JP2007211478A - Seismically reinforcing structure for existing construction - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既存構造物の外部に設けられた耐震構造物により、既存構造物を耐震補強する耐震補強構造に関する。 The present invention relates to a seismic reinforcement structure that seismically reinforces an existing structure by a seismic structure provided outside the existing structure.
既存建物を耐震補強するために、既存建物内に鉄骨ブレースや耐力壁を設けたり、耐力壁厚や柱、梁の断面を増す方法等が一般に用いられている。 In order to seismically reinforce existing buildings, methods such as providing steel braces and bearing walls in existing buildings, increasing the thickness of the bearing walls, columns, and beams are generally used.
しかし、既存建物内の補強工事になるので、補強部材によって居住空間が狭くなり、また、居住者が建物内に居住したまま工事を遂行することは困難である。 However, since it is a reinforcement work in the existing building, the living space is narrowed by the reinforcing member, and it is difficult for the resident to carry out the work while living in the building.
また、図8に示すように、地盤200中に設けられた支持杭201、202、203を基礎とする既存建物204に、地震等による水平力Fが既存建物204の左側から右側へ向う方向に作用したとき、既存建物204全体が右側に傾く時計回りのモーメントを受けるので、既存建物204左側の端部の直下に位置する支持杭201には引抜き力Pが発生し、既存建物204右側の端部の直下に位置する支持杭203には押込み力Tが発生する。
In addition, as shown in FIG. 8, in the existing
特に古い建物の支持杭では、この引抜き力Pを負担できないことが多く、既存建物204の基礎として多くの支持杭を新たに施工しなければならない。また、既存建物204内を耐震補強して既存建物204全体を強固な構造にすると、地震等による水平力Fを既存建物204が吸収しなくなるので、引抜き力Pがさらに大きくなってしまい、より多くの支持杭を新設しなければならない場合がある。
In particular, support piles of old buildings often cannot bear this pulling force P, and many support piles must be newly constructed as the foundation of the existing
特許文献1の耐震補強構造では、図9に示すように、2棟の既存構造物206、208が隣接し、既存構造物206、208の隣り合う外柱同士が各階で連結部材210によって連結されている。
In the earthquake-proof reinforcement structure of
地震等による水平力Fが既存構造物206の左側から右側へ向う方向に作用したとき、図8と同様の原理で、既存構造物206、208左側の端部に位置する外柱の直下に設けられた杭212、214にはそれぞれ引抜き力P1、P2が発生し、既存構造物206、208右側の端部に位置する外柱の直下に設けられた杭216、218にはそれぞれ押込み力T1、T2が発生する。
When a horizontal force F due to an earthquake or the like acts in the direction from the left side to the right side of the existing
このとき押込み力T1と引抜き力P2は引去り合うので、これらの力が低減され、杭214の引き抜けを回避することができる。
At this time pushing force T 1 and the pull-out force P 2 is mutually subtraction can these forces is reduced, to avoid pulling out of the
しかし、特許文献1は、隣接した既存構造物同士を連結する補強構造なので、隣接する既存構造物が存在しない既存構造物には適用できない。
However, since
特許文献2の耐震補強方法では、図10に示すように、地盤200上に建てられた既存建物220両側の外周面に平行になるように、耐震架構となる立体架構222が構築されている。そして、立体架構222は、既存建物220の各階又は任意の階で連結されている。
In the seismic reinforcement method of Patent Document 2, as shown in FIG. 10, a three-
よって、地震等により既存建物220に作用する水平力を立体架構222も分担するため、既存建物220の架構に応力が集中することが回避されるので、既存建物220に対して耐震補強を施さなくてよい。
Therefore, since the three-
しかし、立体架構222を支持する地盤200が悪い場合には、立体架構222のための杭基礎を構築しなければならず、そのための施工費用がかかってしまう。
本発明は係る事実を考慮し、既存構造物の外部に設けられた耐震構造物により、既存構造物内部の補強工事、及び既存構造物を支持する支持杭の新設を行なわず、さらに、悪い地盤においても、耐震構造物のための大きな断面の支持杭や多くの本数の支持杭を新設せずに既存構造物の耐震補強ができる耐震補強構造を提供することを課題とする。 In consideration of such facts, the present invention does not perform a reinforcement work inside the existing structure and a new support pile for supporting the existing structure by the earthquake-resistant structure provided outside the existing structure, and further, the bad ground However, it is an object of the present invention to provide a seismic reinforcement structure capable of seismic reinforcement of an existing structure without newly installing a large-sized support pile or a large number of support piles for the earthquake-resistant structure.
請求項1に記載の発明は、既存構造物の両側に、前記既存構造物の基礎とは異なる基礎上に構築され、上層部よりも下層部が前記既存構造物から離れる方向へ張り出した一対の耐震構造物と、前記耐震構造物と前記既存構造物を連結する連結部と、を有することを特徴としている。
The invention according to
請求項1に記載の発明では、既存構造物の両側に一対の耐震構造物が構築されている。そして、この一対の耐震構造物は、既存構造物の基礎とは異なる基礎上に建てられている。また、耐震構造物と既存構造物とは連結部によって連結されている。 In the first aspect of the present invention, a pair of earthquake-resistant structures are constructed on both sides of the existing structure. And this pair of earthquake-resistant structure is built on the foundation different from the foundation of the existing structure. Moreover, the seismic structure and the existing structure are connected by a connecting portion.
このため、一対の耐震構造物の一方(以下、耐震構造物Aと記載)から他方(以下、耐震構造物Bと記載)へ向う方向に、地震等による水平力が既存構造物に作用したとき、既存構造物全体が水平力の向う方向に傾く回転モーメントを受けるので、既存構造物の耐震構造物A側の端部には鉛直方向の引抜き力が発生し、既存構造物の耐震構造物B側の端部には鉛直方向の押込み力が発生する。 For this reason, when a horizontal force due to an earthquake or the like acts on an existing structure in a direction from one of the pair of earthquake resistant structures (hereinafter referred to as earthquake resistant structure A) to the other (hereinafter referred to as earthquake resistant structure B). Since the entire existing structure receives a rotational moment inclined in the direction of the horizontal force, a vertical pull-out force is generated at the end of the existing structure on the seismic structure A side, and the existing structure's seismic structure B A vertical pushing force is generated at the end on the side.
また、同様にして、耐震構造物Aの既存構造物側の端部、耐震構造物B下層の既存構造物と離れた側の端部には押込み力が、耐震構造物A下層の既存構造物と離れた側の端部、耐震構造物Bの既存構造物側の端部には引抜き力が発生する。 Similarly, the pushing force is applied to the end of the seismic structure A on the existing structure side and the end of the seismic structure B lower layer away from the existing structure on the lower side of the seismic structure B. A pulling force is generated at the end of the seismic structure B at the end of the seismic structure B.
このとき、耐震構造物と既存構造物とは連結部により連結されているので、既存構造物の耐震構造物A側の端部に発生する引抜き力と、耐震構造物Aの既存構造物側の端部に発生する押込み力とが連結部を介して伝わって引去り合うので、これらの力を低減することができる。 At this time, since the seismic structure and the existing structure are connected by the connecting portion, the pulling force generated at the end of the existing structure on the seismic structure A side and the seismic structure A on the existing structure side Since the pushing force generated at the end portion is transmitted through the connecting portion and pulled away, these forces can be reduced.
また、既存構造物の耐震構造物B側の端部に発生する押込み力と、耐震構造物Bの既存構造物側の端部に発生する引抜き力も同様に引去り合い、これらの力を低減することができる。 In addition, the pushing force generated at the end of the existing structure on the seismic structure B side and the pulling force generated at the end of the existing structure on the seismic structure B are also pulled away to reduce these forces. be able to.
よって、既存構造物内部の補強工事、及び既存構造物を支持する支持杭の新設を行なわずに、既存構造物の耐震補強ができる。 Therefore, the existing structure can be seismically reinforced without reinforcing work inside the existing structure and without newly installing a support pile for supporting the existing structure.
また、耐震構造物を支持する地盤が弱い場合においても、耐震構造物の既存構造物側の端部に発生する引抜き力又は押込み力は低減されるので、直接基礎とすることができ、耐震構造物の既存構造物側の端部の直下に支持杭の新設をしなくてよい。 In addition, even when the ground supporting the seismic structure is weak, the pulling or pushing force generated at the end of the existing structure side of the seismic structure is reduced, so it can be used directly as a foundation. There is no need to install a new support pile directly under the end of the existing structure.
耐震構造物の既存構造物側の端部の直下付近には、既存構造物の支持杭が既に構築されているので、この付近への耐震構造物の支持杭の新設は、施工位置の制限を受け、施工性も悪くなる。 A support pile for the existing structure has already been constructed near the end of the existing structure side of the earthquake-resistant structure. The workability is also poor.
よって、耐震構造物の既存構造物側の端部の直下に支持杭の新設をしなくて済むことにより、従来に比べて、工期短縮及びコスト低減を図ることができる。 Therefore, since it is not necessary to newly install a support pile immediately below the end of the seismic structure on the existing structure side, it is possible to shorten the work period and reduce costs compared to the conventional case.
また、一対の耐震構造物のそれぞれの下層は、上層よりも既存構造物から離れる方向に張り出している。 Moreover, each lower layer of a pair of earthquake-resistant structure has protruded in the direction away from an existing structure rather than an upper layer.
よって、耐震構造物下層の張り出す長さを大きくすることによって、耐震構造物下層の既存構造物と離れた側の端部に発生する引抜き力又は押込み力は小さくなる。よって、耐震構造物を支持する地盤が悪い場合においても、耐震構造物下層の既存構造物と離れた側の端部の直下に大きな断面の支持杭や多くの本数の支持杭を新設しなくてよい。 Therefore, the pulling-out force or pushing-in force generated at the end of the seismic structure lower layer away from the existing structure of the seismic structure lower layer is reduced by increasing the protruding length of the seismic structure lower layer. Therefore, even if the ground supporting the seismic structure is bad, there is no need to install a large support pile or a large number of support piles directly below the end of the seismic structure under the existing structure. Good.
請求項2に記載の発明は、前記耐震構造物の少なくとも一方は、立体架構であることを特徴としている。 The invention according to claim 2 is characterized in that at least one of the earthquake-resistant structures is a three-dimensional frame.
請求項2に記載の発明では、耐震構造物の少なくとも一方が立体架構なので、構造的に十分な強度を有する耐震構造物を構築することができる。 In the invention according to claim 2, since at least one of the earthquake-resistant structures is a three-dimensional frame, an earthquake-resistant structure having a sufficient structural strength can be constructed.
請求項3に記載の発明は、前記耐震構造物の少なくとも一方には、床が設けられていることを特徴としている。 The invention described in claim 3 is characterized in that a floor is provided on at least one of the seismic structures.
請求項3に記載の発明では、耐震構造物の少なくとも一方には床が設けられているので、
この床上に、既存構造物の設備機器や設備配管等を設けることによって、既存構造物内の床高を低く抑えることができる。このため、既存構造物の室内部を天井の高い広い居住空間にすることができる。
In the invention of claim 3, since at least one of the earthquake-resistant structures is provided with a floor,
By providing the equipment and equipment piping of the existing structure on this floor, the floor height in the existing structure can be kept low. For this reason, the indoor part of the existing structure can be made into a wide living space with a high ceiling.
請求項4に記載の発明は、前記耐震構造物は、前記既存構造物の各階において、前記連結部により連結されていることを特徴としている。 The invention according to claim 4 is characterized in that the seismic structure is connected by the connecting portion on each floor of the existing structure.
請求項4に記載の発明では、耐震構造物が既存構造物の各階において、連結部により連結されているので、耐震構造物及び既存構造物の隣り合う端部に発生する引抜き力又は押し込み力が、連結部を介してより確実に伝達される。 In the invention according to claim 4, since the seismic structure is connected by the connecting portion at each floor of the existing structure, the pulling-out force or the pushing force generated at the adjacent ends of the seismic structure and the existing structure is reduced. , It is more reliably transmitted via the connecting portion.
本発明は上記構成としたので、既存構造物内部の補強工事、及び既存構造物を支持する支持杭の新設を行なわず、さらに、悪い地盤においても、耐震構造物のための大きな断面の支持杭や多くの本数の支持杭を新設せずに既存構造物の耐震補強ができる。 Since the present invention has the above-described configuration, it does not reinforce the existing structure and does not newly install a support pile for supporting the existing structure, and also has a large cross-section support pile for an earthquake-resistant structure even in bad ground. And existing structures can be seismically strengthened without installing a large number of support piles.
図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る既存構造物の耐震補強構造を説明する。なお、本実施形態では、RC造の集合住宅の例を説明するが、あらゆる建物への適用が可能である。図1、2には、本実施形態の既存構造物の耐震補強構造10が示されている。
The earthquake-proof reinforcement structure of the existing structure which concerns on embodiment of this invention is demonstrated referring drawings. In this embodiment, an example of an RC apartment house will be described, but it can be applied to any building. 1 and 2 show a
地盤12中に設けられたPHC杭14、16、18に支持されて既存構造物としてのRC造の集合住宅20が建てられている。
An RC
この集合住宅20の左右両側には、集合住宅20の基礎とは異なる基礎部30、36上に建てられた耐震構造物としての立体架構22、24が隣接している。立体架構22、24は、柱、梁、及び補強部材としてのブレースから構成されている。
On both the left and right sides of the
立体架構22下層の集合住宅20から離れた側の端部に位置する柱26の直下にはPHC杭28が設けられ、立体架構22を支持するが、このPHC杭28が設けられていない基礎部30は直接基礎となっている。
A
また、立体架構24下層の集合住宅20から離れた側の端部に位置する柱32の直下にはPHC杭34が設けられ、立体架構24を支持するが、このPHC杭34が設けられていない基礎部36は直接基礎となっている。立体架構22、24は共に、その上層部よりも下層部の方が集合住宅20から離れる方向の外側に張り出している。
In addition, a
また、立体架構22、24は、集合住宅20の4階〜7階、及び屋上で、連結部材38により連結されている。
In addition, the three-
ここで、立体架構22の集合住宅20側の端部に位置する外柱40と、集合住宅20の立体架構22側の端部に位置する外柱42とを連結する連結部材38について説明する。図3の平面図、図4の側面図に示すように、鉄板をT字状に接合してリブ45で補強された、平面視にて四角形状の支圧板44の側面44Aが外柱42に固定され、支圧板44が外柱40側に片持状に張り出している。
Here, the connecting
集合住宅20の躯体壁46と、躯体壁46に対向する支圧板44の側面44Aには、ネジ切り通しアンカー48が貫通する固定孔50、52が形成されており、ネジ切り通しアンカー48の両端に形成された雄ネジにナット54を螺合することによって、支圧板44を外柱42に固定している。
Fixing
また、ネジ切り通しアンカー48と直交するように、接着系アンカー56が外柱42内に挿入及び接着されている。そして、ネジ切り通しアンカー48と接着系アンカー56が接触した状態で、これらのアンカーを覆うように、躯体壁46、外柱42、及び支圧板44の側面44Aによりコの字状に囲まれた隙間がグラウトモルタル58で充填されている。
Further, an
また、平面視にて略台形状の鉄板からなり、リブ61で補強された支圧板60が外柱40に固定されて、外柱42側に片持状に張り出している。
Further, a
そして、支圧板44の張り出した端部の上面44Bに、支圧板60の張り出した端部の下面60Aを重ねた状態で、6個のボルト62、ナット64で連結されている。また、立体架構24の集合住宅20側の端部に位置する外柱66と、集合住宅20の立体架構24側の端部に位置する外柱68についても、同様の方法で連結されている。
Then, six
よって、外柱40に発生した引抜き力や押込み力は、外柱40、支圧板60、支圧板44、ネジ切り通しアンカー48、接着系アンカー56、外柱42の順に伝わり、外柱42に発生した引抜き力や押込み力は、この逆の順に伝わる。
Accordingly, the pulling force and pushing force generated in the
また、立体架構22、24の1〜3階の一部には床部70が形成されており、この上に、集合住宅20の設備機器72、設備配管74や太陽光発電システムのソーラーパネル76が設けられている。
In addition, a
次に、本発明の実施形態に係る既存構造物の耐震補強構造の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of the seismic reinforcement structure for an existing structure according to the embodiment of the present invention will be described.
図1に示すように、立体架構22から立体架構24へ向う方向に、地震等による水平力Fが集合住宅20に作用したとき、集合住宅20全体が立体架構24側に傾く回転モーメントを受けるので、集合住宅20の立体架構22側の端部に位置する外柱42には鉛直方向の引抜き力P3が発生し、集合住宅20の立体架構24側の端部に位置する外柱68には鉛直方向の押込み力T3が発生する。
As shown in FIG. 1, when a horizontal force F due to an earthquake or the like acts on the
また、同様にして、立体架構22の集合住宅20側の端部の外柱40、立体架構24下層の集合住宅20と離れた側の端部の外柱32には押込み力T4、T5が、立体架構24の集合住宅20側の端部の外柱66、立体架構22下層の集合住宅20と離れた側の端部の外柱26には引抜き力P5、P4が発生する。
Similarly, the pressing force T 4 , T 5 is applied to the
このとき立体架構22、24と集合住宅20とは連結部材38により連結されているので、集合住宅20の外柱42に発生する引抜き力P3と、立体架構22の外柱40に発生する押込み力T4とが連結部材38を介して伝わって引去り合うので、これらの力を低減することができる。
Since this time the
また、集合住宅20の外柱68に発生する押込み力T3と、立体架構24の外柱66に発生する引抜き力P5も同様に引去り合い、これらの力を低減することができる。
Further, the pushing force T 3 generated in the
よって、集合住宅20内部の補強工事、及び集合住宅20を支持する支持杭の新設を行なわずに、集合住宅20の耐震補強ができる。
Therefore, the seismic reinforcement of the
また、立体架構22、24を支持する地盤が弱い場合においても、立体架構22、24の外柱40、66に発生する押込み力又は引抜き力は低減されるので、直接基礎とすることができ、立体架構22、24の外柱40、66の直下に支持杭の新設をしなくてよい。
Further, even when the ground supporting the three-
立体架構22、24の外柱40、66の直下付近には、集合住宅20の支持杭が既に構築されているので、この付近への立体架構22、24の支持杭の新設は、施工位置の制限を受け、施工性も悪くなる。
Since the supporting piles of the
よって、立体架構22、24の外柱40、66の直下に支持杭を新設しなくて済むことにより、従来に比べて、工期短縮及びコスト低減を図ることができる。
Therefore, since it is not necessary to newly install a support pile directly under the
また、立体架構22の1階部分、及び立体架構24の1、2階部分は、他の階よりも集合住宅20から離れる方向に張り出している。
In addition, the first floor portion of the three-
よって、これらの張り出す長さを大きくすることによって、立体架構22、24の外柱26、32に発生する引抜き力又は押込み力は小さくなる。よって、立体架構22、24を支持する地盤が悪い場合においても、立体架構22、24の外柱26、32の直下に大きな断面の支持杭や多くの本数の支持杭を新設しなくてよい。
Therefore, by increasing the protruding length, the pulling force or pushing force generated in the
また、立体架構22、24は、柱、梁、及びブレースから構成されているので、構造的に十分な強度を有する耐震構造物を構築できると共に、集合住宅20への太陽光Sの採光を妨げずに、立体架構22、24を建てることができる。
In addition, since the three-
また、立体架構22、24に設けられた床部70上に、集合住宅20の設備機器72、設備配管74を設けることによって、集合住宅20内の床高を低く抑えることができる。このため、集合住宅20の室内部を天井の高い広い居住空間にすることができる。また、ソーラーパネル76を設けることによって、設備機器72等の省エネルギー化を図ることができる。
Moreover, the floor height in the
図5〜7は、本実施形態の図1、2の変形例を示したものである。 5 to 7 show modifications of the present embodiment shown in FIGS.
図5の耐震補強構造78は、集合住宅20の平面視において長辺方向の略中央部に一対の立体架構80、82が構築された例である。
The
図6の耐震補強構造84は、集合住宅20の平面視において四隅付近に立体架構86、88、90、92が構築された例である。
6 is an example in which three-
図7の耐震補強構造94は、集合住宅20よりも高さの低い一対の立体架構96、98が構築された例である。
7 is an example in which a pair of three-
図5〜7共に、図1、2と同様の作用及び効果を得ることができる。 5-7 can obtain the same operation and effect as in FIGS.
本実施形態では、支持杭14、16、18、28、34をPHC杭としたが、構造物を支持できる杭であればよく、場所打ちコンクリート杭、既成コンクリート杭、鋼管杭等を用いることができる。 In this embodiment, the support piles 14, 16, 18, 28, 34 are PHC piles, but any pile that can support a structure may be used, such as a cast-in-place concrete pile, a precast concrete pile, a steel pipe pile, or the like. it can.
また、耐震構造物を柱、梁、及びブレースから構成された立体架構としたが、耐震可能な強度を有する構造であればよく、壁を有するようにしてもよいし、人が居住する通常の建築建物としてもよい。 Moreover, although the earthquake-resistant structure is a three-dimensional frame composed of columns, beams, and braces, it may be a structure having an earthquake-resistant strength, may have a wall, and is a normal one where people live. It may be an architectural building.
また、床部70を立体架構22、24の1〜3階の一部に設けたが、必要に応じて適宜設ければよいし、床部70がなくてもよい。
Moreover, although the
また、集合住宅20の4階〜7階、及び屋上で、立体架構22、24が連結部材38で連結された例を示したが、連結する階は、必要に応じて適宜決めればよい。全ての階で連結すれば、集合住宅20及び立体架構22、24の隣り合った外柱に発生する引抜き力又は押し込み力が、連結部材38を介してより確実に伝達することができる。また、連結方法は連結部材38の方法に限らず、外柱の軸力を伝達できるものであればよい。
Moreover, although the example in which the three-
また、立体架構22の1階と、立体架構24の1、2階が外側に張り出した例を示したが、1階部分が張り出していればよく、任意の階までを張り出すようにすることができる。また、張り出す長さは、立体架構22、24の立地条件に合わせて適宜決めればよい。より長く張り出させた方が、PHC杭28、34の本数をより少なく、また、杭断面をより小さくすることができる。
In addition, the example in which the first floor of the three-
なお、集合住宅20のPHC杭14、18に発生する押込み力に対しては、集合住宅20の杭基礎をパイルドラフト基礎として考えることができるので、本実施形態を適用することによって、より安全な杭基礎となる。
In addition, with respect to the pushing force generated in the PHC piles 14 and 18 of the
10 耐震補強構造
20 集合住宅(既存構造物)
22 立体架構(耐震構造物)
24 立体架構(耐震構造物)
38 連結部材(連結部)
70 床部(床)
78 耐震補強構造
80 立体架構(耐震構造物)
82 立体架構(耐震構造物)
84 耐震補強構造
86 立体架構(耐震構造物)
88 立体架構(耐震構造物)
90 立体架構(耐震構造物)
92 立体架構(耐震構造物)
94 耐震補強構造
96 立体架構(耐震構造物)
98 立体架構(耐震構造物)
10
22 Three-dimensional frame (seismic structure)
24 Three-dimensional frame (seismic structure)
38 Connecting member (connecting part)
70 Floor (floor)
78
82 Three-dimensional frame (seismic structure)
84
88 Three-dimensional frame (seismic structure)
90 Three-dimensional frame (seismic structure)
92 Three-dimensional frame (seismic structure)
94
98 Three-dimensional frame (seismic structure)
Claims (4)
前記耐震構造物と前記既存構造物を連結する連結部と、
を有することを特徴とする既存構造物の耐震補強構造。 A pair of seismic structures that are constructed on both sides of the existing structure on a foundation different from the foundation of the existing structure, and in which the lower layer part protrudes away from the existing structure rather than the upper layer part,
A connecting portion connecting the seismic structure and the existing structure;
A seismic reinforcement structure for an existing structure, characterized by comprising:
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