JP6166560B2 - 免震建物の増築構造 - Google Patents

Description

本発明は、免震建物の増築構造に関する。

既存免震建物と一体化させて増設免震建物を増築する免震建物の増築方法が提案されている。例えば、特許文献１には、既存構造物と切り離して増設構造物を構築した後に、既存構造物と増設構造物を連結する免震構造物の増築方法が開示されている。

しかし、特許文献１の免震構造物の増築方法では、既存構造物と増設構造物を互いの基礎免震層の階で連結するので、増設構造物の基礎免震層を既存構造物の基礎免震層と同じ高さに配置する必要がある。よって、増設構造物の設計に制限が加えられてしまう。

特開２０００−２０４７７２号公報

本発明は係る事実を考慮し、増設免震建物の設計自由度を高くすることができる免震建物の増築構造を提供することを課題とする。

第１態様の発明は、既存免震建物又は増設免震建物の基礎免震層を構成する階以外の階のみを、前記増設免震建物又は前記既存免震建物の階に連結して、前記既存免震建物と前記増設免震建物を一体化した免震建物の増築構造である。

第１態様の発明では、既存免震建物又は増設免震建物の基礎免震層を構成する階以外の階のみを、増設免震建物又は既存免震建物の階に連結するので、既存免震建物と増設免震建物の基礎免震層の高さを同じにしなくてもよい。

例えば、既存免震建物と増設免震建物の連結の為に、増設免震建物に地下階を構築する必要がない。また、例えば、既存免震建物側又は増設免震建物側に配置されている又は配置される、擁壁、スロープ、通路、廊下、道路、鉄道等により連結が困難な階を避けて、既存免震建物と増設免震建物を連結することができる。これらにより、増設免震建物の設計自由度を高くすることができる。

第２態様の発明は、第１態様の免震建物の増築構造において、前記既存免震建物の前記連結した階よりも下方にある全階層分の層剛性と、前記増設免震建物の前記連結した階よりも下方にある全階層分の層剛性を略等しくしている。

第２態様の発明では、既存免震建物の連結した階よりも下方にある全階層分（以下、「既存免震建物の下部層」とする）の層剛性と、増設免震建物の連結した階よりも下方にある全階層分（以下、「増設免震建物の下部層」とする）の層剛性を略等しくすることにより、地震時に、既存免震建物の下部層と、増設免震建物の下部層を一体に挙動させて、既存免震建物と増設免震建物に捩じれ差や変形差を生じ難くし、連結部分に作用する力を小さくすることができる。これにより、例えば、連結部分に必要な強度を低減できるので、容易な連結方法や短時間での連結方法を用いることができる。

また、既存免震建物の下部層の層剛性と、増設免震建物の下部層の層剛性を略等しくすることにより、地震時に増設免震建物の下部層から既存免震建物の下部層へ力が流れてきて既存免震建物の下部層に生じる応力が、既存免震建物と増設免震建物を連結する前よりも大きくなるのを低減することができる。これにより、既存免震建物の補強を不要にする、又は軽減することができる。

第３態様の発明は、第１又は第２態様の免震建物の増築構造において、前記既存免震建物と前記増設免震建物の階は、緊張材によって緊結されることにより前記連結されている。

第３態様の発明では、既存免震建物と増設免震建物の階を、施工効率のよい方法で確実に連結することができる。

本発明は上記構成としたので、増設免震建物の設計自由度を高くすることができる。

本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造を示す立面図である。 本発明の実施形態に係る連結部を示す拡大図である。 本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造を示す立面図である。 本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造を示す立面図である。 本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造を示す立面図である。 本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造を示す立面図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造について説明する。

図１の立面図には、既存免震建物１０に隣接して増設免震建物１２が構築（増築）された免震建物の増築構造１４が示されている。既存免震建物１０は、地盤１６上に建てられた地下２階及び地上８階建ての鉄筋コンクリート造建物であり、増設免震建物１２は、地盤１６上に建てられた地下１階及び地上１０階建ての鉄筋コンクリート造建物である。

既存免震建物１０は、基礎免震層１８により地盤１６上に免震支持された構造物２０を有して構成されている。基礎免震層１８には、地盤１６上に設けられたコンクリート基礎２２上に設置され、構造物２０を免震支持する積層ゴム支承等の免震装置２４が複数配置されている。

増設免震建物１２は、基礎免震層２６により地盤１６上に免震支持された構造物２８を有して構成されている。基礎免震層２６には、地盤１６上に設けられたコンクリート基礎３０上に設置され、構造物２８を免震支持する積層ゴム支承等の免震装置３２が複数配置されている。

既存免震建物１０と増設免震建物１２は、既存免震建物１０の地上１階に配置された床スラブ３４と、増設免震建物１２の地上１階に配置された床スラブ３６を連結することによって一体化されている。すなわち、既存免震建物１０の地上１階と増設免震建物１２の地上１階が連結されている。

また、他の箇所（床スラブ３４、３６以外の箇所）では、既存免震建物１０と増設免震建物１２は連結されておらず、既存免震建物１０と増設免震建物１２の地上２階以上は、床スラブ間にエキスパンションジョイント３８が設けられて、構造的に分離独立している。

すなわち、免震建物の増築構造１４では、既存免震建物１０の基礎免震層１８を構成する階以外の階（図１の例では、地上１階）のみを、増設免震建物１２の階（図１の例では、地上１階）に連結して、既存免震建物１０と増設免震建物１２を一体化している。

図２に示すように、既存免震建物１０の床スラブ３４と、増設免震建物１２の床スラブ３６は、床スラブ３４と一体に設けられた既存免震建物１０の大梁５８と、床スラブ３６と一体に設けられた連結用小梁６０を緊張材によって緊結することによって連結されている。図２には、緊張材としてＰＣ鋼棒４６が用いられている例が示されている。以下、既存免震建物１０（大梁５８）と、増設免震建物１２（連結用小梁６０）が連結されている部分を連結部Ｐとする。

また、図１に示すように、既存免震建物１０の連結部Ｐよりも下方にある全階層分の下部層４８の層剛性と、増設免震建物１２の連結部Ｐよりも下方にある全階層分の下部層５０の層剛性を略等しくしている。下部層４８は、既存免震建物１０の基礎免震層１８と、地下２階の階層５２と、地下１階の階層５４を合わせた層のことであり、下部層５０は、増設免震建物１２の基礎免震層２６と、地下１階の階層５６を合わせた層のことである。すなわち、既存免震建物１０の連結した階（地上１階）よりも下方にある全階層分（下部層４８）の層剛性と、増設免震建物１２の連結した階（地上１階）よりも下方にある全階層分（下部層５０）の層剛性を略等しくしている。

増設免震建物１２は、既存免震建物１０の免震装置２４、及び増設免震建物１２の免震装置３２をロックせずに、免震支持された状態で建てる。そして、既存免震建物１０と増設免震建物１２を連結しても既存免震建物１０及び増設免震建物１２が構造的に支障がない段階まで増設免震建物１２を建てた後に、既存免震建物１０と増設免震建物１２を連結する。例えば、増設免震建物１２の全てを建てた後や、増設免震建物１２の８割程度を建てた後に、既存免震建物１０と増設免震建物１２を連結する。なお、構造上及び施工上問題がなければ、どのタイミングで既存免震建物１０と増設免震建物１２を連結してもよい。

次に、本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造の作用と効果について説明する。

本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造１４では、図１に示すように、既存免震建物１０の基礎免震層１８を構成する階以外の階（本実施形態の例では、既存免震建物１０の地上１階）のみを、増設免震建物１２の階（本実施形態の例では、増設免震建物１２の地上１階）に連結するので、既存免震建物１０の基礎免震層１８と、増設免震建物１２の基礎免震層２６の高さを同じにしなくてもよい。

これによって、例えば、既存免震建物１０と増設免震建物１２の連結の為に、増設免震建物１２に地下階を構築する必要がない（本実施形態の場合には、増設免震建物１２を地下２階建てにしなくてもよい）。このことは、地下階を構築する深度に既設構造物があって根切りが面倒であったり、困難であったりする場合に、特に有効になる。

また、例えば、既存免震建物１０側又は増設免震建物１２側に配置されている又は配置される、擁壁、スロープ、通路、廊下、道路、鉄道等により連結が困難な階を避けて、既存免震建物１０と増設免震建物１２を連結することができるので、擁壁、スロープ、通路、廊下、道路、鉄道等の解体工事、撤去工事や、設計変更を行わずに、増設免震建物１２を増築することができる。これらにより、増設免震建物１２の設計自由度を高くすることができる。

さらに、本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造１４では、既存免震建物１０の連結した階（地上１階）よりも下方にある全階層分（下部層４８）の層剛性と、増設免震建物１２の連結した階（地上１階）よりも下方にある全階層分（下部層５０）の層剛性を略等しくすることにより、地震時に、既存免震建物１０の下部層４８と、増設免震建物１２の下部層５０を一体に挙動させて、既存免震建物１０と増設免震建物１２に捩じれ差や変形差を生じ難くし、連結部Ｐに作用する力を小さくすることができる。これにより、例えば、連結部Ｐに必要な強度を低減できるので、容易な連結方法や短時間での連結方法を用いることができる。

また、既存免震建物１０の下部層４８の層剛性と、増設免震建物１２の下部層５０の層剛性を略等しくすることにより、地震時に増設免震建物１２の下部層５０から既存免震建物１０の下部層４８へ力が流れてきて既存免震建物１０の下部層４８に生じる応力が、既存免震建物１０と増設免震建物１２を連結する前よりも大きくなるのを低減することができる。これにより、既存免震建物１０の改修（例えば、既存免震建物１０の躯体の補強、既存免震建物１０の免震装置２４の交換）を不要にする、又は軽減することができる。

さらに、本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造１４では、既存免震建物１０と増設免震建物１２の階を、連結部Ｐで緊張材（ＰＣ鋼棒４６）によって緊結することにより、施工効率のよい方法で確実に連結することができる。

また、本発明の実施形態に係る免震建物の増築構造１４では、既存免震建物１０と増設免震建物１２の階を連結部Ｐで緊結することにより、緊結した階（連結部Ｐ）よりも上の階同士のクリアランスを１００mm程度にすることができる（一般に、図１に示した建物規模程度において、従来の免震建物同士を連結せずに隣り合わせた場合に必要なクリアランスは、１０００mm程度であり、従来の耐震建物同士を連結せずに隣り合わせた場合に必要なクリアランスは、４００mm程度である）。

これにより、１００mm程度のクリアランスに対応可能なエキスパンションジョイント３８を設置すればよいので、「装置コスト」、「設置コスト」、「ユーザビリティの低下」、「建物外装の意匠性の低下」を低く抑えることができる。また、既存免震建物１０の近くに増設免震建物１２を構築することができるので、増設免震建物１２を増設するために必要な敷地を小さくすることができる。これにより、敷地の有効活用が図られ、効率的な建築計画を行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。

なお、本実施形態では、図１に示すように、既存免震建物１０の基礎免震層１８を構成する階以外の階のみを、増設免震建物１２の階に連結して、既存免震建物１０と増設免震建物１２を一体化した例を示したが、増設免震建物１２の基礎免震層２６を構成する階以外の階のみを、既存免震建物１０の階に連結して、既存免震建物１０と増設免震建物１２を一体化してもよい。すなわち、既存免震建物１０及び増設免震建物１２のどちらか一方が基礎免震層を構成する階で連結されていなければよい。

よって、既存免震建物１０と増設免震建物１２の地下階の深さ、地上階の高さや、地下階及び地上階の階数は、等しくても異なっていてもよい。例えば、本発明の免震建物の増築構造の構成を、図３〜６に示す免震建物の増築構造６２、６４、６６、６８のようにしてもよい。図３に示す免震建物の増築構造６２では、既存免震建物１０を、地盤１６上に建てられた地下２階及び地上５階建ての鉄筋コンクリート造建物とし、増設免震建物１２を、地盤１６上に建てられた地下１階及び地上７階建ての鉄筋コンクリート造建物としている。そして、既存免震建物１０の地上１階（地上１階に配置された床スラブ）と、増設免震建物１２の地上１階（地上１階に配置された床スラブ）を連結部Ｐで緊張材によって緊結して連結し、既存免震建物１０と増設免震建物１２の地上２階以上に配置された床スラブ同士の間にエキスパンションジョイント３８が設置されている。

図４に示す免震建物の増築構造６４では、既存免震建物１０を、地盤１６上に建てられた地下２階及び地上５階建ての鉄筋コンクリート造建物とし、増設免震建物１２を、地盤１６上に建てられた地上７階建ての鉄筋コンクリート造建物としている。そして、既存免震建物１０の地上１階（地上１階に配置された床スラブ）と、増設免震建物１２の地上１階（地上１階に配置された床スラブ）を連結部Ｐで緊張材によって緊結して連結し、既存免震建物１０と増設免震建物１２の地上２階以上に配置された床スラブ同士の間にエキスパンションジョイント３８が設置されている。

図５に示す免震建物の増築構造６６では、既存免震建物１０を、地盤１６上に建てられた地下２階及び地上５階建ての鉄筋コンクリート造建物とし、増設免震建物１２を、地盤１６上に建てられた地下３階及び地上５階建ての鉄筋コンクリート造建物としている。そして、既存免震建物１０の地下２階（地下２階に配置された床スラブ）と、増設免震建物１２の地下２階（地下２階に配置された床スラブ）を連結部Ｐで緊張材によって緊結して連結し、既存免震建物１０と増設免震建物１２の地下１階以上に配置された床スラブ同士の間にエキスパンションジョイント３８が設置されている。

図６に示す免震建物の増築構造６８では、既存免震建物１０を、地盤１６上に建てられた地下２階及び地上５階建ての鉄筋コンクリート造建物とし、増設免震建物１２を、地盤１６上に建てられた地下２階及び地上７階建ての鉄筋コンクリート造建物としている。そして、既存免震建物１０の地上１階（地上１階に配置された床スラブ）と、増設免震建物１２の地上１階（地上１階に配置された床スラブ）を連結部Ｐで緊張材によって緊結して連結し、既存免震建物１０と増設免震建物１２の地上２階以上に配置された床スラブ同士の間にエキスパンションジョイント３８が設置されている。

また、本実施形態では、図１に示すように、既存免震建物１０の基礎免震層１８を構成する階以外の階のみを、増設免震建物１２の階に連結して、既存免震建物１０と増設免震建物１２を一体化した例を示したが、既存免震建物１０及び増設免震建物１２のどちらか一方が基礎免震層を構成する階で連結されなければ、連結した階以外の階同士（本実施形態の例では、既存免震建物１０の地上１階と増設免震建物１２の地上１階以外の階）を連結しなくてもよいし、連結してもよい。連結する階を少なくすれば、既存免震建物１０の改修工事手間を軽減することができ、工期短縮やコスト低減を図ることができる。連結する階を多くすれば、既存免震建物１０と増設免震建物１２との間のクリアランスを小さくできる。

連結する階は、できるだけ下の階が好ましいが、本発明の効果が得られれば、上の階でもよい。１つの階だけで連結する場合、できるだけ下の階で連結した方が建物下層の一体化度合いを高めることができるので好ましいが、本発明の効果が得られれば上の階でもよい。

さらに、本実施形態では、既存免震建物１０と増設免震建物１２を緊張材によって緊結して連結した例を示したが、既存免震建物１０と増設免震建物１２を連結により一体にできる方法であればよい。例えば、既存免震建物１０を構成する躯体梁のコンクリートを斫って梁鉄筋を露出させ、増設免震建物１２を構成する躯体梁の梁鉄筋と接続することにより、既存免震建物１０と増設免震建物１２を連結してもよいし、既存免震建物１０を構成する躯体壁にあと施工アンカーを打設し、増設免震建物１２を構成する躯体梁の梁鉄筋と接続することにより、既存免震建物１０と増設免震建物１２を連結してもよい。また、既存免震建物１０と増設免震建物１２の躯体が鉄骨の場合には、溶接やボルト接合によって、既存免震建物１０と増設免震建物１２の躯体同士を連結してもよい。

また、本実施形態で示した増設免震建物１２は、長期設計において独立して成立する建物構造にしてもよいし、既存免震建物１０と連結されて一体化されることにより長期設計において成立する建物構造にしてもよい。増設免震建物１２を、長期設計において独立して成立する建物構造にすれば、既存免震建物１０側の連結部Ｐに対する耐火被覆を省くことができる（火災によって連結部Ｐの連結が解かれた場合においても、増設免震建物１２が倒れることなく独立して建っていられる）ので好ましい。

さらに、本実施形態では、既存免震建物１０の下部層４８の層剛性と、増設免震建物１２の下部層５０の層剛性を略等しくした例を示したが、既存免震建物１０の下部層４８の層剛性と略等しくなるように増設免震建物１２の下部層５０を設計してもよいし、増設免震建物１２の下部層５０の層剛性と略等しくなるように既存免震建物１０の下部層４８に改修工事を施してもよいし、新たに設定した層剛性と略等しくなるように増設免震建物１２の下部層５０を設計し且つ既存免震建物１０の下部層４８に改修工事を施してもよい。

また、本実施形態では、既存免震建物１０の下部層４８の層剛性と、増設免震建物１２の下部層５０の層剛性を略等しくした例を示したが、既存免震建物１０の下部層４８の層剛性と、増設免震建物１２の下部層５０の層剛性は、完全に等しくなくてもよく、既存免震建物１０の下部層４８の層剛性と、増設免震建物１２の下部層５０の層剛性は、略等しければよい。すなわち、地震時に、既存免震建物１０の下部層４８と、増設免震建物１２の下部層５０を一体に挙動させて、既存免震建物１０と増設免震建物１２に捩じれ差や変形差を生じ難くし、連結部Ｐに作用する力を小さくすることができ、また、地震時に増設免震建物１２の下部層５０から既存免震建物１０の下部層４８へ力が流れてきて既存免震建物１０の下部層４８に生じる応力が、既存免震建物１０と増設免震建物１２を連結する前よりも大きくなるのを低減することができれば、既存免震建物１０の下部層４８の層剛性と、増設免震建物１２の下部層５０の層剛性は、完全に等しくしてもよいし、概ね等しくしてもよい。

さらに、本実施形態では、既存免震建物１０及び増設免震建物１２を鉄筋コンクリート造とした例を示したが、本実施形態は、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）、それらの混合構造など、さまざまな構造や規模の既存免震建物及び増設免震建物に対して適用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 既存免震建物
１２ 増設免震建物
１４、６２、６４、６６、６８ 免震建物の増築構造
１８、２６ 基礎免震層
４６ ＰＣ鋼棒（緊張材）

Claims (2)

1. 既存免震建物又は増設免震建物の基礎免震層を構成する階以外の階のみを、前記増設免震建物又は前記既存免震建物の階に連結して、前記既存免震建物と前記増設免震建物を一体化した、且つ、
   前記既存免震建物の前記連結した階よりも下方にある全階層分の層剛性と、前記既存免震建物の基礎免震層と基礎免震層の高さ方向の位置が異なる前記増設免震建物の前記連結した階よりも下方にある全階層分の層剛性を略等しくしている免震建物の増築構造。
2. 既存免震建物又は増設免震建物の基礎免震層を構成する階以外の階のみを、前記増設免震建物又は前記既存免震建物の階に連結して、前記既存免震建物と前記増設免震建物を一体化した、且つ、前記既存免震建物と前記増設免震建物の階が緊張材によって緊結されることにより前記連結されている免震建物の増築構造。

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