JP2016199859A - Building reinforcement structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、柱の破壊による倒壊を防止するための建物の補強構造に関するものである。 The present invention relates to a building reinforcement structure for preventing collapse due to column destruction.
従来、建物等に作用する地震などの外力に対し、建物の変形を抑制して倒壊を防止するための補強構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された補強構造は、柱及び梁で構成された開口部に設けられた索条体、セッティング部材、及び巻き取り機を備え、建物に過大な水平変形が生じた場合に、セッティング部材から開放されるとともに巻き取り機によって巻き取られた索条体が、開口部の対角線に沿ったＸ型のブレースを構成するものである。
Conventionally, a reinforcement structure has been proposed for preventing the collapse of buildings by suppressing deformation of the buildings against external forces such as earthquakes acting on the buildings (see, for example, Patent Document 1). The reinforcing structure described in
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の補強構造において、索条体によって構成されたブレース材は、その周囲の柱及び梁と一体となって水平力に抵抗するものであって、周囲の柱や梁が破壊された場合には補強効果が見込めず、柱の破壊による建物の倒壊を防止することができない。さらに、従来の補強構造は、開口部の内部に索条体や、セッティング部材、巻き取り機が設置されるので、既存建物に適用するには建具や仕上げ材を取り外してから設置工事を行う必要があり、施工手間やコストが多大になってしまうという問題もある。
However, in the conventional reinforcing structure as described in
本発明は、建物のある部位が破壊されるような過大な外力が作用した場合であっても建物の倒壊を防止するとともに、既存建物に対して設置する場合にも比較的容易に低コストで施工することができる建物の補強構造を提供することを目的とする。 The present invention prevents the building from collapsing even when an excessive external force is applied so that a certain part of the building is destroyed, and it is relatively easy and low-cost when installed on an existing building. It aims at providing the reinforcement structure of the building which can be constructed.
上記目的を達成するために本発明の建物の補強構造は、下部構造と複数階の上部構造とを備えた建物において、ある部位の破壊による倒壊を防止するための建物の補強構造であって、前記上部構造の外側面に沿って配索されるワイヤー部材と、前記ワイヤー部材の一部を前記上部構造に支持する第一支持部と、前記ワイヤー部材の他の一部を前記下部構造に支持する第二支持部と、前記ワイヤー部材の前記一部と前記他の一部との間の中間部を前記上部構造に支持する中間支持部と、を備え、前記第一支持部は、破壊が予想される部位よりも上方に設けられ、前記中間支持部は、前記第一支持部よりも上方かつ水平方向にずれた少なくとも１箇所に設けられるとともに、前記ワイヤー部材の中間部を滑動自在に支持する支持部材を有して構成されていることを特徴とする。 To achieve the above object, the building reinforcement structure of the present invention is a building reinforcement structure for preventing collapse due to destruction of a certain part in a building having a lower structure and an upper structure of a plurality of floors, A wire member routed along the outer surface of the upper structure, a first support part for supporting a part of the wire member on the upper structure, and supporting another part of the wire member on the lower structure A second support part, and an intermediate support part supporting the intermediate part between the part of the wire member and the other part to the upper structure, wherein the first support part is broken. Provided above the expected portion, the intermediate support portion is provided at least at one location above the first support portion and shifted in the horizontal direction, and slidably supports the intermediate portion of the wire member With supporting member It is characterized in that is.
このような本発明の補強構造によれば、破壊が予想される部位よりも上方の第一支持部によってワイヤー部材の一部が上部構造に支持され、第一支持部よりも上方かつ水平方向にずれた少なくとも１箇所の中間支持部によってワイヤー部材の中間部が上部構造に支持され、ワイヤー部材の他の一部が第二支持部によって下部構造に支持されている。従って、柱等の部位が破壊されたとしても、その部位が負担すべき鉛直荷重（軸力）は、上方の第一支持部を介してワイヤー部材に伝達されるとともに、ワイヤー部材の張力として中間支持部及び第二支持部を介して下部構造まで伝達される。このように破壊された部位の軸力をワイヤー部材によって水平方向にずれた他の部位（柱等）に伝達するとともに基礎等の下部構造に伝達することで、破壊された部位よりも上方の荷重を建物全体に分散させて支持することができるので、建物の倒壊を防止することができる。 According to such a reinforcing structure of the present invention, a part of the wire member is supported by the upper structure by the first support portion above the portion where the destruction is expected, and is above the first support portion and in the horizontal direction. The intermediate part of the wire member is supported by the upper structure by at least one shifted intermediate support part, and the other part of the wire member is supported by the lower structure by the second support part. Therefore, even if a part such as a pillar is destroyed, the vertical load (axial force) to be borne by the part is transmitted to the wire member via the upper first support part, and is intermediate as the tension of the wire member. It is transmitted to the lower structure through the support part and the second support part. By transmitting the axial force of the part destroyed in this way to other parts (columns, etc.) displaced in the horizontal direction by the wire member and transmitting it to the lower structure such as the foundation, the load above the part destroyed Can be dispersed and supported throughout the building, so that the building can be prevented from collapsing.
また、ワイヤー部材は、上部構造の外側面に沿って配索されるので、第一支持部、第二支持部、及び中間支持部も上部構造の外側面に設ければよく、建物の内装仕上げ材や建具に関わりなく、さらにはワイヤー部材を配索するために床を貫通することなく補強構造を設置することができる。従って、既存建物に本発明の補強構造を設置する場合であっても、建物内部に影響を与えずに施工することができるので、施工手間を軽減するとともに工期を短縮し、さらに施工コストを抑制することができる。また、中間支持部がワイヤー部材の中間部を滑動自在に支持する支持部材を有して構成されているので、張力が作用したワイヤー部材に対して余計な抵抗を作用させることなく支持することができ、ワイヤー部材の張力による下部構造までの荷重伝達を円滑に行わせることができる。 Moreover, since the wire member is routed along the outer surface of the superstructure, the first support portion, the second support portion, and the intermediate support portion may be provided on the outer surface of the superstructure, and the interior finish of the building Regardless of the material and fittings, the reinforcing structure can be installed without penetrating the floor to route the wire member. Therefore, even if the reinforcement structure of the present invention is installed in an existing building, construction can be performed without affecting the inside of the building, reducing the labor and time required for construction, and further reducing construction costs. can do. In addition, since the intermediate support portion is configured to have a support member that slidably supports the intermediate portion of the wire member, it is possible to support the wire member on which tension has been applied without causing extra resistance. It is possible to smoothly transmit the load to the lower structure by the tension of the wire member.
この際、本発明の補強構造では、前記支持部材は、前記ワイヤー部材の中間部に対して転動する滑車を有して構成されていることが好ましい。 At this time, in the reinforcing structure of the present invention, it is preferable that the support member has a pulley that rolls with respect to an intermediate portion of the wire member.
この構成によれば、ワイヤー部材の中間部を滑車で支持し、この滑車がワイヤー部材の移動に応じて転動することで、張力が作用したワイヤー部材の長手方向に沿った摩擦抵抗などを極力小さくすることができ、荷重の伝達効率を高めることができる。 According to this configuration, the intermediate portion of the wire member is supported by the pulley, and the pulley rolls according to the movement of the wire member, so that the frictional resistance along the longitudinal direction of the wire member on which the tension is applied is minimized. The load can be reduced, and the load transmission efficiency can be increased.
さらに、本発明の補強構造では、前記中間支持部は、前記第一支持部よりも上方かつ水平方向にずれた位置に設けられる第一中間支持部と、該第一中間支持部よりも下方かつ前記第一支持部から水平方向に離れた位置に設けられる第二中間支持部と、を少なくとも有して構成されていることが好ましい。 Further, in the reinforcing structure of the present invention, the intermediate support portion includes a first intermediate support portion provided at a position above the first support portion and shifted in the horizontal direction, and below the first intermediate support portion. It is preferable to have at least a second intermediate support portion provided at a position away from the first support portion in the horizontal direction.
この構成によれば、中間支持部が少なくとも第一中間支持部と第二中間支持部とを有し、第一中間支持部が第一支持部よりも上方かつ水平方向にずれた位置に設けられ、第二中間支持部が第一中間支持部よりも下方かつ第一支持部から水平方向に離れた位置に設けられることで、ワイヤー部材の中間部を少なくとも２回曲げて配索することとなり、１回の曲げによる配索と比較して曲げ角度を小さくすることができる。従って、ワイヤー部材の中間部が曲げられることによる抵抗を小さくして荷重伝達効率を高めるとともに、第一中間支持部及び第二中間支持部の各々から上部構造に作用する反力を小さくするとともに、荷重を上部構造の広い範囲に分散させて伝達することができる。 According to this configuration, the intermediate support portion has at least the first intermediate support portion and the second intermediate support portion, and the first intermediate support portion is provided at a position above the first support portion and shifted in the horizontal direction. The second intermediate support portion is provided below the first intermediate support portion and horizontally away from the first support portion, so that the intermediate portion of the wire member is bent and routed at least twice. The bending angle can be reduced as compared with the routing by one bending. Accordingly, the resistance due to bending of the intermediate portion of the wire member is reduced to increase the load transmission efficiency, and the reaction force acting on the upper structure from each of the first intermediate support portion and the second intermediate support portion is reduced, and The load can be distributed and transmitted over a wide range of the superstructure.
ここで、中間支持部が複数設けられる場合、ワイヤー部材は、各中間支持部において曲げられた部分の内角が１８０°未満の凸多角形状に配索されることが好ましく、中間支持部の数が多いほど内角が大きくなることから、上部構造に作用する反力を小さくして荷重を分散させられる点で好ましい。さらに、各中間支持部におけるワイヤー部材の内角は、９０°前後（７０°〜１１０°）であるか、それよりも大きい鈍角であることが好ましい。このように中間支持部で曲げられるワイヤー部材の内角の角度を規定することで、上部構造に作用する反力を抑えて荷重を分散させつつ、適宜な配索経路を通して下部構造まで荷重を伝達することができる。 Here, when a plurality of intermediate support portions are provided, the wire member is preferably arranged in a convex polygonal shape in which the inner angle of the bent portion in each intermediate support portion is less than 180 °, and the number of intermediate support portions is The larger the angle, the larger the inner angle, which is preferable in that the reaction force acting on the superstructure can be reduced to disperse the load. Furthermore, it is preferable that the inner angle of the wire member in each intermediate support part is around 90 ° (70 ° to 110 °) or an obtuse angle larger than that. By defining the angle of the inner angle of the wire member bent at the intermediate support portion in this way, the load is transmitted to the lower structure through an appropriate routing path while suppressing the reaction force acting on the upper structure and dispersing the load. be able to.
さらに、本発明の補強構造では、前記第二支持部は、前記第一中間支持部の下方に設けられていることが好ましい。 Furthermore, in the reinforcing structure of the present invention, it is preferable that the second support portion is provided below the first intermediate support portion.
この構成によれば、第一支持部よりも上方かつ水平方向にずれた位置に設けられた第一中間支持部と、第二支持部と、が互いに上下に設けられるので、第一中間支持部からの下向きの反力と、第二支持部からの上向きの反力と、が差し引きされ、第二支持部の位置において基礎に作用する鉛直力の増大を抑制することができる。ここで、第一中間支持部と第二支持部とが連続した１本の柱の上下に設けられていれば、各々の反力が柱の軸力（圧縮力）として伝達されて差し引きされ、その不釣り合い分の軸力が基礎に伝達されるので、安定した荷重伝達を実現して上部構造の不安定化を防止することができる。 According to this configuration, since the first intermediate support portion and the second support portion provided above the first support portion and at a position shifted in the horizontal direction are provided above and below, the first intermediate support portion The downward reaction force from the second support portion and the upward reaction force from the second support portion are subtracted, and an increase in the vertical force acting on the foundation at the position of the second support portion can be suppressed. Here, if the first intermediate support portion and the second support portion are provided above and below one continuous column, each reaction force is transmitted and subtracted as the axial force (compression force) of the column, Since the unbalanced axial force is transmitted to the foundation, stable load transmission can be realized and the destabilization of the superstructure can be prevented.
また、本発明の補強構造では、前記第一支持部及び前記中間支持部は、前記上部構造における柱梁接合部に設けられていることが好ましい。 Moreover, in the reinforcement structure of this invention, it is preferable that said 1st support part and said intermediate | middle support part are provided in the column beam junction part in the said upper structure.
この構成によれば、第一支持部及び中間支持部が柱梁接合部に設けられているので、ワイヤー部材の張力に伴って第一支持部や中間支持部を介して柱梁接合部に反力が作用することから、この反力の鉛直成分が柱に伝達され、反力の水平成分が梁に伝達される。従って、柱と梁の各々において、反力が軸力として伝達されることから、確実な荷重伝達により上部構造を安定させることができる。 According to this configuration, since the first support portion and the intermediate support portion are provided at the beam-column joint portion, the first beam support portion and the intermediate beam support portion are reacted with the tension of the wire member via the first support portion and the intermediate support portion. Since force acts, the vertical component of this reaction force is transmitted to the column, and the horizontal component of the reaction force is transmitted to the beam. Therefore, since the reaction force is transmitted as an axial force in each of the columns and beams, the upper structure can be stabilized by reliable load transmission.
また、本発明の補強構造では、前記上部構造の一の外側面に沿って前記ワイヤー部材が複数設けられ、該複数のワイヤー部材の各々に対する前記第一支持部、前記第二支持部、及び前記中間支持部が互いに異なる位置に設けられていることが好ましい。 In the reinforcing structure of the present invention, a plurality of the wire members are provided along one outer surface of the upper structure, and the first support portion, the second support portion, and the It is preferable that the intermediate support portions are provided at different positions.
この構成によれば、複数のワイヤー部材の各々に対する第一支持部、第二支持部、及び中間支持部が互いに異なる位置に設けられていることで、上部構造における各第一支持部及び各中間支持部に反力が作用し、下部構造における各第二支持部に反力が作用することとなり、反力の作用位置を分散させることができる。 According to this configuration, the first support portion, the second support portion, and the intermediate support portion for each of the plurality of wire members are provided at different positions, so that each first support portion and each intermediate portion in the upper structure A reaction force acts on the support portion, and a reaction force acts on each second support portion in the lower structure, so that the position where the reaction force acts can be dispersed.
以上の本発明によれば、建物のある部位が破壊されたとしても、その部位が負担していた荷重をワイヤー部材によって鉛直及び水平方向に分散させつつ下部構造に伝達することで、ある部位の破壊による建物の倒壊を防止することができる。ワイヤー部材が上部構造の外側面に沿って設けられるので、施工手間を軽減するとともに工期を短縮し、さらに施工コストを抑制することができる。 According to the present invention as described above, even if a certain part of the building is destroyed, the load borne by the part is transmitted to the lower structure while being distributed in the vertical and horizontal directions by the wire member. The collapse of the building due to destruction can be prevented. Since the wire member is provided along the outer side surface of the upper structure, it is possible to reduce construction labor, shorten the construction period, and further suppress the construction cost.
以下、本発明の一実施形態に係る補強構造を、図１〜６に基づいて説明する。本実施形態の補強構造１は、建物Ｓのある部位の破壊による倒壊を防止するためのものである。建物Ｓは、例えば、鉄筋コンクリート造６階建てであって、下部構造としての基礎Ｆと、上部構造としてのラーメン架構Ｒと、を有して構成されている。基礎Ｆは、基礎梁ＦＧを有し、この基礎梁ＦＧに連続する底版を有した直接基礎であってもよいし、基礎梁ＦＧの下側に連結される杭を有した杭基礎であってもよい。
Hereinafter, the reinforcement structure which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated based on FIGS. The reinforcing
ラーメン架構Ｒは、例えば、４スパン×６層の純ラーメン構造であって、Ｘ１〜Ｘ５の各通りに設けられる柱Ｃと、各階において隣り合う柱Ｃ同士を連結する梁Ｇと、を有して構成されている。また、ラーメン架構Ｒは、図１の紙面奥行き方向にも１又は複数が並列に設けられ、各ラーメン架構Ｒの柱Ｃ同士が梁によって連結されている。この建物Ｓは、既存建物であって、Ｘ１通り側が道路に面して設けられている。そして、建物Ｓの耐震診断によって巨大地震に対し、１階のＸ１通りの外柱（隅柱）Ｃ１が耐力不足と判定され、この外柱Ｃ１のせん断破壊あるいは圧壊が予想されるものとする。 The ramen frame R is, for example, a four-span x six-layer pure ramen structure, and includes columns C provided on each of the X1 to X5 streets and beams G that connect the columns C adjacent to each other on each floor. Configured. Further, one or a plurality of the ramen frames R are provided in parallel in the depth direction of the sheet of FIG. 1, and the columns C of each of the ramen frames R are connected by beams. This building S is an existing building, and the X1 street side faces the road. Then, it is assumed that the X1 outer column (corner column) C1 on the first floor is determined to have insufficient proof strength by the seismic diagnosis of the building S, and that the outer column C1 is expected to be sheared or collapsed.
本実施形態の補強構造１は、巨大地震を受けて外柱Ｃ１が破壊したとしても、建物Ｓが前面道路側に倒壊することを防止し、前面道路の緊急車両等の通行を妨げることなく、さらに、少なくとも改修又は解体撤去されるまでの間、建物Ｓが自立できるように予め補強しておくものである。なお、本実施形態では、１階の外柱Ｃ１の破壊が予想されるものとして補強構造１を設置する場合を例示するが、破壊が予想される部位としては、外柱Ｃ１に限らず、他の柱Ｃでもよいし、梁Ｇや基礎梁ＦＧ、壁、杭等であってもよく、さらに、基礎Ｆが直接基礎であって支持地盤の破壊が予想される場合にも本発明の補強構造を適用することができる。
The reinforcing
補強構造１は、ラーメン架構Ｒの外側面に沿って配索されるワイヤー部材２と、ワイヤー部材２の一部である一端部をラーメン架構Ｒに固定する第一支持部３と、ワイヤー部材３の他の一部である他端部を基礎Ｆに固定する第二支持部４と、ワイヤー部材２の中間部をラーメン架構Ｒに支持する中間支持部である第一中間支持部５及び第二中間支持部６と、を備えて構成されている。
The reinforcing
ワイヤー部材２は、複数の鋼線を撚った撚り線からなるワイヤロープであって、その径寸法が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度のものが好適である。このワイヤー部材２は、その表面にフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）等による被覆が設けられ、耐候性や潤滑性が高められていることが好ましい。
The
第一支持部３は、破壊が予想される部位である１階の外柱Ｃ１の上方、具体的には、Ｘ１通りにおける２階の柱梁接合部に設けられている。この第一支持部３は、柱梁接合部の側面に固定されるベースプレートと、このベースプレートから外方に突出したドラムと、を有して構成され、ドラムにワイヤー部材２の一端部を巻き回して固定するようになっている。なお、第一支持部３の位置としては、破壊が予想される部位の上方であればよいので、２階の柱梁接合部に限らず、３階の柱梁接合部であってもよいし、２階や３階の柱Ｃの中間部であってもよい。
The
第二支持部４は、Ｘ３通りの柱Ｃの下方に位置する基礎梁ＦＧに設けられている。この第二支持部４は、第一支持部３と略同様に、基礎梁ＦＧの側面に固定されるベースプレートと、このベースプレートから外方に突出したドラムと、を有して構成され、ドラムにワイヤー部材２の他端部を巻き回して固定するようになっている。なお、第二支持部４の位置としては、基礎梁ＦＧの高さ方向中間位置に限らず、基礎梁ＦＧの上端位置であってもよいし、１階の柱Ｃの柱脚部であってもよい。
The
第一中間支持部５は、第一支持部３よりも上方かつ水平方向にずれた位置、具体的には、Ｘ３通りにおける４階の柱梁接合部であり、第二支持部４の上方に設けられている。なお、第一中間支持部５の位置は、第一支持部３よりも上方かつ水平方向にずれた位置であればよいので、Ｘ３通りに限らず、Ｘ２通りやＸ４通りでもよく、さらには４階の柱梁接合部に限らず、３階の柱梁接合部でもよいし、５階以上の柱梁接合部であってもよい。また、第一中間支持部５は、柱梁接合部に限らず、２階以上の柱Ｃの中間部に設けられていてもよい。
The first
第二中間支持部６は、第一中間支持部５よりも下方かつ第一支持部３から水平方向に離れた位置、具体的には、Ｘ５通りにおける３階の柱梁接合部に設けられている。なお、第二中間支持部６の位置は、第一中間支持部５よりも下方かつ第一支持部３から水平方向に離れた位置であればよいので、Ｘ５通りに限らず、Ｘ４通りでもよく、さらには３階の柱梁接合部に限らず、２階の柱梁接合部であってもよい。また、第二中間支持部６は、柱梁接合部に限らず、１階から３階の柱Ｃの中間部でもよいし、２階、３階の梁Ｇに設けられていてもよい。
The second
第一中間支持部５及び第二中間支持部６は、それぞれワイヤー部材２の中間部を滑動自在に支持するものであって、図２、３に示すように、柱梁接合部における柱Ｃの側面に固定されるベースプレート１１と、このベースプレート１１から外方に突出した軸部１２と、この軸部１２に支持される支持部材としての滑車１３と、を備えて構成されている。滑車１３は、ワイヤー部材２の中間部の移動に対して転動するものであって、この滑車１３によってワイヤー部材２の中間部が滑動自在に支持されている。
The first
ベースプレート１１は、その四隅部がアンカーボルト１４とナット１５によって柱Ｃに固定されている。アンカーボルト１４は、雄ねじ状のボルト本体１４Ａと、ボルト本体１４Ａに固定されたカップ状の座金部１４Ｂと、を有して構成され、ボルト本体１４Ａが柱Ｃに埋め込まれてグラウトされるとともに、座金部１４Ｂが柱Ｃに食い込むことで固定されるようになっている。ボルト本体１４Ａに座金１５Ａを挿通させてから、ナット１５をボルト本体１４Ａに螺合して締め付けることで、ベースプレート１１が柱Ｃの側面に固定される。なお、ベースプレート１１と柱Ｃの側面との間には、無収縮モルタル等が充填されている。
The four corners of the
軸部１２は、スライド板１６に固定され、このスライド板１６は、ベースプレート１１に対して上下移動自在に支持されている。ベースプレート１１には、スライド板１６を収容するとともに上下スライド支持する開口部１１Ａと、この開口部１１Ａからベースプレート１１の下端縁まで連通する溝部１１Ｂと、が形成されている。スライド板１６には、溝部１１Ｂに挿通されてベースプレート１１の下端縁から突出する延長部１６Ａが形成されている。また、ベースプレート１１の下端縁には、延長部１６Ａの先端に回動自在に連結されたハンドル１７が設けられ、このハンドル１７を回動操作することによって、スライド板１６が上下にスライドされるようになっている。
The
滑車１３は、軸部１２に回転自在に支持されるとともに、ワイヤー部材２の中間部を滑動支持するものであって、軸部１２に挿通される内筒体１３Ａと、この内筒体１３Ａを囲む外側に回転自在に設けられる外筒体１３Ｂと、これらの内筒体１３Ａと外筒体１３Ｂとの間に介装されるベアリング１３Ｃと、を備えて構成されている。この滑車１３は、内筒体１３Ａを軸部１２に挿通し、外側から固定板１３Ｄを介してボルト１３Ｅを軸部１２に螺合することで取り付けられる。また、外筒体１３Ｂにワイヤー部材２を掛け回してから、ハンドル１７を操作してスライド板１６及び滑車１３を上方にスライドさせることで、ワイヤー部材２の弛みが除去されるようになっている。
The
以上のような本実施形態の補強構造１の作用について、図４、５も参照して説明する。先ず、補強構造１が設けられていない建物Ｓに対し、地震等の外乱が作用した場合に、Ｘ１通りの外柱Ｃ１が破壊された際の挙動を図５に基づいて説明する。１階の外柱Ｃ１がせん断破壊等によって軸力を保持できない状態になると、２階の柱からの軸力Ｎｃを外柱Ｃ１以外のラーメン架構Ｒで負担する必要がある。具体的には、Ｘ１−Ｘ２間の梁Ｇが片持ち梁として機能し、各階の梁Ｇのせん断力Ｑ１ｎ（ｎは、１〜６）としてＸ２通りの柱ＣにＮｃが伝達される。また、Ｘ１−Ｘ２間の梁Ｇに発生する曲げモーメントにより、Ｘ２−Ｘ３間の梁Ｇにもせん断力Ｑ２ｎが生じることから、Ｘ２通りの柱Ｃには、Ｎｃを超える軸力が作用し、この軸力分の反力Ｒ１がＸ２通りの基礎Ｆに発生することとなる。
The operation of the reinforcing
このように補強構造１が設けられていない建物Ｓでは、Ｘ１通りの外柱Ｃ１が破壊されると、その隣のＸ２通りの柱Ｃに過大な軸力が集中し、Ｘ２通りの柱Ｃまでもが破壊され、このような柱Ｃの破壊の連鎖により建物Ｓ全体が倒壊に至ってしまう可能性がある。また、Ｘ２通りの柱Ｃが破壊されないまでも、この柱Ｃから基礎Ｆに伝達される軸力によって基礎Ｆに生じる反力Ｒ１が過大となり、基礎梁ＦＧや杭、地盤が破壊され、このような基礎Ｆの破壊により建物Ｓ全体が倒壊に至ってしまう可能性もある。Ｘ２通りにおいて柱Ｃや基礎Ｆが破壊された場合、建物Ｓ全体はＸ１通り側、すなわち前面道路側に倒壊することになり、これによって前面道路を倒壊した建物Ｓが塞いでしまうこととなる。
Thus, in the building S where the reinforcing
一方、本実施形態の補強構造１が設けられた建物Ｓでは、図４に示すように、Ｘ１通りの外柱Ｃ１が破壊された場合、２階の柱からの軸力Ｎｃは、その全部又は一部が第一支持部３を介してワイヤー部材２に伝達される。具体的には、ワイヤー部材２の水平面に対する傾斜角度に応じて、ワイヤー部材２に生じる張力Ｔｗの鉛直成分Ｖ１と釣り合うだけの軸力Ｎｃがワイヤー部材２によって負担される。このようなワイヤー部材２は中間部が滑車１３によって滑動支持されていることから、ワイヤー部材２に生じる張力Ｔｗは、その全長に亘って一定となり、第一中間支持部５、第二中間支持部６及び第二支持部４を介して基礎Ｆまで伝達されることとなる。
On the other hand, in the building S provided with the reinforcing
この際、第一支持部３からラーメン架構Ｒに対しては、ワイヤー部材２の張力Ｔｗと釣り合うような水平反力Ｈ１が作用する。また、第一中間支持部５、第二中間支持部６及び第二支持部４の各々からラーメン架構Ｒに対しては、ワイヤー部材２の張力Ｔｗと釣り合うような水平反力Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４及び鉛直反力Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４が作用する。ここで、各位置に作用する水平反力Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４は、梁Ｇの軸力や柱Ｃのせん断力として伝達されてラーメン架構Ｒの内部で釣り合うようになっている。
At this time, a horizontal reaction force H <b> 1 that balances the tension Tw of the
また、Ｘ３通りにおいて、第一中間支持部５から下方に作用する鉛直反力Ｖ２と、第二支持部４から上方に作用する鉛直反力Ｖ４とは、互いに打ち消し合うことから、Ｘ３通りにおいて基礎Ｆに生じる反力Ｒ１は、軸力Ｎｃよりも小さいものとなっている。また、Ｘ５通りにおいて、第二中間支持部６から下方に作用する鉛直反力Ｖ３は、第二中間支持部６の前後におけるワイヤー部材２の傾斜角度の差分によるものだけなので、Ｘ５通りにおいて基礎Ｆに生じる反力Ｒ２は、軸力Ｎｃよりも小さいものとなっている。
Further, in the X3 way, the vertical reaction force V2 acting downward from the first
このように破壊された外柱Ｃ１が負担すべき軸力Ｎｃは、ワイヤー部材２の張力ＴｗによってＸ３通りとＸ５通りに分散されて基礎Ｆまで伝達されるようになっている。すなわち、補強構造１が設けられない場合と比較して、Ｘ２通りの柱Ｃに対する軸力の集中を緩和することができるとともに、Ｘ２通りの基礎Ｆに対する反力の集中を緩和することができるようになっている。従って、本実施形態の補強構造１が設けられることにより、破壊された外柱Ｃ１近傍の他の柱Ｃや基礎Ｆの破壊を防止して荷重を分散させることができ、建物Ｓ全体の倒壊を防止することができるようになっている。
The axial force Nc to be borne by the outer pillar C1 destroyed in this way is distributed to X3 and X5 ways by the tension Tw of the
以上のような本実施形態の補強構造１によれば以下の効果が得られる。すなわち、地震等によって外柱Ｃ１が破壊されたとしても、外柱Ｃ１が負担すべき鉛直荷重をワイヤー部材２の張力Ｔｗによって他の部位に伝達することで、局部的に荷重が集中することが抑制できるので、建物Ｓ全体の倒壊を防止することができる。従って、耐震強度が不足する建物であっても、予め補強構造１を設けておくことによって建物Ｓの倒壊を防止し、倒壊によって前面道路を塞いでしまうことがなく、地震後の避難や救助活動等の阻害になることが防止できる。
According to the reinforcing
さらに、ワイヤー部材２は、ラーメン架構Ｒの外側面に沿って配索され、第一支持部３、第二支持部４、及び中間支持部５，６もラーメン架構Ｒの外側面に設けられているので、既存建物の内部に影響を与えずに施工することができ、施工手間を軽減するとともに工期を短縮し、さらに施工コストを抑制することができる。また、中間支持部５，６がワイヤー部材２の中間部を滑動自在に支持する滑車１３を有して構成されているので、張力が作用したワイヤー部材２に対して余計な抵抗を作用させることなく支持することができ、ワイヤー部材２の張力による基礎Ｆまでの荷重伝達を円滑に行わせることができる。
Furthermore, the
また、第一中間支持部５が第一支持部３よりも上方かつ水平方向にずれた位置に設けられ、第二中間支持部６が第一中間支持部５よりも下方かつ第一支持部３から水平方向に離れた位置に設けられることで、ワイヤー部材２の中間部を２回曲げて配索することとなり、曲げ角度を小さくすることができる。従って、ワイヤー部材２の中間部が曲げられることによる抵抗を小さくして荷重伝達効率を高めるとともに、第一中間支持部５及び第二中間支持部６の各々からラーメン架構Ｒに作用する反力を小さくするとともに、荷重をラーメン架構Ｒの広い範囲に分散させて伝達することができる。
Further, the first
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、前記実施形態では、ワイヤー部材２の中間部を支持する中間支持部として、第一中間支持部５及び第二中間支持部６の２箇所が設けられていたが、第二中間支持部６が省略されて第一中間支持部５のみが設けられ、この第一中間支持部５から第二支持部４に亘ってワイヤー部材２が配索されていてもよい。
In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the said embodiment, although the two places of the 1st
また、前記実施形態では、ラーメン架構Ｒの外側面に１本のワイヤー部材２が配索されていたが、これに限らず、２本以上の複数のワイヤー部材２が配索されていてもよい。具体的には、図６に示すように、ラーメン架構Ｒの外側面に２本のワイヤー部材２が配索された構成を例示して説明する。２本のうち一方のワイヤー部材２は、前記実施形態と同様に配索されている。他方のワイヤー部材２は、Ｘ１通りにおける４階の柱梁接合部に設けられた第一支持部３に一端部が固定され、Ｘ３通りにおける６階の柱梁接合部に設けられた第一中間支持部５、及びＸ５通りにおける４階の柱梁接合部に設けられた第二中間支持部６に中間部が支持され、Ｘ２通りの柱Ｃの下方に位置する基礎梁ＦＧに設けられた第二支持部４に他端部が固定されている。
Moreover, in the said embodiment, although the one
すなわち、図６に示す補強構造１では、２本のワイヤー部材２の各々に対する第一支持部３、第二支持部４、第一中間支持部５及び第二中間支持部６が互いに異なる位置に設けられている。このような構成によれば、ラーメン架構Ｒにおける一方のワイヤー部材２に対応した第一支持部３、第一中間支持部５、第二中間支持部６と、他方のワイヤー部材２に対応した第一支持部３、第一中間支持部５、第二中間支持部６と、にそれぞれ作用する反力を互いに分散させることができる。また、基礎Ｆにおける一方のワイヤー部材２に対応した第二支持部４と、他方のワイヤー部材２に対応した第二支持部４と、にそれぞれ作用する反力を互いに分散させることができる。従って、各反力位置におけるラーメン架構Ｒや基礎Ｆに対する負荷を抑制して、荷重を確実に伝達することができる。
That is, in the reinforcing
また、前記実施形態では、ワイヤー部材２の一端部を第一支持部３によってラーメン架構Ｒに支持し、ワイヤー部材２の他端部を第二支持部４によって基礎Ｆに支持したが、これに限らず、図７、８に示すように、ワイヤー部材２が全体環状に配索され、このワイヤー部材２の一部を第一支持部３で支持し、他の一部を第二支持部４で支持するとともに、その中間部を第一中間支持部５及び第二中間支持部６で支持するように構成されていてもよい。この際、第一支持部３及び第二支持部４は、第一中間支持部５や第二中間支持部６と同様に、滑車１３を有してワイヤー部材２を滑動支持するように構成されてもよいし、ワイヤー部材２を固定するように構成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the one end part of the
また、図８に示すように、第一中間支持部５と第二中間支持部６との間に第三中間支持部７が設けられていてもよい。この際、第三中間支持部７は、第一中間支持部５や第二中間支持部６と同様に、滑車１３を有してワイヤー部材２を滑動支持するように構成されていればよい。さらに、第一支持部３及び第二支持部４において、ワイヤー部材２は、１８０°を超える巻き付け角度でドラムや滑車に巻き付けられていてもよい。図７、８に示すような補強構造１によれば、各中間支持部５，６，７に作用する反力を分散させることができる。
Further, as shown in FIG. 8, a third
また、前記実施形態では、ワイヤー部材２を凸多角形状になるように配索し、各中間支持部５，６におけるワイヤー部材２の内角が１８０°未満とされていたが、これに限らず、図９〜１１に示すように、ワイヤー部材２は、その中間部が内方に凹となるように配索されていてもよい。図９に示す補強構造１では、第一中間支持部５と第二中間支持部６との間には、２箇所の第三中間支持部７が設けられている。第一中間支持部５の次の第三中間支持部７は、Ｘ５通りにおける３階の柱梁接合部に設けられ、その次の第三中間支持部７は、Ｘ３通りにおける３階の柱梁接合部に設けられ、その次の第二中間支持部６は、Ｘ５通りにおける２階の柱梁接合部に設けられている。
In the above embodiment, the
また、図１０に示す補強構造１は、２スパン、３本の柱Ｃを有するラーメン架構Ｒに設けられ、３本のうち中央（Ｘ２通り）の柱Ｃに第一中間支持部５と第三中間支持部７が設けられ、破壊が予想される外柱Ｃ１と反対側の外柱Ｃに第二中間支持部６が設けられている。また、第二中間支持部６及び第三中間支持部７は、２階の柱梁接合部に設けられている。従って、ワイヤー部材２は、第一中間支持部５から第三中間支持部７に向かって柱Ｃに沿って配索され、第三中間支持部７から第二中間支持部６向かって梁Ｇに沿って配索されている。
Further, the reinforcing
また、図１１に示す補強構造１は、３スパン、４本の柱Ｃを有するラーメン架構Ｒに設けられ、Ｘ２通りの柱Ｃに第一中間支持部５と第三中間支持部７が設けられ、Ｘ３通りの柱Ｃの上下２箇所に第三中間支持部７が設けられ、Ｘ５通りの柱Ｃに第二中間支持部６が設けられている。従って、ワイヤー部材２は、各スパンごとに上下するジグザグ状（トラス状）に配索されている。Ｘ２通りにおいて、第一中間支持部５から下向きに作用する反力と第三中間支持部７から上向きに作用する反力とが釣り合い、Ｘ３通りにおいて、上下の第三中間支持部７の反力が釣り合い、これによって鉛直反力がＸ４通りまで伝達されるようになっている。
Further, the reinforcing
また、前記実施形態では、建物Ｓの上部構造としてラーメン架構Ｒを例示したが、上部構造としては、耐震壁を有した構造であってもよく、その場合に破壊が予想される部位としては耐震壁であってもよい。また、下部構造としては、基礎Ｆに限らず、地下構造体であってもよいし、地上構造体であってもよく、すなわち破壊が予想される部位よりも下側に位置して比較的耐力に余裕のある構造部分を下部構造としてもよい。また、前記実施形態では、前面道路に面した側の通りであるＸ１通りの外柱Ｃ１が破壊された場合の倒壊防止について説明したが、前記補強構造１を左右対称として対で設置することで、逆側への倒壊も防止することができる。また、破壊が予想される柱Ｃとしては、外柱Ｃ１に限らず、他の柱Ｃであってもよく、その場合には、破壊が予想される柱Ｃの上方に第一支持部を設けるようにしてワイヤー部材を配索すればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the ramen frame R was illustrated as an upper structure of the building S, as an upper structure, a structure with an earthquake-resistant wall may be sufficient, and in that case as a site | part to which destruction is anticipated, earthquake-proof It may be a wall. Further, the lower structure is not limited to the foundation F, and may be an underground structure or an above-ground structure. That is, the lower structure is located below a portion where destruction is expected and is relatively resistant. It is good also considering the structure part which has a margin as a lower structure. Moreover, although the said embodiment demonstrated fall prevention when the outer pillar C1 of X1 street which is a side facing the front road was destroyed, by installing the said
１ 補強構造
２ ワイヤー部材
３ 第一支持部
４ 第二支持部
５ 第一中間支持部
６ 第二中間支持部
１３ 滑車（支持部材）
Ｃ，Ｃ１ 柱
Ｆ 基礎（下部構造）
Ｒ ラーメン架構（上部構造）
Ｓ 建物
DESCRIPTION OF
C, C1 Pillar F Foundation (substructure)
R ramen frame (superstructure)
S building
Claims (6)
前記上部構造の外側面に沿って配索されるワイヤー部材と、
前記ワイヤー部材の一部を前記上部構造に支持する第一支持部と、
前記ワイヤー部材の他の一部を前記下部構造に支持する第二支持部と、
前記ワイヤー部材の前記一部と前記他の一部との間の中間部を前記上部構造に支持する中間支持部と、を備え、
前記第一支持部は、破壊が予想される部位よりも上方に設けられ、
前記中間支持部は、前記第一支持部よりも上方かつ水平方向にずれた少なくとも１箇所に設けられるとともに、前記ワイヤー部材の中間部を滑動自在に支持する支持部材を有して構成されていることを特徴とする建物の補強構造。 In a building having a lower structure and a multi-floor upper structure, the structure is a reinforcing structure for the building to prevent collapse due to destruction of a certain part,
A wire member routed along the outer surface of the superstructure;
A first support part for supporting a part of the wire member on the superstructure;
A second support part for supporting the other part of the wire member on the lower structure;
An intermediate support part for supporting an intermediate part between the part of the wire member and the other part on the superstructure,
The first support portion is provided above a portion where destruction is expected,
The intermediate support portion is provided with at least one place above the first support portion and shifted in the horizontal direction, and includes a support member that slidably supports the intermediate portion of the wire member. Reinforcement structure of the building characterized by that.
Priority Applications (1)
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH04176974A (en) * | 1990-11-08 | 1992-06-24 | Shimizu Corp | Building structure |
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| JP2001207543A (en) * | 2000-01-28 | 2001-08-03 | Nippon Steel Corp | Fixing and joining part structure of tension structural body |
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2015
- 2015-04-07 JP JP2015078426A patent/JP2016199859A/en not_active Ceased
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