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.
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2015
- 2015-04-07 JP JP2015078426A patent/JP2016199859A/en not_active Ceased
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