JP2016031000A - Building reinforcement structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物補強構造に関する。 The present invention relates to a building reinforcement structure.
従来、建築物における補強構造としては、木造の柱や梁に構造用合板を固定する構造(例えば特許文献1参照)などがあった。 Conventionally, as a reinforcing structure in a building, there is a structure (for example, see Patent Document 1) in which a structural plywood is fixed to a wooden column or beam.
前記の補強構造では、構造用合板などの補強部材は、木製の柱や梁の表面に固定されているので、柱や梁から外れ易い。さらに、補強部材は、釘やラグスクリューなどの固定治具によって木製の柱や梁の表面に固定されているので、完成から長年経過すると、柱や梁の材木が乾いた状態となり、材木と固定治具との摩擦力が極度に低下する場合がある。このような状態で大地震が発生すると固定部材が材木から外れ易くなり、耐力壁としての強度を喪失してしまう虞があるという問題があった。 In the above-described reinforcing structure, the reinforcing member such as the structural plywood is fixed to the surface of the wooden column or beam, and thus is easily detached from the column or beam. In addition, the reinforcement member is fixed to the surface of the wooden pillar or beam by a fixing jig such as a nail or lag screw. The frictional force with the jig may be extremely reduced. When a large earthquake occurs in such a state, there is a problem that the fixing member is easily detached from the timber and the strength as the bearing wall may be lost.
さらに、前記の補強構造では、既存の建物において補強を行う際に、内装や外装を改装する必要があるため、施工に多くの手間と時間を要する問題もあった。 Furthermore, in the above-described reinforcing structure, there is a problem that a lot of labor and time are required for construction because it is necessary to renovate the interior and exterior when reinforcing in an existing building.
そこで、本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであり、長期間に亘って強度を保持できるとともに既存建物の補強工事における施工手間を低減できる建物補強構造を提供することを課題とする。 Then, this invention is made | formed in order to solve the said problem, and it aims at providing the building reinforcement structure which can hold | maintain intensity | strength over a long period of time, and can reduce the construction effort in the reinforcement construction of the existing building And
前記課題を解決するための請求項1に係る発明は、建物の角部の二つの壁面に沿って外側から覆うように配置される一対の柱構造体と、前記柱構造体と前記建物の構造躯体とを連結する連結部材とを備え、前記柱構造体は、縦方向に延在する複数の縦弦材と、これら縦弦材間に架け渡される複数の斜材とを備えてなる金属製のトラス構造体であり、前記連結部材は、前記柱構造体の上下にそれぞれ固定されており、前記角部の二面に沿ったL字平面を呈し、前記構造躯体にボルト固定されていることを特徴とする建物補強構造である。
The invention according to
このような構成によれば、強度が大きい金属製の柱構造体が、建物の構造躯体とボルト固定されているので、完成から長年経過した後に地震が発生したとしても柱構造体が構造躯体から外れ難く、また、柱構造体自体の強度も大きいので、長期間に亘って強度を保持できる。さらに、柱構造体は建物の二つの壁面に沿って設けられているので、複数方向の揺れに対抗できる。柱構造体を、外部に配置し、構造躯体にボルト固定するだけであるので、既存建物の補強工事における施工手間を低減できる。 According to such a configuration, the metal column structure having a high strength is bolted to the structural frame of the building. Therefore, even if an earthquake occurs after many years have passed since completion, the column structure is separated from the structural frame. It is difficult to come off, and the strength of the column structure itself is high, so that the strength can be maintained for a long time. Furthermore, since the column structure is provided along the two wall surfaces of the building, it can resist shaking in a plurality of directions. Since the column structure is only arranged outside and bolted to the structural frame, it is possible to reduce the labor required for the reinforcement work of the existing building.
請求項2に係る発明は、前記連結部材の各辺の長手寸法が、前記柱構造体の幅寸法よりも長く、前記連結部材の各辺の先端部は、前記壁面に沿って前記柱構造体の幅方向端部より延出していることを特徴とする。このような構成によれば、連結部材と構造躯体とを固定する連結ボルトを多く設けることができるので、柱構造体と構造躯体の連結強度を大きくすることができる。
In the invention according to
請求項3に係る発明は、前記柱構造体の上部に位置する連結部材が、鉄骨材にて構成されて前記建物内の既存の梁に沿って配置されており、前記鉄骨材が固定される前記構造躯体は、前記梁であることを特徴とする。このような構成によれば、ボルト固定の施工作業は、室内の天井板を取り外すだけで行うことができるので、補強工事の施工手間を大幅に低減できる。 According to a third aspect of the present invention, the connecting member located at the upper part of the pillar structure is made of a steel frame and arranged along existing beams in the building, and the steel frame is fixed. The structural frame is the beam. According to such a configuration, since the work for fixing the bolts can be performed simply by removing the ceiling plate in the room, it is possible to greatly reduce the labor for the reinforcement work.
本発明に係る建物補強構造によれば、長期間に亘って壁の強度を保持できるとともに既存建物の補強工事における施工手間を低減できる。 According to the building reinforcement structure according to the present invention, the strength of the wall can be maintained over a long period of time, and the labor and time required for the reinforcement work for the existing building can be reduced.
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1に示すように、本実施形態に係る建物補強構造1は、建物2の角部に設けられるものである。本実施形態では、建物2の出隅角部を覆うように設けられた場合を例に挙げて説明する。建物補強構造1は、柱構造体10と連結部材30とを備えて構成されている。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a
柱構造体10は、建物2の角部3の二つの壁面4,4に沿って一対設けられ、外側から壁面4,4の端部を覆うように配置されている。柱構造体10は、各階ごとに一対ずつ多段に設けられている。図2および図3に示すように、柱構造体10は、縦方向に延在する一対の縦弦材11,11と、これら縦弦材11,11間に架け渡される複数の斜材12,12・・とを備えてなる金属製のトラス構造体である。
A pair of
図5に示すように、縦弦材11は、一対のみぞ型鋼の背面同士を接合してなり、断面H形状を呈している。図3に示すように、縦弦材11は、それぞれ垂直に配置されており、一対の縦弦材11,11は、互いに平行に配置されている。縦弦材11は、みぞ型鋼の背面が壁面4に沿うように配置されており、一方のフランジ面(みぞ型鋼の側面同士を並べてなる面)11aが、隣り合う縦弦材11に対向している。縦弦材11の上端および下端には、連結部材30に連結するためのベースプレート14,14がそれぞれ溶接されている。連結部材30とベースプレート14は、ボルトBおよびナットNによって締め付けられて固定されている。ベースプレート14は、縦弦材11の端部を覆うとともに、建物2寄りの部分が縦弦材11の端部から両外側に延出しており、平面視T字状を呈している(図4参照)。外側に延出した部分には、それぞれボルトBが挿通され、ナットNによって締め付けられている。これは建物2と縦弦材11との隙間が小さく、建物2寄り部分のみぞ型鋼の内側ではナットを締め付けることができないからである。建物2から離れた部分では、みぞ型鋼の内側でボルトBがベースプレート14に挿通され、ナットNによって締め付けられている。なお、ベースプレート14の建物2寄りのみぞ型鋼の内側でナットを締付け可能である場合は、ベースプレート14を外側に広げる必要はなく、建物2から離れた部分と同様にみぞ型鋼の内側でボルトB、ナットNを締め付ける。
As shown in FIG. 5, the
互いに対向するフランジ面11aには、斜材12または水平材13を接合するためのガセットプレート15が溶接されている。ガセットプレート15は、複数設けられており、斜材12または水平材13の取付位置にそれぞれ設けられている。複数のガセットプレート15のうち、上端および下端に配置されるガセットプレート15の一方には、一本の斜材12と水平材13が接合され、他方には、1本の水平材13が接合される。上端と下端のガセットプレート15,15以外の中間部に設けられるガセットプレート15には、二本の斜材12が接合される。ガセットプレート15は、縦弦材11の長手方向に沿うとともに、フランジ面11aに対して直交して突出している。ガセットプレート15は、矩形形状を呈しており、取り付けられる斜材12および水平材13を接合可能な高さ寸法(縦長さ)と突出寸法(横長さ)を有している。
図2に示すように、斜材12および水平材13は、縦弦材11,11を連結する連結材を構成している。水平材13は、縦弦材11の上端部および下端部にそれぞれ配置されており、水平方向に延在している。斜材12は、上下の水平材13,13間に配置されており、水平材13,13と同じ構面に配置されている。斜材12は、水平材13に対して45度の傾斜角を成して配置されている。斜材12および水平材13は、ともに鋼製の丸型パイプにて構成されている。なお、斜材12および水平材13の材質は丸型パイプに限定されるものではない。
As shown in FIG. 2, the
図6に示すように、斜材12および水平材13の両端部には、スリット16が形成されている(図6では、斜材12の端部のみ図示)。スリット16は、ガセットプレート15が挿通される部分であって、ガセットプレート15が挿通可能な幅寸法(ガセットプレート15の厚さ寸法より若干大きい寸法)を有している。スリット16は、丸型パイプの端部の外周縁部で、互いに対向する二箇所に形成されている。スリット16は、斜材12および水平材13をガセットプレート15に取り付けた状態で、外周縁部の上側と下側に位置する。斜材12および水平材13は、スリット16,16にガセットプレート15を挿通させて、スリット16の内周面とガセットプレート15の表面とが付き合わされた部分を溶接することで、ガセットプレート15に接合されている。溶接は、スリット16の内周面の全周に渡って施されている。
As shown in FIG. 6,
図1および図2に示すように、連結部材30は、柱構造体10の上端と下端に固定されている。連結部材30は、柱構造体10と建物2の構造躯体5とを連結する部材であって、建物2の角部の二面に沿ったL字平面を呈している。連結部材30は、設置される位置によって、材質が異なる。上階に位置する連結部材30(以下、設置位置を区別する場合は「上部連結部材30a」という)は、鉄骨材にて構成されており、基礎6に接する部分に位置する連結部材30(以下、設置位置を区別する場合は「基礎部連結部材30b」という)は、鉄筋コンクリートにて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the connecting
図3および図4に示すように、上部連結部材30aは、断面コ字状を呈するみぞ型鋼にて構成されている。上部連結部材30aは、その背面部31が建物2の壁面4に対向しており、背面部31の上端および下端のフランジ部32がそれぞれ壁面4に直交して且つ壁面4から離反する方向に突出している。上部連結部材30aは、二本のみぞ型鋼を平面視L字状に組み合わせてなり、その連結部分ではみぞ型鋼同士が溶接されている。上部連結部材30aの各みぞ型鋼(各辺)の長手寸法は、柱構造体10の幅寸法よりも長く、上部連結部材30aの各みぞ型鋼の先端部は、壁面4に沿って柱構造体10の幅方向端部よりも延出している。本実施形態では、各みぞ型鋼の長手寸法は、柱構造体10の幅寸法の略2倍である。なお、各みぞ型鋼の長手寸法は、建物補強構造1と建物2との必要接合強度に応じて適宜決定される。つまり、補強度合いに応じて、前記必要接合強度が大きい場合はみぞ型鋼の長手寸法が大きくなり、前記必要接合強度が小さい場合はみぞ型鋼の長手寸法が小さくなる。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the upper connecting
図4に示すように、上部連結部材30aは、背面部31が構造躯体5である梁5aに通しボルトBaを介して固定されている。通しボルトBaは、梁5aの長手方向に沿って所定間隔で複数設けられている。通しボルトBaは、梁5aの内側面から水平に挿通されており、外壁材7を貫通して壁面4の外側に突出している。外側に突出した通しボルトBaの先端部は、背面部31に形成されたボルト孔(図示せず)を貫通しており、その先端部にはナットNが装着されている。このナットNを回転させて締め付けることで、梁5a,外壁材7および背面部31が、通しボルトBaの頭部とナットNで挟持されて、上部連結部材30aが梁5aに固定される。通しボルトBaは、建物2内の天井裏から設置することができるので、内装を取り外す必要がなく、容易に施工を行える。
As shown in FIG. 4, the upper connecting
上部連結部材30aのフランジ部32には、ボルト孔(図示せず)が形成されている。ボルト孔は、柱構造体10のベースプレート14の設置位置に形成されており、ベースプレート14に貫通するボルトBが挿通する。なお、建物補強構造1の最上部に位置する上部連結部材30aでは、下側のフランジ部32のみに柱構造体10が固定される。建物補強構造1の中間部に位置する上部連結部材30aでは、上側のフランジ部32に、上方に位置する柱構造体10が固定され、下側のフランジ部32に、下方に位置する柱構造体10が固定される。
Bolt holes (not shown) are formed in the
図3および図5に示すように、基礎部連結部材30bは、断面矩形を呈する鉄筋コンクリート製の棒状部材にて構成されている。基礎部連結部材30bは、基礎6の立上り部に沿って一体化して形成されている。基礎部連結部材30bは、平面視L字状に形成されている。基礎部連結部材30bの各棒状部材(各辺)の長手寸法は、柱構造体10の幅寸法よりも長く、基礎部連結部材30bの各棒状部材の先端部は、基礎6の立上り部に沿って柱構造体10の幅方向端部よりも延出している。本実施形態では、各棒状部材の長手寸法は、柱構造体10の幅寸法の略2倍である。なお、各棒状部材の長手寸法は、建物補強構造1と建物2との必要接合強度に応じて適宜決定される。つまり、補強度合いに応じて、前記必要接合強度が大きい場合は棒状部材の長手寸法が大きくなり、前記必要接合強度が小さい場合は棒状部材の長手寸法が小さくなる。
As shown in FIG. 3 and FIG. 5, the
図5に示すように、基礎部連結部材30bは、構造躯体5である基礎6の立上り部に接して設けられており、アンカーボルトBbを介して連結されている。アンカーボルトBbは、基礎6の長手方向に沿って所定間隔で複数設けられている。アンカーボルトBbは、立上り部の外側面に後付けされ、立上り部から突出したアンカーボルトBbの先端部はコンクリート打設時に基礎部連結部材30b内に埋設される。これによって、基礎部連結部材30bが基礎6に一体化される。
As shown in FIG. 5, the base
基礎部連結部材30bの上面には、柱構造体10の下端のベースプレート14が固定される。ベースプレート14は、上方のベースプレート14と同様に、縦弦材11の端部を覆うとともに、建物2寄りの部分が縦弦材11の端部から両外側に延出しており、平面視T字状を呈している(図4参照)。ベースプレート14は、基礎部連結部材30b上に設けられた高さ調整モルタル8上に設置されている。ベースプレート14は、基礎部連結部材30bの上面から上方に延出するアンカーボルトBcを介して固定される。高さ調整モルタル8はアンカーボルトBcを囲うように設けられている。アンカーボルトBcの上端部は、ベースプレート14のボルト孔を貫通しており、その上部にナットNを締め付けることで、ベースプレート14が基礎6に固定されている。建物2寄り部分では、外側に延出した部分には、それぞれアンカーボルトBcが挿通され、ナットNによって締め付けられている。建物2から離れた部分では、みぞ型鋼の内側でアンカーボルトBcがベースプレート14に挿通され、ナットN(ダブルナット)によって締め付けられている。
The
以上のような構成の建物補強構造1によれば、強度が大きい金属製の柱構造体10が、建物2の梁5a(構造躯体5)とボルト・ナットで固定されているので、完成から長年経過した後に地震が発生したとしても柱構造体10が構造躯体5から外れ難く、柱構造体10自体の強度も大きいので、長期間に亘って耐力壁としての強度を保持できる。また、柱構造体10はトラス構造であるので、小さい幅寸法で必要強度が確保できる。これによって、角部の近くに窓が設けられている場合でも、窓に干渉することなく柱構造体10を設けることができる。さらに、柱構造体10は建物2の二つの壁面4,4に沿って平面視L字状に設けられているので、複数方向の揺れに対抗できる。
According to the
また、柱構造体10を、建物2の外部に配置し、構造躯体5にボルト・ナットで固定するだけで容易に建物補強構造1を固定できる。さらに、通しボルトBaは、梁5aの内側の天井裏から固定できるので、内装を取り外す必要がない。したがって、既存建物の補強工事における施工手間を大幅に低減できる。
Moreover, the
さらに、上部連結部材30aの各辺(みぞ型鋼)の長手寸法が、柱構造体10の幅寸法よりも長く、各辺の先端部は、壁面4に沿って柱構造体10の幅方向端部より延出しているので、上部連結部材30aと梁5aとを固定する通しボルトBaを多く設けることができる。これによって、上部連結部材30aと構造躯体5(梁5a)の連結強度を大きくすることができる。
Furthermore, the longitudinal dimension of each side (groove-shaped steel) of the upper connecting
一方、基礎部連結部材30bの各辺(棒状部材)の長手寸法が、柱構造体10の幅寸法よりも長く、各辺の先端部は、基礎6に沿って柱構造体の幅方向端部より延出しているので、基礎部連結部材30bと基礎6とを固定するアンカーボルトBbを多く設けることができるので、基礎部連結部材30bと構造躯体5(基礎6)の連結強度を大きくすることができる。
On the other hand, the longitudinal dimension of each side (bar-shaped member) of the base
以上説明したように、本発明の実施形態に係る建物補強構造1によれば、長期間に亘って壁の強度を保持できるとともに既存建物の補強工事における施工手間を低減することができる。
As described above, according to the
次に、他の実施形態に係る建物補強構造1aについて説明する。前記実施形態の建物補強構造1では、互いに直交する方向に配置された柱構造体10,10はそれぞれ一対の縦弦材11,11を備えているのに対して、本実施形態に係る建物補強構造1aは、図7に示すように、柱構造体10,10の連結部分に位置する縦弦材11が共用されている。
Next, a
共用される縦弦材11(以下、端部の縦弦材11と区別する場合は「共用縦弦材11b」という場合がある)は、角パイプにて構成されており、連結部材30の角部に設けられている。共用縦弦材11bの直交する2つの側面それぞれにガセットプレート15が取り付けられている。
The shared string material 11 (hereinafter, sometimes referred to as “shared
共用縦弦材11bの角パイプの上端および下端には、図8に示すように、断面十字状の脚部ブラケット17がそれぞれ溶接されており、さらに脚部ブラケット17の端部にはベースプレート14が溶接されている。脚部ブラケット17は、ベースプレート14を締め付けるボルトナットの設置スペースを確保するためのものである。脚部ブラケット17は、縦方向に延在しており、互いに直交する一対のプレートで4つに分割された空間にボルトBおよびナットNがそれぞれ設けられる。脚部ブラケット17の高さは、角パイプとベースプレート14との間に、ボルトBを挿入してナットNを締め付けることができるスペースを確保できるように設定されている。
As shown in FIG. 8, a leg bracket 17 having a cross-section in cross section is welded to each of the upper and lower ends of the square pipe of the
角部とは逆側の端部の縦弦材11は、前記実施形態と同様に、一対のみぞ型鋼の背面同士を接合してなるが、角パイプにて構成してもよい。縦弦材11を一対のみぞ型鋼で構成した場合は、ベースプレート14は、みぞ型鋼の上端部および下端部に直接溶接される。縦弦材11を角パイプで構成した場合は、脚部ブラケットを介してベースプレートが溶接される。
The
その他の構成は、前記実施形態と同等の構成であるので、同じ符号を付して説明を省略する。 Other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and thus the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
このような構成によれば、前記実施形態と同等の作用効果を得られる他に、以下のような作用効果を得られる。柱構造体10,10を平面視L字状に一体形成したことによって、建物補強構造1aの剛性を高めることができ、補強効率をより一層向上させることができる。
According to such a configuration, the following operational effects can be obtained in addition to the operational effects equivalent to those of the above-described embodiment. By integrally forming the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記実施形態では、縦弦材11を一対のみぞ型鋼の背面同士を接合して構成しているが、これに限定されるものではなく、必要な剛性を有していれば、例えばH形鋼や鋼管などの他の形状の形鋼にて構成してもよい。このような縦弦材によれば、みぞ型鋼を接合する手間が省略される。
As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, a design change is possible suitably. For example, in the said embodiment, although the
また、前記実施形態では、建物補強構造1は、建物2の出隅角部に設けられているが、入隅角部に設けてもよい。この場合、連結部材30の背面部31の位置がL字の内外逆にすればよい。また、角部の角度は、90度に限定されるものではなく、鈍角または鋭角であっても本発明は適用可能である。
Moreover, in the said embodiment, although the
前記実施形態では、縦弦材11は、断面コ字状のみぞ型鋼の背面同士を接合して構成されているがこれに限定されるものではない。図9に示すように、リップみぞ型鋼の背面同士を接合して縦弦材11’を形成してもよい。このようにリップみぞ型鋼を用いれば、軽量で断面剛性の強い縦弦材11’を提供できる。その他にも、H型鋼をそのまま用いて縦弦材を構成してもよい。
In the said embodiment, although the
1 建物補強構造
1a 建物補強構造
2 建物
3 角部
4 壁面
5 構造躯体
5a 梁
6 基礎
10 柱構造体
11 縦弦材
12 斜材
13 水平材
14 ベースプレート
15 ガセットプレート
16 スリット
30 連結部材
30a 上部連結部材
30b 基礎部連結部材
B ボルト
Ba ボルト
Bb アンカーボルト
Bc アンカーボルト
N ナット
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記柱構造体は、縦方向に延在する複数の縦弦材と、これら縦弦材間に架け渡される複数の斜材とを備えてなる金属製のトラス構造体であり、
前記連結部材は、前記柱構造体の上下にそれぞれ固定されており、前記角部の二面に沿ったL字平面を呈し、前記構造躯体にボルト固定されている
ことを特徴とする建物補強構造。 A pair of columnar structures disposed so as to cover from the outside along the two wall surfaces of the corners of the building, and a connecting member that connects the columnar structure and the structural frame of the building,
The column structure is a metal truss structure comprising a plurality of vertical chord members extending in the vertical direction and a plurality of diagonal members spanned between the vertical chord members,
The connecting member is fixed to the top and bottom of the pillar structure, respectively, has an L-shaped plane along the two surfaces of the corner, and is bolted to the structural frame. .
前記連結部材の各辺の先端部は、前記壁面に沿って前記柱構造体の幅方向端部より延出している。
ことを特徴とする請求項1に記載の建物補強構造。 The longitudinal dimension of each side of the connecting member is longer than the width dimension of the column structure,
The front end of each side of the connecting member extends from the end in the width direction of the column structure along the wall surface.
The building reinforcing structure according to claim 1.
前記鉄骨材が固定される前記構造躯体は、前記梁である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の建物補強構造。 The connecting member located in the upper part of the pillar structure is composed of a steel frame and arranged along existing beams in the building,
The building reinforcing structure according to claim 1 or 2, wherein the structural frame to which the steel frame is fixed is the beam.
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