特許 7492798 既設家屋の耐震補強構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-22

(45)【発行日】2024-05-30

(54)【発明の名称】既設家屋の耐震補強構造

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20240523BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20240523BHJP

   E02D 27/00 20060101ALI20240523BHJP

   E02D 5/22 20060101ALI20240523BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 D

E04H9/02 301

E02D27/00 C

E02D5/22

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024022821

(22)【出願日】2024-02-19

【審査請求日】2024-02-19

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】595101665

【氏名又は名称】株式会社オーク

(74)【代理人】

【識別番号】100154014

【弁理士】

【氏名又は名称】正木 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100154520

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 祐子

(72)【発明者】

【氏名】樫本 孝彦

【審査官】土屋 保光

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１６５９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０２８８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３９２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－００６２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８３１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１８８５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５７８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０６１８４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｅ０４Ｈ ９／０２

Ｅ０２Ｄ ２７／００ －２７／５２

Ｅ０２Ｄ ５／２２ － ５／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

既設家屋の室内に、新たに設置された既設家屋の耐震補強構造であって、
柱フレーム及び天井フレーム並びに下部フレームとして前記室内に設置された防護フレームと、
前記防護フレームの下部に設けられた基礎と、
前記基礎に設けられている貫通孔に挿入して地盤に打ち込むことによって、不等沈下対策を施す複数の杭と、を有し、
前記防護フレームには、耐火材が設けられ、
前記耐火材は、前記室内の天井及び床並びに壁を構築してなり、さらに、
前記天井フレームには、金網が設けられると共に、該金網の上面には防火シートが配置されてなる既設家屋の耐震補強構造。

【請求項2】

前記複数の杭の外周部には、それぞれ、一定間隔置きリブが設けられ、
前記リブの径は、前記地盤の深さが深くなるにつれ、径が徐々に小径になるように形成されている請求項１に記載の既設家屋の耐震補強構造。

【請求項3】

前記室内の壁の少なくとも一面に、棚状のフレームが設置されてなる請求項１又は２に記載の既設家屋の耐震補強構造。

【請求項4】

前記室内の床下には、室内から室外に人が脱出することができる脱出口が設けられてなる請求項１又は２に記載の既設家屋の耐震補強構造。

【請求項5】

前記室内には、タンクが設けられ、
前記タンクには、外部から水を供給することができる給水路が設けられると共に、前記タンクから排出された水を再び前記タンクに戻す循環路が設けられ、
前記循環路には、蛇口が設けられてなる請求項１又は２に記載の既設家屋の耐震補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、既設家屋の耐震補強構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地震による建築物の倒壊及び破損から人命及び家財を守る方法として、建築物の一室内に、鉄骨を枠状に組み立てた鉄骨組構造を構築し、その内部を耐震ルームにする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－１２００４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような方法では、液状化による既設家屋の傾きの防止、つまり、不等沈下対策が十分に行われていないという問題があった。

【0005】

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、不等沈下対策が十分に施されている既設家屋の耐震補強構造を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0007】

請求項１の発明によれば、既設家屋（Ｋ）の室内に、新たに設置された既設家屋の耐震補強構造（１）であって、
柱フレーム（２１）及び天井フレーム（第１天井フレーム２２，第２天井フレーム２３）並びに下部フレーム（２０）として前記室内に設置された防護フレーム（２）と、
前記防護フレーム（２）の下部に設けられた基礎（３）と、
前記基礎（３）に設けられている貫通孔に挿入して地盤（Ｇ）に打ち込むことによって、不等沈下対策を施す複数の杭（５）と、を有し、
前記防護フレーム（２）には、耐火材（耐火フローリング９ａ，耐火ボード９ｂ，耐火ボード９ｃ）が設けられ、
前記耐火材は、前記室内の天井及び床並びに壁を構築してなり、さらに、
前記天井フレーム（第２天井フレーム２３）には、金網（１０）が設けられると共に、該金網（１０）の上面には防火シート（１１）が配置されてなることを特徴としている。

【0008】

請求項２の発明によれば、上記請求項１に記載の既設家屋の耐震補強構造において、前記複数の杭（５）の外周部には、それぞれ、一定間隔置きリブ（５ａ）が設けられ、
前記リブ（５ａ）の径は、前記地盤（Ｇ）の深さが深くなるにつれ、径が徐々に小径になるように形成されていることを特徴としている。

【0011】

請求項３の発明によれば、上記請求項１又は２に記載の既設家屋の耐震補強構造において、前記室内の壁の少なくとも一面に、棚状のフレーム（１２）が設置されてなることを特徴としている。

【0012】

請求項４の発明によれば、上記請求項１又は２に記載の既設家屋の耐震補強構造において、前記室内の床下には、室内から室外に人（Ｈ）が脱出することができる脱出口（１３）が設けられてなることを特徴としている。

【0013】

請求項５の発明によれば、上記請求項１又は２に記載の既設家屋の耐震補強構造において、前記室内には、タンク（１５）が設けられ、
前記タンク（１５）には、外部から水を供給することができる給水路（１６ａ）が設けられると共に、前記タンク（１５）から排出された水を再び前記タンク（１５）に戻す循環路（１６ｂ）が設けられ、
前記循環路（１６ｂ）には、蛇口（１７）が設けられてなることを特徴としている。

【発明の効果】

【0014】

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0015】

請求項１に係る発明によれば、既設家屋（Ｋ）の室内を防護フレーム（２）にて補強することができ、さらに、基礎（３）及び杭（５）を設けることにより、不等沈下対策を施すことができる。

【0016】

したがって、本発明によれば、不等沈下対策が十分に施されている既設家屋の耐震補強構造を提供することができる。
さらに、本発明によれば、地震発生の際に、金網（１０）の上方から降ってくるガラスの破片などを金網（１０）にて阻止することができると共に、床、壁、天井、すべてに防火対策を施し、さらには、金網（１０）にも防火対策を施しているため、類焼を防止することができる。

【0017】

請求項２に係る発明によれば、リブ（５ａ）の径は、地盤（Ｇ）の深さが深くなるにつれ、径が徐々に小径になるように形成されているから、地盤（Ｇ）に対して楔効果を発揮させることができる。

【0020】

請求項３に係る発明によれば、室内の強度を向上させることができるとともに、普段は、家具などとして使用することができる。

【0021】

請求項４に係る発明によれば、地震発生などの非常時にドア、窓などから脱出不可能な時であっても、室外に脱出することができる。

【0022】

請求項５に係る発明によれば、生活水としての利用が可能となるばかりか、地震発生などの非常時の水としても利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】（ａ）は、既存家屋を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示す既存家屋に本発明の一実施形態に係る既設家屋の耐震補強構造を設置した状態を示す正面図である。

【図2】同実施形態に係る既設家屋の耐震補強構造を示す斜視図である。

【図3】同実施形態に係る既設家屋の耐震補強構造が設置された室内を主として示す正面図である。

【図4】同実施形態に係る杭を地盤に打ち込む方法を説明するための説明図である。

【図5】室内に床、壁、天井を構築する方法を説明するための説明図である。

【図6】床下に脱出口及び床下収納庫が設けられていることを説明するための説明図である。

【図7】室内に設置されているタンクの水の流れを説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

＜既設家屋の耐震補強構造の説明＞
以下、本発明に係る既設家屋の耐震補強構造の一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。

【0025】

本実施形態に係る既設家屋の耐震補強構造は、例えば、図１（ａ）に示すような既設家屋Ｋの一室ＫＡに、図１（ｂ）に示すように、新たに既設家屋の耐震補強構造１として設置されるものである。なお、図１（ａ）に示す既設家屋Ｋは、柱Ｋａの下部に、コンクリート製布基礎Ｋｂが設けられており、床下には、複数の束Ｋｃが設けられている。

【0026】

既設家屋の耐震補強構造１は、図２に示すように、図１（ａ）に示す一室ＫＡの室内に設置される防護フレーム２を備えている。この防護フレーム２は、図２に示すように、図１（ａ）に示す一室ＫＡの室内の下部周枠に設けられる下部フレーム２０を備えている。この下部フレーム２０は、角パイプ等を接合することによって構成され、図２に示すように、この下部フレーム２０の４隅には、それぞれ、角パイプ等で構成される柱フレーム２１が複数本（図示では３本）、一定間隔をおいて立設固定されている。そして、図２に示すように、この４隅、それぞれに設けられている複数の柱フレーム２１の中間部には、柱フレーム２１間をつなぐように、角パイプ等で構成される第１天井フレーム２２が柱フレーム２１と直交する方向（水平方向）に設けられている。そしてさらに、図２に示すように、４隅それぞれの複数の柱フレーム２１の上部をすべてつなぐように、角パイプ等で構成される第２天井フレーム２３が設けられている。この第２天井フレーム２３には、図２に示すように、野縁２４と、野縁受け材２５とが複数設けられている。また、図２に示すように、４隅、それぞれに設けられている複数の柱フレーム２１には、これら柱フレーム２１間を補強する角パイプ等で構成されるブレース２６が設けられている。

【0027】

かくして、このような防護フレーム２が、図１（ａ）に示す一室ＫＡの室内に設置されるようになっている。

【0028】

一方、図２に示すように、防護フレーム２の下部フレーム２０の下部には、コンクリート製の基礎３が設けられている。この基礎３には、図２，図３に示すように、一定間隔置きに、鉄筋４が埋設されている。そして、この基礎３には、図示はしないが、複数の杭貫通用開口部が形成されている。

【0029】

かくして、このような杭貫通用開口部（図示せず）には、図２，図３に示すように、地盤Ｇに打ち込まれる杭５が挿入されるようになっている。この杭５は、例えば、鋼管製、鉄筋等からなるもので、図１～図３に示すように、棒状に形成されている。そして、図４に示すように、この杭５には、軸線方向（図示上下方向）に向かって、一定間隔置きに、正面視、横長矩形状のリブ５ａが取り付けられている。このリブ５ａは、軸線方向（図示上下方向）に向かって、径が徐々に小径になるように形成されている。したがって、このようなリブ５ａを設けるようにすれば、図２及び図３に示す地盤Ｇに対して楔効果を発揮させることができることから、リブ５ａがない場合に比べて、大きな支持力を得ることができる。なお、このリブ５ａは、図２及び図３に示すように、地盤Ｇに軟弱層Ｇａがある場合に特に有効である。この場合、支持層Ｇｂまで杭５を打ち込むようにすれば、軟弱層Ｇａがあったとしても、大きな支持力を得ることができ、さらに、上記のようなリブ５ａを設けておけば、地盤Ｇに対して楔効果を発揮させることができるため、軟弱層Ｇａがあったとしても、さらに大きな支持力を得ることができる。

【0030】

ところで、杭５を地盤Ｇに打ち込むにあたっては、杭５を杭貫通用開口部（図示せず）に挿入したうえで、図４に示す、油圧ハンマ６を用いて、地盤Ｇに打ち込まれることとなる。この際、図４に示すように、油圧ハンマ６と杭５との間に、ロードセル７を設けておき、このロードセル７にて打撃によるひずみを電気的に検出するようにする。そして、図４に示すように、このロードセル７にＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などで構成される記録レコーダ８を電気的に接続する。これにより、ロードセル７にて検出した打撃によるひずみに基づいて、記録レコーダ８にて、荷重の演算・記録を行うことができる。それゆえ、杭５を地盤Ｇに打ち込んでいる現場で、直ちに、杭５の支持力を確認することができる。かくして、このようにすれば、適切な支持力を確保した杭５の打ち込みが可能となる。

【0031】

したがって、上記のようにすれば、防護フレーム２にて、図１（ａ）に示す一室ＫＡの室内を補強することができ、さらに、基礎３及び杭５を設けることにより、不等沈下対策を施すことができる。それゆえ、本実施形態によれば、不等沈下対策が十分に施されている既設家屋の耐震補強構造を提供することができる。

【0032】

ところで、本実施形態においては、上記に加え、地震発生の際に生じる火災も大きな問題であることから、防火対策も施されている。この点、詳しく説明すると、図５に示すように、防護フレーム２の下部フレーム２０側には、燃えにくい材質で構成されている耐火フローリング９ａが設置されている。これにより、図１（ａ）に示す一室ＫＡの室内の床を構築するようになっている。また、図５に示すように、防護フレーム２の柱フレーム２１には、燃えにくい材質で構成されている耐火ボード９ｂが設置されている。これにより、図１（ａ）に示す一室ＫＡの室内の壁を構築するようになっている。さらに、図５に示すように、防護フレーム２の第２天井フレーム２３には、燃えにくい材質で構成されている耐火ボード９ｃが設置されている。これにより、図１（ａ）に示す一室ＫＡの室内の天井を構築するようになっている。

【0033】

かくして、このようにすれば、床、壁、天井、すべてに防火対策を施すことができる。これにより、類焼を防止することができる。

【0034】

また、図２及び図５に示すように、野縁受け材２５の上面には、金網１０が、第２天井フレーム２３の全面に亘って施されている。これにより、地震発生の際に、金網１０の上方から降ってくるガラスの破片などを金網１０にて阻止することができる。また、図５に示すように、金網１０の上面には、防火対策として、防火シート１１が設置されている。

【0035】

一方、図３に示すように、室内の壁を構築している耐火ボード９ｂの一面には、棚状のフレーム１２が設置されている。これにより、室内の強度を向上させることができるとともに、普段は、家具などとして使用することができる。

【0036】

ところで、本実施形態においては、地震発生などの非常時にドア、窓などから脱出不可能な時であっても、図１（ａ）に示す一室ＫＡの室外に脱出できるように、図３に示すように、耐火フローリング９ａの床下には、脱出口１３が設けられている。この脱出口１３は、図６に示すように、脱出口１３を開閉できる扉１３ａが設けられており、非常時は、人Ｈが扉１３ａを開けて、脱出口１３内に潜り込み、室外口１３ｂから、図１（ａ）に示す一室ＫＡの室外に脱出できるようになっている。これにより、地震発生などの非常時にドア、窓などから脱出不可能な時であっても、室外に脱出することができることとなる。なお、図３に示すように、耐火フローリング９ａの床下には、複数の床下収納庫１４が設けられており、図６に示すように、複数の床下収納庫１４が扉１４ａにてそれぞれ開閉できるようになっている。そして、中には、防災品１４ｂを収納できるようになっている。これにより、万が一、脱出口１３から室外に脱出することができない場合であっても、生命の維持は確保することができる。なお、防災品１４ｂとしては、水や食料、ヘルメット、安全靴、バール、ハンマ、スコップ、消火器、ライト、ロープ、手動式携帯充電器、携帯ラジオ、寝袋などが例示される。

【0037】

一方、人の生命を維持するうえで、最も大事なものは水であることから、本実施形態においては、図３に示すように、室内の壁を構築している耐火ボード９ｂの一面に、タンク１５を設置している。このタンク１５は、図７に示すように、生活水として使用できる水Ｗを貯留できるようになっている。そして、このタンク１５には、図７に示すように、タンク１５内に外部から水を供給することができる給水路１６ａが接続され、さらに、タンク１５外に水を排出することができる循環路１６ｂが接続されている。また、図７に示すように、循環路１６ｂには、蛇口１７が接続されており、蛇口１７の下部には、水を外部に排出する排出路１７ｂが接続されている洗面台１７ａが設置されている。

【0038】

かくして、このように設置されたタンク１５は、蛇口１７が閉止されている場合、循環路１６ｂを通って、給水路１６ａに水が流れ込んで、再び、タンク１５内に供給されるようになっている。すなわち、タンク１５内の水は、循環されて、満水状態が維持されるようになっている。そして、蛇口１７が開放されると、循環路１６ｂを流れていた水は、蛇口１７を通って、洗面台１７ａに排出されることとなる。この際、給水路１６ａからは、循環路１６ｂから流れてくる水とは別に、既存の配管同様、給水路１６ａから水が供給されるようになっている。これにより、タンク１５内には、蛇口１７が排出された水の水量分、給水路１６ａから水が供給されるため、満水状態が維持されることとなる。

【0039】

したがって、このようにすれば、生活水としての利用が可能となるばかりか、地震発生などの非常時の水としても利用することができる。

【0040】

＜変形例の説明＞
以上、上記縷々説明した内容が、本実施形態における既設家屋の耐震補強構造１である。しかしながら、本実施形態において示した形状等はあくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、本実施形態においては、防護フレーム２を構成するにあたって、角パイプ等で構成する例を示したが、それに限らず、防護フレーム２を構成できればどのような方法でも良い。

【0041】

また、本実施形態においては、地盤Ｇに対して楔効果を発揮させるため、杭５にリブ５ａを設ける例を示したが、不要であれば、設ける必要はない。

【0042】

また、本実施形態においては、室内の強度を向上させるとともに、普段は、家具などとして使用することができるため、棚状のフレーム１２を設置する例を示したが、不要であれば、設ける必要はない。また、場所に制約がなければ、室内の壁を構築している耐火ボード９ｂの一面に限らず、二面以上に設けるようにしても良い。

【0043】

また、本実施形態においては、既設家屋Ｋの一室ＫＡに、新たに既設家屋の耐震補強構造１を設置する例を示したが、一室だけでなく、それ以上、設置しても良いことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0044】

１ 既設家屋の耐震補強構造
２ 防護フレーム
２０ 下部フレーム
２１ 柱フレーム
２２ 第１天井フレーム（天井フレーム）
２３ 第２天井フレーム（天井フレーム）
３ 基礎
５ 杭
５ａ リブ
９ａ 耐火フローリング（耐火材）
９ｂ 耐火ボード（耐火材）
９ｃ 耐火ボード（耐火材）
１０ 金網
１２ 棚状のフレーム
１３ 脱出口
１５ タンク
１６ａ 給水路
１６ｂ 循環路
１７ 蛇口
Ｇ 地盤
Ｈ 人

【要約】      （修正有）

【課題】不等沈下対策が十分に施されている既設家屋の耐震補強構造を提供する。
【解決手段】既設家屋の室内に、新たに既設家屋の耐震補強構造１を設置する。この際、室内に、柱フレーム２１及び天井フレーム（第１天井フレーム２２，第２天井フレーム２３）並びに下部フレーム２０として防護フレーム２を設置する。そして、防護フレーム２の下部に基礎３を設ける。さらに、基礎３に設けられている貫通孔に挿入することによって地盤Ｇに複数の杭５を打ち込むようにする。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】