JP4247175B2

JP4247175B2 - 既存建造物の耐震補強構造

Info

Publication number: JP4247175B2
Application number: JP2004307713A
Authority: JP
Inventors: 武志宮園; 正則宮園
Original assignee: 株式会社宮園製作所
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2024-10-22
Also published as: JP2006118234A

Description

本発明は既存建造物を主として地震の揺れから保護するために施される耐震補強構造に関するものである。

従来から建造物の耐震性を増すために種々の方策が施されている。
例えば特許文献１には、その図１に示すように土台２と二階梁３との間に斜めにテンション調整機構４（ターンバックル）を設けた連結体６，１０（ブレース様部材）を配設して耐震性を向上させる技術が開示されている。特許文献１の技術は現在施工中の建造物に行う補強工事であってこれらターンバックルやブレース様部材からなる筋交い部材は建造物の完成とともに壁内部に収容されてしまうため邪魔にはならない。
ところが、近年既存の建造物の地震に対する強度を向上させるためにこのような耐震構造を既存の建造物に追加施工したいとする要望が多くなってきている。
その場合において、例えば倉庫や工場のようにスペースに余裕があり、なおかつ機能のみが重視される既存の建造物であれば建造物の内側壁面寄りに筋交い部材を配設することも自由である。しかしながら、一般住宅においてこのように内側（つまり住居側）に筋交い部材を配設することは美観の点、あるいはスペース的な制限等から好ましくない。その場合に、もし特許文献１のように筋交い部材を壁内部に内蔵させる工事をするとすれば施工費用が極めて高額となってしまう。
特開平９−１１１８７５号公報

そのため、筋交い部材を既存の建造物の外側に配設するという発想がある。しかし、従来、筋交い部材を既存の建造物の外側に配設することについてはいくつかの問題があった。例えば、既存の建造物の土台と梁、つまり上下の建築架構部材間に筋交い部材を配設するだけでは実際に地震が発生した場合建造物の基礎に対する耐震補強としては十分ではなかった。その場合に基礎にアンカー金具を埋め込んで、このアンカー金具と梁との間に筋交い部材を配設することで建造物を基礎にしっかり固定するということも考えられる。
しかし、基礎に直接アンカー金具を埋め込むことは好ましくない。アンカー金具を埋め込むために行う穿孔処理によって基礎コンクリートの強度が落ち、穿孔部分から水が侵入したり更にひび割れが拡がったりする不具合が生じることになるからである。
また、図８に示すように、基礎コンクリート５１の外面５１ａは建物の外壁５２よりも内側に位置している。更に、基礎コンクリート５１は基礎コンクリートに降った雨水が土台５３の下側に周ってしまわないように土台５３よりも内側位置に配置される。従って、基礎コンクリート５１の外面５１ａから建物の外壁５２まではかなり距離があるものである。つまり、図８の仮想線で示すように、基礎コンクリート外面に直接アンカー金具５４を埋め込むとアンカー金具５４は建物の外壁よりも外方に延出させるためにかなり長く、なおかつコンクリートの外面に片持ち状に埋設されることになる。その結果、実際に地震の際にアンカー金具にかかる負荷によってアンカー金具が曲がったり脱落してしまったりして十分な耐震補強とならない場合もあった。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、既存の建造物の耐震補強をする際に基礎に対して既存の建造物を補強することを可能とするとともに、そのために基礎を劣化させることのない既存建造物の耐震補強構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明では、既存建造物の基礎外側方に付属基礎を構築するとともに、同付属基礎に埋設されたアンカー部材と同建造物の上部側に配設された架構部材との間を筋交い部材によって斜めに張設するようにしたことをその要旨とする。
このような構成では、既存建造物の外側に新たに付属基礎を増築する。そして、付属基礎に埋設されたアンカー部材と建造物の上部側に配設された架構部材（例えば、梁、桁、柱等）との間を筋交い部材によって斜めに張設することとなる。これによって、既存建造物は筋交い部材によってしっかりと基礎に対して固定されることとなり、筋交い部材による耐震補強が実現される。また、付属基礎は存建造物の外側に新たに構築され、アンカー部材はこの付属基礎に埋設されているため、本来の基礎が傷つくことはなくなんらの強度劣化を招来することもない。また、新たに付属基礎を増築することによって、既存建造物からオフセットした位置にアンカー部材を配置することができ、筋交い部材の張設位置に裕度が生じることとなる。

また、請求項２の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記付属基礎は前記既存建造物の基礎外側方に同基礎に対して連結させた鉄筋を新たに配筋し、同鉄筋を芯としてコンクリートを打設することで構築されるようにしたことをその要旨とする。
これによって既存の基礎と付属基礎とが鉄筋によって強固に一体化することとなり、基礎自体の補強となるとともに付属基礎の強度も向上する。
また、請求項３の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記付属基礎は前記建造物のコーナー部に少なくとも既設の基礎の外側２方向を包囲するように構築され、前記筋交い部材は同コーナー部から同建造物の異なる方向に配置される壁面に沿って張設されるようにしたことをその要旨とする。
ここに請求項３の発明では、筋交い部材に地震による揺れに起因する加重がかかる場合に筋交い部材に牽引されて付属基礎と既設の基礎との間には剪断力が発生する。しかし、コーナー部に形成された付属基礎は既設の基礎の外側２方向を包囲するように鈎状に構築されているため、鈎部分によって剪断力が軽減されることになる。更に、付属基礎は鈎状に構築されているため、地震による揺れに起因する加重がかかる場合に筋交い部材によって牽引されて既存の基礎の方に押し付けられるような作用を受けることとなる。つまり、地震が発生するとコーナー部に形成された付属基礎は既存の基礎と密着度をより増すこととなる。

上記各請求項の発明では、既存建造物は筋交い部材によってしっかりと基礎に対して固定されることとなり、筋交い部材による耐震補強が実現される。また、アンカー部材と建造物の上部側の架構部材との間を筋交い部材によって張設する際して、アンカー部材取り付けのために基礎を傷つけることがなく、更にアンカー部材を既存建造物からオフセットした施工のしやすい位置に配置することができることとなる。

以下、本発明の既存建造物の耐震補強構造を具体化した実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、布基礎１の上に既存建造物Ｈは設置されている。本実施の形態では既存建造物Ｈは在来工法によって建てられた二階家造りとされている。布基礎１は鉄筋コンクリート造りとされている。布基礎１下半身は地盤（地上面をＧとする）に埋設されている。図３に示すように、建造物Ｈの外壁Ｗは布基礎１の外郭線よりも若干外側位置に配置されている。
本実施の形態では建造物Ｈの各コーナー部及び両コーナー部の中間位置に外方に張り出した複数の付属基礎２が構築されている。各付属基礎２の上面にはアンカー金具３が埋設されている。図２及び図３に示すように、図２及び図４に示すようにコーナー部Ｃ１に配置された付属基礎２は布基礎１のコーナー部Ｃ１の外側２方向を包囲するように形成されている。付属基礎２の詳しい構造については後述する。
図１、図５及び図６に示すように、既存建造物Ｈの一階屋根の裏面位置において梁５の端部が外壁Ｗから外側に張り出している。図５及び図６に示すように、各梁５の木口部５ａには木口面を覆うように断面コ字状の連結金具６が装着されている。連結金具６の前面板７には半円状の係止リング８が固着されている。前面板７両側に一体形成されている側板９には２つの透孔１０が上下に並んで形成されている。図６に示すように、梁５には水平方向に横断する上下２本のトンネル孔１１が穿設されている。連結金具６は梁５の木口部５ａに配置された状態で両孔１０，１１にボルト１６が挿入されナット１７によって締め付けられて固定されている。
図１、図２、図４及び図５に示すように、アンカー金具３と連結金具６との間にはターンバックル１３及びワイヤー１４からなる筋交い部材１５が斜めに張設されている。

次に、付属基礎２の構造について説明する。付属基礎２は図７（ｃ）に示すように鉄筋が配筋された鉄筋コンクリート製とされる。
付属基礎２は次のように構築されている。図７（ａ）に示すように、付属基礎２が設置される布基礎１の外周位置を掘削して地盤内に埋設されていた布基礎１の外側面１ａを露出させるとともにコンクリートを打設するための打設穴２１を設ける。図示しない振動ドリル等で布基礎１の外側面１ａにドリル穴２２を穿設し、併せて打設穴２１の底部に割栗石や捨てコンクリートからなるベース帯２３を敷設する。
次に図７（ｂ）に示すように、鉄筋を組み合わせた鉄筋フレーム２４をベース帯２３上に設置する。この際に、前記ドリル穴２２に対応する鉄筋を挿入させるようにする。同時にアンカー金具３の基部を鉄筋フレーム２４に連結する。そして、調整したコンクリートを打設穴２１に打設し、養生させ周囲を埋め戻すことによって図７（ｃ）に示す付属基礎２が完成する。

次に、本実施の形態の耐震補強構造の作用について説明する。
まず筋交い部材１５の一端側のターンバックル１３のフックを所定の梁５に装着された連結金具６の係止リング８に係合させる。そして、下垂される筋交い部材１５の他端側のターンバックル１３をフックを所定のアンカー金具３に係合させる。筋交い部材１５はこの段階では斜めに緩やかに懸装されているだけで、係止リング８とアンカー金具３間には引っ張り力は働いていない。そして、ターンバックル１３を調整することによって全長を短縮させて筋交い部材１５を張設するようにする。これによって既存建造物Ｈの外壁Ｗに沿って筋交い部材１５による補強が可能となる。本実施の形態ではこのような筋交い部材１５の張設作業が既存建造物Ｈの全周囲について行われている。なおかつ、図１及び図２に示すように、引っ張り力が既存建造物Ｈに対して極力均等な負荷となるように同一外側面においては一対の筋交い部材１５が交差状に配置されている。
また、コーナー部においては、付属基礎２は既設の基礎の外側２方向を包囲するように鈎状に構築されているため、地震力が働いた場合に布基礎１と付属基礎２との間に生じる剪断力が軽減されることになる。また、図４に示すように２方向に筋交い部材１５が配設されていれば地震による揺れが生じた場合に付属基礎２は筋交い部材１５によって牽引されて布基礎１の方に押し付けられるような作用を受けることとなる。

本発明は上記実施の形態のように構成することにより次のような具体的効果を奏する。
（１）耐震補強用の筋交い部材１５を既存建造物Ｈの外側に配置させるため、内側の住居側における影響はまったくない。そして、基礎（付属基礎２）と梁５との間で補強するため、既存建造物Ｈがしっかりと基礎に固定されることとなり補強効果が高い。
（２）既存の布基礎１とは別に新たに付属基礎２を構築し、付属基礎２に埋設したアンカー金具３を使用して筋交い部材１５を支持するような構造となっているため、アンカー金具３を既存の布基礎１に取り付ける必要はなく、強度が要求される布基礎１を傷つけることなく既存建造物Ｈを基礎に固定させるような耐震補強が可能となっている。
（３）もしアンカー金具３を布基礎１に取り付けるとした場合では、アンカー金具３を布基礎１側面から片持ち状に張り出させる必要があるため、地震力によってアンカー金具３が曲がったり脱落してしまう可能性が高くなる。しかし、本実施の形態ではアンカー金具３は当初から付属基礎２に鉄筋フレーム２３に連結した状態で、なおかつその全長の大部分が埋設してあるため、そのような不具合は生じにくい。
（４）既存の布基礎１は付属基礎２と鉄筋フレーム２３を介して一体化されて、新たな大きな基礎を構築することになるため、地震の有無にかかわらず基礎の強化となる。
（５）既存の布基礎１の外側に新たに付属基礎２を構築しているため、付属基礎２は既存建造物Ｈの外壁Ｗの外側に設置されることとなる。そのため、外壁Ｗから若干離れた位置にアンカー金具３を埋設することができ、例えば図４に示すように既存建造物Ｈの外壁Ｗに張り出し部（図４では張り出し窓）があってもこれを避けて筋交い部材１５を張設することが可能となる。つまり、アンカー金具３を外壁Ｗからオフセットさせることが可能であるため、筋交い部材１５の張設位置に裕度が生まれることとなる。
（６）既存建造物Ｈのコーナー部では付属基礎２は既設の基礎の外側２方向を包囲するように鈎状に構築されているため、布基礎１と付属基礎２との間に生じる剪断力が軽減されることになる。また、図４に示すように２方向に筋交い部材１５が配設されていれば地震による揺れが生じた場合に付属基礎２は筋交い部材１５によって牽引されて布基礎１の方に押し付けられるような作用を受けることとなる。つまり、特にコーナー部において布基礎１と付属基礎２との一体化がしっかりと図られることとなる。

尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施の形態では打設穴２１内に割栗石や捨てコンクリートからなるベース帯２３を敷いたが、これを簡略化したり省略してもよい。
・上記実施の形態では布基礎１側のドリル穴２２に鉄筋フレーム２４を一部挿入してコンクリートを打設するようにしたため、鉄筋フレーム２４を介して布基礎１と付属基礎２は非常にしっかりと結合され一体化した。しかし、鉄筋フレーム２４の一部を布基礎１側に挿入せず、単に付属基礎２の剛性を向上させるために鉄筋フレーム２４を配筋するようにしてもよい。
・上記実施の形態の筋交い部材１５はターンバックル１３とワイヤー１４によって構成されていたが、ワイヤー１４ではなく例えばブレースや長尺のパイプ材等のような牽引部材を使用することは可能である。また、ターンバックル１３以外の伸縮可能な調節機構を設けるようにしてもよい。
・上記連結金具６の形状やアンカー金具３の形状は一例であって、他の形状で実施することは自由である。付属基礎２の形成位置や形状を変更して実施することは自由である。
・外壁Ｗをさらにその外方から筋交い部材１５もろとも包囲するような壁体を配置することも自由である。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。

本発明の実施の形態の耐震補強構造を施工した状態の既存建造物の概略正面図。同じ実施の形態の耐震補強構造を説明する既存建造物の一部省略一部破断断面図。同じ実施の形態の耐震補強構造を説明する既存建造物の基礎部分の一部省略平面図。同じ実施の形態の耐震補強構造を施工した状態の既存建造物の斜視図。同じ実施の形態の筋交い部材の上部側係合状態を説明する部分拡大斜視図。同じ実施の形態の筋交い部材の上部側係合状態を説明する部分拡大平面図。同じ実施の形態の付属基礎の構築過程を説明するものであって（ａ）は打設穴を掘削し、ドリル穴を穿孔し、更にベース帯を敷いた状態の部分断面図、（ｂ）は鉄筋フレームを配設した状態の部分断面図、（ｃ）はコンクリートを打設した状態の部分断面図。従来の住宅の基礎周りの概略説明図。

符号の説明

２…付属基礎、３…アンカー金具、５…架構部材としての梁、１３…筋交い部材の一部をなすターンバックル、１４…筋交い部材の一部をなすワイヤー、１５…筋交い部材、Ｈ…既存建造物。

Claims

既存建造物の基礎外側方に付属基礎を構築するとともに、同付属基礎に埋設されたアンカー部材と同建造物の上部側に配設された架構部材との間を筋交い部材によって斜めに張設するようにしたことを特徴とする既存建造物の耐震補強構造。
前記付属基礎は前記既存建造物の基礎外側方に同基礎に対して連結させた鉄筋を新たに配筋し、同鉄筋を芯としてコンクリートを打設することで構築されていることを特徴とする請求項１に記載の既存建造物の耐震補強構造。
前記付属基礎は前記建造物のコーナー部に少なくとも既設の基礎の外側２方向を包囲するように構築され、前記筋交い部材は同コーナー部から同建造物の異なる方向に配置される壁面に沿って張設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の既存建造物の耐震補強構造。