JP3217879U

JP3217879U - 多層建物

Info

Publication number: JP3217879U
Application number: JP2018002380U
Authority: JP
Inventors: 博仲田
Original assignee: 博仲田
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2025-07-27

Abstract

【課題】本来の有効な開口領域を確保した上で、容易に耐震性を向上可能な既存建物を補強した多層建物を提供する。【解決手段】基礎５上に設置される複数の既存柱３と梁４によって構成され、一部の前記既存柱３ａと梁４ａによって構成される開口１０を有し、この開口１０に扉や壁が設けられることによって各階の領域が区分けされた複数階の多層建物１において、上層階の開口１０を構成する既存柱３ａ間に設置される鋼材により形成された間柱４０と、間柱４０に接合されるブレース架構５０と、間柱４０が設置された階の下層の階の、間柱４０の鉛直方向同位置に設置される他の間柱４０ａと、を備え、軸力が基礎まで伝達される。【選択図】図１

Description

本願は、既存建物を補強した多層建物に関し、より具体的には、間柱の設置によって既存建物を補強した多層建物に関する。

建て替えをせずに耐震性の向上を目的として既存建物を補強する補強工法は、様々な工法が知られており、簡易に施工が可能な補強工法の一例として、鉄骨ブレースを組み込む工法が知られている。（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示す補強工法は、建物の柱や梁にブレースを組み込む工法であって、建物の壁に形成された開口部に干渉しないように、建物を構成する柱及び梁に沿って延在するフレームの各中間部にブレースを全体として略菱形形状になるように接合する工法である。

特開平１１−２００６３８号公報

一般的にブレースを建物に組み込む工法は、設置位置に廊下や扉、窓等の開口部がある場合には、その開口部を塞いでしまうため、通行に支障がでたり、通風や採光等が犠牲になってしまう。

また、特許文献１に示す補強工法は、開口部のすべてを塞がないため、窓への設置には有効であるものの、例えば、廊下や窓への設置では、ブレースの一部が開口部の隅部内側を通るため、本来の有効な開口領域を狭め、通行に支障がでるおそれがあり、廊下や扉には設置しにくい。また、ブレースは窓の内側又は外側に露出するため、外観上の見栄えが非常に悪くなってしまうなどの不都合が生じる。

そこで、このような課題の一例を解消するために、本願は、本来の有効な開口領域を確保した上で、容易に耐震性を向上可能な既存建物を補強した多層建物を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本願請求項１に記載の多層建物（１）は、基礎（５）上に設置される複数の既存柱（３）と梁（４）によって構成され、一部の前記既存柱（３ａ）と梁（４ａ）によって構成される開口（１０）を有し、この開口に扉や壁が設けられることによって各階の領域が区分けされた複数階の建物において、上層階の前記開口を構成する前記既存柱間に設置される鋼材により形成された間柱（４０）と、前記間柱に接合されるブレース架構（５０）と、前記間柱が設置された階の下層の階の、前記間柱の鉛直方向同位置に設置される他の間柱（４０ａ）と、を備え、軸力が前記基礎まで伝達されることを特徴とする。

また、請求項２に記載の多層建物は、請求項１に記載の多層建物において、前記ブレース架構は、前記間柱と対向する前記既存柱と、前記間柱に接合されることを特徴とする。

また、請求項３に記載の多層建物は、請求項１又は請求項２に記載の多層建物において、前記間柱は、前記開口部の前記既存柱間に２本設けられ、前記ブレース架構は、一対の前記間柱に接合されることを特徴とする。

多層建物の構造の一例を示す側面図である。図１のＡ部分の拡大図である。間柱の施工例を示す図である。ブレース架構の施工例を示す図である。他の補強体の取付例を示す図であり、図５（ａ）はブレース架構の施工例を示す図、図５（ｂ）は間柱の他の取付例を示す図である。

以下、本願の実施形態について添付図面に基づいて説明する。本実施形態の多層建物１は、例えば、ＲＣ造と称される鉄筋コンクリート構造の建物であって、多層の階層を有する。また、本実施形態では、３階構造の建物において、特に２階部分を補強する必要がある場合の一例について説明する。

図１に示すように、この多層建物１は、３階構造の建物であって、Ｈ型鋼を用いて形成されたラーメン構造の架構体２である。架構体２は、基礎５上に組み立てられて設置され、鉛直方向に延びる複数の既存柱３と、既存柱３間に架設された水平方向に延びる梁４とにより各階（層）が構成されている。

また、各階は、図１に示すように、一部の既存柱３ａと梁４ａで構成される開口１０を有し、この開口１０には、図示しないが扉や壁として機能する面材が取り付けられ、複数の領域（以下、「部屋」と称する。）に区分けされる。この面材は、例えば、合板が用いられるがその他の建築資材であっても構わない。また、開口１０には、廊下や扉、又は窓等が配置される開口部１０ａが設けられている。

本実施形態の補強工法は、図１及び図２に示すように、開口部１０ａを除く開口１０に補強体３０を設けるものであって、補強体３０は、鋼材により形成される間柱４０と、この間柱４０に接合されるブレース架構５０と、を備えている。

間柱４０は、開口１０を構成する一対の既存の柱３ａ、３ａ（以下、「既存柱３ａ」と称する。）間の任意の位置に上下の梁４ａ、４ａ間をつなぐように鉛直方向に延びて設けられる。また、間柱４０は、最下層階に設置される場合を除き、間柱４０を設置した階の下層階の鉛直方向同位置にも同様に間柱４０ａが設置され、軸力が基礎（基礎梁）まで伝達される。具体的には、図１に示すように、２階の所定位置に間柱４０を設置した場合には、その間柱４０の鉛直下方向の１階の同位置にも他の間柱４０ａが設置される。また、３階の所定位置に間柱４０を設置した場合には、その間柱４０の鉛直下方向の２階と１階の同位置に他の間柱４０ａが設置される。

なお、間柱４０と、下層階に設置された他の間柱４０ａとの位置関係においては、鉛直方向に一直線となることが好ましいが、計算上において安全とされる多少のズレは許容される。

間柱４０は、図３に示すように、直線状に延在する基体１０ａとこの基体１０ａの両側にフランジ面１０ｂを有する側体１０ｃとにより構成されるＨ型鋼が好適に用いられる。このＨ型鋼は、強軸方向に作用するように配置され、具体的には、図１に示すように、多層建物１の柱３方向にフランジ面１０ｂが対向するようにして配置される。

また、間柱４０は、図３に示すように、その上下に配置される梁４ａ、４ａを覆うモルタル４ｂ、４ｂにグラウト８を介してケミカルアンカー９によって固定される。

なお、間柱４０と梁４ａとの連結は、間柱４０と梁４ａとが一体的に作用し、軸力を伝達できるように取り付けられれば良く、この形態に限られるものではない。

また、図１及び図２に示すように、ブレース架構５０は、鉄骨ブレース５１、５２、５３及び骨組（第１のブレース５６、第２のブレース５７）によって構成され、間柱４０と既存柱３ａ、及び上下の梁４ａ、４ａによって構成される枠の内側に設けられる。本実施形態のブレース架構５０は、マンサード型と称されるブレース構造が用いられるが、Ｘの字型又はＶの字型に鉄骨ブレースを組み込んだ筋交い方式のブレース構造の他、Ｋ型、ダイヤモンド型、Ｙ型等のブレース構造、又はこれら鉄骨ブレースの外周部に枠組みを設けたブレース構造を用いても構わない。

本実施形態のブレース架構５０は、枠組みを備えたマンサード型のブレース構造であって、間柱４０又は既存柱３ａに沿って一対の鉛直フレーム５１を立設し、上部の梁４ａに沿って配置される上部水平フレーム５２をこの鉛直フレーム５１に架設するとともに、下部の梁４ａに沿って、各鉛直フレームの下端部からそれぞれが対向するように配置される下部水平フレーム５３、５３で構成される略門型構造の枠組み体と、上部水平フレーム５２の中央部から各鉛直フレーム５１、５１の下端隅部に向かって延びる第１のブレース５６と、この第１のブレース５６の略中央部から門型構造体の上部隅部に向かって延びる第２のブレース５７と、を備えている。

このブレース架構５０は、図２及び図４に示すように、上下の梁４ａ、４ａ、間柱４０、及び既存柱３ａの内側に間隙２１を有して配置される。図４に示すように、鉛直フレーム５１、５１、水平フレーム５２、５３、５３には、その周囲にスタッド６１、６１・・・６１が所定の間隔を有して接合され、このスタッド６１と対向するようにして、上下の梁４ａ、４ａと、既存柱３ａを覆うモルタル４ｂ、３ｂには所定の間隔を有してケミカルアンカー６６、６６・・・６６が打設される。また、間隙２１には、このスタッド６１とケミカルアンカー５５を覆うようにして補強筋としてのスパイラル筋６８が配置された上で、モルタル７０が打設され間隙２１が埋められ、ブレース架構５０が間柱と既存柱３ａとの間に設置される。

このように、このブレース架構５０は、上下各梁４ａ、４ａ、間柱４０、及び既存柱３ａにケミカルアンカーボルトやモルタル等によって剛接合された上で、その表裏面に面材が取り付けられて開口部１０ａを残して、開口１０の一部が塞がれる。

なお、人が通過するための開口が必要な場合には、図５（ａ）に示すように、ブレース架構５０の中央部を残して他の領域に面材１３を取り付けて、開口部５８を形成しても構わない。

本実施形態の補強工法によれば、補強体３０を設ける前の扉や廊下等の開口部１０ａの位置や領域を移動又は狭めることなく、既存の建物の補強を容易且つ有効に図り、建物の体力を増強させることが可能となる。

また、この補強工法は、間取りの変更等の設計変更を必要とせずに、従来から存在する廊下や扉などの開口に取り付けられるもののであって、施工コストの高騰を防止するとともに、通行に支障がでるなどの問題の発生を回避できる。

次に、間柱の他の設置形態について説明する。

本実施形態は、上記実施形態が、既存柱３ａ、３ａ間の任意の位置に１本の間柱４０を設けて、間柱４０と一方の既存柱３ａの間にブレース架構５０を設けるものであるのに対して、既存柱３ａ、３ａ間の任意の位置に２本の間柱４０Ａ、４０Ｂを設けて、間柱４０ｂ、４０ｃ間にブレース架構５０Ａを設ける点で異なる。

具体的に本実施形態の補強工法は、図５（ｂ）に示すように、上述した実施形態と同様に開口部１０ａを除く開口１０に補強体３０を設けるものであって、開口１０を構成する左右一対の既存柱３ａ、３ａ間の任意の位置に設けられる２本の間柱４０Ａ、４０Ｂと、この間柱４０Ａ、４０Ｂ間に接合して設けられるブレース架構５０Ａと、を備えている。ブレース架構５０Ａはマンサード型のブレース構造が用いられているが、この形態に限られるものではなく、どのような構造であっても構わない。

また、本実施形態のように、２本の間柱４０Ａ、４０Ｂを設置する場合、下層階には、基礎まで軸力が伝達されるように、他の間柱４０ａが各間柱４０Ａ、４０Ｂの鉛直方向同位置に設けられる。

この補強工法によれば、上記実施形態の補強工法よりも、建物の補強をより高めることが可能であり、建物の体力をより増強させることが可能となる。また、扉等の開口部１０ｂが別途必要な場合に有効である。

次に、既存建物における補強工法の一例について図１〜図４を参照して説明する。

まず、施工者によって、既存建物である多層建物１に関し、開口１０（開口部１０ａを含む）の施工状態等を考慮して、間柱４０の設置階及び設置位置が決定される。また、間柱４０は、Ｈ型鋼を用い、強軸方向に作用するようにして配置される。

また、間柱４０の設置位置は、下層階の同位置にも他の間柱４０ａを設置可能な場所が適宜決定される。なお、本実施形態では、２階部分に間柱４０を含む補強体３０を設けることによって、建物全体としての強度が十分であるものとする。したがって、間柱４０、４０ａは、２階とその下層階である１階に設置され、２階に設置される間柱４０にはブレース架構５０が接合される。

次に、図３に示すように、間柱４０が上下の梁４ａを覆うモルタル４ｂにグラウト８を介してケミカルアンカー９によって固定される。

次に、図２に示すように、間柱４０と既存柱３ａの間に、ブレース架構５０が設置される。ブレース架構５０は、上述したように、間柱４０、既存柱３ａ、上下の梁４ａ、４ａと剛接合された上で、図示しないが、その表裏面が面材等により覆われ、開口部１０ａを残して開口１０の一部が面材１３による塞がれる壁面処理が施された上で、補強体３０の設置処理を終了する。

以上に説明したように、本実施形態の多層建物１における補強工法は、基礎５上に複数の既存柱３と梁４によって構成され、一部の前記既存柱３ａと梁４ａによって構成される開口１０を有し、この開口１０に扉や壁が設けられることによって各階の領域が区分けされた多層建物１において、上層階の前記開口１０を構成する前記既存柱３ａ、３ａ間に鋼材により形成された間柱４０が設置されるとともに、この間柱にブレース架構５０が接合され、前記間柱４０が設置された階の下層階であって、前記間柱４０の鉛直方向同位置に他の間柱４０ａが設置され、軸力が前記基礎５まで伝達されるものである。

このように構成された補強工法によれば、簡易な構成ながら、一部に開口部１０ａ等を残しつつ既存建物の補強を容易に行えるとともに、地震に対する多層建物の安全性を容易に高めることが可能となる。

なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態の多層建物１で用いられる鉄骨部材は一般的にＨ鋼と称される鉄骨を用いているが、他の形態を代用しても構わない。

また、本実施形態の工法を適用できる建物は、鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造に限られるものではなく、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造や鉄骨（Ｓ）造でもかまわない。例えば、鉄筋コンクリート造の場合、ＳＲＣ構造と同じ工法により、ケミカルアンカーボルトやモルタル等によって、間柱、ブレース架構が間接的に接合されるが、鉄骨造の場合には、ブレース架構や間柱を、ボルトなどによって、柱や梁に直接、接合することができる。

また、ブレース架構の外枠材は、ＳＲＣ構造、及び鉄筋コンクリート造では必須であるが、鉄骨造は省略しても構わない。

また、間柱４０は、鉛直方向に延びる１本柱としたが、持ち運びや施工容易性を考慮して複数に分割（例えば、２分割）して繋ぎ合わせる形態としても構わない。この場合、軸力負担可能な継手方法（剛接合）で取り付けられる。

また、間柱４０の材料は、Ｈ型鋼が好適に用いられるが、軸力を負担できる鋼材であればよく、その他角パイプなどの鋼材であっても構わない。

１多層建物
３、３ａ既存柱
４、４ａ梁
５基礎
１０開口
４０、４０ａ間柱
５０ブレース架構

Claims

基礎上に設置される複数の既存柱と梁によって構成され、一部の前記既存柱と梁によって構成される開口を有し、この開口に扉や壁が設けられることによって各階の領域が区分けされた複数階の多層建物において、
上層階の前記開口を構成する前記既存柱間に設置される鋼材により形成された間柱と、
前記間柱に接合されるブレース架構と、
前記間柱が設置された階の下層の階の、前記間柱の鉛直方向同位置に設置される他の間柱と、
を備え、軸力が前記基礎まで伝達されることを特徴とする多層建物。
前記ブレース架構は、前記間柱と対向する前記既存柱と、前記間柱に接合されることを特徴とする請求項１に記載の多層建物。
前記間柱は、前記開口部の前記既存柱間に２本設けられ、
前記ブレース架構は、一対の前記間柱に接合されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多層建物。