JP3616886B2 - 既存建物の耐震補強方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存建物の耐震性を向上させることができる既存建物の耐震補強方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
阪神大震災以来、旧基準で構造設計された、マンションなどの既存建物の耐震補強方法がクローズアップされている。従来の既存建物の耐震補強方法としては、補強壁を増設するなど、既存構造躯体への耐震補強が一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのような既存建物の耐震補強方法においては、既存構造躯体の耐震補強であるため、その耐震補強の施工のためには、入居者を一時退去させなければならず、現実には難しいという問題がある。また、既存構造躯体の耐震補強では、その既存構造躯体を支持する基礎への負担が何ら改善されないため、根本的な耐震補強にならない場合がある。
【0004】
また、基礎に対する耐震補強では、有効な方法が確立されていない。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑み、既存建物の耐震性を大幅に向上させることができる既存建物の耐震補強方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の発明の既存建物の耐震補強方法は、地盤に設けられた既存基礎と、該既存基礎に立設された既存構造躯体とを備える既存建物の耐震補強方法であって、既存構造躯体の周囲の地盤に下部基礎を新設し、下部基礎の上に免震装置を設置し、免震装置の上に、既存基礎と一体とした上部基礎を設け、既存基礎の下に穴を形成して、地盤と前記既存基礎とを離間させることを特徴とする。即ち、既存構造躯体、既存基礎及び上部基礎を、地盤に対して相対振動可能に免震装置に支持させるので、地震時には、既存構造躯体、既存基礎及び上部基礎に対する地盤の振動エネルギの伝達率が低減される。一方、施工中には、既存構造躯体を終始安定に支持させておくことができる。
【0007】
本発明の第二の発明の既存建物の耐震補強方法は、第一の発明において、既存基礎が、既存基礎本体と、地盤中に打設され、既存基礎本体を支持する既存杭とからなり、既存基礎本体の下に穴を形成して、地盤と既存基礎本体とを離間させた後、この既存杭を既存基礎本体から切り離し、穴の底面には、下部基礎と既存杭とに一体に穴部基礎が設けられることを特徴とする。即ち、既存基礎本体を支持する既存杭を有する既存建物においては、既存基礎本体と既存杭とを切り離さなければ、地盤に対して振動可能とならないが、この切り離された既存杭と、下部基礎とに一体に穴部基礎を設けることにより、地盤に対する下部基礎の接合が補強されると共に、切り離された既存杭の有効利用を図ることができる。
【0008】
本発明の第三の発明の既存建物の耐震補強方法は、第一又は第二の発明において、下部基礎が、下部基礎本体と、地盤中に打設され、下部基礎本体を支持する増設杭とからなり、増設杭は既存構造躯体の既存柱の外側の地盤に増打され、上部基礎には、既存柱と一体とした補強柱が設けられることを特徴とする。即ち、下部基礎本体は、増設杭により、地盤に対して強固に支持される。また、補強柱により、既存構造躯体が上部基礎に支持されるので、上部基礎の接合の補強を行なうことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の既存建物の耐震補強方法の一実施形態を図面に基づき説明する。
まず、図1に示すように、耐震補強前の既存建物1は、本実施形態では所謂マンションなどの中、高層の鉄筋コンクリート構造物であり、地盤Fの表面F1に設けられた既存基礎本体2と、地盤F中に打設され、既存基礎本体2を支持する既存杭3、3、…と、既存基礎本体2に立設された既存構造躯体5とを備えている。既存構造躯体5は、複数の既存柱6、6、…と、複数の既存柱6、6、…間に多層をなすように設けられた多数の水平構造部材7、7、…とを有している。既存基礎本体2と各既存杭3とにより既存基礎が構成されており、各水平構造部材7は、鉄筋コンクリート製の梁及び床からなる。
【0010】
さて、本実施形態の既存建物1の耐震補強方法では、まず、既存構造躯体5の各既存柱6の外側近傍に当たる部分の地盤F中にそれぞれ、鋼管製の増設杭12を増打する。尚、場合によっては、鉄筋コンクリート製の増設杭12を地盤F中に形成してもよい。
【0011】
次に、既存基礎本体2の周囲の地盤Fの表面F2を掘削して、増設用凹部11を形成する。これにより、既存基礎本体2の側面2aが露出される。各増設杭12の上端は、増設用凹部11の底面から突出される。
【0012】
増設用凹部11の底面に、各増設杭12の上端を埋設させて鉄筋コンクリート製の下部基礎本体13を打設形成して新設する。従って、下部基礎本体13は、増設杭12により地盤Fに対して強固に支持される。また、この下部基礎本体13と増設杭12により下部基礎が構成される。
【0013】
下部基礎本体13の上面において既存構造躯体5の各既存柱6の外側近傍に当たる部分に、それぞれ、免震装置15を設置する。免震装置15としては、例えば、上下一対の接続用金属板と、その間に交互に多数積層されたゴム板及び金属板とからなる積層支持体(所謂アイソレータ)や、その積層支持体の内部に粘性流体を封入して、粘性流体の変形による減衰効果を持たせたものや、その粘性流体を、電圧が印加されるとみかけ上の粘性が変化する電気粘性流体に代えて、電気粘性流体に電圧を加えることで、減衰係数を可変自在としたものなどが好適に用いられる。これら免震装置15、15、…は、いずれも水平方向に振動自在に上方からの荷重を支持するものであり、その各許容荷重および個数は、それら免震装置15、15、…を合わせて、既存構造躯体5、既存基礎本体2、及び既存構造躯体5或いは既存基礎本体2に付設される後述する上部基礎16、補強柱17などの付設体を支持するに十分なように設定されている。
【0014】
各免震装置15の上に上部基礎16を打設して、上部基礎16を既存基礎本体2の側面2aに接合させるように既存基礎本体2と一体とする。この上部基礎16の施工は、例えば、各免震装置15の上に捨て型枠を兼ねる鋼製の取付板(図示略)を固定した後、この取付板から水平に延在させた型枠(図示略)を設置し、その内部に配筋してコンクリートを打設して形成される。
【0015】
この上部基礎16の形成により、既存基礎本体2及び既存構造躯体5に上部基礎16を加えた荷重は、各免震装置15によっても支持されることとなる。即ち、この時点では、既存基礎本体2、既存構造躯体5、上部基礎16の荷重は、既存基礎本体2の直下の地盤F中に埋設された既存杭3と、既存基礎本体2の下面に接した地盤Fの表面F1と、その周囲の地盤Fに下部基礎本体13を介して設けられた各免震装置15とによって支持されている。
【0016】
上部基礎16には、各既存柱6と一体とした補強柱17が打設形成される。すると、この補強柱17により、既存構造躯体5が上部基礎16に支持されるので、上部基礎16の接合の補強を行なうことができ、引いては、耐震性が向上される。
【0017】
次に、既存基礎本体2の下面に接した地盤Fの表面F1を、周囲から掘削して排除する。これにより、既存基礎本体2の下に穴19が形成され、地盤Fと既存基礎本体2とが離間される。すると、既存基礎本体2の下面に接していた地盤Fの表面F1の支持が無くなるが、各免震装置15の許容荷重および個数は、それら免震装置15、15、…を合わせて、既存構造躯体5、既存基礎本体2、及び上部基礎16、補強柱17などの付設体を支持するに十分なように設定されている上、既存基礎本体2の直下の地盤F中に埋設された既存杭3によっても支持されるので、この工程中、既存構造躯体5、既存基礎本体2、及び上部基礎16、補強柱17などの付設体は安定に支持されている。よって、既存構造躯体5側には、ほとんど影響を与えずに済む。
【0018】
そこで、図2に示すように、既存杭3の上部(図2中点線部分)を切除して、既存基礎本体2から切り離す。すると、既存杭3による支持も無くなるが、各免震装置15の許容荷重および個数は、それら免震装置15を合わせて、既存構造躯体5、既存基礎本体2、及び上部基礎16、補強柱17などの付設体を支持するに十分なように設定されているので、この工程においても、既存構造躯体5、既存基礎本体2、及び上部基礎16、補強柱17などの付設体は安定に支持される。また、これにより、既存構造躯体5、既存基礎本体2、及び上部基礎16、補強柱17などの付設体は、地盤Fに対して水平方向に振動可能となる。尚、大地震時には、水平方向の振幅に比しては振幅が小さいが、上下方向にも振動は可能である。
【0019】
そして、穴19の底面19aにコンクリートを打設して、下部基礎本体13と既存杭3とに一体な穴部基礎21を形成する。穴部基礎21により、地盤Fに対する下部基礎本体13の接合が補強されるので、地震時、地盤Fに対する下部基礎本体13の離脱が防止され、引いては、耐震性が向上される。また、これにより、既存杭3の有効利用が図れる。
【0020】
尚、増設用凹部11の内面には、コンクリートで土留め23がなされ、増設用凹部11の開放端には、蓋25が設けられ、穴部基礎21と既存基礎本体2との間には、図1に示す穴部基礎21と既存基礎本体2との水平方向の相対振動のエネルギーを吸収するダンパー(図示略)と、このダンパーと共に穴部基礎21と既存基礎本体2との相対振動の固有振動数を調整するバネ(図示略)とを設けることも可能である。
【0021】
従って、施工中には、既存構造躯体5を終始安定に支持させておくことができるので、既存構造躯体5側にほとんど影響を与えずに済む。よって、入居者を退去させずに施工することが可能である。
【0022】
そして、施工後には、新たに、増設杭12に支持された下部基礎本体13と、下部基礎本体13と既存杭3とに一体な穴部基礎21とを設けることで、これら基礎の耐震設計をより高い強度を有する設計に変更することができ、耐震性を向上させることができる。また、既存構造躯体5、既存基礎本体2、及び、上部基礎16、補強柱17などの付設体を、地盤Fに対して相対振動可能に多数の免震装置15、15、…に支持させるので、地震動の振動エネルギの伝達率が低減される。よって、既存構造躯体5、既存基礎本体2、及び、上部基礎16、補強柱17などの付設体の振動が著しく低減され、既存建物1の耐震性を大幅に向上させることができる。
【0023】
尚、本発明を、既存杭3を有さない小規模の既存建物に適用しても、上記同様の効果を奏することができることは勿論である。また、その場合に、本発明は、下部基礎の増設杭12を省略する構成を含む。
【0024】
【発明の効果】
本発明の第一の発明によれば、まず、施工後には、既存構造躯体、既存基礎及び上部基礎を、地盤に対して相対振動可能に免震装置に支持させるので、地震動の振動エネルギの伝達率が低減され、既存構造躯体、既存基礎及び上部基礎の振動が著しく低減される。よって、既存建物の耐震性を大幅に向上させることができる。
【0025】
一方、施工中には、既存構造躯体を終始安定に支持させておくことができるので、既存構造躯体側にほとんど影響を与えずに済む。よって、入居者を退去させずに施工することが可能である。
【0026】
本発明の第二の発明によれば、上記効果に加えて、既存基礎本体から切り離された既存杭と、下部基礎とに一体に穴部基礎を設けることにより、地盤に対する下部基礎の接合が補強されるので、地震時、地盤に対する下部基礎の離脱が防止される。よって、一層、既存建物の耐震性を向上させることができる。また、これにより、既存杭の有効利用を図ることができる。
【0027】
本発明の第三の発明によれば、上記効果に加えて、下部基礎本体が増設杭により地盤に対して強固に支持されるので、地盤に対する離脱が一層防止される。また、補強柱により、既存構造躯体が上部基礎に支持されるので、上部基礎の接合の補強を行なうことができる。よって、更に一層、既存建物の耐震性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の既存建物の耐震補強方法により耐震補強された既存建物の一実施形態を示す正面断面図である。
【図2】図1の耐震補強された既存建物の免震装置周辺の拡大図である。
【符号の説明】
1 既存建物
2 既存基礎本体(既存基礎)
3 既存杭(既存基礎)
5 既存構造躯体
6 既存柱
12 増設杭(下部基礎)
13 下部基礎本体(下部基礎)
15 免震装置
16 上部基礎
17 補強柱
19 穴
19a 底面
21 穴部基礎
F 地盤
Claims (3)
- 地盤に設けられた既存基礎と、該既存基礎に立設された既存構造躯体とを備える既存建物の耐震補強方法であって、
前記既存構造躯体の周囲の地盤に下部基礎を新設し、
該下部基礎の上に免震装置を設置し、
該免震装置の上に、前記既存基礎と一体とした上部基礎を設け、
前記既存基礎の下に穴を形成して、前記地盤と前記既存基礎とを離間させることを特徴とする既存建物の耐震補強方法。 - 請求項1記載の既存建物の耐震補強方法において、
前記既存基礎が、既存基礎本体と、前記地盤中に打設され、該既存基礎本体を支持する既存杭とからなり、
前記既存基礎本体の下に穴を形成して、前記地盤と前記既存基礎本体とを離間させた後、前記既存杭を前記既存基礎本体から切り離し、
前記穴の底面には、前記下部基礎と前記既存杭とに一体に穴部基礎が設けられることを特徴とする既存建物の耐震補強方法。 - 請求項1又は2記載の既存建物の耐震補強方法であって、
前記下部基礎が、下部基礎本体と、前記地盤中に打設され、前記下部基礎本体を支持する増設杭とからなり、
前記増設杭は前記既存構造躯体の既存柱の外側の地盤に増打され、
前記上部基礎には、前記既存柱と一体とした補強柱が設けられることを特徴とする既存建物の耐震補強方法。
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