JP4861096B2 - Seismic reinforcement frame using tendon and its construction method - Google Patents
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Description
この発明は建物等、建築・土木構造物全般の耐震性能を向上させる目的で構造物に付加される、緊張材を用いた耐震補強架構及びその施工方法に関するものである。 The present invention relates to a seismic reinforcement frame using a tension material, which is added to a structure for the purpose of improving the seismic performance of buildings and civil engineering structures in general, and a construction method thereof.
例えば建物の耐震性能を向上させる目的で既存建物を耐震補強する場合、通常は既存の柱と梁からなるフレームが負担すべき地震力が軽減されるよう、フレームの構面内や構面外にブレース、またはブレースを含む補強架構を新たに架設することが行われる（非特許文献１、特許文献１、特許文献２参照）。 For example, when retrofitting an existing building for the purpose of improving the seismic performance of the building, it is usually placed inside or outside the frame so that the seismic force that the frame consisting of existing columns and beams should bear is reduced. A brace or a reinforcing frame including a brace is newly installed (see Non-Patent Document 1, Patent Document 1, and Patent Document 2).
一方、既存建物内での生活や執務、営業の継続性を確保する上では、建物の使用状態を維持しながら既存建物を耐震補強することが必要であり、それには補強架構をフレームの構面外に付加せざるを得ない。フレームの構面外に付加される補強架構はその本体である付加フレームにブレースを組み込む形が一般的である（特許文献３、特許文献４参照）。
On the other hand, in order to ensure the continuity of life, work, and sales in the existing building, it is necessary to seismically reinforce the existing building while maintaining the usage state of the building. It must be added outside. In general, a reinforcing frame added outside the frame surface is configured such that a brace is incorporated in an additional frame as a main body (see
ブレース、またはブレースを有する補強架構を付加する方法では、フレーム構面内のいずれの向きの変形時にも抵抗できるよう、ブレースには引張力と圧縮力に抵抗し得る、断面の大きい部材が用いられる。しかしながら、非特許文献１、特許文献１、特許文献２のように既存建物の構面外（外周）に、構面に沿って補強架構を付加する方法によれば、ブレースがフレームの開口を横切る形になるため、既存建物の美観、採光性、通風性、使い勝手等の建築的な機能を阻害することが避けられない。
In the method of adding a brace or a reinforcing frame having a brace, a member having a large cross-section that can resist tensile force and compressive force is used for the brace so that it can resist deformation in any direction within the frame surface. . However, according to the method of adding a reinforcing frame along the construction surface outside the construction surface (outer periphery) of the existing building as in Non-Patent Literature 1, Patent Literature 1, and
これに対し、出願人はブレースとして緊張材を用いることにより建物内での使用状態を継続しながら、上記建築的な機能を最大限に確保することが可能な耐震補強架構を先に提案している（特許文献５参照）。 On the other hand, the applicant first proposed a seismic reinforcement frame that can secure the above-mentioned architectural functions to the maximum while maintaining the state of use in the building by using a tension material as a brace. (See Patent Document 5).
特許文献５ではブレースとして、緊張状態で高い弾性復元性を有する緊張材を使用することで、フレームの相対変位を抑制しながら、変位後にフレームを原位置に復帰させる機能を発揮させることを特徴としている（段落０００７〜０００９）。 In Patent Document 5, as a brace, by using a tension material having a high elastic restoring property in a tension state, a function of returning the frame to the original position after the displacement is exhibited while suppressing the relative displacement of the frame. (Paragraphs 0007 to 0009).
緊張材は既存フレームの柱に沿って構築される補強柱に定着されることから、補強柱に関して対称に架設される場合には、緊張力の水平成分を相殺させることができる。しかしながら、対称に架設される両緊張材の鉛直成分が補強柱で負担されるため、補強柱の負担が大きくなり、必然的に断面が大きくなる。 Since the tension member is fixed to the reinforcing column constructed along the column of the existing frame, the horizontal component of the tension force can be canceled when it is installed symmetrically with respect to the reinforcing column. However, since the vertical components of both tendons laid symmetrically are borne by the reinforcing pillar, the burden on the reinforcing pillar is increased, and the cross section is inevitably increased.
補強柱の断面が大きいため、例えば外壁からバルコニーが張り出す場合のように、補強柱が既存建物の構面（外壁）から距離を置いて構築されるような場合には、建物内からの眺望、既存建物に対する採光や通風への更なる配慮が必要と考えられる。 If the reinforcement pillar is constructed at a distance from the construction surface (outer wall) of the existing building, for example, when a balcony protrudes from the outer wall, the view from the building is large. Therefore, further consideration should be given to lighting and ventilation for existing buildings.
また緊張材端部の定着部では緊張材に与えられる緊張力の反力としての圧縮力に対する抵抗力を補強柱に付与しながら、緊張材端部を定着するための定着面を形成するために、図５−（ａ）、（ｂ）に示すように補強柱から側面（表面）へ突出する凸部を形成することが必要となっている。 In addition, in order to form a fixing surface for fixing the end of the tendon while applying a resistance to the compressive force as a reaction force of the tension applied to the tendon at the fixing portion at the end of the tendon As shown in FIGS. 5A and 5B, it is necessary to form a convex portion protruding from the reinforcing column to the side surface (surface).
この場合、緊張力の反力は凸部を含めた緊張材の定着長の区間で負担されるが、凸部と緊張材の定着端部が補強柱の側面に突出するために、構造物の外観上の見栄えが低下し、構造物のデザインに制約を加える結果を招いている。緊張材の定着長の区間は緊張力の反力である圧縮力を負担できるボリューム（体積）を有している。 In this case, the reaction force of the tension force is borne in the section of the tension material fixing length including the convex part, but the convex part and the fixing end part of the tension material protrude to the side surface of the reinforcing column. The appearance of the appearance has been reduced, resulting in a restriction on the design of the structure. The section of the fixing length of the tendon has a volume (volume) that can bear a compressive force that is a reaction force of the tension.
本発明は上記背景より、特許文献５の補強柱が有する難点を克服する形態の耐震補強架構とその施工方法を提案するものである。 In view of the above background, the present invention proposes a seismic reinforcement frame in a form that overcomes the difficulties of the reinforcement pillars of Patent Document 5 and a construction method thereof.
請求項１に記載の緊張材を用いた耐震補強架構は、柱・梁からなるフレームの構面外に構築される補強柱と、基礎の周辺に構築され、前記補強柱を支持する補強基礎と、前記補強柱と前記補強基礎との間に、鉛直に対し、傾斜して張架される１本、もしくは複数本の緊張材とを備え、前記補強柱がその成方向、もしくは幅方向に間隔を置いて並列する複数本の柱部材と、その軸方向の一部区間に挟み込まれ、前記並列する柱部材間の前記緊張材の張架位置に介在する圧縮材から構成され、
前記各緊張材が前記並列する柱部材と前記圧縮材を挿通して前記柱部材に定着され、前記圧縮材がそれを挟む前記並列する柱部材から緊張材の反力としての圧縮力を受けていることを構成要件とする。複数本の柱部材は補強柱の成方向、もしくは幅方向に互いに間隔を置いて並列し、その材軸方向の一部の区間に圧縮材が介在し、柱部材に挟み込まれる。
A seismic reinforcement frame using the tendon according to claim 1, a reinforcement column constructed outside the frame surface composed of columns and beams, a reinforcement foundation constructed around the foundation and supporting the reinforcement column, And one or a plurality of tension members that are inclined with respect to the vertical between the reinforcing column and the reinforcing foundation, and the reinforcing columns are spaced in the direction of formation or in the width direction. A plurality of pillar members arranged in parallel with each other, and sandwiched between a part of the axial direction of the pillar member, and composed of a compression material interposed in a tension position of the tension material between the parallel pillar members ,
Each of the tension members passes through the parallel column members and the compression member and is fixed to the column members, and the compression member receives a compression force as a reaction force of the tension members from the parallel column members sandwiching the compression member. and configuration requirements that you are. The plurality of column members are arranged parallel to each other in the direction in which the reinforcing columns are formed or in the width direction, and a compression material is interposed in a part of the material axis direction and is sandwiched between the column members.
補強柱が複数本の柱部材から構成され、隣接する柱部材間に圧縮材が介在することで、緊張力の反力（圧縮力）を負担すべきボリューム（体積）を圧縮材の断面積と長さ、及び柱部材の断面積を利用して確保することが可能になる。この結果、補強柱の側面（表面）に図５における凸部を形成することが不要になる。図３では２本の柱部材とその間の圧縮材により、緊張材の架設方向に発生する圧縮力を負担するためのボリュームが確保されている。補強柱側面への凸部の形成が不要になることで、構造物の外観上の見栄えが向上し、デザインへの制約が解消される。 The reinforcing column is composed of a plurality of column members, and the compression material is interposed between adjacent column members, so that the volume (volume) that should bear the reaction force (compression force) of the tension force is defined as the cross-sectional area of the compression material. It becomes possible to ensure by using the length and the cross-sectional area of the column member. As a result, it is not necessary to form the convex portion in FIG. 5 on the side surface (surface) of the reinforcing column. In FIG. 3, the volume for bearing the compressive force which generate | occur | produces in the construction direction of a tension | tensile_strength is ensured by the two pillar members and the compression material between them. By eliminating the need to form convex portions on the side surfaces of the reinforcing columns, the appearance of the structure is improved and the design constraints are eliminated.
また補強柱の、圧縮材が介在する区間以外の区間では柱部材が間隔を置いて並列するだけであるから、柱部材間の空間が開放することになる。柱部材間が開放することで、補強柱が１本の部材で構成される場合より、構造物内からの眺望と、構造物内への採光性及び通風性が向上する。 In addition, in the sections other than the section in which the compression material is interposed between the reinforcing columns, the column members are merely arranged in parallel at intervals, so that the space between the column members is opened. By opening the space between the pillar members, the view from the inside of the structure, and the lighting and ventilation of the structure are improved as compared with the case where the reinforcing pillar is constituted by one member.
圧縮材はそれを挟む柱部材間で、主として緊張材の反力としての圧縮力を負担する。圧縮材の材料は問われず、コンクリート製の場合と鋼製の場合がある。圧縮材の長さと厚さ（幅）は隣接する柱部材間に確保されるべき距離その他の条件によって決められる。 The compression material bears a compression force mainly as a reaction force of the tension material between the column members sandwiching the compression material. The material of the compression material is not limited and may be made of concrete or steel. The length and thickness (width) of the compression material are determined by the distance to be secured between adjacent column members and other conditions.
また圧縮材が柱部材に挟持される方向の厚さを調整することで、図３−（ａ）に示すように補強柱を構成する一方の柱部材の側面から圧縮材側へ入り込んだ位置から、他方の柱部材の側面までの間に、緊張材による圧縮力を負担するためのボリュームを確保することができるため、緊張材の端部を補強柱の側面から突出させることも解消される。具体的には請求項２に記載のように緊張材が定着される柱部材に側面から凹部が形成され、この凹部に緊張材の端部が定着されることにより、緊張材端部の補強柱側面からの突出を回避することが可能になる。
Further, by adjusting the thickness in the direction in which the compressed material is sandwiched between the column members, as shown in FIG. 3- (a), from the position where the compressed material enters the compressed material side from the side surface of one of the column members constituting the reinforcing column. Since the volume for bearing the compressive force by the tendon material can be ensured between the side surfaces of the other column member, the protruding end of the tendon material from the side surface of the reinforcing column is also eliminated. Specifically, as described in
請求項２では緊張材端部の補強柱側面への突出も解消されることで、緊張材端部を保護するための止水処理、及びそのための部品等も柱部材の凹部内に納めることが可能になるため、構造物の外観上の見栄えと意匠設計上の自由度が一層向上する。
In
緊張材にはＰＣ鋼材の他、ガラスやグラファイト、アラミド、金属の繊維を用いた繊維強化材料が使用され、緊張材はフレームに強度（耐力）を付加する働きをする。加えて、ブレースとして用いられるＨ形鋼等の鋼材に比べれば、緊張力を与えられた状態で高い弾性復元性を有することから、緊張された状態で補強柱を介してフレームの柱に連結されることで、フレームの層間変位を抑制しながら、変位後のフレームを原位置に復帰させる機能を発揮する。 In addition to PC steel materials, fiber reinforcement materials using glass, graphite, aramid, and metal fibers are used as the tension material, and the tension material acts to add strength (proof strength) to the frame. In addition, compared to steel materials such as H-section steel used as braces, it has high elastic resiliency in a tensioned state, so it is connected to the column of the frame via a reinforcing column in a tensioned state. Thus, the function of returning the displaced frame to the original position is exhibited while suppressing the interlayer displacement of the frame.
緊張材は使用状態で緊張力を与えられていることで、地震時に緊張材に圧縮力が作用したときには与えられた引張力の大きさの（伸び変形を生じている）範囲で圧縮力を受けることができる。その範囲では緊張材が座屈することもないため、耐震補強架構は全体で平常時と地震時のいずれも力の釣合いを保つことが可能で、不釣合が生ずることはない。緊張材はまた、弾性範囲で使用されることで、緊張状態から更に地震時の引張力を負担することができ、そのときにも降伏に至ることはなく、残留変形を生ずることなく元の状態に復帰することが可能である。 Because the tension material is given a tension force in the state of use, when a compression force acts on the tension material during an earthquake, it receives a compression force in the range of the magnitude of the applied tensile force (which causes elongation deformation). be able to. In that range, the tension members do not buckle, so that the seismic reinforcement frame can keep the balance of force both during normal times and during earthquakes, and there is no unbalance. The tension material can also be used in the elastic range, so that it can bear the tensile force in the event of an earthquake from the tension state, and at that time, it will not yield and will remain in its original state without causing residual deformation. It is possible to return to
平常時に緊張材に緊張力が与えられていることで、緊張材の上端部が定着される補強柱には緊張力の鉛直成分である鉛直下向きの力と水平成分である水平力が作用する。鉛直下向きの力は補強柱に圧縮力として負担され、最終的には地盤、または杭で負担される。水平力は補強基礎と緊張材が補強柱に関して対称に配置される場合には補強柱において相殺され、対称に配置されない場合には補強柱が接合されたフレームの梁に圧縮力として、または引張力として負担される。 Since tension force is applied to the tension material in normal times, a vertical downward force that is a vertical component of the tension force and a horizontal force that is a horizontal component act on the reinforcing column to which the upper end portion of the tension material is fixed. The vertically downward force is borne as a compressive force on the reinforcing column, and finally borne by the ground or pile. The horizontal force is canceled out in the reinforcing column when the reinforcing foundation and the tension material are arranged symmetrically with respect to the reinforcing column, and as a compressive force or tensile force when the reinforcing column is not arranged symmetrically, As borne.
緊張材の下端部が定着される補強基礎にも緊張力の鉛直成分である鉛直上向きの力（引き抜き力）と水平成分である水平力が作用するが、鉛直上向きの力は補強基礎の下に構築される杭、またはアースアンカーが負担し、水平力は地盤、または杭が負担する。 The vertical upward force (pull-out force), which is the vertical component of the tension force, and the horizontal force, which is the horizontal component, also act on the reinforcement foundation to which the lower end of the tendon is fixed, but the vertical upward force is below the reinforcement foundation. The pile to be constructed or earth anchor bears, and the horizontal force is borne by the ground or pile.
フレームに接合された補強柱と補強基礎間に緊張材が緊張状態で架設されていることで、構造物が既存建物である場合には既存建物に入力し、耐震補強架構に伝達される地震力に対しては上記のように引張側となる緊張材が更なる引張力を負担する。また圧縮側となる緊張材が圧縮力を受けることができるため、引張側と圧縮側の両緊張材を通じて地震力が補強基礎に伝達され、補強基礎で負担される。補強基礎に伝達された地震力は最終的には地盤で負担される。 Seismic force that is input to the existing building and transmitted to the seismic reinforcement frame when the structure is an existing building because the tension material is installed in tension between the reinforcing column joined to the frame and the reinforcing foundation. On the other hand, as described above, the tension material on the tension side bears a further tensile force. Further, since the tension material on the compression side can receive the compression force, the seismic force is transmitted to the reinforcement foundation through both the tension material on the tension side and the compression side, and is borne by the reinforcement foundation. The seismic force transmitted to the reinforcement foundation is ultimately borne by the ground.
緊張材が地震力に抵抗することに伴い、補強柱には緊張材の抵抗力の鉛直成分である鉛直方向下向きの圧縮力が作用するが、平常時と同様に鉛直下向きの力は補強柱に圧縮力として負担され、水平力は補強柱において相殺されるか、補強柱が接合されたフレームの梁に圧縮力として、または引張力として負担される。 As the tendon resists the seismic force, a vertical downward compressive force, which is the vertical component of the tendon's resistance, acts on the reinforcement column, but the vertical downward force is applied to the reinforcement column as usual. It is borne as a compressive force, and the horizontal force is canceled by the reinforcing column, or is applied as a compressive force or a tensile force to the beam of the frame to which the reinforcing column is joined.
一方、補強基礎の、緊張材の連結部分には緊張材から鉛直方向上向きの力（引き抜き力）と、地震力の作用の向きと同一向きの水平力が作用し、補強基礎には補強基礎を転倒させようとするモーメントと滑動させようとする水平力が作用するが、ここでも平常時と同様に鉛直上向きの力は補強基礎の下に構築される杭、またはアースアンカーで負担され、水平力は地盤、または杭で負担される。 On the other hand, in the reinforcement foundation, a vertical upward force (pull-out force) from the tension material and a horizontal force in the same direction as the action of the seismic force are applied to the connection portion of the tension material. The moment to fall and the horizontal force to slide are applied, but here again, as in normal times, the vertical upward force is borne by the pile built under the reinforcement foundation or the earth anchor, and the horizontal force Is borne by the ground or pile.
耐震補強架構が構造物の地上部分にのみ構築され、地中の基礎部分までに構築されない形式の場合には、耐震補強架構付加後の基礎と地上の架構との整合性が取れないことが多い。これに対し、本発明では補強基礎が構造物の基礎の周辺に構築され、補強柱と緊張材から伝達される地震力を負担し、あるいは地盤に伝達するのに十分な耐力を備え得るため、地上の耐震補強架構と補強基礎との整合性が取れ、地上の架構が負担する地震力を確実に地盤に伝達することが可能である。 When the seismic strengthening frame is constructed only on the ground part of the structure and not on the foundation part in the ground, the foundation after the seismic strengthening frame is often not consistent with the ground structure. . On the other hand, in the present invention, the reinforcement foundation is constructed around the foundation of the structure and can bear the seismic force transmitted from the reinforcement column and the tension material, or can have sufficient proof strength to transmit to the ground. The ground seismic reinforcement frame and the reinforcement foundation can be matched, and the seismic force borne by the ground frame can be reliably transmitted to the ground.
このように構造物に入力する地震力が補強柱と緊張材を通じて補強基礎に伝達され、最終的に地盤で負担されることで、構造物のフレームが負担すべき地震力が軽減されるため、フレームの地震力に対する安全性、すなわち耐震性能が向上する。 In this way, the seismic force that is input to the structure is transmitted to the reinforcement foundation through the reinforcing columns and tension members, and is finally borne by the ground, so the seismic force that the frame of the structure should bear is reduced. The safety against the seismic force of the frame, that is, the seismic performance is improved.
また耐震補強架構を構成する補強柱が例えばフレームの柱に沿った形で構築されることで、補強柱がフレームの開口を閉塞する形にならないようにすることが可能である。特に地震力に対する抵抗要素として引張力と圧縮力に抵抗する、予め緊張力が与えられた断面の小さいＰＣ鋼材等の緊張材が用いられることで、緊張材がフレームの開口を横切る形になる場合でも、緊張材が既存建物の美観、採光性、通風性等の建築的な機能に影響を与えることが少なく、建築的な機能が最大限に確保される。 Moreover, it is possible to prevent the reinforcing column from closing the opening of the frame by constructing the reinforcing column that constitutes the earthquake-resistant reinforcing frame along the column of the frame, for example. Especially when the tension material crosses the opening of the frame by using a tension material such as PC steel with a small cross section that has been given a tension force in advance as a resistance element against seismic force. However, the tension material hardly affects the architectural functions such as aesthetics, lighting, and ventilation of the existing building, and the architectural functions are ensured to the maximum.
加えて構造物が既存建物である場合には、耐震補強架構が既存建物のフレームの構面外に構築されることで、建物内での使用状態を阻害することがないため、使用状態を継続しながら、既存建物を耐震補強することが可能である。 In addition, if the structure is an existing building, the seismic reinforcement frame is built outside the frame of the frame of the existing building, so it will not hinder the usage status inside the building, so the usage status will continue. However, it is possible to seismically strengthen existing buildings.
請求項１、もしくは請求項２に記載の緊張材を用いた耐震補強架構は請求項３に記載のように、柱・梁からなるフレームの構面外に、成方向、もしくは幅方向に間隔を置いて並列する複数本の柱部材と、その軸方向の一部区間に挟み込まれる圧縮材から構成される補強柱を構築する工程と、基礎の周辺に前記補強柱を支持する補強基礎を構築する工程と、前記補強柱と前記補強基礎との間に、鉛直に対して傾斜する１本、もしくは複数本の緊張材を張架する工程を経ることにより完成する。補強柱を構築する工程においては、前記並列する柱部材間の前記緊張材の張架位置に圧縮材を介在させると共に、前記緊張材を、前記並列する柱部材と前記圧縮材を挿通させて前記柱部材に定着させ、前記圧縮材にそれを挟む前記並列する柱部材から緊張材の反力としての圧縮力を受けさせることが行われる。
The seismic strengthening frame using the tension material according to claim 1 or
補強柱が複数本の柱部材から構成され、柱部材間に圧縮材が介在することで、緊張力の反力を負担すべき長さを補強柱において確保することができるため、補強柱の側面に凸部を形成することが不要になる。この結果、構造物の外観上の見栄えが向上し、デザインへの制約を解消することができる。 Since the reinforcing column is composed of a plurality of column members and a compression material is interposed between the column members, the length that should bear the reaction force of the tension force can be secured in the reinforcing column. It is not necessary to form a convex portion on the surface. As a result, the appearance of the structure can be improved and restrictions on the design can be eliminated.
また補強柱の内、材軸方向には圧縮材以外の区間が開放するため、構造物内からの眺望、及び構造物内への採光と通風を確保することができる。 Moreover, since sections other than the compression material are opened in the material axis direction in the reinforcing pillar, it is possible to ensure a view from the inside of the structure, and lighting and ventilation in the structure.
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は柱１０ａと梁１０ｂからなるフレーム１０の構面外に構築される補強柱２と、基礎１１の周辺に構築され、補強柱２を支持する補強基礎５と、補強柱２と補強基礎５との間に、鉛直に対し、傾斜して張架される１本、もしくは複数本の緊張材６とを備え、補強柱２が複数本の柱部材３と、隣接する柱部材３、３間の緊張材６の張架位置に介在する圧縮材４から構成されている耐震補強架構１の具体例を示す。図２は図１の緊張材６を通る縦断面を示す。耐震補強架構１は主として既存の構造物を対象とするが、新設の構造物に対しても適用される。
FIG. 1 shows a reinforcing
フレーム１０は既存と新設を問わず、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造、あるいは鋼管コンクリート造等で構築される。補強柱２と補強基礎５は鉄骨造、または鉄筋コンクリート造、あるいは鉄骨鉄筋コンクリート造、もしくは鋼管コンクリート造等で構築され、コンクリート造の場合は現場打ちコンクリート造とプレキャストコンクリート製の場合がある。緊張材６には前記の通り、ＰＣ鋼材や繊維強化材料が使用される。
The
補強柱２は成方向、もしくは幅方向に複数本の柱部材３に分割されるが、緊張材６に与えられる緊張力の反力を材軸方向の圧縮力として負担することから、複数本の柱部材３が集合したときの全柱部材３の断面積の総和はこの圧縮力に抵抗できるだけの大きさを持つ。全柱部材３によって緊張力の反力を負担できれば、補強柱２の分割数と各柱部材３の断面形状は問われない。図面では補強柱２を２本の柱部材３に分割し、その間に圧縮材４を介在させているため、１本の柱部材３を長方形の断面形状にしているが、補強柱２は３本以上の柱部材３に分割され、長方形以外の断面に形成されることもある。
The reinforcing
補強柱２、すなわち柱部材３と圧縮材４は主として材軸方向圧縮力を負担することから、鉄筋コンクリート造で構築、または製作されるが、鉄骨で、または両者の複合構造で構築、もしくは製作されることもある。圧縮材４は柱部材３とは別体、もしくは一体で製作され、現場において隣接する柱部材３、３間に挟まれた形で柱部材３、３に一体化する場合と、予め柱部材３、３に一体化させられている場合がある。また補強柱２は現場で構築される他、図１〜図３に示すように層単位の長さで、もしくはより細分化された長さで予め製作され、現場で互いに接合されることもある。
Since the reinforcing
圧縮材４の断面積と断面形状、及び厚さ、もしくは幅と材軸方向の長さは柱部材３の断面形状と緊張材６に導入される緊張力の大きさ等によって決められる。例えば図５に示す従来の緊張材に導入される緊張力と同一の緊張力を緊張材６に導入すると仮定したとき、従来の定着部において、補強柱に緊張材の架設方向に必要とされる、圧縮力負担のためのボリュームと同等程度のボリュームが確保されるように圧縮材４の寸法が決められる。
The cross-sectional area and cross-sectional shape, thickness, or width and length in the material axial direction of the
図３における柱部材３の幅が図５に示す従来の補強柱の幅と同等で、柱部材３の厚さが従来の補強柱の成の半分であるとすれば、図５における凸部の、補強柱側面からの突出長さ（厚さ）に相当する厚さを圧縮材４が有すればよいことになる。この場合、図５における凸部の定着端面は緊張材の材軸に対して垂直な面をなしているため、圧縮材４が凸部の厚さと同等程度の厚さを有すれば、図３−（ｂ）に示すように柱部材３の側面から、緊張材６を定着させるための空間として切欠き部３ａを形成することができる。結果として緊張材６の端部を柱部材３の側面から突出しないように柱部材３内に納めることができる。
If the width of the
柱部材３の切欠き部３ａは三角柱状、または円柱を斜めに切断した形状等に形成され、緊張材６の材軸に直交する面が緊張材６の定着面となる。緊張材６はこの定着面にナットや楔により定着され、端部に止水処理が施される。切欠き部３ａは止水処理後、モルタル等の充填材で埋められることもある。
The
補強基礎５は補強柱２を支持することから、補強柱２の下に構築され、緊張材６毎に独立して、または図４に示すように緊張材６の本数に応じて連続して構築される。補強基礎５の形態は緊張材６の架設方法と架設本数によって決められる。補強基礎５の下には沈下に対する抵抗力や引き抜きに対する抵抗力を持たせるために、必要に応じて杭１２やアースアンカー１３が打設、もしくは構築される。補強基礎５は構造物の基礎１１から独立して構築される場合と、図２に示すように基礎１１に一体化させられる場合がある。
Since the reinforcing foundation 5 supports the reinforcing
緊張材６は補強柱２と補強基礎５との間に架設されるため、補強柱２の、緊張材６の挿通部分には挿通孔が形成される。この挿通孔には緊張材６の防錆等のためにシース７が配置される。
Since the
緊張材６は図４−（ａ）、（ｂ）に示すように補強柱２の両側に架設される場合と、（ｃ）、（ｄ）に示すように補強柱２の片側に架設される場合がある。（ａ）は補強柱２の片側に関して複数本の緊張材６を分散させて架設し、緊張材６の補強基礎５側の端部を１箇所に集中させて定着させた場合、（ｂ）は複数本の緊張材６を互いに平行に架設し、各緊張材６を独立させて補強基礎５に定着させた場合である。
The
補強基礎５と緊張材６が補強柱２の両側に、対称に配置される図４−（ａ）、（ｂ）の場合、補強柱２が負担する鉛直下向きの力は補強柱２の片側にのみ配置される場合の２倍になるものの、補強柱２には圧縮力として作用するため、補強柱２内で処理され、水平力は補強柱２において相殺される。このため、フレーム１０には負担が生じない上、水平力が補強基礎５には圧縮力として作用するため、補強基礎５内で処理される利点がある。
In the case of FIGS. 4A and 4B in which the reinforcing foundation 5 and the
また補強基礎５における鉛直上向きの力が補強柱２に関してほぼ対称に作用することから、補強基礎５に転倒モーメントが生ずることがないため、転倒モーメントに対する対策は不要であり、補強基礎５には部分的な浮き上がりに対する抵抗力のみを持たせればよいことになる。
Further, since the vertically upward force on the reinforcing foundation 5 acts almost symmetrically with respect to the reinforcing
図４−（ｂ）の場合には緊張材６が補強基礎５に分散して定着されることで、緊張材６からの引き抜き力が補強基礎５に分散して作用し、一定着箇所当たりの引き抜き力が、集中して定着される（ａ）の場合より低減されるため、緊張材６の定着部において浮き上がりに抵抗するためのアースアンカー１３を設置する必要性がなくなるか、低減される。また補強柱２の片側に関して緊張材６が平行に張架されることで、緊張材６を補強柱２の片側において２方向に張架することもできる。その場合、緊張材６の張架本数を多くすることができるため、構造物の耐震性能を一層向上させることも可能になる。
In the case of FIG. 4- (b), the
図４−（ｃ）は補強柱２からフレーム１０の構面に対し、外側へ向けて緊張材６を架設した場合、（ｄ）はフレーム１０の構面に対し、内側へ向けて架設した場合である。
4 (c) shows a case where the
図４−（ｃ）の場合には、平常時において緊張材６の緊張力の水平成分がフレーム１０の梁１０ｂに引張力として作用するため、フレーム１０が鉄骨造の場合には必要ないが、鉄筋コンクリート造の場合には引張力に対する抵抗要素としての鋼材等の補強材１５をフレームの梁に沿って付加することもある。また緊張材６が補強柱２からフレーム１０の構面の外側へ向けて張架されることで、緊張材６がフレーム１０の開口を横切る形にならないため、緊張材６が構造物の美観、採光性、通風性等の建築的な機能への影響を最小限にすることができる。
In the case of FIG. 4- (c), since the horizontal component of the tension force of the
図４−（ｄ）の場合には、平常時に緊張材６の緊張力の水平成分がフレーム１０の梁１０ｂに圧縮力として作用するため、フレーム１０が鉄筋コンクリート造の場合には必要ないが、鉄骨造の場合には圧縮力に対する抵抗要素や座屈止めを梁１０ｂに沿って付加することもある。
In the case of FIG. 4- (d), since the horizontal component of the tension force of the
緊張材６はまた、図３−（ａ）の２本の緊張材６、６をその立面上の交点に関して上下対称に配置されること、すなわち補強柱２の片側において２方向に向けて架設されることもある。
The
図１、図２はまた、補強柱２がフレーム１０から距離を置いた位置に構築され、フレーム１０から張り出して構築される張出部材８に一体化した場合の耐震補強架構１の例を示している。張出部材８は主に既存建物に耐震補強架構１を付加する場合に構築される。既存建物の外周部にバルコニー１４がある場合、張出部材８はバルコニー１４を構造材として利用できるよう、バルコニー１４との一体性を確保するように構築される。
1 and 2 also show an example of the seismic reinforcement frame 1 when the reinforcing
張出部材８はフレーム１０の柱１０ａ、または梁１０ｂから構面外へ突出する形で構築されるが、フレーム１０に入力する地震力が補強柱２に流れるようにフレーム１０との一体性が確保される。
The overhanging member 8 is constructed so as to protrude from the
図面では既存フレームの梁１０ｂの側面にプレキャストコンクリート製の、または現場打ちコンクリート造の張出部材８を配置、または構築し、梁１０ｂと張出部材８を構面外方向に貫通するＰＣ鋼材等の引張材９を緊張し、張出部材８を梁１０ｂに圧着接合することによって張出部材８をフレーム１０に一体化させている。張出部材８と補強柱２の柱部材３との一体性も同様に、張出部材８と柱部材３を貫通する引張材９を緊張すること等によって確保される。
In the drawing, a precast concrete or cast-in-place concrete overhanging member 8 is arranged or constructed on the side surface of the
１………耐震補強架構
２………補強柱
３………柱部材
３ａ……切欠き部
４………圧縮材
５………補強基礎
６………緊張材
７………シース
８………張出部材
９………引張材
１０……フレーム
１１……基礎
１２……杭
１３……アースアンカー
１４……バルコニー
１５……補強材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 .........
Claims (3)
前記各緊張材は前記並列する柱部材と前記圧縮材を挿通して前記柱部材に定着され、前記圧縮材はそれを挟む前記並列する柱部材から緊張材の反力としての圧縮力を受けていることを特徴とする緊張材を用いた耐震補強架構。
A reinforcement column constructed outside the frame surface composed of columns and beams, a reinforcement foundation constructed around the foundation and supporting the reinforcement column, and between the reinforcement column and the reinforcement foundation with respect to the vertical One or a plurality of tendons stretched in an inclined manner, and the reinforcing column is composed of a plurality of column members juxtaposed at intervals in the composition direction or the width direction, and the axial direction thereof It is sandwiched between some sections, and is composed of a compression material that is interposed at the tension position of the tension material between the parallel column members ,
Each of the tension members is fixed to the column member through the parallel column member and the compression member, and the compression member receives a compression force as a reaction force of the tension member from the parallel column member sandwiching the compression member. Retrofit Frames using tendons, characterized in that there.
前記補強柱を構築する工程において、前記並列する柱部材間の前記緊張材の張架位置に圧縮材を介在させると共に、前記緊張材を、前記並列する柱部材と前記圧縮材を挿通させて前記柱部材に定着させ、前記圧縮材にそれを挟む前記並列する柱部材から緊張材の反力としての圧縮力を受けさせることを特徴とする緊張材を用いた耐震補強架構の施工方法。
Reinforcement pillar composed of multiple pillar members arranged in parallel with a gap in the direction of formation or width, and a compression material sandwiched in a partial section in the axial direction outside the frame surface composed of pillars and beams A step of constructing a reinforcing foundation for supporting the reinforcing column around the foundation, and one or a plurality of tensions inclined between the reinforcing column and the reinforcing foundation. Including stretching a material,
In the step of constructing the reinforcing column , a compression material is interposed at a tensioning position of the tension material between the parallel column members, and the tension material is inserted through the parallel column member and the compression material. A method for constructing an earthquake-proof reinforcement frame using a tension member , wherein the column member is fixed, and the compression member receives a compression force as a reaction force of the tension member from the parallel pillar members sandwiching the compression member .
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