固定する場合に比較して、地震による補強鉄骨５の揺れなどを効果的に抑制することができる。

【0027】

そして、補強鉄骨５における下端部の固定は、建物１における地下階の外壁３Ａに形成した開口から支持基盤部２の煙突内部分上にコンクリート８を打設することで行われることから、作業者が煙突４内に立ち入ることなく、補強鉄骨５の下端部を煙突４の支持基盤部２に固定することができる。

【0028】

又、補強鉄骨５における上下中間部の固定は、補強鉄骨５に溶接された鋼板６に対向する外壁３の壁部３Ｂａに開口９を形成し、建物１の室内側から開口９を通って鋼板６にわたる各アンカーボルト１１の鋼板側端部を鋼板６の各ネジ穴６Ａにねじ込み連結し、開口９を硬化性充填材１２で塞いだ後、各アンカーボルト１１の室内側端部を抜け止め固定することなどで行われることから、既存の建物１の室内側に大幅な改良を施すことなく、又、作業者が煙突４内に立ち入ることなく、補強鉄骨５の上下中間部を既存の建物１に固定することができる。

【0029】

その結果、施工性の向上などを図りながら、既存の建物１に備えられた煙突４の外観を変えることなく、煙突４の補強を好適に行うことができ、これにより、地震などに起因して、屋上階ＲＬから上方に突出する煙突４の上側本体部分４Ｂｂが倒壊するなどの煙突４の崩壊を防止することができる。

【0030】

〔別実施形態〕
本発明の別実施形態について説明する。
尚、以下に説明する各別実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、上記の実施形態や他の別実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

【0031】

（１）上記の実施形態においては、煙突４の補強方法として、補強鉄骨製作工程にて製作した補強鉄骨５を、補強鉄骨配置工程にて煙突４の上方から煙突４内に挿入して煙突４内に配置するものを例示したが、これに限らず、例えば、補強鉄骨５を構成する複数の鉄骨材５Ａ～５Ｅうち、先ず、補強鉄骨５の下部側を構成する鉄骨材５Ａを揚重機で揚重して煙突４の上端部にて仮置きした後、次の鉄骨材５Ｂを揚重機で揚重して仮置きした鉄骨材５Ａの上端に積み重ねて、上下の鉄骨材５Ａ，５Ｂを突き合わせ溶接し、この溶接後に、下側の鉄骨材５Ａの仮置きを解除して上下の鉄骨材５Ａ，５Ｂを煙突４内に挿入して上側の鉄骨材５Ｂを煙突４の上端部にて仮置きする、といった作業を、補強鉄骨５の下部側を構成するものから順に繰り返して行うことで、補強鉄骨５を製作しながら煙突４の上方から煙突４内に挿入して煙突４内に配置するようにしてもよい。

【0032】

（２）上記の実施形態においては、煙突４の補強方法として、補強鉄骨中間部支持工程にて、補強鉄骨５の上下中間部を地上１階１Ｆの壁部３Ｂａに固定して支持させるものを例示したが、これに限らず、例えば、補強鉄骨５の上下中間部を地上２階２Ｆの壁部に固定して支持させるものであってもよい。

【0033】

（３）上記の実施形態においては、煙突４の補強方法として、煙突４の略全長にわたる長さの補強鉄骨５を、煙突４の上方から煙突４内に挿入して補強鉄骨５の下端部を煙突４の支持基盤部（支持部）２に受け止め支持させた後、補強鉄骨５の下端部を固定し、かつ、補強鉄骨５の上部側を建物１に固定することにより、煙突４の略全長を補強鉄骨５にて補強するものを例示したが、これに限らず、例えば、煙突４の煙突本体部４Ｂにおける下側本体部分４Ｂａの上部から上側本体部分４Ｂｂの上部にわたる長さの補強鉄骨５を、煙突４の上方から煙突４内に挿入して、補強鉄骨５の下端部を建物１における地上階の外壁３Ｂに固定することにより、建物１の屋上階ＲＬから上方に突出する煙突４の上側本体部分４Ｂｂのみを補強するものであってもよい。

【0034】

（４）上記の実施形態においては、煙突４の補強方法として、煙突４内に配置した補強鉄骨５の下端部を煙突４の支持基盤部２（支持部）に受け止め支持させた後、支持基盤部２の煙突内部分上にコンクリート８を打設することで補強鉄骨５の下端部を支持基盤部２の煙突内部分に固定するものを例示したが、これに限らず、例えば、補強鉄骨５の下端部を支持基盤部２に受け止め支持させた後、アンカーボルトなどを使用して補強鉄骨５の下端部を支持基盤部２の煙突内部分に固定するものであってもよい。

【0035】

（５）上記の実施形態においては、煙突４の補強方法として、煙突４内に配置した補強鉄骨５の下端部を支持基盤部２（支持部）に固定するものを例示したが、これに限らず、例えば、補強鉄骨５の下端部を支持基盤部２に固定せずに受け止め支持させるだけのものであってもよい。

【0036】

（６）上記の実施形態においては、煙突４の補強方法として、煙突４内に配置した補強鉄骨５の下端部を煙突４の支持基盤部（支持部）２で受け止め支持するものを例示したが、これに限らず、例えば、図１～２に示す煙突４において、煙突基部４Ａの内部空間４ａと煙突本体部４Ｂの内部空間４ｂとの境界に形成されている段差部を利用して、この段差部に支持される鋼板又はコンクリートブロックなどを煙突４内に備え、この鋼板又はコンクリートブロックなどで補強鉄骨５の下端部を受け止め支持するものであってもよい。

【符号の説明】

【0037】

１ 既存の建物
２ 支持基盤部（支持部）
３Ｂａ 壁部
４ 煙突
５ 補強鉄骨
６ 鋼板
６Ａ ネジ穴
８ コンクリート
９ 開口
１１ アンカーボルト
１２ 硬化性充填材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】