JP3516927B2 - 耐震補強フレーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は既存建物の、また
は新設建物の柱・梁のフレームの耐震性を高める耐震補
強用束柱を用いた耐震補強フレームに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技及び発明が解決しようとする課題】例えば既
存建物の、または新設建物の柱・梁のフレームの耐震性
を高める場合、フレーム内にブレースや耐震壁等の耐震
要素を配置することが考えられるが、柱・梁の躯体が鉄
筋コンクリート造の場合で、耐震壁が鉄筋コンクリート
造の場合には耐震壁が水平力を負担するときの斜め引張
力によって耐震壁にひび割れが発生し、柱にまで伸展す
ることがある。

【０００３】柱にまで伸展したひび割れが更に進み、柱
を貫通するひび割れに発展すれば、柱のせん破壊により
建物が崩壊する可能性があるため、フレームに対し、耐
震要素を付加することでフレームを耐震補強する場合に
は柱に対する補強も併せて必要になる場合がある。

【０００４】またフレーム内に耐震要素を配置する場合
で、通路等のためにフレーム内に開口部を確保した場
合、耐震要素の不在により上下の梁の拘束がなくなり、
せん断破壊し易くなるため、この面からも建物が崩壊に
至る可能性がある。

【０００５】特にフレーム内の一部に開口部を確保しな
がら、耐震要素として耐震壁を配置する場合には、地震
時にフレームに入力する水平せん断力によって耐震壁に
斜め方向に発生する圧縮抵抗力の影響により、梁に鉛直
方向のせん断力が作用するため、梁の、開口部に面する
区間においてせん断破壊が起こり易くなる。

【０００６】この発明は上記背景より、例えば耐震壁を
配置した場合のひび割れの柱への伸展を抑制すると共
に、梁のせん断破壊を防止する耐震補強用束柱を用いた
耐震補強フレームを提案するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では上下の梁と左
右の柱から構成されるフレームの構面内に、上下の梁間
に架設され、各梁に直接、もしくは間接的に接合される
束柱本体と、束柱本体の上下端部に一体化し、各梁の両
側面に重なって梁に接合される拘束材からなり、拘束材
が束柱本体の位置から、フレームを構成する少なくとも
いずれか一方の柱までに跨る長さを有する耐震補強用束
柱を配置した上で、上下の梁と、左右のいずれかの柱と
それに隣接する束柱とで囲まれた開口部、または上下の
梁と、隣接する２本の束柱とで囲まれたいずれかの開口
部のフレームの構面内に耐震要素を配置し、フレームを
構成する柱と耐震壁等の耐震要素を分離させることによ
り、耐震要素が鉄筋コンクリート造の耐震壁である場合
に耐震壁に発生するひび割れの柱への伸展を抑制する。

【０００８】束柱が配置されたフレームは左右の柱と束
柱によって複数の開口部に区画されるため、その区画さ
れた開口部の少なくともいずれかに耐震要素を配置する
ことにより、フレームの耐震性能を自由に向上させるこ
とができる。

【０００９】また拘束材に束柱本体の位置から柱にまで
跨る長さを与え、梁の、束柱本体から柱までの区間を拘
束材によって両側から拘束しながら、せん断補強するこ
とにより、束柱本体と柱間に開口部が形成されることに
伴う梁の、開口部の区間におけるせん断破壊を防止す
る。

【００１０】拘束材は梁の両側面に重なって梁に接合さ
れることにより、フレームがコンクリート造である場合
の梁のコンクリートを拘束し、コンクリートのせん断耐
力を向上させ、コンクリートのひび割れ発生と剥離を防
止する。

【００１１】拘束材が束柱本体の位置から一方の柱まで
に跨る長さを持つとしても、束柱本体の位置から他方の
柱までの区間に耐震要素が配置されず、開口部が残され
る場合には梁がその開口部に面する区間においてせん断
破壊する可能性があるが、その他方の柱の付近に束柱本
体を配置し、隣接する束柱本体間に耐震要素を配置すれ
ば、耐震要素が梁の変形を拘束するため、拘束材が不在
の区間の梁のせん断破壊を防止することができる。

【００１２】束柱本体の位置から他方の柱までの区間に
耐震要素が配置されず、隣接する束柱本体間に耐震要素
が配置されない場合でも、請求項２に記載のように拘束
材に梁の全長に亘る長さを与えれば、束柱のみの配置に
よって梁のせん断破壊を全長に亘って回避することが可
能になる。

【００１３】束柱本体と拘束材は一体的に製作される場
合の他、請求項３に記載のように予め互いに分離してい
る場合がある。束柱の設置対象が新設建物である場合に
は束柱の設置上の制約がないため、束柱本体と拘束材が
予め一体化しているか、分離しているかは問われない。

【００１４】束柱の設置対象が既存建物である場合には
既存の梁を使用状態に置いたまま束柱を設置する上では
束柱本体と拘束材は予め分離し、拘束材は単独で梁に接
合され、束柱本体の設置後に束柱本体と接合されること
になる。

【００１５】束柱が束柱本体と拘束材とに分離する場合
に、請求項４に記載のように拘束材が梁の側面に重なっ
たときに、その梁から上下いずれかの梁側へ張り出す張
出部を有すれば、梁の側面に重なって対向している拘束
材の張出部に束柱本体を挟んだ状態で接合することがで
きるため、拘束材の梁への接合後の、束柱本体の設置と
拘束材への接合時の位置決めがし易く、接合作業が容易
に行える。

【００１６】請求項５に記載のように左右の柱間に、複
数本の束柱が配置される場合は、柱寄りに位置する拘束
材が束柱本体の位置からその側の柱までに跨る長さを有
し、梁の束柱から柱までの区間をせん断補強する。

【００１７】特に請求項６に記載のように各束柱本体に
接合される拘束材が左右の柱間で連続し、全体として梁
の全長に亘る長さを有していれば、梁を全長に亘ってせ
ん断補強する形になるため、隣接する柱と束柱間、また
は束柱間に耐震要素が配置されない場合でも梁のせん断
破壊を全長に亘って回避することができる。

【００１８】拘束材を梁にＰＣ鋼材を用いて接合する場
合にはＰＣ鋼材に導入される張力の損失を防止するため
に、拘束材は請求項７に記載のようにそれに重なる台座
と共に梁に圧着接合される。

【００１９】束柱は上下の梁間に架設されることで、上
側の梁が負担すべき鉛直荷重の一部を下側の梁に伝達す
る機能も持つため、上側の梁が曲げ、もしくはせん断破
壊を起こし、荷重支持能力を失うことがあった場合に
も、建物の崩壊を防止する働きをする。

【００２０】ここで、拘束材３が束柱本体２の位置から
柱６までに跨る長さを有する束柱１の配置によるフレー
ム４のせん断補強効果を確認するために、本発明の束柱
１を用いた図１−(a) に示す耐震補強フレームに水平力
を繰り返して加えたときの結果と、拘束材３が束柱本体
２の位置にのみ配置され、柱６にまで跨らない図３に示
す耐震補強フレームに水平力を繰り返して加えたときの
結果を対比する。図１−(a) は請求項５の耐震補強フレ
ームに該当する。

【００２１】図１，図３は共にフレーム４内に２本の束
柱１，１を、束柱１，１間に耐震要素として耐震壁７を
それぞれ配置し、束柱１と柱６間の開口部８が開放する
点で共通するが、図３は拘束材３が梁５の、束柱本体２
の上下に位置する部分のみに配置されているのに対し、
図１は拘束材３が束柱本体２の位置から隣接する柱６ま
でに跨る点で相違する。フレーム４は反力台９上に組み
立てられている。

【００２２】図１−(a) ，図３に示すフレーム４は鉄筋
コンクリート造であり、拘束材３にはプレートを使用
し、図１−(b) に示すように２枚で一組の拘束材３，３
を梁５の両側面に重ねると共に、台座15，15で挟み込
み、両台座15，15を貫通するＰＣ鋼材、特にＰＣ鋼棒10
により梁５に圧着接合している。束柱本体２にはＨ形鋼
を使用し、これを２枚の拘束材３，３間に挟み込み、拘
束材３，３にフランジにおいてボルト11で接合してい
る。

【００２３】耐震壁７には鉄筋コンクリート製の壁板71
を使用し、幅方向両端部をＨ形鋼の束柱本体２に飲み込
ませ、壁板71と束柱本体２との間の空隙と上下の梁５，
５との間の空隙に無収縮モルタル等の充填材12を充填し
ている。耐震壁７が複数枚の壁板71，71から構成される
場合、隣接する壁板71，71は両者間で鉛直せん断力が伝
達されるように接合される。

【００２４】加力はフレーム４の上側の梁５に対し、増
分層間変形角ΔＲ毎に２回のサイクルで行い、最大強度
まではΔＲ＝1.0 ×10^-3rad （以下ΔＲ＝1.0 と略
す）、その後は層間変形角Ｒ＝15.0（×10^-3rad ）まで
ΔＲ＝2.0 、Ｒ＝25.0（×10^-3rad ）までΔＲ＝5.0 と
し、フレーム４が破壊に至るまでの図１−(a) ，図３の
荷重−変形関係をそれぞれ図２，図４に示す。図１−
(a) ，図３は最終的なひび割れ発生状況を示している。

【００２５】図３の場合、Ｒ＝1.0 のときに開口部８回
りの上下の梁５，５にせん断ひび割れが、柱６の頭部と
脚部に曲げひび割れがそれぞれ発生し、Ｒ＝2.0 のとき
に耐震壁７に斜めひび割れが発生し、Ｒ＝3.0 〜4.0 の
ときに開口部８回りの上下の梁５，５にせん断ひび割れ
と剥離が発生した。更にＲ＝5.0 のときに負加力の最大
強度Ｑmax(-495.7kN)に達し、Ｒ＝6.0 のときに正加力
の最大強度Ｑmax(413.7kN) に達し、Ｒ＝8.0 のときに
上下の梁５，５のせん断ひび割れが伸展，拡幅し、コン
クリートの剥落と共にせん断破壊した。

【００２６】これに対し、図１の場合、Ｒ＝1.0 〜2.0
のときに耐震壁７に斜めひび割れが、耐震壁７の水平目
地に水平ひび割れがそれぞれ発生し、柱６と下の梁５に
曲げひび割れが発生し、Ｒ＝4.0 のときに耐震壁７隅角
部に剥離が発生した。更にＲ＝5.0 のときに負加力の最
大強度Ｑmax(-628.9kN)に達し、柱・梁接合部にひび割
れが発生し、Ｒ＝6.0 のときに正加力の最大強度Ｑmax
(620.0kN) に達した後、耐震壁７に３mm弱の滑りが生じ
た。Ｒ＝8.0〜10.0のときに耐震壁７の左下隅角部の壁
筋が座屈し、コンクリートが剥離した。Ｒ＝12〜20で柱
６の脚部と柱・梁接合部に剥離が生じた。

【００２７】図２と図４の結果の対比から、図１の場合
には拘束材３が束柱本体２に隣接する柱６までに跨るこ
とで、フレーム４の最大せん断強度がおよそ1.3(628.9/
495.7)〜1.5(620.0/413.7 ）倍に増大しており、開口部
８の上下の梁５，５への拘束材３によるせん断補強が有
効であることが分かる。

【００２８】図５，図７は束柱１をフレーム４の柱６に
接近させて配置することで、拘束材３を束柱本体２の位
置から柱６にまで跨らせた場合を示す。図５は耐震壁７
として１枚の壁板71を配置した場合、図７は３枚の壁板
71を配置した場合である。

【００２９】図５と図７の結果をそれぞれ図６，図８に
示すが、図５の場合は図３の場合の結果を示す図４との
対比では最大せん断強度がおよそ1.15(569.3/495.7)〜
1.4(570.4/413.7)倍、図７の場合は1.13(559.0/495.7)
〜1.4(578.5/413.7)倍に増大し、共に拘束材３によるせ
ん断補強効果が表れていることが分かる。

【００３０】図５，図７の場合、拘束材３が梁５に重な
る区間が短くなる結果、拘束材３の大きさが図３の場合
と同程度であるものの、拘束材３が束柱本体２の位置か
ら柱６までの区間に跨ることで、上記の通り、その区間
の梁５をせん断補強する効果は発揮される。また束柱１
が僅かながらも柱６との間に空間（開口部８）を確保す
ることで、耐震壁７に発生したひび割れの柱６への伸展
を阻止する役目を果たしている。

【００３１】なお、図２，図４，図６，図８においてＲ
a は0.8Ｑmaxと包絡線の交点の小さい方の層間変形角
を、Ｒb は0.8Ｑmaxと包絡線の交点の大きい方の層間変
形角を示す。

【００３２】

【発明の実施の形態】この発明の束柱１は上下の梁５，
５と左右の柱６，６から構成されるフレーム４におい
て、上下の梁５，５間に架設され、各梁５に直接、もし
くは間接的に接合される束柱本体２と、束柱本体２の上
下端部に一体化し、各梁５の両側面に重なって梁５に接
合され、束柱本体２の位置から、フレーム４を構成する
少なくともいずれか一方の柱６までに跨る長さを有する
拘束材３，３から構成される。

【００３３】フレーム４は既設建物であるか、新設建物
であるかを問わず、フレーム４の構造は鉄骨造、鉄筋コ
ンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造のいずれである
かを問わない。鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリ
ート造の場合にはプレキャスト部材から構成される場合
もあり、フレーム４を構成する梁５と柱６のいずれか一
方の軸方向、または梁５と柱６の各軸方向にプレストレ
スが導入される場合もある。

【００３４】本発明は耐震要素が鉄筋コンクリート造の
耐震壁７である場合に耐震壁７に発生するひび割れの柱
６への伸展を防止することを目的の一つとするが、フレ
ーム４を耐震補強する上では耐震要素は耐震壁７に限定
されないため、耐震要素は図示する耐震壁７とブレース
72を含み、それぞれの構造も問われない。

【００３５】耐震壁７は図示するようなプレキャストコ
ンクリート製や現場打ちコンクリート造の他、鋼板、ま
たは鋼材とコンクリートの合成構造等で製作、もしくは
構築される。ブレースは鋼管を含む鋼材、または鋼材と
コンクリートの合成構造の他、プレキャストコンクリー
ト製の場合があり、コンクリートの場合に、引張力にも
抵抗させる場合には軸方向にプレストレスが与えられ
る。

【００３６】耐震壁７にコンクリートを使用する場合、
コンクリートには普通コンクリートその他のコンクリー
トの他、超軽量コンクリートも使用され、剛性を調整す
るために、鉛直方向と水平方向の少なくともいずれかに
プレストレスを導入することもある。

【００３７】束柱本体２と拘束材３もプレキャストコン
クリート製や現場打ちコンクリート造、もしくは鉄骨鉄
筋コンクリート造の他、図示するような鋼材や鋼材とコ
ンクリートの合成構造の場合があり、束柱本体２には必
要により軸方向にプレストレスが導入される。

【００３８】図面では柱６と束柱１間、または束柱１，
１間に形成される開口部８に耐震壁７を配置する場合の
取合いの面から束柱本体２にＨ形鋼を使用し、束柱本体
２との取合いの面から拘束材３にプレート（ガセットプ
レート）を使用している。拘束材３は束柱本体２の上端
部と下端部のそれぞれに付き、梁５の両側面を挟み込む
２枚で対になる。

【００３９】図１は前記の通り、柱６，６間に２本の束
柱１，１を配置して１フレームを３個の開口部８に区分
し、中間の開口部８に耐震要素としての耐震壁７を配置
した場合を示す。耐震壁７が配置されない開口部８は通
路として、または採光・通風用の窓として使用できる。

【００４０】フレーム４内に耐震壁７を配置しない場合
には束柱１の配置本数は１本のみの場合もある。束柱１
が１本の場合、拘束材３は束柱本体２の位置から少なく
とも片側の柱６までに跨る長さを持てばよいが、耐震壁
７を配置しない場合には、束柱本体２を挟んだ両側に開
口部８が形成されるため、梁５の開口部８に面する区間
を均等にせん断補強する上で、拘束材３に両柱６，６間
に跨る長さが与えられる。

【００４１】束柱１が１本の場合で、いずれか一方の開
口部８に耐震壁７を配置する場合は、耐震壁７が梁５の
変形を拘束する効果を発揮するため、拘束材３は耐震壁
７の配置されない開口部８に面する区間に跨る長さを持
てばよい。

【００４２】この他、束柱１を柱６，６間に３本以上架
設して１フレームを４個以上の開口部８に区分し、その
内の１個、または２個以上の開口部８に耐震要素を配置
することもある。

【００４３】図９は耐震壁７の両端を面外方向両側から
挟み込めるよう、束柱本体２にＨ形鋼を用いた場合に、
耐震壁７をプレキャスト化された、互いに接合される２
枚の壁板71，71で構成した場合を示す。ここではフレー
ム４が鉄筋コンクリート造、壁板71がプレキャストコン
クリート製の場合のそれぞれの配筋状態を示している。
耐震壁７の両端を挟み込む上では束柱本体２の耐震壁７
側が凹となる断面形状をしていればよいため、束柱本体
２にその形状のコンクリート部材を使用することもあ
る。

【００４４】図示するように束柱１と耐震壁７はフレー
ム４の構面内に配置される。

【００４５】図10〜図13は図９に示す束柱１と耐震壁７
の配置例の具体的な束柱本体２と梁５との取合い例を示
す。

【００４６】束柱本体２は下階の梁５の天端から上階の
梁５の下端までの距離より僅かに短い程度の長さを持
ち、拘束材３は梁５の側面に重なったときに、その梁５
から上下いずれかの梁５側へ張り出す張出部3aを有し、
束柱本体２は、梁５の側面に重なって対向する拘束材
３，３の張出部3a，3aに挟まれて接合される。図10，図
18，図20に示すように束柱１が少なくとも２層に亘って
連続的に配置される場合には、各拘束材３の上下に張出
部3a，3aが形成される。

【００４７】図面では束柱本体２にＨ形鋼を使用してい
ることから、束柱本体２の上端と下端を梁５の両側面に
接合され、梁５と束柱本体２に跨る拘束材３，３として
のガセットプレートによって挟み、これにボルト11や溶
接により接合し、束柱本体２と梁５間に無収縮モルタル
等の充填材12を充填して束柱本体２を梁５に接合してい
るが、束柱本体２と梁５，５との接合方法はこれに限ら
れない。

【００４８】フレーム４が鉄筋コンクリート造の場合
に、拘束材３にガセットプレートを使用する場合、拘束
材３は図10のｙ−ｙ線断面図である図12に示すように梁
５を幅方向に貫通するボルトやＰＣ鋼棒10等によって梁
５に接合される。フレーム４が既存の場合には予めコア
ボーリングによって貫通孔が形成される。拘束材３は梁
５に重なる区間において均等に梁５に接合され、図19に
示すように拘束材３が柱６，６間で連続する場合は梁５
の全長に亘って均等に接合される。

【００４９】また建物が既存の場合に、図示するように
束柱１と耐震壁７が複数層に亘って設置され、拘束材３
が梁５の上下に跨る場合には図12に示すように梁５に接
続するスラブ13の拘束材３部分が除去され、拘束材３の
接合後にコンクリートやモルタルの充填によって復旧さ
せられる。スラブ13の一部を除去する場合はスラブ13上
からその除去部分に拘束材３を落とし込むことにより拘
束材３の設置が行われる。

【００５０】束柱本体２がフレーム４の構面内に位置す
る関係から、フレーム４に作用する水平力を束柱１と耐
震壁７に伝達する上で、図14に示すように束柱本体２の
上端及び下端と梁５との間の空隙には充填材12が充填さ
れる。

【００５１】図12では拘束材３が上下に張出部3a，3aを
有し、梁５の上下に跨る部位において充填材12が梁５の
上下に回り込むよう、束柱本体２のフランジ2aと拘束材
３との間にフィラープレート14を挟み、梁５の側面と拘
束材３との間に空隙を形成している。束柱本体２の上端
と下端には拘束材３と共に充填材12のせき板となるエン
ドプレート2cが接合されている。

【００５２】図12ではまた、ＰＣ鋼棒10が拘束材３を梁
５に圧着接合する上で、ＰＣ鋼棒10の張力を拘束材３に
分散させ、拘束材３の変形を防止するためと、ＰＣ鋼棒
10への一定の張力を導入する上で、ＰＣ鋼棒10の両端間
距離を確保するために、梁５の両側面にコンクリート製
や鋼製の台座15，15を配置し、ＰＣ鋼棒10の両端を台座
15に定着している。

【００５３】束柱本体２寄りに位置する壁板71の端部は
図10のｘ−ｘ線断面図である図11、及びその詳細を示す
図13に示すように束柱本体２のフランジ2a，2aに挟み込
まれるように配置される。

【００５４】図14〜図17は束柱本体２，２間に４枚の壁
板71を配置した場合の、壁板71と束柱本体２及び梁５と
の取合い例を示す。束柱本体２側の壁板71は上記の通
り、図14のｘ−ｘ線断面図である図15に示すように束柱
本体２の両フランジ2a，2aに挟み込まれ、フランジ2a，
2aとウェブ2bで囲まれた空間内に充填材12が充填される
ことにより束柱本体２に接合される。図14では束柱本体
２の断面を示すために拘束材３の張出部3aを省略してい
る。

【００５５】充填材12を通じて壁板71と束柱本体２との
間でせん断力の伝達が行われるよう、図15に示すように
壁板71の束柱本体２側の端面からは横筋7aが突出し、横
筋7aの突出部分に定着筋7bが溶接され、束柱本体２のウ
ェブ2bにはシアコネクタ2dが溶接される。充填材12中に
は縦筋16が配筋される。ウェブ2bの、壁板71の反対側の
面のフランジ2a，2a間にはフランジ2a，2aを補剛するた
めのスチフナ2eが溶接される。

【００５６】図16は壁板71の上端と梁５との取合い例を
示す。図16は図14のｙ−ｙ線の断面を示すが、壁板71の
下端と梁５との取合いも同様になる。壁板71と梁５との
間には充填材12が充填されるための空隙が確保され、壁
板71と梁５間でもせん断力の伝達が行われるよう、壁板
71の上端と下端からは縦筋7cが突出し、その突出部分に
定着筋7dが溶接される。梁５中には壁板71側の面から後
施工アンカーその他のアンカー17やスタッドボルトが埋
設され、もしくは打ち込まれ、壁板71側へ突出する。充
填材12中には横筋18が配筋される。

【００５７】図17は隣接する壁板71，71の接合例を示
す。ここでは各壁板71の端面から図９に示す定着筋7e
と、アンカー筋7gによってコンクリート中に定着された
プレート7fを突出させ、両プレート7f，7f間にプレート
19を渡してプレート7f，7fに溶接、もしくはボルト接合
すると共に、壁板71，71の端面間に充填材12を充填する
ことにより壁板71，71間で鉛直せん断力が伝達されるよ
うに壁板71，71を接合している。また両壁板71，71のプ
レート19，19間に充填材12を補強するためのメタルラス
20を渡し、双方に溶接している。図17は図14のｚ−ｚ線
の断面を示す。

【００５８】図18は束柱１と耐震壁７を４層のフレーム
４に亘って連続的に設置したときの立面を、図19は複数
層の内の特定のフレーム４に対してのみ束柱１と耐震壁
７を設置したときの立面を示す。

【００５９】図20は耐震要素としてのブレース72と束柱
１を４層のフレーム４に亘って連続的に設置したときの
立面を示す。

【００６０】ブレース72は並列する束柱１，１の対角線
方向に対向する拘束材３，３間に、もしくは一方の束柱
本体２の上端部と他方の束柱本体２の下端部間に、ある
いはそれに対応する部分の梁５，５間に架設されること
になる。図20では拘束材３に張出部3aの他、ブレース72
と接続される接続部3bを形成し、ブレース72の端部を接
続部3bに突き合わせるか重ね、両者に跨るスプライスプ
レート21を用いてブレース72の端部を拘束材３に接続し
ている。

【００６１】図20では交差するブレース72，72の内の一
方のブレース72に、束柱１，１の対角線方向に対向する
拘束材３，３間に跨る長さを与え、その一方のブレース
72の中間部に、他方のブレース72を突き合わせて接合す
ることで、交差するブレース72，72を同一面内に架設し
ているが、両ブレース72，72に束柱１，１の対角線方向
に対向する拘束材３，３間に跨る長さを与え、梁５を挟
んで対向する拘束材３，３間距離の範囲内で、両ブレー
ス72，72を梁５の幅方向にずらして架設する場合もあ
る。

【００６２】

【発明の効果】左右の柱間に、上下の梁間に架設され、
各梁に直接、もしくは間接的に接合される束柱本体と、
束柱本体に一体化し、各梁の両側面に重なって梁に接合
される拘束材からなる束柱によって、フレームを構成す
る柱と耐震要素を分離させるため、耐震要素が鉄筋コン
クリート造の耐震壁である場合に耐震壁に発生するひび
割れの柱への伸展を抑制することができる。

【００６３】また拘束材に束柱本体の位置から柱にまで
跨る長さを与え、梁の、束柱本体から柱までの区間を拘
束材によって両側から拘束しながら、せん断補強するた
め、束柱本体と柱間に開口部が形成されることに伴う梁
の、開口部の区間におけるせん断破壊を防止することが
できる。

【００６４】更に左右の柱と束柱によって区画された複
数の開口部の少なくともいずれかに耐震要素を配置する
ため、フレームの耐震性能を自由に向上させることがで
きる。

【００６５】請求項２では拘束材に梁の全長に亘る長さ
を与えるため、梁のせん断破壊を全長に亘って回避する
ことができる。

【００６６】請求項３では束柱本体と拘束材が予め分離
しているため、束柱の設置対象が既存建物である場合
に、既存の梁を使用状態に置いたまま束柱を設置するこ
とができる。

【００６７】請求項４では束柱が束柱本体と拘束材とに
分離する場合に、拘束材が梁の側面に重なったときに、
その梁から上下いずれかの梁側へ張り出す張出部を有す
るため、梁の側面に重なって対向している拘束材の張出
部に束柱本体を挟んだ状態で接合することができ、拘束
材の梁への接合後の、束柱本体の設置と拘束材への接合
時の位置決めがし易く、接合作業が容易に行える。

【００６８】請求項６では左右の柱間に、複数本の束柱
を配置する場合に、各束柱本体に接続される拘束材を左
右の柱間で連続させるため、梁を全長に亘ってせん断補
強することができ、隣接する柱と束柱間、または束柱間
に耐震要素が配置されない場合でも梁のせん断破壊を全
長に亘って回避することができる。

【００６９】請求項７では拘束材をそれに重なる台座と
共に梁に圧着接合するため、ＰＣ鋼材を用いて接合する
場合にＰＣ鋼材に導入される張力の損失を防止すること
ができる。

【００７０】束柱は上下の梁間に架設されることで、上
側の梁が負担すべき鉛直荷重の一部を下側の梁に伝達す
る機能も持つため、上側の梁が曲げ、もしくはせん断破
壊を起こし、荷重支持能力を失うことがあった場合に
も、建物の崩壊を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は拘束材を有する束柱と耐震要素を配置し
たフレームを示した立面図、(b) は(a) の拘束材部分の
平面図である。

【図２】図１のフレームに水平力を繰り返して加えたと
きの荷重−変形曲線を示したグラフである。

【図３】拘束材のない束柱と耐震要素を配置したフレー
ムを示した立面図である。

【図４】図３のフレームに水平力を繰り返して加えたと
きの荷重−変形曲線を示したグラフである。

【図５】拘束材を有する束柱と耐震要素を配置した他の
フレームを示した立面図である。

【図６】図５のフレームに水平力を繰り返して加えたと
きの荷重−変形曲線を示したグラフである。

【図７】拘束材を有する束柱と耐震要素を配置した他の
フレームを示した立面図である。

【図８】図７のフレームに水平力を繰り返して加えたと
きの荷重−変形曲線を示したグラフである。

【図９】図１の場合のフレームと耐震壁の配筋状態を示
した立面図である。

【図１０】梁への束柱の接合例を示した立面図である。

【図１１】図10のｘ−ｘ線断面図である。

【図１２】図10のｙ−ｙ線断面図である。

【図１３】図11の一部拡大図である。

【図１４】梁と束柱への耐震壁の接合例を示した立面図
である。

【図１５】図14のｘ−ｘ線断面図である。

【図１６】図14のｙ−ｙ線断面図である。

【図１７】図14のｚ−ｚ線断面図である。

【図１８】束柱と耐震壁を４層のフレームに連続的に設
置した場合を示した立面図である。

【図１９】複数層の内の特定のフレームに対して束柱と
耐震壁を設置した場合を示した立面図である。

【図２０】束柱とブレースを４層のフレームに連続的に
設置した場合を示した立面図である。

【符号の説明】

１……束柱、２……束柱本体、2a……フランジ、2b……
ウェブ、2c……エンドプレート、2d……シアコネクタ、
2e……スチフナ、３……拘束材、3a……張出部、3b……
接続部、４……フレーム、５……梁、６……柱、７……
耐震壁、71……壁板、7a……横筋、7b……定着筋、7c…
…縦筋、7d……定着筋、7e……定着筋、7f……プレー
ト、7g……アンカー筋、72……ブレース、８……開口
部、９……反力台、10……ＰＣ鋼棒、11……ボルト、12
……充填材、13……スラブ、14……フィラープレート、
15……台座、16……縦筋、17……アンカー、18……横
筋、19……プレート、20……メタルラス、21……スプラ
イスプレート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益山 徹 東京都千代田区西神田３−８−１ 太平 洋セメント株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−336334（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−229632（ＪＰ，Ａ) 登録実用新案3040095（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04G 23/02

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下の梁と左右の柱から構成されるフレ
   ームの構面内に、上下の梁間に架設され、各梁に直接、
   もしくは間接的に接合される束柱本体と、束柱本体の上
   下端部に一体化し、各梁の両側面に重なって梁に接合さ
   れる拘束材からなり、拘束材が束柱本体の位置から、フ
   レームを構成する少なくともいずれか一方の柱までに跨
   る長さを有する耐震補強用束柱が配置されると共に、前
   記上下の梁と、左右のいずれかの柱とそれに隣接する束
   柱とで囲まれた開口部、または上下の梁と、隣接する２
   本の束柱とで囲まれたいずれかの開口部のフレームの構
   面内に耐震要素が配置され、耐震要素は前記束柱本体と
   拘束材とによってフレームを構成する柱から分離してい
   る耐震補強フレーム。
2. 【請求項２】 拘束材は梁の全長に亘る長さを有してい
   る請求項１記載の耐震補強フレーム。
3. 【請求項３】 束柱本体と拘束材は予め互いに分離して
   いる請求項１、もしくは請求項２記載の耐震補強フレー
   ム。
4. 【請求項４】 拘束材は梁の側面に重なったときに、そ
   の梁から上下いずれかの梁側へ張り出す張出部を有し、
   束柱本体は、梁の側面に重なって対向する拘束材の張出
   部に挟まれて接合されている請求項３記載の耐震補強フ
   レーム。
5. 【請求項５】 左右の柱間に、複数本の束柱が配置さ
   れ、柱に隣接する束柱の拘束材は束柱本体の位置からそ
   の側の柱までに跨る長さを有している請求項１乃至請求
   項４のいずれかに記載の耐震補強フレーム。
6. 【請求項６】 各束柱本体に接合される拘束材は左右の
   柱間で連続している請求項１乃至請求項５のいずれかに
   記載の耐震補強フレーム。
7. 【請求項７】 拘束材はそれに重なる台座と共に、ＰＣ
   鋼材により梁に圧着接合されている請求項１乃至請求項
   ６のいずれかに記載の耐震補強フレーム。