JP4247175B2 - 既存建造物の耐震補強構造 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
・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。
Claims (3)
- 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。
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