特許 7131952 建物の耐震補強構造

(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】

(24)【登録日】2022-08-29

(45)【発行日】2022-09-06

(54)【発明の名称】建物の耐震補強構造

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20220830BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 F

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018085547

(22)【出願日】2018-04-26

(65)【公開番号】P2019190168

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-04-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000245852

【氏名又は名称】矢作建設工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】榎本 将弘

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 峰里

(72)【発明者】

【氏名】上田 洋一

【審査官】河内 悠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０５６５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３２８５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０５０７８８（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】

既存の建物の耐力を向上させるために同建物における柱梁の外側面に沿って補強体が設けられており、前記補強体は、前記柱梁の外側面に対し間隔をおいて設けられている鋼材、その鋼材と前記外側面との間に位置して前記鋼材を前記柱梁に対し固定するアンカー部材、前記鋼材の周囲に設けられている補強筋、並びに、前記鋼材及び前記補強筋を被覆するコンクリートによって形成されている建物の耐震補強構造において、
前記補強体における前記鋼材と前記柱梁の外側面との間であって前記補強体の延びる方向についての少なくとも一部には、前記補強筋のない状態で前記コンクリートによって埋められた無筋コンクリート部が設けられており、
前記補強体の鋼材は、前記柱梁の外側面のうち、少なくとも柱と梁との交差部分の外側面と対向するものであり、
前記無筋コンクリート部は、前記交差部分に対応する部分に設けられており、前記鋼材と前記交差部分の外側面との間からはみ出すことによって前記交差部分の外側面全体に亘っており、
前記補強筋は、前記鋼材における前記建物と反対側に位置する表面全体に沿うように設けられているとともに、前記鋼材における前記表面と交差する方向に延びる側面全体に沿うようにも設けられており、
前記鋼材の前記側面に沿うように設けられた前記補強筋は、その端部が前記鋼材よりも前記柱梁の外側面の近くまで延びるとともに前記鋼材と前記交差部分の外側面との間に向けて突出するよう屈曲しており、
前記交差部分に対応する部分に設けられた前記無筋コンクリート部は、前記補強筋の前記端部と前記柱梁の外側面との間を通って前記交差部分の外側面全体に亘っていることを特徴とする建物の耐震補強構造。

【請求項2】

前記無筋コンクリート部は、前記鋼材と前記柱梁の外側面との間全体に亘って設けられている請求項１に記載の建物の耐震補強構造。

【請求項3】

前記無筋コンクリート部は、前記鋼材と前記柱梁の外側面との間に、同鋼材の延びる方向について部分的に設けられている請求項１に記載の建物の耐震補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物の耐震補強構造に関する。

【背景技術】

【0002】

地震等に対する既存の建物の耐力を向上させるため、同建物における柱梁の外側面に沿って補強体を設けるようにした建物の耐震補強構造が知られている。
こうした耐震補強構造で用いられる上記補強体は、特許文献１に示されるように、建物における柱梁の外側面に対し間隔をおいて設けられている鋼材、その鋼材と上記外側面との間に位置して鋼材を柱梁に対し固定するアンカー部材、鋼材の周囲に設けられている補強筋、並びに、上記鋼材及び上記補強筋を被覆するコンクリートによって形成されている。ちなみに、補強体に設けられている上記補強筋は、補強体に高い耐力や靱性をもたせるべく、補強体からのコンクリートの剥落を抑制するためのものである。

【0003】

既存の建物における柱梁の外側面に上記補強体を設ける際には、まず柱梁の外側面との間に間隔をおいた状態で鋼材をアンカー部材によって柱梁に対して固定し、更に鋼材の周囲に補強筋を配置する。その後、鋼材の周囲にコンクリートを流し込み、そのコンクリートを固化させることによって上記補強体が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３０５１０７１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、鋼材の周囲に補強筋が配置されている場合、鋼材の周囲にコンクリートを流し込むとき（コンクリート打設時）、そのコンクリートが流れにくくなることは避けられない。特に、鋼材と柱梁の外側面との間の部分では、その部分に配置されている補強筋によってコンクリートが流れ込みにくくなるとともに、外部からの振動を加えてコンクリートの充填を促進することができないことから、コンクリートの充填性が低下する可能性が懸念される。そして、このようにコンクリートの充填性が低下すると、建物における柱梁の外側面に補強体を形成する際の施工性が低下するという問題が生じる。

【0006】

本発明の目的は、既存の建物における柱梁の外側面に補強体を形成する際の施工性低下を抑制することができる建物の耐震補強構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する耐震補強構造においては、既存の建物の耐力を向上させるために同建物における柱梁の外側面に沿って補強体が設けられている。この補強体は、柱梁の外側面に対し間隔をおいて設けられている鋼材、その鋼材と上記外側面との間に位置して同鋼材を柱梁に対し固定するアンカー部材、鋼材の周囲に設けられている補強筋、並びに、鋼材及び補強筋を被覆するコンクリートによって形成されている。そして、補強体における鋼材と柱梁の外側面との間であって補強体の延びる方向についての少なくとも一部には、補強筋のない状態でコンクリートによって埋められた無筋コンクリート部が設けられている。

【0008】

上記構成によれば、鋼材がアンカー部材によって柱梁に対し固定されているため、鋼材と柱梁の外側面との間のコンクリートは、それら鋼材及び柱梁によって拘束された状態となる。従って、鋼材と柱梁の外側面との間に補強筋が存在していない無筋コンクリート部が設けられていても、その無筋コンクリート部のコンクリートが剥落することはない。また、同補強体の周囲における無筋コンクリート部以外の部分の補強筋でコンクリートの剥落を防ぐことにより、補強体の強度を確保することができる。そして、既存の建物における柱梁の外側面に補強体を設けるために柱梁に対しアンカー部材によって固定された鋼材の周囲にコンクリートを流し込むときには、その周囲における無筋コンクリート部となる部分に補強筋が存在しない分、コンクリートが流れやすくなるため、コンクリートの充填性が低下することは抑制される。このため、同コンクリートが流れにくくなることに伴って補強体を形成する際の施工性低下を抑制することができる。

【0009】

上記建物の耐震補強構造において、上記補強体の鋼材は、柱梁の外側面のうち、少なくとも柱と梁との交差部分の外側面と対向するものであり、上記無筋コンクリート部は、上記交差部分に対応する部分に設けられているものとすることが考えられる。

【0010】

既存の建物における柱梁の外側面からの補強体の剥がれを抑制するため、その外側面と鋼材との間において、柱と梁との交差部分に対応する部分には、多数のアンカー部材が設けられており、仮に上記部分に補強筋が設けられているとすると、鋼材の周囲にコンクリートを流し込む際、上記部分においてコンクリートが流れにくくなる。しかし、柱梁の外側面と鋼材との間における柱と梁との交差部分に対応する部分には、無筋コンクリート部が設けられているため、上記部分においてコンクリートが流れにくくなることを抑制することができる。

【0011】

上記建物の耐震補強構造において、上記無筋コンクリート部は、鋼材と柱梁の外側面との間全体に亘って設けられている形状でもよい。
この構成によれば、柱梁に対しアンカー部材によって固定された鋼材の周囲にコンクリートを流し込むとき、鋼材と柱梁の外側面との間におけるいずれの部分にも補強筋が存在しないため、その間においてコンクリートが流れにくくなることを効果的に抑制することができる。

【0012】

なお、上記無筋コンクリート部に関しては、鋼材と柱梁の外側面との間に、同鋼材の延びる方向について部分的に設けられているものとしてもよい。
上記建物の耐震補強構造において、上記補強筋は、鋼材における建物と反対側に位置する表面全体に沿うように設けられているとともに、鋼材における柱梁の柱と梁との交差部分に対応する部分以外の部分であって上記表面と交差する方向に延びる側面全体に沿うようにも設けられているものとすることが考えられる。

【0013】

この構成によれば、上述したように補強筋を設けてコンクリートの剥落を防ぐことにより、鋼材と柱梁の外側面との間の部分以外の部分でコンクリートの剥落が生じることを効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】建物の柱梁、及び、その柱梁の外側面に沿って設けられた補強体を示す側面図。

【図2】図１の柱梁及び補強体のうち、柱と梁との交差部分であって建物の端以外に位置している柱における上記交差部分に対応する部分を、矢印Ａ－Ａ方向から見た状態を示す断面図。

【図3】図１の柱梁及び補強体のうち、柱と梁との交差部分であって建物の端に位置している柱における上記交差部分に対応する部分を、矢印Ａ－Ａ方向から見た状態を示す断面図。

【図4】図１の柱及び補強体を、矢印Ｂ－Ｂ方向から見た状態を示す断面図。

【図5】補強体における補強筋の他の例を示す断面図。

【図6】補強体における補強筋の他の例を示す断面図。

【図7】補強体における補強筋の他の例を示す断面図。

【図8】補強体の他の例を示す断面図。

【図9】補強体の他の例を示す断面図。

【図10】補強体の他の例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、建物の耐震補強構造の一実施形態について、図１～図４を参照して説明する。
図１は、地震等に対する既存の建物の耐力を向上させるため、同建物における柱１及び梁２といった柱梁の外側面に沿って補強体３を設けるようにした建物の耐震補強構造を示している。なお、建物における柱１及び梁２といった柱梁には、二点鎖線で示されるように筋かい８ａや間柱８ｂが設けられていてもよい。

【0016】

図２は、図１の柱梁及び補強体３のうち、柱１と梁２との交差部分であって建物の端以外に位置している柱１における上記交差部分、及び、補強体３における上記交差部分に対応する部分を、矢印Ａ－Ａ方向から見た状態を示している。図３は、図１の柱梁及び補強体３のうち、柱１と梁２との交差部分であって建物の端に位置している柱１における上記交差部分、及び、補強体３における上記交差部分に対応する部分を、矢印Ａ－Ａ方向から見た状態を示している。図４は、図１の柱１及び補強体３を、矢印Ｂ－Ｂ方向から見た状態を示している。

【0017】

図２、図３、及び図４から分かるように、補強体３は、建物における柱梁の外側面に対し間隔をおいて設けられている鋼材４、その鋼材４と上記外側面との間に位置して鋼材４を柱梁に対し固定するアンカーボルト５、鋼材４の周囲に設けられている補強筋６、並びに、上記鋼材４及び上記補強筋６を被覆するコンクリート７によって形成されている。

【0018】

ちなみに、補強体３に設けられている上記補強筋６は、補強体３からのコンクリート７の剥落を抑制するためのものであって、閉鎖型またはコの字型の補強筋と、それを固定するために補強体と同方向に延びる鉄筋と、からなるものが用いられている。また、上記アンカーボルト５は、一方の端部が柱梁に打ち込まれるとともに、もう一方の端部が鋼材４に対し固定されるものであって、アンカー部材としての役割を担う。

【0019】

上記鋼材４としては、例えばＨ形のものを用いることが考えられるが、それ以外にＩ形、Ｃ型、山型、平鋼形、及び鋼管形等の他の形状のものを用いることも可能である。鋼材４は、柱１及び梁２といった柱梁全体と平行に延びるように設けられており、それによって柱梁の外側面全体と対向している。従って、鋼材４は、柱梁の外側面のうち、柱１と梁２との交差部分の外側面とも対向している。

【0020】

上記アンカーボルト５は、図１に示すように、柱１及び梁２の延びる方向に間隔をおいて設けられているとともに、柱１と梁２との交差部分に対応する部分にも設けられている。そして、柱１と梁２との交差部分に対応する部分には、柱梁の外側面からの補強体３の剥がれを抑制することを意図して、より多くのアンカーボルト５が設けられている。その結果、柱１と梁２との交差部分に対応する部分では、アンカーボルト５同士の間隔が他の部分と比較して短くなっている。一方、柱１と梁２との交差部分に対応する部分以外においては、アンカーボルト５同士の間隔が上記交差部分に対応する部分と比較して長くなる。

【0021】

図２、図３、及び図４に示すように、補強体３における鋼材４と柱梁の外側面との間には、補強筋６のない状態でコンクリート７によって埋められた無筋コンクリート部９が設けられている。詳しくは、無筋コンクリート部９は、鋼材４と柱梁の外側面との間全体に亘って設けられている。従って、無筋コンクリート部９は、柱１と梁２との交差部分に対応する部分にも設けられている。

【0022】

上記補強筋６は、鋼材４における建物と反対側に位置する表面全体に沿うように設けられている。更に、補強筋６は、鋼材４における柱１と梁２との交差部分に対応する部分以外の部分であって、上記表面と交差する方向に延びる側面全体に沿うようにも設けられている。詳しくは、図４に示すように、柱１における上記交差部分以外の部分では、補強筋６が鋼材４の上記側面（図４の左面及び右面）全体に沿うように設けられている。なお、図示しないが、梁２における上記交差部分以外の部分でも、補強筋６が鋼材４の上記側面全体に沿うように設けられている。また、図３に示すように、建物の端以外に位置している柱１における上記交差部分では、補強筋６が柱１における上記交差部分の表面と交差する方向に延びる側面（図３の右面）に沿うようにも設けられている。

【0023】

次に、本実施形態における建物の耐震補強構造の作用について説明する。
既存の建物における柱梁の外側面に補強体３を設ける際には、まず柱梁の外側面との間に間隔をおいた状態で鋼材４をアンカーボルト５によって柱梁に対して固定し、更に鋼材４の周囲に補強筋６を配置する。このとき、補強体３の無筋コンクリート部９を形成予定の部分には補強筋６を配置しない。その後、鋼材４の周囲にコンクリートを流し込み、そのコンクリートを固化させることによって上記補強体３が形成される。

【0024】

このように形成された補強体３においては、鋼材４がアンカーボルト５によって柱梁に対し固定されているため、鋼材４と柱梁の外側面との間のコンクリートは、それら鋼材４及び柱梁によって拘束された状態となる。従って、鋼材４と柱梁の外側面との間に補強筋６が存在していない無筋コンクリート部９が設けられていても、その無筋コンクリート部９のコンクリートが剥落することはない。また、補強体３の強度については、同補強体３の周囲における無筋コンクリート部９以外の部分の補強筋６によってコンクリートの剥落を防ぐことで確保することが可能であり、上記無筋コンクリート部９を設けることによって補強体３の強度が確保できなくなることはない。

【0025】

そして、既存の建物における柱梁の外側面に補強体３を設けるために柱梁に対しアンカーボルト５によって固定された鋼材４の周囲にコンクリートを流し込むときには、その周囲における無筋コンクリート部９となる部分に補強筋６が存在しない分、コンクリートが流れやすくなるため、コンクリートの充填性が低下することは抑制される。このため、同コンクリートが流れにくくなることに伴って補強体３を形成する際の施工性低下を抑制することができ、品質が向上するようになる。更に、補強筋６のない無筋コンクリート部９を設けることで、鉄筋削減によるコスト低減も実現することができる。

【0026】

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）既存の建物における柱梁の外側面に補強体３を形成する際の施工性低下を抑制することができ、品質を向上させることができる。更に、コストを低減することもできるようになる。

【0027】

（２）既存の建物における柱梁の外側面からの補強体３の剥がれを抑制するため、その外側面と鋼材４との間において、柱１と梁２との交差部分に対応する部分には、多数のアンカーボルト５が設けられている。従って、仮に上記部分に補強筋６が設けられているとすると、鋼材４の周囲にコンクリートを流し込む際、上記部分においてコンクリートが流れにくくなる。しかし、柱梁の外側面と鋼材４との間における柱１と梁２との交差部分に対応する部分には、無筋コンクリート部９が設けられているため、上記部分においてコンクリートが流れにくくなることを抑制することができる。

【0028】

（３）無筋コンクリート部９が鋼材４と柱梁の外側面との間全体に亘って設けられている場合、柱梁に対しアンカーボルト５によって固定された鋼材４の周囲にコンクリートを流し込むとき、鋼材４と柱梁の外側面との間におけるいずれの部分にも補強筋６が存在しない。このため、その間においてコンクリートが流れにくくなることを効果的に抑制することができる。

【0029】

（４）無筋コンクリート部９が鋼材４と柱梁の外側面との間全体に亘って設けられている場合には、鋼材４と柱梁の外側面との間には補強筋６が存在しておらず、その分は鋼材４と柱梁の外側面との距離を短くすることができる。そして、鋼材４と柱梁の外側面との距離を短くすることにより、補強体３を薄く形成することができる。

【0030】

（５）上記補強筋６は、鋼材４における建物と反対側に位置する表面全体に沿うように設けられているとともに、鋼材４における柱１と梁２との交差部分に対応する部分以外の部分であって上記表面と交差する方向に延びる側面全体に沿うようにも設けられている。このように補強筋６を設けることによって、鋼材４と柱梁の外側面との間の部分以外の部分でコンクリートの剥落が生じることを効果的に抑制することができ、補強体３の強度を確保することができる。

【0031】

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図５に示すように、補強筋６は、格子状の鉄筋を柱梁（図５では柱１）に沿って間隔をおいて並ぶように設けたものであってもよい。

【0032】

・図６及び図７に示すように、補強筋６が鋼材４と柱梁の外側面との間の一部まで延びていてもよい。
・アンカーボルト５よりも高い剪断耐力を有する剪断抵抗器をアンカー部材として設けるようにしてもよい。

【0033】

上記剪断抵抗器としては、柱梁と鋼材４とを繋ぐ棒状部と同棒状部よりも大径に形成された大径部とを備えており、その大径部に形成された突部を柱梁の外側面に形成された溝に埋め込むものとすることが考えられる。

【0034】

また、上記剪断抵抗器としては、アンカーボルト５よりも径の大きい大径筒部と、同大径筒部を鋼材４に固定するための固定棒とを備えており、上記大径筒部の鋼材と反対側の端部を柱梁の外側面に形成された溝に埋め込むものを採用することも可能である。

【0035】

・補強体３の一部、例えば柱１と梁２との交差部分に対応する部分以外の部分が、図８に示される鉄筋鉄骨コンクリート造（ＳＲＣ造）であったり、図９に示される鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）であったり、図１０に示される鉄骨造（Ｓ造）であったりしてもよい。なお、ＳＲＣ造及びＳ造の補強体３における鋼材４としては、図８及び図１０のようなＨ形のものを採用してもよいし、Ｉ形、Ｃ型、山型、平鋼形、及び鋼管形のものを採用してもよい。

【0036】

・鋼材４は、必ずしも柱１及び梁２といった柱梁全体に対し平行に延びている必要はなく、柱梁の一部のみに対し平行に延びるものであってもよい。この場合、鋼材４が少なくとも柱１と梁２との交差部分に対応する部分の外側面と対向するように設けられていることが好ましい。

【0037】

・無筋コンクリート部９は、補強体３の延びる方向についての一部に、言い換えれば補強体３の延びる方向について部分的に、設けられていてもよい。なお、鋼材４が柱１と梁２との交差部分に対応する部分の外側面と対向するように設けられている場合、少なくとも上記交差部分に対応する部分には無筋コンクリート部９を設けることが好ましい。

【符号の説明】

【0038】

１…柱、２…梁、３…補強体、４…鋼材、５…アンカーボルト、６…補強筋、７…コンクリート、８ａ…筋かい、８ｂ…間柱、９…無筋コンクリート部、１０…剪断抵抗器、１０ａ…棒状部、１０ｂ…大径部、１０ｃ…突部、１１…剪断抵抗器、１１ａ…大径筒部、１１ｂ…固定棒。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】